TWI674932B - 管件加工孔強化結構 - Google Patents

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Abstract

一種管件加工孔強化結構，其包含有一本體、一凹盆部及一加工孔，其中該凹盆部凹設於該本體，並包含一外底面及一外環面，該外環面自該外底面向外漸擴，並與該本體滑順的連接形成第一圓弧面，該加工孔貫穿設於該凹盆部的外底面，該加工孔的面積略小於該凹盆部外底面的面積。本發明的具有加工孔的管件，可利用圍繞於該加工孔外周的凹盆部分散應力，而可避免管件自加工孔周緣開始破裂，而在相同的重量下增加管件的強度。

Description

管件加工孔強化結構
本發明關於一種管件的加工孔，特別關於一種管件的加工孔強化結構。
請配合參考圖7，一般具有加工孔91的管件90受到如彎曲或扭轉的外力影響時，應力集中區域92會落在加工孔91周緣，而使得管件90容易自加工孔91周緣開始破裂，而縮短管件90的使用壽命。
現有的改善方法為，在管件90的加工孔91周緣處增加壁厚，例如，於金屬管件90的加工孔91周緣焊接一加強塊，而增加加工孔91周緣的厚度，進而增加管件90加工孔91周緣的強度，使加工孔91周緣較不易破裂。
雖然增加管件90的加工孔91周緣處的壁厚可以強化管件90加工孔91周緣強度，使之較不易破裂，但是同時也增加了管件90的重量，較為不理想。
有鑒於此，本發明的主要目的在於提供一種管件加工孔強化結構，其利用環繞設置於加工孔外圍的凹陷部，使管件的應力集中區域落在凹陷部，增加管件的強度，使管件較不易自加工孔周緣開始破裂，而在相同的重量下，加強加工孔周緣的強度。
為了達到上述目的，本發明的管件加工孔強化結構，其包含 一本體，係為金屬材質或複合材質，其包含一外管面、一內管面、一中心孔以及一管厚；一凹盆部，自該本體的外管面向內管面凹設，該凹盆部的壁厚與該本體管厚尺寸相等，其包含一外底面、一外環面，該凹盆部的外環面自該外底面向外漸擴，且該凹盆部的外環面與該本體外管面滑順的連接形成第一圓弧面，該第一圓弧面與該凹盆部的外環面相接切線的延伸線與垂直於該凹盆部凹設方向的平面形成夾角，該夾角角度小於90度大於等於15度；以及一加工孔，貫穿設於該凹盆部的外底面，並與該本體的中心孔連通，該加工孔的面積略小於該凹盆部外底面的面積。
如上所述的管件加工孔強化結構，較佳的是，該凹盆部自該本體外管面向內凹設的深度為該管厚尺寸的1至3倍。
如上所述的管件加工孔強化結構，較佳的是，該凹盆部的外環面與該本體的外管面的假想交線於該凹盆部的一徑向相對兩端形成的假想交點間的距離為該加工孔相對應的徑向相對兩端的距離的1.3到3倍。
如上所述的管件加工孔強化結構，較佳的是，該第一圓弧面的圓角半徑為該本體管厚尺寸的1到5倍，或該第一圓弧面為一曲率連續變化的曲面，該曲面的曲率半徑為該本體管厚尺寸的1到5倍。
於一實施例中，該凹盆部的外環面與外底面相接形成交角。
於另一實施例中，該凹盆部的外環面與外底面相接形成一第二圓弧面，該第二圓弧面所形成的圓角半徑小於等於該本體管厚尺寸的5倍，或該第二圓弧面為一曲率連續變化的曲面，該曲面的曲率半徑為小於等於該本體管厚尺寸5倍。
如上所述的管件加工孔強化結構，較佳的是，該第一圓弧面與該凹盆部的外環面相接切線的延伸線與垂直於該凹盆部凹設方向的平面形成的夾角角度範圍為30度至75度。
如上所述的管件加工孔強化結構，其中該本體係為鋁合金或碳纖維材質。
本發明管件加工孔強化結構，利用凹設於管件本體並環繞於加工孔外側的凹盆部的結構，讓管件的應力集中區域落在凹盆部而非加工孔周緣，而有效避免管件容易自加工孔周緣開始破裂，而在相同的重量下，加強管件的結構強度，延長管件的使用壽命。
10‧‧‧本體
11‧‧‧外管面
12‧‧‧內管面
13‧‧‧中心孔
20、20A‧‧‧凹盆部
21、21A‧‧‧外底面
22、22A‧‧‧外環面
23、23A‧‧‧第一圓弧面
24‧‧‧第二圓弧面
30‧‧‧加工孔
40‧‧‧應力集中區域
T‧‧‧管厚
S‧‧‧內凹深度
α‧‧‧夾角
D1‧‧‧距離
D2‧‧‧距離
90‧‧‧管件
91‧‧‧加工孔
92‧‧‧應力集中區域
圖1為本發明較佳實施例的立體外觀圖。
圖2為本發明較佳實施例的俯視圖。
圖3為本發明較佳實施例的側視剖面圖。
圖4為本發明較佳實施例的端視剖面圖。
圖5為本發明另一較佳實施例的側視剖面圖。
圖6為本發明較佳實施例的應力集中區域示意圖。
圖7為現有管件的應力集中區域示意圖。
為了能詳細瞭解本發明的技術特徵及實用功效，並可依照說明書的內容來實現，茲進一步以如圖所示的較佳地實施例，詳細說明如後：請配合參考圖1至圖4，本發明為一種管件加工孔強化結構，其包含有一本體10、一凹盆部20及一加工孔30。
該本體10係可為金屬材質或複合材質，如鋁合金管、不銹鋼管、碳纖維管等等，其可為圓管、扁圓管、方管或彎管等等，包含一外管面11、一內管面12、一中心孔13及一管厚T。
該凹盆部20自該本體10的外管面11向內管面12方向凹設，該凹盆部20的壁厚與該本體10的管厚T尺寸相等；該凹盆部20包含一外底面21及一外環面22，該凹盆部20的外環面22自該外底面21向外漸擴，而使外環面22形成一坡度，該外環面22與該本體10的外管面11滑順的連接形成第一圓弧面23，其中，該凹盆部20自該本體10外管面11內凹深度S(由垂直於凹盆部20凹設方向並與本體10的外管面11相切的切面至凹盆部20外底面21的距離)為該管厚T尺寸的1至3倍，該第一圓弧面23的圓角之半徑為該本體10管厚T尺寸的1到5倍，或該第一圓弧面23為一曲率連續變化的曲面，該曲面的曲率半徑為該本體10管厚T尺寸的1到5倍；該凹盆部20的外環面22與外底面21滑順的相接形成第二圓弧面24，該第二圓弧面24的圓角半徑小於等於該本體10管厚T的5倍，或是該第二圓弧面24為一曲率連續變化的曲面，該曲面的曲率半徑為小於等於該本體10管厚T尺寸5倍；該第一圓弧面23與該凹盆部20的外環面22相接切線與垂直於該凹盆部20凹設方向的平面形成夾角α，該夾角α角度小於90度大於等於15度，其中該夾角α較佳尺寸為小於等於75度大於等於30度。
該加工孔30貫穿設於該凹盆部20的外底面21，並與該本體10的中心孔13連通，該加工孔30的面積略小於該凹盆部20外底面21的面積，較佳的是，該凹盆部20的外環面22的切線與該本體10的外管面11的假想交線於該凹盆部20的一徑向相對兩端形成的假想交點間的距離D1為該加工孔30相對應的徑向相對兩端的距離D2的1.3到3倍。
請配合參考圖5，為本發明的另一較佳實施例，於本實施例中，該凹盆部20A的外環面22A及外底面21A相接形成一交角，而非圓角。
本發明的管件加工孔強化結構的製造方式可為，將本體10固定後，利用對應凹盆部20形狀的模具下壓，而於該本體10形成內凹的凹盆部20後，再利用鑽孔工具自該凹盆部20的外底面21鑽孔形成加工孔30，而完成本發明的管件加工孔強化結構的成品，其中具有本發明的加工孔強化結構的管件，可應用於如腳踏車的車把手部位，而可將腳踏車的剎車線及變速線自加工孔30內藏至管件內，並以凹盆部20增加管件的強度及使用壽命，而使應用本發明的腳踏車具有結構強、重量輕、並可內藏走線較為美觀的特點。
請配合參考圖6，本發明的管件加工孔強化結構，在受到彎曲或扭轉的外力影響時，應力集中區域40會落在凹盆部20內，並集中在第一圓弧面23處，而非加工孔30的周緣，而可利用環繞於加工孔30外側的凹盆部20分散應力，有效的避免管件容易自加工孔30周緣開始破裂，本發明的管件加工孔強化結構的結構簡單、製造容易，並可在相同的管件重量，加強管件的結構強度，並延長管件的使用壽命。
以上所述，僅是本發明的較佳實施例，並非對本發明做任何形式上的限制，任何所屬技術領域中具有通常知識者，若在不脫離本發明所提技術特徵的範圍內，利用本發明所揭示技術內容所做出局部更動或修飾的等效實施例，並且未脫離本發明的技術方案內容，均仍屬於本發明技術特徵的範圍內。

Claims (10)

  1. 一種管件加工孔強化結構，其包含一本體，係為金屬材質或複合材質，其包含一外管面、一內管面，一中心孔及一管厚；一凹盆部，自該本體的外管面向內管面凹設，該凹盆部的壁厚與該本體管厚尺寸相等，其包含一外底面、一外環面，該凹盆部的外環面自該外底面向外漸擴，且該凹盆部的外環面與該本體外管面滑順的連接形成第一圓弧面，該第一圓弧面與該凹盆部的外環面相接切線的延伸線與垂直於該凹盆部凹設方向的平面形成夾角，該夾角角度小於90度大於等於15度；以及一加工孔，貫穿設於該凹盆部的外底面，並與該本體的中心孔連通，該加工孔的面積略小於該凹盆部外底面的面積。
  2. 如請求項1所述的管件加工孔強化結構，其中該凹盆部自該本體外管面向內凹設的深度為該管厚尺寸1至3倍；凹盆部的外環面與該本體的外管面的假想交線於該凹盆部的一徑向相對兩端形成的假想交點間的距離為該加工孔相對應的徑向相對兩端的距離的1.3到3倍。
  3. 如請求項2所述的管件加工孔強化結構，其中該第一圓弧面的圓角半徑為該本體管厚尺寸的1到5倍。
  4. 如請求項2所述的管件加工孔強化結構，其中該第一圓弧面為一曲率連續變化的曲面，該曲面的曲率半徑為該本體管厚尺寸的1到5倍。
  5. 如請求項2至4中任一項所述的管件加工孔強化結構，其中該第一圓弧面與該該凹盆部的外環面相接切線的延伸線與垂直於該凹盆部凹設方向的平面形成的夾角角度範圍為30度至75度。
  6. 如請求項5所述的管件加工孔強化結構，其中該凹盆部的外環面與外底面相接形成交角。
  7. 如請求項5所述的管件加工孔強化結構，該凹盆部的外環面與外底面相接形成一第二圓弧面，該第二圓弧面所形成的圓角半徑小於等於該本體管厚尺寸的5倍。
  8. 如請求項5所述的管件加工孔強化結構，該凹盆部的外環面與外底面相接形成一第二圓弧面，該第二圓弧面為一曲率連續變化的曲面，該曲面的曲率半徑小於等於該本體管厚尺寸5倍。
  9. 如請求項5所述的管件加工孔強化結構，其中該本體係為鋁合金材質或碳纖維材質。
  10. 如請求項7所述的管件加工孔強化結構，其中該本體係為鋁合金材質或碳纖維材質。
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