CN103261013B - 自行车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自行车，尤其，涉及一种在使用或搬运自行车时，能以小力搬运，且携带方便的自行车。

Description

自行车

技术领域

本发明涉及一种自行车，尤其，涉及一种在使用或搬运自行车时，能以小力搬运且携带方便的自行车。

背景技术

图1A不具备或缺少能单独转换前轮的方向的手段，因此不稳定。

图1B是大韩民国公开专利第16444号（2001.03.05），在转换前轮的方向时，由于不具备支撑所述转向力的支撑点的单元，而只能扭转身体或利用反作用，因此，若不是熟练的驾驶者（使用者），则很难操作。图1C是大韩民国实用新型公开第19682号（1993.09.23），虽能以车座为支撑点操作转向把手进行转向，但是，由于脚踏板等动力系统随着所述转向把手一起朝左右方向旋转，因此，与使用者身体所指向的方向不一致，而使用者的脚很难持续踩踏所述脚踏板，进而，不能有效地传达力。

尤其，若转向角度大，则不能踩所述脚踏板。

发明内容

本发明通过简化自行车车体（车架）的结构而达到轻量化，从而，能以小力即可搬运，而且，通过小型化而提高携带性，同时，踩脚踏板的脚的位置变舒适。

本发明的自行车由前轮部和后轮部构成，其中，所述前轮部，具备：前轮立管；车座，安装在所述前轮立管的上端；前轮，设置在所述前轮立管的下端；驱动部，驱动所述前轮；把手部，具备把手立管和把手，所述把手立管设置在所述车座和所述前轮立管之间，所述把手设置在所述把手立管的前端，所述后轮部，具备：后轮立管；转向轴支架，设置在所述后轮立管的上端，而轴支撑所述前轮立管；后轮，设置在所述后轮立管的下端，若操作所述把手，所述把手部朝左右转换方向。

若操作所述把手，所述前轮部以所述转向轴支架为轴转换方向。

或者，所述把手立管设置于所述前轮立管上，所述后轮立管的转向轴支架轴支撑所述把手立管的后端。

根据本发明，解决现有的前轮驱动型自行车所具有的问题，即若前轮转换方向，则为避免与曲柄脚踏板发生冲突，需要将曲柄脚踏板也向同一方向转换方向，由此，与驾驶者的腿运动轨迹产生角度，而无法正确地传递驱动力。

由于驾驶者的身体会朝转换方向的一侧扭转或倾斜，因此，容易克服朝转换方向的相反侧作用的离心力，从而，在转换方向时，通过扭转或倾斜身体而骑自行车变得更有趣。

本发明除以下所述的实施例之外还包括包含本发明的技术思想的其他实施例。

附图说明

图1A至图1C是公知技术的自行车。

图2是根据本发明的第一实施例的侧视图。

图3A是根据本发明的第一实施例的部分分解示意图。

图3B是根据本发明的第一实施例的部分动作图。

图4A是根据本发明的第二实施例的部分的侧面示意图。

图4B是是根据本发明的第三实施例的部分侧面示意图。

图5A是根据本发明的第四实施例的部分的侧面示意图。

图5B是放大表示根据本发明的第四实施例的部分的示例图（局部构成省略图示）。

图6A是根据本发明的第六实施例的部分的侧面示意图。

图6B是根据本发明的第六实施例的部分的分解示意图。

图6C是从底面看根据本发明的第六实施例的部分的动作图。

图7A是部分侧面示意图。

图7B是动作图。

图8是根据本发明的第七实施例的侧视图。

图9A及图9B是根据本发明的第七实施例的折叠动作图。

图10A是根据本发明的第八实施例的部分的侧面示意图。

图10B是根据本发明的第九实施例的部分的侧面示意图。

图11是所述图6的其他实施例，图11A是交叉卷绕皮带的部分的平面图，图11B是从平面看部分动作的动作图，图11C是正确地卷绕皮带的部分的平面图。

图12是本发明的其他形态的实施例的侧视图。

图13是转向动作图。

图14A是利用皮带的转向操作单元150的实施例的侧视图。

图14B是利用万向接头的示例图。

图15A是外形侧视图。

图15B是部分分解图。

图16A是折叠状态的侧面示意图。

图16B是拆卸折叠单元170的分解图。

图16C是拆卸转向轴支架220的分解图。

图17A及图17B是以转向轴支架220为轴的上下端的旋转（s2）的示例图。

图18A至图18C是将转向轴支架220的轴的角度（方向）或轴支撑把手立管162的后端的壳体架F的轴支撑角度设置为不同的示例图。

图19A是包括转向操作单元的相关构成元件的部分图。

图19B是局部立体图。

图19C是纵截面图。

图20A至图20C是包括具备转向操作单元的相关构成元件的部分图，而示出折叠单元170的各种形态的示例图。

图21A是折叠前轮立管110而使折叠单元形成在转向旋转（s2）轴的外侧之后，使前轮立管及车座的旋转方向一致的部分侧视图。

图21B示出前轮立管的其他形态，为前轮立管及其周边元件的立体图。

图22A至图22C是示出各种形态的把手立管及转向操作单元的构成形态的侧面立体图。

图23A至图23C是示出前轮部100对法线的倾斜度分别不同的侧视图。

图23D是行驶及转向（方向转换）的动作图。

具体实施方式

本发明，包括：把手部；前轮立管，连接于所述把手部的后端部，在上端具备车座，在下端具备前轮；后轮立管，连接于所述把手部的后端部或所述前轮立管，在下端具备后轮，若操作所述把手部，则所述前轮立管以所述后轮立管的上端部为轴朝左右方向旋转（包括曲折）。

所述转向旋转是，当旋转或转动或移动所述把手部的把手或把手立管本身而进行操作时，通过此操作动作，所述前轮立管对所述后轮立管上端部的旋转轴可以朝左右方向旋转而转换方向，将其称为转向操作单元。

当所述把手部的后端部可旋转地结合在所述后轮立管的上端时，所述把手部以X形态可折叠地结合于所述前轮立管。

实施例

本发明的对象为包括前轮及后轮的2轮以上的自行车。图1是并列配置多个后轮而构成的三轮车。

本发明的自行车由前轮部100和后轮部200构成，所述前轮部100，包括：前轮立管110；车座120，安装在所述前轮立管110的上端，前轮130，其设置在所述前轮立管110的下端；驱动部140，驱动所述前轮130；把手部，具备把手立管162及把手161，所述把手立管设置在所述车座120和所述前轮立管110之间，所述把手设置在所述把手立管162的前端。

另外，以在坡路骑自行车的目的制作，或安装其他的动力装置等而制作时，可以省略所述驱动部。

当所述把手立管做所述把手的作用时，可以省略其他的把手。

所述后轮部200，包括：后轮立管210；转向轴支架220，设置于所述后轮立管210的上端，轴支撑所述前轮立管110；后轮230，设置于所述后轮立管210的下端。

将所述前轮部和后轮部交叉为X形态之后，铰接该交叉点。用此构成可如剪刀进行折叠。理所当然，可以利用止动销等构成锁定装置来决定固定或展开X形态的范围。并且，通过旋转所述把手来旋转所述后轮部的前端。

所述前轮立管110及后轮立管210一般由金属、碳纤维、合成树脂等材料而成，形成为棒形，分别轴支撑下端的前轮130及后轮230。

所述转向轴支架220设置在所述后轮立管210的上端，形成为管型。所述前轮立管110贯穿所述转向轴支架的内部而被轴支撑，并固定为与所述后轮立管210保持预定角度。

所述车座120一般由合成树脂、橡胶等材料而成，用于使用者骑坐，并成为方便踩驱动部140的脚踏板142的形态。如图10A所示，若所述车座位于所述前轮立管110的正上端，则所述前轮立管110的旋转轴和使用者（骑乘者）的重量中心的旋转轴成为一致。如图10B所示，若所述车座设置在从所述前轮立管110的中心靠后方的位置，则使用者的身体中心位于所述前轮立管110的旋转轴s2的后方。此时，所述前轮立管110往后倾斜，随此，坐在以所述倾斜的旋转轴s2为中心旋转的车座120`的使用者的重量中心朝上方。此时，由于重力发生自动复原到原位置的性质。所述转向可通过旋转所述把手的操作来实现。

所述前轮130及后轮230一般包括由橡胶、合成树脂等而成的轮胎132、232和所述轮胎的旋转轴131、231，所述前轮130一般执行转向（转换方向）作用，但是，在前轮驱动自行车还执行发生推动力的驱动作用。若在后轮侧设置马达等驱动装置，则也可以驱动后轮。

所述驱动部140，一般包括：脚踏板142；驱动链轮141；链条143；从动链轮144；以及变速器。并且，还可以利用锥齿轮等的齿轮组合构成为无链条的无链条动力传递方式。还可以适用除此之外的其他形态的驱动部。

对于所述把手部160，若使用者用手操作把手162或把手立管而发生转向力，则通过所述前轮立管110向所述前轮130传递转向力而进行转向。图中所述的把手的形态是一个例示而已，此外，还可以有其他形态的把手、把手立管及这些的组合，而且，还可以附加刹车、车速计、车铃等一般自行车所需的附带装置。

接着，说明本发明的核心内容的所述把手部160及转向操作单元150。

首先，图7示出转向操作单元150的最简单的形态的一实施例，当操作所述把手161时，只有所述把手部160独立地朝左右或上下方向移动，此时，使用者向与所述把手部160的动作相反侧施加力，通过所述车座120向所述前轮立管110传递力，最终能转换前轮部130的方向。根据图7A及图7B所示的一实施例构成倾斜轴159，所述倾斜轴为凸轮形态，倾斜地与轴a结合，若使前轮部100旋转（s1），则由于所述倾斜轴159的倾斜，所述前轮部100朝左右的一侧方向移动（s2）。所述构成，由于把手部160独立移动，稍缺少稳定感，因此，使用者需人为地固定所述把手部160的位置。当然，通过具备对所述把手部的旋转施加阻力的弹性体，并将弹性体的两端部结合在所述倾斜轴159的两侧而可以谋求位置回复。

接着说明转向效果良好且把手部稳定的实施例，当操作所述把手161时，所述前轮部100的整体以所述转向轴支架220为轴朝左右方向转换方向。

图2及图3A中，在把手立管162的前端（前）设置把手161，所述把手立管162的后端枢接于前轮立管110而通过轴支架a固定，设置在所述把手立管162的后端的齿轮和设置在所述后轮立管210的上端（或转向轴支架220）的齿轮以锥齿轮151、152的形态进行啮合（齿轮齿互相啮合）。通过所述构成，可以进行图3B所示的转向动作。当使用者旋转所述把手161而进行转向操作（s1）时，所述锥齿轮151、152进行动作，从而所述前轮部100的整体进行转向旋转（s2）。

对于所述锥齿轮151、152的形态，如图4A所示，可以仅将需要转向旋转的一部分形成为齿形。图4B是改变上下方向的构成，此时，由于前轮部100的转向与所述转向旋转（s2）的方向相反，因此，可以用作表演、训练等特殊目的。

图5A及图5B中，把手立管162的后端和前轮立管110成为一个整体而不能移动的固定形态。此时，把手161在所述把手立管162的前端可单独地动作或旋转。作为一例有通过轴a构成的情况。以对应所述轴a的齿轮的方式啮合的齿轮成为前端侧的锥齿轮154，当操作所述把手进行转向时，动力的方向转换到所述前端侧的锥齿轮153，并且，通过传递轴150传递到后端侧的锥齿轮154。所述后端侧的锥齿轮154通过啮合设置在所述传递轴155的后端的齿轮和设置在后轮立管210的上端（或转向轴支架）的齿轮而构成。通过传到所述后端侧的转向操作，所述前轮部100能以所述后轮部200的转向轴支架220为轴朝左右方向转向旋转。

所述锥齿轮是一个例示而已，还可通过能够代替所述锥齿轮的其他形态的齿轮或摩擦轮实现。

图6是适用皮带和皮带轮（或者链条及链轮）的图。作为图5所示形态的其他实施例，在把手161的旋转轴a设置前端侧皮带轮156，在把手立管162的后端设置后端侧皮带轮157，并用皮带158卷绕所述皮带轮156、157而进行连接。如图所示，所述皮带158优选交叉卷绕，此外，还可以正确地卷绕。

图11A是所述图6的其他例，构成为去除所述前端侧皮带轮156，并在所述把手161的左右两侧分别固定（f）所述皮带158的两端部。此时，如图11B所示，以旋转轴a为中心旋转所述把手161并进行转向操作（s1）时，如图所示，把手立管162以转向轴支架220为中心转向旋转（s2）的同时所述前轮立管转向旋转。另外，在所述后端侧皮带轮157或所述转向轴支架220可固定（f`）所述皮带。一方面，若如图11C所示卷绕皮带，则朝其他方向转向旋转。理所当然，与所述构成相反，还可以构成为去除后端侧的皮带轮157。

通过所述构成，使用者操作把手部160来转换前轮部100的方向时，车座120的方向与所述转向方向一致，因此，使用者的乘坐方向与转换方向一致，从而，与前轮及驱动部的方向一致。因此，行驶（运行）中，不会发生使用者的腿被卡（接触）在前轮的问题，驱动部，尤其，脚踏板的方向和腿的运动方向一致，而可以促进推动（驱动）动作。

本发明的前轮驱动自行车，为了方便保管及移动，具备可折叠的折叠单元，所述折叠单元可以适用各种折叠单元、折叠装置，但都是公知构成。本发明中引用公知构成。

图8示出具备折叠单元170、171、172、173的自行车。所述折叠单元170、171、172、173可选择性地设置于把手立管160、前轮立管110、后轮立管210中的全部或任一个，此外，还可以设置在把手等其他所需的地方。图9A示出在把手立管162和后轮立管210设置所述折叠单元170、171、173的例，图9B示出仅在前轮立管110设置所述折叠单元170、172的例。

图9示出可调整各部分的长度的滑动单元i。所述滑动单元i也可以设置在所需的部分。

本发明所述的构成及其要素相当于几个例示而已，但除所述实施例以外，为达成本发明而可以利用公知构成或本领域的技术人员可变更的所有装置及单元，例如，所述把手161的形态，除图示的“T”型外，还可以为管形等，并且，除所述旋转（折射）方法之外还可以以折曲、伸缩等其他的方法进行动作。用作自行车的刹车装置的夹式刹车装置，利用用握力握住把手侧的刹车杆而使后刹车动作的原理，如上所述，可构成为握住所述把手侧的杠杆，使所述前轮立管110可从所述后轮立管210的转向轴支架220旋转。对于此，可以引用大韩民国申请专利第1020050101608号发明的详细说明及图面来构成。

在所述齿轮、所述锥齿轮g1、g2中，作为能代替这些齿轮的作用的构件，可以适用摩擦轮、万向接头（Universal Joint）、链接（Linkage）等。

关于所述折叠单元170，有大韩民国专利申请第1019930002630号、实用新型申请第2020010006196号、第2019950000166号等。关于所述滑动单元i，有大韩民国专利申请第1019960027315号、实用新型申请第2019970036108号、第2020080008345号等，本发明可以引用所述的折叠单元及滑动单元。

如上所述，本发明的自行车中，前轮部和后轮部交叉为X形，所述把手立管固定于所述前轮立管，所述后轮立管的转向轴支架进行轴支撑使得所述把手立管的后端成为转向轴。接着，从图12开始说明如下构成的实施例，即把手立管162和前轮立管110通过枢轴、铰链等的折叠单元170互相结合，所述把手立管的后端（或下端）和后轮立管210的前端（或上端）通过枢轴、铰链等结合而构成转向轴支架220的构成。

通过图19及图20说明图12至图16所示的构成，所述把手部160的把手立管的后端可转向旋转或可操作把手地轴支撑于壳体架F，固定于所述把手立管162的后端的齿轮齿151与形成于后轮立管210的上端的齿轮齿152啮合而构成锥齿轮151、152，从所述壳体架F通过转向轴支架220支撑而构成转向操作单元150，前轮立管110铰接于所述壳体架F而构成折叠单元170以折叠成如图16A所示的剪刀形，此时，利用锁定装置保持并解除所述折叠状态。

此时，为方便构成折叠单元，如图20所示，所述折叠单元170的铰链旋转轴可以形成在从所述壳体架F延长的部位e。

通过所述构成，通过所述转向轴支架220进行如图13及图14B所示的转向动作。即，若转向操作把手161、把手立管162（s1），则通过所述锥齿轮151、152或万向接头j传达的动力使后轮部200的后轮立管210以所述转向轴支架220为轴进行旋转（s2`）。此时，若所述后轮立管的方向被固定，则前轮部100的前轮立管进行旋转（s2），同时，以使包括把手部160、车座120及前轮130的整个前轮部100旋转的方式转换方向。从图15B的分解图容易区分后轮部200。

如图14A所示，通过同步带（包括链条）及皮带轮（包括链轮）也能构成所述转向操作单元150，用皮带158卷绕形成于把手161侧的皮带轮156及形成于把手立管162的后端的皮带轮157而连接。

图14B简单地表示利用万向接头（十字连接件）j来代替所述锥齿轮的情况（所述万向接头是共同使用的机械元件，因此省略详细说明），组合一个或多个万向接头来代替锥齿轮，从而转换旋转方向。所述万向接头可用由柔性材料而成的连接件来代替。而且，所述锥齿轮可用公知的其他形态的齿轮组合、其他的机械元件，例如摩擦轮等来代替。换而言之，只要是能正反传递旋转（包括折曲）或改变其方向角度而传递的机械元件，包括公知元件可使用于本发明的所述构成。本发明中，将这些元件称为转向操作传递元件。

另外，可根据需要改变所述转向轴支架220的轴倾斜，例如，如图18所示，可以形成图18A所示的标准角q、图18B、C所示的倾斜角r、反倾斜角r`，所述把手立管的转向轴旋转的情况也同样赋予倾斜角。图18中，从图17可知，倾斜角可用于使前轮的地面接触点和车座的旋转轴一致的情况，或固定后倾角，或为用于极限运动等表演的自行车等特殊目的。

或者，为使把手立管和所述前轮的接地点一致，可以将所述车座的位置朝前方或后方移动而进行固定，如图21A的情况，通过弯曲前轮立管110而与折叠单元170错开，从而可以使前轮立管和车座的旋转轴相一致。

如上所述的构成方法除用于使前轮接地点和车座的旋转轴一致之外，还可以用于其它的目的。

相反，可以相错开构成车座的旋转轴和前轮接地点的旋转轴，这是为方便构成本发明，或在前轮形成后倾角，或者以适应在骑车时朝前方低头时，由于使用者的重量中心在前方，而用于将所述重量中心更靠近所述旋转轴，或者为方便转向操作，或者通过使用者的体重，对把手立管的转向旋转引起影响，或者有利于美观。

图21B中，将前轮立管纵向分为两等分，在经两等分的前轮立管之间插入把手立管而可以构成折叠单元170，相反，将把手立管纵向分为两等分，并将前轮立管插入在经两等分的把手立管之间使所述前轮立管通过。

图22举出各种形态的把手立管及转向操作单元等形态，图22A及图22C示出在把手161的旋转轴也形成锥齿轮（或万向接头）的构成的状态，图22B示出将壳体架F延长至具有把手161的部位而实际上做把手立管162的作用的构成的状态。因此，从图22可知，实际上壳体架F是把手立管162的一部分或可以代替的元件。

如图16B、16C所示，通过可拆装各部分，可以提高整备、保管、搬运等方便性。

在所述转向操作单元150的所有构成要素中，对于更具体的事项或除所述构成以外的方法引用所述图1至图11所示的例。

图23是本发明的动作的示例图，图23A中，对垂直法线v不赋予前轮立管110或转向操作单元150/转向轴支架220的旋转轴的倾斜度或者赋予很小的倾斜角（3°），此时存在使用者朝前方颠倒的可能性。

图23B是增大所述倾斜度而赋予非常大的倾斜角（43°）的情况，虽没有朝前方颠倒的可能性，但有稍往后躺的感觉。

图23C中赋予中间程度的倾斜角（23°）

为了根据使用者的倾向、使用用途、趋势等而改变倾斜角，可通过能够改变倾斜角的装置改变倾斜角。

工业利用可能性

根据本发明，简化自行车的车体结构，并且实现小型化及轻量化，从而，在使用或搬运时，携带方便，而且，在驱动前轮时，踩脚踏板的脚与前轮的旋转方向一致而能舒适地蹬车，从而提高使用者的方便性，而有助于普及自行车。

Claims (3)

1.一种自行车，其特征在于，包括：

把手部；

前轮部，具有前轮立管，所述前轮立管连接于所述把手部的后端部，在所述前轮立管的上端具备车座，在所述前轮立管的下端具备前轮；以及

车座，安装在所述前轮立管的上端；

把手立管，设置在所述车座和所述前轮立管之间；以及

后轮部，具有后轮立管，所述后轮立管通过转向轴件以铰链结合的方式连接于所述把手部的后端部或所述前轮立管，在所述后轮立管的下端具备后轮，

若操作所述把手部，通过转向操作单元，操纵所述前轮立管以便以所述后轮立管的上端部为轴朝左右方向旋转，

所述把手立管的后端被轴支撑，并与所述前轮立管枢接，设置在所述把手立管的后端的齿轮与设置在所述后轮立管的上端的齿轮以锥齿轮的形态进行啮合，

若通过所述把手部的转向操作旋转所述转向轴件，则所述前轮部根据所述铰链结合以所述前轮的地面接地点作为支点进行左右方向转换。

2.根据权利要求1所述的自行车，其特征在于，所述把手部的后端部和所述后轮立管的上端可旋转地结合，所述把手部以X形态可折叠地结合于所述前轮立管。

3.根据权利要求1所述的自行车，其特征在于，所述前轮的主体可旋转地结合在所述后轮立管的上端，所述把手部、所述后轮立管或所述前轮立管具有可折叠的结构。