TWI460093B - 自行車座管結構及其昇降方法 - Google Patents

Description

自行車座管結構及其昇降方法

本發明是有關於一種自行車零件設計與運作方法，且特別是有關於一種可以昇降調整的自行車座管結構及其昇降方法。

自行車於購買時須依騎乘者身高選用適合的車架高度，方能確保騎乘時姿勢之正確，避免痠痛及運動傷害產生；特別是自行車座墊高度係為騎乘姿態重要的關鍵，適當的座墊高度可以維持騎乘的正確姿勢。以往自行車無法因每個人身高不同而個別量身訂製車架，且客製化的生產流程需相當大之製造成本，亦不符合經濟效益，故現今自行車業普遍應用可調整座墊高度之結構以能解決這個問題。

目前座墊昇降調整結構多設於自行車架之座墊立管內，為求產生自動昇起的力量，目前依設計態樣區分為氣油壓式或混合式二種；氣油壓式則是於利用氣壓構件或油壓構件，或兩者同時應用，所產生作動來調整座管及座墊立管間之相對高度位置；混合式則結合機械式及氣油壓式兩種結構混合應用，基本上都透過流體壓力平衡作動來產生昇起座墊的力量，方便使用者調整座墊之相對高度位置。

針對氣油壓式之座墊昇降調整結構進一步分析，其主要運用氣體可壓縮之特性，配合液壓油於空間內流動變化，而使座管及座墊立管兩者產生相對位置之線性變化， 而使裝設於座墊立管上之座墊達到高度之調整效果。此種設計會有繁雜的流體密封及流路設計，產生成本過高的問題。此外，前述設計雖然讓座墊可自動昇起，但是液壓油或空氣必須快速流動藉以平衡內部壓力，於閥件不同壓力差下短時間內快速流動時，流體容易產生氣穴現象，即指來不及造壓之部份真空情形發生，以致產品線性動作滯延、遲緩。

因此，本發明之結構態樣是在提供一種自行車座管結構。包含一安裝自行車座墊的昇降管、一抵推件可相對昇降管位移、一座管限制昇降管僅能軸向昇降、一昇降調節機構、一彈性件及一調節纜。藉由調節纜配合彈性件推動昇降管帶動一自行車座墊上昇位移。藉此能有效避免高價複雜的壓力平衡式設計，而採用易保養、輕量化的純機械式昇降結構。

依照本態樣之一實施方式為一種自行車座管結構，包括有一昇降管、一抵推件、一座管、一昇降調節機構、一彈性件及一調節纜。前述昇降管樞裝有一第一滑輪。而前述抵推件具有一第一端及一第二端，且第一端同軸向設置在昇降管內，且抵推件前述座管係供第二端定位，且座管限制昇降管僅能軸向昇降，而座管被定位在自行車上。前述昇降調節機構由上而下依序包含一第二滑輪、一第三滑輪及一第四滑輪，第二滑輪樞設在抵推件，且第二滑輪受抵推件限制在軸向位移，且第二滑輪相對昇降管具備一基 礎位移距離；第三滑輪則同樣樞設在抵推件；第四滑輪共軸樞設在抵推件及座管，且第四滑輪受抵推件限制在軸向具備一相對抵推件的進給位移距離。前述彈性件推動抵推件之第二端相對昇降管向外伸縮位移。前述調節纜包含一基礎段及一進給段，而基礎段纏繞在第一滑輪與第二滑輪上，進給段則纏繞在第三滑輪與第四滑輪。

藉由本態樣之實施方式，可以利用調節機構內的四組滑輪組配一基礎位移距離及一進給位移距離供調節纜纏繞。且調節纜相對進給位移距離的進給段之纏繞數量較相對基礎位移距離的基礎段之纏繞數量少，基礎位移距離則大於進給位移距離。當彈性件的彈件抵推基礎位移距離增加時，將使抵推件本身相對位移，故進給位移距離在抵推件位移距離及基礎位移距離影響下會進行較大位移，進而令抵推件之第二端相對昇降管向外伸出，此時抵推件一端抵頂支撐在座管，而抵推件另一端則向上抵撐昇降管上昇。故本創作使用者者若是不鎖定前述調節纜，則昇降管就會自行上昇至預設的位置。

前述調節纜相對進給位移距離的進給段之纏繞數量較相對基礎位移距離的基礎段之纏繞數量可以變化昇降位移距離。另基礎位移距離與進給位移距離之差異同樣可以變化昇降位移距離。

本發明本態樣之另一實施方式特別設計一種鎖定前述調節纜的結構，此自行車座管結構另包含軸向迫緊調節纜的一活動迫緊輪，活動迫緊輪供基礎段內運作方向相反的二調節纜繞設，且第一滑輪是供基礎段內之其餘調節纜繞 設。另有一定位頭、一控制組件及一復位手段。前述定位頭固定在昇降管之上端部，而前述活動迫緊輪包含樞裝在定位頭內的一迫環、二階輪，而運作方向相反的二調節纜分別被各階輪及迫環限位。最後再以控制組件帶動一迫件延軸向推動階輪及迫環夾緊調節纜。前述復位手段則是用以令控制組件復位。

本發明的方法態樣是一種自行車座管昇降方法，可以讓彈性件可以推動滑輪初步改變基礎位移距離後，藉由調節纜的纏繞比例進一步擴大進給位移距離，進而推動抵推件相對昇降管位移。

本發明之方法態樣的一實施方式是在提供一種自行車座管昇降方法，包含以下步驟：配置複數滑輪在一可伸縮座管內產生一基礎位移距離及一進給位移距離，且至少一滑輪連動該座管；纏繞一調節纜在複數滑輪上，且該調節纜在該進給位移距離處與該基礎位移距離處的纏繞數量相異，當該調節纜受力改變該基礎位移距離後，該基礎位移距離與該進給位移距離產生差距而使該座管伸縮；以及設置一彈性復位力恢復該基礎位移距離以帶動該座管復位。

請參照第1、2圖繪示的本發明一實施方式的分解立體圖及抵推件局部分解立體示意圖。各結構關係則請同步參考第3A圖、3B圖的實施方式之正向及側向組合剖視圖。 第4A圖及4B圖繪示一實施方式之定位頭的正向及側向局部剖視圖。另以第5A圖及5B圖繪示一實施方式之抵推件正向及側向局部剖視圖。

本發明實施方式的一種自行車座管結構包含有一安裝自行車座墊的昇降管100、一抵推件200可相對昇降管100位移、一座管300限制昇降管100僅能軸向昇降、一昇降調節機構400、一彈性件500及一調節纜600。前述各結構設計之詳細說明如下：昇降管100包含有一第一滑輪110、一定位頭120及一控制組件130，定位頭120固定在昇降管100之上端部，二滑塊101、一貫穿樞孔102及一貫穿定位孔103則製作在昇降管100之下端部。而第一滑輪110另配設有一活動迫緊輪112，第一滑輪110樞裝在昇降管100內，第一滑輪110內具環槽供調節纜600繞設。前述活動迫緊輪112包含樞裝在昇降管100之定位頭120內的一迫環113及二階輪114，各階輪114具有較小的第一階115與較大的第二階116，二階輪114的第一階115彼此相對且可活動地套設在迫環113內，而運作方向相反的二圈調節纜600分別被各第二階116及迫環113限位。前述活動迫緊輪112被一軸117樞設在定位頭120內的一座件121上，另搭配一迫件111運作夾緊或放鬆調節纜600，迫件111延軸向推動階輪114，藉以令第二階116及迫環113夾緊調節纜600，此時運作方向相反的二圈調節纜600將讓整條調節纜600固定。另包括有一控制組件130樞裝在迫件111端部，控制組件130利用端部凸輪131相對應帶動迫件111延軸向位 移，另在定位頭120與迫件111間設有一彈簧140作為一復位手段，用以令控制組件130及迫件111復位。

抵推件200可軸向位移地設置在昇降管100內，且抵推件200具有一第一端210及一第二端220，其中第一端210為遠離車體的一端，第二端220為接近車體的一端。在第一端210樞設有一定位蓋211、第二端220設有具螺紋的貫孔221，並且在抵推件200由上而下依序設有一第一軌道230、一樞轉空間240及一第二軌道250。前述第一軌道230二側開設有第一長滑孔231，在第二軌道250二側開設有第二長滑孔251。

座管300，係供抵推件200的第二端220定位，座管300底端設有固定螺件301(請一併參閱第3A圖)定位在第二端220的貫孔221內，且座管300利用滑道302限制昇降管100之滑塊101，讓昇降管100僅能在座管300內軸向昇降，而座管300被定位在自行車的車體上；昇降調節機構400從上而下依序包含一第二滑輪410、一第三滑輪420及一第四滑輪430。第二滑輪410配合一滑座411樞設在抵推件200的第一長滑孔231內，且第二滑輪410受第一長滑孔231限制僅可軸向滑動位移，第二滑輪410相對昇降管100的第一滑輪110具備一基礎位移距離X。第三滑輪420則被樞設在抵推件200的樞轉空間240內。前述第四滑輪430配合一樞桿431及一限位桿432樞設在抵推件200的第二長滑孔251，且樞桿431及一限位桿432同時也將第四滑輪430樞裝在昇降管100的貫穿樞孔102及貫穿定位孔103上，且第四滑輪430受 抵推件200的第二長滑孔251限制在軸向具備一相對抵推件200之第二端220的進給位移距離Y。前述基礎位移距離X及進給位移距離Y煩請參閱第2圖。

請參閱第3B圖，前述彈性件500裝設在抵推件200的定位蓋211與第二滑輪410的滑座411之間，定位蓋211位於第一滑輪110之下方。因此，彈性件500兩端分別抵推在第一滑輪110與第二滑輪410之間，利用彈性件500推動抵推件200產生相對昇降管100向外伸出位移的力量。

調節纜600包含一基礎段610及一進給段620，基礎段610纏繞在第一滑輪110與第二滑輪410上。進給段620則是纏繞在第三滑輪420與第四滑輪430上，且進給段620之纏繞圈數較基礎段610之纏繞圈數多，故彈性件500推動抵推件200的力量大小可以搭配基礎段610及進給段620的纏繞圈數差異進行調節，有效降低彈性件500的彈力需求。

藉由前述結構，請參閱第6、7圖繪示的本實施方式二種作業狀態示意圖，並且參閱配合第4A及4B圖，本發明實施方式若搭配一迫件111運作夾緊調節纜600，迫件111延軸向推動階輪114令第二階116及迫環113夾緊調節纜600，此時運作方向相反的二圈調節纜600被夾緊在同一組合機構上，方向相反的二圈調節纜600無法進行任一方向的運作而讓整條調節纜600固定。同理，調節纜600無法滑動就代表調節纜600的基礎段610與進給段620不會運作，而昇降調節機構400內的基礎位移距離X及進給位移距離Y就不會改變。故此時本創作之自行車座管結構會鎖 定在一預設的位置，也令自行車座墊高度固定不變。

相反來說，本創作實施方式若不使用迫件111運作夾緊調節纜600，則整條調節纜600保持可運作狀況；此時，由於彈性件500裝設在抵推件200的定位蓋211與第二滑輪410的滑座411之間(請一併參閱第1圖)，利用彈性件500推動第二滑輪410會使第二滑輪410相對昇降管100的第一滑輪110的基礎位移距離X增加，而纏繞在第一滑輪110與第二滑輪410上的基礎段610會需要更長的調節纜600運作。故調節纜600會在彈性件500的力量下開始收縮第四滑輪430相對抵推件200的進給位移距離Y，而纏繞在第三滑輪420與第四滑輪430上的調節纜600之進給段620則是將本身的纜長提供應基礎段610。由於第三滑輪420則被樞設在抵推件200的樞轉空間240內。第四滑輪430同時也樞裝在昇降管100上，故第四滑輪430跟昇降管100的相對位置不變動，但第三滑輪420則會拉動抵推件200向昇降管100外凸伸，由於抵推件200的第二端220定位在座管300底端，故前述抵推件200相對昇降管100的位移會造成昇降管100反而軸向上昇，此時裝設在昇降管100上方的座墊也就達成自動昇起之目的。特別是，進給段620之纏繞圈數較基礎段610之纏繞圈數多，可以搭配調節基礎位移距離X及進給位移距離Y，進而用較小力量的彈性件500推動充足的昇起距離。

同樣不使用迫件111運作夾緊調節纜600，但使用者的體重乘坐在昇降管100(座墊)上時，由於彈性件500的力量設計是小於一定應力(人體乘坐的較小值)，故彈性件500 會被壓縮蓄力，使第二滑輪410相對昇降管100的第一滑輪110的基礎位移距離X減少，而纏繞在第一滑輪110與第二滑輪410上的基礎段610則會縮短運作需求的調節纜600。同時，昇降管100軸向下降將會讓抵推件200相對昇降管100位移(抵推件200內縮)，調節纜600會增加第四滑輪430相對抵推件200的進給位移距離Y，而纏繞在第三滑輪420與第四滑輪430上的調節纜600之進給段620則是取得基礎段610提供的纜長。此時使用者可以在昇降管100下降到預設高度時使用迫件111運作夾緊調節纜600。

本創作方法是一種自行車座管昇降方法，再請參閱第4A圖至4B圖繪示的定位頭局部剖視圖及第5A圖至5B圖繪示之抵推件局部剖視圖。自行車座管昇降方法包含以下步驟：座管300採用抵推件200與昇降管100可達成伸縮之目的，利用第一滑輪110、第二滑輪410、第三滑輪420及第四滑輪430組配一基礎位移距離X及一進給位移距離Y(請一併參閱第6圖)，複數滑輪供一調節纜600纏繞；運用一彈性件500對調節纜600設置一彈性復位力；前述調節纜600在進給位移距離Y處與基礎位移距離X處的纏繞數量相異，當改變基礎位移距離X後，即進一步改變進給位移距離Y，且基礎位移距離X與進給位移距離Y會有差距，此差距將讓第三滑輪420拉動抵推件200使昇降管100位移；以及以彈性件500的彈性復位力帶動調節纜600恢復基礎 位移距離X而推動昇降管100復位。

由本方法態樣之實施方式，可以利用機械式滑輪組配彈性件及調節纜而產生一自動昇起座管的機構，能避免流體平衡技巧之使用，故本方法之實施方式不會受限於繁雜氣油壓結構。可以依需求調配進給位移距離及基礎位移距離，更可以利用進給段之纏繞圈數與基礎段之纏繞圈數相異，有效變化昇降速度與昇降高度。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧昇降管

101‧‧‧滑塊

102‧‧‧貫穿樞孔

103‧‧‧定位孔

110‧‧‧第一滑輪

111‧‧‧迫件

112‧‧‧活動迫緊輪

113‧‧‧迫環

114‧‧‧階輪

115‧‧‧第一階

116‧‧‧第二階

117‧‧‧軸

120‧‧‧定位頭

121‧‧‧座件

130‧‧‧控制組件

131‧‧‧凸輪

140‧‧‧彈簧

200‧‧‧抵推件

210‧‧‧第一端

211‧‧‧定位蓋

220‧‧‧第二端

221‧‧‧貫孔

230‧‧‧第一軌道

231‧‧‧第一長滑孔

240‧‧‧樞轉空間

250‧‧‧第二軌道

251‧‧‧第二長滑孔

300‧‧‧座管

301‧‧‧固定螺件

302‧‧‧滑道

400‧‧‧昇降調節機構

410‧‧‧第二滑輪

411‧‧‧滑座

420‧‧‧第三滑輪

430‧‧‧第四滑輪

431‧‧‧樞桿

432‧‧‧限位桿

500‧‧‧彈性件

600‧‧‧調節纜

610‧‧‧基礎段

620‧‧‧進給段

X‧‧‧基礎位移距離

Y‧‧‧進給位移距離

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：第1圖係繪示依照本發明一實施方式的分解立體圖。

第2圖係繪示依照本發明一實施方式的抵推件局部分解立體示意圖。

第3A圖係繪示依照本發明一實施方式之正向組合剖視圖。

第3B圖係繪示依照本發明一實施方式之側向組合剖視圖。

第4A圖係繪示依照本發明一實施方式之定位頭正向局部剖視圖。

第4B圖係繪示依照本發明一實施方式之定位頭側向 局部剖視圖。

第5A圖係繪示依照本發明一實施方式之抵推件正向局部剖視圖。

第5B圖係繪示依照本發明一實施方式之抵推件側向局部剖視圖。

第6圖係依照本發明一實施方式進行作業之狀態示意圖。

第7圖係依照本發明一實施方式進行作業之另一狀態示意圖。

100‧‧‧昇降管

101‧‧‧滑塊

102‧‧‧貫穿樞孔

103‧‧‧定位孔

110‧‧‧第一滑輪

111‧‧‧迫件

112‧‧‧活動迫緊輪

113‧‧‧迫環

114‧‧‧階輪

115‧‧‧第一階

116‧‧‧第二階

117‧‧‧軸

120‧‧‧定位頭

121‧‧‧座件

130‧‧‧控制組件

131‧‧‧凸輪

140‧‧‧彈簧

200‧‧‧抵推件

210‧‧‧第一端

211‧‧‧定位蓋

220‧‧‧第二端

221‧‧‧貫孔

230‧‧‧第一軌道

231‧‧‧第一長滑孔

240‧‧‧樞轉空間

250‧‧‧第二軌道

251‧‧‧第二長滑孔

300‧‧‧座管

302‧‧‧滑道

410‧‧‧第二滑輪

411‧‧‧滑座

420‧‧‧第三滑輪

430‧‧‧第四滑輪

431‧‧‧樞桿

432‧‧‧限位桿

500‧‧‧彈性件

600‧‧‧調節纜

610‧‧‧基礎段

620‧‧‧進給段

Claims (9)

1. 一種自行車座管結構，包括有：一昇降管，包含：一第一滑輪，樞裝在該昇降管上；一抵推件，該抵推件具有一第一端及一第二端，且該第一端同軸向設置於該昇降管內；一座管，係供該第二端定位，且該座管限制該昇降管僅能軸向昇降，而該座管被定位在該自行車上；一昇降調節機構，依序包含：一第二滑輪，樞設在該抵推件，且該第二滑輪受該抵推件限制在軸向位移，且該第二滑輪相對該昇降管具備一基礎位移距離；一第三滑輪，樞設在該抵推件；及一第四滑輪，共軸樞設在該抵推件及該昇降管，且該第四滑輪受該抵推件限制在軸向具備相對該抵推件的一進給位移距離；一彈性件，推動該昇降調節機構而令該抵推件之該第二端相對該昇降管向外伸縮位移；以及一調節纜，包含：一基礎段，纏繞在該第一滑輪與該第二滑輪；及一進給段，纏繞在該第三滑輪與該第四滑輪。
2. 如請求項1之自行車座管結構，其中，另包含：一活動迫緊輪，軸向迫緊該調節纜，且該活動迫緊輪 供該基礎段內運作方向相反的二該調節纜繞設，該第一滑輪供該基礎段內之其餘調節纜繞設。
3. 如請求項2之自行車座管結構，另包含：一定位頭固定在該昇降管之一上端部；以及該活動迫緊輪包含：一迫環，樞裝在該定位頭內；二階輪，每一該些階輪具有較小的一第一階與較大的一第二階，該二第一階彼此相對且可活動地套設在該迫環內，而運作方向相反的該二調節纜分別被各該第二階及該迫環限位；以及一迫件，沿軸向推動一該階輪，藉以令該第二階及該迫環夾緊該調節纜。
4. 如請求項3之自行車座管結構，另包括：一控制組件，相對應帶動該迫件延軸向位移；以及一復位手段，用以令該控制組件復位。
5. 如請求項1之自行車座管結構，該進給段之纏繞圈數較該基礎段之纏繞圈數相異。
6. 如請求項1之自行車座管結構，該基礎位移距離與該進給位移距離相異。
7. 如請求項1之自行車座管結構，其中，該彈性件 兩端分別抵推在該第一端與該第二滑輪之間。
8. 如請求項1之自行車座管結構，該彈性件設於該抵推件之一定位蓋與該第二滑輪之間，該定位蓋位於該第一滑輪之下方，該彈性件兩端分別抵推在該第一滑輪與該第二滑輪之間。
9. 一種自行車座管昇降方法，包含以下步驟：配置複數滑輪在一可伸縮座管內產生一基礎位移距離及一進給位移距離，且至少一滑輪連動該座管；纏繞一調節纜在複數滑輪上，且該調節纜在該進給位移距離處與該基礎位移距離處的纏繞數量相異，當該調節纜受力改變該基礎位移距離後，該基礎位移距離與該進給位移距離產生差距而使該座管伸縮；以及設置一彈性復位力恢復該基礎位移距離以帶動該座管復位。