TW499380B - Bicycle crank and its manufacture - Google Patents

Description

A7 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（/) (一） 發明領域： 本發明係有關-種自行車曲柄及其製造方法，尤指一種 使用鍛造方法製得的自行車中空曲柄。 (二） 習用技術的說明： 現代人使用自行車代步，既可避免塞車糊題，又可以 健身，可說是一舉兩得。*為了使自行車重量減輕，讓人騎 起來更輕鬆’除了在材料選用上，翻更輕的材料外，又發 展出自行車中空曲柄’使所需使用材料減少成本降低，且曲 柄重量更減輕。 習用自行車曲柄的製造方法，皆採轉造方式製成，故 ，將金屬材_化後注人鑄模内。對於—般金屬材料而 言，鑄造方式所製得之構件，不但表面粗糙不美觀，且因缺 陷過多使機械強度大幅降低。當製造自行車中空曲柄時，必 須先設計-鑄模，並於該鑄模内設置一砂芯，將金屬材料溶 化後注入該鑄模内，然後去除砂芯製得中空曲柄，例如：美 國專利N〇.6,058,803便為此例。很明顯地，使用習用方法製造 的自行車曲柄，曲柄粗糙不美觀，且缺陷過多導致機械強度 不足，又其採用鑄造方式，必須先將金屬材料熔化後才可注 入鑄模内，不但製造步驟較為繁雜，且加熱熔化金屬材料所 需成本較高，設備也較複雜，而金屬材料於高溫時的特性又 不易掌握；再者，使用鑄造方法會受限制，而影響曲柄的樣 式。又如美國專利N〇.6,059，171以及Νο·5,819,599所揭露，雖 是使用鍛造的方式來製造曲柄本體，但其必須配合「蓋子」 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

499380 A7 B7 五、發明說明（>)=ΐ、二：」.的，才可產生中空曲柄。_地， 採用此法所需步驟較為繁雜，且無法一體成型製造 需成本較高，設備她又應力胁雜3 成的f不足’雜合金銲接必須使用保護氣氛， 銲接處氧化。_^缺點，故本發瓶驗造村一體成 而所 型製造之 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (三）發明之簡要說明： f發明之目的為提供—種自行車曲柄’其係為中空沾 構’並使職造方式製造，具有較高的機械強度。。 本發明之再-目的為提供—種自行車 外觀，及較大的料自时。 柄〜有美硯的 本發明之再-目的為提供—種自行車曲柄之製造， 不須將金屬材料溶化即可製得。 本發明之再—目的為提供—種自行車曲柄之製造 製程間單且可一體成型製造之。 一本發明為達成上述目的，故揭露一種自行車曲柄，其係 由-齒盤端、-踏板端和延躲該錄端_踏板端之間的 曲柄本體所組成，其巾該自行車曲柄使用鍛造方式—體成型 製造’且於該踏板端具有—雜練娜紅賴接合處， 且該接合處係為—小_，而曲柄本體係為-中空結構。 本發明為達成上述目的，故採用以下步驟來製造自行車 ，柄三將銘合金塊之一端鍛造成一踏板端，再由該踏板端進 行抽官’使銘合金塊成為具一開口之中空管狀結構，且該開 --------------M i — 4 _ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) J^T· _線- x 297公釐） 499380 A7 五、發明說明（j ) 口係位於該踏板端，並將鋁合金塊另一端鍛造成一齒盤端 後，再填入一填充材於中空管狀結構中，接著使用環狀鍛壓， 將該踏板端封口，然後使用鍛造成型來完成一曲柄結構，之 後於該曲柄轉開若干_孔，使職充材㈣，如此便完 成自行車中空曲柄。 為進一步對本發明有更深入的說明，乃藉由以下圖示、 圖號說明及發明詳細說明，冀能對f審查委員於審查工作 時有所助益。 (四)圖式簡要說明： 圖一A為本發明較佳實施例之鋁合金塊示意圖。 圖一B為本發明較佳實施例之鍛尾示意圖。 圖一C為本發明較佳實施例之抽管剖面示意圖。 圖一D為本發明較佳實施例之填入填充材剖面示意圖。 圖一E為本發明較佳實施例之封口剖面示意圖。 圖一F為本發明較佳實施例之鍛造成型後剖面示意圖。 圖一G為本發明較佳實施例之成品剖面示意圖。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 --------------裝--- ^ * (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 線· 圖一A為本發明較佳實施例之沖製法剖面示意圖。 圖二B為本發明較佳實施例之滾製法剖面示意圖。 圖號說明： I 銘合金塊 1〇 踏板端 II 齒盤端 本紙張尺度適_國冢標準公复） ---- 五、發明說明（ 100 壓模 101 壓桿 300 開口 2 熱塑性材料 3 接合處 4 開孔 5 踏板接孔 6 齒盤接孔 70 下模具 701 圓形開孔 85 左滾筒 90 右滾筒 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (五)本發明之詳細描述： 本發明係提出-種自行車曲柄及其 行車曲柄，使用鍛造方式 /、中〜 八Ik具有較咼的機械強度及美: 制、卜觀，且該自行車曲柄中空結構，可減輕曲柄重量。又. 製造成本較低，具有較大的設計自由度。 •如圖-A所示，提供一圓柱狀金屬塊來進行自行車曲; 的製造，目前最常使时餘且強度高的齡金塊丨；如圖 B所示，將鋁合金塊丨一端鍛造成一踏板端1〇;如圖一c所示 使用由壓模100及壓桿101所組成的抽管模組，由踏板端j⑴ 行抽管，使鋁合金塊1成為具一開口300之中空管狀結構，_ 開口300係位於踏板端10，並將鋁合金塊1另一端鍛造成一】 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公釐）

• Μ-------- ;線. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 499380 A7 -^一 __B7___ 五、發明說明（f ) 盤端11，此時鋁合金塊1已成具有踏板端10及齒盤端η之中空 管狀結構；如圖一D所示，填入一填充材於銘合金塊1的中空 管狀結構内，作為後續鍛造成型時平均分散壓力的填充物， 而填充材係指一熱塑性材料2，可隨溫度變化而具有可塑性， 通常選用注臘或樹脂之類；如圖一Ε所示，使用環狀鍛壓方 式將踏板端10之開口300 (如圖一D所示）封口，其中踏板端 10末端之側表面400上具有鍛壓封口後留下之一接合處3，且 由圖中可知接合處3係為一小圓點。換言之，锻壓封口後，踏 板端10之開口300 (如圖一D所示）便可密封，只留下接合處 3之小圓點，便可確保踏板端1〇的機械強度不會因加工而降 低；如圖一F所示，使用鍛造成型將鋁合金塊1形成一曲柄結 構，如此便可一體成型製造之，且不用像鑄造成型必須將金 屬材料溶化後才可注入砂模成型，而該曲柄結構係為一中空 曲柄結構；如圖一G所示，於鋁合金塊1形成的曲柄結構開若 干個開孔4，並加熱使熱塑性材料2融化流出，並於踏板端1〇 加工形成踏板接孔5 ’於齒盤端11加工形成嵩盤接孔$，而使 用在自行車上時，踏板接孔5用以連接一腳踏板（圖中未示）， 齒盤接孔6用以連接自行車齒盤（圖中未示）。 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 如圖二Α所示，將圖一D中已填入熱塑性材料2之中空管 狀結構鋁合金塊1，置於下模具7〇的圓形開孔7〇1之中，利用 上模具80對踏板端1〇加壓，使踏板端1〇順著下模具的圓形 開孔701收縮封口，而只留下如圖一£側視圖之密封的接合處 3 ’也就是一小圓點，此種環狀鍛壓方式簡稱··沖製法。 如圖二B所示，將圖一D中已填入熱塑性材料2之中空管

499380 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明（t ) 狀結構|呂合金塊1 ’利用左滾筒85及右滾筒9〇於兩側朝a方向 滾壓，同時鋁合金塊1本身再以B方向旋轉，三者聯合作用 下，使踏板端10收縮封口，而只留下如圖—E側視圖之密封 的接合處3，也就是一小圓點，此種環狀鍛壓方式簡稱：滾製 法。 ^ 本發明之自行車曲柄可以使用各種不同材質，例如：銘 合金，其係為中空結構，可使曲柄重量減輕。其係使用锻造 方式製造，很明顯地，較習用鑄造方式製造的自行車曲柄， 外觀平⑺美觀有夤感，且具較大的設計自由度與缺陷少機械 強度高之優點。而其亦不須習用鑄造方式中將金屬材料熔化 注入鎿模的步驟，可省去加熱熔化金屬材料所需設備成本， 且避免金屬材料於高溫時的特性變化不易掌握。再者，本發 明採用鍛造方式可將自行車曲柄一體成型製造之，使製造步 驟簡化。 本發明於習知技術領域上無相關之技術揭露，已具新穎 性；本發明之技術内容可確實解決該領域之問題，且方法原 理屬非根據習知技藝而易於完成者，其功效性業已經詳述， 實具進步性；又本發明採用之技術方法及所需設備本身係屬 於本技術領域，亦具產業之可利用性。因此，基於鼓勵發明 目的，專利之惠准應根據專利法與專利審查基準之精神，相 信貴審查委員秉持多年之審查實務經驗，亦能認同本案符合 專利要件及專利精神，此種技術並非一般人士所易於能思及 者，此點尚祈貴審查委員公正考量明鑒之，實為感禱。 本發明之圖式與描述如上述較佳實施例說明，僅用於藉 本紙張尺度適財_家標準（CNS)A4祕

--------------裝--- • * (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂-- 線- 499380

I A7 五、發明說明（；？） 以幫助了解本發明之實施，_雜定本㈣之精神，而熟 悉此領域技藝者於領悟本發明之精神後，在不脫離本發明: 精神範圍内’當可作些許更動潤飾及同等之變化替換，其專 利保護範圍當視後附之申請專利範圍及其等同領域而定、。 ---------------裝--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度巾關家標準（CNS)A4規格⑽X 297公爱）

Claims (1)

1. 、申請專利範圍 1· 一種自行車曲柄，其係包括有： 一=端’其係具有-齒盤接孔，用以連接一自行車齒 -踏板端，其係具有—踏板接孔，用以連接—腳踏板； 一曲柄本體，其係為延伸於該齒盤端與該踏板端之間； 其特徵f於：該自行車曲柄使用锻造方式一體成型製 造’其中該踏板端末端之面上具有锻壓封口後留 下之·^接合處，且該接合處係為一小圓點，而該曲柄 本體係為一中空結構。 2. 如申請專利範圍第i項所述之一種自行車曲柄，其中該曲 柄本體具有若干個開孔連通於該中空結構。 3. 如申請專利範圍第i項所述之—種自;’;曲柄，其中該接 合處係由環狀鍛壓所形成之密封孔。 4. -種自行車曲柄之製造方法’其係包括有下列步驟： ⑻提供-金屬塊’並將該金魏之—端鍛造成一踏板 端， ⑼由該踏板端進行骑，使該金屬境成為具一開口之 中空管狀結構’且該開口係位於該踏板端，並將該 金屬塊另一端鍛造成一齒盤端； (C)填入一填充材於該中空管狀結構中； (d)使用一環狀鍛壓方式，將該踏板端封口 ·， ⑻使用锻造成型，使該金屬塊形成—曲柄結構。 5.如申請專利_第4項所述之一種自行車之製造方

   六、申請專利範圍 法’其中於(e)步驟後更包括有·· (f) 於該曲柄結構開若干個開孔，使該填充材流出； (g) 於該踏板端形成一踏板接孔，該齒盤端形成一齒盤换 孔。 6·如申請專利範圍第5項所述之一種自行車曲柄之製造方 法，其中該踏板接孔用以連接一腳踏板。 7’如申明專利扼圍第5項所述之一種自行車曲柄之製造方 法，其中該齒盤接孔用以連接一齒盤。 8·如申请專利範圍第4項所述之一種自行車曲柄之製造方 法，其中該環狀鍛壓方式可採用模具及加壓方法封口么 沖製法。 9·如申印專利範圍第4項所述之一種自行車曲柄之製造方 法，其中該環狀鍛壓方式可採用滾筒滾壓之滾製法。 10·如申印專利範圍第4項所述之一種自行車曲柄之製造方 法，其中該金屬塊可為一鋁合金塊。 η·如申請專利範圍第4項所述之一種自行車曲柄之製造方 法，其中該填充材係指一熱塑性材料。 12. 如申請專利範圍第4項所述之一種自行車曲柄之製造方 法，其中該填充材可為一注臘。 13. 如申請專利範圍第4項所述之—種自行車曲柄之製造方 法，其中該填充材可為一樹脂。 私紙張尺度適用中關家標準（CNS)A4規彳^^ χ 公爱） I tr— .線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製