CN103241060B - 用于自行车车轮辐条的作用力分配装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于自行车车轮辐条的作用力分配装置，该作用力分配装置包括作用力分配本体，该作用力分配本体具有自由端第一表面和设置在第一表面的相对侧处的第二表面。作用力分配本体具有延伸穿过第一表面的辐条接收开口。在一个实施例中，第一表面基本上具有截顶球的形状。在另一个实施例中，作用力分配本体具有大致圆筒形形状。在又一个实施例中，辐条接收开口偏心地形成在作用力分配本体中。

Description

用于自行车车轮辐条的作用力分配装置

相关申请的交叉引用

本申请是2012年2月9日提交且名称为“用于自行车车轮辐条的作用力分配装置”的美国专利申请No.13/369,489的部分继续申请。

技术领域

本发明涉及一种自行车车轮，更特别地涉及一种用于自行车车轮辐条的作用力分配装置。

背景技术

典型的自行车车轮包括：轮毂，该轮毂绕着轮毂轴可旋转地安装；环形轮缘，该环形轮缘构造用于支撑轮胎；以及多根辐条，该多根辐条将轮毂连接到轮缘。轮毂典型地包括一对间隔开的轮毂凸缘，其中每个轮毂凸缘包括多个沿圆周设置的开口。车轮轮缘也包括多个沿圆周设置的开口。每根辐条典型地在一个端部处具有增大头部以及在另一个端部处具有螺纹轴。辐条延伸穿过轮毂凸缘之一中的相应开口并且延伸穿过车轮轮缘中的相应开口，直到头部抵靠在轮毂凸缘上。辐条通过螺母紧固至车轮轮缘，该螺母被旋拧在螺纹轴上并且抵靠在该车轮轮缘上。

发明内容

本发明涉及一种用于自行车车轮辐条的作用力分配装置的各个特征。在一个实施例中，用于自行车车轮辐条的作用力分配装置包括作用力分配本体，该作用力分配本体具有自由端部第一表面和设置在第一表面的相对侧处的第二表面。作用力分配本体具有延伸穿过第一表面的辐条接收开口。在一个实施例中，第一表面基本上具有截顶球的 形状。在另一个实施例中，作用力分配本体具有大致圆筒形形状。在又一个实施例中，辐条接收开口偏心地形成在作用力分配本体中。

在另一个实施例中，为自行车车轮辐条设置作用力分配装置，其中辐条被构造为安装到自行车车轮的轮毂凸缘，并且其中该轮毂凸缘包括具有凸缘开口轴线的开口。该作用力分配装置包括作用力分配本体，该作用力分配本体包括：自由端部第一表面；设置在第一表面的相对侧处的第二表面；和辐条接收开口。作用力分配本体的第一表面构造为当辐条安装到轮毂凸缘时接合轮毂凸缘，并且第一表面或第二表面中的至少一个成形为使得辐条在相对于凸缘开口轴线的任何横向方向上移动。

附加的创造性特征将通过下面的描述变得清楚，这些特征单独或与上述特征及其等同特征相结合可形成权利要求书中所述的另外发明的基础。

附图说明

图1是具有辐条和作用力分配装置的自行车车轮轮毂的特定实施例的透视图，该作用力分配装置安装到轮毂凸缘、处于休息位置。

图2是示出了轮毂凸缘、辐条和作用力分配装置的关系的更详细的透视图；

图3A是作用力分配装置的前透视图；

图3B是作用力分配装置的后透视图；

图4是作用力分配装置的另一个实施例的透视图；

图5是沿着图4中的线5-5剖切的视图；

图6是示出了多根辐条的侧视图，该多根辐条使用图4和5中所示的可替代的作用力分配装置而安装到自行车车轮轮毂的轮毂凸缘；

图7A是作用力分配装置的一个可替代实施例的前透视图；

图7B是作用力分配装置的另一个可替代实施例的后透视图；

图8是作用力分配装置的再一个可替代实施例的类似于图5的剖视图；

图9是作用力分配装置的另一个实施例的透视图；

图10是沿着图9中的线10-10剖切的视图；

图11是示出了多根辐条的侧视图，该多根辐条使用图9和10中所示的可替代的作用力分配装置而安装到自行车车轮轮毂的轮毂凸缘；

图12是作用力分配装置的再一个实施例的透视图；

图13是沿着图12中线13-13剖切的视图；以及

图14是示出了多根辐条的侧视图，该多根辐条使用图12和13中所示的可替代的作用力分配装置而安装到自行车车轮轮毂的轮毂凸缘。

具体实施方式

图1是自行车车轮轮毂10的透视图，该自行车车轮轮毂包括：中空的轮毂本体14；第一轮毂凸缘单元18；第二轮毂凸缘单元22；以及制动器转子固定单元26。第一轮毂凸缘单元18包括多个沿圆周设置且沿径向延伸的轮毂凸缘18a，每个轮毂凸缘18a具有第一辐条安装开口30和第二辐条安装开口34。每个第一辐条安装开口30包括顺时针朝向的接触表面30a，而每个第二辐条安装开口34包括逆时针朝向的接触表面34a。类似地，第二轮毂凸缘单元22包括多个沿圆周设置且沿径向延伸的轮毂凸缘22a，每个轮毂凸缘22a具有第一辐条安装开口38和第二辐条安装开口42。每个第一辐条安装开口38包括逆时针朝向的接触表面38a，而每个第二辐条安装开口42包括顺时针朝向的接触表面42a。制动器转子安装单元26包括多个沿圆周设置的花键46，所述花键用于安装传统的盘式制动器转子。

图1示出了安装到轮毂凸缘22上且处于休息位置的辐条50。如图2中所示，辐条50包括细长的辐条本体50a和辐条头部50b，其中辐条本体50a延伸穿过轮毂凸缘22a中的第一开口38。在该实施例中，辐条头部50b包括接触表面50c，该接触表面呈半球的平截头体的形式。呈作用力分配构件54形式的作用力分配装置设置在轮毂凸缘22a 的接触表面38a与辐条50的接触表面50c之间。

如图3A和3B中所示，作用力分配构件54包括作用力分配本体58，该作用力分配本体具有截顶球的形状。如在此所使用的，术语“截顶球的形状”适用于“大致具有截顶球的形状”，诸如大致具有半球的形状，诸如大致具有球的平截头体的形状，诸如大致具有半球的平截头体的形状，诸如大致具有空心半球的平截头体的形状，以及可选地具有空心半球的真正平截头体的形状。词语“球”适于中空或实心、凸出或凹入的物体，其具有三维表面的普通解释，该三维表面的所有点对于定点基本上是等距的。词语“截顶”在几何物体的语境中具有切除顶点的普通含义，优选但并不必需通过平面来切除顶点。

作用力分配本体58具有：凸出的自由端部第一表面62；设置在第一表面62的相对侧处的凹入的第二表面66；以及设置在中心处的辐条接收开口70，该辐条接收开口延伸穿过第一表面62和第二表面66。圆形的前部边缘74形成在第一表面62与辐条接收开口70的接合处，而环形、平面的后部边缘78形成在作用力分配本体58的后部处。圆筒形的内部过渡表面82形成在前部边缘74与第二表面66之间，而圆筒形的外部过渡表面86形成在第一表面62与后部边缘78之间。由于前述结构，第一表面62与第二表面66均大致具有截顶球的形状，诸如大致具有半球的形状，诸如大致具有球的平截头体的形状，诸如大致具有半球的平截头体的形状，以及可选地具有半球的真正平截头体的形状。

如图1和2中所示，作用力分配构件54的第一表面62构造为接合轮毂凸缘22a中的第一辐条安装开口38的接触表面38a，而作用力分配构件54的第二表面66构造为接合辐条头部50b的接触表面50c。当辐条50安装在轮毂凸缘18a中的开口30和34中以及安装在轮毂凸缘22a中的其他开口38和42中时同样如此。与相应的作用力分配构件54的第一表面62接合的每个接触表面30a、34a、38a和42a的部分大致具有截顶球的形状，诸如大致具有半球的形状，诸如大致具有球的平截头体的形状，诸如大致具有半球的平截头体的形状，以及可 选地具有半球的真正平截头体的形状。

如在图1中所示，当辐条50安装到轮毂凸缘22a上且处于休息位置时，辐条50限定了纵向的休息位置轴线L，其与凸缘开口轴线F对准。当辐条50安装到轮毂凸缘22a时，第一辐条安装开口38的接触表面38a与作用力分配构件54的第一表面62形成了球窝接合。因此，辐条50可相对于轮毂凸缘22a以任意角度安装。此外，辐条50可在相对于如图1中的虚线所示的轴线F和L的任意方向上回转或者以其他方式移动。在该实施例中，当辐条50安装到轮毂凸缘22a以使得辐条50可在相对于轴线F和L的任意方向上回转或以其他方式移动时，辐条头部50a的接触表面50c与作用力分配构件54的第二表面66也形成了球窝接合。当辐条50安装到轮毂凸缘18a中的开口30和34中以及安装到轮毂凸缘22a中的其他开口38和42中时，同样如此。因此，轮毂凸缘18a和22a可适应由施加到车轮轮缘上的横向作用力所导致的辐条50的任何运动，从而避免了在自行车操作期间施加给辐条50的不期望的应力。

图4是呈作用力分配构件90形式的作用力分配装置的另一个实施例的透视图，而图5是沿着图4中线5-5剖切的剖视图。在该实施例中，作用力分配构件90包括作用力分配本体94，该作用力分配本体包括第一部分98和第二部分102。凸出的第一表面106设置在第一部分98上，第二表面110设置在第二部分102上，并且辐条接收开口114延伸穿过第一部分98和第二部分102，以形成辐条接收轴线S（图5）。环形、平面的前部边缘118形成在作用力分配本体94的前部处，而环形、平面的后部边缘122形成在作用力分配本体94的后部处。大致圆筒形的外部过渡表面126形成在第一表面106与第二表面110之间，而环形的倾斜表面128形成在第二表面110与后部边缘122之间。第二表面110相对于辐条接收轴线S是渐缩的，以使得外部过渡表面126处的第二表面110的半径R1大于倾斜表面128处的第二表面110的半径R2。在该实施例中，第一表面106大致具有截顶球的形状，诸如大致具有半球的形状，诸如大致具有球的平截头体的形状，诸如大 致具有半球的平截头体的形状，以及可选地具有半球的真正平截头体的形状。第二表面110大致具有圆锥形形状，诸如大致具有截顶圆锥形的形状，诸如大致具有圆锥的平截头体的形状，以及可选地具有圆锥的真正平截头体的形状。

图6是示出了多个变型的辐条50'的侧视图，这些变型的辐条例如使用作用力分配构件90而安装到轮毂凸缘22a。每个辐条50'具有变型的辐条头部50e，该变型的辐条头部呈具有平坦的环形表面50f的半球的形式，当辐条50'安装到凸缘22a时，该平坦的环形表面接触相应的作用力分配构件90的后部边缘122。

轮毂凸缘18a和22a具有与第一实施例相同的结构。因此，如图6中所示，如第一实施例中的那样，每个作用力分配构件90的第一表面106构造为接合辐条安装开口（例如，第二辐条安装开口42）的相应接触表面（例如，接触表面42a）。当辐条50'安装到轮毂凸缘22a时，作用力分配构件90的第一表面106与第二辐条安装开口42的接触表面42a形成了球窝接合。因此，如在第一实施例中的那样，辐条50'可以相对于轮毂凸缘22a以任意的角度安装，并且辐条50'可响应于施加给自行车车轮的横向作用力而在相对于轴线F和L的任意方向上回转或以其他方式移动。

虽然上述内容是对创造性特征的各实施例的描述，然而，在没有脱离本发明的精神和范围的情况下可采用其他变型。例如，虽然在第一实施例中内部过渡表面82是平滑的，然而图7A示出了一个实施例，其中作用力分配构件54'的作用力分配本体58'的内部过渡表面82'至少部分地形成带螺纹的内部圆周表面132，以形成螺纹开口70'，以使得辐条的螺纹端部可直接旋拧到作用力分配本体58′中。如果期望的话，如图7B中所示，变型的第二表面66'可部分地或完全地封闭辐条接收开口70的后部。图7B示出了第二表面66'完全封闭辐条接收开口70的后部，以使得辐条接收开口70是盲开口，该盲开口优选地具有如图7A中所示的螺纹内部过渡表面82'。

虽然第二实施例的辐条接收开口114延伸穿过作用力分配本体94 的前部边缘118和后部边缘122（如图5中所示），然而图8示出了作用力分配本体94'的一个实施例，其中后部壁136部分地或完全地封闭辐条接收开口114'的后部。图8示出了后部壁136完全封闭辐条接收开口114'的后部，以使得辐条接收开口114'是盲开口。带螺纹的内部圆周表面140至少部分地围绕辐条接收开口114'形成，以使得辐条的螺纹端部可直接旋拧到作用力分配本体94′中。

虽然上述每一个实施例中的辐条接收开口同心地形成在作用力分配构件中，然而可通过将辐条接收开口偏心地形成在作用力分配构件中获得附加的优点。例如，图9-10图示了作用力分配构件90″的另一个实施例，其类似于图4-5中的作用力分配构件90。作用力分配构件90″的与作用力分配构件90相同的部件采用相同的附图标记。在该实施例中，辐条接收开口114″偏心地形成在作用力分配构件90″的作用力分配本体94″内。

更特别地，如图10中所示，不带螺纹的辐条接收开口114″通过作用力分配本体94″的内部圆周表面94a形成，并且限定出偏离但平行于作用力分配本体轴线B的辐条接收轴线S，该作用力分配本体轴线B与作用力分配本体94″同心。因此，作用力分配本体94″的上部部分在前部边缘118处的厚度T1小于作用力分配本体94″的下部部分在前部边缘118处的厚度T2，作用力分配本体94″的上部部分在外部过渡表面126处的厚度T3小于作用力分配本体94″的下部部分在外部过渡表面126处的厚度T4，而且作用力分配本体94″的上部部分在后部边缘122处的厚度T5小于作用力分配本体94″的下部部分在后部边缘122处的厚度T6。第二表面110相对于作用力分配本体轴线B渐缩，以使得第二表面110在外部过渡表面126处的半径R1大于第二表面110在倾斜表面128处的半径R2。因而，当作用力分配构件90″安装到具有如图11中所示辐条50'的辐条凸缘22a时，辐条50'抵靠在辐条安装凸缘22的内部圆周表面42b上，并且辐条50'的休息位置轴线L偏离凸缘开口轴线F。因此，作用力分配本体94″的下部部分压靠辐条安装开口42的接触表面42a，从而产生了摩擦作用力，该摩擦作用 力抑制了作用力分配构件90″相对于接触表面42a旋转，以及防止辐条50'从车轮轮缘处的螺母中旋开。

图12-13图示了作用力分配构件150的另一个实施例。作用力分配构件150包括大致圆筒形的作用力分配本体154；环形、平面的前部边缘158；倾斜边缘162；环形、平面的后部边缘166；以及不带螺纹的辐条接收开口170，该辐条接收开口偏心地形成在作用力分配本体154内。

如图13中所示，辐条接收开口170由作用力分配本体154的内部圆周表面154a形成，并且限定出偏离但平行于作用力分配本体轴线B的辐条接收轴线S，该作用力分配本体轴线B与作用力分配本体154同心。因此，作用力分配本体154的上部部分在前部边缘158处的厚度T1小于作用力分配本体154的下部部分在前部边缘158处的厚度T2，而且作用力分配本体154的上部部分在外部圆周表面154b处的厚度T3小于作用力分配本体154的下部部分在外部圆周表面154b处的厚度T4。因而，如图14中所示，当作用力分配构件150通过辐条50'而安装到变型的轮毂凸缘22a'的变型的辐条安装开口42'的圆筒形孔42a'内时，辐条50'抵靠在辐条安装凸缘22a'的内部圆周表面42b上，并且辐条50'的休息位置轴线L偏离凸缘开口轴线F。因此，作用力分配本体154的下部部分压靠圆筒形孔42a'的内部圆周表面42c，从而产生摩擦作用力，该摩擦作用力防止作用力分配构件154相对于内部圆周表面42c旋转，并且防止辐条50'从车轮轮缘处的螺母中旋开。

如果期望的话，可改变各部件的尺寸、形状、位置或者取向。所示的彼此直接连接或接触的部件可使得中间结构设置在它们之间。单独的元件可以进行组合，反之亦然。一个元件的功能可以由两个元件实现，反之亦然。一个元件的功能可以由另一个元件实现，并且可在这些元件之间互换这些功能。一个实施例的结构和功能可在另一个实施例中采用。对于全部优点来说，并不必须同时存在于一个特定实施例中。每个相对于现有技术独特的特征单独或与其他特征组合还可被 认为是申请人对进一步发明的单独描述，包括由一个或多个这样的特征所体现的结构原理和/或功能原理。如在此使用的程度术语（诸如“基本上”、“大约”和“约”）包括修正术语的使得最终结果没有显著变化的合理偏差量。因此，本发明的范围应该不受所公开的具体结构的限制，或者不受到对于特定结构或特征明显初期的关注或强调的限制。

Claims (45)

1.一种用于自行车车轮辐条的作用力分配装置，其中该装置包括：

作用力分配本体，该作用力分配本体具有自由端第一表面和设置在第一表面的相对侧处的第二表面；

其中，第一表面具有截顶球的形状；以及

其中，作用力分配本体具有延伸穿过第一表面的辐条接收开口；

其中，作用力分配本体具有前部边缘和与前部边缘相对的后部边缘，以及

所述截顶球的形状构造成从前部边缘开始。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，作用力分配本体具有截顶球的形状。

3.根据权利要求2所述的装置，其中，第一表面具有球的平截头体的形状。

4.根据权利要求2所述的装置，其中，作用力分配本体具有球的平截头体的形状。

5.根据权利要求2所述的装置，其中，第二表面具有凹入的形状。

6.根据权利要求5所述的装置，其中，第二表面具有球的平截头体的形状。

7.根据权利要求1所述的装置，其中，第一表面设置在作用力分配本体的第一部分上，第二表面设置在作用力分配本体的第二部分上，以及辐条接收开口设置在第一部分中，以形成辐条接收轴线。

8.根据权利要求7所述的装置，其中，第二表面相对于辐条接收轴线渐缩。

9.根据权利要求8所述的装置，其中，第二表面具有圆锥形形状。

10.根据权利要求9所述的装置，其中，第二表面具有截顶锥的形状。

11.根据权利要求10所述的装置，其中，第一表面具有球的平截头体的形状。

12.根据权利要求1所述的装置，其中，辐条接收开口是螺纹开口。

13.根据权利要求12所述的装置，其中，辐条接收开口是盲开口。

14.一种用于自行车车轮辐条的作用力分配装置，其中该装置包括：

作用力分配本体，该作用力分配本体具有自由端第一表面和设置在第一表面的相对侧处的第二表面；

其中，第一表面具有截顶球的形状；以及

其中，作用力分配本体具有延伸穿过第一表面的辐条接收开口；

其中，辐条接收开口偏心地形成在作用力分配本体中。

15.根据权利要求14所述的装置，其中，辐条接收开口不带螺纹。

16.根据权利要求15所述的装置，其中，辐条接收开口沿着其整个长度不带螺纹。

17.一种用于自行车车轮辐条的作用力分配装置，其中，辐条构造为安装到自行车车轮轮毂的轮毂凸缘，其中，轮毂凸缘包括具有凸缘开口轴线的开口，并且其中该装置包括：

作用力分配本体，该作用力分配本体包括：

自由端的第一表面；

设置在第一表面的相对侧处的第二表面；以及

辐条接收开口；

其中，第一表面构造为在辐条安装到轮毂凸缘时接合轮毂凸缘；第一表面具有截顶球的形状，所述截顶球的形状构造成从作用力分配本体的前部边缘开始；

以及

其中，第一表面或第二表面中的至少一个成形为使得辐条能在相对于凸缘开口轴线的任何横向方向上移动。

18.根据权利要求17所述的装置，其中，第一表面成形为使得当辐条安装到轮毂凸缘时辐条能在相对于凸缘开口轴线的任何横向方向上移动。

19.根据权利要求17所述的装置，其中，第二表面成形为使得当辐条安装到轮毂凸缘时辐条能在相对于凸缘开口轴线的任何横向方向上移动。

20.根据权利要求17所述的装置，其中第一表面具有截顶球的形状。

21.根据权利要求20所述的装置，其中，第一表面具有球的平截头体的形状。

22.根据权利要求20所述的装置，其中，作用力分配本体具有球的平截头体的形状。

23.根据权利要求20所述的装置，其中，第二表面具有凹入的形状。

24.根据权利要求23所述的装置，其中，第二表面具有球的平截头体的形状。

25.根据权利要求17所述的装置，其中，第一表面设置在作用力分配本体的第一部分上，第二表面设置在作用力分配本体的第二部分上，以及辐条接收开口延伸穿过第一部分且穿过第二部分，以形成辐条接收轴线。

26.根据权利要求25所述的装置，其中，第二表面相对于辐条接收轴线渐缩。

27.根据权利要求26所述的装置，其中，第二表面具有圆锥形形状。

28.根据权利要求27所述的装置，其中，第二表面具有截顶锥的形状。

29.根据权利要求28所述的装置，其中，第一表面具有球的平截头体的形状。

30.根据权利要求17所述的装置，其中，辐条接收开口是螺纹开口。

31.根据权利要求30所述的装置，其中，辐条接收开口是盲开口。

32.根据权利要求17所述的装置，其中，辐条接收开口偏心地形成在作用力分配本体中。

33.根据权利要求32所述的装置，其中，辐条接收开口不带螺纹。

34.根据权利要求33所述的装置，其中，辐条接收开口沿着其整个长度不带螺纹。

35.一种用于自行车车轮辐条的作用力分配装置，其中该装置包括：

作用力分配本体，该作用力分配本体具有自由端第一表面和设置在第一表面的相对侧处的第二表面；

其中，作用力分配本体具有延伸穿过第一表面的辐条接收开口；以及

其中，辐条接收开口偏心地形成在作用力分配本体中。

36.根据权利要求35所述的装置，其中，辐条接收开口不带螺纹。

37.根据权利要求36所述的装置，其中，辐条接收开口沿着其整个长度不带螺纹。

38.根据权利要求35所述的装置，其中，第一表面或第二表面中的一个表面具有平面表面。

39.根据权利要求38所述的装置，其中第一表面或第二表面中的另一个表面具有平面表面。

40.根据权利要求39所述的装置，其中，作用力分配本体具有大致圆筒形形状。

41.根据权利要求38所述的装置，其中，第一表面具有截顶球的形状。

42.根据权利要求41所述的装置，其中，第一表面设置在作用力分配本体的第一部分上，第二表面设置在作用力分配本体的第二部分上，辐条接收开口形成辐条接收轴线，以及第二表面相对于辐条接收轴线渐缩。

43.根据权利要求42所述的装置，其中，第二表面具有圆锥形形状。

44.根据权利要求43所述的装置，其中，第二表面具有截顶锥的形状。

45.根据权利要求44所述的装置，其中，第二表面具有平面的后部表面。