一种自行车折叠机构的制作方法

本发明涉及一种自行车的折叠机构，其结构简单，折叠效率高。

背景技术：

因为折叠自行车方便携带及独特的个性设计，越来越为人们喜爱。

折叠自行车折叠后体积控制一直是折叠自行车设计的一个难点。普通的折叠自行车品种，轮子较大，一般是16英寸，14英寸，12英寸，采用与自行车平面垂直方向实施折叠，这种折叠自行车好骑，但最大的缺陷就是折叠效率低，折叠后尺寸仍然较大(14英寸的自行车，折叠后体积约为0.2立方米)，不利于携带。英国发明家发明了一种方框形支架结构折叠自行车(A-Bike)，折叠效率极高，8英寸的轮子折叠后体积小(0.057立方米)，重量轻(约7.5公斤)。由于该发明的折叠自行车一般使用6英寸及8英寸的轮子，市场反映这种折叠自行车转向较灵活需要适应，通过性差。但是，如果采用10英寸或12英寸以上的轮子，这种折叠自行车的折叠后体积小的最大优势就荡然无存，可以测算，这种折叠自行车使用10英寸的轮子时，折叠体积达到0.072立方米，而使用12英寸的轮子时，折叠体积达到0.087立方米。

探索一种折叠后体积仍然在0.07立方米，但能使用14英寸的轮子，以实现通过性好，好骑，折叠后体积小的完美结合，就是本发明的任务。

技术实现要素：

本发明旨在解决上述问题，发明一种即便使用14英寸以上轮径轮子，其折叠后体积仍然较小的自行车折叠机构。

本发明的一种结构简单、折叠效率高的自行车折叠机构，包括：一个可伸缩的前管，一个前轮组件，一个头管组件，一个可伸缩的后架，一个鞍座组件，和一个可与后架折叠的后轮组件。其中，所述前轮组件由一个前轮和一个前轮叉组成，所述前轮安装在所述前轮叉上，所述前轮可绕前轮安装轴转动；所述可伸缩的后架由一个后架前段和一个后架后段组成，所述后架前段可在所述后架后段内容的空间内伸缩；所述后轮组件由一个后轮叉和一个后轮组成，所述后轮安装在所述后轮叉上，所述后轮可绕后轮安装轴转动；所述后轮叉与所述后架后段的一端绕轴心一以可旋转的方式连接。

折叠时，所述后轮组件绕所述轴心一旋转，所述后轮随之转至所述后架的另一侧，同时所述后架前段缩回到后架后段的内容空间中，使得所述前轮和所述后轮分别处于所述后架的两侧，且处于所述前管的同侧。

附图说明

图1是本发明折叠机构展开后的正面示意图。

图2是本发明折叠机构展开后的背面示意图。

图3是本发明折叠机构折叠后的正面示意图。

图4是本发明前大轮后小轮应用实例折叠后的背面示意图。

图5是本发明座管与后架后段以固定方式连接应用实例的展开后示意图。

图6是本发明座管与后架后段以固定方式连接应用实例的折叠后示意图。

图7是本发明折叠时前轮不需转动应用实例的折叠示意图。

图8是本发明折叠时前轮不需转动应用实例的展开示意图。

图9是本发明折叠自行车的脚踏传动系统示意图。

图10是本发明折叠机构折叠后的背面示意图。

具体实施方式

如图1所示，前管由前管上202、前管下203及锁定204组成，前管上202可以在前管下203内孔中伸缩滑动；前轮组件由前轮206和前轮叉205组成，前轮叉205与前管下203以不可相互运动的方式连接；头管组件由头管300、上连接臂301、下连接臂302及连接杆403组成，连接杆403的一端与上连接臂301绕轴心三001以可旋旋的方式相连，前管下203安装于头管300的内孔中，前管下203可绕头管300的轴心转动。

如图2所示，后架由后架前段401、后架后段402、锁定机构404组成；后架前段401可在后架后段402的内孔中伸缩滑动；后架前段401与头管组件的下连接臂302绕轴心二002以可旋旋的方式相连；后架后段402与头管组件连接杆403的另一端绕轴心四003以可旋转的方式相连；在自行车展开时，由锁定机构404对后架前段401和后架后段402实施轴向和侧向锁定。

如图1所示，鞍座组件由一个座管500、一个座位504及一个座位下延管503组成，座管500与后架后段402绕轴心五004以可旋转的方式连接，座管500和后架后段402之间设置了一个锁定机构，该锁定机构由第一座管支撑架501、第二座管支撑架502及锁定505组成，第一座管支撑架501一端与后架后段402绕轴心六007以可旋转的方式连接，另一端与第二座管支撑架502的一端绕轴心七006以可旋转的方式连接；第二座管支撑架502的另一端与座管500绕轴心八005以可旋转的方式连接；自行车折叠时，第二座管支撑架502向下摆动，让出空间利于后轮602的安置；自行车展开时，第二座管支撑架502向上摆动，使第一座管支撑架501对与座管500形成支撑，此时锁定505将第二座管支撑架502和座管500锁定，这样座管500相对于后架后段402处于锁定状态。

如图1所示，后轮组件由一个后轮602、一个后轮叉601、一个后轮组件展开锁定弹销604和一个后轮组件折叠锁定弹销605(示于图10中)组成，后轮602安装在后轮叉601上，后轮叉601与后架后段402绕轴心一008以可旋转的方式连接；在自行车折叠机构展开时，后轮组件展开锁定弹销604弹入后轮叉上的锁定孔607中(示于图3中)，对后轮叉601和后架后段402实施锁定，使得后轮叉601不会在自行车展开及骑行阶段与后架后段402折叠；在自行车折叠机构折叠时，后轮组件折叠锁定弹销605弹入锁定孔607中，对后轮叉601和后架后段402实施锁定，使得折叠时后架后段402与后轮叉601的折叠状态得到保持。

本发明的自行车折叠和展开操作存在多种方式，以下仅列举一种说明之。

自行车折叠操作说明：

如图1，折叠时，首先松开座管500上的锁定505，将第二座管支撑架502向下摆动，使座管500折叠至与后架后段402成设定的角度，然后将后轮叉展开锁定弹销604顶出锁定孔607解除锁定，将后轮叉601向上摆到后架后段402上方靠近座管500，后轮叉折叠弹销605弹入锁定孔607对后轮叉601与后架后段402锁定；再将后架前段401和后架后段402间的锁定机构404(示于图2中)松开，将后架后段402向头管方向推动，这时后架前段401会缩回后架后段402的内孔中，再转动龙头100，将前轮206向后摆至后架后段402的正下方，最后松开前管上202和前管下203间的锁定204，将前管上202缩回到前管下203的内孔中，回锁锁定204，最后将龙头100、脚踏701折叠，将座位下延管503插入座管500中，自行车即折叠成图3。

自行车展开操作说明：

如图3，展开时，首先松开前管上202和前管下203间的锁定204，将前管上202从前管下203的内孔中拉出，回锁锁定204，转动龙头100，将前轮206摆到如图1的展开状态，然后将后轮叉折叠锁定弹销605顶出锁定孔607解除锁定，将后轮叉601下摆到后架后段402的下方，直至后轮叉展开锁定弹销604弹入弹销孔607将后轮叉601与后架后段402锁定，再将后架前段401从后架后段402的内孔中拉出至设 定位置，使用锁定机构404将后架前段401和后架后段402锁定，再将第二座管支撑架502向上摆动，使得座管500到达设定位置，锁定锁定机构505(示于图1中)，最后将龙头100、脚踏701展开，将座位下延管503从座管500中拉出至合适位置，自行车即展开成图1。

基于简化折叠与展开操作的需要，鞍座组件的座管500也可以设计成与后架后段402以不可折叠的方式连接，如图5所示，这样，就必须调整座管500与后架后段402之间的角度使得展开后座位504的位置适于骑行；如图6，如此设计的自行车，后架后段402与座管500之间的夹角较小，折叠时，后轮602相对于图3中的后轮602要离前轮206的距离更大些，比较图3与图6中后架后段402及后轮602的位置，可发现图3中的座管与后架后段可折叠的结构使折叠后的自行车更为紧凑，但图6鞍座组件的座管500与后架后段402以不可折叠的连接方式减除了座管500与后架后段402之间的折叠与展开操作，使自行车折叠操作更快。

同样地，前轮组件也可以设计成折叠时不转动的方式，如图7及图8，在自行车展开和折叠时，前轮206不需旋转到头管300的另一侧，所以能使自行车折叠和展开操作更快，但由于本发明自行车折叠机构在折叠和展开运动时，后架后段402将有上下摆动动作，为了避免后架后段402在上下摆动时不受前轮206限制，前轮206将如图7所示将设计成距后架后段402更大的距离，即自行车折叠后的体积将增大，并且由于自行车展开时，前轮206不向前摆出，如图8所示自行车折叠机构展开后前轮206与后轮602的距离将较小。

如图9所示，当本发明应用于脚踏自行车时，自行车中轴702设置与后架后段402接近轴心四003的一端，这样可以获得最佳的骑行姿势；传动系统由两组链轮和传动链组成，传动链由前传动链704和后传动链703两段组成，依构造需要，前传动链704和后传动链703可以在后架后段的同侧，也可以分处于后架后段的两侧。

为了保持自行车骑行的舒适性，折叠自行车展开后必须要有合适的几何尺寸，适合成年人使用的折叠自行车，考虑使用伸缩的折叠技术，其前管及后架长度也至少在350mm以上，如果像A-bike的设计，折叠后两轮并列，前管及后架基本垂直两轮轴的连线，这使得自行车折叠机构必须独立于轮子尺寸以外额外设计350mm以上的高度空间以容纳前管及后架。

本发明的优势在于，由于自行车折叠机构折叠后，前轮206和后轮602位于前管203的同侧，且又分居于后架后段402的两侧，这样，前管、座管及后架的折叠正好利用了后轮必须设置的空间(对于14英寸轮子来说正好)，而不需要额外的独立空间，尽管使用14英寸的轮子，其折叠后的尺寸仍然可以控制到0.07立方米以内；如图3所示，前后轮均使用14英寸的轮子时，折叠后尺寸可控制到440×800×200mm，体积惊人地被控制到0.07立方米，较同轮径的普通折叠自行车减小60％；为了进一步控制使用本发明折叠机构的折叠自行车折叠后的尺寸，自行车可以采用大小不同轮径的前后轮轮毂，如图4所示，前轮使用14英寸的轮子206，后轮使用10英寸的轮子602时，折叠时，前管202及座管500等均可设计于较小的后轮602左侧留出的空间内，折叠后尺寸可以控制到360×720×200mm，即体积约为0.052立方米，较前后轮均使用8英寸轮子的A-bike折叠自行车折叠后体积减少约10％。

本发明可以用于脚踏自行车，纯电动自行车和同时具有脚踏及电动功能的自行车。