TWM515476U - 自行車輪圈結構 - Google Patents

Description

自行車輪圈結構

本創作與自行車有關，尤指一種自行車之輪圈結構。

按，自行車之輪圈的兩側側緣分別具有一剎車面，俾供剎車系統以一剎車片與其接觸，藉由摩擦力的作用以降低輪胎的轉速。為了提升剎車的效能，同時提高受到剎車片磨損的抵抗能力，該剎車面必須具備較高的硬度；而常見的輪圈乃以鋁合金為材料製成，則必須在輪圈的剎車面上設置一層硬度較高的材料(通稱為陶瓷層)，以達上述目的。

習知的做法是利用金屬表面處理的方式將陶瓷層披覆於剎車面上，惟將輪圈浸入電解液後，除了剎車面可產生電化學反應而形成陶瓷層外，輪圈的其他部分亦可進行相同的反應而形成陶瓷層。然而實施金屬表面處理的成本甚高，而除了剎車面以外的部分所形成的陶瓷層對剎車的性能沒有幫助，因此造成材料的浪費及成本的提高，實有加以改進的必要。

本創作之主要目的在於提供一種自行車輪圈結構，其藉由金屬表面處理之技術於輪圈的剎車面上形成一陶瓷層，其餘部分形成一陽極層，藉以節省材料及降低成本。

為達前述目的，本創作提供一種自行車輪圈結構，其 包括有：一呈環形之本體，該本體具有一外表面，該外表面包括有一位於該本體之兩側且沿該本體延伸之第一面，以及一異於該第一面之第二面；一陽極層，其以陽極處理的方式固結於該第二面上；一陶瓷層，其以微弧氧化的方式固結於該第一面上。

其中，該陽極層之厚度為10至120μm。

而本創作之上述目的與優點，不難從下述所選用實施例之詳細說明與附圖中獲得深入了解。

1‧‧‧本體

11‧‧‧外表面

12‧‧‧第一面

13‧‧‧第二面

2‧‧‧陽極層

3‧‧‧陶瓷層

4‧‧‧皮膜層

C‧‧‧中心軸

第1圖為本創作之立體示意圖

第2圖為本創作之製造流程示意圖

第3圖為本創作初期狀態之剖面示意圖

第4圖為本創作實施陽極處理後之剖面示意圖

第5圖為本創作實施切削後之剖面示意圖

第6圖為本創作實施微弧氧化後之剖面示意圖

第7、8圖為本創作輪圈設置皮膜層之實施態樣的剖面示意圖

請參閱第1圖，所示者為本創作所提供之自行車輪圈結構，其具有一呈環形之本體1，該本體1具有一外表面11，且搭配第6圖所示者，該外表面11包括有一位於該本體1之兩側且沿該本體1延伸之第一面12，以及一異於該第一面12之第二面13；其中該第二面13上以 陽極處理的方式固結有一陽極層2，其厚度為10至120μm，且兩第一面12上以微弧氧化的方式固結有一硬度較該本體1高之陶瓷層3。

第2圖所示者為本創作輪圈之剎車面的形成方法，其包括有：將一輪圈進行陽極處理，令該輪圈之表面形成有一10至120μm之陽極層；切削去除該輪圈對應於第一面之位置上的陽極層；將該輪圈進行微弧氧化，令該輪圈之第一面上形成有一陶瓷層。

上述之輪圈如第1圖所示，其為一環形結構體，於本實施例中，該輪圈為鋁合金材質。該輪圈之中心處界定有一中心軸C，而該輪圈於該中心軸C之軸向兩側分別具有一第一面12，俾供自行車之剎車系統以剎車片接觸之，藉由二者之間的摩擦力以降低輪胎的轉速。第3圖所示者為該輪圈初期狀態之斷面示意圖。該輪圈具有一外表面11，前述之第一面12位於該輪圈之兩側，而該外表面11除去兩第一面12所剩餘之其他部分界定為一第二面13。

本方法所進行之第一步驟乃將該輪圈進行陽極處理(Anodizing)。其中，陽極處理是氧化成皮膜(Conversion Coating)技術的一種，藉由化學或電化學處理，利用目標金屬(本實施例為鋁合金)易氧化之特性，使金屬表面生成一種含有該金屬成分的表層，此表層質地緻密，可藉以 保護內部的金屬，避免其進一步氧化，同時增加表面的機械性質。陽極處理的另一個重要目的是利用所生成氧化層之多孔性，透過不同的化成反應以產生各種色澤，換言之，即在目標金屬之外層進行染色，藉以增進美觀。完成陽極處理後之輪圈的斷面如第4圖所示，在該外表面11(包括兩第一面12及該第二面13)固結有一陽極層2，其厚度為10至120μm。

接著，本方法之第二步驟為去除兩第一面12上的陽極層2。於本實施例中乃藉由CNC工具機將兩第一面12上的陽極層2切削去除，如第5圖所示地在該輪圈之外表露出兩個第一面12。

而本方法之第三步驟為對該輪圈進行微弧氧化(Micro Arc Oxidation)，又稱微電漿氧化(Micro Plasma Oxidation)，其係利用鋁、鎂或鈦及其合金在電解液系統中具有電解閥門的作用，通以電流後，金屬表面會產生很薄的氧化膜絕緣層，而在工件上施加的電壓超過一臨界值時，上述絕緣膜會形成微弧放電現象，產生瞬間消逝的電弧(溫度約8000K)，因此絕緣膜上的厚度薄弱區域會被擊穿，並重新生成一新的氧化絕緣膜；由於擊穿總是發生在相對薄弱之部位，在新的膜層生成後又轉移至其他部位繼續擊穿及生成，以致最終形成整體均勻的膜層。藉此金屬表面處理方法，如第6圖所示，可在該輪圈的兩個第一面12處形成一硬度較輪圈高之陶瓷層3，且該陶瓷層3乃緊密地固結於兩第一面12上，不易受到摩擦而剝落。

依上述之說明，微弧氧化製程為一先破壞目標金屬之表面，再於該處重建氧化膜層的過程。然而依目標金屬的材質差異，其抵抗微弧氧化的能力亦有不同；細言之，於第三步驟實施微弧氧化之前，如第5圖所示，該輪圈之兩第一面12為鋁合金，且第二面13為陽極層2，而陽極層2抵抗微弧氧化之能力較鋁合金強。另一方面，第二面13上之陽極層2的厚度亦有相當程度(10至120μm)，因此相較於該第二面13，微弧氧化的擊穿現象絕大部分發生在兩第一面12上，進而如第6圖所示，陶瓷層3將生成於兩第一面12。此外，進行微弧氧化之電壓與時間必須控制在適當程度，避免該第二面13上的陽極層2被擊穿而在此處生成陶瓷層。於本實施例中，進行微弧氧化之電壓為400至2000伏特，且進行1至60分鐘，藉此可令陶瓷層3僅生成於兩第一面12上。

此外，為了讓輪圈結構具有更多視覺上的變化，可於輪圈表面以烤漆或噴塗的方式設置一皮膜層4。該皮膜層4之設置方式可如第7圖所示者，設於該陽極層2之外表面；或如第8圖所示者，設於該陽極層2與該陶瓷層3之外表面。據此使輪圈有一層或多層的皮膜修飾與改變外觀。

惟，以上實施例之揭示乃用以說明本創作，並非用以限制本創作，故舉凡等效元件之置換仍應隸屬本創作之範疇。

綜上所述，可使熟知本項技藝者明瞭本創作確可達成 前述目的，實已符合專利法之規定，爰依法提出申請。

1‧‧‧本體

11‧‧‧外表面

12‧‧‧第一面

13‧‧‧第二面

2‧‧‧陽極層

3‧‧‧陶瓷層

Claims (4)

1. 一種自行車輪圈結構，其包括有：一呈環形之本體，該本體具有一外表面，該外表面包括有一位於該本體之兩側且沿該本體延伸之第一面，以及一異於該第一面之第二面；一陽極層，其以陽極處理的方式固結於該第二面上，該陽極層之厚度為10至120μm；一陶瓷層，其以微弧氧化的方式固結於該第一面上。
2. 如請求項1所述之自行車輪圈結構，其中，該輪圈結構更包括有一設於其表面之皮膜層。
3. 如請求項2所述之自行車輪圈結構，其中，該皮膜層係覆蓋於該陽極層之外表面。
4. 如請求項2所述之自行車輪圈結構，其中，該皮膜層係覆蓋於該陽極層與該陶瓷層之外表面。