本實(shí)用新型涉及自行車生產(chǎn)制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種碳纖維自行車架及自行車。

背景技術(shù)：

隨著人們生活水平的不斷提高，人們對(duì)自行車的要求也越來(lái)越高，尤其是對(duì)自行車的破風(fēng)設(shè)計(jì)提出很高的要求。破風(fēng)設(shè)計(jì)，就是指通過(guò)對(duì)自行車的各零部件的形狀結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，進(jìn)而減少自行車前進(jìn)時(shí)受到的風(fēng)的阻力。

圖1是目前的碳纖維自行車架的破風(fēng)部的示意圖，如圖1所示，碳纖維自行車架的下管7靠近頭管1和前叉9的一端的下部需要制作成向下凸起的形狀，稱之為破風(fēng)部10。顧名思義，破風(fēng)部10的主要作用是通過(guò)改變風(fēng)的流動(dòng)方向及路徑，進(jìn)而減少自行車前進(jìn)過(guò)程中受到的迎面而來(lái)的風(fēng)的阻力。如圖1所示，破風(fēng)部10平行于自行車前進(jìn)方向的截面的底部是一個(gè)鈍角802，正是該鈍角802的設(shè)計(jì)起到了破風(fēng)作用。

但是，在碳纖維自行車架中，碳纖維的排列與自行車的強(qiáng)度有關(guān)。碳纖維之間越趨向平行(即0°或者180°)，自行車的強(qiáng)度越好；碳纖維之間越趨向相互垂直(即90°或者270°)，自行車的強(qiáng)度越差。這就是碳纖維的順向性，順向性越好，纖維越直，碳纖維的強(qiáng)度越好。

目前的破風(fēng)部都是與自行車架通過(guò)使用碳纖維一體成型的工藝制作出來(lái)的，整個(gè)破風(fēng)部的碳纖維角度均為稍大于90°的鈍角802，其順向性極差，強(qiáng)度不足。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的一個(gè)目的在于：提供一種碳纖維自行車架，能改善破風(fēng)部的順向性，增強(qiáng)碳纖維自行車架的強(qiáng)度。

本實(shí)用新型的另一個(gè)目的在于：提供一種自行車，能改善破風(fēng)部的順向性，增強(qiáng)自行車的強(qiáng)度。

為達(dá)此目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：

一方面，提供一種碳纖維自行車架，包括上管、頭管和下管；

所述頭管的上端與所述上管連接，所述頭管的下端與所述下管連接；所述下管位于所述上管的下方；

還包括填充塊，所述填充塊與所述下管靠近所述頭管的一端的底部連接；

所述填充塊在所述下管所在的豎直面上的截面的底部的夾角為鈍角；

所述填充塊的材料為金屬、塑料或者硬質(zhì)泡沫。

具體地，填充塊在下管所在的豎直面上的截面指填充塊平行于自行車前進(jìn)方向的截面。

具體地，所述碳纖維自行車架包括五通、頭管、上管、下管、座管、后上叉和后下叉；所述頭管的上端與所述座管的上端通過(guò)上管連接，所述座管的下端與五通連接，所述五通與所述頭管的下端通過(guò)下管連接，所述后上叉與后下叉位于所述座管遠(yuǎn)離所述頭管的一側(cè)，所述后上叉位于所述后下叉的上方，所述后上叉的一端與座管的上部連接，另一端與后下叉的一端連接，所述后下叉的另一端與五通連接。

將破風(fēng)部設(shè)置為非碳纖維材料制作的填充塊，既能保證原有的破風(fēng)結(jié)構(gòu)和破風(fēng)效果，又能避免破風(fēng)部的順向性問(wèn)題。

作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，還包括碳纖維貼片，

所述碳纖維貼片設(shè)置在所述填充塊與下管的外表面和所述填充塊與下管之間。

具體地，填充塊主要是通過(guò)鋪碳纖維貼片的方式與下管連接起來(lái)的。不僅在填充塊與下管之間鋪設(shè)碳纖維貼片，而且用碳纖維貼片將填充塊與下管包裹住。通過(guò)鋪碳纖維貼片，不僅可以保證填充塊與下管的連接強(qiáng)度，還能保證整車的質(zhì)量較輕。

進(jìn)一步地，80％～90％的碳纖維貼片設(shè)置在所述填充塊與下管之間；10％～20％的碳纖維貼片設(shè)置在所述填充塊與下管的外表面。

具體地，80％-90％的碳纖維貼片鋪在填充塊與下管的接觸面上，這部分的碳纖維貼片是主要的受力部分，解決填充塊與下管連接處的強(qiáng)度問(wèn)題；10％～20％的碳纖維貼片設(shè)置在所述填充塊與下管的外表面，主要使填充塊與下管結(jié)合起來(lái)，保證整體造型。

進(jìn)一步地，所述填充塊與所述下管之間還設(shè)有粘膠，所述粘膠設(shè)置在所述碳纖維貼片與所述填充塊之間。

具體地,在碳纖維貼片與填充塊之間設(shè)置粘膠,會(huì)使填充塊與下管的連接強(qiáng)度變高,方便后續(xù)的加工操作。

進(jìn)一步地，所述填充塊與所述下管的接觸面為弧面。

具體地，因?yàn)樘畛鋲K與下管的接觸面處鋪有碳纖維貼片，所以為了保證碳纖維貼片的順向性，把填充塊與下管的接觸面設(shè)為光滑的弧面，使弧面處的碳纖維貼片的夾角盡量接近180°，以保證填充塊與下管之間的碳纖維貼片的強(qiáng)度。

進(jìn)一步地，所述填充塊為空心結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步地，所述填充塊為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

具體地，填充塊的是設(shè)置在碳纖維貼片里面，被碳纖維貼片包裹住的，填充塊的主要作用是保證碳纖維貼片的整體造型，所以只要保證了填充塊的外部造型，就可以把填充塊設(shè)置為網(wǎng)狀空心結(jié)構(gòu)，以減少填充塊的質(zhì)量。

作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述鈍角為100°～120°。

具體地，經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)填充塊在平行于自行車前進(jìn)方向上的截面的底部的夾角為100°～120°之間時(shí)，其破風(fēng)效果較好。

進(jìn)一步地，所述鈍角為109°。

具體地，經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)填充塊在平行于自行車前進(jìn)方向上的截面的底部的夾角為109°時(shí)，其破風(fēng)效果最好。

另一方面，提供一種自行車，包括上述的碳纖維自行車架，還包括前輪、后輪、前叉與車把；

所述前叉貫穿所述頭管，所述前叉的下部與所述前輪轉(zhuǎn)動(dòng)連接；所述前叉的上部與所述車把固定連接；

所述碳纖維自行車架遠(yuǎn)離所述頭管的一端與所述后輪轉(zhuǎn)動(dòng)連接。

具體地，前叉貫穿所述頭管，前叉的上部與所述車把固定連接，所述前叉的下部設(shè)有第一軸承，第一軸承與前輪滾動(dòng)連接。后上叉與后下叉連接處設(shè)有第二軸承，第二軸承與后輪滾動(dòng)連接。

本實(shí)用新型的有益效果為：提供一種碳纖維自行車架及自行車，通過(guò)在破風(fēng)部設(shè)置填充塊，進(jìn)而改善破風(fēng)部的順向性，增強(qiáng)碳纖維自行車架及自行車的強(qiáng)度。

附圖說(shuō)明

下面根據(jù)附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

圖1為背景技術(shù)所述的破風(fēng)部的示意圖；

圖2為實(shí)施例一所述的碳纖維自行車架的示意圖；

圖3為圖2中A處的局部放大圖；

圖4為圖3中的零部件的爆炸圖。

圖中：

1、頭管；2、上管；3、座管；4、后上叉；5、后下叉；6、五通；7、下管；8、填充塊；801、弧面；802、鈍角；9、前叉；10、破風(fēng)部。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖并通過(guò)具體實(shí)施方式來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案。

實(shí)施例一

一種碳纖維自行車架，包括五通6、頭管1、上管2、下管7、座管3、后上叉4和后下叉5；頭管1的上端與座管3的上端通過(guò)上管2連接，座管3的下端與五通6連接，五通6與頭管1的下端通過(guò)下管7連接，后上叉4與后下叉5位于座管3遠(yuǎn)離頭管1的一側(cè)，后上叉4位于后下叉5的上方，后上叉4的一端與座管3的上部連接，另一端與后下叉5的一端連接，后下叉5的另一端與五通6連接。其中，在下管7靠近頭管1的一端的底部還設(shè)有內(nèi)部為空心結(jié)構(gòu)，外部為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的鋁合金填充塊8，填充塊8在下管7所在的豎直面上的截面的底部的夾角為109°的鈍角802。具體地，將破風(fēng)部10設(shè)置為非碳纖維材料制作的填充塊8，既能保證原有的破風(fēng)結(jié)構(gòu)和破風(fēng)效果，又能避免破風(fēng)部10的順向性問(wèn)題。

填充塊8與下管7的外表面和填充塊8與下管7之間均設(shè)有碳纖維貼片，以使填充塊8與下管7得到連接。填充塊8與下管7之間還設(shè)有粘膠，粘膠設(shè)置在碳纖維貼片與填充塊8之間。其中，85％的碳纖維貼片設(shè)置在填充塊8與下管7之間；15％的碳纖維貼片設(shè)置在填充塊8與下管7的外表面。于其它實(shí)施例中，80％的碳纖維貼片設(shè)置在填充塊8與下管7之間；20％的碳纖維貼片設(shè)置在填充塊8與下管7的外表面。于其它實(shí)施例中，90％的碳纖維貼片設(shè)置在填充塊8與下管7之間；10％的碳纖維貼片設(shè)置在填充塊8與下管7的外表面。具體地，填充塊8主要是通過(guò)鋪碳纖維貼片的方式與下管7連接起來(lái)的。不僅在填充塊8與下管7之間鋪設(shè)碳纖維貼片，而且用碳纖維貼片將填充塊8與下管7包裹住。通過(guò)鋪碳纖維貼片，不僅可以保證填充塊8與下管7的連接強(qiáng)度，還能保證整車的質(zhì)量較輕。80％-90％的碳纖維貼片鋪在填充塊8與下管7的接觸面上，這部分的碳纖維貼片是主要的受力部分，解決填充塊8與下管7連接處的強(qiáng)度問(wèn)題；10％～20％的碳纖維貼片設(shè)置在填充塊8與下管7的外表面，主要使填充塊8與下管7結(jié)合起來(lái)，保證整體造型。

于本實(shí)施例中，填充塊8與下管7的接觸面為平滑的弧面801。具體地，因?yàn)樘畛鋲K8與下管7的接觸面處鋪有碳纖維貼片，所以為了保證碳纖維貼片的順向性，把填充塊8與下管7的接觸面設(shè)為光滑的弧面801，使弧面801處的碳纖維貼片的夾角盡量接近180°，以保證填充塊8與下管7之間的碳纖維貼片的強(qiáng)度。

于其它實(shí)施例中，填充塊8的材料為鈦合金、精鋼等金屬，或者是塑料，或者是硬質(zhì)泡沫。

于其它實(shí)施例中，填充塊8為實(shí)心體。

于其它實(shí)施例中，填充塊8在下管7所在的豎直面上的截面的底部的鈍角802為100°或者120°。

實(shí)施例二

一種自行車，包括實(shí)施例一的碳纖維自行車架、前叉9、前輪、后輪和車把。前叉9貫穿頭管1，前叉9的上部與車把固定連接，前叉9的下部設(shè)有第一軸承，第一軸承與前輪滾動(dòng)連接。后上叉4與后下叉5連接處設(shè)有第二軸承，第二軸承與后輪滾動(dòng)連接。

本文中的“第一”、“第二”僅僅是為了在描述上加以區(qū)分，并沒(méi)有特殊的含義。

需要聲明的是，上述具體實(shí)施方式僅僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例及所運(yùn)用技術(shù)原理，在本實(shí)用新型所公開(kāi)的技術(shù)范圍內(nèi)，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員所容易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。