专利名称：自行车链轮组件的制作方法
技术领域：
本发明总地涉及一种用于自行车的后链轮组件。更特别地，本发明涉及一种使用链轮支撑构件将两个或更多链轮安装到自行车轮毂组件的后链轮组件。
背景技术：
大多数自行车利用链条驱动变速器，其中链条在多个前链轮和多个后链轮之间移动以变换档位。近些年，自行车部件制造商已经在制造对于骑车者来说具有较多可用速度的自行车变速器。随着自行车变速器中的可用速度的增多，安装在后轮上的链轮的数量通常也增加。于是，为了增加能安装到后轮毂组件上的链轮的最大数量已经进行了各种尝试。例如，一些多链轮组件使用在后轮毂的飞轮上支撑多个环形链轮轮子的轮架(spider)(链轮支撑构件)。为了减轻使用轮架的多链轮组件的整体重量，诸如铝等的轻金属一般用于轮架，而各种类型的钢材料用于链轮以提供适当的强度。第6，039，665号美国专利(转让给 Shimano公司)公开了使用轮架的多链轮组件的一个实例。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种与具有相同数量的链轮的常规链轮组件相比重量轻的自行车链轮组件。前述目的通过提供至少包括第一链轮、第二链轮和链轮支撑构件的自行车链轮组件能够基本实现。第一链轮包括限定多个第一齿的外周缘部分和限定不具有任何飞轮啮合花键的第一开口的内周缘部分。第一链轮的内周缘部分具有多个第一径向突出部分。第二链轮包括限定多个第二齿的外周缘部分和限定不具有任何飞轮啮合花键的第二开口的内周缘部分。第二链轮的内周缘部分具有多个第二径向突出部分。第二齿的总数大于第一齿的总数。链轮支撑构件包括飞轮啮合部分和从飞轮啮合部分径向地向外延伸的多个链轮安装部分。链轮安装部分的每一个都具有第一链轮安装开口和第二链轮安装开口。第一链轮的第一径向突出部分中的一个在第一链轮安装开口处固定到链轮支撑构件。第二链轮的第二径向突出部分中的一个在第二链轮安装开口处固定到链轮支撑构件。第一链轮安装开口相对于自行车链轮组件的中心旋转轴线从第二链轮安装开口周向地偏移。第二径向突出部分的径向最内边缘从自行车链轮组件的中心旋转轴线间隔开小于第一链轮安装开口的径向最外边缘相对于自行车链轮组件的中心旋转轴线的径向距离的径向距离。从结合附图公开了一个示出的实施例的以下详细描述，所公开的自行车链轮组件的这些和其他的目的、特征、方面和优点对于本领域技术人员将是显然的。
现在参考形成本原始公开的一部分的附图图I是根据一个示出的实施例的i^一级自行车链轮组件的侧面正视图；图2是沿图I的剖面线2-A-2所示的自行车链轮组件的截面图3是图I和2中示出的自行车链轮组件的分解截面图；图4是从链轮支撑构件的面向小或顶链轮侧观看的图1-3中示出的自行车链轮组件的大或低链轮支撑构件的侧面正视图；图5是图4中示出的大或低链轮支撑构件的侧面正视图，但具有两个链轮安装到其上；图6是从链轮支撑构件的面向小或顶链轮侧观看的图1-3中示出的自行车链轮组件的小或顶链轮支撑构件的侧面正视图；图7是从链轮支撑构件的面向大链轮侧观看的图1-3中示出的自行车链轮组件的 小或顶链轮支撑构件的侧面正视图；图8是图6中示出的小或顶链轮支撑构件的侧面正视图，但具有一个链轮安装到其上；图9是图6中示出的小或顶链轮支撑构件的侧面正视图，但具有两个链轮安装到其上；图10是图6中示出的小或顶链轮支撑构件的侧面正视图，但具有三个链轮安装到其上；图11是图10中示出的自行车链轮组件的一部分的放大正视图；图12是沿图10的剖面线12-12所示的自行车链轮组件的放大的部分截面图；图13是沿外边缘观看的图6和7中示出的小或顶链轮支撑构件的边缘正视图；图14是沿图7的剖面线14-14所示的小或顶链轮支撑构件的部分截面图；以及图15是根据另一个示出的实施例的可替换的自行车链轮组件的截面图。
具体实施例方式现在将参考附图来说明本发明的选定实施例。根据本公开，对本领域技术人员而言，显然所提供的本发明的实施例的以下描述仅仅是示例性的，并且无意于对由后附权利要求及其等同方式所限定的本发明进行限制。首先参照图1-3，示出根据一个示出的实施例的后多级自行车链轮组件10。在示出的实施例中，自行车链轮组件10包括多个链轮11-21。在示出的实施例中，例如，链轮11-21从最大链轮11到最小链轮21具有齿构造如下25T-23T-21T-19T-17T-16T-15T-14T-13Τ-12Τ-11Τ。当然，自行车链轮组件10不限于该特定的齿构造。如图1-3所示，链轮11-21是由诸如金属材料的合适材料形成的坚硬的、刚性的圆盘形构件。在示出的实施例中，链轮11-21每一个都由诸如铁或铁合金的合适于自行车链轮的金属材料形成为整块的、单体的构件。链轮11-21设置有辅助执行从较大直径的链轮到较小直径的链轮的换高速挡操作和/或从较小直径的链轮到较大直径的链轮的换低速挡操作的各种换挡辅助结构。但是，如需要和/或想要的话，链轮11-21的构造可以具有任何构造。在示出的实施例中，自行车链轮组件10还包括第一链轮支撑构件22和第二链轮支撑构件23。链轮支撑构件22支撑并轴向地间隔链轮13、14和15。链轮支撑构件23支撑并轴向地间隔链轮11和12。另一方面，链轮16-21设计为以相对常规的方式直接支撑在后轮毂(未示出)的常规飞轮(未示出)上。
自行车链轮组件10还包括轴向地间隔链轮16-19的多个轴向间隔件26。锁定环28设置为用于以常规方式将自行车链轮组件10附接到飞轮。链轮11-21和轴向间隔件26通过锁定环28固定地安装在常规飞轮上。以此方式，链轮11-21绕中心旋转轴线A—起转动。当骑车者沿向前(顺时针)的方向骑踏以沿向前的方向驱动自行车时，链轮11-21典型地沿图I中观看的顺时针方向(例如，沿向前转动的方向)一起转动。间隔件26和锁定环为自行车部件领域内熟知的常规结构。在示出的实施例中，链轮支撑构件23是具有飞轮啮合部分30和多个链轮安装部分32的相对常规的链轮支撑构件。链轮支撑构件23是由合适的刚性材料制成的整块的、单体构件。例如，链轮支撑构件23可以由刚性树脂材料或诸如铝的轻质金属材料制成。由于链轮支撑构件23是相对常规的链轮支撑构件，因此将仅简要地讨论链轮支撑构件23。如图3-5所示，飞轮啮合部分30具有带有多个飞轮啮合花键的带花键开口 34。带花键开口 34的花键的尺寸形成为以相对常规的方式与后轮毂(未示出)的常规飞轮(未示出)的花键非旋转地啮合。优选地，带花键开口 34构造为使链轮支撑构件23仅能以单一取向装配在飞轮(未示出)上。链轮安装部分32从飞轮啮合部分30径向地向外延伸。·链轮安装部分32的每一个都具有接收用于固定地安装链轮11和12的紧固件38的单个的链轮安装开口 36。因此，链轮11和12通过链轮安装部分32的每一个内的紧固件38的一个公共紧固件固定到链轮支撑构件23的链轮安装部分32。在示出的实施例中，紧固件38为铆钉。链轮11和12分别包括分别限定链轮11和12的多个齿的外周缘部分I Ia和12a。链轮11和12的外周缘部分I Ia和12a的齿构成了链条啮合部分。此外，链轮11和12分别包括内周缘部分Ilb和12b。内周缘部分Ilb和12b中的每一个都限定不具有任何飞轮啮合花键的开口。内周缘部分Ilb和12b中的每一个都分别限定了具有安装开口 Ilc和12c的多个径向突出部分。如图5所示，安装开口 Ilc和12c与链轮安装开口 36对准用于接收紧固件38。在示出的实施例中，如图2和3所示，第一链轮支撑构件22与链轮13、14和15 —起还构成了自行车链轮组件或自行车链轮组件10的子自行车链轮组件。链轮支撑构件22是优选由诸如纤维增强材料(例如碳纤维增强树脂)的非金属材料制成的整块的、单体的构件。在此子自行车链轮组件中，链轮15构成第一链轮，链轮14构成第二链轮，且链轮13构成第三链轮。第三链轮13是直接安装到第一链轮支撑构件22作为一体的自行车链轮组件的链轮13、14和15中的最大链轮。因此，在直接安装到第一链轮支撑构件22的链轮
13、14和15中，第三链轮13具有最大的最大直径。另一方面，第一链轮15是直接安装到第一链轮支撑构件22的链轮13、14和15中的最小链轮。因此，在直接安装到第一链轮支撑构件22的链轮13、14和15中，第一链轮15具有最小的最大直径。此外，链轮13、14和15中的每一个都具有第一链轮侧表面和第二链轮侧表面。在示出的实施例中，链轮13、14和15中的每一个的第一链轮侧表面是指面向较小链轮的链轮侧面，而链轮13、14和15中的每一个的第二链轮侧表面是指面向较大链轮的链轮侧面。如图2和3所示，链轮13、14和15分别包括分别限定链轮13、14和15的多个齿的外周缘部分13a、14a和15a。链轮13、14和15的外周缘部分13a、14a和15a的齿构成了链条啮合部分。此外，链轮13、14和15分别包括内周缘部分13b、14b和15b。内周缘部分13b、14b和15b中的每一个都限定不具有任何飞轮啮合花键的开口。内周缘部分15b限定了每一个都具有安装开口 15c的多个第一径向突出部分P1。内周缘部分14b限定了每一个都具有安装开口 14c的多个第二径向突出部分P2。内周缘部分13b限定了每一个都具有安装开口 13c的多个第三径向突出部分P3。仍然参照图2和3，链轮16、17、18、19、20和21分别包括分别限定链轮16、17、18、
19、20和21的每一个的多个齿的外周缘部分16a、17a、18a、19a、20a和21a。此外，链轮
16、17、18、19、20和21分别包括每一个都限定具有多个飞轮啮合花键的开口的内周缘部分16b、17b、18b、19b、20b和21b。链轮20的内周缘部分20b形成有一体的间隔件部分。相似地，链轮21的内周缘部分21b形成有一体的间隔件部分。由于链轮16、17、18、19、20和21可以为相对常规的链轮，因此将不进一步详细地讨论链轮16、17、18、19、20和21。现在参照图6-13，现在将更详细地讨论链轮支撑构件22。如上所述，链轮支撑构件22支撑链轮13、14和15。链轮支撑构件22包括相对于自行车链轮组件10的中心旋转轴线A面向相反方向的第一轴向面(图6)和第二轴向面(图7)。链轮14和15都设置在链轮支撑构件22的第一轴向面上，而没有任何插入链轮设置在链轮14和15之间。链轮13设置在链轮支撑构件22的第二轴向面上，而没有任何插入链轮设置在链轮13和14之间。在示出的实施例中，链轮支撑构件22具有飞轮啮合部分40和多个链轮安装部分·或轮架臂42。飞轮啮合部分40具有带有多个飞轮啮合花键的带花键开口 44。带花键开口44的花键的尺寸形成为以相对常规的方式与后轮毂(未示出)的常规飞轮(未示出)的花键非旋转地啮合。优选地，带花键开口 44构造为使链轮支撑构件22仅能以单一取向装配在飞轮(未示出)上。链轮安装部分42从飞轮啮合部分40径向地向外延伸。链轮安装部分42的每一个都具有带有中心轴线Cl的第一或内链轮安装开口 46a和带有中心轴线C2的第二或外链轮安装开口 46b。如图10和12所示，安装开口 15c与链轮安装开口 46a对准用于接收第一紧固件48a。还参照图10和12，安装开口 13c和14c与链轮安装开口 46b对准用于接收第二紧固件48b。对于链轮安装部分42的每一个，链轮安装开口 46a相对于自行车链轮组件10的中心旋转轴线A从第二链轮安装开口 46b周向地偏移。第一和第二链轮安装开口 46a和46b相对于自行车链轮组件10的中心旋转轴线A设置为使第一和第二紧固件48a和48b的变形的头部分相对于中心旋转轴线A径向地重叠。换句话说，如图12最佳地示出，第一紧固件48a的变形的头部分的最外边缘比第二紧固件48b的变形的头部分的最内边缘远离中心旋转轴线A。虽然在示出的实施例中第一紧固件48a的变形的头部分与第二紧固件48b的变形的头部分相对于中心旋转轴线A径向地重叠，但其它的设置方式也是可能的。以第一和第二链轮安装开口 46a和46b的此设置方式，链轮安装部分42的每一个都具有径向长度L，该径向长度L小于具有相同数量的链轮的常规链轮支撑构件的常规轮架臂。此外，以第一和第二链轮安装开口 46a和46b的此设置方式，链轮安装部分42的每一个都具有周向宽度W，该周向宽度W大于具有相同数量的链轮的常规链轮支撑构件的常规轮架臂。因此，碳材料可以比用于常规轮架臂更容易地用于链轮支撑构件22的材料，因为这种短且宽的安装部分优于常规碳轮架臂。第一链轮安装开口 46a的每一个都接收第一或内紧固件48a，用于经由链轮15的安装开口 15c将链轮15的径向突出部分Pl固定地安装到链轮支撑构件22。因此，链轮15的径向突出部分Pl通过紧固件48a在链轮安装开口 46a处固定到链轮支撑构件22的链轮安装部分42的相应的那些个上。在示出的实施例中，紧固件48a为铆钉。以此方式，链轮15通过紧固件48a固定到链轮支撑构件22，该紧固件48a没有将任何其它的间隔件或链轮直接连接到链轮支撑构件22。第二链轮安装开口 46b的每一个都接收第二或外紧固件48b，用于将链轮13和14固定地安装到链轮支撑构件22。因此，链轮13的径向突出部分P3和链轮14的径向突出部分P2通过链轮安装部分42的第二链轮安装开口 46b的每一个内的紧固件48b的一个公共紧固件，在第二链轮安装开口 46b处固定到链轮支撑构件22的链轮安装部分42的相应的那些上。在示出的实施例中，紧固件48b为铆钉。以此方式，链轮13和14通过紧固件48b (例如，至少一个公共紧固件)固定到链轮支撑构件22，该紧固件48b没有将任何其它的间隔件或链轮直接连接到链轮支撑构件22。如图12所示，链轮安装部分42的每一个都具有用于轴向地间隔链轮14和15的阶梯形状的构造。特别地，链轮安装部分42的每一个都具有在第一链轮安装表面52和第 二链轮安装表面54之间轴向地延伸的面向外侧表面50。因此，链轮15直接接触第一链轮安装表面52，且链轮14直接接触第二链轮安装表面54，并且链轮14和15通过面向外侧表面50轴向地间隔开。如图11和12所示，第一链轮安装开口 46a的径向最外边缘从自行车链轮组件10的中心旋转轴线A间隔开第一径向距离R1。此外，链轮14的径向突出部分P2的径向最内点从自行车链轮组件10的中心旋转轴线A间隔开第二径向距离R2。第二径向距离R2小于第一径向距离Rl。因此，链轮14的径向突出部分P2与第一链轮安装开口 46a的径向最外边缘相对于中心旋转轴线A径向地重叠。由于第一链轮安装开口 46a的径向最外边缘与链轮14的径向最内边缘径向地重叠，因此链轮14的整体径向尺寸可以小于具有相同总数的齿的常规链轮。换句换说，以此径向重叠设置方式，相比于具有带有相同总数的齿的三个链轮的常规链轮组件，能实现链轮14和15和/或链轮支撑构件22的重量减轻。参照图15，根据另一个示出的实施例示出了可替换的自行车链轮组件的截面。可替换的自行车链轮组件包括以与链轮支撑构件22相同的方式支撑链轮13、14和15的链轮支撑构件122。链轮支撑构件22和链轮支撑构件122之间的唯一区别在于链轮支撑构件122是由诸如铝或铁的金属材料，而不是纤维增强材料制成的。因此，链轮支撑构件22的描述适用于链轮支撑构件122。为了较好地理解链轮组件10的上面的描述，为了清楚现在将进一步解释一些术语。如这里使用的，术语“较小链轮”是指相对于所主张的链轮具有较小直径的链轮，且术语“较大链轮”是指相对于正被讨论的链轮具有较大直径的链轮。如这里使用的，术语“面向较小链轮的侧表面”是指正被讨论的链轮的面向相对于正被讨论的链轮具有较小直径的链轮的侧表面，术语“面向较大链轮的侧表面”是指正被讨论的链轮的面向相对于正被讨论的链轮具有较大直径的链轮的侧表面。如这里使用的，术语“相邻链轮”是指对于正被讨论的链轮为直接相邻的链轮，没有插入链轮位于“相邻链轮”和正被讨论的链轮之间。在另一个术语之前没有使用修饰术语“至少一个”不应当解释为排除被修饰的术语的附加者。如这里使用的，术语“包括”及其在这里所使用的派生词意图为开放性术语，其指明所记载的特征、元件、部件、群组、整体和/或步骤的存在，但并不排除其它未记载的特征、元件、部件、群组、整体和/或步骤的存在。前述还适用于具有类似含义的词汇，诸如术语“包含”、“具有”及其派生词。而且，术语“部件”、“区段”、“部分”、“构件”或“元件”当用作单数时，可以具有单个部件或多个部件的双重含义。如这里使用的术语“固定”或“固接”包括通过将元件直接附着在其它元件上而将元件直接地固接到另一个元件的构造；通过将元件附着到又附着到其它元件的中间构件而将元件间接地固接到另一个元件的构造；以及一个元件与另一个元件成为一体，即一个元件实质上是其它元件的一部分的构造。该定义也适用于相似含义的词汇，例如，术语“连结”和“附接”及其派生词。最后，这里使用的诸如“大体”、“大约”和“近似”的程度术语意味着所修饰术语的合理量的偏差，使得最终结果不会明显改变。虽然仅选择选定的实施例来示出本发明的链轮组件，但是根据上述公开，对于本领域技术人员来讲显然的是，在不脱离所附权利要求所限定的本发明的范围的情况下，这里可以做出各种改变和修改。例如，如果需要和/或想要的话，可以改变各种部件的尺寸、形状、位置或取向。除非另外指明，所示的彼此直接连接或接触的部件可以具有设置在它们之间的中间结构。一个元件的功能可以由两个来执行，反之亦然。一个实施例的结构和功能可以在另一个实施例中采用。在特定实施例中所有优点并非必须同时存在。从现有技术看是独特的每个特征，无论单独的或与其它特征相结合，也应当被认为是申请人的进一步 发明的单独描述，包括由这样的特征所体现的结构性构思和/或功能性构思。因此，根据本发明的实施例的上述描述仅仅是示例性的，无意于对由所附权利要求及其等同方式所限定的本发明进行限制。
权利要求
1.一种自行车链轮组件，包括 第一链轮，所述第一链轮包括限定多个第一齿的外周缘部分和限定不具有任何飞轮啮合花键的第一开口的内周缘部分，所述第一链轮的所述内周缘部分具有多个第一径向突出部分； 第二链轮，所述第二链轮包括限定多个第二齿的外周缘部分和限定不具有任何飞轮啮合花键的第二开口的内周缘部分，所述第二链轮的所述内周缘部分具有多个第二径向突出部分，所述第二齿的总数大于所述第一齿的总数；以及 链轮支撑构件，所述链轮支撑构件包括飞轮啮合部分和从所述飞轮啮合部分径向地向外延伸的多个链轮安装部分，所述链轮安装部分的每一个都具有第一链轮安装开口和第二链轮安装开口， 所述第一链轮的所述第一径向突出部分中的一个在所述第一链轮安装开口处固定到所述链轮支撑构件，且所述第二链轮的所述第二径向突出部分中的一个在所述第二链轮安装开口处固定到所述链轮支撑构件， 所述第一链轮安装开口相对于所述自行车链轮组件的中心旋转轴线从所述第二链轮安装开口周向地偏移， 所述第二径向突出部分的径向最内边缘从所述自行车链轮组件的所述中心旋转轴线间隔开小于所述第一链轮安装开口的径向最外边缘相对于所述自行车链轮组件的所述中心旋转轴线的径向距离的径向距离。
2.根据权利要求I所述的自行车链轮组件，其中 所述第二链轮安装开口的每一个都具有从所述自行车链轮组件的所述中心旋转轴线间隔开小于所述第一链轮安装开口的径向最外边缘相对于所述自行车链轮组件的所述中心旋转轴线的径向距离的径向距离的径向最内边缘。
3.根据权利要求I所述的自行车链轮组件，其中 所述链轮支撑构件包括相对于所述自行车链轮组件的所述中心旋转轴线面向相反方向的第一轴向面和第二轴向面，所述第一链轮和所述第二链轮都设置在所述链轮支撑构件的所述第一轴向面上，而没有任何插入链轮设置在所述第一链轮和所述第二链轮之间。
4.根据权利要求3所述的自行车链轮组件，其还包括 第三链轮，所述第三链轮包括限定多个第三齿的外周缘部分和限定不具有任何飞轮啮合花键的第三开口的内周缘部分，且所述第三链轮设置在所述链轮支撑构件的所述第二轴向面上，而没有任何插入链轮设置在所述第二链轮和所述第三链轮之间。
5.根据权利要求4所述的自行车链轮组件，其中 所述第二链轮和所述第三链轮通过所述链轮安装部分的每一个内的公共紧固件在所述第二链轮安装开口处固定到所述链轮支撑构件。
6.根据权利要求I所述的自行车链轮组件，其中 所述链轮支撑构件是由非金属材料制成的。
7.根据权利要求6所述的自行车链轮组件，其中 所述链轮支撑构件是由纤维增强材料制成的。
8.根据权利要求I所述的自行车链轮组件，其中 所述链轮支撑构件是由金属材料制成的。
9.根据权利要求8所述的自行车链轮组件，其中所述链轮支撑构件是由铝制成的。
10.根据权利要求8所述的自行车链轮组件，其中所述链轮支撑构件是由铁制成的。
全文摘要
自行车链轮组件具有带有多个第一径向突出部分的第一链轮、带有多个第二径向突出部分的第二链轮和链轮支撑构件。第二链轮具有的齿多于第一链轮。链轮支撑构件包括从飞轮啮合部分径向地向外延伸的多个链轮安装部分。链轮安装部分的每一个都具有分别用于固定第一和第二链轮的第一和第二链轮安装开口。第一链轮安装开口相对于链轮组件的中心旋转轴线从第二链轮安装开口周向地偏移。第二径向突出部分的径向最内边缘间隔开小于第一链轮安装开口的径向最外边缘相对于中心旋转轴线的径向距离的径向距离。
文档编号B62M9/10GK102910248SQ20121010214
公开日2013年2月6日 申请日期2012年4月9日 优先权日2011年8月4日
发明者渡久山浩司, 兵库啓介 申请人:株式会社岛野