专利名称：自行车的驱动机构及使用该驱动机构的自行车的制作方法
技术领域：
本实用新型关于一种自行车驱动机构及使用该驱动机构的自行车。
背景技术：
现有的自行车主要包括一车架、一前轮及一后轮，该前、后轮分别设置于车架的 前、后叉端部，而其驱动机构，是于一装设在五通管的齿盘设置有一对曲柄，并于曲柄自由 端装设踏板，即可借由踩踏踏板带动链条转动，进而驱动后轮前进。然而，由于该踏板所设处的曲柄自由端为呈圆周转动，这样使得使用者的双脚无 可避免地需沿该圆周转动的轨迹踩踏，由于其踩踏轨迹所需的前后空间距离较大，导致致 前、后轮之间的轮距无法缩短，这样就使现有的自行车全长较长，在携带上及收纳上皆有其 不便之处。为解决上述问题，常见的作法是将车架做成可折叠状，则于折叠后预期可减少约 一半车长，而提升其机动性及收纳性。然而，上述可折叠的自行车款于折叠后即无法骑乘， 且折叠的过程也很复杂，其折叠机构虽有渐趋简化的趋势，然而使用者稍有不慎则容易沾 染润滑油等油污，仍是无法完全满足使用者的需求。有鉴于此，如何借由改变其踩踏轨迹而缩短两车轮的轮距，乃为本业界人士亟待 努力的方向。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种利用连杆原理改变踩踏方向，减少踩 踏踏板所需前后距离的自行车驱动机构及自行车。为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是，一种自行车驱动机构，包 括一传动盘，其设置于自行车的车架上；一传动带，其一部分绕设于该传动盘，该传动带 与传动盘呈连动关系；一对曲柄，其对称设置于该车架的两侧，各曲柄分别具有一第一固定 端及一第一自由端，该对曲柄的第一固定端之间连接有一轴杆，该轴杆穿设于该传动盘的 轴心处，该对曲柄与该传动盘呈连动关系；一对摆臂，分别设置于该车架的两侧，各摆臂分 别具有一第二固定端及一第二自由端，该第二固定端枢设于该自行车的车架上；一对连接 臂，各连接臂分别具有两个枢接端，该两个枢接端分别枢设于位于其同侧的第一自由端、第 二自由端，于该两个枢接端之间为一结合段；以及一对踏板，其设置于该结合段上，且各该 踏板的运动轨迹中，其最高点与最低点的垂直距离为H，其最前端与最后端的水平距离为
，并满足下列关系式H /w> 5/3 。其中，沿各该结合段长度方向上设有多个结合机构，且位于同侧的踏板选择性地 设置于这些结合机构之一。该自行车包括车架、前轮及后轮，该车架则包括一前叉部、一后 叉部及一把手，该前轮设置于该前叉部的端部，该后轮设置于该后叉部的端部。该对摆臂的 第二固定端枢设于该前叉部上。该车架包括一立管，于立管上设置有一座垫。 传动盘设置于该立管上。该对摆臂的第二固定端枢设于该后叉部上。该车架包括一立管，于立管上设 置有一座垫，其中该传动盘设置于该立管上。该车架包括一立管，于立管上设置有一座垫。 该传动盘设置于该立管上。本实用新型所能达到的有益效果是 1、本实用新型自行车的车长可大幅缩短，明显较现有的自行车更具显著进步的携 行性及收纳性，却没有可折叠式自行车需另行折叠的不便，更无可折叠式自行车于折叠后 即无法骑乘的重大缺憾。2、本实用新型中，由于踏板的运动轨迹改变，其运动方向大致与重力方向平行，也 即使用者的重量可充分地用于踩踏踏板，而减少施予水平方向的分力，相对于现有的自行 车驱动机构而言，本实用新型的驱动机构可令使用者更为充分地利用地心引力。再者，因使 用者踩踏轨迹由现有的圆弧轨迹改为趋于垂直的往复移动轨迹，这样使用者的运动方式亦 变成单纯的上下踩踏，而类似于往复抬腿的运动，其运动的肌肉群即有别于以往，可强化提 臀功效，且因上述运动方式的改变，使得该座垫也可省略而不设置，可望减少材料支出及整 体车重，而完全符合现今自行车性能改良的趋势。
图1为本实用新型自行车的部分立体分解示意图；图2为本实用新型自行车的立体组合图；图3为本实用新型自行车的侧视图；图4为本实用新型自行车驱动机构的使用状态一；图5为本实用新型自行车驱动机构的使用状态二 ；图6为本实用新型踏板的运动轨迹示意图。图中标号说明3:前轮231 第一固定端4:后轮232 第一自由端10:车架233 轴杆11:前叉部234:爪盘12 后叉部24 摆臂13 主杆体241 第二固定端131 支撑结构 242 第二自由端14 立管25 连接臂141 座垫251 结合段15 把手252 结合机构20 驱动机构 253、254 枢接端21 传动盘26 踏板22:传动带23 曲柄具体实施方式
以下将借由较佳实施例具体说明本实用新型的结构、技术特征及功效实用新型。 首先，请参考图1至图5。在本实用新型的自行车中，其包括一车架10、一前轮3、 一后轮4及一驱动机构20。其中，该车架10包括一前叉部11、一后叉部12、一连接于前、后 叉部之间的主杆体13、一立管14及一把手15。其中，该前、后轮3、4分别设置于前、后叉部 11、12的端部，更明确地说，该前、后轮3、4的转轴分别枢设于前、后叉部11、12的端部之间， 且前、后轮3、4的轮径比例并未限定，而可依驱动机构5的不同配置方式或其他因素而定。该立管14上可设置有一座垫141，而该把手15是用以操控前轮3或后轮4的方 向，视该自行车为前轮驱动或后轮驱动而定。本实用新型的驱动机构20，包括一传动盘21、一传动带22、一对曲柄23、一对摆臂 24、一对连接臂25及一对踏板26。该传动盘21供设置于该车架10之上，该传动带22的一 部分绕设于该传动盘21，令传动带22与传动盘21呈连动关系，且该传动带22供驱动前轮 3或后轮4。上述传动带22的形式可为链条或皮带，其中又以链条较广为使用，此时传动盘 21即于其外周缘环设有多个相对应的凸齿，供与链条状的传动带22咬合。在本实施例中， 该传动带22用以驱动后轮4，此时该把手15则用以操控前轮3的方向，反之亦然。该传动 带22与后轮4之间，可借由一单向棘轮组(未绘示)令两者呈单向驱动关系，且该单向棘 轮组可设有多个不同径、不同齿数的飞轮，并利用一后变速器而改变传动带22与后轮4之 间的转速比。同理，于传动轮21上亦可搭配数个不同径、不同齿数的齿盘及前变速器，以调 变与后轮4之间的转速比。该对曲柄23对称设置于车架10的两侧，各曲柄23分别具有一第一固定端231及 一第一自由端232，于两曲柄23的第一固定端231之间连接有一轴杆233，该轴杆233借由 一轴承而设置于车架10上，且该轴杆233恰穿设于该传动盘21的轴心(即其圆心)处，该 传动盘21与轴杆233之间，可借由一爪盘234相互连结固定，或可一体设置而固定，借以令 该对曲柄23与传动盘21呈连动关系。上述轴杆233设置的位置，可如本实施例所示而设 置于主杆体13下方的支撑结构131，也可设置于车架10的其他适当位置，例如立管14的 适当高的位置处。换言之，该传动盘21也是对应轴杆233而设置于该支撑结构131、该立 管14或车架10其他适当处。上述装设位置的变化，其成立的条件，以各该曲柄23可无障 碍地以其第一固定端231为轴心完成一完整的圆周转动为原则，否则即无法有效率地驱动 自行车前进。该对摆臂24分别设置于该车架10的两侧，各该摆臂24具有一第二固定端241及 一第二自由端242，该第二固定端241供枢设于车架10上，在其较佳实施方式中，该第二固 定端241枢设于前叉部11或后叉部12上，更明确地说，该第二固定端241可设置于上述叉 部11、12的端部或其他适当部位。各该连接臂25具有两枢接端253、254，该两枢接端253、254分别枢设于位于其同 侧的第一、第二自由端232、242，于该两枢接端253、254之间则为一结合段251，沿该结合段 251之长度方向上可设有至少一结合机构252，该结合机构252可为一快拆母接头，供设置 于踏板26上的快拆公接头枢接其上，并且，当该结合段251上设置有多个结合机构252时， 位于同侧的踏板26依使用者需求而选择性地设置于该些结合机构252的其中之一。请参考图6，该图为设于不同结合机构的踏板的运动轨迹图。在本实用新型中，该曲柄23第一自由端232可进行完整圆周运动，而该摆臂24则仅以其第二固定端241为轴 心，使其第二自由端242进行弧形摆动，由于连接臂25连接于第一、第二自由端232、242 之间，是以其将会对应曲柄23与摆臂24而在一限定的轨迹内运动；其中，在该些结合机构 252中，越靠近第二自由端242者，其运动轨迹将与第二自由端242的运动轨迹类似，亦即趋 近于直线运动，反之，越靠近第一自由端232的结合机构252，其运动轨迹将与第一自由端 232的运动轨迹相类似，亦即趋近于圆周运动。此时，装设于结合机构252上的踏板26，其 运动轨迹也与结合机构252相对应，若以该运动轨迹的最高点与最低点的垂直距离为H，而 以该运动轨迹的最前端与最后端的水平距离为W，则为了令踩踏所需的前后距离缩短，上述
H 5
H与W应满足下列关系式为较佳之i 换言之，在上述运动轨迹中，其垂直方向的落差应明显大于其水平方向的落差，方 可符合本实用新型减缩水平踩踏空间的要求。其最明显的效果在于，因上述水平踩踏空间 的减缩，故以往前、后轮轮距无法缩短的问题即可获得解决，换言之，本实用新型自行车的 车长可大幅缩短，明显较现有的自行车更具显著进步的携行性及收纳性，却没有可折叠式 自行车需另行折叠的不便，更无可折叠式自行车于折叠后即无法骑乘的重大缺憾。再者，利用本实用新型驱动机构所产生的另一优点在于，由于踏板的运动轨迹改 变，其运动方向大致与重力方向平行，也即使用者的重量可充分地用于踩踏踏板，而减少施 予水平方向的分力，相对于现有的自行车驱动机构而言，本实用新型的驱动机构可令使用 者更为充分地利用地心引力已属无疑。尤有甚者，因使用者踩踏轨迹由现有的圆弧轨迹改 为趋于垂直的往复移动轨迹，这样使用者的运动方式亦变成单纯的上下踩踏，而类似于往 复抬腿之运动，其运动的肌肉群即有别于以往，可强化提臀功效，且因上述运动方式的改 变，使得该座垫也可省略而不设置，可望减少材料支出及整体车重，而完全符合现今自行车 性能改良的趋势。综合上述，以上为本实用新型之较佳实施例，非因此即局限本实用新型之专利范 围，本案专利范围仍应以后附之专利申请范围所定义为准。
权利要求一种自行车驱动机构，包括一传动盘，其设置于自行车的车架上；一传动带，其一部分绕设于该传动盘，该传动带与传动盘呈连动关系；一对曲柄，其对称设置于该车架的两侧，各曲柄分别具有一第一固定端及一第一自由端，该对曲柄的第一固定端之间连接有一轴杆，该轴杆穿设于该传动盘的轴心处，该对曲柄与该传动盘呈连动关系；其特征在于，所述自行车驱动机构还包括，一对摆臂，分别设置于该车架的两侧，各摆臂分别具有一第二固定端及一第二自由端，该第二固定端枢设于该自行车的车架上；一对连接臂，各连接臂分别具有两个枢接端，该两个枢接端分别枢设于位于其同侧的第一自由端、第二自由端，于该两个枢接端之间为一结合段；以及一对踏板，其设置于该结合段上，且各该踏板的运动轨迹中，其最高点与最低点的垂直距离为H，其最前端与最后端的水平距离为W，并满足下列关系式 <mrow><mfrac> <mi>H</mi> <mi>W</mi></mfrac><mo>≥</mo><mfrac> <mn>5</mn> <mn>3</mn></mfrac><mo>.</mo> </mrow>
2.如权利要求1所述的自行车驱动机构，其特征在于，沿各该结合段长度方向上设有 多个结合机构，且位于同侧的踏板选择性地设置于这些结合机构之一。
3.一种使用如权利要求1或2所述的驱动机构的自行车，其特征在于，该自行车包括车 架、前轮及后轮，该车架则包括一前叉部、一后叉部及一把手，该前轮设置于该前叉部的端 部，该后轮设置于该后叉部的端部。
4.如权利要求3所述的自行车，其特征在于，该对摆臂的第二固定端枢设于该前叉部上。
5.如权利要求4所述的自行车，其特征在于，该车架包括一立管，于立管上设置有一座垫。
6.如权利要求5所述的自行车，其特征在于，该传动盘设置于该立管上。
7.如权利要求3所述的自行车，其特征在于，该对摆臂的第二固定端枢设于该后叉部上。
8.如权利要求7所述的自行车，其特征在于，该车架包括一立管，于立管上设置有一座 垫，其中该传动盘设置于该立管上。
9.如权利要求3所述的自行车，其特征在于，该车架包括一立管，于立管上设置有一座垫。
10.如权利要求9所述的自行车，其特征在于，该传动盘设置于该立管上。
专利摘要本实用新型所提供的驱动机构包括一传动盘、一传动带、一对曲柄、一对摆臂、一对连接臂及一对踏板。该对曲柄及摆臂分别设置于车架适当处，而该连接臂则设置于曲柄与摆臂自由端之间，该踏板则设置于连接臂上，且踏板的运动轨迹中，其最高点与最低点的垂直距离为H，其最前端与最后端的水平距离为W，并满足下列关系式本实用新型还提供了使用该驱动机构的自行车。借此，由于踏板的运动轨迹中，其所需前后移动距离已大幅减少，可缩短前、后轮之间的轮距，进而缩短自行车车身全长。
文档编号B62M1/36GK201610211SQ201020116130
公开日2010年10月20日 申请日期2010年2月8日 优先权日2010年2月8日
发明者王崧桦 申请人:王崧桦