CN101786482A - 一种轴向固定径向可控旋转的转轴类锁具总成 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种轴向固定径向可控旋转的转轴类锁具总成，该总成其特征在于：在一根定长金属管端头内各镶嵌一只轴承，通过轴承孔安装一根有变径凸台其端口带有矩形缺口且管内壁加工有螺纹的金属圆管轴，当其凸台卡在轴承内套端面上另一端头从轴承孔穿出时，将带有矩形凸齿底孔的金属杯套入其矩形缺口，再用螺栓旋入圆管轴内紧固；因金属杯内安装的可弹性伸缩的柱销经径向透过了金属杯及金属管管壁，其伸缩动作控制了圆管轴径向的旋转。

Description

一种轴向固定径向可控旋转的转轴类锁具总成

技术领域

本发明涉及自行车行业一种轴向固定径向可控旋转的转轴类锁具总成。

背景技术

传统的国内、国际折叠自行车可控旋转折叠类锁具设计几乎均采用两片金属扣板折页式锁具结构，其折叠工作原理均是使其沿侧置转轴旋转吻合后，应用连杆机构配合弹性插销头锁紧两片金属扣板；而这种折页式两金属扣板式锁具结构均采用组焊工艺且安装在自行车横梁处；当需要自行车折叠时，用杠杆力拉开弹性插销头即可开启两折页式金属扣板结构的折叠装置，使得自行车横梁处于轴向折叠状态。然而这种折叠方式使得自行车架主梁的抗疲劳和冲击强度受到损失，甚至容易断裂，同时其折叠装置制造及组装、焊接工艺较为复杂(见附图1)。

发明内容

本发明的目的是提供自行车行业一种轴向固定、径向可控旋转折叠用的转轴类锁具总成。

本发明的目的在自行车折叠结构设计中其轴向折叠设计是这样实现的：

首先，加工一根已与自行车头管焊接毕后的自行车横梁相焊接或铰接的定长金属圆管，定长金属圆管的内径两端机加工扩大内径、并钻孔等机加工后，与已经与自行车头管焊接毕后的自行车横梁焊接或铰接，尔后相向各镶嵌一只单列圆锥滚子轴承或滚针轴承并与单列圆锥滚子轴承或滚针轴承外径处于紧配合状态；该定长金属圆管一端的内圆加工有内螺纹并与座下管套管螺纹连接，同时在内螺纹下方沿定长金属圆管直径方向的管壁上加工一个小通孔，并在小通孔下方加工有一对同轴心的相同直径的通孔或半通孔；当定长金属圆管另一端将单列圆锥滚子轴承或滚针轴承安装毕后，同时在其端口处设计安装有七件碗中的上碗(见图2)。

其二，加工一根三段不等径的金属圆管轴；其中与定长金属圆管外径相等的端头与自行车中轴管焊接(见图3)；而后将金属圆管轴的第一阶变径处的凸台上安装一个自行车七件碗中的下挡；金属圆管轴的第二阶变径后的直径与单列圆锥滚子轴承或滚针轴承的内径相等且形成第二阶变径处外凸台，而外凸台的直径恰好等于或略小于单列圆锥滚子轴承或滚针轴承内环的外径；同时金属圆管轴小直径端的端口处沿圆周管壁方向加工有均布的一定深度和宽度的矩形缺口，且此端头内管壁加工有内螺纹(见图3)。

其三，加工一个有一定壁厚的带有底孔的其底孔带有矩形凸齿的圆柱形金属杯(见图4)，其矩形凸齿在其圆周端的分布与其带有一定深度和宽度的矩形缺口的金属圆管轴圆周端矩形缺口的分布一一吻合对应；此圆柱形金属杯的外轮廓固定套有一个具有一定耐磨强度的表面光滑的薄壁塑胶管，其组合后的外径等于定长金属圆管加工有内螺纹管段的内径；同时在其径向直径处加工有一对相同直径的通孔并与定长金属圆管直径方向管壁加工有的一对相同直径的通孔或半通孔同轴心。

其四，制作两个两端头为球缺状的不锈钢柱销且用一根细小直径的不锈钢钢丝绳在不锈钢柱销的轴心处使其两个柱销紧密连接的径向金属销轴组件，径向金属销轴组件中细小直径的钢丝绳中间套有一个定长的不锈钢材质的弹簧(见图5)，同时在细小直径的不锈钢钢丝绳沿其长度的几何中心部位固定有另一根小直径钢丝绳；其该组件伸展后的长度大于定长金属圆管的外径，而后将径向金属销轴组件塞入在小直径金属圆管内，同时将固定在细小直径不锈钢钢丝绳沿其长度的几何中心部位固定的另一根小直径钢丝绳端头从铜质或不锈钢质的定长小直径金属圆管二分之一长度处的径向圆孔中露出，并可在需要时拔出。

其五，将径向金属销轴组件贯通塞入在圆柱形金属杯两个通孔处，其径向金属销轴组件的两个端头与圆柱形金属杯通孔壁结合处采用用内外铜焊接工艺焊接，焊接后打磨掉凸出在圆柱形金属杯外表面部分的小直径金属圆管端头，并使其与套有薄壁塑胶管的圆柱形金属杯外圆周表面光滑；尔后将塞入在小直径金属圆管内并将固定在细小直径不锈钢钢丝绳沿其长度的几何中心部位固定的另一根小直径钢丝绳端头从铜质或不锈钢质的定长小直径金属圆管径向圆孔中拔出，此时形成了一个具有完整功能的圆柱形金属杯组件(见图6)。

其六，制作好后的金属圆管轴组装时的顺序是首先将其与定长金属圆管外径相等端的金属圆管轴的端头焊接在自行车的中轴管上，同时在第一个变径凸台上安装一个七件碗中的下挡；尔后将金属圆管轴由一侧插入镶嵌在定长金属圆管端头的两只单列圆锥滚子轴承或滚针轴承内孔，使得金属圆管轴第二个变径处的外凸台处卡在顺次第一个轴承的内套端面上，其端口带有矩形缺口且管内壁加工有螺纹的金属圆管轴的端头从另一只轴承内孔中定长穿出并与轴承内孔形成紧密配合状态(见图7)；此时安装在金属圆管轴上的下档与安装在定长金属圆管端头上的上碗吻合；尔后将表面套有塑胶圆管的并带有底孔的其底孔带有矩形凸齿的圆柱形金属杯组件(见图6)塞入定长金属圆管内，将其套在带有矩形缺口的金属圆管轴端头，同时使得其矩形凸齿与矩形缺口紧密吻合；同时使得圆柱形金属杯组件内安装的径向金属销轴组件中的两个不锈钢柱销中的销头，在定长的不锈钢材质的弹簧作用下插入定长金属圆管管壁上的一对同轴心的通孔或半通孔内，而后用螺栓旋入圆管轴内螺纹并将其紧固，则此时的圆管轴其轴向及径向均被被锁定，并不可轴向串动和径向转动。此时将安装在圆柱形金属杯组件中金属销轴组件上的另一根小直径钢丝绳端头从定长金属圆管上的小通孔内拔出并锁定在与小通孔直径相等的带帽销钉上，藉此已完全组装制作成一种轴向固定径向可控旋转的转轴类锁具总成产品(见图7)；

其七、由于圆柱形金属杯组件内安装有可弹性伸缩的径向金属销轴组件(见图5、6)，不锈钢柱销在定长的不锈钢材质的弹簧作用下可径向穿过金属杯壁及塑胶圆管壁并插入定长圆形金属管壁的通孔或半通孔，其径向旋转功能由不锈钢柱销的弹性伸缩来锁定和控制金属圆管轴的径向旋转动作；而不锈钢柱销的伸缩可由手指将其按入定长金属圆管内，或用手向外牵引安装在定长金属圆管上的带帽销钉通过另一根小直径钢丝绳端头连带拉动使得不锈钢钢柱弹性回缩，即可实现该金属圆管轴与定长金属圆管间在结合部的七件碗处的径向旋转的控制过程；(见图7)；

其八、显然，当自行车需要折叠时，用拇指及食指将插入定长金属圆管壁的预留的通孔内的的可弹性伸缩的不锈钢柱销按入塑胶圆管管壁内，亦可用手向外牵引安装在定长金属圆管上的带帽销钉通过另一根小直径钢丝绳端头连带拉动与不锈钢柱销轴向连接的细小直径不锈钢钢丝绳，使得不锈钢柱销弹性回缩至塑胶圆管管壁内，即可以径向旋转金属圆管轴，并可连带中轴和自行车后轮向前轮方向旋转180度，即可完成自行车的折叠过程(见图8)。

本发明的有益效果是：由于折叠类自行车采用本发明所述的技术方案，保持了自行车车架结构的完整性，提高了折叠自行车的整体强度，改变了目前折叠自行车采取在自行车横梁处其传统的轴向折叠方式，使得折叠过程迅速、可靠、隐蔽。

附图说明

图1是自行车传统折叠方式图。

图中：1车架、2焊接在车架上的两片金属扣板折页式锁具。

图2是定长金属圆管结构图。

图中：3定长金属圆管、4头管、5车架横梁、6单列圆锥滚子轴承或滚针轴承、7内螺纹、8座管套管、9小通孔、10通孔或半通孔、11自行车七件碗中的上碗

图3是三段不等径的金属圆管轴结构图。

图中：12三段不等径的金属圆管轴、13自行车中轴管、14自行车七件碗中的下挡、15矩形缺口、16内螺纹。

图4是圆柱形金属杯结构图。

图中：17圆柱形金属杯、18底孔、19矩形凸齿、20薄壁塑胶管、21金属销通孔。

图5是径向金属销轴组件结构图。

图中：22不锈钢柱销、23细小直径的不锈钢钢丝绳、24定长的不锈钢材质的弹簧、25小直径钢丝绳、26径向金属销轴组件、27小直径金属圆管、28径向圆孔。

图6是圆柱形金属杯组件结构图。

图中：26金属销轴组件、17圆柱形金属杯、29圆柱形金属杯组件

图7是轴向固定、径向可控旋转的转轴类锁具总成结构总装图。

图中：30定长金属圆管组件、31三段不等径的金属圆管轴组件、32螺栓、33带帽销钉。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

首先按图2制作定长金属圆管3，加工内螺纹7、小通孔9、通孔或半通孔10及座管套管8，并与车架横梁5焊接或铰接及车架横梁5与头管4焊接制作完毕后组装单列圆锥滚子轴承或滚针轴承6及自行车七件碗中的上碗11。

加工一根三段不等径的金属圆管轴13；其中与定长金属圆管3外径相等的端头与自行车中轴管13焊接(见图3)；而后将金属圆管轴13的第一阶变径处的凸台上安装一个自行车七件碗中的下挡14；金属圆管轴13的第二阶变径后的直径与单列圆锥滚子轴承或滚针轴承6的内径相等且形成变径处外凸台，而外凸台的直径恰好等于或略小于单列圆锥滚子轴承或滚针轴承6内环的外径；同时金属圆管轴13小直径端的端口处沿圆周管壁方向加工有均布矩形缺口15，且此端头内管壁加工有内螺纹16(见图3)。

加工一个有一定壁厚的带有底孔18的其底孔18带有矩形凸齿19的圆柱形金属杯17(见图4)，其矩形凸齿19在其圆周端的分布与金属圆管轴13圆周端矩形缺口15的分布一一吻合对应；此圆柱形金属杯17的外轮廓固定套有一具有一定耐磨强度的表面光滑的薄壁塑胶管20，其组合后的外径等于定长金属圆管3加工有内螺纹7管段的内径；同时在其径向直径处钻有一对圆柱形金属销通孔21并与定长金属圆管3直径方向管壁加工有一对金属销通孔或半通孔10同轴心。

制作两个两端头为球缺状的不锈钢柱销22且用一根细小直径的不锈钢钢丝绳23在不锈钢柱销的轴心处使其两个柱销紧密连接的径向金属销轴组件，径向金属销轴组件中细小直径的钢丝绳23中间套有一个定长的不锈钢材质的弹簧24(见图5)，同时在细小直径的不锈钢钢丝绳23沿其长度的几何中心部位固定有另一根小直径钢丝绳25；其该组件伸展后的长度大于定长金属圆管3的外径，而后将径向金属销轴组件26塞入在小直径金属圆管27内并将固定在细小直径不锈钢钢丝绳23沿其长度的几何中心部位固定的另一根小直径钢丝绳25端头并从铜质或不锈钢质的定长小直径金属圆管27的径向圆孔28内露出，并可在需要时拔出。

将径向金属销轴组件26贯通塞入在圆柱形金属杯17两个圆形通孔21处，其径向金属销轴组件26两个端头与圆柱形金属杯17通孔21壁结合处用内外采用铜焊接工艺焊接，焊接后打磨掉凸出在圆柱形金属杯外表面部分的铜质或不锈钢质的定长小直径金属圆管27的端头，并使其与套有薄壁塑胶管20的圆柱形金属杯17外圆周表面光滑；尔后将塞入在小直径金属圆管27内并将固定在细小直径不锈钢钢丝绳23沿其长度的几何中心部位固定的另一根小直径钢丝绳25端头从铜质或不锈钢质的定长小直径金属圆27管径向圆孔28内拔出，此时形成了一个完整功能的圆柱形金属杯组件29(见图6)。

轴向固定、径向可控旋转的转轴类锁具总成组装时的顺序是：首先将金属圆管轴组件31的端头插入镶嵌在定长金属圆管组件30端头的两只单列圆锥滚子轴承或滚针轴承6内孔，使得金属圆管轴组件31第二个变径处的外凸台处卡在顺次第一个轴承6内套端面上，其端口带有矩形缺口15且管内壁加工有内螺纹16的金属圆管轴组件31的端头从另一只轴承6内孔中定长穿出并与轴承6内孔形成紧密配合状态(见图7)；此时安装在金属圆管轴组件31上的下档14与安装在定长金属圆管组件30端头上的上碗11吻合；尔后将表面套有薄壁塑胶圆管20的并带有底孔18的其底孔带有矩形凸齿19的圆柱形金属杯组件29(见图6)，塞入定长金属圆管组件30内，将其套在带有矩形缺口15的金属圆管轴组件31端头同时使得矩形凸齿19与矩形缺口15吻合的同时使得径向金属销轴组件26中的两个中的不锈钢柱销22的销头在定长的不锈钢材质的弹簧24的作用下插入定长金属圆管3的一对同轴心的通孔或半通孔10内，而后用螺栓32旋入圆管轴12的内螺纹16并将其紧固，则此时的圆管轴组件31在其定长金属圆管组件30及中轴13之间的轴向及径向均被被锁定，并不可轴向串动和径向转动；同时将安装在圆柱形金属杯组件29中金属销轴组件26上的另一根小直径钢丝绳25端头从定长金属圆管3上的小通孔9内拔出并锁定在与小通孔直径相等的带帽销钉33上，藉此已完全组装制作成一种轴向固定、径向可控旋转的转轴类锁具总成产品(见图7)。

由于金属杯组件29内安装有可弹性伸缩的径向金属销轴组件26(见图5、6)，不锈钢钢柱22在定长的不锈钢材质的弹簧24作用下可径向穿过圆柱形金属杯17的壁及薄壁塑胶管20的管壁并插入定长圆形金属圆管3管壁的通孔10，其径向旋转功能由不锈钢柱销22的弹性伸缩来锁定和控制金属圆管轴12的径向旋转动作；而不锈钢钢柱22的伸缩可由手指将其按入定长金属圆管3内，或用手向外牵引安装在定长金属圆管3上的带帽销钉33通过另一根小直径钢丝绳25端头连带拉动使得不锈钢柱销22弹性回缩，即可实现该金属圆管轴12与定长金属圆管3间在结合部的七件碗11、14处的径向旋转的控制过程；(见图7)；

显然，当自行车需要折叠时，用拇指及食指将插入定长金属圆管3的管壁的通孔或半通孔10内的可弹性伸缩的不锈钢柱销22按入薄壁塑胶管20管壁内、或用手向外牵引安装在定长金属圆管3上的带帽销钉33通过一根小直径钢丝绳25端头连带拉动与不锈钢柱销22轴向连接的细小直径的不锈钢钢丝绳23，使得不锈钢柱销22弹性回缩至薄壁塑胶管20的管壁内后，即可以实施径向旋转金属圆管轴12，并可连带中轴管13和自行车后轮向前轮方向旋转180度，以此完成了自行车的折叠过程(见图8)。

Claims (9)

1.一种轴向固定径向可控旋转的转轴类锁具总成，其特征在于，在一根定长金属圆管内径的两端相向各镶嵌一只单列圆锥滚子轴承或圆锥滚针轴承，通过两个轴承内孔安装一根径向带有外凸台的一端端口加工有矩形缺口且管内壁加工有螺纹的金属圆管轴，圆管轴径向的外凸台处卡在其中一个轴承内套端面上，其端口带有矩形缺口且管内壁加工有螺纹的圆管轴的端头从另一侧轴承内孔中定长穿出，而后将带有底孔的其底孔带有矩形凸齿的圆形金属环套在带有矩形缺口的圆管轴端头并使其矩形凸齿与矩形缺口；其后，用螺栓旋入金属圆管轴内螺纹紧固；金属杯外径表面与定长圆形金属管内表面间距的空间内，紧密镶嵌一个塑料圆管；由于金属杯内安装有可弹性伸缩的不锈钢柱销并垂直透过圆形金属杯壁及薄壁塑料管壁并插入定长金属圆管壁的通孔或半通孔，则此时的金属圆管轴其轴向被螺栓锁定，其径向均被不锈钢柱销固定，由于不锈钢柱销的弹性伸缩具有可控性，因此可实现控制金属圆管轴的径向旋转动作。

2.根据权利要求1所述的一种轴向固定径向可控旋转的转轴类锁具总成，其特征在于，在一根定长金属圆管两端口内径处设计有限位用台阶式内圆并用于相向镶嵌单列圆锥滚子轴承或圆锥滚针轴承，使得轴承外圈表面与金属圆管端口内径表面实现紧密配合；同时在一根定长金属圆管的一个端口的内径表面加工有组装自行车座下管套管的内螺纹，且内螺纹下部加工有一个小通孔，并在小通孔下方加工有一对同轴心的相同直径的通孔或半通孔；另一个端口安装有自行车七件碗中的下碗，并由此形成定长金属圆管组件。

3.根据权利要求1、2所述的一种轴向固定径向可控旋转的转轴类锁具总成，其特征在于，通过两个轴承内孔安装的一根径向带有外凸台的、端口加工有矩形缺口的管内壁加工有螺纹的一根三段不等径的金属圆管轴，在第一个凸台上设计安装有自行车七件碗中的下档，并由此形成三段不等径的金属圆管轴组件。

4.根据权利要求2、3所述的一种轴向固定径向可控旋转的转轴类锁具总成，其特征在于，其三段不等径的金属圆管轴组件与定长金属圆管组件的组装方式，是三段不等径的金属圆管轴组件内壁加工有螺纹的小直径端从定长金属圆管组件的一侧直接穿入两个轴承内孔并定长穿出；其安装在第一个凸台上的自行车七件碗中的下档与定长金属圆管组件其安装有自行车七件碗中的下碗的端头吻合后，其三段不等径的金属圆管轴组件上的第二个外凸台处刚好卡在第一个轴承内套端面上，其穿出的端口加工有矩形缺口且其管内壁加工有螺纹。

5.根据权利要求1、4所述的一种轴向固定径向可控旋转的转轴类锁具总成，其特征在于，当径向带有外凸台的、端口加工有矩形缺口且管内壁同时加工有内螺纹的一根三段不等径的金属圆管轴组件端口插入两轴承内孔后，其带有矩形缺口的端口定长穿出，而后将带有底孔的其底孔带有矩形凸齿的表面套有薄壁塑胶管的圆形金属杯，套在带有矩形缺口的金属圆管轴组件的端头上，其圆型金属杯底孔的矩形凸齿与金属圆管轴组件端口处矩形缺口紧密吻合后，用螺栓旋入金属圆管轴组件端口的内螺纹实现紧固。

6.根据权利要求1、4、5所述的一种轴向固定径向可控旋转的转轴类锁具总成，其特征在于，其带有底孔的其底孔带有矩形凸齿的圆形金属杯外径小于定长金属圆管内径，当其表面套有薄壁塑胶管后，其外径恰好等于定长金属圆管内径表面加工有内螺纹管段的内径；而圆形金属杯内腔直径处安装有可弹性伸缩的径向金属销轴组件，该销轴组件内置的不锈钢柱销在弹簧的作用下可垂直透过圆形金属杯壁及薄壁塑胶管壁并插入定长圆形金属管壁的通孔或半通孔，则此时的金属圆管轴其径向被不锈钢柱销在弹簧的作用下锁定。

7.根据权利要求1、6所述的一种轴向固定径向可控旋转的转轴类锁具总成，其特征在于，径向金属销轴组件由两个两端头为球缺状的不锈钢柱销且用一根细小直径的不锈钢钢丝绳在不锈钢柱销的轴心处使其两个柱销紧密连接，径向金属销轴组件中细小直径的钢丝绳中间套有一个定长的不锈钢材质的弹簧，同时在细小直径的不锈钢钢丝绳沿其长度的几何中心部位固定有另一根小直径钢丝绳；而后将径向金属销轴组件塞入在小直径铜质或不锈钢质的定长小直径金属圆管内，并将固定在细小直径不锈钢钢丝绳沿其长度的几何中心部位固定的另一根小直径钢丝绳端头并从铜质或不锈钢质的定长小直径金属圆管的径向圆孔内露出，并可在需要时拔出；此时形成了一个完整功能的圆柱形金属杯组件。

8.根据权利要求6、7所述的一种轴向固定径向可控旋转的转轴类锁具总成，其特征在于，将径向金属销轴组件贯通塞入在圆柱形金属杯两个圆形通孔处，其径向金属销轴组件两个端头与圆柱形金属杯通孔壁结合处用内外采用铜焊接工艺焊接，而后在小直径金属圆管内将另一根小直径钢丝绳端头从铜质或不锈钢质的定长小直径金属圆管径向圆孔内拔出，并将其端头由定长金属圆管组件小通孔内引出，而后在其端头处固定一个带帽销钉，销钉直径等于或略小于定长金属圆管组件小通孔内径；销钉在径向金属销轴组件中的不锈钢材质的弹簧牵引力的作用下卡在定长金属圆管组件小通孔的内径中。

9.根据权利要求1所述的一种轴向固定径向可控旋转的转轴类锁具总成，其特征在于，当自行车需要折叠时，手动将径向金属销轴组件中两个端头为球缺状的不锈钢柱销连按入定长金属圆管管壁或用手牵动固定在定长金属圆管管壁小通孔处的带帽销钉，则带帽销钉牵动小直径钢丝绳连带金属销轴组件中两个不锈钢柱销弹性回缩并回缩至定长金属圆管管壁内，则三段不等径的金属圆管轴组件即可在与定长金属圆管组件结合部的七件碗处实现径向旋转，并可连带有自行车中轴、后三角、后轮向前轮方向旋转180度。

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