自行车用车轮固定机构的制作方法

本发明涉及车轮固定机构，特别是涉及用于将车轮可装脱地固定于自行车的车体的自行车用车轮固定机构。

背景技术：

以往，用于将车轮可装脱地固定于自行车的车体的自行车用车轮固定机构是已知的(例如专利文献1)。以往的自行车用车轮固定机构具备：头部件、可摆动地设于头部件的杆部件、调整杆部件绕轴摆动的最终固定位置的调整部件。

专利文献1：美国专利US7537291号说明书

技术实现要素：

本发明是鉴于上述问题而研发的，其目的在于关于能够调整杆部件绕轴摆动的最终固定位置的自行车用车轮固定机构提供一种小型化的自行车用车轮固定机构。

本发明的自行车用车轮固定机构包括轴状部件、头部件、杆部件、调整部件。轴状部件具有第一端部、与第一端部位于相反一侧的第二端部以及能够与自行车的车体卡合的车体卡合部，该轴状部件的至少一部分为中空。头部件配置于第一端部。杆部件能够在固定位置与释放位置之间绕与轴方向交叉的轴心转动地设于头部件。杆部件从释放位置向固定位置转动，从而将头部件从第一端部向第二端部推压。调整部件设于轴状部件的内部，调整头部件的轴方向的位置。

在该自行车用车轮固定机构中，通过设于轴状部件的内部的调整部件能够调整头部件的轴方向的位置。调整部件能够配置于轴状部件的例如中空部分。因此，尽管自行车用车轮固定机构上设置调整部件，也能够抑制自行车用车轮固定机构的轴方向长度的增加。结果，能够提供小型化的自行车用车轮固定机构。

轴状部件可以具有第一轴部和第二轴部。第一轴部可以具有第一端部，能够一体旋转地设置在头部件，安装于调整部件。第二轴部可以是具有第二端部和车体卡合部，与第一轴部能够一体旋转，两端开口的中空的部分。根据该结构，能够在两端开口的第二轴部配置安装第一轴部的调整部件，能够提供小型化的自行车用车轮固定机构。

第一轴部可以具有与调整部件卡合的第一卡合部。调整部件可以具有与第一卡合部卡合，通过与第一轴部的相对旋转使第一轴部向轴方向移动而构成的第二卡合部。根据该结构，能够通过螺纹结构或凸轮等简单机构使第一轴部向轴方向移动。

第一卡合部可以具有阳螺纹部和阴螺纹部中的任一者。第二卡合部可以具有与阳螺纹部和阴螺纹部中的任一者螺合的阳螺纹部和阴螺纹部中的任意另一者。根据该结构，能够通过加工容易的螺纹结构使第一轴部向轴方向移动。

第一卡合部可以设于第一轴部的外周面，第二卡合部设于调整部件的内周面。根据该结构，由于第一轴部的外周面卡合在调整部件的内周面，能够增大调整部件的直径。因此，在自行车用车轮固定机构中，能够容易形成用以旋转调整部件的结构。

自行车用车轮固定机构还可以包括限制调整部件向朝向第一端部的方向的移动的限制部件。根据该结构，通过限制部件限制调整部件向第一端部侧的移动，所以能够抑制调整部件从第二轴部内向朝向第一端部的方向脱落。

自行车用车轮固定机构还可以包括配置于头部件与限制部件之间，将头部件向从限制部件离开的方向施力的施力部件。根据该结构，当使杆部件从固定位置向释放位置转动时，能够使头部件容易从车体离开。

操作部件还可以具有操作轴和操作部。操作轴还可以具有与调整部件连结的连结端部和操作端部。操作端部可以位于与连结端部相反一侧，从第二端部突出，在第二轴部能够旋转地被支承。操作部可以能够一体旋转地设于操作端部。根据该结构，由于操作部从第二轴部的第二端部突出配置，所以使用者能够容易通过操作部使调整部件转动。因此，使用者不使用工具就能够进行调整操作。

自行车用车轮固定机构还可以包括将操作部件与调整部件能够一体旋转地连结的连结部件。根据该结构，通过连结部件能够抑制操作部件从调整部件脱落。

连结部件还可以将操作部件与调整部件能够装脱地连结。根据该结构，只要仅在需要调整时将操作部件安装于调整部件，所以能够实现自行车用车轮固定机构的轻量化。

调整部件还可以具有接收从第二端部插入轴状部件的工具的工具卡合部。根据该结构，使用者能够通过工具旋转调整部件。

轴状部件还可以具有限制调整部件向朝向第二端部的方向移动的抵接部。根据该结构，即使当调整部件向第一轴部从调整部件离开的方向转动，由于抵接部抑制调整部件向第二端部侧的移动，所以能够迅速地使第一轴部移动。

抵接部可以设置于轴状部件的内部。根据该结构，通过机械加工等能够容易形成抵接部。

调整部件可以通过相对轴状部件旋转，从而调整头部件的轴方向的位置。根据该结构，使用者仅旋转操作调整部件，就能够调整头部件的轴方向的位置。因此，调整操作变得容易。

车体卡合部还可以具有与设于车体的阳螺纹部和阴螺纹部中的任一者螺合的阳螺纹部和阴螺纹部中的容易另一者。根据该结构，使用者能够经由杆部件旋转轴状部件，从而能够将轴状部件固定于车体。

自行车用车轮固定机构还可以包括将第一轴部与第二轴部能够一体旋转地连结的连结结构。根据该结构，能够将第一轴部与第二轴部通过连结结构能够一体旋转地连结。

连结结构可以具有设于限制部件的第一连结部分和与所述第一连结部分能够一体旋转地卡合地设于第一轴部的第二连结部分，旋转部分与第二轴部能够一体旋转地连结。根据该结构，能够由限制部件限制调整部件向第一端部侧的移动，并且能够将第一轴部与第二轴部能够一体旋转地连结。

车体卡合部可以设于第二端部。

发明效果：

能够提供小型化的自行车用车轮固定机构。

附图说明

图1是本发明的一实施方式的自行车用车轮固定机构的剖面图。

图2是自行车用车轮固定机构的分解立体图。

图3是自行车用车轮固定机构的杆部件侧的剖面局部图。

图4是由图3的剖切线IV-IV剖切的剖面图。

图5是本发明的一实施方式变形例的自行车用车轮固定机构的剖面图。

附图标记说明：

16、116自行车用车轮固定机构；20轴状部件；20a第一端部；20b第二端部；20c车体卡合部；22头部件；24杆部件；26限制部件；30施力部件；32操作部件；34连结部件；36连结结构；40第一轴部；42第二轴部；52操作轴；52a连结端部；52b操作端部；54操作部。

具体实施方式

参照图1～图4，说明本发明的一实施方式的自行车用车轮固定机构16。图1是本发明的一实施方式的自行车用车轮固定机构16的剖面图。本发明的一实施方式的自行车用车轮固定机构16用于将自行车的车轮固定于自行车的车体100。具体地，自行车用车轮固定机构16将自行车的前轮或后轮所包含的轮毂10固定于车体100。车体100包括自行车的车架和前叉。另外，图1是从自行车的后方观察自行车用车轮固定机构16安装于自行车的车体100的状态的剖面图。后面的说明中，前后左右是指：自行车用车轮固定机构16安装于自行车的状态下，自行车的前进方向记作“前”、前进方向的相反方向记作“后”。另外，自行车从后方观察时的左方记作“左”，右方记作“右”。

车体100具有用于固定轮毂10的车轮固定部100a。本实施方式中，车轮固定部100a具有前叉的第一前端100b和位于与第一前端100b相离的位置的第二前端100c。在第一前端100b的先端部分形成第一贯通孔100d，在第二前端100c的先端部分形成第二贯通孔100e。第一贯通孔100d为圆形的孔，第二贯通孔100e为形成有第一阴螺纹部100f的圆形的孔。另外，可以在第二贯通孔100e上不形成第一阴螺纹部100f，而在第二前端100c上不能旋转地或者旋转自如地设置螺母部件。

轮毂10在第一实施方式中为能够安装于车体100的前部的前轮毂。轮毂10具备相对于第一前端100b和第二前端100c固定的轮毂轴12和旋转自如地安装于轮毂轴12的轮毂壳14。轮毂10通过自行车用车轮固定机构16安装于车轮固定部100a。具体地，自行车用车轮固定机构16将轮毂轴12可装脱地固定于第一前端100b和第二前端100c。

轮毂轴12为中空的轴部件。轮毂轴12的第一端(图1左端)接触第一前端100b，轮毂轴12的第二端(图1右端)接触第二前端100c。

如图1所示，自行车用车轮固定机构16具备轴状部件20、头部件22、杆部件24、调整部件26。轴状部件20具有第一端部20a、位于第一端部20a相反侧的第二端部20b和能够与自行车的车体100卡合的车体卡合部20c。轴状部件20的至少一部分为中空的部件。头部件22配置于第一端部20a。杆部件24能够在固定位置与释放位置之间绕与轴状部件20的轴方向X交叉的轴心C转动地设于头部件22。杆部件24从作为开放位置的第二位置向作为固定位置的第一位置转动，从而将头部件22从第一端部20a朝向第二端部20b推压。调整部件26设于轴状部件20的内部，能够调整头部件22的轴方向的位置。另外，轴状部件20还具备中心轴心A，轴方向X是与轴状部件20的中心轴心A平行的方向。

自行车用车轮固定机构16优选还具备限制部件28。限制部件28限制调整部件26向朝着第一端部20a的方向移动。限制部件28与第二轴部42可一体旋转地连结。自行车用车轮固定机构16优选还具备施力部件30。施力部件30配置于头部件22与限制部件28之间，向将头部件22从限制部件28离开的方向施力。自行车用车轮固定机构16优选还具备操作部件32。操作部件32插入轴状部件20，与调整部件26可一体旋转地连结，使调整部件26旋转。自行车用车轮固定机构16优选还具备连结部件34。连结部件34将操作部件32和调整部件26可一体旋转地连结。自行车用车轮固定机构16优选还具备连结结构36。连结结构36将第一轴部40和第二轴部42可一体旋转地连结。另外，自行车用车轮固定机构16优选还具备止脱部件38。止脱部件38构成为将调整部件26相对于轴状部件20的后述的第一轴部40保持。

如图2和图3所示，轴状部件20具有：具有第一端部20a的第一轴部40；具有第二端部20b和车体卡合部20c的第二轴部42。第一轴部40可一体旋转地设于头部件22，安装于调整部件26。第一轴部40的第一端部20a侧由头部件22覆盖。第一轴部40具有：与头部件22可一体旋转地卡合的支承部40a；与支承部40a一体形成并从支承部40a朝向第二端部20b延伸的轴部40b。第二端部20b如后所述具有开口。

支承部40a是柱状的部件，包括一对平面40c。本实施方式中，一对平面40c以与轴心C垂直的方式形成于支承部40a。在支承部40a上形成贯通一对平面40c的凸轮孔50b。支承部40a与轴部40b的连结部分被进行倒圆角。由此，使用者操作杆部件24，经由第二轴部42将第一轴部40拉入杆部件24侧时，难以在支承部40a与轴部40b之间产生应力集中。

轴部40b具有剖面为非圆形的第一连结部分36a。本实施方式中，第一连结部分36a的与垂直于X轴方向的面平行的剖面的形状为正方形。第一连结部分36a构成为第二轴部42经由限制部件28与第一轴部40能够一体旋转地连结。轴部40b还包括与调整部件26卡合的第一卡合部40d。第一卡合部40d形成在第一连结部分36a的先端侧。第一卡合部40d与调整部件26卡合。第一卡合部40d具有阳螺纹部和阴螺纹部中的任一者。本实施方式中，第一卡合部40d具有形成于第一轴部40的外周面的第一阳螺纹部40f。轴部40b还包括形成于第一卡合部40d的先端的环状槽40e。环状槽40e中安装止脱部件38。

第二轴部42是两端开口的中空的筒状部件。第二轴部42具有第二端部20b和车体卡合部20c。车体卡合部20c设于第二端部20b。车体卡合部20c具有与设于车体100的阳螺纹部和阴螺纹部中的任一者螺合的阳螺纹部和阴螺纹部中的任意另一者。本实施方式中，车体卡合部20c具有形成于第二端部20b侧的第二阳螺纹部42f，与形成于第二前端100c的先端部的第二贯通孔100e的第一阴螺纹部100f螺合。第二轴部42还包括第二阴螺纹孔42a。第二阴螺纹孔42a与限制部件28螺合，将限制部件28固定于第二轴部42。第二轴部42还具备收容部42b。收容部42b由圆形的空间构成，将调整部件26可旋转地且沿轴方向X移动自如地收容。第二轴部42还包括抵接部42c。如图3所示，抵接部42c设于轴状部件20的内部。具体地，抵接部42c在收容部42b的第二端部20b一侧由比收容部42b的第二端部20b侧小径的台阶构成。抵接部42c构成为限制调整部件26向朝向第二端部20b侧的方向移动。第二轴部42还包括操作轴通过孔42d。操作轴通过孔42d以操作部件32的后述的操作轴52能够通过的方式从抵接部42c至第二端部20b的操作者侧形成。第二轴部42还包括操作轴支承孔42e。操作轴支承孔42e形成于第二端部20b的内周面，以将操作轴52可旋转地支承的方式构成。

如图2和图3所示，头部件22是有底筒状的帽状的部件。头部件22以收容第一轴部40的支承部40a的方式构成。头部件22将杆部件24以可配置于图1中实线所示的第一位置即固定位置和双点划线所示的第二位置即释放位置的方式转动自如地支承。头部件22具有将第一轴部40的支承部40a绕轴心C能够一体旋转地且沿轴方向X移动自如地收容的轴收容部44。

如图2所示，轴收容部44具有与支承部40a的一对平面40c卡合的一对平面部44a。轴收容部44的与垂直于X轴方向的平面平行的剖面是非圆形形状。在轴收容部44中分别贯通一对平面部44a形成将杆部件24的后述的转动轴46转动自如地支承的第一支承孔44b(参照图2)和比第一支承孔44b小径的第二支承孔44c(参照图3)。头部件22的与车体100的第一前端100b的外侧面100g接触的端面上实施防滑加工。

如图2所示，杆部件24具有转动轴46、杆主体48和凸轮机构50。转动轴46能够绕与轴状部件20交叉的轴心C转动地设于头部件22。转动轴46具有安装部46a、第一被支承部46b、凸轮部50a、第二被支承部46c。安装部46a、第一被支承部46b、凸轮部50a和第二被支承部46c按照该记载顺序顺次从基端部分朝向先端部分配置。第一被支承部46b比安装部46a稍小径。凸轮部50a相对第一被支承部46b偏心。第二被支承部46c与第一被支承部46b同轴配置，比第一被支承部46b小径。转动轴46在第一被支承部46b和第二被支承部46c上转动自如地双端支承于头部件22。杆主体48能够向图1中实线所示的第一位置和双点划线所示的第二位置绕轴心C转动。杆主体48设置成能够与转动轴46一体转动。具体地，杆主体48能够一体转动地安装于转动轴46的安装部46a。另外，在第二被支承部46c的先端侧安装有用于将转动轴46相对头部件22保持的C型环。杆主体48相对轴心C向径方向外侧延伸。凸轮机构50使轴状部件20对应杆主体48的旋转沿轴方向X移动。凸轮机构50具有凸轮部50a、设于第一轴部40的支承部40a并被凸轮部50a卡合的凸轮孔50b。

调整部件26相对轴状部件20旋转，从而调整头部件22的轴方向的位置。具体地，如图2和图3所示，调整部件26是收容在第二轴部42的收容部42b的、一部分为筒状的圆形的部件。调整部件26的外径比收容部42b的内径稍小。调整部件26具有与第一卡合部40d卡合的第二卡合部26a。第二卡合部26a通过与第一轴部40的相对旋转而使第一轴部40向轴方向移动。第二卡合部26具有阳螺纹部和阴螺纹部中的任意另一者。本实施方式中，第二卡合部26a在调整部件26的内周面具有以在凹部26b开口的方式形成的第二阴螺纹部26d。

调整部件26还具有凹部26b和操作部件连结部26c。凹部26b是用于安装主体部件38的空间。如图4所示，凹部26b在调整部件26的规定的部分，以形成圆环状的底部26e的方式切开调整部件26的一部分呈半圆形状而形成。操作部件连结部26c与操作部件32能够一体旋转地卡合，由操作部件32能够将调整部件26进行旋转操作。操作部件连结部26c具有形成于调整部件26的第二端部20b侧的端面的连结凹部26f和安装连结部件34的第一连结孔26g。在本实施方式中，连结凹部26f为非圆形。

限制部件28被固定在比调整部件26更偏向第二轴部42的第一端部20a一侧，限制调整部件26向朝向第一端部20a的方向的移动。限制部件28具有大径的锷部28a、轴部28b和第二连结部件36b。锷部28a构成为能够被工具旋转。本实施方式中，锷部28a的形状是六边形。锷部28a抵接第二轴部42的第一端部20a侧的端面。轴部28b在外周面具有与第二轴部42的第二阴螺纹孔42a螺合的第三阳螺纹部28c。第二连结部分36b是构成为与第一连结部分36a能够一体旋转地连结的孔。本实施方式中，第二连结部分36b的剖面是非圆形，具体地说是矩形。本实施方式中，限制部件28通过粘接固定在第二轴部42。因此，限制部件28与第二轴部42能够一体旋转地连结。通过第一连结部分36a和第二连结部分36b构成将第一轴部40和第二轴部42能够一体旋转地连结的连结结构36。

施力部件30例如是竹笋弹簧，以被压缩的状态配置于头部件22与限制部件28的锷部28a之间。由此，能够防止头部件22与轴状部件20之间的晃动。另外，施力部件30不限于竹笋弹簧，也可以是盘式弹簧、线圈弹簧、橡胶等弹性体。

操作部件32具有操作轴52和操作部54。操作轴52具有与调整部件26连结的连结端部52a和操作端部52b。连结端部52a构成为与连结凹部26f能够一体旋转地卡合。连结凹部26f的剖面为非圆形，本实施方式中为六边形。在连结端部52a上形成第二连结孔52c。通过将连结部件34从第一连结孔26g插入而安装于第二连结孔52c，从而操作部件32和调整部件26能够一体旋转地连结。由此，能够将操作部件32相对调整部件26保持。连结部件34是比第一连结孔26g和第二连结孔52c大径的部件，例如是弹簧销。由此，连结部件34由于与第一连结孔26g和第二连结孔52c摩擦卡合，所以连结部件34难以从第一连结孔26g和第二连结孔52c脱离。

操作端部52b位于连接端部52a的相反侧。具体地，操作端部52b在轴方向X上与连接端部52a位于相反侧。操作端部52b从第二端部20b突出，在轴状部件20上可旋转地被支承。具体地，操作端部52b从第二端部20b突出，在第二轴部42的操作轴支承孔42e可旋转地被支承。在操作端部52b上朝向轴端按照记载顺序顺次形成环状的第一安装槽52d、滚花52e、环状的第二安装槽52f。第一安装槽52d形成在比第二端部20b更偏向第一端部20a一侧。滚花52e和第二安装槽52f位于从第二端部20b突出的位置。在第一安装槽52d中安装例如O型环等环状弹性体56。环状弹性体56设置用以调整操作部件32的操作力，而且设置用以使调整过的旋转位置不移动。具体地，操作部54与操作端部52b的滚花52e能够一体旋转地连结。第二安装槽52f构成为与操作部54弹性卡合而阻止操作部54脱离。操作部54例如是具有弹性的合成树脂制的部件，以当由操作者使操作部54旋转时则操作轴52旋转的方式构成。操作部54具有稍凹陷的一对夹捏(pinch)部54a。一对夹捏部54a在与中心轴心A垂直的方向上彼此相对向地配置。由一对夹捏部54a提高操作部54的操作性，并且使用者能够观识操作部54的旋转位置。

如前所述，止脱部件38将调整部件20相对第一轴部40保持。如图4所示，止脱部件38具有与调整部件26的凹部26b卡合的半圆形的第一止脱部38a和与环状槽40e卡合的具有狭缝38c的第二止脱部38b。第一止脱部38a接触调整部件26的凹部26b，并且与收容部42b的内周面嵌合。第一止脱部38a外径比调整部件26稍大。第二止脱部38b的形成狭缝38c的两个先端部分以彼此的间隔逐渐扩大的方式构成。由此，止脱部件38的安装性能得以提高。

另外，自行车用车轮固定机构16的组装时，第一轴部40以由止脱部件38保持的状态预先连结于调整部件26。另外，操作轴52通过连结部件34与调整部件26连结。因此，组装时，包括第一轴部40、调整部件26和操作轴52的组装体从第一端部20a侧插入第二轴部42。并且，操作部54能够一体旋转地安装于从第二端部20b突出的操作轴52。

这样构成的自行车用车轮固定机构16中，使用者首次将轮毂10安装于车轮固定部100a的情况下，使用者将操作部54向螺纹连接松动的方向旋转，使第一轴部40相对调整部件26在轴方向X上向左方移动。接着，使用者将轮毂10配置于第一前端100b与第二前端100c之间，将轴状部件20从第一贯通孔100d通过轮毂轴12朝向第二贯通孔100e插入。

接着，使用者使杆部件24向螺纹连接紧固的方向旋转，将轴状部件20的第二端部20b的车体卡合部20c的第二阳螺纹部42f扭入第二贯通孔100e的第一阴螺纹部100f。由此，头部件22接近第一前端100b的外侧面100g。并且，使用者将杆主体48配置于第二位置，旋转杆主体48。这时，使用者将杆主体48配置于第一位置后，将杆主体48配置于杆主体48沿着第一前端100b这样的旋转位置。

接着，使用者将操作部54向螺纹连接紧固的方向旋转，使头部件22接触第一前端100b的外侧面100g，使杆主体48从第二位置向第一位置转动。由此，车轮的固定完成。根据本实施方式，下次以后的车轮的安装时，使用者没必要由操作部54对调整部件26进行位置调整。另外，由于在第二轴部42的内部设置有调整部件26，所以自行车用车轮固定机构16的轴方向长度不会变长。即、能够提供小型化的自行车用车轮固定机构16。

<其他实施方式>

以上，说明了本发明的一个实施方式，但是本发明不限于上述实施方式，在不脱离发明构思的范围内能够进行各种变更。特别是，本说明书中记载的多个实施方式和变形例能够根据需要进行任意组合。

(a)上述实施方式中，自行车用车轮固定机构16包括操作部件32，但是本发明不限于此。图5是本发明的一实施方式的变形例的自行车用车轮固定机构116的剖面图。如图5所示，自行车用车轮固定机构116不包括操作部件32。这种情况下，调整部件26的旋转操作中，取代操作部件32，例如使用棒状的六棱扳手等工具。因此，调整部件26取代连结凹部26f设置接收从第二端部20b的开口插入轴状部件20的第二轴部42的工具的工具卡合部126f。另外，没有插入工具时，为了防止水分和杂质流入第二轴部42，可以将可装脱的帽部件154安装于第二端部20b的开口，从而将第二端部20b的开口塞住。

(b)在上述实施方式中，公开了轴状部件20的第二端部20b与设于车体的螺纹螺合的自行车用车轮固定机构16，但是本发明不限于此。即、本发明也适用于第二端部20b和螺母等部件螺合从而固定于车体的自行车用车轮固定机构。

(c)上述实施方式中，为了也能够使用六棱扳手等工具，连结凹部26f采用了六边形的形状，但是本发明不限于此。例如，连结凹部26f可以是正方形等非圆形的形状，也可以是改锥卡合用的槽。

(d)上述实施方式中，使调整部件26和第一轴部40通过螺纹结构卡合，但是本发明不限于此。例如也可以通过凸轮机构将调整部件26和第一轴部40卡合。

(e)上述实施方式中，由连结部件34将操作部件32与调整部件26连结以不脱离，但是本发明不限于此。即、操作部件32和调整部件26也可以能够装脱地连结。具体地，连结部件34可以是O型环等弹性体，操作部件32和调整部件26通过摩擦卡合可装脱地连结。另外，连结部件34可以包括设于调整部件26和操作部件32中任一者的由弹簧等施力的球或销部件和与设于调整部件26和操作部件32的任意另一者的球或销卡合的凹部。

(f)上述实施方式中，车轮固定部100a分别具有前叉的第一前端100b和第二前端100c，但是本发明不限于此。即、车轮固定部100a也可以分别具有第一后端和第二后端。这种情况下，可以在第一后端和第二后端上分别形成第一贯通孔和第二贯通孔。另外，第一贯通孔是通常的圆形的孔，第二贯通孔具有第一阴螺纹部。另外，第二贯通孔可以取代第一阴螺纹部，而将螺母部件不能旋转地或旋转自如地设于第二前端。这时，轮毂10是能够安装于车体100的后部的后轮毂。