本發(fā)明是有關(guān)于一種輪圈的結(jié)構(gòu)及其制造的方法，特別是指一種可以強(qiáng)化輪圈結(jié)構(gòu)及減輕重量的輪圈結(jié)構(gòu)及其制造方法。

背景技術(shù)：

由于碳纖維復(fù)合材料具有高強(qiáng)度低比重的材料特性，近年碳纖維復(fù)合材料已逐漸成為多種結(jié)構(gòu)件所采用的材料，其中也包含應(yīng)用于相關(guān)車輛的傳動元件，例如自行車的輪圈結(jié)構(gòu)正適合使用碳纖維復(fù)合材料，也逐漸成為高性能自行車市場上的主流。

但由于碳纖維復(fù)合材料主要是以纖維材料與高分子材料組合而成，當(dāng)碳纖維復(fù)合材料受外力摩擦而產(chǎn)生持續(xù)高溫的狀態(tài)時，高溫就會破壞其高分子材料結(jié)構(gòu)而造成整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度下降，如此將導(dǎo)致使用高分子材料的元件結(jié)構(gòu)無法承受其荷重及沖擊，而產(chǎn)生意外破壞的情況。

此外，高溫狀態(tài)下的碳纖維復(fù)合材料也較不耐磨耗；當(dāng)輪圈結(jié)構(gòu)使用碳纖維復(fù)合材料受到剎車元件長時間摩擦?xí)r，兩者之間產(chǎn)生高溫會讓輪圈結(jié)構(gòu)較不耐磨耗，進(jìn)而降低輪圈結(jié)構(gòu)的使用壽命。

現(xiàn)今市面上出現(xiàn)一種自行車碳纖維輪圈結(jié)構(gòu)(中國臺灣專利公開號：200613156)，試圖將自行車剎車元件接觸位置(剎車邊)下移而靠近整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度關(guān)鍵的部位；此種解決方法需搭配特殊的自行車剎車轉(zhuǎn)換座，不利于消費(fèi)者日后維修更換，另外，前述設(shè)計(jì)僅解決高溫強(qiáng)度不足的問題，耐磨問題并未解決，且增加輪圈重量。

另外，市面上又出現(xiàn)另一種耐摩性復(fù)合材輪圈(中國臺灣專利證書號：i271327)，其貼附或使用玄武巖纖維在碳纖維輪圈結(jié)構(gòu)的剎車元件接觸位置(剎車邊)上，此種作法僅能阻隔熱導(dǎo)，卻無法克服磨耗問題及磨耗對高分子材料的影響。

所以本發(fā)明是為解決復(fù)合材料元件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度無法承受高溫的問題，且提出避免高溫造成元件失效的解決方法，確實(shí)能突破碳纖維復(fù)合材料長久以來存在的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明提供一種可以強(qiáng)化輪圈高溫強(qiáng)度、增加磨耗及減輕重量的輪圈結(jié)構(gòu)及其制造方法，利用中空阻熱單元混合散布在碳纖維輪圈的基材中，運(yùn)用中空阻熱單元整合耐磨、阻熱與中空減輕重量的多重特性。

依據(jù)本發(fā)明結(jié)構(gòu)態(tài)樣提供一種輪圈結(jié)構(gòu)，其相對應(yīng)設(shè)置在二剎車元件之間。輪圈結(jié)構(gòu)包含有一輪圈本體、二剎車強(qiáng)化邊及多個中空阻熱單元。輪圈本體采用碳纖維復(fù)合材料，二剎車強(qiáng)化邊彼此相對且外露設(shè)置在輪圈本體二側(cè)，且二剎車強(qiáng)化邊分別相對應(yīng)二剎車元件；多個中空阻熱單元散布在各剎車強(qiáng)化邊內(nèi)。

通過前述實(shí)施態(tài)樣，該中空阻熱單元由耐磨材質(zhì)制作，利用中空阻熱單元混合散布在剎車強(qiáng)化邊內(nèi)，而中空阻熱單元不但可以整合由耐磨材質(zhì)提供的耐磨特性及中空帶來的隔隔熱的效果，且中空結(jié)構(gòu)更可以有效減輕重量。值得一提的是，輪圈本體內(nèi)含的中空阻熱單元可以是中空玻璃球或中空陶瓷球。而中空玻璃球可以為中空堿石灰硼硅酸鹽玻璃球。前述中空阻熱單元的平均粒徑可以在20μm～50μm之間。

依據(jù)本發(fā)明結(jié)構(gòu)態(tài)樣提供另一種輪圈結(jié)構(gòu)，輪圈結(jié)構(gòu)相對應(yīng)設(shè)置在二剎車元件之間，輪圈結(jié)構(gòu)包含有一輪圈本體及多個中空阻熱單元。輪圈本體采用碳纖維復(fù)合材料一體成形。而多個中空阻熱單元散布在輪圈本體相對應(yīng)二剎車元件的二表面內(nèi)。

借此另一實(shí)施態(tài)樣同樣可運(yùn)用中空阻熱單元整合耐磨及隔熱的效果，使高溫不易擴(kuò)散到輪圈受力的位置。且輪圈本體采用碳纖維復(fù)合材料一體成形可以讓多個中空阻熱單元散布在輪圈本體內(nèi)或相對應(yīng)二剎車元件的二表面內(nèi)，都可以進(jìn)一步減輕元件的重量。

依據(jù)本發(fā)明方法態(tài)樣提供另一種輪圈結(jié)構(gòu)制造方法，其應(yīng)用于制造前述輪圈結(jié)構(gòu)，輪圈結(jié)構(gòu)制造方法包含下步驟：高分子材料加入多個中空阻熱單元后充分混合使中空阻熱單元散布在高分子材料中；與碳纖維材料混合成為碳纖維復(fù)合材料；以及成形固化碳纖維復(fù)合材料在相對應(yīng)剎車元件的輪圈結(jié)構(gòu)上。

借此方法可以制造出多個中空阻熱單元散布在輪圈本體相對應(yīng)二剎車元件的二表面內(nèi)。運(yùn)用中空阻熱單元整合耐磨及隔熱的效果，使高溫不易擴(kuò)散到輪圈受力位置。且可以進(jìn)一步減輕元件的重量。其中碳纖維復(fù)合材料可以包含纖維材料與高分子材料。

附圖說明

圖1繪示輪圈結(jié)構(gòu)的一實(shí)施方式的立體剖視圖；

圖2繪示圖1中輪圈結(jié)構(gòu)的平面剖視圖；

圖3繪示輪圈結(jié)構(gòu)的另一實(shí)施方式的立體剖視圖；

圖4繪示圖3中輪圈結(jié)構(gòu)的平面剖視圖；以及

圖5繪示本發(fā)明的方法步驟流程圖。

具體實(shí)施方式

以下將參照附圖說明本發(fā)明的多個實(shí)施例。為明確說明起見，許多實(shí)務(wù)上的細(xì)節(jié)將在以下敘述中一并說明。然而，這些實(shí)務(wù)上的細(xì)節(jié)不應(yīng)該用以限制本發(fā)明。也就是說，在本發(fā)明部分實(shí)施例中，這些實(shí)務(wù)上的細(xì)節(jié)是非必要的。此外，為簡化附圖起見，一些已知慣用的結(jié)構(gòu)與元件在附圖中將以簡單示意的方式繪示；并且重復(fù)的元件將可能使用相同的編號表示。

請一并參閱圖1至圖2，圖1繪示輪圈結(jié)構(gòu)的一實(shí)施方式的立體剖視圖；圖2則繪示圖1中輪圈結(jié)構(gòu)的平面剖視圖。依據(jù)本發(fā)明結(jié)構(gòu)態(tài)樣提供一種用使用在自行車上的輪圈結(jié)構(gòu)100，其相對應(yīng)設(shè)置在二剎車元件(未繪制)之間。輪圈結(jié)構(gòu)100包含有一輪圈本體110、二剎車強(qiáng)化邊120及多個中空阻熱單元130。

輪圈本體110采用碳纖維復(fù)合材料，主要包含有高硬度的纖維材料及提升材料抗磨耗及隔熱能力的高分子材料。自行車的輪圈本體110進(jìn)一步包含有卡胎部111。

二剎車強(qiáng)化邊120彼此相對且外露設(shè)置在輪圈本體110二側(cè)，且二剎車強(qiáng)化邊120分別相對應(yīng)二剎車元件。而卡胎部111位于二剎車強(qiáng)化邊120旁。

多個中空阻熱單元130是中空堿石灰硼硅酸鹽玻璃球，且多個中空阻熱單元130散布在各剎車強(qiáng)化邊120內(nèi)，且前述中空阻熱單元130的平均粒徑是在20μm～50μm之間。通過前述實(shí)施態(tài)樣，利用中空阻熱單元130混合散布在剎車強(qiáng)化邊120內(nèi)，不但運(yùn)用中空阻熱單元130的中空結(jié)構(gòu)更可以有效減輕輪圈本體110重量。且透過中空阻熱單元130的中空結(jié)構(gòu)特性來降低熱能在元件內(nèi)部傳遞的速率，而達(dá)到避免輪圈本體110材料因持續(xù)高溫產(chǎn)生破壞的目的，避免高溫?cái)U(kuò)散到輪圈本體110。故本發(fā)明可以整合中空阻熱單元130耐磨及隔熱的效果。

值得一提的是，中空阻熱單元130也可以是中空陶瓷球。

再請參閱圖3至圖4，圖3繪示輪圈結(jié)構(gòu)的另一實(shí)施方式的立體剖視圖；圖4則繪示圖3中輪圈結(jié)構(gòu)的平面剖視圖。依據(jù)本發(fā)明結(jié)構(gòu)態(tài)樣提供另一種用使用在自行車上的輪圈結(jié)構(gòu)100，其相對應(yīng)設(shè)置在二剎車元件(未繪制)之間。輪圈結(jié)構(gòu)100包含有一輪圈本體110及多個中空阻熱單元130。

輪圈本體100采用碳纖維復(fù)合材料一體成形，且輪圈本體100主要包含有高硬度及提升材料抗磨耗的能力的纖維材料與高分子材料。在自行車的輪圈本體110上進(jìn)一步包含有卡胎部111。

多個中空阻熱單元130散布在輪圈本體110相對應(yīng)該二剎車元件的二表面112內(nèi)，前述表面112可以是輪圈本體110的所有表面。通過此另一實(shí)施方式，不但仍具有避免高溫?cái)U(kuò)散到輪圈本體110的效果。并且更加善用了中空阻熱單元130的中空結(jié)構(gòu)來減輕輪圈本體110整體重量。

最后請參閱圖5的本發(fā)明方法步驟流程圖，

應(yīng)用于前述圖1或圖3中輪圈結(jié)構(gòu)100的輪圈結(jié)構(gòu)制造方法，其步驟包括：步驟200，高分子材料加入多個中空阻熱單元后充分混合使大量的中空阻熱單元散布在高分子材料中；步驟300，與碳纖維材料混合成為碳纖維復(fù)合材料；以及步驟400，成形固化碳纖維復(fù)合材料及多個中空阻熱單元在相對應(yīng)剎車元件的輪圈結(jié)構(gòu)上。且前述步驟300所混合的碳纖維復(fù)合材料主要包含纖維材料與高分子材料。

通過前述實(shí)施方式及實(shí)施例可得知，本發(fā)明所提出的輪圈結(jié)構(gòu)及其制造方法，可以整合減輕輪圈本體與降低能熱能傳遞速率的二種效果，達(dá)成提高輪圈本體使用壽命及減輕重量的雙重目的。

雖然本發(fā)明已以實(shí)施方式揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉此技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視所附的權(quán)利要求書所界定的范圍為準(zhǔn)。