[發(fā)明專利]碳纖維輪圈的制作方法及結構

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410814904.8
• 申請日: 2014-12-24
• 公開（公告）號: CN105773994A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發(fā)明（設計）人: 林書偉
• 申請（專利權）人: 林書偉
• 主分類號: B29C70/36
• 分類號: B29C70/36;B29C70/54;B60B21/02;B60B5/02
• 代理公司: 北京中原華和知識產(chǎn)權代理有限責任公司 11019
• 代理人: 壽寧;張華輝

技術領域

本發(fā)明是有關一種碳纖維輪圈的制作方法及結構方面的技術領域，尤 指一種具有提升制作效率、降低失敗率及增加結構強度等功效的碳纖維輪 圈的制作方法及結構者。

背景技術

請參閱圖1、圖2所示，一般公知的碳纖維輪圈主要為在補強件13的 外側包覆成型出斷面呈U形或呈倒三角形的輪框10，再在該輪框10的外側 面上黏貼結合有斷面呈H形的輪胎固定座11而成者。該輪框10及該輪胎 固定座11則主要是分別單獨利用多個預裁成長條片狀的碳纖維布12一片 片交錯貼黏于如中國臺灣公告第I434771號專利所示的模具及氣袋14上， 然后進行加熱加壓定型加工而成。

然而，在利用該碳纖維布12黏貼成型出該輪框10及該輪胎固定座11 時，每一側面皆至少需利用6至8片的碳纖維布12來交錯搭接，而且貼黏 碳纖維布12的工作僅只能由人工來執(zhí)行而無法由機械取代，所以欲完成輪 框10或輪胎固定座11便需各自利用人工重復進行至少36次碳纖維布12 的鋪貼動作，因此在制作上是非常的費時及費力而使制作效率非常低落， 而且也會使制作成本大幅增加。尤其是，每片碳纖維布12的碳纖維方向皆 不一致也不連續(xù)，而且整體結構在多片碳纖維布12端部的相互搭接處易使 應力的傳遞產(chǎn)生不連續(xù)的情形，因此整體強度會因此大為降低。特別是， 該多片碳纖維布12相互交疊處易產(chǎn)生較大、較多且不平均的間隙，所以在 加熱加壓定型后，其表面易殘存較多及較大的氣泡，致使失敗率因此大為 提高。另外，利用分別單獨制作出該輪框10及該輪胎固定座11后，再將 兩者貼黏結合的方式，不但會使制作過程較為繁復，而且也會因其為非一 體成型的結構，而使整體的結構強度因此大幅減弱。

另有一種公知的碳纖維輪圈的輪框及輪胎固定座的制作方法，如中國 臺灣公告第I382926號專利所示，其主要是利用兩梭子將具有相當寬度及 涂設有膠的碳纖維帶纏繞在環(huán)形芯軸上，再將其置入模具中進行加熱加壓 等成型作業(yè)而成。然而，由于該碳纖維帶具有相當?shù)膶挾龋虼似淅p繞在 該環(huán)形芯軸上，并經(jīng)成型作業(yè)后，易產(chǎn)生皺折及較多且不均勻的氣泡，因 此易有應力集中的情形，而使成品的制作不良率較高。

有鑒于上述現(xiàn)有的碳纖維輪圈的制作方法及結構存在的缺陷，本發(fā)明 人基于從事此類產(chǎn)品設計制造多年豐富的實務經(jīng)驗及專業(yè)知識，并配合學 理的運用，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設一種新的碳纖維輪圈的制作方法 及結構，能夠改進一般現(xiàn)有的碳纖維輪圈的制作方法及結構，使其更具有 實用性。經(jīng)過不斷的研究、設計，并經(jīng)過反復試作樣品及改進后，終于創(chuàng) 設出確具實用價值的本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容

一般公知利用碳纖維布一片片貼合而成的碳纖維輪圈存在著制作較為 費時費力而制作效率低落、表面易殘存氣泡而使制作失敗率高及組成結構 不連續(xù)而使整體結構強度不佳等的諸多問題。

本發(fā)明的主要目的在于，克服現(xiàn)有的碳纖維輪圈的制作方法存在的缺 陷，而提供一種新的碳纖維輪圈的制作方法，所要解決的技術問題是使其 制備上支撐件、將呈線狀的至少一股干碳紗連續(xù)性且傾斜一定角度的纏繞 于該上支撐件上，并纏繞數(shù)層以形成輪胎固定座初胚、將下支撐件設置于 該輪胎固定座初胚的內(nèi)側、將補強件設置于該下支撐件的內(nèi)側、將呈線狀 的至少一股干碳紗連續(xù)性且傾斜一定角度的纏繞于該輪胎固定座初肧、該 下支撐件及該補強件上，并纏繞數(shù)層以形成外框、將纏繞有干碳紗的輪胎 固定座初胚、下支撐件及補強件置于模具中進行定型作業(yè)以及在定型后的 輪圈的外周面裁切出開口并取出該上支撐件以完成該碳纖維輪圈的制作。 其中，該上支撐件呈環(huán)狀且斷面制成與輪圈的輪胎固定座內(nèi)側的溝槽相同 的形狀。形成該輪胎固定座初胚的干碳紗是由多條細碳纖維紗集束而成， 而且組成該輪胎固定座初胚的各層干碳紗的繞設角度不相同。該下支撐件 是由耐熱質輕的材質制成，其為呈環(huán)狀且斷面設成與輪圈的輪框內(nèi)部的框 槽相同的形狀。該補強件是由耐熱質硬的材質制成，其呈環(huán)狀且斷面呈倒 三角形。該外框的上部包覆于該輪胎固定座初胚的外側而形成輪胎固定座， 該外框的下部包覆該下支撐件及該補強件的外側而形成輪框。形成該外框 的干碳紗是由多條細碳纖維紗集束而成，而且組成該外框的各層干碳紗的 繞設角度不相同。在取出該上支撐件后可使該輪胎固定座內(nèi)部形成溝槽。