CN1521020A - 自行车轮毂 - Google Patents

Abstract

一种自行车轮毂，其设置轮毂轴、轮毂壳体和一对轴承单元。每个轴承单元具有支承在轮毂轴的一个轴端部上的内圈、通过螺纹连接在轮毂壳体的内管状表面上的外圈以及多个布置在内圈和外圈之间的第一滚动构件。最好是，第一止挡环连接在第一内圈和外圈之一上以便形成布置成接触第一内圈和外圈的另一个以便在轮毂轴和轮毂壳体之间安装轴承单元之前防止第一内圈和外圈轴向分开的轴向邻靠件。

Description

自行车轮毂

技术领域

本发明总体涉及一种自行车轮毂。本发明尤其涉及一种具有改进轴承组件的自行车轮毂。

背景技术

骑自行车正在成为日益流行的一种娱乐形式及运输方式。此外，对于业余和职业运动来说，骑自行车已经变成非常流行的竞技体育运动。不管自行车用于娱乐、运输或竞技目的，自行车工业都在不断改进自行车的各种部件以及自行车框架。自行车的一个重要的方面是车轮如何更好地相对于自行车框架转动。因此，重要的是构造低成本并便于组装的车轮，同时保持良好的性能。

自行车上的车轮通常包括带有轮胎的轮缘，轮缘通过多个车条连接到轮毂上。轮毂具有通过一对轴承组件可转动地支承在轴上的轮毂壳体。因此，轴固定在自行车框架上并且轮毂壳体可转动地支承在轴上。车条连接在轮毂壳体和轮缘之间。通常，轮缘通过旋入车条径向外端部上的车条螺母连接在轮毂壳体上。但是，近年来，有些自行车车轮结构具有相反的车条配置使得每个车条具有固定在轮缘上的外部分和固定在轮毂壳体上的螺纹端部。内端部可通过传统车条螺母固定在轮毂壳体上。传统的车轮螺母通常包括头部和内螺纹轴部。

自行车轮毂必须能够抵抗静态和动态负载并同时使得车轮平稳和方便地转动。因此，轮毂可能是自行车车轮的最重要的部件。如果轮毂的轴承不正确安装，车轮不可以平稳和方便地转动。例如，如果过多的轴向压缩作用在轴承上，那么轴承将不平稳转动。同样，当轮毂轴承磨损时，车轮将不平稳和方便地转动。通常，轮毂的轴承通过将其压配合在轮毂壳体的中央通道内来安装在轮毂壳体的端部内。由于轮毂壳体经常由铝制成，在不损坏轮毂壳体的情况下不能拆卸轴承。因此，当轴承磨损时，通常更换整个轮毂。

为此，本领域普通技术人员从此说明书中明白需要一种具有改进轴承组件的自行车轮毂。本发明满足现有技术中的此需要以及其他需要，这对于本领域技术人员从此说明书中将得以明白。

发明内容

因此，本发明的目的在于在提供一种自行车轮毂，其具有出色的传动性能，但结构简单。

本发明的另一目的在于提供一种自行车轮毂，其具有可便于更换但不损坏轮毂壳体的轴承单元。

本发明的再一目的在于提供一种自行车轮毂，其具有作为单个单元相对容易地进行安装的轴承单元。

另一目的是通过高质量自行车轮毂，其以合理的成本相对容易地制造。

本发明的一个方面可基本上通过一种自行车轮毂来获得，该轮毂包括轮毂轴、轮毂壳体、第一轴承单元和第二轴承单元。轮毂轴具有第一轴端部和第二轴端部，其中中心线在第一和第二轴端部之间延伸。轮毂壳体具有第一壳体端部和第二壳体端部，其中内管状表面形成在第一和第二壳体端部之间延伸的中央通道。轮毂轴布置在轮毂壳体的中央通道内。第一轴承单元布置在轮毂轴的第一轴端部和轮毂壳体的第一壳体端部之间以便将轮毂壳体的第一壳体端部可转动地支承在轮毂轴的第一轴端部上。第一轴承单元包括支承在轮毂轴的第一轴端部上的第一内圈、通过螺纹连接在轮毂壳体的内管状表面上的第一外圈和布置在第一内圈和第一外圈之间的多个第一滚动构件。第二轴承单元布置在轮毂轴的第二轴端部和轮毂壳体的第二壳体端部之间以便将轮毂壳体的第二壳体端部可转动地支承在轮毂轴的第二轴端部上。

本发明的另一方面可基本上通过一种自行车轮毂来获得，该轮毂包括轮毂轴、轮毂壳体、第一轴承单元和第二轴承单元。轮毂轴具有第一轴端部和第二轴端部，其中中心线在第一和第二轴端部之间延伸。轮毂壳体具有第一壳体端部和第二壳体端部，其中内管状表面形成在第一和第二壳体端部之间延伸的中央通道。轮毂轴布置在轮毂壳体的中央通道内。第一轴承单元布置在轮毂轴的第一轴端部和轮毂壳体的第一壳体端部之间以便将轮毂壳体的第一壳体端部可转动地支承在轮毂轴的第一轴端部上。第一轴承单元包括支承在轮毂轴的第一轴端部上的第一内圈、通过轮毂壳体的内管状表面支承的第一外圈、布置在第一内圈和第一外圈之间的多个第一滚动构件和连接在第一内和外圈之一上以便形成布置成与第一内和外圈的另一个接触从而在第一轴承单元安装在轮毂轴和轮毂壳体之间之前防止第一内和外圈轴向分开的轴向邻靠件的第一止挡环。第二轴承单元布置在轮毂轴的第二轴端部和轮毂壳体的第二壳体端部之间以便将轮毂壳体的第二壳体端部可转动地支承在轮毂轴的第二轴端部上。

本发明的这些和其他的目的、特征、方面和优点对于本领域技术人员从以下详细说明中将变得清楚，该说明结合附图披露本发明的优选实施例。

附图说明

现对于形成此原始披露一部分的附图进行参考：

图1是具有按照本发明优选实施例的前后自行车轮毂的传统自行车的侧立视图；

图2是按照本发明第一实施例图1所示的前自行车轮毂的立视图，其中上半部以截面图表示；

图3是按照本发明第一实施例图2所示的前自行车轮毂的左端部的立视图，其中上半部以截面图表示；

图4是按照本发明第一实施例图2所示的前自行车轮毂的左轴承单元的立视图，其中上半部以截面图表示；

图5是按照本发明第一实施例图2所示的前自行车轮毂的前轮毂壳体的立视图，其中上半部以截面图表示；

图6是按照本发明第一实施例图2所示的前自行车轮毂的轴承单元的轴管或轴承隔离圈的立视图，其中上半部以截面图表示；

图7是按照本发明第一实施例图2所示的前自行车轮毂的轴承单元的图6所示轴管或轴承隔离圈的右端部立视图，其中上半部以截面图表示；

图8是按照本发明第一实施例图2所示的前自行车轮毂的左轴承单元的内圈或锥体的立视图，其中上半部以截面图表示；

图9是按照本发明第一实施例图2所示的前自行车轮毂的左轴承单元的图8所示内圈的内侧或右端部立视图；

图10是按照本发明第一实施例图2所示的前自行车轮毂的左轴承单元的外圈或杯体的外侧或左端部立视图；

图11是用于按照本发明第一实施例图2所示的前自行车轮毂的左轴承单元的图10所示的外圈或杯体的立视图；

图12是按照本发明第一实施例图2所示的前自行车轮毂的左轴承单元的止挡环或构件的立视图，其中上半部以截面图表示；

图13是按照本发明第一实施例图2所示的前自行车轮毂的左轴承单元的球轴承保持件的内端部立视图；

图14是沿图13截线14-14看到的球轴承保持件的纵向截面图；

图15是按照本发明第一实施例图2所示的前自行车轮毂的左轴承单元的内密封件的立视图，其中上半部以截面图表示；

图16是按照本发明第一实施例图2所示的前自行车轮毂的左轴承单元的密封环的立视图，其中上半部以截面图表示；

图17是图16所示密封环的圆形部分的局部纵向截面图；

图18是用于按照本发明第一实施例图2所示的前自行车轮毂的轴承组件的图12所示的外橡胶密封件的外侧端部立视图；

图19是用于按照本发明第一实施例图2所示的前自行车轮毂的左轴承单元的图18所示的外橡胶密封件的立视图，其中上半部以截面图表示；

图20是用于按照本发明第一实施例图2所示的前自行车轮毂的左轴承单元的图19所示外橡胶密封件的圆形部分的放大局部纵向截面图；

图21是按照本发明第一实施例图2所示的前自行车轮毂的左轴承单元的锁定环的外侧或左端部立视图，其中上半部以截面图表示；

图22是用于按照本发明第一实施例图2所示的前自行车轮毂的左轴承单元的图21所示锁定环的立视图；

图23是按照本发明第二实施例的图1所示后自行车轮毂的局部纵向截面图；

图24是图23所示按照本发明第二实施例的后自行车轮毂的后轮毂壳体的立视图，其中上半部以截面图表示；以及

图25是按照本发明第二实施例的图24所示后轮毂壳体的右端部立视图。

具体实施方式

本发明的所选择的实施例现在将参考附图描述。对于本领域技术人员从此说明书中将明白的是本发明实施例的以下描述只出于说明目的，而不作为限制本发明，本发明由所附权利要求及其等同物限定。

首先参考图1，所示的自行车10具有按照本发明第一实施例的前自行车轮毂12和后自行车轮毂12’。后自行车轮毂12’是可转动的连接在自行车框架16的后叉部分上的的后车轮14’的一部分，同时前轮毂12是可转动地连接在可运动地连接在自行车框架16上的前叉19上的前车轮14的一部分。特别是，前车轮14具有多个从前自行车轮毂12向外延伸到环形前轮缘20的车条18。车条18通过车条螺母(未示出)连接在前轮缘20上，使得车条18内的张力以传统方式调整。充气轮胎22以传统方式安装在前轮缘20的外表面上。类似地，后车轮14’具有多个从后自行车轮毂12’向外延伸到环形后轮缘20’的车条18’。车条18’通过车条螺母(未示出)连接在后轮缘20’上，使得车条18’内的张力以传统方式调整。充气轮胎22’以传统方式安装在后轮缘20’的外表面上。自行车10同样包括以传统方式驱动自行车10的驱动链24。

在所示实施例中，每个前和后车轮14和14’具有32个车条。当然，本领域普通技术人员从此说明书中将明白如果需要和/或希望前和后车轮14和14’可具有比所述车条或多或少的车条。每个车条18和18’具有以传统方式通过车条螺母连接在轮缘20或20’上的外螺纹端部或车条头部和连接到自行车轮毂12或12’上的内弯曲端部。因此，车条18和18’的外端部通过螺纹连接在车条螺母上以便调整车条18和18’内的张力。

轮缘20和20’通过例如本领域公知的那些材料的大致刚性材料制成。例如，轮缘20和20’可由例如电镀钢、不锈钢、铝、镁或钛的适当金属材料制成，以及由可用于自行车车轮上的例如碳纤维成分的其他非金属材料制成。轮缘20和20’是相对传统的。因此，轮缘20和20’将不在这里详细说明或描述。

此外，由于自行车10的大多数部件在本领域公知，除了与本发明的轮毂12和12’相关的部件之外，自行车10的这些部件将不在这里详细说明或描述。此外，没有在这里详细说明和/或描述的例如制动器、拨链器、附加链轮等的传统自行车部件同样结合本发明使用。

前轮毂12

现在参考图2～20，前轮毂12基本上包括轮毂轴组件31、轮毂壳体32和一对轴承33a和33b。轴承33a和33b旋入轮毂壳体32的相对端部以便将轮毂壳体32可转动地支承在轮毂轴组件31上，如下面说明。任选地，盘形制动转子(未示出)可通过轮毂壳体32左侧上的例如在授予Kanehisa(转让给Shimano，Inc)的美国专利号6,371,252中披露的保持或锁定环连接在自行车轮毂12上。在图2内，为了便于说明，锁定环没有安装在轮毂壳体32的左端部上。但是，锁定环34a(图21和22)安装在轮毂壳体32的右端部上。

如图2清楚所示，轮毂轴组件31基本上包括轮毂轴或心轴40(图2)和轴管或轴承隔离圈42(图6和7)。轮毂轴组件31通过轴承33a和33b可转动地支承轮毂壳体32的轮毂轴或心轴31。如图2清楚所示，轮毂轴40包括硬刚性管状构件51和紧固螺栓52。管状构件51包括右端部上的外螺纹51a和左端部上的内螺纹51b以便通过螺纹容纳紧固螺栓52。外螺纹51a旋入自行车框架16的前叉19的孔19a。紧固螺栓52接触自行车框架16的前叉19以便将轮毂轴组件31固定其上。本领域普通技术人员从此说明书中将明白轮毂轴40可构造成单一整体构件。换言之，本领域普通技术人员从此说明书中将明白管状构件51和紧固螺栓52可一起构造成单一整体构件。

还参考图2，轴承隔离圈42是同心安装在轮毂轴40的管状构件51上的管状构件。轴承隔离圈42具有分别与轴承33a和33b的内端部接触的第一和第二轴端部53和54。轴承隔离圈42有助于轮毂轴40的组装。最好是，轴承隔离圈42的自由端部53和54是台阶形以便与轴承33a和33b的内端部分叠置。轴承隔离圈42的自由端部53和54具有在轴向上相对的环形邻靠表面53a和54a。

现在转向图2和5，现在将描述轮毂壳体32。最好是，轮毂壳体32最好形成单一整体构件。本领域普通技术人员从此说明书中将明白轮毂壳体32可通过例如本领域公知的那些材料的大致刚性材料制成。例如，轮毂壳体32可由例如电镀钢、不锈钢、铝、镁或钛的适当金属材料制成，以及由例如碳纤维成分、陶瓷或塑料的其他非金属材料制成。当然，如果需要和/或希望，轮毂壳体32可由不同材料制成的多个部件构成。

参考图5，轮毂壳体32具有第一或左壳体端部32a和第二或右壳体端部32b，其中中央管状部分32c位于其中。第一和第二轮毂壳体端部32a和32b与中央管状部分32c整体形成单一整体构件。轮毂壳体32是具有形成在第一和第二壳体端部32a和32b之间延伸的中央内部通道的内管状表面。轮毂轴40布置在轮毂壳体32的中央内通道内。第一和第二轴承33a和33b将轮毂壳体32可转动地支承在轮毂轴40上以便相对于轮毂轴40转动轮毂壳体32。

第一壳体端部32a具有第一车条连接部分或凸缘32d和制动转子连接部分32e，同时第二壳体端部32b具有第二车条连接部分或凸缘32f。第一车条凸缘32d最好是具有多个第一车条孔32g(例如在所示实施例中有16个，但在图5中只表示两个)的环形构件。在此实施例中，第一车条孔32g围绕以轴线O为中心的假想圆以等间距隔开。第一车条孔32g布置成容纳车条18的弯曲端部。类似地，第二车条凸缘32f最好是在第二车条凸缘32f上具有多个第二车条孔32h以便容纳车条18的弯曲端部的环形构件。第二车条孔32h相对于第一车条孔32g在周向上偏置，使得第一和第二车条孔32g和32h不轴向对齐。在所示实施例中，第二车条孔32h围绕以轮毂轴组件31的中心轴线O为中心的假想圆以等间距隔开。因此，轮缘20通过车条18连接在第一和第二车条凸缘32d和32f上。因此，自行车轮毂12设计成具有从第一和第二车条凸缘32d和32f以总体切向向外延伸的车条18。

第一和第二车条连接部分32a和32b和制动转子连接部分32e与轮毂壳体32整体形成单一整体构件。特别是，第一轮毂壳体端部32a具有第一车条凸缘32d和整体安装其上的制动转子连接部分32e，同时第二轮毂壳体端部32b具有整体安装其上的第二车条凸缘32f。

制动转子连接部分32e与轮毂壳体32的第一轮毂壳体端部32a整体形成单一整个构件。制动转子连接部分32e同样靠近第一车条凸缘32d布置在第一轮毂壳体端部32a处。制动转子连接部分32e是管状构件，其具有管状区段，该区段具有从管状区段径向向外延伸的外花键32i和环形邻靠凸缘32j。环形邻靠凸缘32j与制动转子连接部分32e的管状区段的自由端部隔开。制动转子连接部分32e的管状区段还具有带有第一组内螺纹32k的环形内表面。制动转子连接部分32e的轴向延伸的外花键32i不可转动地与盘形制动转子(未示出)接合。制动转子连接部分32e的内螺纹32k通过螺纹接合锁定环。因此，盘形制动转子可通过锁定环不可转动地固定在制动转子连接部分32e上。此锁定环还将有助于防止第一轴承33a从轮毂壳体32上脱落。

在轮毂壳体32的左端部，轮毂壳体32的内管状表面还包括具有第一组内螺纹32k的第一台阶形端部、第一轴向邻靠表面32m、第二组内螺纹32n和第二轴向邻靠表面32o。内螺纹32n将第一轴承33a牢固地固定在第一壳体端部32a上，如下面描述。最好是，内螺纹32k是右旋螺纹，同时内螺纹32n是左旋螺纹。

在轮毂壳体32的右端部，轮毂壳体32的内管状表面包括具有第一组内螺纹32p的第二台阶形部分、第一轴向邻靠表面32q、第二组内螺纹32r和第二轴向邻靠表面32s。第二壳体端部32b的内螺纹32r通过螺纹容纳锁定环34a(图2、21和22)。第二内螺纹32r将第二轴承33b牢固地固定在第二壳体端部32b上。最好是，内螺纹32p是右旋螺纹，同时内螺纹32r是左旋螺纹。

如上所述，第一和第二轴承33a和33b相对于轮毂轴40和轴承隔离圈42两者可转动地支承轮毂壳体32。现在参考图3和4，将更详细地描述第一轴承22a。第二轴承33b大致与轴承33a相同，但安装在轮毂12的相对侧上。因此，在这里只将描述和说明第一轴承33a。

第一轴承33a布置在轮毂轴40的第一轴端部40a和轮毂壳体32的第一壳体端部32a之间以便将轮毂壳体32的第一壳体端部32a可转动地支承在轮毂轴40的第一轴端部40a上。第一或左侧轴承33a基本上包括多个布置在支承在轮毂轴40的第一轴端部40a上的第一内圈或锥体61和通过螺纹连接在轮毂壳体32的第一壳体端部32a的内螺纹32n上的第一外圈或杯体62之间的第一滚动构件或球60。第一内和外圈61和62以及球60通过开口卡环或止挡环63作为单个轴承保持在一起。第一轴承33a还包括球轴承保持件64、内密封件65、密封环66和外橡胶密封件67。部件64、65、66和67是相对传统的部件，并且这些部件将不在这里详细描述。

如图8和9所示，第一内圈61是包括轴向和径向接触第一滚动构件60的第一外部倾斜支承表面61a使得第一外部倾斜支承表面61a在内周区域和轴向端部面区域接触并支承每个第一滚动构件60。第一外部倾斜支承表面61a总体面向外并朝向轮毂壳体32的第二轴端部32b。第一内圈61的外周表面同样具有环形凹口或凹槽61以便在其中容纳制动环63。换言之，制动环63径向膨胀以便卡扣在第一内圈61的凹槽61b中。内圈61还包括台阶形孔61c，其最小直径确定成使得内圈61可在轴40的管状构件51的外周表面上滑动。

如图10和11所示，第一外圈62是包括在与第一外部倾斜支承表面61a相对的一侧轴向和径向接触第一滚动构件60的第一内部倾斜支承表面62a的杯体，使得第一内部倾斜支承表面62a在外周区域和轴向端部面区域接触并支承每个第一滚动构件60。第一内部倾斜支承表面62a总体面向内并离开轮毂壳体32的第二轴端部32b。第一外圈62同样具有第一外周表面，其具有与形成在轮毂壳体32的内管状表面上的第一内螺纹32n通过螺纹接合的第一外螺纹62b。第一外圈或杯体62在其轴向端部上还具有四个缺口62c以便容纳工具从而将第一外圈62安装在轮毂壳体32上。第一外圈62的另一轴向端部具有其尺寸可容纳第一内圈61的一部分的开口62d。最后，具有开口62d的第一外圈62的轴向端部还具有接触轮毂壳体32的轴向邻靠表面32o的轴向端部面邻靠表面62e。

如图13和14所示，球轴承保持件64具有其尺寸确定成可在其中容纳并保持滚动构件或球60之一的多个开口64a。球轴承保持件64最好由例如金属材料的硬刚性材料制成。此外，球轴承保持件64最好是单一整体构件。

现在参考图15，内密封件65具有L形截面，其具有第一轴向延伸部分65a和第二径向延伸部分65。最好是，内密封件65由刚性金属材料制成，并构造成单一整体构件。

如图16和17所示，内密封件66最好由两件制成。特别是，密封环66具有由嵌置在弹性密封部分66b中的刚性金属材料制成的圆形垫片66a。弹性密封部分66b其尺寸设定成接触第一外圈62的内周表面和内密封件65的轴向延伸部分65a。

如图18-20所示，橡胶密封件67包括环状环形部分67a，其具有以90度隔开的四个径向延伸突片67b。突片67b容纳在第一外圈62的缺口62c中以便将橡胶密封件68固定在第一外圈62上。环状环形部分67a具有其尺寸确定成接触第一内圈61的外周部分的内开口。最好是，环状环形部分67a的内区段在橡胶密封件67安装在第一内和外圈61和62之间时略微变形。

如图21和22所示，锁定环34a具有外周表面，其具有与轮毂壳体32的内螺纹32p和内部花键开口36接合的开口35。花键开口36设计成容纳安装锁定环34a的工具。

再参考图2，第二或右侧轴承33b布置在轮毂轴40的第二轴端部40b和轮毂壳体32的第二壳体端部32b之间以便将轮毂壳体32的第二壳体端部32b可转动地支承在轮毂轴40的第二轴端部40b上。轴承33b基本上包括多个布置在支承在轮毂轴40的第二轴端部40b上的第二内圈或锥体71和通过螺纹连接在轮毂壳体32的第二内螺纹32r上的第二外圈或杯体72之间的第二球70。第二内和外圈71和72以及第二球70通过开口卡环或止挡环73作为单个轴承保持在一起。第二轴承33b还包括球轴承保持件74、内密封件75、密封环76和外橡胶密封件77。部件74、75、76和77是相对传统的部件，并且这些部件将不在这里详细描述。

第二内圈71包括轴向和径向接触第二滚动构件70的第二外部倾斜支承表面71a使得第二外部倾斜支承表面71a在内周区域和轴向端部面区域接触并支承每个第二滚动构件70。第二外部倾斜支承表面71a总体面向外并朝向轮毂壳体32的第一轴端部32a。

第二外圈72还包括在与第二外部倾斜支承表面71a相对的一侧轴向和径向接触第二滚动构件70的第二内部倾斜支承表面72a，使得第二内部倾斜支承表面72a在外周区域和轴向端部面区域接触并支承每个第二滚动构件70。第二内部倾斜支承表面72a总体面向内并离开轮毂壳体32的第一轴端部32a。第二外圈72具有第二外周表面，其具有与形成在轮毂壳体32的内管状表面上的第二内螺纹32r通过螺纹接合的第二外螺纹72b。

当轮毂组件31紧固时，前叉19分别在第一和第二轴承33a和33b的第一和第二内圈61和71上直接作用轴向压缩力。特别是，前叉19直接接触第一和第二内圈61和71的外端部，同时第一和第二外圈62和72直接接触邻靠表面32o和32s以便直接在第一和第二轴承33a和33b上作用轴向压缩力。一旦获得所需的轴向压缩，在前叉19的左腿和轴40之间延伸的固定螺栓(未示出)可用来保持第一和第二轴承33a和33b上所需的轴向压缩量。作为选择，在前叉19的右腿可由在轴40上作用夹紧力的固定螺栓(未示出)分开，从而可用来保持第一和第二轴承33a和33b上所需的轴向压缩量。

后轮毂12’

现在参考图23～25，自行车轮毂12’基本上具有轮毂轴组件131、轮毂壳体132、一对轴承133a和133b以及容纳后链轮28的飞轮。轴承133a和133b将轮毂壳体132可转动地支承在轮毂轴组件131上，如下面描述。考虑到前轮毂12和后轮毂12’之间的相似性，为了简明起见，将缩短后轮毂12’的描述。

轮毂轴组件131基本上包括轴或心轴140、轴套筒或轮毂轴142、左轮毂端盖或构件144、右轮毂端盖或构件146以及轮毂轴螺母148。轮毂轴组件131通过轴承133a和133b以及飞轮134可转动地支承轮毂壳体132。如下面描述，飞轮134将轮毂壳体132相对于轮毂轴组件131的转动限制在一个转动方向上。

如图23清楚示出，心轴140是硬刚性构件，其包括轴部151和头部152。轴部151和头部152最好由适当硬刚性材料整体形成单一整体构件。心轴140和轮毂轴螺母148接触自行车框架16以便将轮毂轴组件131固定其上。轴部151具有带有螺纹区段151b的第一轴端部151a和第二轴端部151c，其中头部152固定连接在第二轴端部151c上。中心轴线O纵向延伸在第一和第二轴端部151a和151c之间。

心轴140的头部152构造有工具接合表面152a。头部152的工具接合表面152a是具有非圆形横向截面(最好是六边形截面)的轴向延伸的盲孔。

轮毂轴142是同心安装在心轴140上的管状构件。轮毂轴142具有带有外螺纹142b的第一端部142a、环形邻靠件142c和第二端部142d，其中飞轮134固定连接其上。轮毂轴142的外螺纹142b容纳一对锁定螺母153。锁定螺母153将轴承133a和133b保持在轮毂壳体132和轮毂轴142之间。轮毂轴142具有在其中容纳心轴140的中心孔142e。如上所述，第一和第二轴承133a和133b相对于心轴140和轮毂轴142两者可转动地支承轮毂壳体132。环形邻靠件142c轴向支承第二轴承133b的外端部使得第一和第二轴承133a和133b旋在轮毂轴142的外螺纹142b上时通过锁定螺母153将轴向压缩力作用在第一和第二轴承133a和133b上。

如图24和25所示，最好是，轮毂壳体132最好形成为单一整体构件。本领域普通技术人员从此说明书中将明白轮毂壳体132可由例如本领域公知的那些材料的任何大致刚性的材料制成。例如，轮毂壳体132可由例如电镀钢、不锈钢、铝、镁或钛的适当金属材料制成，以及由例如碳纤维成分、陶瓷或塑料的其他非金属材料制成。当然，如果需要和/或希望，轮毂壳体132可由不同材料制成的多个部件构成。

轮毂壳体132具有第一或左壳体端部132a和第二或右壳体端部132b，其中中央管状部分132c位于其中。第一和第二轮毂壳体端部132a和132b与中央管状部分132c整体形成单一整体构件。轮毂壳体132是具有形成在第一和第二壳体端部132a和132b之间延伸的中央内部通道的内管状表面。心轴140和轮毂轴142布置在轮毂壳体132的中央内通道内。第一和第二轴承133a和133b通过轮毂轴142将轮毂壳体132可转动地支承在心轴140上以便相对于心轴140和轮毂轴142转动轮毂壳体132。

第一壳体端部132a具有第一车条连接部分或凸缘132d和制动转子连接部分132e，同时第二壳体端部132b具有第二车条连接部分或凸缘132f和可操作地连接其上的飞轮134。因此轮缘20’通过车条18’连接在第一和第二车条凸缘132d和132f上。第一车条凸缘132d最好是具有多个第一车条孔132g(在图23中只表示两个)的环形构件。在此实施例中，第一车条孔132g围绕以轴线O为中心的假想圆以等间距隔开。第一车条孔132g布置成容纳车条18的弯曲端部。类似地，第二车条凸缘132f最好是在第二车条凸缘132f上具有多个第二车条孔132h以便容纳车条18的弯曲端部的环形构件。在所示实施例中，第二车条孔32h围绕以轮毂轴组件31的中心轴线0为中心的假想圆以等间距隔开。因此，自行车轮毂12’设计成具有从第一和第二车条凸缘132d和132f以总体切向向外延伸的车条18。

第一和第二车条连接部分132a和132b和制动转子连接部分132e与轮毂壳体132整体形成单一整体构件。特别是，第一轮毂壳体端部132a具有第一车条凸缘132d和整体安装其上的制动转子连接部分132e，同时第二轮毂壳体端部132b具有整体安装其上的第二车条凸缘132f。

制动转子连接部分132e与轮毂壳体132的第一轮毂壳体端部132a整体形成单一整个构件。制动转子连接部分132e同样靠近第一车条凸缘132d布置在第一轮毂壳体端部132a处。制动转子连接部分132e是管状构件，其具有管状区段，该区段具有从管状区段径向向外延伸的外花键132i和环形邻靠凸缘132j。环形邻靠凸缘132j与制动转子连接部分132e的管状区段的自由端部隔开。制动转子连接部分132e的管状区段还具有带有第一组内螺纹132k的环形内表面。制动转子连接部分132e的轴向延伸的外花键132i不可转动地与盘形制动转子(未示出)接合。制动转子连接部分132e的内螺纹132k通过螺纹接合例如在授予Kanehisa的美国专利号6,371,252(转让给Shimano，Inc)中披露的锁定环。因此，盘形制动转子可通过锁定环不可转动地固定在制动转子连接部分132e上。此锁定环还将有助于防止第一轴承133a从轮毂壳体32上脱落。

在轮毂壳体132的左端部，轮毂壳体132的内管状表面还包括第一台阶形端部，其具有第一组内螺纹132k、第一轴向邻靠表面132m、第二组内螺纹132n和第二轴向邻靠表面132o。内螺纹132n将第一轴承133a以与第一实施例(轴承133a)相同的方式牢固地固定在第一壳体端部132a上。最好是，内螺纹132k是右旋螺纹，同时内螺纹132n是左旋螺纹。

在轮毂壳体132的右端部，轮毂壳体132的内管状表面包括第二台阶形部分，其具有一组内花键132p、第一轴向邻靠表面132q、一组内螺纹132r和第二轴向邻靠表面132s。第二壳体端部132b的内花键132p容纳飞轮134的一部分。内螺纹132r将第二轴承133b牢固地固定在第二壳体端部132b上。最好是，内螺纹132r是右旋螺纹。

左轮毂端盖144上具有环形端部凸缘144a和管状区段144b的管状构件。左轮毂端盖144固定地连接在轮毂轴142的第一端部142a上。最好是，左轮毂端盖144压配合在轮毂轴142的第一端部142a的中心孔142e中。端部凸缘144a最好具有比第二管状区段144b大的直径以便形成与轮毂轴142的第一端部142a的轴向端部表面接触的径向邻靠表面144c。第二管状区段144b具有其尺寸确定成在轮毂轴142的第一端部142a处滑动地容纳在轮毂轴142的中心孔142e中的外直径。左轮毂端盖144具有其尺寸确定成在其中滑动容纳心轴140的轴部151的中心孔144d。因此，心轴140可便于从轮毂轴142上拆卸以便更换后拨链器20。

最好是，管状区段144b的外表面具有环形凹口144e，其中定位有弹性O形圈或密封构件144f。密封构件144f将左轮毂端盖144摩擦地保持在轮毂轴142的第一端部142a的中心孔142e中。密封构件144f同样在管状区段144b的外表面的界面和轮毂轴142的中心孔142e的内表面之间形成密封件。因此，左轮毂端盖144可便于滑动出入轮毂轴142的中心孔142e。端部凸缘144a具有比轮毂轴142的外螺纹142b的内螺纹直径大的外直径，以便在框架16接触端部凸缘144a的此宽接触表面时限制锁定螺母153的轴向运动。由于左轮毂端盖144只摩擦保持在轮毂轴142的中心孔142e中，左轮毂端盖144可便于拆卸以便松开锁定螺母153。

右轮毂端盖146是固定地连接在轮毂轴142的第二端部142d上的杯形构件。飞轮134通过右轮毂端盖146保持在轮毂轴142上。基本上，右轮毂端盖146具有内台阶形管状表面146a，在其内轴向端部具有向外延伸的凸缘146b。最好是，向外延伸的凸缘146b其尺寸确定成大致密封飞轮134的外轴向端部。因此，右轮毂端盖146可便于滑动到轮毂轴142上并离开轮毂轴142。换言之，由于右轮毂端盖146只摩擦保持在轮毂轴142上，右轮毂端盖146可便于连接并拆卸以便安装和更换飞轮134。

最好是，内管状表面146a具有环形凹口146c，其中定位有弹性O形圈或密封构件146d。密封构件146d将右轮毂端盖146摩擦地保持在轮毂轴142的第二端部142d上。密封构件146d还在轮毂轴142的第二端部142d的外表面的界面和内管状表面146a之间形成密封件。

轮毂轴螺母148是包括螺纹孔148a的硬刚性单一整体构件。螺纹孔148a与轴部151的螺纹区段151b通过螺纹接合。以便将自行车轮毂轴组件131固定在自行车框架16上。

当锁定螺母153旋在轮毂轴142的外螺纹142b上时，轴向压缩力分别直接作用在第一和第二轴承133a和133b的第一和第二内圈161和171上。特别是，锁定螺母153之一直接接触第二轴承133b的第二内圈171以便将轴向压缩力直接作用在第一和第二轴承133a和133b的第一和第二内圈161和171上。因此，可以紧固锁定螺母153以便补偿第一和第二轴承133a和133b的磨损。

飞轮134可操作地连接在心轴140的第二端部和轮毂壳体132的第二端部之间。飞轮134是相对传统的，并且因此将不在这里详细描述和说明。飞轮134局部凹入到第二车条凸缘132f中。特别是，第二车条凸缘132f具有通过内花键132p形成的凹入区域，内花键与内通道132c同心以便容纳飞轮134的内部分。换言之，第二车条凸缘132f与飞轮134的内部分叠置。

飞轮134以相对传统的方式连接在轮毂壳体132上。链轮28以传统方式安装在飞轮134上，使得链轮28的转动造成飞轮134的转动。飞轮134的转动继而转动轮毂壳体132。飞轮134基本上包括主动圆柱体180、被动圆柱体182、多方向转动传动机构186和一对通过圆柱形隔离圈190在轴向上隔开的球轴承188。

主动圆柱体180是具有外周表面的管状构件，其中在其外端部形成多个轴向延伸的花键180a并在其内端部上连接多个传动爪180b(在图23中只示出一个)。主动圆柱体180的内周表面通过球轴承188可转动地支承在轮毂轴142上。传动爪180b形成多方向转动传动机构186的一部分。因此，主动圆柱体180的内轴向端部通过多向转动传动机构186可操作地连接在被动圆柱体上。花键180a将车条28不可转动地连接在主动圆柱体180的外周表面上。因此，链轮28安装在主动圆柱体180上以便通过多方向转动传动机构186将扭矩传递到轮毂壳体132上。

被动圆柱体182具有固定在形成在轮毂壳体132的第二壳体端部132b上的花键132p的内周表面上。被动圆柱体182具有内周表面，其带有形成多方向转动传动机构186的第二部分的锯齿形齿182a。这些锯齿形齿182a通过传动爪180b以传统方式接合。因此，多方向转动传动机构186由形成可操作地连接在主动圆柱体180和被动圆柱体182之间的单向离合器的传动爪182b和锯齿形齿182a构成。由于主动圆柱体180的正向转动出现的离心力，传动爪180b径向向外运动以便与锯齿形齿182a接合。传动爪180b和锯齿形182a的接合将驱动动力或扭矩从飞轮134传递到与被动圆柱体182花键接合的轮毂壳体132上。

如上所述，球轴承188将被动圆柱体182可转动地支承在轮毂轴142上，使得被动圆柱体182和轮毂壳体132相对于主动圆柱体180在一个方向上转动。换言之，被动圆柱体182通过多方向转动传动机构186和球轴承188调整成相对于主动圆柱体180在一个方向上自由转动。

如上使用，以下方向术语“向前”、“向后”、“之上”、“向下”、“垂直”、“水平”、“之下”和“横向”以及其他类似的方向术语旨在表示装备本发明的装置的方向。因此，用来描述本发明的这些术语应相对于装备本发明的装置进行解释。

这里使用的术语“大致”、“大约”和“近似”意味所修饰术语的偏差量，使得最终结果不显著改变。如果此偏差不否定其修饰词汇的含义，这些术语应看成包括所修饰术语的至少正负5％的偏差。

在只选择所选实施例描述本发明的同时，对于本领域技术人员从此说明书中将明白的是可进行不同的改型和变型而不超出所附权利要求限定的本发明的范围。另外，本发明实施例的上述描述只用作说明，并不用于限制由所附权利要求及其等同物限定的本发明。

Claims (20)

1.一种自行车轮毂，其包括：

具有第一轴端部和第二轴端部的轮毂轴，其中中心轴线在第一和第二轴端部之间延伸；

具有第一壳体端部和第二壳体端部的轮毂壳体，其具有形成在第一和第二壳体端部之间延伸的中央通道的内管状表面，轮毂轴布置在轮毂壳体的中央通道内；

布置在轮毂轴的第一轴端部和轮毂壳体的第一壳体端部之间以便将轮毂壳体的第一壳体端部可转动地支承在轮毂轴的第一轴端部上的第一轴承单元，第一轴承单元包括：

支承在轮毂轴的第一轴端部上的第一内圈；

通过螺纹连接在轮毂壳体的内管状表面上的第一外圈；以及

布置在轮毂轴的第二轴端部和轮毂壳体的第二壳体端部之间以便将轮毂壳体的第二壳体端部可转动地支承在轮毂轴的第二轴端部上的第二轴承单元。

2.如权利要求1所述的自行车轮毂，其特征在于，

第一内圈是内锥体，其包括面向第二轴端部并接触第一滚动构件的一个轴向侧部的第一外部倾斜支承表面，使得第一外部倾斜支承表面在内周区域和轴向端部面区域处接触并支承每个第一滚动构件；以及

第一外圈是外杯体，其包括面向第一轴端部并在与第一内部倾斜支承表面相对的轴向一侧上接触第一滚动构件的第一内部倾斜支承表面，使得第一内部倾斜支承表面在外周区域和轴向端部面区域接触并支承每个第一滚动构件。

3.如权利要求1所述的自行车轮毂，其特征在于，

第一外圈具有第一外周表面，其具有与形成在轮毂壳体的内管状表面上的第一内螺纹通过螺纹接合的第一外螺纹。

4.如权利要求1所述的自行车轮毂，其特征在于，

第一外圈在其轴向端部上具有构造成容纳工具以便转动第一外圈的第一工具接合结构。

5.如权利要求1所述的自行车轮毂，其特征在于，

第二轴承单元包括由轮毂轴的第二轴端部支承的第二内圈，通过螺纹连接在轮毂壳体的内管状表面上的第二外圈以及多个布置在第二内圈和第二外圈之间的第二滚动构件。

6.如权利要求5所述的自行车轮毂，其特征在于，

第一内圈是内锥体，其包括面向第二轴端部并接触第一滚动构件的一个轴向侧部的第一外部倾斜支承表面，使得第一外部倾斜支承表面在内周区域和轴向端部面区域处接触并支承每个第一滚动构件；以及

第一外圈是外杯体，其包括面向第一轴端部并在与第一外部倾斜支承表面相对的轴向一侧上接触第一滚动构件的第一内部倾斜支承表面，使得第一内部倾斜支承表面在外周区域和轴向端部面区域接触并支承每个第一滚动构件；

第二内圈是内锥体，其包括面向第一轴端部并接触第二滚动构件的一个轴向侧部的第二外部倾斜支承表面，使得第二外部倾斜支承表面在内周区域和轴向端部面区域处接触并支承每个第二滚动构件；以及

第二外圈是外杯体，其包括面向第二轴端部并在与第二外部倾斜支承表面相对的轴向一侧上接触第二滚动构件的第二内部倾斜支承表面，使得第二内部倾斜支承表面在外周区域和轴向端部面区域接触并支承每个第二滚动构件。

7.如权利要求6所述的自行车轮毂，其特征在于，其还包括：

连接在轮毂轴的第一轴端部上并布置成轴向接触第一轴承的第一内圈的第一轴向压缩结构；

连接在轮毂轴的第二轴端部上并布置成轴向接触第二轴承的第二轴向压缩结构；以及

布置在轮毂轴的外周上的轴承隔离圈，轴承隔离圈具有接触第一轴承的第一内圈的第一隔离圈端部和接触第二轴承的第二隔离圈端部。

8.如权利要求7所述的自行车轮毂，其特征在于，

第一外圈具有第一外周表面，其具有与形成在轮毂壳体的内管状表面上的第一内螺纹通过螺纹接合的第一外螺纹；以及

第二外圈具有第二外周表面，其具有与形成在轮毂壳体的内管状表面上的第二内螺纹通过螺纹接合的第二外螺纹。

9.如权利要求1所述的自行车轮毂，其特征在于，其还包括：

连接在轮毂轴的第一轴端部上并布置成轴向接触第一轴承的第一内圈的第一轴向压缩结构；

连接在轮毂轴的第二轴端部上并布置成轴向接触第二轴承的第二内圈的第二轴向压缩结构。

10.如权利要求1所述的自行车轮毂，其特征在于，其还包括：

布置在轮毂轴的外周上的轴承隔离圈，轴承隔离圈具有与第一轴承的第一内圈接触的第一隔离圈端部和接触第二轴承的第二隔离圈端部。

11.如权利要求8所述的自行车轮毂，其特征在于，

第一外圈在其轴向端部上具有构造成容纳工具以便转动第一外圈的第一工具接合结构；以及

第二外圈在其轴向端部上具有构造成容纳工具以便转动第二外圈的第二工具接合结构。

12.一种自行车轮毂，其包括：

具有第一轴端部和第二轴端部的轮毂轴，其中中心轴线在第一和第二轴端部之间延伸；

具有第一壳体端部和第二壳体端部的轮毂壳体，其具有形成在第一和第二壳体端部之间延伸的中央通道的内管状表面，轮毂轴布置在轮毂壳体的中央通道内；

布置在轮毂轴的第一轴端部和轮毂壳体的第一壳体端部之间以便将轮毂壳体的第一壳体端部可转动地支承在轮毂轴的第一轴端部上的第一轴承单元，第一轴承单元包括：

通过轮毂轴的第一轴端部支承的第一内圈；

通过轮毂壳体的内管状表面支承的第一外圈；

多个布置在第一内圈和第一外圈之间的第一滚动构件；

连接在第一内圈和外圈之一上以便形成布置成与第一内圈和外圈的另一个接触从而在在轮毂轴和轮毂壳体之间安装第一轴承单元之前防止第一内圈和外圈轴向分开的第一止挡环；以及

布置在轮毂轴的第二轴端部和轮毂壳体的第二壳体端部之间以便将轮毂壳体的第二壳体端部可转动地支承在轮毂轴的第二轴端部上的第二轴承单元。

13.如权利要求12所述的自行车轮毂，其特征在于，

第一内圈是内锥体，其包括面向第二轴端部并接触第一滚动构件的一个轴向侧部的第一外部倾斜支承表面，使得第一外部倾斜支承表面在内周区域和轴向端部面区域处接触并支承每个第一滚动构件；以及

第一外圈是外杯体，其包括面向第一轴端部并在与第一外部倾斜支承表面相对的轴向一侧上接触第一滚动构件的第一内部倾斜支承表面，使得第一内部倾斜支承表面在外周区域和轴向端部面区域接触并支承每个第一滚动构件。

14.如权利要求12所述的自行车轮毂，其特征在于，

第一止挡环是位于形成在第一内圈内的凹槽中的开口环。

15.如权利要求12所述的自行车轮毂，其特征在于，

第一外圈具有第一外周表面，其具有与形成在轮毂壳体的内管状表面上的第一内螺纹通过螺纹接合的第一外螺纹。

16.如权利要求12所述的自行车轮毂，其特征在于，

第二轴承单元包括由轮毂轴的第二轴端部支承的第二内圈，由轮毂壳体的内管状表面支承的第二外圈，多个布置在第二内圈和第二外圈之间的第二滚动构件，连接在第二内圈和外圈之一上以便形成布置成接触第二内圈和外圈的另一个从而在轮毂轴和轮毂壳体之间安装第二轴承单元之前防止第二内圈和外圈轴向分开的轴向邻靠件的第二止挡环。

17.如权利要求16所述的自行车轮毂，其特征在于，

第一内圈是内锥体，其包括面向第二轴端部并接触第一滚动构件的一个轴向侧部的第一外部倾斜支承表面，使得第一外部倾斜支承表面在内周区域和轴向端部面区域处接触并支承每个第一滚动构件；以及

第一外圈是外杯体，其包括面向第一轴端部并在与第一外部倾斜支承表面相对的轴向一侧上接触第一滚动构件的第一内部倾斜支承表面，使得第一内部倾斜支承表面在外周区域和轴向端部面区域接触并支承每个第一滚动构件；

第二内圈是内锥体，其包括面向第一轴端部并接触第二滚动构件的一个轴向侧部的第二外部倾斜支承表面，使得第二外部倾斜支承表面在内周区域和轴向端部面区域处接触并支承每个第二滚动构件；以及

第二外圈是外杯体，其包括面向第二轴端部并在与第二外部倾斜支承表面相对的轴向一侧上接触第二滚动构件的第二内部倾斜支承表面，使得第二内部倾斜支承表面在外周区域和轴向端部面区域接触并支承每个第二滚动构件。

18.如权利要求16所述的自行车轮毂，其特征在于，

第一止挡环是位于形成在第一内圈内的凹槽中的开口环；以及

第二止挡环是位于形成在第二内圈内的凹槽中的开口环。

19.如权利要求16所述的自行车轮毂，其特征在于，

第一外圈具有第一外周表面，其具有与形成在轮毂壳体的内管状表面上的第一内螺纹通过螺纹接合的第一外螺纹；以及

第二外圈具有第二外周表面，其具有与形成在轮毂壳体的内管状表面上的第二内螺纹通过螺纹接合的第二外螺纹。

20.如权利要求16所述的自行车轮毂，其特征在于，

第一外圈在其轴向端部上具有构造成容纳工具以便转动第一外圈的第一工具接合结构；以及

第二外圈在其轴向端部上具有构造成容纳工具以便转动第二外圈的第二工具接合结构。

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