[发明专利]具有中央骨架和对置的蒙皮的车架

说明书

发明领域

本发明总的涉及用来使两个部位互相连接并传递在其间的平面内和平面外载荷的车架。更详细地说，本发明涉及一种自行车车架和部件。

发明背景

常规的自行车车架使用焊接成封闭的构架的金属管来将部件(前叉/车把部件、座子、曲柄部件、后轮)相互连接并且传递在其间的载荷。该金属管以间隔关系保持部件，即它们保持部件间的相对距离。此外，该金属管承受着在部件之间的平面内和平面外载荷。常规的自行车车架包括：一个上管，该管在其前端与比较短的主管的顶部相连接并且通常水平地向后延伸到座管的顶部；一个下管，该管在其前端与主管的底部相连接并且向下和向后延伸到座管和下管相连接的下托架处；以及成对的链条撑杆和后轮撑杆，该撑杆向后延伸到支撑后轮轴的安装部(dropouts)上。这种常规的车架结构被称做“菱形”车架，因为当从侧面看去时，上管、下管、链条撑杆和后轮撑杆包围了一个菱形空间。

这种车架为了适应不同高度的骑车人所需要的不同尺寸的车架，需要对整个车架进行重新设计。该重新设计包括确定自行车部件的合适间隔所需要的管子长度并且相应地切断管子；确定管子的连接角并且相应地把管子焊接或钎焊在一起。从设计和制造的复杂性两方面来看，这种方法既费时又昂贵。因此，特别在制造不同的车架尺寸时需要有一种便于制造的车架。

此外，由于常规的管子构架是由金属合金通过挤压或轧制和接缝制成的，所以它们的重量比较重。最后，常规的管子构架在空气动力的改进方面受到限制，因为它们受到通常使用圆断面管的限制。

人们已经例如从Trimble的美国专利4889355中了解到完全由复合材料制造的自行车车架，在该专利中，车架使用一个内压模制造从而形成了组合管。但是，这种制造方法不能利用各种不同材料或者适当结构的用途来承受自行车车架在使用中将受到的不同载荷。

在现有技术中车架的另一个实例可以从Allsop等人的美国专利5456481中了解到，该专利公开了一种由左和右单元车架直接互相配合而成的车架。该车架的所有结构件都由同样的材料制成。这种制造方法仍然不能利用各种不同材料或者适当结构的用途来承受自行车车架在使用中将受到的不同载荷。因此，存在着对由具有独立的结构件制成的自行车车架的需要，以使得该不同结构件可以利用材料或结构的不同特性，从而对于所有预期的载荷有可能成为最有效的车架。

在常规的自行车车架结构中，座支承件设计成与座管是一个整体件：座管的顶部开有缺口，并且该缺口设置有一个螺钉夹具。该座管的内经大小应选择成能可滑动地安装一个标准的座柱，以及该螺钉夹具的拧紧可以将座柱固定在所需的竖直位置上。这种常规的座支承结构要求该座管孔被加工成十分精确的直径以便安装座柱，同时孔径还不能大到当螺钉夹具拧紧时将使座管的横断形状发生较大变形的程度。此外，使用单个螺钉夹具只能对座柱提供一个支承点。座管的内径必须大于座柱的外径，因而在座柱与该螺钉夹具下面的这部分座管之间将会产生空隙。在这种情况下，单点支承将使座柱由于围绕该支承点的力矩的作用而在座柱管内自由偏转或振动。因此，需要提供一种座支承部件，该部件不需要精确的机械加工并且它可以为座柱提供比多于一个支承点的可靠的支承。

因此，存在着对于一种重量轻而又坚固的自行车车架的需要，该车架应便于制造，应对车架的不同零件使用不同的材料以便最有效地利用这些材料的特性，应能方便地提供使用标准部件的不同尺寸的车架，以及具有一种改进的座支承部件。

发明简介

本发明涉及一种用来在多个部件之间传递平面内和平面外载荷并且以间隔的关系保持该部件的改进的车架结构。该车架包括多个与该部件互相连接的结点构件以及与结点构件互相连接的梁和蒙皮构件。该梁包括两个在对置侧面上的槽，用来容纳蒙皮构件的外边缘。最好是，结点构件和梁形成一个周边槽，该槽大体上围绕着车架的整个周边延伸并且蒙皮构件固定于该槽中。

在一个实施例中，本发明是一个具有中央骨架的自行车车架，该骨架的两侧连接着外蒙皮。中央骨架包括用来与自行车部件相互作用的结点构件。更详细地说，车架包括一个第一结点构件和一个用来容纳曲柄部件的第二结点构件，该第一结点构件包括用来容纳转向/前叉部件的轴承座圈。车架还包括多个使第一和第二结点构件互相连接的第一梁。该梁包括用来容纳外蒙皮的两个对置的槽。最好是，中央骨架还包括一个用于座部件的第三结点构件和多个从该座部件结点延伸到多个第一梁的第二梁。