專利名稱：用于自行車的減震車架的制作方法
技術領域：
本發明大體上涉及自行車的車架，更具體地說涉及一種其形狀和結構是這樣設計的自行車車架，即它能夠在騎自行車期間自動地吸收并削弱由車輪施加在自行車騎手上的機械震動和沖擊。
如上所述，自行車具有兩個輪子，即前輪和后輪，并且輪胎安裝在金屬輪緣上，而該金屬輪緣通過32、36或40根輻條與每個輪子的輪轂同軸地裝配在一起，這些輻條有規則地并且切向地安裝在輪轂的兩個端部的圓周邊緣上。前后輪轂的軸每一個都由懸架、座支撐和鏈支撐固定。
車架形成自行車的框架，并且包括固定前輪軸的懸架、在其中軸向安裝懸架的前管、通過下管連接在前管上的底托架殼、在其第一端部處連接在底托架殼上并且在其第二端部處固定有鞍座的車座管、使車座管的上面部分與前管的上面部分連接的上管、在其第一端部處連接在底托架殼上并且在其第二端部連接在后輪轂的軸上的鏈支撐、以及在其第一端部處連接在車座管的上面部分上并且在其第二端部處連接在后輪轂的軸上的座支撐。
根據自行車的類型，自行車的鞍座可以設計成具有適當的尺寸和形狀。鞍座在其基底處安裝在車座管的頂部上，并且在該基底上安裝有皮質或塑料座。設計成以相對較低速度運動的一般類型自行車設有具有高彈性彈簧的寬鞍座，而設計成以相對較高速度的專門類型的自行車例如賽車設有具有低彈性彈簧的窄鞍座。也就是說，在這種專門類型的自行車中，鞍座設置在車架的前面部分處，因為鞍座的這種前面位置防止騎手的腿傾斜向側面并且增加了踏板的推動力。由于在踏板的推動能量上的增加，所以這種專門類型的自行車的鞍座不需要高彈性的彈簧。
鏈條和變速調擋裝置將驅動力傳遞給后輪并且在根據所調節的齒輪比來改變驅動力的速度期間驅動后輪。踏板設計成具有與自行車騎手的一般鞋子相符的尺寸和形狀，但是應該理解的是踏板的尺寸和形狀可以根據使用這些踏板的自行車類型來改變。橡膠踏板通常用作一般類型自行車的踏板，金屬踏板優選用作運動自行車的踏板，并且窄踏板優選用作賽車的踏板。在自行車中，左踏板通過利用能夠防止踏板松開的左螺紋安裝在使用相應曲柄上。這些曲柄優選由鍛鋼或合適的合金制成并且使用開口銷安裝在曲柄軸上。
在自行車的變速調擋裝置中，鏈輪和設置在后輪轂的軸處的后鏈輪之間的齒數比在本領域中被稱為齒輪比。這種齒輪比決定了曲柄軸和后輪轂的軸之間的轉速比和力矩比。后鏈輪優選由鋼和輕合金制成，并且可以設計成為單個鏈輪、由以兩個適當間隙同軸布置的不同尺寸鏈輪構成的雙鏈輪組件或者由三個以適當間隙同軸布置的不同尺寸鏈輪構成的三鏈輪組件。當這種雙鏈輪組件或三鏈輪組件與多個飛輪組合在一起時，它們與多個飛輪協作形成具有8個至15個變速擋的變速調擋裝置，并且優選用在運動自行車中。一般類型自行車的鏈條選自標稱尺寸為1/2×1/8的滾輪鏈條，而用于具有帶有8個至15個變速擋的變速調擋裝置的運動自行車的鏈條選自標稱尺寸為1/2×3/32的較窄滾輪鏈條。變速調擋裝置是一種變速機構，它讓騎手能夠通過根據行駛狀況例如路況、風速和所要求的自行車的運行速度來調節齒輪比從而選擇最優的齒輪比。用于自行車的傳統變速調擋機構分成兩種類型，即在后輪轂中具有行星齒輪機構的輪轂齒輪型變速調擋機構以及使驅動鏈條從一個鏈輪切換到另一個上的變速器型變速調擋機構。
自行車的典型車架由多根管子構成，這些管子被組合成具有由兩個三角架的組合形成的分開菱形形狀的整體結構。車架的這些管子選自外徑為25.4-28.6mm并且厚度為1-1.4mm的低碳鋼管或高強度鋼管。自行車車架的這些管子可以選自特種鋼管。在該情況中，車架是通過將這種特種鋼管安裝進連接件中然后黃銅焊或釬焊這些特種鋼管和連接件之間的接點來生產的，所述連接件可以通過壓制厚度為0.4-1.0mm的薄輕坯料來形成，或者由可鍛鑄鐵制成。
但是，用于自行車的傳統車架的所有鋼管在一起是通過利用焊接工藝在它們的接點處整合而連接成一種整體結構的，因此這種車架的生產耗費了過多的時間，從而延長了生產時間并且降低了自行車生產工藝的生產率。
由于車架的所有管子是通過在其接點處將這些管子焊接在一起而結合成一種整體結構的，所以可能會產生由于劣質焊接效果而導致的焊接不好的接點。在這種情況中，產品的質量降低。另外，有時在自行車的生產過程中必須一個接一個拆卸下自行車的各個零件之后重新裝配這些自行車。
傳統的自行車車架具有僅僅支撐著自行車的框架的強度，并且因此當在不平坦表面上騎這些自行車時這些車架直接將來自車輪的機械震動和沖擊傳遞給騎手而沒有實現震動吸收效果。也就是說，在傳統車架上或在車輪和車架的接點處沒有設置任何用于吸收機械震動和沖擊的裝置，因此當車輪產生震動或沖擊時，該震動或沖擊通過車架、鞍座和操縱車把直接從輪子傳遞給騎手。在這種情況中，會對騎手造成安全危險。
當然，已經提出了一些傳統的在輪子和/或車架處設有用來吸收震動和沖擊的減震裝置的休閑運動自行車，例如MTBs。但是，傳統減震裝置在自行車的這種安裝只限于專門設計的自行車。另外，用于自行車的這種傳統的減震裝置必須通過組裝多個零件來生產出，從而在自行車的生產過程中耗費了過多的時間并且增加了自行車的生產成本，并且不方便用戶維護自行車。
為了實現上述目的，本發明提供一種自行車，它包括鞍座、支撐鞍座的車架、利用輪轂軸可轉動地裝在車架上的前后輪子、安裝在車架上用來將驅動力傳遞給后輪的鏈條驅動裝置以及安裝在車架和后輪軸上用來將由鏈條驅動裝置施加的驅動力傳遞給后輪同時根據可變的齒輪比來改變驅動力的速度的變速調擋裝置，所述車架包括圓柱形前管裝置，安裝并固定著操縱車把以及支撐前輪的懸架；主管，在其第一端部處連接在前管裝置上；中央連接裝置，它連接在主管的第二端部上，并且可轉動地支撐著鏈條驅動裝置；U形彎曲彈性管，該彈性管在其第一端部處連接在中央連接裝置上，并且在其第二端部處連接在前管裝置和主管上，從而使所述第二端部可以上下移動；固定鞍座的鞍座連接裝置，該鞍座連接裝置與彈性管接合，從而使該彈性管穿過鞍座連接裝置；后輪轂支承裝置，它在中央連接裝置和鞍座連接裝置之間的位置處設置在彈性管上，并且固定著后輪軸；以及減震裝置，它在其第一端部處鉸接在鞍座連接裝置上，并且在其第二端部處連接在中央連接裝置上，從而使彈性管和減震裝置吸收從前后輪施加在車架上的沖擊和震動。
優選實施方案的詳細說明現在參照附圖，在這些附圖中相同的參考標號在不同附圖中用來表示相同或相似的部件。


圖1為示意圖，顯示出根據本發明的優選實施方案用于自行車的減震車架的結構。圖2為車架的平面圖，從中拆除了鞍座連接裝置和減震裝置。如在這些圖中所示一樣，自行車的車架100包括前管裝置10和中央連接裝置20，它們利用主管30相互連接在一起。彎曲成U形的彈性管40在其第一端部處連接在中央連接裝置20上，而前管裝置裝置10和主管30連接在彈性管40的第二端部上。安裝在彈性管40的中間部分處的是鞍座連接裝置50，該裝置還通過由氣缸和活塞構成的減震裝置60連接在中央連接裝置20上。
主管30支撐著車架100的結構，并且在其第一端部處與固定著操縱車把(未示出)和懸架(未示出)的前管裝置10結合。主管30的第二端部連接在中央連接裝置20上。安裝托架31安裝在前管裝置10和主管30的接點處，從而使托架31連接在前管裝置10和主管30上。可動夾具32可轉動地連接在安裝托架31上。也就是說，可動夾具32通過，例如，鉸接結構在其第一端部處可轉動地安裝在安裝托架31上。可動夾具32的第二端部連接在彈性管40的第二端部上。在這種情況中，為了實現彈性管40與夾具32的簡易裝配，夾具32優選由兩個部分即上下部分組成，這些部分利用緊固裝置例如緊固螺栓在一起緊固成一整體。
中央連接裝置20可轉動地支撐著鏈條驅動裝置200，該鏈條驅動裝置由具有踏板和鏈輪的曲柄軸構成。如圖3中所示，中央連接裝置包括夾持主管30的第二端部的主夾具21、形成在主夾具21周圍的氣缸夾具22以及形成在主夾具21和氣缸夾具22下面的管夾具23。
主夾具21夾持著主管30的第二端部，并且具有圓柱形形狀，其中央開口211形成在主夾具21的中央處并且夾持著鏈條驅動裝置200的曲柄軸。
氣缸夾具22通過鉸接連接夾持著減震裝置60的第二端部，并且整體形成在主夾具21的圓柱形外表面上。在這種情況中，包含在減震裝置60中的活塞桿的端部鉸接在氣缸夾具22上。
管夾具23夾持著彈性管40的第一端部。為了實現彈性管40與夾具23的簡易裝配，夾具23優選由兩個部分即上下部分構成，這兩個部分利用緊固裝置例如緊固螺栓在一起緊固成一整體。
彎曲彈性管40連接在后輪300上以吸收來自后輪的震動和沖擊。如圖1中所示，彈性管40在其第一端部處連接在中央連接裝置20的管夾具23上，并且在其第二端部處在穿過鞍座連接裝置之后連接在可動夾具32上。如圖4中所示該彈性管40在其中間部分處具有多個彎曲部分41、42和43，因此具有U形形狀。
也就是說，彈性管40在其第一端部處安裝在固定鏈條驅動裝置200的中央連接裝置20上，并且在其中間部分處由固定后輪300的后輪轂支承裝置70固定，并且之后在連接在可動夾具32上以使得該管子40能夠上下移動之前穿過鞍座連接裝置50。
車架100在中央連接裝置20和后輪轂支承裝置70之間的位置處即在中央連接裝置20的背面中的位置處還具有剎車支撐裝置80。該剎車支撐裝置80固定著剎車。如圖5中所示，剎車支撐裝置80包括Y形主構架81、設置在Y形主構架81的每個臂的端部處的剎車插銷82以及形成在Y形主構架81的端部的下表面上的管夾具83。
為了實現彈性管40和管夾具83的簡易裝配，夾具83優選由兩個部分即上下部分構成，這兩個部分利用緊固裝置例如緊固螺栓在一起緊固成一整體。在這種情況中，Y形主構架81和剎車插銷82在彈性管40與管夾具83裝配在一起時設置在彈性管40上方。
后輪轂支承裝置70固定著后輪300的輪轂軸。如圖6中所示，后輪轂支承裝置70包括具有用來在其中安裝并固定后輪300的輪轂軸的縱向狹槽的輪轂軸座71。該支承裝置70還具有變速調擋裝置夾具72和管夾持部件73。管夾持部件73在其中安裝著彈性管40的中間部分。變速調擋裝置夾具72包括有在輪轂軸座71和管子夾持部件73之間的位置處形成在裝置70的主體上的孔，并且固定著設在后輪300處的變速調擋裝置400的托架。管子固定部件73由兩個部分構成，這兩個部分以與針對管夾具23所述的相同方式通過緊固裝置例如緊固螺栓相互緊固在一起，因此將支承裝置70安裝在彈性管40的所要求部分上。如圖4中所示，后輪轂支承裝置70的管夾持部件73在管子40的兩個彎曲部分42和43之間的位置處安裝在彈性管40上。
鞍座連接裝置50固定著鞍座，從而使得騎手能夠坐在其上同時駕駛自行車。如圖7中所示，鞍座連接裝置50包括氣缸夾具52、軸安裝孔51和管夾具53。氣缸夾具52設在裝置50的下面部分處，并且通過鉸接連接夾著減震吸收裝置60的第一端部。軸固定孔51沿著鞍座連接裝置50的中心軸形成，并且在其中安裝并固定著鞍座的軸。管夾具53設置在裝置50的上面部分處用來夾著彈性管40。
在這種情況中，管夾具53由兩個部分構成，這兩個部分以與針對管夾具23或后輪轂支承裝置70的管夾持部件73所述的相同的方式通過緊固裝置例如緊固螺栓而相互緊固在一起，因此夾著彈性管40的中間部分。也就是說，鞍座連接裝置50在所述管夾具53處安裝在彈性管40的中間部分上。在這種情況中，管夾具53是這樣設計的，即兩個管固定孔形成在軸固定孔51的兩個側面處以便如在下面所詳細描述的一樣夾住兩個彈性管40。
減震裝置60用來吸收并且削弱由前后輪300和500施加在車架100上的沖擊和震動。如圖8中所示，減震裝置60包括汽缸62和活塞63，并且在汽缸和活塞的端部處設有兩個鉸鏈環61以便在第一個環61處鉸接在鞍座連接裝置50的氣缸夾具52上并且在第二個環61處鉸接在中央連接裝置20的氣缸夾具22上。在這種情況中，減震裝置60這樣設置，即汽缸62的環61鉸接在鞍座連接裝置50的氣缸夾具52上，并且活塞63的環61鉸接在中央連接裝置20的氣缸夾具22上。
本發明的車架100具有兩個形狀和結構都相同的彈性管40。這兩根彈性管40在其第一端部處連接在中央連接裝置20的管夾具23上，穿過設置在鞍座連接裝置50的管夾具53處的兩個管固定孔并且在它們的第二端部處連接在可動夾具32上。在這種情況中，兩根彈性管40每一個在中央連接裝置20和鞍座連接裝置50之間的它們的中間部分中的相同位置處具有一個后輪轂支承裝置70。在中央連接裝置20附近的位置處在兩根彈性管40上安裝有單個剎車支撐裝置80。
為了將本發明的車架100的上述部件裝配成一個整體結構，要使主管30的第一端部連接在前管裝置10上。另外，主管30的第二端部、兩根彈性管40的第一端部和減震裝置60的第二端部與中央連接裝置20連接。另外，彈性管40的中間部分、減震裝置60的第一端部和鞍座由鞍座連接裝置50固定。另外，后輪轂支承裝置70在中央連接裝置20和鞍座連接裝置50之間的相同位置處連接在兩根彈性管40的每一根上。
在這種情況中，兩根彈性管40在它們的第一端部處安裝在中央連接裝置20上，并且在它們的中間部分處由后輪轂支承裝置70固定，并且之后穿過鞍座連接裝置50，然后連接在可動夾具32上。可動夾具32連接在固定托架31上，該托架安裝在前管裝置10和主管30的接點處，從而使可動夾具32可上下移動。因此，在震動或沖擊從輪子300和500中施加在車架100上的情況中，這些彈性管40在它們具有鞍座連接裝置50的部分處可以彈性地上下移動。
另外，前輪500的輪轂軸由與車架100的前管裝置10相連的懸架可轉動地固定。后輪300的輪轂軸由彈性管40的兩個后輪轂支承裝置70可轉動地支撐，并且變速調擋裝置400固定在后輪轂支承裝置70上。另外，鏈條驅動裝置200連接在中央連接裝置20上。鏈條驅動裝置200的驅動力因此可以控制地通過變速調擋裝置400傳遞給后輪300，從而使后輪300轉動。因此自行車向前運動。在這種情況中，通過由騎手控制的操縱車把來操縱前輪500。
在騎自行車期間，機械沖擊和震動可以通過車架100從前后輪子施加在騎手上。但是，在該車架100中，兩根彈性桿40在其一個端部處固定并且在其另一個端部處由可動夾具32可動地固定以便能夠彈性地上下移動。另外，減震裝置60安裝在車架100中，從而使減震裝置60的活塞63可以相對于汽缸62響應于彈性桿40的上下運動而彈性地伸展和收縮。因此彈性桿40和減震裝置60自動有效地吸收并削弱沖擊和震動，因此在這些沖擊和震動施加在騎手之前將它們中途攔截了。
如上所述，本發明提供一種用于自行車的減震車架。該車架是這樣設計的，它能夠自動地吸收和削弱從前后輪施加在騎手上的機械沖擊和震動。因此，該車架使得騎手能夠方便地駕駛自行車，并且確保了在騎自行車期間的安全，因此保護了騎手不受安全危險的傷害。
該車架的零件利用螺栓在幾個連接裝置處彼此連接，因此可容易且簡單地將車架的零件裝配成一個整體結構。由于與用于自行車的傳統車架不同的是該車架避免了其部件的焊接接點，因此就沒有會降低自行車質量的焊接不好的接點。該車架的另一個優點在于，它減小了其裝配時間，使得用戶能夠容易且方便地使用車架的各個部件。本發明的車架還降低了自行車的生產成本，并且提高了在生產這些自行車期間的生產率和工作效率。
另外，鞍座連接裝置利用緊固裝置例如螺栓與彈性管裝配在一起，因此就可能在必要時根據騎手的身材來調節鞍座距離地面的高度。這還提高了在騎自行車期間的安全性。
具體地說，該車架是這樣設計的，它通過形成車架一部分的彈性桿和減震裝置雙重吸收了沖擊和震動。因此，該車架就不必設置單獨的減震結構，因此該車架就不必為減震機構作出額外的花費。
雖然已經示例性地對本發明的優選實施方案進行了說明，但是那些本領域普通技術人員將理解的是，在不脫離如在附屬權利要求中所披露的本發明的精神和范圍的情況可以有各種改變、添加和替代。
權利要求
1.一種用于自行車的車架，該自行車包括鞍座、支撐該鞍座的車架、利用輪轂軸可轉動地安裝在所述車架上的前輪和后輪、安裝在所述車架上用來將驅動力傳遞給前輪和后輪中的驅動輪上的鏈條驅動裝置以及安裝在車架和驅動輪的軸上用來將由鏈條驅動裝置施加的驅動力傳遞給所述驅動輪同時根據可變的齒輪比來改變驅動力的速度的變速調擋裝置，所述車架包括圓柱形前管裝置，用于安裝并且固定操縱車把和支撐前輪的懸架；主管，在其第一端部處連接在所述前管裝置上；中央連接裝置，它連接在所述主管的第二端部上并且可轉動地支撐著所述鏈條驅動裝置；U形彎曲彈性管，所述彈性管在其第一端部處連接在中央連接裝置上，并且在其第二端部處連接在前管裝置和主管上，從而使所述第二端部可以上下運動；鞍座連接裝置，固定著所述鞍座，所述鞍座連接裝置與彈性管接合，從而使所述彈性管穿過所述鞍座連接裝置；后輪轂支承裝置，它在中央連接裝置和鞍座連接裝置之間的位置處設置在彈性管上并且固定著所述后輪的輪轂軸；和減震裝置，它在其第一端部處鉸接在所述鞍座連接裝置上，并且在其第二端部處連接在所述中央連接裝置上，由此使所述彈性管和所述減震裝置吸收由前輪和后輪施加在車架上的沖擊和震動。
2.如權利要求1所述的車架，其中所述中央連接裝置包括主夾具，它夾持著所述主管的第二端部并且支撐著所述鏈條驅動裝置；氣缸夾具，它形成在主夾具周圍并且通過鉸接連接夾持著所述減震裝置的第二端部；和管夾具，它形成在主夾具和氣缸夾具下面并且夾持著所述彈性管的第一端部，所述管夾具由分離的上下部分構成，這兩個部分通過緊固裝置例如緊固螺栓相互緊固在一起以夾持著所述彈性管。
3.如權利要求1所述的車架，其中所述后輪轂支承裝置包括輪轂軸座，它具有用來在其中安裝并固定所述后輪的輪轂軸的縱向狹槽；管夾持部件，它在其中夾持著彈性管的中間部分，并且由兩個部分構成，這兩個部分通過緊固裝置例如緊固螺栓相互緊固在一起；和變速調擋裝置夾具，它形成在輪轂軸座和管固定部分之間的位置處并且夾持著所述變速調擋裝置的托架。
4.如權利要求1所述的車架，其中所述鞍座連接裝置包括氣缸夾具，它通過鉸接連接夾持著所述減震裝置的第一端部；軸夾持孔，它沿著所述鞍座連接裝置的中心軸線形成并且在其中安裝并夾持著所述鞍座的軸；和管夾具，它通過緊固螺栓夾持著所述彈性管，所述彈性管插入進所述軸固定孔的每一側中。
5.如權利要求1所述的車架，該車架還包括剎車支撐裝置，它包括Y形主框架，它設置在所述彈性管的第二端部周圍的位置處，從而使該主框架位于中央連接裝置的背面中；剎車插銷，它設置在所述Y形主框架的每個臂的一個端部處；和管夾具，它形成在所述Y形主框架的一個端部的下表面處。
6.如權利要求1所述的車架，其中安裝托架安裝在前管裝置和主管的接點處，從而使所述安裝托架連接在前管裝置和主管上；并且可動夾具在其一個端部處鉸接在安裝托架上，所述可動夾具在其中安裝并夾持著所述彈性管的第二端部。
全文摘要
披露了一種用于自行車的減震車架。該車架具有能夠自動吸收和消弱從輪子傳遞給騎手的機械震動和沖擊的彈性。該車架還具有一種簡單的結構，因此自行車很容易簡單而迅速地裝配和生產。所述車架具有圓柱形前管裝置。主管在其第一端部處連接在所述前管裝置上。中央連接裝置連接在所述主管的第二端部上，并且可轉動地支撐著鏈條驅動裝置。U形彎曲彈性管在其第一端部處連接在中央連接裝置上，并且在其第二端部處連接在前管裝置和主管上。固定著鞍座的鞍座連接裝置與所述彈性管接合。后輪轂支承裝置設置在所述彈性管上，并且固定著后輪的輪轂軸。減震裝置在其第一端部處鉸接在所述鞍座連接裝置上，并且在其第二端部處連接在中央連接裝置上。所述彈性管和減震裝置吸收由前輪和后輪施加在車架上的沖擊和震動。
文檔編號B62K3/02GK1392079SQ02124348
公開日2003年1月22日 申請日期2002年6月19日 優先權日2002年6月19日
發明者鄭燦淇 申請人:鄭燦淇