CN219029659U - 一种车架结构及自行车或电动车 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种车架结构及采用该车架结构的自行车和电动车，包括：座椅支架、前车架、后车架。所述前车架和后车架相互独立，并与座椅支架之间进行活动连接，相当于原来的刚性车架拆分为两个或三个独立的部分，这里的活动连接至少包括前车架和后车架在纵轴所在的垂直平面内在一定角度范围内相对转动，这样的创新设计可以使得前后轮面对地面形状的变化冲击时，可以通过这种转动消减，除了降低硬性冲击，也大大降低了冲击向另外一部分的传递，提升了舒适性，当在座椅支架和前车架与后车架之间加装上弹性组件后，使得硬性冲击被弹性缓和。

Description

一种车架结构及自行车或电动车

技术领域

本实用新型涉及自行车及电动车领域，尤其涉及一种车架结构及自行车或电动车。

背景技术

自行车是传统产业，具有100多年的历史，由于环保以及交通的问题，自行车成为世界各国特别是发达国家居民喜爱的交通、健身工具，世界自行车行业的重心正从传统的代步型交通工具向运动型、山地型、休闲型转变。

自行车的减震的好坏决定了自行车的舒适性，这里所述的减震包括单纯的弹簧结构实现的将硬冲击进行弹性缓冲，以及增加阻尼器消震的高端装置，现有技术中使用较多的是前叉减震，减轻了对手腕的冲击，但其车架为整体刚性结构，因此地形变化对车身的冲击还是会直接向坐垫传递，舒适性亟需提升，如果在后叉也加装上述减震装置，但这样会使成本大大增加。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种结构简单、舒适性也好的车架结构及应用该车架结构的自行车或电动车。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：一种车架结构，包括：

前车架，用于安装前轮组件；

后车架，用于安装后轮组件；所述前车架和后车架相互独立；

座椅支架，设于前车架和后车架之间，所述前车架和/或后车架与座椅支架活动连接。

所述前车架和后车架相互独立，并与座椅支架之间进行活动连接，相当于原来的刚性车架拆分为两个或三个独立的部分，特别是前车架和后车架的相互独立，且相互活动连接，这里的活动连接至少包括前车架和后车架在纵轴所在的垂直平面内在一定角度范围内相对转动，对于双轮自行车或前后双轮的四轮自行车，纵轴为前后轮转轴中点的连线，三轮为独轮的转轴中点与双轮转轴中点的连线。这样的创新设计可以使得前后轮面对地面形状的变化冲击时，可以通过这种转动消减，除了降低硬性冲击，也大大降低了冲击向另外一部分的传递，提升了舒适性，当在座椅支架和前车架与后车架之间加装上弹性组件后，使前车架和后车架受弹性组件的约束，具有自复位的特性，使得硬性冲击被弹性缓和，进一步在具有阻尼器的情况下，可以将冲击的不适感进一步降低。除了在垂直面的相互转动，如果还具有绕轴线的扭转或水平面的相互转动等多自由度的相互动作，可以进一步提升车辆的操控性。

进一步的，所述前车架和/或后车架与座椅支架转动连接。

进一步的，所述前车架包括一个纵梁和可转动的设置于纵梁上的前叉组件和车把，所述纵梁的后端与连接件活动连接，所述后车架为一H结构的纵向后叉，所述后叉的后端用于安装后轮，前端与连接件活动连接。

该结构将车架结构极简化，取消了现有技术的三脚架，前车架为单梁结构，后车架直接将后梁与后叉一体化为一个单一的H结构，使得整个车架更加简约和轻量化。通过与座椅支架与前车架、后车架之间的弹性组件的连接，就可以构成稳定的自复位车架结构，替代原来一体式的车架结构。

进一步的，所述纵梁后端和后叉前端设有轴孔，所述连接件包括一个或两个轴，前车架和后车架的轴孔分别可转动套设于两个轴上，或可转动套设于同一个轴上。

最简单的活动连接是采用轴进行可转动的铰链，连接部可以使用轴承以提升使用寿命，降低磨损，座椅支架与前车架、后车架之间均可以在一定角度范围内相对转动，在加装弹性组件的情况下，可以获得很好的缓冲作用，提升舒适性。

进一步的，所述纵梁后端横截面为矩形、圆形或椭圆形，所述后叉的前端具有向前延伸的平行的双侧板，或横截面为半矩形、半圆形或半椭圆形，所述纵梁后端放置于后叉前端中，并可转动套设于同一个轴上。当后叉的前端为向前延伸的平行的双侧板(叉状)时，前车架与后车架之间除了可以向水平线以上转动，还可以向水平线以下转动，可以获得更好的地形适形能力。当后叉前端为横截面为半矩形、半圆形或半椭圆形时，受结构约束，前车架和后车架之间只能向水平线以上转动，而不能向水平线以下转动，这样可以降低对弹性组件的要求，降低成本。

进一步的，所述座椅支架与前车架和/或后车架之间还设有弹性组件。

座椅支架与前车架和/或后车架之间设置弹性组件，除了可以将地形的变化带来的冲击力进行有效的缓冲外，通过座椅支架以及与前车架和后车架之间设置的弹性组件，和前车架和后车架之间形成了类似现有自行车的三角车架的结构，不同的是，这个三角车架具有缓冲硬性冲击的能力，大大提高了舒适性，且简化了结构，降低了重量。现有技术中的前叉减震组件后叉的减震组件都可以省去，结构获得优化。

进一步的，所述弹性组件包括螺旋弹簧、弹簧片、阻尼器中的一种、两种或三种。

进一步的，所述连接件与座椅支架之间通过第二弹性组件连接，第二弹性组件包括螺旋弹簧、弹簧片、阻尼器中的一种、两种或三种。

进一步的，所述座椅支架包括一底座，所述底座包括一用于承载座椅或坐垫的水平支架，所述水平支架两侧设有向下延伸的倒三角形支架，所述两个倒三角形支架的下端顶角支架安装有所述连接件。

本申请还提供了一种自行车，包括上述任一所述的车架结构。

本申请还提供一种电动车，包括上述任一所述的车架结构。

附图说明

图1为本实用新型两轮车的车架结构的立体结构示意图。

图2为本实用新型两轮车的车架结构的分解结构示意图。

图3和图4为本实用新型三轮车的车架结构的立体结构示意图及分解结构示意图。

图中，按照出现先后顺序：轴1，前车架2，后车架3，座椅支架4，纵梁21，前叉组件25，车把24，后叉的后端32，后叉的前端31，前叉安装部22，脚踏板组件安装部23，弹性组件61/60，后叉前端31，轴孔26/33，底座41，前轮27，第一传动轮7，脚踏板轴套71；脚踏板73，第二传动轮91，第三传动轮72，第四传动轮90，后轮轴35。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本实用新型所述的一种车架结构作进一步的详细描述。

如图1和图2所述一种车架结构，包括：

前车架2，用于安装前轮组件；

后车架3，用于安装后轮组件；所述前车架和后车架相互独立；

座椅支架4，设于前车架2和后车架3之间，所述前车架2和/或后车架3与座椅支架4活动连接。

所述前车架2和后车架3相互独立，并与座椅支架4之间进行活动连接，相当于现有技术中的刚性车架拆分为两个(前后车架不再刚性连接)或三个独立的部分，特别是前车架2和后车架3的相互独立，且相互活动连接，这里的活动连接是指至少包括前车架2和后车架3在纵轴所在的垂直平面内在一定角度范围内相对转动。这里对纵轴的定义做以下说明，对于双轮自行车或前后双轮的四轮自行车，纵轴为前后轮转轴中点的连线，三轮自行车为独轮的转轴中点与双轮转轴连线的中点的连线。垂直平面是指前后轮旋转平面均垂直时，通过纵轴的垂直平面(也可以表述为，前后轮均垂直于水平面，且前后轮的行驶轨迹在同一直线上时，通过纵轴且垂直于水平面的一个垂直平面)。这样的创新设计可以使得前后轮面对地面形状的变化冲击时，在配合弹性组件的情况下，可以通过这种转动消减，除了降低硬性冲击，也大大降低了冲击向另外一部分的传递，提升了舒适性，当在座椅支架和前车架与后车架之间加装上弹性组件后，使前车架和后车架受弹性组件的约束，具有自复位的特性，使得硬性冲击被弹性缓和，进一步在具有阻尼器的情况下，可以将冲击的不适感进一步降低。除了在垂直面的相互转动，如果还具有绕轴线的扭转或水平面的相互转动等多自由度的相互动作，可以进一步提升车辆的操控性。

简洁的实施方式为，所述前车架2和/或后车架3与座椅支架4转动连接。在图1的示例中，所述前车架2和后车架3均与座椅支架4转动连接。前车架2和座椅支架4转动连接时，可以通过座椅支架4与前车架2之间设置弹性组件，从而省去前叉的减震组件，前叉减震组件为两个，座椅支架4与前车架2之间设置的弹性组件只需要一个，成本降低的同时，也更加便于安装和维护。同理后车架3与座椅支架4转动连接时，可以省却后叉的减震组件。当前车架2和后车架3均与座椅支架4转动连接，可以以更简洁的结构和更低的成本实现现有技术中前后叉均有减震组件才能实现的相关功能。

在图1和图2的示例中，所述前车架2包括一个纵梁21和可转动的设置于纵梁21上的前叉组件25和车把24，所述纵梁21的后端与连接件活动连接，所述后车架2为一H结构的纵向后叉，所述后叉的后端32用于安装后轮34，后叉的前端31与连接件活动连接。

该结构将车架结构极简化，取消了现有技术的三脚架，前车架为单梁结构，图1和2的示例中，纵梁21的前端斜向上延伸一端为前叉组件25的前叉安装部22，和纵梁21为整体设计，实际上是单一的一个梁结构。在一些实施例中，前叉安装部22的前端继续水平延伸为一脚踏板组件安装部23，这是一种独特的自行车布局结构，将传统的向下踩踏脚踏板改为向前登脚踏板，因为有座椅对人体后背的支撑，会更容易发力，更省力。前车架2和/或后车架3与座椅支架4转动连接使得前车架2与座椅支架4之间的摆动方向以及后车架3与座椅支架4之间的摆动方向与骑行者的踩力方向相互垂直的。所以骑行者的踩踏力在骑行过程中消耗在弹簧组件60/61上能量很少，骑行更省力，效率更高。后车架3直接将后梁与后叉一体化为一个单一的H结构，使得整个车架更加简约和轻量化。通过与座椅支架4与前车架2、后车架3之间的弹性组件61和60的连接，就可以构成稳定的自复位具有缓冲冲击能力的车架结构，替代原来一体式的车架结构。

在一些实施例中，采用最简单的实现方案，在所述纵梁21后端和后叉前端31设有轴孔(分别为26和33)，所述连接件包括一个或两个轴1，前车架2和后车架3的轴孔26和33分别可转动套设于两个轴1上，或可转动套设于同一个轴1上(图1和2的示例中，是采用一个轴1的情形)。

最简单的活动连接是采用轴1进行可转动的铰链，连接部可以使用轴承以提升使用寿命，降低磨损，座椅支架4与前车架2、后车架3之间均可以在一定角度范围内相对转动，在加装弹性组件61和60的情况下，可以获得很好的缓冲作用，提升舒适性。

在图1和图2的示例中，所述纵梁21后端横截面为矩形、圆形或椭圆形，所述后叉的前端31具有向前延伸的平行的双侧板(图2中所示的两个侧板的前端均开设有轴孔33)，构成叉状结构，或横截面为半矩形(双侧板的下边沿设有横板，上部为开放式结构，如图2所示)、半圆形或半椭圆形，所述纵梁21后端放置于后叉的前端31中，并可转动套设于同一个轴1上。当后叉的前端31为向前延伸的平行的双侧板(叉状)时，前车架2与后车架3之间除了可以向水平线以上转动，还可以向水平线以下转动，可以获得更好的地形适形能力。当后叉前端31为横截面为半矩形、半圆形或半椭圆形时，受结构约束，前车架2和后车架3之间只能向水平线以上转动，而不能向水平线以下转动，这样可以降低对弹性组件的要求，降低成本。

在一些实施例中，后叉的前端31和矩形管，纵梁21后端也为矩形管，纵梁21套设于后叉前端31中，纵梁21的外壁与后叉前端31的内壁之间具有一定的间隙，该间隙允许前车架2和后车架3之间在一定的范围内做相对的转动，该转动范围满足一般路面的颠簸的缓冲即可，例如满足公路自行车的行驶需求。

在实际应用中，所述座椅支架4与前车架2和/或后车架3之间还设有弹性组件。

座椅支架与前车架和/或后车架之间设置弹性组件，除了可以将地形的变化带来的冲击力进行有效的缓冲外，通过座椅支架以及与前车架和后车架之间设置的弹性组件，和前车架和后车架之间形成了类似现有自行车的三角车架的结构，不同的是，这个三角车架具有缓冲硬性冲击的能力，大大提高了舒适性，且简化了结构，降低了重量。现有技术中的前叉减震组件及后叉的减震组件都可以省去，结构获得优化。

在实际应用中，所述弹性组件包括螺旋弹簧、弹簧片、阻尼器中的一种、两种或三种。图中弹簧组件60/61，包括轴套组件和套设在轴套组件上的弹簧，轴套组件包括一个下端与前车架或后车架铰连接的轴套，和一个下端滑动套设在轴套内的轴杆，所述轴杆的上端与座椅支架铰连接，轴杆可以在轴套的腔体中上下滑动，但不能脱离，弹簧可以只在轴杆下滑是起缓冲作用，也可以同时在轴杆上滑时起到缓冲作用(弹簧两端分别与轴套和抽杆固定连接)，根据需要来决定。轴杆下端也可以做成活塞杆，轴套腔体可以作为活塞腔体，其下端设有进排气孔，利用活塞腔体中的空气只能按照一定的流量进出，实现轴杆的上滑或下滑的阻尼作用，以简单的结构实现一定的阻尼效果。还可以根据需要将进排气孔设置为可以调整气通量的可调阀门，进一步满足个性化需求。

在一些实施例在，所述连接件与座椅支架之间通过第二弹性组件连接，第二弹性组件包括螺旋弹簧、弹簧片、阻尼器中的一种、两种或三种。这样的话，座椅组件与前后车架之间就完全没有刚性连接点了，路面情况的变化对骑乘者的冲击就全部进行了缓冲。

在实际的应用中，所述座椅支架4包括一底座41，所述底座41包括一用于承载座椅或坐垫的水平支架，所述水平支架两侧设有向下延伸的倒三角形支架，所述两个倒三角形支架的下端顶角支架安装有所述连接件(图中为轴1)。

本申请还提供了一种自行车，包括上述任一所述的车架结构。如图1和图2所示，在上述车架的基础上，在前叉上安装有前轮27，在前叉上端连接有车把24。在脚踏板安装部23上安装有脚踏板轴套71，在脚踏板轴套71中可转动的安装有脚踏板转轴以及与脚踏板转轴固定连接的第一传动轮7，在第一传动轮7的两侧分别安装有左、右共两个脚踏板73。在后叉的后端32上安装有后轮34，在后轮的转轴上安装有第二传动轮91。第一传动轮7和第二传动轮91之间通过链条或同步带等方式传动连接(对应的第一传动轮7和第二传动轮91对应为链轮或齿轮)。由于第一传动轮7位置高于第二传动轮91，为了避免链条或同步带对骑乘者的干扰或潜在的安全隐患，同时，由于前车架2和后车架3可能出现相对转动的情形，此时第一传动轮7和第二传动轮91之间的距离会发生变短的情况，导致同步带或链条脱落。图1和图2的示例中，在轴1上可以转动的设置用于改变链条或同步带排布走向的第三传动轮72和第四传动轮90，第三传动轮72和第四传动轮90同轴、同步转动，利用前后两条链条或同步带，使得骑乘者踩动脚踏板73带动第一传动轮7转动的动力，通过前后链条或同步带，经第三传动轮72、第四传动轮90和第二传动轮91，带动后轮34转动。这样，可以保持第一传动轮7和第三传动轮72、第二传动轮91和第四传动轮90之间的距离不变，既改变了链条或同步带的走向，也防止了其脱落的隐患。第三传动轮72和第四传动轮90也可以改为压轮，第一传动轮7和第二传动轮91之间直接由一个链条或同步带连接，第三传动轮72和第四传动轮90分别压住链条或同步带上边链体或带体，另一条压住下边的链体或带体，从而改变同步带或链条的走向，但前提是，压轮机构必须设置张紧机构，以抵消前车架2和后车架3相对转动带来的第一传动轮7和第二传动轮90之间距离的变化，防止链条或同步带脱落。在另外一些实施例中，还可以将第二传动轮91设置在前轮27的转轴上，直接用前轮驱动，可以无需使用第三传动轮72和第四传动轮90来改变链条或同步带的方向。

本申请还提供一种电动车，包括上述任一所述的车架结构。可以在前轮27和/或后轮34的转轴上设置外转子电机，蓄电池安装在车架上的适宜位置，则可以直接成为一辆具有很好舒适性的轻便电动车，如果与上述自行车合二为一，还可以成为一辆人力和电动两用的轻便电动车。

图3是前单轮、后两轮的三轮结构，与上述自行车和电动车不同之处在于：前者后轮34为一个，而本实施方式中的后轮34为两个，两个后轮34分别安装于后轮轴35的两端，第二传动轮91设置于后轮轴35上。后叉该为T形悬挂结构

上述的实施例仅例示性说明本实用新型创造的原理及其功效，以及部分运用的实施例，而非用于限制本实用新型；应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (11)

1.一种车架结构，其特征在于，包括：

前车架，用于安装前轮组件；

后车架，用于安装后轮组件；所述前车架和后车架相互独立；

座椅支架，设于前车架和后车架之间，所述前车架和/或后车架与座椅支架通过连接件活动连接。

2.如权利要求1所述的车架结构，其特征在于，所述前车架和/或后车架与座椅支架转动连接。

3.如权利要求1所述的车架结构，其特征在于，所述前车架包括一个纵梁和可转动的设置于纵梁上的前叉组件和车把，所述纵梁的后端与连接件活动连接，所述后车架为一H结构的纵向后叉，所述后叉的后端用于安装后轮，前端与连接件活动连接。

4.如权利要求3所述的车架结构，其特征在于，所述纵梁后端和后叉前端设有轴孔，所述连接件包括一个或两个轴，前车架和后车架的轴孔分别可转动套设于两个轴上，或可转动套设于同一个轴上。

5.如权利要求4所述的车架结构，其特征在于，所述纵梁后端横截面为矩形、圆形或椭圆形，所述后叉的前端具有向前延伸的平行的双侧板，或横截面为半矩形、半圆形或半椭圆形，所述纵梁后端放置于后叉前端中，并可转动套设于同一个轴上。

6.如权利要求1-5任一所述的车架结构，其特征在于，所述座椅支架与前车架和/或后车架之间还设有弹性组件。

7.如权利要求6所述的车架结构，其特征在于，所述弹性组件包括螺旋弹簧、弹簧片、阻尼器中的一种、两种或三种。

8.如权利要求6所述的车架结构，其特征在于，所述连接件与座椅支架之间通过第二弹性组件连接，第二弹性组件包括螺旋弹簧、弹簧片、阻尼器中的一种、两种或三种。

9.如权利要求6所述的车架结构，其特征在于，所述座椅支架包括一底座，所述底座包括一用于承载座椅或坐垫的水平支架，所述水平支架两侧设有向下延伸的倒三角形支架，所述两个倒三角形支架的下端顶角支架安装有所述连接件。

10.一种自行车，其特征在于，包括权利要求1-9任一所述的车架结构。

11.一种电动车，其特征在于，包括权利要求1-9任一所述的车架结构。

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