TW200838729A - Bicycle rim structure made of carbon fiber braided material and method thereof - Google Patents

Description

200838729 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關一種以碳纖維編織材製作之自行車輪圈 結構及其方法’尤指一^種以碳纖維絲束編織材，可讀實防 止輪圈於製程中產生皺褶及達到免預先成形之繁複步驟。 【先前技術】

自行車輪圈在輕量化之訴求趨勢下，利用碳纖維複人 材料製作輪圈已為主流，然目前均以碳纖維預浸布 (prepreg)於預形模具内疊層先行製作輪圈預形社構 入成形模岐行加熱、加壓、硬化成形之㈣，彳^作繁> =====握產品良率，心 、、隹布依模具内之輪圈成 、厌義 形穴成環狀曲折㈣產生皺^〗贱維布在沿輪圈成 1號揭，ί中華民國新型專利第5 5 6 6 8 及構成示意圖，該輪二'圖是一種自行車輪圈之成品圖 布叠層置於-具有所f 方法為以預浸於樹脂纖維 形’以利用模具生產：二大之：具中，據此再以熱壓預 接合成型模中並熱壓接：圈:二’再將數個輪圈弧段 上述之輪圈製诰太、、1 —.肢之輪圈8。 低產生_之問題，確也^^了^段之較短之弧線來降 其輪圈弧段之交接縫結構/ ^之製作流程。此外， 與性能。 易接S不良而影響輪圈強度 5 200838729 【發明内容】 本發明之首要目的，在於解決上述的問題而提供一種 以碳纖維編織材製作之自行車輪圈結構及其方法，其僅需 利用具多向性變形能力之碳纖維編織材，含浸樹脂後，依 序設置於所需形狀之成型模具，即能輕易藉由成型模具熱 壓成型，以減少製作方法之流程，而達到可一體成型且快 速製作出品質較佳之輪圈。 本發明之次一目的，在於利用可撓曲之碳纖維編織材 一體成型無交接縫結構，而生產較美觀之輪圈，以解決輪 圈易產生皺褶之問題。 本發明之又一目的，在於碳纖維編織材中之各碳纖維 絲束内，可分別設置用以增加強度、磨擦力及高熱傳導性 之絲線，以增進輪圈之強度以及散熱性。 為達前述之目的，本發明之製作步驟係包括： (a) 由數個碳纖維絲束經編織製成呈管狀或帶狀之碳 纖維編織材，而具備該等碳纖維絲束相互成編織角度且可 互為移動之交織結構，且各該碳纖維絲束之二端形成該管 狀或帶狀碳纖維編織材之長軸端部； (b) 將碳纖維編織材含浸於樹脂中，使其浸附有樹脂； (c) 於一預設成所需輪圈形狀之成型模具中，置入至 少一層浸附有樹脂之碳纖維編織材； (d) 藉由熱壓成型將該成型模具内之碳纖維編織材固 化形成自行車輪圈結構。 6 200838729 本創作之上述及其他目的與優點，不難 實施例之詳細說明與_中，獲㈣人了解.^所選用 作在某些另件上，或另件之安排上料麵不本創 用之實施例，則於本說明書中，予以詳細’隹所選 中展示其構造。 且於附圖 【實施方式】 %

-本案較佳之實施例，請參閱第工圖至 不者均為本創作所選用之較佳實施例，在二'圖中揭 ，於專利申請上並不拘限於此。 ，、呪明之用 本實施例提供-種叫纖維輯㈣ 方法，其製作步驟係包括： 仃車輪圈之 U)由數個碳纖維絲束U經編 :之管狀或如第2圖所示之帶狀之碳纖維編織=1圖所 傷该等碳纖維絲束相互成編織角度且可互、1，而具 構’且各該碳纖維絲束之二端形 3動之交織結 織材之長軸端部。 狀或π狀碳纖維編 (b)將石厌纖維編織材含浸於樹脂中* (C)如第3圖，於—預設成所 :久附有樹脂。 2中，置入至少一層浸附有樹脂之石炭二狀之成型模具 (d)藉由熱壓成型將該成型模具2 ^材1。 1固化形成自行車輪圈結構，如第4囷之蛟纖維編織材 3 1、第5圖之内胎式輪圈結構之内二=内胎式輪圈外樞 6圖之無内胎式輪圈33。 Π3ΐ、32或第 由於本發明所運用之碳纖維 1係以數個碳纖 200838729 維絲束1 1連續編織而成，因而在碳纖維編織材受到彎折 時會改變各碳纖維絲束交織角度，例如在形成輪圈供煞車 之侧牆時，因侧牆内徑與外徑弧長及曲率不同，故碳纖維 編織材1在此侧牆内徑侧形成碳纖維絲束交織密度高於侧 牆外徑侧，而成功地防上皺褶形成，藉由此特性，在以單 一連續之碳纖維編織材舖成輪圈環時，仍然不致於產生皺 褶；因而，本發明碳纖維編織材含浸樹脂後，設置於所需 形狀之成型模具2 ’並不需要分段搭接或預形之繁複製程 ，即能藉由成型模具熱壓成型，以達到生產一高強度並可 防止皺褶且提高產能之一體快速成型之輪圈。 藉由碳纖維編織材1係以數個碳纖維絲束11連續編 織而成之特點，在製作輪圈之強度需求時，可依以下條件 改變製作符合需求之輪圈。 一、 定義於該碳纖維編織材之長軸向為〇度，其碳纖 維絲束11之交織方向係可依據輪圈強度需求而 選擇自0度至8 5度範圍編織製成。 二、 碳纖維編織材1之厚度係決定於碳纖維絲束1 1 之數量或碳纖維絲束之碳纖維絲數量。 三、 碳纖維絲束參雜有高導熱材之金屬絲、鋼絲、鋁 絲等，用以增加輪圈之耐磨性與散熱性。 如上所揭示之實施例是用以說明本創作，而非用以拘 限本創作，故舉凡數值之變更或等效材料、步驟之替換等 仍應隸屬本創作之範疇，且由以上詳細說明，可使熟知本 項技藝者得以明瞭本創作確實可達成前述目的，均已符合 8 200838729 專利法之規定，爰提出專利申請。 【圖式簡單說明】 第1圖係本發明碳纖維編織材呈現為管狀之示意圖。 第2圖係本發明碳纖維編織材呈現為片狀之示意圖。 第3圖係本發明碳纖維編織材之入模製程示意圖。 第4圖係本發明之方法製成之内胎式輪圈外框截斷面 結構圖。 第5圖係本發明之方法製成之内胎式輪圈由内外框組 成之截斷面結構圖。 第6圖係本發明之方法製成之無内胎式輪圈截斷面結 構圖。 弟7圖係習用以數個輪圈弧段組成之輪圈不意圖。 第8圖係習用輪圈其中之二弧段接合示意圖。 【主要元件符號說明】 (習用部分） 輪圈8 (本發明部分） 碳纖維編織材1 模具2 輪圈弧段81 碳纖維絲束11 内胎式輪圈外框3 1 内胎式輪圈内框3 2 無内胎式輪圈3 3

Claims (1)

1. 200838729 十、申請專利範圍： 1 · 一種以碳纖維編織材製作自行車輪圈之方法，其包含 以下步驟： (a) 由數個碳纖維絲束經編織（Braid)製成呈管 狀或帶狀之碳纖維編織材，而具備該等碳纖維絲束相 互成編織角度且可互為移動之交織結構，且各該碳纖 維絲束之二端形成該管狀或帶狀碳纖維編織材之長轴 端部； (b) 將碳纖維編織材含浸於樹脂中，使其浸附有樹 脂； (c) 於一預設成所需輪圈形狀之成型模具中，置 入至少一層浸附有樹脂之碳纖維編織材； (d) 藉由熱壓成型將該成型模具内之碳纖維編織 材固化形成自行車輪圈結構。 2·依申請專利範圍第1項所述之以碳纖維編織材製作自 行車輪圈之方法，其中，定義以該碳纖維編織材之長 軸向為0度，其碳纖維絲束之交織方向係包括有〇度 至8 5度之組合。 3·依申請專利範圍第1項所述之以碳纖維編織材製作自 行車輪圈之方法，於步驟（a)中，該碳纖維絲束參雜有 金屬絲。 4 ·依申請專利範圍第1項所述之以碳纖維編織材製作自 行車輪圈之方法’其中’該碳纖維編織材之厚度係決 200838729 定於碳纖維絲束之數量。 5·依申請專利範圍第1項所述之以碳纖維編織材製作自 行車輪圈之方法，其中，該碳纖維編織材之厚度係決 定於碳纖維絲束之碳纖維絲數量。 6 · —種以碳纖維編織材製作之自行車輪圈結構，係由至 少一層碳纖維編織材構成’該碳纖維編織材係由數個 碳纖維絲束經編織製成呈管狀或帶狀，而具備該等碳 纖維絲束相互成編織角度且可互為移動之交織結構， 且各該碳纖維絲束之二端形成該管狀或帶狀碳纖維編 織材之長軸端部。 7 ·依申請專利範圍第6項所述以碳纖維編織材製作之自 行車輪圈結構’其中’定義以該碳纖維編織材之長轴 向為0度，其碳纖維絲束之交織方向係包括有0度至 8 5度之組合。 8·依申請專利範圍第6項所述以碳纖維編織材製作之自 行車輪圈結構，於步驟（a)中，該碳纖維絲束參雜有金 屬絲。 9·依申請專利範圍第6項所述以碳纖維編織材製作之自 行車輪圈結構，其中，該碳纖維編織材之厚度係決定 於碳纖維絲束之數量。 10· 依申請專利範圍第6項所述以碳纖維編織材製作 之自行車輪圈結構，其中，該碳纖維編織材之厚度係 決定於碳纖維絲束之碳纖維絲數量。 11