CN104369815B - 自行车的车架单元及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种自行车用车架单元，其可以包含：左车架主体，其中座管的一部分、管架的一部分和左后叉一体形成；右车架主体，其中座管的一部分、管架的一部分和右后叉一体形成；以及加固后叉，分别与左右后叉的内侧结合。其中，左车架主体和右车架主体可以沿着左右车架主体的边缘而彼此连接，从而一体地形成头管、座管和管架。

Description

自行车的车架单元及其制造方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2013年8月16日提交的韩国专利申请第10-2013-0097433号优先权，该申请的全部内容通过引用的方式合并入本文，以用于全部目的。

技术领域

本发明涉及一种自行车的车架单元及其制造方法，更具体地，涉及一种包含头管、座管、管架和左右后叉的自行车车架单元及其制造方法。

背景技术

通常而言，自行车的车架单元是形成自行车的整体结构的组成构件，并通过相互连接这些组成构件例如头管、座管、管架和左右后叉而制备。

关于自行车的车架单元，关键因素是可以灵活地提供不同设计并保证安全刚度，为此，各制造商积极地进行技术开发、工艺方法、材料等研究。

近来，为实现多种设计并确保安全刚度，使用材料例如铝、铬钼钢、碳和钛来代替通常使用的高强度钢材料。

图1是根据相关技术的自行车用车架单元的配置图。

参见图1，相关技术中的自行车用车架单元100包含头管101、座管103、上管架105、下管架107、以及布置在两侧的上下后叉109和111。

参见图1，相关技术中的自行车用车架单元100包含头管101、座管103、上管架105、下管架107、以及布置在两侧的上下后叉109和111。

上下管架105和107连接并支撑头管101和座管103。

上下后叉109和111两者的后端相互连接，从而形成安装有后轮的旋转体叉113。

下后叉111的前端与配置在座管103的下端的脚踏组件115连接。

同时，自行车用车架单元100大体设置有用于例如头管101与上下管架105和107之间、座管103与上下管架105和107之间等的连接部的加固部件，以确保安全刚度。

同时，自行车用车架单元100大体包含上管架105和下管架107两者，但在某些情况下，仅有单个管架，即，仅上管架105应用在头管101与座管103之间。

然而，根据相关技术中的具有上述配置的自行车用车架单元100，当头管101、座管103、上管架105、下管架107以及上下后叉109和111通过焊接工序彼此连接时，由焊接热引起的残余应力分配到连接部。特别地，当自行车运行时，直接施加冲击负荷，从而造成发生在连接部周围的关于安全的严重问题，例如开裂或破损。

因为焊接连接部的工艺为手动进行，次比较高，原因是存在由工人的技能和工作环境引起的焊接质量差异，由此，存在的弊端是，需要过多的工作时间且生产力变差。

由于加固部件设置在车架单元100的外部，所以，车架单元100的设计自由度较差，并且焊缝突起在各部件之间的连接部处，从而由于各部件之间的不均匀性而造成整体美学外观的变差。

突起在车架单元100与加固部件之间的连接部的焊缝造成对焊接质量的过多管理以及生产力的变差。

背景部分公开的信息仅用于加强对本发明的一般背景的理解，而不应视为是对信息构成本领域技术人员已知的现有技术的承认或任何形式的表明。

发明内容

本发明的多个方面提供一种自行车用车架单元及其制造方法，具有改善的刚度和设计质量的优点。

本发明的多个方面提供一种自行车用车架单元，可以包含：左车架主体，其中座管的一部分、管架的一部分和左后叉一体形成；右车架主体，其中座管的一部分、管架的一部分和右后叉一体形成；以及加固后叉，分别与左右后叉的内侧结合。其中，左车架主体和右车架主体可以沿着左右车架主体的边缘而相互连接，从而一体形成头管、座管和管架。

加固后叉可以成型为分别与左右后叉对应。

加固后叉的厚度可以比左右后叉的厚度更厚。

加固后叉的材料可以比左右后叉的材料更刚硬。

加固后叉可以沿着左右后叉的内边缘而结合。

加固板可以局部安装在左右车架主体的内部，然后，使左右车架主体连接。

加固板可以分别安装在头管与管架之间、座管与管架之间、左右后叉的安装有后轮的部分上、以及安装有脚踏的脚踏组件的内部。

在加固板装配于或暂时连接于左右车架主体的状态下，加固板在左右车架体连接时连接在一起。

在加固板上，可以形成多个加固焊缝。

左车架主体和右车架主体可以通过焊接法而结合。

本发明的多个方面提供一种制造自行车用车架单元的方法，该方法可以包括：冲压形成左车架主体，在左车架主体内，安装有转向轴的头管的一部分、安装有座管筒的座管的一部分、配置成使头管与座管一体连接并形成自行车主体的管架的一部分、以及左后叉一体形成；冲压形成右车架主体，在右车架主体内，头管的一部分、座管的一部分、以及右后叉一体形成；冲压形成加固后叉，加固后叉成型为与左右后叉对应并沿着左右后叉的内边缘使加固后叉结合，并沿着左右车架主体的边缘使左车架主体与右车架主体彼此结合。

加固后叉可以冲压形成，并成型为分别与左右后叉对应。

加固后叉的材料可以比左右后叉的材料更刚硬。

加固后叉的厚度可以比左右后叉的厚度更厚。

加固板可以局部安装在左右车架主体的内部，然后，使左右车架主体连接。

加固板可以分别安装在头管与管架之间、座管与管架之间、左右后叉的安装有后轮的部分上、以及安装有脚踏的脚踏组件的内部。

在加固板装配于或暂时连接于左右车架主体的状态下，加固板在左右车架体连接时连接在一起。

在加固板上，可以形成多个加固焊缝。

头管、座管、管架、脚踏组件和左右后叉可以与主车架一体形成而无需连接部，从而可以去除现有技术中因连接部处的焊接热引起的残余应力，并且可以消除因残余应力而引起连接刚度变差的因素。

因此，相对于道路表面传递的冲击负荷和车架单元本身的疲劳负荷，头管与管架之间的刚度和耐久性被牢牢保持，从而防止例如开裂的损坏，并确保安全。

使构成自行车用车架单元的左右车架主体一体形成，从而使自行车用车架单元的整个外观更美观。

此外，当左右车架主体连接时，沿着左右车架主体的边缘进行焊接工作，这样可以使焊接工艺自动化，而工作时间可以由于自动化而减少，并且焊接质量和生产力可以得以改善。

因为加固后叉分别与安装有后轮的左右后叉的内侧结合，车架的设计自由度可以得以加强。

本发明的方法和装置具有将从结合于此的附图和以下详细说明中明显得出或详细列于附图和以下详细说明中的其他特征和优点，其中附图和详细说明共同用于解释本发明的某些原理。

附图说明

图1是根据相关技术的自行车用车架单元的配置图。

图2是根据本发明的示例性自行车用车架单元的侧视图。

图3是根据本发明的示例性自行车用车架单元的透视图。

图4是根据本发明的示例性自行车用车架单元的解剖透视图。

图5是示出根据本发明的设置于示例性自行车用车架单元的加固板的放大透视图。

图6是示出根据本发明的示例性自行车用车架单元的加固焊缝形成在与头管相邻的管架部上的放大透视图。

具体实施方式

现在将详细参考本发明的不同实施方式，实施方式的实例在附图和下列描述中示例说明。尽管本发明已经结合示例性实施方式进行了描述，将理解的是，当前的描述并不旨在将本发明限定于这些示例性实施方式。相反地，本发明旨在不仅涵盖示例性实施方式，而且涵盖包括在所附权利要求定义的本发明的精神和范围内的多种替换、更改、等同物和其他实施方式。

与当前描述无关的部件将被省略，以清楚描述本发明，并且在说明书中，相同或相似的部件将由相同附图标记标明。

在附图中示出的各部件的尺寸和厚度为随意示出，以理解本发明和方便描述，但是本发明并不仅限于此。为清楚表达，使几个部分和区域的厚度放大。

此外，在以下详细描述中，同一关系中的组件名称划分为“第一”、“第二”等，但是本发明并不限于下列描述中的顺序。

在说明书和权利要求书中，除非明确表示为相反意思，术语“包括、包含和含有”将理解为暗示包含了所述元件但不排除任何其他任何部件。

此外，说明书中描述的“单元”、“构件”、“部分”、“部件”等是指，执行至少一种功能或操作的综合性配置的单元。

图2是根据本发明的多种实施方式的自行车用车架单元的侧视图，图3是根据本发明的多种实施方式的自行车用车架单元的透视图，以及图4是根据本发明的多种实施方式的自行车用车架单元的解剖透视图。

参见图2至图4，根据本发明的多种实施方式的自行车用车架单元1包含头管3、座管5、管架7、脚踏组件9以及左右后叉11和11a。

安装有把手13的转向轴15安装于头管3，并且前轮19通过配置在转向轴15下侧的叉17而安装。

车座23通过座管筒21而安装于座管5。

管架7可以包含配置成使头管3与座管5一体连接的上延伸架25以及与脚踏组件9一体连接的下延伸架27，并且形成自行车29的主体。本领域技术人员将意识到，这些整合部件可以单独形成。

左右后叉11和11a分别包含上后叉31和下后叉33，且两个上后叉31的后端和两个下后叉33的后端彼此连接以形成安装有后轮35的旋转体叉37。

此外，两个上后叉31的前端与座管5连接，且两个下后叉33的前端与配置在座管5的下侧的脚踏组件9连接。

脚踏组件9可以形成为在管架7与两个下后叉33之间的下侧向下突起，并且，通过车链39与后轮35连接的脚踏9a安装在脚踏组件9上。

此处，头管3、座管5、车架7、脚踏组件9以及左右后叉11和11a通过左车架主体41和右车架主体43形成，且为一体形成。本领域技术人员将意识到，这样的整合部件可以单独形成。

此外，左右车架主体41和43沿其边缘连接，从而形成自行车用车架单元1的整体配置。

左右车架主体41和43通过焊接法而彼此连接，在这种情况下，焊接法可以是电弧焊法等。

参见图4，例如，通过焊接使加固后叉49分别与左右后叉11和11a的上下后叉31和33结合。

加固后叉49成型为与上下后叉31和33对应，并可以沿着左右后叉11和11a的内边缘结合。

加固后叉49的厚度可以比左右后叉11和11a的厚度更厚。或者，可以应用由比左右后叉11和11a的材料更刚硬的材料制成的加固后叉49。

因此，加固后叉49结合于左右后叉11和11a的内侧，从而使其隐藏，并提高安装有后轮35的左右后叉11和11a的刚度。

图5是示出根据本发明的多种实施方式的设置于自行车用车架单元的加固板的放大透视图。

参见图5，在加固板45局部安装在左右车架主体41和43内的状态下，使左右车架主体41和43连接，这样可以形成自行车用车架1的整体配置。

换言之，加固板45可以安装在需要刚度的部分上，即，如图5所示，在头管3与管架7之间。并且，加固板27也可以安装在座管5与管架7之间，也可以安装于安装有后轮35的旋转体叉37处，也可以安装在脚踏组件9的内部等。

此外，在加固板45分别装配于左右车架主体41和43的两个内侧的状态下，或在加固板45装配到并暂时连接于左右车架主体41和43的内侧的状态下，当左右车架主体41和43彼此连接时，加固板45连接在一起。

此处，布置有加固板45的槽可以形成在左右车架主体41和43的内侧，且加固板45可以装配于或暂时连接于槽。

图6是示出根据本发明多种实施方式的自行车用车架单元的加固焊缝形成在与头管相邻的管架部的状态的放大透视图。

参见图6，加固焊缝47形成为在管架7和头管3的连接部突起。

加固焊缝47突起，从而沿着头管3与管架7的连接部的上下方向而向内和向外横穿，从而改善头管3与管架7的连接部本身的刚度。

并且，加固焊缝47可以沿着分散冲击力或应力的方向形成。

多个加固焊缝47可以重复形成，并且加固焊缝47的重复形状可以提高自行车用车架单元1的整体设计并提高管架7的刚度。

根据具有上述配置的根据本发明多种实施方式的自行车用车架单元1，头管3、座管5、管架7、脚踏组件9以及左右后叉11和11a一体形成而无需连接部，从而由相关技术中连接部处的焊接热引起的残余应力可以去除，并且可以消除因残余应力引起连接刚度变差的因素。

此外，由于连接部出现的开裂和损坏而引发的安全事故的发生被降低，且相对于道路表面传递的冲击负荷和车架单元本身的疲劳负荷，头管3与管架7之间的刚度和耐久性被牢牢保持。

此外，构成自行车用车架单元1的左右车架主体41和43为一体形成，从而使得自行车用车架单元1的整个外观更美观。本领域技术人员将意识到，整合的部件可以单独形成。

此外，左右车架主体41和43连接时出现的焊缝不直接暴露于表面，从而使对自行车用车架单元1的整体外观设计的影响降至最低。

此外，当左右车架主体41和43连接时，焊接工作沿着左右车架主体41和43的边缘进行，从而焊接工艺可以自动化，工作时间可以由于自动化而减少，并且焊接质量和生产力可以得以改善。

因为加固后叉49分别结合于安装有后轮35的左右后叉11和11a的内侧，车架1的设计自由度可以得以增强。

在下文中，将参考图3至图6来说明上述的根据本发明多种实施方式的制造自行车用车架单元1的方法。

分别如图4所示，首先，座管5、管架7、脚踏组件9以及左右后叉11和11a一体形成，并且彼此对称的左右车架主体41和43冲压形成。

当冲压形成左右车架主体41和43时，如图5所示的向内和向外突起的多个加固焊缝47也可以形成在头管3与管架7的连接部处，以及沿着管架7的长度方向而形成在脚踏组件9上。

因此，如图3所示，经冲压形成的左右车架主体41和43通过沿着左右车架主体41和43的边缘焊接而彼此连接，并制造成自行车用车架单元1。

通过冲压成型为与左右后叉11和11a对应的加固后叉49沿着左右后叉11和11a的内边缘结合，从而加固左右后叉11和11a的刚度。

加固后叉49可以成型为与上下后叉31和33对应。并且加固后叉49的厚度可以比左右后叉11和11a的厚度更厚，或者加固后叉49的材料可以比左右后叉11和11a的材料更刚硬。

同时，如图5所示，加固板45在左右车架主体41和43连接之前局部安装在左右车架主体41和43的内部，之后，左右车架主体41和43可以沿着左右车架主体41和43的边缘连接。

加固板45分别安装在需要刚度的部分，即，头管3与管架7之间、座管5与管架7之间、安装有后轮35的两个后叉11和11a的旋转体叉的部分上、以及脚踏组件9的内部，之后，加固板45在左右车架主体41和43连接时连接在一起。

在这种情况下，在加固板45装配于或暂时与左右车架主体41和43连接的状态下，加固板45可以与左右车架主体41和43连接在一起。

为方便在所附权利要求中的解释和准确定义，使用术语上或下、前或后等，参考在附图中示出的特征的位置来描述示例性实施方式的特征。

呈现以上对本发明具体示例性实施方式的描述以用于示例和说明的目的。上述说明不旨在穷举或将本发明限制于所公开的精确形式，并且很明显地，在上述教导的启示下，很多修改和变化是可行的。示例性实施方式被选择和描述，以解释本发明的某些原理及其实际应用，从而使得本领域技术人员能够制造并利用本发明的多种示例性实施方式以及其不同的替换和修改。本发明的范围旨在由所附权利要求及其等效物限定。

Claims (16)

1.一种自行车用车架单元，包括头管、座管、管架、脚踏组件、左后叉和右后叉，其中所述车架单元被配置成：

左车架主体，其中所述座管的一部分、所述管架的一部分、和所述左后叉一体形成；

右车架主体，包含一体形成在其上的所述座管的一部分、所述管架的一部分、和所述右后叉；以及

加固后叉，分别与所述左后叉和所述右后叉的内侧结合，

其中，所述左车架主体和所述右车架主体沿着所述左车架主体和所述右车架主体的边缘彼此连接，以一体地确定头管、所述座管、和所述管架，且

所述加固后叉的材料比所述左后叉和所述右后叉的材料更刚硬。

2.根据权利要求1所述的车架单元，其中，

所述加固后叉包含分别与所述左后叉以及所述右后叉对应的形状。

3.根据权利要求1所述的车架单元，其中，

所述加固后叉的厚度比所述左后叉和所述右后叉的厚度更厚。

4.根据权利要求1所述的车架单元，其中，

所述加固后叉沿着所述左后叉和所述右后叉的内边缘结合。

5.根据权利要求1所述的车架单元，其中，

加固板在所述左车架主体和所述右车架主体连接之前局部安装在所述左车架主体和所述右车架主体的内部。

6.根据权利要求5所述的车架单元，其中，

所述加固板分别安装在所述头管与所述管架之间、所述座管与所述管架之间、所述左后叉和所述右后叉的安装有后轮的部分上、以及安装有脚踏的脚踏组件的内部。

7.根据权利要求5所述的车架单元，其中，

在所述加固板装配于或暂时连接于所述左车架主体和所述右车架主体的状态下，所述加固板在所述左车架主体与所述右车架主体连接时连接在一起。

8.根据权利要求5所述的车架单元，其中，

多个加固焊缝形成在加固板上。

9.根据权利要求1所述的车架单元，其中，

所述左车架主体和所述右车架主体通过焊接而结合。

10.一种制造自行车用车架单元的方法，包括：

冲压形成左车架主体，所述左车架主体包含一体形成的配置成支撑转向轴的头管的一部分、配置成为安装座管筒的座管的一部分、配置成使所述头管与所述座管一体连接并形成自行车主体的管架的一部分、以及左后叉；

冲压形成右车架主体，所述右车架主体包含一体形成的所述头管的一部分、所述座管的一部分、以及右后叉；

冲压形成加固后叉，所述加固后叉成型为与所述左后叉和所述右后叉对应并沿着所述左后叉和所述右后叉的内边缘使所述加固后叉结合；以及

沿着所述左车架主体和所述右车架主体的边缘使所述左车架主体和所述右车架主体彼此结合，

其中所述加固后叉的材料比所述左后叉和所述右后叉的材料更刚硬。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，

所述加固后叉冲压成型为分别与所述左后叉和所述右后叉对应。

12.根据权利要求10所述的方法，其中，

所述加固后叉的厚度比所述左后叉和所述右后叉的厚度更厚。

13.根据权利要求10所述的方法，其中，

加固板局部安装在所述左车架主体和所述右车架主体的内部，之后，所述左车架主体和所述右车架主体连接。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，

所述加固板分别安装在所述头管与所述管架之间、所述座管与所述管架之间、所述左后叉和所述右后叉的安装有后轮的部分上、以及安装有脚踏的脚踏组件的内部。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，

在所述加固板装配于或暂时连接于所述左车架主体和所述右车架主体的状态下，所述加固板在所述左车架主体与所述右车架主体连接时连接在一起。

16.根据权利要求13所述的方法，其中，

多个加固焊缝形成在加固板上。