CN106256677A - 自行车中轴组件 - Google Patents

Abstract

具有旋转中心轴线的自行车中轴组件包括支撑构件、轴承单元和减小径向向内的力的结构。所述支撑构件包括支架安装部分和轴承安装部分。所述轴承安装部分构造为至少部分地定位在自行车车架的支架部内。所述轴承单元包括外圈、内圈和相对于所述旋转中心轴线在径向方向设置在所述外圈和所述内圈之间的至少一个辊元件。所述外圈固定至支撑构件的轴承安装部分。所述减小径向向内的力的结构减小传递至轴承单元的径向向内的力。

Description

自行车中轴组件

技术领域

本发明总地涉及自行车中轴组件。更具体地，本发明涉及一种具有用于减小传递至轴承单元的径向向内的力的减小径向向内的力的结构的自行车中轴组件。

背景技术

骑自行车正成为越来越受欢迎的娱乐形式和交通方式。而且，对于业余爱好者和职业运动员，骑自行车均已成为一项非常受欢迎的竞技体育。不论自行车用于娱乐、交通或是竞技，自行车产业正不断改进自行车的各种部件。多年以来，自行车中轴(通常称为中轴)是一种被广泛重新设计的区域。

总地来说，常规的自行车具有安装至由多个管和枢转地连接至主车架的前叉形成的菱形主车架的一对车轮。主车架的管典型地包括上管、下管、头管、座椅管、一对后上叉、一对后下叉和圆柱形或者管状的支架部。主车架的管固定地联接在一起，以形成前三角形部和布置在前三角形部的后部的后三角形部。前三角形部和后三角形部用作自行车本体的框架，其中后车轮通过后轴安装至后三角形部。前叉枢转地支撑在前三角形部上，以使得前叉可以绕稍稍倾斜于竖直面的轴线自由地旋转。前叉具有通过前轴联接至其的前车轮。

车架的圆柱形或者管状的支架部因为支撑中轴组件，所以通常称为自行车中轴支架。市场上现在可购买许多不同类型的中轴组件。总地来说，常规的自行车中轴组件具有安装到自行车车架的管状支架部中的一对轴承单元，用于可旋转地支撑曲柄轴。第6，983，672号美国专利中公开了常规的曲柄轴组件的一种类型。此常规的曲柄轴组件装配有第一支撑构件和第二支撑构件，该第一支撑构件和第二支撑构件分别具有第一轴承单元和第二轴承单元。第一支撑构件和第二支撑构件分别地旋拧到支架部的两个端部分中。曲柄轴可旋转地支撑在第一轴承单元和第二轴承单元两者上，并且右曲柄和左曲柄不可旋转地安装在曲柄轴的两个轴向端部分上。有时第一支撑构件和第二支撑构件压配到支架部的两个端部分中。第7，503,700号美国专利中公开了常规的曲柄轴组件的一个示例，其具有压配到支架部中的第一支撑构件和第二支撑构件。

然而，当第一支撑构件和第二支撑构件安装在自行车车架的支架部中时，第一支撑构件和第二支撑构件会由于锁紧力径向向内变形。当第一支撑构件和第二支撑构件由树脂材料制成时，变形力趋于更大。例如，当第一支撑构件和第二支撑构件旋拧到支架部中时，旋拧力给与使第一支撑构件和第二支撑构件径向向内变形的径向向内的力。当第一支撑构件和第二支撑构件压配到支架部中时，压配给与使第一支撑构件和第二支撑构件径向向内变形的径向向内的力。第一支撑构件和第二支撑构件的径向向内的变形负面地影响轴承单元的操作，以使得需要骑乘者在第一曲柄和第二曲柄上施加增加的旋转扭矩。另外，这样的变形会损坏轴承单元并且缩短其的使用寿命。

鉴于上文，本领域技术人员从此公开可以了解，存在对于改进的自行车中轴组件的需求。本发明解决本领域中的此需求以及本领域技术人员将从此公开可以了解的其他需求。

发明内容

总地，本公开针对自行车中轴组件的减小径向向内的力的结构的各种特征。本发明的目的是提供用于减小传递至轴承单元的径向向内的力的减小径向向内的力的结构。

鉴于现有技术的状态且根据本发明的第一方面，提供自行车中轴组件，该自行车中轴组件包括支撑构件、轴承单元和减小径向向内的力的结构。所述自行车中轴具有旋转中心轴线。所述支撑构件包括支架安装部分和轴承安装部分。所述轴承安装部分构造为至少部分地定位在自行车车架的支架部内。所述轴承单元包括外圈、内圈和相对于所述旋转中心轴线在径向方向设置在所述外圈和所述内圈之间的至少一个辊元件。所述外圈固定至所述支撑构件的所述轴承安装部分。所述减小径向向内的力的结构减小传递至所述轴承单元的径向向内的力。

根据本发明的第二方面，根据第一方面的自行车中轴构造使得所述支撑构件的所述支架安装部分具有螺纹外周表面，所述螺纹外周表面构造为由所述自行车车架的所述支架部的开放端螺纹地接收。

根据本发明的第三方面，根据第二方面的自行车中轴构造为使得所述减小径向向内的力的结构包括所述支撑构件的非螺纹外周表面，并且在所述轴承单元安装至所述支撑构件的所述轴承安装部分的状态中，所述支撑构件的所述非螺纹外周表面设置在所述轴承单元的所述外圈的径向向外的位置处。

根据本发明的第四方面，根据第三方面的自行车中轴构造为使得所述支撑构件的所述非螺纹外周表面的第一轴向长度等于或者大于所述至少一个辊元件的直径。

根据本发明的第五方面，根据第二方面的自行车中轴构造为使得所述减小径向向内的力的结构包括形成在所述支撑构件的所述螺纹外周表面中的第一螺纹部分和第二螺纹部分。所述第一螺纹部分和所述第二螺纹部分分别地具有第一螺纹高度和第二螺纹高度。所述第一螺纹高度小于所述第二螺纹高度。

根据本发明的第六方面，根据第五方面的自行车中轴构造为使得所述第一螺纹部分设置在所述轴承单元的所述外圈的径向向外的位置处。

根据本发明的第七方面，根据第六方面的自行车中轴构造为使得所述第一螺纹部分的第二轴向长度等于或者大于所述至少一个辊元件的直径。

根据本发明的第八方面，根据第一方面的自行车中轴构造为使得所述减小径向向内的力的结构包括径向设置在所述支撑构件的所述轴承安装部分和所述轴承单元的所述外圈之间的可变形构件。

根据本发明的第九方面，根据第八方面的自行车中轴构造为使得所述可变形构件具有等于或者大于所述至少一个辊元件的直径的第三轴向长度。

根据本发明的第十方面，根据第一方面的自行车中轴构造为使得所述减小径向向内的力的结构包括内周表面，所述内周表面具有多个径向延伸的凹陷，所述多个径向延伸的凹陷构造为在轴承单元安装至所述支撑构件的所述轴承安装部分的状态中减小接触所述轴承单元的所述外圈的表面面积。

根据本发明的第十一方面，根据第十方面的自行车中轴构造为使得所述径向延伸的凹陷具有等于或者大于所述至少一个辊元件的直径的第四轴向长度。

根据本发明的第十二方面，根据第一方面的自行车中轴构造为使得所述减小径向向内的力的结构包括设置在所述轴承单元的轴向向内的位置处的连接管，所述连接管具有构造为安装至所述支撑构件的外周表面并且所述连接管的第一壁厚等于或者大于2.0mm。

根据本发明的第十三方面，根据第一方面的自行车中轴构造为使得所述减小径向向内的力的结构包括径向设置在所述支撑构件的所述轴承安装部分和所述轴承单元的所述外圈之间的刚性构件。

根据本发明的第十四方面，根据第十三方面的自行车中轴构造为使得所述刚性构件具有等于或者大于所述至少一个辊元件的直径的第五轴向长度。

根据本发明的第十五方面，根据第一方面的自行车中轴构造为使得径所述减小径向向内的力的结构包括设置在所述轴承单元的所述外圈的相对的轴向端上的第一刚性构件和第二刚性构件。

根据本发明的第十六方面，根据第十五方面的自行车中轴构造为使得所述第一刚性构件和所述第二刚性构件的每个均具有等于或者大于所述轴承单元的所述外圈的径向厚度的径向厚度。

根据本发明的第十七方面，根据第一方面的自行车中轴构造为使得所述支撑构件的所述支架安装部分构造为压配到所述自行车车架的所述支架部的开放端中。

根据本发明的第十八方面，根据第十七方面的自行车中轴构造为使得所述减小径向向内的力的结构包括设置在所述支架安装部分的外周表面中的凹槽，所述支架安装部分设置在所述轴承单元的所述外圈的径向向外的位置处。

根据本发明的第十九方面，根据第十八方面的自行车中轴构造为使得所述凹槽的第六轴向长度等于或者大于所述至少一个辊元件的直径。

从结合附图公开了说明性的实施方式的以下详细描述中，本领域技术人员可以了解本发明的这些和其他目的、特征、方面以及优点。

附图说明

现在将参考形成此原始公开一部分的附图：

图1为构造为螺纹地接收支撑构件的自行车车架的管状支架部的立体视图；

图2为由图1中图示的管状支架部接收的根据本发明的第一示例性实施方式的自行车中轴组件的横截面视图，其中支撑构件包括非螺纹外周表面；

图3为图2中图示的自行车中轴组件的放大的横截面视图；

图4为根据第二示例性实施方式的自行车中轴组件的放大的横截面视图，其中支撑构件的螺纹外周表面的第一螺纹高度小于第二螺纹高度；

图5为根据第三示例性实施方式的自行车中轴组件的放大的横截面视图，其中可变形构件径向设置在支撑构件和轴承单元之间；

图6为根据第四示例性实施方式的自行车中轴组件的放大的横截面视图，其中第二支撑构件具有具有多个径向延伸的凹陷的内周表面；

图7为根据图6的本发明的第四示例性实施方式的具有多个径向延伸的凹陷的自行车中轴组件的第一支撑构件的立体视图；

图8为由图1中图示的管状支架部接收的根据第五示例性实施方式的自行车中轴组件的横截面视图，其中连接管具有增加了的壁厚；

图9为根据第六示例性实施方式的自行车中轴组件的放大的横截面视图，其中刚性构件径向设置在支撑构件和轴承单元之间；

图10为根据第七示例性实施方式的自行车中轴组件的放大的横截面视图，其中第一刚性构件和第二刚性构件设置在轴承单元的相对的轴向端上；

图11为构造为压配地接收支撑构件的自行车车架的管状支架部的立体视图；

图12为由图11中图示的管状支架部接收的根据第八示例性实施方式的自行车中轴组件的横截面视图；

图13为图12中图示的自行车中轴组件的放大的横截面视图；以及

图14为根据第九示例性实施方式的自行车中轴组件的放大的横截面视图，其中可变形构件设置在支撑构件和轴承单元之间。

具体实施方式

现在将参考附图解释选定的示例性实施方式。本领域的技术人员从此公开可以了解，示例性实施方式的以下描述仅仅提供图示，而非限制本发明的目的，本发明由所附的权利要求及其等同方式所限定。

首先参考图1至3，图示了自行车10的一部分，其中根据第一中轴实施方式的自行车中轴组件12安装在自行车10的自行车车架14中。自行车中轴组件12具有旋转中心轴线A。自行车车架14的管状支架部16由在制造自行车车架中典型地使用的坚硬的刚性材料制成。管状支架部16具有第一开放端18、第二开放端20和圆柱表面22。圆柱表面22在管状支架部16的第一开放端18和第二开放端20之间延伸。圆柱表面22具有第一螺纹部分22a和第二螺纹部分22b。第一螺纹部分22a位于邻近第一开放端18处，而第二螺纹部分22b位于邻近第二开放端20处。

自行车中轴组件12将曲柄轴24可旋转地支撑在管状支架部16内。特别地，自行车中轴组件12包括第一支撑构件26、第二支撑构件28、第一轴承单元30和第二轴承单元32，用于将曲柄轴24可旋转地支撑在管状支架部16内。在第一图示的中轴实施方式中，自行车中轴组件12进一步设置有第一密封结构34，该第一密封结构34与第一支撑构件26和第一轴承单元30相关联，用于防止水分渗入和/或其他污染物到达第一轴承单元30。同样地，自行车中轴组件12进一步设置有第二密封结构36，该第二密封结构36与第二支撑构件28和第二轴承单元32相关联，用于防止水分渗入和/或其他污染物到达第二轴承单元32。优选地，自行车中轴组件12可进一步设置有在第一支撑构件26和第二支撑构件28之间延伸的连接管构件38。

基本上，在第一图示的中轴实施方式中，自行车中轴组件12的左端和右端大致为彼此的镜像，并且具有共同的旋转中心轴线A。具体地，第一支撑构件26和第二支撑构件28大致相似，第一轴承单元30和第二轴承单元32相同，并且第一密封结构34和第二密封结构36相同。如图2中所示，第一支撑构件26可以包括径向延伸的环形邻接部46b，以限制第一支撑构件26穿过第一开放端18在管状支架部16中的插入深度。虽然这些部件图示为大致相似的，但是自行车领域的技术人员可以了解，如果需求和/或期望，他们可以不同。

基本上，在第一图示的中轴实施方式中，第一支撑构件26和第二支撑构件28分别螺纹旋入管状支架部16的第一开放端18和第二开放端20中。第一轴承单元30和第二轴承单元32构造并布置为经由第一支撑构件26和第二支撑构件28将曲柄轴24围绕旋转中心轴线A可旋转地支撑在管状支架部16内。第一密封结构34和第二密封结构36防止诸如水、泥水等的污染物到达第一轴承单元30和第二轴承单元32。

在第一图示的中轴实施方式中，第一轴承单元30和第二轴承单元32分别压配到第一支撑构件26和第二支撑构件28中。此处使用的术语“被压配”或者“压配”指的是在将两个部件纵向地推到一起之后，将两个部件通过摩擦力紧固在一起，而不是通过任何其他的紧固方式。更优选地，将两部件保持在一起的压配连接的摩擦力优选地通过一个部件抵靠另一个的压缩而增加，这依赖于制成两部件的材料的抗拉和抗压强度。

优选地，曲柄轴24在旋转中心轴线A的轴向方向从第一轴承单元30和第二轴承单元32可移除，而无需将第一轴承单元30和第二轴承单元32从第一支撑构件26和第二支撑构件28移除。在第一图示的中轴实施方式中，曲柄轴24为高刚性的中空管形构件。例如，曲柄轴24由诸如铬钼钢的金属材料制成。如图2中所示，曲柄轴24的第一或者右端部分包括母或者内螺纹24a并且曲柄轴24的第二或者左端部分包括母或者内螺纹24b。紧固螺栓(未示出)由螺纹24a和24b螺纹地接收，以将右曲柄臂和左曲柄臂(图12中的292和294)固定至曲柄轴24。可替换地，左曲柄臂和右曲柄臂以任何合适的方式(例如，螺纹、压接、粘合、焊接等)不可旋转地连接至曲柄轴。踏板安装至右曲柄臂和左曲柄臂的末端或自由端。

现转到图2，现将更详细地讨论第一支撑构件26。在第一图示的中轴实施方式中，第一支撑构件26由金属材料构造为单个整块构件。在第一图示的中轴实施方式中，如图2中可见，第一支撑构件26包括第一支架安装部分46和第一轴承安装部分48。优选地，第一支撑构件26进一步包括第一连接管安装部50。第一支撑构件26有时被称为适配器构件。第一支撑构件26可以由任何合适的材料制成，诸如铝或者玻璃纤维增强聚酰胺。

如图2中可见，第一支架安装部分46具有螺纹外周表面46a(即，外螺纹)，该螺纹外周表面46a构造并且布置为插入到开放端20中并且由管状支架部16的第一螺纹部分22a螺纹地接收。第一支架安装部分46还具有环形邻接部46b。环形邻接部46b相对于旋转中心轴线A在径向方向从第一外周表面46a向外突出。如图2中可见，环形邻接部46b抵靠自行车车架14的支架部16的第一开放端18。

如图2中可见，第一轴承单元30压配到第一支撑构件26的第一轴承安装部分48中。第一轴承安装部分48具有凹陷，该凹陷由内周表面48a和轴向面向表面48b限定。内周表面48a定尺寸为等于或者稍小于第一轴承单元30的外直径，以使得第一轴承单元30通过压配保持在第一轴承安装部分48的凹陷中。第一轴承安装部分48构造为至少部分地定位在自行车车架14的支架部16内，如图2中可见。在图示实施方式中，第一轴承安装部分48全部定位在自行车车架14的支架部16内。

第一连接管安装部50从第一支撑构件26的第一支架安装部分46轴向向内延伸。如图2中可见，第一连接管安装部50定尺寸为接收连接管构件38的第一端38a。第一连接管安装部50具有内周表面50a。内周表面50a定尺寸为接收连接管构件38的第一端38a，优选地，以压配的方式。

如图2中可见，第一密封结构34可操作地设置在第一支撑构件26和第一轴承单元30之间，以形成用于防止水分渗入和/或其他污染物到达第一轴承单元30的密封。对于第一图示的中轴实施方式，第一密封结构34提供可靠的密封结构并且组成防止水分到达第一轴承单元30的更低的旋转扭矩密封结构。

优选地，第一密封结构34为弹性的、环形的构件，其优选地具有一致的横截面轮廓。第一密封结构34具有近端34a和远端34b。近端34a在相对于第一轴承单元30的旋转中心轴线A从第一轴承单元30轴向向外的位置处固定至第一支撑构件26。近端34a可以通过设置在其间的粘合剂或者无需设置在其间的粘合剂压配到第一支撑构件26中。水密密封形成在近端34a的表面和第一支撑构件26的表面之间的交界面处。远端34b可滑动地接触曲柄轴24，以在其间形成水密密封。

现转到图2和3，现将更详细地讨论第二支撑构件28。在第一图示的中轴实施方式中，第二支撑构件28由金属材料构造为单个整块构件。在第一图示的中轴实施方式中，第二支撑构件28包括第二支架安装部分56、第二轴承安装部分58和第二连接管安装部60。第二支撑构件28有时被称为适配器构件。第二支撑构件28可以由任何合适的材料制成，诸如铝或者玻璃纤维增强聚酰胺。

如图2和3中可见，第二支架安装部分56具有螺纹外周表面56a(即，外螺纹)，该螺纹外周表面56a构造并且布置为螺纹旋入管状支架部16的第二螺纹部分22b中。

如图2和3中可见，第二轴承单元32压配到第二支撑构件28的第二轴承安装部分58中。如图3中可见，第二轴承安装部分58具有凹陷，该凹陷由周表面58a和轴向面向表面58b限定。周表面58a定尺寸为等于或者稍小于第二轴承单元32的外直径，以使得第二轴承单元32通过压配保持在第二轴承安装部分48的凹陷中。第二轴承安装部分58构造为至少部分地定位在自行车车架14的支架部16内，如图2中可见。在图示实施方式中，第二轴承安装部分48全部定位在自行车车架14的支架部16内。

第二连接管安装部60从第二支撑构件28的第二支架安装部分56轴向向内延伸。如图2和3中可见，第二连接管安装部60定尺寸为接收连接管构件38的第二端38b。如图3中可见，第二连接管安装部60具有内周表面60a。内周表面60a定尺寸为接收连接管构件38的第二端38b，优选地，以压配的方式。

如图2和3中可见，第二密封结构36可操作地设置在第二支撑构件28和第二轴承单元32之间，以形成用于防止水分渗入和/或其他污染物到达第二轴承单元32的密封。对于第一图示的中轴实施方式，第二密封结构36提供可靠的密封结构并且组成防止水分到达第二轴承单元32的更低的旋转扭矩密封结构。

第二密封结构36为弹性的、环形的构件，其优选地具有一致的横截面轮廓。第二密封结构具有近端36a和远端36b。近端36a在相对于第二轴承单元32的旋转中心轴线A从第二轴承单元32轴向向外的位置处固定至第二支撑构件28。近端36a可以通过设置在其间的粘合剂或者无需设置在其间的粘合剂压配到第二支撑构件28中。水密密封形成在近端36a的表面和第二支撑构件28的表面之间的交界面处。远端36b可滑动地接触曲柄轴24，以在其间形成水密密封。

参考图2，第一轴承单元30为工业类型的轴承单元，如上所述，其压配到第一支撑构件26中。第一轴承单元30联接至第一轴承安装部分48。第一轴承单元30包括外圈70、内圈72和至少一个辊元件或者滚珠74。至少一个辊元件或者滚珠74在径向方向相对于旋转中心轴线A设置在外圈70和内圈72之间。外圈70固定至第一支撑构件26的第一轴承安装部分48。

参考图2和3，第二轴承单元32为工业类型的轴承单元，如上所述，其压配到第二支撑构件28中。第二轴承单元32联接至第二轴承安装部分58。第二轴承单元32包括外圈80、内圈82和至少一个辊元件或者滚珠84。至少一个辊元件或者滚珠84设置在外圈80和内圈82之间。第二轴承单元32的外圈80固定至第二支撑构件28的轴承安装部分58。

如图2和3中可见，连接管构件38为具有内直径的管状构件，所述内直径定尺寸为使得曲柄轴24可以穿过。连接管构件38在轴向方向在第一支撑构件26的第一连接管安装部50和第二支撑构件28的第二连接管安装部60之间延伸。特别地，连接管构件38装配在第一连接管安装部50和第二连接管安装部60的内周表面的内部，以使得连接管构件38在第一支撑构件26和第二支撑构件28之间同心地延伸。优选地，第一O形环构件90设置在连接管构件38的第一端38a和第一支撑构件26的第一连接管安装部50之间。优选地，第二O形环构件92设置在连接管构件38的第二端38b和第二支撑构件26的第二连接管安装部60之间。O形环90和92分别接触表面50a和60a，以在其间形成密封，以防止污染物的渗入到达第一轴承单元30和第二轴承单元32。

现在参考图11至13，图示了自行车210的一部分，其中根据第二中轴实施方式的自行车中轴组件212安装在自行车210的自行车车架214中。自行车车架214的管状支架部216由在制造自行车车架中典型地使用的坚硬的刚性材料制成。管状支架部216具有第一开放端218和第二开放端220。

自行车中轴组件212将曲柄轴224可旋转地支撑在管状支架部216内。特别地，自行车中轴组件212包括第一支撑构件226、第二支撑构件228、第一轴承单元230和第二轴承单元232，用于将曲柄轴224可旋转地支撑在管状支架部216内，并且进一步包括第一密封结构234、第二密封结构236和连接管构件238。曲柄轴224、第一轴承单元230、第二轴承单元232和连接管构件238分别与上文讨论的曲柄轴24、第一轴承单元30、第二轴承单元32和连接管构件38大致相似。

如图12中可见，第一密封结构234包括第一轴向内密封构件251和/或第一轴向外密封构件252，并且，优选地，进一步包括第一密封防护件253和第一辅助覆盖件254。第一密封结构234可操作地设置在第一支撑构件226和第一轴承单元230之间，以形成用于防止水分渗入和/或其他污染物到达第一轴承单元230的密封。对于第二图示的中轴实施方式，第一密封结构234提供可靠的密封结构并且组成防止水分到达第一轴承单元230的更低的旋转扭矩密封结构。

第一轴向内密封构件251为弹性的、环形的构件，其优选地具有一致的横截面轮廓。第一轴向内密封构件251具有近端251a和远端251b。近端251a在相对于第一轴承单元230的旋转中心轴线A从第一轴承单元230轴向向外的位置处固定至第一支撑构件226。近端251a可以通过设置在其间的粘合剂或者无需设置在其间的粘合剂压配到第一支撑构件226中。水密密封形成在近端251a的表面和第一支撑构件226的表面之间的交界面处。

第一轴向外密封构件252为弹性的、环形的构件，其优选地具有一致的横截面轮廓。第一轴向外密封构件252具有近端252a和远端252b。近端252a在相对于第一轴承单元230的旋转中心轴线A从第一轴承单元230轴向向外的位置处固定至第一支撑构件226。近端252a可以通过设置在其间的粘合剂或者无需设置在其间的粘合剂压配到第一支撑构件226中。水密密封形成在第一轴向外密封构件252的近端252a的表面和第一支撑构件226的表面之间的交界面处。远端252b可滑动地接触第一轴承单元230，以在其间形成水密密封。

第一密封防护件253为非金属的、环形的构件。优选地，第一密封防护件253形成为坚硬的树脂构件。第一密封防护件253还可由金属材料制成，诸如铝。第一密封防护件253支撑第一轴承单元230。由此，第一密封防护件253设置在曲柄轴224和第一轴承单元230之间，以使得第一密封防护件253将第一轴承单元230支撑在曲柄轴224上。第一密封防护件253与第一辅助覆盖件254配合，以帮助使到达第一轴承单元230的污染物最小化。在第二图示的中轴实施方式中，第一密封防护件253具有轴向延伸部253a和径向延伸部253b。由此，轴向延伸部253a具有一般地圆柱状或者管状形状，而径向延伸部253b在径向方向从轴向延伸部253a延伸。优选地，轴向延伸部253a保持第一轴承单元230。例如，在第二图示的中轴实施方式中，轴向延伸部253a具有在其外周表面中的凹陷，该凹陷紧密地接收第一轴承单元230。

第一辅助覆盖件254为金属的、环形的构件。第一辅助覆盖件254还可由诸如树脂的非金属材料制成。第一辅助覆盖件254设置在第一支撑构件226和第一密封防护件253之间，以使得当在平行于第一轴承单元230的旋转中心轴线A的方向观看时，第一辅助覆盖件254与第一密封防护件253重叠。特别地，第一辅助覆盖件254具有L形的横截面轮廓，该L形的横截面轮廓具有轴向延伸部254a和径向延伸部254b。第一密封防护件253的径向延伸部253b和第一辅助覆盖件254的径向延伸部254b布置为形成迷宫结构。由径向延伸部253b和254b形成的此迷宫结构定位在相对于第一轴承单元230的旋转中心轴线A从第一轴向外密封构件252轴向向外的位置处。

如图12和13中可见，第二密封结构236包括第二轴向内密封构件261和/或第二轴向外密封构件262，并且，优选地，进一步包括第二密封防护件263和第二辅助覆盖件264。第二密封结构236可操作地设置在第二支撑构件228和第二轴承单元232之间，以形成用于防止水分渗入和/或其他污染物到达第二轴承单元232的密封。对于第二图示的中轴实施方式，第二密封结构236提供可靠的密封结构并且组成防止水分到达第二轴承单元232的更低的旋转扭矩密封结构。

第二轴向内密封构件261为弹性的、环形的构件，其优选地具有一致的横截面轮廓。第二轴向内密封构件261具有近端261a和远端261b。近端261a在相对于第二轴承单元232的旋转中心轴线A从第二轴承单元232轴向向内的位置处固定至第二支撑构件228。近端261a可以通过设置在其间的粘合剂或者无需设置在其间的粘合剂压配到第二支撑构件228中。水密密封形成在近端261a的表面和第二支撑构件228的表面之间的交界面处。

第二轴向外密封构件262为弹性的、环形的构件，其优选地具有一致的横截面轮廓。第二轴向外密封构件262具有近端262a和远端262b。第二轴向外密封构件262的近端262a在相对于第二轴承单元232的旋转中心轴线A从第二轴承单元232轴向向外的位置处固定至第二支撑构件228。第二轴向外密封构件262的近端262a可以通过设置在其间的粘合剂或者无需设置在其间的粘合剂压配到第二支撑构件228中。水密密封形成在第二轴向外密封构件262的近端262a的表面和第二支撑构件228的表面之间的交界面处。远端262b可滑动地接触第二轴承单元232的内圈282，以在其间形成水密密封。

第二密封防护件263为非金属的环形的构件。优选地，第二密封防护件263形成为坚硬的树脂构件。第二密封防护件263还可由金属材料制成，诸如铝。第二密封防护件263支撑第二轴承单元232。由此，第二密封防护件263设置在曲柄轴224和第二轴承单元232之间，以使得第二密封防护件263将第二轴承单元232支撑在曲柄轴224上。如下所述，第二密封防护件263与第二辅助覆盖件264配合，以帮助使到达第二轴承单元232的污染物最小化。在第二图示的中轴实施方式中，第二密封防护件263具有轴向延伸部263a和径向延伸部263b。由此，轴向延伸部263a具有大体圆柱状或者管状形状，而径向延伸部263b在径向方向从轴向延伸部263a延伸。优选地，轴向延伸部263a保持第二轴承单元232。例如，在第二图示的中轴实施方式中，轴向延伸部263a具有在其外周表面中的凹陷，该凹陷紧密地接收第二轴承单元232。

第二辅助覆盖件264为金属的、环形的构件。第二辅助覆盖件264还可由诸如树脂的非金属材料制成。第二辅助覆盖件264设置在第二支撑构件228和第二密封防护件263之间，以使得当在平行于第二轴承单元232的旋转中心轴线A的方向观看时，第二辅助覆盖件264与第二密封防护件263重叠。特别地，第二辅助覆盖件264具有L形的横截面轮廓，该L形的横截面轮廓具有轴向延伸部264a和径向延伸部264b。第二密封防护件263的径向延伸部263b和第二辅助覆盖件264的径向延伸部264b布置为形成迷宫结构。由径向延伸部263b和264b形成的此迷宫结构定位在相对于第二轴承单元232的旋转中心轴线A从第二轴向外密封构件262轴向向外的位置处。

此处，在自行车中轴组件212中，第一支撑构件226和第二支撑构件228的第一支架安装部分246和第二支架安装部分256为树脂构件，其经由压配连接安装在自行车车架214的管状支架部216的开放端218和220中。

鉴于自行车中轴组件212和先前讨论的自行车中轴组件12之间的相似性，此处将不进一步讨论自行车中轴组件212。而是，自行车中轴组件12的部件的描述适用于自行车中轴组件212的部件，除了上文提到的微小差别。

根据本发明的示例性实施方式，减小径向向内的力的结构减小传递至轴承单元的径向向内的力。如图2和3中可见，根据本发明的第一示例性实施方式的减小径向向内的力的结构包括第二支撑构件28的非螺纹外周表面110。在第二轴承单元32安装至第二支撑构件26的第二轴承安装部分58的状态中，第二支撑构件28的非螺纹外周表面110设置在第二轴承单元32的外圈80的径向向外的位置处。第二支撑构件28的非螺纹外周表面110的第一轴向长度L1等于或者大于至少一个辊元件84的直径D。如图3中示出，非螺纹外周表面110设置在第二支架安装部分56的两个螺纹外周表面56a之间。如图2中所示，第一支撑构件26可以相似地构造。通过将非螺纹外周表面设置在轴承单元的径向向外的位置处，减小了由支撑构件螺纹旋入支架部中引起的并且传递至轴承单元的竖直的力。

如图4中可见，根据本发明的第二示例性实施方式的减小径向向内的力的结构包括第一螺纹部分120和形成在第一支撑构件26的螺纹外周表面46a中的第二螺纹部分46c。第一螺纹部分120具有第一螺纹高度，并且第二螺纹部分46c具有第二螺纹高度。第一螺纹高度小于第二螺纹高度，如图4中所示。第一螺纹部分120设置在第一轴承单元30的外圈70的径向向外的位置处。第一螺纹部分120的第二轴向长度L2等于或者大于至少一个辊元件74的直径D。第二支撑构件28可以相似地构造。通过将螺纹外周表面的更小的螺纹高度部分设置在轴承单元的径向向外的位置处，减小了由将支撑构件螺纹旋入支架部中引起的并且传递至轴承单元的竖直的力。

如图5中可见，根据本发明的第三示例性实施方式的减小径向向内的力的结构包括径向设置在第二支撑构件28的第二轴承安装部分58和第二轴承单元32的外圈80之间的可变形构件130。优选地，可变形构件130为具有外周表面130a和内周表面130b的大致管状的构件。可变形构件130的外周表面130a邻近第二轴承安装部分58的内周表面58a设置。可变形构件130的内周表面130b邻近外圈80的外周表面的设置。可变形构件130具有等于或者大于至少一个辊元件84的直径D的第三轴向长度L3。可变形构件可以具有任何合适的形状。优选地，可变形材料由比制成支撑构件的材料更柔软的弹性可变形材料制成，诸如聚酰胺(尼龙)或者弹性粘接胶。第一支撑构件26可以相似地构造，以使得可变形构件径向设置在第一支撑构件26和第一轴承单元30的外圈80之间。可变形构件同样地可适用于根据第二中轴实施方式的自行车中轴组件212的支撑构件。可变形构件减小当将支撑构件螺纹旋入或者压配至支架部中时传递至轴承单元的径向向内的力。

如图6中可见，根据本发明的第四示例性实施方式的减小径向向内的力的结构包括具有内周表面144的第二支撑构件140，内周表面144具有多个径向延伸的凹陷142，该多个径向延伸的凹陷构造为在第二轴承单元32安装至第二支撑构件140的第二轴承安装部分58的状态中减小接触第二轴承单元32的外圈80的表面面积。多个凹陷142减小第二轴承安装部分58的内周表面144接触第二轴承单元32的外圈80的总表面面积，从而减小传递至第二轴承单元32的径向向内的力。例如，内周表面144的大约百分之三十接触第二轴承单元32的外圈80。多个凹陷142的每个具有等于或者大于至少一个辊元件84的直径的第四轴向长度L4。支撑构件140与图2的第二支撑构件28大致相似，并具有上述例外。

根据本发明的第四示例性实施方式的第一支撑构件146与图2的第一支撑构件26大致相似，除了以下例外。如图7中可见，第一支撑构件146与图6的第二支撑构件140相似地构造。多个凹陷148减小第一轴承安装部分48的内周表面149接触第一轴承单元30的外圈70(图2)的总表面面积，从而减小传递至第一轴承单元30的径向向内的力。多个凹陷148具有从第一轴承安装部分48的轴向面向表面48b向外延伸的轴向长度。根据本发明的第四示例性实施方式的第一支撑构件146和第二支撑构件140同样地可适用于根据第二中轴实施方式的自行车中轴组件212的支撑构件。

如图8中可见，根据本发明的第五示例性实施方式的减小径向向内的力的结构包括设置在第一轴承单元30的轴向向内的位置处的连接管150。连接管150具有构造为安装至第一支撑构件26的外周表面150a。连接管150具有邻近第一轴承单元30的外圈70设置的第一端150b和邻近第二轴承单元32的外圈80设置的第二端150c。连接管150的外周表面150a构造为安装至第一支撑构件26和第二支撑构件28。优选地，连接管150具有等于或者大于2.0mm的壁厚W。连接管150的增加的壁厚，大于常规连接管的壁厚(1.2mm)，增加了连接管150的硬度，从而减小传递至第一轴承单元30和第二轴承单元32的径向向内的力。连接管150可以由诸如树脂材料、铝或者铁的任何合适的材料制成。根据本发明的第五示例性实施方式的连接管同样地适用于根据第二中轴实施方式的自行车中轴组件212。连接管防止当将支撑构件螺纹旋入或者压配到支架部中时轴承单元的变形，从而减小传递至轴承单元的径向向内的力。

如图9中可见，根据本发明的第六示例性实施方式的减小径向向内的力的结构包括径向设置在第二支撑构件28的第二轴承安装部分58和第二轴承单元32的外圈80之间的刚性构件160。优选地，刚性构件160为具有外周表面160a和内周表面160b的大致的管状构件。刚性构件160的外周表面160a邻近第二轴承安装部分58的内周表面58a设置。刚性构件160的内周表面160b邻近外圈80的外周表面设置。刚性构件160具有等于或者大于至少一个辊元件84的直径D的第五轴向长度L5。刚性构件160可以具有任何合适的形状。刚性构件160可以由诸如铁、钛或者铝(优选地，当支撑构件由非金属材料制成时)的任何合适的材料制成。第一支撑构件26可以相似地构造。根据本发明的第六示例性实施方式的刚性构件同样地可适用于根据第二中轴实施方式的自行车中轴组件212的支撑构件。通过将刚性构件径向设置在轴承单元和支撑构件之间，基本上防止了支撑构件的变形并且减小了传递至轴承单元的径向向内的力。

如图10中可见，根据本发明的第七示例性实施方式的减小径向向内的力的结构包括设置在第二轴承单元32的外圈80的相对的轴向端上的第一刚性构件170和第二刚性构件172。优选地，第一刚性构件170和第二刚性构件172具有大致环形的形状。第一刚性构件170具有面向第二轴承安装部分58的轴向面向表面58b的外轴向面向表面170a。第一刚性构件170的内轴向面向表面170b面向第二轴承单元32的外圈80。第二刚性构件172具有面向连接管38的端部的外轴向面向表面172a。第二刚性构件172的内轴向面向表面172b面向第二轴承单元32的外圈80。第一刚性构件和第二刚性构件的每个具有等于或者大于第二轴承单元的外圈80的径向厚度的径向厚度。第一刚性构件170和第二刚性构件172可以由诸如铁、钛或者铝(优选地，当支撑构件由非金属材料制成时)的任何合适的材料制成。第一支撑构件26可以相似地构造。根据本发明的第七示例性实施方式的第一刚性构件和第二刚性构件同样地可适用于根据第二中轴实施方式的自行车中轴组件212。通过将第一刚性构件和第二刚性构件设置在轴承单元的相对的轴向端上，基本上防止了支撑构件的变形并且减小了传递至轴承单元的径向向内的力。

如图12和13中可见，根据本发明的第八示例性实施方式的减小径向向内的力的结构包括设置在第二支架安装部分256的外周表面228a中径向向第二轴承单元232外圈280外的凹槽296。凹槽296从外周表面228a朝向外圈280径向向内延伸。凹槽296可以具有任何合适的形状，诸如，但不限于，在图12和13示出的等腰梯形、矩形、半圆或者大致V形。凹槽296具有等于或者大于至少一个辊元件284的直径D的第六轴向长度L6。如图12中示出，第一支撑构件226可以相似地构造，以使得凹槽298设置在第一支架安装部分246的外周表面226a中，第一支架安装部分246设置在第一轴承单元230的外圈270的径向向外的位置处。凹槽形成径向设置在自行车车架的支架部和支撑构件之间的间隔，从而减小当将支撑构件压配至支架部时传递至轴承单元的径向向内的力。

如图14中可见，根据本发明的第九示例性实施方式的减小径向向内的力的结构包括径向设置在第二支撑构件228的第二轴承安装部分258和第二轴承单元232的外圈280之间的可变形构件290。优选地，可变形构件290为具有外周表面290a和内周表面290b的大致管状的构件。可变形构件290的外周表面290a邻近第二轴承安装部分258的内周表面258a设置。可变形构件290的内周表面290b邻近外圈280的外周表面设置。可变形构件290具有等于或者大于至少一个辊元件284的直径D的第七轴向长度L7。可变形构件可以具有任何合适的形状。优选地，可变形材料由比制成支撑构件的材料更柔软的弹性可变形材料制成，诸如聚酰胺(尼龙)或者弹性粘接胶。第一支撑构件226可以相似地构造。可变形构件减小当将支撑构件螺纹旋入或者压配至支架部中时传递至轴承单元的径向向内的力。

在理解本发明的范围时，本文所使用的术语“包括”及其派生词意图为开放性术语，其指明所记载的特征、元件、部件、群组、整体和/或步骤的存在，但不排除其他未记载的特征、元件、部件、群组、整体和/或步骤的存在。这种定义也适用于具有类似含义的词汇，诸如，术语“包含”、“具有”及其派生词。此外，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者多个部分的双重含义。

尽管仅选择选定的实施例来图示本发明，但是本领域技术人员从此公开可以了解，在不脱离由所附权利要求所限定的本发明的范围的情况下，可以对本文做出各种改变和变型。例如，除非特别指出，各种部件的大小、形状、位置或取向可以根据需要和/或期望改变，只要该改变大致不影响它们期望的功能。除非特别指出，示出为彼此直接连接或接触的部件可以具有设置在它们之间的中间结构，只要该改变大致不影响它们期望的功能。除非特别指出，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。在特定实施例中所有优点并非必须同时存在。从现有技术看是独特的每个特征，无论单独地或与其他特征相结合，也应当看作申请人的进一步发明的单独的说明，包括由这种特征所体现的结构性和/或功能性构思。由此，上述对根据本发明的实施例的说明仅仅是示例性的，无意于对由所附的权利要求书及其等同方式所限定的本发明进行限制。

Claims (19)

1.自行车中轴组件，其具有旋转中心轴线，所述自行车中轴组件包括：

支撑构件，所述支撑构件包括支架安装部分和轴承安装部分，所述轴承安装部分构造为至少部分地定位在自行车车架的支架部内；

轴承单元，所述轴承单元包括外圈、内圈和相对于所述旋转中心轴线在径向方向设置在所述外圈和所述内圈之间的至少一个辊元件，所述外圈固定至所述支撑构件的所述轴承安装部分；以及

减小径向向内的力的结构，所述减小径向向内的力的结构用于减小传递至所述轴承单元的径向向内的力。

2.根据权利要求1所述的自行车中轴组件，其中

所述支撑构件的所述支架安装部分具有螺纹外周表面，所述螺纹外周表面构造为由所述自行车车架的所述支架部的开放端螺纹地接收。

3.根据权利要求2所述的自行车中轴组件，其中

所述减小径向向内的力的结构包括所述支撑构件的非螺纹外周表面，并且在所述轴承单元安装至所述支撑构件的所述轴承安装部分的状态中，所述支撑构件的所述非螺纹外周表面设置在所述轴承单元的所述外圈的径向向外的位置处。

4.根据权利要求3所述的自行车中轴组件，其中

所述支撑构件的所述非螺纹外周表面的第一轴向长度等于或者大于所述至少一个辊元件的直径。

5.根据权利要求2所述的自行车中轴组件，其中

所述减小径向向内的力的结构包括形成在所述支撑构件的所述螺纹外周表面中的第一螺纹部分和第二螺纹部分；

所述第一螺纹部分和所述第二螺纹部分分别地具有第一螺纹高度和第二螺纹高度；并且

所述第一螺纹高度小于所述第二螺纹高度。

6.根据权利要求5所述的自行车中轴组件，其中

所述第一螺纹部分设置在所述轴承单元的所述外圈的径向向外的位置处。

7.根据权利要求6所述的自行车中轴组件，其中

所述第一螺纹部分的第二轴向长度等于或者大于所述至少一个辊元件的直径。

8.根据权利要求1所述的自行车中轴组件，其中

所述减小径向向内的力的结构包括径向设置在所述支撑构件的所述轴承安装部分和所述轴承单元的所述外圈之间的可变形构件。

9.根据权利要求8所述的自行车中轴组件，其中

所述可变形构件具有等于或者大于所述至少一个辊元件的直径的第三轴向长度。

10.根据权利要求1所述的自行车中轴组件，其中

所述减小径向向内的力的结构包括内周表面，所述内周表面具有多个径向延伸的凹陷，所述多个径向延伸的凹陷构造为在所述轴承单元安装至所述支撑构件的所述轴承安装部分的状态中减小接触所述轴承单元的所述外圈的表面面积。

11.根据权利要求10所述的自行车中轴组件，其中

所述径向延伸的凹陷具有等于或者大于所述至少一个辊元件的直径的第四轴向长度。

12.根据权利要求1所述的自行车中轴组件，其中

所述减小径向向内的力的结构包括设置在所述轴承单元的轴向向内的位置处的连接管，所述连接管具有构造为安装至所述支撑构件的外周表面并且所述连接管的第一壁厚等于或者大于2.0mm。

13.根据权利要求1所述的自行车中轴组件，其中

所述减小径向向内的力的结构包括径向设置在所述支撑构件的所述轴承安装部分和所述轴承单元的所述外圈之间的刚性构件。

14.根据权利要求13所述的自行车中轴组件，其中

所述刚性构件具有等于或者大于所述至少一个辊元件的直径的第五轴向长度。

15.根据权利要求1所述的自行车中轴组件，其中

所述减小径向向内的力的结构包括设置在所述轴承单元的所述外圈的相对的轴向端上的第一刚性构件和第二刚性构件。

16.根据权利要求15所述的自行车中轴组件，其中

所述第一刚性构件和所述第二刚性构件的每个均具有等于或者大于所述轴承单元的所述外圈的径向厚度的径向厚度。

17.根据权利要求1所述的自行车中轴组件，其中

所述支撑构件的所述支架安装部分构造为压配到所述自行车车架的所述支架部的开放端中。

18.根据权利要求17所述的自行车中轴组件，其中

所述减小径向向内的力的结构包括设置在所述支架安装部分的外周表面中的凹槽，所述支架安装部分设置在所述轴承单元的所述外圈的径向向外的位置处。

19.根据权利要求18所述的自行车中轴组件，其中

所述凹槽的第六轴向长度等于或者大于所述至少一个辊元件的直径。