专利名称：自行车支架车锁机构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种有连杆将支脚和锁栓相连，以实现支脚和锁栓同步运动、方便使用的自行车支架车锁机构。
目前使用的自行车，支架和车锁是相互分离的。支架固定在后轴或其附近的叉上，车锁安装于立叉(即后叉)上端，二者没有运动上的联系。每一次停车到用车，如果停放期间上锁，需要七个动作停时放下支脚、扣上锁紧夹子、推下车锁滑销、取出钥匙，走时插入钥匙开锁、打开锁紧夹子、收起支脚；如果停车时不上锁，也需要四次动作停 时放下支脚、扣上锁紧夹子，走时打开锁紧夹子、收起支脚。中国专利申请85202954、86207168、87214124、87215240等对现用自行车支架进行改进，使得停车时不再需要扣上锁紧夹子，自然推车时也就不用解锁紧夹子了。这样，从停车到用车，一次减少了两个动作，给使用者带来了一定方便。但如果把操动支架和操作车锁联系起来加以考察，仍会让人觉得动作繁锁如果停车期间上锁，还需要五个动作；即使不上锁，也需要两次动作。事实上，停车时往往是要上锁的。就平均来说，现行自行车从停车到行车一次，对支架和车锁的操作需要近七个动作；对于按中国专利申请85202954、86207168、87214124、87215240等所述，对现用支架进行改进设计，也需要近五个动作，使用起来极不方便。上述结构的另一个弊端是站车和上锁两个动作相分离，放车时忘记上锁的现象容易发生。
为了克服上述结构的不足，中国专利申请86205520、88202384.5、88204624等公开了几种设计。其基本点都是集支架车锁于一体，将其安装于后轴或后轴附近的叉上。放下支脚即自动上锁；打开车锁，支脚自动悬起。通过锁栓插入或退出后轮毂上的锁叉或后轮毂附近的辐条达到锁定或开启自行车的目的。开锁后钥匙仍然可以从锁芯中拔出。这类设计又出现了新的弱点(1)车锁位置太低，开锁不便。特别是在停车场等车靠车的情况下，表现尤为明显；(2)后轮毂上的锁叉或后轮毂附近的辐条密集，上锁时容易抵住锁栓头，使锁栓不能穿过其间插入锁眼中；(3)车锁保险性低；(4)锁栓接近后轴，当后轮在车锁锁闭情况下转动时，锁栓与锁叉或辐条之间的作用力较大，车锁和车轮都容易损坏；(5)后轴附近结构复杂、臃肿。
本实用新型的目的是公开一种兼具上述二种设计优点的一种自行车支架车锁机构。
具体地说，该机构是由支架、车锁和连杆三部分组成。支架安装于后轴或其附近的叉上，支脚上端有旋臂；车锁安装在立叉或载物架支撑杆上端，锁栓上有栓柄，旋臂和栓柄之间用适当长度的连杆相连。停车时，放下支脚，旋臂随之转动，通过连杆推(拉)栓柄，锁栓随之运动穿过轮缘辐条插入锁眼，实现上锁。上锁后，锁栓、栓柄、连杆、旋臂和支脚随之被固定，自行车站稳；推车时，在左手握住龙头扶正车身(对于单撑支脚)或略用力向前推车(对于双撑支脚)的同时，右手插入钥匙转动锁芯，锁栓被释放，强化车锁拉簧带动锁栓、栓柄、连杆、旋臂和支脚一起运动，或支架拉簧带动支脚、旋臂、连杆、栓柄、锁栓一起运动，同时达到开锁和收起支脚的目的。
为了保证放下支脚时，连杆能轻便地带动锁栓移动上锁，必须保证在锁栓的整个运动过程中，连杆对栓柄的作用力方向与栓柄运动方向之间的夹角——压力角小于一定值。显然，在开锁和闭锁两个极限位置(或其中一个位置)时，压力角是最大的。开锁与闭锁之间栓柄绕过的弧度越小，最大压力角的数值越小。减小最大压力角的方法是(1)在栓柄转动半径不变的条件下，缩小开锁与闭锁之间栓柄的移动距离；(2)在开锁与闭锁之间栓柄位移一定的情况下，增加栓柄的转动半径。对于现行自行车锁，方法(1)最为可行。使用这种方法，使得旋臂的长度也相应减小，以便旋臂在转动的过程中有足够的活动空间。
旋臂与连杆或连杆延长线之间所成的锐角，在支脚悬起和放下两个极限位置(或其中一个位置)时最小。应使此最小夹角大于一定值，以便行车时，强化车锁拉簧能有效地悬起支脚，也有助于高效地实现旋臂转动与连杆平动之间的相互转化。
在满足上述设计要求的基础上，再确定旋臂的长度及旋臂与支脚的夹角。做到放下支脚，支脚(或旋臂)接触挡弯的同时，车锁刚好锁上；开锁时，栓柄弹回快接触锁壳之前，支脚(或旋臂)首先接触挡弯。前者有利于增强机构的负载能力，后者有利于减小(或消除)栓柄与锁壳的撞击和减小行车时支脚的振动。支脚在站起状态时应位于通过支脚转轴的铅垂面的前侧，这样能增强机构的负载能力。但支脚与铅垂面的夹角不宜太大，否则不利于开锁时支脚的自动弹起(特别是对于双撑支脚)，还会使支脚的负载能力降低。
在旋臂和栓柄的同步运动中，旋臂端部的轨迹与栓柄的轨迹是不平行的。旋臂端部的轨迹是与后轮面成一定角度的一段弧(对于用固定弯板连接的单撑支脚旋臂)或与后轮面平行的一段弧(对于用固定板连接的双撑支脚旋臂)；而栓柄的轨迹是与通过左、右立叉的平面平行的一段弧(如果车锁安装在立叉上端)或与通过左、右载物架支撑杆的平面平行的一段弧(如果车锁安装在载物架支撑杆的上端)。在选择连杆与旋臂以及连杆与栓柄的连接方式时应充分考虑到这一点，以便机构运动能更轻便和有效。
连杆制成长度可调的或不可调的均可。如果连杆长度是固定的，可在机构安装时适当调整支架或车锁的位置，以达到整个机构正常、有效工作的目的。
窃车者有可能企图通过转动支脚等方法达到开启车锁的目的。因此，在强度设计上，应保证锁栓、止推卡爪部分的抗拉伸、挤压或弯曲强度大于支脚、旋臂、连杆、栓柄部分，同时让连杆与栓柄的结合处尽可能难于敲击，如使此部位表面光滑、厚度减小、紧贴锁壳等。
普通车锁拉簧只起开锁后弹回锁栓的作用，车锁拉簧的钢度较小。在支架车锁机构中，车锁拉簧起作开锁后拉回锁栓和通过连杆悬起支脚的双重作用，车锁拉簧的钢度要求比普通车锁拉簧大，故称为强化车锁拉簧。也可以在机构的适当位置，如支脚和固定(弯)板之间设置一个附加拉簧，以增加弹性，有效地弹回锁栓和收起支脚。而原来的车锁拉簧保留或去掉均可。
在车锁设计上，保证开锁后钥匙仍然可以从锁芯中拔出，且钥匙孔朝上或斜向上开。这样，行车时人们可以根据自己的习惯拔下钥匙或让其留在锁上。即使不拔下钥匙，钥匙也不会从锁芯中滑落，能免除行车时随身携带钥匙的麻烦；开锁后拔下钥匙，只要站车，车锁就自动锁上，又可以避免放车时忘记上锁的现象发生。
为了减少上锁时辐条抵住锁栓头部的现象发生，并保证锁栓能顺利地插入锁眼中，可将锁栓前端制成锥状或其它适当的尖头形。
该实用新型不仅保留了现有自行车支架——车锁的全部优点，而且还简化了操作。每次放车，只要拨下支脚，然后从锁芯中取下钥匙两个动作，即可达到站车和上锁两个目的；用车时，左手握住龙头扶正车身(对于单撑支架)或略用力向前推车(对于双撑支架)的同时，右手插入钥匙转动锁芯，即可开锁，并自动悬起支脚。如果开锁后取下钥匙，则可以避免下次放车时忘记上锁的现象发生；开锁后不取下钥匙，可以免去骑车时随身携带钥匙的麻烦。该机构中，支架和车锁的结构、尺寸与现有自行车支架和车锁的结构、尺寸差不多，可以基本沿用现有设备和技术生产此装置，不需或只需增加少许材料和工时。
图1、图2、图3、图4是符合发明主题的自行车支架车锁机构示意图。各图所描绘的均是该机构正确安装于自行车上，且支脚站起、车锁锁闭时的情形。为了清楚起见，除支架车锁机构外的自行车其余部分均未画出。其中
图1、图2的透视方向是从自行车的左后侧指向该机构，图3、图4的透视方向是从自行车的右后部指向该机构。
最佳实施方案(一)如
图1所示，车锁(1)通过固定孔(2)、(3)、(4)安装于立叉上端后上侧，栓柄(5)位于车锁(1)左侧面向后上方的一面，锁芯(6)及钥匙孔(7)位于车锁(1)左下侧，锁壳(8)内有强化车锁拉簧(9)，单撑支脚(10)由固定弯板(11)通过固定孔(12)安装于后轴左端，固定弯板(11)上有挡弯(13)，旋臂(14)相对于单撑支脚(10)向后弯曲，连杆(15)穿过后轮与左载物架支撑杆、左挡泥板固定杆之间将栓柄(5)与旋臂(14)相连。
最佳实施方案(二)如图2所示，车锁(16)通过固定孔(17)、(18)安装于立叉上端前下侧，栓柄(19)位于车锁(16)左上侧，锁芯(20)及钥匙孔(21)位于车锁(16)左下部，单撑支脚(22)由固定弯板(23)通过固定孔(24)安装于后轴左端，固定弯板(23)上有挡弯(25)，单撑支脚(22)与固定弯板(23)之间有支架拉簧(26)相连，旋臂(27)相对于单撑支脚(22)向前弯曲，连杆(28)经过左平叉外侧将栓柄(19)与旋臂(27)相连。
最佳实施方案(三)如图3所示，车锁(29)通过固定孔(30)、(31)、(32)安装于立叉上端后上侧，栓柄(33)位于车锁(29)右侧，锁芯(34)及钥匙孔(35)位于车锁(29)左下部，锁壳(36)内有强化车锁拉簧(37)，双撑支脚(38)用左固定板(39)和右固定板(40)通过左固定孔(41)和右固定孔(42)固定于后轴两端，双撑支脚(38)右上部与右固定板(40)之间有附加支架拉簧(43)相连，旋臂(44)位于双撑支脚(38)右上端，相对于双撑支脚(38)向后弯曲，连杆(45)通过后轮与右载物架支撑杆、右挡泥板固定杆之间将栓柄(33)与旋臂(44)相连。
最佳实施方案(四)如图4所示，车锁(46)通过固定孔(47)、(48)、(49)安装于立叉上端前下侧，栓柄(50)位于车锁(46)右下部，锁芯(51)及钥匙孔(52)位于车锁(46)左下部，双撑支脚(53)用左固定板(54)及右固定板(55)通过左固定孔(56)和右固定孔(57)固定于后轴两端，双撑支脚(53)左上部与左固定板(54)之间有左支架拉簧(58)相连，双撑支脚(53)右上部与右固定板(55)之间有右支架拉簧(59)相连，旋臂(60)位于支撑支脚(53)右上端，相对于双撑支脚(53)向前弯曲，连杆(61)经过右平叉外侧将栓柄(50)及旋臂(60)相连。
权利要求1.一种自行车支架车锁机构，车锁安装于立叉上部或载物架支撑杆上部，锁栓上有栓柄，其特征在于支脚上端有旋臂，栓柄与旋臂之间有连杆相连。
2.按权利要求1所述的自行车支架车锁机构，其特征在于在车锁的适当部位有开锁后钥匙仍然可以从锁芯中拔出的锁芯，车锁钥匙孔朝上或斜向上开。
3.按权利要求1、权利要求2所述的自行车支架车锁机构，其特征在于车锁(1)通过固定孔(2)、固定孔(3)、固定孔(4)安装于立叉上端后上侧，栓柄(5)位于车锁(1)左侧面向后上方的一面，锁芯(6)及钥匙孔(7)位于车锁(1)左下部，锁壳(8)内有强化车锁拉簧(9)，单撑支脚(10)由固定弯板(11)通过固定孔(12)固定于后轴左端，固定弯板(11)上有挡弯(13)，旋臂(14)相对于单撑支脚(10)向后弯曲，连杆(15)穿过后轮与左载物架支撑杆、左挡泥板固定杆之间将栓柄(5)与旋臂(14)相连。
4.按权利要求1、权利要求2所述的自行车支架车锁机构，其特征在于车锁(16)通过固定孔(17)、固定孔(18)安装于立叉上端前下侧，栓柄(19)位于车锁(16)左上侧，锁芯(20)及钥匙孔(21)位于车锁(16)左下部，单撑支脚(22)由固定弯板(23)通过固定孔(24)固定于后轴左端，固定弯板(23)上有挡弯(25)，单撑支脚(22)与固定弯板(23)之间有支架拉簧(26)相连，旋臂(27)相对于单撑支脚(22)向前弯曲，连杆(28)经过左平叉外侧将栓柄(19)与旋臂(27)相连。
5.按权利要求1、权利要求2所述的自行车支架车锁机构，其特征在于车锁(29)通过固定孔(30)、固定孔(31)、固定孔(32)安装于立叉上端后上侧，栓柄(33)位于车锁(29)右侧，锁芯(34)及钥匙孔(35)位于车锁(29)左下部，锁壳(36)内有强化车锁拉簧(37)，双撑支脚(38)用左固定板(39)及右固定板(40)通过左固定孔(41)与右固定孔(42)固定于后轴两端，双撑支脚(38)右上部与右固定板(40)之间有附加支架拉簧(43)相连，旋臂(44)位于双撑支脚(38)右上端，旋臂(44)相对于双撑支脚(38)向后弯曲，连杆(45)经过后轮与右载物架支撑杆、右挡泥板固定杆之间将栓柄(33)与旋臂(44)相连。
6.按权利要求1、权利要求2所述的自行车支架车锁机构，其特征在于车锁(46)通过固定孔(47)、固定孔(48)、固定孔(49)安装于立叉上端前下侧，栓柄(50)位于车锁(46)右下部，锁芯(51)及钥匙孔(52)位于车锁(46)左下部，双撑支脚(53)用左固定板(54)及右固定板(55)通过左固定孔(56)与右固定孔(57)固定于后轴两端，双撑支脚(53)左上部与左固定板(54)之间有左支架拉簧(58)相连，双撑支脚(53)右上部与固定板(55)之间有右支架拉簧(59)相连，旋臂(60)位于双撑支脚(53)右上端，旋臂(60)相对于双撑支脚(53)向前弯曲，连杆(61)经过右平叉外侧将栓柄(50)与旋臂(60)相连。
专利摘要一种有连杆将支脚和锁栓相连的自行车支架车锁机构。停车时放下支脚即自动上锁，支脚也随之被固定；用车时，打开车锁，支脚随之被悬起，使用十分方便。开锁后，使用者可以根据自己的习惯拔下或不拔下钥匙。前者可以避免下次放车时忘记上锁的现象发生，后者则能免去骑车时随身携带钥匙的麻烦。该机构中，支架和车锁的结构、尺寸均与现有自行车的差不多，可基本沿用现有设备和技术生产此装置，不需或只需增加很少材料和工时。
文档编号B62H5/00GK2058896SQ89214099
公开日1990年7月4日 申请日期1989年7月9日 优先权日1989年7月9日
发明者王政光 申请人:王政光