折叠型自行车的制作方法
【专利摘要】一种折叠型自行车包括：设置有前轮和车把的前车架，设置有脚踏和车座的中间车架，设置有后轮的后车架，以及使前车架、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；其中铰链装置包括：用于使前车架、中间车架以及后车架在铰链装置的中心部位处可旋转地相互连接的铰链轴；设置在铰链轴的一个端部处的操作杆；以及被设置为当随着操作杆的枢轴转动与铰链轴分离时用以固定前车架、中间车架以及后车架的锁销元件。
【专利说明】折叠型自行车
【技术领域】
[0001]本发明的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，自行车通过脚踏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，可转动地安装有前轮和后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]根据本发明的一方面，一种折叠型自行车包括前车架、中间车架、后车架以及铰链装置。前车架可设置有前轮和车把。中间车架可设置有脚踏和车座。后车架可设置有后轮。铰链装置可被配置为使前车架、中间车架和后车架能够围绕彼此枢轴旋转以便可相对于彼此而折叠。铰链装置可包括铰链轴、操作杆和锁销元件。铰链轴可被配置为使前车架、中间车架以及后车架在铰链轴的中心部位处可旋转地相互连接。操作杆可设置在铰链轴的一个端部。锁销元件可被设置为当随着操作杆的枢轴转动与铰链轴分离时用以固定前车架、中间车架以及后车架。
[0010]操作杆可被配置为按压后车架或者前车架上的锁销元件。锁销元件可被配置为穿过前车架、中间车架以及后车架，并且如果撤销操作杆的按压压力，则该锁销元件可通过弹性压力释放前车架、中间车架以及后车架的固定的展开状态。
[0011 ] 锁销元件可包括中间销和后销。中间销可设置在中间车架上，用以在中间车架和前车架之间进行锁定。后销可设置在后车架上，用以在后车架和中间车架之间进行锁定，或者可设置在前车架上，用以在前车架和中间车架之间进行锁定。
[0012]中间销和后销可配置为相互对齐。
[0013]操作杆可设置有联接突起，并且锁销元件可设置有与该联接突起相对应的联接凹槽。
[0014]中间车架可设置有多个被配置为通过与前车架的前轮辋(rim)和后车架的后轮辋(rim)进行滚动(rolling)接触来引导旋转的滚动(rolling)元件。多个滚动(rolling)元件中的一个滚动(ro 11 ing )元件可设置有中空部，并且锁销元件可设置在该中空部之中。
[0015]每个滚动(rolling)元件可包括圆筒和滚筒。圆筒可具有中空部并可被安装在形成于中间车架上的装配孔中。滚筒可分别围绕该圆筒的相对端而设置。
[0016]前轮辋和后轮辋中的每一个可设置有轮辋导轨以限制滚动(rolling)元件的移动。
[0017]折叠型自行车还包括发电机、电池、马达以及电子控制单元。发电机可以可操作地设置在脚踏上，以在踩踏脚踏期间产生电能。电子控制单元以及电池容纳于前车架、中间车架以及后车架中的一个车架中，并且马达可设置在后轮上。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]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易于理解。
[0019]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；
[0020]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；
[0021]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；
[0022]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；
[0023]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；
[0024]图6是沿图4中V1-VI线的剖视图，以示出铰链装置；
[0025]图7是沿图4中VI1-VII线的剖视图，以示出铰链装置；
[0026]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；
[0027]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】
[0028]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。
[0029]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。
[0030]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。
[0031]前车架100包括具有内部空间的中空杆状结构。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。
[0032]中空结构的车把竖管21可转动地装配在车把管110中。在车把竖管21的下端设置有从车把管110的下端向下延伸出来的前轮安装架22。在车把竖管21的上端还设置有从车把管110的上端向上延伸出来的车把安装架23。
[0033]前轮安装架22从车把竖管21的中心向旁边弯曲，以使前轮10与后轮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车把握把25以及用于制动前轮10和后轮50的刹车握把26。
[0034]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。
[0035]中间车架200包括具有内部空间的中空杆状结构。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上的脚踏联接件210转动。
[0036]发电机(未显示)安装在脚踏联接件210中，以将脚踏30的转动动力转换为电能。该电能充入与发电机电连接的电池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。
[0037]中间车架200包括用于安装车座40的车座架220。
[0038]在车座架220的后侧设置有用于安装车座40的车座管42。车座杆与车座管42相联接以调整车座40的高度。车座架220可与中间车架220 —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。
[0039]后车架300包括具有内部空间的中空杆状结构。后轮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。
[0040]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(未显示)。这些元件与设置在中间车架200的E⑶70电连接。后轮50设置有从电池60接收能量的马达52，进而使后轮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。
[0041]尽管没有给出前轮10以及后轮50的细节描述，但是轮10和轮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。
[0042]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的示意图。
[0043]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。[0044]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。前轮10和后轮50沿着该线A对齐。根据该倾斜角，前轮10和后轮50在自行车的展开状态中(图1)对齐，并且前轮10和后轮50在自行车的折叠状态中(图9)相互平行地布置。
[0045]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的中间部延伸穿过中心设置在中间铰链元件430上的中心毂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。
[0046]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中心的中心毂432。中间轮辋431和中心毂432通过多个肋部433连接。铰链轴440延伸穿过在中心毂432中形成的孔。
[0047]与中间铰链元件430相似,前铰链元件410包括前轮辋和前毂,后铰链元件420包括后轮辋421和后毂422。尽管未示出前轮辋和前毂,它们具有与后轮辋421和后毂422的形状相同的形状。
[0048]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。
[0049]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。
[0050]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。
[0051]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。
[0052]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。
[0053]每个滚动(ro 11 ing )元件480包括装配在中间车架200的装配孔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。
[0054]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)。[0055]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。
[0056]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。
[0057]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中以插入在铰链轴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的后毂422。装配在环形底座492中的轴承494与装配在中心毂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。
[0058]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。
[0059]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。
[0060]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。
[0061]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。
[0062]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。
[0063]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。
[0064]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，前轮10和后轮50在自行车的完全展开状态中是沿着线A对齐的。
[0065]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。
[0066]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。[0067]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回缩的时候，中间销510可通过弹性元件512而朝着操作杆450弹性回缩。
[0068]随着后销520的缩回，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的缩回，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。
[0069]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，车把竖管朝着前轮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。
[0070]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，可以将操作杆设置在前车架100上。
[0071]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。
[0072]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。
[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，本发明的保护范围限定在权利要求以及它们的等同技术中。
【权利要求】
1.一种折叠型自行车，包括: 设置有前轮和车把的前车架； 设置有脚踏和车座的中间车架； 设置有后轮的后车架；以及 使所述前车架、所述中间车架和所述后车架能够围绕彼此枢轴旋转以便可相对于彼此而折叠的铰链装置； 其中所述铰链装置包括:用于使所述前车架、所述中间车架以及所述后车架在所述铰链轴的中心部位处可旋转地相互连接的铰链轴；设置在所述铰链轴端部的操作杆；以及被设置为当随着所述操作杆的枢轴转动而与所述铰链轴分离时用以固定所述前车架、所述中间车架以及所述后车架的锁销元件。
2.如权利要求1所述的折叠型自行车，其特征在于 所述操作杆被配置为按压所述后车架或者所述前车架上的所述锁销元件；以及所述锁销元件被配置为穿过所述前车架、所述中间车架以及所述后车架，并且如果撤销所述操作杆的按压压力，则所述锁销元件通过弹性压力释放所述前车架、所述中间车架以及所述后车架的固定的展开状态。
3.如权利要求2所述的折叠型自行车，其特征在于，所述锁销元件包括:设置在所述中间车架上的、用以在所述中间车架和所述前车架之间进行锁定的中间销；以及，设置在所述后车架上的、用以在所述后车架和所述中间车架之间进行锁定或者设置在所述前车架上的、用以在所述前车架和所述中间车架之间进行锁定的后销。
4.如权利要求3所述的折叠型自行车，其特征在于，所述中间销和所述后销是相互对齐地设置的。
5.如权利要求2所述的折叠型自行车，其特征在于，所述操作杆设置有联接突起，并且所述锁销元件设置有与所述联接突起相对应的联接凹槽。
6.如权利要求1所述的折叠型自行车，其特征在于 所述中间车架设置有多个用于通过与所述前车架的前轮辋和所述后车架的后轮辋进行滚动接触来引导旋转的滚动元件；以及 所述多个滚动元件中的一个滚动元件设置有中空部，并且所述锁销元件设置在所述中空部之中。
7.如权利要求6所述的折叠型自行车，其特征在于，每个所述滚动元件包括: 具有中空部并被设置在形成于所述中间车架上的装配孔中的圆筒；以及 相对应地围绕所述圆筒的相对端而设置的滚筒。
8.如权利要求6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设置有轮辋导轨以限制所述滚动元件的移动。
9.如权利要求6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设置在所述脚踏上，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、所述中间车架以及所述后车架中的一个车架中，以及 所述马达设置在所述后轮上。
【文档编号】B62K15/00GK103661726SQ201210552104
【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