[发明专利]碳纤维复合材料自行车轮框的结构及其制法

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用碳纤维复合材料制造的自行车轮框，利用本发明的制法得到一种具有耐磨耗、耐冲击的轮框结构。

背景技术

目前高级自行车的零组件选用碳纤维复合材料已蔚为风气。碳纤维材料先天的高强度、高刚性以及轻量化的材料特性，应用于自行车零组件上，确实可以满足自行车产业的要求。

综观目前市场上的高级自行车碳纤维复合材料化，由市场产品被推广过程，可归纳成四大阶段：

一、前、后叉(Front Fork、Rear Stays)——因受力较不严苛，初期采用较易接受，且可立即感受到轻量化的卖点。

二、曲柄(Crank)、座管(Seat Post)、握把(Handle Bar)——因受力较严苛，且较顾及安全性部位，自然待生产技术成熟与市场接受度放大后才引入市场，现已是成熟技术产品。

三、车架(Frame)——整台自行车的主体，在视觉上最明显，不论在使用者施力、市场造型卖点以及制造商的制程、模具、设备等，研发时程较长，自然是较后才推出。目前，已几乎全面市场化，可量产供货。

四、轮框(Rim)——可说是国际市场目前最渴望达成自行车碳纤维复合材料化的最后一项目标。虽然，市场上已有产品试卖中，也有很多制造商绞尽脑汁想克服技术的困难，但目前制造的方式依然存有缺失，有许多尚须克服的问题。

参照图11与图12，为现有夹钳型(Clincher)与管状型(Tubular)的传统碳纤维复材结构轮框的示意图。现有的碳纤维轮框为层状结构，当轮框承受刹车片的摩擦时，因为碳纤维积层结构材料的特性容易使轮框因为磨耗而产生脱层，并发生结构破坏的情况。

参照中华人民共和国第02290151.5号“复合材料的自行车轮圈”专利，现有的改善方法是在轮框的刹车区外周面设一层具有耐磨、低导热以及散热快特性的铝金属轮框或保护片，使进行刹车的动作时，刹车器的刹车片直接与保护片接触，两者不会直接接触，且摩擦产生的高热不会直接传导至轮框。

但是，现有的方法只能改善并无法解决问题，利用刹车片与铝金属轮框或保护片摩擦，而消耗刹车片。进一步保护轮框，但是，对于比赛选手而言必须频频更换刹车片并非最佳使用方法，亟有待加以改良。

有鉴于此，本发明人乃致力于研发一种可以直接与刹车片接触，并且不容易因为磨耗而产生脱层的结构设计，以满足使用者的需求。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于：提供一种碳纤维复合材料自行车轮框的结构及其制法，解决的问题在于，现有的碳纤维复合材料轮框为了避免轮框与刹车片直接接触而产生磨耗与脱层的情况，改在轮框上设有铝金属轮框或保护片，但铝框和保护片与刹车片产生磨耗后，必须时常更换刹车片，而无法满足使用者的期待。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种碳纤维复合材料自行车轮框的结构，其特征是包含有：

一摩擦框体，为一耐磨实心体，包括一内圈面、一外圈面与两侧摩擦面，所述的两摩擦面分别相接所述的内圈面与所述的外圈面，且所述的摩擦面呈平整面；

一内环框体，是管状物结构体，与所述的摩擦框体的内圈面相接；

一外环框体，用来装置轮胎，所述的外环框体与所述的摩擦框体的外圈面相接。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种碳纤维复合材料自行车轮框的制法，其特征是包含有以下步骤：

成型一摩擦框体：备有数个补强纤维层与树脂基材，所述的补强纤维层沿圆周方向与圈宽方向积层成型；数个补强纤维层沿圆框厚度方向逐层铺贴，其中补强纤维层与补强纤维层之间凭借所述的树脂基材连接并以热压结合成为一摩擦框；

所述的摩擦框体再结合一内环框体与一外环框体；

以二次成型方法成为一体的自行车轮框。

与现有技术相比较，本发明具有的有益效果是：

本发明碳纤维复合材料自行车轮框的结构及其制法，其中将碳纤维复合材料应用于自行车轮框充分达到轻量化、高强度、高刚性的要求，同时摩擦框与刹车皮相对摩擦时，不会产生脱层，不破坏结构。

再者，摩擦框与刹车片沿圆周方向平行摩擦时，刹车片沿着线状面摩擦会越磨越滑而有一定的止滑是数，具有润滑而不涩的舒适感受。

附图说明

图1是本发明碳纤维复合材料自行车轮框制法的流程图；

图2是本发明碳纤维复合材料自行车轮框的立体外观图；

图3是本发明碳纤维复合材料自行车轮框的立体分解图；

图4是本发明碳纤维复合材料自行车轮框的摩擦框体制法的流程图；