CN101102929A - 自行车快速释放附件适配器和牵引机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于自行车附件安装的几种快速释放适配器。这些快速释放适配器包括翼形螺钉，凸轮杆或枢接一螺钉的凸轮球，该螺钉与附件支腿匹配并拧入自行车脱扣孔中。还公开了用于行李架或其他附件的上固定架，其连接于现有挡板的连接孔中。此外，公开了用于自行车车架的快速牵引机构，其具有垂直柱和C-型基部和转动体，这些部件使与牵引杆的连接变得简单和容易。

Description

自行车快速释放附件适配器和牵引机构

相关申请

本申请要求2004年9月29号提交的，名为“用于自行车附件安装的翼形螺钉和凸轮杆以及具有用于自行车车架的快速牵引机构的垂直柱”的美国临时申请60/614,282的优先权。

技术领域

本发明一般涉及用于在自行车上安装一个或多个附件的装置。更确切地，本发明适于一种系统，其用于以单独或同时组合方式可替换地安装多个附件于自行车车架上。

背景技术

对骑车人来说目前有很多有用的附件。其中包括在前和/或后轮上的可移动挡板，位于各车轮之上的自行车载货架，载货架带有安装在载货架上的整体篮，鞍囊或框，以及甚至是用于携带小孩或其他货物的小拖车。近来，电动马达和发电机已成为自行车的流行附加物。

虽然以上所有附件是公知或在市场上可买到的，但每个附件都具有其各自的连接在自行车上的安装系统。有时，一个附件的安装系统很难、不便或不可能安装其他附件。通常，各种附件的装配是不兼容的。

上述类型自行车附件通过螺纹紧固件拧入焊接件、绕过车架的金属带，管夹，或U-螺栓等类似物固定在自行车车架上。然而这些用于将附件与自行车连接的装置虽然有效，但不能快速释放。此外，除了焊接件，这些连接装置都不是自行车车架本身的一部分，且依赖可失效的夹-型机械夹具来释放附件，或是通过破坏或毁坏自行车车架来释放附件。焊接件相对自身限定其位置和数量。

这些连接装置也不可做大的修改。当自行车车架的某个部件不在设想的位置或当车架部件具有不同的尺寸和形状，前面所提到的现有附件连接装置不容易修改以适应自行车车架尺寸和形状的一般变化。

目前市场上的许多自行车带有前和/或后悬挂系统，其使将附件连接于自行车变得困难。由于相对车架和悬挂传统的连接点可能在不同的参考车架中，这在附件与自行车车架的连接中产生严重问题。

最后，典型的现有附件连接装置通常不能经受严酷的负荷条件。就像在长途行驶的自行车和职业自行车中所看到的，重负荷可轻易超过不是所有也是大部分前述快速释放附件连接装置的最大负荷能力。连接点与用于在自行车车架上装配装置的机械紧固件的强度一样。

因此，需要一种兼容和统一的系统以用于直接在自行车车架上连接附件。

本发明提供解决这些问题的方法，且具有优于现有技术的其他优点。

发明内容

几种不同式样的用于自行车附件装配的快速释放适配器被公开。快速释放适配器包括翼形螺钉，或枢转连接一螺钉的凸轮杆或凸轮球，该螺钉与附件支腿匹配且拧入自行车脱扣的孔中。还公开了用于行李架或其他附件的上固定架，其连接于现有挡板的连接孔中。此外，用于自行车车架的快速牵引机构公开了垂直柱和C-型基部和转动体，其对用户来说使与牵引杆的连接变得非常简单和容易。

本发明其他的优点和特征在其后的说明中被部分地公开，且通过对以下描述的检验或通过对本发明实例的学习，这些优点和特征对本领域技术人员是显然的。

附图说明

图1示出自行车的左侧视图，其上示有体现本发明的带有多个附件的多用途装配装置，该装置自身或组合连接于自行车上。

图2至图9是快速牵引机构的各种透视图、放大图和分解图。

图10至14是用于自行车附件装配支腿的翼形螺钉适配器的各种透视图、放大图和分解图。

图15至17是用于自行车附件装配支腿的凸轮螺钉适配器的各种透视图、放大图和分解图，其操作类似于图10至14所示的翼形螺钉适配器。

图18至21是用于自行车附件装配支腿的可选的凸轮螺钉适配器的各种透视图、放大图和分解图，其操作类似于图15至17所示的凸轮螺钉适配器。

图22至23是上固定架的前、后透视图，其用于为自行车上部固定一永久的行李架。

具体实施方式

图1描述了一种带有本发明连接系统的标准自行车10。自行车10包括标准结构的车架12，其由多个架体部分组成。虽然在自行车制造过程中各架体部分的形状、大小和方位是可变的，但标准自行车车架12是由连接于车座管16和前管18之间的顶管14组成。车座管16可伸缩地将支撑车座44的车座柱42容纳其中。下管20在前管18的下端和底部托架22之间延伸。车座管16的下端也与底部托架连接。车架12的后部包括车座撑杆24和链条撑杆26。车座撑杆24从顶管14与车座管16相交处的邻近位置向下延伸到车架12的后部，并与脱扣28相交。链条撑杆26连接于脱扣28和底部托架22之间。需要指出的当车架12是金属性物质时，各种架体部分14-28是通过焊接或类似方法彼此连接，然而当架体部分是合成材料时，其通过粘合剂进行连接。

一头部零件30穿过前管18而容纳其中。自行车10的车把32固定于头部零件30的上端。头部零件的下端具有固定于其的前叉34。前叉的下端是支承前轮38的简化的前脱扣36。后轮40类似地支承于后脱扣28。

自行车10的牵引动力靠踏板46提供，该踏板支承于曲柄臂48上。曲柄臂48经过底部托架22且可旋转的支承其中。链轮50固定于曲柄臂并随其旋转。图1中虚线所示的链条52环绕于链轮50和安装于后轮40的后轴上的小链轮54上。

本发明的连接系统基本包括上固定架60，其在车座撑杆24和车座管16的接合处或邻近接合处固定于车架12上。该连接系统还包括一个或多个附件装配柱62，其通常从脱扣28或36向上延伸。此外，该连接系统还包括支承臂64，其如图1所示被固定在任一前叉34和自行车附件80之间，或固定在车座撑杆24和自行车附件80之间。

上固定架基本包括一固定于自行车车架12的槽或槽道66。优选为，槽道66通过悬臂68固定于自行车车架12上，但也可以理解为槽道66可直接附于自行车车架12上。槽道66优选为通过焊接固定在悬臂68上，从而可形成一整体结构。悬臂68通过焊接依次固定于自行车车架12，在此上固定架60与车架12形成整体，或通过利用各种类型的夹紧机构，例如U型螺栓或类似物，在此上固定架60被改型为自行车车架12。值得指出的是通过将悬臂68或槽道66直接焊接于车架12上可使上固定架60对自行车作永久性的改型。无论上固定架60是与车架12整体形成或是对车架12的改型，其期望是提供一个角支撑70，该角支撑延伸在悬臂68或槽道66和车座撑杆24之间。此处期望的是，悬臂68的基端可提供一车座管42穿过的孔。利用该实例，上固定架60可被车座管42而不是被车架12支承。

上固定架60的槽道66可具有其他有益形状。槽道66被构造和布置成容纳自行车行李架80的一部分，从而将行李架80固定在自行车10的车架12上。优选为，将槽道66构造和布置成在靠近固定衔接处容纳和保持行李架80的一部分。

通过双侧支腿装备在连接系统的附件在此被称作“主附件”，包括连结组件和载物托架。不是直接安装在连接系统的附件在此称作“次附件”。这些附件包括轮式拖车例如高尔夫车，还包括顶篮，侧篮，挂篮/鞍囊，车轮挡板，和车灯/反射镜。

连结组件用于牵引各种类型的拖车例如高尔夫车。其他附件如行李架/板，顶篮和挂篮可附联在载物托架上，车轮挡板可同时或选择性的添加在连接系统上。连结组件、托架和挡板中的每一个都具有伸长的带有下端的支腿，该下端可被双侧即车轮的两边，装配于接收孔，例如以下描述的下连接装置的插孔。

现在参考图22至23，分别是可选择的上固定架160的前、后透视图，其用于在自行车上部固定常设行李架。上固定架160可与上述上固定架60以相同的方式进行使用。通过装配孔168固定于自行车10上的上固定架160是具有槽162的板，其通过已形成的现有的孔用于常设挡板。这些现有的孔可位于前管18或向下邻近前叉34。上固定架160可设计成单独使用或与常设挡板联合使用。上固定架160可装配在与上固定架60类似位置处的自行车10的前面或后面。此外，与上固定架160接合使用的行李架和其他附件被设计成可在自行车10的前后之间交换使用。

现在参考图2至9，其中示出了快速牵引机构200的各种透视、放大和分解图。快速牵引机构200包括C-型基部202和转动体204，该转动体带有包覆有软橡胶208的杆臂206。固定板210借助一终螺钉(final screw)212将转动体204保持在C-型基部202内。固定板210保持被插入板210的孔216中的球塞214。带键的按钮头部218和相关键弹簧220插入C-型基部202的孔222中。该C-型基部202由机加工钢制成，但也可以是具有足够强度能拉动牵引系扣和组件的铸钢或铁，铝或塑性材料。该C-型基部202可镀镍以提供高配合精度和光洁度。操作中，键219如图8和9所述在转动体204中的槽224内滑动。当转动体204位于打开和关闭位置时，球塞214啮合于转动体204中的容纳凹部228中从而在那些位置处可释放地固定转动体204。当转动体204在锁止或关闭位置时，按钮头部218从转动体204向外延伸。类似地，当转动体204在打开位置时，按钮头部218往下或插在基部202中，该打开位置允许快速牵引机构200装配在垂直柱226上。

快速牵引机构200装配在脱扣234上的垂直柱226上，如图5-7所示。如果脱扣234是一铸件，柱226可与自行车10形成一整体，其也可后添加到非标准压制、浇铸、切割或锻造的金属脱扣234上。脱扣234也可具有行李架柱孔240，挡板柱孔242，和垂直柱244的眼孔。通过将柱226定位于靠近后轮轴的车架三角的中心处，柱226自然能提供最佳强度和用于稳定牵引的低重心。柱226也提供将来用于重附件例如电动机的平台。该快速牵引机构200通过除去或替换螺钉236，可被改造成适于更多的拖车牵引杆238。

操作中，快速牵引机构200从打开位置开始，如图4所示。该打开位置的特征在于转动体204的开口部230与C-型基部202的开口部232对准，这样快速牵引机构200做好容纳垂直柱226的准备。转动体204通过将球塞214容纳在转动体204的接收凹部228中的一个中被保持。在打开位置，按钮头部218被压下且其键219在转动体的刻缝或槽224中。当转动体手柄或杆206被拨拉以释放球塞214以及被提起以开始关闭快速牵引机构200，键219沿着转动体槽224以及按钮头部218保留在插入或压下的位置。当快速牵引机构200到达关闭位置，在弹簧220使键219到达槽或缝的上端225按钮头部218弹起，且将转动体204锁定在其关闭位置。球塞214与转动体的第二凹部228接合以进一步将其保持。为了释放转动体的锁止，用户需按下按钮头部218且拉动转动体杆或手柄206。

现在参考图10至14，其中示出用于自行车附件的装配支腿302的快速释放翼形螺钉适配器300的各种透视，放大，和分解图。图10的分解图示出保持夹304，套管306，和弹簧308是怎样定位落入塑性体310的轴套或孔309中。附件支腿302可快速进入或扣入塑性体310内的翼312周围的空间以压缩弹簧308。图11示出了已完全装配的翼形螺钉适配器300和附件支腿302。图12单独示出了塑性体310并给出了轴套或孔309的细节图。图13示出了装配在装配保持部314内脱扣334附近处的已装配的翼形螺钉适配器300和附件支腿302。弹簧308偏压翼形螺钉316以帮助螺钉部318与位于自行车车架上的例如在前或后脱扣334附近的装配孔314对准，。当利用翼形螺钉手柄324使翼形螺钉316打开，用户可看见红色的套管320。当完全拧紧，对用户来说红色的套管320被模制塑性体310隐藏。彩色套管320的使用是一种安全措施以显示翼形螺钉316的松紧度。本领域技术人员可以理解，其他颜色的套筒也能应用或者甚至与其他部件没有颜色区别的套管也能应用。

快速释放翼形螺钉适配器300的装配首先是塑性体310和一体的轴套孔309。保持夹304，套管306和弹簧308移入轴套309。附件的上支腿302快速入位或扣入位，这样弹簧308被压入轴套孔309。塑性体310在附件支腿302上滑动入位直到该动作受阻及架的扁平端303扣入位。翼形螺钉316和红色套管320插入轴套309的另一侧且拧紧直到内部的保持夹304锁止在螺钉316的槽322上。

现在参考图15至17各个立体图，其中示出了用于自行车附件装配支腿302的凸轮螺钉适配器350的放大视图和分解视图，该凸轮螺钉适配器350操作类似于图10至14所示的翼形螺钉适配器300。凸轮销352枢转装配于螺钉356的端部354。在锁止位置，如图15所示凸轮销352与附件支腿302平行。凸轮销352与凸轮座358配合工作以提供凸轮销352与螺钉装配356的锁止和解锁位置。金属壳体360执行与上述套管320类似的功能。金属壳体360也为凸轮座358提供枢转点表面从而在装配时在里面进行旋转。金属壳体360与垫圈362配合工作以将弹簧308保持在位。当塑性体364由足够耐用的材料制成时弹簧308可选择性的省略以保持弹簧308和凸轮销352通过多重的打开和关闭操作。塑性体352与塑性体310以相类似的方式形成，且执行相同的功能，即保持凸轮适配器350在附件支腿302上。在装配时，也以类似方法使保持夹304扣入槽322。

现在参考图18至21，其中示出用于自行车附件的装配支腿302的凸轮球适配器370的各种透视，放大，和分解图，其操作类似于图15至17所示的凸轮销适配器350。凸轮球适配器370与凸轮销适配器350相比具有更少的部件(例如，没有弹簧308)，且枢转装配于螺钉357的端部374。在锁止位置，凸轮球372与附件支腿302平行，如图21所示。凸轮球372与凸轮座378配合工作以提供带有螺钉组件376的凸轮球372的锁止和解锁位置。图18和20示出用于不同尺寸附件臂302的凸轮球适配器370的替换实施例。在锁止位置凸轮球372可接近附件支腿302或从附件支腿302向下并离开388。凸轮球372的这种双向移动能够通过宽侧面和居中的销/螺钉和与金属壳体380相适配的圆形凸轮端373来实现，这样金属壳体和凸轮端彼此自行对准。金属壳体380完成与壳体360相类似的功能，作为钻孔或孔388的间隔装置。塑性体384以与塑性体352类似的方法形成，并完成相同功能，即，使凸轮螺钉适配器370保持在附件支腿302上。带有锁止部394的塑性体锁止插件386滑入槽390并与锁止接收部392接合。装配时保持夹304也以类似方式扣入槽322。

可以理解的是，结合本发明各实施例的结构和功能细节，即使前述描述已公开了本发明的许多特征和各实施例的优点，但这种公开仅仅是示例性的说明，还可在细节上改变，尤其在所附权利要求各条款表达的概括含义所指示的发明的原理被推广到更广的范围内，在部件的结构和布置方面进行改变。

Claims (14)

1、一种与自行车车架结合使用的快速牵引机构，所述车架具有位于后脱扣附近的垂直柱，该牵引机构包括：

带有配置成接收垂直柱的的开口的C-型基部，所述基部包括两个配置成用以连接至附件腿的耳；和

形成配合在C-型基部内的转动体，所述转动体具有一开口和一杆臂，被操作时该杆臂在打开和关闭位置移动转动体，该打开位置的特征在于转动体的开口与C-型基部的开口对准使快速牵引机构做好接收垂直柱的准备。

2、根据权利要求1所述的快速牵引机构，其进一步包括将转动体固定在基部内的固定板，所述固定板包括用于球塞的孔。

3、根据权利要2所述的快速牵引机构，其中所述基部包括接收转动体的座，用于键的孔，和用于终极螺钉以将基部、板和转动体固定在一起的孔。

4、根据权利要求2所述的快速牵引机构进一步包括球塞。

5、根据权利要求2所述的快速牵引机构，其中转动体包括与键的按钮头部相啮合的槽，所述槽具有使转动体位于打开和关闭位置的止档。

6、根据权利要求1所述的快速牵引机构，其中所述垂直柱具有肩台以从C-型基部保护脱扣，且提供扩展的基部用于更好的安装于脱扣上，从而相对脱扣，应力在一个更大的支承面上分布。

7、根据权利要求1所述的快速牵引机构，其中所述垂直柱在其远离脱扣附近的近端的远端具有盖，所述盖构造成将C-型基部保持在所述柱上。

8、根据权利要求1所述的快速牵引机构，其中所述垂直柱优选地放置在链条撑杆和车座撑杆之前且靠近后脱扣。

9、一种能够将自行车附件装配在自行车车架上的快速释放适配器，该适配器包括：

一个塑性壳体，其可操作地配置成连接于附件支腿且具有与附件支腿孔对准的孔；和

一个螺钉，其被构造成穿过壳体和附件支腿的孔，当螺钉的一端与自行车车架啮合时，其另一端具有杆以允许螺钉在没有工具的情况下施加到自行车车架上。

10、根据权利要求9所述的快速释放适配器，其中所述杆是翼形螺钉。

11、根据权利要求9所述的快速释放适配器，其中所述杆是枢接于螺钉的凸轮杆。

12、根据权利要求9所述的快速释放适配器，其中所述杆是枢接于螺钉的凸轮球。

13、根据权利要求9所述的快速释放适配器，其中螺钉被构造成螺纹拧入自行车脱扣的孔中。

14、一种上固定架，其能通过已有的挡板连接孔将行李架附件装配于自行车车架上。

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