TWI656985B - 複合材輪圈 - Google Patents

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Abstract

一種複合材輪圈，定義一圓心，該複合材輪圈包含：一外框部，徑向截面呈V形而具有較靠近該圓心之一底部與較遠離該圓心之一開口，該外框部係以複合材成型；一內框部，徑向截面呈U形且設於該外框部之開口內而將該開口封閉，該內框部係以複合材成型，該內框部具有較靠近該圓心之一底部與自該底部兩端朝遠離該圓心方向延伸之二側壁部，該內框部之二側壁部與該外框部彼此連接，各該側壁部遠離該內框部之底部之一端設有一內勾部，該二內勾部朝向彼此彎曲，各該側壁部位於該內勾部與該內框部之底部之間的部分之最小厚度為1.0mm至1.5mm。

Description

複合材輪圈
本發明係有關於一種複合材輪圈。
習知碳纖維自行車輪圈之截面由一較大V形區域與位於V形區域開口處的較小U形區域所組成，U形區域的兩側壁通常用以作為夾煞之用的煞車邊，故常由至少10層以上的碳纖維布疊合成形，以提供足夠的厚度與結構強度。
然而，現今自行車煞車系統多使用碟煞系統，特別是比賽用之跑車，U形區域的側壁結構強度已無須如此高之要求，相反地，較厚的輪圈反而增加重量，對於騎乘者的負擔較大。
本發明之主要目的在於提供一種複合材輪圈，能達到極度輕量化，減少材料與成本，並提升騎乘速度。
為達成上述目的，本發明提供一種複合材輪圈，定義一圓心，該複合材輪圈包含一外框部與一內框部。
該外框部徑向截面呈V形而具有較靠近該圓心之一底部與較遠離該圓心之一開口，該外框部係以複合材成型；該內框部徑向截面呈U形且設於該外框部之開口內而將該開口封閉，該內框部係以複合材成型，該內框部具有較靠近該圓心之一底部與自該底部兩端朝遠離該圓心方向延伸之二側壁部，該 內框部之二側壁部與該外框部彼此連接，各該側壁部遠離該內框部之底部之一端設有一內勾部，該二內勾部朝向彼此彎曲，各該側壁部位於該內勾部與該內框部之底部之間的部分之最小厚度為1.0mm至1.5mm。
10‧‧‧外框部
20‧‧‧內框部
201‧‧‧底部
202‧‧‧側壁部
203‧‧‧內勾部
21‧‧‧第一複合材層
22‧‧‧第二複合材層
23‧‧‧第三複合材層
24‧‧‧第四複合材層
d‧‧‧最短距離
圖1係本發明之內框部之立體圖。
圖2係本發明之內框部之複合材層之示意圖。
圖3係本發明之內框部之剖面圖。
圖4係本發明之剖面圖。
圖5係本發明之立體示意圖。
圖6係本發明之立體圖。
以下僅以實施例說明本發明可能之實施態樣，然並非用以限制本發明所欲保護之範疇，合先敘明。
請參考圖1至圖6，本發明提供一種複合材輪圈，定義一圓心，該複合材輪圈包含一外框部10與一內框部20。
該外框部10徑向截面呈V形而具有較靠近該圓心之一底部與較遠離該圓心之一開口，該外框部10係以複合材成型；該內框部20徑向截面呈U形且設於該外框部10之開口內而將該開口封閉，該內框部20係以複合材成型，該內框部20具有較靠近該圓心之一底部201與自該底部201兩端朝遠離該圓心方向延伸之二側壁部202，該內框部20之二側壁部202與該外框部10彼此連接，各該側壁部202遠離該內框部20之底部201之一端設有一內勾部203，該二內勾部203朝向彼 此彎曲，各該側壁部202位於該內勾部203與該內框部20之底部201之間的部分之最小厚度為1.0mm至1.5mm，各該側壁部202較遠離該底部201的一端至該底部201的最短距離d大於5.1mm(於本實施例中，該底部具有一較凹入的中央部分與較靠近該二側壁部的兩側部，各該側壁部202較遠離該底部201的一端至該底部201之側部之最短距離d大於5.1mm)。
較佳地，該內框部20之徑向截面由4至15層之複合材層疊合而成，更佳地，該些複合材層中至少其中一複合材層由碳纖維排列角度90度±15度之碳纖維布組成且其總厚度大於或等於0.3mm(可以是僅有一複合材層由90度±15度之碳纖維布組成且其厚度直接大於或等於0.3mm，或是有多個複合材層由90度±15度之碳纖維布組成且這些複合材層之總厚度大於或等於0.3mm，且該些90度±15度碳纖維布之複合材層可以是緊鄰相疊或是彼此分離、間隔排列者)；具體來說，本實施例中，該些複合材層至少包含一第一複合材層21、一第二複合材層22與一第三複合材層23，該第二複合材層22與該第三複合材層23依序疊於該第一複合材層21之中間部分上後與該第一複合材層21兩端彎起形成該二側壁部202，該第一複合材層21的兩端進一步反摺至該第三複合材層23上使該內框部20的徑向截面為四層結構；更詳細來說，該第一複合材層21為FAW(Fiber Areal Weight，纖維單位面積重)-100之+45度碳纖維布與FAW-100之-45度碳纖維布共同形成，該第二複合材層22為FAW-200之90度碳纖維布與FAW-100之90度碳纖維布共同形成，該第三複合材層23為FAW-200之90度碳纖維布，較佳者，該第一複合材層21之兩端再由一第四複合材層24覆蓋，該第四複合材層24為SCRIM網布。
然而，該些複合材層亦可非以層疊貼合的方式成形，亦可由一複合材纏繞於內模具外表面而成形，例如以FAW-100之碳纖維布纏繞而成。
藉由上述結構，本發明提供之複合材輪圈之內框部側壁較薄，達到極佳的輕量化效果，但又足以提供輪胎撐置，對於不使用夾煞系統又講求速 度的跑車來說，可最大限度地降低輪圈重量以提升速度，結構強度又足以符合需求，極具進步之效。

Claims (5)

  1. 一種複合材輪圈，定義一圓心，該複合材輪圈包含：一外框部，徑向截面呈V形而具有較靠近該圓心之一底部與較遠離該圓心之一開口，該外框部係以複合材成型；一內框部，徑向截面呈U形且設於該外框部之開口內而將該開口封閉，該內框部係以複合材成型，該內框部具有較靠近該圓心之一底部與自該底部兩端朝遠離該圓心方向延伸之二側壁部，該內框部之二側壁部與該外框部彼此連接，各該側壁部遠離該內框部之底部之一端設有一內勾部，該二內勾部朝向彼此彎曲，各該側壁部位於該內勾部與該內框部之底部之間的部分之最小厚度為1.0mm至1.5mm；其中，該內框部之徑向截面由4至15層之複合材層疊合而成，該些複合材層至少包含一第一複合材層、一第二複合材層與一第三複合材層，該第二複合材層與該第三複合材層依序疊於該第一複合材層之中間部分上後與該第一複合材層兩端彎起形成該二側壁部，該第一複合材層的兩端進一步反摺至該第三複合材層上使該內框部的徑向截面為四層結構。
  2. 如請求項1所述之複合材輪圈，其中該些複合材層中至少其中一複合材層由碳纖維排列角度90度±15度之碳纖維布組成且其總厚度大於或等於0.3mm。
  3. 如請求項1所述之複合材輪圈，其中該第一複合材層為FAW-100之+45度碳纖維布與FAW-100之-45度碳纖維布共同形成，該第二複合材層為FAW-200之90度碳纖維布與FAW-100之90度碳纖維布共同形成，該第三複合材層為FAW-200之90度碳纖維布。
  4. 如請求項3所述之複合材輪圈，其中該第一複合材層之兩端再由一第四複合材層覆蓋，該第四複合材層為SCRIM網布。
  5. 如請求項1所述之複合材輪圈，其中各該側壁部較遠離該底部的一端至該底部的最短距離大於5.1mm。
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