CN103129312B - 自行车轮轴组件 - Google Patents

Abstract

一种自行车轮轴组件，具有包括第一部分和第二部分的螺母构件。所述第一部分具有内螺纹。所述第二部分具有设置为接合自行车车架的钩爪的突出部。所述第一部分和第二部分分别具有在接合位置与脱离位置之间相对于彼此移动的第一和第二防旋转结构，在所述接合位置所述第一部分和第二部分通过所述第一和第二防旋转结构相对于彼此不可旋转地接合，在所述脱离位置第一和第二匹配防旋转结构脱离以便所述第一部分和第二部分相对于彼此旋转。

Description

自行车轮轴组件

技术领域

本发明总体上涉及一种自行车轮轴组件。更具体地，本发明涉及一种具有螺母构件的自行车轮轴组件，所述螺母构件具有在自行车轮轴组件处于安装位置时用于接合自行车车架的钩爪的锁定突出部。

背景技术

在过去利用螺母和螺栓装置来附接各种自行车零件。然而，虽然某些自行车零件设计为永久地附接到自行车，但是例如自行车车轮等其他自行车零件需要相对经常地松开和拆卸。例如，每当车胎漏气时，都需要将自行车车轮从车架卸下。而且，为了在汽车中运输自行车，也经常需要卸下自行车车轮。

由于需要拆卸和重新安装自行车车轮，所以自行车轮毂已经设置有快速释放机构以便于更容易地拆卸和重新安装车轮。典型的快速释放设备包括具有螺纹端部的棒或轴，其中快速释放构件安装在另一端部。快速释放构件包括具有杆和凸轮结构的基部。在棒穿过轮毂主体插入之后，将螺母可拆卸地旋拧到棒的螺纹端部上。车架的叉状凸缘分别与快速释放构件的基部和轮毂主体相邻设置，并且设置在螺母与轮毂主体之间。因此，轮毂可以通过利用快速释放杆夹持叉状凸缘来附接到车架。这些典型的快速释放机构总体上运行良好。然而，利用这些典型的快速释放机构，一个人有时候很难拆卸和重新安装自行车车轮。

发明内容

在本发明中呈现的一个方面在于提供一种自行车轮轴组件，其允许骑车者容易地从自行车车架单手拆卸自行车车轮以及重新安装自行车车轮，而不需要其他人帮助稳定自行车。

在本发明中呈现的另一个方面在于提供一种自行车轮轴组件，其使得将车轮重新安装为，使得车轮具有与在将车轮从自行车车架卸下之前提供的相同的轮轴保持力。

鉴于现有技术的状态，一种自行车轮轴组件具有包括第一部分和第二部分的螺母构件。所述第一部分具有内螺纹。所述第二部分具有设置为接合自行车车架的钩爪的突出部。所述第一部分和第二部分分别具有在接合位置与脱离位置之间相对于彼此移动的第一和第二防旋转结构，在所述接合位置所述第一部分和第二部分通过所述第一和第二防旋转结构相对于彼此不可旋转地接合，在所述脱离位置第一和第二匹配防旋转结构脱离以便所述第一部分和第二部分相对于彼此旋转。

从下面结合附图公开一个示例性实施例的详细描述，本领域技术人员将清楚自行车轮轴组件的这些和其他目的、特征、方面以及优点。

附图说明

现在参考附图，其形成该原始公开的一部分：

图1为根据一个示例性实施例的自行车前叉、自行车前轮毂和自行车轮轴组件的一部分的分解立体图；

图2为在图1中所示的自行车前叉、自行车前轮毂和自行车轮轴组件的一部分的放大立体图，只是处于已组装状态；

图3为在图1和图2中所示的自行车前叉、自行车前轮毂和自行车轮轴组件的一部分的半剖视图；

图4为在图1和图2中所示的自行车前叉、自行车前轮毂和自行车轮轴组件的一部分的不完整剖视图，其中螺母构件处于接合位置；

图5为在图1和图2中所示的自行车前叉、自行车前轮毂和自行车轮轴组件的一部分的不完整剖视图，其中螺母构件处于脱离位置；

图6为在图1至图5中所示的自行车轮轴组件的螺母构件的放大立体图；

图7为在图8中所示的螺母构件的分解立体图；

图8为处于脱离位置的自行车轮轴组件的螺母构件的剖视图；

图9为处于接合位置的自行车轮轴组件的螺母构件的剖视图；

图10为自行车轮轴组件的螺母构件的第一部分的内部的立体图；

图11为自行车轮轴组件的螺母构件的第一部分的外部的立体图；

图12为自行车轮轴组件的螺母构件的第一部分的分解剖视图；

图13为自行车轮轴组件的螺母构件的第二部分的立体图；

图14为自行车轮轴组件的螺母构件的第二部分的剖视图；

图15为处于脱离位置的自行车轮轴组件的螺母构件的保持装置的不完整剖视图；

图16为处于接合位置的自行车轮轴组件的螺母构件的保持装置的不完整剖视图；

图17为根据另一个示例性实施例的螺母构件的剖视图，其中螺母构件处于脱离位置；

图18为在图17中所示的螺母构件的剖视图，其中螺母构件处于接合位置；

图19为根据另一个示例性实施例的螺母构件的剖视图，其中螺母构件处于脱离位置；以及

图20为在图19中所示的螺母构件的剖视图，其中螺母构件处于接合位置。

具体实施方式

现在将参考附图对选定实施例进行说明。从本发明中本领域技术人员将会清楚，下面的实施例的描述仅提供用于例示，而不是为了对本发明进行限制，本发明由所附权利要求及其等同物限定。

首先参考图1和图2，自行车前轮毂10利用根据一个实施例的自行车轮轴组件14安装到自行车叉12。当然，自行车轮轴组件14不限于与前轮毂一起使用。例如，自行车轮轴组件14可以与后轮毂一起使用来将后车轮连接到自行车车架的后部。自行车轮轴组件14是用于快速且容易地拆卸自行车前轮毂10以及将自行车前轮毂10重新安装到自行车叉12的快速释放机构。自行车轮轴组件14是基本上包括棒或轴构件20、头部构件22、杆构件24以及螺母构件26的自行车部件。轴构件20具有中心纵向轴线，其也限定自行车轮轴组件14的中心纵向轴线A。除了螺母构件26，自行车轮轴组件14是通常与自行车轮毂一起使用的常规快速释放轮轴。换句话说，螺母构件26可以作为常规快速释放轮轴的替换螺母使用。因此，本文将仅简要地讨论轴构件20、头部构件22和杆构件24。

轴构件20、头部构件22和杆构件24优选地由轻质刚性材料构成，例如通常用于这些零件的金属材料。头部构件22由杆构件24的凸轮销32可移动地设置在轴构件20的第一端部30上。因此，杆构件24经由凸轮销32操作性地安装在轴构件20与头部构件22之间，以响应于杆构件24的移动而相对于头部构件22轴向地移动轴构件20。轴构件20具有带外螺纹的第二端部34。螺母构件26螺纹地附接到轴构件20的第二端部34。通过将螺母构件26旋拧到轴构件20上的不同轴向位置，来调节在头部构件22与螺母构件26之间的有效侧向尺寸。

如图3至图5所示，自行车轮轴组件14通常还包括一对压缩弹簧36和38。压缩弹簧36在轴构件20上安装在头部构件22与自行车轮毂10的第一端部之间，用于将头部构件22偏压远离自行车轮毂10的第一端部。压缩弹簧38在轴构件20上安装在螺母构件26与自行车轮毂10的第二端部之间，用于将螺母构件26偏压远离自行车轮毂10的第二端部。

现在将关于图1至图3简要地讨论自行车轮毂10。自行车轮毂10基本上包括中空心轴或轴40和可旋转地支承在心轴40上的轮毂壳42。通常，轮毂壳42通过一对轴承单元44可旋转地支承在心轴40上。心轴40具有用于将轴构件20接纳在其中的内孔46。心轴40的端部接纳在前叉12的钩爪48中。因为自行车轮轴组件14可以与具有中空心轴的任何类型的轮毂一起使用，所以将不进一步详细地讨论自行车轮毂10。

现在转到图4至图16，现在将更详细地讨论螺母构件26。螺母构件26基本上包括第一部分50和第二部分52。如下面讨论的那样，第一和第二部分50和52具有匹配的防旋转结构，以便第一和第二部分50和52相对于彼此不可旋转地接合。第二部分52包括锁定突出部54，锁定突出部54设置为当自行车轮轴组件14如图2至图4所示处于安装位置时接合前叉12的钩爪48。因此，当自行车轮轴组件14如图2至图4所示处于安装位置时，第一和第二部分50和52由锁定突出部54限制而不会相对于前叉12旋转。然而，如图5所示以及如下面讨论的那样，第一和第二部分50和52的匹配防旋转结构能够脱离，来允许第一部分50相对于第二部分52旋转，其由于锁定突出部54接合前叉12的钩爪48被限制而不会旋转。

具体地，如图7至图9所示，第一部分50还包括构成第一匹配防旋转结构的多个第一外锯齿56。第二部分52包括构成第二匹配防旋转结构的多个第二内锯齿58。第一外锯齿56和第二内锯齿58是相对于中心纵向轴线A沿着轴向方向延伸的笔直纵向肋。因此，第一和第二部分50和52能够相对于中心纵向轴线A在脱离位置（图8）与接合位置（图9）之间相对于彼此轴向地移动。在脱离位置（图8），第一部分50能够相对于第二部分52自由地旋转。在接合位置（图9），第一部分50相对于第二部分52不可旋转地联接。锁定突出部54从第二部分52相对于中心纵向轴线A朝向头部构件22轴向地延伸经过螺母构件26的第一部分50的叉接触表面。

在示出实施例中，第一部分50由内部60和外部62形成。内部60由金属材料形成，而外部62由例如塑性树脂等非金属材料形成。因此，内部60由比外部62更硬的材料形成。这样，如下面讨论的那样，内部60（较硬的金属材料）能够旋拧到轴构件20的第二端部34上，而外部62（较软的非金属材料）能够接合轴构件20的第二端部34，以帮助防止轴构件20上的螺母构件26无意中松开。

内部和外部60和62作为单个单元固定在一起。在示出的实施例中，内部60压入配合到外部62中。内部和外部60和62构造为以同轴布置方式匹配在一起。优选地，如图13所示，外部62具有杯段64，其具有包括多个肋或突出部66的内表面。突出部66贴着内部60的杯段68的外表面变形，以将内部和外部60和62作为单个单元牢固地固定。

内部60还具有圆柱形段70，圆柱形段70包括与轴构件20的第二端部34的外螺纹螺纹接合的内螺纹72。内部60的该圆柱形段70还与外部62的圆柱形段74匹配。外部62的圆柱形段74还包括绕着中心纵向轴线A布置为圆形图案的四个弧形内部翼片76。虽然示出了四个弧形内部翼片76，但是根据需要和/或期望可以设置更多或更少的弧形内部翼片。

在示出的实施例中，第一和第二部分50和52优选地分别设置有由第一和第二轴向保持表面80和82形成的轴向保持结构，第一和第二轴向保持表面80和82可释放地匹配来将第一和第二部分50和52临时保持在接合位置，并且当第一和第二部分50和52处于接合位置时临时保持第一和第二部分50和52而不会轴向移动。第一和第二轴向保持表面80和82形成搭扣配合装置。在示出的实施例中，第一轴向保持表面80在圆柱形段74上形成为限定一对环形凹部80a和80b的环形凸起。

将第二部分52推向第一部分50以便第一和第二部分50和52接合。将第二部分52拉离第一部分50以便第一和第二部分50和52脱离。第一部分50上的环形凹部80a和80b之间的“凸起”用来将第二部分52保持在接合位置或者脱离位置的恰当位置。第一部分50上的“凸起”的外径是这样的，“凸起”比第二部分52的对应内径稍大。结果需要外力（用手拉动或者推动）来移动第二部分52经过第一部分50上的“凸起”。

当第一和第二部分50和52的第一外锯齿56和第二内锯齿58脱离时，第二轴向保持表面82位于第一轴向保持表面80的环形凹部80a中，以便第一和第二部分50和52能够独立地旋转（即“自由”情况）。当第一和第二部分50和52的第一外锯齿56和第二内锯齿58接合时，第二轴向保持表面82位于第一轴向保持表面80的环形凹部80b中，以便第一和第二部分50和52将一起旋转（即“锁定”情况）。该“锁定”和“自由”情况的特征使得轴构件20能够旋转到期望朝向，而不会影响自行车轮轴组件14在头部构件22与螺母构件26之间的整体设定长度。

现在将讨论自行车轮轴组件14的操作。首先，通过将第一和第二部分50和52推在一起以使第一和第二部分50和52的第一外锯齿56和第二内锯齿58接合，从而将第一和第二部分50和52设定到“锁定”位置。现在，将附接有头部构件22的轴构件20插入到心轴40的内孔46中，并且将螺母构件26旋拧到具有外螺纹的第二端部34上。接下来，以锁定突出部54位于前叉12的其中一个钩爪48中的状态，将自行车前轮毂10安装到自行车叉12。使杆构件24移动到打开或释放位置，并且然后沿着顺时针方向旋转杆构件24以拧紧自行车轮轴组件14。使杆构件24继续沿着顺时针方向旋转，直到当杆构件24与自行车轮毂10平行（即，杆构件24处于打开或释放位置）时在杆构件24的旋转中产生阻力。一旦在杆构件24的旋转中产生阻力，就使杆构件24停止旋转。

现在将第二部分52拉离第一部分50以便第一和第二部分50和52脱离。一旦第二轴向保持表面82位于第一轴向保持表面80的环形凹部80a中就会听到卡嗒声，以便第一和第二部分50和52能够独立地旋转（即“自由”情况），而不会影响头部构件22与螺母构件26之间的轴向距离。在杆构件24仍然处于打开或释放位置的状态下，现在可以将杆构件24旋转到相对于前叉12的叉端部恰当或者期望的朝向。然后，用你的手指抓握前叉12的叉端部并且利用你的手掌以尽可能大的力量闭合杆构件24。在自行车轮轴组件14锁定到前叉12的叉端部上的状态下，将第二部分52推向第一部分50以便第一和第二部分50和52接合。卡嗒声将表示，第一和第二部分50和52之间的接合通过第二轴向保持表面82接合第一轴向保持表面80的环形凹部80b而完成。

现在，通过车轮具有与在将车轮从自行车车架卸下之前提供的相同的轮轴保持力，能够容易地完成后续的车轮拆卸。用一只手保持自行车，用另一只手打开杆构件24,并且沿着逆时针方向旋转杆构件24。计数杆构件24的转数。拆卸车轮并且继续进行计划的服务。

现在可以如下所述地完成同一车轮的后续车轮安装而无需对自行车轮轴组件14作出改变。用一只手保持自行车，将车轮设定在叉端部上并且保证螺母构件26的锁定突出部54落位于自行车叉12的叉端部的开口中。以与之前车轮拆卸期间计数的转数相同的转数沿着顺时针方向转动杆构件24。在达到转数时，杆构件24将返回到几乎相同的朝向。现在闭合杆构件24来将自行车前轮毂10和车轮固定到自行车叉12。

现在参考图17和图18，示出根据另一个示例性实施例的螺母构件126。螺母构件126设计为替代自行车轮轴组件14中的螺母构件26，并且因此螺母构件126螺纹地附接到轴构件20的第二端部34。螺母构件126基本上包括第一部分150和第二部分152。第二部分152包括锁定突出部154，其与第一实施例相似地设置为接合前叉12的钩爪48。第一部分150包括构成第一匹配防旋转结构的多个第一外锯齿156。第二部分152包括构成第二匹配防旋转结构的多个第二内锯齿158。因此，第一和第二部分150和152具有与第一实施例相同的匹配防旋转结构。

在第二实施例中，第一部分150由与第一实施例相似的内部160和外部162形成。内部160由金属材料形成，而外部162由例如塑性树脂等非金属材料形成。第一和第二部分150和152匹配在一起。

第一和第二部分150和152与第一实施例的第一和第二部分50和52相同，除了轴向保持结构改变了以外。这里，在第二实施例中，轴向保持结构包括在第一和第二部分150和152上的第一和第二轴向保持表面180和182。第一和第二轴向保持表面180和182形成第一和第二部分150和152之间的摩擦（干涉）配合装置。换句话说，第一和第二轴向保持表面180和182确定尺寸为，在将第一和第二部分150和152纵向地推到一起之后，第一和第二轴向保持表面180和182由摩擦而不是由任何其他紧固手段保持而不进行相对的轴向移动。在脱离位置，当第一和第二部分150和152处于脱离位置时，第一和第二轴向保持表面180和182之间的摩擦（干涉）配合装置还防止相对的旋转运动。

现在参考图19和图20，示出根据另一个示例性实施例的螺母构件226。螺母构件226设计为替代自行车轮轴组件14中的螺母构件26，并且因此螺母构件226螺纹地附接到轴构件20的第二端部34。螺母构件226基本上包括第一部分250和第二部分252。第二部分252包括锁定突出部254，其与第一实施例相似地设置为接合前叉12的钩爪48。第一部分250包括构成第一匹配防旋转结构的多个第一外锯齿256。第二部分252包括构成第二匹配防旋转结构的多个第二内锯齿258。因此，第一和第二部分250和252具有与第一实施例相同的匹配防旋转结构。

在第三实施例中，第一部分250由与第一实施例相似的内部260和外部262形成。内部260由金属材料形成，而外部262由例如塑性树脂等非金属材料形成。第一和第二部分250和252匹配在一起。第一和第二部分250和252与第一实施例的第一和第二部分50和52相同，除了轴向保持结构改变了以外。

这里，在第三实施例中，轴向保持结构包括形成偏压装置的第一和第二轴向保持部分280和282，该偏压装置设置在第一和第二部分250和252之间并且将第一和第二部分250和252偏压到接合位置。在第三实施例中，例如第一轴向保持部分280是C形保持夹，其具有设置在第一部分250的内部260的凹部中的多个翼片（未示出），而第二轴向保持部分282是设置在第一轴向保持部分280与第二部分252之间的压缩弹簧。因此，第一和第二部分250和252通常保持在接合位置。可以追加例如第一实施例的凹部80a和第二轴向保持表面82等附加的保持装置，来将部分250和252临时保持在脱离位置。

在理解本发明的范围时，当在本文中使用时，术语“包括”及其派生词旨在成为开放式的术语，其明确说明所述特征、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。上述解释也适用于具有相似意思的词，例如术语“包含”、“具有”和它们的派生词。而且，术语“部分”、“段”、“部”、“构件”或“元件”当用作单数时，可以具有单个部分或多个部分的双重意思。最后，当在本文中使用时，程度术语，例如“基本上”、“大约”、“近似”意味着被修饰术语的合理偏离量，以便使得最终结果不被显著改变。

虽然仅选择了选定实施例来例示本发明，但是本领域的技术人员从本发明将会清楚，在不脱离如所附权利要求限定的本发明范围的情况下，在本文中可以作出各种改变和变更。例如，各部件的大小、形状、位置或朝向可以根据需要和/或期望来改变。显示为直接互相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。不需要将所有优点都同时展现在具体实施例中。对于与现有技术相比独特的每个特征，单独地或与其他特征组合，也应该被认为是申请人的进一步的发明的单独描述，包括由这样的特征（或多个特征）体现的结构和/或功能概念。因此，根据本发明的实施例的前述描述仅用于例示，而不是为了对本发明进行限制，本发明由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (11)

1.一种自行车轮轴组件，包括：

螺母构件，包括具有内螺纹的第一部分、和具有设置为接合自行车车架的钩爪的突出部的第二部分，

所述第一部分和第二部分分别具有相对于彼此在接合位置和脱离位置之间移动的第一防旋转结构和第二防旋转结构，在所述接合位置所述第一部分和第二部分通过所述第一防旋转结构和第二防旋转结构相对于彼此不可旋转地接合，在所述脱离位置第一和第二匹配防旋转结构脱离以便所述第一部分和第二部分相对于彼此旋转，

轴构件，

其特征在于，所述第一部分和第二部分包括在它们之间的轴向保持结构，所述轴向保持结构包括可释放地匹配的第一轴向保持表面和第二轴向保持表面，将所述第一部分和第二部分临时保持在所述接合位置，并且当所述第一部分和第二部分处于所述接合位置时，临时保持所述第一部分和第二部分而不会沿着所述轴构件的轴向方向移动。

2.根据权利要求1所述的自行车轮轴组件，其中

所述轴构件具有第一端部和带外螺纹的第二端部，

并且所述自行车轮轴组件还包括：

头部构件，可移动地设置在所述轴构件的第一端部上，所述第一端部与所述轴构件的具有外螺纹的第二端部相对；以及

杆构件，操作性地安装为响应于所述杆构件的移动而移动所述轴构件。

3.根据权利要求1所述的自行车轮轴组件，其中

所述第一防旋转结构包括多个第一锯齿；并且

所述第二防旋转结构包括多个第二锯齿。

4.根据权利要求3所述的自行车轮轴组件，其中

所述第一锯齿是外锯齿；并且

所述第二锯齿是内锯齿。

5.根据权利要求1所述的自行车轮轴组件，其中

所述第一轴向保持表面和第二轴向保持表面在所述第一部分和第二部分之间形成搭扣配合布置。

6.根据权利要求1所述的自行车轮轴组件，其中

所述第一轴向保持表面和第二轴向保持表面在所述第一部分和第二部分之间形成摩擦配合布置。

7.根据权利要求1所述的自行车轮轴组件，其中

所述轴向保持结构包括偏压装置，该偏压装置设置在所述第一部分和第二部分之间并且将所述第一部分和第二部分偏压到所述接合位置。

8.根据权利要求1所述的自行车轮轴组件，其中

所述第一部分包括具有内螺纹的内部和具有第一防旋转结构的外部。

9.根据权利要求8所述的自行车轮轴组件，其中

所述内部由金属材料形成并且所述外部由非金属材料形成。

10.根据权利要求9所述的自行车轮轴组件，其中

所述第一部分的所述外部包括所述第一轴向保持表面，并且

所述第二部分包括所述第二轴向保持表面。

11.根据权利要求2所述的自行车轮轴组件，其中

所述突出部从所述第二部分朝向所述头部构件相对于所述轴构件的中心纵向轴线轴向地延伸到经过所述螺母构件的第一部分的叉接触表面的位置。