專利名稱：強(qiáng)化車架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及自行車，特別是涉及一種能夠承受較大力量的強(qiáng)化車架。目前，騎駛自行車已成為一種休閑活動，每年有許多莘莘學(xué)子或社會人士，騎乘自行車環(huán)島，甚至有人騎乘跨過歐、亞、非洲的創(chuàng)舉，所以，雖然在汽、機(jī)車發(fā)達(dá)的情況下，但因自行車的用途已般交通工具轉(zhuǎn)為高性能的運動器具，所以，自行車依然立于不敗之地。
為追求具有高性能的自行車，其首要條件在于使自行車具有質(zhì)量輕、高強(qiáng)度，但因一部自行車的主要結(jié)構(gòu)在于車架，所以使車架具有質(zhì)量輕、高強(qiáng)度的性能，是制作一部高級車的首要條件；請參閱


圖1、圖2所示，是一般以鋼管材料制作原車架1示意圖，車架1的結(jié)構(gòu)設(shè)計，是在其中間處設(shè)有一中管10，而在中管10左側(cè)近頂端則向下傾斜高設(shè)有一后上叉11，并在中管10左側(cè)底端水平設(shè)有一后下叉12，后下叉12固接在后上叉11底端，以供后車輪樞固，且在中管10右側(cè)近頂端處向右水平沿伸設(shè)有一斷面為圓形的上管13，又在中管10右側(cè)底端處向上傾斜設(shè)有一斷面為圓形的下管14，而在上管13下管14交接處固設(shè)一車頭管15，以供把手樞固，另，在中管10、下管14、后下叉12交接處則設(shè)有一供鏈盤樞固的五通管16。
而上述車架1的結(jié)構(gòu)設(shè)計，沿用至今甚少變化，大部以上述的型式為主，改變最大的部分在于車架1所使用制材的材料，亦即，基于前述的原因，為使自行車整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度能夠增增且重量能夠減輕的要求，于是，業(yè)者開發(fā)出許多新的材料，如碳纖維(Carbonfiber)、鉻鉬(Cr－Mo)、鋁合金(aluminumalloy)、伏合金(titaniumalloy)等等，以解決鋼管材料重量重的缺失，而所述材料能夠具有使車架1重量減輕而結(jié)構(gòu)強(qiáng)度佳，最主要是借由合金材料本身所具有的特性，然而，雖然上述合金標(biāo)材料能夠使車架1結(jié)構(gòu)強(qiáng)、佳而重量輕，可是，相對地，材料的成本則大大提高，主要原因在于所述合金材料取得不是很容易，且制作費用非常高，所以，制作完成的碳纖維(acrbonfiber)、鉻鉬(Cr－Mo)等等自行車，其售價非常高而無法讓一般消費大眾接受。
所以，雖然上述合金材料能夠解決一般鋼管材料重量重并且強(qiáng)度不是很好的缺乏，但是，對于制造者、消費者而言，卻必須付出相當(dāng)大的費用，因此導(dǎo)致能夠有能力購買的人士很少，因此如果能夠直接對鋼管材料制成車架進(jìn)行改變，而不需要以高價位合金材料取代，則在鋼管材料取得容易且材料價格低的情況下，這對于制造者、消費者而言，將是一件非常好和方式。
本實用新型的目的乃在提供一種強(qiáng)化車架，系使以鋼管材料制成的車架，在不需要增加材料重量的情況下，而能提高車架的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，相對地，也減輕車架的重量。
而為達(dá)到上述目的，本實用新型的強(qiáng)化車架，其主要特征在于；車架的上管、下管端面各設(shè)有一段預(yù)定長度而直徑擴(kuò)大并予以角化的強(qiáng)化部，而因強(qiáng)化部的直徑擴(kuò)大，使其受力面積增加，因而能夠提高其承受的力量，且因角化之后，又能再度是高承受的力量，而使整個車架結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度大大提高。
本實用新型強(qiáng)化車架的另一特征在于車架的中管底端設(shè)有一段預(yù)定長度而直徑擴(kuò)大并予以角化的強(qiáng)化部，以便使整體車架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度再度提高。
下面通過最佳實施例及附圖對本實用新型的強(qiáng)化車架進(jìn)行詳細(xì)說明，附圖中
圖1是以往車架示意圖。
圖2A、2B是以往車架的上、下管斷面圖。
圖3是本實用新型一較佳實施例的車架平面示意圖。
圖4C、4D、4E、4F、4G、4H是圖3中C－C、D－D、E－E、F－F、G－G、H－H各部位斷面示意圖。
圖5是本實用新型上述較佳實施例的上、下管受到力量作用的示意圖。
圖6是本實用新型另一較佳實施例的車架平面示意圖。
圖7是圖6中I－I斷面示意圖。
首先，請參閱圖3所示，是本實用新型一較佳實施例車架平面示意圖，其大體上與以往車架結(jié)構(gòu)相同，并以鋼管材料制成，約在車架2中間處設(shè)有一供座墊安裝的中管20，而在中管20左側(cè)近頂端處向下傾斜延伸一后上叉21，并在中管20左側(cè)底端處向后上叉21延伸固接形成一后下叉22，而在后下叉22與后上叉21交接處系供后車輪、后鏈輪樞固。在中管20右側(cè)近頂端處向右延伸形成一上管23。在直立管20右側(cè)底端處向右向上傾斜設(shè)有一下管24，并在上、下管23、24交接處固設(shè)一車頭管25，以供車把手樞固。在下管24、中管20及后下叉22交接處固設(shè)一五通管26，以供鏈盤樞固；至于本實用新型的創(chuàng)意在于上管23與車頭25、中管20固接的兩端230、231各設(shè)有一段預(yù)定長度而直徑擴(kuò)大的強(qiáng)化部232，請配合參閱圖4C、4D所示，強(qiáng)化部232并予以角化呈多角形狀，本實施例系舉七角形為例，當(dāng)然，也可以是五角形，六角形、八角形、九角形等。下管24與車頭管25、中管20固接的兩端240、241固設(shè)有一段預(yù)定長度而直徑擴(kuò)大的強(qiáng)化部242。請配合參閱圖4F、4G所示，強(qiáng)化部242并予以角化呈多角形狀，本實施例系舉七角形為例，當(dāng)然，也可以是五角形、六角形、八角形、九角形等。
至于本實用新型為何如此設(shè)計設(shè)計其原因在于一般自行車在騎駛時，前輪系先承受不同路面，所以，路面所造成前輪震動力會直接傳遞到車架2的車頭管25，而因車頭管25在車架2的整體結(jié)構(gòu)而言，系屬懸空部位，因此，必須要有足夠結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，去承受震動力所形成的剪力，否則，車頭管25與上、下管23、24的端部231、241接觸面會因剪力而斷裂。為了能有足夠強(qiáng)度去承受剪力，則依據(jù)材料力學(xué)觀點τ(剪力)＝F(作用力)／A(作用面積)，也就是說，如果能夠增加接觸面積，那么，相對地，能夠承受的剪力就增加。所以依據(jù)以往車架的設(shè)計(請參閱
圖1所示)，其上、下管直徑系一致化，因此，其所能承受剪力顯然有限。反觀本實用新型的車架2，在上、下管23、24與車頭管25固接的強(qiáng)化部232、242處直徑被擴(kuò)大，所以強(qiáng)化部232、242接觸面積便能增加，而依照材料力學(xué)觀點，則其所能承受的作用力相對地也增加。如此，上、下管23、24與車頭管25固接處，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度大大提高。至于上、下管23、24的強(qiáng)化部232、242處與中管20的固接也和上述一樣。
強(qiáng)化部232、242施予角化的原因，是基于一般自行車在行進(jìn)時，若遇到路面不好時，會產(chǎn)生上、下方向的震動，或者，若遇到側(cè)面沖撞時，會對自行車產(chǎn)生側(cè)面方向的沖撞力。所以對上、下管23、24而言，它遭受到力的作用比較集中于上、下、左、右處。就如同一張紙，將其折成波浪狀，則能夠承受較大作用力的道理一樣，再請配合參閱圖5所示，因強(qiáng)化部232、242角化以后，使得強(qiáng)化部232、242角化部位更能承受較大作用力，因此，當(dāng)在騎駛當(dāng)中受到震動所造成上、下作用力，或者因側(cè)面撞擊所形成左右作用力時，由于角化部位能夠承受較大力量，因此整體車架2結(jié)構(gòu)強(qiáng)度就優(yōu)良。
所以，從上述的分析得知，本實用新型的車架2雖然是用鋼管材料制成，但是，在車架2必須承受較大剪力的地方，則設(shè)有強(qiáng)化部232、242，也就是說，車架2整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度能夠增加，且其增加方式不是以增加上、下管23、24的厚度(管壁)，而是以擴(kuò)大直徑及角化的方式。因此，對于以鋼管材料制成的車架而言，本實用新型的車架2反而具有減輕重量的優(yōu)點。因此，本實用新型的設(shè)計方式，對以鋼管材料的車架2而言，具有結(jié)構(gòu)強(qiáng)度佳、重量輕的優(yōu)點，且因鋼管材料取得容易且價格便宜，對于采用高價的合金材料而言，本實用新型反而有較大的競爭力(因售價低但結(jié)構(gòu)強(qiáng)度能夠增加)。
請參閱圖6，圖7所示，是本實用新型另一較佳實施例車架平面示意圖，其大體上結(jié)構(gòu)與上述實施例相同，不同之處在于車架1的中管20底端與五通管26固接處，系向上延伸一段預(yù)定長度而直徑擴(kuò)大且予以角化的強(qiáng)化部200，使其具有與上述實施例的強(qiáng)化部232、242同樣的功效，而其為何如此設(shè)計，主要在于五通管26系供曲柄軸(圖上未顯示)設(shè)置，以供騎駛者蹬踏用而使自行車前進(jìn)，但在蹬踏時，騎駛者腳部會施一前進(jìn)力量，使得五通管26與中管25底端結(jié)合處形成一力偶的作用，因此，在此處的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度也必須予以增強(qiáng)，而因強(qiáng)化部200的設(shè)計，正好能夠提高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的要求，所以，車架1整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度能夠更佳。
權(quán)利要求1.一種強(qiáng)化車架，所述車架由一供座墊裝設(shè)的中管、一供后車輪裝設(shè)并呈傾斜固設(shè)于中管頂端的后上叉、一固設(shè)于中管底端與后上叉底端間的后下叉、一相對于后上叉而固設(shè)中管頂端的上管、一固設(shè)于中管底端并呈向上傾斜的下管及一相對于中管而固設(shè)于上管、下端一端的車頭管所構(gòu)成；其特征在于上、下管與把手座管固接的一端各設(shè)有一段直徑擴(kuò)大且予以角化的強(qiáng)化部，所述強(qiáng)化部呈多角形狀。
2.如權(quán)利要求1所述的強(qiáng)化車架，其特征在于固接于中管上端的上管處設(shè)有一段直徑擴(kuò)大且予以角化的強(qiáng)化部。
3.如權(quán)利要求1或2所述的強(qiáng)化車架，其特征在于固接于中管下端的下管處設(shè)有一段直徑擴(kuò)大且予以角化的強(qiáng)化部。
4.如權(quán)利要求3所述的強(qiáng)化車架，其特征在于固中管底端設(shè)有一段直徑變大且予以角化的強(qiáng)化部。
專利摘要本實用新型是關(guān)于一種強(qiáng)化車架，系在車架的上管、下管兩端和中管底端各設(shè)有一段預(yù)定長度而直徑擴(kuò)大并予以角化的強(qiáng)化部，因強(qiáng)化部的直徑擴(kuò)大，使其受力面積增加，所以能夠提高其承受的力量，且因角化之后，能夠再度提高承受的力量，而使整個車架結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度大大提高，因此，在不增加管材重量的情況下，而能使車架發(fā)揮最高的承受強(qiáng)度。
文檔編號B62K19/02GK2186205SQ9324770
公開日1994年12月28日 申請日期1993年12月8日 優(yōu)先權(quán)日1993年12月8日
發(fā)明者蕭富民 申請人:擎歐企業(yè)有限公司