专利名称：自行车用曲柄臂的制作方法
技术领域：
本发明涉及自行车用曲柄臂。
背景技术：
自行车的驱动部具有如下的结构在由车架的底部托架支持而转动的曲轴的两端装配有左右曲柄臂，在各个曲柄臂的前端分别安装有脚踏板。在右侧曲柄臂的基端轴套部装配有前链轮。
举例来说，如图5所示，曲柄臂包括基端轴套部101、中间臂部102和前端轴套部103。图5所示的曲柄臂100虽然是左侧的曲柄臂，然而，右侧的曲柄臂只是在基端轴套部101处装配有链轮这一点上有所不同，整体的基本结构没有大的差别。
在基端轴套部101中，具有用于嵌入曲轴110的前端的锥状方轴部110a的锥状方孔111。在该锥状方孔111的向外一侧的部位内形成有锪孔部112。通过将基端轴套部101的锥状方孔111套到曲轴110的锥状方轴部110a上，将具有直径尺寸比锥状方孔111的平均内径大的头部的螺栓113拧入到在曲轴1 10的前端部形成的螺纹孔110b中，将该曲柄臂100安装在曲轴110上。
位于曲柄臂100的前端轴套部103内的用于拧入脚踏板轴141的螺纹孔131按照与上述基端轴套部101内的锥状方孔111具有平行轴线的方式形成。另一方面，在脚踏板轴141的一端借助于安装连接部142使螺纹轴143延伸出来，通过将上述螺纹轴143拧入到上述前端轴套部103的螺纹孔131内，脚踏板104安装在曲柄臂100上。为了与脚踏板轴141的安装连接部142的前端面相吻合，曲柄臂100的前端轴套部103的外表面103a变得平坦。在脚踏板轴141的安装连接部142上，还形成用于与工具配合的平坦部142a，该部位为断面椭圆形(小判形)。
在自行车的销售过程中，为了减少运输成本或者放置空间，在将脚踏板从曲柄臂上取下的状态下运送到销售店并放置起来。虽然为了防止盗窃而将脚踏板保管在货架内，销售时再安装到自行车的曲柄臂上，但是在车种及制造厂家众多的情况下，不能保证被安装的就是与销售的自行车对应的脚踏板。
很多情况下脚踏板轴141为了保证其强度由例如硼钢来形成，且常有在安装连接部142处残留有向前端轴套部103侧突出的毛刺V(参照图3)而被供货的情况。另一方面，曲柄臂100常常由碳素钢(比如SS20、SS30)等比较柔软且便宜的材料形成。这样一来，在将脚踏板轴141拧进上述曲柄臂100的前端轴套部103内时，安装连接部142上残留的硬质毛刺V会切削曲柄臂100的前端外表面103a，就会形成类似切屑的毛刺。并且，在脚踏板轴141的安装连接部142上形成的平坦部142a的边缘切削曲柄臂的前端外表面103a，由此形成切屑那样的毛刺。
虽然上述的毛刺能够去除，但是因为是由金属形成的毛刺因而在安装作业中有受伤的情况，如果残留着该毛刺，使用者会担心脚部受伤、鞋被割破。
虽然解决残留在安装连接部142上的硬质毛刺V引起的毛刺(切屑)问题的理想方法是在脚踏板轴的安装连接部上没有毛刺残留，但是，如上所述，由于不能保证被安装的就是与销售的自行车相对应的脚踏板，所以，即使该自行车的制造商会对脚踏板轴的毛刺采取措施，也没有从根本上解决问题。如果将安装连接部上残留有毛刺的其它公司的脚踏板误装到被销售的该自行车上，就会发生上述问题。
发明内容
考虑到上述情况，本发明的目的在于提供一种自行车用曲柄臂，其即使在脚踏板轴的安装连接部安装残留有毛刺的脚踏板，在安装该脚踏板时也不会有切屑不当露出。
为了解决上述问题，在本发明中采用了下述各技术方案。
即，本发明第一方面提供的自行车用曲柄臂包括基端轴套部、中间臂部、前端轴套部，在其前端轴套部形成有安装脚踏板轴用的螺纹孔，在上述前端轴套部的外面按照包围上述螺纹孔的方式形成有规定内径的锪孔部。
在优选实施方式中，上述锪孔部的内径是19～21mm，深度是0.4～0.8mm。
在更优选实施方式中，上述锪孔部的内径是19～20mm，深度是0.6～0.7mm。
在优选实施方式中，上述锪孔部的内径相对于拧入上述螺纹孔的脚踏板轴的安装连接部的外径，要按照大0.5～2.0mm的尺寸来设定。
另外，在优选实施方式中，上述锪孔部通过冷锻形成表面硬化的状态。
根据以上结构，即使假设拧入到上述前端轴套部的螺纹孔内的脚踏板轴的安装连接部上残留有硬质毛刺、而且因该硬质毛刺切削上述锪孔部的底部而产生切屑，也由于在紧固脚踏板轴的状态时在上述安装连接部和锪孔部的内臂之间仅有微小的空隙，可防止切屑从该空隙不经意地突出到外面的情况。
而且，由于上述锪孔部通过冷锻形成表面硬化状态而自发抑制上述切屑的产生，更可靠地防止脚踏板轴紧固状态下所述切屑突出到外部的问题。
在优选实施方式中，上述自行车用曲柄臂的至少外面一侧的表面通过冷锻而硬化，并且上述锪孔部也通过冷锻而表面硬化。
在优选实施方式中，上述自行车用曲柄臂使用碳素钢作为材料来制造，通过冷锻硬化后的表面硬度与材料自身的表面硬度相比，洛式硬度B值要高出5以上。
在优选实施方式中，通过冷锻硬化后的表面硬度其洛式硬度B值要在70以上。
此外，在优选实施方式中，上述曲柄臂的表面镀有铜·镍·铬或者镍·铬。
本发明第二方面提供的自行车用曲柄臂包括基端轴套部、中间臂部、前端轴套部，在前端轴套部形成有安装脚踏板轴用的螺纹孔，在上述前端轴套部的外面按照包围上述螺纹孔的方式形成有规定内径的锪孔部，并且，在上述锪孔部的内壁上内接压入有C型弹簧。
在上述构成中，在将脚踏板轴拧入上述前端轴套部的螺纹孔中时，脚踏板轴的安装连接部的前端面与C型弹簧压接，完成螺纹连接。由于C型弹簧是由硬质的弹簧钢形成的，故即使在脚踏板轴的安装连接部残留硬质毛刺，在连接脚踏板轴时也不会产生由该硬质毛刺所切削的切屑。
在优选实施方式中，上述锪孔部的底壁相对上述螺纹孔的轴线形成为70～80度，优选为74～76度倾斜的锥状。
通过该构成，在将脚踏板轴安装在螺纹孔中时，在C型弹簧上作用缩径方向的力，由于该C型弹簧蓄势待发，该蓄势力起到使脚踏板轴减缓停止的作用。由此，脚踏板轴向自行车用曲柄臂的安装实用性更高。
在优选实施方式中，上述C型弹簧的厚度设定为在向上述锪孔部的内壁内接压入的状态下，该C型弹簧的一部分从上述前端轴套部的外面突出出来。
通过该构成，在安装脚踏板轴时，因为可确实地将安装连接部的前端面与C型弹簧接触，所以可更确实地防止曲柄臂的一部分被残留在安装连接部的硬质毛刺切削、产生切屑的可能性。
本发明的其他特征和优点会参照附图在下面进行的详细说明中更加明白。
图1是表示本发明的曲柄臂的概略立体图。
图2是沿着图1的II-II线的剖视图。
图3是从曲柄臂一侧观察图1中脚踏板轴的立体图。
图4A和图4B是本发明曲柄臂的其它例子中的将主要部分放大显示的截面图。
图5是现有曲柄臂的概略立体图。
具体实施例方式
下面参照图1～图3具体说明本发明的优选实施方式。
在图1～图3中所示的自行车用曲柄臂A与本发明第1实施方式相关是安装在位于自行车左侧的曲轴10上的部件。该自行车曲柄臂A具有基端轴套部1、中间臂部2和前端轴套部3。中间臂部2具有稍稍扁平的断面，从基端轴套部1到前端轴套部3之间，稍微向外侧偏移。这样的自行车用曲柄臂A为了通过热锻容易成形，将例如S20C等的碳素钢作为原材料而加以制造。
在基端轴套部1中，形成有与在曲轴10的端部形成的锥状方轴部10a嵌合的锥状方孔11。在该锥状方孔11的外方一侧的部位形成有锪孔部12。在曲轴10的锥状方轴部10a的端面内，形成有螺纹孔10b，上述基端轴套部1向曲轴10上的安装是将上述锥状方轴部10a嵌入到上述锥状方孔11中，然后通过将具有外径尺寸比上述锥状方孔11的平均内径大且比上述锪孔部12的内径小的头部13a的螺栓13拧入到上述螺纹孔10b中而完成。将螺栓13拧入后，其头部13a就与锪孔部12的底部12a合在一起，将锥状方轴部10a强有力地牵引到锥状方孔11内，实现锥状方轴部10a和锥状方孔11之间的牢固的锥形嵌合状态。
位于前端轴套部3内的用于拧入脚踏板轴41的螺纹孔31按照与上述基端轴套部1的锥状方孔11具有平行轴线的方式形成。该螺纹孔31的基本直径按照规格各公司固定。按照环绕上述螺纹孔31的方式而在该前端轴套部3的外面形成有规定内径的锪孔部32。锪孔部32的深度D优选设定为0.4～0.8mm，0.6～0.7mm时更好。另一方面，该锪孔部32的内径φ1根据下面的观点来确定。
脚踏板4具有能够转动地支持脚踏板主体40的脚踏板轴41，在该脚踏板轴41的一端借助连接安装部42延伸出螺纹轴43。螺纹轴43的螺纹的基本直径也是根据规格各个公司固定，与此相应，安装连接部42的外径φ2也大致固定。具体来说，该安装连接部42的外径φ2要在18～19.5mm的范围内，上述锪孔部32的内径φ1与脚踏板轴41的安装连接部42的外径φ2相比，优选按照大0.5～2.0mm的方式设定。在本实施方式中，上述锪孔部32的内径φ1为20mm。此外，脚踏板轴41为了保证其强度，使用硼钢等高硬度的金属形成，在安装连接部42上，如图3所示，常常残留有硬质毛刺V。并且，在上述安装连接部42上，为了能与扳手等工具配合从而能够强有力地转动脚踏板轴41，而形成了侧面相互平行的平坦部，即形成所谓的断面椭圆形部42a。
上述结构的自行车用曲柄臂A优选如下所述地制造。首先，使用碳素钢作为材料，通过对原材棒进行热锻，形成大致轮廓。然后，通过冷锻，至少完成曲柄臂A的外面一侧的轮廓。上述锪孔部32由该冷锻完成。前端轴套部3的螺纹孔开孔可以在热锻后的锪孔部形成前进行，也可以在通过冷锻形成上述锪孔部32以后进行。不论按照哪一种进行，由于锪孔部32是通过冷锻而形成，其表面硬度与材料自身的表面硬度相比，洛式硬度B值要高出5以上。通过这样的冷锻形成的锪孔部32的表面硬度的基准是洛式硬度B值在70以上。此外，为了防止生锈，或者增添光泽，而在具有这样结构的曲柄臂A的表面镀有例如铜·镍·铬或者镍·铬。
通过将脚踏板轴41的一端的螺纹轴43拧入上述前端轴套部3的螺纹孔31内而将脚踏板4安装在曲柄臂A上。如上所述，将扳手拧住脚踏板轴41的安装连接部42上形成的断面椭圆形部42a，使脚踏板轴41转动的同时，将上述螺纹轴43渐渐拧入上述前端轴套部3的螺纹孔31。很快安装连接部42就会接近锪孔部32的底部32a，虽然上述硬质毛刺V会切削锪孔部32的底部32a，并产生切屑，但是由于锪孔部32利用上述冷锻而被表面硬化，所以产生切屑的程度较小。在安装连接部42的端面与锪孔部32的底部32a相互接触后，结束螺纹轴31的拧紧操作。在这样的组装状态下，如图2所示，安装连接部42就收存进锪孔部32内，而且安装连接部42的外周与锪孔部32的内面之间的空隙30很小。因而，即使假设产生上述的切屑，也会有效地避免这些切屑从上述很小的空隙30处突出到外面的情况。在本实施方式中，上述安装连接部42的外径φ2设为19.5mm的情况下，由于锪孔部的内径φ1是20mm，所以上述的空隙30是很小的0.25mm。切屑几乎不可能从如此小的空隙30处露出到外面。
当然，对于脚踏板轴41的安装连接部42上没有上述硬质毛刺V的情况，也就不会在脚踏板轴的安装过程中因该硬质毛刺V产生切屑。但是，如同现有技术中说明的那样，在放置有各个生产厂家的不同种类的自行车进行销售的销售店中，由于将脚踏板保管在货柜内，所以也不能避免其它公司生产的脚踏板被误安装在销售的自行车上的情况。为此，即使将安装连接部上残留有毛刺的脚踏板误装在本发明的曲柄臂A上，也能够有效地避免象现有技术那样因硬质毛刺V切削曲柄臂A而生成的切屑露出到外边的情况。
图4A和图4B显示本发明第2实施方式的自行车用曲柄臂B的主要部分。
如图所示，本实施方式的自行车用曲柄臂B，在将C型弹簧5内接压入设于前端轴套部3上的锪孔部32B这一点与第1实施方式不同，其它均相同，对应部分或部件使用与第1实施方式相同的符号，省略说明。
本实施方式的上述锪孔部32B优选通过钻头状的锪孔刀具形成。因此，该锪孔部32B的底壁32Ba，其中心相对于周缘形成深锥状。该锥的角度α例如设定为相对螺纹孔31的中心线为70～80度，优选为74～76度。
C型弹簧5的厚度与上述锪孔部32B的深度之间的关系希望设定如下。即如图4B所示，在将该C型弹簧5内接压入锪孔部32B的内壁的状态下，将C型弹簧5的一部分设定为从上述前端轴套部3的外面突出出来。该突出的高度没有限定，但如果发生在脚踏板轴41的安装连接部42上，则希望大于预测的硬质毛刺V(参照图3)的推定突出量。
如上所述，在将C型弹簧5的一部分从前端轴套部3的外面突出出来的情况下，锪孔部32B的内径不必一定大于上述安装连接部42的外径，但是应设定为内接压入该锪孔部32B的内壁的C型弹簧5与拧入上述螺纹孔31中的脚踏板轴41的上述安装连接部42的前端面确实接触。另外，在C型弹簧5的一部分不从前端轴套部3的外面突出的情况下，锪孔部32B的内径与第1实施方式相同，应设定为相对于脚踏板轴41的安装连接部42的外径大0.5～2.0mm。
在上述构成中，在将脚踏板4安装在曲柄臂B上，将脚踏板轴41的一端的螺纹轴43拧入上述前端轴套部3的螺纹孔31中，则脚踏板轴41的安装连接部42的前端面与上述C型弹簧5压接，完成安装。此时，由于C型弹簧5是由硬质弹簧刚形成的，故即使在上述安装连接部42上残留硬质毛刺V，也不会发生因该硬质毛刺V的切削而产生切屑的问题。由此，在该实施方式中也和第1实施方式相同，即使将在脚踏板轴41的安装连接部42上残留有硬质毛刺的脚踏板误安装到该曲柄臂B中，也可以有效地避免象以前那样因硬质毛刺切削曲柄臂而产生的切屑向外部露出的问题。另外，目前，由于形成于脚踏板轴41的安装连接部42上的截面椭圆形部42a的边缘，在安装脚踏板轴螺丝时会产生切屑，但是在本实施方式中，可防止安装连接部42与曲柄臂直接接触，所以可防止由上述截面椭圆形部引起的切屑的产生。
并且，如上所述，通过使锪孔部32B的底壁32Ba形成为锥状，在将脚踏板轴41与螺纹孔31连接的状态下，缩径方向的力作用在上述C型弹簧5上，该力蓄势待发，故该蓄势力起到减缓停止脚踏板轴41的作用。由此，可确实提高安装性。
当然本发明的范围并没有限定于上述实施方式。在实施方式中，虽然本发明适用于被安装在自行车左侧的曲轴10上的曲柄臂，但是本发明也同样能够适用于在基端轴套部1支持链轮的右侧曲柄臂。而且，在实施方式中，基端轴套部1虽然是用所谓的无销式安装在曲轴上，但是本发明也同样能够适用于采用销式安装结构的曲柄臂。
权利要求
1.一种自行车用曲柄臂，包括基端轴套部、中间臂部和前端轴套部，在前端轴套部形成用于安装脚踏板轴的螺纹孔，其特征在于在所述前端轴套部的外面，按照包围所述螺纹孔的方式形成规定内径的锪孔部。
2.根据权利要求1所述的自行车用曲柄臂，其特征在于所述锪孔部的内径是19～21mm，深度是0.4～0.8mm。
3.根据权利要求2所述的自行车用曲柄臂，其特征在于所述锪孔部的内径是19～20mm，深度是0.6～0.7mm。
4.根据权利要求1所述的自行车用曲柄臂，其特征在于所述锪孔部的内径比拧入所述螺纹孔的脚踏板轴的安装连接部的外径大0.5～2.0mm。
5.根据权利要求1所述的自行车用曲柄臂，其特征在于C型弹簧内接压入所述锪孔部的内壁。
6.根据权利要求5所述的自行车用曲柄臂，其特征在于所述锪孔部的底壁相对于所述螺纹孔的轴线形成70～80度倾斜的锥状。
7.根据权利要求6所述的自行车用曲柄臂，其特征在于所述锪孔部的底壁相对于所述螺纹孔的轴线形成74～76度倾斜的锥状。
8.根据权利要求6或7所述的自行车用曲柄臂，其特征在于所述C型弹簧的厚度设定为在内接压入所述锪孔部的内壁的状态下，该C型弹簧的一部分从所述前端轴套部的外面突出出来。
9.根据权利要求2～8任一项所述的自行车用曲柄臂，其特征在于所述锪孔部在通过冷锻使表面硬化的状态下形成。
10.根据权利要求9所述的自行车用曲柄臂，其特征在于至少外面部的表面通过冷锻而硬化。
11.根据权利要求9或10所述的自行车用曲柄臂，其特征在于以碳素钢为材料形成、通过冷锻而硬化的表面硬度，相对于材料本身的表面硬度，洛式硬度B值硬5以上。
12.根据权利要求11所述的自行车用曲柄臂，其特征在于通过冷锻而硬化的表面硬度，洛式硬度B值在70以上。
13.根据权利要求12所述的自行车用曲柄臂，其特征在于表面镀有铜·镍·铬或镍·铬。
全文摘要
本发明提供一种自行车用曲柄臂(A)，它包括基端轴套部(1)、中间臂部(2)和前端轴套部(3)，在其前端轴套部(3)内形成用于安装脚踏板轴(41)的螺纹孔(31)，在上述前端轴套部(3)的外面，按照包围上述螺纹孔(31)的方式形成有指定内径的锪孔部(32)。即使在脚踏板轴的安装连接部上安装残留有毛刺的脚踏板，在安装该脚踏板时切屑也不会不当地露出。
文档编号B62M3/00GK1498813SQ03107138
公开日2004年5月26日 申请日期2003年3月7日 优先权日2002年11月6日
发明者杉野耕造 申请人:杉野技术股份有限公司