TWI726756B - 電動自行車車架下管結合方法及其結合結構 - Google Patents

Abstract

本發明涉及一種電動自行車車架下管結合，係包含有：一頭管與一強化管焊接步驟，係將一頭管及一強化管呈現一角度結合；一頭管與下管焊接步驟，係將該強化管套入於一下管內，並將該頭管及該強化管的底端外露，再進行該頭管與下管頂端對應處進行焊接；一馬達托架焊接步驟，係將該馬達托架的前端側同時套接於該下管底端及該強化管的底端後進行焊接；及一強化管與下管接步驟，係從該下管的開口對該強化管中段處二側與該下管內壁進行焊接；藉由方法步驟，可以同時兼顧其車架下管的結構強度及其結合製程簡化。

Description

電動自行車車架下管結合方法及其結合結構

本發明涉及一種電動自行車車架製造技術，尤指一種電動自行車車架下管結合方法及其結合結構之範疇。

按，電動自行車無排放廢氣問題，只需經由充電、更換電池，便能繼續使用，比起一般使用化石能源的機車更加環保，深受大眾喜愛。

然而，電動自行車必須承載車架、馬達、電池及騎乘者的總重量W，如圖12所示，又其前輪、後輪必須承載路面的反作用力P1及反作用力P2，故電動自行車車架5所承受的彎矩T、正向應力及剪力等均大於人力自行車的車架所承受的。

故電動自行車車架5結構鋼性、強度、抗剪、抗彎、抗扭等要求都要比人力自行車的車架要求更為嚴格，尤其其下管恰51位於電動自行車車架的關鍵位置，又電池通常會裝於該下管內部，故必須強化其下管結構，據以提升電動自行車車架5整體的安全係數。

而一般常見電動自行車車架5的下管強化結構係為下管焊接補強片型式，如圖13所示，係將具開口510的下管51的頂端511及底端512分別焊接於一頭管52及一馬達托架53，然後置入一補強片54於該下管51內部後，在從該下管51的開口510焊接該補強片54於該下管51內壁，因該補強片54未延伸至該頭管52及馬達托架53；故此種下管補強方式無法加大該下管51的結構強度及剛性， 即無法較大地提升其電動自行車車架5整體的安全係數，再者，其下管51與補強片54焊接工序繁瑣，耗費許多焊接時間，增加了製造成本。

另一種常見電動自行車車架5的下管強化結構係為車架下管鋁擠補強片型式，如圖14所示，係採用鋁擠型結構的下管51，然後再將具開口510的下管的頂端511及底端512分別焊接於一頭管52及一馬達托架53，且該開口510紹於該下管51的下方處，而該補強片則一體成型於該下管51的上方處，同樣地因該鋁擠型補強片54未延伸至該頭管52及該馬達托架53；故此種下管補強方式無法加大該下管51的結構強度及剛性，即無法較大地提升其電動自行車車架5整體的安全係數。

緣此，鑑於前述電動自行車的下管的各習式下管強化結構存在無法兼顧「強化車架結構」及「簡化車架下管結合製程」的問題點，故本發明人乃窮極心思開發出一種電動自行車車架下管結合方法及其結合結構，故本發明之主要目的在於：提供可兼顧「強化車架結構」及「簡化車架下管結合製程」之一種電動自行車車架下管結合方法及其結合結構。

本發明為了達到上述目的，故運用如下技術手段： 關於本發明電動自行車車架下管結合方法，係包含有：一頭管與強化管結合步驟，係將一頭管及一強化管呈現一角度結合；一頭管與下管結合步驟，係將該強化管套入於具有一開口的一下管內，再進行該頭管與該下管進行結合；一馬達托架結合步驟，係將該馬達托架的一端套接於該下管及該強化管進行結合；及一強化管與下管結合步驟，係從該下管所設的開口對該強化管中 段處二側與該下管內壁進行焊接結合；藉由上述方法步驟，可以同時兼顧其車架下管的結構強度及其結合製程簡化。

所述電動自行車車架下管結合方法，其中將該強化管設為一第一強化桿及一第二強化桿，且該第一強化桿係在該頭管與強化管結合步驟中與該頭管的結合方式設為焊接或一體成型，而該第二強化桿在該馬達托架結合步驟中與該馬達托架的結合方式設為焊接或一體成型。

所述電動自行車車架下管結合方法，其中將該強化管設為一第一強化桿及一第二強化桿，且該第一強化桿長於該第二強化桿，而該第一強化桿係在該頭管與強化管結合步驟中進行與該頭管結合，而該第二強化桿係在該馬達托架結合步驟中與該第一強化桿對接後再與該馬達托架進行結合，最後在該強化管與下管結合步驟中一併將該第一強化桿、第二強化桿兩者焊接結合。

所述電動自行車車架下管結合方法，其中將該強化管設為一第一強化桿及一第二強化桿，且該第一強化桿長於該第二強化桿，而該第一強化桿係在該頭管與強化管結合步驟中進行與該頭管結合，而該第二強化桿與該馬達托架設為一體成型，且該第二強化桿係在該馬達托架結合步驟中與該第一強化桿對接，最後在該強化管與下管結合步驟中一併將該第一強化桿、第二強化桿兩者焊接結合。

所述電動自行車車架下管結合方法，其中將該強化管設為一第一強化桿及一第二強化桿，且該第一強化桿短於該第二強化桿，而該第一強化桿係在該頭管與強化管結合步驟中設為與該頭管一體成型，而該第二強化桿係在該馬達托架結合步驟中與該第一強化桿對接後再與該馬達托架進行結合，最後在該強化管與下管結合步驟中一併將該第一強化桿、第二強化桿兩者焊接結合。

所述電動自行車車架下管結合方法，其中該下管的二端與該頭管、馬達托架的結合方式均設為焊接；又該強化管的底端套接於該馬達托架所設一穿孔或一體成型一搭接裝置；又該頭管與該強化桿的結合方式設為從該頭管外部或內部進行與該強化桿焊接結合。

關於本發明電動自行車車架下管結合結構，係包含有：一頭管；一下管，係設為具有一開口的管體並於其管內設有一強化管，又該下管與該強化管的頂端共同呈現一角度結合於該頭管；及一馬達托架，係其一端同時結合於該下管及該強化管的底端；藉由該開口以利將該頭管、強化管、下管、馬達托架結合一起。

所述電動自行車車架下管結合結構，其中該強化管結合於該下管內壁。

所述電動自行車車架下管結合結構，其中該強化管設為一第一強化桿及一第二強化桿之焊接對接，且該第一強化桿與該頭管的結合方式設為焊接或一體成型，而該第二強化桿與該馬達托架的結合方式設為焊接或一體成型。

所述電動自行車車架下管結合結構，其中該第一強化桿長於或短於該第二強化桿，且該下管的二端與該頭管、馬達托架的結合方式均設為焊接。

所述電動自行車車架下管結合結構，其中該馬達托架設有一穿孔或一體成型一搭接裝置，且該頭管設有一貫穿孔，而該強化管的頂端延伸穿入該貫穿孔內，另以一整合飾蓋蓋住該貫穿孔外側。

本發明藉由上述技術手段，與先前技術相較可以達成如下功效：

1.本發明係將該強化桿的結構強度延伸至頭管及馬達托架，並配合該強化桿單件式或兩件式精心設計出下管與該頭管、馬達托架的 結合方式，除了提升車架的結構強度及剛性外，尚可簡化下管的結合製程並降低其加工成本。

2.使用本發明下管結合方式可有效提升電動自行車車架整體的結構強度及剛性約37%左右，故有助於電動自行車車架的抗彎、抗剪及抗扭等性能，進而大為提升電動自行車車架整體的安全係數。

A:電動自行車車架下管結合方法

B1:第一實施例

B1-1:第五實施例

B1-2:第六實施例

B2:第二實施例

B3:第三實施例

B4:第四實施例

a:步驟

b:步驟

c:步驟

d:步驟

1:頭管

11:貫穿孔

12:整合飾蓋

2:強化管

21:第一強化管

22:第二強化管

3:下管

30:內壁

31:開口

4:馬達托架

41:穿孔

42:搭接裝置

K:焊道

L:焊道

M:焊道

N:焊道

O:焊道

Q:焊道

5:電動自行車車架

51:下管

510:開口

511:頂端

512:底端

52:頭管

53:馬達托架

54:補強片

圖1：係為本發明電動自行車車架下管結合方法之步驟流程圖。

圖2：係為本發明第一實施例之外觀圖。

圖3：係為本發明第一實施例之分解圖。

圖4：係為本發明第一實施例之剖面圖。

圖4-1：係為本發明第五實施例之剖面圖。

圖4-2：係為本發明第六實施例之剖面圖。

圖5：係為本發明第一實施例下管橫斷面之剖面圖。

圖6：係為本發明第二實施例之剖面圖。

圖7：係為本發明第三實施例之分解圖。

圖8：係為本發明第三實施例之剖面圖。

圖9：係為本發明第四實施例之分解圖。

圖10：係為本發明第四實施例之剖面圖。

圖11：係為本發明車架結構與習式車架結構兩者經荷重後與位移量之關係線圖。

圖12：係為本發明電動自行車車架受力分析圖。

圖13：係為習式電動自行車車架之態樣圖。

圖14：係為另一習式電動自行車車架之態樣圖。

本發明涉及一種電動自行車車架下管結合方法及其結合結構，其中該電動自行車車架下管結合方法A除了提供簡化下管的結合製程外，尚可強化下管的結構強度及剛性；首先，請參閱圖1至圖5所示者係為本發明電動自行車車架下管結合方法A運用於本發明第一實施例B1，其包含有：一頭管與強化管結合步驟a、一頭管與下管結合步驟b、一馬達托架結合步驟c、一強化管與下管結合步驟等，如圖1所示者；特別一提，底下所述及焊道(K、L、M、N、Q)為封閉式焊接路徑，唯獨該焊道O為連續或不連續的焊接線性路徑，而該焊道Q為非封閉式焊接路徑。

所述該頭管與強化管結合步驟a，如圖2至圖4所示，係先將一頭管1及一強化管2的一端呈現一角度焊接結合後形成一焊道K，且該焊道K位於該頭管1及強化管2的外部；所述該頭管與下管結合步驟b係將該強化管2套入穿伸於具有一開口31的一下管3內，再進行該頭管1與該下管3的頂端進行焊接結合而形成一焊道L；所述該馬達托架結合步驟c，係將該馬達托架4設有一穿孔41的一端套接於該下管3底端及該強化管2底端而進行焊接結合形成一焊道M及一焊道N，即以該馬達托架4的肉厚包覆該強化管2底端並焊成該焊道N，以達定位固定該強化管2的作用；及所述該強化管與下管結合步驟d，係從該下管3所設的開口31對該強化管2的中段處二側與該下管3內壁30進行焊接結合形成一焊道O；又該頭管1、強化管2、下管3均設為鋁件，而該馬達托架4則設為鋁合金的重力鑄造成型件或鍛造成型件。

換言之，本發明第一實施例B1所使用結合方法的順序係先完成該焊道K後，再完成該焊道L，後再續完成該焊道M及該焊道N，最後該從下管3的開口31完成該焊道O。

進一步，本發明第一實施例B1還可衍生出第五實施例B1-1及第六實施例B1-2；其中本發明的第五實施例B1-1與第一實施例B1之差異：如圖4-1所示，係先將該頭管1設有一貫穿孔11，且將該強化管2的頂端延伸穿入該貫穿孔11內以進行內部焊道K之結合，然後再以一整合飾蓋12蓋住該首管1的正面。

進一步，本發明的第六實施例B1-2與第五實施例B1-1之差異：如圖4-2所示，係將該馬達托架設有一體成型一搭接裝置42，且將該強化管2的底端套入該搭接裝置42以進行內部焊道N之結合。

請參閱圖1、圖6所示者係為本發明第二實施例B2的結合方式乃使用前述電動自行車車架下管結合方法A，且更進一步將該強化管2設為一第一強化桿21及一第二強化桿22之對接結合，其中該第一強化桿21長於該第二強化桿22，且該第一強化桿21係在該頭管與強化管結合步驟a中與該頭管1焊接結合成該焊道K，而該第二強化桿22在該馬達托架結合步驟c中與該馬達托架4焊接結合成該焊道N，最後在該強化管與下管結合步驟d中一併將該第一強化桿21、第二強化桿22兩者焊接結合成一焊道Q。

換言之，本發明第二實施例B2所使用結合方法的順序係先完成該焊道K後，再完成該焊道L，後再續完成該焊道M及該焊道N，最後該從下管3的開口31完成該焊道O及該焊道Q。

請參閱圖1、圖7及圖8所示者係為本發明第三實施例B3的結合方式乃使用前述電動自行車車架下管結合方法A，且更進一步將該強化管2設為一 第一強化桿21及一第二強化桿22之對接結合，其中該第一強化桿21長於該第二強化桿22，而該第一強化桿21係在該頭管與強化管結合步驟a中進行與該頭管1焊接結合成該K，而該第二強化桿22與該馬達托架4設為一體成型，且該第二強化桿22係在該馬達托架結合步驟c中與該第一強化桿21對接，最後在該強化管與下管結合步驟d中一併將該第一強化桿21、第二強化桿22兩者焊接結合形成該焊道Q。

換言之，本發明第三實施例B3所使用結合方法的順序係先完成該焊道K後，再完成該焊道L，後再續完成該焊道M，最後該從下管3的開口31完成該焊道O及該焊道Q。

請參閱圖1、圖9及圖10所示者係為本發明第四實施例B4的結合方式乃使用前述電動自行車車架下管結合方法A，且更進一步將該強化管2設為一第一強化桿21及一第二強化桿22，且該第一強化桿21短於該第二強化桿22，而該第一強化桿21係在該頭管與強化管結合步驟a中設為與該頭管1一體成型，而該第二強化桿22係在該馬達托架結合步驟c中與該第一強化桿21對接後再與該馬達托架4進行結合，最後在該強化管與下管結合步驟d中一併將該第一強化桿21、第二強化桿22兩者焊接結合成該焊道Q。

換言之，本發明第四實施例B4所使用結合方法的順序係先完成該焊道L後，再續完成該焊道M及焊道N，最後該從下管3的開口31完成該焊道O及該焊道Q。

因此，關於本發明電動自行車車架下管結合結構，則總共有四個實例，其中該第一實施例B1係包含有：一頭管1，係從其管體與一強化管2的頂端呈現一角度結合；一下管3，係具有一開口31且該下管3頂端套入該強化管2後結合於該頭管1，同時該強化管2結合於該下管3的內壁30；及一馬達托架4，係其具 有一穿孔41的一端同時結合於該下管3及該強化管2的底端；藉由該開口31以利將該頭管1、強化管2、下管3、馬達托架4的結合一起，可以提升電動自行車車架的結構強度。

其餘如該第二實施例B2(圖6)、第三實施例B3(圖8)、第四實施例B4(圖10)所示皆將其強化管2設為一第一強化桿21及一第二強化桿22之焊接對接，且該第一強化桿21與該頭管1的結合方式可以設為焊接或一體成型，而該第二強化桿22與該馬達托架4的結合方式設為焊接或一體成型；又其中該第一強化桿21長於或短於該第二強化桿22，且該下管3的二端與該頭管1、馬達托架4的結合方式均設為焊接。

請參閱圖11及圖12所示者，係為將本發明整體車架與習式整體車架作一番剛性測試，而獲得如下表一的數據：

當各車架在機台上進行剛性測試時，先將車架的馬達托架固定後，在該頭管1裝入長桿型測量治具，且以頭管1的中心為中心並在該中心的下方設置一頂持座，取該中心各30公分處的兩端側，以翹翹板原理，一端吊荷重，另一端則量測治具的位移量，最初預先吊荷重20kg，然後依次加重至30kg、 40kg、50kg，最後繪製成圖11的車架荷重後與位移量之關係線圖；換言之，經測試後，本發明車架之線圖斜率明顯低於習式車架之線圖斜率，故使用本發明各實施例的下管結合方式確實可有效提升電動自行車車架整體的結構強度及剛性約37%左右。

A:電動自行車車架下管結合方法

a:步驟

b:步驟

c:步驟

d:步驟

Claims (10)

1. 一種電動自行車車架下管結合方法，係包含有：一頭管與強化管結合步驟，係將一頭管及一強化管呈現一角度結合；一頭管與下管結合步驟，係將該強化管套入於具有一開口的一下管內，再進行該頭管與該下管進行結合；一馬達托架結合步驟，係將該馬達托架的一端套接於該下管及該強化管進行結合，且該強化管的底端套接於該馬達托架所設一穿孔或一體成型一搭接裝置；及一強化管與下管結合步驟，係從該下管所設的開口對該強化管中段處二側與該下管內壁進行焊接結合；藉由上述方法步驟，可以同時兼顧其車架下管的結構強度及其製程的簡化。
2. 如請求項1所述電動自行車車架下管結合方法，其中將該強化管設為一第一強化桿及一第二強化桿，且該第一強化桿係在該頭管與強化管結合步驟中與該頭管的結合方式設為焊接或一體成型，而該第二強化桿在該馬達托架結合步驟中與該馬達托架的結合方式設為焊接或一體成型。
3. 如請求項2所述電動自行車車架下管結合方法，其中將該強化管設為一第一強化桿及一第二強化桿，且該第一強化桿長於該第二強化桿，而該第一強化桿係在該頭管與強化管結合步驟中進行與該頭管結合，而該第二強化桿係在該馬達托架結合步驟中與該第一強化桿對接後再與該馬達托架進行結合，最後在該強化管與下管結合步驟中一併將該第一強化桿、第二強化桿兩者焊接結合。
4. 如請求項2所述電動自行車車架下管結合方法，其中將該強化管設為一第一強化桿及一第二強化桿，且該第一強化桿長於該第二強化桿，而該第一強化桿係在該頭管與強化管結合步驟中進行與該頭管結合，而該第二強化桿與該馬達托架設為一體成型，且該第二強化桿係在該馬達托架結合步驟中與該第一強化桿對接，最後在該強化管與下管結合步驟中一併將該第一強化桿、第二強化桿兩者焊接結合。
5. 如請求項2所述電動自行車車架下管結合方法，其中將該強化管設為一第一強化桿及一第二強化桿，且該第一強化桿短於該第二強化桿，而該第一強化桿係在該頭管與強化管結合步驟中設為與該頭管一體成型，而該第二強化桿係在該馬達托架結合步驟中與該第一強化桿對接後再與該馬達托架進行結合，最後在該強化管與下管結合步驟中一併將該第一強化桿、第二強化桿兩者焊接結合。
6. 如請求項1至請求項5任一項所述電動自行車車架下管結合方法，其中該下管的二端與該頭管、馬達托架的結合方式均設為焊接；又該頭管與該強化桿的結合方式設為從該頭管外部或內部進行與該強化桿焊接結合。
7. 一種電動自行車車架下管結合結構，係包含有：一頭管；一下管，係設為具有一開口的管體並於其管內設有一強化管，又該下管與該強化管的頂端共同呈現一角度結合於該頭管；及一馬達托架，係其一端同時結合於該下管及該強化管的底端，且該強化管的底端套接於該馬達托架所設一穿孔或一體成型一搭接裝置；藉由該開口以利將該頭管、強化管、下管或/及馬達托架結合一起。
8. 如請求項7所述電動自行車車架下管結合結構，其中該強化管結合於該下管內壁。
9. 如請求項8所述電動自行車車架下管結合結構，其中該強化管設為一第一強化桿及一第二強化桿之焊接對接，且該第一強化桿與該頭管的結合方式設為焊接或一體成型，而該第二強化桿與該馬達托架的結合方式設為焊接或一體成型。
10. 如請求項9所述電動自行車車架下管結合結構，其中該第一強化桿長於或短於該第二強化桿，且該下管的二端與該頭管、馬達托架的結合方式均設為焊接；且該頭管設有一貫穿孔，而該強化管的頂端延伸穿入該貫穿孔內，另以一整合飾蓋蓋住該貫穿孔外側。

Images