自行車前鏈輪組件的製作方法
2023-05-06 18:42:41 1
專利名稱：自行車前鏈輪組件的製作方法
技術領域：
本發明一般地涉及自行車前鏈輪組件，它將自行車踏板固定地連接到自行車底架上並支承著一或多個在它上面的鏈輪齒圈。更具體地說，本發明是針對與此前鏈輪耦聯的保護罩。
騎自行車正成為日益普遍的健身形式以及運輸物質的一種手段。除此，騎自行車也已成為非常普遍的運動比賽項目。不論自行車是用於健身、運輸或是競賽，自行車的各種部件是在不斷的改進中來提高其性能和/或安全性。再有，自行車的部件也在經常改進其設計，以使之更為耐用和更具吸引力。過去這些年中業已在大範圍內進行重新設計的一個自行車的特殊部分乃是自行車的驅動鏈。
當前絕大多數自行車的驅動鏈具有多種速度，允許騎車人選擇適當的傳動比來適合騎車時遇到的特殊的乘騎條件。多速自行車的齒輪傳統組件的一種最普遍類型是，利用在一組前鏈輪或一組鏈輪間延伸的鏈以及安裝於自行車後輪的後輪轂上的一組後齒輪或鏈輪。通常採用兩個換檔變速器來運動鏈輪齒圈或鏈輪間的鏈。踏板是由連接到底託座上的一對自行車曲柄連接到前鏈輪齒圈上或隨其運動。這對曲柄從底架沿相反方向外延，在它們的自由端上則裝附上踏板用來支承騎車人的腳。騎車人轉動著踏板使鏈輪齒圈轉動，結果又轉動著自行車的鏈來帶動後鏈輪轉動，這樣便使自行車的後輪轉動。在某些曲柄設計中，前鏈輪齒圈是通過緊固指狀部而直接連接到曲柄之上。這種緊固指狀部是連接到曲柄的輪轂部上且由此沿徑向外延。
這類驅動鏈的問題之一是，騎車人的衣著會夾在鏈與鏈輪齒圈之間或會由於與連結觸而被弄髒。這種鏈驅動的另一個問題是，由於傳動系統調節不適當，致鏈脫離開鏈輪齒圈。
為了解決上述問題，自行車廠已為自行車的驅動鏈輪提供了防護罩。通常，這種罩或保護件是由樹脂或其他軟性材料製成。但很難按精確尺寸由軟性材料來製作保護罩或防護件。即使這種保護罩或防護件是以極精密與準確的尺寸製成，這種防護罩的軟性材料也易為熱、壓力或其他環境因素的影響而變形或受損。這樣，既有的保護罩就常未能以精密和準確的尺寸製成。結果便常常導致既有的保護罩擺動。特別是，要是一部分保護罩因某種原因變形，在把它裝附到前鏈輪上時，變形的部分(通常是角部之一)便會上抬，即使是兩個螺栓牢牢地固定到前鏈輪之上。
解決上述問題的一種方法是由重而剛性的金屬材料來製造這種保護罩。但由於自行車應構造成儘可能地輕量，這種方法頗非所希望的。另一些解決這問題的嘗試則導致了極令人討厭的保護罩和/或限制了曲柄組設計自由的保護罩。
絕大多數保護罩或防護件是由沿較為平行於鏈輪轉動軸線的方向延伸的螺栓固定到鏈輪上的。這樣，先有技術的上述這類保護蓋就不能沿軸向調節來校正擺動。此外，當此種先有技術保護蓋變形後，它們常會形成極令人厭惡的外觀。再有，有關的緊固件經常位於前鏈輪的前或外表面上，也造成欠佳的外觀。特別是人們希望構造出這樣的前鏈輪，它能具有非常平滑的悅目外觀而不讓緊固件出現於前表面上。
許多先有技術保護罩或防護件的另一個問題是，這種保護罩的安裝點限制了緊固指狀件和/或鏈輪齒圈的設計。
鑑於以上所述，需要有能解決先有技術中上述問題的前鏈輪組件。本發明能滿足先有技術中這方面的需要以及其他方面的需要，內行的人從以下公開的內容中當能理解到本發明的作用。
本發明的一個目的在於提供這樣的保護罩，它既具有吸引力又能為鏈輪齒圈與鏈提供合適的保護。
本發明的另一目的在於提供較易安裝與調節而得以避免保護罩波動的前鏈輪組件。
本發明的再一目的在於提供能在保護罩的前表面與緊固指狀件部分間有光滑過渡區的前鏈輪組件。
本發明的又一目的在於提供能允許較自由設計曲柄組的前鏈輪組件。
本發明的又另一目的在於提供較易製造和價廉的用於前鏈輪組件的罩。
本發明的又再一目的在於提供輕量和結實的自行車前鏈輪組件。
上述各目的可以通過提供下述自行車前鏈輪組件來基本實現，這種組件具有輪轂部，它構造成能耦聯到底託架上且能繞轉動軸線轉動；曲柄部，它的內端與輪轂部耦聯而其外自由端則可與踏板連接，許多緊固指狀件部，它們沿徑向從輪轂部外延到自由端，每個緊固指狀部具有鏈輪齒圈安裝點；以及由緊固件連接到緊固指針部上的罩，而這種緊固件具有基本上垂直於上述轉動軸線延伸的軸部。
內行的人從下面結合附圖公開本發明最佳實施例的詳述中，可以理解本發明上述的和其他的目的、特點、種種方面與優點。
圖1是採用了本發明的前鏈輪組件的傳統自行車的側視圖；圖2是本發明的前鏈輪組件的外視圖，其中以兩個鏈輪齒圈固定地耦聯到曲柄上形成曲柄組；圖3是圖1與2所示前鏈輪組件的部分端視圖，此組件耦連到底託架上，其中為便於示明將某些部件以橫剖圖表示；圖4是耦連到圖2與3所示罩上的曲柄的緊固指狀部之一的放大的部分橫剖圖；圖5是圖2與3中所示右曲柄的前視或外視圖；圖6是圖5所示右曲柄的一個緊固指狀部的端視圖；圖7是圖5與6所示右曲柄的後視或內視圖；圖8是圖2～6所示右曲柄沿圖7中8-8剖面線觀察的橫剖圖；圖9是圖2～4所示罩的外視或前視圖；圖10是圖2～4與9中所示罩的內視或後視圖；圖11是圖2～4與9和10中所示罩的側視圖；圖12是圖9～11所示罩的一部分的放大的局部後視或內視圖；圖13是圖9～12所示罩的一部分沿圖12中剖面線13-13觀察時的放大的局部橫剖圖14是圖9～13所示的罩以及緊固件之一沿圖4中軸線C觀察時的放大的部分邊緣視圖；圖15是本發明第二實施例的前鏈輪組件的部分橫剖圖；圖16是本發明第三實施例的前鏈輪組件的部分橫剖圖。
首先參看圖1與2，其中示明了具有本發明的曲柄組12的傳統自行車10。自行車及其各種部件是先有技術中周知的，因而自行車10及其種種部件，除非與本發明有關的，將不在此詳細說明與圖示。換言之，在此只是詳細說明並圖示曲柄組12。
本文中所用到的有關程度的修飾詞如「基本」、「大約」與「近似」是指不會顯著改變最終結果的被修飾詞的合理偏差量。這類詞應視作為在其不否定它所修飾的詞的意義前提下，包括所修飾詞的±25％的偏差在內。例如這裡所用的詞「基本平行」可以包括偏差10°而不包括23°角的兩條軸線或兩張平面，而詞「基本垂直」可以包括分開70°角但不包括23°角的兩條軸線或兩張平面。
基本上說，曲柄組12包括一對曲柄14與16、將曲柄14與16連接到一起的底託架18、以及一對前鏈輪齒圈或鏈輪20與21。曲柄14與16的自由端上設有踏板22。曲柄14與16、底託架18、前鏈輪齒圈20與21以及踏板22是相當常規的本項技術中周知的部件。因此，這些部件將不再詳述，除非是為實施本發明而要改進它們時。保護罩24耦聯到曲柄組12上來防止騎車人的衣著接觸到鏈輪齒圈20與21，或防止鏈26突然從鏈輪齒圈20與21的鏈輪齒上脫開。
現在參看圖2～4，本發明的前鏈輪組件基本上是由曲柄14、鏈輪齒圈20與21以及罩24形成。曲柄14包括輪轂部30、從輪轂部30沿徑向外延的曲拐部32以及4個從輪轂部30沿徑向外延的緊固指狀部34。輪轂部30、曲拐部32與緊固指狀部34最好用傳統的技術例如衝壓或澆鑄整體地形成單件的單元式部件。自然，曲拐部32可以是與輪轂部30相分開的部件。曲柄14最好由輕量金屬材料如鈦、鋁合金或不鏽鋼製成。
如圖3、5、7與8所示，輪轂部30有一中央孔40，而底託架18的軸18a的端部則不可旋轉地置入該孔內。孔40最好具有與上述軸18a的端部匹配的非圓剖面。例如孔40可以刻出鍵槽與底託架18的軸18a上端部的鍵槽來配合。內行的人根據這裡公開的內容自然知道能利用其他已知的形狀。輪轂部30可以通過傳統的曲柄螺栓42，基本以常規方式固定地連接到底託架18上。因此，輪轂部30的轉動便使底託架18隨之轉動。輪轂部30的前表面最好是光滑地、同時要配合到曲拐部32與緊固指狀部34之內。輪轂部30的背面具有環繞孔40的環形凸緣44。
曲拐部32具有與輪轂部30整體形成的內端50和中間形成有用來接附上踏板22之一的安裝孔54的自由外端52。安裝孔54最好取螺紋形式按傳統方式固定地與踏板22之一耦聯。
緊固指狀部34沿徑向朝外從輪轂部30延伸到自由端60。於是，這些緊固指狀部34便形成了耦連齒輪齒圈20與21的支座，如圖3與4所示。特別是，各緊固指狀部34的自由端具有沿軸向延伸的安裝孔62，用來經由緊固件64來固定齒輪齒圈20與21於其中。緊固件64最好是常規型的，其軸部具有與中央軸線A基本平行的縱軸線B。例如，緊固件64可以是帶墊圈和/或環形螺母的齒輪齒圈安裝螺栓，它們通常是用來將齒輪齒圈耦聯到曲柄的緊固指狀件部上。緊固件64最好由輕量材料如鋁合金或鈦製成。自然也可以採用其他類型的緊固件和/或材料。
如圖6與8所示，各個緊固指狀部34在其自由端60還有螺紋孔66。螺紋孔66中接納螺紋緊固件或螺栓68以將罩24安裝到緊固指狀部34的自由端60上、螺紋孔66的縱向中央軸線C沿徑向朝內延伸到中央轉動軸線A。因此，緊固件68的中央軸線C基本上是垂直此轉動軸線與齒輪齒圈20和21的緊固件64的軸線而延伸的。緊固件68的軸上最好有墊圈69。自然，內行的人據此公開內容可知，也可用其他類型的緊固件將罩24安裝到緊固指狀部34上的。例如可以用卡口型的緊固系統或任何其他能實施本發明的適當的緊固系統。此外，緊固指狀部34可以有一從其外延且在上面有螺母的螺紋軸。
如圖4與5所示，各緊固指狀部34最好圍繞輪轂部30等間隔地分開，即這些緊固指狀部34兩兩分開90°。自然，儘管圖中示明了4個緊固指狀部34，但內行的人據此公開內容可知是能夠利用較此為少或多的緊固指狀部34的。例如，曲柄14在構造中可以用到繞輪轂部30中心等間距分開的3或5個緊固指狀部。
如圖4所示，緊固指狀部34的前表面34具有一特型段70，後者有一弧形的外周邊緣72配合到罩24內。各特型段70沿它的緊固指狀部34在它的自由端60與輪轂部30之間的長度上彎曲。在輪轂部30處，特型段70光滑地配合到輪轂部30以及曲拐部32兩者之內。自由端60最好從各個緊固指狀部34的前表面的相關特型段70下凹，以在緊固指狀部34的特型段70與罩24之間能有光滑的過渡。
如圖9與10所示，罩24最好由合適的剛性材料形成一片式的單元件。這種剛性材料則最好是輕量材料，例如非金屬材料。用來構制罩24的一種可能材料是塑性材料，例如人造纖維或其他合適的塑性材料。
罩24最好是環形件。罩24的外周邊或外周部74最好是圓形的，而其直徑則略大於最大鏈輪齒圈21的直徑。罩24的內周邊76有4個內凸部78，它們與緊固指狀部34相對應。這些內凸部78各有一個與緊固指狀部34的弧形外表面72匹配的弧形面78a。上述內凸部78的內周邊最好取彎曲形而得以與緊固指狀部34的自由端60的相應角度或傾斜面遇合。
罩24具有環形的前表面80與環形的背表面82。前表面80最好彎曲成使其曲率與緊固指狀部34的曲率相符，以在緊固指狀部34與罩24的前表面80之間形成光滑的過渡。罩24的背表面82上有許多帶安裝孔86的安裝部84以及沿徑向位於安裝部84之外的環形輪輞部88。
保護罩24設計用來提供引入的外觀(光滑的外表)，同時設計成防止保護罩本身擺動。特別是，保護罩24可以用匿藏於其後的緊固件68來獨立地調節各緊固指狀部34。這種獨立的調節允許使罩24的外周邊74與自行車10的中心平面分隔一恆定距離。換言之，罩24可以在各緊固指狀部34沿軸向獨立地調節以校正保護罩24的任何畸變。此外，罩24的這種獨立調節保證能在緊固指狀部34的前表面與罩24的內凸部78的前表面80之間形成極為光滑的過渡部。換言之，由於罩24可沿軸向調節，就可使罩24的弧形表面78的內邊緣在徑向上與緊固指狀部34的弧形外周邊72一致。這樣就在緊固指狀部34與罩24之間形成「光滑的外觀」。此外，緊固件68的所在位置允許緊固指狀部34在設計上有更大的自由度。
在此實施例中，安裝部84乃是基本沿軸向延伸的軸向延伸凸緣。罩24的背面82與各安裝部84之間設有兩根拉條90以進一步加強安裝部84。安裝部84的安裝孔86最好是延伸到安裝部84的自由邊緣的開口U形槽。這些開口槽或安裝孔86允許罩24相對於緊固指狀部34易於安裝和調節。這樣，罩24便可相對於緊固指狀部34沿軸向調節。自然，內行的人可據此公開文件認識到這種安裝孔84也可以是閉槽或圓孔。
從圖10、12與14中可以極清楚地看到，此輪輞部88是沿徑向位於安裝部84之外，並且在安裝部84處是間斷的。具體地說，輪輞部88有4個切口92沿徑向位於所述安裝孔的安裝口之上。這些切口92提供了到緊固件68的通道。換言之，可將工具例如螺絲刀通過這種切口插入來轉動緊固件68，如圖14所示。
如圖3與4所示，輪輞部88是沿圓周設於罩24的背面82之上，且沿軸向延伸向最大鏈輪齒圈21的齒部鄰近。輪輞部88的自由端與最大鏈輪齒圈21的齒之間的間距最好小於鏈26的寬度，以使鏈26不會通過此間距掉落。
第二實施例現來參看圖15，其中示明了本發明第二實施例的自行車前鏈輪組件。在此第二實施例中，此前鏈輪組件基本上包括曲柄14』、鏈輪齒圈20與21』以及罩24。這樣，此實施例的所有部件與第一實施例的基本一致，例外的只是第一實施例的最大鏈輪齒圈21業已替換為應用了較短緊固件68』的改型鏈輪齒圈21』，而且曲柄14』的自由端60』也已改變。
本實施例的最大鏈輪齒圈21』與第一實施例的鏈輪齒圈21基本一致，不同的只是在鏈輪齒圈21』的向外的表面上設有4個軸向延伸的凸緣或罩安裝部21a』(圖中只示明1個)。這些罩安裝部21a』(只示明1個)兩兩分開90°，各有1個螺紋安裝孔21b』用來通過4個緊固件68』將罩24連接於其上。本實施例的曲柄14』與第一實施例的曲柄14基本一致，只是去掉了帶螺紋孔66的部分。
鑑於本實施例與第一實施例的一致性，本實施例將不在此詳細討論或圖示。但是，內行的人可從此公開的文件認識到，有關第一實施例的結構與說明可以用於構制本實施例而毋需經過過多的試驗。
第三實施例參看圖16，其中示明了本發明第三實施例的自行車前鏈輪組件。在此第三實施例中，此前鏈輪組件基本上包括曲柄14」、鏈輪齒圈20與21」以及罩24」。這樣，此第三實施例的所有部件與第一實施例的基本一致，例外的是鏈輪齒圈21」與罩24」之間的連接關係。
本實施例的最大鏈輪齒圈21」與第一實施例的最大鏈輪齒圈21基本一致，例外的是在鏈輪齒圈21」的面向外的表面上設有4個軸向延伸的凸緣或罩安裝部21a」(只示明1個)。這些罩安裝部21a」(只示明1個)兩兩相分開90°，各有一個開口槽或安裝孔21b」，用來通過4個緊固件68」將罩24」來連接。這樣，罩安裝部21a」與安裝部84基本一致，只不過是連接到鏈輪齒圈21」上而不是罩24」。本實施例的曲柄14」同第一實施例的曲柄基本一致，但除去了帶螺孔66的部分。同樣，罩24」與第一實施例的罩24基本一致，只是安裝孔已從U形槽改為螺孔86」。
鑑於本實施例與第一實施例之間的相似性，在此將不對第三實施例詳細討論或圖示。但是，內行的人將據此公開文件認識到，有關第一實施例的結構說明可以用來了解第三實施例的結構而不需通過太多的試驗方法。
雖然只由幾個選擇的實施例來闡述本發明，但內行的人可據此公開文件，在不背離本發明按後附權利要求規定的範圍內做出各種變動與改型的。此外，本發明的上面說明的實施例只是用於解釋目的，而不是用來限制由後附權利要求書及其等效內容所規定的本發明。
權利要求
1．自行車前鏈輪組件，它包括構造成能與底託架耦聯而與之繞轉動軸線轉動的輪轂部；具有與此輪轂部耦聯的內端和適合與踏板耦聯的外自由端的曲柄部；沿徑向朝外從此輪轂部延伸到自由端的多個緊固指狀部，各個緊固指狀部有鏈輪齒圈裝附點；以及由具有基本上垂直於上述轉動軸線延伸的軸部的緊固件連接到前述緊固指狀部的罩。
2．權利要求1所述的自行車前鏈輪組件，其中所述的罩具有前表面與背表面，所述背表面上有多個帶安裝孔的安裝部。
3．權利要求2所述的自行車前鏈輪組件，其中所述安裝孔是開口槽。
4．權利要求1所述的自行車前鏈輪組件，其中從所述輪轂部沿徑向延伸出4個緊固指狀部。
5．權利要求1所述的自行車前鏈輪組件，其中所述緊固件的軸部是擰合到前述緊固指狀部中形成的螺孔內。
6．權利要求5所述的自行車前鏈輪組件，其中所述罩有前表面與背表面，所述背表面上有多個帶安裝孔的安裝部。
7．權利要求6所述的自行車前鏈輪組件，其中所述安裝孔是開口槽。
8．權利要求1所述的自行車前鏈輪組件，其中所述罩是具有沿軸向延伸的順周向設置的輪輞部的環形件。
9．權利要求8所述的自行車前鏈輪組件，其中所述輪輞部沿徑向位於前述緊固件之外。
10．權利要求9所述的自行車前鏈輪組件，其中所述輪輞部在前述緊固件處間斷。
11．權利要求10所述的自行車前鏈輪組件，其中所述罩具有前表面與背表面，所述背表面上有多個帶安裝孔的安裝部。
12．權利要求11所述的自行車前鏈輪組件，其中所述安裝孔是開口槽。
13．權利要求1所述的自行車前鏈輪組件，其中所述罩具有在內周邊與外周邊之間延伸的前表面，而所述緊固指狀部具有與上述罩的前表面基本上齊平的前表面。
14．權利要求13所述的自行車前鏈輪組件，其中所述罩具有前表面與背表面，所述背表面上有多個帶安裝孔的安裝部。
15．權利要求14所述的自行車前鏈輪組件，其中所述安裝孔是開口槽。
16．權利要求1所述的自行車前鏈輪組件，其中所述鏈輪齒圈裝附點是螺孔。
17．權利要求16所述的自行車前鏈輪組件，其中所述螺孔沿基本平行於所述轉動軸線的方向延伸。
18．權利要求1所述的自行車前鏈輪組件，其中所述輪轂部具有位於中央的孔。
19．權利要求1所述的自行車前鏈輪組件，其中所述罩是由非金屬材料製成。
20．權利要求1所述的自行車前鏈輪組件，其中所述罩構製成一片式單元件。
21．用於前鏈輪的罩，此罩包括具有前表面、背表面與中央軸線的弧形體部；以及位於此背表面上的安裝部，此安裝部中貫穿地設有安裝孔，此安裝孔的縱中心線通過此弧形體部的中央軸線。
22．權利要求21所述的前鏈輪罩，其中所述弧形體部是環形件。
23．權利要求21所述的前鏈輪罩，其中所述背面有多個所述安裝部，安裝部中形成有一組所述安裝孔。
24．權利要求23所述的前鏈輪罩，其中所述安裝孔是開口槽。
25．權利要求21所述的前鏈輪罩，其中所述罩是具有延軸向延伸而順周向設置的輪輞部的環件。
26．權利要求25所述的前鏈輪罩，其中所述輪輞部沿徑向位於所述安裝部之外。
27．權利要求26所述的前鏈輪罩，其中所述輪輞部在所述安裝部處間斷。
28．權利要求27所述的前鏈輪罩，其中所述背面有多個所述安裝部，安裝部中形成有一組所述安裝孔。
29．權利要求22所述的前鏈輪罩，其中所述安裝部位於前述弧形體部的內周邊鄰近。
30．自行車前鏈輪組件，它包括構造成可與底託架耦聯而與之繞轉動軸線轉動的鏈輪部，此鏈輪部有多個從它沿軸向外延到自由端的罩裝附部；以及有由具有基本上垂直於所述轉動軸線延伸的軸部的緊固件耦聯到前述罩裝附部上的安裝部的罩。
31．權利要求30所述的自行車前鏈輪組件，其中所述安裝部中形成有安裝孔。
32．權利要求31所述的自行車前鏈輪組件，其中所述安裝孔是開口槽。
33．權利要求32所述的自行車前鏈輪組件，其中所述緊固件的軸部是擰入前述罩裝附部中形成的螺孔內。
34．權利要求31所述的自行車前鏈輪組件，其中所述安裝孔的縱中心線通過所述轉動軸線。
35．權利要求30所述的自行車前鏈輪組件，其中所述罩裝附部中形成有裝附孔。
36．權利要求35所述的自行車前鏈輪組件，其中所述裝附孔是開口槽。
37．權利要求36所述的自行車前鏈輪組件，其中所述緊固件的軸部是擰入前述安裝部中形成的螺孔內。
38．權利要求35所述的自行車前鏈輪組件，其中所述裝附孔的縱中心線通過前述轉動軸線。
全文摘要
提供了包括保護罩的自行車前鏈輪組件。此前鏈輪組件基本上包括曲柄、一或多個鏈輪齒圈以及保護罩。此曲柄包括輪轂部、曲拐部和4個緊固指狀部。這些緊固指狀部的自由端設有鏈輪齒圈裝附點用來將罩裝附於其上。此罩由一些緊固件裝附到緊固指狀部上,這些緊固件具有基本上垂直於前鏈輪組件的轉動軸線延伸的軸。
文檔編號B62M9/10GK1314285SQ01111619
公開日2001年9月26日 申請日期2001年3月16日 優先權日2000年3月17日
發明者山中正廣 申請人:株式會社島野