折叠型自行车的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种折叠型自行车，所公开的折叠型自行车包括：设置有前车轮和车把的前车架；设置有脚踏和车座的中间车架；设置有后车轮的后车架；使前车架、中间车架和后车架能够围绕彼此枢轴旋转以便相对于彼此而折叠的铰链装置，该铰链装置包括设置在前车架上的前铰链元件、设置在中间车架上的中间铰链元件以及设置在后车架上的后铰链元件；设置在铰链装置的中心处的铰链轴；设置在前铰链元件上的前轮辋，设置在中间铰链元件上的中间轮辋以及设置在后铰链元件上的后轮辋；以及滚动元件，其使得前轮辋、中间轮辋以及后轮辋之间可滚动接触。
【专利说明】折叠型自行车
【技术领域】
[0001]本发明实施例涉及一种可折叠的、便于存放和运输的自行车。
【背景技术】
[0002]作为短距离交通工具的自行车广泛用于锻炼或休闲活动。
[0003]通常，这样的自行车包括构建有自行车骨架的车架以及安装在该车架上的车轮、脚踏以及车把。基本上，自行车通过经由链条传递至车轮的动力来行进，该动力是在当使用者踩踏脚踏以使链轮齿转动之后产生的。
[0004]由于传统的自行车采用了一体式车架，因此它们不便于存放和运输。为了解决这样的问题，近来开发了具有可折叠车架的自行车。
[0005]韩国实用新型N0.20-0341604(2004年2月2日登记)公开了这样的自行车。在上述公开的自行车中，可转动地安装有前车轮和后车轮的车架可以在大约一半的部位、也即车座所安装的位置处折叠。然而，该自行车具有不方便且庞大的折叠结构。
【发明内容】
[0006]因此本发明一方面提供了具有方便并且紧凑的折叠结构的折叠型自行车。
[0007]本发明另一方面提供了能够稳固地维持在展开状态中的折叠型自行车。
[0008]本发明的其他方面将部分地在下文说明书中阐明，并且可部分地从说明书中明确，或者能够通过实施本发明而习得。
[0009]根据本发明的一个方面，一种折叠型自行车包括:设置有前车轮和把手的前车架；设置有脚踏和车座的中间车架；设置有后车轮的后车架；使前车架、中间车架和后车架能够围绕彼此枢轴旋转从而可相对于彼此折叠的铰链装置，该铰链装置包括设置在前车架上的前铰链元件、设置在中间车架上的中间铰链元件以及设置在后车架上的后铰链元件；设置在铰链装置的中心的铰链轴，设置在前铰链元件上的前轮辋，设置在中间铰链元件上的中间轮辋，设置在后铰链元件上的后轮辋；以及多个滚动(rolling)元件，其使得前轮辋、中间轮辋以及后轮辋之间可滚动(ro 11 ing )接触。
[0010]前轮辋和后轮辋中的每一个可包括具有弧形形状的轮辋导轨以及分别从每个轮辋导轨的相反端延伸出来的轮辋突起物。每个滚动(rolling)元件可包括装配在形成于中间车架上的装配孔中的圆筒以及围绕该圆筒的相反端而装配的相对应的滚筒，以可转动地与前轮辋和后轮辋的轮辋导轨中的相对应的那些轮辋导轨相接触。
[0011]每个轮辋导轨和其轮辋突起物可限定一扇形形状，以限制滚动(rolling)元件中相对应的那个滚动(rolling)元件的运动。
[0012]中间轮辋可包括轮辋导轨以及分别从每个轮辋导轨的相反端延伸出来的轮辋突起物，其中每一轮辋导轨具有弧形形状。每个滚动(rolling)元件可包括装配在形成于前车架和后车架中的相对应的那个车架上的装配孔中的圆筒，以及围绕该圆筒的一端而装配的滚筒，以可转动地与相对应的轮辋的相对应的那个轮辋导轨相接触。[0013]铰链装置还可包括用于围绕铰链轴枢轴旋转的操作杆以及用于根据操作杆的枢轴旋转来调整前车架、中间车架以及后车架之间的间隔的间隔元件。
[0014]间隔元件还可包括分别具有相对的凸轮表面(facing camsurfaces)的转动凸轮和固定凸轮。转动凸轮可设置在后铰链元件上，以便固定于后铰链元件，并且固定凸轮可设置在中间铰链元件上，以便固定于中间铰链元件，以便根据操作杆的枢轴旋转来调整凸轮表面之间的间隔。
[0015]折叠型自行车还可包括发电机、电池、马达以及电子控制单元。发电机可操作地连接至脚踏，以在踩踏脚踏期间生成电能。电子控制单元以及电池可容纳于前车架、中间车架以及后车架中的一个车架中。马达可操作地连接至后车轮。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]通过结合随附附图对下述说明书实施例进行说明，本发明的这些方面和/或其他方面将变得明显且更易于理解。
[0017]图1是示出根据本发明典型实施例的折叠型电动自行车的展开状态的立体图；
[0018]图2是示出根据本发明示例性实施例的折叠型电动自行车的俯视图；
[0019]图3是示出根据本发明示例性实施例的折叠型电动自行车的侧视图；
[0020]图4是示出根据本发明示例性实施例的折叠型电动自行车的铰链装置的分解平面图；
[0021]图5是示出根据本发明示例性实施例的折叠型电动自行车的铰链装置的分解立体图；
[0022]图6是沿图4中V1-VI线的剖视图，以示出铰链装置；
[0023]图7是沿图4中VI1-VII线的剖视图，以示出铰链装置；
[0024]图8是示出根据本发明示例性实施例的折叠型电动自行车的操作杆的示意图；
[0025]图9是示出根据本发明示例性实施例的折叠型电动自行车的折叠状态的立体图。
【具体实施方式】
[0026]现在将详细说明本申请优选实施例，并结合随附附图阐明这些优选实施例的示例。提供上述实施例以彻底并完整地公开本发明，并将本发明的主旨和范围充分地传达给本领域技术人员。也可提供其他实施例。为简化说明，附图中可能省略了除本发明必要特征所使用的元件外的构件。在附图中，可夸大构件的宽度、长度以及厚度以更为清楚、方便地进行说明。同样的附图标记由始至终指的是同样的元件。
[0027]图1是示出根据本发明典型实施例的折叠型自行车的立体图。图2是与图1相对应的俯视图。图3是与图1相对应的侧视图。
[0028]参考图1至图3，根据本发明示例性实施例的折叠型自行车包括设置有前车轮10和车把20的前车架100、设置有脚踏30和车座40的中间车架200以及设置有后车轮50的后车架300。车架100、车架200以及车架300通过铰链装置400可枢转地相互联接。
[0029]前车架100包括具有内部空间的中空条状结构。前车架100在其一端设置有车把管110，并在其另一端设置有前铰链元件410，以便可枢转地联接至中间车架200。
[0030]中空结构的车把立管21可转动地装配在车把管110中。在车把立管21的较低端设置有从车把管110的较低端向下延伸出来的前车轮安装架22。在车把立管21的较高端还设置有从车把管110的较高端向上延伸出来的车把安装架23。
[0031]前车轮安装架22从车把立管21的中心向旁边弯曲，以使前车轮10与后车轮50沿线A (图2)对齐。车把安装架23支撑着把手24的中心部位。为使使用者操作方便，把手24的相对两端处分别设置有把车把握把25以及用于制动前车轮10和后车轮50的刹车握把26。
[0032]显示装置27可拆卸地安装在把手24的一侧，以显示关于速度变化状态的信息并在自行车是电动自行车的情况下显示电池电量。在把手24的另一侧，安装有用于加速和改变速度的控制杆28。
[0033]中间车架200包括具有内部空间的中空条状结构。中间车架200在其一端设置有成对的脚踏30，并在其另一端设置有中间铰链元件430，以将前车架100和后车架300分别可枢转地联接至中间车架200的相对侧上。脚踏30可围绕设置在中间车架200上的脚踏联接器210转动。
[0034]发电机(未示出)安装在脚踏联接器210中，以将脚踏30的转动动力转换为电能。该电能充入与发生器电连接的电池60中。电子控制单元(E⑶)70安装在中间车架200中，以电连接并且控制包括发电机以及电池60在内的全部电子元件。由于车架100、车架200以及车架300中的每一个都具有内部空间，因此ECU 70可安装在除中间车架200之外的一个车架中，也即，车架100或车架300。
[0035]中间车架200包括用于安装车座40的车座架220。
[0036]在车座架220的后侧设置有用于安装车座40的座管42。座杆与座管42相联接以调整车座40的高度。车座架220可与中间车架200 —体化。可选地，车座架220可与中间车架200分离。在后一种情况下，可通过焊接或者栓接对车座架220以及中间车架200进行装配。
[0037]后车架300包括具有内部空间的中空条状结构。后车轮50可旋转地安装在后车架300的一端。在后车架300的另一端还设置有后铰链元件420，以便与中间车架200可枢转地联接。
[0038]电池60安装在后车架300的内部空间之中，该内部空间中还安装有电池管理系统(未示出)。这些元件与设置在中间车架200的E⑶70电连接。后车轮50设置有从电池60接收能量的马达52，进而使后车轮50转动。由于如上文所述的车架100、车架200以及车架300中的每一个都具有内部空间，因此电池60可以安装在除后车架300之外的一个车架中，也即，车架100或车架200。
[0039]尽管没有给出前车轮10以及后车轮50的细节描述，但是车轮10和车轮50分别设置有刹车元件、也即刹车盘14和刹车盘54以及摩擦垫，以在操作刹车握把26的期间限制转动动力。
[0040]图4和图5是用于具体说明用于可枢转地联接前车架100、中间车架200以及后车架300的铰链装置400的示图。
[0041]参考图4和图5，铰链装置400包括设置在前车架100的另一端处的前铰链元件410、设置在后车架300的另一端处的后铰链元件420以及设置在中间车架300的另一端处的中间铰链元件430。前铰链元件410以及后铰链元件420分别与中间铰链元件430的左表面和右表面相联接。
[0042]铰链元件410、铰链元件420以及铰链元件430中的每一个都相对于线A构成6°的倾斜角。前车轮10和后车轮50沿着该线A对齐。根据该倾斜角，前车轮10和后车轮50在自行车的展开状态中(图1)对齐，并且前车轮10和后车轮50在自行车的折叠状态中(图9)相互平行地布置。
[0043]铰链轴440布置在铰链元件410、铰链元件420以及铰链元件430的中心。铰链轴440在其一端通过底座固定地安装至前铰链元件410。铰链轴440的中间部延伸穿过设置在中间铰链元件430中心上的中心轮毂432。后铰链元件420的另一端在延伸穿过后铰链元件420的同时联接至操作杆450。
[0044]中间铰链元件430包括设置在中间铰链元件430的外缘上的、用于减轻中间铰链元件430重量的中间轮辋431以及设置在中间铰链元件430中心的中心轮毂432。中间轮辋431和中心轮毂432通过多个肋部433连接。铰链轴440延伸穿过在中心轮毂432中形成的孔。
[0045]与中间铰链元件430相似,前铰链元件410包括前轮辋和前轮毂,后铰链元件420包括后轮辋421和后轮毂422。尽管未示出前轮辋和前轮毂,它们具有与后轮辋421和后轮毂422的形状相同的形状。
[0046]操作杆450设置在后车架300的后铰链元件420上，以围绕铰链轴440而枢转。杆套454设置在操作杆450上，以覆盖铰链轴440的另一端。
[0047]同时，铰链装置400还包括分别设置于铰链元件410和铰链元件430的相对的(facing)转动接触面之间的金属环460以及设置于铰链元件420和铰链元件430的相对的(facing)转动接触面之间的金属环460，以使得铰链元件410、420和430平滑地枢轴转动。铰链装置400还包括用以调整铰链元件410、420和430之间的间隔的间隔元件470以及用于使得铰链元件410、420和430平滑地枢轴转动的滚动(rolling)元件480。
[0048]间隔元件470包括设置在后铰链元件420和操作杆450之间的固定凸轮472和转动凸轮474。
[0049]固定凸轮472在其后表面处被装配到设置在后铰链元件420的后轮毂422处的方形装配孔中，以便固定于后铰链元件420。转动凸轮474在其后表面处被装配到设置在操作杆450处的方形装配孔中，以便固定于操作杆450。
[0050]凸轮表面473和475分别设置在固定凸轮472和转动凸轮474的相对的(facing)前表面处。凸轮表面473和475中的每一个具有峰结构和谷结构。因此，当操作杆450位于锁定位置时，凸轮表面473和475在其各自的峰结构之间相互接触，因此它们相互之间间隔2mm的距离。另一方面，当操作杆450位于非锁定位置时，凸轮表面473和475在其各自的峰结构和谷结构之间相互接触，因此它们相互之间不留间隔地紧密接触。铰链轴440延伸穿过固定凸轮472和转动凸轮474，因此铰链轴440不会影响固定凸轮472和转动凸轮474的凸轮表面473和475的操作。螺母479固定在经由垫圈476和滚针轴承478延伸穿过操作杆450的铰链轴440的另一端。
[0051 ] 每个滚动(ro 11 ing )元件480包括装配在中间车架200的转配孔435中的圆筒482以及相应地围绕圆筒482的相对端而装配的滚筒484。
[0052]滚筒484可转动地分别与设置在前铰链元件410的前轮辋的轮辋导轨425以及后铰链元件420的后轮辋421相接触，以用于前铰链元件410和后铰链元件420与中间铰链元件430的滚动接触(rolling-contact)。
[0053]每个轮辋导轨425包括多个轮辋突起物426以在限制相应的滚筒484的横向移动距离的同时支撑相应的滚筒484的旋转。也即，如图6中所示，每个具有弧形结构的轮辋导轨425以及从轮辋导轨425的相对端处突出的成对的轮辋突起物426形成一扇形结构。在该扇形结构中，一个滚筒484在轮辋导轨425的相对端之间转动。因此，有效地限制了车架100和车架300的枢转运动距离。
[0054]铰链装置400还包括负荷分散支撑单元490，以降低在折叠和展开操作过程中因车架100和车架300的重量被反复施加至铰链轴440而产生的负荷。
[0055]负荷分散支撑单元490包括围绕中间车架200和后车架300之间的铰链轴440而装配的环状底座492以及装配在环状底座492中以插入铰链轴440与环状底座492之间的轴承494。环状底座492固定于后铰链元件420的后轮毂422。装配在环形底座492中的轴承494与装配在中心轮毂432中的轴承496 —起，在相互分离的两点处有效地分散了施加至铰链轴440的负荷。
[0056]在本实施例中，负荷分散支撑单元490安装在中间车架200和后车架300之间的原因在于，间隔元件470和铰链轴底座分别安装在铰链轴440的与中心轮毂432相间隔的部位处。当间隔元件470或铰链轴底座的位置发生变化时，本领域技术人员可以适当地改变负荷分散支撑单元490的位置。
[0057]铰链装置400还包括延伸穿过铰链元件410、420和430的锁销元件500以将前车架100、中间车架200以及后车架300稳固地维持在展开状态。
[0058]锁销元件500包括设置在中间车架200处的中间销510以及设置在后车架300处的后销520。
[0059]中间销510被安置于设置在铰链元件430的中间轮辋431处的其中一个装配孔435中。具体地，中间销510装配在圆筒482的孔中，圆筒482装配在装配孔435中，也即安置有该中间销510的装配孔435。弹性元件512也安装在圆筒482中。中间销510通常由弹性元件512安置在中间铰链元件430中。当接收到外部压力时，中间销510朝着前铰链元件410伸出。
[0060]后销520装配于设置在后铰链元件420的后轮辋421处的装配孔429中。弹性元件522也安装在装配孔429中。具体地，后销520以如下方式配置:其头部524通过弹性元件522从后铰链元件420向外伸出。当外部压力施加至后销520时，头部524被插入后铰链元件420中，并且后销520的与头部524相对的尾部526朝着中间铰链元件430伸出。
[0061]如图7所示，中间销510和后销520在自行车的展开状态下是对齐的。另一方面，如图6所示，中间销510和后销520在自行车的折叠状态下是相互间隔的。
[0062]在下文中，将描述具有根据示例性实施例的上述配置的电动自行车的操作。尽管在本实施例中阐释的是上述电动自行车，但是本发明的实施例可由本领域技术人员通过修改和调整而容易地以一般的折叠型自行车实施，而不仅限于电动自行车。
[0063]如图1-3所示，在根据本发明示例性实施例的折叠型自行车中，前车轮10和后车轮50在自行车的完全展开状态中是沿着线A对齐的。
[0064]图8是用于说明操作杆450的操作的示意图。在自行车的展开状态下，如图8中的虚线所指示的，操作杆450被容纳在设置于后铰链元件420处的底座凹槽423中。另一方面，如图8中的实线所指示的，在自行车的折叠状态下，操作杆450与后铰链元件420的底座凹槽423是分离的。
[0065]为了在底座凹槽423中的正确的位置处联接操作杆450和锁销元件500，后销520的头部524设置有啮合凹槽527，并且操作杆450设置有与啮合凹槽527相对应的啮合凸耳528。
[0066]在折叠自行车时，使用者围绕铰链轴440枢转操作杆450。当操作杆450与后车架300的底座凹槽423相分离时，由于锁销元件500的后销520能够通过弹性元件522进行伸缩，因此露出了头部524。由于后销520在对齐状态下推动中间销510，因此当后销520伸缩的时候，中间销510可通过弹性元件512而朝着操作杆450弹性回缩。
[0067]随着后销520的伸缩，后销520的尾部526插入到装配孔429中。因此，后铰链元件420与中间铰链元件430之间的锁定被解开。类似地，随着中间销510的收缩，其插入到其圆筒482中。因此，中间铰链元件430和前铰链元件410之间的锁定被解开。
[0068]如上文所述，当锁销元件500的锁定被解开时，使用者可以通过分别将前车架100和后车架300围绕铰链装置400向中间车架200的左侧和右侧枢转而将自行车折叠为图9中的状态。这样，在释放钳部21a之后，车把立管朝着前车轮10折叠。在折叠状态下，使用者在抓紧车座40之后可以轻松地将自行车移动到期望的位置。
[0069]同时，尽管在本实施例中示出了将操作杆450设置在后车架300处，但是本发明的实施例并不局限于此。例如，可以将操作杆配置在前车架100上。
[0070]此外，尽管在示例性实施例中，每个滚动(rolling)元件480的滚筒484设置在中间车架200处，并且支撑着滚筒484的轮辋导轨425分别设置在前车架100和后车架300处，但是本发明的实施例并不局限于此。例如，这些元件的位置是可以相互颠倒的。也即，每个滚动(rolling)元件480的圆筒和滚筒484可以设置在前车架100和后车架300中的每一个上，并且支撑着滚筒484的轮辋导轨425也可以设置在中间车架200上。
[0071]通过上文描述，显而易见的是，由于前车架和后车架围绕中间车架进行折叠，因此自行车是三重折叠的，因而根据本发明示例性实施例的折叠型自行车能够获得紧凑的折叠尺寸。
[0072]在根据本发明示例性实施例的折叠型自行车中，还能够稳固地维持自行车的展开状态，这是因为仅通过操作上述操作杆，延伸穿过前车架和后车架的锁销元件就可在锁定位置和解锁位置之间移动。
[0073]尽管示出并描述了本发明的一些实施例，但是本领域技术人员能够在不背离本发明的原理和主旨的情况下改变这些实施例，本发明的保护范围由权利要求以及它们的等同技术限定。
【权利要求】
1.一种折叠型自行车，包括: 设置有前车轮和车把的前车架； 设置有脚踏和车座的中间车架； 设置有后车轮的后车架； 使所述前车架、所述中间车架和所述后车架能够围绕彼此而枢轴旋转以便相对于彼此而折叠的铰链装置，所述铰链装置包括设置在所述前车架上的前铰链元件、设置在所述中间车架上的中间铰链元件以及设置在所述后车架上的后铰链元件； 设置在所述铰链装置的中心的铰链轴； 设置在所述前铰链元件上的前轮辋，设置在所述中间铰链元件上的中间轮辋，以及设置在所述后铰链元件上的后轮辋；以及 多个旋转元件，使得所述前轮辋、所述中间轮辋以及所述后轮辋之间可滚动接触。
2.如权利要求1所述的折叠型自行车，其特征在于， 所述前轮辋和所述后轮辋中的每一个包括:具有弧形形状的轮辋导轨以及分别从每个所述轮辋导轨的相对端延伸出来的轮辋突起物；以及 每个所述旋转元件包括:装配在形成于所述中间车架上的装配孔中的圆筒；以及围绕所述圆筒的相对端而装配的相对应的滚筒，以可转动地与所述前轮辋和所述后轮辋的所述轮辋导轨中相对应的那些轮辋导轨相接触。
3.如权利要求2所述的折 叠型自行车，其特征在于， 每个所述轮辋导轨和其轮辋突起物限定一扇形形状，以限制所述旋转元件中相对应的那个旋转元件的运动。
4.如权利要求1所述的折叠型自行车，其特征在于， 所述中间轮辋包括轮辋导轨以及分别从每个所述轮辋导轨的相对端延伸出来的轮辋突起物，其中每个所述轮辋导轨具有弧形形状；以及 每个所述旋转元件包括装配在形成于所述前车架和所述后车架中的相对应的那个车架上的装配孔中的圆筒以及围绕所述圆筒的一端而装配的滚筒，以可转动地与相对应的轮辋的轮辋导轨中相对应的那个轮辋导轨相接触。
5.如权利要求4所述的折叠型自行车，其特征在于， 每个所述轮辋导轨和其轮辋突起物限定一扇形形状，以限制所述旋转元件中的相对应的那个旋转元件的运动。
6.如权利要求1所述的折叠型自行车，其特征在于， 所述铰链装置还包括: 用于围绕所述铰链轴而枢轴旋转的操作杆；以及 用于根据所述操作杆的枢轴旋转来调整所述前车架、中间车架以及后车架之间的间隔的间隔元件。
7.如权利要求6所述的折叠型自行车，其特征在于， 所述间隔元件还包括分别具有相对的凸轮表面的转动凸轮和固定凸轮；以及所述转动凸轮设置在所述后铰链元件上以便固定于所述后铰链元件，并且所述固定凸轮设置在所述中间铰链元件上以便固定于所述中间铰链元件，从而根据所述操作杆的枢轴旋转来调整所述凸轮表面之间的间隔。
8.如权利要求1至7中任一项所述的折叠型自行车，其特征在于， 所述折叠型自行车还包括发电机、电池、马达以及电子控制单元， 所述发电机可操作地连接至所述脚踏，以在踩踏所述脚踏期间产生电能， 所述电子控制单元以及所述电池容纳于所述前车架、中间车架以及后车架中的一个车架中，以及 所述马达可操作地连接至所述后车轮。
【文档编号】B62K15/00GK103661725SQ201210551493
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年12月18日 优先权日:2012年9月19日
【发明者】金正来, 高昌福 申请人:株式会社万都