TWM622051U - 自行車的車頭限位結構 - Google Patents

Abstract

一種自行車的車頭限位結構，該自行車的頭管穿設一前叉的轉向管，該轉向管連接一叉部，該車頭限位結構以其固定件的底座結合在頭管上，並於底座上可拆卸地結合一上蓋，於上蓋內周面相反方向的兩側具有兩轉動限位槽，兩轉動限位槽各以該轉向管的軸心為圓心的圓心角不相等，於該轉向管固定一轉動件，該轉動件設有一凸軸，該凸軸的部分伸入其中一轉動限位槽；藉由改變上蓋結合的位置，使凸軸伸入所選的轉動限位槽，可藉由具有不同圓心角的轉動限位槽，改變凸軸與轉向管的龍頭能夠轉向的大小角度，適應不同騎乘自行車環境的需求。

Description

自行車的車頭限位結構

本創作係與自行車的結構有關；特別是指一種自行車的車頭限位結構。

現有的自行車於轉向時所需的角度小於龍頭能自由轉向的幅度，並且龍頭旋轉時與車架會有干涉，因此一般騎乘自行車時，使龍頭向左或者向右轉動的角度本就有限。

但在某些騎乘自行車的場合，例如於自行車的龍頭設置籃體載運貨物時，因負載貨物的重量，使得自行車轉彎時龍頭容易因載重一下子轉向過度，就會造成自行車騎士在路口處摔跤發生危險，這時就有必要限制龍頭與轉動軸能夠轉動的角度。

已知現有限制龍頭轉向角度的結構，通常是在前叉的轉向管與車架的頭管之間設有阻擋的構造，以阻擋的構造限位避免龍頭過度轉向。但前述藉由限位構造防止龍頭過度轉向的設計，僅有單一的限制角度，如此的設計沒有調整的彈性，不能因應不同騎乘狀況的需求。

有鑑於此，本創作之目的在於提供一種能限制自行車頭轉向角度的結構，並且具有可調整限制龍頭轉向角度的設計，避免騎乘自 行車時因轉向過度發生的危險，並能因應不同騎乘狀況的需求改變限制龍頭轉向的角度。

緣以達成上述目的，本創作提供一種自行車的車頭限位結構，該自行車包括一車架以及一前叉，該車架具有一頭管，該前叉具有一叉部以及與該叉部連接之一轉向管，該轉向管可轉動地穿過該頭管並定義有一轉動軸，該車頭限位結構包括：一固定件，包括一上蓋以及一底座，該底座設置於該頭管的頂端，該上蓋的底部可拆卸地結合於該底座，該轉向管穿設於該上蓋；一轉動件，固定於該轉向管且隨著該轉向管一同轉動，該轉動件可轉動地穿置於該固定件內；其中，該上蓋與該轉動件其中之一者具有兩位於相反方向的轉動限位槽，另一者具有一凸軸，該兩轉動限位槽位於該轉向管周圍外側的等高位置，並且分別環繞該轉向管至少一部份周壁，該兩轉動限位槽各以該轉動軸為圓心的圓心角的角度不相等，該凸軸的部分伸入其中一轉動限位槽內。

本創作之效果在於，當以轉向軸結合龍頭時，利用凸軸伸入轉動限位槽的構造，能以轉動限位槽的圓心角的幅度，限制凸軸於轉動現限位槽內移動的角度範圍，進而限制轉動件、轉動軸以及龍頭轉向的角度，避免使用者騎乘自行車時因轉向過度發生的危險。

當使用者需要改變龍頭轉向的限制角度時，是將上蓋結合於底座的角度以轉動軸為旋轉中心改變180度角，使凸軸伸入另一轉動限位槽，如此即可利用交換兩具有不同圓心角的轉動限位槽的位置，改變龍頭能夠轉向的角度，因應不同騎乘狀況的需求。

〔本創作〕

100:自行車的車頭限位結構

10:自行車

12:車架

121:頭管

14:前叉

141:叉部

142:轉向管

20:車頭限位結構

30:固定件

32:上蓋

321:導引部

322:第一導引段

323:第二導引段

324:交會段

325:勾扣

326A:轉動限位槽

326B:轉動限位槽

327:側壁

θ 1:圓心角

θ 2:圓心角

34:底座

341:車頭管嵌合部

342:軸承座

343:軸承

344:扣槽

40:轉動件

42:滑軌件

421:第二定位部

422:第二滑軌

423:凸緣

44:上束環

441:第一定位部

442:固定件穿置座

443:固定件穿孔

46:凸軸

50:可動件

52:被導引部

54:第一滑軌

56:長溝

60:彈性件

H:最短距離

h:最短距離

P:參考平面

R:轉動軸

圖1是本創作較佳實施例安裝於自行車的立體圖。

圖2A是本創作較佳實施例的分解圖。

圖2B是本創作較佳實施例固定件的分解圖。

圖2C是本創作較佳實施例上蓋的立體圖。

圖2D是本創作較佳實施例上蓋的仰視圖。

圖3A是本創作較佳實施例的前視圖。

圖3B是本創作較佳實施例的縱向剖面圖。

圖4是本創作較佳實施例的橫向剖面圖。

圖5A至圖5B是本創作較佳實施例可動件相對滑軌件的連續動作圖。

圖6A至圖6C是本創作較佳實施例的轉向回正的連續示意圖。

為能更清楚地說明本創作，茲舉較佳實施例並配合圖式詳細說明如後。請參看圖1至圖5所示，為本創作一較佳實施例的自行車的車頭限位結構100，是將一車頭限位結構20安裝於一自行車10上。

請參看圖1所示，自行車10包括一車架12以及一前叉14，車架12具有一頭管121，前叉14具有一叉部141以及一與叉部141連接的轉向管142，叉部141位於頭管121的下方，轉向管142穿設於頭管121，轉向管142穿出頭管121的頂端，會再穿過車頭限位結構20後用於結合自行車10的龍頭。

車頭限位結構20結合於頭管121的頂端，上述的轉向管142以可沿一轉動軸R轉動的方式穿設於車頭限位結構20。請參看圖1、 圖2A至圖2D以及圖4所示，車頭限位結構20包括一固定件30以及一轉動件40，固定件30設置於頭管121上，並且包括一上蓋32以及一底座34，較佳的，轉動件40與固定件30之間的轉動角度不大於180°。底座34用於結合固定在頭管121的頂端，上蓋32是頂部較窄而底部較寬的圓管體，並以中心位置受上述的轉向管142穿設而過。

上蓋32的底部可拆卸地結合於底座34，上蓋32的內周面具有至少二轉動限位槽326A、326B，例如本較佳實施例於上蓋32內周面的前後兩側具有前述的兩轉動限位槽326A、326B，兩轉動限位槽326A、326B位於轉向管142周圍外側的等高位置，並且分別環繞轉向管142至少一部份周壁，兩轉動限位槽326A、326B各以轉動軸R為圓心的圓心角θ 1、θ 2的角度不相等，θ 1的角度大小區間約在210°至90°之間，θ 2的角度大小區間約在110°至60°之間，且各轉動限位槽326A、326B於順逆方向的兩側具有兩側壁327，在本較佳實施例中，前側的轉動限位槽326A的圓心角θ 1較大，後側的轉動限位槽326B的圓心角θ 2較小，θ 1與θ 2角度的總合小於320°，θ 1與θ 2的角度差小於150°，且θ 2的角度不小於60°。

轉動件40固定於轉向管142而可隨轉向管142朝向順時針或逆時針的方向一同轉動，轉動件40可轉動地穿置於固定件30的上蓋32內，轉動件40的周圍具有一凸軸46，凸軸46的高度位置配合兩轉動限位槽326A、326B於轉向管142周圍外側的高度位置，並且凸軸46的部分伸入其中一轉動限位槽326A。

請配合參看圖4以及圖6A至圖6C所示，本創作的車頭限位結構20藉由上述的裝置，在自行車10的龍頭轉動轉向管142的過程中，即轉動件40、凸軸46隨著轉向管142朝向順時針或逆時針方向旋轉的過 程中，凸軸46會被擋止於前側的轉動限位槽326A的兩側壁327之間，如此一來，能夠限制轉動件40以及龍頭的轉向角度。

當需要改變限制龍頭的轉向角度時，請參看圖2A至圖2D所示，是將上蓋32由底座34拆卸，並以轉動軸R為旋轉中心，將上蓋32轉動180度角後重新結合於底座34，即可將另一圓心角θ 2較小的轉動限位槽326A轉至前方與凸軸46配合，將轉動件40以及龍頭的轉向角度調整為較小的轉向角度，適應不同限制龍頭轉向角度的騎乘狀況。

請參看圖2A至圖2D以及圖3B、圖4所示，上述的車頭限位結構20還包括一可動件50以及一彈性件60，可動件50設於轉動件40，可動件50被限制不能相對於轉動件40旋轉，但可相對轉動件40沿平行轉動軸R的方向進行軸向移動。彈性件60沿著轉動軸R的軸向施力向上頂推可動件50，使可動件50持續接觸上蓋32。

上蓋32的底部環套於底座34的頂部周圍，上蓋32底部的內周面具有數個環繞且間隔排列的勾扣325，底座34是圓環體並於外周面的底部具有一車頭管嵌合部341，以車頭管嵌合部341嵌設固定於頭管121的頂端，底座34外周面的頂部具有數個環繞排列的扣槽344，各扣槽344是凹口向下的槽體，上蓋32的各勾扣325分別朝上勾扣在各扣槽344定位；在本較佳實施例中，是在上蓋32底部的內周面具有四個環繞且等間隔排列的勾扣325，並且底座34外周面的頂部具有四個環繞且等間隔排列的扣槽344。

進一步說明上述轉動件40及其與固定件30配合的詳細構造。底座34內部的底側具有一軸承座342，於軸承座342嵌設一軸承343，轉動件40包括一滑軌件42以及一結合固定於滑軌件42頂端的上束環44，滑軌件42是圓筒體並且可轉動地穿置在上蓋32內，滑軌件42環套於 轉向管142的周圍，滑軌件42的頂緣具有一凹凸的第二定位部421，第二定位部421向上伸出上蓋32的頂端，滑軌件42的外周面具有一沿轉向管142軸向延伸的第二滑軌422，滑軌件42的底緣具有一環向外凸伸的凸緣423，滑軌件42以凸緣423抵靠在底座34內的軸承343而可相對上蓋32轉動，上述的凸軸46係結合固定於該滑軌件42。

上束環44是C形環體，上束環44束套於轉向管142的周圍固定，並且與上蓋32的頂面上下間隔，上束環44的底部具有一凹凸的第一定位部441，第一定位部441與滑軌件42頂端的第二定位部421凹凸嵌合固定，上束環44的兩自由端具有兩固定件穿置座442，兩固定件穿置座442各具有一固定件穿孔443，兩固定件穿孔443受固定件穿過而將上束環44束緊在轉向管142的周圍固定，同時亦將滑軌件42固定於轉向管142的周圍，使滑軌件42能與轉向管142一同轉動。

更進一步說明上述的固定件30、可動件50與彈性件60配合的詳細構造。在上蓋32內周面具有至少二導引部321，例如本較佳實施例是在上蓋32內周面的前後兩側具有兩前述的導引部321，兩導引部321的形狀相同且位於轉向管142周圍外側的等高位置，兩導引部321分別在對應轉向管142的順、逆時針旋轉的方向具有一第一導引段322以及一第二導引段323，並在第一導引段322以及第二導引段323之間連接一交會段324。

請配合參看圖3A所示，定義一參考平面P垂直於轉動軸R且通過頭管121頂端，各導引部321中間的交會段324位置最高而左、右兩側的高度位置逐漸降低。使得各交會段324與參考平面P的最短距離H，大於各第一導引段322或各第二導引段323上的任意位置至參考平面P的最短距離h，並且在本較佳實施中的各轉動限位槽326A、326B與各 導引部321的部分重疊，各導引部321位於上蓋32內周面較深的位置，各轉動限位槽326A、326B位於該上蓋32內周面較淺的位置。

請參看圖2A至圖2D以及圖3B、圖4所示，可動件50是圓環體並且環套於滑軌件42的周圍，可動件50設於上蓋32內並且位於兩導引部321的正下方，可動件50的頂側具有至少一被導引部52，例如本較佳實施例是設有兩位於相反方向的被導引部52，各被導引部52的形狀是配合各導引部321的外型，兩被導引部52的形狀相同並且環繞地位於可動件50前後的相反兩側，各被導引部52中間的部分伸入各該轉動限位槽326A、326B的中間，請參看圖5A與圖5B所示，可動件50的內周面具有一第一滑軌54，第一滑軌54與滑軌件42的第二滑軌422滑動地配合，使可動件50不能相對轉動件40的滑軌件42轉動，僅能沿轉向管142的軸向延伸的方向移動。

該可動件50的內面還具有一沿平行該轉動軸R方向延伸的長溝56，該長溝56的頂端貫穿前側的被導引部52的中間，上述結合固定於滑軌件42的凸軸46係容納於該長溝56的頂端，使該凸軸46的部分伸入前側的轉動限位槽326A的中間內。彈性件60環套於滑軌件42的周圍，並且兩端受壓縮地抵靠於滑軌件42底端的凸緣423以及可動件50的底部之間，使彈性件60施力於可動件50，使可動件50維持其各被導引部52皆持續接觸上蓋32的各導引部321的狀態。

彈性件60頂推可動件50，使可動件50持續地往上蓋32的兩導引部321的方向頂靠，除了使各被導引部52維持接觸各導引部321的狀態以外，也使上蓋32持續地承受向上的力量，使上蓋32底部的各勾扣325能保持扣在底座34的各扣槽344內的狀態；當調整底座34結合於上蓋32的角度位置時，是先施力壓下上蓋32，使各勾扣325脫離各扣槽 344後，接著將上蓋32旋轉180度的角度，再使各勾扣325扣回各扣槽344定位；當拆卸上蓋32時，則是先拆卸阻擋上蓋32的上束環44，接著施力壓下上蓋32並將上蓋32旋轉為各勾扣325與各扣槽344錯位的狀態，即可將上蓋32由底座34處向上抽離。

請配合參看圖4以及圖6A至圖6C所示，在自行車10的龍頭轉動轉向管142的過程中，也就是轉動件40隨著轉向管142朝向順、逆時針方向旋轉的過程中，可動件50會以兩被導引部52沿著兩導引部321的第一導引段322或第二導引段323軸向移動與轉動，如本較佳實施例中的可動件50是沿著兩導引部321的第二導引段323朝向逆時針方向轉動，並且同時沿轉動軸R的軸向相對轉動件40往下移動。

過程中由於可動件50下移，因此凸軸46在隨著轉動件40旋轉時會由長溝56的頂端露出，並且受前側的轉動限位槽326A的兩側壁327擋止而限制轉向管142與龍頭轉向的角度，請參看圖5A與圖5B所示，並且可動件50的下降會逐漸增加可動件50壓縮彈性件60的程度，使彈性件60產生逐漸增加的回復力施加於可動件50，過程中此回復力也能用於抵抗轉向管142與龍頭的旋轉動作，使龍頭承受載物的負載時不會快速地轉向。

本創作的車頭限位結構20除上述較佳實施例，是在上蓋32形成兩轉動限位槽326A、326B，再於轉動件40設有伸入其中一轉動限位槽326A、326B的凸軸46以外。在另一較佳實施例中，亦可將兩轉動限位槽326A、326B與凸軸46設置的位置互換，這時改設於上蓋32內周面的凸軸46與各導引部321的位置不會重疊，而是間隔地分設於上蓋32內周面的上下位置，並使改設於轉動件40的兩轉動限位槽326A、326B與可動件50始終保持上下間隔不會干涉的狀態，這時凸軸46同樣伸入其中 一轉動限位槽326A、326B內受其兩側壁327擋止，藉此限制轉向管142與龍頭轉向的角度。

以上所述僅為本創作較佳可行實施例而已，舉凡應用本創作說明書及申請專利範圍所為之等效變化，理應包含在本創作之專利範圍內。

100:自行車的車頭限位結構

10:自行車

12:車架

121:頭管

14:前叉

141:叉部

142:轉向管

20:車頭限位結構

30:固定件

32:上蓋

34:底座

44:上束環

R:轉動軸

Claims (10)

1. 一種自行車的車頭限位結構，該自行車包括一車架以及一前叉，該車架具有一頭管，該前叉具有一叉部以及與該叉部連接之一轉向管，該轉向管可轉動地穿過該頭管並定義有一轉動軸，該車頭限位結構包括：一固定件，包括一上蓋以及一底座，該底座設置於該頭管的頂端，該上蓋的底部可拆卸地結合於該底座，該轉向管穿設於該上蓋；一轉動件，固定於該轉向管且隨著該轉向管一同轉動，該轉動件可轉動地穿置於該固定件內；其中，該上蓋與該轉動件其中之一者具有至少二對應設置的轉動限位槽，另一者具有一凸軸，該至少二轉動限位槽位於該轉向管周圍外側的等高位置，並且分別環繞該轉向管至少一部份周壁，該至少二轉動限位槽各以該轉動軸為圓心的圓心角的角度不相等，該凸軸的部分伸入其中一轉動限位槽內。
2. 如請求項1所述之自行車的車頭限位結構，其中設有一可動件，結合於該轉動件且以不相對該轉動件轉動的方式沿平行該轉動軸的方向移動；設有一彈性件，用以沿該轉動軸的軸向朝上頂推該可動件，使該可動件維持接觸該上蓋；該上蓋的底部的內周面具有數個環繞且間隔排列的勾扣，該底座的外周面具有數個環繞且間隔排列的扣槽，各該扣槽是凹口向下的槽體，該上蓋的各該勾扣分別朝上勾扣在各該扣槽定位。
3. 如請求項2所述之自行車的車頭限位結構，其中於該底座內嵌設一軸承；該轉動件包括一滑軌件以及一上束環，該滑軌件環套於該轉向管的周圍並且頂端伸出該上蓋，該滑軌件的外周面具有一沿該轉動 軸平行方向延伸的第二滑軌，該滑軌件的底緣具有一抵靠在該軸承的凸緣；該上束環與該上蓋的頂面上下間隔並且束套於該轉向管的周圍固定，該上束環的底部與該滑軌件的頂端結合；該可動件以可沿該轉動軸平行方向滑動地套設於該第二滑軌，該彈性件環套於該滑軌件的周圍，並且兩端受壓縮地抵靠於該凸緣以及該可動件。
4. 如請求項3所述之自行車的車頭限位結構，其中該上蓋內周面的兩側設有至少二導引部，該可動件的頂側具有至少一被導引部，該彈性件頂推該可動件使至少一被導引部分別維持接觸各導引部；定義一參考平面垂直於該轉動軸且通過該頭管頂端；各該導引部具有一第一導引段以及一第二導引段，各該第一導引段與各該第二導引段連接處構成一交會段，各該交會段至該參考平面的最短距離大於各該第一導引段及各該第二導引段上的任意位置至該參考平面的最短距離。
5. 如請求項4所述之自行車的車頭限位結構，其中設有二該轉動限位槽形成於該上蓋內周面相反方向的兩側，設有二該導引部形成於該上蓋內周面的相反兩側，各該轉動限位槽與各該導引部的部分重疊，各該導引部位於該上蓋內周面較深的位置，各該轉動限位槽位於該上蓋內周面較淺的位置，各該被導引部中間的部分伸入各該轉動限位槽的中間，該可動件的內面具有一沿平行該轉動軸方向延伸的長溝，該長溝的頂端貫穿其中一被導引部的中間，該凸軸結合於該滑軌件並且容納於該長溝的頂端內，藉此使該凸軸的部分伸入其中一轉動限位槽的中間內。
6. 如請求項1所述之自行車的車頭限位結構，其中較大角度的該轉動限位槽的圓心角的角度範圍為210°至90°之間。
7. 如請求項6所述之自行車的車頭限位結構，其中較小角度的該轉動限位槽的圓心角的角度範圍為110°至60°之間。
8. 如請求項7所述之自行車的車頭限位結構，其中該至少二的轉動限位槽的圓心角的角度的總合小於320°。
9. 如請求項1所述之自行車的車頭限位結構，其中該至少二的轉動限位槽的圓心角的角度差小於150°，且較小角度的該轉動限位槽的圓心角的角度不小於60°。
10. 如請求項1所述之自行車的車頭限位結構，其中該轉動件與該固定件之間相對的轉動角度不大於180°。

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