专利名称：一种轻便三轮车及其车架的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种三轮车及其车架，特别是涉及一种小型、轻便的三轮车及其车架。
技术背景三轮车在平直的路面上慢速行驶时，其稳定性和安全性要优于自行车，因此三轮车在童车中被广泛使用，在一些中小城市和农村还是一种普遍的运输工具。但是现有三轮车车架结构复杂，“体形”太大、车身笨重，在不平的路面上行驶及快速转弯时车身容易翻侧，在道路资源紧缺、交通日益拥挤、人们安全意识日渐增强的今天，三轮车理所当然地在一些大、中城市遭到“封杀”。
作为本发明最接近的对比文件，专利号为90212599.0的中国专利文件公开了一种经改进的自行车车架，据称该车架既可作为自行车车架，又可伸展为三轮车车架，实现一架两用。但由于其后轴是用于装配的死轴，如采用后轮驱动及安装刹车装置势必加设复杂的传动部件和定位部件，而前轮驱动实际上又不可能，故该发明难于实施，更不可能解决侧翻问题。专利号为98227086.0及88201411.0的中国专利文件各公开了一种防侧翻三轮车，该发明虽然可在一定程度上解决侧翻问题，但却没有解决普通三轮车车架结构复杂、“体形”太大、车身笨重、不易包装运输等问题。
发明内容针对现有技术存在的上述缺陷，本发明的目的之一是要提供一种结构简单、占用空间小、重量轻、容易加工、便于包装运输的轻便三轮车车架；本发明的另一目的是为了提供一种车身小巧轻便、行驶稳定安全、不容易翻侧，且可以作为交通代步工具及具有多种用途的轻便三轮车。
本发明的目的之一是通过以下技术方案实现的一种轻便三轮车车架，包括由上管、下管、前管、后立管组成的主车架、后轴及安装在主车架后端的后轴连接装置，所述的后轴连接装置包括导向架、连接片总成及立叉或左、右减震器；连接片总成包括对称地设于导向架后端两侧的左、右连接片及装于连接片中部且与后轴配合的轴承，左右连接片之间可以安装1-2条横向连接管，也可以不装横向连接管；导向架前端与主车架后下端相接，其后端与连接片总成相接，立叉或左、右减震器上端与主车架后上端相接，其下端与导向架或连接片总成相接。
本发明的另一目的是通过以下技术方案实现的一种轻便三轮车，包括车架、前叉部件、车把、一个前轮和一对后轮、驱动装置、刹车装置和鞍座，所述的车架包括由上管、下管、前管、后立管组成的主车架及安装在主车架后端的后轴连接装置，所述的后轴连接装置包括导向架、连接片总成及立叉或一对并列的左、右减震器；所述的连接片总成包括对称地设于导向架后端两侧的左、右连接片及装于连接片上用于支承后轴的轴承，所述的导向架前端与主车架后下端相接，其后端与连接片总成相接，立叉或左、右减震器上端与主车架后上端相接，其下端与导向架或连接片总成相接；所述的左、右连接片外侧对称装有普通自行车的刹车装置。
本发明轻便三轮车车架的优点为1、结构简单、体积小、重量轻。本发明的主车架与自行车相同，所不同的仅是用简单的后轴连接装置取代自行车中的平叉和立叉，与普通三轮车相比，车架结构大大简化且占用空间小、重量轻。
本发明的部分实施方式中也包含有平叉和立叉，表面看似乎与对比文件ZL90212599.0相似，实际上两者有本质区别一是本发明的平叉和立叉与后轴之间加装了连接片总成，且安装在连接片总成上的后轴是活轴；二是本发明的连接片总成外侧可以直接安装刹车装置而不必再加设其他定位部件。
2、容易加工、便于包装运输。本发明除后轴连接装置外，其它均可采用现有自行车标准零部件，故容易加工、容易实施；本发明的主车架与后轴连接装置之间可采用螺接，使车架可以实现分体包装，从而可大大缩小包装体积，有利降低包装及运输成本。
用上述车架组装的本发明轻便三轮车的优点为1、小巧轻便。本发明轻便三轮车的长度与普通自行车一样，其宽度可以在250-800mm之间选择，车身比自行车略重，这种体形“娇小”的三轮车落地面积小，装上人力驱动装置完全可以象自行车一样作为一般的交通代步工具在城乡普遍使用。
2、不容易翻侧，行驶稳定安全、乘坐舒适。本发明的连接片总成与主车架之间可以安装减震器，当后轮一侧碰到障碍物或车辆转向时车身仍可保持平衡而避免翻侧，采用减震器大大增加了行驶的稳定性、安全性和乘坐的舒适性。
3、刹车可靠安全。本发明除了在前轮安装普通刹车部件外，还采用了双后轮刹车装置，克服了现有大多数三轮车单后轮刹车的缺点，增加了刹车的可靠性和行驶的安全性。
4、用途广泛。本发明既可采用人力驱动作为一般的交通代步工具，也可以开发为童车、休闲车、健身车、游乐车、旅游车、送货车等，装上电池、电动机或内燃机，还可以进一步将其组装为三轮电动车、三轮助动车、三轮机动车及残疾人车等。
图1为大开叉固定式后轴连接装置透视2为大开叉带连接管固定式后轴连接装置透视3为大开叉+减震器式后轴连接装置透视4为小开叉带连接管固定式后轴连接装置透视5为平叉接片示意6为小开叉+减震器式后轴连接装置透视7为带套管导向板+减震器式后轴连接装置透视8为带套管导向板示意9为槽形导向板+减震器式后轴连接装置透视图
图10为槽形导向板示意11为连接片总成透视12为对称设置带抱闸圈的抱闸盒示意13为连接片总成上安装抱闸盒示意14为本发明轻便三轮自行车优选实施例效果中主车架1 上管2下管3前管4后立管5 后轴连接装置6 刹车装置8后轴9 中轴套管10 导向架61连接片总成62 立叉63A 左、右减震器63B、63B’平叉611 带套管导向板612 槽形导向板613平叉小管或平叉支架614 立叉小管615 平叉接片616、616’左右连接片621、621’ 横向连接管622、622’ 轴承623、623’左右抱闸盒81、81’左右抱闸圈82、82’ 左右曲拐83、83’曲拐连接杆84 刹车线中接头8具体实施方式
优选实施例本实施例为后轴带减震器的轻便三轮自行车。如图9、图10、图14所示，该轻便三轮自行车车架包括由上管2、下管3、前管4、后立管5组成的主车架1及安装在主车架1后端的后轴连接装置6。后轴连接装置6采用槽形导向板+减震器式结构，该装置包括带槽形截面的导向板613，一对左、右并列的减震器63B、63B’及连接片总成62。槽形导向板613用2mm的薄钢板制成，后端两侧边各设有3个圆孔，其中中间的圆孔与后轴9配合，且孔径大于后轴9，以便后轴9在其中能自由运转，其余两个圆孔用于安装下述的两条横向连接管622、622’；如图11所示，连接片总成62包括左、右连接片621、621’、装于连接片中部的轴承623、623’及一对并列的横向连接管622、622’；左、右连接片621、621’的间距为300mm，两条横向连接管622、622’穿过槽形导向板613后端两侧边预设的圆孔与左、右连接片621、621’固接，且与槽形导向板613固接。两条横向连接管622、622’管壁内侧之间的间距为80mm，左、右减震器63B、63B’与槽形导向板613同侧侧边之间预留22mm的空隙，使飞轮在其中运转不会产生干涉。槽形导向板613前端与下管3后端铰接，其后端通过左、右减震器63B、63B’与后立管5上端实现弹性连接。
如图14所示，在上述车架的前管4装上前叉部件，在前叉部件的上、下端分别装上车把和20″的前轮，在连接片总成62的轴承623、623’中装上长为500mm的后轴9，后轴9穿过槽形导向板613中间预设的圆孔，一端与一个后轮固接，另一端通过轴承与另一个后轮活接，以形成差速传动，两后轮的轮径均为20″。在中轴套管10中装上中轴，中轴上安装48齿的链盘和脚蹬部件，在后轴9上与链盘相对应部位固装上16齿的飞轮，链盘和飞轮之间装上链条，为防止飞轮脱链，在飞轮前端可以加装紧链轮；如图12、图13所示，在连接片总成62的左、右连接片621、621’外侧对称装上带抱闸圈82、82’的抱闸盒81、81’，两抱闸圈82、82’上的曲拐83、83’之间装上曲拐连接杆84，在曲拐连接杆84中部装上刹车线中接头85，在两后轮的轴套内侧与抱闸盒81、81’对应部位装上抱闸盘(本实施例采用抱闸刹车装置，在其他实施例中，也可以采用涨闸或碟刹刹车装置，用带涨闸片的涨闸盒或碟刹中的碟刹钳代替带抱闸圈82、82’的抱闸盒81、81’，其安装方法与本实施例同)，在车把上装上手闸把，在闸把与刹车线中接头85之间装上刹车线，在前轮装上普通刹车部件，在后立管5上端装上鞍座，在前、后轮上侧装上挡泥板，一辆轻便三轮自行车即告组装完成。
本实施例的车架可以采用现有自行车车架，所组装的三轮车外形尺寸与现有自行车相当(现有自行车车把宽度为500-600mm，本发明的宽度为500mm)。因此，只要现有自行车可以上路，本发明就有理由可以上路，而没有理由会遭到“封杀”。由于本实施例在后轴9与主车架1之间通过减震器63B、63B’实现弹性连接，所以当车轮一侧碰到不平路面时，可以大大降低车身的左右摇摆和上下颠簸，当车辆转向时，骑乘者可以象骑自行车一样，通过身体和车身倾斜一定的角度获得向心力而使车辆不致翻侧。本发明在后轮安装了双刹车装置，与前轮刹车部件一起组成了可靠的刹车系统，从而增加了行驶的安全性。本发明除后轴连接装置6以外，其它部件均可采用现有自行车标准零部件。因此，本发明结构简单、小巧轻便、行驶稳定安全、乘坐舒适、且容易实施。本实施例中链盘、飞轮及后轮的配合，使其在正常的蹬踏频率下仍可获得15公里左右的时速，所以完全可以作为一般的交通代步工具在城乡推广。
除了优选实施例所述采用人力驱动以外，在本发明的车架上装上电池、电机或内燃机，可以进一步将其改进为轻便三轮电动车、轻便三轮助动车或轻便三轮机动车。这些轻便三轮车不仅可以用于代步，还可以广泛用于休闲、健身、游乐、旅游、送货或制成童车、残疾人车使用。
与现有技术相比，本发明最大改进之处在后轴连接装置6，该装置包括导向架61、连接片总成62及立叉63A或减震器63B、63B’，三者各承担不同的功能。除了实施例所述以外，这些子部件的构成还有其他方案可供选择。
导向架导向架61的作用主要是为后轴9起导向作用，即定位后轴，使它不会产生轴向摆动。导向架61除了可采用优选实施例所述的槽形导向板613以外，还可以采用一端带套管的导向板612(图8)，或采用左、右叉管通过1-2条平叉小管或平叉支架614连接而成的平叉611(图1-图4)。通过平叉支架614连接而成的平叉611、采用薄钢板制成的带套管的导向板612或槽形导向板613在受到外力作用时会产生一定的“扭曲形变”，它们与减震器63B、63B’的配合，可以适应车辆在不平路面上行驶或转向时车身保持平衡而避免翻侧。平叉611后端可以根据需要加装平叉接片616、616’，如图5所示，半椭圆片状或矩形片状的平叉接片616、616’固装于平叉611后端，其上开设有3条与横向连接管622、622’及后轴9配合且向下开口的装配槽，其中中间的装配槽与后轴配合，且孔径大于后轴9，以便使后轴9能在其中自由运转，其两侧的装配槽则用于安装两条横向连接管622、622’，平叉接片616、616’上还设有螺孔，使其与连接片总成62可以实现可拆卸连接。左、右平叉接片616、616’的间距在80-300mm之间选择，且小于左、右连接片621、621’的间距。根据平叉611中左、右叉管后端向两侧张开的大小，可分为大开叉式和小开叉式两种，小开叉平叉与普通自行车平叉张开程度相同，而将后端张开程度大于普通自行车者称之为大开叉式。
连接片总成连接片总成62的作用有二一是在导向架61和立叉63A或减震器63B、63B’与后轴9之间起中介连接作用，并通过左、右连接片621、621’上的轴承623、623’安装后轴9；二是提供一个连接平面定位安装刹车装置8。如图11所示，连接片总成62包括左、右连接片621、621’、两条并列的用金属管材制成的横向连接管622、622’和轴承623、623’，连接片621、621’为圆片状或椭圆片状，用金属板材制成，轴承623、623’装于连接片的中部，左、右连接片621、621’固装于横向连接管622、622’两端，连接片上设有2-3个螺孔，以便安装刹车装置8。左、右连接片621、621’的间距在100-600mm范围之间选择，一般为200-300mm，这一间距在装上后轴和两个后轮后，车宽约为400-500mm。两条横向连接管622、622’管壁内侧之间的间距在70±30mm范围之间选择，一般为80mm，这一间距适合安装16或18齿飞轮。两条横向连接管622、622’之间预留空隙是为了在后轴9装上飞轮后，使其的运转不受干涉。在一些实施例中，连接片总成62也可以不装或只装1条连接管，如图1。根据连接片总成62中是否带横向连接管622、622’，可将连接片总成62分为带横向连接管622、622’或不带横向连接管622、622’两种形式。
立叉或减震器立叉63A或减震器63B、63B’两者只择其一，其作用是“支承”或“悬架”，即将车身后部的重量通过连接片总成62传递至后轴9及后轮。立叉63A与减震器63B、63B’的区别在于导向架61或连接片总成62与主车架1之间是采用固接还是弹性连接。如图1、图2、图4所示，立叉63A由左、右叉管通过1-2条立叉小管615固接而成，减震器63B、63B’为一对且左、右并列。立叉63A或减震器63B、63B’下端的张开程度可根据需要与平叉611配合选择。立叉63A或减震器63B、63B’与导向架61同侧边要留有一定的空隙(一般为20-22mm)，以便飞轮的运转不受干涉。
除了优选实施例所述的槽形导向板+减震器式的后轴连接装置以外，上述子部件的不同组合及不同的连接方式还可以组成本发明更多的实施方式。
一、大开叉固定式如图1所示，该装置包括由左、右叉管通过1-2条平叉小管614固接而成的平叉611、由左、右叉管通过1-2条立叉小管615固接而成的立叉63A及不带横向连接管622、622’的连接片总成62。平叉611前端与下管3后端固接，立叉63A上端与后立管5上端固接，平叉611后端和立叉63A下端两侧分别与连接片总成62中的左、右连接片621、621’固接。在本实施例中，平叉611与下管3、立叉63A与后立管5及左、右连接片621、621’之间均可采用螺接，以方便包装和运输。
二、大开叉带连接管固定式如图2所示，该装置包括由左、右叉管通过1-2条平叉小管614固接而成的平叉611、由左、右叉管通过1-2条立叉小管615固接而成的立叉63A及带横向连接管622、622’的连接片总成62。平叉611前端与下管3后端固接，立叉63A上端与后立管5上端固接，平叉611后端和立叉63A下端两侧分别与左、右连接片621、621’固接，左、右连接片621、621’的间距在100-600mm范围间选择。在本例中，平叉611前端、立叉63A上、下端也可采用螺接。
三、大开叉+减震器式如图3所示，该装置包括由左、右叉管通过平叉支架614固接而成的平叉611，一对左、右并列的减震器63B、63B’及带横向连接管622、622’的连接片总成62。平叉611前端与下管3后端铰接，平叉611后端两侧与连接片总成62中的左、右连接片621、621’固接或直接与两条连接管622、622’固接；连接片总成62与后立管5上端通过左、右减震器63B、63B’实现弹性连接，左、右连接片621、621’的间距在100-600mm范围间选择。
四、小开叉带连接管固定式如图4所示，该装置包括由左、右叉管通过1-2条平叉小管614固接而成的平叉611、固装于平叉611后端的平叉接片616、616’、由左、右叉管通过1-2条立叉小管615固接而成立叉63A及带横向连接管622、622’的连接片总成62。平叉611前端与下管3后端固接，立叉63A上端与后立管5上端固接，其下端与平叉611或平叉接片616、616’固接，平叉接片616、616’与两条横向连接管622、622’之间为可拆卸连接。在本例中，平叉611与下管3、立叉63A与后立管5及平叉接片616、616’之间可采用螺接。
五、小开叉+减震器式如图6所示，该装置包括由左、右叉管通过平叉支架614固接而成的平叉611、固装于平叉611后端的平叉接片616、616’、一对左、右并列的减震器63B、63B’及带横向连接管622、622’的连接片总成62。平叉611前端与下管3后端铰接，平叉接片616、616’与连接片总成62中的横向连接管622、622’之间为可拆卸连接，平叉接片616、616’或连接片总成62与后立管5之间通过左、右减震器63B、63B’实现弹性连接。
六、带套管导向板+减震器式如图7、图8所示，该装置包括前端带套管的导向板612、一对左、右并列的减震器63B、63B’及带横向连接管622、622’的连接片总成62。带套管导向板612前端与下管3后端铰接，其后端与两条横向连接管622、622’固接，且通过左、右减震器63B、63B’与后立管5实现弹性连接。本例在安装时应注意，左、右连接片621、621’上的轴承623、623’应安装在横向连接管622、622’中心连线的下侧，以便使后轴9的运转不受干涉。
权利要求
1.一种轻便三轮车车架，包括由上管(2)、下管(3)、前管(4)、后立管(5)组成的主车架(1)及安装在主车架(1)后端的后轴连接装置(6)，其特征在于所述的后轴连接装置(6)包括导向架(61)、连接片总成(62)、立叉(63A)或一对并列的左、右减震器(63B)、(63B’)；所述的连接片总成(62)包括对称地设于导向架(61)后端两侧的左、右连接片(621)、(621’)及装于连接片(621)、(621’)上的轴承(623)、(623’)，所述的导向架(61)前端与主车架(1)后下端相接，其后端与连接片总成(62)相接，立叉(63A)或左、右减震器(63B)、(63B’)上端与主车架(1)后上端相接，其下端与导向架(61)后部或连接片总成(62)相接。
2.根据权利要求1所述的轻便三轮车车架，其特征在于所述的导向架(61)为左、右叉管通过1-2条平叉小管(614)固接而成的平叉(611)，所述的立叉(63A)由左、右叉管通过1-2条立叉小管(615)固接而成；平叉(611)前端及立叉(63A)上端分别与主车架(1)后端固接，平叉(611)后端和立叉(63A)下端两侧分别与左、右连接片(621)、(621’)固接，左、右连接片(621)、(621’)的间距在100-600mm范围间选择。
3.根据权利要求2所述的轻便三轮车车架，其特征在于所述的左、右连接片(621)、(621’)之间固装有1-2条横向连接管(622)、(622’)，两条横向连接管(622)、(622’)管壁内侧之间的间距在70±30mm范围间选择。
4.根据权利要求1所述的轻便三轮车车架，其特征在于所述的连接片总成(62)包括一对并列的横向连接管(622)、(622’)，横向连接管(622)、(622’)两端分别与左、右连接片(621)、(621’)固接，两条连接管(622)、(622’)管壁内侧之间的间距在70±30mm范围间选择。
5.根据权利要求4所述的轻便三轮车车架，其特征在于所述的后轴连接装置(6)中的导向架(61)为左、右叉管通过平叉小管或平叉支架(614)固接而成的平叉(611)；平叉(611)前端与主车架(1)后端铰接，平叉(611)后端两侧与左、右连接片(621)、(621’)固接或直接与两条横向连接管(622)、(622’)固接，连接片总成(62)与主车架(1)之间通过左、右减震(63B)、(63B’)弹性连接，左、右连接片(621)、(621’)的间距在100-600mm范围间选择。
6.根据权利要求4所述的轻便三轮车车架，其特征在于所述的后轴连接装置(6)中的导向架(61)为左、右叉管通过平叉小管或平叉支架(614)固接而成的平叉(611)，所述的立叉(63A)由左、右叉管通过1-2条立叉小管(615)固接而成，而平叉(611)包括固装其后端的平叉接片(616)、(616’)，平叉接片(616)、(616’)为半椭圆片状或矩形片状，其上开设有3条与所述的横向连接管(622)、(622’)及后轴(9)配合且向下开口的装配槽，平叉接片(616)、(616’)的间距在80-300mm之间选择，且小于左、右连接片(621)、(621’)的间距；所述的平叉(611)前端和立叉(63A)上端分别与主车架(1)后端固接，立叉(63A)下端与平叉(611)后端或平叉接片(616)、(616’)固接，平叉接片(616)、(616’)与横向连接管(622)、(622’)之间为可拆卸连接。
7.根据权利要求4所述的轻便三轮车车架，其特征在于所述的后轴连接装置(6)中的导向架(61)为左、右叉管通过平叉小管或平叉支架(614)固接而成的平叉(611)，而平叉(611)包括固装其后端的平叉接片(616)、(616’)，平叉接片(616)、(616’)为半椭圆片状或矩形片状，其上开设有3条与所述的横向连接管(622)、(622’)及后轴(9)配合且向下开口的装配槽，平叉接片(616)、(616’)的间距在80-300mm之间选择，且小于左、右连接片(621)、(621’)的间距；所述的平叉(611)前端与主车架(1)后端铰接，平叉接片(616)、(616’)与横向连接管(622)、(622’)之间为可拆卸连接，平叉接片(616)、(616’)或连接片总成(62)与后立管(5)之间通过左、右减震器(63B)、(63B’)弹性连接。
8.根据权利要求4所述的轻便三轮车车架，其特征在于所述的后轴连接装置(6)上装有后轴(9)，后轴连接装置(6)中的导向架(61)为前端带套管的导向板(612)或槽形截面的导向板(613)，槽形导向板(613)后端两侧边各设有3个圆孔，其中两侧的圆孔用于安装两条横向连接管(622)、(622’)，中间的圆孔与后轴(9)相配合，带套管导向板(612)或槽形导向板(613)前端与主车架(1)后端铰接，其后端与两条横向连接管(622)、(622’)固接，且与主车架(1)之间通过左、右减震器(63B)、(63B’)弹性连接。
9.根据权利要求1所述的轻便三轮车车架，其特征在于所述的左、右连接片(621)、(621’)外侧对称装有普通自行车刹车装置(8)，所述的刹车装置(8)在带抱闸圈(82)、(82’)的抱闸盒(81)、(81’)、带涨闸片的涨闸盒或碟刹中的碟刹钳三者中选择其一。
10.一种轻便三轮车，包括车架、前叉部件、车把、一个前轮和一对后轮、驱动装置、刹车装置(8)和鞍座，所述的车架包括由上管(2)、下管(3)、前管(4)、后立管(5)组成的主车架(1)及安装在主车架(1)后端的后轴连接装置(6)，其特征在于所述的后轴连接装置(6)包括导向架(61)、连接片总成(62)及立叉(63A)或一对并列的左、右减震器(63B)、(63B’)；所述的连接片总成(62)包括对称地设于导向架(61)后端两侧的左、右连接片(621)、(621’)及装于连接片(621)、(621’)上用于支承后轴(9)的轴承(623)、(623’)，所述的导向架(61)前端与主车架(1)后下端相接，其后端与连接片总成(62)相接，立叉(63A)或左、右减震器(63B)、(63B’)上端与主车架(1)后上端相接，其下端与导向架(61)后部或连接片总成(62)相接；所述的左、右连接片(621)、(621’)外侧对称装有普通自行车的刹车装置(8)。
全文摘要
本发明涉及一种轻便三轮车及其车架，该车架包括由上管、下管、前管、后立管组成的主车架及安装在主车架后端的后轴连接装置，后轴连接装置包括导向架、连接片总成及立叉或减震器。本发明轻便三轮车车架结构简单、体积小、重量轻，容易加工、便于包装运输；采用本车架组装的轻便三轮车小巧轻便、不容易翻侧，行驶稳定安全、乘坐舒适、刹车可靠。本发明用途广泛，既可采用人力驱动作为一般的交通代步工具，也可以开发为童车、休闲车、健身车、游乐车、旅游车、送货车等，装上电池、电动机或内燃机，还可以进一步将其组装为轻便三轮电动车、轻便三轮助动车、轻便三轮机动车及残疾人车等。
文档编号B62K5/04GK1594014SQ20041002785
公开日2005年3月16日 申请日期2004年7月1日 优先权日2004年7月1日
发明者张向阳 申请人:张向阳