TW200838727A - Bicycle shaft component - Google Patents

Description

200838727 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明槪括而言相關於自行車軸組件。 本發明相關於具有管狀外部構件及附著在管 由重量較輕的材料構成的內部構件的自行車 【先前技術】 騎自行車正成爲日益流行的娛樂形式以 另外，騎自行車對於業餘愛好者及專業人士 非常流行的競賽運動。不論自行車是用於娛 競賽，自行車工業都在不斷地改進自行車的 件。已曾被廣泛地重新設計的一組件便是自 自行車利用軸組件於自行車上的數個區 組件被使用在曲柄總成內成爲曲柄軸，以及 成爲輪轂軸。過去，軸組件被建構成爲竇心 軸組件相當重。因此，近來，軸組件已由重 合金建構成爲實心桿件且/或已曾被建構成 減小重量。管狀軸組件已在軸組件具有相當 亦即實心軸組件會非常重的情況中）最被廣 任一情況中，這些習知軸組件仍然並非永遠 所想要的強固及/或重量輕。另外，這些習 造及/或組裝可能相當複雜且/或昂貴。 鑑於以上，對於熟習此項技術者而言從 ，對於創新的自行車軸組件有需求。本發明 更明確地說， 狀外部構件內 軸。 及運輸工具。 而言均已成爲 樂、運輸、或 各種不同的組 行車軸組件。 域。例如，軸 在輪轂總成內 金屬桿。這些 量較輕的金屬 爲管狀構件以 寬的寬度時（ 泛地使用。在 如一些騎車者 知軸組件的製 此揭示很明顯 針對此技術領 -4- 200838727 域中的此需求以及其他需求’此對於熟習此項技術者而言 從此揭示很明顯。 【發明內容】 本發明的一個目的爲提供一種自行車軸組件，其相當 強固但是重量相當輕。 本發明的另一個目的爲提供一種自行車軸組件，其製 造及/或組裝相對簡單且/或不昂貴。 上述目的基本上可藉著提供一種自行車軸組件而達成 ，此自行車軸組件包含外部管狀構件及內部構件。外部管 狀構件包含第一端部部份及第二端部部份，而一內部縱向 通道在第一端部部份與第二端部部份之間延伸。內部縱向 通道具有延伸通過內部縱向通道的縱向中心軸線。內部構 件在內部縱向通道內不可移動地附著於外部管狀構件。外 部管狀構件是由具有第一比重的第一材料建構，且內部構 件是由具有比第一材料的第一比重低的第二比重的第二材 料建構。 對於熟習此項技術者而言，本發明的這些及其他目的 、特徵、方面、及有利點從以下連同圖式揭示本發明的較 佳實施例的詳細敘述會顯明。 以下會參考形成此原始揭示的一部份的圖式。 【實施方式】 以下參考圖式說明本發明的選定的實施例。對於熟習 -5- 200838727 此項技術者而言從此揭示很明顯，以下的本發明的實施例 的敘述只是被提供來舉例說明，而非要限制由附隨的申請 專利範圍及其等效物所界定的本發明。 首先參考圖1及2，圖中顯示配備有根據本發明的曲 柄總成1 2、前輪轂總成1 4 F、及後輪轂總成i 4 r的自行車 10。自行車10基本上具有鑽石形車架11，而車架u具有 可樞轉地耦接於車架11的前叉架13F及與車架11成整體 地形成的後叉架或二角架1 3 R。管狀懸架η形成在車架的 座管與下管的相交處。懸架Η支撐曲柄總成1 2。前及後 叉架13F及13R分別支撐前及後輪轂總成14F及14r。前 及後輪圈1 6 F及1 6 R以傳統方式經由多個輻條而分別耦接 於前及後輪轂總成14F及14R。前及後輪轂總成14F及 14R分別包含根據本發明的前及後輪轂軸18F及18R。曲 柄總成1 2包含根據本發明的曲柄軸2 0。 除了曲柄總成1 2、前輪轂總成1 4 F、及後輪轂總成 14R之外，自行車1 〇爲傳統式。因此，以處不詳細說明 及/或顯示自行車1 0，除了在與曲柄總成1 2、前輪轂總成 14F、及後輪轂總成14R有關時。換句話說，對於熟習自 行車技術者而言很明顯，自行車1 〇包含各種不同的其他 傳統自行車組件，例如前及後制動器、前及後撥鏈器、前 及後換檔器等。另外，對於熟習自行車技術者而言從此揭 示很明顯’在不離開本發明的範圍下可對自行車1 0及其 組件實施各種不同的修改。 現在參考圖1至7，以下更詳細說明曲柄總成12。曲 -6- 200838727 柄總成12基本上包含曲柄軸20、右曲柄臂22、左曲柄臂 24、及底部托架結構26。曲柄臂22及24不可旋轉地安裝 於曲柄軸20的二相反端部。底部托架結構26被安裝在車 架1 1的管狀懸架Η中。曲柄軸20在懸架Η內由底部托 架結構26可旋轉地支撐。踏板28安裝於曲柄臂22及24 的每一個的自由端部’使得騎車者可以用傳統方式旋轉曲 柄臂22及24而推進自行車10。

曲柄軸2 0基本上包含外部管狀構件3 0及內部構件3 2 ，其中內部構件3 2在外部管狀構件3 0內使用黏著劑層3 4 而附著於外部管狀構件3 0，因而形成不可分開的單元。外 部管狀構件30由底部托架結構26可旋轉地支撐，而右及 左曲柄臂22及24不可旋轉地附著於外部管狀構件3 〇的 一相反端部。軸螺栓3 6在曲柄總成1 2的其餘零件或部份 完全組裝之後以螺紋安裝在曲柄軸20的一個端部內，如 圖2中所見的。 外部管狀構件30由具有第一比重的第一材料建構 且內邰構件3 2由具有比第一材料的第一比重低的第二比 重的第二材料建構。外部管狀構件30的第—材料較佳地 爲金屬材料，而內部構件32的第二材料較佳地爲非金屬 材料。外部管狀構件30及內部構件32較佳地被建構成爲 彼此分開的構件，二者隨後使用黏著劑層34而附著在一 起，如以下會說明的。 外部管狀構件30具有第一整體軸向長度Li。內部構 件32具有爲第一軸向長度Ll的至少75%的第二整體軸向 -7- 200838727 長度L2。較佳地，第一及第二整體軸向長度Ll& l2相等 。換句話說’內部構件32較佳地在內部通道46內沿著外 部管狀構件32的至少大部份延伸。 參考圖2至6，外部管狀構件3 〇基本上包含中央部份 40、第一端部部份42、及第二端部部份44。中央部份40 在第一端部部份4 2與第二端部部份4 4之間延伸。中央部 份40可旋轉地安裝在底部托架結構26中。右曲柄臂22 不可旋轉地安裝在第一端部部份42上。左曲柄臂24不可 旋轉地安裝在第二端部部份44上。內部縱向通道46在第 一及第二端部部份42及44之間延伸通過外部管狀構件3 〇 。內部縱向通道46具有延伸通過內部縱向通道46的縱向 中心軸線X。中心軸線X相應於曲柄總成1 2的旋轉軸線 。外部管狀構件3 0在沿著縱向中心軸線X觀看時具有圓 形形狀。 如上所述’外部管狀構件3 〇較佳地由金屬第一材料 建構。更明確地說，外部管狀構件3 〇較佳地由金屬合金 例如鋁合金（例如2014鋁合金）建構。換句話說，第一 材料較佳地包含鋁。較佳地，中央部份40、第一端部部份 42、及第二端部部份44使用傳統製造技術例如鑄造及/或 機械切削加工或類似者而成整體地形成在一起成爲單件式 的單元構件。另外，外部管狀構件3 〇較佳地整個具有均 勻的材料成分（亦即均質材料組成）。 外部管狀構件30具有在第一及第二端部部份42及44 的自由邊緣之間延伸的外部管狀表面3 0a及內部管狀表面 -8- 200838727 3〇b。外部表面30a包含沿著中央部份40延伸的中央或主 外部表面/區段40a、沿著第一端部部份42延伸的第一外 部花鍵表面或區段42a、及沿著第二端部部份44延伸的第 二外部花鍵表面或區段44a。內部表面3 0b包含沿著第一 端部部份4 2及中央部份4 0的部份延伸的中央或主內部表 面/區段4 0b、沿著第二端部部份44延伸的直徑減小的內 部表面或區段44b、及在中央區段40b與直徑減小區段 44b之間延伸的（第一）推拔狀區段40c。內部表面30b 界定外部管狀構件30的縱向通道46。 主要梦考圖5及6，外部管狀構件3 0較佳地沿著大部 份具有（極小）徑向厚度Tl，此徑向厚度Τι小於在此實 施例中較佳地爲管狀構件的內部構件3 2的徑向厚度Τ2。 內部構件3 2沿著其整個軸向長度具有大致均勻的徑向厚 度Τ2。在此實施例中，內部構件3 2的徑向厚度Τ2爲大約 2.0毫米。因此，外部管狀構件3 〇較佳地沿著其軸向長度 的大部份（亦即沿著中央部份40的大部份）具有小於2.0 毫米的（極小）徑向厚度1'1。但是，第一及第二端部部份 42及44較佳地在徑向上較厚以順應花鍵（例如具有爲大 約極小徑向厚度Ti的兩倍或是稍微小於極小徑向厚度Tl 的兩倍的極大徑向厚度T3 )。換句話說，外部管狀構件 3 0沿著大部份相當薄。 外部管狀構件3 0較佳地沿著第一及第二端部部份42 及44之間的軸向長度的大部份（亦即沿著中央區段4〇a ) 具有均勻的外部直徑D!。第一花鍵區段42a較佳地具有向 -9 - 200838727 均勻外部直徑D 1的徑向外側延伸的多個軸向延伸外部花 鍵。另一方面，第二花鍵區段44a較佳地具有向均勻外部 直徑D1的徑向內側延伸的多個軸向延伸外部花鍵。因此 ，第一花鍵區段42a被設置成至少部份地在第二花鍵區段 44a的徑向外側。 第一花鍵區段42a具有第一極大外部直徑d2及小於 第一極大外部直徑D2的第一極小外部直徑D3。外部直徑 〇2及D3分別通過第一花鍵區段（表面）42a的花鍵的峰 部及谷部。第一端部部份4 2於徑向向外方向比中央部份 4 0厚。第一極小外部直徑D 3大於均勻外部直徑D !。因此 ’環狀抵靠部或肩部48形成在外部表面30a的中央區段 40a與第一花鍵區段42a之間。當右曲柄臂22附著於曲柄 軸20時，環狀抵靠部48被右曲柄臂22接合，如以下會 說明的。 第二花鍵區段44a具有第二極大外部直徑〇4及小於 第二極大外部直徑D4的第二極小外部直徑D5。外部直徑 及D5分別通過第二花鍵區段（表面）44a的花鍵的峰 部及谷部。第二端部部份44於徑向向內方向比中央部份 40厚。第二極大外部直徑〇4不大於均勻外部直徑Dl (此 處所示爲相等），使得第二端部部份44可插入通過右曲 柄臂2 2。第二極小外部直徑d 5小於均勻外部直徑d !。因 此，第一花鍵區段42a較佳地被設置成爲在第二花鍵區段 44a的徑向外側，使得外部表面3〇a的花鍵區段42a及 44a在軸向觀看時彼此不重疊（亦即第一極小外部直徑d3 -10- 200838727 大於第二極大外部直徑D4 )。 參考圖2至5及圖7，以下更詳細說明內部構件32。 內部構件3 2較佳地爲具有相應於外部管狀構件3 〇的內部 形狀的外部形狀的管狀構件。內部構件3 2在外部管狀構 件3 0的內部縱向通道4 6內使用黏著劑層3 4而不可移動 地附著於外部管狀構件3 0，如以下會更詳細說明的。內部 構件3 2包含中央部份5 0、第一端部部份5 2、及第二端部 部份54。中央部份50在第一端部部份52與第二端部部份 5 4之間延伸。內部構件3 2在沿著縱向中心軸線X觀看時 具有圓形形狀。 如上所述，內部構件32較佳地由非金屬第二材料建 構。更明確地說，內部構件32較佳地由纖維加強的合成 材料例如浸漬有碳纖維的環氧樹脂建構。換句話說，第二 材料較佳地包含碳纖維。較佳地，中央部份5 0、第一端部 部份52、及第二端部部份54使用傳統製造技術例如層疊 、鑄造、模製、及/或加熱或類似者而成整體地形成在一 起成爲單件式的單元構件。另外，內部構件3 2較佳地整 個具有大致上一致的材料成分（亦即均勻結構或組成）。 碳纖維可被配置成爲隨機定向纖維及/或單向纖維。多個 單向纖維層可相對於彼此被配置於相同或有變化的定向。 換句話說，內部構件3 2較佳地由碳纖維與環氧樹脂的均 勻混合物建構，除了碳纖維的有變化的定向/位置外。如 果此種單向碳纖維薄材被用來建構內部構件，則較佳的是 將單向碳纖維薄材配置成爲使得碳纖維的方向與內部構件 -11 - 200838727 的軸向方向相交。此種配置有效地增進內部構件的剛性。 以下會更詳細說明內部構件32的構造。 內部構件32具有在第一及第二端部部份52及54的 自由邊緣之間延伸的外部管狀表面3 2a及內部管狀表面 32b。外部表面32a包含沿著第一端部部份52及中央部份 5〇的部份延伸的中央或主外部表面/區段50a、沿著第二 端部部份54延伸的直徑減小的外部表面或區段54a、及在 中央區段50a與直徑減小區段54a之間延伸的（第二）推 拔狀區段或表面50c。在所示的實施例中，內部表面32b 較佳地具有相應於外部表面32a的形狀，但是具有較小的 直徑，使得內部構件3 2如上所述沿著其整個軸向長度具 有大致上均勻的徑向厚度。但是，內部表面3 2b較佳地具 有設置在第二端部部份54處的螺紋內部表面或區段54b， 以用螺紋接收軸螺栓3 6。 較佳地，內部構件32的主外部區段50a、直徑減小的 外部區段54a、及（第二）推拔狀區段50c在形狀及位置 上分別相應於外部管狀構件3 0的主內部區段40b、直徑減 小的內部區段44b、及（第一）推拔狀區段40c。因此， 外部表面32a的各區段與內部表面30b的相應區段配合。 (第一及第二）推拔狀區段40c及50c較佳地被配置成爲 軸向相鄰於第一及第二外部花鍵表面42a及44a中的一個 ，如圖4中最佳所見的。更明確地說，（第一及第二）推 拔狀區段4〇c及5 Ox較佳地被設置在（軸向相鄰於）外部 及內部構件3 0及3 2的第二端部部份44及5 4處。 -12- 200838727 但是，內部構件3 2的主外部區段5 0a、直徑減小的外 部區段54a、及（第二）推拔狀區段50c較佳地具有比外 部管狀構件3 0的內部表面3 0 b的相應內部區段稍微較小 的直徑，以在二者之間形成間隙G，如從圖5可最佳瞭解 的。間隙G被設置來容納黏著劑層3 4。間隙G較佳地爲 0·1毫米士0.025毫米。間隙G在外部管狀構件30與內部 構件3 2之間繞曲柄軸2 0的整個圓周且沿著曲柄軸2 0的 整個軸向長度延伸。 以下更詳細說明曲柄軸20的組裝。首先，外部及內 部構件30及32被建構成爲分開的構件。明確地說，外部 管狀構件如以上所說明的使用鑄造及/或機械切削加工或 類似者以傳統方式建構。內部構件3 2的建構是較佳地藉 著在具有相應於內部構件3 2的內部表面3 2b的所想要的 最終內部形狀的外部形狀的內部棒條元件（核心棒條或內 模）上施加（纏繞或捲繞）碳纖維（例如織布）薄材層。 碳纖維薄材典型上於室溫爲撓性薄材，其包含由結合劑（ 在此情況中爲環氧樹脂）保持在一起的眾多碳纖維（例如 單向、多向、及/或隨機定向纖維）。然後，外模施加/壓 在設置在核心棒條元件（內模）上的薄材的外表面上，並 且此結構被加熱而形成內部構件32的最終外部形狀。一 旦內部構件3 2冷卻/熟化，外模就被移去，內部棒條被移 去，且如果需要，則內部構件32的軸向端部被修整。 內部螺紋表面/區段54b可藉著模製或機械切削加工 來建構。例如，內模可具有外螺紋，使得內部螺紋區段 -13- 200838727 5 4b藉著模製而形成。在此情況中，內模在內部構件3 2熟 化之後從內部構件32藉著螺紋移去。另一方面，內部構 件32可如上所述被建構成爲不具有內部螺紋表面/區段 5 4b，而內部螺紋表面/區段54b可在熟化之後切削形成。 在任一情況中，一旦內部構件32熟化且形成有內部螺紋 表面/區段54b，內部構件32就準備好附著於外部管狀構 件30。 外部管狀構件30的內部表面30b較佳地被竇施表面 處理，例如氧皮銘磷酸鹽（phosphate alumite)處理，以 增進黏著劑層34在外部及內部構件30及32之間的黏著 性黏結。然後，環氧黏著劑施加於內部構件32的外部表 面3 2a及/或外部管狀構件30的內部表面30b，並且內部 構件32被滑移至其在縱向通道46內的最終位置。環氧黏 著劑此時會在內部構件3 2與外部管狀構件3 0之間的間隙 G中形成一薄層。 然後，此結構被加熱，以使環氧黏著劑在內部構件32 的外部表面32a與外部管狀構件30的經處理的內部表面 3 Ob之間形成實質上永久性的黏結。然後，容許此結構冷 卻/熟化，因而獲得根據本發明的具有在外部構件3 0與內 部構件32之間的黏著劑層34的最終曲柄軸20 (顯示在圖 2、4、及5中）。較佳地，在完工的曲柄軸20中，黏著 劑層34被設置在界定內部縱向通道46的外部管狀構件30 的內部表面30b與內部構件32的管狀外部表面32a的大 部份之間。 •14- 200838727 再次參考圖1及2，以下更詳細說明曲柄總成1 2的其 餘部份或零件。右曲柄臂22基本上包含臂部份60、多個 鏈輪附著臂部62、位在中心的花鍵盲孔64、及踏板附著 開口 66。外部管狀構件3 0的第一端部部份42與花鍵盲孔 64配合，以將右曲柄臂22不可旋轉地附著於曲柄軸2〇。 第二極大外部直徑EU不大於均勻外部直徑D1 (此處所示 爲相等），使得第二端部部份44可在不損壞花鍵肓孔64 之下插入通過右曲柄臂22的花鍵盲孔64。在此實施例中 ，右曲柄臂22是藉著使環繞花鍵盲孔64的材料變形而捲 縮緊固（crimp-fastened)在曲柄軸20上而形成圖2所示 的組態。在捲縮緊固之後，右曲柄臂2 2被不可移動地扣 持在第一端部部份4 2上。踏板2 8中的一個以螺紋附著在 踏板附著開口 66中。 左曲柄臂24基本上包含臂部份70，其具有位在臂部 份7 0的一個端部處的花鍵裂口通孔74、及位在臂部份70 的另一個端部處的踏板附著開口 76。外部管狀構件3 0的 第二端部部份44與花鍵通孔74配合，以將左曲柄臂24 不可旋轉地附著於曲柄軸2 0。一對緊固件7 8例如螺栓延 伸橫過花鍵裂口通孔74的狹縫，以在被旋緊時減小通孔 74的直徑，使得左曲柄臂24被不可移動地扣持在曲柄軸 20上。但是，如果需要及/或想要，左曲柄臂24可在緊固 件7 8被旋鬆時從曲柄軸2 0移去。踏板2 8中的一個以螺 紋附著在踏板附著開口 76中。 底部托架結構26基本上包含中央管狀部段或圓柱形 -15- 200838727 連結構件80、第一管狀端部部段或軸承殻體82、第二管 狀端部部段或軸承殼體84、第一軸承總成86、及第二軸 承總成88。第一及第二軸承殼體82及84被旋入（以螺紋 )懸架Η的端部內，而圚柱形連結構件8〇被設置在第一 及第二軸承殼體82及84之間。第一及第二軸承總成86 及88分別被安裝在第一及第二軸承殼體82及84內。一 對L形（橫截面）環狀覆蓋構件87及89分別被安裝在曲 柄軸20與第一及第二軸承總成86及88的內環件或座圈 之間。〇形環83及85被設置在第一及第二軸承殼體82 及84與連結構件80之間。 以下更詳細說明曲柄總成1 2的組裝。在曲柄總成1 2 可被組裝之前，曲柄軸20必須如以上所說明的被建構及 組裝。一旦曲柄軸20被建構，第一端部部份42就被滑移 至盲孔64內，且右曲柄臂22被捲縮緊固在曲柄軸20上 。底部托架結構2 6藉著在連結構件8 0及〇形環8 3及8 5 被設置在第一及第二軸承殼體82及84之間之下將第一及 第二軸承殼體82及84旋入懸架Η內而被安裝在懸架Η 中。其次，第一及第二軸承總成86及88分別被安裝在第 一及第二軸承殼體82及84內。覆蓋構件87及89被安裝 在苐一及第二軸承總成86及88的軸向端部處。一旦覆蓋 構件87及89被安裝，底部托架結構26就被完全組裝。 然後，具有捲縮緊固的右曲柄臂22的曲柄軸20可從 右側被插入通過組裝的底部托架結構26。一旦第二端部部 份44凸出超過覆蓋構件89，左曲柄臂24就可被安裝在曲 •16- 200838727 柄軸20上。明確地說，第二端部部份44被滑移至花鍵通 孔74內，並且緊固件78被旋緊以將左曲柄臂24不可移 動地扣持在曲柄軸20上，使得曲柄總成1 2被完全組裝。 在固定左曲柄臂24之後，軸螺栓36被旋入曲柄軸20內 ，使得即使是緊固件由於某種原因而變得鬆動，左曲柄臂 24也不會從曲柄軸20脫落。一旦曲柄總成完全組裝，右 及左曲柄臂22及24就被不可移動地扣持在曲柄軸20的 相反端部上，使得曲柄軸被扣持在懸架Η內的底部托架結 構26中。曲柄軸20被可自由旋轉地支撐在底部托架結構 26內。 現在參考圖1及圖8至1 3，以下更詳細說明前輪轂總 成14F。前輪轂總成14F基本上包含前輪轂軸18F、輪轂 殼90、一對軸承總成92、速釋結構94、一對防塵蓋96、 及一對扣持螺母98。除了前輪轂軸18F之外，前輪轂總 成14F爲傳統式。因此，此處不詳細說明及/或顯示前輪 轂總成1 4F，除了在與根據本發明的前輪轂軸1 8F有關時 。當然，對於熟習自行車技術者而言從此揭示很明顯，前 輪轂軸18F可依需要及/或所想要的被使用於其他類型的 輪轂總成。換句話說，輪轂總成1 4 F只是使用本發明的前 輪轂軸18F的一個例子。 前輪轂軸18F是以與曲柄軸20相同的方式被建構。 但是，前輪轂軸18F包含爲外部管狀構件30及內部構件 32的修改型式（例如形狀，尺寸等）的外部管狀構件1 30 及內部構件1 3 2。外部管狀構件1 3 0及內部構件1 3 2是由 -17- 200838727 分別與構件3 0及32相同的材料及使用分別與構件3 〇及 32相同的製造技術建構。鑑於曲柄軸20與前輪轂軸i8F 之間的相似性，此處不詳細說明及/或顯示前輪轂軸1 8F。 相反的，對於熟習自行車技術者而言從此揭示很明顯，除 了此處所說明及/或顯示者之外，曲柄軸20的敘述及顯示 也適用於前輪轂軸18F。換句話說，前輪轂軸18F的敘述 會集中在前輪轂軸18F與曲柄軸20之間的差異上。 外部管狀構件130包含中央部份140、第一端部部份 1 42、及第二端部部份1 44，其沿著外部管狀構件丨3 〇的整 個軸向長度具有相同的內部及外部直徑，除了端部部份 142及144的外部表面外。明確地說，外部管狀構件13〇 包含外部表面1 3 0 a、及界定具有縱向中心軸線γ的內部 縱向通道1 4 6的內部表面1 3 0 b。中心軸線Y相應於前輪 轂總成1 4 F的旋轉軸線。外部表面1 3 〇 a具有分別設置在 第一及第二端部部份142及144上的第一及第二相反螺紋 的外部表面（區段）142a及144a，而軸承總成92的內座 圈及扣持螺母98以螺紋安裝在第一及第二相反螺紋的外 部表面（區段）142a及144a上。第一及第二外螺紋表面 142a及144a較佳地具有相同的（第一及第二）極大外部 直徑’其不大於中央部份〗4〇的外部直徑（此處所示的爲 全部都相等）。 中央部份140的外部直徑較佳地沿著在第一及第二端 部部份1 42及1 44之間延伸的中央部份1 40的大部份爲固 定而形成均勻的外部直徑。這些尺寸可容易地在圖1 2中 -18- 200838727 看見。但是’爲簡單起見並未給予參考數字，因爲這&尺 寸在此處所示的前輪轂軸1 8 F中較佳地相等。內部構件 1 3 2較佳地爲管狀構件，其沿著內部構件〗3 2的整個軸向 長度具有沿著外部及內部表面132a及132b的均 內部圓形尺寸。在前輪轂軸18F中，外部管狀構件13〇較 佳地具有沿著大部份稍微大於內部構件1 3 2的徑向厚度。 因此’在有螺紋的第一及第二端部部份1 4 2及1 4 4處，外 部管狀構件1 3 0較佳地在徑向上與內部構件丨3 2 一樣厚。 後輪轂總成1 4R包含與前輪轂軸1 8F相同的後輪轂軸 1 8 R ’除了由於典型後輪轂總成的較大（較長）結構而使 得輪轂軸18R比輪轂軸18F長之外。除了後輪轂軸18R之 外，後輪轂總成爲傳統式。因此，此處不詳細說明及/或 顯示後輪轂總成14R。另外，鑑於前輪轂軸i8F與後輪轂 軸1 8R之間的相似性，此處不詳細討論及/或顯示後輪轂 軸1 8 R。相反的，對於熟習自行車技術者而言從此揭示很 明顯’除了後輪轂軸1 8R在軸向上比前輪轂軸1 8F長之外 ，前輪轂軸18F的敘述及顯示也適用於後輪轂軸18R。 修改的曲柄總成 現在參考圖1 4，以下說明根據本發明的使用修改的曲 柄軸220及修改的右曲柄臂222的修改的曲柄總成212。 曲柄軸220相同於曲柄軸20，除了曲柄軸220係被設計用 來連接於曲柄臂222。曲柄臂222爲非捲縮緊固的右曲柄 臂222。鑑於曲柄總成1 2與曲柄總成2 1 2之間的相似性， 此處不詳細說明及/或顯示曲柄總成2 1 2。相反的，對於熟 -19- 200838727 習自行車技術者而言從此揭示很明顯，除了此處所說明及 /或顯示者之外，曲柄總成12的敘述及顯示也適用於修改 的曲柄總成2 1 2。 與曲柄總成1 2的部份或零件相同的修改的曲柄總成 2 1 2的部份或零件會被給予相同的參考數字。爲簡潔起見 ，這些相同的部份或零件不會參考修改的曲柄總成2 1 2再 次被敘述。並非確實相同但是在功能上相同於曲柄總成1 2 的部份或零件的修改的曲柄總成2 1 2的部份或零件爲方便 起見會被給予相同的參考數字但是加上「200」。除了去 除捲縮緊固步驟之外，修改的曲柄總成212以與曲柄總成 1 2相同的方式被組裝。 明確地說，修改的曲柄軸220包含與非捲縮緊固的右 曲柄臂222 —起使用的修改的外部管狀構件23 0。修改的 右曲柄臂222包含修改的花鍵通孔264而非曲柄臂22的 花鍵盲孔64。外部管狀構件230包含第一端部部份242， 其具有從曲柄軸220的中央外部表面/區段40a徑向向外 延伸的環狀抵靠部243，使得環狀抵靠部243抵靠曲柄臂 222以防止右曲柄臂222向第一端部部份242的軸向外側 移動。第二外部花鍵表面/區段44a的第二極大外部直徑 D4不大於中央外部表面/區段40a的均勻外部直徑Di (此 處所示的爲相等），使得曲柄軸220可在不損壞花鍵通孔 264之下插入通過右曲柄臂222的修改的花鍵通孔264。 換句話說，在曲柄總成2 1 2的組裝期間，曲柄軸220從右 曲柄臂222的右側滑移通過花鍵通孔264，使得環狀抵靠 -20- 200838727 部243接觸右曲柄臂222。 曲柄軸220具有花鍵外部表面/區段242a，其具有從 中央外部表面/區段40a徑向向外延伸的多個花鍵。花鍵 外部表面242a以壓入配合的方式被插入曲柄臂222的花 鍵通孔2 6 4內。在曲柄軸2 2 0的相反端部處的第二外部花 鍵表面/區段44a並不伸出至中央外部表面/區段40a的外 側。然後，曲柄軸220以與曲柄總成1 2相同的方式被插 入通過底部托架結構26且附著於左曲柄臂24。抵靠部 2 4 3不須繞曲柄軸2 2 0在整個圓周上延伸。換句話說，對 於熟習此項技術者而言從此揭示很明顯，抵靠部並非必定 必須具有環狀組態。 除了外部管狀構件23 0之外，曲柄軸220相同於曲柄 軸20。另外，除了第一端部部份242之外，外部管狀構件 23 0相同於外部管狀構件30。花鍵外部表面242a被設置 在外部管狀構件3 0的花鍵外部表面42a的徑向內側，但 是不在中央外部表面/區段4 0a的徑向內側。明確地說， 因爲右曲柄臂222並非捲縮緊固於曲柄軸220，所以曲柄 軸2 0的抵靠部48可被省略。因此，花鍵外部表面（區段 )242 a較佳地具有比均勻外部直徑D i大但是比第一極大 外部直徑D2小的極大外部直徑、及不小於（較佳地相等 於）均勻外部直徑Dl的極小外部直徑，使得抵靠部48被 去除。由於此配置，花鍵通孔264較佳地具有比右曲柄臂 22的花鍵肓孔64稍微較小的直徑。選擇性地，如果需要 及/或想要，曲柄軸220的第一端部部份242 (具有花鍵外 -21 - 200838727 部表面2 4 2 a的部份）可具有與曲柄軸2 〇的第一端部部份 42相同的徑向厚度，使得抵靠部48仍然存在。 雖然本發明特別適合於曲柄及輪轂軸，但是對於熟習 自行車技術者而言從此揭示很明顯，本發明可依需要及/ 或所想要的使用於任何的自行車軸組件。例如，對於熟習 自行車技術者而言從此揭不很明顯，車把或座柱爲本發明 可應用的其他自行車軸組件的例子。 術語的槪括解讀 在暸解本發明的範圍時，此處所用的術語「包含」及 其衍生字是指明確界定所述的特徵、元件、組件、群類、 整數、及/或步驟的存在但是不排除其他未述及的特徵、 元件、組件、群類、整數、及/或步驟的存在的開放式術 語。此也適用於具有類似意義的字眼，例如術語「包括」 、「具有」、及其衍生字。並且，術語「零件」、「區段 φ 」、「部份」、「構件」、或「元件」在以單數使用時可 具有單一部件或多個部件的雙重意義。此處所用來敘述本 . 發明的以下方向術語「向前、向後、上方、向下、直立、 水平、下方、及橫向」以及任何其他類似的方向術語指的 是配備有本發明的自行車的方向。因此，這些術語在被用 來敘述本發明時應相對於配備有本發明的自行車於常態騎 行位置所使用者被解讀。最後，此處所用的程度術語例如 「大致或實質上」、「大約」、及「幾近」表示其所修飾 的術語具有使得最終結果不會大幅改變的合理偏差量。 -22 - 200838727 雖然只選擇選定的實施例來舉例說明本發明，但是對 於熟習此項技術者而言從此揭示很明顯，在不離開由附隨 的申請專利範圍所界定的本發明的範圍下，可實施各種不 同的改變及修正。另外’以上根據本發明的實施例的敘述 只是舉例說明用，而非以限制由附隨的申請專利範圍及其 等效物所界定的本發明爲目的。 【圖式簡單說明】 圖1爲配備有根據本發明的曲柄總成以及前及後輪轂 總成的自行車的側視圖。 圖2爲圖1所示的曲柄總成的放大部分剖面圖。 圖3爲圖2所示的曲柄總成的曲柄軸的分解縱向視圖 〇 圖4爲圖2所示的曲柄總成的組裝的曲柄軸的縱向視 圖，其中爲顯示目的有一部份以剖面顯示。 圖5爲在圖4中以圓圏S1標示的組裝的曲柄軸的一 部份的放大剖面圖。 圖6爲圖2至4所示的曲柄軸的外部管狀構件的放大 剖面圖。 圖7爲圖2至4所示的曲柄軸的內部管狀構件的放大 剖面圖。 圖8爲圖1所示的前輪轂總成的放大部分剖面圖。 圖9爲圖8所示的前輪轂總成的前輪轂軸的分解縱向 視圖。 -23- 200838727 圖1 0爲圖8所示的前輪轂總成的組裝的前輪轂軸的 縱向視圖，其中爲顯示目的有一部份以剖面顯不。 圖11爲在圖1〇中以圓圈S2標示的組裝的前輪轂軸 的一部份的放大剖面圖。 圖12爲圖8至10所示的前輪轂軸的外部管狀構件的 放大剖面圖。 圖1 3爲圖8至1 0所示的前輪轂軸的內部管狀構件的 放大剖面圖。 圖1 4爲根據本發明的另一實施例的修改的曲柄總成 的放大部分剖面圖。 【主要元件符號說明】 1 〇 :自行車 1 1 :車架 1 2 :曲柄總成 13F :前叉架 1 3 R :後叉架或三角架 14F :前輪轂總成 14R :後輪轂總成 16F :前輪圈 16R :後輪圈 18F :前輪轂軸 18R :後輪轂軸 20 :曲柄軸 -24- 200838727 22 :右曲柄臂 24 :左曲柄臂 2 6 :底部托架結構 28 :踏板 3 0 :外部管狀構件 3〇a :外部管狀表面 30b :內部管狀表面 3 2 :內部構件 3 2a :外部管狀表面 32b «·內部管狀表面 3 4 :黏著劑層 3 6 :軸螺栓 4 0 :中央部份 40a ：中央或主外部表面/區段 4〇b :中央或主內部表面/區段 40c :(第一）推拔狀區段 42 :第一端部部份 42a :第一外部花鍵表面或區段 44 :第二端部部份 44a :第二外部花鍵表面或區段 44b :直徑減小的內部表面或區段 46 :內部縱向通道 48 :環狀抵靠部或肩部 5 〇 :中央部份 -25- 200838727 50a ：中央或主外部表面/區段 5 0 c :(第二）推拔狀區段或表面 52 :第一端部部份 54 :第二端部部份 5 4a :直徑減小的外部表面或區段 54b :螺紋內部表面或區段 60 :臂部份 62 :鏈輪附著臂部 64 :花鍵盲孔 66 :踏板附著開口 70 :臂部份 74 :花鍵裂口通孔 76 :踏板附著開口 7 8 :緊固件 80 :中央管狀部段或圓柱形連結構件 82 =第一管狀端部部段或軸承殼體 8 3 : Ο形環 84 :第二管狀端部部段或軸承殼體 85 : Ο形環 8 6 :第一軸承總成 87 :環狀覆蓋構件 8 8 :第二軸承總成 89 :環狀覆蓋構件 90 :輪轂殼 -26- 200838727 9 2 :軸承總成 94 :速釋結構 96 :防塵蓋 9 8 :扣持螺母 1 3 0 :外部管狀構件 13 0a :外部表面 130b :內部表面 1 3 2 :內部構件 132a :外部表面 1 3 2 b :內部表面 1 3 4 :黏著劑層 1 4 0 :中央部份 142 :第一端部部份 1 42a :第一螺紋外部表面（區段），第一外螺紋表面 144 :第二端部部份 144a :第二螺紋外部表面（區段），第二外螺紋表面 146 :內部縱向通道 2 1 2 :曲柄總成 2 2 0 :曲柄軸 222 :右曲柄臂 23 0 :外部管狀構件 242 :第一端部部份 242a :花鍵外部表面/區段 2 4 3 :環狀抵靠部 -27- 200838727 264 :花鍵通孔 D i :均勻外部直徑 D2 :第一極大外部直徑 D3 :第一極小外部直徑 D4 :第二極大外部直徑 D5 :第二極小外部直徑 G :間隙 p Η :管狀懸架 L!:第一整體軸向長度 L2:第二整體軸向長度 T i :(極小）徑向厚度 T2 :徑向厚度 Τ3 :極大徑向厚度 X :縱向中心軸線 Υ :縱向中心軸線 -28-

Claims (1)

1. 200838727 十、申請專利範圍 1 · 一種自行車軸組件，包含·· 外部管狀構件，其包含第一端部部份及第二端部部份 ’而一內部縱向通道在該第一端部部份與該第二端部部份 之間延伸，該內部縱向通道具有延伸通過該內部縱向通道 的縱向中心軸線；及 內部搆件’其在該內部縱向 ^ _ …遇道內不可移動地附著於

   該外部管狀構件； 第比重的第一材料建構， 材料的該第一比重低的第 1項所Ύ上 U的自行車軸組件，其 該外部管狀構件是由具 且該內部構件是由具有比該 二比重的第二材料建構。 2 ·如申請專利範圍第 中 該第一材料爲金屬材料。 3 ·如申請專利範圍第2項m、、、 一、 逃的自行車軸組件，其 該第一金屬材料包含鋁。 4·如申請專利範圍第2項 〜灯述的自行車軸組件，其 該第二材料爲非金屬材料。 5 ·如申請專利範圍第4丨胃 一、 述的自行車軸組件，其 該第二非金屬材料包含碳殲維。 6 ·如申請專利範圍第4 I胃m、、 〜灯述的自行車軸組件，其 '29. 200838727 中 該外部管狀構件具有第一軸向長度，且該內部構件具 有爲該第一軸向長度的至少75 %的第二軸向長度。 7.如申請專利範圍第1項所述的自行車軸組件，其 中 該第二材料爲非金屬材料。 8 ·如申請專利範圍第7項所述的自行車軸組件，其 中 該第二非金屬材料包含碳纖維。 9. 如申請專利範圍第1項所述的自行車軸組件，其 中 該外部管狀構件及該內部構件是用黏著劑而不可移動 地附著在一起。 10. 如申請專利範圍第9項所述的自行車軸組件，其 中 該內部構件具有管狀外部表面，且該黏著劑被配置成 爲在界定該內部縱向通道的該外部管狀構件的內部表面與 該內部構件的該管狀外部表面的大部份之間的黏著劑層。 η.如申請專利範圍第1 〇項所述的自行車軸組件， 其中 該外部管狀構件具有第一軸向長度，且該內部構件具 有爲該第一軸向長度的至少75%的第二軸向長度。 1 2.如申請專利範圍第1項所述的自行車軸組件，其 中 -30- 200838727 該外部管狀構件沿著在該第一端部部份與該第二端部 部份之間的軸向長度的大部份具有均勻外部直徑。 1 3 ·如申請專利範圍第〗2項所述的自行車軸組件， 其中 該第一端部部份具有向該均勻外部直徑的徑向外側延 伸的第一外部花鍵表面，且該第二端部部份具有不伸出至 該均勻外部直徑的徑向外側的第二外部花鍵表面。 14.如申請專利範圍第1 3項所述的自行車軸組件， 其中 該第一外部花鍵表面具有比該均勻外部直徑大的第一 極大外部直徑，且該第二外部花鍵表面具有等於該均勻外 部直徑的第二極大外部直徑。 1 5 ·如申請專利範圍第〗4項所述的自行車軸組件， 其中 該第一外部花鍵表面具有比該均勻外部直徑大的第一 極小外部直徑。 1 6 .如申請專利範圍第1 3項所述的自行車軸組件， 其中 界定該內部縱向通道的該外部管狀構件的內部表面具 有第一推拔狀區段，且該內部構件具有管狀外部表面，而 該管狀外部表面具有與該第一推拔狀區段配合的第二推拔 狀區段。 1 7 ·如申請專利範圍第1 6項所述的自行車軸組件， 其中 -31 - 200838727 該第一及第二推拔狀區段被配置成爲軸向相鄰於該第 一及第二外部花鍵表面中的一個。 1 8 ·如申請專利範圍第1 6項所述的自行車軸組件， 其中 該第一推拔狀區段被設置在該外部管狀構件的該第二 端部部份處。 1 9·如申請專利範圍第1 3項所述的自行車軸組件， 其中 該外部管狀構件具有第一軸向長度，且該內部構件具 有爲該第一軸向長度的至少7 5 %的第二軸向長度。 2 0.如申請專利範圍第12項所述的自行車軸組件， 其中 該第一端部部份具有第一外螺紋表面，且該第二端部 部份具有第二外螺紋表面。 2 1 ·如申請專利範圍第2 0項所述的自行車軸組件， 其中 該第一外螺紋表面具有不大於該均勻外部直徑的第一 極大外部直徑，且該第二外螺紋表面具有不大於該均勻外 部直徑的第二極大外部直徑。 22 ·如申請專利範圍第1項所述的自行車軸組件，其 中 該第一端部部份具有第一外部花鍵表面，且該第二端 部部份具有設置在該第一外部花鍵表面的徑向內側的第二 外部花鍵表面。 -32- 200838727 23 ·如申請專利範圍第1項所述的自行車軸組件，其 中 \ 該第一端部部份具有第一外螺紋表面，且該第二端部 部份具有第二外螺紋表面。 24.如申請專利範圍第1項所述的自行車軸組件，其 中 界定該內部縱向通道的該外部管狀構件的內部表面具 有至少一個第一推拔狀區段，且該內部構件具有管狀外部 表面，而該管狀外部表面具有與該第一推拔狀區段配合的 至少一個第二推拔狀區段。 2 5 .如申δ靑專利軔园弟2 4項所述的自行車軸組件， 其中 該外部管狀構件具有第一軸向長度，且該內部構件具 有爲該第一軸向長度的至少75 %的第二軸向長度。 2 6·如申請專利範圍第1項所述的自行車軸組件，其 中 該外部管狀構件具有第一軸向長度，且該內部構件具 有爲該第一軸向長度的至少75 %的第二軸向長度。 2 7.如申請專利範圍第1項所述的自行車軸組件，其 中 該內部構件爲管狀構件。 • 33 -