TWI411555B - 一體成型中空曲柄之結構及其製法 - Google Patents

Description

一體成型中空曲柄之結構及其製法

本發明是一種一體成型中空曲柄之結構及其製法，其是與曲柄中空成型以及部份結構保持實心型態有關。

按自行車曾為我國主要工業之一，我國素有自行車王國之稱，近來因自行車休閒風氣的盛行，更使我國的自行車產業因而進入另一個興盛時期，自行車產業之廠家因應市場的需求，投入更大能量進行開發研究的工作，也由於自行車騎乘人口的增加，消費者之需求更為多樣，因此業者無不全力開發出符合消費者需求的產品，消費者主要的訴求係在於自行車能夠更輕量化，結構強度更高，成本更低等，自行車業者無不努力朝向此一方向改良創新，因此，本發明人亦提出相關之曲柄之製法專利案，業已獲准，即為第90101847號『自行車中空曲柄減重之製造方法』，主要係改良習知之公告號為三四０一０三號「自行車用曲柄及其製造方法」案，即由習知先製成中空芯後充填入金屬融液中模鑄成型之方法，改良成棒材鍛壓並成型出中空結構之製法，此一製法係達成了曲柄高強度、重量再減重的目的；惟此一製法製成之曲柄結構，係為一單純之長形中空柄狀結構，成型後，兩端必須加以鑽孔處理，以使與踏板以及五通管內之零件組合成一體，由於該曲柄於使用時，受踩踏之力量時，除了踏板與曲柄接合處會有力量集中點外，另於該曲柄與自行車五通管內伸出之五通管軸以及其配合零件結合處係為另一應力極大集中點處，該曲柄極易於該處產生不必要之破壞，故有改良之必要，因此有業者針對該曲柄於該處進行補強之作業，惟均無法克服該處因應力集中而破壞之問題，確實為業者目前針對該曲柄製造時極力想克服的課題者。

本發明人有鑑於此，潛心研究並更深入構思，歷經多次研發試作後，終於創作出一種一體成型中空曲柄之結構及其製法。

本發明目的在提供一種一體成型中空曲柄之結構及其製法，其可一體成型出中空之塑型端以塑型成曲柄與踏板接合的端部以及實心的實心端以利後續成型出五通實心軸，不但可直接免除另外裝配之手續，更可以直接成型之結構取代另外裝配的結構，以更低的成本以及更高的強度耐用性適用於目前的消費需求。

為達前述目的，本發明提供一種一體成型中空曲柄之結構及其製法，其中，製法部份係包括：

棒材截取，打彎成L型後，將棒型基材之塑型端予以初步塑型鍛造出初步之外型，並由該塑型端之自由端予以鑽孔成空心形態，製成凹形之空心槽後，於該塑型端外部予以粗鍛中空成型於空心槽近塑型端之自由端處形成狹 口，再予以鑽孔灌注液體，將狹口鑽成口徑較大之灌口，以方便液體由該灌口填充入該空心槽，並以封塞封住該灌口，再行含液體細鍛成型，將該塑型端之外部再行進行細部之塑型，使該塑型端形成最終的形狀結構，同時該封塞因該空心槽內部壓力的關係而被推出灌口，同時灌口變形密封，最後再鑽孔排放液體予以將空心槽內之液體導出，而達到製成預定製成五通實心軸之實心端以及中空曲柄柄端結構之一體化曲柄目的者。

本發明之另一目的係在於提供一種一體成型中空曲柄之結構，該曲柄係成L狀結構，其一端係為實心端，外部可成型出五通實心軸，另端則為該曲柄之塑型端中央形成之中空空心槽，外部塑型成柄部，以供設置有踏板軸孔以供踏板中心軸穿置固定，而該塑型端與實心端係一體成型之結構者。

藉該一體化之曲柄結構，實可達到整體結構單純化，且同時製作該曲柄之中空柄部以及實心的五通實心軸，而可達到降低整體製作的成本，以及成型後該曲柄之實心端與塑型端接合處之結構強度高過於習知之結構的目的者。

為使貴審查委員對本發明之目的、特徵及功效能夠有更進一步之瞭解與認識，以下茲請配合【圖式簡單說明】詳述如后：

本發明一體成型中空曲柄之結構及其製法，其中，該 一體成型中空曲柄的製法10係包括：棒材截取11：請配合第2圖所示，即視實際之需要，取適當尺寸之實心棒形基材20，予以截成需要之長度備用；打彎成L型12：將該基材20於適當之位置處折彎成L型，以形成一較短之實心端21以及與該實心端21垂直且長度較長之塑型端22；初步塑型鍛造13：將棒型基材20之塑型端22予以初步塑型鍛造出初步之外型；鑽孔成空心形態14：如第3圖所示，由該塑型端22之自由端220予以鑽孔凹設成空心形態，製成凹形之空心槽221；粗鍛中空成型15：於該塑型端22外部予以粗鍛中空成型，使該空心槽221近塑型端22之自由端220處形成狹口222；鑽孔灌注液體16：再予以進行鑽孔灌注液體之程序，即先將狹口222鑽成口徑較大之灌口223，以方便液體容器30容置之液體31由該灌口223填充入該空心槽221內，使該空心槽221內之空間充滿該液體31後，並以一封塞23封住該灌口223，該封塞23係為一膠質彈性栓體，桿徑略大於該灌口223可彈性塞入該灌口223並封住不漏液者；含液體細鍛成型17：如第4圖所示，將該塑型端22之外部再行進行細部之塑型，使該塑型端22形成最終的形 狀該曲柄20之柄部201結構，同時該封塞23因該空心槽221內部壓力的關係而被推出該灌口223，同時該灌口223變形成密封狀，仍有該液體31被密封於該空心槽221內；鑽孔排放液體18：先於適當之位置處，鑽設有一洩孔224，使該空心槽221與外部得以連通，而可將該空心槽221內部之液體31導出；再作後續之加工處理，以於該曲柄20之柄部201處非該空心槽221位置處另設有一穿孔形態之踏板軸孔225，以供踏板軸穿置固定；而於該實心端21之外徑處係經後續之加工將外徑部份製成五通實心軸202(圖中未示)，而達到製成預定製成五通實心軸202之實心端21以及中空曲柄20柄部201結構之一體化曲柄目的者。

本發明之結構係包括：該曲柄20係具有呈L型結構形態之短長度的實心端21以及較長長度之塑型端22，該實心端21與塑型端22係成相互垂直之形態，而且，該塑型端22中央設有經鑽孔成空心形態14製成之空心槽221，且整體外型係經初步塑型鍛造13、粗鍛中空成型15、鑽孔灌注液體16、含液體細鍛成型17以及鑽孔排放液體18成形出完整形狀之柄部201者。

藉該等製法以及由該製法製成之結構，實可達到以下之功能與目的，包括：

1. 結構單純化：該一體化之曲柄結構，即可於棒形基 材20上先成型出呈L型之實心端21與塑型端22，並於後續之加工而直接成型出該曲柄20之柄部201以及五通實心軸202，使整體該曲柄20結構有效的單純化，無需另外分別製作後，再行組裝，而使該曲柄20與相關配合之零件均可同時單純化，而降低組裝上之誤差者。

2. 降低整體製作的成本：即無需分別製作該柄部201與該五通實心軸202後，再組裝，即可縮零件組裝之流程，更可因而降低整體組裝與製作的成本者。

3. 結構強度相對於習知組合結構為強：藉由該一體化之結構，該成型後該曲柄20之實心端21與塑型端22接合處係呈一體化之設計而非一組合之結構，故整體之結構強度高過於習知之結構的目的者。

10‧‧‧一體成型中空曲柄的製法

11‧‧‧棒材截取

12‧‧‧打彎成L型

13‧‧‧初步塑型鍛造

14‧‧‧鑽孔成空心形態

15‧‧‧粗鍛中空成型

16‧‧‧鑽孔灌注液體

17‧‧‧含液體細鍛成型

18‧‧‧鑽孔排放液體

20‧‧‧基材

201‧‧‧柄部

202‧‧‧五通實心軸

21‧‧‧實心端

22‧‧‧塑型端

220‧‧‧自由端

221‧‧‧空心槽

222‧‧‧狹口

223‧‧‧灌口

224‧‧‧洩孔

225‧‧‧踏板軸孔

23‧‧‧封塞

30‧‧‧液體容器

31‧‧‧液體

第1圖 為本發明之製法流程示意圖。

第2圖 為本發明之棒材截取、打彎成L型以及初步塑型鍛造之基材變形示意流程圖。

第3圖 為本發明之鑽孔成空心形態、粗鍛中空成型以及鑽孔灌注液體等程序之基材變形示意圖。

第4圖 為本發明之含液體細鍛成型以及鑽孔排放液體程序之基材變形示意圖。

10．．．一體成型中空曲柄製法

11．．．棒材截取

12．．．打彎成L型

13．．．初步塑型鍛造

14．．．鑽孔成空心形態

15．．．粗鍛中空成型

16．．．鑽孔灌注液體

17．．．含液體細鍛成型

18．．．鑽孔排放液體

Claims (4)

1. 一種一體成型中空曲柄之製法，係包括：棒材截取：視實際之需要，取適當尺寸之實心棒形基材，予以截成需要之長度備用；打彎成L型：將該基材折彎成L型，以形成一較短之實心端以及與該實心端垂直且長度較長之塑型端；初步塑型鍛造：將棒型基材之塑型端予以初步塑型鍛造出初步之外型；鑽孔成空心形態：由該塑型端之自由端予以鑽孔凹設成空心形態，製成凹形之空心槽；粗鍛中空成型：於該塑型端部予以粗鍛中空成型，使該空心槽近塑型端之自由端處形成狹口；鑽孔灌注液體：先將狹口鑽成口徑較大之灌口，液體由該灌口填充入該空心槽內，充滿該空心槽內，並以一封塞封住該灌口，該封塞係為一桿徑略大於該灌口之膠質彈性栓體，可彈性塞入該灌口並封住不漏液；含液體細鍛成型：將該塑型端外部再行進行細部之塑型，使該塑型端形成最終的形狀該曲柄之柄部結構，同時該封塞因該空心槽內部壓力的關係而被推出該灌口，同時該灌口變形成密封狀，仍有該液體被密封於該空心槽內；鑽孔排放液體：先於適當之位置處，鑽設有一洩孔，使該空心槽與外部得以連通，而可將該空心槽內部之液體 導出；再作後續之加工處理，以成形出該曲柄其他之結構者。
2. 如申請專利範圍第1項所述的一體成型中空曲柄之製法，其中，該鑽孔灌注液體步驟中的該液體係容置於一液體容器內者。
3. 如申請專利範圍第1項所述的一體成型中空曲柄之製法，其中，該再作後續之加工處理，係以於該曲柄之柄部處非該空心槽位置處另設有一穿孔形態之踏板軸孔，以供踏板軸穿置固定；而於該實心端之外徑處係經後續之加工將外徑部份製成五通實心軸者。
4. 一種運用申請專利範圍第1項所述之製法製成的一體成型中空曲柄之結構，其中，該曲柄係具有呈L型結構形態之短長度的實心端以及較長長度之塑型端，該實心端與塑型端係成相互垂直之形態，該塑型端中央設有經鑽孔成空心形態製成之空心槽，且整體外型係經初步塑型鍛造、粗鍛中空成型、鑽孔灌注液體、含液體細鍛成型以及鑽孔排放液體成形出完整形狀之柄部者。