TW201437080A - 具有內部支架的自行車車架 - Google Patents

Abstract

本發明揭示一種自行車，其包含：一前輪；一後輪；及一自行車車架總成，其支撐於該前輪及該後輪上。該自行車車架總成包含：一前叉，其由該前輪支撐；及一主車架，其具有一頭管及相對於該頭管向後且向下延伸之一下管。該下管具有一前壁、一後壁及連接該前壁與該後壁之一內部支架。

Description

具有內部支架的自行車車架

本發明大體而言係關於自行車且特定而言係關於自行車車架。

諸多年內，自行車車架係以多種組態且使用多種材料而製造。現今，諸多自行車車架具有稱作一「菱形車架」之一組態，其包含一主車架及一後車架。主車架通常包含一頭管、一頂部管、一下管及一座管。後車架通常包含一座撐對及一鏈撐對。一後叉對通常連接相對之座撐對及鏈撐對，且一底部托架通常連接下管、座管及鏈撐以為一曲柄總成提供一位置。某些車架省略頂部管以形成一「跨步車架」。

為了提供操縱功能，自行車車架通常包含以樞軸方式耦合至頭管之一前叉。上部及下部頭管軸承通常用以促進前叉相對於頭管之旋轉且將力自前叉傳輸至主車架。在下部頭管軸承後方之位置係大部分自行車車架上之高應力之一位置。

在一項實施例中，本發明提供一種自行車，其包含：一前輪；一後輪；及一自行車車架總成，其支撐於該前輪及該後輪上。該自行車車架總成包含：一前叉；其由該前輪支撐；及一主車架，其具有一頭管及相對於該頭管向後且向下延伸之一下管。該下管具有一前壁、一後壁及連接該前壁與該後壁之一內部支架。

在另一實施例中，本發明提供一種自行車車架總成，其包含： 一前叉；其經調適以由一前輪支撐；及一主車架，其具有一頭管及相對於該頭管向後且向下延伸之一下管。該下管具有一前壁、一後壁及連接該前壁與該後壁之一內部支架。

在另一實施例中，本發明提供一種自行車車架，其包含一主車架，該主車架具有一頭管及相對於該頭管向後且向下延伸之一下管。該下管具有一前壁、一後壁及連接該前壁與該後壁之一內部支架。

藉由考量詳細說明及隨附圖式將明瞭本發明之其他態樣。

3-3‧‧‧線

5-5‧‧‧線

10‧‧‧自行車

15‧‧‧前輪

20‧‧‧後輪

25‧‧‧車架

30‧‧‧頭管

35‧‧‧前叉/叉

40‧‧‧把手

45‧‧‧桿柄總成

50‧‧‧頂部管

55‧‧‧下管/氣動下管/矩形下管

60‧‧‧驅動系統

65‧‧‧座管

70‧‧‧座

75‧‧‧前壁

80‧‧‧後壁

85‧‧‧側壁

90‧‧‧孔或開口

95‧‧‧結構部件或支架/圓柱形支架

100‧‧‧埋頭孔或凹部

105‧‧‧對準特徵

110‧‧‧細長管狀部件

115‧‧‧凸緣

120‧‧‧管狀部件之內部

125‧‧‧環氧樹脂

130‧‧‧包裹物

135‧‧‧縱向軸

140‧‧‧第二自行車車架

145‧‧‧下管

150‧‧‧支架

155‧‧‧前壁

160‧‧‧後壁

165‧‧‧側壁

170‧‧‧第一對準特徵

175‧‧‧第二對準特徵

180‧‧‧上部開口

185‧‧‧下部開口

190‧‧‧細長管狀部件/實心管狀部件

195‧‧‧環氧樹脂

200‧‧‧縱向軸

205‧‧‧第三自行車車架

210‧‧‧下管

215‧‧‧支架

220‧‧‧前壁

225‧‧‧後壁

230‧‧‧側壁

235‧‧‧自行車車架

240‧‧‧下管

245‧‧‧支架

250‧‧‧前壁

255‧‧‧後壁

260‧‧‧側壁

265‧‧‧縱向軸

圖1係具有體現本發明之一車架之一自行車之一側視圖。

圖2係圖1中所圖解說明之自行車之車架之一部分之一透視圖，該車架包含：一頭管；一頂部管；一下管；及一支架，其自該下管分解。

圖3係沿著圖2中之線3-3截取之車架之一部分之一橫截面圖，其圖解說明下管及耦合至下管之支架。

圖4係圖3中所圖解說明之車架之一透視圖。

圖5係沿著圖3中之線5-5截取之車架之一截面圖。

圖6係一第二自行車車架之一部分之一橫截面圖，該第二自行車車架包含：一下管；及一支架，其耦合至該下管之一內部。

圖7係圖6中所圖解說明之車架之一透視圖。

圖8係一第三自行車車架之一部分之一橫截面圖，該第三自行車車架包含：一下管；及一支架，其與該下管共同固化。

圖9係一第四自行車車架之一部分之一橫截面圖，該第四自行車車架包含彼此共同模製之一下管及一支架。

在詳細地闡釋本發明之任何實施例之前，應理解，本發明在其應用上並不限於在以下說明中所陳述或在以下圖式中所圖解說明之構 造之細節及組件之配置。本發明能具有其他實施例並以各種方式來實踐或實施。

圖1圖解說明一自行車10，其包含一前輪15、一後輪20及一車架25。車架25具有：一頭管30；及一前叉35，其由頭管30旋轉地支撐且將前輪15緊固至車架25。自行車10進一步包含：一把手40；及一桿柄總成45，其將把手40緊固至前叉35以使得把手40之移動導致桿柄總成45及叉35之移動。車架25亦具有：一頂部管50，其連接至頭管30且自頭管30向後延伸；及一下管55，其在頂部管50下方連接至頭管30且自頭管大體上向後且向下朝向支撐一驅動系統60之一底部托架延伸。一座管65連接至頂部管50及下管55，且一座70由座管65支撐。

參考圖2至圖5，所圖解說明之下管55係空心的且包含一前壁75、一後壁80及連接於前壁75與後壁80之間的側壁85。如所圖解說明，前壁75、後壁80及側壁85係彎曲的且在橫截面中協作地界定一氣動下管55，但前壁75、後壁80及側壁85中之一或多者可係平面的(例如，以在橫截面中界定一矩形下管55)。

圖2展示一孔或開口90界定於後壁80中，且一結構部件或支架95可經由開口90插入至下管55中以為下管55提供結構支撐。所圖解說明之開口90定位於在後壁80之一外表面中形成之一埋頭孔或凹部100中。如圖3及圖4中所展示，下管55包含安置或形成於前壁75之一內部側上之一對準特徵105。對準特徵105位於毗鄰頭管30處(亦即，前壁75之一上部端附近)且由下管55之下側上之一凹處或缺口界定，該凹處或缺口形成前壁75之內部側上之一彎曲(例如，凸出或半球形)凸塊。

如所圖解說明，開口90係實質上圓形的以容納圓柱形支架95，但開口90及支架95可具有其他形狀(例如，一正方形、矩形、多邊形或卵形開口及經塑形以具有保形於孔之形狀之一橫截面之一支架 95)。參考圖2至圖5，支架95在下管55內耦合至前壁75及後壁80。所圖解說明之支架95包含：一細長管狀部件110，其定位於下管55內；及一凸緣115，其安置於管狀部件110之一端上。管狀部件110之與凸緣115相對之遠端可與對準特徵105對準以使支架95在內部適當地定向於下管55內。如所圖解說明，支架95係空心的以使得當支架95耦合於下管55內時管狀部件110之一內部120透過開口90曝露。在其他構造中，支架95可係一實心部件。

凸緣115與後壁80上之下管55之一外部表面嚙合。如圖3中所展示，凸緣115在凹部100內耦合至後壁80且凸緣115之一外部側實質上與下管55之外部齊平。在某些構造中，支架95可以可移除地耦合至下管55。參考圖3及圖4，若期望在插入之後防止支架95之移除或移動，則支架95在對準特徵105上(例如，使用環氧樹脂125)黏附或固定至前壁75。此外或另一選擇係，支架95黏附或固定至後壁80。參考圖1，支架95可藉由(例如，由碳、複合物、塑膠或金屬材料形成之)一包裹物130固持在適當位置中，包裹物130至少部分地環繞毗鄰開口90及對準特徵105之下管55之區域，而不管支架95是否以其他方式固定(例如，藉由黏合劑)至下管55。

支架95穿過開口90插入至下管55中以使得支架95之遠端與對準特徵105嚙合。環氧樹脂125或另一黏合劑可施加至前壁75之內部側上之對準特徵105之拐角、施加至管狀部件110之端部或施加至前壁75及支架95兩者以將支架95固定至前壁75。同樣，環氧樹脂125可施加至凸緣115之下側以將支架95固定至後壁80。參考圖3及圖5，對準特徵105及開口90橫向地定中心於各別前壁75及後壁80上以使得當支架95定位於下管55內部時支架95在內部與側壁85間隔開(例如，定中心於側壁85之間)。

通常，支架95毗鄰頭管實質上水平地定向於下管55內以加勁下 管55。即，支架95自後壁80大體上向前延伸至前壁75以將一負荷自前壁75轉移至後壁80且避免下管55之彎折。參考圖3，支架95與沿著下管55之中心延伸之一縱向軸135以一非直角相交。

圖6及圖7圖解說明一第二自行車車架140之一部分，第二自行車車架140包含：頭管30；頂部管50；一下管145，其連接至頭管；及一支架150，其耦合至下管145。惟如下文所闡述除外，車架140與關於圖1至圖5所闡述之車架25相同。

下管145係空心的且包含一前壁155、一後壁160及連接前壁155與後壁160之側壁。如所圖解說明，下管145包含：一第一對準特徵170，其安置或形成於前壁155之一內部側上；及一第二對準特徵175，其實質上在第一對準特徵170後面安置或形成於後壁160之一內部側上。第一對準特徵170由下管145之下側上之一凹處或缺口界定，該凹處或缺口形成前壁155之內部側上之一彎曲(凸出或半球形)凸塊。類似地，第二對準特徵175由下管145之頂部側上之一凹處或缺口界定，該凹處或缺口形成後壁160之內部側上之一彎曲(凸出或半球形)凸塊。

支架150經由頭管中之一上部開口180或一下部開口185插入至下管145中。所圖解說明之支架150包含定位於下管145內之一細長管狀部件190。管狀部件190之相對端分別可與第一對準特徵170及第二對準特徵175嚙合以使支架150在內部適當地定向於下管145內。如所圖解說明，支架150係空心的，但支架150可係一實心管狀部件190。

參考圖6及圖7，若期望在插入之後防止支架150之移除或移動，則支架150在第一對準特徵170上(例如，使用環氧樹脂195)黏附或固定至前壁155。此外或另一選擇係，支架150在第二對準特徵175上黏附或固定至後壁160。在某些構造中，支架150可以可移除地耦合至下管145(例如，使用帶螺絲之緊固件)。

支架150穿過上部開口180或穿過頭管中之下部開口185插入至下管145中以使得支架150之一端與第二對準特徵175嚙合。接著，支架150之另一端在第一對準特徵170上推動成與前壁155嚙合以使得支架150搭扣至前壁155與後壁160之間的位置中。第一對準特徵170及第二對準特徵175實質上橫向地定中心於各別後壁160及前壁155上以使得支架150在內部與側壁165間隔開(例如，定中心於側壁165之間)。環氧樹脂195或另一黏合劑可施加至前壁155及後壁160之內部側上之對準特徵之拐角、施加至管狀部件190之端部或施加至嚙合表面之某一組合或所有嚙合表面以將支架150固定於下管145內。

如同關於圖2至圖5所闡述之支架150，圖6及圖7中所圖解說明之支架150毗鄰頭管實質上水平地定向於下管145內以藉由將一負荷自前壁155轉移至後壁160而加勁下管145。參考圖6，支架150與沿著前壁155與後壁160之間的下管145之一中心線延伸之一縱向軸200以一非直角相交。

圖8圖解說明一第三自行車車架205之一部分，第三自行車車架205包含：頭管30；頂部管50；一下管210，其連接至頭管30；及一支架215，其耦合至下管210。特定而言，圖8中所圖解說明之支架215相對於下管210由一不同材料形成且在前壁220與後壁225之間與下管210共同固化(而非如關於圖2至圖7所闡述而單獨地插入)。另外，所圖解說明之支架215定中心於側壁230之間以使得當形成車架205時支架215之端部定位於第一對準特徵170及第二對準特徵175上方且與其嚙合。

圖9圖解說明另一自行車車架235之一部分，另一自行車車架235包含：頭管30；頂部管50；一下管240，其連接至頭管30；及一支架245，其耦合至下管240。車架235類似於關於圖8所闡述之車架205，惟圖9中所圖解說明之支架245由與下管240相同之材料形成且與下管240共同模製(而非如關於圖8所闡述而單獨地插入或共同固化)除外。 支架245之端部形成為與具有各別第一對準特徵170及第二對準特徵175之下管240之前壁250及後壁255嚙合以使得當形成車架235時支架245與側壁260間隔開。

如同圖2至圖7中所圖解說明之支架95、150，圖8及圖9中所圖解說明之每一支架215、245毗鄰頭管30實質上水平地定向於下管210、240內以藉由將一負荷自前壁220、250轉移至後壁225、255而加勁下管210、240。參考圖8及圖9，每一支架215、245與沿著前壁220、250與後壁225、255之間的下管210、240之一中心線延伸之一縱向軸265以一非直角相交。

參考圖1至圖9，支架95、150、215、245位於極接近於頭管30與下管55、145、210、240之間的接合點處以使得支架95、150、215、245充當用於車架25、140、205、235之一加勁桿。藉由將支架95、150、215、245定位於前壁75、155、220、250與後壁80、160、225、255之間且定位成與其嚙合，將由車架25、140、205、235在下管55、145、210、240之下側上經歷之負荷(亦即，沿著前壁75、155、220、250之負荷)轉移至後壁80、160、225、255或下管55、145、210、240之頂部側。以此方式轉移負荷減小下管55、145、210、240將回應於車架25、140、205、235上之相對高負荷而彎折之風險。在測試中，已展示，支架95、150、215、245可使頭管30之強度增加至少25%。

在以下申請專利範圍中陳述本發明之各種特徵及優點。

3-3‧‧‧線

25‧‧‧車架

30‧‧‧頭管

50‧‧‧頂部管

55‧‧‧下管/氣動下管/矩形下管

80‧‧‧後壁

85‧‧‧側壁

90‧‧‧孔或開口

95‧‧‧結構部件或支架/圓柱形支架

100‧‧‧埋頭孔或凹部

110‧‧‧細長管狀部件

115‧‧‧凸緣

120‧‧‧管狀部件之內部

Claims (20)

1. 一種自行車，其包括：一前輪；一後輪；一自行車車架總成，其支撐於該前輪及該後輪上，該自行車車架總成包含：一前叉，其由該前輪支撐；及一主車架，其包含一頭管及相對於該頭管向後且向下延伸之一下管，該下管包含一前壁、一後壁及連接該前壁與該後壁之一內部支架。
2. 如請求項1之自行車，其中該下管包含一側壁且其中該內部支架與該側壁間隔開。
3. 如請求項1之自行車，其中該內部支架包含一管狀部件。
4. 如請求項1之自行車，其中該內部支架係以下情形中之一者：共同固化於該下管內之適當位置中及共同模製於該下管內之適當位置中。
5. 如請求項1之自行車，其中該內部支架之一前端毗鄰該下管之該前壁之一上部端定位。
6. 如請求項1之自行車，其中該下管之一內部包含與該內部支架嚙合之一對準特徵。
7. 一種自行車車架總成，其包括：一前叉，其經調適以由一前輪支撐；及一主車架，其包含一頭管及相對於該頭管向後且向下延伸之一下管，該下管包含一前壁、一後壁及連接該前壁與該後壁之一內部支架。
8. 如請求項7之自行車車架總成，其中該下管包含一側壁且其中該內部支架與該側壁間隔開。
9. 如請求項7之自行車車架總成，其中該內部支架包含一管狀部件。
10. 如請求項9之自行車車架總成，其中該下管之該後壁包含與該管狀部件對準之一開口以使得曝露該管狀部件之一內部。
11. 如請求項7之自行車車架總成，其中該內部支架之一前端接近該下管之該前壁之一上部端定位。
12. 如請求項7之自行車車架總成，其中該下管之一內部包含與該內部支架嚙合之一對準特徵。
13. 一種自行車車架，其包括：一主車架，其包含一頭管及相對於該頭管向後且向下延伸之一下管，該下管包含一前壁、一後壁及連接該前壁與該後壁之一內部支架。
14. 如請求項13之自行車車架，其中該下管包含一側壁且其中該內部支架與該側壁間隔開。
15. 如請求項13之自行車車架，其中該下管包含兩個側壁且其中該內部支架與該兩個側壁間隔開。
16. 如請求項13之自行車車架，其中該內部支架包含一管狀部件。
17. 如請求項16之自行車車架，其中該下管之該後壁包含與該管狀部件對準之一開口以使得該管狀部件之一內部係可接近的。
18. 如請求項13之自行車車架，其中該內部支架之一前端接近該下管之該前壁之一上部端定位。
19. 如請求項13之自行車車架，其中該下管之一內部包含與該內部支架嚙合之一對準特徵。
20. 如請求項13之自行車車架，其中該內部支架包含與該下管之一外部表面嚙合之一凸緣。