專利名稱：自行車后懸吊系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種自行車，特別是指一種自行車后懸吊系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
一般具有避震功能的自行車車架，其性能指針為踩踏能量損失、煞車影響避震作動、避震作動順暢度(舒適度)、避震作動造成之踏板回踢(即Kickback避震作動時，鏈條長度變化造成曲柄及踏板受到向后拉伸之力量，造成騎乘者不舒適的感覺)。
其中，煞車影響避震器之作動現(xiàn)象在對后輪作煞車前，如圖1所示∑MPF＝0FR×(a+b)＝mg×bFR=ba+bmg]]>在對后輪作煞車時，如圖2所示∑FX＝0，ma＝FR’×μ∑MPF＝0ma×h+FR’×(a+b)＝mg×bFR’×μ×h+FR’×(a+b)＝mg×bFR′=ba+b+μ×hmg]]>合力作用線角度，如圖3所示tanθ=FR-FR′FR′×μ]]>
tanθ=ba+b×mg-ba+b+μ×h×mgb×μa+b+μ×h×mg]]>tanθ=a+b+μ×h-a-b(a+b)×(a+b+μ×h)μa+b+μ×h]]>tanθ=ha+b]]>tanθ=hwb(wheelbase)]]>一般狀況，h約等于wb，由此可知，此合力作用線與水平線的夾角約45°±5°。
對后懸吊系統(tǒng)為單搖臂或后輪溝爪接在下叉且下叉與前三角架體以單一轉(zhuǎn)軸相接之四連桿機(jī)構(gòu)時，后懸吊系統(tǒng)的主轉(zhuǎn)點(diǎn)大部份落在合力作用線附近，對后輪作煞車時避震器不易受到影響。
對于其它四連桿機(jī)構(gòu)，必須考慮后三角架體相對于前三角架體之瞬時中心(Instant Center)的位置。此瞬時中心位于下叉或下連桿前后轉(zhuǎn)點(diǎn)聯(lián)機(jī)與上連桿轉(zhuǎn)點(diǎn)聯(lián)機(jī)之交點(diǎn)，瞬時中心越接近合力作用線影響避震器的作動就越少。
而避震車架常應(yīng)用之單搖臂(Cantilever)機(jī)構(gòu)，例如美國專利第4039200號案，其為了使踩踏能量損失減少，大多將一后三角架體相對于一前三角車架體的主轉(zhuǎn)點(diǎn)設(shè)計(jì)在前齒盤組與鏈條相接處(若前齒盤組為三片式齒盤，則主轉(zhuǎn)點(diǎn)設(shè)在中片和小片之間與鏈條相接處，若前齒盤組為二片式齒盤，則主轉(zhuǎn)點(diǎn)設(shè)在小片與鏈條相接處，若前齒盤組為單片式齒盤，則主轉(zhuǎn)點(diǎn)設(shè)在該片齒盤與鏈條相接處)。此方法確實(shí)可降低踩踏能量損失，但會造成較大之踏板回踢，尤其是在長行程之避震車架上更明顯。為了減少踏板回踢之現(xiàn)象，必須降低主轉(zhuǎn)點(diǎn)高度，但如此一來又會增加踩踏能量的損失，無法兩全其美。
現(xiàn)有的后懸吊系統(tǒng)亦都有類似的問題，其中美國專利第5899480號案的后懸吊系統(tǒng)是藉一四連桿機(jī)構(gòu)，其后輪中心軌跡之旋轉(zhuǎn)中心(Virtual Pivot Point，簡稱VPP)約在下叉前端樞轉(zhuǎn)點(diǎn)的稍后方，因此與前述單搖臂機(jī)構(gòu)無太大差異，踩踏能量損失與踏板回踢形成因素決定于下叉前端樞轉(zhuǎn)點(diǎn)的高低位置，仍無法兩全其美。除此之外，其后輪中心相對于前三角架體的瞬時中心低于后輪煞車時的合力作用線，對后輪作煞車時，此合力會拉伸后避震器，而影響避震器的作動，亦是其缺點(diǎn)。
美國專利第6386568 B1案，其后輪中心軌跡之旋轉(zhuǎn)中心(VPP)位置相當(dāng)高，使得任何情況踩踏力量對避震器均產(chǎn)生拉伸作用，在無壓縮量設(shè)定(No Sag)下，此拉伸無法作動避震器，確實(shí)可解決能量損失的問題，但是No Sag Setting，也造成避震效果不佳之缺點(diǎn)，且其后三角架體相對于前三角架體之瞬時中心位在遙遠(yuǎn)的前方，會造成對后輪作煞車時嚴(yán)重拉伸避震器。
美國專利第5553881號案、第6206397 B1號案及第6488301 B2號案亦是應(yīng)用四連桿機(jī)構(gòu)，其后輪軌跡為S曲線，且下半段為凸向大齒盤，踩踏時鏈條張力會將后輪拉向某點(diǎn)，若設(shè)計(jì)此點(diǎn)為正常Sag量時之后輪中心位置，就可減少踩踏能量損失。但當(dāng)踩踏時后輪同時受到地面沖擊，則因受鏈條張力的牽制，地面沖擊無法有效被避震器吸收，將影響避震舒適性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明專利之目的，在于提供一種可降低踩踏能量損失、可降低踏板回踢及將煞車影響降至最低之自行車后懸吊系統(tǒng)。
本發(fā)明自行車后懸吊系統(tǒng)，該自行車包含一前三角架體、一組設(shè)在該前三角架體前側(cè)的前輪、一組設(shè)在該前三角架體底部的曲柄單元、一受該曲柄單元連動的驅(qū)動單元一對應(yīng)該前輪而位在該前三角架體一后方向且組設(shè)在該后懸吊系統(tǒng)上的后輪，該曲柄單元具有一曲柄及二軸設(shè)在該曲柄二端部的踏板，該驅(qū)動單元具有一連結(jié)在該曲柄單元上的前齒盤組、一與該后輪連結(jié)的后飛輪組及一繞設(shè)在該前齒盤組與后飛輪組上的鏈條，該后懸吊系統(tǒng)之后輪中心軌跡之旋轉(zhuǎn)中心(VPP)在正常騎乘位置(Sag為1/4~1/3避震器行程)時，趨近于該鏈條與該前齒盤組的相切處，該后輪中心軌跡之旋轉(zhuǎn)中心(VPP)是隨該后輪朝一遠(yuǎn)離地面的上方向擺動時，而朝向該后方向延伸，且該后三角架體相對于該前三角架體之一瞬時中心和一后輪接地點(diǎn)的聯(lián)機(jī)與水平線的夾角為45°±5°。且該后懸吊系統(tǒng)包含有一后三角架體、一下連桿、一上連桿及一避震器。該后三角架體具有一鄰近該前三角架體之一五通軸的下叉前端部及一位在該下叉前端部上方的上叉前端部。該下連桿樞接在該后三角架體與該前三角架體之間，并具有一軸設(shè)在該前三角架體五通軸下方的第一轉(zhuǎn)軸、一與該第一轉(zhuǎn)軸相反設(shè)置且軸設(shè)在該后三角架體之下叉前端部的第二轉(zhuǎn)軸。該上連桿樞接在該后三角架體與該前三角架體之間且位在該下連桿上方，并具有一軸設(shè)在該前三角架體五通軸上方的第三轉(zhuǎn)軸、一與該第三轉(zhuǎn)軸相反設(shè)置且軸設(shè)在該后三角架體之上叉前端部的第四轉(zhuǎn)軸。該避震器具有一樞接在該前三角架體上的定位端部及一樞接在該上連桿之第三、四轉(zhuǎn)軸之間且可相對于該定位端部產(chǎn)生伸縮的伸縮端部。


有關(guān)本發(fā)明之前述及其它技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)與功效，在以下配合參考圖式之一較佳實(shí)施例的詳細(xì)說明中，將可清楚的明白。
圖1是現(xiàn)有避震車架對后輪作煞車前之作用力產(chǎn)生示意圖；圖2是現(xiàn)有避震車架對后輪作煞車時之作用力產(chǎn)生示意圖；圖3是現(xiàn)有避震車架對后輪作煞車之合力作用線產(chǎn)生示意圖；圖4是一平面示意圖，說明本發(fā)明自行車后懸吊系統(tǒng)的一較佳實(shí)施例；圖5是本發(fā)明上述較佳實(shí)施例之一瞬時中心和后輪接地點(diǎn)的聯(lián)機(jī)與水平線的夾角對應(yīng)合力作用線的示意圖；圖6是本發(fā)明上述較佳實(shí)施例之一后輪作動示意圖，說明后輪振動朝一上方向壓縮且連動一上、下連桿的動作圖；圖7是本發(fā)明上述較佳實(shí)施例之一后輪中心軌跡之旋轉(zhuǎn)中心(VPP)示意圖，說明后輪振動朝上方向壓縮且使后輪中心軌跡之旋轉(zhuǎn)中心朝一后方向產(chǎn)生延伸的示意簡圖；及圖8是本發(fā)明在踩踏位置(Sag為1/4～1/3避震器行程)時，后輪中心軌跡之旋轉(zhuǎn)中心(VPP)范圍及瞬時中心范圍示意圖。
如圖4所示，本發(fā)明白行車后懸吊系統(tǒng)100實(shí)施例，該自行車更包含一前三角架體200、一組設(shè)在該前三角架體200前側(cè)的前輪300、一軸設(shè)在該前三角架體200底部的曲柄單元400、一受該曲柄單元400連動的驅(qū)動單元500、一對應(yīng)該前輪300而位在該前三角架體200一后方向且組設(shè)在該后懸吊系統(tǒng)100上的后輪600。該前三角架體200具有一位在底部且供軸設(shè)該曲柄單元400的五通軸210、一固接在該五通軸210下方的下連結(jié)件220及一固設(shè)置在該五通軸210上方的上連結(jié)件230。該曲柄單元400具有一曲柄410及二軸設(shè)在該曲柄410二端部的踏板420，該驅(qū)動單元500具有一連結(jié)在該曲柄單元400的前齒盤組510、一與該后輪600連結(jié)的后飛輪組520及一繞設(shè)在該前齒盤組510與后飛輪組520上的鏈條530。該后懸吊系統(tǒng)100包含一朝一后方向X延伸而組設(shè)在該前三角架體200上的后三角架體10、一樞接在該后三角架體10與該前三角架體200之間的下連桿20、一樞接在該后三角架體10與該前三角架體200之間且位在該下連桿20上方的上連桿30及一樞接在該前三角架體200與該上連桿30之間的避震器40。
該后三角架體10具有一對應(yīng)該五通軸210而沿該后方向X延伸的下叉管11、一與該下叉管11相交呈ㄥ形的上叉管12及一固接在該下、上叉管11、12相接處的后溝爪13。該下叉管11具有一鄰近該五通軸210的下叉前端部111，該上叉管12具有一位在該下叉前端部111上方的上叉前端部121。
該下連桿20具有一軸設(shè)在該前三角架體200之下連結(jié)件220上的第一轉(zhuǎn)軸21、一與該第一轉(zhuǎn)軸21相反設(shè)置且軸設(shè)在該后三角架體10之下叉前端部111的第二轉(zhuǎn)軸22。且該第一轉(zhuǎn)軸21是位在該前三角架體200五通軸210的下方，且位在該前三角架體200五通軸210的后方向X。
該上連桿30具有一軸設(shè)在該前三角架體200之上連結(jié)件2230上的第三轉(zhuǎn)軸31、一與該第三轉(zhuǎn)軸31相反設(shè)置且軸設(shè)在該后三角架體10之上叉前端部121的第四轉(zhuǎn)軸32及一介于該第三、四轉(zhuǎn)軸31、32之間的連接部33。
該避震器40具有一樞接在該前三角架體200上的定位端部41及一樞接在該上連桿30之連接部33上且可相對于該定位端部41產(chǎn)生伸縮的伸縮端部42。
如圖5所示，上述的后懸吊系統(tǒng)100，該后三角架體10相對于該前三角架體200之一瞬時中心O，正是一通過該下連桿20第一轉(zhuǎn)軸21與第二轉(zhuǎn)軸22的第一直線L1與一通過該上連桿30之第三轉(zhuǎn)軸31與第四轉(zhuǎn)軸32的第二直線L2的交叉點(diǎn)，且該瞬時中心O和該后輪600接地點(diǎn)的聯(lián)機(jī)與水平線的夾角θ2約為45°，是與后輪600煞車時所產(chǎn)生合力作用線與地面的夾角θ1相當(dāng)(約45°±5°)，故可使對后輪作煞車避震之影響降至最低。
再如圖6所示，當(dāng)自行車行進(jìn)中遇到路面起伏，促使后輪600朝一上方向Y逐漸擺動時，該下連桿20的第二轉(zhuǎn)軸22是以第一轉(zhuǎn)軸21為轉(zhuǎn)動中心而由前輪300方向朝向后輪600方向產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)(逆時針)，該上連桿30的第四轉(zhuǎn)軸32是以第三轉(zhuǎn)軸31為轉(zhuǎn)動中心而由后輪600方向朝向前輪300方向產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，且驅(qū)動該避震器40之伸縮端部42相對于該定位端部41產(chǎn)生縮入，以產(chǎn)生避震作用。
再如圖4所示，當(dāng)踩踏施力踏板420時，鏈條530張力及重量移轉(zhuǎn)會對后溝爪13產(chǎn)生一作用力，此作用力在不同齒數(shù)比時有不同之方向，當(dāng)后輪中心軌跡之旋轉(zhuǎn)中心(VPP)位于各作用線之平均值上，可得較小之踩踏能量損失。本發(fā)明自行車后懸吊系統(tǒng)100實(shí)施例，其后輪中心軌跡之旋轉(zhuǎn)中心(VPP)在正常騎乘位置(Sag為1/4～1/3避震器行程)附近，也大約在該鏈條530與該前齒盤組510的相切處(若前齒盤組510為三片式齒盤，則主轉(zhuǎn)點(diǎn)設(shè)在中片和小片之間與鏈條530相接處，若前齒盤組510為二片式齒盤，則主轉(zhuǎn)點(diǎn)設(shè)在小片與鏈條530相接處，若前齒盤組510為單片式齒盤，則主轉(zhuǎn)點(diǎn)設(shè)在該片齒盤與鏈條530相接處)，故可降低踩踏能量。
且該后輪中心軌跡之旋轉(zhuǎn)中心(VPP)隨著后輪600繼續(xù)朝遠(yuǎn)離地面的上方向Y擺動時，會向該后方向X延伸(如圖7)，如此一來，則可降低避震作動時造成之踏板回踢效應(yīng)。
因此，本發(fā)明的后懸吊系統(tǒng)，具有下列功效一、后輪中心軌跡之旋轉(zhuǎn)中心(VPP)在正常騎乘位置(Sag為1/4～1/3避震器行程)附近，落在該鏈條530與該前齒盤組510的相切處，可降低踩踏能量的損失。
二、后輪600作動時，后輪中心軌跡之旋轉(zhuǎn)中心(VPP)隨后輪600繼續(xù)朝上方向Y壓縮而向后延伸，可降低避震作動時造成之踏板回踢效應(yīng)(Kickback)。
三、后輪600相對于前三角架體200之瞬時中心O和后輪600接地聯(lián)機(jī)與水平線夾角θ2約為45°，可使對后輪作煞車時對避震器40之影響降至最低。
歸納上述，本發(fā)明之自行車后懸吊系統(tǒng)，不僅結(jié)構(gòu)簡單，且可同時兼顧能量損失、踏板回踢及降低對避震器之影響，故確實(shí)能達(dá)到發(fā)明之目的。
上所述者，僅為本發(fā)明之較佳實(shí)施例而已，并不能以此限定本發(fā)明實(shí)施之范圍，即大凡依本發(fā)明申請專利范圍及發(fā)明說明書內(nèi)容所作之簡單的等效變化與修飾，皆應(yīng)仍屬本發(fā)明專利涵蓋之范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種自行車后懸吊系統(tǒng)，其特征是該自行車包含一前三角架體、一組設(shè)在該前三角架體前側(cè)的前輪、一組設(shè)在該前三角架體底部的曲柄單元、一受該曲柄單元連動的驅(qū)動單元、一對應(yīng)該前輪而位在該前三角架體一后方向且組設(shè)在該后懸吊系統(tǒng)上的后輪，該曲柄單元具有一曲柄及二軸設(shè)在該曲柄二端部的踏板，該驅(qū)動單元具有一連結(jié)在該曲柄單元的前齒盤組、一與該后輪連結(jié)的后飛輪組及一繞設(shè)在該前齒盤組及后飛輪組上的鏈條，該后懸吊系統(tǒng)的一后輪中心軌跡之旋轉(zhuǎn)中心(VPP)在正常騎乘位置(Sag為1/4~1/3避震器行程)時，趨近于該鏈條與該前齒盤組的相切處，該后輪中心軌跡之旋轉(zhuǎn)中心(VPP)是隨該后輪朝一遠(yuǎn)離地面的上方向擺動時，而朝向該后方向延伸，且該后三角架體相對于該前三角架體之一瞬時中心和一后輪接地點(diǎn)的聯(lián)機(jī)與水平線的夾角為45°±5°。
2.一種自行車后懸吊系統(tǒng)，其特征是朝一后方向延伸而組設(shè)在一前三角架體上，并包含有一后三角架體，具有一鄰近該前三角架體之一五通軸的下叉前端部及一位在該下叉前端部上方的上叉前端部；一下連桿，樞接在該后三角架體與該前三角架體之間，并具有一軸設(shè)在該前三角架體五通軸下方的第一轉(zhuǎn)軸、一與該第一轉(zhuǎn)軸相反設(shè)置且軸設(shè)在該后三角架體之下叉前端部的第二轉(zhuǎn)軸；一上連桿，樞接在該后三角架體與該前三角架體之間且位在該下連桿上方，并具有一軸設(shè)在該前三角架體五通軸上方的第三轉(zhuǎn)軸、一與該第三轉(zhuǎn)軸相反設(shè)置且軸設(shè)在該后三角架體之上叉前端部的第四轉(zhuǎn)軸；及一避震器，具有一樞接在該前三角架體上的定位端部及一樞接在該上連桿之第三、四轉(zhuǎn)軸之間且可相對于該定位端部產(chǎn)生伸縮的伸縮端部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述之自行車后懸吊系統(tǒng)，其特征是該下連桿的第一轉(zhuǎn)軸位在該前三角架體五通軸的下方，且位在該前三角架體五通軸的后方向。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述之自行車后懸吊系統(tǒng)，其特征是中該后輪朝該上方向逐漸擺動時，該下連桿的第二轉(zhuǎn)軸是以第一轉(zhuǎn)軸為轉(zhuǎn)動中心而由前輪方向朝向后輪方向產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，該上連桿的第四轉(zhuǎn)軸是以第三轉(zhuǎn)軸為轉(zhuǎn)動中心而由后輪方向朝向前輪方向產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，且驅(qū)動該避震器伸縮端部相對于該定位端部產(chǎn)生縮入。
全文摘要
一種自行車后懸吊系統(tǒng)，其后輪中心軌跡之旋轉(zhuǎn)中心(VPP)在正常騎乘位置(Sag為1/4~1/3避震器行程)時，落在一鏈條與一前齒盤組相切處的附近，以降低踩踏能量損失。該后輪中心軌跡之旋轉(zhuǎn)中心(VPP)隨后輪朝一遠(yuǎn)離地面的上方向擺動時，會朝向一后方向延伸，可降低避震作用所造成的踏板回踢。且該后三角架體相對于該前三角架體之一瞬時中心和一后輪接地點(diǎn)的聯(lián)機(jī)與水平線的夾角約為45°，可使對后輪作煞車時對避震作用之影響降至最低。
文檔編號B62K25/04GK1569552SQ200410018149
公開日2005年1月26日 申請日期2004年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月9日
發(fā)明者張盛昌, 吳子斌 申請人:捷安特(中國)有限公司