TWI299705B - Method for producing a reinforced spoke hole in a rim for bicycle wheel - Google Patents

Description

1299705 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明大致與諸如腳踏車、 相關，特別與具有強化輪輻座 【先前技術】

以下包括美國專利法施行細則37 cfr 197和37咖 1.98節所要求所揭露資訊之相關技術介紹。

輪椅之類的人力車輛的輪緣 的新穎輪緣及其製造方法相 亡們致力於降低人力車輛的車輪特別是腳踏車的輪緣的 里。腳踏車輪緣的典型的製造方法是，擠麼鋁合金之類 的材料以製造一橫斷面對應於成品輪緣的線性型材，把型 材滚麼成圓形，然後把型材切割成需要長度的段，最後用 鉚接或焊接卫藝把兩個自由端連接起來m輪緣上， 輪緣材料中的最大應力是集中在各個輪輕連接點或輪輕座 處連接於攻些連接點的各傭輪輻把輪緣支撐在輪轂上或 連接於輪轂。因此’如果輪緣沿著其周緣是均勻地成形 的’那麽各個輪輻連接點之間的區域的厚度和強度就超過 了輪緣的各個輪輻連接點處的足以承受預定的應力之強 度。故意味著輪緣的重量比實際需要的重。迄今還沒有發 月致力於減輕整個輪緣的重量，大多發明透過在各個輪輻 連接點處強化祕以及用嵌入件來分佈由輪輻引起的應力 藉此減輕輪緣的重量。 美國專利6,402,256揭示了一種輪緣，其輪輻連接孔區域 有標稱的壁厚，而各個連接孔之間的中間區域的壁厚小於 110662.doc 1299705 私％壁厚。各個輪輻連接孔區域和各個中間區域之間的過 渡區域的壁厚是逐漸地從標稱壁厚變化到中間區域的壁 厚。根據該專利，該輪緣的製造方法是，先生産輪緣坯料 並加工輪緣壁的外表面的某些部分來形成中間區域和過渡 ρ刀而輪輻連接孔區域保持輪緣坯料的原來的標稱厚 度0

另外幾個專利也揭示加厚了的輪緣段，這些輪緣段的厚 度承受拉緊的輪輻施加於輪緣的力。例如，美國專利 6’283’5 57揭不了 一種在各個輪輻連接區域有增加厚度的周 緣方向的壤68的輪緣。美國專利6,536,849揭示了在輪輕連 接於輪緣的地方有增加厚度的斷面的輪緣，並且輪緣中還 有一條可強化其強度的内脊。 〜)國專’，234,580揭示了具有強化輪輻座的輪緣的幾個 貝方也例，其中某些似乎是無法製造的。 【發明内容】 本發明提供-種具有強化輪輻座的腳踏車輪 ------1 π T W導久丹教 β 用於本杳明方法的輪緣坯料可以下列步驟產生： 壓適當的合金材料擠壓成輪緣型材、滾壓該型材、把輪 1才刀d成所而長度段，再將其兩個自由端結合起來以 成-輪緣㈣。該輪、㈣料具有至少一個延周緣方向延 的、具有相當均勾的給定厚度的輪輻連接區域。依據本 明’在輪緣上，在輪輻孔所在點之相對側，例如在輪緣 :上腹板上形成通孔，再將工具分別定位在輪輕連接區 、上方以及下方，該卫具用以形成—強化輪輻座及其位 1 ^662^00 1299705 其中的一輪輕孔。 因此，本發明的一個目的是提供一種用於腳踏車車輪的 改良輪緣。 本發明的另-個目的是提供_種用於製造具有強化輪輕 座的改良輪緣的簡便方法。 本卷月的再一個目的是提供一種具有延周緣方向延伸的 輪輻區域並具有位於其中，自内部強化之輪輻座的輪緣。

本發明的再-個目的是提供—種具有強化的輪輻座的輪 緣，而強化部分從輪緣的外部是不可見的。 熟悉本項技術領域的人士，經由本專利說明書之揭露， 將可充分理解本發明之上述以及其他目的以及優點。 【實施方式】 •多、、圖輪緣坦料1 〇包括一沿周緣延伸的輪輕區域或 輪轄床12、兩位於相對侧的刹車表面14以及兩個延伸於輪 輕區域12和刹車表面14之間位於相義側壁！ 6…橫向的 連接板或上腹板18延伸於該型材1〇的上部之間，並鄰近利 車表面Η。輪胎凸緣2G自橫向連接板18向上延伸並線止於 圓邊卡胎釣22。輪輻區域12有_外或下表 表面26。 Π义上 二圖二中，顯示-用於擠麼輪輕孔（圖2中未顯示）周圍的 ;域卜部分金屬之工具’而輪輻孔係形成於輪緣链 31。-㈣座辦位在輪心域12的下^且其上並 ”有低點32之—凹部32。，㈣上㈣部射成可 接納和支樓輪輻區域12’具體地說，是支樓輪輻區域12的 Π 0662.doc 1299705 或下表面24。根據本發明之方法，使石占座3〇和輪輕區域 12接：’直到輪輻區域12的外表面24牢固地支撐在砧座3〇 ，凹邛中。在輪輻區域12坐落在砧座3〇上的情況下，以標 杈括私不的一工具接觸於輪輻區域12的内表面26。該 I具33包括一中心柱塞34和圍繞該中心柱塞34的一成形環 肩％。該成形環肩36包括一周緣凸㈣和在其下端的一成 形凹坑40。 隨著工具33向石占座3〇推近，周緣凸肩38和中心柱塞34接 觸輪輕區域12的内表面26,這樣輪輕區域12就被爽持在工 .. 糾和#座3G之間°然後使巾#塞34推進超越周緣凸肩 38並進入構成輪輻區域12的材料，藉以材料自中心柱塞^ 朝外推松。k著中心柱塞34向下推進，石占座％和周緣凸肩 38共同使被推擠的材料向凹坑4Q中移動，因爲被推擠的材 料別無它路可去。較佳的’中心柱塞34的直徑係對應於所 需要2輪輻孔的直徑，且中心柱塞34的推進在其觸及石占座 • 30之刚停止，藉此産生一個經修正的輪輻區域(見圖 )這個區域具有圍繞著預成形的輪輻孔44的增厚的一環 形區域42。由於在工具33作用在輪輻區域^上時站座娜 止外表面24的&形’所以輪輻區域12，的外表面24與輪輕區 域12的外表面24無異。輪輻區域12的内表面％被工具^衝 壓而變形爲圖3中所示的内表面26，，其包括隆起隆起或增 厚的環形部分42。 顯示於圖3中的-沖頭46係用以完成形成顯示於圖4的一 輪輻孔48。沖頭46能夠移除仍留在輪輻區域12，上、在預成 110662.doc 1299705 形的輪輕孔44下方的一小薄片材50。沖頭46係與一石占座52 協同作用，該砧座52包括在環繞一孔56的四周的一環肩 54。輪輻區域12’的外表面24接觸砧座^，使環肩“置中以 環繞預成形的輪輻孔44。沖頭46向石占座切隹進並進入預成 形的輪輻孔44，並穿透薄片材料5〇,藉以移除薄片材料5〇 而幵成圖4中所不的輪輪孔48。沖頭46包括一肩部μ，該 肩4 58月匕夠形成圍繞輪輕孔料，用於接納輪輕頭部（未顯 不)或輪輻螺母(未顯示)或類似物的一凹座6〇。沖頭“能夠 使内表面26 (見圖3)轉變而成加工後的内表面％"(見圖句。 見在多…、圖4，兀成的輪輻區域12丨丨具有一與輪輻區域12 的夕曰卜表面24(圖1至圖3)無異的外表面24、一輪輕孔^、一 ::並向内隆起的環形區域42,以及成形在環形區域42,中 凹環㈣域42’可強化圍繞輪輻孔Μ的輪輕區域 、"σ所不的輪輳床12的厚度相同。而且，從輪# £ 域12”的外矣& 攸輪季田& ^看，看不出緊挨著輪輻孔48周圍的區 :皮曰厚的環形區域42,強化了，因爲環形區域42,是從内 :向内隆起，從輪緣㈣10的外面是看不見的。 緣的：圖5和6 ’用於製造具有一強化的輪輻孔區域的一輪 n—種方法敘述如下。與前述方法類似，此-方法可 看:緣強化的輪輕孔區域的一輪緣"料，從外面 科時，強化部分並不明顯。 在圖5 Φ ^ 域㈣/ 卫具擠Μ輪緣㈣（未顯示）的輪賴區 #分的金屬。實際上，圖5僅顯示工具的一半和 H0662.doc 1299705 輪輻區域62的一半，因爲另兩個一半與所顯示的這兩個一 半，相對於轴線A係鏡面對稱。這一套工具包括一上衝壓 工具64和一下衝壓工具66。該上衝壓工具64包括圍繞一凹 坑的-環肩68,而該凹坑7〇由一外部工具構件74中的一 成形表面72界定。一沖頭76置中地位於外部工具構件74中 並能夠相對於外部工具構件74往復運動。下衝壓工具咐 括外。p工具構件78和一沖頭8〇，該沖頭置中地位於外 部工具構件78中並能夠相對於外部工具構件78往復運動。 外部工具構件78設有一成形表面82〇 從圖5中的位置開始，使上衝壓工具料和下衝壓工具μ 相向運動，就可鍛壓或_位於上衝壓工具以和下衝麼工 =之間的輪輻區域62材料，直到使輪輻區域㈣形成爲 Γ質=祕正輪輻區域62,的形狀。這時，會有小碎塊 質兩+人 間廷些小碎塊物 見：…以完成在輪輻區域62,中輪輻孔84的成形 =圖6)。此可以下述方式達成：沖聊自輪輕區⑽退回 碩76推進通過輪輻區域62，同時保持卫具外構件^ 和工具外構件78分別緊密抵靠在輪 下表面88上。 叼上表面86和 月見在麥照圖6，完成的輪輻區域62,包括么 表面86丨、一鄉鉻τ # 匕括—經修正的上 、、，4正的下表面88,、輪輻孔84、一 内隆起的環形區域9〇以及成形在環形 曰子… 92。在經修正的丁主 次〇中的一凹座 夕的下表面88,上有一個凹部94，它是 工具66的外部工具構㈣的成形 “：由下減 〜忭用而形成的。 】I0662.doc -10- 1299705 在經修正的上砉；μ,, 上’增厚的環形區域 孔84周圍的輪輻 磾刈用以強化輪輻 』彻？田&域62,。在環形區域 所示’輪輻庆i认土 ^匕硃90的任一側，如圖6 铷韬床或輪輻區域62，的 哎輪#S F Β Ο ΛΑ 又"、圖5中所不的輪輻床 次輪域62的厚度相 量鈐菸0 實轭例中，發明人曾考 里輪幸“域62的厚度在其被工具6# 品輪緣上輪輻孔之門鉍+ 佾变之則疋大於成 厚度，因此，在輪輻區域62被 除苹此材料：後，可以自輪輻區域62,移 =材：’直到經修正的下表面88，成爲與經修正 £域62的凹部94齊平 叮 工的方式來Μ，t Λ 4可關械加 、“ 丁 知用磨削、切割或本技術領域已知 /、他適當的手段。在除去材料之後，輪輻區域的下表面 係均勻的表面，而輪輻孔區域仍在内部被強化了。 在以上描述的實施例中，同時參照圖5和6,讀者將可理 解：即使向内隆起的環形區域9〇不比其周圍的輪輻區域62, 的、未㈣壓的部分厚’也能製成内部強化的輪輕孔區 域：換言t ’如果上衝具和下衝屢工具能下凹材料但 :能使輪輻孔區域的環形區域增厚’在爲了與凹部％達到 A平或大致齊平而自輪輻區域的下表面起移除材料之後， 與輪輻區域62’的毗鄰部分相比，那個環形區域也相對較厚 的被強化了。 以上的詳細說明提供本發明人認爲是最佳、用以實現本 發明的模式並且意欲使熟悉本技術領域的人能夠實施本發 明。但是在實施時，本發明不需局限於上述各實施例的結 構細節’且可在後附申請專利範圍之發明所定義的精神和 110662.doc -11- ^yy/Όδ 範圍内，作出改變與調整。 【圖式簡單說明】 圖1是用於製造本發明之 圖2是圖1所示的輪緣_的周緣：料的剖面圖。 剖面圖，其中，一第一 έ 、、L伸之輪輻區域的側視 方。 、工具位於輪輻區域的上方和下 圖3係圖2中所示的工具已 干夕鉍4- π a 子輪輻區域作用之後，圖2所 不之輪輻區域的侧視剖面 輪輕區域的上方和下方。工具位於 圖4係圖3中所示的工具已經對輪輕區域作用之後，圖3 所不之輪輻區域的側視剖面圖。 圖5係圖1所示的輪緣坯料 μ ^ 针的周緣延伸之輪輻區域的側視 剖面圖’並且顯示-第m具位於輪輻區域的上方和下 方0 圖6係圖5中所示的工且p妓m w丄具巳經對輪輻區域作用之後，圖5 所示之輪輕區域的侧視剖面圖。 【主要元件符號說明】 10 輪緣述料 12 輪輕區域 14 刹車表面 16 側壁 18 連接板 20 輪胎側板 22 圓邊卡胎鈎 110662.doc -12- 1299705 24 下表面 26 上表面 30 砧座 33 工具 34 中心柱塞 38 周緣凸肩 40 凹坑 42 環形區域 44 輪幸S孑匕 46 沖頭 48 輪輕孔 50 片材 52 砧座 54 環肩 56 子L 58 凸肩 60 凹座 62 輪輻區域 64 衝壓工具 66 下衝壓工具 68 環肩 70 凹坑 72 成形表面 74 工具外構件 110662.doc -13 - 1299705

76 沖頭 78 外部工具構件 80 沖頭 82 成形表面 84 輪幸畜孔 86 上表面 88 下表面 90 環形區域 92 凹座 94 凹部

110662.doc - 14-

Claims (1)

1299軍&5115914號專利申請案 .中文申請專利範圍替換本年3月） H- m,稱 十、申請專利範圍： 1 · 一種用於在一腳踏車輪緣上製造一強化輪輻孔的方法，該 方法包括以下步驟： 在一輪緣坯料的一上腹板上形成一通孔，該輪緣坯料包 括沿其周緣方向延伸之輪輻區域； 支撐該輪輻區域的一下表面； 在一輪輻孔所在的點，用一工具穿過該通孔並使之推進 入該輪輕區域的一上表面，藉此擠開該輪輻孔所在點的材 料而增厚該輪輻孔所在點周圍的輪輻區域的材料；以及 牙通该輪輕區域以成形一輪輕孔。 2·如睛求項1的方法，其包括使在該輪輻孔所在點周圍位移 該輪輪區域之一部分的步驟。 3· —種用於在一腳踏車輪緣上製造一強化輪輻孔區域的方 法，該方法包括以下步驟： 在一上腹板上形成一通孔，該輪緣坯料包括沿其周緣方 向延伸之輪輻區域； 使一上部工具穿過該通孔並推向該輪輻區域的上表面； 使-下部工具向該上部工具運動並朝向該輪轄區域的下 表面，藉此使該輪輻區域中的一部分向該上表面方向位 移；以及 隨後對該輪輻區域的該下表面進行機械加工，以減小节 下表面和該被位移部分的一下表面之間的位移差里。 / Μ” 4.如請求項3的方法，其包括把該輪輕孔所在點的㈣ 輻支樓區域推擠而增厚該輪輻孔所在點周圍的材料的: 110662-960331.doc 1299705 驟 5· 一種用於在一腳踏車鈐絡 輪緣上製造一強化輪輻孔區域的方 法’該方法包括以下步驟· 在上腹板上形成一通孔，該輪緣埋料包括沿其周緣方 向延伸之輪輻區域； 將一工具穿過該通孔而推向該輪輻區域的上表面；以及 將反向工具向該輪輕區域的下表面推動，藉此把該輪 輻孔所在點的材料向該輪輻區域推擠而增厚該輪輻孔所在 點周圍的材料。 O:\110\110662-960331.doc -2-