[發明專利]一種自行車的復合材料車架管材

無效

• 申請號: 201210037556.9
• 申請日: 2012-02-20
• 公開（公告）號: CN102582751A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 楊小兵;龍國榮;卞志勇;王春青
• 申請（專利權）人: 泰山體育產業集團有限公司;山東泰山瑞豹復合材料有限公司
• 主分類號: B62K19/06
• 分類號: B62K19/06;B62K19/16;B32B15/08;B32B27/04
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 張貴賓

（一）????????技術領域

????本發明屬于自行車領域，特別涉及一種自行車的復合材料車架管材。

（二）????????背景技術

自行車主要是靠人力踩踏為動力前進的代步工具，與摩托車、汽車等交通工具相比，自行車雖然相對速度較慢，但安全性高，且兼具有鍛煉身體的功效，因此受到了廣泛歡迎。自行車結合運用了人體工學、空氣動力學的相關原理，零部件眾多，如車架、叉架、把手、輪圈、鏈條等。為降低自行車重量，節省騎乘者的體力，自行車已經由用金屬材料制作逐漸發展到用纖維復合材料尤其是碳纖維復合材料制作。碳纖維復合材料與金屬材料相比，其密度僅有1.6g/m³，僅為鋼的1/5，因此可以大大降低自行車自重。此外，碳纖維復合材料還具有耐腐蝕性能優異、比強度、比模量高等優點。首先用碳纖維復合材料制作的復合材料部件包括前后叉架、曲柄、座管、握把，隨著復合材料成型與設計技術的發展，又出現了碳纖維復合材料車架、車輪等。

自行車車架為管狀結構，雖然碳纖維復合材料有著眾多的優點，但其也有一大缺點，即由于復合材料的表面硬度較低，不耐劃傷，受到硬物撞擊作用時，容易留下很深的凹痕，影響車架整體力學性能，造成安全隱患，也影響外觀；因此需要設計一種新型的復合材料車架管材結構，在保留原復合材料優點的基礎上，提高復合材料車架管材的表面硬度及耐劃傷性能。

（三）????????發明內容

????本發明為了彌補現有技術的不足，提供了一種結構簡單、使用性能好的自行車的復合材料車架管材。

本發明是通過如下技術方案實現的：

一種自行車的復合材料車架管材，包括外層金屬層，其特征在于：所述金屬層內套設有復合材料空心基管，空心基管內設置有低密度泡沫夾芯材料。

本發明將空心基管和內部泡沫夾芯材料之間設置成三明治夾芯結構，在受到外部載荷作用時，兩者會發生剪切作用，進一步提高車架的結構剛度；基管外部設置金屬層，在保持原管材質輕、高強等特點的基礎上，提高表面的硬度以及車架的整體抗沖擊能力。

本發明的更優方案為：

所述復合材料空心基管為纖維增強復合材料，包括增強纖維和基體樹脂。

所述外層金屬層為鋁合金、鈦合金或鋼材料。

所述低密度泡沫夾芯材料為聚乙烯泡沫、聚丙烯泡沫、聚氨酯泡沫或酚醛泡沫。

所述增強纖維為碳纖維、玻璃纖維、芳綸纖維和玄武巖纖維中的一種或多種。

所述基體樹脂為不飽和樹脂、環氧樹脂、乙烯基酯樹脂和酚醛樹脂中的一種或多種。

本發明可以通過先在模具中成型復合材料基管，然后通過熔融噴涂、電鍍、電鑄或其他工藝在基管表面形成金屬層的方法制作，也可以采用在模具表面先制作一層金屬層，然后再在該層的基礎上成型復合材料基管的方法制作；內部的泡沫夾芯材料可以在基管成型后通過直接在基管內部發泡獲得，也可以通過將泡沫材料加工成所需的形狀，用膠黏劑將泡沫夾芯材料與基管繼續擰粘結的方式設置。

本發明的管材外層為金屬層，與傳統的復合材料車架管材相比，其所能適用的連接方式更多，包括鉚接、焊接、螺栓連接等，有利于車架的組成。

本發明的基管為纖維增強復合材料，因此具有密度低、質量輕、強度好、韌性高等優點，在基管外部的金屬層具有較高的硬度，可耐劃傷以及承受重物的撞擊，在基管的內部填充低密度多孔泡沫夾芯，在自行車行駛過程中，泡沫材料的多孔結構可以吸收車輛因受到沖擊、震動作用而施加到車架上的載荷，減少車架震動，保證車架的使用可靠性和舒適性。

本發明結構簡單，使用方便，設計合理，可以使自行車車架更加輕便、可靠，提高行駛的安全性和舒適性，適于廣泛推廣應用。

（四）????????附圖說明

下面結合附圖對本發明作進一步的說明。

附圖為本發明的結構示意圖。

圖中，1金屬層，2空心基層，3夾芯材料。?

（五）????????具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步說明。

實施例1：

通過拉擠、纏繞、熱壓等成型工藝制作復合材料基管，并通過熔融噴涂、電鍍、電鑄或其它工藝在基管表面形成一層金屬層。將適量的泡沫發泡所需原材料填充入基管中，并進行發泡，使泡沫填滿基管空腔，從而獲得三明治夾芯結構自行車車架管材。

實施例2：