ВЕЛОСИПЕД (ВАРИАНТЫ)
BICYCLE (EMBODIMENTS)

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к подвеске велосипеда и комбинациям привода, а в частности, к велосипедам, имеющим вальный привод, консольное заднее перо или вилку для соединения заднего колеса с рамой, и систему подвески, расположенную между пером и рамой.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Велосипед представляет собой транспортное средство, которое обеспечивает приводимое в движение человеком, в общем приводимое в движение педалями, средство для движения транспортного средства. Велосипеды в общем представляют собой одноколейные транспортные средства, содержащие два колеса, прикрепленные к раме одно за другим. Велосипеды в общем содержат ведомое заднее колесо и свободно вращающееся поворотное переднее колесо. Понятие велосипед в общем относится к транспортному средству, содержащему две круглые конструкции (круг), однако, как используется в данной заявке на патент, понятие велосипед может также рассматриваться для охвата как трехколесного и четырехколесного транспортного средства, содержащего два параллельных ведомых колеса и/или два параллельных свободно вращающихся колеса. Понятие велосипед также включает в себя транспортные средства, которые содержат дополнительные колеса, используемые для обеспечения устойчивости, такие как стабилизирующие колеса, опорные колеса или колеса для обучения.
Велосипед также может включать в себя дополнительные формы движущего устройства, такие как мотор (иногда называемый электрический велосипед) или двигатель. Однако транспортное средство подобное велосипеду, приводимое в движение мотором или двигателем, но без приводимого в движение человеком движущего средства, может быть рассмотрено как мотоцикл, но не как велосипед. Понятие велосипед, которое используется в данной заявке на патент, не включает в себя мотоциклы или т.п.
Велосипеды были представлены в 19-м веке в Европе, и сейчас насчитывается более миллиарда велосипедов во всем мире. Велосипеды являются основными средствами передвижения во многих регионах. Они также представляют собой популярную форму отдыха, и выполнены с возможностью для использования в военных и правоохранительных областях, в курьерских службах, как игрушки для детей, и в гонках.
Велосипеды с задней подвеской стали популярными в последние 20 лет. Задняя подвеска может обеспечивать более плавную езду велосипедистов, как по дороге, так и по бездорожью. Системы задней подвески для велосипедов обычно установлены на раме и открыты к воздействию окружающей среды. Системы подвески, использующие пружинный демпфер, могут подвергаться попаданию земли и грязи, покрывающим стержень поршня, и возможному повреждению уплотнения. Дополнительно, движение открытого пружинного демпфера может создавать места зацепления/захвата свисающей одежды, обувных шнурков и т.д. Открытый пружинный демпфер может также быть более трудным для чистки и иметь неприглядный вид.
Велосипеды часто используют цепь для обеспечения передачи энергии от кривошипа к ведущему колесу. Вся цепь или по меньшей мере ее часть обычно открыта к воздействию окружающей среды. Открытые велосипедные цепи, также как открытые системы подвески, не могут работать также эффективно, если они покрыты землей и грязью, могут обеспечивать места для защемления/захвата свисающей одежды и могут быть трудными для чистки. Дополнительно, велосипедные цепи обычно требуют масла, которое может создавать липкую поверхность и удерживать больше грязи, что ведет к дополнительным проблемам. Открытая цепь может также пачкать отвороты брюк велосипедиста при езде. Защитные кожухи цепи, которые частично заключают в кожух цепь, могут создавать громоздкую оболочку, прибавлять вес и вызывать шум, когда цепь контактирует с защитным кожухом цепи.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В одном из аспектов настоящего изобретения предложен велосипед, содержащий:
заднюю вилку, имеющую проксимальный конец, соединенный с возможностью поворота с рамой вокруг кривошипа, и дистальный конец, соединенный со ступицей, которая поддерживает колесо;
коробку передач, расположенную в ступице;
ведущий вал, расположенный в задней вилке, соединяющий кривошип с коробкой передач; и
систему подвески, соединенную с задней вилкой и рамой для демпфирования относительного перемещения между ними.
В одном из вариантов настоящего изобретения предложен велосипед, в котором подвеска содержит пружину, расположенную продольно перед кривошипом, и пару поворотных рычагов, продолжающихся с возможностью соединения от задней вилки к пружине.
В одном из вариантов настоящего изобретения предложен велосипед, в котором пружина расположена в раме.
В одном из вариантов настоящего изобретения предложен велосипед, в котором подвеска содержит гидравлический амортизатор, расположенный в пружине.
В одном из вариантов настоящего изобретения предложен велосипед, в котором коническая шестерня кривошипа соединена с кривошипом, при этом коническая приводная шестерня соединена с коробкой передач, и ведущий вал содержит пару конических шестерней вала на каждом конце в зацеплении с конической шестерней кривошипа и конической приводной шестерней.
В одном из вариантов настоящего изобретения предложен велосипед, в котором коробка передач выполнена с возможностью обеспечения множества скоростей для велосипеда.
В другом аспекте настоящего изобретения предложен велосипед, содержащий:
консольное перо, соединяющее с возможностью поворота заднее колесо с рамой;
демпфирующее устройство ползунного типа, скользящее в раме; и
поворотный рычаг, соединенный с возможностью поворота, как с пером, так и с демпфирующим устройством для обеспечения четырехзвенного ползунного механизма с пером и демпфирующим устройством и обеспечения подвески для заднего колеса на велосипеде.
В одном из вариантов настоящего изобретения предложен велосипед, в котором консольное перо представляет собой вилку, причем велосипед дополнительно содержит ступицу вокруг продольной задней оси, поддерживаемую противоположными зубцами вилки для обеспечения вращательного соединения заднего колеса с велосипедом.
В одном из вариантов настоящего изобретения предложен велосипед, дополнительно содержащий коробку передач, расположенную в ступице.
В одном из вариантов настоящего изобретения предложен велосипед, в котором коробка передач выполнена с возможностью обеспечения по меньшей мере двух скоростей.
В одном из вариантов настоящего изобретения предложен велосипед, дополнительно содержащий кривошип, поддерживаемый рамой, причем консольное перо соединено с возможностью поворота с рамой вокруг кривошипа.
В одном из вариантов настоящего изобретения предложен велосипед, в котором поворотный рычаг соединен с консольным пером продольно позади кривошипа, и поворотный рычаг соединен с демпфирующим устройством ползунного типа продольно перед кривошипом.
В одном из вариантов настоящего изобретения предложен велосипед, дополнительно содержащий:
шестерню кривошипа, соединенную с кривошипом;
приводную шестерню, соединенную с коробкой передач, расположенной в ступице заднего колеса; и
ведущий вал, продолжающийся с возможностью соединения между шестерней кривошипа и приводной шестерней.
В одном из вариантов настоящего изобретения предложен велосипед, в котором шестерня кривошипа представляет собой коническую шестерню кривошипа, приводная шестерня представляет собой коническую приводную шестерню, и ведущий вал содержит пару конических шестерней вала в зацепляемом контакте с шестерней кривошипа и приводной шестерней.
В одном из вариантов настоящего изобретения предложен велосипед, в котором консольное перо поворачивается вокруг кривошипа и обеспечивает перемещение приводной шестерни по существу вдоль постоянного радиуса от шестерни кривошипа.
В одном из вариантов настоящего изобретения предложен велосипед, в котором демпфирующее устройство ползунного типа содержит пружину, имеющую первый конец, установленный на раме, и второй конец, соединенный с поворотным рычагом.
В одном из вариантов настоящего изобретения предложен велосипед, в котором демпфирующее устройство ползунного типа содержит амортизатор, имеющий первый конец, установленный на раме, и второй конец, соединенный с поворотным рычагом.
В дополнительном аспекте настоящего изобретения предложен велосипед, содержащий:
раму, имеющую нижнюю трубу, расположенную между рулевой трубой и подвесным кронштейном;
кривошип, расположенный в подвесном кронштейне;
управляемую переднюю вилку, соединенную с рулевой трубой;
поворотную заднюю вилку, присоединенную вокруг подвесного кронштейна;
амортизатор, расположенный в нижней трубе;
пару поворотных рычагов, соединенных с возможностью поворота с и продолжающихся между задней вилкой и амортизатором; и
ведущий вал, соединяющий кривошип с задней приводной шестерней.
В одном из вариантов настоящего изобретения предложен велосипед, в котором ведущий вал по меньшей мере частично расположен в задней вилке.
В одном из вариантов настоящего изобретения предложен велосипед, в котором амортизатор содержит гидравлический амортизатор, окруженный спиральной пружиной.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 представляет собой общий вид велосипеда, имеющего заявленные аспекты настоящего изобретения.
Фиг.2 представляет собой частичный вид в разрезе подвесного кронштейна, показывающий рычаг педали, соединенный с кривошипом, заднее перо, соединенное с кривошипом, ведущий вал, расположенный в заднем пере, и коническую шестерню кривошипа в зацеплении с конической шестерней вала.
Фиг.3 представляет собой частичный вид сбоку велосипеда на фиг.1 с нижней трубой в разрезе и выдвинутой подвеской.
Фиг.4 представляет собой частичный вид сбоку велосипеда на фиг.1 с нижней трубой в разрезе и сжатой подвеской.
Фиг.5 представляет собой схематичную иллюстрацию ведущего вала, соединяющего шестерню кривошипа с приводной шестерней, при этом позволяя перемещение подвески.
Проиллюстрированные варианты выполнения описаны со ссылкой на чертежи. Однако следует понимать, что описанные варианты выполнения предназначены просто в качестве примеров, которые могут быть осуществлены в различных и альтернативных формах. Фигуры возможно выполнены в масштабе, и некоторые элементы могут быть увеличены или минимизированы, чтобы показывать детали конкретных компонентов. Конкретные описанные конструктивные и функциональные детали не должны интерпретироваться как ограничивающие, а всего лишь как представляющие основу для изучения специалистом в данной области техники, как применять описанные замыслы.
Фиг.1 показывает велосипед 10, содержащий раму 12. Рама 12 образует подвесной кронштейн 14, нижнюю трубу 16 и рулевую трубу 18. Рама 12 содержит подвесной кронштейн 14, соединенный с нижней трубой 16. Рама 12 содержит рулевую трубу 18, соединенную с нижней трубой 16. Рама 12 не содержит верхней трубы. Рама 12 также может содержать верхнее перо 20 для поддержания седла 22. Верхнее перо 20 может быть соединено с нижней трубой 16 проксимально подвесному кронштейну 14, причем верхнее перо 20 может быть соединено только с подвесным кронштейном 14, или верхнее перо может быть соединено как с подвесным кронштейном 14, так и с нижней трубой 16.
Управляемая передняя вилка 24 может быть использована для поддержки переднего колеса 26. Понятие колесо, которое используется в этой заявке на патент, может включать в себя шину, обод и опорную конструкцию, такую как спицы или т.п., для поддержки шины и обода. Вынос 28 руля может соединять переднюю вилку 24 с набором рулей 30. Вынос 28 руля может быть частично расположен в рулевой трубе 18 и может иметь подшипники, зажатые между выносом 28 руля и внутренней поверхностью рулевой трубы 18, чтобы позволять рулю 30 поворачивать переднюю вилку 24 и переднее колесо 26. Передний амортизатор 32 или передняя система 32 подвески также может быть использована для обеспечения демпфированного колебания между рулем 30 и передним колесом 26. Передний амортизатор 32 может быть расположен в линию или между передней вилкой 24 и выносом 28 руля.
Фиг.2 показывает кривошип 40, поддерживаемый рамой 12. Кривошип 40 частично расположен в и поддерживается подвесным кронштейном 14. Кривошип 40 может содержать цапфу 42 кривошипа, образующую ось 44 кривошипа, которая продолжается по существу поперечно велосипеду 10. Кривошип 40 может также содержать шестерню 46 кривошипа, иногда называемую звездочка. Шестерня 46 кривошипа может представлять собой коническую шестерню 46 кривошипа. Рычаг 48 педали соединен с цапфой 42 кривошипа и может быть рассмотрен как часть кривошипа 40. Педаль 50 может быть соединена с рычагом 48 педали (см. фиг.1). Средство защиты низа брюк или кожух 52 может быть расположен между рычагом 48 педали и остальной частью кривошипа 40 для обеспечения защиты между одеждой и шестернями, а также защиты кривошипа 40 от грязи и других загрязнений.
На Фиг.1 и 2 можно увидеть заднее перо 60. Заднее перо 60 также может называться нижнее перо, хотя велосипед 10 не содержит цепи. Заднее перо 60 соединяет заднее колесо 62 с рамой 12. Заднее перо 60 соединено с возможностью поворота вокруг подвесного кронштейна 14. Заднее перо 60 может быть соединено посредством подшипникового узла с цапфой 42 кривошипа. Заднее перо 60 имеет проксимальный конец 64. Проксимальный конец 64 может быть соединен с возможностью поворота с рамой 12 вокруг кривошипа 40.
Заднее перо 60 также имеет дистальный конец 66. Дистальный конец может быть соединен со ступицей 68, которая поддерживает колесо 62. Заднее перо 60 представляет собой консольное заднее перо 60, так как заднее перо 60 не имеет никаких верхних перьев, продолжающихся от дистального конца 66 к раме 12. Заднее перо 60 может представлять собой заднюю вилку 60, имеющую противоположные правый и левый зубцы 70, 72.
Ступица 68 может быть рассмотрена как часть колеса 62. Ступица 68, однако, также может быть рассмотрена как отдельный от колеса 62 компонент. Ступица 68 может содержать заднюю ось 74. Задняя ось 74 может быть рассмотрена как часть ступицы 68, и также как часть колеса 62, или также может быть рассмотрена отдельно от ступицы 68 и колеса 62. Заднее перо 60 может поддерживать заднюю ось 74 для обеспечения вращательного соединения заднего колеса 62 с велосипедом 10. Задняя ось 74 может проходить между зубцами 70, 72 на дистальном конце 66 задней вилки 60 для поддержания ступицы 68 и колеса 62. Заднее колесо 62 может вращаться вокруг задней оси 74, что обеспечивается задней ступицей 68.
Коробка 76 передач может быть расположена в задней ступице 68. Коробка 76 передач может быть выполнена с возможностью обеспечения множества скоростей для велосипеда 10. Коробка 76 передач может быть выполнена с возможностью обеспечения по меньшей мере двух скоростей для велосипеда 10. Приводная шестерня 78 (см. фиг.5) может быть соединена с коробкой 76 передач около задней оси 74. Приводная шестерня 78 может представлять собой коническую приводную шестерню 78. Приводная шестерня 78 может быть по меньшей мере частично расположена в или покрыта задним пером 60.
Ведущий вал 84 соединяет шестерню 46 кривошипа с приводной шестерней 78. Ведущий вал 84 может иметь пару шестерней 86, 88 вала на каждом конце. Конические шестерни 86, 88 вала выполнены с возможностью контакта и зацепления с конической шестерней 46 кривошипа и конической приводной шестерней 78. Ведущий вал 84 может быть по меньшей мере частично расположен в заднем пере 60. Заднее перо 60 вращается вокруг цапфы 42 кривошипа, с которой шестерня 46 кривошипа также соединена, и обеспечивает перемещение приводной шестерни 78 вдоль по существу постоянного радиуса 80 от шестерни 46 кривошипа (см. фиг.5). Это обеспечивает движение заднего колеса 62 относительно рамы 12, при этом поддерживая контакт ведущего вала 84 как с шестерней 46 кривошипа, так и с приводной шестерней 78.
Фиг.3-5 показывают систему 100 подвески, присоединенную между задним пером 60 и рамой 12 для демпфирования относительного перемещения между ними. Система 100 подвески содержит демпфирующее устройство 102. Демпфирующее устройство 102 представляет собой демпфирующее устройство 102 ползунного типа, расположенное в раме 12. Демпфирующее устройство 102 расположено с возможностью соединения в нижней трубе 16. Демпфирующее устройство 102 может быть расположено на велосипеде 10 продольно перед кривошипом 40.
Демпфирующее устройство 102 может быть соединено с задним пером 60 посредством поворотных рычагов 104. В случае если заднее перо 60 представляет собой заднюю вилку 60, поворотный рычаг 104 может представлять собой пару поворотных рычагов 104, каждый из которых соединен с одним зубцом 70, 72 задней вилки 60. Поворотный рычаг соединен с задним пером 60 продольно позади кривошипа 40. Поворотный рычаг 104 соединен с демпфирующим устройством 102 продольно перед кривошипом 40. Поворотный рычаг 104 продолжается с возможностью соединения от заднего пера 60 к демпфирующему устройству 102 над и мимо кривошипа 40.
Поворотный рычаг 104 соединен с возможностью поворота как с задним пером 60, так и с демпфирующим устройством 102. Поворотное соединение заднего пера 60 с рамой 12, скользящее соединение демпфирующего устройства 102 с рамой 12 и поворотные соединения поворотного рычага 104 как с задним пером 60, так и с демпфирующим устройством 102 обеспечивают четырехзвенный ползунный механизм на велосипеде 10 и обеспечивают подвеску для заднего колеса 62 на велосипеде 10.
Демпфирующее устройство 102 имеет пружину 106. Пружина 106 может представлять собой спиральную пружину 106. Демпфирующее устройство 108 может иметь первый конец 108, установленный на раме 12. Демпфирующее устройство 102 может иметь второй конец 110, соединенный с поворотным рычагом 104. Второй конец 110 также может быть соединен с рамой 12 посредством соединительного элемента 111. Соединительный элемент 111 может поворачиваться относительно рамы 12 для обеспечения аспекта скольжения демпфирующего устройства 102, хотя могут быть использованы другие ограничивающие конструкции.
Пружина 106 может быть расположена вокруг амортизатора 112. Амортизатор 112 может представлять собой гидравлический амортизатор 112. Пружина 106 и амортизатор 112 могут быть соединены с рамой 12 и поворотным рычагом 104 в одной и той же точке. Штифт 114 может быть использован для соединения демпфирующего устройства 102 с поворотным рычагом 104 через отверстие 116, образованное в раме 12 (см. фиг.1). В случае если заднее перо 60 представляет собой вилку 60, палец 114 может проходить через пару противоположных отверстий 116 для пары поворотных рычагов 104 для обеспечения соединения с демпфирующим устройством 102.
На фиг.5 показана приводная шестерня 78, перемещающаяся вдоль радиуса 80 из верхнего положения 110 в нижнее положение 112, как обозначено стрелкой 114. Позиционирование приводной шестерни 78 обеспечивается конструкцией велосипеда 10, как обозначено выше, и перемещение приводной шестерни 78 вдоль по существу постоянного радиуса от кривошипа 40 регулируется задним пером 60 (см. фиг.3 и 4), которое удалено с этого вида, чтобы показать перемещение приводной шестерни 84.
Верхнее положение 110 соответствует сжатому демпфирующему устройству 102, и, таким образом, система 100 подвески может называться как находящаяся в сжатом состоянии. Нижнее положение 112 соответствует выдвинутому демпфирующему устройству 102, и, таким образом, система 100 подвески может называться как находящаяся в выдвинутом состоянии. Демпфирующее устройство 102 расположено в нижней трубе 16, и конструкция, которая определена выше, обеспечивает по существу линейное перемещение демпфирующего устройства 102, как обозначено стрелкой 116. Полное перемещение системы 100 подвески зависит от линейного перемещения демпфирующего устройства 102. Демпфирующее устройство 102 может регулироваться в зависимости от зазоров от рамы 12 до колеса 62 для обеспечения изменяющейся группы жесткости и расстояния перемещения. Верхнее и нижнее положения 110, 112, которые показаны здесь, однако, могут не отражать наиболее верхнее или наиболее нижнее положения, хотя такие положения могут иметься. Шестерни 86, 88 вала находятся в зацеплении с шестерней 46 кривошипа и приводной шестерней 78 соответственно, на протяжении всего вращения заднего колеса 62.
Хотя примерные варианты выполнения описаны выше, не предполагается, что эти варианты выполнения описывают все возможные формы описанных устройства и способа. Точнее, слова, используемые в описании, являются словами описания, а не ограничения, и понятно, что различные изменения могут быть выполнены без отклонения от замысла и объема охраны настоящего изобретения, которое заявлено. Элементы различных вариантов выполнения могут быть объединены для образования дополнительных вариантов выполнения описанных концепций.