专利名称：自行车用链轮的制作方法
技术领域：
本发明涉及链轮，特别是涉及安装在自行车的旋转驱动部，在外周缠绕有自行车驱动用的链条的自行车用链轮。
背景技术：
在自行车上一般设置具有前后的链轮，和缠绕在这些链轮上的链条的驱动部。前链轮设置在自行车的齿轮曲柄(旋转驱动部的一例)上，后链轮设置在自行车的自由轮毂(旋转驱动部的一例)上。这种自行车用链轮以JIS H4000的A2014P等的铝或JIS G3141的SPCC等的铁作为原料使用。在为了变速而在齿轮曲柄或自由轮毂上安装多个链轮的情况下，为了谋求轻量化，以铝作为原料而采用。
另外，为了进一步轻量化，而具有形成有链轮齿的铝制的链轮环部，和安装在链轮环部的内周，固定在齿轮曲柄上的碳素纤维原料制的内侧固定部的自行车链轮以往已被公知(参照专利文献1)。该链轮通过在分别形成于链轮环部和内侧固定部上的半圆形的孔部上，安装金属制的铆销，来固定链轮环部的内周部和内侧固定部。另外，在与齿轮曲柄的固定部部分，设置具有高低差的安装孔。在象这样构造的链轮中，通常是将螺栓(固定部件的一例)插通安装孔，将链轮固定在齿轮曲柄的十字交叉臂上。
德国实用新型第20218755号公报在上述以往的自行车用链轮中，因为构成内侧固定部的合成树脂的长年劣化，而担心固定力降低。另外，若用过大的扭力紧固螺栓，则合成树脂制的内侧固定部变形，还是存在固定力降低的可能性。
本发明的课题是在具有合成树脂制的内侧固定部的自行车用链轮中，谋求轻量化，且可以防止以合成树脂的劣化或变形为起因的固定力的降低。
发明内容
有关发明1的自行车用链轮是通过固定部件，固定在自行车的旋转驱动部，在外周缠绕有自行车驱动用的链条的链轮，具有链轮环部、内侧固定部和筒状部件。链轮环部在外周形成缠绕链条的链轮齿。内侧固定部具有用于向旋转驱动部固定的安装孔，在链轮齿形成部分的内周侧，是连结在链轮环部上的合成树脂制的部件。筒状部件安装在安装孔上，是具有用于承受来自固定部件的力的第1接触面的金属制的部件。
在该链轮中，连结着链轮环部，固定在旋转驱动部上的内侧固定部是轻量的合成树脂制。在该内侧固定部上设置安装孔，在安装孔上安装金属制的筒状部件。在该筒状部件上，插通例如螺栓等的固定部件，将链轮固定在旋转驱动部上。此时，不是内侧固定部，而是筒状部件的第1接触面承受来自固定部件的力。在这里，由于在内侧固定部上安装着比合成树脂更难于长年劣化的金属制的筒状部件，筒状部件的第1接触面承受来自固定部件的力，所以即使为了谋求轻量化而使内侧固定部为软质的合成树脂制，也可以一面确保足够的固定力，一面使与旋转驱动部的固定部分难以变形。因此，可以防止以合成树脂的劣化或变形为起因的固定力的降低，同时可以谋求链轮的轻量化。
有关发明2的自行车用链轮是在发明1所述的链轮中，筒状部件在轴向不能移动地安装在安装孔上。在该情况下，因为筒状部件被安装为在轴向不能移动，所以在第1接触面中，可以切实地承受来自固定部件的力。
有关发明3的自行车用链轮是在发明1或2所述的链轮中，筒状部件与内侧固定部一体成型。在该情况下，因为筒状部件通过例如插入成型等而与合成树脂制的内侧固定部一体形成，所以可以容易地不能轴向移动地进行安装。
有关发明4的自行车用链轮是在发明1至3的任意一个所述的链轮中，筒状部件具有筒状部和比筒状部直径大的凸缘部，第1接触面设置在凸缘部上。在该情况下，因为通过设置凸缘部，可以将筒状部件在轴向不能移动地安装在内侧固定部上，同时，在直径大的凸缘部设置与固定部件接触的第1接触面，所以增大了第1接触面的面积，即使受到来自固定部件的力，面压也减小。另外，在一体形成内侧固定部和筒状部件的情况下，通过将凸缘部埋入内侧部件之中，可以更牢固地一体形成两个部件。
有关发明5的自行车用链轮是在发明1至4的任意一个所述的链轮中，筒状部件具有与旋转驱动部接触的第2接触面。在该情况下，因为金属制的筒状部件的第2接触面相对于旋转驱动部接触，所以在通过固定部件固定链轮时，力作用在筒状部件上。因此，与旋转驱动部的固定部分更加难以变形。
有关发明6的自行车用链轮是在发明1至5的任意一个所述的链轮中，链轮环是金属制，内侧固定部与链轮环部的两侧面一体成型。在该情况下，因为在链轮环部的两侧面配置内侧固定部，所以可以较高地维持在链轮环部和内侧固定部之间的刚性。另外，因为安装铆销，而不需要进行铆接固定的铆接工程，所以可以使制造工序简洁化。
有关发明7的自行车用链轮是在发明1至6的任意一个所述的链轮中，固定部件是具有头部的螺栓，筒状部件与螺栓的头部接触。在该情况下，即使螺栓的头部与筒状部件的第1接触面接触，第1接触面也难以变形。
有关发明8的自行车用链轮是在发明1至7的任意一个所述的链轮中，链轮环部还具有用于不能旋转地连结内侧固定部的紧固机构。在该情况下，因为通过紧固机构，可以不能旋转地连结链轮环部和内侧固定部，所以进一步提高了刚性。
有关发明9的自行车用链轮是在发明1至8的任意一个所述的链轮中，内侧固定部是碳素纤维混入树脂，该碳素纤维混入树脂是使碳素纤维的填料含浸于聚酰胺类合成树脂。在该情况下，通过含浸碳素纤维，可以使内侧固定部的强度比仅仅为合成树脂的情况的强度高。
有关发明10的自行车用链轮是在发明1至9的任意一个所述的链轮中，链轮环部是在表面上形成有耐酸铝层的铝合金制。在该情况下，可以提高链轮环部的耐腐蚀性。
有关发明11的自行车用链轮是在发明1至10的任意一个所述的链轮中，筒状部件是铝合金制。在该情况下，即使为了抑制内侧固定部的变形而安装筒状部件，也可以谋求轻量化。
发明的效果根据本发明，因为是在内侧固定部安装比合成树脂更难以长年劣化的金属制的筒状部件，筒状部件的第1接触面承受来自固定部件的力，所以即使为了谋求轻量化，而使内侧固定部为软质的合成树脂制，也可以一面确保足够的固定力，一面使与旋转驱动部的固定部分难以变形，可以防止以合成树脂的劣化或变形为起因的固定力的降低，同时谋求链轮的轻量化。
图1是采用有关本发明的一个实施方式的自行车的侧视图。
图2是其齿轮曲柄的正视图。
图3是图2的III-III剖视图。
图4是链轮的正视图。
图5是图4的V-V剖视放大图。
图6是链轮的正视放大局部图。
图7是表示链轮的制造工序的示意图。
图8是其他的实施方式的相当于图6的图。
图9是表示其他的实施方式的链轮环部的制造工序的示意图。
具体实施例方式
在图1中，采用了本发明的一个实施方式的自行车是例如具有下垂式的手柄部14的越野自行车10。越野自行车10具有构成车身骨架的钻石形的车架11。车架11具有车架体12，和可围绕斜纵轴自由旋转地支撑在车架体12的前部，且下部分为2股的前叉13。另外，越野自行车10具有连结在前叉13上的手柄部14、安装在车架体1 2的下部，并将踏力转换为驱动力的驱动部15、可自由旋转地支撑在前叉13的下端的前轮16、可自由旋转地支撑在车架体12的后部的后轮17及前后的制动装置18、19。
车架体12具有三角形状的前三角20，和配置在前三角20的后方的后三角21。前三角20是由配置在横向的上管25、向前上配置在上管25的下方的下管26、接合上管25以及下管26的前端的头管27、接合上管25以及下管26的后端，并向斜上方延伸的立管28构成的。固定鞍座32的座椅柱33可调节上下位置地固定在立管28上。在立管28和下管26的接合部，形成筒状的紧固部29(图3)。后三角21是由前端与立管28接合，被分为2股，并向斜下方延伸的座椅撑杆30，和从立管28的下端向后方分为2股延伸，并与座椅撑杆30的后端接合的链条撑杆31构成的。
在前叉13的上部，可移动地固定着构成手柄部14的手柄套筒35。在手柄套筒35的上端，固定着向左右延伸的两端弯曲的手柄杆36。在手柄杆36的两端，安装着带有变速功能的制动杆38。
驱动部15具有设置在紧固部29上的曲柄部41、不能旋转地安装在后轮17的自由轮毂上的小齿轮部43、架设在曲柄部41和小齿轮部43之间的链条44、变速用的前变速器45以及后变速器46。前变速器45具有链条44插通的链条引导器45a。
曲柄部41如图1-图3所示，具有可自由旋转地支撑在车架11的紧固部29上的曲柄轴50(图3)、铆接固定在曲柄轴50的右端，前端安装着踏板53(图1)的齿轮曲柄51、及可自由拆装地固定在曲柄轴50的左端的左曲柄52(图3)。
曲柄轴50如图3所示，通过安装在紧固部29上的底部支架54，可自由旋转地安装在紧固部29上。曲柄轴50是例如铬钼钢等的具有高刚性的合金制的空心管状部件。为了固定左曲柄52，在曲柄轴50的左端内周面，形成有固定螺栓59螺入的阴螺纹部55b。
底部支架54具有从紧固部29的两端螺入的左右轴承壳60，61、同心连结左右轴承壳60，61的筒状的连结部件62、安装在左右轴承壳60，61上的左右滚珠轴承63，64、安装在左右滚珠轴承63，64的内圈和曲柄轴50之间的左右罩部件65，66。
滚珠轴承63，64是在内圈和外圈之间，安装有密封件的密封轴承，预先封入有油脂。据此，可以节省为了润滑而进行的保养。象这样，通过在紧固部29的轴向外方配置轴承63，64，可以增大曲柄轴50的轴径，即使使曲柄轴50为空心形状，谋求轻量化，也可以较高地维持曲柄轴50的强度或刚性。
齿轮曲柄51如图2以及图3所示，包括具有不能旋转地安装在由圆形的空间构成的曲柄轴50的右端的卡合凹部78的曲柄连结部75、可在前端安装从曲柄连结部75呈放射状延伸的大小2片链轮71，72的5个臂部76、固定在曲柄轴50的右端的右曲柄77。
用于与曲柄轴50同心地安装链轮71，72的安装部76a以比其他部分凹陷的方式形成在各臂部76的前端两面上。如图5所示，在安装部76a上形成固定孔76b，该固定孔76b用于通过具有头部80a的螺栓80以及与其螺合的螺母81，将链轮71，72一总固定。
右曲柄77如图3所示是空心构造，与曲柄连结部75以及臂部76一体形成，前端一面从曲柄连结部75的外侧面75a向轴向外方稍有倾斜，一面在径向向外方延伸。在该延伸的前端形成踏板53螺入的踏板安装孔77a。
卡合凹部78如图3所示，安装在曲柄轴50的第2部分56上，以比第2部分56的轴向长度长的深度，一直形成到外侧面75a的近前侧。其结果为，包含右曲柄77的曲柄连结部75的外侧面75a是由不具有凹凸的平滑的曲面构成的。另外，卡合凹部78的深度比曲柄轴50的第2部分56的直径短。
作为基于本发明的一个实施方式的链轮的链轮71如图4-图6所示，具有金属制的链轮环部90、与链轮环部90一体成型并固定在齿轮曲柄51(图2以及图3)上的合成树脂制的内侧固定部91、与内侧固定部91一体成型的筒状部件92。
链轮环部90是在外周形成有缠绕着链条44(图1)的多个链轮齿90a的、例如铝制的环状的部件。如图6所示，为了便于不能旋转地连结内侧固定部91，在链轮环部90的两侧面90b，90c上，在圆周方向隔开间隔，形成作为紧固构件的多个贯通孔90d。链轮环部90是将金属板冲裁加工为环状，以分别在其外周形成链轮齿90a、在其两侧面90b、90c上形成贯通孔90d而形成的。
内侧固定部91是例如含浸碳素纤维的填料的聚酰胺类合成树脂制。内侧固定部91是通过链轮环部90的链轮齿90a形成部分，与在内周侧的两侧面90b，90c一体形成。内侧固定部91具有一体成型有链轮环部90的环部91a，和在从环部91a向径向内方延伸，并可与固定孔76b相对的位置上，形成有多个安装孔91e的螺丝固定部91b。筒状部件92在轴向不能移动地安装在该安装孔91e上。环部91a一体形成，覆盖着链轮环部90的两侧面90b，90c以及内周面90e。螺丝固定部91b具有从环部91a的内周面开始形成为拱状的拱部91c，和形成在拱部91c的中间部，向径向内方突出的5个臂固定部91d。臂固定部91d形成在与臂部76的前端的安装部76a相对的位置上，在那里，形成面临固定孔76b且带有阶梯的安装孔91e。
筒状部件92是例如铝合金制，是具有筒状部92a和比筒状部92a直径大的凸缘部92b的带凸缘的圆筒状的部件。凸缘部92b在外侧端面具有与螺栓80的头部80a接触，用于承受来自螺栓80的力的第1接触面92c。凸缘部92b的外周部与安装孔91e的内周面相比，进一步被嵌入外周侧。因此，筒状部件92相对于内侧固定部91难以被拔出，同时可以切实地在轴向不能移动地被固定。另外，筒部92a在内侧端面具有与齿轮曲柄51的臂部76的安装部76a接触的第2接触面92d。象这样，因为金属制的筒状部件92的第1接触面92c与螺栓80的头部80a接触，所以即使或是来自链条的大的力进行作用，或是用过大的扭力紧固螺栓80，筒状部件92也难以变形。另外，因为金属制的筒状部件92的第2接触面92d与金属制的安装部76a接触，所以在用螺栓80固定链轮71时，力不是作用在合成树脂制的内侧固定部91上，而是作用在金属制的筒状部件92上。因此，与安装部76a的固定部分更加难以变形。
从该筒状部件92的内周部外侧安装螺栓80，通过从安装于安装部76a的内侧面的链轮72侧安装的螺母81，将2个链轮71，72固定在安装部76a的两面上。螺栓80是具有带有六角孔的头部80a的空心的螺栓，螺母81是带有凸缘的空心的螺母。这些螺栓80以及螺母81是构成为对链轮71，72进行定位并安装的，用于链轮固定用的公知的部件。
象这样构成的链轮71通过图7所示的工序进行制造。
首先，将铝板冲裁加工，获得图4所示那样形状的链轮环部90。接着，在得到的链轮环部90的侧面90b，90c和内周面90e上，形成通过对三嗪硫醇的微粉末进行电泳电镀处理而使其扩散的环状的扩散层93a。另外，在筒状部件92的凸缘部92b以及筒部92a的外周面上，也形成扩散层93b。接着，将形成有扩散层93a以及93b的链轮环部90以及筒状部件92插入用于成型内侧固定部91的，具有上模具95a和下模具95b的模具95中。在模具95的内部，形成用于形成内侧固定部91的环部91a以及螺丝固定部91b的空间95c以及空间95d。若安装链轮环部90以及筒状部件92，则紧固模具95，将含浸碳素纤维的填料的聚酰胺类合成树脂的溶融液充填到内部的空间95c，95d中，使合成树脂和扩散层93a，93b发生化学反应，将内侧固定部91和链轮环部90以及筒状部件92进行化学结合。通过象这样的嵌入成型，完成具有与链轮环部90以及筒状部件92一体成型的内侧固定部91的链轮71。
在这里，因为通过将合成树脂制的内侧固定部91与金属制的链轮环部90的两侧面90b，90c一体成型，固定链轮环部90和内侧固定部91，所以可以防止两部90，91的间隙，同时可以较高地维持链轮环部90和内侧固定部91之间的刚性。另外，因为安装铆销而不需要铆接固定的铆接工序，所以可以使制造工序简洁化。再有，因为在内侧固定部91上安装比合成树脂难以长年劣化的金属制的筒状部件92，筒状部件92的第1接触面92c承受来自螺栓80的力，所以即使为了谋求轻量化而使内侧固定部91为软质的合成树脂制，也可以一面确保足够的紧固力，一面使与安装部76a的固定部分难以变形，可以防止以合成树脂的劣化或变形为起因的固定力的降低，同时可以谋求链轮的轻量化。另外，也可以防止以变形或劣化为起因的相对于安装部76a的松框。
链轮72如图5所示，是由形成有链轮齿72a的环部72b，和从环部72b的内周向径向内方突出的固定部72c一体形成的，例如是铝制的公知的链轮。该固定部72c和内侧固定部91通过螺栓80以及螺母81，一总固定在臂部76上。
左曲柄52如图3所示，具有形成在前端螺入有踏板53的踏板安装孔85a的空心构造的左曲柄臂部85。另外，在安装左曲柄52的曲柄轴50的部分形成未图示出的狭缝，使狭缝变窄地通过紧固配置在曲柄轴50的图3下方的2根安装螺栓57a，57b，牢固地固定在曲柄轴50上。该2根安装螺栓57a，57b是例如带有六角孔的螺栓，头部从不同的方向被插入。
在将象这样构成的曲柄部41安装到底部支架54上时，首先，将链轮71，72安装到齿轮曲柄51上。在将链轮71，72安装到齿轮曲柄51上时，将链轮71，72置于安装部76a的凹陷部分，使固定孔76b以及筒状部件92相对。然后，从链轮71侧安装螺栓80，从链轮72侧安装螺母81，在用特殊工具防止螺母81旋转的状态下，通过六角扳手转动螺栓80，安装链轮71，72。
若链轮71，72的安装完成，则齿轮曲柄51铆接固定在曲柄轴50上。在该铆接固定时，将曲柄轴50的右端插入齿轮曲柄51的卡合凹部78中。在该状态下，从曲柄轴50的左端安装铆接夹具。将安装着铆接夹具的曲柄轴50和齿轮曲柄51与例如齿轮曲柄51的曲柄连接部75以及右曲柄77的外侧面的形状对合，并安装在接受件上，用加压装置等，按压铆接夹具。据此，齿轮曲柄51被铆接固定在曲柄轴50上。
(a)在上述实施方式中，紧固机构是通过在链轮环部90的侧面90b上，在圆周方向隔开间隔形成的多个贯通孔90d构成的，也可以如图8所示，是通过在链轮环部90的内周面90e上，在圆周方向隔开间隔形成的多个凹凸部90f构成的。
(b)在上述实施方式中，以越野自行车的链轮为例进行了说明，本发明可以应用在所有的自行车上。
(c)在上述实施方式中，是以安装在曲柄部41上的链轮为例进行了说明，该曲柄部41围绕全长，在空心的筒状的曲柄轴50上铆接固定齿轮曲柄51，但本发明也可以应用在安装于下述曲柄部的链轮上，该曲柄部为通过螺栓，将齿轮曲柄固定在曲柄轴上的曲柄部，或通过螺栓，将另体的右曲柄与齿轮曲柄一同固定在曲柄轴上的曲柄部。另外，本发明也可以应用在安装于小齿轮部43上的链轮上。另外，也可以通过铝合金制的链轮环部和合成树脂制的固定部，构成链轮72。
(d)在上述实施方式中，是使链轮环部为铝制，是内侧固定部为聚酰胺类合成树脂，但链轮环部只要是轻量的硬质物质，什么样的物质均可，内侧固定部只要是轻量的合成树脂，什么样的树脂均可。
(e)在上述实施方式中，通过对铝板(金属板)进行冲裁加工，形成了链轮环部90，也可以如图9所示，将金属板96冲裁加工为平钢状，在使其在长度方向一侧形成链轮齿90a后，向另一侧弯曲加工，形成环状。在该情况下，在链轮环部90形成间隙90g。该间隙90g可以通过焊接或铆接等接合，不接合也可以。即使是在不接合的情况下，在与内侧固定部91一体成型时，因为链轮环部90通过内侧固定部91被固定，所以难以产生因存在间隙而引起的问题。
(f)在上述实施方式中，是将筒状部件构成为带凸缘的圆筒状，但也可以不在筒状部件上设置凸缘。
(g)在上述实施方式中，是一体形成链轮环部90和内侧固定部91，但也可以通过铆接固定或螺丝固定等的固定手段，固定在内侧固定部91上。另外，对于筒状部件92也一样，通过止动环或螺丝固定等的固定手段，固定在内侧固定部91上。
权利要求
1.一种自行车用链轮，通过固定部件，固定在自行车的旋转驱动部，在外周缠绕有自行车驱动用的链条，其特征在于，具有链轮环部，该链轮环部在外周形成缠绕上述链条的链轮齿；合成树脂制的内侧固定部，该合成树脂制的内侧固定部具有用于向上述旋转驱动部固定的安装孔，通过上述链轮齿形成部分，在内周侧连结在上述链轮环部上；金属制的筒状部件，该金属制的筒状部件安装在上述安装孔上，具有用于承受来自上述固定部件的力的第1接触面。
2.如权利要求1所述的自行车用链轮，其特征在于，上述筒状部件在轴向不能移动地安装在上述安装孔上。
3.如权利要求1或2所述的自行车用链轮，其特征在于，上述筒状部件与上述内侧固定部一体成型。
4.如权利要求1至3中的任一项所述的自行车用链轮，其特征在于，上述筒状部件具有筒状部和比上述筒状部直径大的凸缘部，上述第1接触面设置在上述凸缘部上。
5.如权利要求1至4中的任一项所述的自行车用链轮，其特征在于，上述筒状部件具有与上述旋转驱动部接触的第2接触面。
6.如权利要求1至5中的任一项所述的自行车用链轮，其特征在于，上述链轮环是金属制，上述内侧固定部与上述链轮环部的两侧面一体成型。
7.如权利要求1至6中的任一项所述的自行车用链轮，其特征在于，上述固定部件是具有头部的螺栓，上述筒状部件与上述螺栓的头部接触。
8.如权利要求1至7中的任一项所述的自行车用链轮，其特征在于，上述链轮环部还具有用于不能旋转地连结上述内侧固定部的紧固机构。
9.如权利要求1至8中的任一项所述的自行车用链轮，其特征在于，上述内侧固定部是碳素纤维混入树脂，该碳素纤维混入树脂是使碳素纤维的填料含浸于聚酰胺类合成树脂。
10.如权利要求1至9中的任一项所述的自行车用链轮，其特征在于，上述链轮环部为在表面上形成有耐酸铝层的铝合金制。
11.如权利要求1至10中的任一项所述的自行车用链轮，其特征在于，上述筒状部件是铝合金制。
全文摘要
在具有合成树脂制的内侧固定部的自行车用链轮中，谋求轻量化，且可以防止以合成树脂的劣化或变形为起因的固定力的降低。自行车用链轮(71)，是通过螺栓(80)固定在自行车的齿轮曲柄(51)上、在外周缠绕有自行车驱动用的链条的链轮，具有链轮环部(90)、内侧固定部(91)和筒状部件(92)。链轮环部(90)在外周形成缠绕链条的链轮齿(90a)。内侧固定部具有用于向齿轮曲柄固定的安装孔(91e)，在链轮齿形成部分的内周侧，是连结在链轮环部上的合成树脂制的部件。筒状部件安装在安装孔上，是具有用于承受来自螺栓(80)的力的第1接触面(92c)的金属制的部件。
文档编号F16H55/02GK1712306SQ20051006870
公开日2005年12月28日 申请日期2005年4月29日 优先权日2004年6月22日
发明者野野下哲 申请人:株式会社岛野