專利名稱：用于將車輪安裝在車輛上的軸組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于將輪轂安裝在把手轉(zhuǎn)向車輛上的軸組件，更具體地涉及一種將輪轂牢固地安裝在懸架上以提供扭轉(zhuǎn)更剛性的前懸架組件的軸組件。
背景技術(shù)：
通常，在如自行車和摩托車的把手轉(zhuǎn)向車輛中，采用軸組件將輪轂安裝在車叉上。所述車叉包括平行的腿部，這些腿部從軸的每一側(cè)向上延伸并在車輪頂部處連接在形成部分自行車或摩托車框架的中央轉(zhuǎn)向管處。車叉腿部的底端通常為U形或環(huán)狀掛鉤(dropout)，用于接收軸組件。可使用快速安裝裝置將軸安裝在所述掛鉤上。這些裝置方便了車輪的拆卸以便進(jìn)行修理、運(yùn)輸、存放等。
在通常的乘騎期間，乘騎者會(huì)遇到不平整地形，這種不平整通過(guò)車輪和車叉?zhèn)鬟f到車把。騎乘者可通過(guò)轉(zhuǎn)向來(lái)應(yīng)付這些不平整地形。為了有效地進(jìn)行轉(zhuǎn)向，必須盡可能直接將轉(zhuǎn)向傳遞給車輪。為此，必須將車輪牢固且剛性地安裝在車叉組件上。
地形不平整會(huì)在前輪/軸/車叉交界處產(chǎn)生高負(fù)載，該負(fù)載在越野自行車中會(huì)更高，從而在車輪/車叉/軸交界處需要有更高的扭轉(zhuǎn)剛性。為了滿足這種更高需求，自行車軸設(shè)計(jì)已經(jīng)逐漸向摩托車軸設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)移。然而，自行車軸在繼續(xù)采用無(wú)工具快速拆卸設(shè)計(jì)的同時(shí)，還需要避免摩托車軸固有的重量大、成本高的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種軸組件，它在車叉和軸之間提供了非常剛性的交界面，從而為越野騎乘提供了足夠的扭轉(zhuǎn)剛度。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種軸組件，它允許不用工具而安裝在車叉上或從車叉上拆卸下來(lái)。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種軸組件，它包括更少的元件，以降低重量和成本。
本發(fā)明提供了一種用于將輪轂組件安裝在車架上的軸組件。所述軸組件包括管狀體、操縱桿促動(dòng)器、以及隨動(dòng)組件。所述管狀體具有可安裝在車架上的第一端部和第二端部，該管狀體的至少一個(gè)端部構(gòu)造成可利用端部開(kāi)口的狹縫來(lái)徑向變形，從而卡在車架上。所述隨動(dòng)組件設(shè)置在管狀體的第一端部和第二端部中的一個(gè)附近，并可響應(yīng)于操縱桿促動(dòng)器的樞轉(zhuǎn)而相對(duì)管狀體軸向移動(dòng)。所述隨動(dòng)組件構(gòu)造成響應(yīng)于由操縱桿促動(dòng)器引起的該隨動(dòng)組件的移動(dòng)而使管狀體的第一端部和第二端部中的一個(gè)徑向變形。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，所述隨動(dòng)組件可包括布置在管狀體的第一端部和第二端部中的一個(gè)附近的膨脹器元件，該膨脹器形成為響應(yīng)于由操縱桿促動(dòng)器引起的所述隨動(dòng)組件的軸向移動(dòng)而使管狀體的第一端部和第二端部中的一個(gè)徑向變形。
在本發(fā)明的又一實(shí)施方案中，所述隨動(dòng)組件還可包括一連接元件，該連接元件將操縱桿促動(dòng)器可操作地連接在膨脹器元件上。
在本發(fā)明的另一實(shí)施方案中，所述隨動(dòng)組件可包括設(shè)置在管狀體的第一端部和第二端部中的另一個(gè)附近的第二膨脹器元件，該第二膨脹器元件可相對(duì)第一膨脹器元件反向移動(dòng)，并形成為響應(yīng)于由操縱桿促動(dòng)器引起的所述隨動(dòng)組件的軸向移動(dòng)而使管狀體的第一和第二端部中的所述另一個(gè)徑向變形。
在本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施方案中，所述隨動(dòng)組件還可包括被操縱桿促動(dòng)器可轉(zhuǎn)動(dòng)地容納的套筒，該套筒偏心地設(shè)置在操縱桿促動(dòng)器內(nèi)以便響應(yīng)于操縱桿促動(dòng)器的樞轉(zhuǎn)而使隨動(dòng)組件軸向移動(dòng)。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中，所述操縱桿促動(dòng)器可包括一凸輪，該凸輪構(gòu)造成響應(yīng)于該操縱桿促動(dòng)器的樞轉(zhuǎn)而使隨動(dòng)組件軸向移動(dòng)。
從下面關(guān)于本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方案的描述并結(jié)合附圖將更加全面地理解本發(fā)明的這些和其它特征及優(yōu)點(diǎn)。


在這些附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的軸組件的分解立體圖，包括輪轂和前叉；圖2是圖1的車輪組件的剖視圖；圖3是組裝在圖1的軸組件的管狀體上的夾緊操縱桿的立體圖；圖4是圖1的夾緊操縱桿的側(cè)視圖；圖5是圖1的軸組件的立體圖，具體表示出安裝在前叉上的輪轂；圖6是圖1的軸組件的立體圖，具體表示出包括安裝在前叉上的車輪的輪轂，且?jiàn)A緊操縱桿處于閉合位置；圖7是本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方案的剖視圖，具體表示出包括單個(gè)膨脹器元件和連接元件的隨動(dòng)組件；以及圖8是本發(fā)明再一個(gè)實(shí)施方案的剖視圖，具體表示出包括單個(gè)膨脹器元件的隨動(dòng)組件。
具體實(shí)施例方式
參見(jiàn)圖1至圖6，根據(jù)本發(fā)明的軸組件的第一實(shí)施方案整體由附圖標(biāo)記10表示。軸組件10將自行車的前輪轂14連接在前懸架16上?；蛘撸衫幂S組件10將后輪連接在自行車車架上或者將摩托車車輪連接在摩托車車架上。軸組件10穿過(guò)輪轂14同軸延伸，從而安裝在懸架16的掛鉤18、20上。所述軸組件通常包括具有第一端部17和第二端部19的管狀體12。輪轂14可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在管狀體12上，并且管狀體12的第一端部17和第二端部19分別安裝在車叉16的掛鉤20、18上。
在圖1至圖6的實(shí)施方案中，管狀體12的第一端部17擰進(jìn)車叉16的掛鉤20中，而管狀體12的第二端部19與夾緊操縱桿24相連，夾緊操縱桿24構(gòu)造成可樞轉(zhuǎn)地將軸組件10夾緊在車叉掛鉤18、20上，從而在軸組件10和懸架16之間形成剛性連接。
管狀體12具有端部開(kāi)口的狹縫25，該狹縫位于所示實(shí)施方案的兩個(gè)端部17、19處。在其它實(shí)施方案中，所述狹縫可僅位于管狀體的一個(gè)端部處。此外，可只使用單個(gè)狹縫。當(dāng)然，所述狹縫可呈允許管狀體12的端部17、19徑向變形的任何形狀。管狀體12包圍著桿或扦狀物(skewer)26，扦狀物26具有連接到夾緊操縱桿24上的第一端部28以及連接到防松螺母32上(在本實(shí)施方案中是擰到防松螺母32上)的第二端部30。推力墊圈40和第一膨脹墊圈42為楔形，直徑較大部定位成靠近夾緊操縱桿24。在第一膨脹墊圈42和管狀體12之間設(shè)有第一復(fù)位彈簧44，該第一復(fù)位彈簧還同軸地安裝在扦狀物26上，用于偏壓墊圈42使其離開(kāi)管狀體12。第二膨脹墊圈48位于扦狀物26的另一個(gè)端部30處，其形狀與第一膨脹墊圈42類似，第二膨脹墊圈48的直徑較小部對(duì)置地定位成朝向第一膨脹墊圈42的直徑較小部。膨脹墊圈42、48形成為當(dāng)膨脹墊圈42、48在管狀體12內(nèi)軸向移動(dòng)時(shí)使管狀體12徑向變形。因此，它們可呈許多可選形狀。設(shè)置在管狀體12和第二膨脹墊圈48之間的第二復(fù)位彈簧46偏壓第二膨脹墊圈48使其離開(kāi)管狀體12。第一復(fù)位彈簧44和第二復(fù)位彈簧46被管狀體12中的臺(tái)肩27軸向約束。防松螺母32擰到扦狀物26的端部30上，且靠近第二膨脹墊圈48。
夾緊操縱桿24包括用來(lái)容納樞軸套筒36的孔34。樞軸套筒36在夾緊操縱桿24的孔34內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，并具有用于連接到扦狀物26上的螺紋孔38。扦狀物26延伸穿過(guò)夾緊操縱桿24中的狹縫39，并擰進(jìn)樞軸套筒36的螺紋孔38中。優(yōu)選的是，扦狀物26上的螺紋長(zhǎng)度設(shè)計(jì)成這樣，從而扦狀物26當(dāng)與樞軸套筒36完全接合時(shí)接觸到底夾緊操縱桿24還包括繞孔34偏心設(shè)置的整體凸輪66。當(dāng)夾緊操縱桿24繞套筒36樞轉(zhuǎn)時(shí)，凸輪66抵靠推力墊圈40，從而朝著管狀體軸向推動(dòng)推力墊圈40和第一膨脹墊圈42，同時(shí)，套筒36拉動(dòng)扦狀物26，由此同樣也朝著管狀體12反向拉動(dòng)第二膨脹墊圈48。當(dāng)?shù)谝慌蛎泬|圈42和第二膨脹墊圈48被相對(duì)推動(dòng)并被拉向管狀體12的中心而與管狀體12的第一端部17和第二端部19接合時(shí)，膨脹狹縫25徑向向外變形以增大管狀體12在車叉掛鉤18、20處的直徑，從而使得管狀體12牢固地卡在掛鉤上。
可以通過(guò)使防松螺母32沿扦狀物26的螺紋向上或向下運(yùn)動(dòng)來(lái)調(diào)節(jié)由夾緊操縱桿24提供的夾緊力和軸組件10的長(zhǎng)度。例如，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)防松螺母32可增大管狀體12和車叉16之間的夾緊力，而逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)防松螺母32則可減小管狀體12和車叉16之間的夾緊力。防松螺母32的初始位置可由制造商設(shè)定，以便一被安裝在自行車上就提供足夠的夾緊力。不過(guò)，該結(jié)構(gòu)也給了騎自行車者選擇調(diào)節(jié)防松螺母32的自由。
可在管狀體12的端部19處設(shè)置雙向驅(qū)動(dòng)元件56以允許軸組件10順時(shí)針或逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。雙向元件56優(yōu)選為與管狀體成一體的凸出部或凸起60。夾緊操縱桿24可定位成分別與雙向驅(qū)動(dòng)元件56的第一側(cè)62或第二側(cè)64接觸，從而使軸組件10順時(shí)針(圖3b)或逆時(shí)針(圖3a)轉(zhuǎn)動(dòng)。
為了將軸組件10安裝在自行車上，使夾緊操縱桿24樞轉(zhuǎn)離開(kāi)車叉16而將該夾緊操縱桿定位在打開(kāi)位置(如圖5所示)。當(dāng)夾緊操縱桿24打開(kāi)時(shí)，膨脹墊圈42、48在復(fù)位彈簧44、46的作用下分別被朝著管狀體12的相對(duì)端部17、19軸向偏壓，這使軸組件10能夠自由滑入到車叉掛鉤18、20中。軸組件10軸向插入穿過(guò)第一車叉掛鉤18、輪轂14、然后進(jìn)入第二車叉掛鉤20。接著，轉(zhuǎn)動(dòng)夾緊操縱桿24直到管狀體12完全擰入到第二車叉掛鉤20中。在將管狀體12擰入到車叉掛鉤20中時(shí)，管狀體12的臺(tái)肩70與輪轂14的端部72接觸，同時(shí)輪轂14的另一端部74與車叉掛鉤20的側(cè)面76接觸，由此使管狀體12和輪轂14牢固地軸向固定在車叉掛鉤20上。一旦將管狀體12牢固地軸向擰到車叉掛鉤20上，就使夾緊操縱桿24朝著車叉16樞轉(zhuǎn)到閉合位置(圖6)，這使第一膨脹墊圈42和第二膨脹墊圈48朝著彼此被相對(duì)驅(qū)動(dòng)，由此使管狀體12的端部17、19徑向變形以將管狀體12牢固地夾在車叉掛鉤18、20上。此刻，軸組件10在軸向和徑向兩個(gè)方向都與車叉掛鉤18、20剛性連接。如圖3a所示，夾緊操縱桿24沿著方向X和方向Y轉(zhuǎn)動(dòng)從而將管狀體12擰到掛鉤20上和從掛鉤20上擰下來(lái)，而夾緊操縱桿24沿著方向P和方向Q樞轉(zhuǎn)則將軸組件10夾在車叉掛鉤18、20上和使之與車叉掛鉤18、20松開(kāi)。
在圖1至圖6的實(shí)施方案中，用一對(duì)可相對(duì)移動(dòng)的膨脹墊圈42、48來(lái)使管狀體20的兩個(gè)端部17、19徑向變形。因?yàn)橥ㄟ^(guò)夾緊操縱桿24的凸輪66使第一膨脹墊圈42軸向移動(dòng)，并通過(guò)也通過(guò)操縱桿促動(dòng)器24移動(dòng)的扦狀物26使第二膨脹墊圈48移動(dòng)，所以膨脹墊圈42、48以及扦狀物26形成了響應(yīng)于操縱桿促動(dòng)器24樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的隨動(dòng)組件。
在圖7所示的本發(fā)明的可選實(shí)施方案中，由被管狀體112的臺(tái)肩軸向約束的推力墊圈140來(lái)代替圖1至圖6的實(shí)施方案的滑動(dòng)推力墊圈40和滑動(dòng)第一膨脹墊圈42。當(dāng)操縱桿促動(dòng)器24朝其閉合位置(圖6)樞轉(zhuǎn)時(shí)，凸輪66此刻抵靠軸向固定的推力墊圈140以軸向拉動(dòng)扦狀物26，從而將第二膨脹墊圈48向內(nèi)拉以使管狀體112在其第一端部117處徑向變形。因此，在圖7的實(shí)施方案中，第二膨脹墊圈48和扦狀物26形成了響應(yīng)于操縱桿促動(dòng)器24樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的隨動(dòng)組件。
在圖8所示本發(fā)明的又一實(shí)施方案中，由相對(duì)于管狀體212的第一端部217被軸向約束的防松螺母242來(lái)代替圖1至圖6的實(shí)施方案的第二膨脹墊圈48。當(dāng)操縱桿促動(dòng)器24朝其閉合位置(圖6)樞轉(zhuǎn)時(shí)，凸輪66抵靠滑動(dòng)推力墊圈40以使該推力墊圈和第一膨脹墊圈42向內(nèi)移動(dòng)，從而使管狀體212在其第二端部219處徑向變形。因此，在圖8的實(shí)施方案中，第一膨脹墊圈42形成了響應(yīng)于操縱桿促動(dòng)器24樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的隨動(dòng)組件。
雖然已經(jīng)參照所示的實(shí)施方案對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是應(yīng)當(dāng)理解的是可在所述發(fā)明構(gòu)思的精神和范圍內(nèi)作出許多變化。因此，本發(fā)明并不局限于所公開(kāi)的實(shí)施方案，而是包括所附權(quán)利要求的措詞許可的全部范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于將輪轂安裝在車架上的軸組件，它包括管狀體，其具有可安裝在車架上的第一端部和第二端部，該第一端部和第二端部中的一個(gè)構(gòu)造成可徑向變形以卡在車架上，該管狀體包括端部開(kāi)口的狹縫，該狹縫設(shè)置在管狀體的第一端部和第二端部中的一個(gè)處；操縱桿促動(dòng)器；以及隨動(dòng)組件，它設(shè)置在所述管狀體的第一端部和第二端部中的一個(gè)附近并可響應(yīng)于所述操縱桿促動(dòng)器的樞轉(zhuǎn)而相對(duì)所述管狀體軸向移動(dòng)，該隨動(dòng)組件構(gòu)造成響應(yīng)于由操縱桿促動(dòng)器引起的該隨動(dòng)組件的移動(dòng)而使所述管狀體的第一端部和第二端部中的一個(gè)徑向變形。
2.如權(quán)利要求1所述的軸組件，其特征在于，所述管狀體包括設(shè)置在該管狀體的第一端部和第二端部中的一個(gè)處的多個(gè)端部開(kāi)口的狹縫。
3.如權(quán)利要求1所述的軸組件，其特征在于，所述操縱桿促動(dòng)器包括一凸輪，該凸輪構(gòu)造成響應(yīng)于該操縱桿促動(dòng)器的樞轉(zhuǎn)而使隨動(dòng)組件軸向移動(dòng)；以及所述隨動(dòng)組件包括設(shè)置在所述管狀體的第一端部和第二端部中的一個(gè)附近的第一膨脹元件，該第一膨脹元件形成為響應(yīng)于由所述凸輪引起的所述隨動(dòng)組件的軸向移動(dòng)而使所述管狀體的第一端部和第二端部中的一個(gè)徑向變形。
4.如權(quán)利要求3所述的軸組件，其特征在于，所述管狀體包括設(shè)置在該管狀體的第一端部和第二端部中的一個(gè)處的多個(gè)端部開(kāi)口的狹縫。
5.如權(quán)利要求4所述的軸組件，其特征在于，所述第一膨脹元件為楔形。
6.如權(quán)利要求3所述的軸組件，其特征在于，所述隨動(dòng)組件還包括被操縱桿促動(dòng)器可轉(zhuǎn)動(dòng)地容納的套筒，該套筒偏心地設(shè)置在所述操縱桿促動(dòng)器內(nèi)以便響應(yīng)于該操縱桿促動(dòng)器的樞轉(zhuǎn)而使所述隨動(dòng)組件軸向移動(dòng)。
7.如權(quán)利要求6所述的軸組件，其特征在于，還包括設(shè)置在所述管狀體和第一膨脹元件之間的第一彈簧，該彈簧構(gòu)造成偏壓所述第一膨脹元件使其離開(kāi)所述管狀體。
8.如權(quán)利要求7所述的軸組件，其特征在于，所述管狀體包括設(shè)置在該管狀體的第一端部和第二端部中的一個(gè)處的多個(gè)端部開(kāi)口的狹縫。
9.如權(quán)利要求3所述的軸組件，其特征在于，所述隨動(dòng)組件還包括將凸輪可操作地連接在第一膨脹元件上的連接元件。
10.如權(quán)利要求9所述的軸組件，其特征在于，所述隨動(dòng)組件還包括被操縱桿促動(dòng)器可轉(zhuǎn)動(dòng)地容納的套筒，該套筒偏心地設(shè)置在所述操縱桿促動(dòng)器內(nèi)以便響應(yīng)于該操縱桿促動(dòng)器的樞轉(zhuǎn)而使所述隨動(dòng)組件軸向移動(dòng)。
11.如權(quán)利要求10所述的軸組件，其特征在于，還包括設(shè)置在所述管狀體和第一膨脹元件之間的第一彈簧，該彈簧構(gòu)造成偏壓所述第一膨脹元件使其離開(kāi)所述管狀體。
12.如權(quán)利要求11所述的軸組件，其特征在于，所述管狀體包括設(shè)置在該管狀體的第一端部和第二端部中的一個(gè)處的多個(gè)端部開(kāi)口的狹縫。
13.如權(quán)利要求9所述的軸組件，其特征在于，所述管狀體的第一端部和第二端部中的另一個(gè)構(gòu)造成可徑向變形以卡在車架上；以及所述隨動(dòng)組件還包括設(shè)置在所述管狀體的第一端部和第二端部中的另一個(gè)附近的第二膨脹元件，該第二膨脹元件可相對(duì)第一膨脹元件反向移動(dòng)，并形成為響應(yīng)于由凸輪引起的隨動(dòng)組件的軸向移動(dòng)而使管狀體的第一端部和第二端部中的所述另一個(gè)徑向變形。
14.如權(quán)利要求13所述的軸組件，其特征在于，所述隨動(dòng)組件還包括被操縱桿促動(dòng)器可轉(zhuǎn)動(dòng)地容納的套筒，該套筒偏心地設(shè)置在所述操縱桿促動(dòng)器內(nèi)以便響應(yīng)于所述操縱桿促動(dòng)器的樞轉(zhuǎn)而使所述隨動(dòng)組件軸向移動(dòng)。
15.如權(quán)利要求14所述的軸組件，其特征在于，還包括設(shè)置在所述管狀體和第二膨脹元件之間的第二彈簧，該第二彈簧構(gòu)造成偏壓所述第二膨脹元件使其離開(kāi)管狀體。
16.如權(quán)利要求15所述的軸組件，其特征在于，所述管狀體包括設(shè)置在該管狀體的第一端部和第二端部中的所述另一個(gè)處的多個(gè)端部開(kāi)口的狹縫。
17.如權(quán)利要求16所述的軸組件，其特征在于，所述管狀體還包括從所述管狀體的第一端部和第二端部中的一個(gè)伸出的延伸凸起，該延伸凸起設(shè)置在所述操縱桿促動(dòng)器附近以便可接合，由此使所述管狀體沿第一方向和第二方向中的一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)。
18.如權(quán)利要求8所述的軸組件，其特征在于，所述管狀體還包括從該管狀體的第一端部和第二端部中的一個(gè)伸出的延伸凸起，該延伸凸起設(shè)置在所述操縱桿促動(dòng)器附近以便可接合，由此使所述管狀體沿第一方向和第二方向中的一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)。
19.如權(quán)利要求12所述的軸組件，其特征在于，所述管狀體還包括從該管狀體的第一端部和第二端部中的一個(gè)伸出的延伸凸起，該延伸凸起設(shè)置在所述操縱桿促動(dòng)器附近以便可接合，由此使管狀體沿第一方向和第二方向中的一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)。
全文摘要
一種將車輪組件連接在車架上的軸組件。所述軸組件包括管狀體(12)，該管狀體具有可連接在車架(18，20)上的第一端部(17)和第二端部(19)以及設(shè)置在該管狀體(12)的第一端部(17)和第二端部(19)中的至少一個(gè)附近的端部開(kāi)口的狹縫(25)。隨動(dòng)組件(42)構(gòu)造成可使第一端部(17)和第二端部(19)中的一個(gè)徑向變形，從而響應(yīng)于由操縱桿促動(dòng)器(24)引起的該隨動(dòng)組件的移動(dòng)而使該端部卡在車架(18，20)上。該結(jié)構(gòu)在軸組件和車架之間在線性方向和徑向方向上都提供了剛性連接。
文檔編號(hào)B62K25/02GK1784336SQ200480011838
公開(kāi)日2006年6月7日 申請(qǐng)日期2004年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月24日
發(fā)明者拉塞爾·羅斯, 愛(ài)德華·赫林頓, 約翰·里德, 詹姆士·奧斯本 申請(qǐng)人:什拉姆公司