TWI653175B - 自行車的握把結構 - Google Patents

Abstract

一種自行車的握把結構，用以組裝於自行車的龍頭。握把結構包括本體以及補強件。本體具有第一段、第二段與第三段，其中第一段固定於龍頭，第三段讓騎乘者握持，第二段連接於第一段與第三段之間。補強件的局部固定於龍頭，補強件的另一局部配置於第二段。在以第二段之正交截面為基準所形成的二維直角座標系統x-y中，補強件覆蓋第二段的範圍至少包含第二象限，其中自行車的行進方向為正x軸方向。

Description

自行車的握把結構

本發明是有關於一種握把結構，且特別是有關於一種自行車的握把結構。

由於自行車的結構簡單，且具有相當的便捷性，使其不僅可以作為代步工具，更多的時候可以用於運動及休閒上。同時，隨著時代的變遷，近年來休閒風氣漸漸抬頭，自行車也從代步工具逐漸轉變成為現代人娛樂健身的工具，不但使自行車再度成為大家仰賴的載具，且在運動項目中也逐漸佔有一席之地。

對公路車騎乘者而言，其會隨著路況不同而驅使自行車在不同狀態之間轉換。舉例來說，當騎乘者為克服路況（例如山路爬坡）而轉換至抽車姿勢時，身體會離開坐墊而使重心抬高，此時騎乘車會增加施力於握把結構上以獲取足夠的支撐，因此握把需具備一定程度的結構剛性而不易變形，方能提供騎乘者足夠的支持力。

相對地，當自行車行駛於平面道路時，此時騎乘者因毋須額外施力，故僅需將手承靠在握把結構上，但此時握把結構仍保有前述抽車狀態時所需的結構剛性，此時握把結構將車行路面的震動直接傳遞給騎乘者。如此一來，反而造成騎乘者雙手因接受路面震動而容易造成不適。

基於上述，如何讓握把結構能對應不同的騎乘狀態而提供騎乘者所需的結構條件，便是相關技術人員所需思考解決的課題。

本發明提供一種自行車的握把結構，其能對應不同行車狀態而提供騎乘者所需的握持條件。

本發明之自行車的握把結構，用以組裝於自行車的龍頭。握把結構包括本體以及補強件。本體具有第一段、第二段與第三段，其中第一段固定於龍頭，第三段用以讓騎乘者握持，第二段連接在第一段與第三段之間。補強件的局部固定於龍頭，補強件的另一局部配置於第二段。在以第二段之正交截面為基準所形成的二維直角座標系統（two-dimensional Cartesian system）x-y中，補強件覆蓋第二段的範圍至少包含第二象限，其中自行車的行進方向為正x軸方向。

在本發明的一實施例中，上述第二段與補強件之聯合面積慣性矩大於第一段的面積慣性矩。

在本發明的一實施例中，上述第二段與補強件之聯合正交截面的中性軸相對於第一段之正交截面的中性軸呈現偏移。

在本發明的一實施例中，上述的偏移方向背離自行車所處之地平面。

在本發明的一實施例中，上述的偏移方向相對於地平面呈一夾角，且所述夾角小於或等於90度。

在本發明的一實施例中，上述的偏移方向與在抽車狀態時之騎乘者於第三段的施力方向一致。

在本發明的一實施例中，上述的第三段在二維直角座標系統的正投影位於第四象限。

在本發明的一實施例中，上述的補強件覆蓋第二段的範圍從第二象限延伸至第一象限或第三象限。

在本發明的一實施例中，上述的第二段與補強件之聯合正交截面的中性軸位於第二象限。

在本發明的一實施例中，上述的二維直角座標系統的x軸平行於自行車所處之地平面，而二維直角座標系統的y軸正交於自行車所處之地平面。

在本發明的一實施例中，上述的補強件具有第四段與第五段，第四段與第一段被夾持於龍頭，第五段從第四段延伸且覆蓋第二段的局部。

在本發明的一實施例中，上述的握把結構還包括襯套，與上述的第二段、第四段一同被夾持於龍頭。

在本發明的一實施例中，上述的自行車具有煞車桿與煞車線，煞車桿設置於第三段，煞車線連接煞車桿且穿過補強件而沒入於龍頭。

基於上述，自行車的握把結構包括本體與補強件，其中補強件的局部與本體一同固定於龍頭，而補強件的另一局部則配置於本體的第二段，也就是在以第二段之正交截面為基準所形成的二維直角座標系統x-y中，補強件覆蓋第二段的範圍至少包含第二象限，其中自行車的行進方向為正x軸方向。如此一來，設計者便能將本體設計為具有較佳之可撓性，以讓自行車行駛時對應路況所產生的震動能藉由握把結構的本體來吸收，而讓騎乘者將手承靠於握把結構上時不致因所述震動造成不適。更重要的是，補強件是對應第二段的可變形方向而配置，也就是說，當騎乘者進行抽車時，其在第三段所造成的施力雖因力矩而會存在驅使本體的第二段變形的因素，但藉由補強件阻擋於第二段的可變形方向以加強本體在第二段的結構剛性，則能有效地消滅所述變形因素，進而讓握把結構在此狀態下仍維持較佳的結構剛性，而對騎乘者提供足夠的支持力。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1是依據本發明一實施例的自行車的示意圖。圖2是圖1的自行車於握把結構處的局部放大圖。圖5是圖2的握把結構的爆炸圖。請先參考圖1、圖2與圖5，在本實施例中，自行車10的握把結構100包括組裝於龍頭11的本體130與補強件110，且以龍頭11為基準而進一步將本體130區分為第一段S1、第二段S2與第三段S3，其中第一段S1組裝於龍頭11，第三段S3為彎把以供騎乘者握持，第二段S2連接於第一段S1與第三段S3之間，其中第一段S1與第二段S2可視為直線段。補強件110的一側組裝於龍頭11，且補強件110的另一側配置於本體130的第二段S2，如圖2所示，本實施例的本體130相對於龍頭11呈對稱，故而握把結構100包括分別設置於第二段S2的兩個補強件110。惟，本實施例並未因此限制補強件110的數量。

請參考圖5，詳細而言，本體130實質上是一體成型的中空管狀結構，但並不因此限制本發明，於其他未繪示的實施例中，本體也可以是異型管/柱結構。此外，補強件110進一步區分為第四段S4與第五段S5，且本實施例的補強件110也是一體成型之結構，藉由將本體130的第一段S1與補強件110的第四段S4一同組裝於龍頭11（第一段S1與第四段S4實質上被夾持在龍頭11的部件11a與部件11b之間），且藉由襯套120與第二段S2、第四段S4一同被夾持于龍頭11，而提高相關構件與龍頭11之間的夾固力，以使本體130與補強件110能順利地一同被固定於龍頭11處。同時，襯套120也能用以彌補本體130於第一段S1的外徑，也就是讓本體130也能適用於現有自行車的龍頭尺寸。據此，藉由上述構件的配置手段，可將本體130與補強件110視為具有相同的固定處（所述固定處也可為自行車10非握把結構100之本體130的其他任意處）。需再說明的是，本實施例的補強件110是以一體構件為例，第五段S5會從第四段S4延伸且覆蓋第二段S2的局部，而於其他未繪示的實施例中，補強件也可以是兩個獨立構件而分別對應本體130的兩個第二段S2，惟不變的是，補強件的一側仍須固定於自行車的車體（例如前述的龍頭11），而其另一側仍須配置於第二段S2。

圖3是圖2的握把結構的剖面圖，圖4是圖2的握把結構的立體剖視圖，其中圖3是本體130在第二段S2處的剖面，而圖4是剖切於握把結構100在龍頭11處的局部。請參考圖3與圖4並對照圖2，在本實施例中，第二段S2與補強件110的聯合面積慣性矩（圖3所示截面）大於第一段S1的面積慣性矩（圖4所示截面），在此所述面積慣性矩即為面積二次軸矩（second axial moment of area），通常是對受彎曲作用物體的橫截面而言，是反映截面的形狀與尺寸對彎曲變形影響的物理量。彎曲作用下的變形或撓度不僅取決於荷載的大小，還與橫截面的幾何特性有關。

也就是說，對握把結構100的本體130而言，為了讓騎乘者在將雙手承靠或握持於握把結構100上時，能避免自行車10對應路況所產生之震動而造成不適，因此會使本體130具備較細之結構輪廓，也就是降低本體130之截面的面積慣性矩，以提高本體130的可撓性，而對所述震動提供吸收及緩衝的效果，增加握把結構100的吸震能力與騎乘者的舒適感。

但相對地，當騎乘者驅動自行車10至抽車（pumping or pump track）狀態時，此時騎乘者會施力於本體130的第三段S3而施力F1於第三段S3上以獲取足夠的支撐，此時若仍僅存在上述具有較佳可撓性的本體130時，則受限於其結構剛性而無法據以提供騎乘者在抽車狀態下所需的支持力。據此，本實施例藉由將補強件110的第五段S5配置於本體130的第二段S2上，便能有效地對抗前述施力F1對第二段S2造成的力矩，也就是相當於讓補強件110阻擋在第二段S2的可變形方向上，讓補強件110提供反向施力F2於本體130的第二段S2，也因此藉由補強件110的存在，使補強件110與第二段S2的聯合面積慣性矩大於本體130自身的面積慣性矩，以有效地提高本體130在第二段S2處的結構剛性。如此，便能因應抽車狀態下本體130自身結構剛性不足的情形。

換句話說，由圖4所示本體130的第一段S1為例能得知，僅就本體130的自身結構而言，其正交截面上的中性軸（neutral axis）A1實質上座落於其結構形心C1處，而當本體130的結構延伸至第二段S2時，由於補強件110是完整地服貼、抵靠在本體130上，因而此時在其正交截面上的中性軸A2可視為相對於前述第一段S1產生偏移，且偏移方向實質上背離自行車所處（行駛）的地平面20（繪示於圖1），且相對於地平面20呈一夾角，而所述夾角小於或等於90度，且讓偏移方向與第二段S2的可變形方向、或騎乘者在抽車時對第三段S3的施力方向一致。

也就是說，如圖3所示，在以第二段S2之正交截面為基準所形成的二維直角座標系統（two-dimensional Cartesian system）x-y中，補強件110覆蓋第二段S2的範圍至少包含第二象限II，而此時第三段S3在二維直角座標系統x-y的正投影是位於第四象限IV而與補強件110相對。更進一步地說，補強件110覆蓋第二段S2的範圍還能從第二象限II延伸至第一象限I或第三象限III，以確保能涵蓋騎乘者在抽車時對握把結構100（的第三段S3）提供施力F1的所有可能方向。此時，第二段S2與補強件110之聯合正交截面的中性軸A2將位於第二象限II。

在此，所述二維直角座標系統x-y的x軸平行於自行車10所處（行駛）之地平面20，且所述二維直角座標系統x-y的y軸正交於自行車10所處（行駛）之地平面20。如圖3所示，分量F1 _x即為施力F1平行於地平面20的分量，分F1 _y即為施力F1正交於地平面20的分量，也就是說，騎乘者的施力F1會依據其分量F1 _x與F1 _y的不同而改變，也就是隨著騎乘者的身體重心與施力習慣不同而異，惟不變的是，其在抽車狀態下的施力F1仍保持於的第三象限。

換句話說，請再參考圖3，對於自行車10的自體結構而言，當其是以第一方向V1作為行進方向時，補強件110覆蓋在第二段S2上的範圍是足以阻擋補強件110在第二段S2處的可變形方向。在此所述可變形方向實質上包含第二方向V2、第三方向V3以及兩者之間的任意方向，其中第二方向V2相反於第一方向，第三方向V3是背離地平面20（標示於圖1）的方向。

在圖3所示實施例中，第一方向V1實質上即為二維直角座標系統x-y的正x軸方向，第二方向V2實質上即為二維直角座標系統x-y的負x軸方向，第三方向V3實質上即為二維直角座標系統x-y的正y軸方向。但，隨著地平面20的坡度變化，在抽車狀態時騎乘者所施予本體130的施力也會存在變化，因而補強件110需從第二象限II朝向第一象限I或第三象限III延伸。換句話說，前述第三方向V3也會予以對應地調整。

當然，隨著座標系統的觀察視角不同，用以描述構件的方位也會隨之改變，例如從圖3相對視角（視線射出紙面）觀之，前述補強件110覆蓋第二段S2的範圍會至少包含第一象限I，而此時第三段S3在二維直角座標系統x-y的正投影會位於第三象限III。再者，補強件110覆蓋第二段S2的範圍會從第一象限I延伸至第二象限II或第四象限IV，且第二段S2與補強件110之聯合正交截面的中性軸會位於第一象限I。此時，騎乘者對第三段S3所提供的施力F1則位於第三象限III，此時自行車10是以負x軸為行進方向。

換句話說，由於第二段S2是呈直線配置，因此在所述二維直角座標系統x-y中，第二段S2與補強件110的聯合正交截面會在x軸與y軸上分別形成第一向量X1（第二段S2與正x軸的交點）、第二向量X2（補強件110與正y軸的交點）、第三向量X3（補強件110與負x軸的交點）與第四向量X4（第二段S2與負y軸的交點），如圖3所示，對第二段S2而言，正由於補強件110的存在，因而導致第三向量X3的長度大於第一向量X1的長度，且第二向量X2的長度大於第四向量X4的長度。也就是說，使用者能以簡單工具取得聯合正交截面後，直接量測第二段S2與位於該處的補強件110的外觀尺寸，即能據以得知補強件110相對於第二段S2的對應位置與關係，並依據所需條件而予以適當的調整。

基於上述，在本實施例中，由於補強件110的存在，因此本體130的結構輪廓可朝向提高可撓性的趨勢設計。整體而言，以公路車為例，本實施例的本體130的外徑可縮減至26mm下，其中較佳者是第一段S1的外徑為26mm，而後延伸至第二段S2、第三段S3時再進一步地縮減至24mm，以此相較於現有技術的握把結構，本實施例能提供較佳的吸震能力與舒適感而毋須擔心結構剛性不足的情形。

另一方面，請再參考圖2，在本實施例中，自行車10還包括煞車組件12，其包括設置在第三段S3上的煞車桿12a，以及連接煞車桿12a的煞車線12b，且煞車線12b穿過補強件110的橫向貫孔112並沒入於龍頭11，以此讓握把結構100雖於外觀上存在補強件，但仍能藉以隱藏煞車線12b而達到收納及美觀的效果。

圖6是依據本發明另一實施例的自行車的局部示意圖。與前述實施例不同的是，本實施例的把手結構屬於平把，即本體130實質上是直管結構，而相同是補強件110仍須覆蓋在本體130的第二段S2處，且其覆蓋的區域一如前述實施例。因此，補強件110在此也能達到與前述相同的止擋效果。

綜上所述，在本發明的上述實施例中，自行車的握把結構包括本體與補強件，其中補強件的一側與本體一同固定於龍頭，而補強件的另一側則配置於本體的第二段。如此一來，設計者便能將本體設計為具有較佳之可撓性，以讓自行車行駛時對應路況所產生的震動能藉由握把結構的本體來吸收，而讓騎乘者將手承靠於握把結構上時不致因所述震動造成不適。也就是說，在結構上，補強件能實質上提高本體在第二段的面積慣性矩，使本體之正交截面上的中性軸在第二段處產生偏移，且偏移方向是背離於自行車所處之地平面，也就是與騎乘者於第三段的施力方向是相互一致的情形。

換句話說，補強件是對應第二段的可變形方向而配置，也就是在以本體於第二段之正交截面為基準所形成的二維座標系統中，補強件實質上覆蓋在第二象限的全表面並朝向第一象限、第三象限延伸，而此時第三段則位於第四象限。也就是說，第二段被補強件所覆蓋的位置正好相對於騎乘者對握把結構施力的對應方向上。因此，當騎乘者進行抽車時，其在第三段所造成的施力雖因力矩而會存在驅使本體的第二段變形的因素，但藉由補強件阻擋於第二段的可變形方向以加強本體在第二段的結構剛性，則能有效地消滅所述變形因素，進而讓握把結構在此狀態下仍維持較佳的結構剛性，而對騎乘者提供足夠的支持力。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

10‧‧‧自行車

11‧‧‧龍頭

11a、11b‧‧‧部件

11c‧‧‧開口

12‧‧‧煞車組件

12a‧‧‧煞車桿

12b‧‧‧煞車線

110‧‧‧補強件

112‧‧‧橫向貫孔

120‧‧‧襯套

130‧‧‧本體

20‧‧‧地平面

A1、A2‧‧‧中性軸

C1‧‧‧結構形心

F1‧‧‧施力

F1_x、F1_y‧‧‧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‧‧‧二維直角座標系統

圖1是依據本發明一實施例的自行車的示意圖。 圖2是圖1的自行車於握把結構處的局部放大圖。 圖3是圖2的握把結構的剖面圖。 圖4是圖2的握把結構的立體剖視圖。 圖5是圖2的握把結構的爆炸圖。 圖6是依據本發明另一實施例的自行車的局部示意圖。

Claims (16)

1. 一種自行車的握把結構，用以組裝於一自行車的一龍頭，所述握把結構包括： 一本體，具有一第一段、一第二段與一第三段，其中該第一段固定於該龍頭，該第三段可讓一騎乘者握持，該第二段連接在該第一段與該第三段之間；以及 一補強件，該補強件的局部固定於該龍頭，而該補強件的另一局部配置於該第二段，在以該第二段之正交截面為基準所形成的二維直角座標系統（two-dimensional Cartesian system）x-y中，該補強件覆蓋該第二段的範圍至少包含第二象限，其中該自行車的行進方向為正x軸方向。
2. 如申請專利範圍第1項所述的自行車的握把結構，其中該第二段與該補強件的聯合面積慣性矩大於該第一段的面積慣性矩。
3. 如申請專利範圍第1項所述的自行車的握把結構，其中該第二段與該補強件之聯合正交截面的中性軸相對於該第一段之正交截面的中性軸呈現偏移。
4. 如申請專利範圍第3項所述的自行車的握把結構，其中所述偏移方向背離該自行車所處之一地平面。
5. 如申請專利範圍第3項所述的自行車的握把結構，其中所述偏移方向相對於該地平面呈一夾角，該夾角小於或等於90度。
6. 如申請專利範圍第1項所述的自行車的握把結構，其中該第三段在二維直角座標系統的正投影位於第四象限。
7. 如申請專利範圍第6項所述的自行車的握把結構，其中該補強件覆蓋該第二段的範圍從第二象限延伸至第一象限或第三象限。
8. 如申請專利範圍第6項所述的自行車的握把結構，其中該第二段與該補強件之聯合正交截面的中性軸位於第二象限。
9. 如申請專利範圍第6項所述的自行車的握把結構，其中所述二維直角座標系統的x軸平行於該自行車所處之地平面，所述二維直角座標系統的y軸正交於該自行車所處之地平面。
10. 如申請專利範圍第1項所述的自行車的握把結構，其中該補強件具有一第四段與一第五段，該第四段與該第一段被夾持於該龍頭，該第五段從該第四段延伸且覆蓋該第二段的局部。
11. 如申請專利範圍第10項所述的自行車的握把結構，還包括： 一襯套，與該第二段、該第四段一同被夾持於該龍頭。
12. 如申請專利範圍第1項所述的自行車的握把結構，其中該自行車具有一煞車桿與一煞車線，該煞車桿設置於該第三段，該煞車線連接該煞車桿且穿過補強件而沒入該龍頭。
13. 如申請專利範圍第1項所述的自行車的握把結構，其中該第二段與該補強件之聯合正交截面在所述二維直角座標系統之正x軸形成一第一向量，在負x軸形成一第三向量，在正y軸形成一第二向量，在負y軸形成一第四向量，且該第三向量的長度大於該第一向量的長度，而該第二向量的長度大於該第四向量的長度。
14. 一種自行車的握把結構，用以組裝於一自行車的一龍頭，所述握把結構包括： 一本體，具有一第一段、一第二段與一第三段，其中該第一段固定於該龍頭，該第三段用以讓一騎乘者握持，該第二段連接在該第一段與該第三段之間；以及 一補強件，該補強件的局部固定於該龍頭，而該補強件的另一局部配置於該第二段，當騎乘者驅動所述自行車於地平面沿一第一方向行進時，該補強件覆蓋於該本體的該第二段，且阻擋在該第二段的可變形方向上，所述可變形方向包含一第二方向與一第三方向及兩者之間的任意方向，其中該第二方向相反於該第一方向，該第三方向是背離所述地平面的方向。
15. 如申請專利範圍第14項所述的自行車的握把結構，其中該第三方向正交於所述地平面。
16. 如申請專利範圍第14項所述的自行車的握把結構，當該騎乘者驅動該自行車至抽車（pumping or pump track）狀態時，該騎乘者施力於該第三段，而該補強件阻擋於該第二段的可變形方向。