TW202106487A - 免充氣輪子灌注成形裝置及其灌注成形方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種免充氣輪子灌注成形裝置及其灌注成形方法，灌注成形裝置是由內模、外罩和中座所組成，透過模具加壓固定、灌注膠料、硫化定型，以及成品脫模等步驟，可將膠料灌注並填滿外環流道、輪輻流道及內環流道，並加熱而硫化，並在硫化完成後冷卻而定形，並將內模、外罩和中座分離而製成輪子，藉此可方便且有效率地製成免充氣輪子。

Description

免充氣輪子灌注成形裝置及其灌注成形方法

本發明係關於一種輪子製作技術，尤指一種免充氣輪子灌注成形裝置及其灌注成形方法。

習知車用輪子，有一般汽車用的轎車輪子，也有休旅型汽車用輪子、大型貨車用輪子、工程車用輪子、農業車用輪子，當然也有機車用輪子與自行車用輪子等，可知輪子的種類相當繁多，而這類的輪子，目前大多是由將外胎裝設於輪框所構成 (傳統式的輪子則包括外胎和內胎)，藉由對外胎進行充氣而讓其鼓起以支撐車輛於地面上，並在受驅動時滾動而讓車輛能在路面上行進。

然而，此類習知充氣式的車用輪子，除了在使用時必須注意是否維持在正常胎壓(例如轎車輪子約略在30psi上下)之外，使用時也常發生輪子在行進過程被釘子、玻璃或一些尖銳物品所剌破，此時輪子因破洞而洩氣，如果只是車輛拋錨，有輪子更換經驗者，能自備工具而自行更換備胎，或請求道路救援；但若輪子是在車輛高速行進過程被剌破，此時則有發生爆胎的危險，可能因此而發生憾事。由此可知，習知充氣式之車用輪子雖在目前仍然被廣泛應用，但在使用上仍有胎壓控制以及被剌破而失效等問題存在，故如何解決此等問題者，即為本發明之重點所在。

為解決上述課題，本發明提供一種免充氣輪子灌注成形裝置及其灌注成形方法，可製作出免充氣的輪子，以安裝於車輛上而取代現有習知充氣式的車用輪子。

本發明之一項實施例提供一種免充氣輪子灌注成形裝置，所述輪子包括一外圈、一輪輻，以及一內圈，輪輻連在外圈和內圈之間，所述灌注成形裝置包含一內模、一外罩以及一中座，其中內模具有一輪輻流道，輪輻流道對應形成所述輪輻，內模具有一外環周，且內模於中心有一中間孔而形成一內環周，內模並具有一供注料進入輪輻流道之澆道。外罩設於內模之外環周，外罩具有一內環壁，內環壁和外環周之間形成一外環流道，外環流道與輪輻流道相通，以外環流道對應形成所述外圈。中座設於內模之中間孔，中座具有一外環壁，外環壁和內環周之間形成一內環流道，內環流道與輪輻流道相通，以內環流道對應形成所述內圈。

本發明之一項實施例提供一種免充氣輪子灌注成形裝置之灌注成形方法，其係包括模具加壓固定、灌注膠料、硫化定型以及成品脫模等步驟，模具加壓固定步驟是將外罩設於內模之外環周，並將中座設於內模之中間孔，以形成相連通之外環流道、輪輻流道及內環流道，且將組裝後之內模、外罩及中座固定在一基座之平台上，並將澆道對準一在平台之注料道。灌注膠料步驟是以一加壓單元以管路連接注料道，加壓單元將膠料由注料道經澆道而灌注並填滿外環流道、輪輻流道及內環流道。硫化定型步驟是將前述組裝後設在平台上之內模、外罩及中座設一加熱單元，且對前述填滿外環流道、輪輻流道及內環流道之膠料進行加熱而硫化，並在硫化完成後冷卻而定形所述輪子。成品脫模步驟是將外罩和中座與內模分離，並將已定形之輪子取離內模，以製成所述輪子。

藉此，本發明之免充氣輪子灌注成形裝置及其灌注成形方法，其可製作出外圈和內圈有輪輻連著的輪子，因其免充氣即可安裝在車輛上使用，以取代習知充氣式的輪子，所以不必對其進行胎壓控制，且即使輪子受到尖銳物體剌中也不會有洩氣或是爆胎的問題發生，在使用上具有其便利性及安全性。

此外，本發明之免充氣輪子灌注成形裝置及其灌注成形方法，其所製作出之輪子的外圈、內圈以及輪輻可相當薄且仍可具有一定的剛性，亦具有重量輕且用料少而成本低之功效。

為便於說明本發明於上述發明內容一欄中所表示的中心思想，茲以具體實施例表達。實施例中各種不同物件係按適於說明之比例、尺寸、變形量或位移量而描繪，而非按實際元件的比例予以繪製，合先敘明。

請參閱圖1至圖8所示，本發明提供一種免充氣輪子灌注成形裝置及其灌注成形方法，所述灌注成形裝置100，其包含一內模10、一外罩20以及一中座30，而本實施例中所述的輪子200(如圖8所示)，其包括一外圈201、一輪輻202，以及一內圈203，輪輻202連在外圈201和內圈203之間，其中：

所述內模10，如圖4所示，其具有一輪輻流道11，輪輻流道11對應形成所述輪輻202，內模10具有一外環周12，且內模10於中心有一中間孔13，內模10依此中間孔13而形成一內環周14，內模10並具有一澆道15(如圖3所示)，此澆道15是供注料進入輪輻流道11之中。所述外罩20，其設於內模10之外環周12，外罩20具有一內環壁21，此內環壁21和外環周12之間形成一外環流道22，外環流道22與輪輻流道11相通，以外環流道22對應形成所述外圈201。所述中座30，其設於內模10之中間孔13，中座30具有一外環壁31，外環壁31和內環周14之間形成一內環流道32，內環流道32與輪輻流道11相通，以內環流道32對應形成所述內圈203。

於本實施例中，內模10包括一第一模盤40、一第二模盤50以及複數模塊，此複數模塊包括複數第一模塊41和複數第二模塊51，複數第一模塊41和複數第二模塊51被固定在第一模盤40和該第二模盤50之間。複數第一模塊41和複數第二模塊51呈圈狀且間隔排列而形成輪輻流道11，且在複數第一模塊41和複數第二模塊51的中心形成中間孔13，所述外環周12和內環周14形成在該複數第一模塊41和複數第二模塊51的外側和內側。較佳地，本實施例中的複數第一模塊41是被固定在第一模盤40，且本實施例中的複數第二模塊51是被固定在第二模盤50，複數第一模塊41和複數第二模塊51係相對設置而形成所述輪輻流道11。

於本實施例中，第一模盤40具有一第一中心槽42，第二模盤50具有一第二中心槽52，第一中心槽42和第二中心槽52的槽寬與中座30的寬度對應，中座30是的一端是承置在第一中心槽42，且中座30的另一端是承置在第二中心槽52。第一模盤40和其所固定的第一模塊41，以及第二模盤50和其所固定的第二模塊51，是以中座30之設置而同軸對準。較佳地，第一模盤40於第一中心槽42具有三第一定位孔421，第二模盤50於第二中心槽52具有三第二定位孔521，中座30於軸向貫穿三第三定位孔33，三第三定位孔33與三第一定位孔421及三第二定位孔521可相互對準，並以三軸桿34插設，即相互對準之第一定位孔421、第二定位孔521以及第三定位孔33皆以一軸桿34插設，以定位中座30在第一模盤40和第二模盤50之間，以位在內模10之中間孔13。

本實施例中，第一模盤40具有複數第一凹槽43，此複數第一凹槽43是呈圈狀排列，而於本實施例中約略呈輻射狀，各第一模塊41的形狀與一前述之第一凹槽43對應，各第一模塊41承置於形狀對應之第一凹槽43中，且與所在之第一模盤40以螺栓鎖固，而所述澆道15於本實施例中係設置在第一模盤40。本實施例之第二模盤50，其具有複數第二凹槽53，此複數第二凹槽53同第一凹槽43而亦呈圈狀排列，於本實施例中亦約略呈輻射狀，各第二模塊51的形狀亦與一前述之第二凹槽53對應，各第二模塊51承置於形狀對應之第二凹槽53之中，且與所在之第二模盤50以螺栓(圖中未示)鎖固。

於本實施例中，所述灌注成形裝置100進一步包括一基座60，此述基座60上設有一平台61，上述內模10、外罩20及中座30在組裝後，是被放置在平台61上且被固定。平台61設有一注料道62(如圖4、7所示)，此注料道62是在前述第一模盤40置於平台61時對準於澆道15，俾供物料自注料道62通過澆道15且注滿輪輻流道11、外環流道22及內環流道32。

以下說明上述免充氣輪子灌注成形裝置100之灌注成形方法300，如圖5所示，包括模具加壓固定步驟301、灌注膠料步驟302、硫化定型步驟303以及成品脫模步驟304，其中：

在模具加壓固定步驟301之中，是將外罩20設於內模10之外環周12，並將中座30設於內模10之中間孔13，以形成相連通之外環流道22、輪輻流道11及內環流道32，且將組裝後之內模10、外罩20及中座30固定在平台61上，並將澆道15對準位在平台61之注料道62。如圖6所示，本實施例之第一模盤40具有二第一凸塊44，此二第一凸塊44是位在第一模盤40的相對兩側而水平延伸，而當第一模盤40放置在平台61上時，第一凸塊44可由夾鉗63和平台61夾持而定位，使第一模盤40被固定在平台61上而不移動；而本實施例之外罩20，其具有二第二凸塊23，此二第二凸塊23是位在外罩20的相對兩側且亦為水平延伸，二第二凸塊23與二第一凸塊44可相互對齊，並在對齊時以銷件45接設而定位，使外罩20不會和內模10產生錯位。

在灌注膠料步驟302之中，是以一加壓單元70以管路71連接注料道62(如圖7所示)，加壓單元70將膠料由注料道62經澆道15而灌注並填滿外環流道22、輪輻流道11及內環流道32。於本實施例中，於外罩20的頂部設有一橫桿24，以此橫桿24壓掣於第二模盤50(如圖6所示)，藉此確實將內模10定位在外罩20中，避免加壓單元70灌注膠料所生的力量造成內模10和外罩20相對位移。本實施例在灌注膠料步驟302中，以一抽真空單元80對外環流道22、輪輻流道11及內環流道32進行抽真空動作，此時抽真空單元80是以管路81連接至密封在灌注成形裝置100頂部的密封套82(如圖7所示)，在灌注膠料的同時，抽離外環流道22、輪輻流道11及內環流道32之中的空氣，使所製成的輪子200於外圈201、輪輻202，以及內圈203皆無空氣殘留，因而不生氣泡。於本實施例中，所述加壓單元70係以油壓驅動之油壓缸，而所述抽真空單元80為真空泵。

在硫化定型步驟303之中，是將前述組裝後設在平台61上的內模10、外罩20及中座30設一加熱單元(圖中未示)，以此述之加熱單元對前述填滿外環流道22、輪輻流道11及內環流道32之膠料進行加熱，使膠料在相通之外環流道22、輪輻流道11及內環流道32之中硫化，並在硫化完成後冷卻而定形所述輪子200。所述加熱單元，於本實施例中係以烘烤箱為例，即前述組裝後的內模10、外罩20及中座30在平台61上隨所設之基座60而進入烘烤箱之中進行加熱動作，惟不以此為限，亦可於內模10、外罩20及/或中座30裝設加熱元件(例如電熱管或電熱片)，亦可進行加熱動作。

在成品脫模步驟304之中，如圖8所示，將外罩20和中座30與內模10分離，並將已定形之輪子200取離內模10，以製成所述輪子200。而在較佳實施例中，是將前述橫桿24取下而讓外罩20可與內模10脫離，此時即可利用吊具(例如吊索)鉤掛於外罩20，並將外罩20吊離後露出定形於第一模塊41和第二模塊51上的輪子200，接著再將吊具鉤掛(圖中未示)於第二模盤50，並將第二模盤50及其所固定第二模塊51吊起，再順勢將位在其中的中座30放離，最後再將定型之輪子200取下，便可完成成品脫模步驟304而製成所述輪子200。

由上述之說明不難發現本發明之特點在於，藉由本發明之免充氣輪子灌注成形裝置100，以及利用所述灌注成形裝置100之灌注成形方法300，即可在膠料灌注後可製作出輪子200在外圈201和內圈203之間有輪輻202連著的構造，因其為免充氣的輪子200，可以直接安裝在車輛上作為輪子使用，而相對於知充氣式的輪子而言，不需要進行胎壓控制，也不會有輪子受到尖銳物體剌中而洩氣或是爆胎的問題發生，因而能在使用上具有其便利性及安全性。此外，本發明之免充氣輪子灌注成形裝置100及其灌注成形方法300，在於所製作出之輪子200的外圈201、輪輻202以及內圈203可相當薄，而且仍然可以具有一定的剛性，故也能有重量輕，以及用料少而成本低之功效。

以上所舉實施例僅用以說明本發明而已，非用以限制本發明之範圍。舉凡不違本發明精神所從事的種種修改或變化，俱屬本發明意欲保護之範疇。

100:灌注成形裝置 200:輪子 201:外圈 202:輪輻 203:內圈 300:灌注成形方法 301:模具加壓固定步驟 302:灌注膠料步驟 303:硫化定型步驟 304:成品脫模步驟 10:內模 11:輪輻流道 12:外環周 13:中間孔 14:內環周 15:澆道 20:外罩 21:內環壁 22:外環流道 23:第二凸塊 24:橫桿 30:中座 31:外環壁 32:內環流道 33:第三定位孔 34:軸桿 40:第一模盤 41:第一模塊 42:第一中心槽 421:第一定位孔 43:第一凹槽 44:第一凸塊 45:銷件 50:第二模盤 51:第二模塊 52:第二中心槽 521:第二定位孔 53:第二凹槽 60:基座 61:平台 62:注料道 63:夾鉗 70:加壓單元 71:管路 80:抽真空單元 81:管路 82:密封套

圖1係為本發明之灌注成形裝置之立體外觀圖。 圖2係為本發明之灌注成形裝置之分解配置圖。 圖3係為本發明之灌注成形裝置於底部仰視之另一立體外觀圖。 圖4係圖3於4-4剖面之剖視圖，圖中以對稱的半部顯示。 圖5係本發明之灌注成形方法之流程方塊圖。 圖6係本發明之灌注成形裝置於基座之平台上固定之組狀示意圖。 圖7係本發明之灌注成形裝置安裝加壓單元與抽真空單元後之灌注示意圖。 圖8係本發明之灌注成形裝置於拆解後製成輪子之示意圖。

10:內模

11:輪輻流道

12:外環周

13:中間孔

14:內環周

15:澆道

20:外罩

21:內環壁

22:外環流道

30:中座

31:外環壁

32:內環流道

40:第一模盤

41:第一模塊

42:第一中心槽

43:第一凹槽

50:第二模盤

51:第二模塊

52:第二中心槽

53:第二凹槽

60:基座

61:平台

62:注料道

Claims (10)

1. 一種免充氣輪子灌注成形裝置，所述輪子包括一外圈、一輪輻，以及一內圈，該輪輻連在該外圈和該內圈之間，所述灌注成形裝置包含： 一內模，其具有一輪輻流道，該輪輻流道對應形成所述輪輻，該內模具有一外環周，且該內模於中心有一中間孔而形成一內環周，該內模並具有一供注料進入該輪輻流道之澆道； 一外罩，其設於該內模之外環周，該外罩具有一內環壁，該內環壁和該外環周之間形成一外環流道，該外環流道與該輪輻流道相通，以該外環流道對應形成所述外圈；以及 一中座，其設於該內模之中間孔，該中座具有一外環壁，該外環壁和該內環周之間形成一內環流道，該內環流道與該輪輻流道相通，以該內環流道對應形成所述內圈。
2. 如請求項1所述之免充氣輪子灌注成形裝置，其中，該內模包括一第一模盤、一第二模盤以及複數模塊，該複數模塊被固定在該第一模盤和該第二模盤之間，該複數模塊呈圈狀且間隔排列而形成該輪輻流道，且在該複數模塊的中心形成該中間孔，所述外環周和所述內環周形成在該複數模塊的外側和內側。
3. 如請求項2所述之免充氣輪子灌注成形裝置，其中，該複數模塊包括有複數第一模塊和複數第二模塊，該複數第一模塊被固定在該第一模盤，且該複數第二模塊被固定在該第二模盤，該複數第一模塊和該複數第二模塊係相對設置而形成該輪輻流道。
4. 如請求項3所述之免充氣輪子灌注成形裝置，其中，該第一模盤具有一第一中心槽，該第二模盤具有一第二中心槽，該第一中心槽和該第二中心槽之槽寬對應該中座之寬度，該中座以兩端分別承置在該第一中心槽和該第二中心槽，該第一模盤及所固定之第一模塊和該第二模盤及所固定之第二模塊以該中座而同軸對準。
5. 如請求項4所述之免充氣輪子灌注成形裝置，其中，該第一模盤於該第一中心槽具有複數第一定位孔，該第二模盤於該第二中心槽具有複數第二定位孔，該中座於軸向貫穿複數第三定位孔，該複數第三定位孔與該複數第一定位孔及該複數第二定位孔可相互對準並以複數軸桿插設，以定位該中座在該第一模盤和該第二模盤之間。
6. 如請求項3所述之免充氣輪子灌注成形裝置，其中，該第一模盤具有複數第一凹槽呈圈狀排列，各該第一模塊的形狀與一前述之第一凹槽對應且承置於其中並固定，該澆道係設置在該第一模盤；該第二模盤具有複數第二凹槽呈圈狀排列，各該第二模塊的形狀與一前述之第二凹槽對應且承置於其中並固定。
7. 如請求項1所述之免充氣輪子灌注成形裝置，進一步包括一基座，該基座上設有一平台，該內模、該外罩及該中座組裝後放置在該平台且固定，該平台有一注料道以對準該澆道，俾供物料自該注料道通過該澆道且注滿該輪輻流道、該外環流道及該內環流道。
8. 如請求項7所述之免充氣輪子灌注成形裝置，其中，該第一模盤具有複數位在相對兩側而水平延伸之第一凸塊，所述第一凸塊可以夾鉗和該平台夾持而定位；該外罩具有複數位在相對兩側而水平延伸之第二凸塊，該複數第二凸塊與該複數第一凸塊可相互對齊並以銷件接設而定位。
9. 一種如請求項1所述之免充氣輪子灌注成形裝置之灌注成形方法，其係包括以下步驟： 模具加壓固定：將該外罩設於該內模之外環周，並將該中座設於該內模之中間孔，以形成相連通之該外環流道、該輪輻流道及該內環流道，且將組裝後之該內模、該外罩及該中座固定在一基座之平台上，並將該澆道對準一在該平台之注料道； 灌注膠料：以一加壓單元以管路連接該注料道，該加壓單元將膠料由該注料道經該澆道而灌注並填滿該外環流道、該輪輻流道及該內環流道； 硫化定型：將前述組裝後設在該平台上之該內模、該外罩及該中座設一加熱單元，且對前述填滿該外環流道、該輪輻流道及該內環流道之膠料進行加熱而硫化，並在硫化完成後冷卻而定形所述輪子；以及 成品脫模：將該外罩和該中座與該內模分離，並將已定形之輪子取離該內模，以製成所述輪子。
10. 如請求項9所述之灌注成形方法，其中，在該灌注膠料時，以一抽真空單元對該外環流道、該輪輻流道及該內環流道進行抽真空動作，以抽離該外環流道、該輪輻流道及該內環流道的空氣，使所製成的輪子於該外圈、該輪輻及該內圈無空氣殘留而不生氣泡。

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