CN110481240B - 自行车轮圈及对该轮圈进行钻孔的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明有关于一种自行车轮圈，其包含有一内环壁及一外环壁，外环壁环绕于内环壁的外周围且与内环壁之间相隔有一预定距离，其中，内环壁以钻设方式加工出一第一穿孔，外环壁以热旋压方式加工出一对应于第一穿孔的第二穿孔，在以热旋压方式进行加工的过程中会同时在第二穿孔的底端的周缘挤压出一承靠部。藉此，本发明的轮圈利用承靠部对与其相配合的零组件(如气嘴)提供良好的支撑效果，另外利用热旋压方式的加工方法可以消除有缝挤型轮圈的先天弱点，并达到简化工序、不破坏结构及减少材料浪费的效果。

Description

自行车轮圈及对该轮圈进行钻孔的加工方法

技术领域

本发明与自行车有关，特别是指一种自行车轮圈及对该轮圈进行钻孔的加工方法。

背景技术

就传统自行车轮圈的制造方法来说，主要是将合金材料以挤型加工的方式挤出成型，在挤型时必须先将合金材料加温到半熔融状，然后以压力挤进具有复数孔洞的前模，使其分割为三或四片之后一起进入后模内进行靠合熔融为一体后挤出，接着以压力挤出后模之后用焊接方式固定，最后弯压成一环状框体，并将环状框体的两端连接在一起，如此即形成一有缝挤型轮圈。

为了配合其他零组件(如气嘴)的安装，在先前技术当中，一般都是利用切削钻头对轮圈进行钻孔加工，但是前述加工方法是直接破坏轮圈的结构，所以势必会影响轮圈的结构强度，甚至在跟前述零组件配合使用一段时间之后，容易因为应力集中的关系让轮圈沿着本身的挤型方向产生断裂，而且为了去除孔缘的毛边，在钻孔步骤之后或许还会再多一道铣削加工的步骤，因此会衍生出工序复杂、制造成本昂贵及材料浪费的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种自行车轮圈，其能扩大与相关零组件(如气嘴)之间的接触面积，进而加强前述零组件在安装之后的结构稳定性及支撑效果。

为了达成上述主要目的，本发明的自行车轮圈包含有二相对的侧壁、一内环壁及一外环壁。该内环壁一体地连接于该二侧壁的底端，该外环壁一体地连接于该二侧壁之间且分别跟该二侧壁的顶端及该内环壁之间保持一预定距离，其中，该内环壁具有多个呈等间隔排列的第一穿孔，该外环壁具有多个呈等间隔排列的第二穿孔，该外环壁的第二穿孔一对一地对应该内环壁的第一穿孔，且该外环壁的底面自各该第二穿孔的周缘沿着各该第二穿孔的轴向朝该内环壁的方向一体地延伸出一承靠部，该承靠部用来增加与一零组件(如气嘴)之间的接触面积，如此即可加强该零组件在安装完成之后的结构稳定性及支撑效果。

本发明的次一目的在于提供一种对前述轮圈进行钻孔的加工方法，其能在满足轻量化的情况之下大幅增加结构强度与提升疲劳表现，并且具有简化工序、不破坏结构及减少材料浪费的特色。

为了达成上述次一目的，本发明所提供的第一种加工方法是使用两种不同的钻头进行加工，其包含有两个步骤：第一个步骤使用一切削钻头在该轮圈的内环壁加工出一该第一穿孔；第二个步骤使用一热熔钻头在该轮圈的外环壁以热旋压方式加工出一该第二穿孔，并藉由该热熔钻头的挤压，使得该外环壁从该第二穿孔的周缘朝该内环壁的方向一体地延伸出一该承靠部。

其次，本发明所提供的第二种加工方法是使用一种具有复合式结构的钻头进行加工，首先操作该钻头的一切削部在该轮圈的外环壁钻设出一切削孔，接着操作该钻头沿着该切削孔的轴向往该轮圈的内环壁的方向移动，一方面利用该钻头的一连接该切削部的热熔部以热旋压方式将该切削孔扩大形成一该第二穿孔，另一方面同时利用该钻头的切削部在该轮圈的内环壁钻设出一该第一穿孔，并藉由该钻头的热熔部的挤压，使得该外环壁从该第二穿孔的周缘朝该内环壁的方向一体地延伸出一该承靠部。

此外，本发明所提供的第三种加工方法是使用单一个热熔钻头进行加工，首先操作该热熔钻头在该轮圈的外环壁以热旋压方式加工出一该第二穿孔，并藉由该热熔钻头的位移，使该外环壁自该第二穿孔的周缘朝该内环壁的方向一体地延伸出一该承靠部，接着操作该热熔钻头沿着该第二穿孔的轴向往该内环壁的方向移动，使该热熔钻头在该内环壁以热旋压方式加工出一该第一穿孔，并且在该第一穿孔的周缘挤压出一凸缘，该凸缘用来对一辐条头提供支撑效果。此外，在操作该热熔钻头之前，可以先安装一治具于该内环壁背对该外环壁的一侧面，当该热熔钻头的一尾部通过该内环壁的第一穿孔后会被该治具的一承接槽给承接住，或者是伸入该治具的一容置槽内，如此可以有效控制由该第一穿孔的底端所一体延伸而出的一管部的长度，该管部是用来对该辐条头提供保护效果。

由上述可知，本发明的加工方法主要是利用热旋压加工所产生的高温让该外环壁形成熔融状态之后挤压出该第二穿孔，并且在加工过程中同时形成该承靠部，如此可以省略现有技术所使用的铣削步骤来达到简化工序的效果，而且能够达到不破坏结构及减少材料浪费的目的。

有关本发明所提供对于自行车轮圈及对该轮圈进行钻孔的加工方法的详细构造、特点、组装或使用方式，将于后续的实施方式详细说明中予以描述。然而，在本发明领域中具有通常知识者应能了解，该等详细说明以及实施本发明所列举的特定实施例，仅用于说明本发明，并非用以限制本发明的专利申请范围。

附图说明

图1为本发明第1实施例的轮圈的外观立体图。

图2为本发明第1实施例的轮圈的局部立体剖视图。

图3为本发明第1实施例的轮圈配合气嘴使用的剖面示意图。

图4为对本发明第1实施例的轮圈进行钻孔加工的流程示意图。

图5为对本发明第1实施例的轮圈进行钻孔加工的另一流程示意图。

图6为本发明第2实施例的轮圈的局部立体剖视图。

图7为本发明第2实施例的轮圈配合辐条头使用的剖面示意图。

图8为对本发明第2实施例的轮圈进行钻孔加工的流程示意图。

图9为本发明第3实施例的轮圈的局部立体剖视图。

图10为对本发明第3实施例的轮圈进行钻孔加工的流程示意图。

图11为本发明第4实施例的轮圈的局部立体剖视图。

图12为对本发明第4实施例的轮圈进行钻孔加工的流程示意图。

符号说明：

10、12、14轮圈 20侧壁

30内环壁 32第一穿孔

34凸缘 36管部

40外环壁 42第二穿孔

44承靠部 46定位槽

48切削孔 50气嘴

52抵止块 54管体

56螺帽 58辐条头

60切削钻头 62热熔钻头

64复合式钻头 66切削部

68热熔部 70热熔钻头

72尾部 80治具

82承接槽 84治具

86承接槽 88容置槽

步骤S1～S3

具体实施方式

申请人首先在此说明，在以下将要介绍的实施例以及附图中，相同的参考号码，表示相同或类似的组件或其结构特征。

请先参阅图1及图2，本发明第1实施例的轮圈10包含有二相对的侧壁20、一内环壁30及一外环壁40。内环壁30一体地连接于该二侧壁20的底端，外环壁40一体地连接于该二侧壁20之间且分别跟该二侧壁20的顶端及内环壁30之间保持一预定距离，其中，内环壁30具有多个呈等间隔排列的第一穿孔32，第一穿孔32贯穿内环壁30的顶、底两面，而且，第一穿孔32的底端齐平于内环壁30的底面，外环壁40具有多个呈等间隔排列的第二穿孔42，第二穿孔42贯穿外环壁40的顶、底两面，而且，第二穿孔42以一对一的方式对应内环壁30的第一穿孔32，第二穿孔42的孔径大于第一穿孔32的孔径。此外，外环壁40的底面自各第二穿孔42的周缘沿着各第二穿孔42的轴向朝内环壁30的方向一体地延伸出一承靠部44。

请再参阅图3，图中所示的气嘴50包含有一抵止块52与一连接抵止块52的管体54。当气嘴50安装于本发明第1实施例的轮圈10时，气嘴50的抵止块52穿置于外环壁40的第二穿孔42内且抵接于外环壁40的承靠部44，气嘴50的管体54穿置于内环壁30的第一穿孔32内，接着利用一螺设于气嘴50的管体54的螺帽56对气嘴50进行锁固时，气嘴50会被螺帽36所驱动而沿着第二穿孔42的轴向往内环壁30的方向移动，使气嘴50的抵止块52紧密地抵靠于外环壁40的承靠部44，此时藉由承靠部44增加与气嘴50的抵止块52之间的接触面积，一方面对气嘴50的抵止块52提供良好的支撑效果，使气嘴50在受到外力作用时不易产生歪斜，进而达到提升结构稳定性的效果，另一方面可以让气嘴50增加与轮圈10之间的密合度，进而防止漏气的情况发生。

以上为本发明第1实施例的轮圈10的详细结构，以下再就对本发明第1实施例的轮圈10进行钻孔的加工方法进行说明，加工方法总共有两种，第一种加工方法如图4所示：

a)：如图4所示的步骤S1，操作一切削钻头60由下而上在内环壁30加工出一个第一穿孔32。

b)：如图4所示的步骤S3，操作一热熔钻头62在外环壁40进行热旋压加工，此时外环壁40会受到热熔钻头62的高温摩擦作用而在加工点的位置形成熔融状态，当热熔钻头62贯穿外环壁40之后即加工出一个第二穿孔42。此外，在操作热熔钻头62加工出第二穿孔42的过程中，由于外环壁40处于熔融状态，所以藉由热熔钻头62的向下位移，使外环壁40朝内环壁30的一侧面从第二穿孔42的周缘朝内环壁30的方向一体地延伸出承靠部44。

另一方面，如图4所示的步骤S2，为了提升第二穿孔42的加工精度，在加工出第二穿孔42之前，可以先在外环壁40定位出第二穿孔42的位置，然而定位的方式有很多种，在本实施例中并不特别加以限制，举例来说，可以使用一般切削钻头或其他适当工具在外环壁40形成一定位槽46，此一定位槽46刚好位于第二穿孔42的中心位置，接下来在步骤S3中即可根据定位槽46的位置来进行第二穿孔42的热旋压加工。

由上述可知，本发明所提供的第一种加工方法是使用两种不同的钻头60、62分别对内、外环壁30、40加工出第一、第二穿孔32、42，亦即需要操作两次才能完成第一、第二穿孔32、42的加工，然而为了能够进一步简化工序，本发明所提供的第二种加工方法是使用一种具有复合式结构的复合式钻头64同时对内、外环壁30、40加工出第一、第二穿孔32、42，如图5所示，复合式钻头64包含有一切削部66与一连接切削部66的热熔部68，其中的切削部66的结构跟前述钻头40雷同，至于热熔部68的结构则是跟前述热熔钻头62雷同，如此只要操作一次就能同时完成第一、第二穿孔32、42的加工，详言之：

如图5所示的步骤S1，操作复合式钻头64的切削部66在外环壁40由上而下钻设出一切削孔48，然后如图5所示的步骤S2，操作复合式钻头64沿着切削孔48的轴向往内环壁30的方向移动，在复合式钻头64向下移动的过程中，一方面利用热熔部68以热旋压方式将切削孔48扩大形成第二穿孔42，另一方面利用切削部66在内环壁30钻设出第一穿孔32，并藉由复合式钻头64的向下位移，使外环壁40朝内环壁30的一侧面从第二穿孔42的周缘朝内环壁30的方向一体地延伸出承靠部44。

综上所陈，本发明第1实施例所提供的两种加工方法主要都是利用热旋压加工所产生的高温让轮圈10的外环壁40形成熔融状态之后挤压出第二穿孔42，整个过程除了有效简化工序之外，并没有中断轮圈10的挤型流向，也就是没有对分布在第二穿孔42周围的晶粒造成破坏，反而让第二穿孔42周围的晶粒排列更加地紧实，因此可以让轮圈10保持良好的结构强度、延长轮圈10的疲劳寿命及增加第二穿孔42周围的强度，同时也可以解决排屑、去除毛边及材料浪费的问题。

请再参阅图6，本发明第2实施例的轮圈12在结构上与前述实施例大致相同，惟其差异在于内环壁30朝外环壁40的一侧面于各第一穿孔32的周缘一体地形成一凸缘34。藉此，本发明第2实施例的轮圈12不但可以跟前述第1实施例一样利用第二穿孔42来配合气嘴50使用，还可以利用第一穿孔32来配合一辐条头58使用，如图7所示，在安装辐条头58时经由第二穿孔42将辐条头58置于第一穿孔32内，在安装完成之后即可利用凸缘34对辐条头58提供良好的支撑效果。

请参阅图8，本发明第2实施例的轮圈12主要使用单一个热熔钻头46进行钻孔加工，而不同于前述第1实施例所提供的加工方法，详言之：

a)：如图8所示的步骤S1，先安装一治具80于内环壁30的底面，接着如图8所示的步骤S2，操作热熔钻头70在外环壁40以热旋压方式加工出第二穿孔42，并藉由热熔钻头70的向下位移，使外环壁40朝内环壁30的一侧面从第二穿孔42的周缘朝内环壁30的方向一体地延伸出承靠部44。

b)：如图8所示的步骤S2，操作热熔钻头70沿着第二穿孔42的轴向往内环壁30的方向移动，使热熔钻头70在内环壁30以热旋压方式加工出第一穿孔32，并且在第一穿孔32的顶端的周缘挤压出凸缘34，此时由治具80的一承接槽82承接住热熔钻头70的一尾部72，使第一穿孔32的底端齐平于内环壁30的底面。

请再参阅图9，本发明第3实施例的轮圈14在结构上与前述第2实施例大致相同，其差异在于内环壁30的底面自各第一穿孔32的周缘朝远离内环壁30的方向一体地延伸出一管部36，管部36用来对辐条头58提供保护效果。

至于对本发明第3实施例的轮圈14进行钻孔的加工方法类似前述第2实施例，主要差异在于本实施例所使用的治具84不同，本实施例中所使用的治具84具有一承接槽86与一连通承接槽86的容置槽88，藉此，如图10所示的步骤S1，由治具84的承接槽86承接住该二侧壁20的一部分及内环壁30，接着如图10所示的步骤S2，在操作热熔钻头70在内环壁30加工出第一穿孔32之后，由治具84的容置槽88让热熔钻头70的尾部72伸入，由于内环壁30在此时处于熔融状态，所以内环壁30背对外环壁40的一侧面会跟着热熔钻头70的向下位移而从第一穿孔32的底端的周缘朝远离内环壁30的方向一体地延伸出管部36。

然而，为了能够调整管部36的延伸长度来满足不同的使用需求，在本发明第4实施例中则是将前述第3实施例中所使用的治具84加以省略，如此在使用如前述第3实施例的热熔钻头70进行钻孔时即可省略安装治具84的步骤，藉此，如图11及图12所示，管部36会因为没有受到治具84的限制而相较于前述第3实施例能具有较长的延伸长度。

综上所述，本发明第2、3实施例所提供的加工方法除了以热旋压方式加工出第二穿孔42之外，同时也以热旋压方式加工出第一穿孔32，其中在加工第一穿孔32的过程中会同时在第一穿孔32的周缘产生凸缘34，一方面藉由凸缘34对辐条头58提供良好的支撑效果，另一方面藉由凸缘34来增加内环壁30在第一穿孔32周围的厚度，并不需要利用增加整个内环壁30厚度的方式来提升轮圈12、14的结构强度。因此，本发明第2、3实施例所提供的加工方法可以让轮圈12、14保持良好的结构强度，也可以让轮圈12、14达到轻量化的效果。

Claims (16)

1.一种自行车轮圈，包含有二相对的侧壁、一内环壁及一外环壁，该内环壁一体地连接于该二侧壁的底端，该外环壁一体地连接于该二侧壁之间且分别跟该二侧壁的顶端及该内环壁之间保持一预定距离，其中，该内环壁具有多个呈等间隔排列的第一穿孔，该外环壁具有多个呈等间隔排列的第二穿孔，该外环壁的第二穿孔一对一地对应该内环壁的第一穿孔，且该外环壁朝该内环壁的一侧面自各该第二穿孔的周缘沿着各该第二穿孔的轴向朝该内环壁的方向一体地延伸出一承靠部，该内环壁朝该外环壁的一侧面具有多个凸缘，各该凸缘分别一体地设于一该第一穿孔的周缘，且各该凸缘分别由一该第一穿孔的周缘向该外环壁凸伸，且该内环壁的第一穿孔周缘的壁厚大于该内环壁其他部分的壁厚。

2.如权利要求1所述的自行车轮圈，其中该第一穿孔的底端齐平于该内环壁的底面。

3.如权利要求1所述的自行车轮圈，其中该内环壁背对该外环壁的一侧面具有多个管部，各该管部自一该第一穿孔的周缘朝远离该内环壁的方向一体地延伸而出。

4.如权利要求1所述的自行车轮圈，其中该第一穿孔的底端齐平于该内环壁的底面。

5.如权利要求1所述的自行车轮圈，其中该第二穿孔的孔径大于该第一穿孔的孔径。

6.一种对如权利要求1所述的轮圈进行钻孔的加工方法，包含有下列步骤：

a) 操作一钻头的一切削部在该轮圈的外环壁钻设出一切削孔；以及

b) 操作该钻头沿着该切削孔的轴向往该轮圈的内环壁的方向移动，一方面利用该钻头的一连接该切削部的热熔部以热旋压方式将该切削孔扩大形成一该第二穿孔，另一方面利用该钻头的切削部在该轮圈的内环壁钻设出一该第一穿孔，并藉由该钻头的位移，使该外环壁自该第二穿孔的周缘朝该内环壁的方向一体地延伸出一该承靠部。

7.如权利要求6所述的加工方法，其中该第二穿孔的孔径大于该第一穿孔的孔径。

8.如权利要求6所述的加工方法，其中该第一穿孔的底端齐平于该内环壁的底面。

9.一种对如权利要求1所述的轮圈进行钻孔的加工方法，包含有下列步骤：

a）操作一热熔钻头在该轮圈的外环壁以热旋压方式加工出一该第二穿孔，并藉由该热熔钻头的位移，使该外环壁自该第二穿孔的周缘朝该内环壁的方向一体地延伸出一该承靠部；以及

b）操作该热熔钻头沿着该第二穿孔的轴向往该轮圈的内环壁的方向移动，使该热熔钻头在该轮圈的内环壁以热旋压方式加工出一该第一穿孔，并且在该第一穿孔的周缘挤压出该凸缘。

10.如权利要求9所述的加工方法，其中在步骤b)，藉由该热熔钻头的位移，使该内环壁自该第一穿孔的周缘朝远离该内环壁的方向一体地延伸出一管部。

11.如权利要求10所述的加工方法，其中在步骤a)，在操作该热熔钻头之前，先安装一治具于该内环壁背对该外环壁的一侧面；在步骤b)中，利用该热熔钻头在该第一穿孔的周缘挤压出该凸缘之后，由该治具的一容置槽让该热熔钻头的一尾部伸入。

12.如权利要求9所述的加工方法，其中在步骤a)，在操作该钻头之前，先安装一治具于该内环壁背对该外环壁的一侧面；在步骤b)中，利用该热熔钻头在该第一穿孔的周缘挤压出该凸缘之后，由该治具的一承接槽承接住该热熔钻头的一尾部，使该第一穿孔的底端齐平于该内环壁背对该外环壁的一侧面。

13.如权利要求9所述的加工方法，其中该第二穿孔的孔径大于该第一穿孔的孔径。

14.一种对如权利要求1所述的轮圈进行钻孔的加工方法，包含有下列步骤：

a)操作一切削钻头在该轮圈的内环壁钻设出一该第一穿孔；以及

b)操作一热熔钻头在该轮圈的外环壁以热旋压方式加工出一该第二穿孔，并藉由该热熔钻头的位移，使该外环壁自该第二穿孔的周缘朝该内环壁的方向一体地延伸出一该承靠部。

15.如权利要求14所述的加工方法，其中在步骤a)与步骤b)之间更包含有一在该轮圈的外环壁进行该第二穿孔的定位步骤；在步骤b)中，根据定位结果操作该热熔钻头在该外环壁以热旋压方式加工出一该第二穿孔。

16.如权利要求14所述的加工方法，其中该第二穿孔的孔径大于该第一穿孔的孔径。

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