TW201414623A

TW201414623A - 鋁材與碳纖維材結合之輪圈結構

Info

Publication number: TW201414623A
Application number: TW101136432A
Authority: TW
Inventors: Ji-Bing Tu; Guang-Hao Bai
Original assignee: Kunshan Henry Metal Tech Co
Priority date: 2012-10-03
Filing date: 2012-10-03
Publication date: 2014-04-16

Abstract

本發明主要係提供一種鋁材與碳纖維材結合之輪圈結構，其包含有：一外框，係以鋁材製成框狀桿體，其兩端接合形成圓圈狀，該外框兩側設有一邊框，該二邊框內側連結設有一連結框部，該連結框部與二邊框間形成一輪胎槽，該外框遠離該輪胎槽方向設有至少一支肋，該支肋設有勾狀之一凸肋；一內框，係以碳纖維材成形圓框體，並成形於該外框之內側，且該內框包覆結合該支肋；藉由上述構件，該外框擠製成形時於內側設有支肋，且該碳纖維材內框包覆結合支肋，可穩固結合、降低不良率，整體結構簡單，同時可提升結構強度者。

Description

鋁材與碳纖維材結合之輪圈結構

本發明係有關於鋁材與碳纖維材結合之輪圈結構，特別是於鋁材框擠製成形時即成形出支肋，配合碳纖維內框硬化成形且與該支肋包覆結合，其具有降低不良率及提升結構強度功效之輪圈結構。

輕量化為自行車業者所追求之目標，自行車之輪圈結構依材料之不同，通常係以金屬、碳纖維或金屬結合碳纖維等材料所構成，其中金屬材料具有較佳之散熱效果，使金屬材料製成之輪圈兩側可供煞車塊夾持摩擦散熱，然而金屬材料具有重量較重之缺點；碳纖維材料重量輕且結構強度佳、耐衝擊，然而碳纖維材料製成之輪圈兩側因煞車塊夾持時摩擦產生之高溫，而容易產生剝層之缺點，因此由金屬材料結合碳纖維材料製成之輪圈可結合兩者之優點，而具有高強度、輕量化、耐衝擊及散熱性佳等諸多優點，確具有極佳實用性效益。

金屬材料與碳纖維材料結合製成之輪圈結構，一般常見係將鋁合金材料製成框座狀桿體，並將二端接合成圈狀，再於鋁材框之內側設有碳纖維材框，形成鋁材與碳纖維材結合之輪圈。

金屬材料與碳纖維材料結合之輪圈結構，依金屬材框與碳纖維材框間之結合方式，常見者大致可分為嵌接式及貼合式。

按，習知嵌接式之金屬材料結合碳纖維材料輪圈結構，如國內第098223508號新型專利所揭露之「自行車輪圈結構」，其主要係包含有一斷面成U型之外框與內框，外框與內框以同心的方式緊密結合後則形成一完整之自行車輪圈結構；該外框係包含有一第一面以及一第二面，該第一面上係沿其中線形成有一輪胎槽，該輪胎槽之兩側係分別形成有一平整之煞車面，該輪胎槽於輪圈成型完畢後供裝設車胎，而煞車面則於煞車時與自行車之煞車塊磨擦提供制動力；該外框第二面之兩側分別形成有一供緊密結合內框端緣之結合槽。

另一習知貼合式之金屬材料結合碳纖維材料輪圈結構，如國內第098211957號新型專利所揭露之「自行車輪圈結構」，其係包括一外框及一結合於外框內側之內框，其中；該外框兩側係各有一相互對應之框邊，該兩框邊內側係透過一連結框部做為連結，該兩框邊外側係各為一供煞車塊做為摩擦用之制動面；該連結框部兩端係各有一連結於兩框邊中間部位之上支肋，該連結框部兩端係各另有一連結於兩框邊下方部位之下支肋，且連結框部於兩端上支肋及下支肋之間係各形成一散熱空間，另該外框於連結框部之底面係形成一供內框連結設置之結合面。

上述結構中，前者主要係於該外框兩側形成有結合槽，以供與該內框兩側嵌接，使該內框結合於該外框；後者係以碳纖維材之內框與連結框部之下支肋底部連結設置，使內框與外框穩固貼合結合。

惟，前者嵌接式之輪圈結構，該外框之結合端緣呈凸出邊框狀，形成薄片狀，由於結合端緣之厚度薄，於外框擠製成形過程中容易因擠製造成變形，且該外框與內框嵌接方式係先將內框兩側嵌接入結合槽，再扳動該結合端緣以貼合於內框側，此一組接方式使得該結合端緣容易損壞，而影響結構強度與安全性；後者貼合式之輪圈結構，該內框與下支肋間呈面的貼合，然而兩者間缺乏穩固之卡合固定部位，因此容易有貼合不良之情況，而於組輪過程中，容易產生內框脫落之缺弊，影響結構強度與安全；故本發明人針對前述問題進一步提供一種可提升結構強度與固定效果之鋁材與碳纖維材結合之輪圈結構。

有鑑於此，本發明所揭露鋁材與碳纖維材結合之輪圈結構，其包含有：一外框，係以鋁材製成框狀桿體，其兩端分別設有一組接端，使二端之該組接端接合形成圓圈狀，該外框兩側設有相互對應之一邊框，該二邊框內側連結設有一連結框部，該連結框部與該二邊框間形成有一輪胎槽，該外框遠離該輪胎槽方向設有至少一支肋，該支肋之至少一側設有勾狀之一凸肋；一內框，係以碳纖維材成形圓框體，並成形於該外框之內側，且該內框包覆結合該支肋；藉由上述構件，該外框擠製成形時於內側成形設有支肋，且該碳纖維內框包覆結合支肋，可穩固結合、降低不良率，整體結構簡單，同時可提升結構強度者。

本發明目的之一即在提供一種鋁材與碳纖維材結合之輪圈結構，其係以鋁材製成外框，其擠製成形時於內側一體設有至少一支肋，該支肋設有勾狀之凸肋，再於該外框內側利用碳纖維材料製成內框，藉該內框與支肋包覆結合固定，使兩者結合更為穩固，且整體構件簡單、輕量化，確達極佳創新實用性及便利性者。

本發明目的之二即在提供一種鋁材與碳纖維材結合之輪圈結構，該外框內側中央部位一體延伸形成一支肋，其成形快速且便利，省去後續加工作業，有效簡化製程、降低生產成本，且可提升結構強度、降低不良率。

本發明目的之三即在提供一種鋁材與碳纖維材結合之輪圈結構，該外框內側可一體延伸形成一框部，再銑削出一溝槽，而於其兩側形成有二支肋，配合內框結合於外框且包覆結合支肋，可提升結構強度、降低不良率，有效降低生產成本。

首先請參照第一~四圖，本發明所提供之一種鋁材與碳纖維材結合之輪圈結構，其包含有：一外框(10)及結合於該外框(10)內側之一內框(20)。

該外框(10)，係以鋁合金材料擠製成框狀桿體，其兩端分別設有一組接端(11)，使二端之該組接端(11)接合形成圓圈狀；該外框(10)兩側設有相互對應之一邊框(12)，藉該二邊框(12)外側形成供煞車塊摩擦之制動面；該二邊框(12)內側連結設有一連結框部(13)，該連結框部(13)與二邊框(12)間形成一輪胎槽(14)，以供輪胎組接；該外框(10)遠離輪胎槽(14)方向一體延伸設有至少一支肋(15)，且該支肋(15)遠離輪胎槽(14)之兩側分別設有勾狀之一凸肋(151)，於本實施例中，係於該外框(10)遠離輪胎槽(14)方向之中央部位設有一支肋(15)。

該內框(20)，係以碳纖維材料成形圓框體，並將其加熱硬化成形於該外框(10)之內側，該內框(20)遠離外框(10)處連續設有供複數輻條(30)組接之複數孔(21)，其中該內框(20)接近外框(10)處形成有二外側緣(22)與一第一內側緣(23)，該二外側緣(22)與第一內側緣(23)貼合結合於外框(10)內側且相互連結，同時包覆結合支肋(15)與凸肋(151)，以達該外框(10)與內框(20)間穩固結合之功效；其可於該二外側緣(22)與第一內側緣(23)間且位於支肋(15)兩側分別設有氣袋，使於碳纖維材料之該內框(20)加熱硬化過程中，可於該支肋(15)兩側、二外側緣(22)與第一內側緣(23)間形成有二容設空間(24)，以達到輕量化之效果。

藉由上述構件，鋁材成形之該外框(10)內側一體延伸設有至少一支肋(15)，再於該外框(10)內側利用碳纖維材料成形圓框體狀之內框(20)，即形成由鋁材與碳纖維材結合之輪圈結構，利用碳纖維材內框(20)貼合於鋁材外框(10)內側，且包覆結合該支肋(15)，使兩者間可穩固結合固定，可有效避免該外框(10)於擠製成形或與內框(20)結合過程中產生支肋變形之情事，故整體結構極具實用便利性者。

為供進一步瞭解本發明構造特徵、運用技術手段及所預期達成之功效，茲將本發明使用方式加以敘述如下：本發明之組設，係以鋁材擠製成形出該外框(10)，且於該外框(10)內側一體延伸設有支肋(15)，接著於該外框(10)內側以碳纖維材包覆並硬化成形出該內框(20)，該內框(20)並包覆結合該支肋(15)，即組設完成。

請參照第五~九圖所示，係為本發明之第二實施例，其中該外框(10)遠離輪胎槽(14)方向形成有一框部(16)，其係於兩側延伸有二支肋(17)，該支肋(17)至少一側設有勾狀之凸肋(171)，於本實施例中，該支肋(17)兩側分別設有勾狀之凸肋(171)；該連結框部(13)與二支肋(17)間形成有一容設空間(18)，該二支肋(17)間連結設有一橋板(19)，且該橋板(19)遠離各該組接端(11)兩端預設距離處設有至少一溝槽(191)，以達到輕量化之效果；其中該外框(10)於擠製成形時，係於該外框(10)內側同時成形出該框部(16)，該框部具有該二支肋(17)，各該支肋(17)外側設有一凸肋(171)，且該二支肋(17)間連結設有橋板(19)，於該橋板(19)遠離各該組接端(11)兩端預設距離處分別沿周圓方向銑削，形成與該容設空間(18)間相通之溝槽(191)，且於各該支肋(17)內側形成有凸肋(171)，如第十~十一圖所示；該內框(20)接近外框(10)處形成有二外側緣(22)、一第二內側緣(25)與一第三內側緣(26)，該二外側緣(22)與第二內側緣(25)連結且貼合結合於外框(10)內側，同時包覆結合二支肋(17)與凸肋(171)，該第二內側緣(25)形成包覆結合二支肋(17)與溝槽(191)內部；該二外側緣(22)於組接端(11)處與第三內側緣(26)連結，且包覆結合於支肋(17)、凸肋(171)與橋板(19)外部，以達外框(10)與內框(20)穩固結合之功效；其中該第二內側緣(25)延伸且與第三內側緣(26)相連結。

本發明以金屬材料製成之該外框(10)，其內側設有至少一支肋(15)，該支肋(15)之二側分別設有勾狀之一凸肋(151)，於該外框(10)內側利用碳纖維材料製成內框(20)，形成由鋁材與碳纖維材結合之輪圈結構，藉該碳纖維材內框(20)結合於外框(10)內側，且該內框(20)與支肋(15)包覆結合固定，使內框(20)與外框(10)間除了面結合，更藉該內框(20)與支肋(15)間之結合，及與凸肋(151)之勾設結合，形成穩固卡合固定部位，使兩者間結合更為穩固，且整體構件簡單、輕量化，則達極佳創新實用性及便利性者。

該外框(10)係於擠製成形過程時，係於該外框(10)內側中央部位一體延伸形成該支肋(15)，其成形快速且便利，可直接成形出該支肋(15)，省去後續銑削加工作業，有效簡化製程、降低生產成本；再者，該外框(10)內側可一體延伸形成該框部(16)，再銑削出該溝槽(191)，而於其兩側形成有二支肋(17)；該外框(10)之支肋(15)(17)設計，配合該內框(20)結合於外框(10)內側且包覆結合支肋(15)(17)，即可有效避免該外框(10)於擠製成形過程中或與內框(10)結合過程中容易造成支肋變形之缺弊，且可提升結構強度、降低不良率，有效降低生產成本，確達極佳創新實用性及成本效益者。

綜合上述，本發明所揭露之「鋁材與碳纖維材結合之輪圈結構」，係提供一具支肋(15)之輪圈結構，係於鋁材之該外框(10)內側設有至少一支肋(15)，且於該外框(10)內側以碳纖維材料硬化成形內框(20)，該內框(20)包覆結合支肋(15)，即可將該外框(10)與內框(20)兩者相互穩固結合，形成由鋁材與碳纖維材結合之輪圈結構，整體構件簡單、輕量化，且可提升結構強度及降低生產成本，俾使整體確具產業實用性及創新效益，且其構成結構又未曾見於諸書刊或公開使用，誠符合發明專利申請要件，懇請鈞局明鑑，早日准予專利，至為感禱。

需陳明者，以上所述乃是本發明之具體實施例及所運用之技術原理，若依本發明之構想所作之改變，其所產生之功能作用仍未超出說明書及圖式所涵蓋之精神時，均應在本發明之範圍內，合予陳明。

(10)‧‧‧外框

(11)‧‧‧組接端

(12)‧‧‧邊框

(13)‧‧‧連結框部

(14)‧‧‧輪胎槽

(15)‧‧‧支肋

(151)‧‧‧凸肋

(16)‧‧‧框部

(17)‧‧‧支肋

(171)‧‧‧凸肋

(18)‧‧‧容設空間

(19)‧‧‧橋板

(191)‧‧‧溝槽

(20)‧‧‧內框

(21)‧‧‧孔

(22)‧‧‧外側緣

(23)‧‧‧第一內側緣

(24)‧‧‧容設空間

(25)‧‧‧第二內側緣

(26)‧‧‧第三內側緣

(30)‧‧‧輻條

第一圖為本發明一較佳實施例之立體外觀圖。

第二圖為本發明一較佳實施例之局部組合立體外觀圖。

第三圖為本發明一較佳實施例之立體分解圖。

第四圖為本發明一較佳實施例之組合剖視圖。

第五圖為本發明另一實施例之局部組合立體外觀圖。

第六圖為本發明另一實施例之立體分解圖。

第七圖為本發明另一實施例之局部平面示意圖。

第八圖為本發明另一實施例之組合剖視圖一。

第九圖為本發明另一實施例之組合剖視圖二。

第十圖為本發明另一實施例銑削前之平面剖視圖。

第十一圖為本發明另一實施例銑削後之平面剖視圖。