用于軸傳動的自行車的懸臂式后支撐件和懸架的制作方法
【專利摘要】本發明公開一種用于軸傳動的自行車的懸臂式后支撐件和懸架。一種自行車具有傳動軸，傳動軸將曲柄連接到后輪上的內部輪轂齒輪箱。自行車具有懸架系統和懸臂式后支撐件，后支撐件將后輪連接到車架并以相對徑向距離保持輪轂遠離曲柄以保持傳動軸與曲柄和齒輪箱的接觸。懸架系統具有設置在車架內的可線性運動的阻尼裝置。擺動臂從后支撐件樞轉地延伸到阻尼裝置。后支撐件到車架的樞轉連接、阻尼裝置到車架的線性連接以及擺動臂到后支撐件和阻尼裝置兩者的樞轉連接提供四桿滑動機構，從而為自行車上的后輪提供懸架。
【專利說明】
用于軸傳動的自行車的懸臂式后支撐件和懸架
技術領域
[0001 ]本公開涉及自行車懸架和傳動的組合，具體地，涉及這樣的自行車，該自行車具有軸傳動裝置、將后輪連接到車架的懸臂式后支撐件或后叉以及設置在后支撐件和車架之間的懸架系統。
【背景技術】
[0002]自行車(也稱為腳踏車或單車)是這樣一種車輛，它提供了人力驅動(通常為腳踏板驅動)的裝置來推進車輛。自行車通常是單轍車輛，具有連接到車架的兩個車輪，其中一個車輪在另一個車輪的后面。自行車通常具有動力驅動的后輪和自由旋轉的可轉向的前輪。術語自行車通常是指具有兩個(二)圓形布置(輪子)的車輛，但是，本專利申請中所使用的術語自行車也可被認為擴大到具有兩個并排的動力驅動的車輪和/或兩個并排的自由旋轉的車輪的三輪車和四輪車。術語自行車還可以包括具有用于提供穩定性的附加車輪(諸如穩定器車輪、外伸支架車輪或輔助車輪)的車輛。
[0003]自行車還可包括補充的推進形式，諸如馬達(有時稱為電動自行車)或發動機。但是，與自行車類似但沒有人力驅動的推進裝置的馬達或發動機驅動的車輛將被認為是摩托車，而不是自行車。本專利申請中所使用的術語自行車不包括摩托車或類似車輛。
[0004]自行車于19世紀在歐洲被引入，其全球的數量超過十億。在許多地區，自行車是主要的交通工具。它們還提供了流行的休閑娛樂的形式，并已適于在軍事和警務應用中使用、在快遞服務中使用、用作兒童玩具以及在比賽中使用。
[0005]在過去的20年中，帶有后懸架的自行車已變得流行。后懸架可為公路騎行者和越野騎行者兩者提供更平順的騎行。自行車的后懸架系統通常懸掛在車架上并暴露于環境。利用彈簧-阻尼器的懸架系統可能容易受到灰塵和泥土覆蓋活塞桿的影響，而且可能損壞密封件。此外，外露的彈簧-阻尼器的運動可能會對寬松的衣服、鞋帶等產生夾/卡點。外露的彈簧-阻尼器還可能更難以清潔并提供難看的外觀。
[0006]自行車通常利用鏈條來提供從曲柄到驅動輪的動力傳遞。整個鏈條或其至少一部分通常暴露于環境中。類似于外露的懸架系統，外露的自行車鏈條如果被泥土和灰塵覆蓋，則可能無法有效地工作，外露的自行車鏈條可能會對寬松的衣服提供夾/卡點，并且可能難以清潔。此外，自行車鏈條通常需要機油，機油會提供粘性表面并保持更多的灰塵和泥土，導致產生額外的問題。外露的鏈條還可能弄臟騎行者的褲腳，而部分地封裝鏈條的騎行鏈罩產生笨重的外罩，增加重量，并且當鏈條接觸鏈罩時產生噪聲。
【發明內容】
[0007]本公開的一方面致力于一種自行車，該自行車具有設置在后叉中的傳動軸和將后叉連接到車架的懸架系統。后叉具有關于曲柄樞轉地連接至車架的近端。后叉具有連接到支撐車輪的輪轂的遠端。該自行車具有設置在輪轂內的齒輪箱。傳動軸設置在后叉中，將曲柄連接到齒輪箱。懸架系統使后叉(并因此使后輪)和車架之間的相對運動衰減。
[0008]懸架系統可具有縱向地設置在曲柄前方的彈簧和從后叉可連接地延伸到彈簧的一對擺動臂。彈簧可設置在車架內。懸架系統可包括設置在彈簧內的液壓減震器。錐形曲柄齒輪可連接到曲柄，錐形傳動齒輪可連接到齒輪箱，傳動軸可在兩端包括一對錐形軸齒輪，所述一對錐形軸齒輪與錐形曲柄齒輪和錐形傳動齒輪嚙合。齒輪箱可被構造為為自行車提供多個速度。
[0009]根據本發明，提供一種自行車，包括:懸臂式支撐件，將后輪樞轉地連接到車架;滑塊式阻尼裝置，在車架內可滑動;擺動臂，樞轉地連接到支撐件和阻尼裝置兩者，以與支撐件和阻尼裝置一起提供四桿滑塊機構，并為自行車上的后輪提供懸架。
[0010]本公開的另一方面致力于一種自行車，該自行車具有車架、支撐件、阻尼裝置和擺動臂，它們配合而為自行車上的后輪提供作為懸架的四桿滑塊機構。支撐件是將后輪樞轉地連接到車架的懸臂式支撐件。阻尼裝置是可在車架內滑動的滑塊式阻尼裝置。擺動臂樞轉地連接到支撐件和阻尼裝置兩者以提供四桿滑塊機構。
[0011]在本方面，支撐件可以是車叉，后輪可具有圍繞后軸的輪轂，后軸可被車叉的相對的叉股支撐以提供后輪到自行車的可旋轉連接。齒輪箱可以設置在輪轂中。齒輪箱可被構造為提供至少兩個速度。
[0012]該自行車具有由車架支撐的曲柄。懸臂式支撐件可關于曲柄樞轉地連接至車架。擺動臂可在曲柄后方縱向地連接到懸臂式支撐件。擺動臂可在曲柄前方縱向地連接到阻尼
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[0013]該自行車還可具有連接到曲柄的曲柄齒輪、連接到齒輪箱的傳動齒輪和在曲柄齒輪與傳動齒輪之間可連接地延伸的傳動軸。曲柄齒輪可以是錐形齒輪，傳動齒輪可以是錐形齒輪，傳動軸可以具有與曲柄齒輪和傳動齒輪可嚙合地接觸的一對錐形軸齒輪。然后，懸臂式支撐件可關于曲柄樞轉，并提供傳動齒輪相對于作為中心點的曲柄齒輪沿基本上恒定的半徑運動。
[0014]滑塊式阻尼裝置可以包括彈簧，所述彈簧具有安裝到車架的第一端和連接到擺動臂的第二端。滑塊式阻尼裝置可包括減震器，所述減震器具有安裝到車架的第一端和連接到擺動臂的第二端。減震器可設置在彈簧內。
[0015]本公開的又一方面致力于一種自行車，所述自行車具有傳動軸、可樞轉的后叉和用于后叉的減震器。該自行車具有車架，車架具有設置在前管和懸架之間的下管。曲柄設置在懸架中。可轉向的前叉連接到前管。可樞轉的后叉關于懸架樞轉地連接。減震器設置在下管內。一對擺動臂樞轉地連接到后叉和減震器并在后叉和減震器之間延伸。傳動軸將曲柄連接到后傳動齒輪。
[0016]傳動軸可以至少部分地設置在后叉中。減震器可以是被螺旋彈簧包圍的液壓減震器。
【附圖說明】
[0017]圖1是具有本公開要求保護的方面的自行車的透視圖。
[0018]圖2是懸架的局部剖視圖，示出了連接到曲柄的踏板臂、連接到曲柄的后支撐件、設置在后支撐件中的傳動軸和與錐形軸齒輪嚙合的錐形曲柄齒輪。
[0019]圖3是圖1的自行車的部分下管和延伸的懸架的局部側視圖。
[0020]圖4是圖1的自行車的部分下管和壓縮的懸架的局部側視圖。
[0021 ]圖5是將曲柄齒輪連接到傳動齒輪同時允許懸架運動的傳動軸的示意圖。
【具體實施方式】
[0022]參照附圖公開了示出的實施例。然而，應當理解，所公開的實施例旨在僅為可以以各種和替代的形式實施的示例。附圖不一定按比例繪制，可夸大或最小化一些特征以示出特定部件的細節。所公開的具體結構和功能細節不應該被解釋為限制，而僅為用于教導本領域技術人員如何實踐所公開的構思的代表性基礎。
[0023]圖1示出了具有車架12的自行車10。車架12限定懸架14、下管16和前管18。車架12具有連接到下管16的懸架14。車架12具有連接到下管16的前管18。車架12不具有上管。車架12還可具有用于支撐車座22的車座支撐件20。車座支撐件20可以靠近懸架14連接到下管16，車座支撐件20可以僅連接到懸架14，或者車座支撐件可連接到懸架14和下管16兩者。
[0024]可轉向的前叉24可用于支撐前輪26。本專利申請中所使用的術語車輪可包括輪胎、輪輞和用于支撐輪胎和輪輞的支撐結構(諸如輻條等)。立管(stem)28可將前叉24連接到一組車把30。立管28可部分地設置在前管18內，并且可具有夾在立管28和前管18的內表面之間的軸承，以允許車把30轉動前叉24和前輪26。還可使用前減震器32或前懸架系統32來在車把30和前輪26之間提供衰減振動。前減震器32可串聯設置或設置在前叉24和立管28之間。
[0025]圖2示出了被車架12支撐的曲柄40。曲柄40部分地設置在懸架14中并被懸架14支撐。曲柄40可具有限定曲柄軸線44的曲柄主軸42，其大體上橫跨自行車10延伸。曲柄40還可具有曲柄齒輪46(有時被稱為鏈輪)。曲柄齒輪46可以是錐形曲柄齒輪46。踏板臂48連接到曲柄主軸42，并可被認為是曲柄40的一部分。踏板50可連接到踏板臂48(參見圖1)。褲腳保護器或護罩52可設置在踏板臂48和曲柄40的其余部分之間以在衣服和齒輪之間提供保護，并且還使曲柄40免受灰塵和污垢的影響。
[0026]參照圖1和圖2兩者，可以看到后支撐件60。盡管自行車10不具有鏈條，但是后支撐件60也可稱作鏈條支撐件(chain stay)。后支撐件60將后輪62連接到車架12。后支撐件60關于懸架14樞轉地連接。后支撐件60可經由軸承組件連接到曲柄主軸42 ο后支撐件60具有近端64 ο近端64可關于曲柄40樞轉地連接到車架12。
[0027]后支撐件60還具有遠端66。遠端可以連接到支撐車輪62的輪轂(hub)68。由于后支撐件60不具有從遠端66延伸回到車架12的任何車座支撐件，所以后支撐件60是懸臂式后支撐件60。后支撐件60可以是具有相對的右手叉股70和左手叉股72的后叉60。
[0028]輪轂68可被認為是車輪62的一部分。但是，輪轂68也可被認為是獨立于車輪62的部件。輪轂68可包括后軸74。后軸74可被認為是輪轂68的一部分，并因此為車輪62的一部分，或者也可以被認為獨立于輪轂68和車輪62。后支撐件60可以支撐后軸74，以提供后輪62到自行車10的可旋轉的連接。后軸74可在后叉60的遠端66處在叉股70、72之間跨越，以支撐輪轂68和車輪6 2。后輪6 2可繞由后輪轂68提供的后軸74旋轉。
[0029]齒輪箱76可設置在后輪轂68中。齒輪箱76可被構造為為自行車10提供多個速度。齒輪箱76可被構造為為自行車10提供至少兩個速度。傳動齒輪78(參見圖5)可圍繞后軸74連接到齒輪箱76。傳動齒輪78可以是錐形傳動齒輪78。傳動齒輪78可至少部分地設置在后支撐件60中或者被后支撐件60覆蓋。
[0030]傳動軸84將曲柄齒輪46連接到傳動齒輪78。傳動軸84可在兩端具有一對錐形軸齒輪86、88 ο錐形軸齒輪86、88被構造為與錐形曲柄齒輪46和錐形傳動齒輪78接觸并嚙合。傳動軸84可至少部分地設置在后支撐件60內。后支撐件60繞曲柄主軸42樞轉，曲柄齒輪46也被連接到曲柄主軸42，并提供傳動齒輪78沿著距離曲柄齒輪46大致恒定的半徑80運動(參見圖5)。這允許后輪62相對于車架12運動，同時保持傳動軸84與曲柄齒輪46和傳動齒輪78兩者接觸。
[0031]圖3至圖5展示了連接在后支撐件60和車架12之間以使得它們之間的相對運動衰減的懸架系統100。懸架系統100具有阻尼裝置102。阻尼裝置102是滑塊式阻尼裝置102，設置在車架12內。阻尼裝置102可以連接地設置在下管16內。阻尼裝置102可在曲柄40前面縱向地設置在自行車10上。
[0032]阻尼裝置102可經由擺動臂104連接至后支撐件60。在后支撐件60是后叉60的情況下，擺動臂104可以是一對擺動臂104，其中，每個擺動臂連接到后叉60的一個叉股70、72。擺動臂在曲柄40后方縱向地連接至后支撐件60。擺動臂104在曲柄40前方縱向地連接到阻尼裝置102。擺動臂104在曲柄40的上方跨過曲柄40從后支撐件60可連接地延伸至阻尼裝置102。
[0033]擺動臂104樞轉地連接到后支撐件60和阻尼裝置102兩者。后支撐件60到車架12的樞轉連接、阻尼裝置102與車架12的可滑動連接以及擺動臂104與后支撐件60和阻尼裝置102兩者的樞轉連接在自行車10上提供了四桿滑塊機構并為自行車10上的后輪62提供懸架。
[0034]阻尼裝置102具有彈簧106。彈簧106可以是螺旋彈簧106。阻尼裝置102可以具有安裝到車架12的第一端108。阻尼裝置102可具有連接到擺動臂104的第二端110。第二端110也可通過連桿111連接到車架12。連桿111可相對于車架12樞轉以允許阻尼裝置102的滑動方面，但是可以采用其它約束結構。
[0035]彈簧106可圍繞減震器112設置。減震器112可以是液壓減震器112。彈簧106和減震器112可在相同位置連接到車架12和擺動臂104。銷114可用于通過在車架12內所限定的孔116將阻尼裝置102連接到擺動臂104(參見圖1)。在后支撐件60是車叉60的情況下，銷114可穿過一對相對的孔116延伸到一對擺動臂104而提供到阻尼裝置102的連接。
[0036]參照圖5，示出了傳動齒輪78沿著半徑80從上部位置150鉸接式運動到下部位置152，如由箭頭154所指示的。如上所指示的，傳動齒輪78的定位由自行車10的結構提供，傳動齒輪78沿距離曲柄40基本恒定的半徑的運動由后支撐件60進行控制(參見圖3和圖4)，后支撐件60已從該視圖中移除以展示傳動軸84的運動。
[0037]上部位置150對應于壓縮的阻尼裝置102，因此，懸架系統100可稱為處于壓縮狀態。下部位置152對應于延伸的阻尼裝置102，因此，懸架系統100可稱為是延伸的。阻尼裝置102設置在下管16內，如上所限定的結構提供了阻尼裝置102的基本上線性的運動，如箭頭156所指示。懸架系統100的整個行程取決于阻尼裝置102的線性行程。阻尼裝置102可以根據車架12到車輪62的間隙而調整，以提供一系列不同的剛度和行程距離。盡管可以存在上限位置(topped-out posit 1n)和下限位置(bottomed-out posit1n)，但是，此處示出的上部位置150和下部位置152可不代表上限位置或下限位置。在后輪62的整個鉸接式運動(articulat1n)中，軸齒輪86、88分別與曲柄齒輪46和傳動齒輪78嚙合。
[0038]雖然以上描述了示例性實施例，但是并不意味著這些實施例描述了所公開的裝置和方法的所有可能的形式。更確切地，說明書中使用的詞語為描述性詞語而非限制，并且應理解，在不脫離本公開所要求保護的精神和范圍的情況下，可作出各種改變。可組合各種實施的實施例的特征以形成所公開的構思的進一步的實施例。
【主權項】
1.一種自行車，包括: 后叉，具有關于曲柄樞轉地連接到車架的近端和連接到支撐車輪的輪轂的遠端； 齒輪箱，設置在所述輪轂內； 傳動軸，設置在所述后叉中而將所述曲柄連接到所述齒輪箱； 懸架系統，連接到所述后叉和所述車架以使所述后叉和所述車架之間的相對運動衰減。2.根據權利要求1所述的自行車，其中，所述懸架系統具有縱向地設置在所述曲柄前方的彈簧和從所述后叉可連接地延伸到所述彈簧的一對擺動臂。3.根據權利要求2所述的自行車，其中，所述彈簧設置在所述車架內。4.根據權利要求2所述的自行車，其中，所述懸架系統包括設置在所述彈簧內的液壓減震器。5.根據權利要求1所述的自行車，其中，所述曲柄連接有錐形曲柄齒輪，所述齒輪箱連接有錐形傳動齒輪，所述傳動軸在兩端包括一對錐形軸齒輪，所述一對錐形軸齒輪與所述錐形曲柄齒輪和錐形傳動齒輪嚙合。6.根據權利要求1所述的自行車，其中，所述齒輪箱被構造為為自行車提供多個速度。
【文檔編號】B62K25/20GK105836025SQ201610079841
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年2月4日
【發明人】威廉·保羅·伯金斯
【申請人】福特全球技術公司