專利名稱：自行車輪軸結構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種自行車輪軸結構，尤其是指一種具有微幅伸縮的高彈力的自 行車輪軸結構，借以于輪軸上設有可增加彈性的槽道，以達到上述功能及增加車輛的操控 性效果。
背景技術：
近兩年油價不斷飆升，臺灣的大環境似乎也在推動著自行車風潮，帶動環保、節 能、健康、樂活(L0HAS)概念新思潮，老少咸宜、不分男女的單車休閑活動，恰如其分地成為 顯學；最近走在街道上，明顯冒出了更多的「單車上班族」，而臺灣產業的知名自行車公司， 也與各縣市政府積極推出單車逍遙游與各項挑戰賽，自行車休閑運動遍地開花，儼然成為 臺灣的全民運動；而不論自行車用于休閑或運輸或競賽，對于自行車業者而言，不斷地改進 自行車的各種元件，使自行車能有越來越良好的性能展現即是其對自行車產業的使命。自行車發展至今已有百年歷史，結構大致已變化不大，但相對于材料的發展已不 太符合于先前的設計，時因材料必須適材適用。一般在輪胎與地面接觸轉動所產生的摩擦 阻力，稱為「滾動阻力」，在不同的輪胎與地面得到的阻力不相同，也包含其他因素如充氣壓 力、輪幅的張力、輪圈的剛性等許多條件，輪胎基本上為圓形外觀，但在與地面接觸時，車輛 與騎乘者的重量會因轉動而產生連續性的折進、折出的「振動」現象。這種振動也會因前叉 與車架結構、材質的不同而有所差異，進而會有共振產生；而減少共振的產生及緩沖前叉、 后叉，及改善行進中重力的幾何位移會讓車輛的行進與操控更為順暢，因為在同樣的距離 下，共振越小行距越短。而現今自行車結構上都以高彈性發展，不論鋁合金或碳纖維無不如此，自行車結 構于動態時，各零件需相對應和搭配。然而，車輛動態行進間各相關結構的彈性需相對等相 呼應，所以設計出具伸縮高彈力的輪軸，此輪軸大幅增進車輛控制性，減低行進滾動阻力， 其乃根據阿克曼原理(Ackerman Principle)推論前后叉的左右兩叉口，因行進中不同受力 而伸縮，結構彎曲等因素而改變圓心點，兩端叉口于動態下必有所不同形變路徑，這是因為 現今車架前叉與輪組都無法因受力而完全不變形的「絕對剛性」。因此，本設計人有鑒于現有自行車于花轂結合定位輪體的結構上，在組裝實施 后有摩擦阻力大、振動力大及剛性強度過大、輪體滾動不順暢或操控性等諸多弊端，乃 借其多年于相關領域的制造及設計經驗和知識的輔佐，并經多方巧思，將動態結構力學 (structural dynamics)的多重物理效應(multi-physiceffects)，依據阿克曼原理制造出 本輪軸確實有效達到所需的大幅增加車輛控制性及降低滾動阻力，以針對該結合輪轂與車 體叉桿的輪軸做更新的研發改進，以期發揮其更高的實用效益。
實用新型內容本實用新型提出的自行車輪軸結構的主要目的是在于讓輪體滾動順暢無阻，進而 大幅增加車輛的操控性；再根據高剛性的材料使用于輪軸上超越了所需的剛性而無微幅伸 縮效果，但又卻具有耐疲勞性的特點，將輪軸加以進行切削減少剛性，增加彈性，以符合微
3幅伸縮的高彈力特性。具體的說，本實用新型提出一種自行車輪軸結構，其設有一具有剛性的鈦合金材 質的輪軸對應嵌入自行車輪體花轂以固定輪體，其中于該輪軸軸向的環面上切削有多個彈力凹槽，且彈力凹槽的截面積為占輪軸截面 積的10% 35%，而其彈力凹槽長度為占輪軸總長度的55% 90%。上述的自行車輪軸結構，其中于輪軸上切削有四道彈力凹槽，且使其輪軸形成弧 邊四角形。上述的自行車輪軸結構，其中于輪軸上切削有四道彈力凹槽，且使其輪軸形成十字狀。上述的自行車輪軸結構，其中于輪軸上切削有五道彈力凹槽，且使其輪軸形成五 角形。上述的自行車輪軸結構，其中于輪軸上切削有六道彈力凹槽，且使其輪軸形成六 角形。上述的自行車輪軸結構，其中于輪軸上切削有兩道彈力凹槽，且使其輪軸形成弧 邊長方形。上述的自行車輪軸結構，其中于輪軸上切削有三道方形彈力凹槽。本實用新型提出的自行車輪軸結構的特點與功能由以下的技術所實現本實用新型主要為對應嵌入自行車輪體花轂中，以固定輪體的輪軸設計，其是于 具有剛性的鈦合金材質的輪軸環端面上切削有多個彈力凹槽；借此，利用彈力凹槽的設計， 讓輪軸減少剛性，增加彈性，以符合微幅伸縮的高彈力，讓行進滾動的輪體順暢，并大幅增 加車輛的操控性。本實用新型的自行車輪軸結構進一步規范該彈力凹槽與輪軸面積的比例，其所切 削的彈力凹槽的截面積約為輪軸總截面積的10% 35%，而其彈力凹槽長度為輪軸總長 度的55% 90%。
圖1為本實用新型的立體分解示意圖(一)；圖2為本實用新型的立體分解示意圖(二)；圖3為本實用新型的剖視示意圖；圖4為本實用新型的實施例剖視示意圖(一)；圖5為本實用新型的實施例剖視示意圖(二)；圖6為本實用新型的實施例剖視示意圖(三)；圖7為本實用新型的實施例剖視示意圖(四)；圖8為本實用新型的實施例剖視示意圖(五) ’圖9為本實用新型的實施例剖視示意圖(六)。主要元件標號說明1 輪軸 11 彈力凹槽2 花轂 3 輪體具體實施方式
為了對本實用新型的技術特征、目的和效果有更加清 的理解，現對照附圖說明本實用新型的具體實施方式
首先，請參照圖1 3所示，為本實用新型提出的自行車輪軸結構的立體分解及剖 視示意圖，該輪軸1主要為對應嵌入自行車輪體花轂2中，以固定輪體3的設計，其主要設 有一具有剛性的鈦合金材質的輪軸1，于輪軸1軸向環面上切削有多個彈力凹槽11，于此實 施例一狀態為于輪軸1上設有三道圓凹弧狀的彈力凹槽11 [如圖3所示]，且其彈力凹槽 11根據各種類型的自行車輛，如跑車、登山車或前、后避振車等而有不同比例變化，其所切 削的彈力凹槽11的截面積約為輪軸總截面積的10% 35%，而其彈力凹槽11長度為輪軸 總長度的55% 90%。借此，利用彈力凹槽11的設計，讓輪軸1減少剛性，增加彈性，以符合微幅伸縮的 高彈力，讓行進滾動的輪體3順暢，并大幅增加車輛的操控性。請一并參閱圖4 6所示，為本實用新型自行車輪軸結構的實施例剖視示意圖，該 輪軸1上設有彈力凹槽11的截面可為弧邊四角形、五角形或六角形，即切削四道 六道的 平直彈力凹槽11，使其輪軸1截面分別成為弧邊四角形、五角形或六角形；或如圖7 9所 示，為切削兩道平直彈力凹槽11，使其截面形成弧邊長方形，或切削四道弧角彈力凹槽11， 使其輪軸1截面形成十字狀，或切削三道方形彈力凹槽11。由上述的元件組成與實施說明可知，本實用新型與現有結構相較之下，本實用新 型具有以下優點1.本實用新型的自行車輪軸結構，借由在輪軸上設有可增加彈性的槽道，以達到 具有微幅伸縮的高彈力的輪軸設計，可讓行進滾動的輪體順暢，并大幅增加車輛的操控性。2.本實用新型的自行車輪軸結構，該彈力凹槽可根據各種類型的自行車輛，如跑 車、登山車或前、后避振車等而作不同切削比例的變化，以符合各種類型自行車輛的需求。3.本實用新型的自行車輪軸結構，利用該輪軸具有彈力凹槽的微幅伸縮的高彈力 特性，可隨著車架、前叉的應力形變，配合軸點、圓心的位移作微幅的伸縮，如避振阻尼的特 性，可以將滾動產生的共振大幅減小，讓行進滾動的輪體順暢，并大幅增加車輛的操控性。以上所述僅為本實用新型示意性的具體實施方式
，并非用以限定本實用新型的范 圍。任何本領域的技術人員，在不脫離本實用新型的構思和原則的前提下所作出的等同變 化與修改，均應屬于本實用新型保護的范圍。
權利要求一種自行車輪軸結構，其特征在于，所述自行車輪軸結構設有一具有剛性的鈦合金材質的輪軸對應嵌入自行車輪體花轂以固定輪體，其中于所述輪軸軸向的環面上切削有多個彈力凹槽，且所述彈力凹槽的截面積為占輪軸截面積的10％～35％，而所述彈力凹槽長度為占輪軸總長度的55％～90％。
2.如權利要求1所述的自行車輪軸結構，其特征在于，在所述輪軸上切削有四道所述 彈力凹槽，所述輪軸形成弧邊四角形。
3.如權利要求1所述的自行車輪軸結構，其特征在于，在所述輪軸上切削有四道所述 彈力凹槽，所述輪軸形成十字狀。
4.如權利要求1所述的自行車輪軸結構，其特征在于，在所述輪軸上切削有五道所述 彈力凹槽，所述輪軸形成五角形。
5.如權利要求1所述的自行車輪軸結構，其特征在于，在所述輪軸上切削有六道所述 彈力凹槽，所述輪軸形成六角形。
6.如權利要求1所述的自行車輪軸結構，其特征在于，在所述輪軸上切削有兩道所述 彈力凹槽，所述輪軸形成弧邊長方形。
7.如權利要求1所述的自行車輪軸結構，其特征在于，在所述輪軸上切削有三道方形 所述彈力凹槽。
專利摘要本實用新型提出了一種自行車輪軸結構，主要為對應嵌入自行車輪體花轂中，以固定輪體的輪軸設計，其是于具有剛性的鈦合金材質的輪軸環端面上切削有多個彈力凹槽；借此，利用彈力凹槽的設計，讓輪軸減少剛性，增加彈性，以符合微幅伸縮的高彈力，讓行進滾動的輪體順暢，并大幅增加車輛的操控性。
文檔編號B60B35/12GK201580213SQ200920271420
公開日2010年9月15日 申請日期2009年11月30日 優先權日2009年11月30日
發明者林家成 申請人:林家成