电动自行车车架下管结合方法及其结合结构与流程

1.本发明涉及一种电动自行车车架制造技术，尤指一种电动自行车车架下管结合方法及其结合结构的范畴。


背景技术：

2.电动自行车无排放废气问题，只需经由充电、更换电池，便能继续使用，比起一般使用化石能源的机车更加环保，深受大众喜爱。
3.然而，电动自行车必须承载车架、马达、电池及骑乘者的总重量w，如图12所示，又其前轮、后轮必须承载路面的反作用力p1及反作用力p2，故电动自行车车架5所承受的弯矩t、正向应力及剪力等均大于人力自行车的车架所承受的。
4.故电动自行车车架5结构钢性、强度、抗剪、抗弯、抗扭等要求都要比人力自行车的车架要求更为严格，尤其其下管恰51位于电动自行车车架的关键位置，又电池通常会装于该下管内部，故必须强化其下管结构，据以提升电动自行车车架5整体的安全系数。
5.而一般常见电动自行车车架5的下管强化结构是下管焊接补强片型式，如图13所示，是将具开口510的下管51的顶端511及底端512分别焊接于一头管52及一马达托架53，然后置入一补强片54于该下管51内部后，在从该下管51的开口510焊接该补强片54于该下管51内壁，因该补强片54未延伸至该头管52及马达托架53；故此种下管补强方式无法加大该下管51的结构强度及刚性，即无法较大地提升其电动自行车车架5整体的安全系数，再者，其下管51与补强片54焊接工序繁琐，耗费许多焊接时间，增加了制造成本。
6.另一种常见电动自行车车架5的下管强化结构是车架下管铝挤补强片型式，如图14所示，系采用铝挤型结构的下管51，然后再将具开口510的下管的顶端511及底端512分别焊接于一头管52及一马达托架53，且该开口510绍于该下管51的下方处，而该补强片则一体成型于该下管51的上方处，同样地因该铝挤型补强片54未延伸至该头管52及该马达托架53；故此种下管补强方式无法加大该下管51的结构强度及刚性，即无法较大地提升其电动自行车车架5整体的安全系数。


技术实现要素：

7.缘此，鉴于前述电动自行车的下管的各习式下管强化结构存在无法兼顾「强化车架结构」及「简化车架下管结合制程」的问题点，故本发明人乃穷极心思开发出一种电动自行车车架下管结合方法及其结合结构，故本发明的主要目的在于：提供可兼顾「强化车架结构」及「简化车架下管结合制程」的一种电动自行车车架下管结合方法及其结合结构。
8.本发明为了达到上述目的，故运用如下技术手段：
9.关于本发明电动自行车车架下管结合方法，包含有：一头管与强化管结合步骤，是将一头管及一强化管呈现一角度结合；一头管与下管结合步骤，是将该强化管套入于具有一开口的一下管内，再进行该头管与该下管进行结合；一马达托架结合步骤，是将该马达托架的一端套接于该下管及该强化管进行结合；及一强化管与下管结合步骤，是从该下管所
设的开口对该强化管中段处二侧与该下管内壁进行焊接结合；凭借上述方法步骤，可以同时兼顾其车架下管的结构强度及其结合制程简化。
10.所述电动自行车车架下管结合方法，其中将该强化管设为一第一强化杆及一第二强化杆，且该第一强化杆是在该头管与强化管结合步骤中与该头管的结合方式设为焊接或一体成型，而该第二强化杆在该马达托架结合步骤中与该马达托架的结合方式设为焊接或一体成型。
11.所述电动自行车车架下管结合方法，其中将该强化管设为一第一强化杆及一第二强化杆，且该第一强化杆长于该第二强化杆，而该第一强化杆是在该头管与强化管结合步骤中进行与该头管结合，而该第二强化杆是在该马达托架结合步骤中与该第一强化杆对接后再与该马达托架进行结合，最后在该强化管与下管结合步骤中一并将该第一强化杆、第二强化杆两者焊接结合。
12.所述电动自行车车架下管结合方法，其中将该强化管设为一第一强化杆及一第二强化杆，且该第一强化杆长于该第二强化杆，而该第一强化杆是在该头管与强化管结合步骤中进行与该头管结合，而该第二强化杆与该马达托架设为一体成型，且该第二强化杆是在该马达托架结合步骤中与该第一强化杆对接，最后在该强化管与下管结合步骤中一并将该第一强化杆、第二强化杆两者焊接结合。
13.所述电动自行车车架下管结合方法，其中将该强化管设为一第一强化杆及一第二强化杆，且该第一强化杆短于该第二强化杆，而该第一强化杆是在该头管与强化管结合步骤中设为与该头管一体成型，而该第二强化杆是在该马达托架结合步骤中与该第一强化杆对接后再与该马达托架进行结合，最后在该强化管与下管结合步骤中一并将该第一强化杆、第二强化杆两者焊接结合。
14.所述电动自行车车架下管结合方法，其中该下管的二端与该头管、马达托架的结合方式均设为焊接；又该强化管的底端套接于该马达托架所设一穿孔或一体成型一搭接装置；又该头管与该强化杆的结合方式设为从该头管外部或内部进行与该强化杆焊接结合。
15.关于本发明电动自行车车架下管结合结构，包含有：一头管；一下管，设为具有一开口的管体并于其管内设有一强化管，又该下管与该强化管的顶端共同呈现一角度结合于该头管；及一马达托架，系其一端同时结合于该下管及该强化管的底端；凭借该开口以利将该头管、强化管、下管、马达托架结合一起。
16.所述电动自行车车架下管结合结构，其中该强化管结合于该下管内壁。
17.所述电动自行车车架下管结合结构，其中该强化管设为一第一强化杆及一第二强化杆的焊接对接，且该第一强化杆与该头管的结合方式设为焊接或一体成型，而该第二强化杆与该马达托架的结合方式设为焊接或一体成型。
18.所述电动自行车车架下管结合结构，其中该第一强化杆长于或短于该第二强化杆，且该下管的二端与该头管、马达托架的结合方式均设为焊接。
19.所述电动自行车车架下管结合结构，其中该马达托架设有一穿孔或一体成型一搭接装置，且该头管设有一贯穿孔，而该强化管的顶端延伸穿入该贯穿孔内，另以一整合饰盖盖住该贯穿孔外侧。
20.本发明凭借上述技术手段，与背景技术相较可以达成如下功效：
21.本发明是将该强化杆的结构强度延伸至头管及马达托架，并配合该强化杆单件式
或两件式精心设计出下管与该头管、马达托架的结合方式，除了提升车架的结构强度及刚性外，尚可简化下管的结合制程并降低其加工成本。
22.使用本发明下管结合方式可有效提升电动自行车车架整体的结构强度及刚性约37％左右，故有助于电动自行车车架的抗弯、抗剪及抗扭等性能，进而大为提升电动自行车车架整体的安全系数。
附图说明
23.图1是本发明电动自行车车架下管结合方法的步骤流程图。
24.图2是本发明第一实施例的外观图。
25.图3是本发明第一实施例的分解图。
26.图4a是本发明第一实施例的剖面图。
27.图4b是本发明第五实施例的剖面图。
28.图4c是本发明第六实施例的剖面图。
29.图5是本发明第一实施例下管横断面的剖面图。
30.图6是本发明第二实施例的剖面图。
31.图7是本发明第三实施例的分解图。
32.图8是本发明第三实施例的剖面图。
33.图9是本发明第四实施例的分解图。
34.图10是本发明第四实施例的剖面图。
35.图11是本发明车架结构与习式车架结构两者经荷重后与位移量的关系线图。
36.图12是本发明电动自行车车架受力分析图。
37.图13是习式电动自行车车架的态样图。
38.图14是另一习式电动自行车车架的态样图。
39.附图标记说明：a-电动自行车车架下管结合方法；b1-第一实施例；b1-1-第五实施例；b1-2-第六实施例；b2-第二实施例；b3-第三实施例；b4-第四实施例；a-步骤；b-步骤；c-步骤；d-步骤；1-头管；11-贯穿孔；12-整合饰盖；2-强化管；21-第一强化管；22-第二强化管；3-下管；30-内壁；31-开口；4-马达托架；41-穿孔；42-搭接装置；k-焊道；l-焊道；m-焊道；n-焊道；o-焊道；q-焊道；5-电动自行车车架；51-下管；510-开口；511-顶端；512-底端；52-头管；53-马达托架；54-补强片。
具体实施方式
40.本发明涉及一种电动自行车车架下管结合方法及其结合结构，其中该电动自行车车架下管结合方法a除了提供简化下管的结合制程外，尚可强化下管的结构强度及刚性；首先，请参阅图1至图5所示者是本发明电动自行车车架下管结合方法a运用于本发明第一实施例b1，其包含有：一头管与强化管结合步骤a、一头管与下管结合步骤b、一马达托架结合步骤c、一强化管与下管结合步骤等，如图1所示者；特别一提，底下所述及焊道(k、l、m、n、q)为封闭式焊接路径，唯独该焊道o为连续或不连续的焊接线性路径，而该焊道q为非封闭式焊接路径。
41.所述该头管与强化管结合步骤a，如图2至图4a所示，系先将一头管1及一强化管2
的一端呈现一角度焊接结合后形成一焊道k，且该焊道k位于该头管1及强化管2的外部；所述该头管与下管结合步骤b是将该强化管2套入穿伸于具有一开口31的一下管3内，再进行该头管1与该下管3的顶端进行焊接结合而形成一焊道l；所述该马达托架结合步骤c，是将该马达托架4设有一穿孔41的一端套接于该下管3底端及该强化管2底端而进行焊接结合形成一焊道m及一焊道n，即以该马达托架4的肉厚包覆该强化管2底端并焊成该焊道n，以达定位固定该强化管2的作用；及所述该强化管与下管结合步骤d，是从该下管3所设的开口31对该强化管2的中段处二侧与该下管3内壁30进行焊接结合形成一焊道o；又该头管1、强化管2、下管3均设为铝件，而该马达托架4则设为铝合金的重力铸造成型件或锻造成型件。
42.换言之，本发明第一实施例b1所使用结合方法的顺序系先完成该焊道k后，再完成该焊道l，后再续完成该焊道m及该焊道n，最后该从下管3的开口31完成该焊道o。
43.进一步，本发明第一实施例b1还可衍生出第五实施例b1-1及第六实施例b1-2；其中本发明的第五实施例b1-1与第一实施例b1的差异：如图4b所示，系先将该头管1设有一贯穿孔11，且将该强化管2的顶端延伸穿入该贯穿孔11内以进行内部焊道k的结合，然后再以一整合饰盖12盖住该首管1的正面。
44.进一步，本发明的第六实施例b1-2与第五实施例b1-1的差异：如图4c所示，是将该马达托架设有一体成型一搭接装置42，且将该强化管2的底端套入该搭接装置42以进行内部焊道n的结合。
45.请参阅图1、图6所示者是本发明第二实施例b2的结合方式乃使用前述电动自行车车架下管结合方法a，且更进一步将该强化管2设为一第一强化杆21及一第二强化杆22的对接结合，其中该第一强化杆21长于该第二强化杆22，且该第一强化杆21是在该头管与强化管结合步骤a中与该头管1焊接结合成该焊道k，而该第二强化杆22在该马达托架结合步骤c中与该马达托架4焊接结合成该焊道n，最后在该强化管与下管结合步骤d中一并将该第一强化杆21、第二强化杆22两者焊接结合成一焊道q。
46.换言之，本发明第二实施例b2所使用结合方法的顺序系先完成该焊道k后，再完成该焊道l，后再续完成该焊道m及该焊道n，最后该从下管3的开口31完成该焊道o及该焊道q。
47.请参阅图1、图7及图8所示者是本发明第三实施例b3的结合方式乃使用前述电动自行车车架下管结合方法a，且更进一步将该强化管2设为一第一强化杆21及一第二强化杆22的对接结合，其中该第一强化杆21长于该第二强化杆22，而该第一强化杆21是在该头管与强化管结合步骤a中进行与该头管1焊接结合成该k，而该第二强化杆22与该马达托架4设为一体成型，且该第二强化杆22是在该马达托架结合步骤c中与该第一强化杆21对接，最后在该强化管与下管结合步骤d中一并将该第一强化杆21、第二强化杆22两者焊接结合形成该焊道q。
48.换言之，本发明第三实施例b3所使用结合方法的顺序系先完成该焊道k后，再完成该焊道l，后再续完成该焊道m，最后该从下管3的开口31完成该焊道o及该焊道q。
49.请参阅图1、图9及图10所示者是本发明第四实施例b4的结合方式乃使用前述电动自行车车架下管结合方法a，且更进一步将该强化管2设为一第一强化杆21及一第二强化杆22，且该第一强化杆21短于该第二强化杆22，而该第一强化杆21是在该头管与强化管结合步骤a中设为与该头管1一体成型，而该第二强化杆22是在该马达托架结合步骤c中与该第一强化杆21对接后再与该马达托架4进行结合，最后在该强化管与下管结合步骤d中一并将
该第一强化杆21、第二强化杆22两者焊接结合成该焊道q。
50.换言之，本发明第四实施例b4所使用结合方法的顺序系先完成该焊道l后，再续完成该焊道m及焊道n，最后该从下管3的开口31完成该焊道o及该焊道q。
51.因此，关于本发明电动自行车车架下管结合结构，则总共有四个实例，其中该第一实施例b1包含有：一头管1，是从其管体与一强化管2的顶端呈现一角度结合；一下管3，具有一开口31且该下管3顶端套入该强化管2后结合于该头管1，同时该强化管2结合于该下管3的内壁30；及一马达托架4，系其具有一穿孔41的一端同时结合于该下管3及该强化管2的底端；凭借该开口31以利将该头管1、强化管2、下管3、马达托架4的结合一起，可以提升电动自行车车架的结构强度。
52.其余如该第二实施例b2(图6)、第三实施例b3(图8)、第四实施例b4(图10)所示都将其强化管2设为一第一强化杆21及一第二强化杆22的焊接对接，且该第一强化杆21与该头管1的结合方式可以设为焊接或一体成型，而该第二强化杆22与该马达托架4的结合方式设为焊接或一体成型；又其中该第一强化杆21长于或短于该第二强化杆22，且该下管3的二端与该头管1、马达托架4的结合方式均设为焊接。
53.请参阅图11及图12所示者，是将本发明整体车架与习式整体车架作一番刚性测试，而获得如下表一的数据：
54.表一
55.荷重(kg)本发明整体车架的位移(mm)未含强化管的习式整体车架的位移(mm)2000300.761.2401.512.38502.293.62
56.当各车架在机台上进行刚性测试时，先将车架的马达托架固定后，在该头管1装入长杆型测量治具，且以头管1的中心为中心并在该中心的下方设置一顶持座，取该中心各30公分处的两端侧，以翘翘板原理，一端吊荷重，另一端则测量治具的位移量，最初预先吊荷重20kg，然后依次加重至30kg、40kg、50kg，最后绘制成图11的车架荷重后与位移量的关系线图；换言之，经测试后，本发明车架的线图斜率明显低于习式车架的线图斜率，故使用本发明各实施例的下管结合方式确实可有效提升电动自行车车架整体的结构强度及刚性约37％左右。