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Title:
BICYCLE FRAME STRUCTURE CAPABLE OF ADJUSTING FRAME LENGTH AND ANGLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2014/106311
Kind Code:
A1
Abstract:
Provided is a bicycle frame structure capable of adjusting frame length and angle, the structure comprising: a five-way pipe (80) for sleeving with a pedal; a seat pipe (81) connected to the five-way pipe and extending upwards; a rear fork assembly (82) respectively connected to the seat pipe and the five-way pipe and extending backwards; a non-horizontal telescopic pipe assembly formed by a first pipe fitting (10) and a second pipe fitting (20) which are capable of being relatively telescopically adjusted, and the relative distance between the first pipe fitting and the second pipe fitting being capable of selectively changing, wherein the second pipe fitting (20) is connected to the seat pipe (81) and extends forwards and upwards; at least one locating device (29) is provided for locking and fixing the first pipe fitting (10) and the second pipe fitting (20) in a fixed location; a head pipe (83) is connected to the first pipe fitting and extends forwards and downwards; a front fork lever (84) is pivoted on the head pipe and extends downwards; and at least one support pipe is connected between the seat pipe and the second pipe fitting.

Inventors:
CHAO HUNG-CHANG (CN)
Application Number:
PCT/CN2013/000832
Publication Date:
July 10, 2014
Filing Date:
July 10, 2013
Export Citation:
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Assignee:
CHAO HUNG-CHANG (CN)
International Classes:
B62K15/00
Foreign References:
CN2897796Y2007-05-09
TWM340973U2008-09-21
TWM451303U2013-04-21
CN2551560Y2003-05-21
DE10027795A12001-12-13
CN02116476A2002-04-09
CN03264805U2003-06-04
Other References:
See also references of EP 2891595A4
Attorney, Agent or Firm:
KELONG INTERNATIONAL INTELLECTUAL PROPERTY AGENCY LTD. (CN)
北京科龙寰宇知识产权代理有限责任公司 (CN)
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Claims:
权 利 要 求

1.一种可调整车架长度及角度的自行车车架结构, 其特征在于, 包括: 一供套接一脚踏板的五通管;

一连接于该五通管并向上延伸的座管;

一分别连接于该座管及该五通管并向后延伸的后叉杆组;

一非水平的伸缩管组件, 是由能被相对伸缩调整的一第一管件及一第二管 件所组成, 其中该第二管件连接于该座管并向前向上延伸;

至少一个定位装置, 供将该第一管件及该第二管件锁固于一固定位置上; 一连接于该第一管件并向前向下延伸的车头管; 以及

一枢接于该车头管内并向下延伸的前叉杆。

2.如权利要求 1所述的可调整车架长度及角度的自行车车架结构, 其特征 在于, 进一步包括有连接于该座管与该第二管件间的至少一个支撑管。

3.如权利要求 2所述的可调整车架长度及角度的自行车车架结构, 其特征 在于, 该至少一个支撑管被设置于该第二管件的上方、 下方或其组合。

4.如权利要求 1所述的可调整车架长度及角度的自行车车架结构, 其特征 在于, 该定位装置包括有:

形成于该第一管件的一锥形内 KJ沟槽;

形成于该第二管件并对应该锥形内凹沟槽处的一通孔; 以及

组成该定位装置的一本体、 一锥形迫紧组件、 一楔形传动元件及一推进装 置;

该本体被固设于该第二管件的通孔下方, 其内部设有一容置该锥形迫紧元 件的垂直孔及一容置该楔形传动组件的水平通孔;

该锥形迫紧元件具有一与该第一管件的锥形内凹沟槽配合的锥形顶面以及 一锥形底面;

该楔形传动组件左、 右对称设置于该水平通孔内, 并于接近该锥形迫紧组 件的端面上设有相互对称且与该锥形迫紧元件的锥形底面配合的一楔形表面; 该推进装置能够被操作地推动该楔形传动元件相对水平位移, 并由该楔形 表面带动该锥形迫紧元件垂直位移, 使该锥形迫紧组件的锥形顶面穿过该第二 管件的通孔, 向该第一管件的锥形内凹沟槽迫紧, 迫使该第一管件与该第二管 件相对迫紧锁固。

5.如权利要求 4所述的可调整车架长度及角度的自行车车架结构, 其特征 在于, 该推进装置为一具有一操作旋钮的推进螺杆, 且该楔形传动元件中之一 具有与该推进螺杆配合的螺孔, 当旋转该推进螺杆时, 凭借螺纹配合推动该楔 形传动组件相对水平位移。

6.如权利要求 4所述的可调整车架长度及角度的自行车车架结构, 其特征 在于, 该本体的水平通孔内设有一导轨, 且该楔形传动组件设有一配合该导轨 的导槽, 以限制该楔形传动组件在该本体的水平通孔内线性位移。

7.如权利要求 4所述的可调整车架长度及角度的自行车车架结构, 其特征 在于, 该第一管件更具有至少一个锥形表面, 且该第二管件于对应该第一管件 的锥形表面的位置处更设有至少一个固定垫片; 当该第一管件与该第二管件被 相对迫紧锁固, 该锥形表面与该固定垫片也被相对迫紧。

8.如权利要求 4所述的可调整车架长度及角度的自行车车架结构, 其特征 在于, 该锥形内凹槽沟成形于该第一管件的底面。

9.如权利要求 1所述的可调整车架长度及角度的自行车车架结构, 其特征 在于, 该定位装置包括有:

形成于该第一管件的一锥形内 沟槽;

形成于该第二管件并对应该锥形内凹沟槽的一通孔; 以及

组成该定位装置的一锥形迫紧元件及一推进装置;

该锥形迫紧元件具有一与该第一管件的锥形内凹沟槽配合的锥形顶面; 该推进装置包括有一被固定于该第二管件上的固定螺帽以及一具有一操作 把手的推进螺杆, 由该推进螺杆推动该锥形迫紧组件, 使该锥形迫紧组件的锥 形顶面穿过该第二管件的通孔, 向该第一管件的锥形内凹沟槽迫紧, 迫使该第 一管件与该第二管件相对迫紧锁固。

Description:
可调整车架长度及角度的自行车车架结构 技术领域

本发明涉及一种可调整车架长度及角度的自行 车车架结构, 特别是指一种 可配合骑乘者身高及骑乘模式无段式调整例如 前、 后二轮轴距、 座管与车头管 间水平距离、 前叉杆倾斜角度与座管倾斜角度等的自行车车 架结构。 背景技术

自行车的车架结构主要包括有: 一供套接脚踏板的五通管; 一连接于该五 组; 一车头管; 一枢接于该车头管内并向下延伸的前叉杆; 以及一连接该座管 与该车头管的上管及下管。 自行车的其他配件包括有: 一枢接于后叉杆组上的 后轮; 一枢接于前叉杆上的前轮; 一连接于该座管并向上延伸的坐垫立管及坐 垫; 一枢接于该车头管内并向上延伸的把手立管及 车把手, 该把手立管与该前 叉杆间具有连动关系, 而可操控该前轮的骑乘方向; 一可被该脚踏板带动并将 动力传递至后轮 (或前轮)的链轮传动组; 以及一刹车装置等。

自行车为配合不同身高的骑乘者 (例如童车、 青少年车、 大车等)以及不同的 骑乘模式 (例如竟速车、 城市车、 越野车等), 而在其车架结构的各车架管间的距 离及倾斜角度等均有不同的设定模式, 例如前、 后二轮轴距、 座管与车头管间 水平距离、 座管倾斜角度及前叉杆倾斜角度等, 即需配合不同的车种, 作不同 的设定。 以下举数例加以说明:

童车、 青少年车、 大轮径车的差别除了轮径大小不同之外, 其上管距离及 前、 后二轮轴距的设定也有不同。 一般而言, 童车、 青少年车的上管距离及前、 后二轮轴距均较短, 大轮径车的上管距离及前、 后二轮轴距则较长, 以适应身 高较高的人士骑乘。

座管倾斜角度及前叉杆倾斜角度较大的车种 (如竟速车、 越野车), 适合郊区 高速骑乘的模式, 此时需要较大的座管角度 (例如竟速车座管角度设定为 73-75 度), 以方便骑乘者的踩踏施力。 以及较大的前叉杆前倾角度 (例如竟速车前叉杆 前倾角度设定为 73-75度), 以取得较灵敏的操控性。 同时, 为了高速骑乘及利 于踩踏施力, 需要有较长的座管至车把手距离, 使骑乘者得以俯身的姿势, 一 方面降低风阻, 一方面利于用力踩踏。 然而, 骑乘时要俯身, 仅适用于较专业 的人士, 一般人会觉得容易疲劳较不习惯。 因此较不适合市区低速休闲式的骑 乘方式。

座管倾斜角度及前叉杆倾斜角度较小的车种 (如城市车)则适合都会区城市 车低速的骑乘模式。 城市车的骑乘以休闲为主, 速度不快, 讲求舒适, 因此座 管和车把手间的距离较短, 使骑乘者可以挺直上身骑乘, 对一般人而言较不易 疲劳。 其前叉杆前倾角度及座管角度通常设定为 69-71度, 此一较小的前叉杆前 倾角度及座管角度, 不利于踩踏出力, 但是得以分散地面回弹的震动, 因此舒 适性较佳。 然而, 此一较小的座管倾斜角度及前叉杆倾斜角度, 并不利于高速 行车, 也较不利于爬坡。

座管和车头管间的水平距离(以下简称为上管 距离),应该要随着不同人的身 高而有不同, 身高较高的人, 手部和脚部都较长, 因此需要较长的上管距离。 除此之外, 上管距离、 座管倾斜角度及前叉杆倾斜角度, 应该也随着不同的骑 乘模式而略有不同, 高速骑乘模式时, 需要有较长的前、 后二轮轴距或上管距 离, 使骑乘者可以俯身冲刺, 并降低风阻; 同时较大的座管倾斜角度, 使骑乘 者脚踩施力更有效率。 在市区低速骑乘时, 则需要有较短的上管距离, 使骑乘 者得以挺身舒适的骑乘, 同时较小的座管倾斜角度和前叉杆倾斜角度, 得以减 低来自地面的震动。 需要的上管距离也会有不同。

一般而言, 车把手有: 登山车用的平把, 跑车用的弯把, 淑女车用的弯把。 不论哪一种把手, 也各有不同的后弯角度。 因此; 选用不同的车把手, 必然也 会影响到上管的水平距离, 由于一般的车架已经焊接成型, 其上管水平距离已 经固定, 因此; 当骑乘者想任意替换不同的车把手时, 会使上管的水平距离变 得太长或太短, 造成骑乘者会有不顺畅的感觉。 例如: 平把改换成跑车弯把时, 上管的水平距离变得太长, 骑乘者要 得更低骑乘, 而且让骑乘重心过度前移, 容易造成前翻车; 反之, 跑车弯把改换成平把时, 上管的水平距离变得太短, 骑乘者无法以俯身的姿势骑乘, 降低风阻, 踩踏效率因此降低, 也无法高速骑 乘。

本案, 由于上管水平距离可以调整, 因此可以随骑乘者个人喜好, 任意选 用各种不同的车把手, 搭配座管角度和头管前叉倾角度的改变, 可以体验各种 不同的骑乘感觉, 也可以找出每个人最舒适的组合。

由上述数个例子, 可知自行车车架结构的各车架管间的距离及倾 斜角度等, 均需依据不同身高的骑乘者以及不同的骑乘模 式而作不同的设定。 惟现有自行 车的车架结构, 在焊接完成后其车架尺寸大小即已固定, 消费者已无法改变, 不管尺寸合不合适,只能屈就现有的车架尺寸 ,或者选用较短或较长的车管头 (连 接车把手和前叉竖管上方的装置), 然而, 此一车管头的替换长短尺寸有限, 尤 其是身高较高的人, 如果为了要增加上管距离加长车管头, 将使骑乘的重心, 更为前移, 当下坡或者紧急刹车时, 极为容易前翻车, 影响行车的安全性。 因 此, 一台不合适的自行车车架长期骑乘下来, 往往造成运动伤害, 腰酸背痛, 苦不堪言, 因而对骑乘自行车失去信心。 当然现有自行车的车架结构, 也无法 配合不同的骑乘环境及骑乘模式, 而对该固定尺寸的惯用自行车车架结构进行 车架距离及倾斜角度的重新设定。

中国第 ZL021 16476.2号、 第 ZL03264805.7号专利案, 分别提供一种伸缩 式自行车, 其主要技术特征将自行车的上管做成可伸缩调 整上管长度的结构, 其主要发明目的是在不骑乘时可缩短自行车的 整体长度, 以减少收藏时占用的 空间。 当然上述伸缩式自行车在调整上管长度时, 也可相对调整前、 后二轮轴 距以及座管与车头管间水平距离, 以适合不同身高的人士骑乘。 但是, 该伸缩 管在收缩时, 为了避开后轮, 其伸缩管只能作水平的设计, 因此在调整上管长 度时, 前叉杆前倾角度及座管倾斜角度大致保持相同 , 无法配合轴距改变而随 之调整其倾斜角度; 以至于当轴距缩短时, 则有下陡坡时容易前翻车, 且稳定 性较差的问题。

另有一种惯用伸缩式自行车的结构, 主要将传统自行车中原焊固于车头管 与座管间的上管, 截断成可相互伸缩滑移的两段式上管, 并以水平的方式焊于 车架上, 再利用一迫紧螺栓予以迫紧定位。 其缺点在于两段式水平上管伸缩时, 只能调整前后轮距, 无法改变座管和前叉管的角度, 仍然不能满足不同的骑乘 模式; 且仅使用一个迫紧螺栓进行锁固, 形成单点锁固状态, 不但造成车架结 构不稳固, 且该锁固点成为一支点, 骑乘时所产生的径向分力, 造成两段式上 管左右偏摆的现象, 两段式上管间产生一相对扭转运动, 导致骑士骑乘自行车 时无法有效维持平衡, 进而衍生骑乘困难甚至意外摔车的问题。 以上两种惯用伸缩式自行车的结构, 均将可调整的伸缩管设于水平式的上 管, 造成车架和上管的高度较高, 因此不利于女士上下车。 发明内容

一般而言, 自行车架头管和座管间的上管水平距离以及各 车架管间的相对 角度(包括座管倾斜角度和车头管前倾角度) 关系着骑乘舒适性和踩踏效率是否 良好。

车头管和座管间的上管水平距离:

不同的身高, 车头管和座管间的上管水平距离, 必然是不相同。 身高较矮 小时, 车头管和座管间的上管水平距离较短, 反之, 身高较高大时, 车头管和 座管间的上管水平距离较长。 除此之外, 在城市休闲低速骑乘模式时, 以讲求 舒适为主, 因此, 较短的头管和座管间的上管水平距离, 可以使骑乘者挺直身 体骑车较为舒适。 反之, 高速骑车模式时, 以讲求速度和踩踏效率为主, 因此, 较长的头管和座管间的上管水平距离, 可以使骑乘者以俯身的姿势, 降低风阻。

各车架管相对角度: (包括座管倾斜角度和车头管前倾角度)

在城市休闲低速骑乘模式时, 以讲求舒适为主, 因此座管倾斜角度和车头 管前倾角度较小。 较小的座管倾斜角度和车头管前倾角度, 可以有效的分散及 降低从地面回弹的震动, 使骑乘自行车时较为舒适。 座管倾斜角度较小虽不利 于踩踏效率, 但城市休闲骑乘模式设定主要以低速为主。

高速要求的跑车模式时, 以讲求速度和踩踏效率为主, 因此座管倾斜角度 和车头管前倾角度较大。 座管倾斜角度较大有利于脚踩出力, 可以让骑乘者很 有效率的踩踏踏板, 追求高速的骑乘。 车头管前倾角度较大有利于骑乘者更好 的操控性。

本发明的目的即在于提供一种可调整车架长度 及角度的自行车车架结构, 其可配合骑乘者身高及骑乘模式, 对于例如前、 后二轮轴距、 座管与车头管间 水平距离、 座管倾斜角度及前叉杆倾斜角度等, 进行无段式调整。

本发明的另一目的, 可使一般骑自行车的人士, 在相同一台自行车, 体验 不同的骑乘模试, 增加骑乘自行车的乐趣。 也可以随骑乘者的个人喜好, 找出 每个人最舒适的车架几何, 享受骑车的乐趣。

本发明的另一目的是在于提供一种可调整车架 长度及角度的自行车车架结 构, 满足同一台车, 可以随着小孩成长, 渐渐的调整至最适合的尺寸, 减少小 孩因长大要换车的次数, 造成对资源的浪费。 同时也可依个人喜好, 调整长短 轴距和座管, 前叉杆的前倾角度, 以体验不同的骑乘模式。

本发明的另一目的, 可使一般骑自行车的人士, 可以随骑乘者个人喜好, 任意选用各种不同款式的车把手, 搭配座管角度和头管前叉倾角的改变, 可以 体验各种不同的骑乘感觉, 也可以找出每个人最舒适的组合。

本发明的另一目的是在于提供一种可调整车架 长度及角度的自行车车架结 构, 其在调整前、 后二轮轴距、 座管与车头管间水平距离的同时, 也可同时调 整座管倾斜角度及前叉杆倾斜角度, 以配合不同的骑乘模式如: 竟速车高速模 式或城市车低速休闲模式。 其在加长座管和车头管间的距离时, 座管倾斜角度 及前叉杆倾斜角度变的较大, 可以方便骑乘者俯身骑行以降低风阻, 并利于踩 踏施力, 且保持一定的操控灵活度; 而当座管和车头管间的距离缩短时, 座管 倾斜角度及前叉杆倾斜角度变的较小, 则可以方便骑乘者挺身骑行, 改善骑乘 舒适性以及下陡坡或紧急刹车时容易前翻车的 问题。

本发明的再一目的是在于提供一种可调整车架 长度及角度的自行车车架结 构, 除了可降低车架和坐垫的高度之外, 同时上管的高度也可以更低, 以利于 女士或小孩可以很方便的上下车。

本发明的他一目的是在于提供一种可调整车架 长度及角度的自行车车架结 构, 其设有至少一个具有防扭转功能的定位装置, 不但可用以锁固相互套接的 第一管件、 第二管件, 且骑士踩踏脚踏板时的径向分力, 不会直接传递至该定 位装置, 在长期骑乘后, 仍可确保该定位装置的防扭转功能。 该定位装置的一 实施例中, 采取侧向锁固的技术手段, 供使用者操作的推进装置位于车架结构 的侧面, 使用者操作时无需蹲下操作, 操作方便且省时。

一般工厂在生产高阶的车种时, 或是手工打造的自行车, 同一款车型, 会 有 3-5种不同的尺寸, 提供不同身材的消费者选购, 然而此种方式, 生产者要同 时生产许多不同的尺寸, 造成备料、 焊接模具以及仓储的麻烦, 无形中也增加 了制造成本, 也造成生产上的不便。 本发明的又一目的即在于提供一种以单一 尺寸即可适合于不同身高的消费者骑乘的可调 整车架长度及角度的自行车车架 结构, 而能有效解决上述问题。

可达成上述发明目的的可调整车架长度及角度 的自行车车架结构, 包括有: 一供套接一脚踏板的五通管; 一连接于该五通管并向上延伸的座管; 一分别连 接于该座管及该五通管并向后延伸的后叉杆组 ; 一非水平的伸缩管组件, 是由 能被相对伸缩调整的一第一管件及一第二管件 所组成, 并可选择性地改变该第 一管件及第二管件相对距离, 进而改变自行车各车架管间的相对角度, 其中该 第二管件连接于该座管并向前向上延伸; 至少一个定位装置, 供将该第一管件 及该第二管件锁固于一固定位置上; 一连接于该第一管件并向前向下延伸的车 头管; 以及一枢接于该车头管内并向下延伸的前叉杆 。

在一较佳实施例中, 进一步包括有连接于该座管与该第二管件间的 至少一 个支撑管。

在一较佳实施例中, 该至少一个支撑管被设置于该第二管件的上方 、 下方 及其组合。

在一较佳实施例中, 该任一定位装置包括有: 形成于该第一管件的一锥形 内凹沟槽; 形成于该第二管件并对应该锥形内凹沟槽处的 一通孔; 以及组成该 定位装置的一本体、 一锥形迫紧组件、 一楔形传动元件及一推进装置; 该本体 被固设于该第二管件的通孔下方, 其内部设有一容置该锥形迫紧元件的垂直孔 及一容置该楔形传动组件的水平通孔; 该锥形迫紧元件具有一与该第一管件的 锥形内凹沟槽配合的锥形顶面以及一锥形底面 ; 该楔形传动组件左、 右对称设 置于该水平通孔内, 并于接近该锥形迫紧组件的端面上设有相互对 称且与该锥 形迫紧元件的锥形底面配合的一楔形表面; 该推进装置可被操作地推动该楔形 传动元件相对水平位移, 并由该楔形表面带动该锥形迫紧元件垂直位移 , 使该 锥形迫紧组件的锥形顶面穿过该第二管件的通 孔, 向该第一管件的锥形内凹沟 槽迫紧, 迫使该第一管件与该第二管件相对迫紧锁固。

在一较佳实施例中, 该推进装置为一具有一操作旋钮的推进螺杆, 且该楔 形传动元件中之一具有与该推进螺杆配合的螺 孔, 当旋转该推进螺杆时, 凭借 螺纹配合推动该楔形传动组件相对水平位移。

在一较佳实施例中, 该本体的水平通孔内设有一导轨, 且该楔形传动组件 设有一配合该导轨的导槽, 以限制该楔形传动组件在该本体的水平通孔内 线性 位移。

在一较佳实施例中, 该第一管件更具有至少一个锥形表面, 且该第二管件 于对应该第一管件的锥形表面的位置处更设有 至少一个固定垫片; 当该第一管 件与该第二管件被相对迫紧锁固, 该锥形表面与该固定垫片也被相对迫紧。 在一较佳实施例中, 该锥形内凹槽沟成形于该第一管件的底面。

在一较佳实施例中, 该定位装置包括有: 形成于该第一管件的一锥形内凹 沟槽; 形成于该第二管件并对应该锥形内凹沟槽的一 通孔; 以及组成该定位装 置的一锥形迫紧元件及一推进装置; 该锥形迫紧元件具有一与该第一管件的锥 形内回沟槽配合的锥形顶面; 该推进装置包括有一被固定于该第二管件上的 固 定螺帽以及一具有一操作把手的推进螺杵, 由该推进螺杆推动该锥形迫紧组件 , 使该锥形迫紧组件的锥形顶面穿过该第二管件 的通孔, 向该第一管件的锥形内 沟槽迫紧, 迫使该第一管件与该第二管件相对迫紧锁固。

与现有技术相比较, 本发明具有的有益效果是: 其可配合骑乘者身高及骑 乘模式, 对于例如前、 后二轮轴距、 座管与车头管间水平距离、 座管倾斜角度 及前叉杵倾斜角度等, 进行无段式调整。 且其在调整前、 后二轮轴距、 座管与 车头管间水平距离的同时, 也可同时配合调整座管倾斜角度及前叉杆倾斜 角度, 以配合不同的骑乘模式; 其在加长座管和车头管间的距离时, 座管倾斜角度及 前叉杆倾斜角度变的较大, 可以方便骑乘者俯身骑行以降低风阻, 并利于踩踏 施力, 且保持一定的操控灵活度; 而当座管和车头管间的距离缩短时, 座管倾 斜角度及前叉杆倾斜角度变的较小, 则可以方便骑乘者挺身骑行, 改善骑乘舒 适性以及下陡坡或紧急刹车时容易前翻车的问 题。 附图说明

图 1为本发明可调整车架长度及角度的自行车车 结构的平面示意图; 图 2近似于图 1, 但其伸缩管组件被调整拉长;

图 3近似于图 2,但以虚线表示伸缩管组件被调整缩短时的 个车架管的相 对位置及角度变化情形;

图 4为该可调整车架长度及角度的自行车车架结 配合一电动式自行车实 施时的平面示意图;

图 5为该可调整车架长度及角度的自行车车架结 中的定位装置第一实施 例的立体分解视图;

图 6为图 5所示定位装置第一实施例组合后的放大剖面 图;

图 7近似于图 6, 但该定位装置第一实施例处于一松弛状态; 图 8为该可调整车架长度及角度的自行车车架结 中的定位装置第二实施 例的放大剖面视图;

图 9近似于图 8, 但该定位装置第二实施例处于一松弛状态;

图 10为本发明可调整车架长度及角度的自行车车 结构另一实施例的平面 示意图;

图 1 1为本发明可调整车架长度及角度的自行车车 结构又一实施例的平面 示意图。 具体实施方式

请参阅图 1及图 2,本发明所提供的可调整车架长度及角度的 行车车架结 构, 主要包括有: 一供套接一脚踏板(图未示出)的五通管 80; —连接于该五通 管 80并向上延伸的座管 81 ;—分别连接于该座管 81及该五通管 80并向后延伸 的后叉杆组 82; —非水平的伸缩管组件 13, 是由能被相对伸缩调整的一第一管 件 10及一第二管件 20所组成, 并可选择性地改变该第一管件及第二管件相对 距离, 进而改变自行车各车架管间的相对角度, 其中该第二管件 20连接于该座 管 81并向前向上延伸; 至少一个定位装置 29 , 供将该第一管件 10及该第二管 件 20锁固于该伸缩调整后的固定位置上; 一连接于该第一管件 10并向前向下 延伸的车头管 83 ; 以及一枢接于该车头管 83内并向下延伸的前叉杆 84。 该至 少一个定位装置 29为分别设置于第二管件 20上不同位置处的二个定位装置 29。

本发明进一步包括有一连接于该座管 81与伸缩管组件 13间的第一支撑管

102 , 使该后叉杆组 82、 第一支撑管 102及伸缩管组件 13共同构成为一结构强 度佳的菱形车架。 同时较低的第一支撑管 102位置, 除了降低车架和坐垫的高 度之外, 同时上管的高度也可以更低, 以利于女士或小孩可以很方便的上下车。

该伸缩管组件 13也可选择连接于该座管 81靠近该五通管 80处, 其为本发 明可当然预期的等效实施例。

该自行车进一步包括有: 一枢接于后叉杆组 82上的后轮 85 ; —枢接于前叉 杆 84上的前轮 86; —连接于该座管 81并向上延伸的坐垫立管 87及坐垫 88; 一枢接于该车头管 83内并向上延伸的把手立管 89及车把手 90 , 该把手立管 89 与前叉杆 84间具有连动关系, 而可操控该前轮 86的骑乘方向; 一可被该脚踏 板带动并将动力传递至后轮 85(或前轮 86)的链轮传动组(图未示出);以及一刹车 装置 (图未示出)等。

如图 1所示, 如将该第一管件 10向着该第二管件 20内移动, 以缩短该伸 缩管组件 13的长度, 并凭借该至少一个定位装置 29将该第一管件 10与第二管 件 20锁固于该缩短位置时,使得前轮 86与后轮 85间的轴距随着伸缩管组件 13 缩短而变小; 且由于该伸缩管组件 13具有一倾斜角度且前轮 86与后轮 85必需 接触于水平的地面 92上, 因此当前、 后二轮轴距变小时; 分别连接于该伸缩式 伸缩管组件 13二端的座管 81与车头管 83的倾斜角度也随之变小至例如 69-71 度间。 前轮 86与后轮 85间的轴距变小时, 适合都会区城市车低速的骑乘模式, 由于轴距短, 使得座管 81和车头管 83间的水平距离较短, 因此骑乘时可以挺 直身体骑乘, 舒适性较佳, 对一般人而言较不易疲劳; 且由于前叉杆 84前倾角 度及座管 81倾斜角度随之变小至例如 69-71度间, 得以分散地面回弹的震动, 使地面震动不容易直接传达到车把手, 因此舒适性较佳; 同时让骑乘者的重心 更加往后移, 使得下坡或紧急刹车时, 较不易产生前翻车的情形, 而其操控灵 活度也变得较为迟滞, 但骑乘较为稳定。

如图 2所示, 如将该第一管件 10背着该第二管件 20向外移动, 以拉长该 伸缩管组件 13的长度, 并凭借该至少一个定位装置 29将该第一管件 10与第二 管件 20锁固于该拉长位置时, 使得前轮 86与后轮 85间的轴距随着伸缩管组件 13伸长而加大, 上管距离也同时跟着加长; 且由于该伸缩管组件 13具有一倾斜 角度且前轮 86与后轮 85必需接触于水平的地面 92上, 因此分别连接于该伸缩 式伸缩管组件 13二端的座管 81与车头管 83的倾斜角度也随之加大至例如 73-75 度间, 适合竟速车郊区高速的骑乘模式。 前轮 86与后轮 85间的轴距加大时, 可以适用较高身高的人士骑乘, 也可以适合以俯身的姿势高速骑乘的模式; 前 轮 86与后轮 85间的轴距加大时, 同时座管 81与车头管 83以及前叉杆 84的倾 斜角度也随之加大, 头管、 前叉杆前倾角度加大, 可取得较灵敏的操控性, 座 管倾斜角度加大, 则可方便骑乘者更有效率的踩踏施力。

为了清楚显示图 1和图 2之间的差异, 请参阅图 3, 于自行车的后轮 85位 于同一位置且同一水准高度的情况下, 实线表示伸缩管组件 13被拉长时, 各车 架管的相对位置及角度; 虚线则表示伸缩管组件 13被缩短时, 各车架管的相对 位置及角度。凭借实线与虚线的并列比较,更 易于了解当伸缩管组件 13伸缩时, 该可调整车架长度及角度的自行车车架结构的 变化情形。 即该伸缩管组件 13越 短, 该座管 81、 车头管 83或该前叉杆 84的倾斜角度越小; 反的该伸缩管组件 13越长, 该座管 81、 车头管 83或该前叉杆 84的倾斜角度越大。

请参阅图 4 ,本发明所提供的可调整车架长度及角度的自 车车架结构能被 使用于一电动自行车中, 其可行具体实施方式是在例如货架 93的车架上装设一 充电电池 94 , 并在后轮 85的轮轴上装设一轮弧马达 95 , 凭借一电控制单元(图 未示出), 将充电电池 94的电力输送至该轮弧马达 95, 以驱动该自行车行走。 电动自行车在骑乘时, 可选择完全电力输出或电动助力的模式, 或关闭电源选 择脚力踩踏的模式, 当电力耗尽时, 更只能选择以脚力踩踏。 上述三种情况, 对骑乘者而言, 是完全不同的骑乘模式, 因此最适合的车架角度也应有所不同; 然而, 目前市面上所贩卖的电动自行车, 却只能以单一的车架, 要同时适用以 上三种模式, 并不是很理想。 以下分别说明电动自行车的三种不同的骑乘模 式: 完全电力输出的模式下, 骑乘者完全不需踩踏, 自行车即可转动前进, 如 同骑乘摩托车一样。 此种模式下, 由于骑乘者不需踩踏, 因此不需要较大的座 管 81角度, 以利脚踩施力, 所以不适合跑车的骑乘角度; 此时要讲求舒适, 需 要选用城市车的骑乘角度, 因此缩短前、 后二轮轴距让双手可以轻松的握住车 把手 90, 同时使座管 81和前叉杆 84角度更为倾斜, 除了使重心相对后移之外, 也较不会前翻车。

电动助力的模式下, 骑乘者不需费力的踩踏, 自行车即可转动前进。 此种 模式下, 骑乘者需要脚踩踏, 但是并不需费力的踩踏, 因此也不适合跑车较大 的座管 81和前叉杆 84骑乘角度; 此时一样要讲求舒适, 需要选用城市车的骑 乘角度, 此种模式下, 其前、 后二轮轴距需比完全电力输出模式的前、 后二轮 轴距稍为再放大, 同时使座管 81和前叉杆 84角度加大一些, 除了让骑乘者易 于脚踩施力, 同时也让双手可以轻松的握住车 4巴手 90。

关闭电源选择脚力踩踏的模式, 或当电力耗尽时, 则只能选择以脚力踩踏 自行车才能转动前进。 此时, 此一电动自行车完全和一般自行车相同, 一般喜 欢高速骑车或者对身材高大的使用者, 则须调整前、 后二轮轴距至最大, 同时 加大座管 81和前叉杆 84角度, 使成为竟速车的骑乘角度, 加大座管 81角度以 利脚踩出力; 最大的轮距得以俯冲的姿势, 降低风阻, 享受自行车高速骑乘时 前后两轮较佳的转动惯性; 并选择较大的前倾角度以获取较佳的操控性。

本发明所提供的可调整车架长度及角度的自行 车车架结构, 可配合上述电 动自行车的三种不同骑乘模式, 对于例如前、 后二轮轴距、 座管与车头管间水 平距离、 座管倾斜角度及前叉杆倾斜角度等, 进行无段式调整, 而能完全配合 上述三种骑乘模式进行调整。

请同时参阅图 5至图 7 ,该第一管件 10与第二管件 20共构成为该可伸缩调 整长度的伸缩管组件 13 , 两者间以至少一个可操作的定位装置 29 , 使两者间呈 相对弹性迫紧状态, 其中该第二管件 20连接于座管 81上, 且其具有一开口端, 而该第一管件 10—端连接于该车头管 83上, 另一端则被套接进入该第二管件 20内部。 在该定位装置 29呈松弛状态时, 该第一管件 10与第二管件 20间可相 对轴向位移。

请同时参阅图 5至图 7 , 该定位装置 29的第一实施例包括有一本体 30、 一 锥形迫紧组件 40、 一楔形传动元件 50及一推进装置 60。 该本体 30被固设于该 第二管件 20的至少一通孔 23下方, 其内部设有一容置该锥形迫紧元件 40的垂 直孔 3 1及一容置该楔形传动组件 50的水平通孔 32;该锥形迫紧元件 40具有一 与该第一管件 10的锥形内凹沟槽 1 1配合的锥形顶面 41以及一锥形底面 42;该 楔形传动组件 50左、 右对称设置于该水平通孔 32内, 并于接近该锥形迫紧组 件 40的端面上设有相互对称且与该锥形迫紧组件 40的锥形底面 42配合的一楔 形表面 51。

如图 6及图 7所示, 该第一管件 10上具有一个锥形内凹沟槽 1 1以及至少 一个锥形表面 12 , 该锥形内凹沟槽 1 1最好是成形于该第一管件 10的底面, 避 免雨水或灰尘积存于该锥形内凹沟槽 1 1 内, 该锥形表面 12则相对成形于该第 一管件 10的顶面; 该第二管件 20则于对应该锥形内凹沟槽 1 1的位置上设有该 至少一通孔 23, 以容许一与该锥形内凹沟槽 1 1配合的锥形迫紧组件 40穿过, 该第二管件 20更于对应该锥形表面 12的位置上设有至少一个固定垫片 21。

另外值得一提, 该第一管件 10的锥形内凹沟槽 1 1最尾端下方, 锁固有一 螺丝(图未示出)或其他限制构件, 以防止调整车长时, 第一管件 10被拉出, 而 与第二管件 20分离。

如图 5所示, 该本体 30的水平通孔 32内设有一导轨 33 , 且该楔形传动组 件 50设有一配合该导轨 33的导槽 53, 以限制该楔形传动组件 50在该本体 30 的水平通孔 32内仅能作一线性位移运动。

如图 6所示, 在第一实施例中, 该推进装置 60为一具有一操作旋钮 61的 推进螺杵 62,且该楔形传动元件 50中之一具有与该推进螺杆 62配合的螺孔 52 , 当正向旋转该推进螺杆 62时, 凭借螺纹配合, 推动该楔形传动元件 50以水平 位移方式相对接近, 并由该楔形表面 51带动该锥形迫紧元件 40的锥形底面 42 垂直向上位移, 使该锥形迫紧组件 40的锥形顶面 41穿过该第二管件 20的通孔 23 , 向该第一管件 10的锥形内 W沟槽 1 1迫紧, 迫使该第一管件 10与该第二管 件 20相对迫紧锁固, 使两者呈紧密配合的弹性迫紧状态, 同时也迫使该第一管 件 10的锥形表面 12与该第二管件 20的固定垫片 21间呈紧密接触状态, 使该 第一管件 10、 该第二管件 20相互迫紧锁固, 并可防制该第一管件 10、 第二管 件 20间产生不当相对径向扭转现象。

如图 7所示, 当反向旋转该推进螺杆 62时, 凭借螺纹配合, 推动该楔形传 动元件 50以水平位移方式相对远离, 该锥形迫紧组件 40因未承受该楔形传动 组件 50的向上推力, 且因本身重力而垂直向下位移, 该锥形迫紧组件 40的锥 形顶面 41随之离开该第一管件 10的锥形内凹沟槽 1 1 , 使两者呈松弛状态, 同 时该第一管件 10的锥形表面 12与该第二管件 20的固定垫片 21间也呈松弛状 态。 此时该第一管件 10、 第二管件 20因未被迫紧锁固, 使该第一管件 10、 第 二管件 20可被相对拉动, 以调整该伸缩管件的长度。

请同时参阅图 8及图 9, 在该定位装置 29的第二实施例中, 该定位装置 29 包括有一锥形迫紧元件 76以及一推进装置 70; 该锥形迫紧元件 76具有一与该 第一管件 10的锥形内 沟槽 1 1配合的锥形顶面 77。利用该推进装置 70推动该 锥形迫紧组件 76向该第一管件 10的锥形内凹沟槽 1 1迫紧,迫使该第一管件 10 与该第二管件 20相对迫紧锁固, 使两者呈紧密配合的弹性迫紧状态, 同时也迫 使该第一管件 10的锥形表面 12与该第二管件 20的固定垫片 21间呈紧密接触 状态。 该推进装置 70是一螺纹配合的手动推进装置, 其包括有一被焊固于该第 二管件 20外壁上的固定螺帽 71 以及一具有一操作把手 72的推进螺杆 73,该锥 形迫紧组件 76被安装于该推进螺杆 73的前进端面上, 使其可被该推进螺杆 73 所推动, 进而向着该锥形内凹沟槽 1 1移动迫紧; 该固定螺帽 71除刻有与该推 进螺杆 73配合的内螺纹 74外, 更在其内部预设有一容室 75, 以容纳反向移回 的锥形迫紧组件 76。

如图 9所示, 反向操作该推进螺杆 73时, 该锥形迫紧组件 76随之移离该 锥形内凹沟槽 1 1 , 使两者间呈微微接触状态, 以解除两者间的弹性迫紧状态, 同时, 该固定垫片 21与锥形表面 12间的弹性迫紧状态也随之解除, 进而使第 一管件 10与第二管件 20间产生一微小间隙, 此时, 第一管件 10即可相对于该 第二管件 20 自由位移。

上述的定位装置 29为本发明的可行实施例, 其他可对伸缩管件进行锁固或 迫紧的现有装置, 例如自行车中常见的快拆杆等, 均为本发明可行的实施例。

请参阅图 10 ,在该可调整车架长度及角度的自行车车架结 另一实施例中, 其主要构成与图 1所示实施例相同, 并以相同编号标明相同的构件; 以下仅就 不同部份加以说明: 图 10中的非水平的伸缩管组件 13, 将与该座管 81连接的 第二管件 20的连接位置向上提高, 以缩小该伸缩管组件 13相对于水平面的倾 斜角度; 并可于该第二管件 20下方与该座管 81间设置一连接两者的第二支撑 管 101 , 以强化该车架的整体结构强度。

请参阅图 1 1 ,在该可调整车架长度及角度的自行车车架结 又一实施例中, 其主要构成与图 1所示实施例相同, 并以相同编号标明相同的构件; 以下仅就 不同部份加以说明: 图 1 1中的第二管件 20在其上方及下方分别设置有一连接 至该座管 81的二个支撑管 101,及 102,,该二个支撑管 101,及 102,大致呈对称状 态, 以强化该车架的整体结构强度。

本发明所提供的可调整车架长度及角度的自行 车车架结构, 其可配合骑乘 者身高及骑乘模式, 对于例如前、 后二轮轴距、 座管与车头管间水平距离、 座 管倾斜角度及前叉杆倾斜角度等, 进行无段式调整。 且其在调整前、 后二轮轴 距、 座管与车头管间水平距离的同时, 也可同时配合调整座管倾斜角度及前叉 杆倾斜角度, 以配合不同的骑乘模式; 其在加长座管和车头管间的距离时, 座 管倾斜角度及前叉杆倾斜角度变的较大, 可以方便骑乘者俯身骑行以降低风阻, 并利于踩踏施力, 且保持一定的操控灵活度; 而当座管和车头管间的距离缩短 时, 座管倾斜角度及前叉杆倾斜角度变的较小, 则可以方便骑乘者挺身骑行, 改善骑乘舒适性以及下陡坡或紧急刹车时容易 前翻车的问题。 以上说明对本发明而言只是说明性的, 而非限制性的, 本领域普通技术人 员理解, 在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况 下, 可作出许多修改、 变化或等效, 但都将落入本发明的保护范围之内。