CN200939915Y - 具反向四连杆系统的自行车架 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种具反向四连杆系统的自行车架，其是由前车架的座管前方以朝下伸设的上连杆件连结于后车架的后上叉前端，由前车架的五通管前上方以下连杆件连结于后车架的后下叉前端，并将避震器设于后上叉前端与前车架的上管之间；如此，可以让后轮轴心位的位移轨迹接近直线，有效地避免发生刹车锁死及链条拉扯等方面的问题，并且于踩踏时，上、下连杆件的受力摆动方向不同而可相互抵销，因而能不受骑乘者变换骑姿及踩踏等方面的影响，有效地让避震式自行车架产生最佳化的避震效能。

Description

具反向四连杆系统的自行车架

技术领域

本实用新型涉及一种具避震功能的自行车架设计，尤指一种以反向四连杆系统有效地产生最佳避震效能的避震式自行车架。

背景技术

为了提供自行车具备较佳的避震效能及减少骑乘能量的损耗，自行车业者陆续开发设计出各种型式的避震式自行车架设计，其中较具代表性的设计包括：如图5所示的前转点式自行车架、如图6所示的正向(长)四连杆系统自行车架、如图7所示的正向(短)四连杆系统自行车架，以及如图8所示的反向四连杆系统自行车架。然而如果以骑姿变换、踩踏、链条拉扯、刹车锁死及刚性等要素来评估分析现有避震式自行车架构造的效能，显然还是有诸多不足之处，可以再进一步加以研究改进。

如图5所示的前转点式自行车架，其是将后车架B的前下端枢结于前车架A的下管而形成前转点，并于前、后车架A、B之间连设有避震器C。这样的设计，在避免刹车锁死及链条拉扯等方面会有不错的表现，不过由于以单一转点来承受所有的受力，因此在结构刚性方面较差，而且对于骑乘者踩踏与骑姿变换的反应太过直接敏锐，容易产生导致前、后车架A、B互相干扰的情形发生，加上其后轮轴心位是以向前的弧形轨迹摆动，在后避震作动或骑乘者变换骑姿时，均会因为后车架B的摆动，导致骑乘者的踩踏施力会有一部份被耗损于压缩或拉伸避震器，造成踩踏能量损耗的现象，以及会因为前车架A五通管与后轮轴心位的距离改变，产生链条松弛现象而发生踩空或链条回击等问题，妨碍骑乘踩踏施力的操控性及安全性。

如图6所示的正向(长)四连杆系统的自行车架，其是由前车架A的座管以朝上伸设的上连杆D连结于后车架B的前上端，由前车架A的五通管后方以长杆架型式的下连杆E连结于后车架B的后钩爪，并于上连杆D与前车架A之间连设有避震器C，其中图式中的粗线箭头符号表示在后避震作动时，上、下连杆D、E的摆动方向，细线箭头符号表示在踩踏时，上、下连杆D、E受力的摆动方向。这样的设计，利用上、下连杆D、E的交叉点形成虚拟转点(VirtualPivot Point，VPP)，让后车架B的转点向前移而产生较佳的摆动轨迹，并且在避免刹车锁死及链条拉扯会有不错的表现，不过由于其下连杆E的长度过长，导致整体结构刚性较差，并且在后避震作动时，虚拟转点VPP是以向后向下的弧形轨迹摆动，导致摆动动作加剧，在踩踏时或骑乘者变换骑姿时，依然会产生踩踏能量损耗的问题。

如图7所示的正向(短)四连杆系统的自行车架，其是由前车架A的座管以朝上伸设的上连杆D连结于后车架B的前上端，由前车架A的五通管前上方以短杆架型式的下连杆E连结于后车架B的前下端，并于上、下连杆D、E之间连设有避震器C。这样的设计，利用缩短下连杆E的方式，可以部分解决正向四连杆系统在结构刚性方面的问题，不过在后避震作动时，虚拟转点VPP是以向后向下的弧形轨迹摆动，导致摆动动作加剧，在踩踏时或骑乘者变换骑姿时，依然会产生踩踏能量损耗的问题。

如图8所示的反向四连杆系统的自行车架，其是由前车架A的座管以朝下伸设的上连杆D连结于后车架B的前上端，由前车架A的五通管后方以短杆架型式的下连杆E连结于后车架B的前下端，并于上连杆D与前车架A的上管之间连设有避震器C。这样的设计，在骑乘者踩踏时，利用上、下连杆D、E受力的摆动方向不同而相互抵销的设计，在后避震作动时，虚拟转点VPP是以向前、接近平行的弧形轨迹摆动，能够在骑乘者变换骑姿及踩踏等方面有不错的表现，不过由于其后轮轴心位是以向后的弧形轨迹摆动，容易发生刹车锁死及链条拉扯等方面的问题，并且呈短杆架型式的下连杆E设计，容易放大后车架B的装配公差及晃动问题，在结构刚性方面的表现不好。

为解决现有各种避震式自行车架于构造设计上的不足及限制，本发明人开发设计出一种以反向四连杆系统产生最佳化避震效能的自行车架。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种具反向四连杆系统的自行车架，其主要是由前车架的座管以朝下伸设的上连杆件连结于后车架的后上叉前端，并由前车架的五通管前上方以长度适中的下连杆件连结于后车架的后下叉前端，配合连设于后上叉前端与前车架上管之间的避震器；本实用新型可以在骑乘者踩踏时，利用上、下连杆件受力的摆动方向不同而相互抵销的设计，在后避震作动时，虚拟转点是以向前向上的弧形轨迹摆动，在骑乘者变换骑姿及踩踏等方面能有较传统反向四连杆系统的自行车架更不错的表现，并且让后轮轴心位的位移轨迹接近直线，避免发生刹车锁死及链条拉扯等方面的问题，同时能够利用长度适中的上、下连杆件来提升整体的结构刚性，有效地让自行车架运用反向四连杆系统产生最佳化的避震效能。

基于前述目的，本实用新型所运用的技术手段在于提供一种具反向四连杆系统的自行车架，其包括：

一前车架，设有一上管、一连结于该上管前端的前管、一连结于该上管后端的座管、一连结于该前管后端的下管，以及一横向固设于该下管后端的五通管，于该五通管的前侧上方对应于中齿盘的位置设有一枢转座；

一以可摆动型态连结于该前车架的后车架，设有一后上叉、一后下叉、一固设于该后上叉与该后下叉后端的后钩，以及一固设于该后下叉前端的连接座；其中该后上叉的前端由该座管的两侧跨越过该座管，并于该后上叉的前端与该座管邻近该上管下方的前侧管面之间连结设有一上连杆件，该上连杆件是以朝向该枢转座后方的型态设置，并于该后上叉的前端与该上管的中段部位之间连结设有一避震器；其中该连接座的前端是伸设到该五通管的后侧下方，并于该连接座前端与该枢转座之间连结设有一下连杆件；

由此，在后车架作动时，以该上、下连杆的交叉点所形成的虚拟转点是以向前向上的弧形轨迹摆动，并且让后轮轴心位的位移轨迹接近直线。

较佳的，本实用新型的避震器大致位于后上叉的延伸轴线位置。

较佳的，本实用新型的上连杆件是由一横杆一体连设于二平行侧杆中段所形成的H形杆架型态；下连杆件是由一横轴管一体连设于二弧形侧杆后下端所形成的U形杆架型态。

本实用新型的具反向四连杆系统的自行车架，可以获得的优点及功效如下：

1.本实用新型利用于踩踏时，上、下连杆件的受力摆动方向不同而相互抵销的设计，能够有效地避免骑乘者的踩踏施力会被耗损于作用避震器而造成能量损耗，并且不会受到骑乘者变换骑姿的影响。

2.本实用新型于后避震作动过程中，后轮轴心位的位移轨迹接近直线，可以保持五通管与后轮轴心位的距离不改变，不仅能够避免发生刹车锁死及链条拉扯等方面的问题，并且可以解决现有避震式自行车架会因为链条发生松弛现象而造成踩空或链条回击的问题，有效确保骑乘的操控性及安全性。

3.本实用新型利用长度适中且均呈杆状型式的上、下连杆件设计，能够让具反向四连杆系统的自行车架获得良好的结构刚性。

附图说明

图1：本实用新型较佳实施例的立体结构图。

图2：本实用新型较佳实施例的局部结构图。

图3：本实用新型较佳实施例的平面结构配置图。

图4：本实用新型较佳实施例的后避震作动示意图。

图5：现有前转点式自行车架的后避震作动示意图。

图6：现有正向(长)四连杆系统自行车架的后避震作动示意图。

图7：现有正向(短)四连杆系统自行车架的后避震作动示意图。

图8：现有反向四连杆系统自行车架的后避震作动示意图。

附图标号：

10前车架     11上管

111连结架    12前管

13座管       131连结架

14五通管     15下管

16枢转座

20后车架     21后上叉

211连接端    212架杆

22后下叉     23后钩爪

24连接座     241枢耳

25支撑杆     26上连杆件

261侧杆      262、263轴杆

27下连杆件   271侧杆

272横轴管    273、274轴杆

30避震器

A前车架      B后车架

C避震器      D上连杆

E下连杆

VPP虚拟转点(Virtual Pivot Point)

具体实施方式

本实用新型的具反向四连杆系统的自行车架的较佳实施例，如图1、图2、图3所示，该自行车架包括有一前车架10、一枢接连结于前车架10的后车架20，以及一设于前、后车架10、20之间的避震器30等构件；

该前车架10是由一接近水平型态的上管11、一连结于上管11前端以供自行车前叉结合的前管12、一连结于上管11后端以供自行车座垫结合的座管13、一横向固设于座管13底端的五通管14以及一连结前管12与五通管14之间的下管15等构件组成；

其中的上管11于中段部位的下侧管面固设有一可供避震器30前端枢结的连结架111，于座管13接近上管11下方的前侧管面，固设有连结架131，并于五通管14前侧上方对应于中齿盘(chainwheel)的位置，一体突出设有一枢转座16；

该后车架20是由一后上叉21、一后下叉22、一固设连结于后上叉21与后下叉22后端的后钩爪23、一固设于后下叉22前端的连接座24、一固设连结于后上叉21前段与后下叉22前端之间的支撑杆25、一连结于前述连结架131与后上叉21前端之间的上连杆件26，以及一连结于前述枢转座16与连接座24前端之间的下连杆件27等构件组成；

其中的后上叉21前端由座管13的两侧跨越过座管13而形成供上连杆件26及避震器30枢设连结的连接端211，并在位于座管13后方的后上叉21前段横设一用以供刹车器组装的架杆212；前述的上连杆件26是由一横杆一体连设于二平行侧杆261中段所形成的H形杆架构造，配合以一轴杆262将H形上连杆件26的上端枢设连结于座管13的连结架131，并配合以一轴杆263将H形上连杆件26的下端枢设连结于后上叉21的连接端211，让上连杆件26以朝向枢转座16后方的型态设置；

其中的连接座24固设于后下叉22的前端，于连接座24的前端设有一对伸设到五通管14后侧下方的枢耳241；前述的下连杆件27是由一横轴管272一体连设于二弧形侧杆271后下端所形成的U形杆架构造，配合以一轴杆273将U形下连杆件27的前端枢设连结于前车架10的枢转座16，并于将横轴管272嵌置于连接座24的两枢耳241之间后，以一轴杆274将U形下连杆件27的后下端枢设连结于后车架20的连接座24；

该避震器30是以两端枢设连结于前车架10的连结架111及后上叉21的连接端211，并且大致位于后上叉21的延伸轴线；

如此，利用前述的前车架10、后车架20及上、下连杆件26、27等构件，组构成如图1、图3所示的具反向四连杆系统的自行车架。

请参看图1、图4所示，利用本实用新型的反向四连杆系统设计，不仅能够让自行车后车架20位移的虚拟转点VPP均保持在中高转点的位置，并且后上叉21直接压缩大致位于后上叉21延伸轴线的避震器30，能够让自行车架的避震作动行程直接且平稳顺畅；本实用新型在后避震作动行程中，虚拟转点VPP是以向前向上的弧形轨迹摆动，在骑乘者变换骑姿及踩踏等方面能有较传统反向四连杆系统的自行车架更不错的表现，并且让后轮轴心位的位移轨迹接近直线，可以保持五通管14与后轮轴心位的距离不改变，能够避免发生刹车锁死、链条拉扯及松弛等问题，有效地确保骑乘的操控性及安全性；

再者，本实用新型于骑乘者踩踏时，上、下连杆件26、27的受力摆动方向不同而相互抵销作用力，有效地避免骑乘者的踩踏施力会被耗损于作用避震器30而造成能量损耗，并且能够让自行车架的避震效能不会受到骑乘者变换骑姿所影响，深具实用效益。

虽然本实用新型已以具体实施例揭示，但其并非用以限定本实用新型，任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和范围的前提下所作出的等同组件的置换，或依本实用新型专利保护范围所作的等同变化与修饰，皆应仍属本专利涵盖之范畴。

Claims (8)

1.一种具反向四连杆系统的自行车架，其包括：

一前车架，设有一上管、一连结于该上管前端的前管、一连结于该上管后端的座管、一连结于该前管后端的下管，以及一横向固设于该下管后端的五通管；

一以可摆动型态连结于该前车架的后车架，设有一后上叉、一后下叉、一固设于该后上叉与该后下叉后端的后钩，以及一固设于该后下叉前端的连接座；其特征在于：

该前车架于该五通管的前侧上方对应于中齿盘的位置设有一枢转座；

该后上叉的前端由该座管的两侧跨越过该座管，并于该后上叉的前端与该座管邻近该上管下方的前侧管面之间连结设有一上连杆件，该上连杆件以朝向该枢转座后方的型态设置，并于该后上叉的前端与该上管的中段部位之间连结设有一避震器；

该连接座的前端伸设到该五通管的后侧下方，并于该连接座前端与该枢转座之间连结设有一下连杆件。

2.如权利要求1所述的具反向四连杆系统的自行车架，其特征在于：所述的避震器位于所述后上叉的延伸轴线位置。

3.如权利要求2所述的具反向四连杆系统的自行车架，其特征在于：所述的上管于中段部位下侧固设有一供所述避震器连结的连结架。

4.如权利要求3所述的具反向四连杆系统的自行车架，其特征在于：所述的座管于邻近所述上管下方的前侧管面固设有一供所述上连杆件连结的连结架。

5.如权利要求4所述的具反向四连杆系统的自行车架，其特征在于：所述的后上叉于所述座管后方的前段位置横设一架杆，并于该后上叉前段与所述后下叉的前端之间连结固设有一支撑杆。

6.如权利要求1至5任一项所述的具反向四连杆系统的自行车架，其特征在于：所述的上连杆件是由一横杆一体连设于二平行侧杆中段所形成的H形杆架型态。

7.如权利要求6所述的具反向四连杆系统的自行车架，其特征在于：所述的下连杆件是由一横轴管一体连设于二弧形侧杆后下端所形成的U形杆架型态。

8.如权利要求7所述的具反向四连杆系统的自行车架，其特征在于：所述的连接座于前端设有一对伸设到所述五通管后侧下方的枢耳，所述的横轴管嵌置于该两枢耳之间。

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