单车后叉总成和单车的制作方法

1.本公开涉及交通工具领域，具体地，涉及一种单车后叉总成和单车。


背景技术：

2.单车通常采用后轮驱动的形式来提供驱动力，脚踏板输出的动力通过链条传递到后轮，但链条在长时间使用后存在因为拉长而脱落于齿盘的问题，维修成本较大。尤其对于共享单车来说，使用频次更高，链条脱落风险更大。相关技术中，有通过轴传动取代链传动的方案，但是整体结构较为冗杂，占据空间较大，影响使用者的骑乘体验。


技术实现要素：

3.本公开的目的是提供一种单车后叉总成和单车，以至少部分地解决相关技术中存在的问题。
4.为了实现上述目的，本公开提供一种单车后叉总成，包括用于连接在车架和后轮之间的后叉本体和用于将动力传递至所述后轮的传动装置，其中，所述后叉本体具有至少一个构造成中空管状的叉臂，所述传动装置包括用于连接到动力输入装置的能够绕自身轴线转动的驱动轴和前后贯穿于所述叉臂并能够绕自身轴线转动的传动轴，其中，所述驱动轴平行于单车的后轮轴，所述传动轴的一端通过第一换向传动连接到所述驱动轴上，所述传动轴的另一端设置有用于传动连接到所述后轮轴的第二换向部。
5.可选地，所述第一换向部包括同轴套设在所述驱动轴外侧的第一伞齿轮和同轴套设在所述传动轴外侧的第二伞齿轮，所述第一伞齿轮和所述第二伞齿轮相互啮合。
6.可选地，所述第二换向部包括同轴套设在所述传动轴外侧的第三伞齿轮和用于同轴套设在所述后轮轴外侧的第四伞齿轮，所述第三伞齿轮和所述第四伞齿轮相互啮合。
7.可选地，所述驱动轴与所述第一伞齿轮之间设置有单向传动组件，以使所述驱动轴在沿第一方向转动时带动所述第一伞齿轮转动，在沿相反于第一方向的第二方向转动时相对于第一伞齿轮空转。
8.可选地，所述单向传动组件包括空套在所述驱动轴外侧的套轴以及设置在所述套轴和所述驱动轴之间的棘轮组件，所述第一伞齿轮固定套设在所述套轴的外侧，其中，所述棘轮组件被配置为只允许所述驱动轴在沿第一方向转动时驱动所述套轴转动。
9.可选地，所述传动轴和所述叉臂之间设置有第一轴承，所述传动轴固定于所述第一轴承的内圈，所述叉臂固定于所述第一轴承的外圈。
10.可选地，所述后叉本体还包括用于安装到所述车架上的中空的基座，所述叉臂连接到所述基座上并与所述基座内部连通，所述传动装置容纳在所述基座和所述叉臂中。
11.可选地，所述叉臂可拆卸地连接到基座上。
12.可选地，所述驱动轴与所述基座之间连接有第二轴承，所述驱动轴固定于所述第二轴承的内圈，所述基座固定于所述第二轴承的外圈。
13.根据本公开的第二个方面，提供一种单车，包括车架、动力输入装置、后轮以及以
上所述的单车后叉总成。
14.可选地，所述车架包括底盘和从所述底盘的后端向上延伸的纵向架，所述后叉本体连接在所述底盘的后端，所述单车还包括后减震器，所述后减震器从所述纵向架向后并向下倾斜延伸到所述后叉本体上。
15.可选地，所述动力输入装置包括踏板总成，所述踏板总成包括脚踏板本体和连接到所述驱动轴的踏板臂；和/或所述动力输入装置包括驱动电机，所述驱动电机的输出轴连接到所述驱动轴。
16.通过上述技术方案，一方面，通过轴传动的方式来驱动后轮，可以避免传统的链传动结构链条脱落的问题；另一方面，由于将传动轴设置在后叉本体的叉臂中，即通过叉臂来容纳传动装置的一部分，充分利用了车辆本身结构的内部空间，不需要额外增加复杂结构，也使得单车达到结构紧凑、轻量化的效果。
17.本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
18.附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
19.图1是根据本公开一种实施方式提供的单车的局部示意图；
20.图2是根据本公开一种实施方式提供的单车后叉总成中传动装置的示意图；
21.图3是图1示出的单车的局部的俯视图；
22.图4是图1示出的单车的局部的主视图。
23.附图标记说明
24.10
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车架
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11
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底盘
25.12
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纵向架
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20
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后轮
26.21
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后轮轴
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30
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后叉本体
27.31
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叉臂
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32
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基座
28.40
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传动装置
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41
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驱动轴
29.42
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传动轴
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43
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第一换向部
30.431
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第一伞齿轮
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432
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第二伞齿轮
31.44
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第二换向部
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441
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第三伞齿轮
32.442
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第四伞齿轮
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50
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减震器
33.60
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单向传动组件
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61
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套轴
34.62
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棘轮组件
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71
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第一轴承
35.72
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第二轴承
具体实施方式
36.以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
37.本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词“前”、“后”、“上”、“下”是基于相关部件实际使用的方向定义的，例如底盘的“后端”是指底盘靠近单车后轮的一端；“向
上”延伸的纵向架指的是纵向架的延伸方向是远离地面的方向。但是需要说明的是，这里的“前”、“后”、“上”、“下”并非指绝对意义上水平方向的前后以及竖直方向的上下，这些方向可以与水平面或竖直面具有一定的夹角。“内”、“外”是针对相应零部件的本身轮廓而言的，例如轴承的“外圈”指的是轴承最大的圆周面。
38.参照图1和图2，本公开提供一种单车后叉总成，包括用于连接在车架10和后轮20之间的后叉本体30和用于将动力传递至后轮20的传动装置40，其中，后叉本体30具有至少一个构造成中空管状的叉臂31，传动装置40包括用于连接到动力输入装置的能够绕自身轴线转动的驱动轴41和前后贯穿于叉臂31并能够绕自身轴线转动的传动轴42，其中，驱动轴41平行于后轮轴21，传动轴42的一端通过第一换向部43传动连接到驱动轴41上，传动轴42的另一端设置有能够传动连接到后轮轴21的第二换向部44。
39.通过上述结构，一方面，通过轴传动的方式来驱动后轮20，可以避免传统的链传动结构链条脱落的问题；另一方面，由于将传动轴42设置在后叉本体30的叉臂31中，即通过叉臂31来容纳传动装置40的一部分，充分利用了车辆本身结构的内部空间，不需要额外增加复杂结构，也使得单车达到结构紧凑、轻量化的效果。
40.这里需要说明的是，单车的后叉通常具有成对出现的两个或四个叉臂，在本公开图1所示的实施例中，后叉本体30具有两个叉臂31，只有其中一个叉臂31中设置有传动轴42。在其他一些实施例中，可以两个叉臂31中均设置传动装置40，二者择一使用，互相备用。除了实现彼此备用功能以外，在其他的一些实施例中，还可以两套传动装置40分别配置为一个驱动前进，一个驱动后退；或者将两套传动装置40设置为不同传动比作为两个档位来使用；再或者将两套传动装置40同时投入使用以增大扭矩，本公开对此不作限定。
41.此外，两个叉臂31的结构可以相同，即均设置为中空管状结构，在只有一个叉臂31中设置传动轴42的情况下，可以选择性地将传动装置40与其中一个叉臂31进行配合。
42.为了实现将驱动轴41的扭矩传递到与驱动轴41相互成角度布置的传动轴42，参照图2，在一些实施例中，第一换向部43可以包括同轴套设在驱动轴41外侧的第一伞齿轮431和同轴套设在传动轴42外侧的第二伞齿轮432，第一伞齿轮431和第二伞齿轮432相互啮合。这里，在一些实施例中，伞齿轮与轴的连接方式可以是通过花键连接。在其他一些实施例中，伞齿轮与轴的连接方式可以是通过普通键连接。除此之外，在一些实施例中，还可以将伞齿轮与轴做成一体成型的齿轮轴结构，本公开对此不作限定。
43.此外，需要说明的是，第一伞齿轮431与驱动轴41的连接方式和第二伞齿轮432与传动轴42的连接方式可以设置一致，也可以设置为不同的连接方式，例如在一些实施例中，第一伞齿轮431与驱动轴41的连接方式和第二伞齿轮432与传动轴42的连接方式均为花键链接。在其他一些实施例中，第一伞齿轮431与驱动轴41的连接方式设置为花键链接，第二伞齿轮432与传动轴42的连接方式设置为齿轮轴结构，本公开对此不作限定。
44.类似地，为了实现将传动轴42的扭矩传递到与传动轴42成角度布置的后轮轴21，参照图2，第二换向部44可以包括同轴套设在传动轴42外侧的第三伞齿轮441和用于同轴套设在后轮轴21外侧的第四伞齿轮442，第三伞齿轮441用于和第四伞齿轮442相互啮合。这里，在一些实施例中，伞齿轮与轴的连接方式可以是通过花键连接。在其他一些实施例中，伞齿轮与轴的连接方式可以是通过普通键连接。除此之外，在一些实施例中，将伞齿轮与轴做成一体成型的齿轮轴结构，本公开对此不作限定。
45.此外，需要说明的是，第三伞齿轮441与传动轴42的连接方式和第四伞齿轮442与后轮轴21的连接方式可以设置一致，也可以设置为不同的连接方式，例如在一些实施例中，第三伞齿轮441与传动轴42的连接方式和第四伞齿轮442与后轮轴21的连接方式均为花键链接。在其他一些实施例中，第三伞齿轮441与传动轴42的连接方式设置为花键链接，第四伞齿轮442与后轮轴21的连接方式设置为普通键连接，本公开对此不作限定。
46.当然，第一换向部43和第二换向部44的实现形式并不限制于上述的伞齿轮结构，在其他实施例中，也可以通过其他机械传动组件来实现换向功能。例如驱动轴41和后轮轴21上设置普通齿轮，传动轴42构造成蜗杆，传动轴42分别与驱动轴41以及后轮轴21采用蜗轮蜗杆的传力结构；再例如驱动轴41和传动轴42之间采用万向联轴器实现换向传动。
47.参照图2，在一些实施例中，驱动轴41与第一伞齿轮431之间可以设置有单向传动组件60，以使驱动轴41在沿第一方向转动时带动第一伞齿轮431转动，在沿相反于第一方向的第二方向转动时相对于第一伞齿轮431空转，从而实现驱动轴41的转动只可以带动第一伞齿轮431实现一个固定方向的旋转。第一方向可以设置为驱动单车前进的方向，这样，驱动轴41只能够驱动单车前进，而无法驱动单车后退，可满足大部分骑乘人员的骑乘安全需求。
48.进一步地，为了实现单方向传动，单向传动组件60可以以任意适当的形式配置。例如参照图2，在一些实施例中，单向传动组件60可以包括空套在驱动轴外侧的套轴61以及设置在套轴61和驱动轴41之间的棘轮组件62，第一伞齿轮431固定套设在套轴61的外侧，其中，棘轮组件62配置为只允许驱动轴41在沿第一方向转动时驱动套轴61转动。这里，在本公开的实施例中，棘轮组件的主要组成为棘轮，通过棘轮的单向旋转特性实现第一伞齿轮431只随驱动轴41作一个固定方向的旋转运动。此外，在其他的一些实施例中，单向传动组件60可以包括单向轴承，单向轴承内圈同轴套设在驱动轴41，第一伞齿轮431同轴套设在单向轴承外圈，通过单向轴承的单向传力的方式来实现第一伞齿轮431的单向从动。
49.参照图2，为了将传动轴42可旋转地固定在叉臂31内侧，在一些实施例中，传动轴42和叉臂31之间设置有第一轴承71，传动轴42固定于第一轴承71的内圈，叉臂31固定于第一轴承71的外圈。这里，在本公开的实施例中，第一轴承71可以为球轴承或滚柱轴承等任意适当形式，本公开对此不作限定。这里需要说明的是，本公开对第一轴承71的数量和设置位置不做限定，例如在图2示出的实施例中，传动轴42的两端分别套设有第一轴承71，以从两端支撑传动轴42平稳转动。
50.参照图1-图4，为了使传动装置40全部容纳在后叉本体30以实现传动装置40的固定安装，在一些实施例中，后叉本体30还包括用于安装到车架10上的中空的基座32，叉臂31连接到基座32上，并且叉臂31与基座32的内部相连通，传动装置40容纳在基座32和叉臂31中。这里，在一些实施例中，叉臂31和基座32可以通过螺栓螺母连接，或者在其他一些实施例中，叉臂31和基座32可以通过焊接方式固定，本公开对此不作限定。
51.这里，需要说明的是，基座32为中空圆柱体，长度方向与驱动轴41长度方向一致，主要用于安装固定驱动轴41以及套设在驱动轴41上的相关部件，例如：单向传动组件60、第一伞齿轮431等。此外，基座32和叉臂31内部连通设置以实现叉臂31中的传动轴42与驱动轴41通过第一换向部43连接。
52.进一步地，为了方便传动装置40的维修更换，在一些实施例中，叉臂31可拆卸地连
接到基座32上。例如，出了上面提到的螺栓连接的形式，在其他一些实施例中，叉臂31和基座32也可以采用卡扣连接，本公开对此不作限定。
53.参照图2，为了将驱动轴41可旋转地固定在基座32内侧，在一些实施例中，驱动轴41和基座32之间设置有第二轴承72，驱动轴41固定于第二轴承72的内圈，基座32固定于第二轴承72的外圈。这里，在本公开的实施例中，第二轴承72可以为球轴承。此外，在其他一些实施例中，第二轴承72可以为滚柱轴承，本公开对第二轴承72的类型不作限定。与上述的第一轴承71相类似地，第二轴承72也可以设置成多个以平稳支撑驱动轴41转动，例如可以在驱动轴41的两端设置第二轴承72。
54.根据本公开第二个方面，还提供一种单车，该单车包括车架10、用于向驱动轴41提供动力源的动力输入装置、后轮20以及上述的单车后叉总成，该单车具有上述单车后叉总成的所有有益效果，这里不再赘述。
55.为了实现单车的缓冲减震功能，参照图3-图4，在一些实施例中，车架10包括底盘11和从底盘11的后端向上延伸的纵向架12，后叉本体30连接在底盘11的后端，单车还包括后减震器50，后减震器50从纵向架12向后并向下倾斜延伸到后叉本体30上。这里，需要说明的是，后叉本体30和纵向架12上可以设置有支座，后减震器50可转动连接在支座上，在一些实施例中，后减震器50通过轴承和轴杆实现相互转动，在另外一些实施例中，后减震器50与支座之间通过球头连接实现相互转动，本公开对此不作限定。
56.此外，需要说明的是，在本公开的实施例中，为了使缓冲减震效果更好，受力更均匀，参照图1，后减震器50设置有两个，对称分布在后轮20两侧。这里，本公开对后减震器50的结构不做限定，其可以为阻尼器配合螺旋弹簧等任意适当的结构。
57.本公开不限制单车的动力源，动力输入装置的类型可以包括人力驱动，也可以包括电力驱动，或者二者兼而有之。在一些实施例中，动力输入装置可以包括踏板总成，踏板总成包括脚踏板本体和连接到上述驱动轴41的踏板臂，通过骑乘人员的踩踏来驱动驱动轴41转动；在其他一些实施例中，动力输入装置包括驱动电机，驱动电机的输出轴连接到驱动轴41，通过驱动电机的电力输出来驱动驱动轴41转动。
58.为了方便对技术方案的理解，下面对结合图1-图4的具体实施例对整个驱动过程进行描述，使用时，动力输入装置驱动驱动轴41转动，驱动轴41带动套设在驱动轴41的第一伞齿轮431进行转动，进而驱动与第一伞齿轮431啮合的第二伞齿轮432旋转运动，第二伞齿轮432套设在传动轴42，所以可以带动传动轴42转动，通过传动轴42的转动带动与其配合的第三伞齿轮441转动，第三伞齿轮441带动与其啮合的第四伞齿轮442转动，再由第四伞齿轮442带动与其配合的后轮轴21转动，通过后轮轴21的转动带动后轮20转动以驱动单车运动。当动力输入装置驱动驱动轴41沿相反于上述方向转动时驱动轴41相对于第一伞齿轮431空转，单车停在原地或者向前滑行。
59.以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
60.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
61.此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。