CN109987190A - 自行车的握把结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种自行车的握把结构，用以组装于自行车的龙头。握把结构包括本体以及补强件。本体具有第一段、第二段与第三段，其中第一段固定于龙头，第三段让骑乘者握持，第二段连接于第一段与第三段之间。补强件的局部固定于龙头，补强件的另一局部配置于第二段。在以第二段的正交截面为基准所形成的二维直角坐标系统x‑y中，补强件覆盖第二段的范围至少包含第二象限，其中自行车的行进方向为正x轴方向。

Description

自行车的握把结构
技术领域
本发明涉及一种握把结构，尤其涉及一种自行车的握把结构。
背景技术
由于自行车的结构简单，且具有相当的便捷性，使其不仅可以作为代步工具，更多的时候可以用于运动及休闲上。同时，随着时代的变迁，近年来休闲风气渐渐抬头，自行车也从代步工具逐渐转变成为现代人娱乐健身的工具，不但使自行车再度成为大家仰赖的载具，且在运动项目中也逐渐占有一席之地。
对公路车骑乘者而言，其会随着路况不同而驱使自行车在不同状态之间转换。举例来说，当骑乘者为克服路况(例如山路爬坡)而转换至抽车姿势时，身体会离开坐垫而使重心抬高，此时骑乘车会增加施力于握把结构上以获取足够的支撑，因此握把需具备一定程度的结构刚性而不易变形，方能提供骑乘者足够的支持力。
相对地，当自行车行驶于平面道路时，此时骑乘者因毋须额外施力，故仅需将手承靠在握把结构上，但此时握把结构仍保有前述抽车状态时所需的结构刚性，此时握把结构将车行路面的震动直接传递给骑乘者。如此一来，反而造成骑乘者双手因接受路面震动而容易造成不适。
基于上述，如何让握把结构能对应不同的骑乘状态而提供骑乘者所需的结构条件，便是相关技术人员所需思考解决的课题。
发明内容
本发明提供一种自行车的握把结构，其能对应不同行车状态而提供骑乘者所需的握持条件。
本发明的自行车的握把结构，用以组装于自行车的龙头。握把结构包括本体以及补强件。本体具有第一段、第二段与第三段，其中第一段固定于龙头，第三段用以让骑乘者握持，第二段连接在第一段与第三段之间。补强件的局部固定于龙头，补强件的另一局部配置于第二段。在以第二段的正交截面为基准所形成的二维直角坐标系统(two-dimensionalCartesian system)x-y中，补强件覆盖第二段的范围至少包含第二象限，其中自行车的行进方向为正x轴方向。
本发明的自行车的握把结构，用以组装于自行车的龙头。握把结构包括本体以及补强件。本体具有第一段、第二段与第三段，其中第一段固定于龙头，第三段用以让骑乘者握持，第二段连接在第一段与第三段之间。补强件的局部固定于龙头，补强件的另一局部配置于第二段。当骑乘者驱动自行车于地平面沿第一方向行进时，补强件覆盖于本体的第二段，且阻挡在第二段的可变形方向上，所述可变形方向包含第二方向与第三方向及两者之间的任意方向，其中第二方向相反于第一方向，第三方向是背离所述地平面的方向。
在本发明的一实施例中，上述第二段与补强件的联合面积惯性矩大于第一段的面积惯性矩。
在本发明的一实施例中，上述第二段与补强件的联合正交截面的中性轴相对于第一段的正交截面的中性轴呈现偏移。
在本发明的一实施例中，上述的偏移方向背离自行车所处的地平面。
在本发明的一实施例中，上述的偏移方向相对于地平面呈一夹角，且所述夹角小于或等于90度。
在本发明的一实施例中，上述的偏移方向与在抽车状态时的骑乘者于第三段的施力方向一致。
在本发明的一实施例中，上述的第三段在二维直角坐标系统的正投影位于第四象限。
在本发明的一实施例中，上述的补强件覆盖第二段的范围从第二象限延伸至第一象限或第三象限。
在本发明的一实施例中，上述的第二段与补强件的联合正交截面的中性轴位于第二象限。
在本发明的一实施例中，上述的二维直角坐标系统的x轴平行于自行车所处的地平面，而二维直角坐标系统的y轴正交于自行车所处的地平面。
在本发明的一实施例中，上述的补强件具有第四段与第五段，第四段与第一段被夹持于龙头，第五段从第四段延伸且覆盖第二段的局部。
在本发明的一实施例中，上述的握把结构还包括衬套，与上述的第二段、第四段一同被夹持于龙头。
在本发明的一实施例中，上述的自行车具有煞车杆与煞车线，煞车杆设置于第三段，煞车线连接煞车杆且穿过补强件而没入于龙头。
在本发明的一实施例中，上述的第二段与补强件的联合正交截面在二维直角坐标系统的正x轴形成第一向量，在负x轴形成第三向量，在正y轴形成第二向量，在负y轴形成第四向量，且第三向量的长度大于第一向量的长度，而第二向量的长度大于第四向量的长度。
在本发明的一实施例中，上述的第三方向正交于所述地平面。
在本发明的一实施例中，当上述的骑乘者驱动自行车至抽车(pumping or pumptrack)状态时，骑乘者施力于第三段，而补强件阻挡于第二段的可变形方向。
基于上述，自行车的握把结构是由本体与补强件所构成的两件式结构，其中补强件的局部与本体一同固定于龙头，而补强件的另一局部则配置于本体的第二段，也就是在以第二段的正交截面为基准所形成的二维直角坐标系统x-y中，补强件覆盖第二段的范围至少包含第二象限，其中自行车的行进方向为正x轴方向。如此一来，设计者便能将本体设计为具有较佳的可挠性，以让自行车行驶时对应路况所产生的震动能通过握把结构的本体来吸收，而让骑乘者将手承靠于握把结构上时不致因所述震动造成不适。更重要的是，组装在本体上的补强件是对应第二段的向上变形方向而配置，也就是说，当骑乘者进行抽车时，其会对本体提供向上的施力，因此在本体的第三段所造成的向上施力虽因力矩而会存在驱使本体的第二段变形的因素，但通过补强件阻挡于第二段的上部而可以加强本体在第二段的结构刚性，因此能有效地消灭所述变形因素，进而让握把结构在此状态下仍维持较佳的结构刚性，而对骑乘者提供足够的支持力。反过来说，通过将补强件配置在本体的上部，相当于使补强件限制本体只能进行向下的变形，正因如此，本体具备只能向下变形的特性方能进一步对骑乘者提供承靠时的舒适感。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
图1是依据本发明一实施例的自行车的示意图；
图2是图1的自行车于握把结构处的局部放大图；
图3是图2的握把结构的剖面图；
图4是图2的握把结构的立体剖视图；
图5是图2的握把结构的爆炸图；
图6是依据本发明另一实施例的自行车的局部示意图。
附图标号说明：
10：自行车
11：龙头
11a、11b：部件
11c：开口
12：煞车组件
12a：煞车杆
12b：煞车线
100：握把结构
110：补强件
112：横向贯孔
120：衬套
130：本体
20：地平面
A1、A2：中性轴
C1：结构形心
F1：施力
F1x、F1y：分量
F2：反向施力
S1：第一段
S2：第二段
S3：第三段
S4：第四段
S5：第五段
V1：第一方向
V2：第二方向
V3：第三方向
X1：第一向量
X2：第二向量
X3：第三向量
X4：第四向量
I：第一象限
II：第二象限
III：第三象限
IV：第四象限
x-y：二维直角坐标系统
具体实施方式
图1是依据本发明一实施例的自行车的示意图。图2是图1的自行车于握把结构处的局部放大图。图5是图2的握把结构的爆炸图。请先参考图1、图2与图5，在本实施例中，自行车10的握把结构100包括组装于龙头11的本体130与补强件110，且以龙头11为基准而进一步将本体130区分为第一段S1、第二段S2与第三段S3，其中第一段S1组装于龙头11，第三段S3为弯把以供骑乘者握持，第二段S2连接于第一段S1与第三段S3之间，其中第一段S1与第二段S2可视为直线段。补强件110的一侧组装于龙头11，且补强件110的另一侧配置于本体130的第二段S2，如图2所示，本实施例的本体130相对于龙头11呈对称，故而握把结构100包括分别设置于第二段S2的两个补强件110。本实施例并未因此限制补强件110的数量。
请参考图5，详细而言，本体130实质上是一体成型的中空管状结构，但并不因此限制本发明，于其他未显示的实施例中，本体也可以是异型管/柱结构。此外，补强件110进一步区分为第四段S4与第五段S5，且本实施例的补强件110也是一体成型的结构，通过将本体130的第一段S1与补强件110的第四段S4一同组装于龙头11(穿过开口11c且第一段S1与第四段S4实质上被夹持在龙头11的部件11a与部件11b之间)，且通过衬套120与第二段S2、第四段S4一同被夹持于龙头11，而提高相关构件与龙头11之间的夹固力，以使本体130与补强件110能顺利地一同被固定于龙头11处。同时，衬套120也能用以弥补本体130于第一段S1的外径，也就是让本体130也能适用于现有自行车的龙头尺寸。据此，通过上述构件的配置手段，可将本体130与补强件110视为具有相同的固定处(所述固定处也可为自行车10非握把结构100的本体130的其他任意处)。需再说明的是，本实施例的补强件110是以一体构件为例，第五段S5会从第四段S4延伸且覆盖第二段S2的局部，而于其他未显示的实施例中，补强件也可以是两个独立构件而分别对应本体130的两个第二段S2，不变的是，补强件的一侧仍须固定于自行车的车体(例如前述的龙头11)，而其另一侧仍须配置于第二段S2。
图3是图2的握把结构的剖面图，图4是图2的握把结构的立体剖视图，其中图3是本体130在第二段S2处的剖面，而图4是剖切于握把结构100在龙头11处的局部。请参考图3与图4并对照图2，在本实施例中，第二段S2与补强件110的联合面积惯性矩(图3所示截面)大于第一段S1的面积惯性矩(图4所示截面)，在此所述面积惯性矩即为面积二次轴矩(secondaxial moment of area)，通常是对受弯曲作用物体的横截面而言，是反映截面的形状与尺寸对弯曲变形影响的物理量。弯曲作用下的变形或挠度不仅取决于荷载的大小，还与横截面的几何特性有关。
也就是说，对握把结构100的本体130而言，为了让骑乘者在将双手承靠或握持于握把结构100上时，能避免自行车10对应路况所产生的震动而造成不适，因此会使本体130具备较细的结构轮廓，也就是降低本体130的截面的面积惯性矩，以提高本体130的可挠性，而对所述震动提供吸收及缓冲的效果，增加握把结构100的吸震能力与骑乘者的舒适感。
但相对地，当骑乘者驱动自行车10至抽车(pumping or pump track)状态时，此时骑乘者会施力于本体130的第三段S3而施力F1于第三段S3上以获取足够的支撑，此时若仍仅存在上述具有较佳可挠性的本体130时，则受限于其结构刚性而无法据以提供骑乘者在抽车状态下所需的支持力。据此，本实施例通过将补强件110的第五段S5配置于本体130的第二段S2上，便能有效地对抗前述施力F1对第二段S2造成的力矩，也就是相当于让补强件110阻挡在第二段S2的可变形方向上，让补强件110提供反向施力F2于本体130的第二段S2，也因此通过补强件110的存在，使补强件110与第二段S2的联合面积惯性矩大于本体130自身的面积惯性矩，以有效地提高本体130在第二段S2处的结构刚性。如此，便能因应抽车状态下本体130自身结构刚性不足的情形。
总的来说，握把结构100是由本体130与补强件110所组成的两件式结构，在本体130具备全方向可挠性的前提下，辅以补强件110配置在本体130的上部，而作为本体130受到施力而产生向上变形的抵消结构。相对地，本体130在下部并未设置补强件110，因此仍能保持向下变形的能力。如此一来，补强件110可视为限制本体130只能向下变形的辅助结构。
换句话说，由图4所示本体130的第一段S1为例能得知，仅就本体130的自身结构而言，其正交截面上的中性轴(neutral axis)A1实质上座落于其结构形心C1处，而当本体130的结构延伸至第二段S2时，由于补强件110是完整地服贴、抵靠在本体130上，因而此时在其正交截面上的中性轴A2可视为相对于前述第一段S1产生偏移，且偏移方向实质上背离自行车所处(行驶)的地平面20(显示于图1)，且相对于地平面20呈一夹角，而所述夹角小于或等于90度，且让偏移方向与第二段S2的可变形方向、或骑乘者在抽车时对第三段S3的施力方向一致。
也就是说，如图3所示，在以第二段S2的正交截面为基准所形成的二维直角坐标系统(two-dimensional Cartesian system)x-y中，补强件110覆盖第二段S2的范围至少包含第二象限II，而此时第三段S3在二维直角坐标系统x-y的正投影是位于第四象限IV而与补强件110相对。更进一步地说，补强件110覆盖第二段S2的范围还能从第二象限II延伸至第一象限I或第三象限III，以确保能涵盖骑乘者在抽车时对握把结构100(的第三段S3)提供施力F1的所有可能方向。此时，第二段S2与补强件110的联合正交截面的中性轴A2将位于第二象限II。
在此，所述二维直角坐标系统x-y的x轴平行于自行车10所处(行驶)的地平面20，且所述二维直角坐标系统x-y的y轴正交于自行车10所处(行驶)的地平面20。如图3所示，分量F1x即为施力F1平行于地平面20的分量，分F1y即为施力F1正交于地平面20的分量，也就是说，骑乘者的施力F1会依据其分量F1x与F1y的不同而改变，也就是随着骑乘者的身体重心与施力习惯不同而异，不变的是，其在抽车状态下的施力F1仍保持于的第三象限。
换句话说，请再参考图3，对于自行车10的自体结构而言，当其是以第一方向V1作为行进方向时，补强件110覆盖在第二段S2上的范围是足以阻挡补强件110在第二段S2处的可变形方向。在此所述可变形方向实质上包含第二方向V2、第三方向V3以及两者之间的任意方向，其中第二方向V2相反于第一方向，第三方向V3是背离地平面20(标示于图1)的方向。
在图3所示实施例中，第一方向V1实质上即为二维直角坐标系统x-y的正x轴方向，第二方向V2实质上即为二维直角坐标系统x-y的负x轴方向，第三方向V3实质上即为二维直角坐标系统x-y的正y轴方向。但，随着地平面20的坡度变化，在抽车状态时骑乘者所施予本体130的施力也会存在变化，因而补强件110需从第二象限II朝向第一象限I或第三象限III延伸。换句话说，前述第三方向V3也会予以对应地调整。
当然，随着坐标系统的观察视角不同，用以描述构件的方位也会随之改变，例如从图3相对视角(视线射出纸面)观之，前述补强件110覆盖第二段S2的范围会至少包含第一象限I，而此时第三段S3在二维直角坐标系统x-y的正投影会位于第三象限III。再者，补强件110覆盖第二段S2的范围会从第一象限I延伸至第二象限II或第四象限IV，且第二段S2与补强件110的联合正交截面的中性轴会位于第一象限I。此时，骑乘者对第三段S3所提供的施力F1则位于第三象限III，此时自行车10是以负x轴为行进方向。
换句话说，由于第二段S2是呈直线配置，因此在所述二维直角坐标系统x-y中，第二段S2与补强件110的联合正交截面会在x轴与y轴上分别形成第一向量X1(第二段S2与正x轴的交点)、第二向量X2(补强件110与正y轴的交点)、第三向量X3(补强件110与负x轴的交点)与第四向量X4(第二段S2与负y轴的交点)，如图3所示，对第二段S2而言，正由于补强件110的存在，因而导致第三向量X3的长度大于第一向量X1的长度，且第二向量X2的长度大于第四向量X4的长度。也就是说，使用者能以简单工具取得联合正交截面后，直接量测第二段S2与位于该处的补强件110的外观尺寸，即能据以得知补强件110相对于第二段S2的对应位置与关系，并依据所需条件而予以适当的调整。
基于上述，在本实施例中，由于补强件110的存在，因此本体130的结构轮廓可朝向提高可挠性的趋势设计。整体而言，以公路车为例，本实施例的本体130的外径可缩减至26mm下，其中较佳者是第一段S1的外径为26mm，而后延伸至第二段S2、第三段S3时再进一步地缩减至24mm，以此相较于现有技术的握把结构，本实施例能提供较佳的吸震能力与舒适感而毋须担心结构刚性不足的情形。
另一方面，请再参考图2，在本实施例中，自行车10还包括煞车组件12，其包括设置在第三段S3上的煞车杆12a，以及连接煞车杆12a的煞车线12b，且煞车线12b穿过补强件110的横向贯孔112并没入于龙头11，以此可在不破坏握把结构100的情况下，隐藏煞车线12b而达到收纳及美观的效果。
图6是依据本发明另一实施例的自行车的局部示意图。与前述实施例不同的是，本实施例的把手结构属于平把，即本体130实质上是直管结构，而相同是补强件110仍须覆盖在本体130的第二段S2处，且其覆盖的区域一如前述实施例。因此，补强件110在此也能达到与前述相同的止挡效果。
综上所述，在本发明的上述实施例中，自行车的握把结构包括本体与补强件，其中补强件的一侧与本体一同固定于龙头，而补强件的另一侧则配置于本体的第二段。如此一来，设计者便能将本体设计为具有较佳的可挠性，以让自行车行驶时对应路况所产生的震动能通过握把结构的本体来吸收，而让骑乘者将手承靠于握把结构上时不致因所述震动造成不适。也就是说，在结构上，补强件能实质上提高本体在第二段的面积惯性矩，使本体的正交截面上的中性轴在第二段处产生偏移，且偏移方向是背离于自行车所处的地平面，也就是与骑乘者于第三段的施力方向是相互一致的情形。
换句话说，补强件是对应第二段的可变形方向而配置，也就是在以本体于第二段的正交截面为基准所形成的二维坐标系统中，补强件实质上覆盖在第二象限的全表面并朝向第一象限、第三象限延伸，而此时第三段则位于第四象限。也就是说，第二段被补强件所覆盖的位置正好相对于骑乘者对握把结构施力的对应方向上。因此，当骑乘者进行抽车时，其在第三段所造成的施力虽因力矩而会存在驱使本体的第二段变形的因素，但通过补强件阻挡于第二段的可变形方向以加强本体在第二段的结构刚性，则能有效地消灭所述变形因素，进而让握把结构在此状态下仍维持较佳的结构刚性，而对骑乘者提供足够的支持力。简单来说，握把结构是由本体与补强件所构成的两件式结构，其中补强件被视为配置在本体的上部，因此能在抽车状态时有效地抵消骑乘者向上的施力，反过来说，在非抽车状态时，由于本体仍具备向下的变形能力(未受补强件的阻挡)，因此可提高骑乘者将手承靠于握把结构时的舒适性。
虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更改与润饰，故本发明的保护范围当视权利要求所界定的为准。

Claims (16)

1.一种自行车的握把结构，用以组装于一自行车的一龙头，其特征在于，所述握把结构包括：
本体，具有第一段、第二段与第三段，其中所述第一段固定于所述龙头，所述第三段可让骑乘者握持，所述第二段连接在所述第一段与所述第三段之间；以及
补强件，所述补强件的局部固定于所述龙头，而所述补强件的另一局部配置于所述第二段，在以所述第二段的正交截面为基准所形成的二维直角坐标系统x-y中，所述补强件覆盖所述第二段的范围至少包含第二象限，其中所述自行车的行进方向为正x轴方向。
2.根据权利要求1所述的自行车的握把结构，其特征在于，所述第二段与所述补强件的联合面积惯性矩大于所述第一段的面积惯性矩。
3.根据权利要求1所述的自行车的握把结构，其特征在于，所述第二段与所述补强件的联合正交截面的中性轴相对于所述第一段的正交截面的中性轴呈现偏移。
4.根据权利要求3所述的自行车的握把结构，其特征在于，所述偏移方向背离所述自行车所处的地平面。
5.根据权利要求3所述的自行车的握把结构，其特征在于，所述偏移方向相对于所述地平面呈一夹角，所述夹角小于或等于90度。
6.根据权利要求1所述的自行车的握把结构，其特征在于，所述第三段在二维直角坐标系统的正投影位于第四象限。
7.根据权利要求6所述的自行车的握把结构，其特征在于，所述补强件覆盖所述第二段的范围从第二象限延伸至第一象限或第三象限。
8.根据权利要求6所述的自行车的握把结构，其特征在于，所述第二段与所述补强件的联合正交截面的中性轴位于第二象限。
9.根据权利要求6所述的自行车的握把结构，其特征在于，所述二维直角坐标系统的x轴平行于所述自行车所处的地平面，所述二维直角坐标系统的y轴正交于所述自行车所处的地平面。
10.根据权利要求1所述的自行车的握把结构，其特征在于，所述补强件具有第四段与第五段，所述第四段与所述第一段被夹持于所述龙头，所述第五段从所述第四段延伸且覆盖所述第二段的局部。
11.根据权利要求10所述的自行车的握把结构，其特征在于，还包括：
衬套，与所述第二段、所述第四段一同被夹持于所述龙头。
12.根据权利要求1所述的自行车的握把结构，其特征在于，所述自行车具有煞车杆与煞车线，所述煞车杆设置于所述第三段，所述煞车线连接所述煞车杆且穿过补强件而没入所述龙头。
13.根据权利要求1所述的自行车的握把结构，其特征在于，所述第二段与所述补强件的联合正交截面在所述二维直角坐标系统的正x轴形成第一向量，在负x轴形成第三向量，在正y轴形成第二向量，在负y轴形成第四向量，且所述第三向量的长度大于所述第一向量的长度，而所述第二向量的长度大于所述第四向量的长度。
14.一种自行车的握把结构，用以组装于自行车的龙头，其特征在于，所述握把结构包括：
本体，具有第一段、第二段与第三段，其中所述第一段固定于所述龙头，所述第三段用以让骑乘者握持，所述第二段连接在所述第一段与所述第三段之间；以及
补强件，所述补强件的局部固定于所述龙头，而所述补强件的另一局部配置于所述第二段，当骑乘者驱动所述自行车于地平面沿第一方向行进时，所述补强件覆盖于所述本体的所述第二段，且阻挡在所述第二段的可变形方向上，所述可变形方向包含第二方向与第三方向及两者之间的任意方向，其中所述第二方向相反于所述第一方向，所述第三方向是背离所述地平面的方向。
15.根据权利要求14所述的自行车的握把结构，其特征在于，所述第三方向正交于所述地平面。
16.根据权利要求14所述的自行车的握把结构，其特征在于，当所述骑乘者驱动所述自行车至抽车状态时，所述骑乘者施力于所述第三段，而所述补强件阻挡于所述第二段的可变形方向。
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