CN102079360A - 自行车链轮支撑组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及自行车链轮支撑组件。自行车链轮支撑组件具有链轮支撑主体、第一链轮支撑构件和至少第一链轮和第二链轮。链轮支撑主体具有带有绕着中心纵向轴线布置的内表面和外表面的管状部。第一链轮支撑构件与链轮支撑主体的外表面结合为一体单一构件，并且从链轮支撑主体的外表面径向突出。第一链轮和第二链轮通过至少一个紧固件固定到第一链轮支撑构件，其中第一链轮和第二链轮沿着链轮支撑主体的中心纵向轴线被支撑在轴向间隔开的位置处。

Description

自行车链轮支撑组件

技术领域

本发明总体上涉及用于自行车后轮毂的自行车链轮支撑组件。

背景技术

自行车车轮一般包括中心轮毂、多个从轮毂向外延伸的轮辐以及连结到轮辐外端的轮圈。轮毂一般包括以可拆分并且不可旋转的方式安装到自行车架的主轴或轮毂轴、以可自由旋转的方式安装到轮毂轴的轮毂主体、以及构造成以能够相对于轮毂轴自由旋转的方式支撑轮毂主体的一对轴承。在安装到自行车后轮的后轮毂的情况下，轮毂还具有以可自由旋转的方式安装到轮毂轴的驱动主体、以及构造并布置成仅沿着一个方向(这个方向对应于自行车的向前行进)将旋转从驱动主体传递到轮毂主体的单向离合器。这种类型的后轮毂的示例在转让给Shimano Inc.的美国专利第6,102,821号和7,585,240号中公开。通过这种类型的轮毂，将某些链轮安装到有时候称为支架的链轮托架上。

发明内容

使用上面描述的传统的自行车轮毂，链轮托架经常比链轮本身重。尤其是链轮托架的中心经常设置有用来与驱动主体的键槽啮合的键合部分。鉴于传统的自行车轮毂的这种情况，期望提供一种实现减轻重量并且增强刚性的自行车链轮支撑组件。而且，鉴于传统的自行车轮毂的这种情况，期望提供一种提高安装在链轮支撑主体上的链轮齿的位相精度的自行车链轮支撑组件。

根据第一方面，提供了一种自行车链轮支撑组件，其包括链轮支撑主体、第一链轮支撑构件和至少第一链轮和第二链轮。所述链轮支撑主体具有带有和绕着中心纵向轴线布置的外表面和内表面的管状部。所述第一链轮支撑构件与所述链轮支撑主体的外表面结合为一体单一构件，并且从所述链轮支撑主体的外表面径向突出。第一链轮和第二链轮通过至少一个紧固件被固定到第一链轮支撑构件，其中第一链轮和第二链轮沿着链轮支撑主体的中心纵向轴线被支撑在轴向间隔开的位置处。

附图说明

现在参考形成该原始公开的一部分的附图，其中：

图1是装配有具有根据第一实施例的自行车链轮支撑组件的后轮毂的自行车的侧视图；

图2是图1中所示的后轮毂和后变速器的后视图；

图3是图1和图2中所示的后轮毂的局部剖视图，其中正面示出后轮毂的下半部分；

图4是图1至图3中所示的安装到后轮毂的一端的自行车链轮支撑组件的放大剖视图；

图5是图1至图3中所示的从后轮毂去除之后的自行车链轮支撑组件的放大剖视图；

图6是根据第二实施例的安装到后轮毂的一端的自行车链轮支撑组件的剖视图；以及

图7是根据第二实施例的从后轮毂去除之后的自行车链轮支撑组件的放大剖视图。

具体实施方式

现在将参考附图说明本发明的选定实施例。下面本发明实施例的描述仅用于例示，并非为了限制如所附权利要求及其等同物所限定的本发明，这从本公开中对于本发明领域的技术人员来说是显而易见的。

首先参考图1和图2，示出了自行车10，其装配有根据第一实施例的后轮毂12。自行车10示出为越野自行车，即全地形自行车(ATB)或山地自行车(MTB)。然而，根据需要和/或期望，所述自行车链轮支撑组件可以与其他类型的自行车一起使用。自行车10包括支撑驱动轮系16的车架14。驱动轮系16包括具有踏板的前曲柄组18、自行车链轮支撑组件20、前变速器24以及后变速器26。驱动单元105以传统方式操作。而且，前曲柄组18、前变速器24以及后变速器26的精确结构对于自行车链轮支撑组件20的结构来说是不重要的。因此将不会详细地描述和/或例示前曲柄组18、前变速器24以及后变速器26。

为了更好地理解根据第一实施例的自行车链轮支撑组件20，现在将描述后轮毂12。在下面的说明中，术语“左”和“右”将如图2中所看到的那样从自后部观察自行车的角度来使用。而且如在此使用的这样，下面的方向术语“向前、向后、上方、向下、垂直的、水平的、下方和横向的”以及任何其他类似的方向术语指的是装配有具有自行车链轮支撑组件20的后轮毂12的自行车的方向。因而，这些术语当用来描述自行车链轮支撑组件20时应该相对于装配有自行车链轮支撑组件20的自行车来解释。

如图2所示，后轮毂12的两端连同后变速器26一起紧固到车架14的后部。如图3所示，后轮毂12基本上包括轮毂轴30、大体圆柱形或管状的轮毂主体32和驱动主体34(也称为链轮支撑主体)。如下面说明的那样，驱动主体34是自行车链轮支撑组件20的一部分。轮毂轴30紧固到车架14的后部，而轮毂主体32布置在轮毂轴30的外周上并且在两者之间具有空隙，以便于经由轮毂滚动轴承36和38(左轴承和右轴承)绕着轮毂轴30旋转。驱动主体34以与轮毂主体32共轴并且与轮毂主体32的内部部分重叠的方式布置在轮毂主体32的右侧。轮毂轴30、轮毂主体32、以及轮毂轴承36和38的精确结构对于自行车链轮支撑组件20的结构是不重要的，因此将不详细论述这些部分。

基本上，在示出的实施例中，轮毂轴30基本上包括外部管状构件30a、内部螺纹轴30b和凸缘构件30c。外部管状构件30a支撑轮毂滚动轴承36和38以便轮毂主体32可以绕着外部管状构件30a旋转。螺纹轴30b穿过外部管状构件30a。凸缘构件30c插入外部管状构件30a的左端。

轮毂主体32由例如轻质铝合金制成。轮毂主体32的外周面设置有一对用于附接轮辐的轮辐附接凸缘以及用于附接盘式制动器的制动器安装部。轮毂主体32的内表面设置有单向离合器安装部，并且以能够相对于轮毂轴30自由旋转的方式支撑轮毂滚动轴承36和38的外环。

后轮毂12还包括单向离合器40、一对飞轮滚动轴承42和44、大体圆柱形或管状的间隔件46、按压构件48和凸缘螺母50。设置在变速器26上的凸缘螺母50拧到螺纹轴30b的右端上，以便于在凸缘螺母50与螺纹轴30b头部之间夹紧后变速器26和车架14的分叉后部，从而将轮毂轴30以不可旋转的方式紧固到车架14。

单向离合器40被构造和布置用来仅在对应于自行车10的向前行进的方向上将旋转从驱动主体34传递到轮毂主体32。轮毂滚动轴承36和38布置在轮毂主体32和轮毂轴30之间，以便于形成以可旋转方式将轮毂主体32支撑在轮毂轴30上的第一和第二滚动轴承。飞轮滚动轴承42和44布置在驱动主体34与轮毂轴30之间的间隙内，并且沿着轮毂轴30的轴向方向互相间隔布置。飞轮滚动轴承42和44以可旋转方式将驱动主体34支撑在轮毂轴30上。间隔件46是以被夹在飞轮滚动轴承42和44的内环之间的方式布置的管状构件。按压元件48被拧到轮毂轴30上以便于压靠第四飞轮滚动轴承13并且相对于轮毂主体32定位驱动主体34。

除了驱动主体34(也称为链轮支撑主体)之外，自行车链轮支撑组件20还设置有多个链轮S1至S11。正如从本公开中将变得显而易见的那样，为了实现减轻重量和增强刚性，本实施例的自行车链轮支撑组件20的结构使得能够省略或减少链轮托架的传统的支架臂和传统的键合部分。而且，因为利用本实施例的自行车链轮支撑组件20，可以消除由链轮S6至S11与驱动主体34之间的键合连接导致的后冲，所以也能够提高安装在驱动主体34上的链轮齿上的位相精度。

链轮S1至S11形成以不可旋转的方式安装到驱动主体34的链轮组。如下面所说明的那样，链轮S1至S5被旋入驱动主体34中的传统锁环52保持在驱动主体34上。链轮S6至S11如下面说明的那样固定在驱动主体34上。链轮S1至S11的外径从链轮S1至链轮S11增加，其中从链轮S1至S11，每个后续的链轮具有更多的齿。

如图5所示，驱动主体34是由例如金属材料的刚硬材料构成的一体单一构件。驱动主体34是由例如钢制成的大体圆柱形的主体，并且构造为使得链轮S1至S11能够以不可旋转的方式安装到该驱动主体34上。驱动主体34(即链轮支撑主体)包括具有绕着中心纵向轴线A布置的内表面和外表面的管状部60。管状部60具有外表面，其中至少两个圆弧状离合爪支撑部分62形成在安装于轮毂主体32内部的左端。管状部60的外表面还具有第一链轮支撑构件64、第二链轮支撑构件66和第三链轮支撑构件68。链轮支撑构件64、66和68与驱动主体34的管状部60的外表面结合为一体单一构件，其中链轮支撑构件64、66和68沿着驱动主体34的管状部60的中心纵向轴线A轴向隔开。

链轮支撑构件64、66和68沿着驱动主体34的管状部60的中心纵向轴线A将链轮S6至S 11支撑在轴向隔开的位置处。链轮支撑构件64、66和68与驱动主体34(即链轮支撑主体)的外表面结合为一体单一构件。链轮支撑构件64、66和68从驱动主体34的外表面沿着径向方向突出。管状部60的外表面还具有起到用于定位链轮S5的止动件作用的圆形抵接部70。根据需要和/或期望，圆形抵接部70可以是连续的凸缘或者多个单个的抵接部。管状部60的外表面还具有多个轴向延伸的键槽72，该键槽72用来以规定的取向将链轮S1至S5保持在管状部60上。键槽72与在大多数飞轮上使用的传统键槽相似。间隔件76置于链轮S1至S5之间以便沿着驱动主体34的管状部60的外表面将链轮S1至S5隔开。

链轮S6至S11通过多个紧固件74附接到链轮支撑构件64、66和68。在示出的实施例中，紧固件74构成紧固元件。如图所示，这些紧固件74或紧固元件可以是铆钉。当然，根据需要和/或期望可以使用其他合适的紧固结构。在示出的实施例中，链轮S6和S7使用共同的紧固件74附接到链轮支撑构件68。相似地，在示出的实施例中，链轮S8和S9使用共同的紧固件74附接到链轮支撑构件66，而链轮S10和S11使用共同的紧固件74附接到链轮支撑构件64。在示出的实施例中，链轮S6和S7位于链轮支撑构件68的轴向相对侧，以便链轮支撑构件68起到链轮S6和S7的间隔件的作用。相似地，在示出的实施例中，链轮S8和S9位于链轮支撑构件66的轴向相对侧，以便链轮支撑构件66起到链轮S8和S9的间隔件的作用，并且链轮S10和S11位于链轮支撑构件64的轴向相对侧，以便链轮支撑构件64起到链轮S10和S11的间隔件的作用。

在示出的实施例中，链轮支撑构件64、66和68相对于驱动主体34的外表面具有不同的径向尺寸。链轮支撑构件64在链轮支撑构件64、66和68中具有最长的径向尺寸，而链轮支撑构件68在链轮支撑构件64、66和68中具有最短的径向尺寸。因此，链轮支撑构件66具有比链轮支撑构件64短、但是比链轮支撑构件68长的径向尺寸。链轮支撑构件64、66和68可以为连续的圆形凸缘，或者可以由多个单个凸缘形成。在链轮支撑构件64、66和68由多个单个凸缘形成的情况下，单个凸缘可以从驱动主体34的外表面直接延伸，或者单个凸缘可以具有将单个凸缘互连到驱动主体34的外表面的连续的圆形凸缘。当然，其他未提及的结构也可以用于链轮支撑构件64、66和68。

管状部60的内表面具有限制飞轮滚动轴承44的向内插入的圆形抵接部80。在管状部60的内表面还形成有圆形凹部82，其用来接收将飞轮滚动轴承44的外圈保持在恰当位置的柔性保持环。在管状部60的内表面还形成有另一个圆形凹部83，其用来接收将飞轮滚动轴承42的外圈保持在恰当位置的柔性保持环。管状部60的内表面还具有螺纹部分84，其用于螺纹地接收锁环52以将链轮S1至S5保持在驱动主体34的管状部60上。因此，链轮S1至S5的每一个具有与驱动主体34的管状部60的键槽72配合的键合安装孔，以便将链轮S1至S5直接安装在驱动主体34的管状部60的外表面上。换句话说，在示出的实施例中，链轮S 1至S5的安装孔被直接安装在驱动主体34的管状部60的外表面上。

如图4最佳示出的那样，单向离合器40是通常用在后轮毂中的传统结构，并且基本上包括多个等距间隔的离合爪、在轮毂主体32的内表面上形成棘轮部的多个锯齿形棘轮齿、以及将离合爪互连的环状弹簧构件。单向离合器40构造成使得驱动主体34能够相对于轮毂主体32在滚动轴承42和44上仅沿着一个方向旋转。圆弧状离合爪支撑部分62设置在驱动主体34的左手端的外表面上，并且用来以这样的方式支撑单向离合器40的离合爪：离合爪可以立起(伸开的位置)用于使轮毂主体32与驱动主体34一起旋转，以及可以躺下(缩回的位置)用于允许轮毂主体32相对于驱动主体34自由旋转。当驱动主体34沿着对应于自行车向前运动的方向旋转时，单向离合器40的离合爪与轮毂主体32的棘轮齿啮合，以便将驱动主体34的旋转传递到轮毂主体32。相反地，当驱动主体34停止旋转并且轮毂主体32通过车轮沿着对应于自行车向前运动的方向旋转时，例如在下坡行进期间，棘轮齿反抗弹簧构件的弹簧力按压离合爪，以便离合爪躺下并且不在轮毂主体32与驱动主体34之间传递旋转。

在该示出的实施例中，滚动轴承42和44是两侧被密封的密封滚珠轴承，其中轴承表面由具有主要圆周支撑轴承表面的圈形成，并且多个滚珠布置在内圈与外圈之间且与内圈和外圈接触(“圆周滚珠轴承”)。滚动轴承42和44的外圈被松弛地靠着驱动主体34的管状部60的内表面装配，以便它们在该外圈与管状部60的内表面之间具有空隙度，而滚动轴承42和44的内圈被紧密地靠着轮毂轴30装配。结果，滚动轴承42和44的外圈可以被顺畅地安装到驱动主体34的管状部60的内表面中。同时，滚动轴承42和44的内圈可以被可靠地保持在恰当位置的方式按压装配到轮毂轴30上。

如图5最佳所示，使用安装到第一圆形凹部82中的柔性保持环，将滚动轴承44的外圈夹在抵接部80和保持环之间，以便滚动轴承44的外圈不能沿着轴向方向移动。滚动轴承44的内圈通过抵接于轮毂轴30的抵接部和间隔件46被定位，该间隔件46接触滚动轴承44的内圈和滚动轴承42的内圈，用来以它们之间维持的规定间距定位滚动轴承42和44。

如图3最佳所示，按压构件48拧到轮毂轴30的外部管状构件30a的外螺纹部上。按压构件48起到按压滚动轴承42的内圈并且相对于轮毂主体32定位驱动主体34的作用。当拧紧按压构件48时，滚动轴承42的内表面、间隔件46和滚动轴承44的内圈被按压在轮毂轴30的抵接部上。同时，利用凸缘螺母50被夹在按压构件48与后变速器26之间的车架14将后轮毂12紧固到车架14。

第二实施例

现在参考图6和图7，现在将说明带有根据第二实施例的自行车链轮支撑组件120的后轮毂112。虽然前述实施例给出了单向离合器40置于后轮毂12和自行车链轮支撑组件20之间的例子，但是该第二实施例给出单向离合器40作为自行车链轮支撑组件120的一部分完全可从后轮毂112去除的例子。

在示出的该第二实施例中，自行车链轮支撑组件120包括也称为链轮支撑主体的驱动主体134。驱动主体134支撑多个链轮S1′至S6′。链轮S1′至S6′形成以不可旋转的方式安装到驱动主体134的链轮组。在示出的该第二实施例中，如图6所示，自行车链轮支撑组件120还包括安装到后轮毂112的右端的轮毂安装构件135。轮毂安装构件135具有阶梯状孔，该阶梯状孔带有与后轮毂112螺纹啮合的螺纹部分135a、和接收安装工具以将自行车链轮支撑组件120安装到后轮毂112上的键合部分135b。单向离合器140置于驱动主体134和轮毂安装构件135之间。两个滚动轴承142和144也置于驱动主体134和轮毂安装构件135之间。单向离合器140构造成使得驱动主体134能够相对于轮毂安装构件135在滚动轴承142和144上仅沿着一个方向旋转。

如图7所示，驱动主体134是一体单个构件，其由例如金属材料的刚硬材料构成。驱动主体134(即链轮支撑主体)包括具有绕着中心纵向轴线A′布置的内表面和外表面的管状部160。管状部160的外表面具有与管状部160整体形成为一体单个构件的链轮S5′，从而链轮S5′的径向内部构成驱动主体134的单个整体的链轮支撑构件164。换句话说，链轮支撑构件164具有包括多个链轮齿(仅示出两个)的自由端，以与链轮支撑构件164和驱动主体134(即链轮支撑主体)形成作为一体单个构件的整体链轮。

链轮S4′至S6′通过多个紧固件174附接到链轮S5′的链轮支撑构件164。链轮S4′具有比链轮S5′小的外径，而链轮S5′具有比链轮S6′小的外径。因此，链轮S4′具有比链轮S5′更少的齿，而链轮S5′具有比链轮S6′更少的齿。

在该示出的实施例中，链轮S3′和S4′整体形成为一体单一构件。尤其是悬臂支撑件166使S3′和S4′互连，其中悬臂支撑件166与链轮S3′和S4′为一体单一构件。链轮S3′具有比链轮S4′小的外径。链轮S 1′和S2′通过多个紧固件175(例如，比如铆钉的紧固元件)都附接到链轮S3′。因此，链轮S4′经由悬臂支撑件166和紧固件175有效地支撑链轮S1′和S2′，以便链轮S4′支撑多个具有比链轮S4′更小外径的附加链轮。更具体地，在该示出的实施例中，链轮S4′、悬臂支撑件166和链轮S3′与通过紧固件175紧固到悬臂支撑件的链轮S1′和S2′(构成附加链轮)一起整体形成为一体单一构件。间隔件176设置在紧固件174和176上，用于获得链轮S4′相对于链轮S5′的期望轴向间距、链轮S1′相对于链轮S2′的期望轴向间距、及链轮S2′相对于链轮S3′的期望轴向间距。

在理解本发明的范围时，在此使用的术语“包括”及其派生词意在表示开放的术语，其明确所述特征、元件、部件、组、整体、和/或步骤的存在，但不排除其他未述特征、元件、部件、组、整体、和/或步骤的存在。前述也应用于具有相似意思的词，例如术语“包含”、“具有”及其派生词。而且，术语“构件”或“元件”当以单数使用时，可以具有单个零件或多个零件的双重意思。最后，在此使用的程度术语，例如“基本上”、“大约”、“近似”意味着被修饰项的合理偏差量，以便最终结果不被显著地改变。

虽然仅选择了选定实施例来例示本发明，但是从本公开中对于本领域的技术人员显而易见的是，在不脱离如所附权利要求限定的本发明的范围的情况下，在此可以作出各种改变和变更。而且，根据本发明的实施例的以上描述仅用于例示，而并非为了限制所附权利要求及其等同物限定的本发明。

Claims (11)

1.一种自行车链轮支撑组件，包括：

链轮支撑主体，其具有带有绕着中心纵向轴线布置的外表面和内表面的管状部；

第一链轮支撑构件，其与所述链轮支撑主体的外表面结合为一体单一构件并且从所述链轮支撑主体的外表面径向突出；以及

至少第一链轮和第二链轮，其通过至少一个紧固件固定到第一链轮支撑构件，其中第一链轮和第二链轮沿着链轮支撑主体的中心纵向轴线被支撑在轴向间隔开的位置处。

2.根据权利要求1所述的自行车链轮支撑组件，其中，

所述至少一个紧固件包括多个紧固元件，其中所述第一链轮和所述第二链轮通过至少一个共同的紧固元件固定到所述第一链轮支撑构件。

3.根据权利要求1所述的自行车链轮支撑组件，其中，

所述第一链轮和所述第二链轮位于所述第一链轮支撑构件的轴向相对侧。

4.根据权利要求1所述的自行车链轮支撑组件，还包括：

第二链轮支撑构件，其与所述链轮支撑主体的外表面结合为一体单一构件，其中所述第二链轮支撑构件沿着所述链轮支撑主体的中心纵向轴线与所述第一链轮支撑构件轴向隔开；以及

第三链轮，其通过至少一个紧固件固定到所述第二链轮支撑构件。

5.根据权利要求4所述的自行车链轮支撑组件，还包括：

第四链轮，其通过至少一个紧固件固定到所述第二链轮支撑构件。

6.根据权利要求1所述的自行车链轮支撑组件，还包括：

至少一个具有安装孔的链轮，所述安装孔被直接安装在所述链轮支撑主体的外表面上。

7.根据权利要求1所述的自行车链轮支撑组件，其中，

所述第一链轮支撑构件具有包括多个链轮齿的自由端，以与所述第一链轮支撑构件和所述链轮支撑主体一起形成作为一体单一构件的整体链轮。

8.根据权利要求1所述的自行车链轮支撑组件，其中，

所述第二链轮包括支撑比所述第二链轮具有更小外径的至少一个链轮的悬臂支撑件。

9.根据权利要求1所述的自行车链轮支撑组件，其中，

所述第二链轮包括支撑比所述第二链轮具有更小外径的附加链轮的悬臂支撑件。

10.根据权利要求1所述的自行车链轮支撑组件，其中，

所述第二链轮包括支撑比所述第二链轮具有更小外径的多个附加链轮的悬臂支撑件。

11.根据权利要求10所述的自行车链轮支撑组件，其中，

所述第二链轮、所述悬臂支撑件和一个附加链轮一起整体形成为一体单一构件，并且另一个附加链轮通过至少一个紧固件被紧固到所述悬臂支撑件。

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