CN1392079A - 用于自行车的减震车架 - Google Patents

Abstract

披露了一种用于自行车的减震车架。该车架具有能够自动吸收和消弱从轮子传递给骑手的机械震动和冲击的弹性。该车架还具有一种简单的结构，因此自行车很容易简单而迅速地装配和生产。所述车架具有圆柱形前管装置。主管在其第一端部处连接在所述前管装置上。中央连接装置连接在所述主管的第二端部上，并且可转动地支撑着链条驱动装置。U形弯曲弹性管在其第一端部处连接在中央连接装置上，并且在其第二端部处连接在前管装置和主管上。固定着鞍座的鞍座连接装置与所述弹性管接合。后轮毂支承装置设置在所述弹性管上，并且固定着后轮的轮毂轴。减震装置在其第一端部处铰接在所述鞍座连接装置上，并且在其第二端部处连接在中央连接装置上。所述弹性管和减震装置吸收由前轮和后轮施加在车架上的冲击和震动。

Description

用于自行车的减震车架

技术领域

本发明大体上涉及自行车的车架，更具体地说涉及一种其形状和结构是这样设计的自行车车架，即它能够在骑自行车期间自动地吸收并削弱由车轮施加在自行车骑手上的机械震动和冲击。

背景技术

对于那些本领域普通技术人员所公知的是，自行车是一种具有一前一后两个轮子的交通工具，这些轮子通常通过与后轮相连的踏板借助于链条和链轮推进。传统的自行车包括前后轮子、车架、鞍座、链条和由链轮构成的变速调挡装置。在骑自行车时，前轮用来操纵该自行车，而后轮用作驱动轮。骑手在骑自行车时的脚踏力首先通过曲柄转换成转动力，并且转动力通过链轮、链条和变速调挡装置的后链轮被传递给后轮。手动刹这样设置在车架上，从而使制动片设置在与前后轮子的轮缘对准的位置处。

如上所述，自行车具有两个轮子，即前轮和后轮，并且轮胎安装在金属轮缘上，而该金属轮缘通过32、36或40根辐条与每个轮子的轮毂同轴地装配在一起，这些辐条有规则地并且切向地安装在轮毂的两个端部的圆周边缘上。前后轮毂的轴每一个都由悬架、座支撑和链支撑固定。

车架形成自行车的框架，并且包括固定前轮轴的悬架、在其中轴向安装悬架的前管、通过下管连接在前管上的底托架壳、在其第一端部处连接在底托架壳上并且在其第二端部处固定有鞍座的车座管、使车座管的上面部分与前管的上面部分连接的上管、在其第一端部处连接在底托架壳上并且在其第二端部连接在后轮毂的轴上的链支撑、以及在其第一端部处连接在车座管的上面部分上并且在其第二端部处连接在后轮毂的轴上的座支撑。

根据自行车的类型，自行车的鞍座可以设计成具有适当的尺寸和形状。鞍座在其基底处安装在车座管的顶部上，并且在该基底上安装有皮质或塑料座。设计成以相对较低速度运动的一般类型自行车设有具有高弹性弹簧的宽鞍座，而设计成以相对较高速度的专门类型的自行车例如赛车设有具有低弹性弹簧的窄鞍座。也就是说，在这种专门类型的自行车中，鞍座设置在车架的前面部分处，因为鞍座的这种前面位置防止骑手的腿倾斜向侧面并且增加了踏板的推动力。由于在踏板的推动能量上的增加，所以这种专门类型的自行车的鞍座不需要高弹性的弹簧。

链条和变速调挡装置将驱动力传递给后轮并且在根据所调节的齿轮比来改变驱动力的速度期间驱动后轮。踏板设计成具有与自行车骑手的一般鞋子相符的尺寸和形状，但是应该理解的是踏板的尺寸和形状可以根据使用这些踏板的自行车类型来改变。橡胶踏板通常用作一般类型自行车的踏板，金属踏板优选用作运动自行车的踏板，并且窄踏板优选用作赛车的踏板。在自行车中，左踏板通过利用能够防止踏板松开的左螺纹安装在使用相应曲柄上。这些曲柄优选由锻钢或合适的合金制成并且使用开口销安装在曲柄轴上。

在自行车的变速调挡装置中，链轮和设置在后轮毂的轴处的后链轮之间的齿数比在本领域中被称为齿轮比。这种齿轮比决定了曲柄轴和后轮毂的轴之间的转速比和力矩比。后链轮优选由钢和轻合金制成，并且可以设计成为单个链轮、由以两个适当间隙同轴布置的不同尺寸链轮构成的双链轮组件或者由三个以适当间隙同轴布置的不同尺寸链轮构成的三链轮组件。当这种双链轮组件或三链轮组件与多个飞轮组合在一起时，它们与多个飞轮协作形成具有8个至15个变速挡的变速调挡装置，并且优选用在运动自行车中。一般类型自行车的链条选自标称尺寸为1/2×1/8的滚轮链条，而用于具有带有8个至15个变速挡的变速调挡装置的运动自行车的链条选自标称尺寸为1/2×3/32的较窄滚轮链条。变速调挡装置是一种变速机构，它让骑手能够通过根据行驶状况例如路况、风速和所要求的自行车的运行速度来调节齿轮比从而选择最优的齿轮比。用于自行车的传统变速调挡机构分成两种类型，即在后轮毂中具有行星齿轮机构的轮毂齿轮型变速调挡机构以及使驱动链条从一个链轮切换到另一个上的变速器型变速调挡机构。

自行车的典型车架由多根管子构成，这些管子被组合成具有由两个三角架的组合形成的分开菱形形状的整体结构。车架的这些管子选自外径为25.4-28.6mm并且厚度为1-1.4mm的低碳钢管或高强度钢管。自行车车架的这些管子可以选自特种钢管。在该情况中，车架是通过将这种特种钢管安装进连接件中然后黄铜焊或钎焊这些特种钢管和连接件之间的接点来生产的，所述连接件可以通过压制厚度为0.4-1.0mm的薄轻坯料来形成，或者由可锻铸铁制成。

但是，用于自行车的传统车架的所有钢管在一起是通过利用焊接工艺在它们的接点处整合而连接成一种整体结构的，因此这种车架的生产耗费了过多的时间，从而延长了生产时间并且降低了自行车生产工艺的生产率。

由于车架的所有管子是通过在其接点处将这些管子焊接在一起而结合成一种整体结构的，所以可能会产生由于劣质焊接效果而导致的焊接不好的接点。在这种情况中，产品的质量降低。另外，有时在自行车的生产过程中必须一个接一个拆卸下自行车的各个零件之后重新装配这些自行车。

传统的自行车车架具有仅仅支撑着自行车的框架的强度，并且因此当在不平坦表面上骑这些自行车时这些车架直接将来自车轮的机械震动和冲击传递给骑手而没有实现震动吸收效果。也就是说，在传统车架上或在车轮和车架的接点处没有设置任何用于吸收机械震动和冲击的装置，因此当车轮产生震动或冲击时，该震动或冲击通过车架、鞍座和操纵车把直接从轮子传递给骑手。在这种情况中，会对骑手造成安全危险。

当然，已经提出了一些传统的在轮子和/或车架处设有用来吸收震动和冲击的减震装置的休闲运动自行车，例如MTBs。但是，传统减震装置在自行车的这种安装只限于专门设计的自行车。另外，用于自行车的这种传统的减震装置必须通过组装多个零件来生产出，从而在自行车的生产过程中耗费了过多的时间并且增加了自行车的生产成本，并且不方便用户维护自行车。

发明概述

因此，本发明是鉴于在现有技术中出现的上述问题而做出的，并且本发明的目的在于提供一种用于自行车的减震车架，该车架具有能够自动吸收和削弱从轮子传递给骑手的机械震动和冲击的弹性，因此保护了骑手不受由这种震动和冲击所引起的安全危险，从而确保了骑手在骑自行车期间的安全，并且该车架具有简单的结构，从而使得能很容易简单而迅速地装配和生产自行车。

为了实现上述目的，本发明提供一种自行车，它包括鞍座、支撑鞍座的车架、利用轮毂轴可转动地装在车架上的前后轮子、安装在车架上用来将驱动力传递给后轮的链条驱动装置以及安装在车架和后轮轴上用来将由链条驱动装置施加的驱动力传递给后轮同时根据可变的齿轮比来改变驱动力的速度的变速调挡装置，所述车架包括：圆柱形前管装置，安装并固定着操纵车把以及支撑前轮的悬架；主管，在其第一端部处连接在前管装置上；中央连接装置，它连接在主管的第二端部上，并且可转动地支撑着链条驱动装置；U形弯曲弹性管，该弹性管在其第一端部处连接在中央连接装置上，并且在其第二端部处连接在前管装置和主管上，从而使所述第二端部可以上下移动；固定鞍座的鞍座连接装置，该鞍座连接装置与弹性管接合，从而使该弹性管穿过鞍座连接装置；后轮毂支承装置，它在中央连接装置和鞍座连接装置之间的位置处设置在弹性管上，并且固定着后轮轴；以及减震装置，它在其第一端部处铰接在鞍座连接装置上，并且在其第二端部处连接在中央连接装置上，从而使弹性管和减震装置吸收从前后轮施加在车架上的冲击和震动。

附图的简要说明

从下面的详细说明中并且结合附图将更加清楚地理解本发明的上述和其它目的、特征和其它优点，其中：

图1为示意图，显示出根据本发明的优选实施方案用于自行车的减震车架的结构；

图2为本发明的车架的平面图，从中拆除了鞍座连接装置和减震装置；

图3显示出包含在本发明的车架中的中央连接装置的结构；

图4显示出包含在本发明的车架中的每个弹性管的结构；

图5显示出包含在本发明的车架中的刹车支撑装置的结构；

图6显示出包含在本发明的车架中的后轮支撑装置的结构；

图7显示出包含在本发明的车架中的鞍座连接装置的结构；

图8显示出包含在本发明的车架中的减震装置的结构。

优选实施方案的详细说明

现在参照附图，在这些附图中相同的参考标号在不同附图中用来表示相同或相似的部件。

图1为示意图，显示出根据本发明的优选实施方案用于自行车的减震车架的结构。图2为车架的平面图，从中拆除了鞍座连接装置和减震装置。如在这些图中所示一样，自行车的车架100包括前管装置10和中央连接装置20，它们利用主管30相互连接在一起。弯曲成U形的弹性管40在其第一端部处连接在中央连接装置20上，而前管装置装置10和主管30连接在弹性管40的第二端部上。安装在弹性管40的中间部分处的是鞍座连接装置50，该装置还通过由气缸和活塞构成的减震装置60连接在中央连接装置20上。

主管30支撑着车架100的结构，并且在其第一端部处与固定着操纵车把(未示出)和悬架(未示出)的前管装置10结合。主管30的第二端部连接在中央连接装置20上。安装托架31安装在前管装置10和主管30的接点处，从而使托架31连接在前管装置10和主管30上。可动夹具32可转动地连接在安装托架31上。也就是说，可动夹具32通过，例如，铰接结构在其第一端部处可转动地安装在安装托架31上。可动夹具32的第二端部连接在弹性管40的第二端部上。在这种情况中，为了实现弹性管40与夹具32的简易装配，夹具32优选由两个部分即上下部分组成，这些部分利用紧固装置例如紧固螺栓在一起紧固成一整体。

中央连接装置20可转动地支撑着链条驱动装置200，该链条驱动装置由具有踏板和链轮的曲柄轴构成。如图3中所示，中央连接装置包括夹持主管30的第二端部的主夹具21、形成在主夹具21周围的气缸夹具22以及形成在主夹具21和气缸夹具22下面的管夹具23。

主夹具21夹持着主管30的第二端部，并且具有圆柱形形状，其中央开口211形成在主夹具21的中央处并且夹持着链条驱动装置200的曲柄轴。

气缸夹具22通过铰接连接夹持着减震装置60的第二端部，并且整体形成在主夹具21的圆柱形外表面上。在这种情况中，包含在减震装置60中的活塞杆的端部铰接在气缸夹具22上。

管夹具23夹持着弹性管40的第一端部。为了实现弹性管40与夹具23的简易装配，夹具23优选由两个部分即上下部分构成，这两个部分利用紧固装置例如紧固螺栓在一起紧固成一整体。

弯曲弹性管40连接在后轮300上以吸收来自后轮的震动和冲击。如图1中所示，弹性管40在其第一端部处连接在中央连接装置20的管夹具23上，并且在其第二端部处在穿过鞍座连接装置之后连接在可动夹具32上。如图4中所示该弹性管40在其中间部分处具有多个弯曲部分41、42和43，因此具有U形形状。

也就是说，弹性管40在其第一端部处安装在固定链条驱动装置200的中央连接装置20上，并且在其中间部分处由固定后轮300的后轮毂支承装置70固定，并且之后在连接在可动夹具32上以使得该管子40能够上下移动之前穿过鞍座连接装置50。

车架100在中央连接装置20和后轮毂支承装置70之间的位置处即在中央连接装置20的背面中的位置处还具有刹车支撑装置80。该刹车支撑装置80固定着刹车。如图5中所示，刹车支撑装置80包括Y形主构架81、设置在Y形主构架81的每个臂的端部处的刹车插销82以及形成在Y形主构架81的端部的下表面上的管夹具83。

为了实现弹性管40和管夹具83的简易装配，夹具83优选由两个部分即上下部分构成，这两个部分利用紧固装置例如紧固螺栓在一起紧固成一整体。在这种情况中，Y形主构架81和刹车插销82在弹性管40与管夹具83装配在一起时设置在弹性管40上方。

后轮毂支承装置70固定着后轮300的轮毂轴。如图6中所示，后轮毂支承装置70包括具有用来在其中安装并固定后轮300的轮毂轴的纵向狭槽的轮毂轴座71。该支承装置70还具有变速调挡装置夹具72和管夹持部件73。管夹持部件73在其中安装着弹性管40的中间部分。变速调挡装置夹具72包括有在轮毂轴座71和管子夹持部件73之间的位置处形成在装置70的主体上的孔，并且固定着设在后轮300处的变速调挡装置400的托架。管子固定部件73由两个部分构成，这两个部分以与针对管夹具23所述的相同方式通过紧固装置例如紧固螺栓相互紧固在一起，因此将支承装置70安装在弹性管40的所要求部分上。如图4中所示，后轮毂支承装置70的管夹持部件73在管子40的两个弯曲部分42和43之间的位置处安装在弹性管40上。

鞍座连接装置50固定着鞍座，从而使得骑手能够坐在其上同时驾驶自行车。如图7中所示，鞍座连接装置50包括气缸夹具52、轴安装孔51和管夹具53。气缸夹具52设在装置50的下面部分处，并且通过铰接连接夹着减震吸收装置60的第一端部。轴固定孔51沿着鞍座连接装置50的中心轴形成，并且在其中安装并固定着鞍座的轴。管夹具53设置在装置50的上面部分处用来夹着弹性管40。

在这种情况中，管夹具53由两个部分构成，这两个部分以与针对管夹具23或后轮毂支承装置70的管夹持部件73所述的相同的方式通过紧固装置例如紧固螺栓而相互紧固在一起，因此夹着弹性管40的中间部分。也就是说，鞍座连接装置50在所述管夹具53处安装在弹性管40的中间部分上。在这种情况中，管夹具53是这样设计的，即两个管固定孔形成在轴固定孔51的两个侧面处以便如在下面所详细描述的一样夹住两个弹性管40。

减震装置60用来吸收并且削弱由前后轮300和500施加在车架100上的冲击和震动。如图8中所示，减震装置60包括汽缸62和活塞63，并且在汽缸和活塞的端部处设有两个铰链环61以便在第一个环61处铰接在鞍座连接装置50的气缸夹具52上并且在第二个环61处铰接在中央连接装置20的气缸夹具22上。在这种情况中，减震装置60这样设置，即汽缸62的环61铰接在鞍座连接装置50的气缸夹具52上，并且活塞63的环61铰接在中央连接装置20的气缸夹具22上。

本发明的车架100具有两个形状和结构都相同的弹性管40。这两根弹性管40在其第一端部处连接在中央连接装置20的管夹具23上，穿过设置在鞍座连接装置50的管夹具53处的两个管固定孔并且在它们的第二端部处连接在可动夹具32上。在这种情况中，两根弹性管40每一个在中央连接装置20和鞍座连接装置50之间的它们的中间部分中的相同位置处具有一个后轮毂支承装置70。在中央连接装置20附近的位置处在两根弹性管40上安装有单个刹车支撑装置80。

为了将本发明的车架100的上述部件装配成一个整体结构，要使主管30的第一端部连接在前管装置10上。另外，主管30的第二端部、两根弹性管40的第一端部和减震装置60的第二端部与中央连接装置20连接。另外，弹性管40的中间部分、减震装置60的第一端部和鞍座由鞍座连接装置50固定。另外，后轮毂支承装置70在中央连接装置20和鞍座连接装置50之间的相同位置处连接在两根弹性管40的每一根上。

在这种情况中，两根弹性管40在它们的第一端部处安装在中央连接装置20上，并且在它们的中间部分处由后轮毂支承装置70固定，并且之后穿过鞍座连接装置50，然后连接在可动夹具32上。可动夹具32连接在固定托架31上，该托架安装在前管装置10和主管30的接点处，从而使可动夹具32可上下移动。因此，在震动或冲击从轮子300和500中施加在车架100上的情况中，这些弹性管40在它们具有鞍座连接装置50的部分处可以弹性地上下移动。

另外，前轮500的轮毂轴由与车架100的前管装置10相连的悬架可转动地固定。后轮300的轮毂轴由弹性管40的两个后轮毂支承装置70可转动地支撑，并且变速调挡装置400固定在后轮毂支承装置70上。另外，链条驱动装置200连接在中央连接装置20上。链条驱动装置200的驱动力因此可以控制地通过变速调挡装置400传递给后轮300，从而使后轮300转动。因此自行车向前运动。在这种情况中，通过由骑手控制的操纵车把来操纵前轮500。

在骑自行车期间，机械冲击和震动可以通过车架100从前后轮子施加在骑手上。但是，在该车架100中，两根弹性杆40在其一个端部处固定并且在其另一个端部处由可动夹具32可动地固定以便能够弹性地上下移动。另外，减震装置60安装在车架100中，从而使减震装置60的活塞63可以相对于汽缸62响应于弹性杆40的上下运动而弹性地伸展和收缩。因此弹性杆40和减震装置60自动有效地吸收并削弱冲击和震动，因此在这些冲击和震动施加在骑手之前将它们中途拦截了。

如上所述，本发明提供一种用于自行车的减震车架。该车架是这样设计的，它能够自动地吸收和削弱从前后轮施加在骑手上的机械冲击和震动。因此，该车架使得骑手能够方便地驾驶自行车，并且确保了在骑自行车期间的安全，因此保护了骑手不受安全危险的伤害。

该车架的零件利用螺栓在几个连接装置处彼此连接，因此可容易且简单地将车架的零件装配成一个整体结构。由于与用于自行车的传统车架不同的是该车架避免了其部件的焊接接点，因此就没有会降低自行车质量的焊接不好的接点。该车架的另一个优点在于，它减小了其装配时间，使得用户能够容易且方便地使用车架的各个部件。本发明的车架还降低了自行车的生产成本，并且提高了在生产这些自行车期间的生产率和工作效率。

另外，鞍座连接装置利用紧固装置例如螺栓与弹性管装配在一起，因此就可能在必要时根据骑手的身材来调节鞍座距离地面的高度。这还提高了在骑自行车期间的安全性。

具体地说，该车架是这样设计的，它通过形成车架一部分的弹性杆和减震装置双重吸收了冲击和震动。因此，该车架就不必设置单独的减震结构，因此该车架就不必为减震机构作出额外的花费。

虽然已经示例性地对本发明的优选实施方案进行了说明，但是那些本领域普通技术人员将理解的是，在不脱离如在附属权利要求中所披露的本发明的精神和范围的情况可以有各种改变、添加和替代。

Claims (6)

1、一种用于自行车的车架，该自行车包括鞍座、支撑该鞍座的车架、利用轮毂轴可转动地安装在所述车架上的前轮和后轮、安装在所述车架上用来将驱动力传递给前轮和后轮中的驱动轮上的链条驱动装置以及安装在车架和驱动轮的轴上用来将由链条驱动装置施加的驱动力传递给所述驱动轮同时根据可变的齿轮比来改变驱动力的速度的变速调挡装置，所述车架包括：

圆柱形前管装置，用于安装并且固定操纵车把和支撑前轮的悬架；

主管，在其第一端部处连接在所述前管装置上；

中央连接装置，它连接在所述主管的第二端部上并且可转动地支撑着所述链条驱动装置；

U形弯曲弹性管，所述弹性管在其第一端部处连接在中央连接装置上，并且在其第二端部处连接在前管装置和主管上，从而使所述第二端部可以上下运动；

鞍座连接装置，固定着所述鞍座，所述鞍座连接装置与弹性管接合，从而使所述弹性管穿过所述鞍座连接装置；

后轮毂支承装置，它在中央连接装置和鞍座连接装置之间的位置处设置在弹性管上并且固定着所述后轮的轮毂轴；和

减震装置，它在其第一端部处铰接在所述鞍座连接装置上，并且在其第二端部处连接在所述中央连接装置上，

由此使所述弹性管和所述减震装置吸收由前轮和后轮施加在车架上的冲击和震动。

2、如权利要求1所述的车架，其中所述中央连接装置包括：

主夹具，它夹持着所述主管的第二端部并且支撑着所述链条驱动装置；

气缸夹具，它形成在主夹具周围并且通过铰接连接夹持着所述减震装置的第二端部；和

管夹具，它形成在主夹具和气缸夹具下面并且夹持着所述弹性管的第一端部，所述管夹具由分离的上下部分构成，这两个部分通过紧固装置例如紧固螺栓相互紧固在一起以夹持着所述弹性管。

3、如权利要求1所述的车架，其中所述后轮毂支承装置包括：

轮毂轴座，它具有用来在其中安装并固定所述后轮的轮毂轴的纵向狭槽；

管夹持部件，它在其中夹持着弹性管的中间部分，并且由两个部分构成，这两个部分通过紧固装置例如紧固螺栓相互紧固在一起；和

变速调挡装置夹具，它形成在轮毂轴座和管固定部分之间的位置处并且夹持着所述变速调挡装置的托架。

4、如权利要求1所述的车架，其中所述鞍座连接装置包括：

气缸夹具，它通过铰接连接夹持着所述减震装置的第一端部；

轴夹持孔，它沿着所述鞍座连接装置的中心轴线形成并且在其中安装并夹持着所述鞍座的轴；和

管夹具，它通过紧固螺栓夹持着所述弹性管，所述弹性管插入进所述轴固定孔的每一侧中。

5、如权利要求1所述的车架，该车架还包括：

刹车支撑装置，它包括：

Y形主框架，它设置在所述弹性管的第二端部周围的位置处，从

而使该主框架位于中央连接装置的背面中；

刹车插销，它设置在所述Y形主框架的每个臂的一个端部处；和

管夹具，它形成在所述Y形主框架的一个端部的下表面处。

6、如权利要求1所述的车架，其中：

安装托架安装在前管装置和主管的接点处，从而使所述安装托架连接在前管装置和主管上；并且

可动夹具在其一个端部处铰接在安装托架上，所述可动夹具在其中安装并夹持着所述弹性管的第二端部。

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