CN109421293A - 自行车曲柄的制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种自行车曲柄的制造方法，包括：(a)提供内框单元，(b)在所述内框单元上缠绕第一束单向连续纤维以形成交叉图样，(c)将所述交叉图样浸渍于可固化树脂材料以获得浸渍结构，及(d)将所述浸渍结构在模具中模制成型。因为预备了交叉图样，借其所获得的自行车曲柄强度即可提高，并且，长形空间的存在能降低自行车曲柄的重量，达到轻质化的效果。

Description

自行车曲柄的制造方法
技术领域
本发明涉及一种制造曲柄的方法，特别是涉及一种用于制造自行车的自行车曲柄的制造方法。
背景技术
美国专利公开号2009/0236777A1公开了一种制造自行车曲柄的方法，包括制备一个预浸材料及一个气囊，热压所述预浸材料及所述气囊，切割所述预浸材料及所述气囊以形成两个接合部以与两个连接器接合，缠绕一个碳纤维布，及加热所述预浸材料与由所述碳纤维布包裹的所述第一连接件及所述第二连接件。
然而，现有的自行车曲柄可能具有强度不足的问题。为了获得一种具有更大强度的曲柄，所述曲柄可通过将多层复合材料(半固化片)缠绕在一个中心件上，而后固化制成。在此种情况下，所述自行车的曲柄重量会不理想地增加。
美国专利公开号2007/0186719及2008/0272572，以及欧洲专利公开号2921291A1也公开了此种自行车的曲柄。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新颖的自行车曲柄的制造方法。通过这种新颖的制造方法，可以获得一种轻质且高强度的自行车曲柄。
本发明的自行车曲柄的制造方法，包括以下步骤：
(a)提供定义出纵向轴线的内框单元，且所述内框单元具有第一座部、第二座部、至少一个第一方向反向引导件，及至少一个第二方向反向引导件，所述第二座部在纵向轴线的方向上与所述第一座部相间隔，所述第一座部及所述第二座部间界定出长形空间，所述第一方向反向引导件形成在所述第一座部或靠近所述第一座部，所述第二方向反向引导件形成在所述第二座部或靠近所述第二座部。
(b)将第一束单向连续纤维穿过所述第一方向反向引导件及所述第二方向反向引导件来缠绕在所述长形空间上，以在所述内框单元上形成交叉图样。
(c)将所述交叉图样浸渍于可固化树脂材料以获得浸渍结构。
(d)在模具中模制所述浸渍结构以固化所述可固化树脂材料，从而获得用于自行车曲柄的纤维补强半成品。
本发明的自行车曲柄的制造方法，
所述内框单元还具有一对桥接肋，各个桥接肋分别连接所述第一座部的第一接合部及第二座部的第二接合部，所述桥接肋在相对所述纵向方向的横向方向上彼此相间隔，使得所述长形空间进一步被所述桥接肋界定；
所述第一方向反向引导件形成在所述第一座部的其中一个第一接合部或其附近；及
所述第二方向反向引导件形成在所述第二座部的其中一个第二接合部或其附近。
本发明的自行车曲柄的制造方法，各个所述第一方向反向引导件及所述第二方向反向引导件皆是引导孔的形式。
本发明的自行车曲柄的制造方法，在步骤(b)之前还包括：步骤(a1)将泡绵状构件适切地置入所述长形空间中。
本发明的自行车曲柄的制造方法，在步骤(c)之前还包括：步骤(b1)用第一纤维编织套罩覆所述内框单元，以允许所述第一纤维编织套覆盖在所述交叉图样上，从而允许所述第一纤维编织套与所述交叉图样一起浸渍于步骤(c)中的所述可固化树脂材料。
本发明的自行车曲柄的制造方法，在步骤(c)之前还包括：步骤(b2)将第二束单向连续纤维螺旋地围绕所述纵向轴线缠绕在所述第一纤维编织套上以形成螺旋图样；及步骤(b3)用第二纤维编织套覆盖所述螺旋图样，从而允许所述第二纤维编织套及所述螺旋图样与所述交叉图样及所述第一纤维编织套在步骤(c)一起浸渍于所述可固化树脂材料。
本发明的自行车曲柄的制造方法，所述第一束单向连续纤维及所述第二束单向连续纤维是碳纤维，并且所述第一纤维编织套及所述第二纤维编织套由碳纤维制成。
本发明的自行车曲柄的制造方法，所述第一方向反向引导件形成在所述第一座部，且所述第二方向反向引导件形成在所述第二座部，所述制造方法在步骤(b)之前还包括以下步骤：
(a2)提供具有两个端部的长形泡绵状构件，所述端部配置为能分别与所述第一座部及所述第二座部紧密配合，以允许所述长形泡绵状构件适切地设置在所述长形空间中的所述第一座部及所述第二座部间；及
(a3)将所述长形泡绵状构件设置在所述长形空间中，以使所述长形泡绵状构件的所述端部分别与所述第一座部及所述第二座部紧密配合。
本发明的有益效果在于：因为预备了所述交叉图样，借其所获得的自行车曲柄强度即可提高，并且，所述长形空间的存在能降低所述自行车曲柄的重量，达到轻质化的效果。
附图说明
本发明的其他的特征及功效，将于参照图式的实施方式中清楚地呈现，其中：
图1是一个俯视示意图，说明本发明自行车曲柄的制造方法的第一实施例的一个内框单元；
图2一个类似于图1的视图，说明所述第一实施例的一个泡绵状构件适切地置入所述内框单元的一个长形空间；
图3是一个示意图，说明所述第一实施例中围绕所述内框单元的一个纵向轴线所形成的一个交叉图样；
图4是一个示意图，说明所述第一实施例的一个第一纤维编织套覆盖所述内框单元；
图5是一个示意图，说明所述第一实施例的一个螺旋图样是形成在所述第一纤维编织套上；
图6是一个示意图，说明所述第一实施例的一个第二纤维编织套覆盖在图5所示的所述螺旋图样；
图7是一个剖视示意图，说明所述第一实施例的一个浸渍结构设置在一个模具中；
图8是一个示意图，说明所述第一实施例的一个自行车曲柄；及
图9是一个俯视示意图，说明本发明自行车曲柄的制造方法的第二实施例的一个内框单元，其中一个长形泡绵状构件设置在所述内框单元的一个第一座部及一个第二座部间。
具体实施方式
参阅图，本发明自行车曲柄6(见图8)的制造方法的一个第一实施例，包括步骤(a)至(d)。
在步骤(a)中，是提供一个内框单元1。如图1所示，所述内框单元1定义了一个纵向轴线L1，并具有一个第一座部11、一个第二座部12、一对桥接肋13、至少一个第一方向反向引导件14，及至少一个第二方向反向引导件15。在本第一实施例，所述内框架单元1是由金属材料制成。
所述第二座部12在一个纵向轴线L1的方向X上与所述第一座部11相间隔。所述第一座部11及所述第二座部12间界定出一个长形空间130。
各个桥接肋13分别连接所述第一座部11的一个第一接合部111，及所述第二座部12的一个第二接合部121。所述桥接肋13在相对所述纵向方向X的一个横向方向Y上彼此相间隔，使得所述长形空间130进一步被所述桥接肋13界定。
所述至少一个第一方向反向引导件14形成在所述第一座部11的其中一个第一接合部111或其附近。所述至少一个第二方向反向引导件15形成在所述第二座部12的其中一个第二接合部121或其附近。在本第一实施例中，所述内框架单元1的第一方向反向引导件14的数量为两个，且分别形成在所述第一座部11的所述第一接合部111，所述第二方向反向引导件15的数量为两个，且分别形成在所述第二座部12的所述第二接合部121。如图1所示，各个第一方向反向引导件14及各个第二方向反向引导件15皆是引导孔的形式，且是用于延伸一个第一束单向连续纤维10，如下所述。
在步骤(b)中，如图3所示，所述第一束单向连续纤维10穿过所述第一方向反向引导件14及所述第二方向反向引导件15来缠绕在所述长形空间130上，以绕所述纵向轴线L1形成一个交叉图样100。因为预备了所述交叉图样100，借其所获得的自行车曲柄6强度即可提高。
所述第一束单向连续纤维10可选自碳纤维或玻璃纤维。在本第一实施例中，所述第一束单向连续纤维10是碳纤维，且可采用商用的碳纤维丝(Tairyfil carbon fiberTC42-12k,中国台湾塑胶工业股份有限公司,中国台湾)做为所述第一束单向连续纤维10。
除此之外，在本第一实施例中，在步骤(b)之前，所述制造方法还可进一步包括步骤(a1)。在步骤(a1)中，一个泡绵状构件2是适切地置入所述长形空间130中，如图2所示。所述泡绵状构件2可由任何合适的泡绵状材料制成。
在步骤(c)中，一个包含所述交叉图样100的纤维层体300浸渍于一个可固化树脂材料4以获得一个浸渍结构400。如图7所示，在步骤(c)之前，所述纤维层体300与所述内框单元1一起被设置于一个模穴500内，所述模穴500是由一个模具5的一个上模部51及一个下模部52间彼此共同界定的。在步骤(c)中，一个可固化树脂材料4是通过一个形成在所述上模部51的注入管道510注入到所述模穴500中，以便允许所述纤维层体300浸渍于所述可固化树脂材料4，借此获得所述浸渍结构400。
在本第一实施例中，所述纤维层体300还包含一个第一纤维编织套31、一个螺旋图样200，及一个第二纤维编织套32(见图4至图6)，且在步骤(c)之前，所述制造方法还包括步骤(b1)、(b2)，及(b3)。
在步骤(b1)中，如图4所示，所述内框单元1被所述第一纤维编织套31覆盖，以允许所述第一纤维编织套31叠置在所述交叉图样100上面。所述第一纤维编织套31可由碳纤维或玻璃纤维制成。在本第一实施例中，所述第一纤维编织套31是由碳纤维制成，且可采用商用碳纤维编织套(3k-T300,台丽,日本)做为所述第一纤维编织套31。
在其他实施态样中，为了更进一步增强所述自行车曲柄6的强度，可以再加上另一个纤维编织套(图未示)来覆盖所述第一纤维编织套31。
在步骤(b2)中，如图5所示，将一个第二束单向连续纤维20螺旋地围绕所述纵向轴线L1缠绕在所述第一纤维编织套31上以形成所述螺旋图样200。所述第二束单向连续纤维20可采用与所述第一束单向连续纤维10相同的材料制成。
在步骤(b3)中，如图6所示，所述螺旋图样200被所述第二纤维编织套32叠置于其上。在其后，于步骤(c)之前，将所述第二纤维编织套32的每一端系结成结。所述第二纤维编织套32可采用与所述第一纤维编织套31相同的材料制成。
因此，在所述实施例的步骤(c)中，所述第一纤维编织套31、所述第二纤维编织套32及所述螺旋图样200即与所述交叉图样100一起浸渍于所述可固化树脂材料4。
在步骤(d)中，所述浸渍结构400被模制在所述模具5中以固化所述可固化树脂材料4，从而获得一个用于自行车曲柄6的纤维补强半成品(图未示)。
所述纤维补强半成品可以通过现有的方法续行处理，以允许如图8所示的自行车曲柄6来具有两个连接插设件61,62，所述连接插设件61,62是分别用来连接一个自行车的中央支架(图未示)及一个踏板(图未示)。或者，所述连接插设件61,62可与所述浸渍结构400共同模制。
参阅图9，说明本发明自行车曲柄的制造方法的一个第二实施例的内框单元1。所述内框单元1与所述第一实施例类似，差异在于所述内框单元1不包括所述桥接肋13(见图1)，除此之外，步骤(a1)被步骤(a2)及(a3)替代。
在步骤(a2)中，提供一个具有两个端部211,212的长形泡绵状构件21。所述端部211,212被配置为能分别与所述第一座部11及所述第二座部12紧密配合，以允许所述长形泡绵状构件21适切地设置在所述第一座部11及所述第二座部12间的所述长形空间130。
在步骤(a3)中，所述长形泡绵状构件21设置在所述长形空间130中，以允许所述长形泡绵状构件21的所述端部211,212分别与所述第一座部11及所述第二座部12紧密配合。
以上所述者，仅为本发明的实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即凡依本发明权利要求书及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明的范围。

Claims (8)

1.一种自行车曲柄的制造方法，包括以下步骤：
其特征在于：
(a)提供定义出纵向轴线的内框单元，且所述内框单元具有第一座部、第二座部、至少一个第一方向反向引导件，及至少一个第二方向反向引导件，所述第二座部在纵向轴线的方向上与所述第一座部相间隔，所述第一座部及所述第二座部间界定出长形空间，所述第一方向反向引导件形成在所述第一座部或靠近所述第一座部，所述第二方向反向引导件形成在所述第二座部或靠近所述第二座部；
(b)将第一束单向连续纤维穿过所述第一方向反向引导件及所述第二方向反向引导件来缠绕在所述长形空间上，以在所述内框单元上形成交叉图样；
(c)将所述交叉图样浸渍于可固化树脂材料以获得浸渍结构；及
(d)在模具中模制所述浸渍结构以固化所述可固化树脂材料，从而获得用于自行车曲柄的纤维补强半成品。
2.根据权利要求1所述的自行车曲柄的制造方法，其特征在于：
所述内框单元还具有一对桥接肋，各个桥接肋分别连接所述第一座部的第一接合部及所述第二座部的第二接合部，所述桥接肋在相对所述纵向方向的横向方向上彼此相间隔，使得所述长形空间进一步被所述桥接肋界定；
所述第一方向反向引导件形成在所述第一座部的其中一个第一接合部或其附近；及
所述第二方向反向引导件形成在所述第二座部的其中一个第二接合部或其附近。
3.根据权利要求1所述的自行车曲柄的制造方法，其特征在于：各个所述第一方向反向引导件及所述第二方向反向引导件皆是引导孔的形式。
4.根据权利要求1所述的自行车曲柄的制造方法，其特征在于：在步骤(b)之前还包括：步骤(a1)将泡绵状构件适切地置入所述长形空间中。
5.根据权利要求1所述的自行车曲柄的制造方法，其特征在于：在步骤(c)之前还包括：步骤(b1)用第一纤维编织套罩覆所述内框单元，以允许所述第一纤维编织套覆盖在所述交叉图样上，从而允许所述第一纤维编织套与所述交叉图样一起浸渍于步骤(c)中的所述可固化树脂材料。
6.根据权利要求5所述的自行车曲柄的制造方法，其特征在于：在步骤(c)之前还包括：步骤(b2)将第二束单向连续纤维螺旋地围绕所述纵向轴线缠绕在所述第一纤维编织套上以形成螺旋图样；及步骤(b3)用第二纤维编织套覆盖所述螺旋图样，从而允许所述第二纤维编织套及所述螺旋图样与所述交叉图样及所述第一纤维编织套在步骤(c)一起浸渍于所述可固化树脂材料。
7.根据权利要求6所述的自行车曲柄的制造方法，其特征在于：所述第一束单向连续纤维及所述第二束单向连续纤维是碳纤维，并且所述第一纤维编织套及所述第二纤维编织套由碳纤维制成。
8.根据权利要求1所述的自行车曲柄的制造方法，其特征在于：所述第一方向反向引导件形成在所述第一座部，且所述第二方向反向引导件形成在所述第二座部，所述制造方法在步骤(b)之前还包括以下步骤：
(a2)提供具有两个端部的长形泡绵状构件，所述端部配置为能分别与所述第一座部及所述第二座部紧密配合，以允许所述长形泡绵状构件适切地设置在所述长形空间中的所述第一座部及所述第二座部间；及
(a3)将所述长形泡绵状构件设置在所述长形空间中，以使所述长形泡绵状构件的所述端部分别与所述第一座部及所述第二座部紧密配合。
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