專利名稱：復(fù)合材料自行車車架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種自行車車架，尤其涉及一種可提升車架各管件搭接處的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的復(fù)合材料自行車車架。
背景技術(shù)：
隨著休閑風(fēng)氣盛行而帶動(dòng)自行車產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，以致自行車漸漸區(qū)分出一般平價(jià)型、中產(chǎn)階級(jí)消費(fèi)型及高級(jí)娛樂(lè)型三種自行車，然而，無(wú)論自行車因價(jià)位不同而區(qū)分出不同的消費(fèi)族群，但任何型態(tài)的自行車車架皆朝向輕、薄的方向發(fā)展，質(zhì)輕的碳纖維車架則被廣泛應(yīng)用在自行車的車架上。
現(xiàn)有的碳纖維車架管體的制造，是將碳纖維片層疊，并穿入一心軸及氣袋卷制出車架的各部位管件，然后將成型后的各質(zhì)地堅(jiān)硬的碳纖維管件搭接，并在搭接處再次用碳纖維包覆，以構(gòu)成一碳纖維車架。
然而，上述的現(xiàn)有碳纖維車架管的各部管件是采用預(yù)熱成型，再將硬質(zhì)的各部管件搭接包覆的技術(shù)手段，但由于各部管件已預(yù)熱固化成硬質(zhì)的碳纖維管而不具有任何可塑性，以致，接搭時(shí)各部管件間會(huì)因曲線的不同，而造成搭接部位的間隙過(guò)大，縱使搭接處外緣已進(jìn)行碳纖維強(qiáng)化，但，搭接間隙造成的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足，仍會(huì)隨著騎乘時(shí)間較長(zhǎng)，或經(jīng)常騎乘巔簸路面等在過(guò)大地面的反作用力影響下，造成車架由各部位的搭接處產(chǎn)生裂痕，進(jìn)而導(dǎo)致在騎乘時(shí)易產(chǎn)生危險(xiǎn)。
再者，各部位管件是預(yù)先成型再搭接組合，而使各部位管件的造型變化受到限制，更是困擾業(yè)界，因此，就整體而言確實(shí)有待業(yè)界提出有效的解決方案。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的主要技術(shù)問(wèn)題在于，克服現(xiàn)有碳纖維車架存在的車架強(qiáng)度不足，以及車架的造型變化有限的缺點(diǎn)，而提供一種復(fù)合材料自行車車架，其可提升車架各管件搭接處的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種復(fù)合材料自行車車架，包括頭管、上管、下管、座管，座管的一端設(shè)有五通部位；其特征是所述頭管、上管、下管、座管各管件相互搭接成車架形狀，各管件外緣貼附碳纖維貼皮；數(shù)條氣袋穿入各管件中，氣袋一端成封閉狀，開(kāi)放端則凸露在管件穿入處外部。
前述的復(fù)合材料自行車車架，其中各管件搭接處具有碳纖維包覆補(bǔ)強(qiáng)部。
本實(shí)用新型可提升車架各管件搭接處的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。


圖1是本實(shí)用新型復(fù)合材料自行車車架流程圖。
圖2是本實(shí)用新型復(fù)合材料自行車車架各管件的分解結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本實(shí)用新型復(fù)合材料自行車車架穿設(shè)氣袋的外觀示意圖。
圖4A是本實(shí)用新型復(fù)合材料自行車車架以預(yù)形卷料成型制成的車架外觀示意圖。
圖4B是本實(shí)用新型復(fù)合材料自行車車架的上管末端形成開(kāi)叉兩收束管的局部放大示意圖。
圖4C是本實(shí)用新型復(fù)合材料自行車車架的上管末端形成單一收束管的局部放大示意圖。
圖5是本實(shí)用新型復(fù)合材料自行車車架以預(yù)形卷料成型的車架搭接補(bǔ)強(qiáng)的外觀示意圖。
圖6A、6B、6C是本實(shí)用新型復(fù)合材料自行車車架置入模具的狀態(tài)示意圖。
圖7是本實(shí)用新型復(fù)合材料自行車車架置入模具內(nèi)吹氣固化成型的車架示意圖。
圖8是本實(shí)用新型復(fù)合材料自行車車架的外觀示意圖。
圖中標(biāo)號(hào)說(shuō)明1------頭管 2------上管3------下管 4------座管21-----穿孔 41-----五通部位
A------氣袋 B------氣嘴C------模具具體實(shí)施方式
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圖1所示，本實(shí)用新型復(fù)合材料自行車車架，包括頭管1、上管2、下管3、座管4，座管4的一端設(shè)有五通部位41；其特征是所述頭管1、上管2、下管3、座管4各管件相互搭接成車架形狀，各管件外緣貼附碳纖維貼皮；數(shù)條氣袋A穿入各管件中，氣袋A一端成封閉狀，開(kāi)放端則凸露在管件穿入處外部。
各管件搭接處具有碳纖維包覆補(bǔ)強(qiáng)部。
本實(shí)用新型復(fù)合材料自行車車架的制造工藝過(guò)程如下預(yù)型卷料如圖2所示，先將各車架的管件施以剪料，以剪裁出預(yù)設(shè)尺寸，再施以預(yù)型卷料，成型出『軟質(zhì)』的頭管1、上管2、下管3及座管4，其中，上管2供座管4穿設(shè)，成型時(shí)即預(yù)留有一穿孔21，同樣供座管4穿設(shè)的下管3亦形成有一穿孔，且，為配合座管4底端的中空?qǐng)A柱狀的五通部位41，穿孔并朝上凹有有對(duì)應(yīng)五通部位的弧凹面，而上、下管2、3一端剪裁預(yù)型出對(duì)應(yīng)頭管1外緣面的弧凹曲線型態(tài)，且將上述預(yù)型的軟質(zhì)各部管件外緣貼附碳纖維預(yù)浸材料。
穿氣袋參閱圖3所示，配合一心軸將數(shù)條氣袋A穿入上述的頭管1、上管2、下管3及座管4，再將心軸抽出于各管件內(nèi)留下氣袋，且氣袋A一端形成封閉狀，另一端則形成開(kāi)放狀并凸露在各管件外部；搭接組合如圖4A所示，將上述頭管1、上管2、下管3及座管4穿設(shè)搭接，由于上述經(jīng)預(yù)形卷料成型的各部位管件為可塑變形量較佳的軟質(zhì)狀態(tài)，所以，各部管件間在組合搭接時(shí)借由軟質(zhì)管件可塑性特性，令各部管件搭接后形成一平順無(wú)接縫狀態(tài)，至于上管2及下管3末端則略凸出管座4一側(cè)，以供日后車架后三角的后上叉管及后下叉管搭接組合。
再參閱圖4B及圖4C所示，如上所述，上管及下管末端供左右對(duì)稱的后上叉管及后下叉管搭組的用，除了可采用圖4B所示，上、下管末端采用分叉成兩管件型態(tài)收束外，亦可如圖4C所示，以單一管件型態(tài)收束。
搭接補(bǔ)強(qiáng)如圖5所示，是將各部位管件搭接處，再施以碳纖維的包覆，形成碳纖維包覆補(bǔ)強(qiáng)部，以強(qiáng)化各管件搭接處的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。然而，上述軟質(zhì)管件搭接后再施以碳纖維層片貼附后，實(shí)已達(dá)到搭接處強(qiáng)度提升功效，故，此一步驟的實(shí)施與否，可依制造商或消費(fèi)者需求而定。
吹氣成型如圖6A、圖6B及圖6C所示，將上述穿有氣袋A且搭接組合完成的架體置入模具C內(nèi)，再將氣嘴B插入凸露在各管件外的氣袋A開(kāi)放端，并于模具C進(jìn)行加熱，并對(duì)氣袋A進(jìn)行吹氣，使頭管1、上管2、下管3及座管4內(nèi)將氣袋A撐開(kāi)(如圖7所示)，使上開(kāi)軟質(zhì)的各管件固化定型；成品再將各氣袋A開(kāi)放端的氣嘴B拆下，并將固化定型的前三角取出后，最后和以上述步驟完成的后三角結(jié)合，即為圖8所示完整車架。
本實(shí)用新型通過(guò)預(yù)型出軟質(zhì)的頭管1、上管2、下管3及座管4，以利上述各管件搭接組合時(shí)，并通過(guò)各管件未固化而具備的較佳可塑形變量屬性，令裝構(gòu)出車架的各管件搭接處形成無(wú)任何間隙型態(tài)，以強(qiáng)化固化成型的車架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，此種設(shè)計(jì)與現(xiàn)有結(jié)構(gòu)將各管件先行固化搭接方式，更提高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
此外，本實(shí)用新型通過(guò)上述步驟所完成的高強(qiáng)度車架關(guān)鍵因素之一，則在于吹氣成型所須的『氣袋』穿設(shè)方式，本實(shí)用新型的氣袋穿設(shè)手段，最主要是采用圖6A所示采六條氣袋A穿置方式，該實(shí)施方式除了頭管1、座管4穿設(shè)氣袋A外，更配合本實(shí)用新型將凸露在座管一側(cè)的上、下管末端，成型出配合兩對(duì)稱狀后下叉管及后上叉管接合的兩收束管，故，分別取兩條氣袋A由上、下管末端的兩收束管開(kāi)放端穿入，并繞經(jīng)穿設(shè)在座管的氣袋A兩側(cè)收尾，再將四氣嘴B分別插入上、下管末端的兩收束管開(kāi)放端，以供后續(xù)的吹氣成型。本實(shí)用新型通過(guò)此種新穎的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，確實(shí)可提升上、下管后續(xù)吹氣成型的結(jié)構(gòu)完整性及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等優(yōu)勢(shì)。
再者，本實(shí)用新型的氣袋A穿設(shè)方式，亦可如圖6A所示的三條氣袋A貫穿方式，分別取兩條氣袋A由頭管1、座管4縱向穿入，并于頂端設(shè)置一氣嘴B，第三條則可選擇由下管3或上管穿入，繞經(jīng)穿設(shè)在座管的氣袋A側(cè)邊，再由上管或下管穿出，然后將氣嘴B穿設(shè)在上管3氣嘴B設(shè)置視穿入端而定；又，再者，本實(shí)用新型亦能采圖6C所示采用四條氣袋A穿置，此種實(shí)施方式和第一種差異處在于，是采兩條氣袋A分別由上、下管2、3開(kāi)口端穿入，并繞經(jīng)穿設(shè)在座管的氣袋A同一側(cè)邊方式收尾。
本實(shí)用新型通過(guò)上述預(yù)型出『軟質(zhì)』車架各管件，再配合新穎、特殊的氣袋A穿設(shè)方式，則可改善現(xiàn)有車架搭接處結(jié)合強(qiáng)度不足所產(chǎn)生的安全顧慮，具有新穎性、創(chuàng)造性、實(shí)用性，符合有關(guān)新型專利要件的規(guī)定，故依法提起申請(qǐng)。
權(quán)利要求1.一種復(fù)合材料自行車車架，包括頭管、上管、下管、座管，座管的一端設(shè)有五通部位；其特征是所述頭管、上管、下管、座管各管件相互搭接成車架形狀，各管件外緣貼附碳纖維貼皮；數(shù)條氣袋穿入各管件中，氣袋一端成封閉狀，開(kāi)放端則凸露在管件穿入處外部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料自行車車架，其特征是各管件搭接處具有碳纖維包覆補(bǔ)強(qiáng)部。
專利摘要一種復(fù)合材料自行車車架，包括頭管、上管、下管、座管，座管的一端設(shè)有五通部位；頭管、上管、下管、座管各管件相互搭接成車架形狀，各管件外緣貼附碳纖維貼皮；數(shù)條氣袋穿入各管件中，氣袋一端成封閉狀，開(kāi)放端則凸露在管件穿入處外部；其中各管件搭接處具有碳纖維包覆補(bǔ)強(qiáng)部。本實(shí)用新型可提升車架各管件搭接處的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
文檔編號(hào)B62K19/28GK2837190SQ20052010394
公開(kāi)日2006年11月15日 申請(qǐng)日期2005年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月19日
發(fā)明者陳育玄, 大衛(wèi)·麥可·安東尼 申請(qǐng)人:勝捷復(fù)材科技股份有限公司