CN1148018A - 自行车车座转动装置 - Google Patents
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Abstract
目的:提供一个能够容易移动车座的自行车车座转动装置。结构:一个第一托架(101)与一个车座支杆(19)固接,一个第二托架(110)可转动地安装到第一托架(101)。一个车座安装到第二托架(110)上。一个转杆(120)可转动地安装到第二托架(110)上并构有弯钩(124)。第一托架设有用于啮合弯钩(124)的啮合杆(105)。第二托架(110)构有当第二托架(110)向第一托架(101)转动时啮合杆嵌入的槽口(115)。
Description
本发明涉及自行车车座转动装置。
近些年来,电动机辅助的自行车已开始实际应用,人力驱动系统和电动机驱动系统同时使用,以电动机驱动力辅助人力驱动力。在日本未审查专利公开平2-74491中以实例对其作了说明。在具有电动机辅助的自行车上检测脚踏板的脚踏力并在骑车人的作用力增加时增加电机驱动力以减轻骑车人的负载。
这种电动机辅助的自行车设置了安装在车身上的用于驱动电动机的电池。该电池被安装在位于车辆中部的车座套管附近以防止车辆不平衡。该电池还通常安装在车座套管的后面以便在上车、下车和骑车时不妨碍骑车人的腿部运动。在这种情况下,电池被放进用于防止外部的泥土和灰尘侵入的箱子中,该箱子牢固地安装在车座管套的后面。
顺便说明,最好电池能从固定在车身上的箱子中取出和重新放入箱子中,以便充电和修理等。为此目的,如果电池能从箱子中拉出和插回箱子中将是方便的。然而,自行车的车座(鞍座)位于紧固着箱子的车座套管的顶部上,所以如果车座保持骑车时的位置,则车座处于电池的垂直运动的路径上使电池不能取出和插回。
为此,在日本未审查的专利公开平6-270867中公开了一种申请。在该申请中,车座支杆是折叠的或车座支杆与车座一起能移走的,以打开(暴露)箱子上的空间。然而,当车座支杆做成可折叠时,车座支杆上的折叠位置就非常低,以便避开车座高度调整范围,其结果车座支杆必须从车座套管拨出相应高度的,这是很麻烦的。此外,车座支杆的折叠和移动包括螺丝的松和紧的过程,这未必很容易。
因此,需要一种容易地移动车座的装置。
为了解决上述问题,权利要求1所述的自行车车座转动装置的特征在于所述的装置包括:
一个固定在固定车座支杆上的第一托架,
一个与第一托架转动连接的第二托架,
一个安装在第二托架上的车座,
一个连接在第二托架上并设置了钩子的转杆,
设置在第一托架上的用于啮合钩子的啮合杆,和
设置在第二托架上的凹口,以便当第二托架向第一托架转动时,使啮合杆进入凹口。
权利要求2所述的自行车车座转动装置的特征在于,除权利要求1的构造外,转杆被安装成沿弯钩啮合啮合杆的方向靠自身的重量转动。
除了权利要求1或2的结构外,权利要求3所述的自行车车座转动装置的特征在于,使弯钩脱离啮合杆的转杆的转动方向与转动第二托架离开第一托架的方向相同。
除了权利要求1至3之一的构造外,权利要求4所述的自行车车座转动装置的特征在于,弹簧以弯钩啮合啮合杆的方向推动转杆;并且第二托架转动离开第一托架后,第二托架保持在第二托架被转动到的位置。
除了权利要求1至4之一的构造外,权利要求5所述的自行车车座转动装置的特征在于,第一托架具有固接到车座支杆的底部和从底部的两侧弯曲的各侧板,各侧板形成的高度不低于第二托架转动离开第一托架的限制高度。
除了权利要求1至5之一的构造外,权利要求6所述的自行车车座转动装置的特征在于,第一托架被焊接到车座支杆上,焊道设置在车座支杆周围并设置用于覆盖焊道的一个外壳。
除了权利要求1至6之一的构造外,权利要求7所述的自行车车座转动装置的特征在于,第一托架的各侧部和第二托架的各侧部之间的空间被可伸展或收缩的封闭装置封住。
由于具有权利要求1所述的自行车车座转动装置,转动连接第二托架的转杆被转动以使转杆的弯钩与设置在第一托架上的啮合杆脱离,而后第二托架以离开第一托架的方向转动。所以,固定在第二托架上的车座可以容易地转动。
通过向第一托架转动第二托架以使转杆的弯钩啮合啮合杆,第二托架就可以保持不移动以便骑车人以这种状态座在车座上。这里,设在第一托架上的啮合杆进入第二托架上形成的槽口中,以便第二托架相对第一托架不能移动。因而就防止了车座的前后晃动。
在具有权利要求2所述的自行车车座转动装置中,由于车座被安排成在使弯钩啮合啮合杆的方向靠其自身的重量去转动,一旦弯钩啮合啮合杆,该杆就不能自然地与弯钩脱离。(所以对弯钩不需要朝啮合啮合杆的方向施加偏压,以致偏压弹簧可以省略。因此,甚至当使用了偏压弹簧但该弹簧损坏的少见情况下,仍能保持弯钩啮合啮合杆的状态。
在具有权利要求3所述的自行车车座转动装置中,由于弯钩脱离啮合杆的转动转杆的方向与转动第二托架离开第一托架的方向相同,所以弯钩脱离啮合杆的作用过程和转动第二托架离开第一托架的作用过程是连续的和流畅的。
在具有权利要求4所述的自行车车座转动装置中,第二托架受到在第二托架转向离开第一托架的方向的偏压,该偏压是由将弯钩压向与啮合杆啮合的方向的弹簧来推动。所以,以离开第一托架方向被转动了的车座可以保持已被转动到的位置,而不需要专门的保持机构。因此省去了使用者的某些麻麻烦,诸如在车座套管附近做某些事的使用者被第二托架因意外地朝第一托架转动而被撞击的麻烦。
在具有权利要求5所述的自行车车座转动装置中,由于第一托架侧壁成形的高度不低于第二托架被转动离开第一托架所限制的高度,使用者的手避免了在第二托架和第一托架之间被夹住的情况。
在具有权利要求6所述的自行车车座转动装置中,由于为覆盖焊道设置了外壳,所以甚至当车座支杆插入到车座套管的最深部位时焊道也不会嵌入车座套管的上端缘。所以避免了车座套管的上端缘的损坏和预防了该损坏造成的侵蚀。
在具有权利要求7所述的自行车车座转动装置中,由于第一托架的各侧部和第二托架的各侧部之间的空间被可以伸展和收缩的封闭装置封住,骑车人的手就能可靠地防止夹在第一托架和第二托架之间。
A、实施例的构造
本发明的实施例在下面参照附图进行说明,图1是作为本发明实施例的设置了自行车车座转动装置的电动机辅助自行车的侧视图。图1示出了下列部件:主管(10),其前端与前管(11)紧固。把手立杆(12)插入前管(11)中以便以前管(11)的轴线旋转。一对左、右车叉(16)与把手杆(12)的下部紧固。前轮(14)可旋转地安装在前叉(16)上。以左和右方向延伸的把手(18)紧固在把手立杆(12)的顶部。
主管(10)从前部向后倾斜下降延伸,其后端与紧固车座的套管(22)和后管(26)的中间突缘(44)紧固。车座套管(22)支撑紧固着车座(20)的车座支杆(19)。后管(26)通过吊环(45)(hanger lug)与-对链条撑杆(27)紧固。链条撑杆(27)和车座套管(22)经一对车座撑杆(24)相互连接。在侧视图中可以看出车座套管(22)、车座撑杆(24)、后管(26)和链条撑杆(27)构成了普遍的三角形,以便当骑车人骑自行车时支持骑车人的重量。车座撑杆(24)和链条撑杆(27)的连接部位与后轮(28)可旋转地连接。
动力单元(34)经三角架(46)和(47)固定在中间突缘(44)和吊环(45)的下部。动力单元(34)构成人力驱动系统,电动机驱动系统和组合上述两种系统的动力的合力机构。动力单元(34)的壳体安装着用来固定曲柄(32)的曲柄轴(33)的端部。每一个曲柄(32)上连接一个脚踏板(31),标记(36)代表电动机。
当骑车人下压脚踏板(31)时,曲柄轴(33)的旋转经动力单元(34)的一个机构传递到链条(37),再进一步经飞轮(29)传递到后轮(28)。靠后轮(28)的转动,电机辅助自行车被向前行进。另一方面当电机(36)转动时,电动机(36)转子的转动经动力单元(34)的另一机构传递到链条(37),这也能转动后轮(28)。这样,电动机辅助自行车就装备了使用经曲柄轴(33)传递人力的人力驱动系统和使用电动机(36)的动力的电动机驱动系统。
壳体(41)固定在主管(10)的下部。控制器(42)安置在壳体(41)中。电动机(36)从充电电池(39)获取驱动电流。电池(39)的支撑结构将在后面描述。安排上述部件的目的是电池(39)向电动机提供电流,控制器(42)调节电流量。
这就是说,当人力驱动力或经脚踏板(31),曲柄(32),和曲柄轴(33)施加的脚踏力大时控制器(42)增加流过电动机(36)的电流;当脚踏力小时,控制器(42)减少流过电动机(36)的电流。这使得当骑车人负载大时增加电动机(36)的驱动力以便减轻骑车人的负载成为可能。这里,电动机(36)使用永磁直流电机或直流系列电机。控制器(42)优先选用根据转矩改变直流电压通断时间比例(占空比)的脉冲型控制器。
图2是完成状态的电动机辅助自行车侧视图。电动机辅助自行车车身设置了覆盖主管(10)和其它部件的外壳(90)。外壳(90)由上壳(91)和下壳(92)构成,前者覆盖主管(10)、车座套管(22)的下部、后管(26)和电池(39)外箱(40)的下部,后者覆盖电动机(36)和壳体(41)。
如图1所示,电池(39)被装在两层箱子中,即被包装在由外箱(40)包装的内箱(38)中。外箱(40)安排在车座套管(22)和后轮(28)之间,并与在中间突缘上形成的凸块(72)、在吊环(45)上形成的凸块(73)和连接车座撑杆(24)的紧固件(74)牢固连接。
外箱(40)是普通的矩形箱,具有用于插入内箱(38)的上开口。外箱(40)的上端设有盖(61),盖(61)可以以图1中箭头(A)示出的方向自由转动以便外箱(40)的上端可以打开和闭合。当盖(61)闭合时,外箱(40)的内部完全密封以隔绝泥土、雨水和灰尘,保持内箱(38)清洁。
图3示出了这个实施例的自行车座转动装置(100)的侧剖面,它是沿图4中箭头III-III看的侧剖面。图4示出了沿图3中箭头IV-IV方向看的剖面。车座支杆(19)的顶端沿靠焊接着第一托架(101)紧固,标号(102)代表焊道。第一托架(101)有与车座支杆(19)焊接的底部(103)和从底部(103)的两侧弯曲的普通三角形边壁(104)。
车座支杆(19)周围安排塑料壳(107)以便盖住焊道(102)。所以,既便当车座支杆插入车座套管(22)中到最深部位时(参见图1),焊道(102)也不能嵌入车座套管(22)的上端沿以防止车座套管(22)的上端沿损坏和防止车座套(22)由于上述损坏而造成的腐蚀。
啮合杆(105)置于两个侧壁(104)之间,啮合杆位于底部(103)稍上的部位。加工出一个孔(106)以连通啮合杆(105)下面的车座支杆(19)的内部空间。
第二托架(110)也置于两个侧壁(104)之间,以便绕固定在两个边板(104)前端上的转轴(108)转动。第二托架(110)有与第一托架(101)的底部(103)接触的底部(111)和从底部(111)的两边上弯的边壁(112)。底部(111)的前端被构成与转轴(108)同轴的拱形以便第二托架(110)绕转轴平滑地转动。在边壁(112)的前端形成有凸块(118)。后面将会说到,当第二托架(110)以图中所看到的逆时针转动时,凸块(118)碰撞第一托架(101)底部(103)的前端,因此凸块起到了转动挡块的作用。
每一个边壁(112)都设置了通孔(130)。用于加强作用的轴衬(133)以与通孔(130)同轴的方式置于两个边壁(112)之间,并与两个边壁(112)焊接。各边壁(112)的外侧上设置了传统的齿形锁垫(134)和(135),经齿形锁垫(134)、(135)和轴衬(133)插入(齿形)螺杆(131)。螺母(132)与螺杆(131)螺合。车座(20)的框架(20a)被齿形锁垫(134)、(135)卡紧。这样,车座就被固定到第二托架(110)上,使车座(20)与第二托架(110)可以绕转轴(108)一起转动。
转轴(113)被设置于第二托架(110)的边壁(112)之间并设置了普通的L-形转杆(120)。垫套(114)(参见图4)穿过并焊接转杆(120),转杆(120)设置在第二托架(110)的内部空间中央。在转杆(120)臂部(121)的端头固定用于在转杆(120)上接收力的夹子(122)。
向转杆(120)下方延伸的臂部(123)的端头构有作为转杆(120)作用点的弯钩(124)。用于通过臂部(123)的槽(116)在第二托架(110)的底部(111)上形成,以便弯钩经孔(106)进入车座支杆(19)的内部空间。弯钩(124)向车身前部呈凸形并与啮合杆(105)正常啮合。第二托架(110)的底部(111)上还形成从下向上倾斜的槽口(115)。槽口(115)在侧视图中是半圆形,以便在正常状态或第二托架(110)的底部(111)与第一托架(101)的底部(103)接触的状态接收啮合杆(105)。
拉力螺旋弹簧(125)在臂部(123)和第一托架(101)的前端之间拉紧,以便如图3中所示的顺时针方向推动转杆(120)。这里,转杆安装的姿态使转杆(120)也能依靠自身的重量顺时钟转动。一旦转杆(120)被弹簧和转杆自身的重量顺时针推动,与啮合杆(105)啮合的弯钩(124)就不会容易地与啮合杆(105)分离。这里,为了钩住螺旋弹簧(125)的一端,第一托架(101)底部(103)的前端弯曲并设置了用于钩住的孔(126)。第二托架(110)的底部(111)的前部构有凹槽(117)以避免同螺旋弹簧(125)接触。
当转杆(120)的抓手(122)被手握住并抵抗那些推动力抬起时,转杆(120)以图3中的逆时针方向绕转轴(113)转动。这种状态在图3中用虚线示出。当弯钩(124)在这种状态下与啮合杆(105)脱离时,与车座(20)一起的第二托架(110)以图3中的逆时针方向或以离开第一托架(101)的方向绕转轴(108)转动。
下面将说明实施例的自行车座转动装置100的功能。首先,用手握住并提起转杆(120)的抓手(122),使转杆(120)抵抗螺旋弹簧(125)和转杆(120)自身重量的力以图3中反时针方向绕转轴(113)转动。结果使弯钩(124)脱离啮合杆(105)。然后,当将转杆(120)保持上述位置时,与车座(20)一起的第二托架(110)就以图3中的逆时针方向或以离开第一托架(101)的方向绕转轴(108)转动。
这样,安装在第二托架(110)上的车座就可以容易地近似平行于车座支杆(19)转动(如图5所示)。这里,正如上面所述,为了使弯钩(124)脱离啮合杆(105)而转动转杆(120)的方向是图3中的逆时针方向。使第二托架(120)离开第一托架(101)而转动的方向也是逆时针方向。由于这两个方向相互相同,使弯钩(124)脱离啮合杆(105)的操作和转动第二托架(110)使其离开第一托架(101)的操作就能连续地和流畅地完成。
在图5中所示的状态下,转杆(120)由螺旋弹簧(125)绕转轴(113)顺时针推动。其结果是,转杆(120)的臂部(123)开始与托架(110)中的槽(116)的前缘接触,使第二托架(110)逆时针转动。当第一托架(110)的凸块(118)与第一托架(101)的底部(103)的前缘接触时,第二托架(110)和车座(20)仍保持状态。
由于第二托架被以扣住啮合杆(105)的方向拉动弯钩(124)的螺旋弹簧(125)的力以离开第一托架(101)的方向转动,所以以前离开第一托架(101)的车座(20)可以保持在已被转动到位置。这可以消除由车座(20)意外地转向第一托架(101)和碰撞使用者,而阻碍使用者对车座套管(22)所做的某些工作的麻烦。
在保持车座处于已转到的位置的状态下,使用者可以打开外箱(40)的盖子(61),从外箱(40)中向上取出内箱(38),对电池(39)充电,然后再把容纳已充电的电池的内箱(38)从上面插入外箱(40)中。
正如上所述,在图5所示的状态中,在座(20)和第二托架(110)处于离开第一托架(101)的最大限度的位置上。在这种状态中,第一托架(101)的侧壁(104)的各斜边(104a)高出第二托架(110)的底部(111)。这就消除了使用者的手被第二托架(110)和第一托架(101)偶然夹住的可能性。
当车座从图5所示的状态顺时针或向第一托架(101)转动和转杆(120)的弯钩再次啮合啮合杆(105)时,第二托架(110)就保持不能移动的状态以便使用者座上。同时,弯钩(124)的斜边(124a)首先接触啮合杆(105)并再次由来自啮合杆(105)的反作用力逆时针转动,这样就使弯钩(124)啮合啮合杆(105)。
另一方面,第二托架(110)的底部(111)与第一托架(101)的底部(103)开始接触,啮合杆(105)进入在底部(111)上形成的槽口(115)中。由于槽口(115)是半圆形的,当啮合杆(105)进入槽口(115)中时,第二托架(110)就不能在第一托架(101)上前后移动。所以车座(20)避免了前、后晃动。在这个实施例中,由于啮合杆(105)跨越两个侧壁(104),啮合杆(105)的偏转比啮合杆(105)像悬臂那样的只由一个侧臂(104)支撑的情况所发生的小。
此外在这个实施例中,由于转杆(120)的弯钩(124)啮合啮合杆的方向靠其自身的重量转动,一旦弯钩(124)啮合啮合杆(105),弯钩(124)就不会自然地离开啮合杆(105)。所以,既使螺旋弹簧(125)损坏,弯钩也维持与啮合杆(105)啮合。
图6是转杆(120)放大的侧视图。在车座(20)大体水平的正常状态下,转杆(120)的弯钩(124)有从图6中的左上到右下延伸的斜边(124a)和有邻近斜边(124a)的大体水平边(124b)。正常状态时,水平边(124b)处于啮合杆(105)的下面。弯钩(124)还有邻近水平边(124b)的斜边(124c)并从左下到右上延伸,和与斜边(124c)连续的凹面(124d)。
当弯钩(124)与啮合杆(105)啮合时,啮合杆首先位于水平边(124b)上。当水平边(124b)开始与啮合杆(105)接触时,靠由螺旋弹簧(125)的拉力的一个力矩(M)施加一个从弯钩(124)到啮合杆(105)的向上力,弯钩(124)接受一个向下的反作用力。所以转轴(113)和第二托架(110)被向下拉。所以向与第二托架(110)固定的车座(20)施加一个向下的力以防止车座在垂直方向晃动。
如果因为转杆(120)的尺寸误差使啮合杆(105)未能与水平边(124b)接触时,例如转轴(113)(图3)与水平边(124b)之间的距离比给定值短时,斜面(124c)靠力矩开始与啮合杆(105)接触。向上的力也由斜边(124c)施加到啮合杆(105),向下的反作用力被施加到弯钩(124)。因此,在这种情况下,靠作用于车座(20)的向下力也可以使车座(20)避免垂直方向的晃动。
本发明不局限于上述的实施例,它可以如下面描述的各种方式改进。
(1)如图7中的虚线所示,从第一托架(101)的底部(103)到第二托架(110)的边壁(112)的区域被弹性波纹盖(封闭装置)(140),像前面所述的盖(107)那样,环绕车座支杆(19)的盖(140)覆盖了焊道(102),该盖(140)具有既便当车座支杆(19)插入到车座套管(22)最深位置时也可以防止焊道(102)嵌入车座套管(22)的上缘的功能。
盖(140)封住了第一托架(101)的侧壁(104)和第二托架(110)的侧壁之间的空间。因而,使用者不能把他或她的手放到第二托架(110)和第一托架(101)之间。使他或她的手能可靠地防止由于错误而被夹住的情况。由于盖(104)制成波纹形状,它可以伸展或收缩,并且不会防碍第二托架(110)的转动操作。
(2)尽管上述实施例被用于电动机辅助自行车,但这个实施例也可以用于普通自行车。例如当需要的常用的维护和备用部件放在车座支杆附近时,这个发明就是非常方便的。
(3)尽管在上述实施例中车座从水平状态向车身前方倾斜,但车座还可以根据车座支杆周围部件的安排向后倾斜。
就上述的这个发明而言,第二托架和安装在第二托架上的车座能够以离开第一托架的方向通过转动转杆和通过转杆的弯钩脱离啮杆被容易地转动。此外,一旦第二托架再次向第一架转动,不但转杆的弯钩与啮合杆啮合而且啮合杆还进入第二托架上形成的槽口中,以致第二托架相对于第一托架不能转动。所以防止了车座前后方向晃动。
(附图的简要说明)
图1是作为本发明一个实施例的设置了自行车车座转动装置的电动机辅助自行车的侧视图;
图2是安装了外壳的电动机辅助自行车的侧视图;
图3示出了沿图4中箭头线III-III看的上述实施例的自行车车座转动装置的侧剖面;
图4示出了沿图3中箭头线IV-IV看的剖面;
图5示出了在向上转动车座的状态中的侧剖面;
图6是上述转动装置的转杆的放大侧视图;
图7是一个改进实施例的例子的侧视图。
(标号的说明)
19:车座支杆,20:车座,20a:框架,
22:车座套管,100:转动装置,102:焊道101:第一托架,104:侧壁,105:啮合杆,107:盖108:转轴,110:第二托架,112:侧壁,113:转轴115:槽口,120:转杆,124:弯钩,125:螺旋弹簧,140:外壳(闭合装置)
Claims (7)
1.一种自行车车座转动装置,其特征在于该装置包括:
一个安装到车座支杆上的第一托架,
一个与第一托架转动连接的第二托架,
一个连接第二托架的车座,
一个连接第二托架的啮合作用件,
一个设置在第一托架上的用于啮合所述啮合作用件的啮合孔或杆。
2.根据权利要求1所述的自行车车座转动装置,其特征在于转杆被安排为靠其自身的重量以弯钩啮合啮合杆的方向转动。
3.根据权利要求1或2所述的自行车车座转动装置,其特征在于弯钩啮合啮合杆的转杆的转动方向与转动第二托架离开第一托架的方向一致。
4.根据权利要求1至3之一所述的自行车车座转动装置,其特征在于转杆由一个弹簧以使弯钩啮合啮合杆的方向施加偏压;并且第二托架转动离开第一托架后,第二托架由所述的弹簧被保持在第二托架被转动到的位置。
5.根据权利要求1至4之一所述的自行车车座转动装置,其特征在于第一托架具有紧固在车座支杆上的底部和从该底部的两边向上弯起的侧壁;所述的各侧壁形成的高度不低于第二托架被转动离开第一托架所限制的高度。
6.根据权利要求1至5之一所述的自行车车座转动装置,其特征在于第一托架焊接到车座支杆上,车座支杆周围设置了一圈焊道,并设置了覆盖该焊道的外壳。
7.根据权利要求1至6之一所述的自行车车座转动装置,其特征在于第一托架的各侧部与第二托架各侧部之间的空间被可伸展或收缩的封闭装置封住。
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