纤维复合材料车架的制作方法

本发明是与自行车的车架有关，特别是关于一种纤维复合材料车架。

背景技术：

传统的自行车车架的材质大多为铝合金，其结构坚固但重量大。现今自行车的设计日趋轻量化，因此许多自行车的车架都改以坚硬且比重较铝合金小的碳纤维复合材料制成。

前述的碳纤维复合材料车架的制造方法是将碳纤维复合材料包覆于一充气件的外表面，待车架成型后，再将该充气件内的气体消除，然后再将消气后的充气件自该车架内抽出，如此制造程序相当繁琐，尤其，车架是以数个管体连接而成，而若欲以前述的制造方法一体成型地制造出数个相互连接的管体，制造上又更加困难。而且，前述的充气件即使充满气体仍稍有软度，因此碳纤维复合材料实际上难以相当密实地包覆于充气件。再者，由于碳纤维复合材料车架是呈中空状，若厚度过小则相当容易断裂，而若将厚度增大则又无法兼顾轻量化之目的。

技术实现要素：

有鉴于上述缺失，本发明的主要目的在于提供一种纤维复合材料车架，其重量轻且不易断裂，并较容易制造，且其纤维复合材料较容易被密实地设置。

为达成上述目的，本发明所提供的纤维复合材料车架包含有至少一车架单元，该车架单元包含有二构件，以及至少一由该二构件连接而成的杆体，各个构件具有一由发泡材料制成的发泡体，以及一包覆于该发泡体外且由纤维复合材料制成的纤维复合材料外层，且该纤维复合材料外层具有一接合面，该二构件以其纤维复合材料外层的接合面相互固接，且该二构件的形状实质上以该二构件的接合处为中心而相互对称。

藉此，单一车架单元即可制成车架的形状，或者亦可由数个车架单元连接成车架。不论是前述何种形式，该纤维复合材料车架的制造过程中无现有的将充气件消气及取出等程序，因此较容易制造，而且各个发泡体较现有的充气件坚硬，因此纤维复合材料较容易被密实地包覆于各个发泡体。此外，该纤维复合材料车架即使具有相当薄的纤维复合材料外层，亦可藉由该些发泡体的缓冲作用，以及该二构件的纤维复合材料外层相接时形成的工形梁结构，而具有不易断裂的特性，且更有重量相当轻的优点。

有关本发明所提供的纤维复合材料车架的详细构造、特点、组装或使用方式，将于后续的实施方式详细说明中予以描述。然而，在本发明领域中具有通常知识者应能了解，该些详细说明以及实施本发明所列举的特定实施例，仅是用于说明本发明，并非用以限制本发明的 专利保护范围。

附图说明

图1为具有本发明一第一较佳实施例所提供的纤维复合材料车架的自行车的示意图；

图2为一立体分解图，显示局部的本发明该第一较佳实施例所提供的纤维复合材料车架；

图3为图1沿剖线3-3的剖视图；

图4为一立体分解图，显示局部的本发明一第二较佳实施例所提供的纤维复合材料车架；

图5为图4的立体组合图，且其中该纤维复合材料车架的纤维复合材料外层一部分被移除以便说明；

图6为图5沿剖线6-6的剖视图；

图7为图6沿剖线7-7的剖视图；

图8为图5沿剖线8-8的剖视图；以及

图9为图5沿剖线9-9的剖视图。

具体实施方式

申请人首先在此说明，在以下将要介绍的实施例以及图式中，相同的参考号码，表示相同或类似的元件或其结构特征。

请先参阅图1，本发明一第一较佳实施例所提供的纤维复合材料车架10包含有一车架单元11，该车架单元11包含有四杆体12，该数个杆体12是如同现有的自行车车架的前管、上管、下管及座管，该数个杆体12连接成封闭的四边形。

请参阅图1至图3，该车架单元11包含有二构件20，各个杆体12皆由该二构件20连接而成，换言之，各个构件20的形状皆如同该车架单元11而呈封闭的四边形，惟图2仅显示该二构件20位于其中一该杆体12的区段，以便说明。在本实施例中，各个杆体12呈圆柱状，因而各个构件20由四个半圆柱体连接而成的形状，但实际上并不以此为限。

各个构件20具有一发泡体30，以及一包覆于该发泡体30外的纤维复合材料外层40，且该纤维复合材料外层40具有一接合面42。该发泡体30由发泡材料制成，例如聚脲酯(Polyurethane；简称PU)或聚碳酸酯(Polycarbonate；简称PC)等等，具有高韧性及耐冲撞等特性。该纤维复合材料外层40由碳纤维、玻璃纤维或其他聚酯纤维等复合材料制成，具有坚硬、比重小、耐高温及耐腐蚀等特性，在本实施例中以碳纤维作为说明例。该二构件20以其纤维复合材料外层40的接合面42藉由热压的方式而相互固接，且该二构件20的形状实质上以该二构件20的接合处为中心而相互对称。

藉此，该车架10不但重量相当轻，且藉由发泡体30的设置，使得该车架10整体成为一实心的结构，即使纤维复合材料外层40相当薄，亦可藉由发泡体30的缓冲作用，以及该二 构件20的纤维复合材料外层40接合处所形成的工形梁结构，而使得该车架10具有不易断裂的特性。此外，该纤维复合材料车架10的制造过程中无现有的将充气件消气及取出等程序，因此该纤维复合材料车架10较容易制造。而且，各个发泡体30较现有的充气件坚硬，因此纤维复合材料较容易被密实地包覆于各个发泡体30。

前述实施例是将单一车架单元11制成车架的形状，然而，本发明所提供的纤维复合材料车架亦可包含有数个车架单元，例如包含有四个分别形成该数个杆体12的车架单元，亦即，本发明亦可将车架区分为数个车架单元，各个车架单元先由发泡体及纤维复合材料外层所制成的二构件连接而成，然后，各个车架单元再藉由热压的方式而以其纤维复合材料外层连接于另一该车架单元的纤维复合材料外层，进而连接成车架。

值得一提的是，本发明将单一车架单元分成二相对称的构件，如此的设计不但可产生如前述的工形梁结构，使得纤维复合材料车架更为坚固，而且更可使在发泡体外包覆纤维复合材料的程序更容易进行且省时。

请参阅图4至图9，本发明一第二较佳实施例更提供另一种纤维复合材料车架50，其与前述的纤维复合材料车架10的差异在于，该车架50的各构件60的发泡体70具有多数相交成网格状的沟槽71、72，其中包含有数个实质上沿该杆体12的纵向延伸的纵向沟槽71，以及数个与纵向沟槽71相交且环绕该发泡体70的环形沟槽72。在本实施例中，各个环形沟槽72实质上垂直于该杆体12的纵向(亦即垂直于纵向沟槽71)，但实际上不以此为限；而且，该发泡体70亦可仅有纵向沟槽71或仅有环形沟槽72。各个构件60的纤维复合材料外层80包覆于发泡体70时，该纤维复合材料外层80的一部分填充于该发泡体70的沟槽71、72内，进而形成补强肋82，如此不但使该车架50的结构强度更佳，更让纤维复合材料外层80与发泡体70的结合效果更好。各个构件60的沟槽71、72及补强肋82的数量及型态并不以本实施例所提供者为限，只要发泡体70设有可供纤维复合材料外层80填入的沟槽即可达成如前述的功效。

最后，必须再次说明，本发明于前揭实施例中所揭露的构成元件，仅为举例说明，并非用来限制本案的保护范围，其他等效元件的替代或变化，亦应为本案申请专利保护范围所涵盖。