CN1711190A - 折叠式自行车 - Google Patents
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Abstract
一种折叠式自行车的车架组件，其包括：后车架部分，其包含用于后轮的安装件；前车架部分，其铰接于该后车架部分上，使得这二部分可互朝对方折叠；以及用于安装臂的枢轴组件，其铰接于该前车架部分上，该安装臂包含用于前轮的安装件。该后车架部分及枢轴组件如此联接，即，在该车架部分互朝对方折叠时，该枢轴组件相对于该前车架部分的铰接式运动使得该安装臂移动，以便使得该前车架部分与该前轮安装件之间的间隔增大。
Description
技术领域
本发明涉及一种折叠式自行车，其可轻易且可逆地从″使用中″构形折叠成紧凑的″折叠″构形。
现有技术
虽然折叠式自行车在本领域中已广为人知，仍有一些设计上的挑战让本领域的设计者持续感到兴趣。具体地说，期望的是，自行车的″折叠″构形是最小尺寸且是适于携带且/或收藏的尺寸。该构形最好也使突出的尖锐或不规则形状组件的数量减至最少，该组件可能会卡到使用者造成困扰及/或小外伤。
就节省空间的观点来说，所希望的是，在处于″折叠″构形之时，自行车的车轮相互成接近关系、最好是相互对齐的。特别希望的是车轮在如此对齐时是可自由转动的而让使用者能借助该″折叠″自行车轮的转动来操控，由此免于携带该自行车。曾有此种可轮转操控的折叠式自行车揭示于英国专利申请2171656A1，但其设计使用就使用者观点来说较不适合的小车轮。举例来说，较小的车轮在坎坷表面(例如路面坑洞及越野使用)上会有较差的性能。有一些使用者也发觉小车轮自行车较难掌控。
发明内容
本发明提出一种使用″常规″尺寸车轮的折叠式自行车的车架，其可轻易便利地从″使用中″构形折叠成使车轮处于接近关系的″折叠″构形。在优选方面中，由于折叠该车架的动作，该车轮彼此对齐，从而让使用者能使得该折叠式自行车借助轮进行轮转操控(wheeling)，且让使用者免于携带该折叠式自行车。本发明基于申请人认知到，为了使处于″折叠″构形的(常规尺寸)车轮之间形成最佳关系，有必要在从″使用中″构形移成″折叠″构形的过程中引入一调整间隔步骤，此步骤增加前轮与可折叠的前车架部分之间的距离，使得在折叠过程中可达成前后车轮间的最佳(例如对齐)关系。
本发明还提出″调整间隔″与″车架折叠″动作之间的联动，使得这两个动作可前后地进行，从而减少将该自行车从″使用中″折叠成紧凑且最佳的可进行轮转操控的″折叠″构形所需要的使用者操作步骤的数量。
依据本发明的一方面，提出一种折叠式自行车的车架组件，其包括：
后车架部分，其包含用于后轮的安装件；
前车架部分，其铰接于该后车架部分上，使得这二部分可互朝对方折叠；以及
用于安装臂的枢轴组件，其铰接于该前车架部分上，该安装臂包含用于前轮的安装件；
其中，该后车架部分及枢轴组件如此联接，即，在该车架部分互朝对方折叠时，该枢轴组件相对于该前车架部分的铰接式运动使得该安装臂移动，以便使得该前车架部分与该前轮安装件之间的间隔增大。
在车架部分互朝对方折叠期间，该枢轴组件相对于该前车架部分的铰接式运动使得该安装臂移动，从而使该前轮安装件相对于该前车架部分移动。该后车架部分及枢轴组件被如此联接，即，使得该折叠动作导致该前车架部分与前轮安装件之间的间隔(即距离)相互彼此地增大(即延长)。
本发明提出一种折叠式自行车及其一车架组件。该自行车可采用任何形式，其中包含市区内自行车、登山自行车、休闲自行车、儿童自行车及比赛用自行车。
应理解到该自行车在全组装形式下会包括车轮、座位、踏板、驱动机构(例如曲柄传动件)及安装于车架的手把。然而，还应理解到通常以局部组装形式供应自行车，该局部组装形式的最简单层级是只有车架，各个次组件是稍后安装的。
本发明所述自行车是可折叠的。也就是说，其具有大致两个构形，包括可由使用者实现其骑行机能的″使用中″构形及被折叠以便使用者将其携带、轮转操控及/或收藏的″折叠″构形。如下文所将明示，术语″折叠构形″包含所有相关部件皆被完全折叠(例如供收藏)的完全折叠构形以及安装臂和/或手把突出以便协助轮转操控的大致折叠构形。
在本说明书中，术语″车架组件″指的是没有前轮安装臂(例如双叉或单叉形状)的折叠式自行车基本车架。术语″车架及前轮安装组件″意指″车架组件″与前轮″安装臂″的组合。车轮、踏板、座位、手把及其它次组件可由通常的已知方法固定于这些组件上。
后车架部分包含一用于后轮的安装件。最好其限定一踏板安装件、一曲柄传动件及一座位。就空间层面来说，后车架部分通常限定一主平面。最好在使用中该后轮在该主平面内或在一与该主平面共面的平面内转动。
前车架部分铰接于该后车架部分上，使得此两部分可互朝对方折叠。最好该前和后车架部分折叠成相互紧靠以减小该″折叠″构形的空间需求。在各方面中设想到紧贴及匹配的接合关系。应理解到在″使用中″构形，前车架部分大致位于后轮车架所限定的主平面内。
枢轴组件(例如经由铰链)铰接于前车架部分。该枢轴组件布置成可枢转(例如可旋转)地安装于包含用于前轮的安装件的安装臂上。
以上所述的前、后车架部分相互间的铰接以及枢轴组件与前车架部分的连接通常是借助结构刚性(例如对扭力和弯曲呈刚性)的铰链实现的。在各方向中，此可借助使用在既定铰链位置(例如″使用中″位置)接合的宽间隔铰链轴承及互锁特征部来实现。
安装臂包含一用于前轮的安装件。最好该安装臂亦包含手把安装件，此安装件可具有任何适当构形。应理解到在″使用中″构形中，枢轴组件所限定的枢轴线位于后车架部分所限定的主平面内。
在自行车折叠过程中，枢轴组件相对于前车架部分的铰接式运动使其移动(例如以一相对方式向前或向外)，最好在安装臂枢转地安装在其上时，使得前车架部分与前轮安装件之间的距离(即间隔)加大。这是本发明的重要方面，因为若没有此移动和调整间隔动作，前轮安装件就没有充分间隔以便允许其在″折叠″构形中获得最佳定位。
优选的是，该(例如向前或向外)移动会在前轮安装件与前车架部分之间置入充分距离(亦即间隔)，使得将车架部分互朝对方折叠的动作导致前轮安装件和后轮安装件大致相互对齐。此代表一最佳″折叠″构形，因为车轮安装件(连同安装其上的车轮)是并排的。此最佳构形的优点在于，该折叠式自行车可轻易地借助其车轮进行轮转操控，每一车轮以相同旋转轴线为中心转动(即轮轴准直)。本质上来说，两个车轮并排发挥如同″单轮″的作用。此机能性观点的一优点在于不同于其它许多全尺寸车轮折叠的自行车，不用为了达成完整折叠而拆卸前轮。
后车架部分及枢轴组件如此联接，即，使得前后车架部分互朝对方的折叠会导致前车架部分和前轮安装件的位置移动，且最好相互彼此地伸展(即加大间隔)。此联接机构可由任何适当联接构件实现，其中包含一个或多个联接臂，其具有简单形式或较多变型的形式。
上述联接机构使得″车架折叠″与″调整间隔″动作能够一前一后地进行，从而减小将该自行车从″使用中″构形移到″折叠″构形及颠倒过程的复杂度和所需步骤数量。在一方面中，随着折叠运动进行，该联接机构用于将前轮安装件推出车架部分之外且围绕车架部分，从而避免与车架之任何次组件(特别是踏板及/或曲柄传动件)发生任何不想要的干涉。
更优选的是，该伸展作用(调整间隔)是到前文所述最佳位置，其中完全折叠动作导致前轮和后轮安装件相互对齐。
该联接机构可为由任何适当构件来提供，例如较佳呈刚性形式的一个或多个适当地共同安装的联接组件，譬如单棒或多棒联接杆。
在一方面中，该联接机构布置成具有可调长度。举例来说，可提供带螺纹的螺杆调整器以便使该联接机构的长度能够微调，以获得最高有效性及/或转向轴线角度调整及/或前后轮轴的准直。
在另一方面中，该联接机构具备一拉张器，该拉张器在″使用中″构形下使拉力提供给连接前、后车架部分的铰链。具体来说，该拉张器用来抵销该联接机构在″使用中″所遭受的″常态骑乘力″。被拉张的联接机构因而用来提供力量使铰链保持确实牢固关闭。被拉张的联接机构因而用来提供力以使铰链保持紧固就定位。此力必须在铰链被打开之前克服，从而在由骑乘者″使用中″之时提供增强的铰接强度。
用于联接机构的拉张器在各方面中可以是由一适当弹簧或其它弹性件来提供，处于系统内任意处或在移动终点。在一实施例中，该弹簧被安装在联接机构内(例如在联接杆的套筒内)。在一特定方面中，联接杆设置有包括外套筒的硬弹簧加载的活塞机构，该外套筒被构型为用来接收内插接套筒及中央活塞及内部弹簧。在使用中，该弹簧加载的活塞机构能使内插接套筒相对于外套筒行进，其中此行进受弹簧作用的限制。
在替代方案中，联接机构的拉张器补充或更换成位于折叠机构的另一部分的弹簧或其它弹性件。或者该机构本身即被制造成有弹力或弹性的。具体地说，弹性或弹力可在联接安装件、铰链安装件、前后车架部分、枢轴组件及行程内提供之任何止动件处设置。总体功能目标是提供″过心(over centre)″动作，详见下文。
在另一方面中，提供一可逆锁定机构以便可逆地将后车架部分和前车架部分锁定在″使用中″(即铰链关闭)位置。最好该锁定机构被布置成在其被松释时能当作后车架部分与前车架部分之间的可伸展(即可变长度)联接机构。最好该可伸展的联接机构在后车架部分与前车架部分互朝对方折叠的动作期间与主要联接机构配合(例如当作导引机构)。
适当的是，该车架组件被布置成使得该枢轴组件让该安装臂能在其内旋转以便配合车架部分的折叠。最好该安装臂移到一最佳位置让该安装臂适应于″折叠″构形。
在一方面中，在折叠过程内，枢轴组件相对于前车架部分的铰接式运动使该安装臂移动，致使前轮和后轮安装件之间的距离延长。也就是说，轴距因折叠动作而加长。在另一较佳方面中，轴距不因折叠动作而加长，因为当前轮安装件从前车架部分移开时，二者同时在介于前和后车架部分之间的主铰链的作用下被往后导引。
安装臂通常设置有手把(例如在杆安装件上)。最好在折叠过程中该枢轴组件发挥作用让安装臂连同手把能在其内旋转，以便在车架部分折叠的过程中轻易地容纳该臂和手把。最好手把或其杆安装件被移到一使得其在″折叠″构形下的最佳位置。
在一方面中，在″折叠″构形下，手把或其杆安装件被定位成作位借助车轮让该折叠式自行车轮转操控(成并排构形)时的把手。在其它方面中，由车架组件的其它部件或一个或多个附加特征部提供此把手功能。
在各方面中，任何把手是可折叠、可收缩、可旋转、或可以其它方式移动至一便于使用者轮转操控该折叠式自行车的最佳位置(例如人体工学的位置)。最好把手移到一最佳位置的移动可与总体折叠动作联动。
以上所述铰链当中一个或多个或是联接机构或锁定组件当中的一个或多个可采用″过心″动作，以使具有一弹簧偏压，此弹簧偏压是由铰链/联接机构几何形状造成或是由弹簧构件的使用而造成。该弹簧偏压可为对折叠动作的任一端或两端作用。此弹簧偏压在各方面中可被用来协助折叠或展开动作。在其它方面中，其可能被用来将车架偏动成″折叠″或″展开″构形。
最好此处的前轮和后轮安装件是采取单侧″单叉″安装件的形式，然亦可采用较为传统的双叉安装件。使用″单叉″安装件的优点在于能让车轮在″折叠″构形下被定位为更为相互靠近，从而更为节省空间。应理解到在使用″单叉″安装件的情况中，前轮和后轮安装件会被排列成匹配的一对以促成折叠时的接近车轮位置。在使用传统″双叉″安装件的情况中，前轮可保持平行于前车架部分且不以转向轴线为中心旋转180°。
悬吊系统可被提供于任何车轮安装件。
最好车轮的轮毂可在″折叠″构形中稍微锁定或是更为稳固地接合在一起。可将一个或多个闩锁设置于轮毂处或是车架其它处，该闩锁可为任何适当形式，其中包含磁性闩锁、机械闩锁、弹簧加载闩锁、干涉配合闩锁、缩球闩锁、压钮闩锁、及Velcro(商标)型闩锁。
该自行车之车轮可被布置成在折叠过程中可拆卸，从而更进一步缩减″折叠″构形的尺寸。
车轮可具有任何适当尺寸。本发明的优点在于，相反于许多折叠式自行车的″小尺寸″车轮(例如＜45cm)，其轻易容纳″常规尺寸″车轮(例如60至75cm)。
后轮车架部分通常设置有一座位杆安装件，座位安置在该座位杆上。该座位杆可就上/下及后/前方式适当调整且可设置有各种锁定机构。在各方面中，该座位杆可独立地被缩回或拆卸，或其可以某些方式与主要折叠动作联动。
在一方面中，车架组件设置有一能够产出动力来协助折叠或展开动作的储能装置。该装置的实例包含压缩空气装置、电气装置、储存弹簧能量装置、电池及伺服马达。
在各方面中，手把及/或其杆安装件可缩回或可被拆卸。其缩回或拆卸可为独立的或是以某些方式联结或联动于自行车折叠动作。
该折叠式自行车的车架组件及任何附加组件可为由任何适当材料制成，其中包含金属、木材、化合物、塑性聚合材料及以上的任意组合。最好所用材料是因轻量、刚性和强固特质。
车架组件可额外设置其它特征部，譬如脚架、行李架、组合式行李架/脚架、包壳及马达动力(例如电动马达)。
依据本发明的另一方面，提出一种用于折叠式自行车的车架及前轮安装组件，其包括：
后车架部分，其包含用于后轮的安装件；
前车架部分，其铰接于该后车架部分上，使得这二部分可互朝对方折叠；以及
用于安装臂的枢轴组件，其铰接于该前车架部分上，该安装臂包含用于前轮的安装件；
联接于该枢轴组件的安装臂，该安装臂包含用于前轮的安装件；
其中，该后车架部分及枢轴组件如此联接，即，在该车架部分互朝对方折叠时，该枢轴组件相对于该前车架部分的铰接式运动使得该安装臂移动，以便使得该前车架部分与该前轮安装件之间的间隔增大。
在折叠过程中，该枢轴组件相对于该前车架部分的铰接式运动使得该安装臂移动，从而导致该前轮安装件相对于该前车架部分移动。该后车架部分和枢轴组件如此联接，即，使得该等车架部分互朝对方的折叠动作导致该前车架部分与前轮安装件之间的间隔(即距离)相互相对地延长。
本质上来说，该车架及前轮安装组件包括前文所述的车架组件结合用于前轮的安装臂。
依据本发明的另一方面，提出一种用于折叠式自行车的车架组件，其包括：后车架部分，其包含用于后轮的安装件；前车架部分，其铰接于该后车架部分上，使得这二部分可互朝对方折叠；以及用于安装臂的枢轴组件，其铰接于该前车架部分上，该安装臂包含用于前轮的安装件；其中，该后车架部分和枢轴组件由一联接机构联接，该联接机构设置有拉张器，用以对位于该前车架部分与后车架部分之间的该铰接连接部提供拉力。
最好该拉张器包括一弹性件。最好该弹性件包括一弹簧。
较佳来说，该拉张器的作用是提供过心动作。
较佳来说，该弹性件位于该联接机构所限定的空腔内。
在一方面中，该联接机构设置有包括外套筒的硬弹簧加载的活塞机构，该外套筒被构型为用来接收内插接套筒及中央活塞及内部弹簧，其中该弹簧加载的活塞机构能使内插接套筒相对于外套筒行进，其中此行进受弹簧作用的限制。
依据本发明的另一方面，提出一种用于折叠式自行车的车架组件，其包括：后车架部分，其包含用于后轮的安装件；前车架部分，其铰接于该后车架部分上，使得这二部分可互朝对方折叠；以及锁定件，其用来可逆地将该后车架部分和前车架部分一起锁定在铰链关闭位置，其中，该锁定件布置成便于提供过心锁定动作。
依据本发明的另一方面，提出一种折叠式自行车，其包括：车架和前轮安装件及附加的前轮和后轮；手把；驱动机构；及座位。视需要可将齿轮系统设置在该驱动机构中。
依据本发明的其它方面，提出将以上所述车架组件和车架及前轮安装组件从″使用中″构形折叠成″折叠″构形及倒过来展开的方法。
附图说明
以上参照图式说明本发明之实施例，在附图中：
图1a至1f绘出第一折叠式自行车从″使用中″构形(参见图1a)折叠成″折叠″构形(参见图1f)的各阶段的透视图；
图2是联动的折叠机构的详细透视图；
图3a至3d绘出第二联动的折叠机构用于折叠式自行车的折叠/展开不同阶段的透视图，其中：图3a显示″使用中″构形；图3b显示自行车处于折叠早期阶段；图3c显示自行车处于展开后期阶段；图3d显示自行车处于部分地″折叠″的构形；
图4a和4b绘出图3a至3d的第二联动的折叠机构的联接杆处于″使用中″构形(即图3a)和处于部分地″折叠″构形(即图3d)的剖面图；
图5a至5c绘出图3a至3d的第二联动的折叠机构的锁定机构处于″使用中″构形(即图3a)、处于折叠早期阶段(即图3b)、和处于展开后期阶段(即图3c)的剖面图；以及
图6a至6c绘出呈登山自行车形式的第二折叠式自行车从″使用中″构形(图6a)折叠成紧凑的″折叠″构形(图6c)的各阶段的侧视图。
具体实施方式
现在请参考附图，图1a至1f绘出一折叠式自行车110，其中设置有提供引导折叠动的联动。图中绘出自行车从″使用中″构形(图1a)折叠成完全″折叠″构形(图1f)的各阶段。为了便于理解，各图中未标示出所有的零件，而是仅标示出与折叠阶段相关的动作的大部分重要零件。
如图1a所示，折叠式自行车110包括后车架部分120及前车架部分130，这二部分由刚性折叠铰链135铰接以使这二部分120、130可互朝彼此折叠。后车架部分120也设置有呈″单叉″形式的后轮安装件122，后轮123在轮毂124处固定在其上。后车架部分也设置有便于接纳可调座位杆127和座位128的座位杆安装件126。后车架部分还设置有驱动曲柄的踏板129a，(图中只见一个)，而曲柄设置有用来驱动后轮123的链条、皮带、传动轴(图中未示)或其它构件。前车架部分130设置有枢轴组件132，该前车架部分经由允许绕水平轴线进行铰接式运动的铰链133铰接于该枢轴组件。联接杆150被固定于后车架部分120和枢轴组件132上以便在二者间提供一联接机构。安装臂140枢接于枢轴组件132。该安装臂在杆安装件147上设置有手把146且设置有用于前轮144的″单叉″形式车轮安装件142，前轮在轮毂(图中未示)处连接到其上。枢轴组件132能让与其相关的安装臂140和前轮144、杆安装件147和手把146发生旋转运动。
图1b绘出折叠动作的第一阶段。在折叠铰链135处，后车架部分120和前车架部分130互朝对方铰接式移动(运动A)。在枢轴组件132处，安装臂140顺时钟方向旋转(运动B)使得车轮123、144保持大致平行且手把146外移离开折叠的部件。在铰链133处，安装臂140响应于联接杆150作用在枢轴组件132上的动作而向上铰接式旋转(运动C)使得前轮144开始被大致往前推且手把开始往后移动。因此应理解到，在车架部分120、130折叠到一起时会发生三个独立联动运动，其净效应是加大前轮144与前车架部分130之间的距离(间隔)且将前轮144和安装臂140推出折叠动作的路径外，特别是将其推离踏板129a。在此实例中，后轮与前轮123，144之间的距离不会加大，因为虽然安装臂140绕铰链133向上转动(运动C)，其也顺时钟方向旋转(运动B)且往后旋转(运动A)，这些组合动作的净效应是使轴距在折叠动作之起始部分中低限度地减小。联接杆150在第一附接点固定于后车架部分120上且在第二附接点固定于枢轴组件132上，以便在二者间提供一联接机构。
在后继阶段中，图1c显示折叠动作的三个联动方面进一步继续进行。后车架部分120和前车架部分130更为互朝对方铰接式移动。安装臂140进一步顺时钟方向旋转，使得手把146进一步往外移离折叠中的部件。安装臂140也响应于联接杆150作用在铰接枢轴组件132上的动作从而进一步地向上转动，以使得前轮144被推出且绕行。
在图1d中，后车架部分120和前车架部分130及后轮和前轮123，144分别形成相互匹配的关系。手把146保持在远离折叠路径的位置处。
在图1e中，前轮144和后轮123相互对齐。各自的″单叉″安装件122、142被定位在车轮123、144以外，且此后能用作防止使用者碰到轮毂和传动系(图中未示)的阻挡物(或阻挡部分)。
在图1f完全″折叠″构形中，座位128被缩回(例如以手动方式或自动方式缩回)，且可看到杆安装件147到手把146是突出的，从而提供一个用来使得该折叠形式借助车轮123、144轮转操控的有效把手147。
应理解到，对于以上所述第一折叠式自行车(图1a至1f)，″调整间隔″和″折叠″动作被合并，由此使前轮144在形成折叠位置时大致平行于后轮123，且被侧向推出以避开踏板129a和曲柄，然后被自动导引至与后轮123并排。
本质上来说，对于第一折叠式自行车(图1a至1f)，联接杆150联结″调整间隔″和″折叠″动作，使得前轮安装臂140与前车架部分130的起始间隔由该动作的其它部分″吸收″。在各方面中，运动B的轴线(其也是转向轴线)允许前轮144保持平行于后轮123，且在折叠动作期间允许(枢轴组件132)大约180度的旋转。手把146在折叠动作期间避开车架且重要的是前轮144被导引并排于后轮123移动，从而避开左侧踏板129a/曲柄组件。
图2是联动的折叠机构的详细图，此机构可例如用于图1a至1f所示的折叠式自行车。
刚性折叠铰链235与折叠式后车架部分220和前车架部分230铰接。枢轴组件232经由铰链233接合于前车架部分，该铰链使得枢轴组件232能相对于前车架部分230在铰链233所限定的运动平面内铰接式移动。此运动平面大体上对应于前车架部分230所限定的(前)平面。枢轴组件232也设置有一用于安装臂240的枢轴安装件231，该枢轴安装件能促成安装臂240如图所示地以轴线AB为中心进行轴向旋转。安装臂240使得前轮244和手把(图中未示)附接，且该轴向旋转因而能促成该自行车转向。
联接杆250在第一联接点252接合于后车架部分220且在第二附接点251接合于枢轴组件232。因此可理解到，前车架部分230、后车架部分220及枢轴组件232的任何移动是联动的。
图2绘出处于部分地折叠构形的联动的折叠机构，其中前车架部分230已往后车架部分220移动。因为该移动，联接杆250使得枢轴组件232推离前车架部分230，枢轴组件232绕铰链233移动。使得安装臂240上的前轮244因而往外推离折叠动作。
图3a至3d绘出第二联动的折叠机构的各阶段透视图(通常是底侧)，例如，图1a至1f所示的折叠式自行车可采用此联动的折叠机构，该联动的折叠机构采用如图4a和4b剖面图所示的联接杆以及如图5a至5c剖面图所示的锁定机构。
图3a至3d绘出在折叠/展开之不同阶段的第二联动的折叠机构。图3a显示″使用中″构形。图3b显示自行车处于折叠早期阶段。图3c显示自行车处于展开后期阶段。图3d显示自行车处于部分地″折叠″的构形。
现参照图3a至3d，刚性折叠铰链335与折叠式后车架部分320和前车架部分330铰接。枢轴组件332(整体上仅有图3d可见)经由铰链333(仅有图3d可见)接合于前车架部分，该铰链使得枢轴组件332能相对于前车架部分330在铰链333所限定的运动平面内铰接式移动。该运动平面大体上对应于前车架部分330所限定的(前)平面。枢轴组件332也设置有一用于(图中未示)安装臂的枢轴安装件331(仅有图3d可见)，该枢轴安装件能促成安装臂如图所示地以轴线AB为中心进行轴向旋转。若表现出来，该安装臂使得前轮和手把附接，且该轴向旋转因而能促成该自行车转向。
联接杆350在第一联接点352接合于后车架部分320且在第二附接点351接合于枢轴组件332。因此可理解到，前车架部分330、后车架部分320及枢轴组件332的任何移动是联动的。在该移动形成的图3d所示的″部分地折叠″构形中，联接杆350的动作将枢轴组件332推离前车架部分330，使得枢轴组件332绕铰链333移动。因此可理解到，(如图2所示)，安装在枢轴安装件331的安装臂上的前轮因此被往外推离折叠动作(亦即加大间隔)。
在另一方面中(仅有图3d可见)，弹性材料块390附接于枢轴组件332的突出部上方。材料块390以小斜角″楔入配合″于前车架部分330前部的配合凹穴339内。小斜角的″楔入动作″与适当弹性材料的选择(例如稍具可压缩性的光滑材料譬如尼龙)的组合在该自行车处于骑乘模式时提供一非常牢固而不会移动的接头。在变型中，将相似的有尼龙覆盖的楔子用在主要铰链335处，其可当作图中所示的圆突起336a、336b及孔口337a、337b的一部分或是取代它们。
以下参照图3a至3d及图4a和4b描述第二联动折叠机构的内部弹簧加载的联接杆的动作。
在″使用中″构形(如图3a和4a所示)，联接杆350布置为″过心″，经过折叠铰链335所限定的轴线，从而提供额外力量保持主铰链335关闭。此力被设计为在自行车承载及通过坎坷表面时增大，以使(主要是由主铰链335限定的)联接机构非常安全且稳定。
为实现该″过心″动作，联接杆350设置有一包括外套筒360的硬弹簧加载的活塞机构，该外套筒被构型为用来接收内插接套筒362及中央活塞364及内部弹簧370。在使用中，该弹簧加载的活塞机构能使内插接套筒362相对于外套筒360行进，其中此行程由弹簧370的作用来限制，且最终受到设置在内插接套筒362上的止动环366约束。整体而言，联接杆350的长度可能因此以受约束的方式来改变。弹簧370被选择成一个具有高压缩率、高预张力、及小行程的弹簧。如图4a所示，弹簧370包括多个碟状弹簧的排列，其中一些碟状弹簧是串联且一些碟状物是并联的。
在图4a所示的″使用中″构形中，联接杆350稍微伸展(即内插接套筒362稍被从外套筒360抽出)且弹簧370被压缩。弹簧370处的压缩力的作用是维持铰链335上的关闭力。
在图4b所示折叠早期阶段，联接杆350并未伸展(即内插接套筒362安坐在外套筒360更里面)且弹簧370仅有任何″预拉伸″压缩力作用于其上。
在变型中，弹簧370安装在一具有平轴的多头螺杆(或类似物)上，以促成对该弹簧的任何预拉伸及/或最大允许弹簧压缩的调整。
在另一细部中，联接杆350的最小长度设置成可变的，且是由止动环366的位置调整而设定的，例如该止动环是带螺纹的。在变型中，可提供二个带螺纹的止动环366使其能锁在一起。调整联接杆350最小长度的作业亦可被布置成在自行车是折叠状态时调整前和后轮轴的相对准直。
以下参照图3a至3d及图5a至5c说明第二联动的折叠机构的锁定机构的动作。
应理解到，锁定机构的主要功能是在自行车处于″使用中″构形(图3a；图5a)时保持主铰链335确实关闭。在此构形中，锁定机构以受拉状态且在过心位置地组装，这保持其关闭且稍微凹入车架内。
更详细来说，锁定机构包括在第一枢轴点381枢接于后车架部分320且在第二枢轴点383枢接于套杆382的杠杆380。套杆382接纳活塞385，该活塞在接收端具有止动头386且在另一端具有用来枢接于前车架部分330的枢接安装件387。在一变型中，活塞385可包括一设置有平轴的有头螺杆以实现可调整性。
应理解到，就一般来说，锁定机构可借助杠杆380的移动从而从与套杆382大致同轴的锁定位置(图5a)致动到杠杆380相对于套杆382成一角度的解锁位置(例如图5c)。在一变型中，锁定/解锁运动可为由一延伸弹簧进行弹簧加载，该弹簧的作用是使杠杆380从锁定位置″跳″出到运作位置，且其使操作以克服联接杆350的″过心″动作更为容易。
更详细地说，在图5a的锁定位置，杠杆380、套杆382及活塞385相互彼此为同轴地安置。活塞385从套杆382抽出，使得其头部386紧靠着其保持唇部388。
在图3b和5b所示之的折叠早期阶段，杠杆380相对于套杆382和活塞385限定成大约30°的角度。活塞385大致接纳在套杆382内，使得其头部386离保持唇部388相当远。更详细地说，图3b和5b显示主铰链335被推开经过″过心″位置的瞬间。为实现此状态，施加力以便将杠杆380朝向车架320(亦即以大箭头表示)和主铰链335推。此力经由套杆382(以压缩方式)及枢接安装件387传递给前车架部分330。
在图3c和5c所示之的展开后期阶段，杠杆380相对于套杆382和活塞385限定为大约110°的角度。活塞385再次被从套杆382抽出使得其头部386紧靠着一保持唇部388。活塞385抽出的发生原因是铰链335打开前车架部分330且位于其上的枢轴安装件337拉离后车架部分320及安装在后车架部分上的杠杆380。更详细地说，图3c和5c显示主铰链335受迫从而″过心″到铰链335关闭模式(亦即″使用中″构形)之前瞬间的各部件位置。依图中所示大箭头的方向对杠杆380施力。此力经由套杆382及活塞385(二者皆受拉)及枢接安装件387传递给前车架部分330，从而以迫使铰链335″过心″的方式关闭铰链335。
整体而言，在解锁动作中，杠杆380以顺时钟方式旋转。外力借助杠杆380的杠杆作用(大约8：1)在其它部件382，385和387上放大。由此迫使主铰链335打开，这推动联接杆350经过铰链335轴线且″过心″。一旦联接杆350轴线经过铰链335轴线，″过心″动作倾向于使铰链335进一步打开。其发生原因为联接杆350内的压缩弹簧370伸展且由此协助主铰链335进一步打开。该动作就像是电灯开关或其它过心装置的动作。
在锁定动作中，前车架部分330和后车架部分320首先匹配准直(亦即如图3a所示)。然后使杠杆380以逆时钟方向旋转。外力借助该杠杆的杠杆作用(大约8∶1)放大而使得杠杆380、套杆382及活塞385相互相对同轴准直，且将活塞385从套杆382抽出以使得其头部386紧靠着保持唇部388。该外力亦如此地发生作用，即，使得联接杆350推到其″使用中″位置，其中内部弹簧被压缩(参见图4a的说明)。
第二联动的折叠机构采用内部弹簧加载的联接杆。应理解到在其替代方案中，联接杆的其它组件、该机构的其它部件或终点止动件可为由弹簧加载或是拉伸的，以提供期望的″过心″动作。在变型中，可利用弹簧组件将杠杆380安置在让使用者抓握的有用位置。
在图6a至6c中绘出呈登山自行车形式的折叠式自行车410。图中绘出该自行车从″使用中″构形(图6a)折叠到″可轮转操控″构形(图6b)到完全紧凑的″折叠″构形(图6c)的各个阶段。为便于对照和理解，在每一图中并非标出所有部件，只有与折叠过程中所属阶段的动作有关的最重要部件会被标出。
如图6a所示，折叠式自行车410包括一后车架部分420及一前车架部分430，此二部分由刚性折叠铰链435铰接以使此二部分420，430可互朝对方折叠。后车架部分420亦具备呈传统″双叉″形式的后轮安装件422，有辐后轮423经由此安装件固定在轮毂424。后车架部分420亦具备接收可调座位杆427和座位428的座位杆安装件426。后车架部分更具备驱动曲柄425的踏板429a(图中只见一个)，而曲柄具备一用来驱动后轮423的传动系。前车架部分430具备枢轴组件432，该前车架部分经由允许绕水平轴线进行铰接式运动的铰链433铰接于该枢轴组件。联接杆450被固定于后车架部分420和枢轴组件432上，以便在二者间提供一联接机构。安装臂440枢接于枢轴组件432。该安装臂在杆安装件447上具备手把446且具备用于前轮444在轮毂443连接的传统双叉形式车轮安装件442。枢轴组件432能使得与其相关的安装臂440和前轮444、杆安装件447和手把446发生旋转运动。
在绘出″折叠″但可轮转操控之构形的图6b中，座位428被缩回(例如以手动方式或自动方式缩回)，且可看到杆安装件447到手把446是突出的，从而提供用来使得此折叠形式借助车轮423、444进行轮转操控的有效把手。
在绘出紧凑的″折叠″构形的图6c中，可看到杆安装件447到手把446以斜铰链448为中心折入组件内，使得手把446以紧凑的型态窝置。此种铰接手把446组件在折叠式自行车领域中已为人所知。在其它实施例中，使用可折叠的手把(例如只有手把的部件折叠)以达成最小体积而不移动手把安装杆447。
Claims (30)
1.一种折叠式自行车的车架组件，其包括：
后车架部分，其包含用于后轮的安装件；
前车架部分，其铰接于该后车架部分上，使得这二部分可互朝对方折叠；以及
用于安装臂的枢轴组件，其铰接于该前车架部分上，该安装臂包含用于前轮的安装件；
其中，该后车架部分及枢轴组件如此联接，即，在该车架部分互朝对方折叠时，该枢轴组件相对于该前车架部分的铰接式运动使得该安装臂移动，以便使得该前车架部分与该前轮安装件之间的间隔增大。
2.如权利要求1所述的车架组件，其特征在于，在该车架部分互朝对方折叠的过程中，该前车架部分与前轮安装件之间的该间隔增大，使得该前轮安装件和后轮安装件相互对齐。
3.如权利要求1或2所述的车架组件，其特征在于，该后车架部分与枢轴组件借助包括一个或多个刚性联接件的联接机构来联接。
4.如权利要求3所述的车架组件，其特征在于，该联接机构具有可调的长度。
5.如权利要求4所述的车架组件，其特征在于，该联接机构设置有一个或多个带螺纹的螺杆调整器，以实现其长度的微调。
6.如权利要求3-5中任一项所述的车架组件，其特征在于，该联接机构设置有拉张器，用以对位于该前车架部分与后车架部分间的该铰接连接部提供拉力。
7.如权利要求6所述的车架组件，其特征在于，该拉张器包括弹性件。
8.如权利要求7所述的车架组件，其特征在于，该弹性件包括弹簧。
9.如权利要求7或8所述的车架组件，其特征在于，该弹性件的作用是提供过心动作。
10.如权利要求7-9中任一项所述的车架组件，其特征在于，该弹性件位于该联接机构所限定的空腔内。
11.如权利要求10所述的车架组件，其特征在于，该联接机构设置有包括外套筒的硬弹簧加载的活塞机构，该外套筒被构型为用来接收内插接套筒及中央活塞及内部弹簧；其中该弹簧加载的活塞机构能使该内插接套筒相对于该外套筒行进，其中此行进受弹簧作用的限制。
12.如权利要求3-11中任一项所述的车架组件，其特征在于，包括一锁定件，其用来可逆地将该后车架部分和前车架部分一起锁定在铰链关闭位置。
13.如权利要求12所述的车架组件，其特征在于，该锁定件还包含位于该后车架部分与前车架部分之间的可变长度的联接机构。
14.如权利要求13所述的车架组件，其特征在于，当该后车架部分与前车架部分互朝对方折叠时该可变长度的联接机构与该联接机构配合。
15.如权利要求12-14中任一项所述的车架组件，其特征在于，该锁定件布置成便于提供过心锁定动作。
16.如权利要求1-15中任一项所述的车架组件，其特征在于，该车架组件的任一部件皆设置有弹性件以实现过心动作。
17.如权利要求1-15中任一项所述的车架组件，其特征在于，该车架组件的全部或局部经弹簧加载以实现过心动作。
18.如权利要求3-17中任一项所述的车架组件，其特征在于，在所述车架部分互朝对方折叠期间，该联接机构的作用是将该前轮安装件外推并围绕该前和后车架部分。
19.如权利要求1-18中任一项所述的车架组件，其特征在于，该枢轴组件使该安装臂能在其内旋转至一位置，该位置容易适于车架部分互朝对方折叠。
20.如权利要求1-19中任一项所述的车架组件，其特征在于，该后轮车架部分设置有用于座位杆的可调安装件。
21.一种用于折叠式自行车的车架和前轮安装组件，其包括：
如权利要求1所述的车架组件；以及
联接于该枢轴组件的安装臂，该安装臂包含用于前轮的安装件。
22.一种折叠式自行车，其包括：
如权利要求23所述的车架和前轮安装组件；
分别附装于该前轮安装件和后轮安装件上的前轮和后轮；
附装于该安装臂上的手把；以及
附装于该后车架部分上的座位杆，该座位杆用来接纳座位及用于该后轮的驱动机构。
23.如权利要求24所述的折叠式自行车，其特征在于，该前和后轮的直径是60至75cm。
24.一种用于折叠式自行车的车架组件，其包括：
后车架部分，其包含用于后轮的安装件；
前车架部分，其铰接于该后车架部分上，使得这二部分可互朝对方折叠；以及
用于安装臂的枢轴组件，其铰接于该前车架部分上，该安装臂包含用于前轮的安装件；
其中，该后车架部分和枢轴组件由一联接机构联接，该联接机构设置有拉张器，用以对位于该前车架部分与后车架部分之间的该铰接连接部提供拉力。
25.如权利要求26所述的车架组件，其特征在于，该拉张器包括弹性件。
26.如权利要求27所述的车架组件，其特征在于，该弹性件包括弹簧。
27.如权利要求27或28所述的车架组件，其特征在于，该弹性件布置成用于提供过心动作。
28.如权利要求27所述的车架组件，其特征在于，该弹性件位于该联接机构所限定的空腔内。
29.如权利要求30所述的车架组件，其特征在于，该联接机构设置有包括外套筒的硬弹簧加载的活塞机构，该外套筒被构型为用来接收内插接套筒及中央活塞及内部弹簧；其中该弹簧加载的活塞机构能使该内插接套筒相对于该外套筒行进，其中此行进受弹簧作用的限制。
30.一种用于折叠式自行车的车架组件，其包括：
后车架部分，其包含用于后轮的安装件；
前车架部分，其铰接于该后车架部分上，使得这二部分可互朝对方折叠；以及
锁定件，其用来可逆地将该后车架部分和前车架部分一起锁定在铰链关闭位置，
其中，该锁定件布置成便于提供过心锁定动作。
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