CN1069276C - 自行车用齿轮曲柄 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种自行车用齿轮曲柄，其在一面维持强度及刚性下可达到齿轮曲柄进一步轻量化，其特征在于：具有：曲柄臂，其先端安装踏板，而在基端形成有为安装曲柄轴用的筒状毂部；板状齿轮安装部，卡合于上述毂部的外周且形成于中心部的第1卡合部，而其侧面至少安装一片齿轮板；以及板状补强部，其包括：上述齿轮安装部的第1卡合部和与上述曲柄轴的轴方向隔着间隔而卡合于上述毂部的第2卡合部，其周边部固定于上述齿轮安装部。

Description

自行车用齿轮曲柄
本发明涉及一种齿轮曲柄，尤其是一种安装多数片齿轮板的自行车用齿轮曲柄。
竞赛用自行车或登山用自行车(下面简称MTB)上，为获得最适宜的齿轮比起见，使用安装多数齿轮板的齿轮曲柄。安装这种齿轮曲柄的自行车使用于道路竞赛或非道路竞赛等的自行车竞赛，所以需维持强度及刚性且须求轻量化，因此齿轮曲柄的原料乃主要使用铝合金。该齿轮曲柄具有：在其前端安装踏板而安装曲柄轴起见在其基端形成有筒状毂部的曲柄臂；以及由毂部星形辐射状地延伸与毂部成一体化的例如锻造形成的悬臂构造的齿轮安装部。
上述传统的构成时由于齿轮安装部为悬臂构造，为了维持刚性或强度需要某一程度的厚度，因此成为达到曲柄进一步轻量化的障碍。
本发明的目的在于提供一种齿轮曲柄，其在维持强度及刚性的条件下可实现齿轮曲柄进一步轻量化。
为达到上述目的，本发明采取以下技术方案：
一种自行车用齿轮曲柄，尤其是一种用于安装多数的齿轮板的自行车用齿轮曲柄，其特征在于具有：曲柄臂，其先端安装踏板，而在基端形成有为安装曲柄轴用的筒状毂部；板状齿轮安装部，卡合于上述毂部的外周且形成于中心部的第1卡合部，而在其侧面至少安装一片齿轮板，第1卡合部是在齿轮安装板的中心环部的中心部形成的啮合于锯齿状切口用外齿的锯齿状切口用内齿；以及板状补强部，其包括：上述齿轮安装部的第1卡合部和与上述曲柄轴的轴方向隔着间隔而卡合于上述毂部的第2卡合部，其周边部固定于上述齿轮安装部，第2卡合部是在补强板的中心环部形成的啮合于锯齿状切口用外齿的锯齿状切口用内齿。
所述的自行车用齿轮曲柄，其特征在于：上述齿轮安装部安装内齿轮板、中间齿轮板以及外齿轮板。
所述的自行车用齿轮曲柄，其特征在于：上述齿轮安装部安装内齿轮板及中间齿轮板，而在上述补强部的周缘部形成有外齿轮齿。
所述的自行车用齿轮曲柄，其特征在于：上述齿轮安装部安装内齿轮板及中间齿轮板，其中上述齿轮安装部的周缘部形成有外齿轮齿。
所述的自行车用齿轮曲柄，其特征在于：上述齿轮安装部及补强部分别具有带有所述第1卡合部及所述第2卡合部的中心环部、由中心环部辐射状地延伸的多个肋部、以及形成于肋部的先端的周边环部，而周边环部的一部份或全部互相被固定。
所述的自行车用齿轮曲柄，其特征在于：上述齿轮安装部的肋部与上述补强部的肋部互相在周方向偏位半节距地被配置。
所述的自行车用齿轮曲柄，其特征在于：上述齿轮安装部及补强部具有，分别备有卡合部的中心环部，及由中心环部辐射状地延伸的多数的肋部；上述肋部的先端互相被固定。
所述的自行车用齿轮曲柄，其特征在于：上述齿轮安装部及补强部的至少一方以合成树脂或纤维强化合成树脂所形成。
本发明的效果为：
如上所述，依本发明时，以板状的齿轮安装部而安装齿轮板，同时设置固定于齿轮安装部的周边的板状固定部，所以由补强部而可确保强度及刚性，又由于将齿轮安装部及补强部改为板状，而更可轻量化，特别是将这些不使用金属而以比金属轻的合成树脂或纤维强化树脂(FRP或CFRP)的板状构件而构成之后更进一步可达到曲柄的轻量化。
有关本发明的自行车且齿轮曲柄为：主要用于安装多数齿轮板的自行车用齿轮曲柄，其特征为：具备有：其先端可安装踏板，而在基端形成各有为安装曲柄轴用的筒状毂部的曲柄臂；及备有可卡合于上述毂部的外周地，形成于中心部的第1卡合部，而在其侧面至少可能可能安装一片齿轮板的板状的齿轮安装部；以及备有于上述齿轮安装部的第1卡合部与上述曲柄轴的轴方向隔着间隔而卡合于上述毂部的第2卡合部，而周边部即固定于上述齿轮安装部的板状补强部。
此种构成的齿轮曲柄，以板状齿轮安装部安装齿轮板，同时设置固定于齿轮安装部周边部的板状补强部，所以得由补强部确保强度及刚性。且由于将齿轮安装部及补强部设成板状而可达到轻量化。特别是将这些不使用金属而使用比这些轻的合成树脂或纤维补强树脂(FRP或CFRP)的板状构材来构成，更可求其轻量化。
有关本发明的自行车用齿轮曲柄，在发明的齿轮曲柄中，该齿轮安装部可能安装内齿轮板及中间齿轮板以及外齿轮板。
有关本发明的自行车用齿轮曲柄，在发明的齿轮曲柄中，齿轮安装部可能安装内齿轮板及中间齿轮板，而在补强部的周缘部形成外齿轮齿。
有关本发明的自行车用齿轮曲柄，在发明的齿轮曲柄中，该齿轮安装部可安装内齿轮板及中间齿轮板，在齿轮安装部的周缘部形成有外齿轮齿。
有关本发明的自行车用齿轮曲柄，在发明的齿轮曲柄中，该齿轮发装部及补强部乃具备有，分别备有卡合部的中心环部，及由中心环部辐射状地延伸的多数的肋部，以及形成于肋部的先端的周边环部，而周边环部的一部份或全部即互相被固定。
有关本发明的自行车用齿轮曲柄，在发明的齿轮曲柄中，安装部的肋部与补强部的肋部互相周方向偏移有半节距地配置而成。
有关本发明的自行车用齿轮曲柄，在发明的齿轮曲柄中，齿轮安装部及补强部，具有分别备有卡合部的中心环部及由中心环部而辐射状地延伸的多数的肋部，肋部的先端互相被固定。
有关本发明的自行车用齿轮曲柄，在发明的齿轮曲柄中，齿轮安装部及补强部的至少一方由合成树脂或纤维强化合成树脂所形成。
下面将依据附图详细说明本发明。
图1为采用本发明的一实施形态的MTB侧面图。
图2为本发明右曲柄正面图。
图3为本发明右曲柄侧面图。
图4为本发明右曲柄部份正面图。
图5为本发明右曲柄部份侧面图。
图6为本发明其他实施形态的右曲柄侧面图。
图7为本发明其他实施形态的右曲柄侧面图。
图8为本发明其他实施形态的右曲柄部份止面图。
图1为采用本发明的一实施形态的MTB侧面图。
图1中，MTB具备构成车体的骨架的菱形车架1。车架1，备有例如将铝管予以Tig熔接构造的车架体2，及于车架体2的前部斜纵轴为中心旋转自如地被支撑，下部分为两叉的前叉3，又MTB具备连结于前叉3的把手部4，及安装于车架体2的下部而将踩踏力变换为驱动力的驱动部5，及旋转自如地支撑于前叉3的后端的前轮6，以及旋转自如地支撑于车架体2的后部的后轮7，以及前后的制动装置8,9。
车架体2具有三角形状的前三角10，及配置于前三角10后方的后三角11。前三角10由，配置于横方向的上管15，及在上管15的下方向前上方地配置的下管16，及接合上管15及下管16的前端的头管17，及接合上管15及下管16后端延伸于斜上方的竖管18所构成。
在竖管18，能上下位置调节地固定有鞍座22的座椅柱23。在竖管18与下管16的接合部形成有吊架部19(图3)。
后三角11由，该前端接合于竖管18而分成两股，延伸于斜下方的后叉20，以及由竖管18的下端朝后方分成两股，接合于后叉20后端的链条支撑杆21所构成。
前叉3的上部，能上下移动地固定有构成把手部4的把手杆25。把手杆25的上端固定有延伸于左右的把手26。
把手26的两端外周嵌合有握把27。在该握把27的内侧安设有备有变换杆的刹车杆28。
驱动部5具备，设于吊架部19的齿轮曲柄部31，及不能旋转地安装于后轮7的自转毂的小齿轮部33，及架挂于齿轮曲柄部31与小齿轮部33之间的链条34，及变速用的前变速器35及后变速器36。
如图2及图3所示，齿轮曲柄31，具有：在其前端安装有踏板40(图1)的右曲柄41及左曲柄(不图示)，及在右曲柄41上分别同心地安装的外齿轮板43，中间齿轮板44，及内齿轮板45，及两端安装两曲柄轴46，以及旋转自如地支撑曲柄轴46的底托架47。底托架47为卡匣型，安装于吊架部19。
右曲柄41以插入于基端的六角孔螺栓48而固定于曲柄轴46，右曲柄41即具有曲柄臂50，安装于曲柄臂50的基端的齿轮安装板51，及补强该齿轮安装板51的补强板52。
曲柄臂50为棒状的构件，避开补强板52状的延伸于径方向外方。曲柄臂50在其基端备有安装曲柄轴46的毂部55，而在其先端备有用于安装踏板40用的螺纹孔(未图示)。毂部55即大致圆筒状的构件，在其中心部有如图5所示的装着于曲柄轴46用的四角孔56。又在毂部55的外周两端部分别形成有、为安装齿轮安装板51及补强板52用的锯齿状切口用外齿57,58。又分别于毂部55的外齿57的内侧外周形成有为固定齿轮安装板51用的公螺纹部59，毂部55的外侧内周形成有为固定补强板52用的母螺纹部60。
补强板52为轻合金制的盘状的板构件。如图2及图3所示，具有中心环部62，及由中心环部62而十字状的辐射状的延伸的中间部去除的肋部63，以及在肋部63的先端所形成的周边环部64。补强板52以螺合于母螺纹部60的备有被削平的轴环72的中空压接构件71而固定于毂部55，中心环部62的中心部如图4所示形成有啮合于锯状齿状切口用外齿58的锯状齿用内齿61。再者中心环部62具有弹性，因此在装着状态下将齿轮安装板51弹拨于内方(图3的左方)。
齿轮安装板51为轻合金制的盘状板构件，与补强板52具有与中心环部62同样的中心环部65，及肋部66以及周边环部67。齿轮安装板51以螺合于公螺纹部59的环状压接构件70而固定于毂部55。齿轮安装板51的肋部66与补强板52的肋部63偏位半节距地予以配置。齿轮安装板51的周边环部67与外齿轮板43一齐以螺栓69系结于补强板的周边环部64。在中心环部65的中心部形成有、啮合于锯齿状切口用外齿57的锯齿状切口用内齿68。齿轮安装板51的肋部66的直径不同的二个圆筒上分别形成有为安装中间齿轮板44及内齿轮板45用的安装部73,74。
又补强板52的锯齿状切口用外齿58及锯齿状切口用内齿61上，以如图4所示形成有，与其他齿的齿宽不同的周方向的定位用的外齿76以及只有与它可啮合的内齿57。又同样的定位用内齿及外齿也形成于齿轮安装板51的锯齿状切口用外齿58及锯齿状切口用内齿68，由周方向的定位使补强板52的肋部63与齿轮安装板51的肋部66配置成可偏位成半节距。
外齿轮板43，中间齿轮板44，内齿轮板45依序直径逐渐变小的环状构件，其外周分别形成42T,32T,22T的齿轮(链轮)齿。
如上构成的齿轮曲柄部31如下述予以组合。
首先在齿轮安装板51安装中间齿轮板44及内齿轮板45。然后于曲柄臂50的毂部55，通过定位用的内齿及外齿在圆周方向上定位，使锯齿状切口用内齿68与同外齿57啮合安装齿轮安装板51。接着将压接构件70螺合于公螺纹部59而将齿轮安装板51固定于毂部55。
齿轮安装板51固定于毂部55之后，将曲柄臂50放置于肋部63之间，将补强板52对向于安装板51地予以配置。此时以定位用内齿75及外齿76而将补强板52定位，可使肋部63得以与齿轮安装板51的肋部66偏位半节距状的予以对向配置。如上述将各肋部偏位半节距的配置的结果，可以平衡上良好地可求轻量化。然后以螺栓69将补强板52的周边环部64固定于齿轮安装板51的周边环部67。此时外齿轮板43也一齐予以固定。在此状态下，补强板52的中心环部62并没有装着于毂部55。而据位于毂部55的外方(图3的右方)。最后将压接构件71螺合于母螺纹部60而将补强板52的中心环部62推压于图3的左方，将锯齿状切口用内齿60啮合于毂部55的外齿58，而将补强板52固定于毂部55。而完成右曲柄41的组合。
将右曲柄41及左曲柄装置于MTB时，起先在吊架部19内螺入底托架47而予以装置。在该底托架47上旋转自如地支撑有曲柄轴46。将底托架47装置妥之后，以六角孔螺栓48将右曲柄41及左曲柄固定于曲柄轴46。
以如上述的装置而成的右曲柄41由于以板状的齿轮安装板51安装各齿轮板43～45，同时安装有固定在齿轮板51的周边部的板状补强板52，因此由补强板52来确保强度及刚性，且藉板状的齿轮安装板51及补强板52而可求曲柄的轻量化。
替代于另体地形成外齿轮43构成，如图6所示，在齿轮安装板51的周缘部形成外齿轮43a亦可，或如图7所示，在补强板52的周缘部形成外齿轮齿43b亦行。采用如此构成时，可削减构件件数，减低装配成本。
在齿轮安装板51及补强板52，以如图8所示，不设置周边环部而只设肋部63,66。由而构成将对向地配置肋部63,66，于肋部63,66的内方安装外齿轮板43亦可。采用此种构成时更可达到曲柄的轻量化。
不是以轻合金制，而采用比轻合金更轻的合成树脂或纤维强化树脂(FRP或CFRP)的板状构件来形成齿轮安装板51或补强构件52亦可。如此更可达到曲柄的轻量化。

Claims (9)

1、一种自行车用齿轮曲柄，其是用于安装多个齿轮板的自行车用齿轮曲柄，其特征在于具有：
曲柄臂，其先端安装踏板，在基端形成有为安装曲柄轴用的筒状毂部；
板状齿轮安装部，具有卡合于上述毂部的外周且形成于中心部的第1卡合部，而在其侧面至少安装一片齿轮板，所述第1卡合部是在齿轮安装板的中心环部的中心部形成的、啮合于锯齿状切口用外齿的锯齿状切口用内齿；以及
板状补强部，其包括：与上述齿轮安装部的第1卡合部在上述曲柄轴的轴方向隔开间隔，而卡合于上述毂部的第2卡合部，其周边部固定于上述齿轮安装部，所述第2卡合部是在补墙板的中心环部形成的、啮合于锯齿状切口用外齿的锯齿状切口用内齿。
2、如权利要求1所述的自行车用齿轮曲柄，其特征在于：上述齿轮安装部安装内齿轮板、中间齿轮板以及外齿轮板。
3、如权利要求1所述的自行车用齿轮曲柄，其特征在于：上述齿轮安装部安装内齿轮板及中间齿轮板，而在上述补强部的周缘部形成有外齿轮齿。
4、如权利要求1所述的自行车用齿轮曲柄，其特征在于：上述齿轮安装部安装内齿轮板及中间齿轮板，其中上述齿轮安装部的周缘部形成有外齿轮齿。
5、如权利要求1或2或3或4中任一项所述的自行车用齿轮曲柄，其特征在于：
上述齿轮安装部具有：带有所述第1卡合部的中心环部、由中心环部辐射状地延伸的多个肋部、以及形成于肋部的先端的周边环部；上述补强部具有：带有所述第2卡合部的中心环部、由中心环部辐射状地延伸的多个肋部、以及形成于肋部的先端的周边环部，而上述周边环部的一部份或全部互相被固定。
6、如权利要求5所述的自行车用齿轮曲柄，其特征在于：上述齿轮安装部的肋部与上述补强部的肋部互相在周方向偏位半节距地被配置。
7、如权利要求1或2或3或4中任一项所述的自行车用齿轮曲柄，其特征在于：
上述齿轮安装部及补强部具有，分别备有卡合部的中心环部，及由中心环部辐射状地延伸的多数的肋部；上述肋部的先端互相被固定。
8、如权利要求6所述的自行车用齿轮曲柄，其特征在于：上述齿轮安装部及补强部的至少一方以合成树脂或纤维强化合成树脂所形成。
9、如权利要求7所述的自行车用齿轮曲柄，其特征在于：上述齿轮安装部及补强部的至少一方以合成树脂或纤维强化合成树脂所形成。
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