KR101034452B1 - Producing method for bike's carbon rim - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고분자 복합재료를 경화시켜 림을 제조하되, 림의 내주면에 스포크가 결합될 수 있도록 알로이 보형물이 부착되고, 림의 외주면에 경량의 알로이 보형물이 부착되어 타이어 튜브가 장착될 수 있도록 한 알로이 보형물을 삽입한 카본림의 제조방법에 관한 것이다.The present invention is to produce a rim by curing the polymer composite material, the alloy implant is attached so that the spokes can be coupled to the inner peripheral surface of the rim, the lightweight alloy implant is attached to the outer peripheral surface of the rim so that the tire tube can be mounted It relates to a method for producing a carbon rim in which the implant is inserted.
본 발명은 튜브형태의 자전거 림의 제조방법에 있어서, 에어튜브의 내주면과 외주면에 각기 제1 및 제2보형물(31,32)을 부착하여 결합체를 제작하는 1단계(S1); 상기 1단계(S1)의 결합체의 외면에 고분자 복합재료를 입혀 래핑시키는 2단계(S2); 상기 2단계의 결합체를 내부금형에 넣고, 상기 내부금형을 외부금형에 넣은 다음 가열,가압에 의해 림(R)을 성형한 후 추출하는 3단계(S3); 상기 림(R)의 내측에 고압 에어를 주입하여 잔존물을 제거하는 4단계(S4)를 포함하여 이루어진다.The present invention provides a method for manufacturing a bicycle rim in the form of a tube, the first step of attaching the first and second implants (31, 32) to the inner and outer peripheral surfaces of the air tube (1) (S1); Step 2 (S2) of lapping a polymer composite material on the outer surface of the assembly of the first step (S1); A three step (S3) of putting the combination of the two steps into the inner mold, putting the inner mold into the outer mold, and then forming a rim (R) by heating and pressing; It comprises a four step (S4) for removing the residue by injecting high pressure air to the inside of the rim (R).
카본, 알로이, 보형물, 림 Carbon, alloy, implant, rim
Description
본 발명은 알로이 보형물을 삽입한 카본림의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고분자 복합재료를 경화시켜 림을 제조하되, 림의 내주면에 스포크가 결합될 수 있도록 알로이 보형물이 부착되고, 림의 외주면에 경량의 알로이 보형물이 부착되어 타이어 튜브가 장착될 수 있도록 한 알로이 보형물을 삽입한 카본림의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a carbon rim in which an alloy implant is inserted, and more particularly, to produce a rim by curing a polymer composite material, wherein an alloy implant is attached to the spoke to the inner circumferential surface of the rim, The present invention relates to a method for manufacturing a carbon rim in which an alloy implant having a lightweight alloy implant is attached to an outer circumferential surface so that a tire tube can be mounted.
일반적으로 자전거의 림은 바퀴의 틀을 형성하는 구조물로서 둥근 형태를 유지시켜 주고, 타이어 및 타이어 내부를 구성하는 튜브를 고정시켜 주는 역할을 한다. In general, the rim of the bicycle is a structure that forms the frame of the wheel to maintain a round shape, and serves to fix the tire and the tube constituting the inside of the tire.
이러한 자전거의 림은 튜브형태와 클린처형태의 두 가지가 대표적이며, 상기 튜브형태의 경우는 타이어를 결합시킴에 있어 접착제를 이용하여 설치하게 된다. The bicycle rim is representative of two types, a tube type and a clincher type. In the case of the tube type, the tire is installed by using an adhesive to bond the tire.
반면에 클린처형태의 경우에는 림을 구성하는 중공형태의 몸체 단부에 클린처가 구비되어 이 부위에 타이어가 고정된다.On the other hand, in the case of the clincher type, the clincher is provided at the end of the hollow body constituting the rim, and the tire is fixed to this part.
최근에는 품질 및 성능향상을 위해 자전거 림으로서 카본 림이 사용되고 있는 추세이다. 카본 림이라 함은 자전거의 림을 카본소재로 제작한 것을 일컫는데, 이러한 카본 림은 강성이 좋고, 무게가 가벼우며, 내구성이 뛰어나다.Recently, carbon rims are being used as bicycle rims for quality and performance improvement. Carbon rim refers to a bicycle rim made of a carbon material, the carbon rim is good rigidity, light weight, and excellent durability.
이러한 카본 림을 제조하기 위한 종래의 카본 림 제조방법은 에어튜브 표면에 카본시트를 입히는 래핑작업 실시하고, 상기 래핑작업된 에어튜브를 금형틀에 넣어 성형하게 된다. Conventional carbon rim manufacturing method for producing such a carbon rim is carried out by lapping the carbon sheet on the surface of the air tube, and the molded air tube is put into a mold to form.
이때, 성형시의 압력을 최대 15kgf/㎠ , 온도를 최대 130℃로 유지하고 에어주입 마우스(Mouse)를 이용하여 고온의 예열된 에어를 에어튜브 내로 공급시켜 림(Rim)을 성형하게 된다.At this time, the pressure at the time of molding is maintained at a maximum of 15kgf / ㎠, the temperature up to 130 ℃ and by using an air injection mouse (Mouse) to supply a high temperature pre-heated air into the air tube to form a rim (Rim).
도 1은 종래 자전거 림을 나타낸 사시도이다.1 is a perspective view showing a conventional bicycle rim.
도 1에 나타낸 바와 같이 종래 자전거 림(R')은 고분자 복합재료를 경화시킨 것으로 내주면에는 스포크(2a)가 결합되는 스포크 에어리어(20a)가 형성되고, 외면에는 브레이크와 접촉되는 브레이크파트(42a)가 형성되며, 외주면에는 금속부재(4a)가 부착되며, 이 금속부재(4a)에 타이어가 결합된다.As illustrated in FIG. 1, the conventional bicycle rim R ′ is a polymer composite material, and a
그러나 상기 종래기술은 림의 내주면에 스포크를 결합시키기 위해 금속재의 스포크 결합구가 장착되어야 하는데 림과 스포크 결합구의 재질이 상이하여 상호간의 접합력이 약하므로 쉽게 파손되는 문제점이 있었다.However, the prior art has to be equipped with a spoke coupler of the metal material to couple the spoke to the inner circumferential surface of the rim, the material of the rim and the spoke coupler is different, there is a problem that is easily broken because the bonding strength between each other is weak.
또한 외주면에 부착된 금속부재의 부피가 매우 크므로 중량이 무겁고 이로인해 자전거의 전체 무게가 증가되는 단점이 야기된다.In addition, since the volume of the metal member attached to the outer circumference is very large, the weight is heavy, which causes a disadvantage that the overall weight of the bicycle is increased.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 고분자 복합재료를 이용하여 튜브형태의 자전거 림을 제조하되, 림의 내주면 및 외주면에 알로이 보형물을 일체로 접합시킴으로써 스포크 결합구 및 타이어가 견고하게 장착될 수 있고, 경량화를 도모할 수 있는 알로이 보형물을 삽입한 카본림의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems of the prior art, while manufacturing a bicycle-shaped bicycle rim using a polymer composite material, by connecting the alloy implant to the inner and outer peripheral surfaces of the rim integrally spoke spokes and tires It is an object of the present invention to provide a method for producing a carbon rim in which an alloy implant can be mounted firmly and which can be reduced in weight.
상기한 본 발명의 목적은, 링 형상으로 된 에어튜브의 내주면과 외주면에 각기 제1 및 제2보형물을 부착하는 1단계; 상기 1단계의 에어튜브 표면에 고분자 복합재료를 입히는 2단계; 상기 2단계의 에어튜브을 금형틀에 넣어 림을 성형하는 3단계; 상기 림의 내측에 고압 에어를 주입하면서 경화시키는 4단계를 포함하는 알로이 보형물을 삽입한 카본림의 제조방법에 의해 달성된다.The above object of the present invention, the first step and attaching the first and second implants to the inner and outer peripheral surfaces of the ring-shaped air tube, respectively;
본 발명에 따르면 고분자 복합재료를 이용하여 튜브형태의 자전거 림을 제조하되, 림의 내주면 및 외주면에 알로이 보형물을 접합시킴으로써 스포크 결합구가 견고하게 장착될 수 있고, 경량화를 도모할 수 있는 알로이 보형물을 삽입한 카본림의 제조할 수 있다.According to the present invention, while manufacturing a tubular bicycle rim using a polymer composite material, by connecting the alloy implant to the inner and outer circumferential surface of the rim, the spoke coupler can be firmly mounted, the alloy implant can be reduced in weight The inserted carbon rim can be produced.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 토대로 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 따른 알로이 보형물을 삽입한 카본림의 제조방법을 나타낸 공정도, 도 3은 본 발명에 따라 제조된 알로이 보형물이 삽입된 카본림에 대한 단면도이다.2 is a process chart showing a method for producing a carbon rim inserted into the alloy implant according to the present invention, Figure 3 is a cross-sectional view of the carbon rim inserted into the alloy implant prepared according to the present invention.
도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 알로이 보형물을 삽입한 카본림의 제조방법은 As shown in Figure 2, the production method of the carbon rim inserting the alloy implant according to the present invention
튜브형태의 자전거 림의 제조방법에 있어서, 에어튜브의 내주면과 외주면에 각기 제1 및 제2보형물(31,32)을 부착하여 결합체를 제작하는 1단계(S1); 상기 1단계(S1)의 결합체의 외면에 고분자 복합재료를 입혀 래핑시키는 2단계(S2); 상기 2단계의 결합체를 내부금형에 넣고, 상기 내부금형을 외부금형에 넣은 다음 가열,가압에 의해 림(R)을 성형한 후 추출하는 3단계(S3); 상기 림(R)의 내측에 고압 에어를 주입하여 잔존물을 제거하는 4단계(S4)를 포함하여 이루어진다.A method of manufacturing a bicycle rim in a tube form, comprising: attaching first and
각 단계별로 설명하면 다음과 같다.Each step is described as follows.
1단계(S1)Step 1 (S1)
링 형상으로 제작된 에어튜브의 내주면과 외주면에 각기 제1 및 제2보형물(31,32)을 부착시켜 결합체를 제작한다.The first and
여기서 내주면이라함은 에어튜브의 내경을 의미하고, 외주면은 에어튜브의 외경을 의미한다.Here, the inner circumferential surface means the inner diameter of the air tube, and the outer circumferential surface means the outer diameter of the air tube.
상기 제1 및 제2보형물(31,32)은 고분자 복합재료(C)와 일체로 성형되는데 바람직하게는 상기 제1 및 제2보형물(31,32)은 알루미늄 알로이 재질을 사용한다.The first and
알루미늄 알로이를 적용함으로써 스포크 결합구(24)와의 결합력이 향상될 수 있으며, 무게도 현저히 경감시킬 수 있게 된다. By applying aluminum alloy, the bonding force with the
또한 도 3에 나타낸 바와 같이, In addition, as shown in FIG.
상기 제1보형물(31)은 종단면 형상을 보면, 양측이 하방을 향하여 만곡되어 반원형으로 형성되는 것으로, 그 상면에는 스포크 결합구(24)를 장착하기 위해 다수의 결합공이 형성되고, 특히 상기 결합공들 사이에는 다수의 통기공(310)이 형성된다.When looking at the longitudinal cross-sectional shape, the
상기 통기공(310)은 후술되는 공정에서 고압 공기의 주입시 수지가 통기공(310)을 통해 용이하게 배출될 수 있어 중량을 가볍게 만들 수 있는 역할을 한다.The
또한 통기공(310)을 통해 배출되는 수지 중 일부가 달라붙어 경화됨으로써 제1보형물(31)과 고분자 복합재료(C)가 견고하게 접합될 수 있도록 하는 역할도 부수적으로 하게 된다.In addition, a part of the resin discharged through the
상기 제2보형물(32)은 양측이 하방으로 절곡되어 그 중앙에 오목부(321)가 형성되며, 그 외면에는 브레이크 패드가 접촉되는 브레이크 파트(320)가 형성된다.Both sides of the
특히 상기 제2보형물(32)의 형상은 클린처타입 또는 튜브타입 중 선택될 수 있다.In particular, the shape of the
2단계(S2)Step 2 (S2)
수지에 함침된 시트형태의 고분자 복합재료(C)를 상기 결합체의 외면에 입히는 래핑공정을 수행한다.A lapping process is performed in which the polymer composite material (C) in the form of a sheet impregnated with resin is coated on the outer surface of the binder.
고분자 복합재료(carbon composite)는 결합재에 강화섬유를 함침시킨 시트형태의 프리프레그가 사용된다.Carbon composite is a sheet-type prepreg in which the binder is impregnated with reinforcing fibers.
프리프레그는 결합재에 강화섬유를 미리 함침시킨 시트형태의 제품으로 복합재료 제품의 중간 재료이다.Prepreg is a product in the form of a sheet in which a reinforcing fiber is impregnated with a binder, and is an intermediate material of a composite product.
강화섬유로는 주로 탄소섬유, 아라미드 섬유, 카본강화플라스틱(CFRP), 강화플라스틱(FRP) 등이 이용되고 있으며, 결합재로는 에폭시수지, 폴리에스테르수지, 열가소성 수지등이 사용된다.As the reinforcing fibers, carbon fibers, aramid fibers, carbon reinforced plastics (CFRP), reinforced plastics (FRP), and the like are used, and as binders, epoxy resins, polyester resins, and thermoplastic resins are used.
프리프레그(Prepreg)를 이용하여 생산된 복합재료는 타 재료에 비해 강도, 내식성, 피로수명, 내마모성, 내충격성, 경량화 등의 다양한 특성을 개선할 수 있어 최그에는 우주항공산업, 일반산업, 스포츠, 레저용품 등의 다양하게 적용된다.Composite materials produced using prepreg can improve various characteristics such as strength, corrosion resistance, fatigue life, wear resistance, impact resistance, and weight reduction compared to other materials. It is applied to various kinds of leisure products.
3단계(S3)Step 3 (S3)
상기 2단계(S2)에서 고분자 복합재료(C)가 래핑된 결합체를 내부금형에 넣고, 상기 내부금형의 외측에 외부금형을 결합시킨다.In the second step (S2), the polymer composite material (C) is wrapped in the inner mold, the outer mold is bonded to the outside of the inner mold.
이후 상기 외부금형과 내부금형을 관통시켜 에어마우스를 에어튜브의 내부까지 삽입한 후 고압의 에어를 주입하여 에어튜브가 팽창됨으로써 일정한 형상이 유지되도록 한다.Thereafter, the outer mold and the inner mold are penetrated to insert an air mouse to the inside of the air tube, and then a high-pressure air is injected to expand the air tube to maintain a constant shape.
이후 상기 외부금형에 구비된 프레스 장치로 가압 및 가열시켜 소성되도록 한 후 내,외부금형을 분리하여 성형된 림(R)을 추출한다. Then pressurized and heated by a press device provided in the outer mold to be fired, and then extract the molded rim (R) by separating the inner and outer molds.
상기 림(R)은 외주면은 폭이 넓고, 내주면으로 갈수록 폭이 좁아지게 형성되어 그 단면이 사다리꼴 형상이다.The rim R has a wide outer circumferential surface and a narrower width toward the inner circumferential surface thereof so that its cross section is trapezoidal in shape.
4단계(S4)Step 4 (S4)
상기 3단계(S3)에서 성형된 림(R)의 내측 중공에 고압 공기를 주입하여 잔존 수지를 블래스팅시켜 경화시키면서 내부에 수지 잔재물이 남아있지 않도록 제거한다.Injecting high-pressure air into the inner hollow of the rim (R) formed in the third step (S3) to remove the resin residue in the interior while blasting the remaining resin to cure.
이때 블래스팅된 수지의 일부는 제1보형물(31)의 통기공(310)을 통해 배출되는데, 이렇게 배출되는 잔존 수지 중 일부가 제1보형물(31)에 달라붙게 되어 더욱 견고하게 일체화될 수 있다.At this time, a portion of the blasted resin is discharged through the
이하 상기와 같이 구성된 본 발명의 사용예에 대해 설명하면,Referring to the use example of the present invention configured as described above,
상기 제조방법에 의해 제조된 림(R)의 제1보형물(31)에 스포크 결합구(24)를 결합시킨다.The
이후 상기 스포크 결합구(24)에는 스포크(2)를 결합시켜 휠의 밸런스를 조정한다.Then, the
이후 제2보형물(32)의 외측에 타이어(미도시)를 부착하여 바퀴를 완성하게 된다.After that, a tire (not shown) is attached to the outside of the
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 청구의 범위에 속함은 자명하다.Although the present invention has been described in connection with the above-mentioned preferred embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made without departing from the spirit and scope of the invention, It is obvious that the claims fall within the scope of the claims.
도 1은 종래 자전거 림을 나타낸 사시도.1 is a perspective view showing a conventional bicycle rim.
도 2는 본 발명에 따른 알로이 보형물을 삽입한 카본림의 제조방법을 나타낸 공정도, 2 is a process chart showing a method of manufacturing a carbon rim inserted with an alloy implant according to the present invention;
도 3은 본 발명에 따라 제조된 알로이 보형물이 삽입된 카본림에 대한 단면도.3 is a cross-sectional view of the carbon rim inserted into the alloy implant prepared according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
2 : 스포크 24 : 스포크 결합구2: spoke 24: spoke coupler
31 : 제1보형물 32 : 제2보형물 31: first implant 32: second implant
310 : 통기공 320 : 브레이크 파트310: vent 320: brake parts
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|---|---|---|---|---|
| US5975645A (en) | 1996-09-09 | 1999-11-02 | Compositech, Inc. | Carbon bodied bicycle rim |
| KR20020023909A (en) * | 2001-12-28 | 2002-03-29 | 정철상 | mold apparatus of composite bicycle clincher-rim and manufacturing machine thereof |
| US20060197369A1 (en) | 2005-03-03 | 2006-09-07 | Chang-Hsuan Chiu | Rim structure of a bicycle |
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-
2009
- 2009-08-18 KR KR1020090076306A patent/KR101034452B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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