自行車車架的製造方法

2023-09-27 08:26:15 1

專利名稱：自行車車架的製造方法
技術領域：
本發明涉及一種自行車車架的製造方法，更具體地說，涉及一種重量非常輕的單殼式自行車車架的模壓製造法，這種車架採用任何各種結構纖維製成的織物浸漬樹脂而成。
以往已知的複合材料自行車車架的製造方法，可列舉日本專利公報No.74072/94公開的方法為例。參照

圖11至15將這種已知的自行車車架的製造方法介紹如下。
圖11為上述專利公開的自行車車架的示意圖。在圖中，車架50包括上管部分56，它是整體空管和在手把支承件51和座椅支承件52之間延伸，下管部分57，它是整體空管和在手把支承件51和整體空管連接器部分的腳蹬支承件53之間延伸，座椅管子部分58在座椅支承件52和腳蹬支承件53之間延伸，第一和第二鏈條撐杆部分59a，59b，它們是整體空管，第一和第二座椅撐杆部分59c，59d，它們是整體空管。第一鏈條撐杆部分59a由腳蹬支承件53的左邊延伸至車輪支承件54的左邊，以及第二鏈條撐杆部分59b由腳蹬支承件53的右邊延伸至車輪支承件54的右邊。然後，第一座椅撐杆部分59c，由座椅支承件52的左邊延伸至車輪支承件54的左邊，以及第二座椅撐杆部分59d由座椅支承件52的右邊延伸至車輪支承件54的右邊。
根據上述專利說明書所述，該車架的模製方法使用了兩個右陰模和左陰模，每個陰模具有符合車架製成後形狀和尺寸的內腔，即這裡使用了兩個縱向分離的整體陰模(其實例見圖12和14上模A和下模B)。
這種現有技術的縱向分離陰模及製成的車架之間的關係將在下面藉助一種類型的模壓車架和所用的分離陰模加以介紹。
圖13示出一種類型的模壓車架，例如是一種殼式自行車車架。如圖中所示，車架61包括作為上管整體部分的架體部分62，上述普通車架的下管和座椅管部分和後叉部分63和64，該後叉部分相當於第一和第二座椅撐杆部分及第一和第二鏈條撐杆部分。
在使用縱向分離的陰模模壓車架時，如圖12所見，需要採用3個陰模，即上模A，下模B和後模C。更詳細講，圖12是一種類型車架61中心部分的水平剖面圖，示出放在縱向分離的陰模A，B和C中的車架61。車架的架體部分62是用上模和下模A和B的前部成型的，而車架61的後叉部分63和64，即相當於普通自行車中的座椅管部分58，第一和第二鏈條撐杆部分59a，59b，第一和第二座椅撐杆部分59c，59d的部分是用上模和下模A和B的內表面和後模C的兩側表面一起來成型的。
另一方面，按照上述已知的模製方法明顯可見，作為車架組成部分的上管56和下管57的剖面為略扁平的空管，由示出的它們的剖面形狀可見，它們的縱向彎曲剛度比它們的橫向彎曲剛度高得多。
由此可見，增加這種管子元件的橫向彎曲剛度是有益的，要達到這一目的可採用通過構成管子元件的右側和左側織物的接縫部分，即通過上接縫和下接縫重疊右殼體和左殼體的方法和因此使在接縫部分的織物成倍增加，由圖14和15可以明顯看出，下管57和上管56成型為略扁平的空管形狀，因而它們的上接縫和下接縫部分57a，57b，56a和56b處於右殼體和左殼體相互重疊處藉助於這種重疊部分可以獲得非常高的橫向彎曲剛度。
另一方面，按照上述普通的方法，右殼體和左殼體的接縫部分57a，57b，56a和56b相當於上模A和下模B的連接位置，因而使作為殼體組成的織物纖維的端頭全部集中在陰模接合部分，因此這裡產生纖維端頭的夾雜。而且，當浸漬合成樹脂的纖維壓制時在陰模接合部分產生毛刺。在這種情況下，在清理毛刺階段會出現纖維或殼體的損傷問題，或者出現車架強度大大降低的可能性。有關橫向彎曲剛度增加和纖維損傷這類現象在使用單殼式自行車車架的情況下也會遇到。
使用縱向分離的模具的上述普通模壓法具有以下缺點。首先，使用縱向分離的模具模壓車架時，需要至少兩個右陰模和左陰模A，B和一個後陰模C。因此不可能減少模具的數量。其次，使用上述已知的縱向分離的模具時，作為殼體組成的織物的接合端頭位於各陰模的接合處，結果在匹配模具面之間產生織物纖維端頭的夾雜，或者在模壓車架清理毛刺時損傷織物纖維，導致模壓車架強度降低。
完成本發明是為了消除現有技術的上述缺點，本發明的目的是提供一種使用最少的即兩個模具的自行車單殼式車架的製造方法，它採用上、下殼體表面接合處重疊來獲得足夠的橫向彎曲剛度，並能在配合模具時防止纖維夾雜和解決清理毛刺存在的問題。
下面是對附圖的簡要說明。
圖1是按照本發明單殼式車架的一種型式的部分剖面外觀圖；圖2是按照本發明的模具的縱向剖面圖；圖3是作為單殼式車架組成部分殼體的剖面示意圖；圖4是預製件成型用的篩孔模的透視圖；圖5是圖4所示篩孔模的透視圖，示出在篩孔模上成型的右側架體部分的預製件；圖6是金屬插件在殼體預製件上固定階段的說明圖；圖7是預製件在下模D上安裝階段的透視圖；圖8是上模，下模和預製件之間關係的示意圖；圖9是套管件40的剖面圖；圖10是按照本發明模壓成型單殼式車架實例的透視圖；圖11是重量極輕的普通自行車架體的外觀圖；圖12是普通縱向分離模具中心部分的水平剖面圖；圖13是單殼式車架的平面圖；圖14是現有技術中模壓的下管的部分剖面圖；圖15是現有技術中模壓的上管的部分剖面圖；下面詳細介紹一個實施例。
圖1是按照本發明使用單殼式車架的自行車實例的外觀圖。這種自行車01具有手把部分02，座椅支承部分03，驅動部分04和車輪部分05。其主車架20一般包括頭部21和後叉部分22。
圖2以示意圖形式示出上述單殼式車架用兩個陰模-上模C和下模D模壓成型的情況。這是本發明的特點。由圖2明顯可見，它示出整個的上模和下模的縱剖面，單殼式車架20是重量很輕的車架，它包括頭部21，後叉部分22(由右叉件和左叉件組成)，座椅支承部分23和驅動部分24。單殼式車架20用上模C和下模D模壓成型，上模和下模在接近中心部分彼此分離，在此處整體模具被垂直分為兩塊。
標號40為成型車架時對空氣袋加壓用的閥裝置，其作用在後面介紹。
圖3以示意圖形式示出了殼體組成，它包括單殼式車架20的預製件。更詳細地說明，此預製件為三塊獨立分離的預製件，即右架體預製件F1，左架體預製件F2和後叉預製件F3。例如，此外還有齒輪箱底座和座椅管底座組成部分，它們是單獨製造的，但整體連接在預製件F1和F2上。
圖4和5是對左架體預製件的部分製造過程的解釋圖。圖4示出了左架體預製件成型用的篩孔模30。陰模部分33是在底板31上放置的型板32上制出的。陰模部分33的形狀與車架體的左半部相同，只是減少了相當於形成左車架體預製件織物的鋪層厚度，然後，在型板32的陰模部分內和周圍部分制出標號34所示的大量小孔。
小孔34為空氣吸孔，用於將預製件成型用的纖維織物吸附在陰模部分33及周圍部分。在織物放置在陰模部分33上後，藉助風扇通過小孔34吸取型板32和底板31下面來的空氣。成型預製件用的織物為已知類型的，例如玻璃纖維或碳纖維織物，預先已切成稍大於陰模部分33的尺寸。鋪層織物的層數任選，例如根據準備模壓的預製件選擇8層或12層。而且，織物片可以組合和根據準備模壓的車架部分來鋪層，例如，織物片可以這樣鋪層，使纖維方向相互變化，以提高某些要求方向上的強度。
將預先切割和鋪層的織物放置在型板32的模具部分後，通過上述小孔吸出空氣即可將織物與模具部分33適配。如果織物部分與篩孔模不適配，則切去織物邊緣使整片織物與模具部分33相符合。此後，將預製件放置在篩孔模上，將弱固化性的合成樹脂粘接劑用噴槍或類似工具噴塗在模具部分上的鋪層織物上和然後乾燥。這裡所用粘接劑為已知的熱固性合成樹脂。
圖5所示為左車架體預製件F2，它是在上述篩孔模上模壓和隨後乾燥及修剪織物周邊部分後獲得的。上面以實例介紹了作為車架組成部分的左車架體預製件的製造過程，但是構成單殼式自行車車架所需各種車架部分的預製件，例如右車架體部分，後叉部分和前管部分都是單獨成型的，這些預製件可按照上述過程以同樣方式成型和隨後組合到一起。
在製造體現本發明的單殼式車架時，例如座椅管，前管和前管固定夾是預先裝入車架體部分內隨後整體模壓的。但是齒輪箱是單獨模壓成型和安裝內驅動機構後固定在車架體部分的。
圖6示出了準備階段，在該階段用金屬插入件組成的座椅管座被固定在組成車架體部分的殼體預製件上。在同一圖中，金屬插入件座椅管座28被插入車架體座椅支承部分23，即右車架體預製件F1內及隨後用束帶29包紮固定。當所需全部金屬插入件都固定在車架體預製件F1上後，將另一個車架體預製件F2與預製件F1面對面放置和在接合處相互重疊。而且預製件的每個插入固定部分和所附金屬插入件即座椅管座28採用同樣方法固定，例如用束帶或其它包紮。
圖7示出車架體預製件在垂直分離的模具中放置的情況，這是本發明的特點之一。首先，前管被放置在下模D的陰模部分E的E-21位置，E-21位置相當於整體車架體的前端，作為車架體組成部分的右邊和左邊預製件F1和F2放置在圖中所示位置。當車架體預製件這樣放置在下模D的陰模部分E時，將預先用例如聚氨基甲酸酯彈性體板製成的空氣袋(圖中未示出)插入和放置在上述空間內。空氣袋形狀基本同於預製件限定的內部空間。空氣袋的進氣管部分例如通過座椅管座和位於下模D的外面(見圖2和9)。然後後叉預製件F3放置在下模D的陰模部分E的E-25位置(也見圖3)，以及作為預製件組成部分的織物端頭重疊和因此在預製件F1，F2和F3的接合處搭接在一起。之後上模C和下模D互相連接完成安裝。
圖8以示意圖形式示出主車架20在上模和下模C，D內放置的情況。由圖7和8可見，其特點是組成主車架20的右邊和左邊預製件F1，F2和後叉預製件F3的接合處即殼體的織物端頭在圖7中的垂直端和縱向端處相鄰接和部分重疊，從而使上模和下模C，D的匹配面不會與殼體任何上述接合處重合，如圖8所示。因此，在模具的匹配面之間完全不會產生組成預製件的織物纖維端頭的夾雜。
圖9示出與圖2中下模D相連的對空氣袋加壓用的閥裝置40的細節。
帶有外螺紋41的支承筒42固定在支承下模D的底座部分的下面，空氣袋的入口管部分43通過支承筒42的孔口43穿到模具的外面。支承筒的一端擴展為錐形，將一個與此擴展部分內形符合的錐形截面橡膠塞插入該擴展部分，而空氣袋的入口管部分43被壓住和由內部支承。在上述橡膠管的中心部分插入管子46用以固定和支承來自空氣源的軟管45。
模壓時，壓縮空氣進入空氣袋由內部壓迫殼體頂住模具的內表面。支承筒42的孔也用作吸出預先放置預製件殼體內存在的空氣泡的吸出窗口。這點與現有技術相同。
圖中標號47為普通管子配合螺帽，標號48為一種已知類型的螺帽。使用螺帽48可使空氣袋的空氣入口管的最外端壓緊橡膠塞的下端面，從而提供一種密封和支承方式。
圖10示出使用上述裝置和方法模壓成型的自行車單殼式車架的實例。車架體20具有頭部21，後叉部分22和座椅支承部分23，以及在架體下部製成的齒輪箱安裝部分24。
按照本發明的第一特點，在使用合成樹脂固化和模壓纖維織物的自行車單殼式車架的製造方法中，採用垂直兩塊分離的模具整體模壓右和左車架體預製件和後叉預製件，作為單殼式車架在相應的上端和下端的組成部分，從而使所需的模具數量減少至最少，為2件。
本發明的第二特點是本發明的方法完全不會引起作為殼體的每個預製件織物纖維端頭在模具匹配面之間產生夾雜。
本發明的第三特點是甚至在模壓後的清理毛刺時，也沒有在單殼式車架的上端和下端損傷織物纖維的擔心，這些部分在結構上較弱，即這些部分有助於橫向彎曲剛度，因為這裡毛刺形成的位置是車架的大致中間位置。
雖然本發明的上述說明中對附圖中所示形狀的單殼式自行車車架作了介紹，但很明顯本發明並不局限於這種形狀的車架。
權利要求
1.一種自行車車架的製造方法，其特徵在於組成車架的殼體在它們的上端和下端連接在一起，並插入在車架接近中心處分離的上模和下模內和模壓而成。
2.按照權利要求1所述的方法，其特徵在於上述車架為單殼式。
3.按照權利要求2所述的方法，其特徵在於上述單殼式車架包括右和左車架體預製件和後叉預製件。
全文摘要
本發明提供了一種單殼式自行車車架的製造方法,它使用最少的即兩個模具,能夠使用在殼體上表面和下表面接合處重疊的方法提供足夠的橫向彎曲剛度,在模具匹配面之間無纖維夾雜,並且解決了清理毛刺帶來的問題。按照本發明製造自行車車架的方法,使用在車架接近中心處分離的上模和下模,使組成車架的殼體在它們的上端和下端連接在一起,並插入上模和下模內和模壓而成。
文檔編號B29C70/44GK1195627SQ9712313
公開日1998年10月14日 申請日期1997年11月19日 優先權日1997年4月9日
發明者阿部稔, 藤井透 申請人:愛克塞蒂株式會社