专利名称：自行车中轴组件的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及一种自行车中轴组件。更具体地，本发明涉及一种容易安装到自行车车架的支架部中的自行车中轴组件。
背景技术：
总体上讲，常规的自行车具有安装到菱形主车架的一对车轮，菱形主车架由多个管和枢转地连接到所述主车架的前叉形成。主车架的管通常包括上管、下管、头管、座管、一对后上叉、一对后下叉、以及圆柱形或管状支架部。主车架的管固定地联接在一起，以形成前三角形部和设置在前三角形部后方的后三角形部。前后三角形部用作自行车主体的框架，其中后车轮由后轴安装到后三角形部。前叉枢转地支撑在前三角形部上，以便前叉可以绕着从竖直方向稍微倾斜的轴线自由地旋转。前叉具有通过前轴联接到前叉上的前车轮。
车架的圆柱形或管状支架部由于支撑中轴，所以通常称为自行车中轴支架。许多不同类型的中轴目前在市场上可以买到。总体上讲，常规的自行车中轴具有安装在自行车车架的管状支架部内用于可旋转地支撑曲柄轴的一对轴承。在US专利No. 6，983，672中公开了一种类型的常规曲柄轴组件。该常规曲柄轴组件装备有分别具有第一和第二轴承的第一和第二轴支撑构件。第一和第二轴支撑构件分别拧到支架部的两个端部中。曲柄轴可旋转地支撑在第一和第二轴承两者上，并且左右曲柄不可旋转地安装在曲柄轴的两个轴向端部上。有时候第一和第二轴支撑构件压入配合到支架部的两个端部中。在US专利No. 7，503，700中公开了常规曲柄轴组件的一个示例，其第一和第二轴支撑构件压入配合到支架部中。鉴于上述情况，从本发明中本领域的技术人员将清楚需要改进的自行车中轴支架。本发明致力于解决本领域的该需要和其他需要，本领域的技术人员将从本发明中清楚这点。
发明内容
一个方面是提供一种容易安装到自行车车架的支架部中的自行车中轴组件。考虑到现有技术的状态，一种自行车中轴组件至少包括第一支撑构件和第一轴承单元。所述第一支撑构件包括第一支架安装部和第一轴承安装部。所述第一轴承单元联接到所述第一轴承安装部。所述第一支架安装部具有第一外圆周表面，其构造和设置成压入配合到自行车车架的支架部的第一开放端。所述第一支架安装部具有第一狭缝，其相对于所述第一轴承单元的旋转轴线沿着轴向方向从所述第一狭缝的开放轴向最内端至少延伸到相对于所述第一轴承单元的旋转轴线沿着径向方向位于从所述第一轴承单元径向向外的位置的区域。根据下面结合附图公开优选实施例的详细描述，本领域技术人员将清楚本发明的这些和其他目的、特征、方面以及优点。
现在参考附图，其形成该原始公开的一部分
图I为自行车车架的管状支架部的放大局部立体图，其中根据一个示出实施例的自行车中轴组件安装在管状支架部中；
图2为自行车中轴组件的分解立体图，其中中轴的部件从自行车车架的管状支架部分解出来；
图3为图I和图2中示出的自行车中轴组件的剖视图，其中一对曲柄臂安装到曲柄轴的端部；
图4为图I至图3中示出的自行车中轴组件的左端的放大剖视图；以及 图5为图I至图3中示出的自行车中轴组件的右端的放大剖视图。
具体实施例方式现在将参考附图对选定实施例进行说明。从本发明中本领域技术人员将会清楚，下面的实施例的描述仅是例示性的，而不是为了对本发明进行限制，本发明由所附权利要求及其等同物限定。首先参考图I至图3，示出了自行车10的一部分，其中根据一个示出实施例的自行车中轴组件12安装在自行车10的自行车车架14中。具体地，自行车中轴组件12经由如下面讨论的压入配合连接安装在车架14的管状支架部16中。本文所用的术语“被压入配合”或“压入配合”是指在将两个部件纵向地推压在一起后，通过摩擦将两个部件紧固在一起，而不是借助任何其他紧固方式。更优选地，将两个部件保持在一起的压入配合连接的摩擦优选地通过将一个部件压紧于另一个部件来增加，其依赖于制造两个部件的材料的抗张强度和抗压强度。管状支架部16由通常用于制造自行车车架的硬质刚性材料制成。管状支架部16具有不带螺纹的第一开放端16a和不带螺纹的第二开放端16b。圆柱形表面16c在管状支架部16的第一开放端16a和第二开放端16b之间延伸。在示出的实施例中，自行车中轴组件12包括曲柄轴18、第一支撑构件20、第二支撑构件22、第一轴承单元24、第二轴承单元26以及连接管构件28。基本上，在示出的实施例中，第一和第二支撑构件20和22是相同的，并且分别压入配合到管状支架部16的第一和第二开放端16a和16b中。第一和第二轴承单元24和26是相同的，并且分别压入配合到第一和第二支撑构件20和22中。第一和第二轴承单元24和26构造和设置成将曲柄轴18绕着旋转轴线A可旋转地支撑在管状支架部16内。虽然第一和第二轴承单元24和26示出为相同的，但是自行车领域的技术人员将清楚，如果必要和/或期望，第一和第二轴承单元24和26可以是不同的。同样，虽然第一和第二轴承单元24和26示出为相同的，但是自行车领域的技术人员将清楚，如果必要和/或期望，第一和第二轴承单元24和26可以是不同的。优选地，曲柄轴18可以沿着旋转轴线A的轴向方向从第一和第二轴承单元24和26去除，而不需要将第一和第二轴承单元24和26从第一和第二支撑构件20和22去除。在示出的实施例中，曲柄轴18是高度刚性的中空管形构件。例如，曲柄轴18由像铬钥钢的金属材料制成。如图2所示，曲柄轴18的第一或左端部包括阴或内螺纹18a和多个外花键或锯齿18b。如图3所示，阴螺纹(内螺纹)18a设置在曲柄轴18的左端部的内圆周表面上，以便紧固螺栓30拧入到阴螺纹18a中，从而紧固左曲柄臂32。锯齿18b提供在曲柄轴18的左端部的外圆周表面上，以将左曲柄臂32不可旋转地固定在曲柄轴18上。如图3和图4所示，曲柄轴18的第二或右端部包括多个外花键或锯齿18c，以不可旋转地固定右曲柄臂34。右曲柄臂34以常规方式压接到曲柄轴18上。当然，曲柄臂32和34可以以任何合适的方式(例如，螺纹、压接、粘接、焊接等)附接到曲柄轴18上。在示出的实施例中，左曲柄臂32可去除地紧固到曲柄轴18的左端，而右曲柄臂34优选地固 定到曲柄轴18的右端，以便右曲柄臂34通过花键联接一体地联接到曲柄轴18。替代地，与左曲柄臂34相同，右曲柄臂34可设计成可去除地紧固到曲柄轴18的右端。脚踏板安装到左右曲柄臂32和34的末端或自由端。如图3所示，左曲柄臂32包括花键连接孔32a，其不可旋转地连接在曲柄轴18的锯齿18b上。左曲柄臂32由拧到曲柄轴18的阴螺纹18a上的紧固螺栓30固定地联接到曲柄轴18。右曲柄臂34是齿轮曲柄，其具有通过曲柄连接部以可去除方式安装到其上的两个链环或链轮36和38。右曲柄臂34包括花键连接孔34a，其不可旋转地连接在曲柄轴18的锯齿18c上。具体地，连接孔32a和34a具有多个花键或锯齿，以便曲柄臂32和34以一定旋转相位不可旋转地联接到曲柄轴18，从而曲柄臂32和34沿着相反方向延伸。在安装于曲柄轴18上的左曲柄臂32的连接孔32a上形成有狭缝32b。左曲柄臂32通过拧紧如图2所示设置在曲柄轴18的底部上的两个安装螺栓40和42来牢固地固定在曲柄轴18上。因此，通过拧紧延伸穿过狭缝32b的安装螺栓40和42而使得狭缝32b的狭缝宽度变窄，以将左曲柄臂32牢固地固定在曲柄轴18上。这两个安装螺栓40和42例如是内六角头螺栓，并且它们的头部优选地从不同方向插入。现在转到图4，现在将更详细地讨论第一支撑构件20。在示出的实施例中，第一支撑构件20由注模为单一的整体构件的非金属材料构成。在示出的实施例中，第一支撑构件20具有相对于轴向方向的均匀纵向剖面轮廓。换句话说，对于沿着旋转轴线A剖开的每个纵向剖面来说，图4中示出的纵向剖面轮廓都是相同的。在示出的实施例中，如图4所示，第一支撑构件20包括第一支架安装部50、第一轴承安装部52以及第一连接管安装部54。第一支架安装部50的尺寸设置成压入配合到管状支架部16的第一开放端16a，同时第一轴承安装部52的尺寸设置成经由压入配合将第一轴承单元24保持在其中。第一连接管安装部54的尺寸设置成如图4所示地接纳连接管构件28的第一端28a。第一支架安装部50具有第一外圆周表面50a，其构造和设置成压入配合到自行车车架14的支架部16的第一开放端16a。第一外圆周表面50a是非螺纹表面。第一支架安装部50还具有环形抵接部50b和内端50c。环形抵接部50b沿着径向方向从第一外圆周表面50a向外伸出。如图3所示，环形抵接部50b抵接于自行车车架14的支架部16的第一开放端16a。第一支架安装部50具有第一狭缝50d，其形成至少部分地环绕第一轴承安装部52且至少部分地环绕第一连接管安装部54的环形空间。通过将第一狭缝50d提供在第一支架安装部50中，能够吸收关于自行车车架14的支架部16的第一开放端16a的内径的尺寸公差。在示出的实施例中，第一狭缝50d成形为连续圆形环。第一狭缝50d具有闭合轴向最外端50e和开放轴向最内端50f。第一狭缝50d从开放轴向最内端50f至闭合轴向最外端50e逐渐变细，以便随着第一狭缝50d接近闭合轴向最外端50e,第一狭缝50d的径向尺寸变得更小。第一狭缝50d的开放轴向最内端50f对应于内端50c。第一狭缝50d的闭合轴向最外端50e相对于第一轴承单元24的旋转轴线A沿着径向方向位于第一轴承单元24的正外侧。因此，第一狭缝50d相对于第一轴承单元24的旋转轴线A沿着轴向方向从第一狭缝50d的开放轴向最内端50f至少延伸到相对于第一轴承单元24的旋转轴线A沿着径向方向位于从第一轴承单元24径向向外的位置的区域。这样，第一狭缝50d的闭合轴向最外端50e相对于第一轴承单元24的旋转轴线A沿着径向方向位于从第一轴承单元24正向外的位置。换句话说，第一狭缝50d延伸成第一狭缝50d的闭合轴向最外端50e定位在第一外圆周表面50a和第一轴承安装部52之间。第一轴承安装部52具有由圆周表面52a和轴向朝向表面52b限定的凹部。圆周表面52a的尺寸设置成等于或稍微小于第一轴承单元24的外径，以便第一轴承单元24通过压入配合保持在第一轴承安装部52的凹部中。第一狭缝50d的闭合轴向最外端50e径向 地定位在第一支架安装部50的第一外圆周表面50a和第一轴承安装部52的圆周表面52a之间。第一连接管安装部54具有内周表面54a和外周表面54b。内周表面54a的尺寸设置成接纳连接管构件28的第一端28a。外周表面54b具有比第一外圆周表面50a更小的外径。现在转到图5，现在将更详细地讨论第二支撑构件22。在示出的实施例中，第二支撑构件22由注模为单一的整体构件的非金属材料构成。在示出的实施例中，第二支撑构件22具有相对于轴向方向的均匀纵向剖面轮廓。换句话说，对于沿着旋转轴线A剖开的每个纵向剖面来说，图5中示出的纵向剖面轮廓都是相同的。在示出的实施例中，如图5所示，第二支撑构件22包括第二支架安装部60、第二轴承安装部62以及第二连接管安装部64。第二支架安装部60的尺寸设置成压入配合到管状支架部16的第二开放端16b，同时第二轴承安装部62的尺寸设置成经由压入配合将第二轴承单元26保持在其中。第二连接管安装部64的尺寸设置成如图5所示地接纳连接管构件28的第二端28b。第二支架安装部60具有第二外圆周表面60a，其构造和设置成压入配合到自行车车架14的支架部16的第二开放端16b。第二外圆周表面60a是非螺纹表面。第二支架安装部60还具有环形抵接部60b和内端60c。环形抵接部60b沿着径向方向从第二外圆周表面60a向外伸出。如图3所示，环形抵接部60b抵接于自行车车架14的支架部16的第二开放端16b。第二支架安装部60具有第二狭缝60d，其形成至少部分地环绕第二轴承安装部62并且至少部分地环绕第二连接管安装部64的环形空间。通过将第二狭缝60d提供在第二支架安装部60中，能够吸收关于自行车车架14的支架部16的第二开放端16b的内径的尺寸公差。在示出的实施例中，第二狭缝60d成形为连续圆形环。第二狭缝60d具有闭合轴向最外端60e和开放轴向最内端60f。第二狭缝60d从开放轴向最内端至闭合轴向最外端60e逐渐变细，以便随着第二狭缝60d接近闭合轴向最外端60e，第二狭缝60d的径向尺寸变得更小。第二狭缝60d的开放轴向最内端60f对应于内端60c。第二狭缝60d的闭合轴向最外端60e相对于第二轴承单元26的旋转轴线A沿着径向方向位于第二轴承单元26的正外侧。因此，第二狭缝60d相对于第二轴承单元26的旋转轴线A沿着轴向方向从第二狭缝60d的开放轴向最内端60f至少延伸到相对于第二轴承单元26的旋转轴线A沿着径向方向位于从第二轴承单元26径向向外的位置的区域。这样，第二狭缝60d的闭合轴向最外端60e相对于第二轴承单元26的旋转轴线A沿着径向方向位于第二轴承单元26的正外侧。换句话说，第二狭缝60d延伸以便第二狭缝60d的闭合轴向最外端60e定位在第二外圆周表面60a和第二轴承安装部62之间。第二轴承安装部62具有由圆周表面62a和轴向朝向表面62b限定的凹部。圆周表面62a的尺寸设置成等于或稍微小于第二轴承单元26的外径，以便第二轴承单元26通过压入配合保持在第二轴承安装部62的凹部中。第二狭缝60d的闭合轴向最外端60e径向地定位在第二支架安装部60的第二外圆周表面60a和第二轴承安装部62的圆周表面62a之间。
第二连接管安装部64具有内周表面64a和外周表面64b。内周表面64a的大小设置成接纳连接管构件28的第二端28b。外周表面64b具有比第二外圆周表面60a更小的外径。第一轴承单元24是工业类型轴承单元，其如上面所述压入配合到第一支撑构件20中。第一轴承单元24联接到第一轴承安装部52。第一轴承单元24包括外圈70、内圈72以及多个辊元件或滚珠74。辊元件或滚珠74设置在外圈70和内圈72之间。第一狭缝50d至少延伸到相对于第一轴承单元24的旋转轴线A沿着径向方向位于从辊元件74径向向外的位置的区域。第一轴承单元24还具有一对常规密封件78a和78b。第二轴承单元26是工业类型轴承单元，其如上面所述压入配合到第二支撑构件22中。第二轴承单元26联接到第一轴承安装部52。第二轴承单元26包括外圈80、内圈82以及多个辊元件或滚珠84。辊元件或球84设置在外圈80和内圈82之间。第二狭缝60d至少延伸到相对于第二轴承单元26的旋转轴线A沿着径向方向位于从辊元件84径向向外的位置的区域。第二轴承单元26还具有一对常规密封件88a和88b。连接管构件28是管状构件，其具有尺寸设置成曲柄轴18能从其中穿过的内径。连接管构件28装配到第一和第二连接管安装部54和64，以便连接管构件28在第一和第二支撑构件20和22之间同心地延伸。如图4和图5所示，优选地在连接管构件28的第一和第二端28a和28b上分别安装两个O形环90和92。O形环90和92接触表面54a和64a以在它们之间分别产生密封，以阻止污染物进入第一和第二支撑构件20和22的内部。在理解本发明的范围时，当在本文中使用时，术语“包括”及其派生词旨在成为开放式的术语，其明确说明所述特征、元件、部件、组、整体和/或步骤的存在，但不排除其他未述特征、元件、部件、组、整体和/或步骤的存在。上述解释也适用于具有相似意思的词，例如术语“包含”、“具有”和它们的派生词。而且，术语“零件”、“部分”、“部”、“构件”或“元件”当用作单数时，可以具有单个零件或多个零件的双重意思。最后，当在本文中使用时，程度术语，例如“基本上”、“大约”、“近似”意味着被修饰术语的合理偏离量，以便使得最终结果不被显著改变。虽然仅选择了选定实施例来例示本发明，但是本领域的技术人员从本发明将会清楚，在不脱离如所附权利要求限定的本发明范围的情况下，在本文中可以作出各种改变和变更。例如，各部件的大小、形状、位置或朝向可以根据需要和/或期望来改变，除非另外明确说明。显示为直接互相连接或接触的部件可以具有设置在它们之间的中间结构，除非另外明确说明。一个元件的功能可以由两个来执行，反之亦然，除非另外明确说明。不需要将 所有优点都同时展现在具体实施例中。对于与现有技术相比独特的每个特征，单独地或与其他特征组合，也应该被认为是申请人的进一步的发明的单独描述，包括由这样的特征(或多个特征)体现的结构和/或功能概念。因此，根据本发明的实施例的前述描述仅用于例示，而不是为了对本发明进行限制，本发明由所附权利要求及其等同物限定。
权利要求
1.一种自行车中轴组件，包括第一支撑构件，其包括第一支架安装部和第一轴承安装部；第一轴承单元，其联接到所述第一轴承安装部；并且所述第一支架安装部具有第一外圆周表面，所述第一外圆周表面构造和设置成压入配合到自行车车架的支架部的第一开放端，所述第一支架安装部具有第一狭缝，所述第一狭缝相对于所述第一轴承单元的旋转轴线沿着轴向方向从所述第一狭缝的开放轴向最内端至少延伸到相对于所述第一轴承单元的所述旋转轴线沿着径向方向位于从所述第一轴承单元径向向外的位置的区域。
2.根据权利要求I所述的自行车中轴组件,其中所述第一狭缝成形为连续圆形环。
3.根据权利要求I所述的自行车中轴组件,其中所述第一狭缝具有闭合轴向最外端。
4.根据权利要求3所述的自行车中轴组件，其中所述第一狭缝从所述开放轴向最内端至所述闭合轴向最外端逐渐变细。
5.根据权利要求I所述的自行车中轴组件,其中所述第一轴承单元包括外圈、内圈以及设置在所述外圈和所述内圈之间的至少一个辊元件，所述第一狭缝还至少延伸到相对于所述第一轴承单元的所述旋转轴线沿着所述径向方向位于从所述至少一个辊元件径向向外的位置的区域。
6.根据权利要求I所述的自行车中轴组件,其中所述第一轴承单元压入配合到所述第一支撑构件中。
7.根据权利要求I所述的自行车中轴组件,其中所述第一支撑构件还包括第一连接管安装部，所述第一连接管安装部具有比所述第一外圆周表面更小的外径。
8.根据权利要求7所述的自行车中轴组件，该自行车中轴组件还包括装配到所述第一连接管安装部的连接管构件。
9.根据权利要求I所述的自行车中轴组件,其中所述第一支撑构件由非金属材料构成。
10.根据权利要求I所述的自行车中轴组件,该自行车中轴组件还包括第二支撑构件，其包括第二支架安装部和第二轴承安装部；以及第二轴承单元，其联接到所述第二轴承安装部，并且所述第二支架安装部具有第二外圆周表面，所述第二外圆周表面构造和设置成压入配合到所述自行车车架的所述支架部的第二开放端。
11.根据权利要求10所述的自行车中轴组件,其中所述第二支架安装部具有第二狭缝，所述第二狭缝相对于所述第二轴承单元的旋转轴线沿着轴向方向从所述第二狭缝的开放轴向最内端至少延伸到相对于所述第二轴承单元的所述旋转轴线沿着径向方向位于从所述第二轴承单元径向向外的位置的区域。
12.根据权利要求11所述的自行车中轴组件,其中所述第一支撑构件还包括第一连接管安装部，所述第一连接管安装部具有比所述第一外圆周表面更小的外径，并且所述第二支撑构件还包括第二连接管安装部，所述第二连接管安装部具有比所述第二外圆周表面更小的外径。
13.根据权利要求12所述的自行车中轴组件，该自行车中轴组件还包括连接管构件，其装配到所述第一连接管安装部和所述第二连接管安装部，以便所述连接管构件在所述第一支撑构件和所述第二支撑构件之间同心地延伸。
全文摘要
一种自行车中轴组件至少具有第一支撑构件和第一轴承单元。所述第一支撑构件包括第一支架安装部和第一轴承安装部。所述第一轴承单元联接到所述第一轴承安装部。所述第一支架安装部具有第一外圆周表面，其构造和设置成压入配合到自行车车架的支架部的第一开放端。所述第一支架安装部具有第一狭缝，其相对于所述第一轴承单元的旋转轴线沿着轴向方向从所述第一狭缝的开放轴向最内端至少延伸到相对于所述第一轴承单元的旋转轴线沿着径向方向位于从所述第一轴承单元径向向外的位置的区域。
文档编号B62M1/36GK102923241SQ201210073768
公开日2013年2月13日 申请日期2012年3月20日 优先权日2011年8月12日
发明者山中正广 申请人:株式会社岛野