CN101244744B - 自行车轮固定结构 - Google Patents

Abstract

一种自行车轮固定结构，包括适配器、轴向保持装置和保持元件。所述适配器构造和布置成安装在前叉的轴安装孔内，并具有至少部分地带有螺纹的轴向孔。所述轴向保持装置布置在所述适配器与所述安装孔之间，以防止所述适配器从所述安装孔的轴向移动。所述保持元件连接到所述自行车叉。所述保持元件和所述适配器构造和布置成，使得当所述适配器安装在所述自行车叉的所述轴安装孔中并且与所述保持元件接合时，所述保持元件防止所述适配器的旋转。

Description

自行车轮固定结构

相关申请的交叉引用

本申请为于2007年2月16日提交的美国专利申请No.11/676,052(在审)的部分继续申请。美国专利申请No.11/676,052的全部内容通过参考并入本文。

技术领域

本发明总地涉及自行车叉与自行车轮毂的车轮固定轴之间的连接。更具体地，本发明涉及用于将自行车轮毂的车轮固定轴连接到自行车叉的自行车轮固定结构。

背景技术

自行车成为越来越流行的娱乐形式和交通工具。此外，自行车已经成为业余爱好者和职业运动员越来越流行的竞技运动。无论自行车是用于娱乐、交通还是竞技，自行车厂都不断地改进自行车的各种部件。

自行车通常设有车架和以可自由旋转的方式连接到车架前端部分的前叉。前叉主要包括叉杆、叉冠(fork crown)和一对叉腿(fork leg)。这两个叉腿布置在前轮的相对侧，叉腿的末端部分连接到布置在前轮旋转中心上的前轮毂上。叉冠连接到叉腿的上端部分(即，末端部分的相对端)。叉杆连接到叉冠上，并布置成从叉冠向上延伸。叉杆以可自由旋转的方式支撑在车架的前端部分上。在一些情形中，前叉为各叉腿包括上管或内管以及与上管可伸缩地布置的下管或外管的避震叉。车架的后半部分具有类似的后叉，其不象前叉那样可枢转。后叉可固定到车架上(即，硬尾式(hard tail type))，以形成车架的后三角，或者可为连接到车架的避震式后叉。

通常，车叉的底端设有用于连接车轮的挂钩(dropout)(开口槽)。过去，毂轴的末端插入挂钩(开口槽)，然后用螺母固定。但是，由于例如，只要车胎漏气或者需要在汽车中运输自行车时，一般需要从车架拆除自行车轮，所以为了便于车轮更加方便的拆除和重新安装，研发了车轮固定机构。典型的车辆固定装置包括具有螺纹端的插杆(skewer)，其将车轮固定元件安装在另一端。车轮固定元件包括具有杆和凸轮结构的基座。在插杆插入毂体之后，将螺母可拆卸地螺纹连接在插杆的螺纹端上。叉形凸缘分别布置在车轮固定元件的基座与毂体之间和螺母与毂体之间。因此，可通过使用车辆固定杆夹紧叉形凸缘连接轮毂。尽管这些典型车轮固定机械通常工作良好，但是对于一些骑车者来说，轮毂与机架之间需要更加牢固的连接。

因此，自行车轮毂和自行车叉设计成使得毂轴直接螺纹连接在自行车叉上。美国专利No.6,089,675中公开了前轮毂和前叉上这种布置的实例。对于这种轮毂，毂轴上相对于螺纹端的一端上设有旋扭。该旋扭用于在安装期间转动毂轴，以将毂轴紧固到车架上，并夹住旋扭与轮毂之间的一个叉形凸缘。通过这种轮毂，与典型的车轮固定毂相比，能够实现轮毂与车架之间更加牢固的连接。但是，由于这种更加牢固的连接，必须使前叉更加坚固。

考虑到上述情况，对于本发明所属领域的技术人员，显然存在提供一种能够改善车叉与轮毂的车轮固定轴之间的连接的需求。本发明致力于本领域中的该需求及其它需求，这些从本发明对于本领域的技术人员是显而易见的。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种自行车轮固定结构，其利用可拆卸的适配器来一旦连接在其上就可超控地防止从自行车叉拆除。

本发明的另一目的是提供一种自行车轮固定结构，其可在自行车叉与自行车轮毂的车轮固定轴之间提供牢固的连接。

本发明的另一目的是提供一种自行车轮固定结构，其利用可拆卸的适配器，可以替换为不同适配器，以便将具有不同结构的轮毂连接到车叉上。

本发明的再一目的是提供一种自行车轮固定结构，其利用构造和布置成防止适配器旋转的保持元件来便于从轮毂的车轮固定轴的连接和拆卸。

上述目的主要通过提供一种自行车轮固定结构来实现，其包括适配器、轴向保持装置和保持元件。所述适配器包括第一部分、第二部分和轴向孔。所述第一部分具有第一最大宽度。所述第二部分从所述第一部分轴向延伸。所述第二部分具有比所述第一部分的所述第一最大宽度小的第二最大宽度，以在所述第一与第二部分之间形成轴向邻接表面。所述第二部分构造和布置成安装进自行车叉的轴安装孔内。从所述第二部分的第二端面延伸的所述轴向孔至少部分地带有螺纹。所述轴向保持装置布置在所述适配器的所述第二部分与所述安装孔之间，以防止所述适配器从所述安装孔的轴向移动。所述保持元件连接到所述自行车叉。所述保持元件和所述适配器构造和布置成，使得当所述适配器安装在所述自行车叉的所述轴安装孔中并且与所述保持元件接合时，所述保持元件防止所述适配器的旋转。

结合附图，根据下面公开了本发明优选实施例的描述，本领域的普通技术人员能够清楚本发明的这些及其它目的、特征、方面和优点。

附图说明

现在参考形成原始公开一部分的附图。

图1为具有前叉的自行车的侧面正视图，其中前叉具有使用根据本发明第一实施例的自行车轮固定结构连接到前叉的前轮毂；

图2为图1中所示前叉、前轮毂和车轮固定结构的放大局部正视图；

图3为图2中所示前轮毂、前叉和车轮固定结构的侧面正视图；

图4为图2和3中所示前轮毂、前叉和车轮固定结构沿图3中截面线4-4所示的稍微放大局部的局部纵向截面图；

图5为图2和3中所示前轮毂、前叉和车轮固定结构的放大正面透视图；

图6为图4中所示前轮毂、前叉和车轮固定结构的局部分解正面透视图；

图7为图2-6中所示前轮毂、前叉和车轮固定结构的放大侧面正视图；

图8为图7中所示前轮毂、前叉和车轮固定结构沿图7中截面线8-8所示的局部纵向截面图；

图9为图7中所示前轮毂、前叉和车轮固定结构沿图7中截面线8-8所示的分解局部纵向截面图；

图10为前轮毂、前叉和根据本发明第二实施例的自行车轮固定结构的侧面正视图；

图11为图10中所示前轮毂、前叉和车轮固定结构沿图10中截面图11-11所示的局部纵向截面图；

图12为图10和11中所示叉腿之一和车轮固定结构的分解局部透视图，但其中示出了根据本发明第二实施例的两个不同的车轮固定适配器；

图13为前轮毂、前叉和根据本发明第三实施例的自行车轮固定结构的侧面正视图；

图14为图13中所示前轮毂、前叉和自行车轮固定结构沿图13中截面线14-14所示的截面图。

具体实施方式

现在参考附图对本发明所选的实施例进行描述。本领域的技术人员从本发明应当理解，下面本发明实施例的描述仅仅是示意性质的，而不是限制由所附权利要求及其等同物限定的本发明。

首先参考图1和2，示出了根据本发明构造的自行车10。其中，自行车10主要包括具有后三角14的主车架12、前避震叉16、前轮18、后轮20、车把22和驱动系24。前轮18根据本发明第一实施例连接到前叉16上，如下所述。另外，自行车10及其各种部件为传统形式的。

因此，后轮20以传统的方式连接到后三角14上。车把22固定到前避震叉16(在下文中称为“前叉”)上，以便以传统方式使自行车10转向。驱动系24为传统式驱动系，其主要包括车链、前曲柄组、后链轮组(rearcassette sprocket set)、一对踏板、一对拨链器等。由于自行车10及其各种部件为传统形式的，所以除了与本发明相关的内容，这里不再对自行车10及其其它各种部件进行详细描述和/或示出。此外，自行车领域的技术人员从本公开应当理解，在不脱离本发明的情况下，可对自行车10和其部件做出各种修改。例如，后三角14可以与前叉16跟前轮18之间连接相同的方式连接到后轮20上。本发明还可应用于非避震式前叉和/或后避震式自行车架上。

仍参考图1和2，前轮18主要包括前轮毂30、车圈32、和在前轮毂30与车圈32之间延伸的多个拉伸辐条34。在车圈32上以传统的方式安装有轮胎。前轮18的结构对于本发明并不关键，因此，除了对于理解本发明所必需的内容，这里不再详细的描述和/或示出。具体地，只简要地描述前轮毂30，以理解前轮毂30到根据本发明的前叉16的连接。

现在参考图2-4，前轮毂30主要包括管状毂轴36、车轮固定轴38、一对轴承单元40和毂壳42。毂壳42通过轴承单元40可旋转地支撑在管状毂轴36上。车轮固定轴38延伸穿过管状毂轴36，并将管状毂轴36固定到前叉16上，使得毂壳42可在轴承单元40上绕着管状毂轴36旋转。特别地，车轮固定轴38具有延伸穿过管状毂轴36的插杆或轴38a。插杆38a的一端具有外螺纹38b，而插杆38a的另一端具有通过钢凸轮(未示出)可枢转地安装在其上的凸轮杆38c和环绕凸轮杆38c的凸轮的凸轮帽38d。凸轮帽38d为当凸轮杆38c以常规方式从松开或打开位置(未示出)转至夹紧或关闭位置时车轮固定轴38相对于插杆38a轴向前后运动的部分。

参考图2-4、8和9，管状毂轴36包括台阶式(外部)管状部分36a、垫圈部分36b和定位环部分36c。台阶式管状部分36a为细长元件，垫圈部分36b使用定位环部分36c定位在其一端。具体地，定位环部分36c安装在垫圈部分36b的内部环形槽中，台阶式管状部分36a具有浅的环形槽，当垫圈部分36b在台阶式管状部分36a上滑动时，该浅环形槽与定位环部分36c接合。优选地，台阶式管状部分36a和垫圈部分36b由轻质刚性金属材料构造为一体式整体元件。另一方面，定位环部分36c优选由轻质刚性合成树脂材料构造为一体式整体元件。由于上述结构，台阶式管状部分36a和垫圈部分36b构造和布置成，一旦完全组装了前轮毂30，垫圈部分36b就超控地定位在台阶式管状部分36a的一端上。因此，可防止垫圈部分36b的意外轴向移动。

垫圈部分36b的轴向接触面积大于台阶式管状部分36a上安装了垫圈部分36b的自由端的接触面积。台阶式管状部分36a的相对端的轴向接触表面与垫圈部分36b上对应的表面大小尺寸相同，使得具有相同大小的接触面积。该构造允许台阶式管状部分36a从图4中所示的右侧轴向插过前轮毂30的其它部分，并且一旦垫圈部分36b连接到台阶式管状部分36a上，就具有接触面积与台阶式管状部分36a的自由端同样大的插入端。台阶式管状部分36a和垫圈部分36b上增大的接触面积有利于减小前叉16与管状毂轴36之间的轴向接触压力。因此，即便是在延续使用之后，即使前轮毂30非常牢固地固定到前叉16上，也能有效地降低前叉16损坏的可能性。此外，台阶式管状部分36a和垫圈部分36b上增大的接触面积有利于在前轮毂30与前叉16之间的非常刚性牢固的保持/支撑连接。前叉16具有与管状毂轴36的末端相配套的凹槽，如下所述。

参考图2、4和6，在所示实施例中，插杆38a为具有外轴44和螺纹连接在外轴44内孔中的内轴46的双元元件。在该实施例中，凸轮杆38c和凸轮帽38d连接到内轴46伸出外轴44内孔的自由端上。锁紧元件(如螺栓(示出)48或压力销(未示出))横向延伸穿过形成在外轴44和内轴46中的孔，以便在将锁紧元件48布置在横向孔中时，防止内轴46相对于外轴44旋转，如图4中清楚示出的。由于外轴44与内轴46螺纹连接在一起，所以当防止了其相对旋转时，就防止了内轴46相对于外轴44的移动。当然，自行车领域的技术人员从本公开应当清楚，这里所示的插杆38a仅仅是可根据需要和/或期望所使用的施工可能结构中的一种。外轴44优选具有安装在与外螺纹38b相邻的环形槽内的O形圈45。

当将凸轮杆38c从全开(未示出)摆向全闭时，在凸轮杆38c从车轮18指向外侧(侧面或垂直)时，人应当开始感觉到一些阻力。在约三分之二的关闭行程时，该阻力会开始变得更大，实际上是在接近于四分之三的位置关闭(仍有四分之一打开)。这样，凸轮杆38c的转动通常在剩余的行程变得容易。因此，凸轮杆38c在其凸轮的顶部之上移动。但是，一些车轮固定轴不会有任何“在顶部移动”的感觉就变得更加牢固。

再参考图1-4，前叉16可旋转地安装在主车架12的前半部分的前管上，用于使前轮18转向。如图2中所示，前叉16主要包括叉杆或转向管(steerer tube)50、叉冠52和一对叉腿54和56。叉腿54和56布置在前轮18的两侧，叉腿54和56的末端部分连接到布置在前轮18旋转中心上的前轮毂30上。在所示实施例中，前叉16为避震叉，其中叉腿54包括上管或内管58和与上管58可伸缩地布置的下管或外管60，而叉腿56包括上管或内管62和与上管62可伸缩地布置的下管或外管64。叉冠52连接到叉腿54和56的上管58和62的顶端(即，与下管60和64的末端相对的端)。叉杆50连接到叉冠52，并布置成从叉冠52向上延伸。叉杆50以可自由旋转的方式支撑在主车架12的前端部分上。

(第一)叉腿54的外管60的底端部分包括第一轴安装孔66和接收管状毂轴36一端的切口68。具体地，切口68部分地接收台阶式部分36a的自由端。通过第一轴安装孔66接收插杆38a。具体地，轴安装孔66的尺寸能够可滑动地接收外轴44。(第二)叉腿56的外管64的底端部分包括第二轴安装孔70和接收管状毂轴36一端的切口74。具体地，切口74部分地接收管状毂轴36的垫圈部分36b。

轴安装孔72具有带扩大段72a和减小段72b的阶梯状结构，其中每一段都不带螺纹。轴安装孔70的扩大段72a构造和布置成以可拆卸和可重新安装的方式接收车轮固定适配器76。此外，轴安装孔70的扩大段72a构造和布置成，当车轮固定适配器76安装在扩大段72a中时，在正常情况下防止车轮固定适配器76的轴向移动。

具体地，轴安装孔70的扩大段72a具有形成在其中的环形槽72c，该环形槽构造和布置成可操控地、可拆卸地和可重新安装地接合车轮固定适配器76的一部分，如下面所更加详细描述的。换句话说，无需损坏叉腿56的外管64的底端，就可安装、拆除和重新安装车轮固定适配器76，并且即便当车轮固定适配器76未连接到插杆38a上时，车轮固定适配器76也可轴向保持在轴向安装孔70中。通过减小段70b接收插杆38a，其尺寸大小能够支撑插杆38a。在所示实施例中，轴安装孔70具有沿其中心轴所示的圆形形状。

现在参考图2-9，现在对车轮固定适配器76进行更加详细的描述。车轮固定适配器76优选为由硬质刚性材料形成的一体式整体元件。优选地，车轮固定适配器76的材料比叉腿56的外管64的材料硬。因此，如果车轮固定适配器76损坏，那么无需置换前叉16就可置换车轮固定适配器76，有些时候这样对现有连接是必要的。

车轮固定适配器76包括第一适配器部分76a和第二适配器部分76b，内孔76c完全延伸穿过两个第一第二适配器部分76a和76b。因此，第一和第二适配器部分76a和76b布置成形成第一适配器部分76a上具有第一孔的第一端面和第二适配器部分76b上具有第二孔的第二端面，其中内孔76c从进入第一适配器部分76a的第一端面轴向延伸到进入第二适配器部分76b的第二端面。可选择地，内孔76c可为只从第二适配器部分76b上的第二端面延伸至第一适配器部分76a与第二适配器部分76b之间分界面的盲孔，插杆38a在轴向方向上可比这里所示的短。

内孔76c包括布置在与第二适配器部分76b的第二端面相邻的非螺纹段76d和与第二适配器部分76b的第二端面间隔开的螺纹段76e。因此，非螺纹段76d布置轴向布置在螺纹段76e与第二适配器部分76b的第二端面之间。螺纹段76e螺纹连接在车轮固定轴38的插杆38a末端的外螺纹38b上，以将管状毂轴36固定到前叉56的外管64上。安装在外轴44上的O形圈45接合在非螺纹段76d上，以防止插杆38a相对于车轮固定适配器76的意外旋转。

在该实施例中，第二适配器部分76b接收在轴安装孔70中，而第一适配器部分76a邻靠在(第二)叉腿56的外管64的底端上。第二适配器部分76b具有沿第二适配器部分76b的整个轴向长度都不带螺纹的外表面76f。在外表面76f内形成有环形槽76g。在环形槽76g内布置有O形圈77，使得O形圈77通常至少部分地从非螺纹外表面76f径向向外突出，以接触轴安装孔70的内表面(即，依赖于车轮固定适配器76的轴向位置的扩大段72a或环形槽72c)。

环形槽76g在轴向上比O形图77的最大截面直径宽，但在径向上比O形圈77的最大截面直径窄，如图9中所清楚示出的。环形槽72c具有如图8和9中所示的类似结构。因此，在将第二适配器部分72b插入轴安装孔70的扩大段72a期间，可将O形圈77压缩进环形槽76g中，如图8和9所清楚示出的。但是，一旦O形圈77与扩大段72a轴向对齐就与形成在其中的环形槽72c接合。具体地，每个O形圈45和77都优选由弹性材料构成，例如橡胶，使得O形圈45和77可弹性变形。因此，尽管这里未示出O形圈的弹性变形形状，自行车领域的技术人员也应当理解。

由于上述布置，O形圈77、车轮固定适配器76的外表面和轴安装孔70构造和布置成彼此配合，以防止车轮固定适配器76在轴安装孔70内的相对轴向移动，尤其是在图4和8中所示的安全安装位置。因此，O形图77、车轮固定适配器76具有环形槽76g的外表面76f及轴安装孔70的扩大段72a构成布置在轴固定适配器76的第二适配器部分76b与轴安装孔70之间的轴锁紧布置，以可超控地、可拆卸地和可重新安装地防止车轮固定适配器76从轴安装孔70的轴向移除。

参考图3-9，优选地，叉腿56的外管64的底端具有用于螺纹连接螺栓80的螺纹孔56a。螺栓80包括螺纹轴80a和带有形成在其中的六角孔的扩大头80b。螺纹轴80a螺纹连接在螺纹孔56a中，并且紧固成扩大头80b紧靠在外管64的底端上。当螺栓80安全安装，并且车轮固定适配器76也安全安装时，扩大头80b接合车轮固定适配器76的第一适配器部分76a，以防止车轮固定适配器76的相对旋转。

优选地，在连接螺栓80之前，将车轮固定适配器76安装在轴安装孔70内，使得如果需要，可旋转车轮固定适配器76，从而更加容易地安装车轮固定适配器76。一旦安全安装了车轮固定适配器76，就可安装螺栓80，以防止车轮固定适配器76的旋转。在安装螺栓80之前或之后，可将车轮固定轴38螺纹连接到车轮固定适配器76上。具体地，如果需要调整车轮固定适配器76的起始螺纹位置(即，调整齿轮杆38c的最终位置)，那么应当在车轮固定轴38之后安装螺栓80，使得在安装螺栓80之前，连接车轮固定轴38期间可调整车轮固定适配器76的所需最终旋转位置。如果以后需要再次调整车轮固定适配器的螺纹起始位置，那么应当再次拆除螺栓80，使得可旋转车轮固定适配器76。同样，如果需要拆除车轮固定适配器76(例如，置换新的相同的车轮固定适配器76或不同形式的车轮固定适配器)，那么优选拆除螺栓80，使得如果需要从轴安装孔70更加容易地拆除/卸载车轮固定适配器76，那么可旋转车轮固定适配器76。

换句话说，自行车领域的技术人员从本公开应当清楚，可使用与修改型车轮固定轴一起使用的修改型车轮固定适配器置换车轮固定适配器76。例如，如果需要和/或希望，可提供不同形式的轮毂，其具有修改型车轮固定轴和不同大小的螺纹插杆。这样，可提供修改形式的车轮固定适配器76，其具有大小对应于修改型车轮固定轴(例如，孔76c可修改成大小如同后面参考图10-14所述实施例中车轮固定适配器176和176’的孔176c和176c’)或大小对应于所需车轮固定轴的内孔。另外，自行车领域的技术人员从本公开应当清楚，不是必须在安装车轮固定适配器76之后安装螺栓80，或者在拆除车轮固定适配器76之前拆除螺栓80。但是，由于当拆除80时允许车轮固定适配器旋转，所以使得车轮固定适配器76的安装/拆除更加容易。此外，随着该程序还允许当连接车轮固定轴38时用户可旋转地调整螺纹段76d的螺纹起始点。

仍参考图3-9，现在更加详细地描述车轮固定适配器76。第一适配器部分76a为具有第一最大宽度或直径D1的圆柱形形状。第二适配器部分76b从第一适配器部分76a轴向地延伸。第二适配器部分76b也具为具有第二最大宽度或直径D2的圆柱形形状，其中第二最大宽度或直径D2小于第一适配器部分76a的第一最大宽度或直径D1的，以在其间形成轴向邻接表面76h，如图9中所示。第一适配器部分76a的外表面(即，外圆周表面)包括多个圆周方向间隔开的槽口或凹槽79，以形成圆齿状的外圆周表面。

每个凹槽79都构造成在其中有选择地接收扩大头80b，以便在车轮固定适配器76处于预定旋转位置时防止车轮固定适配器76旋转。因此，螺栓80与凹槽79相配合，以便在预定旋转位置中防止车轮固定适配器76相对于叉腿56的外管64旋转。因为具有如上所述的多个圆周方向间隔开的凹槽79，所以将第二适配器部分76b安装进前叉16的轴安装孔70中，使得车轮固定适配器76的旋转位置可调整。通过旋转车轮固定适配器76，用户可将插杆38a进入车轮固定适配器76的螺纹起始点调整至所需位置。因此，螺栓80与其中一个凹槽79配合，通过将插杆38a螺纹连接进车轮固定适配器76的所需螺纹起始点，将车轮固定适配器76锁定在适当的位置。

在该实施例中，螺栓80构成根据本发明可拆卸地连接到前叉16的保持元件的一部分。保持元件现和车轮固定适配器76构造和布置成，当车轮固定适配器76安装在前叉16的轴安装孔70中并且与保持元件接合时，保持元件防止车轮固定适配器76的旋转。换句话说，保持元件包括螺栓80。具体地，在该实施例中，螺纹轴80a形成保持元件上构造和布置成可拆卸地连接到前叉和扩大头80b的连接部分，还形成有构造和布置成不可旋转地接合车轮固定适配器76的第一适配器部分76a的外圆周表面的接合部分。本领域的技术人员从本公开应当清楚，如果需要和/或期望，可修改保持元件。例如，保持元件可使用类似于螺栓80的螺栓和形成接合部分的其它元件，如后面参考图10-14所述实施例所描述的。

由于车轮固定适配器76可重安装进轴安装孔70，所以不同尺寸大小的车轮固定适配器可与前叉16一起使用，使得如果需要和/或期望，可使用不同尺寸大小的车轮固定轴。通过选择具有各种直径的螺纹通孔的适配器，在不改变前叉16的轴安装孔70的直径的情况下，可根据需要和/或期望使用具有各种直径的车轮固定插杆。因此，本发明的布置允许与不同尺寸的轮毂使用同一个前叉。例如，如果希望节省重量，那么用户可使用具有较小直径的车轮固定插杆的轮毂。可选择地，如果轮毂中期望较高的刚度，那么用户可使用具有较大直径的车轮固定插杆的轮毂。另外，通过旋转适配器，用户可将车轮固定插杆进入适配器的螺纹起始点调整至所需位置。通过调整车轮固定插杆进入适配器的螺纹起始点，还能调整车轮固定杆完全螺纹连接进最终固定位置时车轮固定杆的最终位置。因此，用户可通过根据他/她需要旋转适配器来调整车轮固定杆的最终位置，例如，使得车轮固定杆不会由于骑车期间接触外来物体(例如石头、不适当的地面波动等等)而意外地移至打开位置。

再参考图2-9，对叉腿56的外管64的底端进行更加详细的描述。如上所述，叉腿54和56的外管60和64的底端的内侧分别设有切口68和74，以便于前轮毂30的安装。切口68为(第二)叉腿56的外管64的底端的切口74的镜面对称。因此，正面只描述叉腿56的外管64的切口74。切口68和74的尺寸能够至少部分地与管状毂轴36的末端相匹配(即，台阶式管状部分36a和垫圈部分36b上增大的接触面积)，这还有利于减小前叉16与管毂轴36之间的轴向接触压力。因此，在延续使用之后，即使前轮毂30非常牢固地固定在前叉16之上，也可有效地降低前叉16损坏的可能性，并在前轮毂30与前叉16之间提供非常刚性牢固的保持/支撑连接。

现在参考图9，切口74环绕叉腿56的外管64面向叉腿54的外管60底端的内侧表面上的轴安装孔70。切口74主要由末端邻接或内台阶表面74a和外围邻接表面74b限定，其中外围邻接表面74b具有形成在切口74底端的插孔74c。末端邻接表面74a构成了第一轴向邻接表面，其构造成直接邻靠在管状毂轴36的裸露的毂轴端表面上(即，垫圈部分36b)。外围邻接表面74b构成第二侧向邻接表面，其构造成直接邻靠在管状毂轴36的裸露的毂轴侧面上(即，台阶式管状部分36a的自由端)。末端邻接表面74a和外围邻接表面74b形成切口74的内台阶部分。插孔74c基本为外围表面74b内的裂口，以允许管状毂轴36的裸露的毂轴端插入切口74。通过该布置，由于在前叉16的每个底端都有两个邻接表面，所以提高了前叉16与轮毂30组装时的刚度。为进一步改进装配，切口74优选设有限定了插孔74c的锥形导向部分的锥形导向表面74d。为便于从平行于叉腿56纵向轴线的方向将管状毂轴36插入切口74的内台阶部分(特别是轴向对齐)，构造了锥形导向部分(锥形导向表面74d)。自行车领域的技术人员从本公开应当清楚，切口68和74可由正面参考图10-14所述实施例中的那些切口来替代。

前叉16、插杆38a、具有O形圈77的车轮固定适配器76和螺栓80构成了根据本发明的车轮固定结构部分。换句话说，车轮固定适配器76、轴向保持装置和保持元件(车轮固定结构的部分)与前叉16和插杆38a配合，以将前叉18牢固地连接到前叉16上。

第二实施例

现在参考图10至12，现在描述根据本发明第二实施例的修改型车轮固定结构。该第二实施例的车轮固定结构包括修改型车轮固定适配器176或176’、叉腿156的修改型外管164和修改型保持元件。车轮固定适配器176或176’除了分别具有不同大小的内孔176c和176c’之外彼此相同。各车轮固定适配器176或176’为由硬质刚性材料形成的一体式整体元件。优选地，车轮固定适配器176和176’的材料比叉腿156的外管164的材料硬。

车轮固定适配器176包括第一适配器部分176a和第二适配器部分176b，内螺纹孔176c完全延伸穿过两个第一第二适配器部分176a和176b。第二适配器部分176b的外表面具有外螺纹表面177，以替代第一实施例的环形槽76g和O形圈77。车轮固定适配器176螺纹连接在外管164的螺纹轴安装孔170中，使得适配器176的旋转位置可调整。另外，通过旋转车轮固定适配器176，用户可将修改型插杆138a(具有螺纹端138b)进入车轮固定适配器176的螺纹起始点调整至所需位置。第二适配器部分176b与安装孔170之间的螺纹连接构成了根据本发明该第二实施例的轴向保持布置。

第一适配器部分176a具有如同第一实施例的多个圆周方向间隔开的槽口或凹槽179。凹槽179在其中有选择地接收锁止或保持键182，以防止车轮固定适配器176松脱(旋转)。保持键182使用螺栓180连接到外管164上，螺栓180具有如同第一实施例的螺栓80的螺纹轴和扩大头。在该实施例中，螺栓180和保持键182构成根据本发明该第二实施例的保持元件部分。因此，锁止键182形成保持元件上与一个凹槽179相配合的接合部分，以防止车轮固定适配器176相对于叉腿156的外管164旋转。

外管164的底端具有不同于第一实施例的台阶结构。当使用这种台阶式底端时，该第二实施例的保持元件(即，螺栓180和保持键182)尤其有用。即便不使用台阶式底端，也可使用类似于该实施例的双部分保持元件，如下面参考第三实施例所述的。外管164的底端还包括第一实施例的切口74的修改形式的切口174。如果需要和/或期望，那么可以构造如切口174的切口来代替第一实施例的切口68和74。

切口174环绕叉腿156的外管164面向相对的叉腿(未示出)的内侧表面上的轴安装孔170。切口174主要由末端邻接或内台阶表面174a和外围邻接表面174b限定，其中外围邻接表面174b具有形成在切口174底端的插孔174c。末端邻接表面174a构成了第一轴向邻接表面，其构造成直接邻靠在管状毂轴136的裸露的毂轴端表面上。优选地，外中空轴的末端的大小如同第一实施例，使得切口174的大小如同第一实施例的切口68和74。但是，本领域的技术人员从本公开应当清楚，可依据轮毂提供各种尺寸的切口68、74和174。

外围邻接表面174b构成第二侧向邻接表面，其构造成直接邻靠在管状毂轴136的裸露的毂轴侧面上。末端邻接表面174a和外围邻接表面174b形成切口174的内台阶部分。插孔174c基本为外围表面174b内的裂口，以允许管状毂轴136的裸露的毂轴端插入切口174。通过该布置，由于存在两个邻接表面，所以如同第一实施例一样，提高了装配结构的刚度。为进一步改进装配，切口174也优选设有限定了插孔174c的锥形导向部分的三个锥形导向表面174d、174e和174f。为便于从平行于外管164纵向轴线的方向将管状毂轴136插入切口174的内台阶部分，构造了锥形导向部分(锥形导向表面174d、174e和174f)。

锥形导向表面174d和174f构成一对相对的端部导向表面，锥形导向表面174e构成在锥形导向表面174d与174f之间延伸的中心导向表面(即，相对端部导向表面)。锥形导向表面174d和174f(即，相对端部导向表面)相对于外围表面174b(即，第二侧向邻接表面)的底边倾斜。锥形导向表面174e(即，中心导向表面)相对于内台阶表面174a(即，第一轴向邻接表面)倾斜。

如图12中所示，由于车轮固定适配器176可重新安装进轴安装孔170，所以可使用不同尺寸的车轮固定适配器，使得可使用不同尺寸的车轮固定轴。例如，所示其它车轮固定适配器176’包括具有凹槽179’的第一适配器部分176a”和具有从其完全穿过的内螺纹孔176c’的第二适配器部分176b’。第二适配器部分176b’的外表面具有外螺纹表面177’，以替代第一实施例的环形槽76g和O形圈77。除了内螺纹孔176’具有大于通孔176c的直径之外，所述其它车轮固定适配器176’与车轮固定适配器176相同。自行车领域的技术人员从本公开应当理解，如果需要和/或必要，可使用该第二实施例的一个或多个特征来替代第一实施例的相应特征，反之亦然。因此，这里不再进一步描述第二实施例。

第三实施例

现在参考图13和14，现在描述根据本发明第三实施例的修改型车轮固定结构。该第三实施例的车轮固定结构包括修改型外管264和修改型保持键282。其它方面该第三实施例与第二实施例相同。因此，配合第二实施例的车轮固定适配器176、中空毂轴136和插杆138a(具有螺纹端138b)示出该第三实施例，对于相同的部分使用相同的附图标记。可选择地，可使用车轮固定适配器176’。修改型外管264没有如第二实施例的台阶结构。因此，修改型保持键282不是台阶形的。但是，修改型外管264具有如同螺纹孔170的螺纹孔270，使得该第三实施例的车轮固定结构与第二实施例的插杆138a(具有螺纹端138b)配合使用。同样，修改型外管264具有如同第二实施例的切口174的切口274，使得该第三实施例的车轮固定结构与中空毂轴136配合使用。自行车领域的技术人员从本公开应当理解，如果需要和/或必要，可使用该第三实施例的一个或多个特征来替代第一和/或第二实施例的相应特征，反之亦然。因此，这里不再进一步描述第二实施例。

术语的一般说明

在理解本发明的范围时，这里使用的术语“包括”及其派生词表示的是确定具有相关的特征、元件、部件、组群、集成和/或步骤，但是并不排斥具有其它不相关的特征、元件、部件、组群、集成和/或步骤。前述说明还可应用于具有类似含义的词，例如术语“包含”、“具有”及其派生词。同样，当单独使用术语“零件”、“片断”、“部分”、“构件”或“元件”时，其具有单个零件或多个零件的双重含义。如这里描述本发明所使用的，下列方向性术语“向前、向后、止方、向下、垂直、水平、下方和横向”以及任何其它类似的方向性术语指的是配备有本发明的自行车的那些方向。因此，用来描述本发明的这些术语可解释为关于配备有本发明的自行车在正常行驶位置。最后，程度的术语，例如这里使用的“基本上”、“大约”和“大致”意味使得最终结果并不显著变化的修正项目的合理偏离量。

尽管只选择了所选实施例来示出本发明，但是本发明所属领域的技术人员会在不脱离由所附权利要求限定的本发明范围的情况下做出各种变化和修改。另外，前面根据本发明实施例的描述仅仅是示意性的，而不是限制由所附权利要求及其等同物限定的本发明的目的。

Claims (12)

1.一种自行车轮固定结构，包括：

适配器，包括

具有第一最大宽度的第一部分；

从所述第一部分轴向延伸的第二部分，所述第二部分具有比所述第一部分的所述第一最大宽度小的第二最大宽度，以在所述第一与第二部分之间形成轴向邻接表面，所述第二部分构造和布置成安装进自行车叉的轴安装孔内；以及

从所述第二部分的第二端面延伸的轴向孔，其至少部分地带有螺纹；

布置在所述适配器的所述第二部分与所述轴安装孔之间的轴向保持装置，以防止所述适配器从所述轴安装孔的轴向移除；以及

连接到所述自行车叉的保持元件，所述保持元件和所述适配器构造和布置成，使得当所述适配器安装在所述自行车叉的所述轴安装孔中并且与所述保持元件接合时，所述保持元件防止所述适配器的旋转，

其中所述轴向保持装置包括O形圈，以及

所述适配器的所述第二部分具有环形槽，所述O形圈布置在所述环形槽中，使得当所述适配器的第二部分安装在所述轴安装孔中时，所述O形圈至少部分地从所述适配器的所述第二部分的外表面径向向外突起，以接触所述轴安装孔的内表面。

2.如权利要求1所述的自行车轮固定结构，其中

所述O形圈由弹性材料构成。

3.如权利要求2所述的自行车轮固定结构，其中

所述O形圈由橡胶构成。

4.如权利要求1所述的自行车轮固定结构，其中

所述适配器的所述第二部分的所述外表面沿着所述第二部分的整个轴向长度都不带有螺纹。

5.如权利要求1所述的自行车轮固定结构，其中

所述保持元件包括连接部分和接合部分，其中所述连接部分构造和布置成可拆卸地连接到所述自行车叉上，所述接合部分构造和布置成不可旋转地接合所述适配器的所述第一部分的外圆周表面。

6.如权利要求4所述的自行车轮固定结构，其中

所述保持元件包括连接部分和接合部分，其中所述连接部分构造和布置成可拆卸地连接到所述自行车叉上，所述接合部分构造和布置成不可旋转地接合所述适配器的所述第一部分的外圆周表面。

7.如权利要求6所述的自行车轮固定结构，其中

所述保持元件包括构造和布置成螺纹连接到所述自行车叉的螺纹安装孔的螺栓。

8.如权利要求7所述的自行车轮固定结构，其中

所述螺栓包括螺纹轴和扩大头，其中所述螺纹轴形成所述保持元件的所述连接部分，所述扩大头形成所述保持元件的接合部分。

9.如权利要求8所述的自行车轮固定结构，其中

所述适配器的所述第一部分的所述外圆周表面具有多个圆周方向上间隔开的凹槽，每个凹槽都构造和布置成在预定旋转位置于其中至少部分地有选择地接收所述螺栓的所述扩大头。

10.如权利要求6所述的自行车轮固定结构，其中

所述适配器的所述第一部分的所述外圆周表面具有多个圆周方向上间隔开的凹槽，每个凹槽都构造和布置成在预定旋转位置于其中至少部分地有选择地接收所述接合部分。

11.如权利要求1所述的自行车轮固定结构，其中

所述轴向孔为从所述第一部分的第一端面延伸至所述第二部分的所述第二端面的通孔。

12.如权利要求11所述的自行车轮固定结构，其中

所述通孔包括螺纹段和非螺纹段，其中所述螺纹段布置在与所述第二端面间隔开的区域内，所述非螺纹段布置在所述螺纹段与所述第二端面之间。

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