专利名称：自行车支杆的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及一种自行车支杆(bicycle stem)，该自行车支杆包括在一对车把邻接表面之间延伸的至少一个弓形壁。更具体地，本发明涉及一种自行车支杆，该自行车支杆具有车把夹紧端部，车把夹紧端部包括位于成对的车把邻接表面之间的至少一个弓形壁，弓形壁具有外凸表面和内凹表面。
背景技术：
自行车正变成日益流行的娱乐形式以及运输装置。此外，无论是对业余选手还是职业选手而言，骑自行车都是一种非常流行的竞技性的运动。不论自行车是用于娱乐、运输或经济，自行车工业总是在改进自行车的各个部件以及自行车的框架。这种重新设计的一个目标是降低街道用自行车和越野登山自行车的总重以使它们更轻便和更具竞技性。
一个已经被广泛地重新设计的部件是自行车支杆。例如，近几年来已经提出了包括可选几何尺寸和中空内部的多种自行车支杆(参见美国专利No.6,343,891和5,299,467)。然而，现有技术不能解决减轻自行车支杆的重量的问题以减轻自行车的总重。
鉴于上述问题，本领域的技术人员从该公开中很容易就可以知道存在对于改进的自行车支杆的需要。本发明解决了本领域中的该需要以及本领域的技术人员通过该公开而显而易见的其它需要。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种自行车支杆，自行车支杆具有可以提供强度和耐用性的结构特征。
本发明的另一个目的是提供一种自行车支杆，它具有减轻的质量并且因此而轻便。
通过提供一种主要包括转向柱夹紧端部、中空管状部和车把夹紧端部的自行车支杆，可以基本上实现上述目的。转向柱夹紧端部设计成连接到自行车转向柱上。中空管状部从转向柱夹紧端部延伸。车把夹紧端部相对于中空管状部放置在与转向柱夹紧端部相对的端部上。车把夹紧端部配置成连接到自行车车把上。车把夹紧端部包括相对于中空管状部的中心轴线线侧向间隔的两个水平排列的第一车把邻接表面和在第一车把邻接表面之间延伸的第一弧形壁段，且第一弧形壁段具有第一凸外表面和第一凹内表面。
通过连通附图公开了本发明的一个优选实施例的详细说明，本发明的这些和其它目的、特征、方面和优点将会对本领域的技术人员显而易见。
现在参见构成该原始公开的一部分的附图图1是装备有依照本发明的第一实施例的自行车支杆的自行车的侧面正视图；图2是图1中所示自行车上部的放大侧面正视图，显示了依照本发明的自行车车架、自行车转向柱、自行车支杆和车把的一部分；图3是依照本发明的第一实施例的自行车支杆的透视图，自行车支杆显示为从自行车上移除；图4是在图3中所示的依照本发明的自行车支杆的顶部平面图；图5是在图3-4中所示的依照本发明的自行车支杆的侧视图；图6是沿图4中的线6-6剖开的依照本发明的自行车支杆的剖视图；图7是沿图5中的线7-7剖开的依照本发明的自行车支杆的剖视图；图8是图3中所示自行车支杆的前视图，显示了依照本发明安装有夹紧端盖的自行车支杆的把手连接端部；图9是与图8类似的自行车支杆的前视图，再次显示了依照本发明的自行车支杆的车把连接端部，但是移除了夹紧端盖以显示更多细节；图10是与图5类似的自行车支杆的放大的侧视平面图，显示了依照本发明的车把夹紧端部的细节；图11是透视图，显示了在图3、4和5中显示的依照本发明的夹紧端盖；图12是在图11中显示的依照本发明的夹紧端盖的内表面的透视图；图13是与图3类似的透视图，显示了依照本发明的第二实施例夹紧端盖被移除的自行车支杆；图14是透视图，显示了在图13中显示的依照本发明的第二实施例的自行车支杆的夹紧端盖；并且图15是在图14中显示的依照本发明的第二实施例的夹紧端盖的内表面的透视图。
具体实施例方式
现在将参照附图解释本发明的选定实施例。对于本领域的技术人员而言，通过该公开显而易见的是对本发明的实施例的下列说明仅仅提供用于说明而非用于限制由所附权利要求书及其等效物所界定的本发明。
最初参见图1和图2，其中显示了装备有依照本发明的第一实施例的自行车支杆(bicycle stem)12的自行车10。自行车支杆12将自行车转向管或转向柱14连接到车把16上。
自行车及其各个部件在本领域中是众所周知的，因此，除了涉及本发明的自行车支杆12的部件之外，在此将不会详细讨论和/或显示自行车10及其各个部件。同样当在此使用时，下列指向性术语“向前”、“向后”、“上方”、“向下”、“竖直”、“水平”、“下方”和“横向”以及任意其它类似的指向性术语都参照装备有本发明的自行车支杆12的自行车的方向。因此，当用来描述本发明时，这些术语应当相对于装备有本发明的自行车支杆12的自行车进行解释。
如图3所示，自行车支杆12主要包括转向柱夹紧端部20、中空管状部22和具有夹紧端盖26的车把夹紧端部24。中空管状部22在转向柱夹紧端部20和车把夹紧端部24之间延伸。因此，车把夹紧端部24在与转向柱夹紧端部20相对的端部连接到中空管状部22上。从附图和此处的说明应当理解，自行车支杆12的各个部分可以整体形成为整体结构。或者，自行车支杆12的各个部分可以单独形成并且焊接在一起以形成本发明的自行车支杆12。
现在将更详细地描述转向柱夹紧端部20。转向柱夹紧端部20配置成连接到转向柱14上。参见图3、4、5、6、7和9，转向柱夹紧端部20主要包括转向柱容纳孔28和两个螺栓夹紧部30。
转向柱容纳孔28界定形成了中心轴线C1并且具有的最大内部宽度为W1，如图6所示。转向柱容纳孔28的尺寸设计成与中心轴线C1对齐地容纳转向柱14。如图3、5、6和7所示，两个螺栓夹紧部30提供了围绕转向柱14拧紧转向柱夹紧端部20的装置。
现在将具体参见图6、7和9描述中空管状部22。中空管状部22沿着其整个长度是中空的并且主要形成有细长的、相对薄的环绕壁32和锥形段34。薄环绕壁32界定形成了延伸了中空管状部22的纵向长度的中心轴线C2。
中空管状部22的薄环绕壁32形成有内部最大宽度W2，如图6、7和9中所示。除锥形段34之外，中空管状部22可以形成有恒定的宽度或可以形成有微小的锥体。特别地，当中空管状部22从锥形段34延伸到车把夹紧端部24时，中空管状部22的薄环绕壁32具有变得略大的内部宽度。如图6中以横截面所示，薄环绕壁32具有足够的厚度来向自行车支杆12提供强度，但是足够薄以便轻便。
锥形段34将转向柱夹紧端部20连接到中空管状部22上。锥形段34主要包括从薄环绕壁32延伸的壁部36。壁部36比薄环绕壁32略厚以向自行车支杆12提供过渡强度。锥形段34的壁部36的内表面具有椭圆形状，椭圆形状具有最大内部宽度W3，最小内部宽度W4，如图9所示。最小内部宽度W4小于内部最大宽度W3。如图9中进一步显示的那样，锥形段34的最小内部宽度W4小于中空管状部22的内部最大宽度W2。另外，转向柱容纳孔28的最大内部宽度W1也小于中空管状部22的内部最大宽度W2。
如图6所示，转向柱夹紧端部20的中心轴线C1并不垂直于中空管状部22的中心轴线C2。而是在中空管状部22和转向柱夹紧端部20之间存在角度偏移量。因此，中空管状部22以总体上水平的朝向放置，如图1和2所示。
由图9可知，中空管状部22的中空内部延伸到转向柱容纳孔28。特别地，如在移除了夹紧端盖26的图9中所示，穿过中空管状部22可以看到转向柱容纳孔28。
现在将具体参见图3、4、5、9和10描述车把夹紧端部24。车把夹紧端部24配置成连接到自行车车把16上。车把夹紧端部24主要包括螺栓孔38a、38b、38c和38d、两个盖邻接表面40、一对车把接触表面42、两个弧形壁段44、边缘段45和夹紧端盖26。与夹紧端盖26结合的车把夹紧端部24界定形成了中心车把轴线C3，如图3和6所示。
螺栓孔38a、38b、38c和38d沿水平和竖直方向彼此近似等距地间隔，如图9所示。另外，螺栓孔38a、38b、38c和38d与中空管状部22的中心轴线C2和中心车把轴线C3近似等间距地间隔。螺栓孔38a、38b、38c和38d还通常彼此平行并且平行于中空管状部22的中心轴线C2。
两个盖邻接表面40是共面的表面，即通常在中空管状部22的中心轴线C2的相对的两侧和中心车把轴线C3的相对两侧彼此平行。螺栓孔38a和38b形成在两个盖邻接表面40之一中，并且螺栓孔38c和38d形成在两个盖邻接表面40中的另一个中。
车把接触表面42是弓形或半圆形表面，设计和布置来与车把16接合。车把接触表面42是对齐的并且具有与中心车把轴线C3重合的近似中心。第一车把接触表面42近似地在螺栓孔38a和38d之间延伸，并且第二车把接触表面42近似地在螺栓孔38b和38c之间延伸。
如上文所述，每个车把接触表面42的形状都可以为半圆形。优选地，车把接触表面42可以具有略微椭圆的形状从而在装接在车把16上时更容易允许车把夹紧端部24进行弯曲。如图10中更加清楚地显示的那样，每个车把邻接表面42均包括最初接触车把16的两个车把邻接表面段42a和42b。应当理解，一旦拧紧并固定在适当的位置，车把夹紧端部22就可以弯曲并且大多数或所有的车把邻接表面42就可以接触车把16的外圆周。
如图9所示，两个弧形壁段44是近似地在相应对的螺栓孔之间延伸的弓形成型段。特别地，第一弧形壁段44近似地在螺栓孔38a和38b之间延伸，并且第二弧形壁段44近似地在螺纹孔38c和38d之间延伸。弧形壁段44在中心车把轴线C3和中心轴线C2的相对两侧彼此侧向地间隔。如图3和图9所示，每个弧形壁段44均具有外凸外表面46和凹内表面48。同样，弧形壁段44均具有总体上均匀的厚度。
如图9中所示，弧形壁段44均近似地在车把邻接表面42的相应端部之间延伸。因此，弧形壁段44沿着通常与车把邻接表面42的延伸方向垂直的方向延伸。因为弧形壁段44具有弓形的形状，所以在固定到车把16上时，尽管弧形壁段44的厚度相对较薄，它们也可以向自行车支杆12提供强度和稳定性。因此，包含这样一个弧形壁段44可以导致实现自行车支杆重量的有效的减轻。
车把夹紧端部24也形成有两个大体相同的边缘段45，如图3、5和10所示。每个边缘段45具有厚度均匀的弓形或半圆形形状。每个边缘段45主要是向车把夹紧端部24提供附加强度的加强壁。车把邻接表面42至少部分地形成在边缘段45的内部上。包含边缘段45使车把邻接表面42具有附加的宽度并且因此具有更多表面积来与车把16接触。特别地，边缘段45吸收和分配有时会在车把邻接表面42的边缘处发生的不希望的应力集中。
现在将具体参见图8、10、11和12描述夹紧端盖。夹紧端盖26是车把夹紧端部24的可拆夹紧盖段。夹紧端盖26配置成装接在车把夹紧端部24上从而环绕并且固定自行车车把16。如图11和12中更加清晰地显示的那样，夹紧端盖26包括螺栓孔58a、58b、58c和58d、两个端部邻接表面60a和60b、一对车把接触表面62、两个弧形壁段64和两个边缘66。夹紧端盖26通常整个是薄壁的并且具有中空内部，如图12所示。
参见图6、8、9、11和12，螺栓孔58a、58b、58c和58d沿水平和竖直方向近似彼此等距间隔。另外，螺栓孔58a、58b、58c和58d与中空管状部22的中心轴线C2和中心车把轴线C3近似等间距地间隔。螺栓孔58a、58b、58c和58d也与车把夹紧端部24中的螺栓孔38a、38b、38c和38d对齐。螺栓孔58a、58b、58c和58d也通常彼此平行并且平行于中空管状部22的中心轴线C2。螺栓68安装在螺栓孔58a、58b、58c和58d以及螺栓孔38a、38b、38c和38d中，从而将夹紧端盖26夹持在车把夹紧端部24上并且将车把16夹持在适当的位置。
两个端部邻接表面60a和60b是通常在中空管状部22的中心轴线C2的相对两侧和中心车把轴线C3的相对两侧上彼此平行的表面。螺栓孔58a和58b形成于两个端部邻接表面60a中，并且螺栓孔58c和58d形成于两个端部邻接表面60b中。
盖邻接表面60a和60b优选地是不共面的，而是彼此偏移，如图10所示。特别地，当螺栓68如指状拧紧在各自的螺栓孔中时，端部邻接表面60b就与车把夹紧端部24上相应的盖邻接表面40接触。然而，在螺栓68如指状拧紧时，端部邻接表面60a与车把夹紧端部24上其相应的盖邻接表面40间隔开。因此，可以使用工具(未显示)进一步拧紧螺栓68而导致在车把夹紧端部24和夹紧端盖26中出现微小的弯曲，从而确保牢靠的夹紧车把16。
车把接触表面62是弓形或半圆形表面，设计和布置来与车把16接合。车把接触表面62彼此对齐并且具有与中心车把轴线C3重合的近似中心。第一车把接触表面62近似地在螺栓孔58a和58d之间延伸，并且第二车把接触表面62近似地在螺栓孔58b和58c之间延伸。
如上文所述，每个车把接触表面62的形状都可以为半圆形。优选地，车把接触表面62可以具有略微椭圆的形状从而在装接到车把16上时更容易允许车把夹紧端部24进行弯曲。如图10中更加清楚地显示的那样，每个车把邻接表面62均包括与车把16接触的两个车把邻接表面段62a和62b。应当理解，一旦固定在适当的位置，夹紧端盖26就会弯曲并且大多数或所有的车把邻接表面62就可以接触车把16的外圆周。
如图12所示，两个弧形壁段64是在相应对的螺栓孔之间延伸的弓形成型段。特别地，第一弧形壁段64在螺栓孔58a和58b之间延伸，并且第二弧形壁段64在螺栓孔58c和58d之间延伸。弧形壁段64在中心车把轴线C3的相对两侧彼此侧向地间隔开。每个弧形壁段64均具有外凸外表面76和凹内表面78。同样，弧形壁段64均具有总体上均匀的厚度。
如图12中所示，弧形壁段64均在车把邻接表面62的邻近端部之间延伸。因此，弧形壁段64沿着通常与车把邻接表面62的延伸方向垂直的方向延伸。因为弧形壁段64具有弓形的形状，所以在固定到车把16上时，尽管弧形壁段64的厚度相对较薄，它们也可以向自行车支杆12提供强度和稳定性。因此，包含这样一个弧形壁段64可以导致实现自行车支杆重量的有效的减轻。
现在参见图3、5、10和11，夹紧端盖26也形成有两个边缘66。每个边缘66均具有厚度均匀的弓形或半圆形形状。每个边缘66主要是向夹紧端盖26提供附加强度的加强壁。车把邻接表面62至少部分地形成在边缘66的内部上。包含边缘66使得车把邻接表面62具有附加的宽度并且因此具有更多表面积来与车把16接触。特别地，边缘66吸收和分配有时会在车把邻接表面62的边缘处发生的不希望的应力集中。
如图3、5和10中所示，车把夹紧端部24的边缘段45和夹紧端盖26的边缘66一起形成了围绕车把16的几乎连续的环形圈。
第二实施例现在将参见图13、14和15解释依照第二实施例的自行车支杆12′。鉴于第一和第二实施例之间的相似性，第二实施例中与第一实施例中的零件相同的零件将给出与第一实施例的零件相同的参考数字。此外，为了简明起见，略去了对第二实施例中与第一实施例中的零件相同的零件的描述。
自行车支杆12′主要包括转向柱夹紧端部20′、中空管状部22′和具有夹紧盖126的车把夹紧端部24′。转向柱夹紧端部20′总体上与第一实施例的转向柱夹紧端部20相同。除了第二实施例中的锥形段34′不是非常明显之外，中空管状部22′总体上与第一实施例的中空管状部22相同。另外，在第二实施例中，中空管状部22′可以具有不是很圆的横截面。车把夹紧端部24′也与第一实施例中上述的非常类似并且包括弧形壁段44。
可以在夹紧盖126中发现第一和第二实施例之间更为显著的差异，如图14和15所示。
与第一实施例相似，夹紧盖126是车把夹紧端部24′的可拆夹紧盖段。夹紧盖126包括螺栓孔58a、58b、58c和58d、两个端部邻接表面60a和60b、一对车把接触表面62′和两个弧形壁段64。然而，夹紧盖126不包括边缘。由于缺少边缘，车把接触表面62′并未像第一实施例中相应的表面一样在其整个弓形长度上那样宽。然而，在大多数其它方面，夹紧盖126与第一实施例的夹紧端盖26在不具有边缘时具有通常相同的特征。
在理解本发明的范围时，当在此使用时，术语“包括(comprising)”及其派生词是指定存在所述特征、元件、部件、类、整数和/或步骤的开放式术语，但是不排除存在其它未声明的特征、元件、部件、类、整数和/或步骤。上文所述也适用于具有类似意义的单词，例如“包括(Including)”、“具有(having)”及其派生词。而且，术语“构件”或“元件”在单独使用时可以有双重含义或单个零件或多个零件。最后，程度术语比如“大体上”、“大约”和“近似”在此使用时意味着修正术语的合理数量的偏差，这样最终结果就不会显著地变化。这些程度术语应当解释为包括至少±5％的偏差，如果该偏差不会否定它所修改的单词的意义的话。
尽管仅仅选择了所选的实施例来说明本发明，但是对于本领域的技术人员而言，从该公开可以显而易见，可以不脱离在所附权利要求书中界定的本发明的范围而进行多种变化和改进。另外，依照本发明的实施例的前述说明仅仅是提供用于说明而非限制由所附权利要求书及其等效物限定的本发明。
权利要求
1.一种自行车支杆，包括被构造成要被连接到自行车转向柱上的转向柱夹紧端部；从转向柱夹紧端部延伸的中空管状部；以及相对于中空管状部位于与转向柱夹紧端部相对的端部上的车把夹紧端部，车把夹紧端部被构造成要被连接到自行车车把上，车把夹紧端部包括相对于中空管状部的中心轴线侧向间隔开的两个水平排列的第一车把邻接表面和在第一车把邻接表面之间延伸的第一弧形壁段，且第一弧形壁段具有第一凸外表面和第一凹内表面。
2.如权利要求1所述的自行车支杆，其特征在于，转向柱夹紧端部界定形成转向柱容纳孔，所述转向柱容纳孔具有比中空管状部的内部最大宽度小的最大内部宽度。
3.如权利要求1所述的自行车支杆，其特征在于，中空管状部和转向柱夹紧端部由锥形段相互连接。
4.如权利要求1所述的自行车支杆，其特征在于，螺纹孔邻近每个第一车把邻接表面设置，且螺纹孔总体平行于中空管状部的中心轴线延伸。
5.如权利要求1所述的自行车支杆，其特征在于，车把夹紧端部具有一对在第一车把邻接表面的侧向和外部设置的弯曲边缘。
6.如权利要求1所述的自行车支杆，其特征在于，车把夹紧端部还包括相对于中空管状部的中心轴线侧向间隔开的两个水平排列的第二车把邻接表面和在第二车把邻接表面之间延伸的第二弧形壁段，且第二弧形壁段具有第二凸外表面和第二凹内表面。
7.如权利要求6所述的自行车支杆，其特征在于，转向柱夹紧端部界定形成转向柱容纳孔，所述转向柱容纳孔具有比中空管状部的内部最大宽度小的最大内部宽度。
8.如权利要求6所述的自行车支杆，其特征在于，中空管状部和转向柱夹紧端部由锥形段相互连接。
9.如权利要求6所述的自行车支杆，其特征在于，螺纹孔邻近每个车把邻接表面设置，且螺纹孔总体平行于中空管状部的中心轴线延伸。
10.如权利要求6所述的自行车支杆，其特征在于，车把夹紧端部还包括一对在第一和第二车把邻接表面的侧向和外部设置的弯曲边缘。
11.如权利要求6所述的自行车支杆，其特征在于，中空管状部沿纵向方向逐渐变细，使得随着中空管状部从转向柱夹紧端部延伸到车把夹紧端部时，中空管状部的内部最大宽度就逐渐变大。
12.如权利要求6所述的自行车支杆，其特征在于，第一和第二车把邻接表面中的第一对形成第一半圆形车把接触表面的一部分，并且第一和第二车把邻接表面中的第二对形成第二半圆形车把接触表面的一部分。
13.如权利要求1所述的自行车支杆，其特征在于，车把夹紧端部还包括由紧固件连接到邻近第一车把邻接表面设置的螺纹孔上的可拆夹紧盖段。
14.如权利要求1所述的自行车支杆，其特征在于，第一弧形壁段在第一车把邻接表面之间具有大体上均匀的壁厚。
15.一种自行车支杆，包括被构造成要被连接到自行车转向柱上的转向柱夹紧端部；从转向柱夹紧端部延伸的中空管状部；以及相对于中空管状部位于与转向柱夹紧端部相对的端部上的车把夹紧端部，车把夹紧端部被构造成要被连接到自行车车把上，车把夹紧端部包括相对于中空管状部的中心轴线侧向间隔开的两个水平排列的第一紧固件连接段和在第一紧固件连接段之间延伸的第一弧形壁段，且第一弧形壁段具有第一凸外表面和第一凹内表面。
16.如权利要求15所述的自行车支杆，其特征在于，转向柱夹紧端部界定形成转向柱容纳孔，所述转向柱容纳孔具有比中空管状部的内部最大宽度小的最大内部宽度。
17.如权利要求15所述的自行车支杆，其特征在于，中空管状部和转向柱夹紧端部由锥形部分相互连接。
18.如权利要求15所述的自行车支杆，其特征在于，螺纹孔设置在每个紧固件连接段中，且螺纹孔总体平行于中空管状部的中心轴线延伸。
19.如权利要求15所述的自行车支杆，其特征在于，车把夹紧端部具有一对在紧固件连接段的侧向和外部设置的弯曲边缘。
20.如权利要求15所述的自行车支杆，其特征在于，车把夹紧端部还包括相对于中空管状部的中心轴线侧向间隔开的两个水平排列的第二紧固件连接段和在第二紧固件连接段之间延伸的第二弧形壁段，且第二弧形壁段具有第二凸外表面和第二凹内表面。
全文摘要
描述了一种自行车支杆，该自行车支杆包括转向柱夹紧端部、中空管状部和车把夹紧端部。转向柱夹紧端部设计成要连接到自行车转向柱上。中空管状部从转向柱夹紧端部延伸到车把夹紧端部上。车把夹紧端部设计成要连接到自行车车把上。车把夹紧端部包括相对于中空管状部的中心轴线线侧向间隔开的两个水平排列的第一车把邻接表面。车把夹紧端部还包括在第一车把邻接表面之间延伸的第一弧形壁段，且第一弧形壁段具有第一凸外表面和第一凹内表面。
文档编号B62K21/00GK1803523SQ20061000511
公开日2006年7月19日 申请日期2006年1月12日 优先权日2005年1月12日
发明者冈岛伸平, 吉松刚 申请人:株式会社岛野