电动自行车及其拼接套筒和车架的制作方法

本实用新型涉及电动自行车及其配件，尤其涉及一种安装有中置电机的电动自行车及其可内置电机的拼接套筒和自行车车架的结构改进。

背景技术：

具有辅助电动电机的自行车通常配备有前轮电机，后轮电机或中置电机，它们统称为“电动自行车”或“eBicycles”或“eBikes”。

对于前轮和后轮电机，它们是轮毂电机，并且被制造成分别形成自行车的前轮和后轮的一部分。对于中置电机，它是电动自行车的中央车轴驱动系统的一部分，通过使用电源驱动电机旋转，从而为电动自行车提供驱动力，它一般被安装在电动自行车的中间下部的位置。

目前，将中置电机安装到自行车上的最实用的方法是利用自行车的五通管，通常要按照以下步骤安装：先将齿轮中轴插入五通管中，然后使用附加支架将齿轮中轴和中置电机的轴保持平行的状态，确保中置电机与齿轮箱的正常运作，再使用连接桥和夹子将中置电机稳定在座管柱或后下叉上，防止其前后摆动，最后使用五通管的螺母把齿轮箱与五通管紧固在一起。

上述安装方式不仅费时费力，还需要附加额外的零配件，此外，由于中置电机具有一定的体积和宽度，其通过五通管安装后，它的总宽度会超过五通管的宽度，因此，电动自行车和普通自行车之间的外观差异较大，失去了自行车具有的流线型美感。

为了追求电动自行车的流线型外观，电动自行车制造商会利用拼接套筒或拼接片，通过相对昂贵的热锻法，把中置电机和下管和座管焊接起来。再者，由于中置电机和自行车车管的设计并不同步，附加零部件（例如拼接套筒/拼接片）和热锻焊接工序便成为组装成车过程不可或缺的部分。同样地，上述设计也涉及很多资源，如额外的零部件、时间和劳动力，使得电动自行车成本较高，此外，通过热锻焊接的方式把中置电机和下管、座管连接起来，仍然不能完全满足电动自行车流线型美的要求。

技术实现要素：

针对现有中置电机的电动自行车安装费时、费力、不经济以及缺乏美感的问题，本实用新型要解决的技术问题在于提供一种可将中置电机安装于拼接套筒内使得自行车外形更美观、成本更低且安装简单的电动自行车及其拼接套筒和车架。

本实用新型解决上述技术问题采用的技术方案是，设计制造一种电动自行车的拼接套筒，固定于电动自行车的车管上，所述拼接套筒包括套筒本体，该套筒本体内设有可容纳中置电机和供自行车齿轮箱的中轴穿过的容置腔。

所述容置腔包括一个用于嵌装中置电机的电机容置腔和一个供自行车齿轮箱的中轴穿过的内置五通。

所述容置腔还包括控制器容置腔。

所述电机容置腔设有与所述中置电机外壁轮廓匹配或者凹凸配合的内壁。

一种电动自行车车架，包括：多根车管、中置电机以及与该中置电机配合传动的齿轮箱；所述车管包括：座管、下管和后下叉；此外还包括固定于所述车管上的拼接套筒，该拼接套筒包括套筒本体，该套筒本体内部设有容置腔；所述中置电机可拆卸地嵌装于该拼接套筒内部的容置腔中，所述齿轮箱的中轴从该容置腔中穿过。

拼接套筒可采用以下两种安装方式之一：

一、所述拼接套筒焊接于所述车管上。该拼接套筒可与所述座管、下管、后下叉中的至少一根车管焊接在一起。

二、所述下管或座管的下部设有一个套筒容置腔，所述拼接套筒嵌装于该套筒容置腔内。

所述容置腔包括一个电机容置腔和一个内置五通；所述中置电机嵌装于所述电机容置腔内，所述齿轮箱的中轴从所述内置五通中穿过。

所述容置腔还可以包括一个控制器容置腔。

所述齿轮箱的中轴穿过所述内置五通与设在该内置五通外侧的一个中轴螺母旋配将该齿轮箱锁定于车管上。

一种电动自行车，包括上述的电动自行车车架。

同现有技术相比较，本实用新型电动自行车及其拼接套筒和车架通过把中置电机安装在预先制造的、具有内置五通和内置电机容置腔的拼接套筒内，从而将中置电机、齿轮箱的中轴甚至控制器集成于该拼接套筒内，所述拼接套筒可按不同车架的独特设计、灵活地调整合适的安装角度和位置并跟自行车的下后叉、座管或下管焊接，或者也可把所述拼接套筒装配于预先选制的自行车车管内，可以更简单、高效和经济的方式解决自行车繁复的装配程序，而且可以使车架和各部分的组合达到最佳流线型的视觉效果。

附图说明

图1为本实用新型拼接套筒实施例一的结构示意图；

图2为本实用新型拼接套筒实施例二的结构示意图；

图3为本实用新型拼接套筒实施例三的结构示意图；

图4为本实用新型拼接套筒实施例四的结构示意图；

图5中（a）至（f）为所述拼接套筒安装在车架不同位置和角度的示意图；

图6为本发明电动自行车车架的分解图；

图7为本发明电动自行车车架组装好后的左侧视图；

图8为本发明电动自行车车架组装好后的右侧视图；

图9为本发明的电动自行车组装好后的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图所示之实施例对本实用新型作进一步详述。

如图5或图6所示，本实用新型电动自行车的拼接套筒2固定于电动自行车的车管上，用于容纳中置电机3，并可供自行车齿轮箱4的中轴41从中穿过。所述拼接套筒2包括套筒本体21，该套筒本体21内设有可容纳中置电机3和供自行车齿轮箱4的中轴41穿过的容置腔。

所述拼接套筒2可以有多种实施方式，其外形、内部容置腔的数量、形状和分布并非固定不变的，可以随着自行车车架的设计以及该拼接套筒2与车架的固接位置不同而改变，容置腔之间可以是相互连通的，也可以是不连通的。

以下是拼接套筒2的几种实施方式的举例：

拼接套筒2的实施例一如图1所示，其内部设有三个容置腔，其中一个较大的为电机容置腔22用于嵌装中置电机3，一个较小的容置腔为内置五通23用于供齿轮箱4的中轴41从中穿过，还有一个为控制器容置腔24可用于嵌装自行车的控制器。这也是本实用新型优选的实施方式，可将中置电机3、中轴41和控制器的安装集成于一体。

拼接套筒2的实施例二如图2所示，其套筒本体21内设有一大一小两个独立的容置腔，大的为电机容置腔22用于嵌装中置电机3，其内壁的形状和尺寸与中置电机3的匹配，小的为内置五通23用于供中轴41从中穿过。

拼接套筒2的实施例三如图3所示，其内部与实施例二一样，也设有一大一小两个容置腔，所不同的是，这两个容置腔22和23是相连通的。

拼接套筒2的实施例四如图4所示，其套筒本体21内只设有一个容置腔25，该容置腔25一边大一边小，中置电机3可拆卸地嵌装于较大的一边，齿轮箱4的中轴41则从容置腔25较小的一边穿过。

另外，用于嵌装中置电机3的电机容置腔22设有与所述中置电机外壁轮廓匹配或者凹凸配合的内壁，可防止中置电机3在容置腔内转动，本实施例中，电机容置腔22的内壁上设有可与所述中置电机3外壁面凹凸配合的凹槽或凸键26。

如图6、图7和图8所示，本实用新型的电动自行车车架主要由多根车管、中置电机3、齿轮箱4以及固定于所述车管上的拼接套筒2组成。其中，所述中置电机3和齿轮箱4配合传动并集成为一体以保证动力输出的平稳，在本实施例中，所述车管包括：座管11、下管12、后下叉13、后上叉14、上管15和头管16。当然车管的数量和位置根据车架的设计可以有所不同。

所述拼接套筒2的结构如上所述，可以通过以下两种方式之一固定于车管上：

一、如图5所示，将拼接套筒2焊接于所述车管上。根据安装位置的不同，该拼接套筒2与所述座管11、下管12、后下叉13中的至少一根车管焊接在一起。

上述固定方式中，所述拼接套筒2可以其内置五通23或者穿插齿轮箱4中轴41的位置为轴心在360度的范围内转动使得其电机容置腔22调整至不受车架干扰的合适位置后再固定，把所述拼接套筒2较小的一端（即内置五通23或供齿轮箱4中轴41穿过的一端）适配地与车架的座管11、下管12或后下叉13焊接，并把拼接套筒2较大的一端（即内置电机容置腔22的一端）适配地与车架的下管12或座管11焊接，图5中的（a）至（f）分别显示了拼接套筒2的其中几种安装角度的示例。然后将中置电机3可拆卸地嵌装在所述电机容置腔22内，使齿轮箱4的中轴41穿过所述拼接套筒2的内置五通23或容置腔25后，用一个设在该内置五通23或容置腔25外侧的一个中轴螺母42旋配于该中轴41中部直径较大的中轴套筒43处，从而可将该齿轮箱4及中置电机3锁定于车管上。

二、如图6所示，在所述下管12或座管11的下部设有一个套筒容置腔6，所述拼接套筒2嵌装于该套筒容置腔6内。

在这种固定方式中，为使车架的外形更加整齐美观，设置有套筒容置腔6的车管可以是比其它车管更宽的、具有多个壁面如四个壁面的扁平管，该扁平管的宽度与拼接套筒2的宽度匹配，使得该拼接套筒2可嵌装于车管内而不会凸出车管。电动自行车的电池组5可拆卸地安装于该较宽的车管上。

所述中置电机3与齿轮箱4的安装方式则与第一种固定方式相同。

图9示出了一种采用本实用新型的车架制成的电动自行车，将齿轮箱4的中轴41穿过所述拼接套筒2的内置五通23或容置腔25，中置电机3嵌装于拼接套筒2的电机容置腔22内，该中置电机3被隐藏在拼接套筒2内，齿轮箱4外露于拼接套筒2一侧并被链轮盖所遮挡，齿轮箱4的中轴41两端分别连接左曲柄81和右曲柄82，可采用人力驱动自行车，链轮7经中轴41与齿轮箱4配合传动，图9中被遮挡或未标注的部件可参照图6。

与现有技术相比，本实用新型通过把中置电机安装在预先制造的、具有内置五通和内置电机容置腔的拼接套筒内，从而将中置电机、齿轮箱的中轴甚至控制器集成于该拼接套筒内，既解决了传统中置电机安装费时、费力且不经济的缺陷，还使得自行车的外观更接近普通自行车，与传统电动自行车相比更具流线型的美感。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。