复合材轮圈及其模具和使用该模具制造复合材轮圈的方法

摘要

本发明提供一种复合材轮圈的模具、使用该模具的复合材轮圈的制造方法以及使用该制造方法所制造的复合材轮圈，其中该复合材轮圈具有一底面与分别设于该底面相对两侧的两侧边而概呈U字形，各该侧边远离该底面的一端朝另一侧边突出有一框唇，该模具包含一外模及一模心，该模心的成份包含水溶性树脂，该模心在相对两侧面分别形成一凹入的凹沟，该两个凹沟的轮廓与该复合材轮圈的框唇相对应，该复合材轮圈能被成型于该外模所围构的一容置空间与该模心之间，成形后该模心能被溶化而移除，藉此能简化制造程序并提供表面平滑无断层的复合材轮圈。

说明书

技术领域

本发明涉及复合材轮圈技术领域，特别是一种复合材轮圈、制造该复合材轮圈的模具以及使用该模具制造该复合材轮圈的制造方法。

背景技术

自行车的具有胎唇的轮胎通常须结合至具有框唇的轮圈，通过胎唇与框唇的彼此扣合，使轮胎与轮圈确实结合。

一般而言，复合材轮圈的制造通常以一外模具与一模心彼此配合，复合材被排迭于外模具内表面，使复合材被外模具与模心夹合，再经成型程序制成复合材轮圈，而具有框唇的轮圈因框唇朝内弯折延伸，若使用单纯的单块模心制造，模心将受框唇的阻碍而无法被取出，因此，现有的具有框唇的轮圈通常使用三件式的模心，如中国台湾专利M358068、美国专利7,651,654、美国专利7,258,402、美国公开2012/0006470以及美国公开2010/0013119中所揭者，该三件式的模心包含一主模体与两个侧模体，该两个侧模体的轮廓相对应于欲成型的轮圈的两侧壁以及其框唇，制造时，先将该两个侧模体分别置入复合材中而分置于两侧紧贴，再将主模体塞入于该两个侧模体之间，使复合材充分地被外模具与模心夹合，而成型完成后，须先将主模体取出后，才能将该两个侧模体依序分别自轮圈中取出。

然而，上述的模具与轮圈制造方法有诸多缺点：首先，三件式的模心操作不易，尤其脱模取出模心时相当麻烦，更耗费工时；再者，由于模心为三件式，主模体与该两个侧模体之间必然会产生缝隙与段差，而易导致成型的轮圈表面易具有段差而不平整，不仅影响外观，更可能影响结构强度；此外，由于模心由三部件组合而成，组合的总尺寸当然受三部件的结合紧密度而影响，甚至，相较于一体的模心，三件式的模心的尺寸受到三部件的影响，而大大增加了误差的机会，并且，若将主模体较为紧密地塞入该两个侧模体之间，脱模将相对困难，反之，若主模体与该两个侧模体之间抵顶较不紧密，虽脱模较易，但却大大地影响了尺寸精度与轮圈表面平滑度。

发明内容

本发明的目的是提供一种复合材轮圈、制造该复合材轮圈的模具以及使用该模具制造该复合材轮圈的制造方法，能提高成品品质，更能将模心回收再制，节省成本并能再制为不同规格之模心。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

本发明提供一种复合材轮圈的模具，用以制造一复合材轮圈，其中该复合材轮圈具有一底面与分别设于该底面相对两侧的两侧边，各该侧边远离该底面的一端朝另一侧边突出有一肋状的框唇，该模具包含一外模及一实心的模心，该外模包含彼此相对应的两个模体，该两个模体之间形成一容置空间；该模心的成份包含水溶性树脂，该模心在其一宽度方向上的相对两侧面分别形成一凹入的凹沟，该两个凹沟的轮廓与该复合材轮圈的框唇相对应；其中，当该模心被置于该外模的容置空间中时，该模心与该外模之间形成一缝隙可供成型该复合材轮圈。

所述模心的成份更包含砂。

所述模心通过将水溶性树脂与砂充分混合并另以成型模具成型而成。

本发明更提供一种使用上述模具的复合材轮圈的制造方法，包含以下步骤：

I. 排迭复合材：将一复合材排迭贴附于所述外模的其中一模体内部；

II. 置入模心：将所述模具的模心置于所述复合材上而使该复合材被所述模体与所述模心所夹；

III. 合模：将该外模的两模体彼此闭合，使该复合材与该模心被封闭于所述容置空间中；

IV. 成型：对该外模加热加压而使该复合材在该模心与该外模之间的缝隙成型为一复合材轮圈，其中该复合材轮圈具有一底面与分别设于该底面相对两侧的两侧边而概呈U字形，各该侧边远离该底面的一端朝另一侧边突出有一肋状的框唇；

V. 脱模：移除该外模，并以水将该模心溶化使之流出。

所述复合材为碳纤维布。

藉上述方法，本发明能提供一种复合材轮圈，具有一底面与分别设于该底面相对两侧的两侧边而概呈U字形，各该侧边远离该底面的一端朝另一侧边突出有一肋状的框唇。

本发明的有益效果是：本发明所提供的模心能被回收与再制，较为环保更能再制为不同规格的模心，且所制成的复合材轮圈内轮廓不会有段差产生而具有平滑的轮廓，尺寸精度也较高。

附图说明

图1为本发明的复合材轮圈的模具的立体示意图。

图2为本发明的复合材轮圈的制造方法的示意图。

图3至6为本发明的复合材轮圈的制造方法的步骤示意图。

图7为本发明的复合材轮圈的部分立体图。

图8为本发明另一实施例的示意图。

附图标号：11、12、11'、12'：模体；2、2'：模心；21：凹沟；3：复合材；4：复合材轮圈；41：框唇。

具体实施方式

以下仅以实施例说明本发明可能的实施态样，然并非用以限制本发明所欲保护的范畴，合先叙明。

请参考图1，本发明提供一种复合材轮圈的模具，用以制造一如图7所示的复合材轮圈4，其中该复合材轮圈4具有一底面与分别设于该底面相对两侧的侧边而概呈U字形，各该侧边远离该底面的一端朝另一侧边突出有一肋状的框唇41，该模具包含一外模与一实心的模心2。

该外模包含彼此相对应的两个模体11、12，该两个模体11、12之间形成一容置空间，该模心2的成份包含水溶性树脂，该模心2并在其一宽度方向上的相对两侧面分别形成一凹入的凹沟21，该两个凹沟21的轮廓与该复合材轮圈的框唇相对应，其中，当该模心2被置于该外模的容置空间中时，该模心2与该外模之间形成一缝隙可供成型该复合材轮圈。在本发明的主要实施例中，该模心2的成份更包含砂，以加强该模心2的结构强度，实务上，该模心2通过将水溶性树脂与砂充分混合均匀并另以成型模具成型而成。此外，在本发明主要实施例中，该两个模体11、12分别位于内圈与外圈并以径向方向彼此对应，如图2所示，然而，该两个模体11'、12'也可分别位于径向上的两侧而以轴向方向彼此对应，如图8所示。

请参考图1至图7，本发明更提供一种复合材轮圈的制造方法，使用上述的复合材轮圈的模具，该制造方法包含以下步骤：

I. 排迭复合材：将一复合材3排迭贴附于该外模的其中一模体11内部，更明确地说，是将该复合材3沿该模体11的内部轮廓贴附排迭，如图3所示，在本发明的主要实施例中，该复合材为碳纤维布。

II. 置入模心：将该模具的模心2置于该复合材3使该复合材3被该模体与该模心2所夹，如图3所示，其中，该模心2的外轮廓相对应于该模体的内轮廓而使其之间产生一预定尺寸的缝隙以容纳并夹置该复合材3。

III. 合模：将该外模的两模体11、12彼此闭合，使该复合材3与该模心2被封闭于该容置空间中，如图4所示，其中该外模的另一模体12的内轮廓也相对应于该模心2的外轮廓，藉此，两模体11、12可共同将该模心2与该复合材3夹合并定位。

IV. 成型：对该外模、该模心2及该复合材3加热加压而使该复合材3在该模心2与该外模之间的缝隙成型为一如图7所示的复合材轮圈4，其中该复合材轮圈4具有一底面与分别设于该底面相对两侧的两侧边而概呈U字形，各该侧边远离该底面的一端朝另一侧边突出有一肋状的框唇41，该框唇41能供一轮胎以其一胎唇扣合而完成轮胎的定位。

V. 脱模：移除该外模的该两个模体11、12，如图5所示，并以水或水溶液将该模心2溶化使之流出，如图6所示，该复合材轮圈便能选择性地继续进行其他加工程序。而溶解于水中而流出的模心2'能很轻易地被过滤分离为砂与水溶性树脂溶液，并能进一步再制为固体实心的模心，以供进行新的轮圈制造程序。

通过上述方法，由于免除了三件式的模心，本发明所制成的复合材轮圈能具有极为平滑的表面，避免三件式模心的交界处具有落差而造成轮圈成品表面有高低落差而不平滑，也避免影响结构强度；再者，本发明的模心能供回收并再制，再制时也可利用不同大小的成型模具成型为不同大小或规格的模心，以供制造不同内轮廓的轮圈，节省成本而较为环保；更重要的是，由于现有的三件式模心包含三种部件，其组合后的总尺寸受到三部件的影响而容易有较大的误差，三部件之间的组合紧密度也影响了尺寸的精度，反观本发明所提供的模心，能使所成型的复合材轮圈内轮廓平滑无段差，更具有较佳的尺寸精度，实具进步的功效。