专利名称：自行车前链轮组件的制作方法
技术领域：
本发明一般地涉及自行车前链轮组件，它将自行车踏板固定地连接到自行车底架上并支承着一或多个在它上面的链轮齿圈。更具体地说，本发明是针对与此前链轮耦联的保护罩。
骑自行车正成为日益普遍的健身形式以及运输物质的一种手段。除此，骑自行车也已成为非常普遍的运动比赛项目。不论自行车是用于健身、运输或是竞赛，自行车的各种部件是在不断的改进中来提高其性能和/或安全性。再有，自行车的部件也在经常改进其设计，以使之更为耐用和更具吸引力。过去这些年中业已在大范围内进行重新设计的一个自行车的特殊部分乃是自行车的驱动链。
当前绝大多数自行车的驱动链具有多种速度，允许骑车人选择适当的传动比来适合骑车时遇到的特殊的乘骑条件。多速自行车的齿轮传统组件的一种最普遍类型是，利用在一组前链轮或一组链轮间延伸的链以及安装于自行车后轮的后轮毂上的一组后齿轮或链轮。通常采用两个换档变速器来运动链轮齿圈或链轮间的链。踏板是由连接到底托座上的一对自行车曲柄连接到前链轮齿圈上或随其运动。这对曲柄从底架沿相反方向外延，在它们的自由端上则装附上踏板用来支承骑车人的脚。骑车人转动着踏板使链轮齿圈转动，结果又转动着自行车的链来带动后链轮转动，这样便使自行车的后轮转动。在某些曲柄设计中，前链轮齿圈是通过紧固指状部而直接连接到曲柄之上。这种紧固指状部是连接到曲柄的轮毂部上且由此沿径向外延。
这类驱动链的问题之一是，骑车人的衣着会夹在链与链轮齿圈之间或会由于与链接触而被弄脏。这种链驱动的另一个问题是，由于传动系统调节不适当，致链脱离开链轮齿圈。
为了解决上述问题，自行车厂已为自行车的驱动链轮提供了防护罩。通常，这种罩或保护件是由树脂或其他软性材料制成。但很难按精确尺寸由软性材料来制作保护罩或防护件。即使这种保护罩或防护件是以极精密与准确的尺寸制成，这种防护罩的软性材料也易为热、压力或其他环境因素的影响而变形或受损。这样，既有的保护罩就常未能以精密和准确的尺寸制成。结果便常常导致既有的保护罩摆动。特别是，要是一部分保护罩因某种原因变形，在把它装附到前链轮上时，变形的部分(通常是角部之一)便会上抬，即使是两个螺栓牢牢地固定到前链轮之上。
解决上述问题的一种方法是由重而刚性的金属材料来制造这种保护罩。但由于自行车应构造成尽可能地轻量，这种方法颇非所希望的。另一些解决这问题的尝试则导致了极令人讨厌的保护罩和/或限制了曲柄组设计自由的保护罩。
绝大多数保护罩或防护件是由沿较为平行于链轮转动轴线的方向延伸的螺栓固定到链轮上的。这样，先有技术的上述这类保护盖就不能沿轴向调节来校正摆动。此外，当此种先有技术保护盖变形后，它们常会形成极令人厌恶的外观。再有，有关的紧固件经常位于前链轮的前或外表面上，也造成欠佳的外观。特别是人们希望构造出这样的前链轮，它能具有非常平滑的悦目外观而不让紧固件出现于前表面上。
许多先有技术保护罩或防护件的另一个问题是，这种保护罩的安装点限制了紧固指状件和/或链轮齿圈的设计。
鉴于以上所述，需要有能解决先有技术中上述问题的前链轮组件。本发明能满足先有技术中这方面的需要以及其他方面的需要，内行的人从以下公开的内容中当能理解到本发明的作用。
本发明的一个目的在于提供这样的保护罩，它既具有吸引力又能为链轮齿圈与链提供合适的保护。
本发明的另一目的在于提供较易安装与调节而得以避免保护罩波动的前链轮组件。
本发明的再一目的在于提供能在保护罩的前表面与紧固指状件部分间有光滑过渡区的前链轮组件。
本发明的又一目的在于提供能允许较自由设计曲柄组的前链轮组件。
本发明的又另一目的在于提供较易制造和价廉的用于前链轮组件的罩。
本发明的又再一目的在于提供轻量和结实的自行车前链轮组件。
上述各目的可以通过提供下述自行车前链轮组件来基本实现，这种组件具有轮毂部，它构造成能耦联到底托架上且能绕转动轴线转动；曲柄部，它的内端与轮毂部耦联而其外自由端则可与踏板连接，许多紧固指状件部，它们沿径向从轮毂部外延到自由端，每个紧固指状部具有链轮齿圈安装点；以及由紧固件连接到紧固指针部上的罩，而这种紧固件具有基本上垂直于上述转动轴线延伸的轴部。
内行的人从下面结合附图公开本发明最佳实施例的详述中，可以理解本发明上述的和其他的目的、特点、种种方面与优点。
图1是采用了本发明的前链轮组件的传统自行车的侧视图；图2是本发明的前链轮组件的外视图，其中以两个链轮齿圈固定地耦联到曲柄上形成曲柄组；图3是图1与2所示前链轮组件的部分端视图，此组件耦连到底托架上，其中为便于示明将某些部件以横剖图表示；图4是耦连到图2与3所示罩上的曲柄的紧固指状部之一的放大的部分横剖图；图5是图2与3中所示右曲柄的前视或外视图；图6是图5所示右曲柄的一个紧固指状部的端视图；图7是图5与6所示右曲柄的后视或内视图；图8是图2～6所示右曲柄沿图7中8-8剖面线观察的横剖图；图9是图2～4所示罩的外视或前视图；图10是图2～4与9中所示罩的内视或后视图；图11是图2～4与9和10中所示罩的侧视图；图12是图9～11所示罩的一部分的放大的局部后视或内视图；图13是图9～12所示罩的一部分沿图12中剖面线13-13观察时的放大的局部横剖图14是图9～13所示的罩以及紧固件之一沿图4中轴线C观察时的放大的部分边缘视图；图15是本发明第二实施例的前链轮组件的部分横剖图；图16是本发明第三实施例的前链轮组件的部分横剖图。
首先参看图1与2，其中示明了具有本发明的曲柄组12的传统自行车10。自行车及其各种部件是先有技术中周知的，因而自行车10及其种种部件，除非与本发明有关的，将不在此详细说明与图示。换言之，在此只是详细说明并图示曲柄组12。
本文中所用到的有关程度的修饰词如“基本”、“大约”与“近似”是指不会显著改变最终结果的被修饰词的合理偏差量。这类词应视作为在其不否定它所修饰的词的意义前提下，包括所修饰词的±25％的偏差在内。例如这里所用的词“基本平行”可以包括偏差10°而不包括23°角的两条轴线或两张平面，而词“基本垂直”可以包括分开70°角但不包括23°角的两条轴线或两张平面。
基本上说，曲柄组12包括一对曲柄14与16、将曲柄14与16连接到一起的底托架18、以及一对前链轮齿圈或链轮20与21。曲柄14与16的自由端上设有踏板22。曲柄14与16、底托架18、前链轮齿圈20与21以及踏板22是相当常规的本项技术中周知的部件。因此，这些部件将不再详述，除非是为实施本发明而要改进它们时。保护罩24耦联到曲柄组12上来防止骑车人的衣着接触到链轮齿圈20与21，或防止链26突然从链轮齿圈20与21的链轮齿上脱开。
现在参看图2～4，本发明的前链轮组件基本上是由曲柄14、链轮齿圈20与21以及罩24形成。曲柄14包括轮毂部30、从轮毂部30沿径向外延的曲拐部32以及4个从轮毂部30沿径向外延的紧固指状部34。轮毂部30、曲拐部32与紧固指状部34最好用传统的技术例如冲压或浇铸整体地形成单件的单元式部件。自然，曲拐部32可以是与轮毂部30相分开的部件。曲柄14最好由轻量金属材料如钛、铝合金或不锈钢制成。
如图3、5、7与8所示，轮毂部30有一中央孔40，而底托架18的轴18a的端部则不可旋转地置入该孔内。孔40最好具有与上述轴18a的端部匹配的非圆剖面。例如孔40可以刻出键槽与底托架18的轴18a上端部的键槽来配合。内行的人根据这里公开的内容自然知道能利用其他已知的形状。轮毂部30可以通过传统的曲柄螺栓42，基本以常规方式固定地连接到底托架18上。因此，轮毂部30的转动便使底托架18随之转动。轮毂部30的前表面最好是光滑地、同时要配合到曲拐部32与紧固指状部34之内。轮毂部30的背面具有环绕孔40的环形凸缘44。
曲拐部32具有与轮毂部30整体形成的内端50和中间形成有用来接附上踏板22之一的安装孔54的自由外端52。安装孔54最好取螺纹形式按传统方式固定地与踏板22之一耦联。
紧固指状部34沿径向朝外从轮毂部30延伸到自由端60。于是，这些紧固指状部34便形成了耦连齿轮齿圈20与21的支座，如图3与4所示。特别是，各紧固指状部34的自由端具有沿轴向延伸的安装孔62，用来经由紧固件64来固定齿轮齿圈20与21于其中。紧固件64最好是常规型的，其轴部具有与中央轴线A基本平行的纵轴线B。例如，紧固件64可以是带垫圈和/或环形螺母的齿轮齿圈安装螺栓，它们通常是用来将齿轮齿圈耦联到曲柄的紧固指状件部上。紧固件64最好由轻量材料如铝合金或钛制成。自然也可以采用其他类型的紧固件和/或材料。
如图6与8所示，各个紧固指状部34在其自由端60还有螺纹孔66。螺纹孔66中接纳螺纹紧固件或螺栓68以将罩24安装到紧固指状部34的自由端60上、螺纹孔66的纵向中央轴线C沿径向朝内延伸到中央转动轴线A。因此，紧固件68的中央轴线C基本上是垂直此转动轴线与齿轮齿圈20和21的紧固件64的轴线而延伸的。紧固件68的轴上最好有垫圈69。自然，内行的人据此公开内容可知，也可用其他类型的紧固件将罩24安装到紧固指状部34上的。例如可以用卡口型的紧固系统或任何其他能实施本发明的适当的紧固系统。此外，紧固指状部34可以有一从其外延且在上面有螺母的螺纹轴。
如图4与5所示，各紧固指状部34最好围绕轮毂部30等间隔地分开，即这些紧固指状部34两两分开90°。自然，尽管图中示明了4个紧固指状部34，但内行的人据此公开内容可知是能够利用较此为少或多的紧固指状部34的。例如，曲柄14在构造中可以用到绕轮毂部30中心等间距分开的3或5个紧固指状部。
如图4所示，紧固指状部34的前表面34具有一特型段70，后者有一弧形的外周边缘72配合到罩24内。各特型段70沿它的紧固指状部34在它的自由端60与轮毂部30之间的长度上弯曲。在轮毂部30处，特型段70光滑地配合到轮毂部30以及曲拐部32两者之内。自由端60最好从各个紧固指状部34的前表面的相关特型段70下凹，以在紧固指状部34的特型段70与罩24之间能有光滑的过渡。
如图9与10所示，罩24最好由合适的刚性材料形成一片式的单元件。这种刚性材料则最好是轻量材料，例如非金属材料。用来构制罩24的一种可能材料是塑性材料，例如人造纤维或其他合适的塑性材料。
罩24最好是环形件。罩24的外周边或外周部74最好是圆形的，而其直径则略大于最大链轮齿圈21的直径。罩24的内周边76有4个内凸部78，它们与紧固指状部34相对应。这些内凸部78各有一个与紧固指状部34的弧形外表面72匹配的弧形面78a。上述内凸部78的内周边最好取弯曲形而得以与紧固指状部34的自由端60的相应角度或倾斜面遇合。
罩24具有环形的前表面80与环形的背表面82。前表面80最好弯曲成使其曲率与紧固指状部34的曲率相符，以在紧固指状部34与罩24的前表面80之间形成光滑的过渡。罩24的背表面82上有许多带安装孔86的安装部84以及沿径向位于安装部84之外的环形轮辋部88。
保护罩24设计用来提供引入的外观(光滑的外表)，同时设计成防止保护罩本身摆动。特别是，保护罩24可以用匿藏于其后的紧固件68来独立地调节各紧固指状部34。这种独立的调节允许使罩24的外周边74与自行车10的中心平面分隔一恒定距离。换言之，罩24可以在各紧固指状部34沿轴向独立地调节以校正保护罩24的任何畸变。此外，罩24的这种独立调节保证能在紧固指状部34的前表面与罩24的内凸部78的前表面80之间形成极为光滑的过渡部。换言之，由于罩24可沿轴向调节，就可使罩24的弧形表面78的内边缘在径向上与紧固指状部34的弧形外周边72一致。这样就在紧固指状部34与罩24之间形成“光滑的外观”。此外，紧固件68的所在位置允许紧固指状部34在设计上有更大的自由度。
在此实施例中，安装部84乃是基本沿轴向延伸的轴向延伸凸缘。罩24的背面82与各安装部84之间设有两根拉条90以进一步加强安装部84。安装部84的安装孔86最好是延伸到安装部84的自由边缘的开口U形槽。这些开口槽或安装孔86允许罩24相对于紧固指状部34易于安装和调节。这样，罩24便可相对于紧固指状部34沿轴向调节。自然，内行的人可据此公开文件认识到这种安装孔84也可以是闭槽或圆孔。
从图10、12与14中可以极清楚地看到，此轮辋部88是沿径向位于安装部84之外，并且在安装部84处是间断的。具体地说，轮辋部88有4个切口92沿径向位于所述安装孔的安装口之上。这些切口92提供了到紧固件68的通道。换言之，可将工具例如螺丝刀通过这种切口插入来转动紧固件68，如图14所示。
如图3与4所示，轮辋部88是沿圆周设于罩24的背面82之上，且沿轴向延伸向最大链轮齿圈21的齿部邻近。轮辋部88的自由端与最大链轮齿圈21的齿之间的间距最好小于链26的宽度，以使链26不会通过此间距掉落。
第二实施例现来参看图15，其中示明了本发明第二实施例的自行车前链轮组件。在此第二实施例中，此前链轮组件基本上包括曲柄14’、链轮齿圈20与21’以及罩24。这样，此实施例的所有部件与第一实施例的基本一致，例外的只是第一实施例的最大链轮齿圈21业已替换为应用了较短紧固件68’的改型链轮齿圈21’，而且曲柄14’的自由端60’也已改变。
本实施例的最大链轮齿圈21’与第一实施例的链轮齿圈21基本一致，不同的只是在链轮齿圈21’的向外的表面上设有4个轴向延伸的凸缘或罩安装部21a’(图中只示明1个)。这些罩安装部21a’(只示明1个)两两分开90°，各有1个螺纹安装孔21b’用来通过4个紧固件68’将罩24连接于其上。本实施例的曲柄14’与第一实施例的曲柄14基本一致，只是去掉了带螺纹孔66的部分。
鉴于本实施例与第一实施例的一致性，本实施例将不在此详细讨论或图示。但是，内行的人可从此公开的文件认识到，有关第一实施例的结构与说明可以用于构制本实施例而毋需经过过多的试验。
第三实施例参看图16，其中示明了本发明第三实施例的自行车前链轮组件。在此第三实施例中，此前链轮组件基本上包括曲柄14”、链轮齿圈20与21”以及罩24”。这样，此第三实施例的所有部件与第一实施例的基本一致，例外的是链轮齿圈21”与罩24”之间的连接关系。
本实施例的最大链轮齿圈21”与第一实施例的最大链轮齿圈21基本一致，例外的是在链轮齿圈21”的面向外的表面上设有4个轴向延伸的凸缘或罩安装部21a”(只示明1个)。这些罩安装部21a”(只示明1个)两两相分开90°，各有一个开口槽或安装孔21b”，用来通过4个紧固件68”将罩24”来连接。这样，罩安装部21a”与安装部84基本一致，只不过是连接到链轮齿圈21”上而不是罩24”。本实施例的曲柄14”同第一实施例的曲柄基本一致，但除去了带螺孔66的部分。同样，罩24”与第一实施例的罩24基本一致，只是安装孔已从U形槽改为螺孔86”。
鉴于本实施例与第一实施例之间的相似性，在此将不对第三实施例详细讨论或图示。但是，内行的人将据此公开文件认识到，有关第一实施例的结构说明可以用来了解第三实施例的结构而不需通过太多的试验方法。
虽然只由几个选择的实施例来阐述本发明，但内行的人可据此公开文件，在不背离本发明按后附权利要求规定的范围内做出各种变动与改型的。此外，本发明的上面说明的实施例只是用于解释目的，而不是用来限制由后附权利要求书及其等效内容所规定的本发明。
权利要求
1．自行车前链轮组件，它包括构造成能与底托架耦联而与之绕转动轴线转动的轮毂部；具有与此轮毂部耦联的内端和适合与踏板耦联的外自由端的曲柄部；沿径向朝外从此轮毂部延伸到自由端的多个紧固指状部，各个紧固指状部有链轮齿圈装附点；以及由具有基本上垂直于上述转动轴线延伸的轴部的紧固件连接到前述紧固指状部的罩。
2．权利要求1所述的自行车前链轮组件，其中所述的罩具有前表面与背表面，所述背表面上有多个带安装孔的安装部。
3．权利要求2所述的自行车前链轮组件，其中所述安装孔是开口槽。
4．权利要求1所述的自行车前链轮组件，其中从所述轮毂部沿径向延伸出4个紧固指状部。
5．权利要求1所述的自行车前链轮组件，其中所述紧固件的轴部是拧合到前述紧固指状部中形成的螺孔内。
6．权利要求5所述的自行车前链轮组件，其中所述罩有前表面与背表面，所述背表面上有多个带安装孔的安装部。
7．权利要求6所述的自行车前链轮组件，其中所述安装孔是开口槽。
8．权利要求1所述的自行车前链轮组件，其中所述罩是具有沿轴向延伸的顺周向设置的轮辋部的环形件。
9．权利要求8所述的自行车前链轮组件，其中所述轮辋部沿径向位于前述紧固件之外。
10．权利要求9所述的自行车前链轮组件，其中所述轮辋部在前述紧固件处间断。
11．权利要求10所述的自行车前链轮组件，其中所述罩具有前表面与背表面，所述背表面上有多个带安装孔的安装部。
12．权利要求11所述的自行车前链轮组件，其中所述安装孔是开口槽。
13．权利要求1所述的自行车前链轮组件，其中所述罩具有在内周边与外周边之间延伸的前表面，而所述紧固指状部具有与上述罩的前表面基本上齐平的前表面。
14．权利要求13所述的自行车前链轮组件，其中所述罩具有前表面与背表面，所述背表面上有多个带安装孔的安装部。
15．权利要求14所述的自行车前链轮组件，其中所述安装孔是开口槽。
16．权利要求1所述的自行车前链轮组件，其中所述链轮齿圈装附点是螺孔。
17．权利要求16所述的自行车前链轮组件，其中所述螺孔沿基本平行于所述转动轴线的方向延伸。
18．权利要求1所述的自行车前链轮组件，其中所述轮毂部具有位于中央的孔。
19．权利要求1所述的自行车前链轮组件，其中所述罩是由非金属材料制成。
20．权利要求1所述的自行车前链轮组件，其中所述罩构制成一片式单元件。
21．用于前链轮的罩，此罩包括具有前表面、背表面与中央轴线的弧形体部；以及位于此背表面上的安装部，此安装部中贯穿地设有安装孔，此安装孔的纵中心线通过此弧形体部的中央轴线。
22．权利要求21所述的前链轮罩，其中所述弧形体部是环形件。
23．权利要求21所述的前链轮罩，其中所述背面有多个所述安装部，安装部中形成有一组所述安装孔。
24．权利要求23所述的前链轮罩，其中所述安装孔是开口槽。
25．权利要求21所述的前链轮罩，其中所述罩是具有延轴向延伸而顺周向设置的轮辋部的环件。
26．权利要求25所述的前链轮罩，其中所述轮辋部沿径向位于所述安装部之外。
27．权利要求26所述的前链轮罩，其中所述轮辋部在所述安装部处间断。
28．权利要求27所述的前链轮罩，其中所述背面有多个所述安装部，安装部中形成有一组所述安装孔。
29．权利要求22所述的前链轮罩，其中所述安装部位于前述弧形体部的内周边邻近。
30．自行车前链轮组件，它包括构造成可与底托架耦联而与之绕转动轴线转动的链轮部，此链轮部有多个从它沿轴向外延到自由端的罩装附部；以及有由具有基本上垂直于所述转动轴线延伸的轴部的紧固件耦联到前述罩装附部上的安装部的罩。
31．权利要求30所述的自行车前链轮组件，其中所述安装部中形成有安装孔。
32．权利要求31所述的自行车前链轮组件，其中所述安装孔是开口槽。
33．权利要求32所述的自行车前链轮组件，其中所述紧固件的轴部是拧入前述罩装附部中形成的螺孔内。
34．权利要求31所述的自行车前链轮组件，其中所述安装孔的纵中心线通过所述转动轴线。
35．权利要求30所述的自行车前链轮组件，其中所述罩装附部中形成有装附孔。
36．权利要求35所述的自行车前链轮组件，其中所述装附孔是开口槽。
37．权利要求36所述的自行车前链轮组件，其中所述紧固件的轴部是拧入前述安装部中形成的螺孔内。
38．权利要求35所述的自行车前链轮组件，其中所述装附孔的纵中心线通过前述转动轴线。
全文摘要
提供了包括保护罩的自行车前链轮组件。此前链轮组件基本上包括曲柄、一或多个链轮齿圈以及保护罩。此曲柄包括轮毂部、曲拐部和4个紧固指状部。这些紧固指状部的自由端设有链轮齿圈装附点用来将罩装附于其上。此罩由一些紧固件装附到紧固指状部上,这些紧固件具有基本上垂直于前链轮组件的转动轴线延伸的轴。
文档编号B62M9/10GK1314285SQ01111619
公开日2001年9月26日 申请日期2001年3月16日 优先权日2000年3月17日
发明者山中正广 申请人:株式会社岛野