專利名稱：復(fù)合式輪圈盤結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及輪圈盤技術(shù)，尤其涉及一種兼具金屬與碳纖維的復(fù)合式輪圈盤結(jié)構(gòu)，藉以大幅減輕輪圈盤的重量，且能兼具降低成本之效。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，由于碳纖維復(fù)合材料具有質(zhì)輕、高強(qiáng)度、散熱快、回復(fù)性與彈性佳等特性，因此碳纖維復(fù)合材料技術(shù)的開(kāi)發(fā)越來(lái)越成熟，所應(yīng)用的范圍也越來(lái)越廣泛，甚至因而被應(yīng)用于各式交通工具的本體上，以利用其質(zhì)輕、高強(qiáng)度的特性，來(lái)達(dá)到省油的目的，但碳纖維復(fù)合材料的制造技術(shù)高、且設(shè)備材料成本高，無(wú)形間提高了碳纖維相關(guān)產(chǎn)品的價(jià)格，使其難以被普及化，目前大都應(yīng)用于較高階的產(chǎn)品上。而現(xiàn)有汽車用輪圈也在前述考慮下，開(kāi)始采用碳纖維復(fù)合材料來(lái)制造，由于其本體主要呈環(huán)形圓圈狀，因此不論是碳纖維材料的纏繞及模壓等，在制造上較容易克服，故采用上逐步增加，能進(jìn)一步以量制價(jià)。但其中用于輪圈之輪圈盤則因其造形有一，且為盤狀體，無(wú)法直接纏繞而成，制造難度較高，相對(duì)上價(jià)格也較高，故目前仍以金屬材質(zhì)，如鋁合金、不銹鋼等模注而成，然在強(qiáng)調(diào)材質(zhì)輕量化的前提下，上述金屬制的輪圈盤實(shí)無(wú)法滿足輕量化之要求，至于采用碳纖維復(fù)合材料制成的輪圈盤，則因前述產(chǎn)生效率與良率的問(wèn)題，存在有制造成本過(guò)高的問(wèn)題，無(wú)法被普及化。換言之，由于現(xiàn)有汽車輪圈的輪圈盤無(wú)法同時(shí)兼具低成本與輕質(zhì)化的功效，而無(wú)法滿足實(shí)際使用的需求，有進(jìn)一步改良之必要。
發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種復(fù)合式輪圈盤結(jié)構(gòu)，藉以能大幅減輕輪圈盤的重量，同時(shí)制造成本更遠(yuǎn)低于現(xiàn)有碳纖維輪圈盤，而達(dá)到兼具質(zhì)輕與低成本的目的，具有省油及節(jié)能減碳之功效，且可被有效的普及。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的—種復(fù)合式輪圈盤結(jié)構(gòu)，其由一金屬制的盤環(huán)體所構(gòu)成，盤環(huán)體內(nèi)具有多個(gè)放射狀輪肋，且該等放射狀輪肋并于盤環(huán)體中心聚集形成一盤軸部，又盤環(huán)體上形成有至少一補(bǔ)強(qiáng)孔，且該等補(bǔ)強(qiáng)孔內(nèi)分別結(jié)合有一碳纖維體。其中該輪圈盤的補(bǔ)強(qiáng)孔形成于盤環(huán)體盤面或輪肋或盤軸部上。其中該盤環(huán)體的補(bǔ)強(qiáng)孔為貫穿狀或未貫穿的凹槽狀。其中該盤環(huán)體的補(bǔ)強(qiáng)孔內(nèi)緣壁面分別形成有至少一道凸緣或至少一道凹緣或至少其中之一，使碳纖維體能夠穩(wěn)固結(jié)合于補(bǔ)強(qiáng)孔內(nèi)。其中該碳纖維體由多個(gè)碳纖維件堆棧模壓而成，且該等碳纖維件由多角度、多層數(shù)的碳纖維布相疊熔合而成。其中該碳纖維體的碳纖維選自碳纖維、玻璃強(qiáng)化纖維、聚酯纖維或芳香族聚酰胺類纖維的復(fù)合材料。[0013]其中該碳纖維體的碳纖維布為經(jīng)向呈紗束、而緯向以細(xì)小紗束連結(jié)交織，經(jīng)向紗束與緯向紗束比例為9 :1。其中該碳纖維體所含浸的樹(shù)脂選自環(huán)亞樹(shù)脂、PU樹(shù)脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚乙烯、丙烯腈-苯乙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚酰胺、聚對(duì)苯二甲酸乙丁二醇酯、聚苯醚醚酮或聚酰胺酰的至少其中之一。
其中該碳纖維體中碳纖維件的樹(shù)脂的含量為總重量的22% 40%。其中該碳纖維體中碳纖維件的碳纖維布分別呈正45度、負(fù)45度、90度及0度。本實(shí)用新型所提供的復(fù)合式輪圈盤結(jié)構(gòu)，具有以下優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型前述技術(shù)手段的展現(xiàn)，使得本實(shí)用新型的金屬輪圈盤可利用碳纖維體來(lái)減輕重量，并提高其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，同時(shí)能達(dá)到省油之目的，而具有節(jié)能減碳之效，且可兼具低成本之效，能被有效的普及的應(yīng)用于現(xiàn)有輪圈中，從而使本實(shí)用新型的輪圈盤在輕量化、節(jié)能減碳、低成本及高強(qiáng)度等方面較現(xiàn)有者更具功效增進(jìn)。

圖1為應(yīng)用本實(shí)用新型復(fù)合式輪圈盤結(jié)構(gòu)的輪圈外觀示意圖。圖2為本實(shí)用新型之復(fù)合式輪圈盤結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)要架構(gòu)示意圖。圖3A、圖3B為本實(shí)用新型之復(fù)合式輪圈盤結(jié)構(gòu)中具凸緣的補(bǔ)強(qiáng)孔簡(jiǎn)要架構(gòu)示意圖。圖4A、圖4B為本實(shí)用新型之復(fù)合式輪圈盤結(jié)構(gòu)中具凹緣的補(bǔ)強(qiáng)孔簡(jiǎn)要架構(gòu)示意圖。圖5為本實(shí)用新型之復(fù)合式輪圈盤結(jié)構(gòu)于制造時(shí)置入模具內(nèi)之簡(jiǎn)要示意圖。圖6為本實(shí)用新型之復(fù)合式輪圈盤結(jié)構(gòu)于制造時(shí)完成熱壓成型之簡(jiǎn)要示意圖。主要組件符號(hào)說(shuō)明I輪圈 10盤環(huán)體11輪肋 12盤軸部15補(bǔ)強(qiáng)孔151凸緣152凹緣20碳纖維體21碳纖維件。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及本實(shí)用新型的實(shí)施例對(duì)本新型的復(fù)合式輪圈盤結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。本實(shí)用新型的復(fù)合式輪圈盤結(jié)構(gòu)，隨附圖例示的本實(shí)用新型具體實(shí)施例及其構(gòu)件中，所有關(guān)于前與后、左與右、頂部與底部、上部與下部、以及水平與垂直的參考，僅用于方便進(jìn)行描述，并非限制本實(shí)用新型，亦非將其構(gòu)件限制于任何位置或空間方向。圖式與說(shuō)明書中所指定的尺寸，當(dāng)可在不離開(kāi)本實(shí)用新型的申請(qǐng)專利范圍內(nèi)，根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例的設(shè)計(jì)與需求而進(jìn)行變化。本實(shí)用新型的復(fù)合式輪圈盤結(jié)構(gòu)，請(qǐng)參看圖1所示，其為一金屬材質(zhì)制之輪圈I的盤環(huán)體10上結(jié)合有多個(gè)一體狀的碳纖維體20所構(gòu)成。而進(jìn)一步參看圖2所示，本實(shí)用新型之復(fù)合式輪圈盤結(jié)構(gòu)系由一金屬制的盤環(huán)體10所構(gòu)成，該盤環(huán)體10內(nèi)具有多個(gè)放射狀輪肋11，且該等放射狀輪肋11并于盤環(huán)體10中心聚集形成一盤軸部12，供鎖設(shè)于汽車的輪軸上(圖中未示)，又盤環(huán)體10于盤面或輪肋11或盤軸部12上形成有至少一補(bǔ)強(qiáng)孔15，本實(shí)用新型以形成于盤面的環(huán)狀補(bǔ)強(qiáng)孔15與形成于輪肋11表面的對(duì)應(yīng)狀補(bǔ)強(qiáng)孔15為主要實(shí)施例，該等補(bǔ)強(qiáng)孔15可供分別結(jié)合對(duì)應(yīng)狀的碳纖維體20，再者該等補(bǔ)強(qiáng)孔15可為貫穿狀(如本實(shí)用新型的輪肋處)或未貫穿的凹槽狀(如本實(shí)用新型的盤面處)，另補(bǔ)強(qiáng)孔15內(nèi)緣壁面分別形成有至少一道凸緣511 (如圖3A所示)、或至少一道凹緣152 (如圖4A所示)、又或至少其中之一，使該碳纖維體20可穩(wěn)固結(jié)合于補(bǔ)強(qiáng)孔15)內(nèi)(如圖3B、圖4B所示)。另，該碳纖維體20的形成，是將碳纖維編織的碳纖維布含浸樹(shù)脂，其中樹(shù)脂含量為總重量的22% 40%，又碳纖維選自碳纖維(Carbon Fiber)、玻璃強(qiáng)化纖維(GlassFiber)、聚酯纖維(Polyester)或芳香族聚酰胺類纖維(Kevlar)等復(fù)合材料，而，而樹(shù)脂選自(但不局限于)熱塑性或熱固性樹(shù)脂，如環(huán)亞樹(shù)脂(EP0XY)、PU樹(shù)脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(Acrylonitrile-Butadiene-Styrene, ABS)、聚苯乙烯(Polystyrene,PS)、聚碳酸酯(Polycarbonate, PC)、聚乙烯(Polyethylene, PE)、丙烯腈-苯乙烯共聚物(Acrylonitrile- Styrene, AS)、聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate, PMMA)、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Terephthalate, PET)、聚酸胺(Polyamide, PA)、聚對(duì)苯二甲酸乙丁二醇酯(Polybothlene Terephthalate,PBT)、聚苯醚醚酮(Polyether EtherKetone, PEEK)以及聚酰胺酰(Polyetherimide, PEI)的至少其中之一；并將該碳纖維布經(jīng)切裁技術(shù)使其中徑向紗束形成不同角度，如45度的正向傾斜狀、135度的反向傾斜狀、90度的直立狀或0度的水平狀；且進(jìn)一步由多個(gè)不同角度的碳纖維布逐層堆棧、經(jīng)加熱加壓成一具特定厚度的碳纖維片，使碳纖維片的碳纖維布呈多角度、多層數(shù)的設(shè)計(jì)，可提高其強(qiáng)度；再將該等碳纖維片裁剪技術(shù)裁切成預(yù)定對(duì)應(yīng)補(bǔ)強(qiáng)孔15的片狀碳纖維件21 (如圖2所示)，該等碳纖維件21可呈環(huán)圈狀或輪肋狀；緊接著，將該等碳纖維件21逐層置設(shè)于盤環(huán)體10的對(duì)應(yīng)補(bǔ)強(qiáng)孔15內(nèi)，碳纖維件21的大小并配合補(bǔ)強(qiáng)孔15的凸緣151 (如圖3B所示)或凹緣152 (如圖4B所示)的大小與形狀，使碳纖維件21熔合后能于側(cè)壁面產(chǎn)生凹凸?fàn)?’最后，如圖5、圖6所示，將該含有碳纖維件21的盤環(huán)體10置于對(duì)應(yīng)外形的模具內(nèi)，并利用加熱、加壓技術(shù)，對(duì)前述由多個(gè)多層數(shù)、多角度的碳纖維件21進(jìn)行加熱及加壓，其加熱溫度為120度至260度、持續(xù)30分鐘至20分鐘，讓碳纖維件21可完全結(jié)合成一體狀的碳纖維體20 (如圖6所示)最后完成具碳纖維體20的輪圈盤的制作，使本實(shí)用新型的輪圈盤可應(yīng)用于一輪圈5上(如圖1所示)。藉此，組構(gòu)成一兼具質(zhì)輕、且低成本的復(fù)合式輪圈盤結(jié)構(gòu)。經(jīng)由前述結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，由于金屬輪圈盤的盤環(huán)體10上利用補(bǔ)強(qiáng)孔15結(jié)合有多個(gè)碳纖維體20，且該碳纖維體20透過(guò)多層次的碳纖維件21逐層堆棧熔合而成， 而由于碳纖維件21系由多角度的碳纖維布而成，其具有一定的延展性與強(qiáng)度，使本實(shí)用新型的金屬輪圈盤可利用碳纖維體20來(lái)減輕重量，以達(dá)到省油的目的，而具有節(jié)能減碳之效，同時(shí)兼具降低成本之效，使其能被普及應(yīng)用于現(xiàn)有輪圈中，能大幅提高產(chǎn)品的附加價(jià)值，并增加其經(jīng)濟(jì)效益。[0038]以上所述，僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非用以限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種復(fù)合式輪圈盤結(jié)構(gòu)，其特征在于，其由一金屬制的盤環(huán)體所構(gòu)成，盤環(huán)體內(nèi)具有多個(gè)放射狀輪肋，且該等放射狀輪肋并于盤環(huán)體中心聚集形成一盤軸部，又盤環(huán)體上形成有至少一補(bǔ)強(qiáng)孔，且該等補(bǔ)強(qiáng)孔內(nèi)分別結(jié)合有一碳纖維體。
2.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合式輪圈盤結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中該輪圈盤的補(bǔ)強(qiáng)孔形成于盤環(huán)體盤面或輪肋或盤軸部上。
3.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合式輪圈盤結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中該盤環(huán)體的補(bǔ)強(qiáng)孔為貫穿狀或未貫穿的凹槽狀。
4.如權(quán)利要求1或3所述的復(fù)合式輪圈盤結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中該盤環(huán)體的補(bǔ)強(qiáng)孔內(nèi)緣壁面分別形成有至少一道凸緣或至少一道凹緣或至少其中之一，使碳纖維體能夠穩(wěn)固結(jié)合于補(bǔ)強(qiáng)孔內(nèi)。
5.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合式輪圈盤結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中該碳纖維體由多個(gè)碳纖維件堆棧模壓而成，且該等碳纖維件由多角度、多層數(shù)的碳纖維布相疊熔合而成。
6.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合式輪圈盤結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中該碳纖維體的碳纖維為碳纖維、玻璃強(qiáng)化纖維、聚酯纖維或芳香族聚酰胺類纖維的其中之一。
7.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合式輪圈盤結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中該碳纖維體的碳纖維布為經(jīng)向呈紗束、而緯向以細(xì)小紗束連結(jié)交織，經(jīng)向紗束與緯向紗束比例為9 :1。
8.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合式輪圈盤結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中該碳纖維體所含浸的樹(shù)脂為環(huán)亞樹(shù)脂、PU樹(shù)脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚乙烯、丙烯腈-苯乙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚酰胺、聚對(duì)苯二甲酸乙丁二醇酯、聚苯醚醚酮或聚酰胺酰的其中之一。
9.如權(quán)利要求1或8所述的復(fù)合式輪圈盤結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中該碳纖維體中碳纖維件的樹(shù)脂的含量為總重量的22% 40%。
10.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合式輪圈盤結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中該碳纖維體中碳纖維件的碳纖維布分別呈正45度、負(fù)45度、90度及O度。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種復(fù)合式輪圈盤結(jié)構(gòu)，其包含有一金屬制的盤環(huán)體，該盤環(huán)體內(nèi)緣具有多個(gè)呈放射狀排列的輪肋，且該等輪肋于輪圈盤本體中心聚集形成有一盤軸部，又盤環(huán)體、輪肋及盤軸部上形成有至少一補(bǔ)強(qiáng)孔，該等補(bǔ)強(qiáng)孔內(nèi)分別結(jié)合有一碳纖維體，藉此，讓本實(shí)用新型的金屬輪圈盤可利用碳纖維體大幅減輕重量，并提高其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，同時(shí)能達(dá)到省油之目的，而具有節(jié)能減碳之效，且可兼具低成本之效，能被有效的普及。
文檔編號(hào)B60B3/10GK202863016SQ201220238340
公開(kāi)日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月25日
發(fā)明者馬水源 申請(qǐng)人:馬水源