碳纖維輪圈制造方法
【專利摘要】本發明提供一種碳纖維輪圈制造方法，包括有預備一碳纖維復合材料及一以熱固性樹脂為基材的復合材料；備置一模具將該碳纖維復合材料置入模具內，使該碳纖維復合材料依該模具形狀形成一預成型輪圈，再將該以熱固性樹脂為基材的復合材料分別環形貼設在該預成型輪圈兩側的剎車邊處以形成一剎車層；將該預成型輪圈放入該模具內經加熱加壓程序一體成型出一輪圈；以及取出表面具有剎車層的該輪圈。本發明剎車層不僅耐摩擦可延長使用壽命，使剎車減速或剎車停止效果更確實，特別是當自行車行走長陡連續下坡路段時，可避免摩擦升溫造成輪圈被刮傷、損裂及變形，因而導致輪圈斷裂或剎車失靈的危險。
【專利說明】碳纖維輪圈制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種碳纖維輪圈的制造方法，特別涉及一種以熱固性樹脂為基材的復合材料所形成的剎車層的碳纖維輪圈制造方法。
【背景技術】
[0002]目前市面上的自行車，大體上可分為夾式剎車及碟式剎車兩種，其中采用夾式剎車的自行車剎車系統，因其構造簡單且重量輕、價格低廉而被廣為使用，且因近年來自行車走輕量化趨勢，逐漸采用碳纖維復合材料取代傳統的鋁合金材料，通過碳纖維復合材料具有重量輕的優點外，亦因碳纖維復合材料具有高強度及良好的吸震效果而成為風氣。然而碳纖維自行車輪圈如圖1所示，不僅要支撐乘騎者和自行車本身的重量，還必須負荷各種路況所帶來上下沖擊和左右晃動的壓力及扭力。當自行車行走長陡連續下坡路段時，通過剎車塊與輪圈摩擦而達到減速或停止效果，然因碳纖維復合材料制造的輪圈其散熱不易，在剎車時輪圈不斷的與剎車塊接觸磨擦產生熱，相對的該輪圈會累積熱能，在不能快速散熱的情況下，將導致輪圈容易被刮傷、損裂及變形，甚至引發輪圈斷裂或剎車失靈的危險。
[0003]為解決上述問題，相關業界采取以下幾種處理措施:
如中國臺灣公告第M389648號具有保護皮膜的自行車復合材料輪框，請參閱圖2，其包含有一金屬框101及一碳纖維框102,該金屬框101的兩側各具有一剎車部11，該兩剎車部11供自行車剎車系統的剎車塊(圖未示)接觸產生摩擦力，使行進中的自行車減速或剎車停止。該剎車部11以熔射制程噴涂金屬粉末于該剎車部11的表面以形成一保護皮膜20，該保護皮膜20代替該剎車部11與自行車的剎車塊接觸。
[0004]然因采取金屬熔射噴涂方式成本太高，反應在自行車售價上并不具市場的竟爭力，且該自行車輪框還包含有金屬框部分，實質上相較于完全為碳纖維復合材料制造的輪框，尚未能徹底達到輕量化目標。
[0005]還有在自行車輪圈的剎車部施以表面電鍍，使該剎車部的表面具有一層電鍍金屬層，該電鍍金屬層的表面與自行車的剎車塊接觸摩擦達到減速或剎車停止效果。此種以金屬鍍層方式附著在輪圈的表面，一旦使用相當時間，該金屬鍍層會有剝離的情況產生，且保養及維修皆需耗費大量時間與金錢，并不符合成本利益。
【發明內容】
[0006]本發明的主要目的，在于提供一種使用壽命長并具高安全性止滑減速及剎車效果的碳纖維輪圈制造方法。
[0007]為達到上述目的，本發明提供一種碳纖維輪圈制造方法，包括下列步驟:
步驟一，預備一碳纖維復合材料及一熱固性樹脂為基材的復合材料；
步驟二，備置一模具用以供該碳纖維輪圈成型，先將該碳纖維復合材料置入該模具內使該碳纖維復合材料依該模具形狀分布形成一預成型輪圈；
步驟三，取出該預成型輪圈后，再將該熱固性樹脂為基材的復合材料分別貼設在該預成型輪圈兩側的剎車邊處，形成一剎車層；
步驟四，將該預成型輪圈重新放入該模具內，并經由加熱加壓程序，令該預成型輪圈及該熱固性樹脂為基材的復合材料一體成型出一輪圈；以及步驟五，取出表面兩側各具有該剎車層的該輪圈。
[0008]進一步地，其中該模具表面供該剎車層接觸部分形成有一粗化表面，該粗化表面在該剎車層進行表面粗化處理。
[0009]進一步地，其中該粗化表面具有復數條環狀紋路。
[0010]進一步地，其中該復數條環狀紋路與該輪圈為同心圓分布。
[0011]進一步地，其中該環狀紋路的斷面為凹溝。
[0012]進一步地，其中該剎車層的表面以加工方式進行表面粗化處理。
[0013]進一步地，其中該剎車層的表面形成復數條環狀紋路。
[0014]進一步地，其中該環狀紋路的斷面為凹溝。
[0015]進一步地，其中該熱固性樹脂為環氧樹脂、聚酯系樹脂或壓克力系樹脂的任意一種。
[0016]本發明還提供一種碳纖維輪圈制造方法，包括下列步驟:
步驟一，預備有一碳纖維復合材料；
步驟二，備置一模具用以供該碳纖維輪圈成型，將該碳纖維復合材料置入該模具內，并經由加熱加壓程序，令該碳纖維復合材料一體成型出一輪圈；
步驟三，取出該輪圈；
步驟四，利用加工方式于該輪圈二側的剎車邊位置，進行第一次表面粗化處理；
步驟五，第一次表面粗化處理后，于該輪圈的粗化表面涂布一熱固性樹脂為基材的復合材料形成一剎車層；
步驟六，于該剎車層未硬化之前，再于該剎車層表面進行第二次表面粗化處理；
步驟七，硬化該剎車層。
[0017]進一步地，其中該第二次表面粗化處理于該剎車層表面加工出復數條環狀紋路。
[0018]進一步地，其中該復數條環狀紋路與該輪圈為同心圓分布。
[0019]進一步地，其中該環狀紋路的斷面為凹溝。
[0020]進一步地，其中該熱固性樹脂為環氧樹脂、聚酯系樹脂或壓克力系樹脂的任意一種。
[0021]本發明還提供一種碳纖維輪圈制造方法，包括下列步驟:
步驟一，預備一碳纖維復合材料；
步驟二，備置一模具用以供該碳纖維輪圈成型，將該碳纖維復合材料置入該模具內，并經由加熱加壓程序，令該碳纖維復合材料一體成型出一輪圈；
步驟三，取出該輪圈；
步驟四，利用加工方式于該輪圈二側的剎車邊位置，進行第一次表面粗化處理；
步驟五，第一次表面粗化處理后，于該輪圈的粗化表面涂布一熱固性樹脂為基材的復合材料以形成一剎車層；以及
步驟六，硬化該剎車層后，再于該剎車層表面進行第二次表面粗化處理。
[0022]進一步地，其中該剎車層表面加工出復數條環狀紋路。
[0023]進一步地，其中該復數條環狀紋路與該輪圈為同心圓分布。
[0024]進一步地，其中該環狀紋路的斷面為凹溝。
[0025]進一步地，其中該熱固性樹脂為環氧樹脂、聚酯系樹脂或壓克力系樹脂的任意一種。
[0026]本發明至少具有下列的優點:
1.本發明輪圈二側各具有供自行車剎車塊摩擦的剎車層，該剎車層為以環氧樹脂為基材的復合材料，該剎車層表面并經粗化，不僅耐磨擦能延長使用壽命并增進摩擦力，讓減速或剎車止動效果更加確實。
[0027]2.由于本發明剎車層耐高溫且散熱快，不易傳熱予碳纖維復合材料的輪圈，因而避免自行車行走長陡連續下坡路段時，致使輪圈摩擦升溫，造成輪圈易被刮傷、損裂及變形，甚致引發輪圈斷裂或剎車失靈的危險。
[0028]3.本發明制程相較于習知采用金屬熔射方式，可大大降低制造成本，而相較于習知采用表面電鍍方式，具有不易剝離能延長使用壽命的優點，進而使自行車價格低廉，能廣受消費者使用，極具市場的競爭力。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0029]圖1為習知自行車輪圈外觀示意圖。
[0030]圖2為中國臺灣公告第M389648號具有保護皮膜之自行車復合材料輪框剖面示意圖。
[0031]圖3為本發明第一實施例的流程圖。
[0032]圖4為本發明所制造的輪圈立體圖。
[0033]圖5A為本發明所制造的輪圈剖面示意圖。
[0034]圖5B為圖5A的部分放大圖。
[0035]圖6為本發明第二實施例的流程圖。
[0036]圖7為本發明第三實施例的流程圖。
[0037]圖8為本發明第四實施例的流程圖。
[0038]附圖標記說明
101:金屬框
102:碳纖維框 11:剎車部
20:保護皮膜本發明
30:輪圈
31:剎車層
32:環狀紋路。
【具體實施方式】
[0039]茲有關本發明的詳細內容及技術說明，現以實施例來作進一步說明，但應了解的是，該等實施例僅為例示說明之用，而不應被解釋為本發明實施的限制。
[0040]請參閱圖3、圖4、圖5A及圖5B，本發明碳纖維輪圈制造方法的第一種實施例如圖3所示。
[0041]首先，預備有一碳纖維復合材料及一使用熱固性樹脂為基材的復合材料。接著，備置一形成有輪圈形狀的模具，用以提供該碳纖維輪圈成型，先將該碳纖維復合材料置入該模具內，使該碳纖維復合材料依該模具分布形成一預成型輪圈。當該預成型輪圈制成后，自該模具中取出該預成型輪圈，再將該使用熱固性樹脂為基材的復合材料分別環形貼設在該預成型輪圈兩側的剎車邊處而形成一剎車層31。
[0042]將該預成型輪圈重新放入該模具內并經由加熱加壓程序，使該預成型輪圈及該使用熱固性樹脂為基材的復合材料一體成型出一輪圈30。
[0043]取出表面兩側各具有剎車層31的輪圈30，即完成本發明碳纖維輪圈，如圖4所示。
[0044]特予說明的是，該模具表面供剎車層31接觸的部分形成有一粗化表面，該粗化表面用以在剎車層31進行表面粗化處理，此部分所述的粗化表面可為工業噴砂處理過后的霧狀表面或是以工具、機臺等機械方式進行表面處理使該表面形成不平整的外觀。
[0045]此外，于本實施例中，該粗化表面為復數與輪圈30為同心圓的環狀紋路32，如圖5A及圖5B所示，當然，本發明各實施例所述的紋路，不僅限于環狀，如漩渦狀、波浪狀、連續性紋路、非連續性紋路等，均為本發明紋路的設計變化，以下即不再多加贅述。
[0046]請參閱圖6，為本發明碳纖維輪圈制造方法的第二實施例，其輪圈30制造流程與第一實施例大致上相同，差異之處在于此實施例中該用來供輪圈成型的模具在與剎車層31接觸的部分并沒有形成一粗化表面，取代的是，在輪圈30成型并自該模具中取出后，直接以加工方式對剎車層31進行粗化處理。
[0047]請參閱圖7，為本發明碳纖維輪圈制造方法的的第三實施例的流程圖。
[0048]如圖7所示，首先，預備有一碳纖維復合材料。接著，備置一形成有輪圈形狀的模具用以供該碳纖維輪圈成型，將該碳纖維復合材料置入該模具內，并經由加熱加壓程序，使該碳纖維復合材料一體成型出一輪圈30后取出該輪圈30。
[0049]之后，利用加工方式于該輪圈30 二側的剎車層31位置，進行第一次表面粗化處理，此種加工方式可為工業噴砂處理或者是以工具、機臺等機械方式進行表面處理使其表面形成不平整的外觀。第一次表面粗化處理后，再于該粗化表面涂布一使用熱固性樹脂為基材的復合材料，以形成一剎車層31。
[0050]趁剎車層31尚未硬化之前，再于剎車層31表面進行第二次表面粗化處理，待粗化處理完成后使剎車層31硬化。于本實施例中，剎車層31的第二次表面粗化為利用工具、機臺等機械方式于剎車層31表面加工出復數與輪圈30為同心圓的環狀紋路32。
[0051]請參閱圖8，為本發明碳纖維輪圈制造方法的第四實施例的流程圖。
[0052]如圖8所示，首先，預備有一碳纖維復合材料。接著，備置一模具用以供該碳纖維輪圈成型，將該碳纖維復合材料置入該模具內，并經由加熱加壓程序，使該碳纖維復合材料一體成型出一輪圈30后取出輪圈30。
[0053]之后，利用加工方式于輪圈30 二側的剎車邊位置，進行第一次表面粗化處理，此種加工方式可為工業噴砂處理或者是以工具、機臺等機械方式進行表面處理使其表面形成不平整的外觀。
[0054]第一次表面粗化處理后，于輪圈30的粗化表面涂布一層使用熱固性樹脂為基材的復合材料，以形成一剎車層31。
[0055]使剎車層31硬化之后，再于剎車層31表面以加工方式進行第二次表面粗化處理，于本實施例中，剎車層31的第二次表面粗化利用工具、機臺等機械方式于剎車層31表面加工出復數與該輪圈為同心圓的環狀紋路32。
[0056]特予說明的是，本發明碳纖維輪圈制造方法的上述各實施例中所使用的熱固性樹脂可為環氧樹脂或聚酯系樹脂或壓克力系樹脂。
[0057]以此，本發明剎車層不僅耐摩擦可延長使用壽命，使剎車減速或剎車停止效果更確實，特別是當自行車行走長陡連續下坡路段時，可避免摩擦升溫造成輪圈被刮傷、損裂及變形，因而導致輪圈斷裂或剎車失靈的危險。
[0058]值得一提的是，本發明制程相較于習知采用金屬熔射方式，可大大降低制造成本，且相較于習知在金屬材輪圈表面進行電鍍方式，具有不易剝離而能延長使用壽命的優點，使碳纖維輪圈價格能夠更低廉，而能廣受消費者使用，增加市場的競爭力。
[0059]以上所述，僅為本發明的較佳實施例而已，并非用于限定本發明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種碳纖維輪圈制造方法，其特征在于，包括下列步驟: 步驟一，預備一碳纖維復合材料及一熱固性樹脂為基材的復合材料； 步驟二，備置一模具用以供該碳纖維輪圈成型，先將該碳纖維復合材料置入該模具內使該碳纖維復合材料依該模具形狀分布形成一預成型輪圈； 步驟三，取出該預成型輪圈后，再將該熱固性樹脂為基材的復合材料分別貼設在該預成型輪圈兩側的剎車邊處，形成一剎車層； 步驟四，將該預成型輪圈重新放入該模具內，并經由加熱加壓程序，令該預成型輪圈及該熱固性樹脂為基材的復合材料一體成型出一輪圈；以及步驟五，取出表面兩側各具有該剎車層的該輪圈。
2.如權利要求1所述的碳纖維輪圈制造方法，其特征在于，其中該模具表面供該剎車層接觸部分形成有一粗化表面，該粗化表面在該剎車層進行表面粗化處理。
3.如權利要求2所述的碳纖維輪圈制造方法，其特征在于，其中該粗化表面具有復數條環狀紋路。
4.如權利要求3所述的碳纖維輪圈制造方法，其特征在于，其中該復數條環狀紋路與該輪圈為同心圓分布。
5.如權利要求3所述的碳纖維輪圈制造方法，其特征在于，其中該環狀紋路的斷面為凹溝。
6.如權利要求1所述的碳纖維輪圈制造方法，其特征在于，其中該剎車層的表面以加工方式進行表面粗化處理。
7.如權利要求6所述的碳纖維輪圈制造方法，其特征在于，其中該剎車層的表面形成復數條環狀紋路。
8.如權利要求7所述的碳纖維輪圈制造方法，其特征在于，其中該環狀紋路的斷面為凹溝。
9.如權利要求1所述的碳纖維輪圈制造方法，其特征在于，其中該熱固性樹脂為環氧樹脂、聚酯系樹脂或壓克力系樹脂的任意一種。
10.一種碳纖維輪圈制造方法，其特征在于，包括下列步驟: 步驟一，預備有一碳纖維復合材料； 步驟二，備置一模具用以供該碳纖維輪圈成型，將該碳纖維復合材料置入該模具內，并經由加熱加壓程序，令該碳纖維復合材料一體成型出一輪圈； 步驟三，取出該輪圈； 步驟四，利用加工方式于該輪圈二側的剎車邊位置，進行第一次表面粗化處理； 步驟五，第一次表面粗化處理后，于該輪圈的粗化表面涂布一熱固性樹脂為基材的復合材料形成一剎車層； 步驟六，于該剎車層未硬化之前，再于該剎車層表面進行第二次表面粗化處理； 步驟七，硬化該剎車層。
11.如權利要求10所述的碳纖維輪圈制造方法，其特征在于，其中該第二次表面粗化處理于該剎車層表面加工出復數條環狀紋路。
12.如權利要求11所述的碳纖維輪圈制造方法，其特征在于，其中該復數條環狀紋路與該輪圈為同心圓分布。
13.如權利要求11所述的碳纖維輪圈制造方法，其特征在于，其中該環狀紋路的斷面為凹溝。
14.如權利要求10所述的碳纖維輪圈制造方法，其特征在于，其中該熱固性樹脂為環氧樹脂、聚酯系樹脂或壓克力系樹脂的任意一種。
15.一種碳纖維輪圈制造方法，包括下列步驟: 步驟一，預備一碳纖維復合材料； 步驟二，備置一模具用以供該碳纖維輪圈成型，將該碳纖維復合材料置入該模具內，并經由加熱加壓程序，令該碳纖維復合材料一體成型出一輪圈； 步驟三，取出該輪圈； 步驟四，利用加工方式于該輪圈二側的剎車邊位置，進行第一次表面粗化處理； 步驟五，第一次表面粗化處理后，于該輪圈的粗化表面涂布一熱固性樹脂為基材的復合材料以形成一剎車層；以及 步驟六，硬化該剎車層后，再于該剎車層表面進行第二次表面粗化處理。
16.如權利要求15所述的碳纖維輪圈制造方法，其特征在于，其中該剎車層表面加工出復數條環狀紋路。
17.如權利要求16所述的碳纖維輪圈制造方法，其特征在于，其中該復數條環狀紋路與該輪圈為同心圓分布。
18.如權利要求16所述的碳纖維輪圈制造方法，其特征在于，其中該環狀紋路的斷面為凹溝。
19.如權利要求15所述的碳纖維輪圈制造方法，其特征在于，其中該熱固性樹脂為環氧樹脂、聚酯系樹脂或壓克力系樹脂的任意一種。
【文檔編號】B29C70/34GK104228083SQ201310240920
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年6月18日 優先權日:2013年6月18日
【發明者】蔡文豐, 江孟樺 申請人:天心工業股份有限公司