TW201422482A - 自行車曲柄組 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示一種自行車曲柄組，其包含一第一曲柄與一第二曲柄及將至少一鏈條環緊固至該曲柄組之一齒盤。該第一曲柄及該第二曲柄之各者具有經調適以嚙合一踏板之一末端。該曲柄組亦包含一心軸，該心軸在該第一曲柄與該第二曲柄之間延伸且與該第一曲柄及該第二曲柄嚙合。該心軸包含一徑向延伸臂及安置於該臂上之一突出部，且該臂與該齒盤共模製成型以傳輸扭矩至該齒盤。

Description

自行車曲柄組
本發明係關於一自行車之一曲柄組，且更特定言之係關於包含一心軸及耦合至該心軸之一齒盤之一自行車曲柄組。
通常，藉由安裝於一曲柄組之踏板推動自行車。曲柄組包含兩個曲柄臂，一驅動曲柄臂及一非驅動曲柄臂，其等藉由一心軸彼此互連。一踏板耦合至相對於耦合至心軸之曲柄臂之末端之各曲柄臂之一末端。又，一齒盤通常耦合至驅動曲柄臂。此等曲柄臂傳送藉由一騎乘者施加於踏板上之能量以藉由通過曲柄臂及齒盤傳送能量至一或多個鏈條環以使自行車向前運動，該鏈條環耦合至齒盤且嚙合一鏈條以傳送曲柄組之旋轉運動至一後輪。
本發明提供包含一第一曲柄及一第二曲柄之一自行車曲柄組。第一曲柄及第二曲柄之各者具有經調適以嚙合一踏板之一末端。在一構造中，曲柄組亦包含將至少一鏈條環緊固至曲柄組之一齒盤及在第一曲柄與第二曲柄之間延伸且與第一曲柄及第二曲柄嚙合之一心軸。心軸包含一徑向延伸臂及安置於臂上之一突出部，且該臂與該齒盤共模製成型以傳輸扭矩至齒盤。
在另一構造中，曲柄臂亦包含將至少一鏈條環附接至曲柄組之一齒盤及在第一曲柄與第二曲柄之間延伸且與第一曲柄及第二曲柄嚙合之一心軸。心軸包含一徑向延伸臂，該臂與齒盤共模製成型以傳輸 扭矩至齒盤，且該臂界定收納一緊固件以將鏈條環緊固至齒盤之一孔。
在另一構造中，曲柄組亦包含將至少一鏈條環附接至曲柄組之一複合齒盤及在第一曲柄與第二曲柄之間延伸且與第一曲柄及第二曲柄嚙合之一心軸。心軸包含徑向延伸臂，其等以一角度彼此間隔開且互鎖至複合齒盤內以傳輸扭矩至齒盤。
將藉由考量實施方式及附圖而明白本發明之其他態樣。
10‧‧‧自行車
15‧‧‧前輪
20‧‧‧後輪
25‧‧‧車架
30‧‧‧操縱總成
35‧‧‧底部支架
40‧‧‧曲柄組
45‧‧‧軸承
45a‧‧‧非驅動側軸承
45b‧‧‧驅動側軸承
50‧‧‧軸承預裝載機構
55‧‧‧鏈輪總成
60‧‧‧鏈條環
60a‧‧‧大尺寸鏈條環/較小鏈條環/鏈條環
60b‧‧‧中尺寸鏈條環
60c‧‧‧較小鏈條環
65‧‧‧鏈條
70‧‧‧後鏈輪總成
75‧‧‧第一曲柄
80‧‧‧第二曲柄
85‧‧‧齒盤
90‧‧‧心軸
95‧‧‧第一末端或自由末端
100‧‧‧踏板
105‧‧‧第二末端
110‧‧‧穿過心軸延伸之一軸/軸
115‧‧‧整合式曲柄齒盤元件/曲柄齒盤元件
120‧‧‧鏈條環部分
125a‧‧‧徑向對準鏈條環附件/鏈條環附件/最外面鏈條環附件/內鏈條環附件
125b‧‧‧徑向對準鏈條環附件/鏈條環附件/最裏面鏈條環附件/內鏈條環附件/外鏈條環附件
130‧‧‧孔
135‧‧‧緊固件
137‧‧‧鏈條環附件之一外部凸肩
138‧‧‧鏈條環附件之一內部凸肩
140‧‧‧軸承表面
145‧‧‧第一末端
150‧‧‧第二末端
155‧‧‧外部輪齒或花鍵/外部花鍵
160‧‧‧內部花鍵
165‧‧‧第一嵌件/嵌件
170‧‧‧第一插頭
175‧‧‧插接帽
180‧‧‧徑向延伸臂/徑向臂/臂
185‧‧‧凸肩
190‧‧‧桿/對應桿
195‧‧‧耦合至桿之一外部末端之突出部/突出部
200‧‧‧孔
205‧‧‧第二嵌件
210‧‧‧第二插頭
D1、D2‧‧‧軸向尺寸
圖1係包含體現本發明之一曲柄組之一自行車之一側視圖。
圖2係包含藉由一心軸互連之第一曲柄臂及第二曲柄臂之曲柄組之一透視圖。
圖3係沿著線3-3所得之圖2之曲柄組之一截面圖。
圖4係繪示第一曲柄臂及第二曲柄臂、心軸、一齒盤及軸承之圖2之曲柄組之一分解圖。
圖5係沿著線5-5所得且繪示與第二曲柄臂共模製成型之心軸之圖2之曲柄組之一截面圖。
圖6係包含徑向延伸臂及安置於該臂之末端上之突出部之心軸之一透視圖。
詳細解釋本發明之任何實施例前，應理解本發明之其申請案並不限於以下描述中闡述之組件之構造及配置之細節或下圖中所繪示。本發明能夠有其他實施例及以多種方法實踐或進行。
圖1繪示包含一前輪15、一後輪20、一車架25及一操縱總成30之一自行車10。車架25包含界定一開口(未展示)之一底部支架35，一底部支架外殼(未展示)定位於該開口內以將一曲柄組40旋轉耦合至車架25。參考圖2至圖4，將嚙合外殼之軸承45(例如，匣式軸承、錐形軸 承等等)耦合至曲柄組40以支撐曲柄組40之旋轉。如所繪示，一軸承預裝載機構50經安置相鄰於軸承45之一者以預裝載軸承45，然而可以其他方法預裝載軸承45。再參考圖1，一鏈輪總成55耦合至曲柄組40且包含耦合至一鏈條65之一或多個鏈條環60。鏈條65穿過一後鏈輪總成70嚙合後輪20以推動自行車10。
參考圖1及圖2，曲柄組40包含：界定曲柄組40之一非驅動側之一第一曲柄75；界定曲柄組40之一驅動側之一第二曲柄80；一齒盤85；及在第一曲柄75與第二曲柄80之間延伸且耦合至齒盤85之一心軸90。第一曲柄75及第二曲柄80包含：第一末端或自由末端95，踏板100(展示一個)附接至第一末端或自由末端95；及第二末端105，第二末端105耦合至心軸90以允許一騎乘者使曲柄組40繞穿過心軸90延伸之一軸110旋轉以推動自行車10。所繪示第一曲柄75及第二曲柄80由複合材料形成，然而曲柄75、曲柄80可由其他金屬或非金屬材料形成。
如圖2、圖4及圖5中所繪示，齒盤85由複合材料形成且與第二曲柄80一起模製成型，使得齒盤85之本體整合至第二曲柄80之本體中，以形成一整合式曲柄齒盤元件115。齒盤85之本體可為中空或實心。在其他構造中，齒盤85可提供為相對於第二曲柄80之一分離組件(例如，齒盤85可以可移除地附接至曲柄80)。
參考圖2及圖4，齒盤85界定將鏈條環60附接至曲柄組40之徑向延伸鏈條環部分120。所繪示齒盤85具有按一定角度隔開之四個鏈條環部分120或圍繞軸110輪輻，然而齒盤85可具有不同數量之鏈條環部分120。當所繪示齒盤85具有一車輪輪輻輪廓時，齒盤85可藉由一圓盤形或多邊形(例如，方形)輪廓界定。
各鏈條環部分120具有兩個徑向對準鏈條環附件125a、125b，以將三個不同尺寸之鏈條環60附接至曲柄組40。提供於各鏈條環部分 120上之鏈條環附件125a、125b之數量取決於附接至曲柄組40之鏈條環60之數量及配置。參考圖1、圖4及圖5，最外面之鏈條環附件125a具有一孔130，穿過該孔130插入一緊固件135(例如，鉚釘、螺釘等等)，以將一大尺寸鏈條環60a及一中尺寸鏈條環60b附接至曲柄組40。大尺寸鏈條環60a耦合至鏈條環附件125a之一外部凸肩137，且中尺寸鏈條環60b附接鏈條環附件125a之一內部凸肩138。如下文詳細描述，最裏面之鏈條環附件125b收納另一緊固件135以將較小鏈條環60a附接至曲柄組40。
心軸90繞軸110旋轉且界定相鄰心軸90之末端兩者之軸承表面140以支撐軸承45。所繪示心軸90係中空且由一單一一體式本體形成，然而心軸90可為多片，諸如具有靠近心軸90之中心彼此耦合之第一心軸部分及第二心軸部分之一兩件式心軸。心軸90可由金屬(例如，鈦、鋼、鋁等等)、一金屬合金或其他耐用複合物形成。
圖2、圖3、圖5及圖6展示心軸90具有與第一曲柄75嚙合之一第一末端145及與第二曲柄80嚙合之一第二末端150。參考圖6，第一末端145界定圍繞第一末端145周向延伸之複數個外部輪齒或花鍵155。圖3及圖5繪示外部花鍵155嚙合模製成型於第一曲柄75內之一第一嵌件165對應內部花鍵160。一第一插頭170穿入第一末端145以緊固心軸90用於與第一曲柄75旋轉，且一插接帽175穿入嵌件165以提供一裝飾性蓋且以禁止灰塵、水、及其他碎片之挾帶。
參考圖3、圖5及圖6，藉由內部耦合至第二曲柄80之一輕微漸縮件圓柱形部分界定第二末端150。所繪示心軸90亦包含接近且自第二末端150向內定位之四個徑向延伸臂180，且相對於徑向臂180向內定位以界定在心軸90上之一軸承擋塊之一凸肩185。如圖6中所繪示，四個臂180圍繞軸110按相同角度彼此間隔開。各臂藉由一桿190及耦合至桿190之一外部末端之一球形手把或突出部195界定。各突出部195 具有大於對應桿190上之一位置處之一對應軸向尺寸D2之一軸向尺寸D1(平行於軸110)。
參考圖3及圖5，第二末端150及臂180與曲柄齒盤元件115共模製成型以緊固心軸90用於與第二曲柄80一起旋轉。所繪示突起195界定內鏈條環附件125b之一部分且經鑽孔及經攻螺絲(即，穿過)以形成孔200(例如，盲孔)，孔200收納緊固件135以將較小鏈條環60c緊固至曲柄齒盤元件115及心軸90。在所繪示構造中，心軸90整合至曲柄三角架元件115內後鑽孔及經攻螺絲孔200，使得鏈條環附件125b及臂180協作地界定孔200。一第二嵌件205耦合(例如，穿入、依附、永久緊固等等)至心軸90之內壁，且一第二插頭210穿入第二嵌件205以圍封心軸90之中空內部。
為組裝所繪示曲柄組40，第一曲柄75與第一嵌件165一起共模製成型，且心軸90與整合曲柄齒盤元件115共模製成型。固化複合組件後，驅動側軸承45b配置於鄰近凸肩185之軸承表面140上，且非驅動側軸承45a配置於鄰近心軸90之第一末端145之軸承表面140上。在包含軸承預裝載機構50之構造中，機構50放置於鄰近非驅動側軸承45a之心軸90上，以將一預裝載應用至軸承。接著，心軸90之第一末端145插入於第一嵌件165內，使得外部花鍵155及內部花鍵160彼此齒合。第一插頭170穿入心軸90之第一末端145以固持彼此嚙合之第一曲柄75及心軸90。插接帽175附接至第一插頭170以實質上圍封心軸90之第一末端145，且第二嵌件205及第二插頭210附接至心軸90之第二末端150以圍封心軸90之第二末端150。
藉由將鏈條環60中之孔(未展示)與內鏈條環附件125a及外鏈條環附件125b對準及使用緊固件135緊固鏈條環60a至60c，而將鏈條環60a至60c附接至整合曲柄齒盤元件115及心軸90。徑向臂180互鎖於齒盤85內，使得將第二曲柄80緊固於心軸90，以防止當對踏板100應用一 力時第二曲柄80相對於心軸90旋轉。即，藉由第二曲柄80、齒盤85及心軸90之共模製成型結構提供之剛性連接，將藉由踏板力產生之扭矩穿過齒盤85傳輸至鏈條環60，而沒有顯著(若有的話)無效運動(lost motion)。
以下申請專利範圍中闡述本發明之各種特徵及優點。
40‧‧‧曲柄組
45b‧‧‧驅動側軸承
50‧‧‧軸承預裝載機構
75‧‧‧第一曲柄
80‧‧‧第二曲柄
85‧‧‧齒盤
90‧‧‧心軸
95‧‧‧第一末端或自由末端
105‧‧‧第二末端
110‧‧‧穿過心軸延伸之一軸/軸
115‧‧‧整合式曲柄齒盤元件/曲柄齒盤元件
120‧‧‧鏈條環部分
130‧‧‧孔
170‧‧‧第一插頭
175‧‧‧插接帽
200‧‧‧孔

Claims (20)

  1. 一種一自行車之曲柄組，該曲柄組包括：一第一曲柄及一第二曲柄，該第一曲柄及該第二曲柄之各者具有經調適以嚙合一踏板之一末端；一齒盤，其將至少一鏈條環緊固至該曲柄組；及一心軸，其在該第一曲柄與該第二曲柄之間延伸且與該第一曲柄及該第二曲柄嚙合，該心軸包含一徑向延伸臂及安置於該臂上之一突出部，該臂與該齒盤共模製成型以傳輸扭矩至該齒盤。
  2. 如請求項1之曲柄組，其中該心軸包含以一角度彼此間隔開之複數個徑向延伸臂及安置於該等臂之各者上之一突出部，且其中該等臂之各者與該齒盤共模製成型。
  3. 如請求項1之曲柄組，其中該心軸之一末端與該第二曲柄共模製成型。
  4. 如請求項3之曲柄組，其中該第二曲柄及該齒盤由一複合材料一起模製成型以形成一整合第二曲柄及齒盤。
  5. 如請求項1之曲柄組，其中該突出部安置於該臂之一徑向外部末端上。
  6. 如請求項1之曲柄組，其中該心軸之一第一末端界定複數個輪齒，該複數個輪齒圍繞該第一末端周向延伸且與該第一曲柄嚙合以緊固該心軸用於與該第一曲柄旋轉，且其中相對於該第一末端之該心軸之一第二末端與該齒盤及該第二曲柄共模製成型以緊固該心軸用於與該第二曲柄之旋轉。
  7. 一種一自行車之曲柄組，該曲柄組包括：一第一曲柄及一第二曲柄，該第一曲柄及該第二曲柄之各者 具有經調適以嚙合一踏板之一末端；一齒盤，其將至少一鏈條環附接至該曲柄組；及一心軸，其在該第一曲柄與該第二曲柄之間延伸且與該第一曲柄及該第二曲柄嚙合，該心軸包含與該齒盤共模製成型之一徑向延伸臂以傳輸扭矩至該齒盤，其中該臂界定收納一緊固件以將該鏈條環緊固至該齒盤之一孔。
  8. 如請求項7之曲柄組，其中該孔經鑽孔及經攻螺絲以可螺紋接合地收納該緊固件。
  9. 如請求項8之曲柄組，其中該心軸包含複數個臂及安置於該等臂之各者之一末端上之一突出部，且其中各突出部部分界定一孔以收納該緊固件。
  10. 如請求項9之曲柄組，其中該等臂之各者及各突出部與該齒盤共模製成型。
  11. 如請求項7之曲柄組，其中該心軸之一第一末端界定複數個輪齒，該複數個輪齒圍繞該第一末端周向延伸且與該第一曲柄嚙合以緊固該心軸用於與該第一曲柄旋轉。
  12. 如請求項11之曲柄組，其中該第二曲柄及該齒盤由一複合材料一起模製成型以形成一整合第二曲柄齒盤元件，且其中該心軸之一第二末端與該第二曲柄齒盤元件共模製成型以緊固該心軸用於與該第二曲柄之旋轉。
  13. 如請求項7之曲柄組，其中該齒盤及該臂協作地界定收納該緊固件之該孔。
  14. 一種一自行車之曲柄組，該曲柄組包括：一第一曲柄及一第二曲柄，該第一曲柄及該第二曲柄之各者具有經調適以嚙合一踏板之一末端； 一複合齒盤，其將至少一鏈條環附接至該曲柄組；及一心軸，其在該第一曲柄與該第二曲柄之間延伸且與該第一曲柄及該第二曲柄嚙合，該心軸包含徑向延伸臂，該等徑向延伸臂以一角度彼此間隔開且互鎖入該複合齒盤以傳輸扭矩至該齒盤。
  15. 如請求項14之曲柄組，其中該心軸與該複合齒盤共模製成型。
  16. 如請求項14之曲柄組，其中該心軸進一步包含安置於該等臂之各者之一末端上之一突出部，且其中該齒盤及該突出部協作地界定收納緊固件以將該鏈條環緊固至該齒盤及該心軸之孔。
  17. 如請求項16之曲柄組，其中該等臂之各者及各突出部與該齒盤共模製成型。
  18. 如請求項16之曲柄組，其中各孔經鑽孔及經攻螺絲以可螺紋接合地收納該緊固件。
  19. 如請求項14之曲柄組，其中該心軸之一第一末端界定複數個輪齒，該複數個輪齒圍繞該第一末端周向延伸且與該第一曲柄嚙合以緊固該心軸用於與該第一曲柄旋轉。
  20. 如請求項19之曲柄組，其中該第二曲柄及該齒盤一起模製成型以形成一整合複合曲柄齒盤元件，且其中該心軸之一第二末端與該曲柄齒盤元件共模製成型以緊固該心軸用於與該第二曲柄之旋轉。
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