專利名稱：自行車輪圈及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)于ー種自行車輪圈的制造方法，特別是關(guān)于一種碳纖維自行車輪圈的制造方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的自行車輪圈的制作方法，有利用碳纖維復(fù)合材制作成形的方法，可參考中國臺灣第1308520及1329080號專利所述，主要是在碳纖維復(fù)合材中置入氣袋，并在對碳纖維復(fù)合材加熱加壓成型的同吋，將氣袋充氣，以制成中空的碳纖維輪圈。其中，氣袋受到氣體壓力作用時均勻地向外膨脹，而碳纖維輪圈的截面形狀則非均勻的圓形，致使在熱壓成型的同時，碳纖維輪圈的側(cè)面將受到氣袋較大力量壓迫，使碳纖維輪圈的側(cè)面較薄，其他部分較厚，容易使輪圈側(cè)面的厚度太低，而使輪圈的結(jié)構(gòu)強度下降。再者，傳統(tǒng)的在充氣氣袋表面疊貼纖維布的手段，往往礙于氣袋外觀與輪圈差異過大，以及氣袋充氣時彈性變形量大(過軟)，故疊貼纖維布過程較緩慢，且疊貼位置的精確性也較差，進而產(chǎn)生輪圈成型后的整體厚度不均的問題。此外，如中國臺灣專利第1308527號所述的自行車輪圈的制造方法，是將氣袋分段地充氣與加熱，以取得較佳的耐高溫特性與抗磨特性，然而，該專利所述的制造方法需進行多段的加熱加壓及充氣程序，使得生產(chǎn)過程有較復(fù)雜以及速度較慢的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種新的自行車輪圈的制造方法，可獲得厚度均勻且結(jié)構(gòu)強度較佳的自行車輪圈。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案
一種自行車輪圈的制造方法，包含下列步驟前置準備、輪框排疊、合模、成形、分離外模、拆卸內(nèi)模、修整。前置準備取備一外模、一內(nèi)模、ー氣袋及碳纖維復(fù)合材，其中該外模至少包含一個第一外模與ー個第二外模，該第一外模與該第二外模供相互靠合，在該外模中設(shè)有ー個環(huán)形的模穴，該內(nèi)模為內(nèi)部中央具透孔的撓性材質(zhì)，該內(nèi)模包含至少兩個弧形的管體，這些管體接合為環(huán)形，使該內(nèi)模中央透孔圍構(gòu)出ー個環(huán)形的氣室，該氣袋供容置于該氣室。輪框排疊將該氣袋逐一穿入所述各管體的透孔，并將所述各管體接合為環(huán)形，使該氣袋容置于所述氣室中，隨后將碳纖維復(fù)合材疊貼于該內(nèi)模外表面，并將內(nèi)部穿設(shè)有氣袋且外表面疊貼有碳纖維復(fù)合材的內(nèi)模置于模穴；
合模將該外?？亢详P(guān)閉；
成形向該外模加壓加熱井向該氣袋中充氣，膨脹的氣袋使內(nèi)模彈性擴撐，令疊貼于內(nèi)模外表面的碳纖維復(fù)合材受到溫度及壓力作用而壓合定型為中空的碳纖維輪圈，其中該碳纖維輪圈具有一個遠離其中心的環(huán)形頂面；
分離外模開啟該外摸，取出該碳纖維輪圏，使該碳纖維輪圈與該外模分離；拆卸內(nèi)摸在碳纖維輪圈的環(huán)形頂面加工開設(shè)至少兩個長形開孔，并自該兩個開孔取出該內(nèi)模與該氣袋，使該內(nèi)模及該氣袋與該碳纖維輪圈分離；
修整另取碳纖維復(fù)合材的片體將兩個開孔蓋合，而形成完整的碳纖維輪圈。如上所述的自行車輪圈的制造方法，其中，所述內(nèi)模的材質(zhì)為發(fā)泡的聚胺酷。如上所述的自行車輪圈的制造方法，其中，所述外模設(shè)有向所述模穴凸出的兩個凸塊，使所述成形步驟中產(chǎn)生的碳纖維輪圈形成有兩個凹槽，該兩個凹槽位于所述環(huán)形頂面，該兩個凹槽各具有ー個底面，所述兩個開孔分別開設(shè)于該兩個凹槽的底面，各該底面大于各該開孔，所述修整步驟中的碳纖維復(fù)合材黏合于該兩個底面。如上所述的自行車輪圈的制造方法，其中，所述修整步驟所另取片體的厚度與所述各凹槽的深度相同。ー種自行車輪圏，其包含一個碳纖維輪圈，該碳纖維輪圈是由如權(quán)利要求1至4中任一項所述自行車輪圈的制造方法所制得的碳纖維輪圈。本發(fā)明的有益效果為
通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明在生產(chǎn)自行車輪圈吋，利用對應(yīng)輪圈外形的內(nèi)模為媒介，以利于氣袋膨脹過程中迫使內(nèi)模均勻地朝外擴撐，而非傳統(tǒng)氣袋充氣會朝輪圈兩側(cè)過度擠壓模式，自然可令本發(fā)明制成的碳纖維輪圈整體厚度均勻，質(zhì)量穩(wěn)定并具有較高的結(jié)構(gòu)強度。再者，本發(fā)明在進行碳纖維復(fù)合材的排疊時，該內(nèi)模即提供對應(yīng)輪圈的既定外形， 加上可撓性的內(nèi)模較傳統(tǒng)的氣袋略硬，故可提供碳纖維復(fù)合材(布)精確且均勻地疊貼于內(nèi)模表面的優(yōu)點。更明確地說，具有可撓性的內(nèi)摸，可提供碳纖維復(fù)合材疊貼同時進行定位， 因而可以大幅提高碳纖維復(fù)合材疊貼作業(yè)速度，提高整體生產(chǎn)效率。此外，本發(fā)明在充氣時不需將氣袋分段充氣，即可獲得質(zhì)量穩(wěn)定的碳纖維輪圈，可進ー步提高生產(chǎn)效率；總結(jié)上述特點，本發(fā)明實為具有進步的功效。


圖1為本發(fā)明所使用模具的立體圖。圖2為本發(fā)明所使用模具的立體分解圖。圖3為圖1的A-A剖面圖。圖4為圖3的局部放大圖。圖5為本發(fā)明所生產(chǎn)碳纖維輪圈的立體圖,圖6為圖5的B-B剖面圖。圖7為本發(fā)明所生產(chǎn)碳纖維輪圈的剖面圖,主要組件符號說明
I外模
II第一外模
III環(huán)形凹槽 12 第二外模 131 弧形塊體
14凸塊
15定位孔
21,21'管體 211 接合段 3:氣袋 4 碳纖維輪圈
41環(huán)形頂面
42凹槽 421 底面2:內(nèi)模43:開孔
201 透孔5 片體。
具體實施例方式以下僅以實施例說明本發(fā)明可能的實施形態(tài)，并非用來限制本發(fā)明所要保護的范圍。實施例1
請參考圖1至圖4，本發(fā)明提供ー種自行車輪圈的制造方法，包括以下數(shù)道步驟前置準備、輪框排疊、合模、成形、分離外模、拆卸內(nèi)模、修整。在前置準備步驟中，預(yù)先制作本發(fā)明所需使用的模具及材料，包括外模1、內(nèi)模2、 氣袋3等模具及碳纖維復(fù)合材。其中該外模1包括有ー個第一外模11、ー個第二外模12與 ー個第三外摸，該第一外模11、該第二外模12與該第三外?？晒┫嗷タ亢?，而在該外模1中形成有ー個環(huán)形的模穴。更明確地說，該第一外模11形成有ー環(huán)形凹槽111，該第二外模12 形成有另ー環(huán)形凹槽，該第三外模包括有四個弧形塊體131，該第一外模11、該第二外模12 與該第三外模彼此組合靠合后，可使該兩個環(huán)形凹槽組合形成ー環(huán)形之模穴。較佳地，該第三外模向該模穴內(nèi)凸出形成有至少兩個凸塊14，該兩個凸塊14可位于該環(huán)形模穴徑向方向相遠離的兩側(cè)。又較佳地，該第一外模11與該第二外模12形成有數(shù)個相對應(yīng)的定位孔 15，以供將該第一外模11與該第二外模12組合固定。在本發(fā)明其他可能的實施例中，該外模1也可改為以兩個以上的其他數(shù)量的部件組合形成。該內(nèi)模2為撓性材質(zhì)，更明確地說，該內(nèi)模2可利用發(fā)泡的聚胺酯(PU)制成，或者也可利用其他具有可撓曲特性及其他相似物理性質(zhì)的材料制成。該內(nèi)模2大致為對應(yīng)輪圈的外形，且其實施方案有兩種，其中一種為實心，實心實施狀態(tài)下，其整體尺寸僅預(yù)留碳纖維復(fù)合材疊貼的厚度，以利后續(xù)合模、加壓成型即可，方案ニ如附圖所示的成型為中央具有透孔201的中空狀內(nèi)摸，附圖所示的中空的內(nèi)模2包括四個弧形的管體，這些管體21可供彼此接合為環(huán)形，且組接成內(nèi)模2的管體中央透孔201圍構(gòu)出ー個環(huán)形的氣室，該氣室可供氣袋容置之用。在本發(fā)明其他可能的實施例中，該內(nèi)模2也可利用兩個或兩個以上的弧形管體組合形成。較佳地，各該管體21—端形成有ー個接合段211，各該接合段211的截面輪廓向其自由段漸縮而可供插設(shè)于另一管體21’中，可便于供使用者將該些管體21彼此接
ム I=I O在輪框排疊步驟中，將該氣袋3穿設(shè)于該些管體21的透孔201，再將該些管體21 彼此相互接合為環(huán)形，使該氣袋3容置于該氣室中，隨后將穿設(shè)有氣袋的內(nèi)模置于模穴中， 如圖3與圖4所示，接著將碳纖維復(fù)合材(片狀的碳纖維布)依對應(yīng)輪圈外形的內(nèi)模外表面疊貼至預(yù)設(shè)厚度。在合模步驟中，將該外模1靠合關(guān)閉，更明確地說，將該外模的各個部件彼此靠合，使得穿設(shè)好氣袋且表面疊貼好碳纖維復(fù)合材的內(nèi)模置放于模穴中固定。在成形步驟中，將該外模1加壓加熱，并向該氣袋3中充氣，使碳纖維復(fù)合材受到溫度及壓力作用而壓合定型為中空的碳纖維輪圈4。如圖5至圖7所示，該碳纖維輪圈4具有一個遠離其中心的環(huán)形頂面41，其中，該碳纖維輪圈4受該外模的兩個凸塊的擠壓而形成有兩個凹槽42，該兩個凹槽42位于該環(huán)形頂面41，各該凹槽42還具有一底面421。較佳地，該兩個凹槽42分別位于該輪圈4徑向方向相遠離的兩側(cè)。此外，為了對該氣袋3充氣， 該氣袋部份則延伸至該外模1外部與充氣管件相結(jié)合。在分離外模步驟中，將該外模1開啟，令外模1的數(shù)個部件彼此分離，以便于取出該碳纖維輪圈4，使該碳纖維輪圈4與該外模1分離，其中，該內(nèi)模2與該氣袋3仍留置于成型的碳纖維輪圈4中，而得以與該碳纖維輪圈4 一同自模穴取出。在拆卸內(nèi)模過程中，須先在該碳纖維輪圈的環(huán)形頂面41加工開設(shè)至少兩個長形的開孔43，較佳地，該兩個開孔43分別開設(shè)于該兩個凹槽42的底面421，且各該開孔43長度小于各該底面421，隨后，利用鉗具或?qū)Ｓ脢A取機具自該兩個開孔43的左、右兩側(cè)，取出該內(nèi)模2與該氣袋3，使該內(nèi)模2及該氣袋3與該碳纖維輪圈4分離。其中，本發(fā)明中的內(nèi)模2為撓性材質(zhì)而具備可彎折、彈性變形特性，但其仍具有一定的原始外型，自然也較氣袋 3更難以取出。為順利使內(nèi)模2自輪圈中取出，本發(fā)明特別在碳纖維輪圈4的環(huán)形頂面41 開設(shè)至少兩個開孔43，開孔43的較佳形狀為長形(如矩形)，而長形的兩開孔尺寸會依輪圈的寬、窄或高度而增加或縮減。輪圈環(huán)形頂面的開孔特別成形為長形，再配合拆卸成兩個以上(較佳地為四個)的內(nèi)模2，方能順利將輪圈內(nèi)的內(nèi)模2自該兩個開孔43處分別夾出。在修整步驟中，另取碳纖維復(fù)合材的片體5蓋合于該ニ開孔43并黏合于該碳纖維輪圈4，該片體5為對應(yīng)碳纖維輪圈4環(huán)形頂面41的弧形片體。較佳地，該弧形的片體5 黏合于該兩個凹槽的底面421，又較佳地，可令該片體5的厚度與凹槽42的深度相同，使黏合后的片體5與環(huán)形頂面41平齊。其中所述的黏合，是指令片體5與碳纖維輪圈4相互固定，其固定方式可利用膠體進行黏合，也可利用熱熔方式，令片體5與碳纖維輪圈4表面局部熔化而結(jié)合固定。此外，在修整步驟中，也可對碳纖維輪圈4整體進ー步進行研磨、上漆 (金油)等其他表面修飾加工流程，使碳纖維輪圈4可具有較佳的表面質(zhì)感。本實施例中所提供的碳纖維輪圈4是供組裝管形輪胎使用而不具有扣唇，然而， 在本發(fā)明其他可能的實施例中，也可改變該外模1或該模穴的形狀，而使該碳纖維輪圈成形出扣唇。通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明在生產(chǎn)自行車輪圈吋，利用對應(yīng)輪圈外形的內(nèi)模為媒介，以利于氣袋膨脹過程中迫使內(nèi)模均勻地朝外擴撐，而非傳統(tǒng)氣袋充氣會朝輪圈兩側(cè)過度擠壓模式，自然可令本發(fā)明制成的碳纖維輪圈整體厚度均勻，質(zhì)量穩(wěn)定并具有較高的結(jié)構(gòu)強度。再者，本發(fā)明在進行碳纖維復(fù)合材的排疊時，該內(nèi)模即提供對應(yīng)輪圈的既定外形， 加上可撓性的內(nèi)模較傳統(tǒng)的氣袋略硬，故可提供碳纖維復(fù)合材(布)精確且均勻地疊貼于內(nèi)模表面的優(yōu)點。更明確地說，具有可撓性的內(nèi)摸，可提供碳纖維復(fù)合材疊貼同時進行定位， 因而可以大幅提高碳纖維復(fù)合材疊貼作業(yè)速度，提高整體生產(chǎn)效率。此外，本發(fā)明在充氣時不需將氣袋分段充氣，即可獲得質(zhì)量穩(wěn)定的碳纖維輪圈，可進ー步提高生產(chǎn)效率；總結(jié)上述特點，本發(fā)明實為具有進步的功效。
權(quán)利要求
1.一種自行車輪圈的制造方法，其特征在干，包含下列步驟前置準備取備ー個外模、一個內(nèi)模、一個氣袋及碳纖維復(fù)合材，其中該外模至少包含 ー個第一外模與ー個第二外模，該第一外模與該第二外模供相互靠合，在該外模中設(shè)有ー 個環(huán)形的模穴，該內(nèi)模為內(nèi)部中央具透孔的撓性材質(zhì)，該內(nèi)模包含至少兩個弧形的管體，這些管體接合為環(huán)形，使該內(nèi)模中央透孔圍構(gòu)出ー個環(huán)形的氣室，該氣袋供容置于該氣室；輪框排疊將該氣袋逐一穿入所述各管體的透孔，并將所述各管體接合為環(huán)形，使該氣袋容置于所述氣室中，隨后將碳纖維復(fù)合材疊貼于該內(nèi)模外表面，并將內(nèi)部穿設(shè)有氣袋且外表面疊貼有碳纖維復(fù)合材的內(nèi)模置于模穴；合模將該外?？亢详P(guān)閉；成形向該外模加壓加熱井向該氣袋中充氣，膨脹的氣袋使內(nèi)模彈性擴撐，令疊貼于內(nèi)模外表面的碳纖維復(fù)合材受到溫度及壓力作用而壓合定型為中空的碳纖維輪圈，其中該碳纖維輪圈具有一個遠離其中心的環(huán)形頂面；分離外模開啟該外摸，取出該碳纖維輪圏，使該碳纖維輪圈與該外模分離；拆卸內(nèi)摸在碳纖維輪圈的環(huán)形頂面加工開設(shè)至少兩個長形開孔，并自該兩個開孔取出該內(nèi)模與該氣袋，使該內(nèi)模及該氣袋與該碳纖維輪圈分離；修整另取碳纖維復(fù)合材的片體將兩個開孔蓋合，而形成完整的碳纖維輪圈。
2.如權(quán)利要求1所述的自行車輪圈的制造方法，其特征在干，所述內(nèi)模的材質(zhì)為發(fā)泡的聚胺酷。
3.如權(quán)利要求1所述的自行車輪圈的制造方法，其特征在干，所述外模設(shè)有向所述模穴凸出的兩個凸塊，使所述成形步驟中產(chǎn)生的碳纖維輪圈形成有兩個凹槽，該兩個凹槽位于所述環(huán)形頂面，該兩個凹槽各具有ー個底面，所述兩個開孔分別開設(shè)于該兩個凹槽的底面，各該底面大于各該開孔，所述修整步驟中的碳纖維復(fù)合材黏合于該兩個底面。
4.如權(quán)利要求3所述的自行車輪圈的制造方法，其特征在干，所述修整步驟所另取片體的厚度與所述各凹槽的深度相同。
5.ー種自行車輪圏，其特征在干，包含一個碳纖維輪圈，該碳纖維輪圈是由如權(quán)利要求 1至4中任一項所述自行車輪圈的制造方法所制得的碳纖維輪圈。
全文摘要
一種自行車輪圈的制造方法取備一外模、一內(nèi)模、一氣袋及碳纖維復(fù)合材，該外模至少包含第一外模與第二外模，供相互靠合，在外模中設(shè)有環(huán)形模穴；該內(nèi)模內(nèi)部中央具透孔，包含至少二弧形管體，各管體接合為環(huán)形，使該內(nèi)模中央透孔圍構(gòu)出環(huán)形氣室，供容置氣袋；將氣袋逐一穿入各管體的透孔，并將各管體接合為環(huán)形，使氣袋容置于氣室中；后將碳纖維復(fù)合材疊貼于內(nèi)模外表面，并將內(nèi)模置于模穴；合模；向外模加壓加熱并向氣袋中充氣，氣袋使膨脹內(nèi)模擴撐，令內(nèi)模外表面的碳纖維復(fù)合材定型為中空的碳纖維輪圈；開啟外模取出碳纖維輪圈；在碳纖維輪圈上開設(shè)開孔，并自該開孔取出內(nèi)模與氣袋；另取碳纖維復(fù)合材將開孔蓋合，形成完整的碳纖維輪圈。
文檔編號B60B21/00GK102555133SQ20101059403
公開日2012年7月11日 申請日期2010年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月16日
發(fā)明者賴國義, 陳君銘 申請人:詮緯有限公司