曲柄軸組件及制造方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】曲柄軸組件及制造方法
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求2013年3月12日提交的美國(guó)申請(qǐng)N0.13/795075的優(yōu)先權(quán)，該美國(guó)申請(qǐng)的全文通過(guò)參弓I并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本文中所公開(kāi)的主題涉及自行車(chē)并且具體地涉及具有曲柄軸部件的自行車(chē)。
【背景技術(shù)】
[0004]自行車(chē)一一例如山地自行車(chē)和全地形自行車(chē)一一在操作期間會(huì)遇到各種地形和環(huán)境條件。因此，自行車(chē)中所使用的部件需要承受由凸塊、巖石和凹處等引起的沖擊。這致使部件要由堅(jiān)固的材料制成以避免損壞。然而，由于越輕的自行車(chē)對(duì)騎行者的耐力的影響越小，因此諸如例如重量之類(lèi)的其他因素也可以決定材料選擇。
[0005]為了適應(yīng)這些因素，要在部件的材料選擇與設(shè)計(jì)上做出權(quán)衡?？赡芷谕估缰T如前叉組件之類(lèi)的吸收能量的部件由高強(qiáng)度鋼制成。然而，可能并不期望引起鋼部件的附加重量。為了獲得高強(qiáng)度且低重量的叉組件，例如已提出了諸如碳復(fù)合材料之類(lèi)的復(fù)合材料。盡管由這些材料制成的叉表現(xiàn)良好，但是它們的制造往往較昂貴。此外，盡管復(fù)合材料較牢固，但是它們另外比傳統(tǒng)的金屬材料彈性小。因而，使用更好性能的復(fù)合材料會(huì)進(jìn)一步增加成本。
[0006]自行車(chē)包括大量的子組件，例如前轉(zhuǎn)向管-叉組件或曲柄-軸組件。這些子組件中的每個(gè)子組件通常由許多部件構(gòu)成。例如，前叉組件包括轉(zhuǎn)向管、肩蓋以及一個(gè)或更多個(gè)懸架叉。盡管制造單獨(dú)的部件可能期望允許部件的材料選擇和設(shè)計(jì)方面的靈活性，但是這對(duì)自行車(chē)的制造成本造成了不利的影響。
[0007]因此，盡管現(xiàn)有的自行車(chē)適合其預(yù)期用途，但是特別是在部件的制造方面依然存在改進(jìn)的需要，以在保持或改善所需性能的同時(shí)減少部件的數(shù)目。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種用于自行車(chē)的曲柄組件。該曲柄組件包括一體成型的一體式本體。該本體包括第一臂部。從第一臂部的一端成角度地延伸有第二臂部。在第一臂部與第二臂部之間設(shè)置有封閉腔。該腔在第一臂部中的第一端部處具有第一寬度并且在第二臂部的端部處具有第二寬度。該腔和第一臂部在第一方向上限定了第一壁厚度，該腔和第二臂部在第二方向上限定了第二壁厚度，其中，第一壁厚度與第二壁厚度大致相等。從第二臂部的與第一臂部相反的端部延伸有凸臺(tái)部。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于自行車(chē)的曲柄組件。該曲柄組件包括具有第一寬度的第一臂部。從第一臂部延伸有第二臂部，該第二臂部具有第一端部和第二端部，其中，該第一端部具有第二寬度，該第二端部具有第三寬度，該第三寬度比第二寬度和第一寬度大。從第一臂部至第二臂部延伸有封閉腔，該腔與第一臂部和第二臂部配合以限定第一壁厚度，該第一壁厚度沿著第一臂部和第二臂部的長(zhǎng)度是大致一致的。從第二端部延伸有凸臺(tái)部。
[0010]這些及其他優(yōu)點(diǎn)和特征通過(guò)結(jié)合附圖的以下描述將變得更明顯。
【附圖說(shuō)明】
[0011]在說(shuō)明書(shū)的結(jié)論處的權(quán)利要求中特別地指出并明確地要求了被視為本發(fā)明的主題。本發(fā)明的前述及其他特征和優(yōu)點(diǎn)通過(guò)結(jié)合附圖的以下詳細(xì)描述而變得明顯，在附圖中:
[0012]圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的自行車(chē)的側(cè)視平面圖圖示；
[0013]圖2是圖1的自行車(chē)的局部側(cè)視平面圖圖示；
[0014]圖3是用于圖1的自行車(chē)的一體式轉(zhuǎn)向管-肩蓋實(shí)施方式的立體圖圖示；
[0015]圖4至圖6是圖3的一體式轉(zhuǎn)向管-肩蓋的實(shí)施方式的立體截面圖圖示；
[0016]圖7至圖10是用于圖1的自行車(chē)的一體式轉(zhuǎn)向管-肩蓋-葉片實(shí)施方式的圖示；
[0017]圖11至圖16是用于圖1的自行車(chē)的另--體式轉(zhuǎn)向管-肩蓋實(shí)施方式的圖示；
[0018]圖17至圖22是用于圖1的自行車(chē)的另--體式轉(zhuǎn)向管-肩蓋實(shí)施方式的圖示；
[0019]圖23至圖28是用于圖1的自行車(chē)的另--體式轉(zhuǎn)向管-肩蓋-葉片實(shí)施方式的圖示；
[0020]圖29至圖30是用于圖1的自行車(chē)的一體式轉(zhuǎn)向管-肩蓋-葉片或一體式轉(zhuǎn)向管-肩蓋的另一實(shí)施方式的圖不;
[0021]圖31至圖38是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的用于制造一體式轉(zhuǎn)向管-肩蓋-叉的過(guò)程的圖示；
[0022]圖39至圖44是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的用于制造具有單個(gè)叉的另一一體式轉(zhuǎn)向管-肩蓋-叉的過(guò)程的圖示；
[0023]圖45是所制造的圖44的轉(zhuǎn)向管-肩蓋-叉的呈局部截面形式的側(cè)視平面圖；
[0024]圖46至圖48是組裝圖45的轉(zhuǎn)向管-肩蓋-叉中的葉片插入件的圖示；
[0025]圖49至圖50是已完成的圖48的轉(zhuǎn)向管-肩蓋-叉的立體圖圖示；
[0026]圖51是替代性的已完成的轉(zhuǎn)向管-肩蓋-叉的立體圖圖示；
[0027]圖52是用于圖1的自行車(chē)的曲柄組件實(shí)施方式的分解立體圖圖示；
[0028]圖53至圖60是用于制造圖52的曲柄組件的一體式的曲柄-臂和軸構(gòu)件的過(guò)程的圖示；
[0029]圖61至圖66是圖55和圖56的一體式的曲柄-臂和軸構(gòu)件的圖示；
[0030]圖67至圖71是圖57和圖58的一體式的曲柄-臂和軸構(gòu)件的圖示；
[0031]圖72至圖76是圖51的一體式的曲柄-臂和軸構(gòu)件的圖示；
[0032]圖77至圖80是圖60的正插入插塞的一體式的曲柄-臂和軸構(gòu)件的圖示；
[0033]圖81至圖87是圖60的二次操作已經(jīng)完成的一體式的曲柄臂和軸構(gòu)件的圖示；
[0034]圖88至圖89是圖52的作為用于使孔的端部封閉的另一實(shí)施方式的一體式的曲柄-臂和軸構(gòu)件的圖示；
[0035]圖90至圖91是用于圖52的曲柄組件的另--體式的曲柄-臂和軸構(gòu)件的圖示；
[0036]圖92至圖99是用于圖52的曲柄臂組件的曲柄臂的第二部分的圖示；
[0037]圖100至圖101是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式的曲柄組件的圖示；以及
[0038]圖102是圖100至圖101的具有一體的且一體式的軸部的曲柄組件的截面圖。
[0039]詳細(xì)的描述參照附圖通過(guò)示例對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式以及優(yōu)點(diǎn)和特征進(jìn)行說(shuō)明。
【具體實(shí)施方式】
[0040]圖1是自行車(chē)100的示例性實(shí)施方式，自行車(chē)100具有自行車(chē)車(chē)架105，自行車(chē)車(chē)架105構(gòu)造成接納前輪110和后輪115。每個(gè)輪包括分別由輪輞116、118支承的可充氣輪胎112、114。車(chē)架105包括前部段120和后部段125。前部段120包括頭管130，頭管130構(gòu)造成并定尺寸成接納前組件135并允許頭管130與前組件135中的轉(zhuǎn)向管140之間的旋轉(zhuǎn)自由度。前組件135將前部段120聯(lián)接至前輪110。如下面將更詳細(xì)地論述的，前組件135可以設(shè)置在若干不同的實(shí)施方式中，這些實(shí)施方式包括但不限于:一體式轉(zhuǎn)向管-肩蓋-兩個(gè)葉片剛性叉裝置、一體式轉(zhuǎn)向管-肩蓋-單個(gè)剛性叉裝置、一體式轉(zhuǎn)向管-肩蓋裝置、一體式轉(zhuǎn)向管-肩蓋-兩個(gè)葉片懸架叉裝置以及一體式轉(zhuǎn)向管-肩蓋-一個(gè)葉片懸架叉裝置。
[0041]轉(zhuǎn)向管140聯(lián)接有車(chē)把145以允許騎行者經(jīng)由前組件135而使前輪110轉(zhuǎn)向。車(chē)把145通常具有握把和手制動(dòng)致動(dòng)器(未示出)。在車(chē)架前部段120的相反端部上，豎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，從而為座165提供支承。前部段120安裝有位于座165下方的曲柄組件170。如下面將更詳細(xì)地論述的，曲柄組件170包括第一部分，該第一部分具有第一臂和從該第一臂延伸的一體軸。該軸聯(lián)接有與第一臂相反的第二臂。曲柄臂的端部聯(lián)接有踏板(未示出)。曲柄組件170經(jīng)由鏈或其他合適的構(gòu)件聯(lián)接后輪齒輪組件(未示出)。
[0042]后部段125通過(guò)一對(duì)連桿172、174和后懸架系統(tǒng)175聯(lián)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將后輪115連接至前部段120。應(yīng)當(dāng)理解的是，連桿172、174和后懸架175樞轉(zhuǎn)，從而允許后部段125在與前部段120相同的平面中獨(dú)立地運(yùn)動(dòng)。這種類(lèi)型的自行車(chē)—有時(shí)被稱(chēng)為全懸架類(lèi)型—為自行車(chē)100的兩個(gè)輪110、115提供了能量的吸收和衰減。在替代性實(shí)施方式中，可以省去后懸架175以產(chǎn)生有時(shí)被稱(chēng)為硬尾車(chē)的自行車(chē)類(lèi)型，并且后部段125將固定地附接至前部段120。
[0043]現(xiàn)在將參照?qǐng)D2對(duì)前組件135進(jìn)行描述。前組件135包括轉(zhuǎn)向管140，轉(zhuǎn)向管140聯(lián)接成在頭管130內(nèi)旋轉(zhuǎn)。從轉(zhuǎn)向管140的底部延伸有用以提供與叉部192的接合的肩蓋190。叉部192聯(lián)接有與肩蓋190相反的勾爪194。勾爪194包括定尺寸成接納前輪110的輪軸119的槽。如下面將進(jìn)一步論述的，叉部192可以聯(lián)接在前輪110的兩側(cè)。在本實(shí)施方式中，可以結(jié)合單懸架系統(tǒng)，或者叉部192的每側(cè)均可以具有單獨(dú)的懸架系統(tǒng)。具有懸架的叉部192還可以設(shè)置在自行車(chē)的僅一側(cè)例如左側(cè)(即使缺少一個(gè)“腿部”或“葉片”，仍然被稱(chēng)為“叉”)，這有時(shí)被稱(chēng)為“左撇子”。
[0044]在操作期間，前組件135吸收因前輪110上的撞擊而引起的大量能量。因此，期望前組件135既足夠堅(jiān)固以受得住撞擊、足夠有韌性以避免因撞擊造成的損壞又在重量上較較輕。在圖3至圖6中示出了一體式且整體式的轉(zhuǎn)向