专利名称：带分叉车架的自行车的制作方法
技术领域：
本发明一般地说涉及一种两轮车的悬架系统，具体地说涉及这样一种车辆，它采用了分叉式车架段，而在这些车架段之间安装有一弹性联轴节。
先有技术公开了有关自行车、轻型摩托车及类似车辆的多种设计，所有这些设计都企图来提供可调节的悬架装置。应该理解到，尽管本发明可适用于任何类型的两轮车辆，但作为示范目的，本发明将就自行车进行描述。
自行车结构中的种种固有问题涉及到悬架或减振的能力与工作特性。先有技术公开的一种电动摩托车提供了在前、后架之间有一刚性联轴节的分叉车架。为了使悬架稳定，在前、后架之间，于座位与后架的斜支柱的下方安装有一减振件。这种设计的固有问题涉及到它不适用于自行车。这是因为前架与后架是在一固定位置上连接，从而不能提供任何装置来使悬架不活动。
一部自行车必须包括有在蹬踏板时使悬架不活动，而当在崎岖地带上使用者不转动踏板时又能允许它活动的装置。为了解决这一问题，本发明在前架与后架之间提供了一种可选择调节的轴联节。通过调节此前、后架间的结构联接，可以改变减振件相对于曲柄与踏板的轴线的取向。此外，通过改变减振件的运动轴线，也可改变为活动悬架所需的力。
在先有技术所公开的另一种装置中提供了这样的前、后架，它们通过枢轴形式直接连接到曲柄一踏板组件的转动轴线邻近。在此前、后架之间，于座椅支架的前方，连接有一水平设置的减振件。当此前、后架根据下方地面相互相对地绕枢轴改变位置时，这时的振动便为此减振件的弹性联轴节所吸收。这种设计典型地反映了自行车结构中固有的一个问题。当自行车用分叉车架作为减振系统的一部分时，就必须防止踏板与地面接触。后一现象一般称作“踏板降低”。这一问题当转动的曲柄—踏板组件独立于后轮而偏转于垂直方向时便会发生。
在先有技术所述的这种装置中，前架与后架是绕一个位于该曲柄组件后方的点转动，而使此曲柄与可转动的踏板组件相对于后轮轴线垂直地改变位置。要是曲柄—踏板组件相对于后轮的位置垂直改变量过大，则踏板降低的问题就会发生。本发明利用了一种能相对于后轮位置稳定曲柄—踏板组件的后架，解决了这种踏板降低的问题。由于本发明利用了介于前架与后架之间的枢轴联结件，而后者又是位于减振件的前方，从而便可以完全避免发生踏板下降的问题。
本发明通过改变自行车的前架与后架的相互联结方式，解决了先有技术中遗留下来未解决的问题。这种自行车包括一个分叉车架组件。前架包括前叉与前轮、把手与转向组件以及座位。此座位由一振顶管和一根由此前后延伸的斜支承管连接到转向组件上。有一块支承板将上述斜支承管固定到转向组件上。后架一般呈三角形，包括曲柄与踏板组件、延伸的后臂、同轴的后撑条与中心撑条以及后轮。曲柄组件则由一下斜管连接到中心撑条的前方终点上。在中心撑条与下斜管之间的前向交点处，将后架以枢轴方式联结到前架的支承板上。在后架的中心撑条同后撑条的交点与前架斜支承管之间安装一减振件。通过调节安装在斜支承管上的减振件上端的位置，可以调节悬架来补偿施加到自行车座上的力(即骑车人的重量)。通过改变前、后架之间枢轴联结件的位置，就能改变使减振悬架活动所需的力，由此便可改进自行车的工作特性。
本发明的基本概念是一种分叉成前架与后架的自行车。前架一般包括前轮、前叉、手把与转向组件以及座位。后架一般包括曲柄与踏板组件、后撑条与后轮。本发明是通过这种前、后架的结构以及此前、后架的互连方式而实现的。
此自行车的座位通过一在中间延伸的水平顶管连接到转向组件上。有一斜的支承管大致地从座柱的前方延伸出，此支承管的端部则通过一在前、后架之间提供一可选择的枢轴点的支承板连接到转向组件上。
后架包括一基本上呈三角形的构件。曲柄与踏板组件则通过一对分处在后轮每一侧的延伸臂面与后轮联结。有一中心撑条沿轴向向后方伸入一对分处在后轮各侧的后撑条之间。再有一根立式的前撑条将曲柄—踏板组件连接到中央撑条与后撑条的相交处。此外，尚有一根下斜管将曲柄与踏板组件连接到中央撑条的最前方的终端处。
后架可转动地在支持板上与前架联结。在后架的中央撑条与下斜管的相交处，形成有一个枢轴连接件，它将确定为活动悬架而需用的力。在这一车架连接件与穿过前轮中心的垂直平面间的角度，不得超过60°。为了进行减振，将一减振件形式的弹性连接件安装在后架的中心撑条同后撑条的交点与前架的斜支承管之间。在此减振器与斜支承管间所选择的上部安装位置，可用来补偿施加到车座上的重量，由此便可以调节悬架的刚度。
本发明的第一个目的在于为自行车提供一种改进的结构。
本发明的第二个目的在于为自行车提供一种能改进工作特性的分叉车架。
本发明的第三个目的在于提供这样一种自行车车架，它能在踏板组件与后轮之间保持一固定关系同时提供可以调节的悬架。
本发明的第四个目的在于提供一种能够简便与廉价制造的改进了的自行车车架。
下面结合附图以举例方式描述本发明当前属最佳的实施例，从中可以更好地理解据信在构造与工作方法上可成为本发明特征的新颖特点，以及本发明其它的目的与优点。在此应该认识到，这些附图只是用于阐明与描述目的，而并非用来限定本发明的范围。
图1是依据本发明构造成的自行车的侧视图。
图2是图1所示本发明的前架的透视图。
图3是图1所示本发明的后架的透视图。
图4是本发明的前架与后架间的枢轴联结件的放大图。
图5是通过图4中5—5线截取的，介于本发明的前架与后架间的枢轴联结件的横剖面图。
图6是一放大图，阐明介于本发明的前架与后架间的减振件。
参看图1、2与3，当可清楚地理解用于本发明结构中的分叉车架组件。本发明的自行车包括有一前架8和一后架9，它们联结到一起来实现本发明的目的。前架8包括前叉12、前轮10、手把组件13、转向组件14与座位15。在此转向组件14与一座柱16之间固定有一顶管17。相对于此顶管17朝前向后延伸一斜支承管18。通过一块与顶管17、斜支承管18与座柱16成平面对准的定位角撑板19，保持着前架8的结构完整性。后面将会详细描述到，有一批孔20沿侧向通过角撑板19且设在其底边邻近，用以有选择地将一弹性联轴节安装在前架8与后架9之间。在斜支承管18的前端与转向组件14之间安装有一块与顶管17和斜支撑管18共面的枢轴调节板21。后面将会详细描述到，此枢轴调节板21限定了一条由许多可交替选择的，得以与后架9作枢轴式连接的孔22a、22b或22c所界定的接受通道。
参看图3，可以更好地弄清后架9的结构。后架9的剖面一般呈三角形，包括有曲柄组件25和踏板组件26，这两个组件可绕垂直于本发明的自行车架的轴线27转动。有一对从踏板组件26的踏板盖31中向后延伸出的后延伸臂29与30，它们分处在后轮11的各侧。从盖31向上伸出一前撑条33。与延伸的后撑条35与36成轴线关系的是一中央撑条34。后撑条35固定在后延伸臂29上，后撑条36固定在后延伸臂30上。中央撑条34的最前端与下斜管37的最前端相连。中央撑条34、后撑条35与36、后延伸臂29与30、前撑条33与下斜管37大致地确定出一公共的平面。后面将会详细描述到，有一批孔38a、38b与38c以通过中央撑条34与下斜管37的支点向前延伸的折叶方式配置，它们构成了能使后架9可旋转地连接到调节板21上的装置。从中央撑条34有一对向上延伸的平行法兰39，它们可用来安装一个后面将详述的弹性联轴节。
参看图4与5可以更好地理解在前架8与后架9之间的枢轴联结件，此联结件是形成在枢轴调节板21上。如图5所清楚地表明，此枢轴调节板21在一对分开的平行板44与45之间构成了一条通道，每块平行板上都设有一批准直的通孔22a、22b与22c。如上所述，中央撑条34与下斜管37交点前方的在此下斜管37上的延伸法兰上设有一批通孔38a、38b与38c。孔38a、38b与38c确定出一些供选择的位置，使得在这样的位置上后架9能够可旋转地连接到枢轴调节板21上那组准直的孔22a、22b与22c的一个之中。为了改变前架8与后架9之间的枢轴联结，可对孔22a与38a、22b与38b或22c与38c中的任一组构成一连接件46。图5表明了一种典型的连接件46，它可使后架9能相对于调节板21转动。
如上所述，本发明的一个目的在于提供一种装置，使自行车用户能够调节让悬架活动的条件。一般地说，当用户蹬动自行车时是不希望让悬架活动的。但当通过崎驱的地面时，骑车的人通常将立起于踏板上或给踏板加力，随之此自行车的悬架便将吸收振动。那批准直的成组的孔22与38则提供了使后架9能相对前架8转动的供选择的位置。通过在使后架9与前架8作联结的孔组22与38间作出不同的选择，骑车人就能调节使悬架活动的条件。但是，在通过前轮10中心的一个垂直平面与前轮8和后轮9间的枢轴联结件之间的偏转角50，不得超过60°。
本发明的另一个目的在于提供用于分叉式自行车架的悬架系统，它能改进此种自行车的舒适性与工作特性。参看图6，其中示明了这一悬架系统的放大图。如前所述，后架9是在枢轴调节板21上可旋转地与前架8相联结。后架9与前架8在车行驶中的相对运动受到一弹性联轴节的控制，此联轴节取连接在角撑板19与中央撑条34间的一种减振器55的形式。此减振器55通常包括一传统的液压阻尼器56与活塞57，以及一卷绕在此阻尼器56上并包含在限制件59与60之间的压力盘簧58。减振器55位于角撑板19与中央撑条34之间，阻尼器56固定于通过角撑板19的一批孔20中的一个之上，而活塞57则安装在从中央撑条34向上延伸的一对法兰39之间。
当路面的条件导致后架9相对于前架8以减短顶管17与中央撑条34的间距的方式而转动时，盘簧58将被压缩。当这一造成压缩的条件消失时，盘簧58就将伸展直至达到它的静态。减振件55的效果在于形成了一个弹性联轴节，它减缓着路面条件造成的振动。
本发明的又一个目的在于提供了可以调节悬架来补偿骑车人体重的能力。为了实现这一目的，在角撑板19上的下边缘邻近设有一批孔20，每一个孔为连接上减振器55提供了一个可选择的点。沿着角撑板19的前方来连接减振件55时常会使悬架柔顺化。作为推论，沿着角撑板19的后方来连接减振件55便会增加悬架的刚度。
本发明提供了一种在工作特性与悬架特性都有显著改进的自行车。通过提供了可使减振件55改变它相对于它连接到前架8的位置的能力，就可调节能与骑车人体重相适应的悬架刚度。由于能够改变后架9可相对于前架8转动的支点位置，骑车人就可选择使悬架活动的条件。于是，本发明对先有技术作出了显著的改进。
权利要求
1.一种自行车，此自行车包括(a)一个前架，它具有联结到前轮上的转向组件；用来支承骑车人的座位；固定在座位与转向组件间的顶管；安装于顶管之上并从它朝前后延伸的支承管；固定在支承管与转向组件间的枢轴板，它有一批从支承管向前配置到转向组件的通孔；以及有一个具有顶边与底边的角撑板，此顶边固定到顶管与支承管上，同时包括一批在其底边邻近准直而分隔开的通孔；(b)一个后架，它具有一包括曲柄盖在内的曲柄与踏板组件，此组件可旋转地联结到一后轮上；从曲柄盖向后延伸出的第一与第二后臂，它们分处在后轮的各侧；固定于曲柄盖上并从它向上延伸出的前撑条；固定在前撑条上并向后延伸的一对后撑条，每一后撑条联结着在后轮上一个相应的后臂；固定在前撑条与后撑条上的一根中央撑条，以及一个固定在此中央撑条上并向前伸展的延伸件；(c)用来在通过上述枢轴板设置的这批孔中的一个位置处，使所说后架的延伸件与前述枢轴板作可旋转地联结的装置；以及(d)用来减缓前架与后架之间相对运动的弹性装置，此弹性装置联结在后架的中央撑条与前架的角撑板之间。
2.如权利要求1所述的自行车，特征在于所说弹性装置包括一具有顶端与底端的液压减振件，上述底端固定于中央撑条上，而顶端则固定于所说角撑板上底边邻近所设置的一批通孔中的一个所在的位置上。
3.如权利要求1所述的自行车，特征在于所说后架还包括一固定在曲柄盖与延伸件和中央撑条交点之间的下斜管，此后架在下斜管与中央撑条交点前方联结到前述枢轴板上。
4.一种自行车，此自行车包括(a)一个前轮与一个后轮；(b)一个前架，它具有一个联结到前轮上的转向组件；支承骑车人的座位；固定在座位与转向组件的顶管；固定在此顶管上并从它朝前与向后延伸的支承管；固定在支承管与转向组件间的枢轴板，此枢轴板具有至少三个从支承管向前互转向件的枢轴连接件；以及一个具有顶边与底顶的角撑板，此顶边固定于顶管和支承管上，同时在此角撑板上底边邻近配置有一批相分开的准直的孔；(c)一个后架，它有一个包括一曲柄盖在内的曲柄与踏板组件，此组件联结到后轮上；从上述曲柄盖向后方延伸的第一与第二后臂，它们分设在后轮的各侧；固定于此曲柄盖上并从它向上延伸的前撑条；固定在所说前撑条上并朝后延伸的一对后撑条，每个后撑条联结着在后轮上的一个相应的后臂；固定于前撑条与后撑条上并由此向前延伸的中央撑条；以及一根固定在中央撑条与曲柄盖之间的下斜管，此下斜管的一部分突伸到中央撑条之外，并具有至少三个配置在它上面的三个枢轴连接件；(d)用来在枢轴板与下斜管的枢轴连接件中的一个之上，将后架可旋转地连接到前架上的装置；以及(e)用来减缓前架与后架间相对运动的弹性装置，此弹性装置联结在后架的中央撑条与前架的角撑板之间。
5.如权利要求4所述的自行车，特征在于所说弹性装置包括一具有顶端与底端的液压减振件，此底端固定于中央撑条上，而顶端则固定于前述角撑板上底边邻近所设置的一批通孔中的一个所在的位置上。
全文摘要
从一对车架段制得了自行车与摩托车等。此前架段包括前叉、前轮、手把组件与座位，后架段包括曲柄组件、踏板组件、后撑条与后轮。曲柄组件与座位间有弹性地联结前后架的减振件，后者的下端固定于后架的中央撑条上，上端则联结到前架的一根斜支撑上的一批可选择的位置。联结点可改变悬架的刚度以补偿加在车座上的载荷。此前后架在减振件下端可旋转地相互联结，得以调节为使悬架活动而所需的力。
文档编号B62K3/02GK1117455SQ9411572
公开日1996年2月28日 申请日期1994年8月26日 优先权日1994年8月26日
发明者约瑟夫·E·库哈维克, 托马斯·E·李 申请人:约瑟夫·E·库哈维克, 托马斯·E·李