[实用新型]高挠度三曲率截面的自行车的舒适座杆

说明书

技术领域

本实用新型关于自行车，特别是指一种高挠度的自行车座杆，该座杆经组态结合在车架的座管以减小传输至该自行车骑士的震动，达到乘骑舒适的目的。

背景技术

高性能自行车的设计除了考虑轻量化及空气阻力等要素外，避震及骑乘的舒适性也被认为是极重要的性能诉求。道路的巅簸及长程的乘骑往往使骑者感觉不舒服及易疲累；尤以骑乘登山车(Mountain Bike)于山坡地形时震动冲击由轮圈(Wheel)、车架(Frame)经座杆(Seat Post)传到座垫(Saddle)，造成骑者胯部非常不舒服。

虽然，在高性能自行车的材料选用上已采用震动衰减性(Vibration Damping)较钢或铝金属好的碳纤维复合材料(Carbon Fiber Reinforced Plastics，CFRP)，但仍然无法达到舒适的要求，震动仍然可能会通过由CFRP制成的车架及座杆而传至骑者，产生不舒适感。因此如何改良这些组件，尤以座杆的构形，成为各品牌追求的目标。于此，在一改良实用新型中例如US Patent No.9，039，024B1，公开了底座垫及车架座管之间的座杆截面，非一般全圆管曲率半径的设计，意图改变座杆弧型曲率(Curvature)来进一步增加减震，该前述实用新型自行车座杆(Seat post)的形状分为两个部分，如图1，第一部分为曲率半径r₁的圆弧(Arc)，此圆弧的长度(Arc length)为大于或等于πr₁(半圆周)，并且小于2πr₁(全圆周)；第二部分连接于第一部分，曲率半径为r₂，且r₂>r₁。该座杆的问题是第二部分r₂弧长并无背衬与座管(Seat tube)相接触(Contact)，此可参考其图所示，骑乘者前后摆动无足够的反作用力支持，相对是不稳定的；在骑乘方向动作时，向后摆动只有2倍αr₁的弧长与座管相接触，此段弧长相对半圆周(πr₁)小很多，所有骑乘者的重量都施力于此区域(理论上为2αr₁左右共有的区域)，造成此区域的应力(Stress)变高很多，座杆容易变形损坏(Failure)。在实际使用时，若座杆采用碳纤维复合材料(CFRP)，此种设计更由于CFRP材料的应力集中系数较金属铝更高，上述座杆接触座管作用力的接触面更容易损坏，在实际应用上并无务实的效果。

实用新型内容

基于上述，发明人提供一种高挠度三曲率截面的自行车的舒适座杆，所述座杆向上的一端连接一自行车的一座垫，该座杆向下的另一端连接至该自行车的车架，利用自行车骑乘行进方向正向弯曲惯性矩(Inertia moment)较小而侧向弯曲惯性矩较大的几何特性，使骑乘者前后受力弯曲时座杆有较大的挠度(Flexibility)，而侧向转弯时，座杆仍保有近乎圆管的弯曲刚性，不影响转弯时的能量效率。

本实用新型提供一种三曲率截面的自行车的座杆，包括：一第一杆壁，该第一杆壁具有第一曲率半径为R1的圆弧，此圆弧长小于πR1，所述第一杆壁设于朝向一自行车的前端(Forward)方向；一第二杆壁，该第二杆壁具有第二曲率半径R2，该R2大于R1，该第二杆壁设于朝向该自行车后端(Rearward)的方向；一第三曲率半径R3，由该第二杆壁的两端部分分别连接至该第一杆壁两端部分所定义，该R3<R1；该自行车行进一地面上，本实用新型的座杆经上述配置以减低源自该自行车车轮承受地面撞击反馈并传输至该自行车骑乘者的震动，相较于现有车架的座杆，骑乘者感觉到本实用新型座杆的柔软性及骑乘的舒适感。

该座杆或所连接的车架及其座管等可经建构为在一树脂基材(Matrix)中的多层碳纤维(Carbom fiber)材料的复合物(Composite)，例如碳纤维预浸料(Prepreg)所积叠而成。本实用新型也可选用其他适合材料及/或构造方法，如该发明本领域技术人员能了解并实施的。

本实用新型以下一些实施例，其中R2>R1(或R3<R1<R2)，其中，该R1的弧长小于πR1。

本实用新型一实施例，座杆结合在一车架上，该座杆为车架座管的延伸。

本实用新型一实施例，座杆结合在一车架的圆形座管的空间内(相对于R2的圆弧部分)，以垫片(Shim)支撑(Back-up)，提高骑乘时的稳定性及安全性。