曲柄轴组件及制造方法
【专利说明】曲柄轴组件及制造方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2013年3月12日提交的美国申请N0.13/795075的优先权，该美国申请的全文通过参弓I并入本文。
技术领域
[0003]本文中所公开的主题涉及自行车并且具体地涉及具有曲柄轴部件的自行车。
【背景技术】
[0004]自行车一一例如山地自行车和全地形自行车一一在操作期间会遇到各种地形和环境条件。因此，自行车中所使用的部件需要承受由凸块、岩石和凹处等引起的冲击。这致使部件要由坚固的材料制成以避免损坏。然而，由于越轻的自行车对骑行者的耐力的影响越小，因此诸如例如重量之类的其他因素也可以决定材料选择。
[0005]为了适应这些因素，要在部件的材料选择与设计上做出权衡。可能期望使例如诸如前叉组件之类的吸收能量的部件由高强度钢制成。然而，可能并不期望引起钢部件的附加重量。为了获得高强度且低重量的叉组件，例如已提出了诸如碳复合材料之类的复合材料。尽管由这些材料制成的叉表现良好，但是它们的制造往往较昂贵。此外，尽管复合材料较牢固，但是它们另外比传统的金属材料弹性小。因而，使用更好性能的复合材料会进一步增加成本。
[0006]自行车包括大量的子组件，例如前转向管-叉组件或曲柄-轴组件。这些子组件中的每个子组件通常由许多部件构成。例如，前叉组件包括转向管、肩盖以及一个或更多个悬架叉。尽管制造单独的部件可能期望允许部件的材料选择和设计方面的灵活性，但是这对自行车的制造成本造成了不利的影响。
[0007]因此，尽管现有的自行车适合其预期用途，但是特别是在部件的制造方面依然存在改进的需要，以在保持或改善所需性能的同时减少部件的数目。
【发明内容】
[0008]根据本发明的一方面，提供了一种用于自行车的曲柄组件。该曲柄组件包括一体成型的一体式本体。该本体包括第一臂部。从第一臂部的一端成角度地延伸有第二臂部。在第一臂部与第二臂部之间设置有封闭腔。该腔在第一臂部中的第一端部处具有第一宽度并且在第二臂部的端部处具有第二宽度。该腔和第一臂部在第一方向上限定了第一壁厚度，该腔和第二臂部在第二方向上限定了第二壁厚度，其中，第一壁厚度与第二壁厚度大致相等。从第二臂部的与第一臂部相反的端部延伸有凸台部。
[0009]根据本发明的另一方面，提供了一种用于自行车的曲柄组件。该曲柄组件包括具有第一宽度的第一臂部。从第一臂部延伸有第二臂部，该第二臂部具有第一端部和第二端部，其中，该第一端部具有第二宽度，该第二端部具有第三宽度，该第三宽度比第二宽度和第一宽度大。从第一臂部至第二臂部延伸有封闭腔，该腔与第一臂部和第二臂部配合以限定第一壁厚度，该第一壁厚度沿着第一臂部和第二臂部的长度是大致一致的。从第二端部延伸有凸台部。
[0010]这些及其他优点和特征通过结合附图的以下描述将变得更明显。
【附图说明】
[0011]在说明书的结论处的权利要求中特别地指出并明确地要求了被视为本发明的主题。本发明的前述及其他特征和优点通过结合附图的以下详细描述而变得明显，在附图中:
[0012]图1是根据本发明的实施方式的自行车的侧视平面图图示；
[0013]图2是图1的自行车的局部侧视平面图图示；
[0014]图3是用于图1的自行车的一体式转向管-肩盖实施方式的立体图图示；
[0015]图4至图6是图3的一体式转向管-肩盖的实施方式的立体截面图图示；
[0016]图7至图10是用于图1的自行车的一体式转向管-肩盖-叶片实施方式的图示；
[0017]图11至图16是用于图1的自行车的另--体式转向管-肩盖实施方式的图示；
[0018]图17至图22是用于图1的自行车的另--体式转向管-肩盖实施方式的图示；
[0019]图23至图28是用于图1的自行车的另--体式转向管-肩盖-叶片实施方式的图示；
[0020]图29至图30是用于图1的自行车的一体式转向管-肩盖-叶片或一体式转向管-肩盖的另一实施方式的图不;
[0021]图31至图38是根据本发明的实施方式的用于制造一体式转向管-肩盖-叉的过程的图示；
[0022]图39至图44是根据本发明的实施方式的用于制造具有单个叉的另一一体式转向管-肩盖-叉的过程的图示；
[0023]图45是所制造的图44的转向管-肩盖-叉的呈局部截面形式的侧视平面图；
[0024]图46至图48是组装图45的转向管-肩盖-叉中的叶片插入件的图示；
[0025]图49至图50是已完成的图48的转向管-肩盖-叉的立体图图示；
[0026]图51是替代性的已完成的转向管-肩盖-叉的立体图图示；
[0027]图52是用于图1的自行车的曲柄组件实施方式的分解立体图图示；
[0028]图53至图60是用于制造图52的曲柄组件的一体式的曲柄-臂和轴构件的过程的图示；
[0029]图61至图66是图55和图56的一体式的曲柄-臂和轴构件的图示；
[0030]图67至图71是图57和图58的一体式的曲柄-臂和轴构件的图示；
[0031]图72至图76是图51的一体式的曲柄-臂和轴构件的图示；
[0032]图77至图80是图60的正插入插塞的一体式的曲柄-臂和轴构件的图示；
[0033]图81至图87是图60的二次操作已经完成的一体式的曲柄臂和轴构件的图示；
[0034]图88至图89是图52的作为用于使孔的端部封闭的另一实施方式的一体式的曲柄-臂和轴构件的图示；
[0035]图90至图91是用于图52的曲柄组件的另--体式的曲柄-臂和轴构件的图示；
[0036]图92至图99是用于图52的曲柄臂组件的曲柄臂的第二部分的图示；
[0037]图100至图101是根据本发明的另一实施方式的曲柄组件的图示；以及
[0038]图102是图100至图101的具有一体的且一体式的轴部的曲柄组件的截面图。
[0039]详细的描述参照附图通过示例对本发明的实施方式以及优点和特征进行说明。
【具体实施方式】
[0040]图1是自行车100的示例性实施方式，自行车100具有自行车车架105，自行车车架105构造成接纳前轮110和后轮115。每个轮包括分别由轮辋116、118支承的可充气轮胎112、114。车架105包括前部段120和后部段125。前部段120包括头管130，头管130构造成并定尺寸成接纳前组件135并允许头管130与前组件135中的转向管140之间的旋转自由度。前组件135将前部段120联接至前轮110。如下面将更详细地论述的，前组件135可以设置在若干不同的实施方式中，这些实施方式包括但不限于:一体式转向管-肩盖-两个叶片刚性叉装置、一体式转向管-肩盖-单个刚性叉装置、一体式转向管-肩盖装置、一体式转向管-肩盖-两个叶片悬架叉装置以及一体式转向管-肩盖-一个叶片悬架叉装置。
[0041]转向管140联接有车把145以允许骑行者经由前组件135而使前轮110转向。车把145通常具有握把和手制动致动器(未示出)。在车架前部段120的相反端部上，竖向地定向的后座支承件160固定地附接至前部段120和后部段125中的至少一者，从而为座165提供支承。前部段120安装有位于座165下方的曲柄组件170。如下面将更详细地论述的，曲柄组件170包括第一部分，该第一部分具有第一臂和从该第一臂延伸的一体轴。该轴联接有与第一臂相反的第二臂。曲柄臂的端部联接有踏板(未示出)。曲柄组件170经由链或其他合适的构件联接后轮齿轮组件(未示出)。
[0042]后部段125通过一对连杆172、174和后悬架系统175联接至前部段120。后部段125包括上管180和下管185，上管180和下管185将后轮115连接至前部段120。应当理解的是，连杆172、174和后悬架175枢转，从而允许后部段125在与前部段120相同的平面中独立地运动。这种类型的自行车—有时被称为全悬架类型—为自行车100的两个轮110、115提供了能量的吸收和衰减。在替代性实施方式中，可以省去后悬架175以产生有时被称为硬尾车的自行车类型，并且后部段125将固定地附接至前部段120。
[0043]现在将参照图2对前组件135进行描述。前组件135包括转向管140，转向管140联接成在头管130内旋转。从转向管140的底部延伸有用以提供与叉部192的接合的肩盖190。叉部192联接有与肩盖190相反的勾爪194。勾爪194包括定尺寸成接纳前轮110的轮轴119的槽。如下面将进一步论述的，叉部192可以联接在前轮110的两侧。在本实施方式中，可以结合单悬架系统，或者叉部192的每侧均可以具有单独的悬架系统。具有悬架的叉部192还可以设置在自行车的仅一侧例如左侧(即使缺少一个“腿部”或“叶片”，仍然被称为“叉”)，这有时被称为“左撇子”。
[0044]在操作期间，前组件135吸收因前轮110上的撞击而引起的大量能量。因此，期望前组件135既足够坚固以受得住撞击、足够有韧性以避免因撞击造成的损坏又在重量上较较轻。在图3至图6中示出了一体式且整体式的转向