TWI381971B - 自行車架 - Google Patents
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Description
本揭示內容是有關於自行車之裝置，且特別是有關於一種具有通風孔的自行車架。
自行車在現今生活所扮演的角色越來越重要，不管是為了省錢、運動或是節能減碳...等原因，越來越多人利用自行車代替汽機車代步。
自行車於行進時的空氣阻力與有效迎風面積、前進速度的平方以及阻力係數成正比。因此，當有效迎風面積增加1倍時，阻力會增加1倍；而阻力係數增加1倍，阻力也會增加1倍；但是速度增加1倍時，阻力則會增加3倍，變成原先的4倍。由此可知，當自行車在行經高樓大廈或是需要側向轉彎時，容易因有效迎風面積大及速度等因素，造成自行車的空氣阻力增加，再加上自行車本身無良好的導風結構，使自行車易受空氣阻力影響偏離原本行駛的軌道。
因此，本揭示內容之一技術態樣在於提供一種自行車架，用以克服上述自行車架無良好的導風結構的問題。
依據本揭示內容一實施方式，一種自行車架包含至少一車桿及至少一貫孔。貫孔沿著車桿的側向貫穿車桿。
依據本揭示內容另一實施方式，一種自行車架包含至少一車桿及至少一貫孔。貫孔貫穿車桿的相對兩側。
因此，本揭示內容之自行車架於車桿上開設多個貫孔，使自行車擁有良好的導風結構，進而降低自行車使用者所受的側向風阻。
第1圖繪示本揭示內容一實施方式之自行車架的立體圖。如圖所示，自行車架100包含至少一車桿110及至少一貫孔120。本實施方式之自行車架100在車桿110上開設多個貫孔120，藉此減少側向受風面，並達到通風的效果。
車桿110是組成自行車架100的基本單元，現今車桿110的材料有很多種，常見的金屬合金如鉻鉬鋼、鋁合金、鈦合金...等。另外，碳纖維亦可作為車桿110的材料。
以下簡述各種材料的特性。鉻鉬鋼的車架是歷史最久的車架，因此對它的研究時間也最長，鉻鉬鋼管有優異的吸收衝擊的性能，且鉻鉬鋼比起鈦、鋁焊接容易，可以設計成名種形狀。另外，鉻鉬鋼焊接後不需要熱處理，亦不需要大型的熱處理設備，因此成本較低，相對的價格較便宜。然而，鉻鉬鋼的表面若未經過處理，一旦有傷口便容易生鏽，加上管道的厚度薄，生鏽後的影響將會非常大。再者，鉻鉬鋼的金屬疲勞顯著(應力集中引起的金屬疲勞)，可能會出現車架結構強度無法保持的狀況。
鋁的比重輕卻不夠硬，因此為了增加強度，必需進行
熱處理。鋁合金通常用以製作重量輕的車架，但是鋁合金本身的強度及楊氏彈性模量低，因此必須加粗管道直徑來提高剛性。另外，鋁本身是很容易受腐蝕的金屬，在空氣中幾乎不存在沒有被氧化的鋁，放置在空氣中馬上被氧化成很薄的氧化膜，當氧化膜的厚度達到一定程度時，便可防止鋁繼續生鏽。因此騎乘鋁合金製造的自行車時，使用的次數越多，應力發生的次數也高，強度也會跟著發生顯著的變化。
雖然純鈦金屬的強度高，但為了利於設計及增加彈性，在鈦金屬中添加鋁和釩，可製作輕量而強度大的車架。鈦金屬在一般的環境下幾乎不會被腐蝕，但是鈦金屬有另一種腐蝕現象即異種金屬腐蝕，須用脂膏等來絕緣。另外，鈦金屬也用在避震器的彈簧上，由於騎乘感佳，因此用鈦金屬製成的車架適合於長時間的騎行。然而，鈦在自然界以二氧化鈦的形態存在，提練及加工過程複雜，技術要求高，花費的時間及成本都相當高，且鈦的焊接必需在隔絕空氣的環境下進行。基於以上種種原因，鈦車架的價格相當昂貴。
碳纖維車架是把碳纖維對著發生應力的方向層層堆疊而構成結構強度大的車架。此外，碳纖維車架非常輕且衝擊吸收性好，利用碳纖維吸收衝擊力優異的性能，可製作成不用避震器的自行車。碳纖維的基本成型方法是在模具上鋪上纖維片然後流入樹脂並燒固，因此可製成各種形狀的車架。然而，雖然碳纖維車架的拉伸強度強，但其承受剪應力的強度弱，為此加工時需進行複雜的應力計算(縱剛
性、橫剛性)，並根據計算把碳纖維片重疊成型。
貫孔120沿著車桿110的側向貫穿車桿110，換句話說，貫孔120貫穿車桿110的相對兩側。開設貫孔120的目的是為了使側向氣流通過，藉此來降低側向風阻，與街上大型布幕看板，於迎風面開設通氣孔的道理相同。另外，貫孔120的數量及截面積大小，可配合側向風阻的計算來設計。此外，由於車桿110上開設有多個貫孔120，因此自行車架100的重量較普通自行車架輕，不僅能減少使用者的負荷，亦可節省材料成本。
除此之外，本實施方式另包含至少一塞件130，塞件130塞住貫孔120，其中塞件130具有一通風孔131沿其軸向貫穿塞件，且通風孔131的軸向與貫孔120的軸向大致平行。使用塞件130塞住各個貫孔120，有避免雨水滲進自行車架100及增加自行車架100結構強度的效果。
第2圖繪示第1圖自行車架之塞件的立體圖。如圖所示，塞件130的兩側緣132突起，當塞件130塞住貫孔120時，兩側緣132的突起與貫孔120的外側緣密合，如此可防止異物進入車桿110內。雖然本實施方式中的塞件130的截面為橢圓環，但塞件130可依實際需求來改變其截面形狀，如圓環。
值得一提的是，使用不同材料的塞件130可擁有不同的效果，這方面可依照上述車桿110的材料特性來判斷，需要加強防止生鏽，或是需加強結構強度等，來進行塞件130的選擇。若欲加強防止生鏽，可選擇橡膠塞件，橡膠塞件與貫孔120的外側緣密合後，不僅可防止異物進入，
更可防止雨水進入車桿110內，達到防水的效果，進而保護車桿110不易生鏽。若欲加強結構強度，則可使用金屬合金或碳纖維等與車桿110材質相近的材料作為塞件130，如此一來，塞件130不僅可防止異物進入，更可加強支持整個自行車架100的結構。
第3圖繪示第1圖之自行車架裝設配件的結構圖。如圖所示，車桿110上所開設的貫孔120，在塞件130塞入後，不僅可用來通風，亦可依使用者的需求在各塞件130上裝設配件，如水壺140、車燈150等，各種配件可藉由快拆裝置裝設於塞件130上，以便於因應不同的需求來拆裝配件。
由上述本揭示內容實施方式可知，應用本揭示內容之自行車架100於車桿110上開設多個貫孔120，使自行車擁有良好的導風結構，降低自行車使用者所受的側向風阻。貫孔120的開設使自行車架100本身的重量減小，使用者所需負擔的重量相對減少。另一方面，利用塞件130塞住貫孔120，不僅減少雨水滲入車桿110使車架生鏽外，亦可增加自行車架100的結構強度，配合快拆式的配件可更貼近使用者的需求。
雖然本揭示內容已以一實施方式揭露如上，然其並非用以限定本揭示內容，任何熟習此技藝者，在不脫離本揭示內容之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本揭示內容之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧自行車架
110‧‧‧車桿
120‧‧‧貫孔
130‧‧‧塞件
131‧‧‧通風孔
132‧‧‧兩側緣
140‧‧‧水壺
150‧‧‧車燈
第1圖繪示本揭示內容一實施方式之自行車架的立體圖。
第2圖繪示第1圖之塞件的立體圖。
第3圖繪示第1圖之自行車架裝設配件的立體圖。
100‧‧‧自行車架
110‧‧‧車桿
120‧‧‧貫孔
130‧‧‧塞件
Claims (10)
- 一種自行車架，包含：至少一車桿；至少一貫孔，沿著該車桿之側向貫穿該車桿；以及至少一塞件，塞住該貫孔，其中該塞件具有一通風孔沿其軸向貫穿該塞件。
- 如請求項1所述之自行車架，其中該塞件之材質為金屬合金。
- 如請求項1所述之自行車架，其中該塞件之材質為碳纖維。
- 如請求項1所述之自行車架，其中該塞件之材質為橡膠。
- 如請求項1所述之自行車架，其中該塞件兩側緣突起，水密於該貫孔之外側緣。
- 一種自行車架，包含：至少一車桿；至少一貫孔，貫穿該車桿之相對兩側；以及至少一塞件，塞住該貫孔，其中該塞件具有一通風孔貫穿其中，且該通風孔之軸向與該貫孔之軸向大致平行。
- 如請求項6所述之自行車架，其中該塞件之材質為金屬合金。
- 如請求項6所述之自行車架，其中該塞件之材質為碳纖維。
- 如請求項6所述之自行車架，其中該塞件之材質為橡膠。
- 如請求項6所述之自行車架，其中該塞件兩側緣突起，水密於該貫孔之外側緣。
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