CN102963210B - 具有转矩管的自行车前轮轮毂 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及具有转矩管的自行车前轮轮毂。用于自行车的轮毂包括轮毂主体和设置在该轮毂主体中的转矩管。第一配合元件设置在所述转矩管的第一端处并且第二配合元件设置在所述转矩管的第二端处。所述第一配合元件和所述第二配合元件中的每个均包括防转轮毂特征部，并且所述转矩管在所述第一配合元件和所述第二配合元件之间传递转矩。

Description

具有转矩管的自行车前轮轮毂
技术领域
本发明涉及自行车轮毂，并且更具体地涉及自行车前轮轮毂。具体地，本发明涉及具有转矩管的自行车前轮轮毂。
背景技术
典型的自行车车架组具有用于将车轮安装到自行车的自行车叉。典型的叉具有一对间隔开的叉腿（或至少一个叉腿）。每个腿均具有位于末端的叉钩爪（dropout）。叉钩爪具有内侧（相互面对）、与内侧相反的外侧、以及长形孔，该长形孔形成在该叉钩爪中以形成接收用于将车轮连接到叉的轮毂的槽。自行车车轮的轮毂安装在钎杆（skewer）上，因此车轮能通过将钎杆插入槽中并紧固到叉钩爪上而被安装并紧固在自行车车架上。
诸如在制动、转向期间相当大的扭力能被施加到车轮，因此被施加到叉，并且该扭力来自例如由粗糙地形所遭遇的力。这种力的一个具体示例在制动力由自行车盘式制动器施加到车轮时产生。盘式制动器典型地已被用于非公路赛和竞赛应用（包括下坡和越野赛两者）。盘式制动器包括：安装在轮毂上并且与车轮的中心相邻的制动盘；以及与该制动盘相邻地安装的制动块。制动块接合制动盘以使自行车车轮的旋转慢下来。
由于当盘式制动器被应用以使自行车车轮的旋转慢下来时出现的力，由盘式制动器产生的力会引发扭转转矩，该扭转转矩会对转向精度有害。
具有悬架叉并且具体地具有伸缩倒置（USD）叉（在底部具有支柱）的自行车尤其倾向于由于例如转向、制动和越野操作而经受扭力。这是由于以下事实，USD叉支柱仅通过轮毂连接。典型的自行车轮毂具有在左安装面和右安装面之间的内部旋转连接，从而能允许USD叉的两个叉腿独立地弯曲和旋转，因而如果存在改善叉的功能的倾向的话，该倾向被最小化。
因此需要提供具有防止或减小扭转力的影响的结构或机构的自行车。本发明满足该需要。
发明内容
本发明包括用于自行车的轮毂，该轮毂增大所附接的前叉的扭转刚度。所述轮毂具有管状构件，该管状构件是将一个叉安装腿连接到另一个叉安装腿的一个大致连续部件。通过组装根据本发明的轮毂和叉形成的连接从一个叉腿到另一个叉腿传递例如由骑行者引发的横把转矩产生的转矩，因此提高整个自行车性能并且增强骑行者控制。能称为转矩管的连续轮毂部件连接所述叉腿，使得当一个叉被扭转时，叉腿的转矩被传递到相对的叉腿，从而形成比常规轮毂具有更大扭转刚性的叉（和轮毂组件）。
从结合附图理解的本发明的一个或更多个实施方式的下列描述中将更充分地理解本发明的这些和其它特征以及优点。
附图说明
附图中：
图1示出了包括转矩管的根据本发明的自行车轮毂的分解立体图；
图2示出了图1的转矩管的一端的放大图；
图3示出了图1的自行车轮毂的侧视图；
图4示出了图1的自行车轮毂的端视图；
图5示出了转矩管和配合元件的立体图；
图6示出了图3所示的轮毂的剖面图；
图7示出了图1的转矩管的剖面图；
图8示出了图1的转矩管的分解剖面图；
图9示出了与根据本发明的自行车叉一起使用的轮毂；以及
图10示出了适于与非USD悬架叉一起使用的本发明的第二实施方式；
图11示出了图10的轮毂和叉的剖面图；
图12示出了根据本发明的实施方式的配合元件的立体图；以及
图13示出了用于根据本发明的轮毂的叉钩爪垫片的立体图。
具体实施方式
这里将参照附图描述本发明的优选实施方式。将理解的是，附图和这里陈述的说明仅为了说明而提供并且不会限制本发明，本发明由所附的权利要求书以及任何和所有它们的等同物限定。例如，术语“第一”和“第二”或“左”和“右”仅为了说明并且不用于限制目的。
图1-8示出了用于自行车前轮的轮毂18。轮毂18通常包括轮毂主体20和定位在该轮毂主体中的转矩管38。轮毂18包括第一轮毂轴承30和与该第一轮毂轴承隔开的第二轮毂轴承34。轮毂轴承30、34设置在轮毂主体20和转矩管38之间以允许该轮毂主体绕转矩管38旋转。将理解的是，能使用两个以上的轴承。
轮毂主体20包括中央壳部21，该中央壳部大致定位在包括第一凸缘22和第二凸缘24的一对隔开的轮辐凸缘之间，每个凸缘均包括多个轮辐孔26或捕捉车轮的轮辐构件的端部或以其它方式为保持轮辐构件而设的一些装置。中央壳部21能是圆筒形或其它合适形状。在该实施方式中，轮毂主体20包括制动转子安装凸缘28，该制动转子安装凸缘具有用于将制动转子安装到其上的多个制动转子安装孔29。制动转子安装凸缘28被示出定位在第二轮辐凸缘24外侧。
第一轮毂轴承30和第二轮毂轴承34定位在轮毂主体20内并且位于中央壳部21的相应两端31、33处或其附近。档尘圈32、36中的一个设置在轴承30、34中的相应每个的相应的外侧或其附近并且基本上密封轮毂轴承（和轮毂主体20的内部）以防止污染并且还能用于将轴承保持就位。
转矩管38优选地是大致筒状元件并且定尺寸和形状成被容纳在轮毂主体20内。转矩管38包括第一肩部40和第二肩部42，该第一肩部与转矩管的供第一轴承30靠置的第一端41向内隔开，该第二肩部与转矩管的供第二轴承34靠置的第二端43向内隔开。
当转矩管38定位在轮毂主体20内时，转矩管的肩部40、42与档尘圈32、36以及形成在轮毂内部中的埋头孔（下面更详细地示出）或凹槽中的夹持构件协作以定位轴承30、34，在所示示例中轴承为密封的筒式轴承，因此允许轮毂壳体绕转矩管旋转。
转矩管38可以是单件构造或如所示的多部分构造。具体地，所示的实施方式的转矩管38包括第一部分38a和第二部分38b，该第一部分为大致长形圆筒，该第二部分大致呈装配到第一部分上的帽的形式。第一部分38a和第二部分38b能通过过盈配合、焊接、粘结、螺纹啮合或任何合适的结合技术被装配。
转矩管38可以包括位于其每端处的至少一个凸起部50。在所示示例中，三个凸起部50定位在位于转矩管的端部中的每个处的环形端面52周围。凸起部50定形状和尺寸为协作地装配到第一配合元件44和第二配合元件46的配合特征部54。配合元件44、46分别定位在转矩管38的相反两端上（图2）。
配合元件44、46优选地为环形部件。每个环形配合元件44、46的内部能包括呈去除部（relievedsection）的形式的配合特征部54，该配合特征部成形并尺寸确定成每个接收至少一个凸起部50中的一个。配合元件44、46优选地借助多个紧固件48（例如螺栓）被保持到转矩管38的端部。将理解的是，配合元件44、46能是非环形的。
至少一个凸起部50和配合特征部54能采取多种协作形状，目的在于将配合元件44、46能释放地固定到转矩管38的端部。例如，配合元件44、46能借助花键接合、至少一个柱、螺纹啮合或齿啮合或任何合适的紧固技术形成为转矩管38或附接到转矩管38。
优选地，配合元件44、46能被移除以允许接近轴承，例如，即，用于维修轮毂。表面上，配合元件46类似具有防转轮毂特征部56的齿圈，其中防转轮毂特征部例如是定位在齿圈的向外表面58上的一组齿60。
本发明的特征在于，配合元件44、46取向成使得位于组装好的转矩管38的每端处的防转轮毂特征部56被对齐，从而适当地接合自行车叉中的协作配合特征。优选的是，凸起部50和配合特征部54的接合有助于对齐。
配合元件44、46的外径OD（D1）优选地大于转矩管的端部的直径（D2）以便有利于将密封件32、36以及轴承30、34在转矩管38上保持就位。将理解的是，D1能与D2相同，或甚至比D2更小。配合元件44、46中的每个的防转轮毂特征部56被示出为多个齿60，但是能是任何数量的齿，诸如一个或更多个齿或齿状元件。所示的齿的形状为三角形，但是本发明构想到能够防止或减少旋转的其它形状，诸如正方形、斜面、截平形状、圆顶形状等。
本发明的轮毂18可以采用钎杆或其它常规机构以将轮毂附接到自行车叉，如将在图9中更详细地描述的。
转到图6，轮毂主体20的内部包括定位在该轮毂主体的第一端31附近的第一埋头孔62和定位在该轮毂主体的第二端33附近的第二埋头孔64。埋头孔62、64定尺寸和形状为容纳轴承30、34的外径。在转矩管38穿过轮毂主体20就位的情况下，可以看出，转矩管以及肩部40、42的直径确定尺寸成借助第一埋头孔62和第二埋头孔64保持轴承30、34。此外，密封件32、36定位在相应的轴承30、34外侧并且用于将轴承在埋头孔62、64中以及在转矩管38的肩部40、42上保持就位。如众所周知的那样，还能够采用用于保持轴承的其它机构，诸如使用夹子或保持环。
转到图9，为了说明目的，根据本发明的轮毂20被示出与USD悬架叉70一起使用。将理解的是，其它类型的叉将受益于轮毂20，并且这些也能由本发明构想到。相信，USD叉将从根据本发明的轮毂受益最大。
叉70包括第一支柱72和第二支柱74。每个支柱72、74均包括具有轮毂接合部80、82的相应的叉端构件76、78，所述轮毂接合部通过与轮毂18接合而在位置和功能方面类似于叉钩爪。每个轮毂接合部80、82均包括具有防转叉特征部88的相应的向内表面84、86。
防转叉特征部88与防转轮毂特征部56协作地匹配和配合或结合。例如，如果防转轮毂特征部56呈三角形齿的形式，那么防转叉特征部88也呈与轮毂特征部的齿啮合的三角形齿的形式以形成能够从其传递转矩的特征部的联接。许多构造能包括叉和轮毂之间的协作接合，其中该构造提供从一个叉腿（例如，腿72）经过轮毂18到另一个叉腿（例如，腿74）的有效量的转矩传递。因为配合元件44、46旋转地固定到转矩管38并且该转矩管不会旋转，因此当叉腿72、74中的一个或两个受到扭力时该转矩管抵抗扭转。
为了提供应用环境，轮毂18和叉70被示出具有制动转子90和制动钳92，该制动转子90能附接到轮毂的制动转子安装凸缘28并且该制动钳92能附接到叉支柱78。在所示示例中，轮毂18借助于通轴钎杆94附接到叉70，该通轴钎杆94能通过第二轮毂接合构件82、通过转矩管38内部并且通过第一轮毂接合构件80被插入。该通轴钎杆94由锁紧螺母组件96完成并紧固就位。
图10-13示出了根据本发明的实施方式的叉170和轮毂118，其中该叉具有一对叉腿172、174；每个叉腿均具有相应的常规的叉钩爪180、182以及用于将轮毂保持在叉钩爪中的常规的钎杆194。轮毂118的轮毂主体20在结构上与前述实施方式的相同。
叉钩爪180、182每个均具有呈带槽145的中断环形式的防转叉特征部188。该防转叉特征部188能如所示地附接到叉钩爪180、182或形成为叉钩爪的一部分。槽145在叉钩爪上被取向成便于接收和移除轮毂118和钎杆194。防转叉特征部188的形状与第一配合元件144和第二配合元件146相配合且协作以将转矩从叉腿172、174的其中一个传递到叉腿172、174中的另一个，因此导致结合的叉和轮毂组件具有扭转刚性。
为了容纳钎杆194，轮毂118能包括一对适配器147，每个适配器分别位于轮毂的每端，该对适配器定尺寸成典型地具有5mm开口以将钎杆共中心地定位在轮毂中。
虽然已经参考具体实施方式描述了本发明，但是应该理解的是，在所述的发明概念的精神和范围内能进行多种改变。因此，本发明并不旨在限于所公开的实施方式，而是本发明具有由下列权利要求的语言所允许的全部范围。

Claims (62)

1.一种能安装到具有两个叉腿的自行车车架的轮毂，所述轮毂包括：
轮毂主体；
设置在所述轮毂主体中的转矩管；
设置在所述转矩管的第一外端面处的第一配合元件；以及
设置在所述转矩管的第二外端面处的第二配合元件，所述第一配合元件和所述第二配合元件均包括能安装到所述自行车车架的防转轮毂特征部，并且其中所述转矩管通过所述第一配合元件和所述第二配合元件在所述叉腿之间传递转矩。
2.根据权利要求1所述的轮毂，其中，所述转矩管是单件结构。
3.根据权利要求1所述的轮毂，其中，所述转矩管是多件式结构。
4.根据权利要求2所述的轮毂，其中，所述转矩管以及所述第一配合元件和所述第二配合元件是单件结构。
5.根据权利要求3所述的轮毂，其中，所述转矩管以及所述第一配合元件和所述第二配合元件是多件式结构。
6.根据权利要求1所述的轮毂，其中，所述第一配合元件和所述第二配合元件能移除地附接到所述转矩管的相反两端。
7.根据权利要求1所述的轮毂，其中，所述转矩管的所述第一外端面和所述第二外端面是环形的并且包括至少一个凸起部。
8.根据权利要求7所述的轮毂，其中，所述第一配合元件和所述第二配合元件包括至少一个配合特征部，以与所述转矩管的相应的第一端和所述转矩管的第二端中的每个的所述至少一个凸起部协作地接合。
9.根据权利要求1所述的轮毂，其中，所述第一配合元件和所述第二配合元件是封闭的环。
10.根据权利要求1所述的轮毂，其中，所述第一配合元件和所述第二配合元件是打开的环。
11.根据权利要求1所述的轮毂，其中，所述防转轮毂特征部包括多个齿。
12.根据权利要求11所述的轮毂，其中，所述多个齿具有三角形形状。
13.根据权利要求1所述的轮毂，其中，两个或更多个轮毂轴承插设在所述轮毂主体和所述转矩管之间。
14.根据权利要求8所述的轮毂，其中，所述至少一个凸起部是布置在所述转矩管的所述第一端和所述第二端中的每个的所述环形端面周围的三个凸起部。
15.根据权利要求8所述的轮毂，其中，所述至少一个配合特征部中的每个是去除部，所述去除部的形状和尺寸设定成接纳所述至少一个凸起部中的一个。
16.根据权利要求1所述的轮毂，其中，所述第一配合元件和所述第二配合元件各自的直径大于所述转矩管的相应的第一端和第二端的直径。
17.一种用于自行车的包括轮毂和叉的组件，其包括：
自行车轮毂，所述自行车轮毂包括轮毂主体、设置在所述轮毂主体中的转矩管、设置在所述转矩管的第一外端面处的第一配合元件、以及设置在所述转矩管的第二外端面处的第二配合元件，所述第一配合元件和所述第二配合元件均包括防转轮毂特征部；和
自行车叉，所述自行车叉包括第一轮毂接合构件和第二轮毂接合构件，所述第一轮毂接合构件和所述第二轮毂接合构件均具有防转叉特征部，其中，每个防转叉特征部均与所述防转轮毂特征部中的相应一个防转轮毂特征部以配合的方式接合，所述轮毂的所述转矩管横过所述自行车叉传递转矩。
18.根据权利要求17所述的组件，其中，所述第一轮毂接合构件和所述第二轮毂接合构件分别定位在第一支柱和第二支柱上。
19.根据权利要求17所述的组件，其中，所述第一轮毂接合构件和所述第二轮毂接合构件分别定位在第一叉腿和第二叉腿上。
20.根据权利要求17所述的组件，其中，所述转矩管是单件结构。
21.根据权利要求17所述的组件，其中，所述转矩管是多件式结构。
22.根据权利要求18所述的组件，其中，所述转矩管以及所述第一配合元件和所述第二配合元件是单件结构。
23.根据权利要求19所述的组件，其中，所述转矩管以及所述第一配合元件和所述第二配合元件是多件式结构。
24.根据权利要求17所述的组件，其中，所述第一配合元件和所述第二配合元件能移除地附接到所述转矩管的相反两端。
25.根据权利要求17所述的组件，其中，所述转矩管的第一端和第二端中的每个的端面是环形的并且包括至少一个凸起部。
26.根据权利要求25所述的组件，其中，所述第一配合元件和所述第二配合元件包括至少一个配合特征部，以与所述转矩管的相应的第一端和所述转矩管的第二端中的每个的所述至少一个凸起部协作地接合。
27.根据权利要求17所述的组件，其中，所述第一配合元件和所述第二配合元件是封闭的环。
28.根据权利要求17所述的组件，其中，所述第一配合元件和所述第二配合元件是打开的环。
29.根据权利要求17所述的组件，其中，所述防转轮毂特征部包括多个齿。
30.根据权利要求29所述的组件，其中，所述多个齿具有三角形形状。
31.根据权利要求17所述的组件，其中，两个或更多个轮毂轴承被插设在所述轮毂主体和所述转矩管之间。
32.根据权利要求25所述的组件，其中，所述至少一个凸起部是设置在所述转矩管的所述第一端和所述第二端中的每个的环形端面周围的三个凸起部。
33.根据权利要求25所述的组件，其中，所述至少一个配合特征部中的每个是去除部，所述去除部的形状和尺寸设定成接纳所述至少一个凸起部中的一个。
34.根据权利要求17所述的组件，其中，所述第一配合元件和所述第二配合元件各自的直径大于所述转矩管的相应的第一端和第二端的直径。
35.一种用于将车轮轮毂安装到具有两个叉腿的自行车车架的轮轴组件，所述轮轴组件包括：
转矩管；
设置在所述转矩管的第一外端面处的第一配合元件；以及
设置在所述转矩管的第二外端面处的第二配合元件，所述第一配合元件和所述第二配合元件均包括能安装到所述自行车车架的防转轮毂特征部，并且其中所述转矩管通过所述第一配合元件和所述第二配合元件在所述叉腿之间传递转矩。
36.根据权利要求35所述的轮轴组件，其中，所述转矩管是单件结构。
37.根据权利要求35所述的轮轴组件，其中，所述转矩管是多件式结构。
38.根据权利要求36所述的轮轴组件，其中，所述转矩管以及所述第一配合元件和所述第二配合元件是单件结构。
39.根据权利要求37所述的轮轴组件，其中，所述转矩管以及所述第一配合元件和所述第二配合元件是多件式结构。
40.根据权利要求35所述的轮轴组件，其中，所述第一配合元件和所述第二配合元件能移除地附接到所述转矩管的相反两端。
41.根据权利要求35所述的轮轴组件，其中，所述转矩管的所述第一外端面和所述第二外端面是环形的并且包括至少一个凸起部。
42.根据权利要求41所述的轮轴组件，其中，所述第一配合元件和所述第二配合元件包括至少一个配合特征部，以与所述转矩管的相应的第一端和所述转矩管的第二端中的每个的至少一个凸起部协作地接合。
43.根据权利要求35所述的轮轴组件，其中，所述第一配合元件和所述第二配合元件是封闭的环。
44.根据权利要求35所述的轮轴组件，其中，所述第一配合元件和所述第二配合元件是打开的环。
45.根据权利要求35所述的轮轴组件，其中，所述防转轮毂特征部包括多个齿。
46.根据权利要求45所述的轮轴组件，其中，所述多个齿具有三角形形状。
47.根据权利要求42所述的轮轴组件，其中，所述至少一个凸起部是在所述转矩管的所述第一端和所述第二端中的每个的所述环形端面周围布置的三个凸起部。
48.根据权利要求42所述的轮轴组件，其中，所述至少一个配合特征部中的每个是去除部，所述去除部的形状和尺寸设定成接纳所述至少一个凸起部中的一个。
49.根据权利要求35所述的轮轴组件，其中，所述第一配合元件和所述第二配合元件各自的直径大于所述转矩管的相应的第一端和第二端的直径。
50.一种能安装到具有两个叉腿的自行车车架的轮毂组件，所述轮毂组件包括：
轮毂主体；
设置在所述轮毂主体中的转矩管；
设置在所述转矩管的第一端处的第一配合元件；以及
设置在所述转矩管的第二端处的第二配合元件，所述第一配合元件和所述第二配合元件均包括能安装到所述自行车车架的防转轮毂特征部，并且其中所述转矩管通过所述第一配合元件和所述第二配合元件在所述叉腿之间传递转矩；以及
钎杆，所述钎杆布置在所述转矩管中并且穿过所述转矩管，所述转矩管联接到夹紧机构以将所述叉腿拉紧在一起从而将所述轮毂组件附接至所述叉腿。
51.根据权利要求50所述的轮毂组件，其中，所述第一配合元件设置在所述转矩管的所述第一端的外表面处，并且所述第二配合元件设置在所述转矩管的所述第二端的外表面处。
52.根据权利要求50所述的轮毂组件，其中，所述第一配合元件和所述第二配合元件能移除地附接到所述转矩管的相反两端。
53.根据权利要求50所述的轮毂组件，其中，所述转矩管的所述第一端和所述第二端中的每个的端面是环形的并且包括至少一个凸起部。
54.根据权利要求53所述的轮毂组件，其中，所述第一配合元件和所述第二配合元件包括至少一个配合特征部，以与所述转矩管的相应的第一端和所述转矩管的第二端中的每个的所述至少一个凸起部协作地接合。
55.根据权利要求50所述的轮毂组件，其中，所述第一配合元件和所述第二配合元件是封闭的环。
56.根据权利要求50所述的轮毂组件，其中，所述第一配合元件和所述第二配合元件是打开的环。
57.根据权利要求50所述的轮毂组件，其中，所述防转轮毂特征部包括多个齿。
58.根据权利要求57所述的轮毂组件，其中，所述多个齿具有三角形形状。
59.根据权利要求50所述的轮毂组件，其中，两个或更多个轮毂轴承插设在所述轮毂主体和所述转矩管之间。
60.根据权利要求54所述的轮毂组件，其中，所述至少一个凸起部是布置在所述转矩管的所述第一端和所述第二端中的每个的所述环形端面周围的三个凸起部。
61.根据权利要求54所述的轮毂组件，其中，所述至少一个配合特征部中的每个是去除部，所述去除部的形状和尺寸设定成接纳所述至少一个凸起部中的一个。
62.根据权利要求50所述的轮毂组件，其中，所述第一配合元件和所述第二配合元件各自的直径大于所述转矩管的相应的第一端和第二端的直径。
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