自行车竖管及其制造方法

技术领域

本发明涉及自行车技术领域，特别涉及一种自行车竖管及其制造方法。

背景技术

自行车的导向系统由车把、前叉、前轴、前轮等部件组成。乘骑者可以通过操纵车把来改变行驶方向并保持车身平衡，前叉连接车把和前轴，前叉的稳固性对使用安全起到重要作用。前叉包括相连的竖管和前叉腿，竖管连接车把，前叉腿连接前轴。相关技术中，竖管自身包括竖管本体和肩盖，竖管本体和肩盖通过焊接方式固定连接，这种连接方式在焊接处易发生断裂。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种自行车竖管及其制造方法，旨在解决竖管易断裂问题。

为实现上述目的，本发明提出的自行车竖管包括：

竖管本体，所述竖管本体内开设有中空孔；和

肩盖，所述肩盖与所述竖管本体一体连接，所述肩盖设有贯穿孔，所述贯穿孔贯穿所述肩盖；所述贯穿孔与所述中空孔连通，且所述贯穿孔的轴线与所述贯穿孔的轴线垂直设置。

在本发明的一实施例中，所述贯穿孔的孔壁设有凹槽或凸起。

在本发明的一实施例中，所述贯穿孔的孔壁包括相对设置的第一侧壁和第二侧壁，所述第一侧壁靠近所述竖管本体设置，所述第二侧壁远离所述竖管本体设置，所述第一侧壁为弧形面，所述第二侧壁为平面，所述第一侧壁和/或所述第二侧壁设有所述凹槽或凸起；其中，所述第一侧壁设有连通所述中空孔和所述贯穿孔的通孔。

在本发明的一实施例中，所述第二侧壁在所述第一侧壁的投影位于所述第一侧壁内。

在本发明的一实施例中，所述中空孔包括同轴设置的第一孔段、连接孔段和第二孔段，所述第一孔段和第二孔段通过所述连接孔段连接并连通；所述第二孔段靠近所述贯穿孔设置；

所述第一孔段的孔径大于所述第二孔段；且/或，所述连接孔段的孔径从靠近所述第一孔段的一端至靠近所述第二孔段的一端逐渐减小。

本发明还提出一种自行车竖管的制造方法包括以下步骤：

备料：提供一种铝合金圆形空心管材；

缩管处理：将管材的两端分别进行缩管处理，使得管材的一端形成具有第一管径的第一管段，另一端形成第二管径的第二管段，中部形成第三管径的第三管段，所述第三管段的外径和内径均大于所述第一管段的内径和外径，且大于所述第二管段的内径和外径；

水注成型：对所述第三管段进行水辅助注射成型处理，以形成所述肩盖；

封口：切除所述第二管段，并封堵所述肩盖背离所述第一管段的一端。

加工成孔：对水注成型后的所述肩盖加工形成贯穿所述肩盖的贯穿孔。

在本发明的一实施例中，所述缩管处理的步骤之前还包括：

缩头：对所述管材的一端进行缩头处理；

抽管：将所述管材经缩头处理的一端压入抽管机，所述抽管机对整个管材进行抽管处理。

在本发明的一实施例中，所述水注成型的步骤之前还包括：

车削：对所述第一管段的外径进行车削加工处理，以形成竖管本体。

在本发明的一实施例中，所述缩管处理的步骤包括：

一次缩管：对所述管材的一端进行缩管处理，使得所述管材的一端形成所述第二管段；

二次缩管：对所述管材的另一端进行缩管处理，使得所述管材的另一端形成所述第一管段，并在所述第一管段和第二管段之间形成所述第三管段；其中，所述第一管段的长度大于所述第二管段的长度。

本发明还提出一种自行车，所述自行车包括自行车本体和上述的自行车竖管，所述自行车竖管与所述自行车本体连接。

本本发明的有益效果是：

1、本发明技术方案中自行车竖管通过一体连接竖管本体和肩盖提供连接强度，替代现有的焊接的连接方式，同时本发明中中空孔和贯穿孔连通，便于加工成型过程中采用水辅助注射成型技术。

2、本发明技术方案中自行车竖管的制造方法中采用空心管材作为原始材料，可以减少物料的浪费，降低成本。通过对空心管材进行缩管处理，获得竖管本体和肩盖的初步成形，以便后续对肩盖进行水辅助注射成型处理，使所述肩盖的外形与设计的肩盖外形相同，水辅助注射成型具有注塑周期更快、经济型更好、制品的壁厚更薄，且可以结构设计更复杂的优点，最后在肩盖加工形成贯穿所述肩盖的贯穿孔，用于后续装配前叉腿。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明自行车竖管一实施例的结构示意图；

图2为图1侧视图图；

图3为图2的剖视图；

图4为本发明自行车竖管的制造方法一实施例的流程示意图；

图5为本发明自行车竖管的制造方法另一实施例的流程示意图；

图6为本发明自行车竖管的制造方法流程的结构示意图。

附图标号说明：

本发明的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示) 下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“A和/或B为例”，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种自行车竖管。

在本发明实施例中，如图1至图3所示，该自行车竖管包括竖管本体1 和肩盖2，所述竖管本体1开设有中空孔11；所述肩盖2与所述竖管本体1 一体连接，所述肩盖2设有贯穿孔21，所述贯穿孔21贯穿所述肩盖2；所述贯穿孔21与所述中空孔11连通，且所述贯穿孔21的轴线与所述贯穿孔11 的轴线垂直设置。

本发明技术方案中自行车竖管通过一体连接竖管本体1和肩盖2提供连接强度，替代现有的焊接的连接方式，同时本发明中中空孔11和贯穿孔21 连通，便于加工成型过程中采用水辅助注射成型技术。

一实施例中，在肩盖2处设置贯穿孔21，可用于前叉腿200穿设其中，本发明通过贯穿孔21的设置可以用于提高连接的接触面积，分散竖管100和前叉腿200的受力，提高连接稳定性和抗冲击能力。本发明在肩盖2处设置贯穿孔21。本实施例提供的贯穿孔21可以改变现有肩盖与前叉腿的连接方式，替代焊接的连接方式，克服焊接带来的连接不稳定等缺陷

另一实施例中，在肩盖2处设置贯穿孔21，可用于肩盖的两侧分别焊接有一前叉。

如图3所示，在本发明的一实施例中，所述贯穿孔21的孔壁设有凹槽或凸起。

可以理解的是，前叉腿200穿设于贯穿孔21后与贯穿孔21的凹槽22或凸起配合，实现稳定配合连接的目的。

在本发明的一实施例中，竖管本体1为长圆管结构，所述竖管本体1的长度为300±50mm，本实施例中，所述竖管本体1的长度为300mm。通过将竖管本体1设置为长圆管结构，且竖管本体1的长度为300±50mm，可以满足自行车的需求。所述竖管本体1和所述肩盖2的材质均为铝合金；铝合金具有密度低、力学性能佳、加工性能好、无毒、易回收、导电性、传热性及抗腐蚀性能优良等特点。本实施例采用铝合金材质，可以保证强度的情况下，减轻重量，且不易生锈。所述竖管100的外径为28.6mm。本实施例中将所述竖管本体1的外径设置为28.6mm，可以提高通用性。

本实施例中，所述贯穿孔21的孔壁设有凹槽22，相应的，与竖管100在装配形成前叉的前叉腿200上设有对应的凸起，凹槽22与凸起配合卡接，提高竖管100和前叉腿200的连接强度，同时提高连接稳定性。

在另一实施例中，所述贯穿孔21的孔壁设有凸起，相应的，与竖管100 在装配形成前叉的前叉腿200上设有对应的凹槽22，凹槽22与凸起配合卡接，提高竖管100和前叉腿200的连接强度，同时提高连接稳定性。

如图3所示，在本发明的一实施例中，所述贯穿孔21的孔壁包括相对设置的第一侧壁和第二侧壁，所述第一侧壁靠近所述竖管本体1设置，所述第二侧壁远离所述竖管本体1设置，所述第一侧壁为弧形面，所述第二侧壁为平面，所述第一侧壁和/或所述第二侧壁设有所述凹槽22或凸起；其中，所述第一侧壁设有连通所述中空孔11和所述贯穿孔21的通孔。

如图3所示，本实施例中，所述中空孔11贯穿所述第一侧壁与所述贯穿孔连通。

可以理解的是，由于贯穿孔21靠近所述竖管本体1一侧的孔壁承担主要的作用力，将贯穿孔21靠近所述竖管本体1一侧的孔壁设置为弧形面，可以提高竖管100的承受载荷的能力，弧形面可以对载荷起到缓冲释放的作用，同时弧形面的设计增大竖管100和前叉腿200的接触面，可以提高连接稳定性和抗冲击能力。同时，凹槽22和凸起可以起到连接前叉腿200的作用，并提高连接强度和连接稳定性。

所述贯穿孔21远离所述竖管本体1一侧的孔壁为平面，所述贯穿孔21 远离所述竖管本体1一侧的孔壁承受的作用力小于贯穿孔21靠近所述竖管本体1一侧的孔壁承受的作用力，将贯穿孔21远离所述竖管本体1一侧的孔壁设置为平面可以降低成型难度，同时，一侧孔壁弧形面，一侧孔壁为平面的结构设计，可以对插入贯穿孔21的前叉腿200起到限位作用，避免发生偏移，保证前叉的稳定性。凹槽22和凸起可以起到进一步连接前叉腿200的作用，并提高连接强度和连接稳定性。

本实施例中，第一侧壁和第二侧壁均设有所述凹槽22，在另一些实施例中，所述凹槽也可以仅仅设于所述第一侧壁或仅仅设于所述第二侧壁。

本实施例中，所述贯穿孔21远离所述竖管本体1一侧的孔壁所在平面与所述竖管100的轴线呈夹角设置，使前叉腿200和竖管100呈夹角设置，满足自行车的结构要求，适用于大部分型号自行车，提高适用性。

如图3所示，在本发明的一实施例中，所述第二侧壁在所述第一侧壁的投影位于所述第一侧壁内。

可以理解的是，所述第一侧壁在所述第二侧壁的投影边缘显露于所述第二侧壁的边缘，一方面，所述贯穿孔21靠近所述竖管本体1一侧在所述贯穿孔21远离所述竖管本体1一侧的投影边缘显露于所述贯穿孔21远离所述竖管本体1一侧的边缘，保证贯穿孔21靠近所述竖管本体1一侧的面积大于贯穿孔21远离所述竖管本体1一侧，另一方面，由于前叉腿200位于贯穿孔21 两端的部分相对设置，形成安装空间，以与前轴和前轮装配，上述结构设计可以避免贯穿孔21远离所述竖管本体1一侧即肩盖2远离竖管本体1的一侧对前叉腿200的安装产生影响，起到预防干涉的作用。

如图3所示，在本发明的一实施例中，所述凹槽22的数量为多个，多个所述凹槽22平行间隔设置。相应的，与竖管100在装配形成前叉的前叉腿200 上设有对应的凸起的数量为多个，多个所述凸起平行间隔设置，凹槽22与凸起配合卡接，提高竖管100和前叉腿200的连接强度，同时提高连接稳定性。

如图3所示，在本发明的一实施例中，所述肩盖2与所述竖管本体1的连接处形成台阶面，且所述竖管本体1至所述台阶面平滑过渡。

本实施例中，所述竖管本体1和所述肩盖2的连接处呈台阶状并平滑过渡。为保证肩盖2具有足够的强度将肩盖2设置为块状结构，长圆管状的竖管本体1和块状的肩盖2连接，使连接处形成台阶状，为提高连接强度，竖管本体1和肩盖2的连接处平滑过渡。

如图1和图3所示，在本发明的一实施例中，所述中空孔11包括同轴设置的第一孔段111、连接孔段112和第二孔段113，所述第一孔段111和第二孔段113通过所述连接孔段112连接并连通；所述第二孔段113靠近所述贯穿孔21设置并与所述贯穿孔连通，所述第一孔段111的孔径大于所述第二孔段 113。

可以理解的是，第二孔段113的直径小于第一孔段111的直径，可以实现竖管本体1靠近贯穿孔21的部分的管壁厚度大于竖管本体1远离贯穿孔21 的部分的管壁厚度，提高竖管本体1承受载荷的能力。

如图1和图3所示，在本发明的一实施例中，所述连接孔段112的孔径从靠近所述第一孔段111的一端至靠近所述第二孔段113的一端逐渐减小。连接孔段112起到连接过渡作用，所述连接孔段112的孔径从靠近所述第一孔段111 的一端至靠近所述第二孔段113的一端逐渐减小结构简单、利用成孔，提高生产效率。

需要说明的是，图1、图2和图6均为透视图。

本发明还提出一种自行车竖管的制造方法，如图4所示，包括以下步骤：

S110：备料：提供一种铝合金圆形空心管材；

S120：缩管处理：将管材的两端分别进行缩管处理，使得管材的一端形成具有第一管径的第一管段，另一端形成第二管径的第二管段，中部形成第三管径的第三管段，所述第三管段的外径和内径均大于所述第一管段的内径和外径，且大于所述第二管段的内径和外径；

S130：水注成型：对所述第三管段进行水辅助注射成型处理，以形成所述肩盖；

S140：封口：切除所述第二管段，并封堵所述肩盖背离所述第一管段的一端。

S150：加工成孔：对水注成型后的所述肩盖加工形成贯穿所述肩盖的贯穿孔。

本发明技术方案中自行车竖管的制造方法中采用空心管材作为原始材料，可以减少物料的浪费，降低成本。通过对空心管材进行缩管处理，获得第一管段和第三管段为竖管本体和肩盖的初步雏形，以便后续对肩盖进行水辅助注射成型处理，使所述肩盖的外形与设计的肩盖外形相同，水辅助注射成型具有注塑周期更快、经济型更好、制品的壁厚更薄，且可以结构设计更复杂的优点，最后在肩盖加工形成贯穿所述肩盖的贯穿孔，用于后续装配前叉腿。由于原始材料为空心管材，那么切除第二管段后，肩盖远离竖管本体的一端或形成一个开口，需对该开口进行封口处理。

一实施例中，通过焊接封口件将开口封堵，另一实施例中，将第二管段压向开口处封堵开口之后切除多余废料。

如图6所示，所述缩管处理的步骤S120包括：

S121：对所述管材的一端进行缩管处理，使得所述管材的一端形成所述第二管段；；

S122：对所述管材的另一端进行缩管处理，使得所述管材的另一端形成所述第一管段，并在所述第一管段和第二管段之间形成所述第三管段；其中，所述第一管段的长度大于所述第二管段的长度。

如图5和图6所示，在本发明的一实施例中，所述缩管处理的步骤S120之前还包括：

S160：缩头：对所述管材的一端进行缩头处理；

S170：抽管：将所述管材经缩头处理的一端压入抽管机，所述抽管机对整个管材进行抽管处理。

可以理解的是，为便于将管材压入抽管机，对管材的一端进行缩头处理，经抽管技术处理过的的管材强度高，可在减小重量的同时，保持较高的强度与韧性。

如图5和图6所示，在本发明的一实施例中，所述水注成型的步骤S130之前还包括：

S180：车削：对所述第一管段的外径进行车削加工处理，以形成竖管本体。

可以理解的是，通过夹持第一管段和第二管段可对第一管段进行车削加工，获得设计的竖管本体的外径，满足设计需要，提高竖管本体1表面的光滑度。

本发明还提出一种自行车，该自行车包括自行车本体和上述的自行车竖管，该自行车竖管的具体结构参照上述实施例，由于本自行车采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的全部有益效果，在此不再一一赘述。其中，所述自行车竖管与所述自行车本体连接。

以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的创造构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。