CN1796019A - 改良自行车、机车辐条牙部结构的方法 - Google Patents

Abstract

本发明是提供一种改良自行车、机车辐条牙部结构的方法，主要是采用机械加工中的冲压方式使牙部成型并改变辐条牙部的直径，且借此使牙底的直径大于或等于辐条本体的直径，再于牙部上借造牙机滚出牙纹，使其从前端牙开始牙高递增，中部等高，而邻近后段牙时牙高递减，以使辐条牙部的牙纹能全部旋入相配合的辐帽内牙中，而得以避免牙部的外露成为应力的集中点，以及发生耐劳度不足导致牙部断裂的情况；且此一作法所得的辐条将达到强度提高、简化组装工厂的组装管理及方便修补市场等实质效益。

Description

改良自行车、机车辐条牙部结构的方法

技术领域

本发明是关于一种改良辐条牙部结构的技术。换言之，指一种能增加辐条牙部耐疲劳度设计的加工方法；主要是改变辐条牙部的牙径，借以改善其与辐帽结合的结构，同时因牙底截面积的增大，克服辐条在此部位抗疲劳度不足的现象。

背景技术

就辐条的结构强度及耐疲劳度而言，颈部因承受剪力而导致其抗拉能力最低，弯曲部因承受震动而导致其耐疲劳度最差；故绝大多数的断裂均在弯头处发生，其次则发生在牙部，探究原因如图1(A)所示，传统辐条的牙部，其牙底直径ψB＜ψA，末端牙为辐帽锁入的极限点，即使辐条未达张力标准也将无法再锁入调整。如图1(B)所示，由于传统牙型的特性，再加上轮圈并非真圆，故传统轮组必须保留1～2mm的外露牙，以预留调整轮组偏摆的空间。但是实际上就外露牙(未与辐帽内牙咬合的牙纹)的设计来说，由于辐条牙部呈锯齿状，非常不利于承受与牙纹同方向的横向力及弯曲应力，故往往因轮组复杂的辐条编织方向所产生的横向应力，在辐条不断地被拉伸及压缩的情况下，造成疲劳断裂，如图2(A)、图2(B)所示。

对于轮组而言，只要一根辐条发生断裂，其余辐条因受力不均亦会陆续断裂，进而危害骑乘者的安全。

再者，由于牙部断裂的情况，低于弯头部断裂的频率，因此业界鲜少有针对辐条牙部结构提出具体改善的设计。但在强化辐条弯头部结构的方法被提出后(申请人先前所申请的申请案号第92010699号专利)，辐条在弯头部的抗拉强度及耐疲劳度已大幅度提高，故牙部结构的耐疲劳度相对不足的情况，开始受到重视。

况且，上述传统牙纹的牙高，从前端牙至末端牙均为等高设计，在手工组轮或自动组轮的过程中，都会发生辐帽不易锁入的情况，而大大减低生产速度，尤其在极度重视生产效率的今天，辐条的牙部结构确有改良的必要。

本案发明人有感于此，积极寻求解决之道，乃凭其长年制造辐条所累积的专业知识与设计制造的经验，经不断实验、试作及改良，终得以提出改良辐条牙部的设计及其加工方法，借此供业界广泛使用，并进一步提高产业上的竞争力与附加价值。

发明内容

因此，本发明的主要目的乃在于提供一种改良自行车、机车辐条牙部结构的方法，主要是利用机械加工的方式，改变牙部的直径及其形状；借此当牙部经滚牙后，利用牙底直径大于或等于辐条本体直径的特性，能达以下效果：

(一)辐条牙部可与辐帽内牙螺合，而辐条本体可自由穿进辐帽，使辐条牙部的牙纹完全为辐帽的内牙所涵盖，消除了因牙纹外露所产生的结构缺陷，抗疲劳度因此得显著提高。

(二)因牙底截面积大于或等于辐条本体截面积，故牙部的抗拉强度亦相对提高。

抗拉荷重F＝T_s(抗拉强度)×Area(截面积)

(三)从牙部前端开始牙尖高度递增，以方便辐帽旋入进行组装，整个中部保持等高，而邻近牙部末端(与辐条本体结合处)时，牙尖高度则递减，以减缓应力集中现象。上述牙尖高度递增段或递减段一般包括3-5个牙即可。

本发明改良自行车、机车辐条牙部结构的方法，其特征在于其步骤如下：

A、利用夹模固定线材；

B、利用冲模接触夹模并借其内撞针挤压线材；

C、线材挤压成型为具有特定形状的异径部；

D、将异径部送入造牙机内进行滚牙；

E、完成牙部结构制作；

如此达到强化辐条牙部结构强度的目的与功效。

有关本发明改良自行车、机车辐条牙部结构的方法的详细内容及技术，兹配合附图予以说明如下：

附图说明

图1(A)、图1(B)表示现有技术辐条牙部结构及组合的断面示意图。

图2(A)、图2(B)表示现有技术辐条的断裂示意图。

图3表示借本发明方法制成的辐条结构示意图。

图4为本发明一较佳实施例的辐条成型流程图(一)。

图5为本发明一较佳实施例的辐条成型流程图(二)。

图6表示借本发明方法令辐条结构具备不同牙部直径的牙部搭配辐帽示意图。

图7为本发明的另一较佳实施例的辐条成型流程图。

附图标号说明：辐条本体1；弯头部10；牙部11；夹模2；上夹模20；下夹模21；冲模3；内模30；撞针31；造牙机4；上牙模40；下牙模41；线材5；异径部50；辐帽6。

具体实施方式

本发明是提供一种改良自行车、机车辐条牙部结构的方法，该方法系采用机械加工方式来提高该辐条本体1的牙部11的结构强度并改良其形状；如图3所示，即为经本发明方法所制成包含弯头部10与具强化牙部11结构的辐条本体结构1；现列举较佳实施例，再将本发明做一完整说明：

首先，针对方法做介绍，请参阅图3～图5所示，在使用的设备上至少包括有夹模2、冲模3、造牙机4等，其步骤如下：

A、利用夹模2之上、下夹模20、21夹紧线材5，并使冲模3向前接近夹模2；

B、冲模3的内模30接触夹模2，其内的撞针31开始挤压线材5；

C、线材5的异径部50挤压成型后，冲模3开始后退；

D、线材5的异径部50送入造牙机4内，利用上、下牙模40、41进行滚牙；

E、完成辐条本体1的牙部11结构的制作，成品如图3所示。

依上述方法步骤，以实例说明；原线材直径为ψ2.0mm，拟制做长度12mm、异径部直径ψ2.3mm、滚牙长度9mm、牙尖外径2.5mm、牙底直径2.1mm的辐条牙部结构。

原线材直径A＝2.0mm

加工后牙部直径B＝2.3mm

欲加工成ψ2.3mm直径，长度D＝12mm的辐条牙部结构

所需原料线材ψ2.0mm的长度C＝D+E＝12+E(其中的E是撞针挤压距离)

从以下公式可得出C长度值：

(2.3mm/2)²×π×12mm＝(2.0mm/2)²×π×Cmm C＝15.87mm

这样E＝C-12＝3.87mm

故原线材ψ2.0mm的加工长度C＝15.87mm，撞针挤压距离E＝3.87mm。

异径部线材完成后送入造牙机滚牙，调整造牙机，使所制成的牙部各部尺寸分别为F＝2.5mm、G＝2.1mm、H＝9mm(F、G、H均为该例中的牙部规格，F为牙尖外径、G为牙底直径、H为滚牙长度)，至此即完成牙部的加工程序。

由上述说明可知，利用本发明方法制造出辐条本体1的牙部11结构，其中在牙部11的牙底直径采用大于或等于辐条本体1直径的设计，因此无抗拉强度不足的问题，且牙部11上的牙纹得以全部旋入辐帽的内牙中，彻底避免牙部11外露及成为应力集中点的情形，尤其牙部11的前端牙与后端牙的牙高分别具有递增与递减的设计，使其不论是在手工组轮或自动组轮的过程中均容易锁入辐帽6内，进而提高生产速度而收经济之效。

再者，举实例来作说明(如图6所示)，对自行车而言骑乘者的重量大半为后轮所负载，故在高级车的设计上，多以前轮使用15G的辐条本体1，其直径ψ1.8mm，配合15G的辐帽6，后轮则使用14G的辐条本体1，直径ψ2.0mm，配合14G的辐帽6；但因14G与15G辐帽6外形类似，同时使用时极易混淆，往往造成组装工厂管理上的不便，因此透过本发明方法所制造出的辐条本体1便无此麻烦，可视需求自行决定牙部的直径，即便使用15G的辐条本体1又能同时拥有14G的牙纹，将适足以简化辐帽6的使用规格。

另外，在本发明上述方法中，主要系单独针对辐条本体1的牙部11的制造，当然在制造牙部11的同时亦可同步进行弯头部10的制造，即利用本加工法来制作双抽式辐条(Double Butted spoke)，请配合参阅图7所示，其步骤如下：

A、线材5整直切断；

B、线材5两端同步加工，即使两端借上述方法形成异径部50；

C、打头，将线材5欲形成弯头部10之端再加工成扁平状的头部；

D、打弯，将上述头部再经加工成弯曲状，即完成弯头部10的制作；

E、最后将另一端异径部50经造牙机4进行滚牙，而完成牙部11的制作；

如此，便得到一完整且具足够强度牙部11的辐条本体1结构。

归纳以上说明可知，采用现有技术方法制造出的辐条在改用本发明方法后能增大牙部11直径与形状，并进一步提高其结构强度，尤其设于牙部11前端牙与末端牙的递增与递减设计，不仅能利于辐帽6的组配，亦能使牙部11全部旋入辐帽6内牙中，能有效避免抗拉强度不足所产生的牙部11断裂情形。

值得一提的是，由于本发明所采用系机械加工方式中的冲压成型的作法，故可令辐条的牙部在不变更其使用材料的用量下自然改变其直径与形状，且在改变其直径的同时，又能令该牙部所能承受的拉力与剪力提高，不仅有别于现有技术单纯增加材料用量(即选用直径较厚的钢材)，更为发明人巧思运用的一举两得的完美设计。

Claims (3)

1、一种改良自行车、机车辐条牙部结构的方法，该方法采用机械加工方式来提高该辐条本体的牙部结构强度，其特征在于其步骤如下：

A、利用夹模固定线材；

B、利用冲模接触夹模并借其内撞针挤压线材；

C、线材挤压成型为具有特定形状的异径部；

D、将异径部送入造牙机内进行滚牙；

E、完成牙部结构制作；

如此达到强化辐条牙部结构强度的目的与功效。

2、如权利要求1所述的改良自行车、机车辐条牙部结构的方法，其中据此方法制成辐条的牙部结构其牙底直径大于或等于辐条直径。

3、如权利要求1所述的改良自行车、机车辐条牙部结构的方法，其中据此方法制成辐条的牙部结构，从牙前端开始其牙尖高度递增，中部等高，而邻近后端牙时其牙尖高度递减。

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