專利名稱：以碳纖維編織材制作的自行車輪圈結(jié)構(gòu)及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種以碳纖維編織材制作的自行車輪圈結(jié)構(gòu)及其方法。
技術(shù)背景自行車輪圈在輕量化的發(fā)展趨勢下，利用碳纖維復(fù)合材料制作輪圈已為主流，然而，目前均以碳纖維預(yù)浸布(pr印reg)于預(yù)形模具內(nèi)迭層 先行制作輪圈預(yù)形結(jié)構(gòu)，再入成型模內(nèi)進(jìn)行加熱、加壓、硬化成型的做 法，操作繁復(fù)造成生產(chǎn)效率及產(chǎn)能無法提高，并難以掌握產(chǎn)品良率，以 致于制作成本居高不下；究其制品不良的主因之一在于以碳纖維布依模 具內(nèi)的輪圈成型穴迭層時(shí)，碳纖維布在沿輪圈成型穴成環(huán)狀曲折時(shí)易產(chǎn) 生皺褶。為克服上述問題，中國臺(tái)灣第5 5 6 6 8 l號(hào)專利，如圖7、圖8 所示，介紹一種自行車輪圈的結(jié)構(gòu)，該輪圈8的制造方法為以預(yù)浸于樹 脂纖維布迭層置于一具有所需形狀的模具中，據(jù)此再以熱壓預(yù)形，以利 用模具生產(chǎn)出輪圈弧段8 1，再將數(shù)個(gè)輪圈弧段接合成型模中并熱壓接 合，以制成整體的輪圈8。上述的輪圈制造方法，借輪圈弧段的較短的弧線來降低產(chǎn)生皺褶的 問題，但確也增加了繁雜的制作流程。此外，其輪圈弧段的交接縫結(jié)構(gòu)， 易因接合不良而影響輪圈強(qiáng)度與性能。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的主要技術(shù)問題在于，克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺 陷，而提供一種以碳纖維編織材制作的自行車輪圈結(jié)構(gòu)及其方法，其僅 需利用具多向性變形能力的碳纖維編織材，含浸樹脂后，依序設(shè)置于所 需形狀的成型模具，即能輕易借由成型模具熱壓成型，以減少制作方法 的流程，而達(dá)到可一體成型且快速制作出質(zhì)量較佳的輪圈，并能避免輪 圈易產(chǎn)生皺褶，使外形美觀，且提高輪圈的強(qiáng)度以及散熱性。本發(fā)明以碳纖維編織材制作自行車輪圈的方法是一種以碳纖維編織材制作自行車輪圈的方法，其特征在于，包括以 下步驟(a) 由數(shù)個(gè)碳纖維絲束經(jīng)編織(Braid)制成呈管狀或帶狀的碳纖維 編織材，而具備該等碳纖維絲束相互成編織角度且可互為移動(dòng)的交織結(jié) 構(gòu)，且各碳纖維絲束的二端形成該管狀或帶狀碳纖維編織材的長軸端部；(b) 將碳纖維編織材含浸于樹脂中，使其浸附有樹脂；(c) 于一預(yù)設(shè)成所需輪圈形狀的成型模具中，置入至少一層浸附有 樹脂的碳纖維編織材；(d) 借由熱壓成型將該成型模具內(nèi)的碳纖維編織材固化形成自行車 輪圈結(jié)構(gòu)。前述的以碳纖維編織材制作自行車輪圈的方法，其中定義以該碳纖 維編織材的長軸向?yàn)?度，其碳纖維絲束的交織方向包括有0度至8 5 度的組合。前述的以碳纖維編織材制作自行車輪圈的方法，其中步驟(a)中，該 碳纖維絲束參雜有金屬絲。前述的以碳纖維編織材制作自行車輪圈的方法，其中碳纖維編織材 的厚度是決定于碳纖維絲束的數(shù)量。前述的以碳纖維編織材制作自行車輪圈的方法，其中碳纖維編織材 的厚度是決定于碳纖維絲束的碳纖維絲數(shù)量。本發(fā)明以碳纖維編織材制作的自行車輪圈結(jié)構(gòu)是 一種以碳纖維編織材制作的自行車輪圈結(jié)構(gòu)，其特征在于，是由至少 一層碳纖維編織材構(gòu)成，該碳纖維編織材是由數(shù)個(gè)碳纖維絲束經(jīng)編織制 成呈管狀或帶狀，而具備該等碳纖維絲束相互成編織角度且可互為移動(dòng) 的交織結(jié)構(gòu)，且各碳纖維絲束的二端形成該管狀或帶狀碳纖維編織材的 長軸端部。前述以碳纖維編織材制作的自行車輪圈結(jié)構(gòu)，其中定義以所述碳纖 維編織材的長軸向?yàn)?度，其碳纖維絲束的交織方向包括有0度至8 5 度的組合。前述以碳纖維編織材制作的自行車輪圈結(jié)構(gòu)，其中步驟(a)中，所述 碳纖維絲束參雜有金屬絲。前述以碳纖維編織材制作的自行車輪圈結(jié)構(gòu)，其中碳纖維編織材的 厚度是決定于碳纖維絲束的數(shù)量。前述以碳纖維編織材制作的自行車輪圈結(jié)構(gòu)，其中碳纖維編織材的 厚度是決定于碳纖維絲束的碳纖維絲數(shù)量。本發(fā)明的有益效果是，其僅需利用具多向性變形能力的碳纖維編織 材，含浸樹脂后，依序設(shè)置于所需形狀的成型模具，即能輕易借由成型 模具熱壓成型，以減少制作方法的流程，而達(dá)到可一體成型且快速制作 出質(zhì)量較佳的輪圈，并能避免輪圈易產(chǎn)生皺褶，使外形美觀，且提高輪 圈的強(qiáng)度以及散熱性。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。 圖1是本發(fā)明碳纖維編織材呈現(xiàn)為管狀的示意圖。圖2是本發(fā)明碳纖維編織材呈現(xiàn)為片狀的示意圖。圖3是本發(fā)明碳纖維編織材的入模制程示意圖。圖4是本發(fā)明的方法制成的內(nèi)胎式輪圈外框的截?cái)嗝娼Y(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本發(fā)明的方法制成的內(nèi)胎式輪圈由內(nèi)外框組成的截?cái)嗝娼Y(jié)構(gòu)示意圖。圖6是本發(fā)明的方法制成的無內(nèi)胎式輪圈的截?cái)嗝娼Y(jié)構(gòu)示意圖。 圖7是現(xiàn)有以數(shù)個(gè)輪圈弧段組成的輪圈示意圖。 圖8是現(xiàn)有輪圈其中的二弧段接合示意圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明較佳的實(shí)施例，請(qǐng)參閱圖1至圖6，圖中所示均為本發(fā)明所 選用的較佳實(shí)施例。本實(shí)施例提供一種以碳纖維編織材制作自行車輪圈的方法，其制作 步驟包括(a) 由數(shù)個(gè)碳纖維絲束1 1經(jīng)編織制成呈如圖1所示的管狀或如圖 2所示的帶狀的碳纖維編織材1 ,而具備該等碳纖維絲束相互成編織角 度且可互為移動(dòng)的交織結(jié)構(gòu)，且各碳纖維絲束的二端形成該管狀或帶狀 碳纖維編織材的長軸端部。(b) 將碳纖維編織材含浸于樹脂中，使其浸附有樹脂。(c) 如圖3,于一預(yù)設(shè)成所需輪圈形狀的成型模具2中，置入至少一層浸附有樹脂的碳纖維編織材1。(d) 借由熱壓成型將該成型模具2內(nèi)的碳纖維編織材l固化形成自 行車輪圈結(jié)構(gòu)，如圖4所示的內(nèi)胎式輪圈外框3 1、圖5所示的內(nèi)胎式 輪圈結(jié)構(gòu)的內(nèi)外框3 1、 3 2或如圖6所示的無內(nèi)胎式輪圈3 3 。由于本發(fā)明所運(yùn)用的碳纖維編織材1是以數(shù)個(gè)碳纖維絲束11連續(xù) 編織而成，因而在碳纖維編織材受到彎折時(shí)會(huì)改變各碳纖維絲束交織角 度，例如在形成輪圈供煞車的側(cè)墻時(shí)，因側(cè)墻內(nèi)徑與外徑弧長及曲率不 同，故碳纖維編織材1在此側(cè)墻內(nèi)徑側(cè)形成碳纖維絲束交織密度高于側(cè) 墻外徑側(cè)，而成功地防止皺褶形成，借由此特性，在以單一連續(xù)的碳纖 維編織材鋪成輪圈環(huán)時(shí)，仍然不致于產(chǎn)生皺褶；因而，本發(fā)明碳纖維編 織材含浸樹脂后，設(shè)置于所需形狀的成型模具2，并不需要分段搭接或 預(yù)形的繁復(fù)制程，即能借由成型模具熱壓成型，以達(dá)到生產(chǎn)一高強(qiáng)度并 可防止皺褶且提高產(chǎn)能的一體快速成型的輪圈。借由碳纖維編織材1是以數(shù)個(gè)碳纖維絲束11連續(xù)編織而成的特點(diǎn)， 在制作所需強(qiáng)度的輪圈時(shí)，可依以下條件改變制作符合需求的輪圈。1、 定義該碳纖維編織材的長軸向?yàn)镺度，其碳纖維絲束l l的交織 方向是可依據(jù)輪圈強(qiáng)度需求而選擇自0度至8 5度范圍編織制成。2、 碳纖維編織材1的厚度是決定于碳纖維絲束1 1的數(shù)量或碳纖維 絲束的碳纖維絲數(shù)量。3、 碳纖維絲束參雜有高導(dǎo)熱材的金屬絲、鋼絲、鋁絲等，用以增加 輪圈的耐磨性與散熱性。
權(quán)利要求
1. 一種以碳纖維編織材制作自行車輪圈的方法，其特征在于，包括以下步驟(a)由數(shù)個(gè)碳纖維絲束經(jīng)編織(Braid)制成呈管狀或帶狀的碳纖維編織材，而具備該等碳纖維絲束相互成編織角度且可互為移動(dòng)的交織結(jié)構(gòu)，且各碳纖維絲束的二端形成該管狀或帶狀碳纖維編織材的長軸端部；(b)將碳纖維編織材含浸于樹脂中，使其浸附有樹脂；(c)于一預(yù)設(shè)成所需輪圈形狀的成型模具中，置入至少一層浸附有樹脂的碳纖維編織材；(d)借由熱壓成型將該成型模具內(nèi)的碳纖維編織材固化形成自行車輪圈結(jié)構(gòu)。
2 . 根據(jù)權(quán)利要求1所述的以碳纖維編織材制作自行車輪圈的 方法，其特征在于定義以該碳纖維編織材的長軸向?yàn)镺度，其碳纖維絲 束的交織方向包括有0度至8 5度的組合。
3 . 根據(jù)權(quán)利要求1所述的以碳纖維編織材制作自行車輪圈的 方法，其特征在于所述步驟(a)中，該碳纖維絲束參雜有金屬絲。
4 . 根據(jù)權(quán)利要求1所述的以碳纖維編織材制作自行車輪圈的 方法，其特征在于所述碳纖維編織材的厚度是決定于碳纖維絲束的數(shù)量。
5 . 根據(jù)權(quán)利睪求1所述的以碳纖維編織材制作自行車輪圈的 方法，其特征在于所述碳纖維編織材的厚度是決定于碳纖維絲束的碳纖 維絲數(shù)量。
6. —種以碳纖維編織材制作的自行車輪圈結(jié)構(gòu)，其特征在于， 是由至少一層碳纖維編織材構(gòu)成，該碳纖維編織材是由數(shù)個(gè)碳纖維絲束 經(jīng)編織制成呈管狀或帶狀，而具備該等碳纖維絲束相互成編織角度且可 互為移動(dòng)的交織結(jié)構(gòu)，且各碳纖維絲束的二端形成該管狀或帶狀碳纖維 編織材的長軸端部。
7 . 根據(jù)權(quán)利要求6所述以碳纖維編織材制作的自行車輪圈結(jié) 構(gòu)，其特征在于定義以所述碳纖維編織材的長軸向?yàn)镺度，其碳纖維絲 束的交織方向包括有0度至8 5度的組合。
8 . 根據(jù)權(quán)利要求6所述以碳纖維編織材制作的自行車輪圈結(jié) 構(gòu)，其特征在于所述步驟(a)中，所述碳纖維絲束參雜有金屬絲。
9 . 根據(jù)權(quán)利要求6所述以碳纖維編織材制作的自行車輪圈結(jié) 構(gòu)，其特征在于所述碳纖維編織材的厚度是決定于碳纖維絲束的數(shù)量。
10 .根據(jù)權(quán)利要求6所述以碳纖維編織材制作的自行車輪圈結(jié) 構(gòu)，其特征在于所述碳纖維編織材的厚度是決定于碳纖維絲束的碳纖維 絲數(shù)量。
全文摘要
一種以碳纖維編織材制作的自行車輪圈結(jié)構(gòu)及其方法，包括(a)由數(shù)個(gè)碳纖維絲束經(jīng)編織制成的碳纖維編織材，且各碳纖維絲束的二端形成管狀或帶狀碳纖維編織材的長軸端部；(b)將碳纖維編織材含浸于樹脂中，使其浸附有樹脂；(c)于一預(yù)設(shè)成所需輪圈形狀的成型模具中，置入至少一層浸附有樹脂的碳纖維編織材；(d)借由熱壓成型將該成型模具內(nèi)的碳纖維編織材固化形成自行車輪圈。本發(fā)明僅需利用具多向性變形能力的碳纖維編織材，含浸樹脂后，依序設(shè)置于所需形狀的成型模具，即能輕易借由成型模具熱壓成型，減少制作方法的流程，達(dá)到可一體成型且快速制作出質(zhì)量較佳的輪圈，并能避免輪圈易產(chǎn)生皺褶，使外形美觀，提高輪圈的強(qiáng)度以及散熱性。
文檔編號(hào)B29C70/06GK101269611SQ20071008727
公開日2008年9月24日 申請(qǐng)日期2007年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月23日
發(fā)明者林明德, 邱長塤 申請(qǐng)人:邱長塤;林明德