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    ﹝課題﹞對於固定曲柄軸的曲柄組裝體，謀求全體的輕量化，並且謀求曲柄軸固定部分的高剛性化。﹝解決手段﹞曲柄組裝體(12)具備：曲柄軸(11)、第一曲柄部(16)、第二曲柄部(18)、第一曲柄軸支承構件(14)、和第二曲柄軸支承構件(15)。曲柄軸(11)在一端具有：安裝外表面(11a)和安裝內表面(11b)。第一曲柄軸支承構件(14)，配置於第一曲柄部(16)，並將曲柄軸(11)的安裝外表面(11a)加以支承。第二曲柄軸支承構件(15)，配置於第二曲柄部(18)，並將曲柄軸(11)的安裝內表面(11b)加以支承。
    公开号:TW201315647A
    申请号:TW100137013
    申请日:2011-10-12
    公开日:2013-04-16
    发明作者:Masahiro Yamanaka；Eigo Kuroiwa；Tetsu Nonoshita
    申请人:Shimano Kk；
    IPC主号:B62M3-00
    专利说明:
    自行車用曲柄組裝體
    本發明是關於曲柄組裝體，特別是固定曲柄軸的自行車用曲柄組裝體。
    過去已知有將曲柄軸固定於曲柄臂的曲柄組裝體(例如，參考歐洲專利申請公開1449760號說明書)。習知的曲柄組裝體，具有曲柄軸和將曲柄軸加以固定的單件式曲柄臂。在曲柄臂上以可自由裝卸的方式固定鏈輪。曲柄軸被例如斂縫固定於曲柄臂。
    為了謀求比過去的單件式構造的曲柄臂更為輕量化，而考慮以兩件式以上來構成曲柄臂。但是，在將曲柄軸固定於兩件式以上的曲柄臂的情況，必須充分地確保曲柄軸固定部分的剛性。
    本發明的課題在於，對於固定曲柄軸的曲柄組裝體，謀求全體的輕量化，並且謀求曲柄軸固定部分的高剛性化。
    本發明的自行車用曲柄組裝體具備：曲柄軸、第一外殼構件、第二外殼構件、第一曲柄軸支承構件、第二曲柄軸支承構件。曲柄軸在一端具有：安裝外表面和安裝內表面。第一曲柄軸支承構件，配置於第一外殼構件而支承曲柄軸的安裝外表面。第二曲柄軸支承構件，配置於第二外殼構件而支承曲柄軸的安裝內表面。
    在此曲柄組裝體，於曲柄軸的一端設置：安裝內周面和安裝外表面。此安裝外表面是藉由在第一外殼構件部處配置的第一曲柄軸支承構件所支承。另外，安裝內表面是藉由在第二外殼構件處配置的第二曲柄軸支承構件所支承。在此，以設於曲柄軸的安裝外表面和安裝內表面，來分別支承第一外殼構件及第二外殼構件。藉此，藉由與曲柄軸的嵌合，而以第一外殼構件和第二外殼構件支承曲柄軸，來謀求曲柄組裝體的曲柄軸固定部分的高剛性化。另外，成為曲柄臂的部分是由第一外殼構件和第二外殼構件所構成，且在第一外殼構件和第二外殼構件之間能夠有效地形成空間。因此，可易於謀求曲柄組裝體全體的輕量化。
    根據本發明，藉由和曲柄軸嵌合，將第一外殼構件和第二外殼構件固定於曲柄軸，而可謀求曲柄組裝體的曲柄軸固定部分的高剛性化。另外，在第一外殼構件和第二外殼構件之間，能夠有效率地形成空間。因此，可易於謀求曲柄組裝體全體的輕量化。＜第一實施形態＞
    於第1圖、第2圖、第3圖、及第4圖，本發明的第一實施形態的自行車用曲柄組裝體10具備：中空的曲柄軸11、曲柄主體12、從曲柄主體12的其中一端以放射狀延伸的鏈輪安裝部13、第一曲柄軸支承構件14、及第二曲柄軸支承構件15。此外，在第1圖～第3圖，顯示安裝了第一鏈輪30及第二鏈輪32的狀態。另外，在第1圖及第2圖，顯示將曲柄軸11及第二曲柄軸支承構件15取下後的狀態。
    曲柄軸11是在未圖示的自行車車架的底托架懸架部，經由軸承而可自由旋轉地被支承。曲柄軸11在一端具有：安裝外表面11a和安裝內表面11b。安裝外表面11a，是朝較曲柄軸11的中間部的外表面更靠近直徑方向外側突出。安裝外表面11a具有第一花鍵部11c。安裝外表面11a較佳是具有：防止後述的第一曲柄部16朝曲柄軸11的軸方向外側移動的突起部11d。突起部11d較佳為在曲柄軸11的周方向上一體成形的凸緣。安裝內表面11b為圓周面，且關於曲柄軸11的中心軸C，位於較安裝外表面11a更靠近直徑方向內側。曲柄軸11固定於曲柄主體12。在第一實施形態，曲柄軸11是壓入固定於曲柄主體12。
    曲柄主體12及鏈輪安裝部13較佳是一體成形。曲柄主體12及鏈輪安裝部13分割成第一曲柄部16和第二曲柄部18。在第一曲柄部16和第二曲柄部18之間能夠形成空間。第一曲柄部16是第一外殼構件的一例。第二曲柄部18是第二外殼構件的一例。
    第一曲柄部16及第二曲柄部18是例如鋁合金等的金屬製的。第一曲柄部16是主要負責曲柄主體12及鏈輪安裝部13的剛性的部分。第二曲柄部18，是以覆蓋第一曲柄部16的方式被固定於第一曲柄部16。第二曲柄部18負責曲柄主體12及鏈輪安裝部13剩下的剛性以及裝飾。因此，較佳是將第一曲柄部16形成為厚度較第二曲柄部18更厚。第一曲柄部16和第二曲柄部18是被例如黏接固定。
    曲柄主體12是如第4圖所示，是從曲柄軸11朝直徑方向延伸的中空棒狀的部分。曲柄主體12的第一曲柄部16具有踏板軸安裝部16d，且踏板軸安裝部16d具有在其前端形成的踏板軸安裝螺絲孔16c。
    如第5圖所示，在第一曲柄部16的曲柄主體12的基端，配置第一曲柄軸支承構件14。第一曲柄軸支承構件14，是嵌合於曲柄軸11的安裝外表面11a而將安裝外表面11a支承。在第一實施形態，第一曲柄軸支承構件14是和第一曲柄部16一體成形。第一曲柄軸支承構件14具有：筒狀部14a、以及形成在筒狀部14a的內周面，且能夠一體旋轉地與安裝外表面11a的第一花鍵部11c卡合的第二花鍵部14b。筒狀部14a較佳是以複數個肋部25(參考第4圖)來加以補強。曲柄軸11，是從與安裝外表面11a相反側的端部(第4圖左端部)插入筒狀部14a。曲柄軸11，是以讓被形成於大直徑的安裝外表面11a的第一花鍵部11c與第一曲柄軸支承構件14的第二花鍵部14b卡合的方式，壓入於筒狀部14a而固定於第一曲柄部16。或是，也可將曲柄軸11與第一曲柄部黏接固定。在此情況下，不將曲柄軸的第一花鍵部11c和第一曲柄支承構件14的第二花鍵部14b壓入，而是以鬆嵌合來加以卡合較佳。
    在第二曲柄部18的曲柄主體12的基端，配置第二曲柄軸支承構件15。第二曲柄軸支承構件15，是嵌合於曲柄軸11的安裝內表面11b而將安裝內表面11b支承。在第一實施形態，第二曲柄軸支承構件15，與第二曲柄部18的曲柄主體12為不同個體。第二曲柄軸支承構件15，具有：固定於第二曲柄部18的凸緣部15a、以及和凸緣部15a一體成形，且支承曲柄軸11的安裝內表面11b的筒狀部15b。第二曲柄軸支承構件15的凸緣部15a的外側面15c，其形狀是順著第二曲柄部18的後述第二底部18a的形狀，而能夠接觸到第二底部18a。於本實施例，凸緣部15a的外側面15c，黏接固定於第二底部18a。另外，筒狀部15b的外周面較佳是被黏接固定於曲柄軸11的安裝內表面11b。第二曲柄軸支承構件15，為例如聚醯胺樹脂等的合成樹脂製的構件。第二曲柄軸支承構件15也具有：藉由以曲柄軸11被配置於第二曲柄部18的部分來接觸第二曲柄部18的第二底部18a，而補強第二曲柄部18使其不容易凹陷的功能。
    於曲柄主體12，第一曲柄部16具有：朝曲柄軸11的直徑方向延伸的薄片狀的第一底部16a、以及在第一底部16a的外緣部形成的第一壁部16b。
    於曲柄主體12，第二曲柄部18具有：配置成與第一曲柄部16的第一底部16a相對向的第二底部18a、以及在第二底部18a的外緣部形成的第二壁部18b。藉此，能夠在第一曲柄部16和第二曲柄部18之間形成空間。在第二曲柄部18之面對踏板軸安裝螺絲孔16c的部分，形成：可讓踏板軸貫穿的貫穿孔18c。另外，第二曲柄部18的與第一曲柄軸支承構件14相對向的部分，是覆蓋第一曲柄軸支承構件14而使得從外部看不出第一曲柄軸支承構件14。第二壁部18b形成為可緊貼於第一壁部16b的外側面。第二壁部18b是以例如黏接劑來黏接於第一壁部16b。
    鏈輪安裝部13具有：自第一曲柄部16的曲柄主體12延伸的第一～第四鏈輪安裝臂部21～24。第一鏈輪安裝臂部21具有第一鏈輪安裝孔21a。第二鏈輪安裝臂部22具有第二鏈輪安裝孔22a。第三鏈輪安裝臂部23具有第三鏈輪安裝孔23a。第四鏈輪安裝臂部24具有第四鏈輪安裝孔24a。第一～第四鏈輪安裝孔21a～24a被形成於第一～第四鏈輪安裝臂部21～24的前端部附近。第一～第四鏈輪安裝孔21a～24a的周圍的兩面被機械加工為厚度較其他部分更薄。將第一鏈輪30固定於此第一～第四外側面21b～24b，藉由未圖示的固定螺栓，與第一鏈輪30同時地將第二鏈輪32固定於相反側的內側面。
    第一鏈輪安裝臂部21、第二鏈輪安裝臂部22、第三鏈輪安裝臂部23、及第四鏈輪安裝臂部24，是沿著驅動自行車時的自行車用曲柄組裝體10的旋轉方向(在第1圖由箭頭A所表示的順時鐘旋轉方向)，自曲柄主體12起，依第一鏈輪安裝臂部21、第二鏈輪安裝臂部22、第三鏈輪安裝臂部23、第四鏈輪安裝臂部24的順序加以配置。在第二曲柄部18上也設有自曲柄主體12延伸的第一～第四鏈輪安裝臂部21’、22’、23’、24’。第二曲柄部18的第一～第四鏈輪安裝臂部21’～24’設為：將除了第一～第四鏈輪安裝孔21a～24a的周圍之外的部分加以覆蓋。因此，於本實施例，由第一曲柄部16的第一～第四鏈輪安裝臂部21、22、23、24和第二曲柄部18的第一～第四鏈輪安裝臂部21’、22’、23’、24’來構成曲柄組裝體10的4條鏈輪安裝部13。在本實施形態，第一鏈輪安裝臂部21、21’和第二鏈輪安裝臂部22、22’的周方向的間隔，相等於第三鏈輪安裝臂部23、23’和第四鏈輪臂部24、24’的周方向的間隔。另外，第二鏈輪安裝臂部22、22’和第三鏈輪臂部23、23’的周方向的間隔，大於第一鏈輪安裝臂部21、21’和第二鏈輪臂部22、22’的周方向的間隔。然後，第二鏈輪安裝臂部22、22’和第三鏈輪臂部23、23’的周方向的間隔，相等於第四鏈輪安裝臂部24、24’和第一鏈輪臂部21、21’的周方向的間隔。
    在如此所構成的自行車用曲柄組裝體10，於藉由踩踏板動作中而施加有較大負荷的第一鏈輪安裝臂部21、21’和第二鏈輪安裝臂部22、22’間、以及第三鏈輪安裝臂部23、23’和第四鏈輪安裝臂部24、24’間，鏈輪安裝臂間的間隔變窄，故可有效地提高曲柄組裝體10的剛性。另外，第二鏈輪安裝臂部22、22’和第四鏈輪安裝臂部24、24’的剛性，較第一鏈輪安裝臂部21、21’和第三鏈輪安裝臂部23、23’的剛性更高。因此，所需剛性較小的第一鏈輪安裝臂部21、21’和第三鏈輪安裝臂部23、23’，能夠成為更特別輕量化的構造。
    另外，第一外殼構件也就是第一曲柄部16、以及第二外殼構件也就是第二曲柄部18，是經由第一曲柄軸支承構件14和第二曲柄軸支承構件15，而分別被固定至：設於曲柄軸11的安裝外表面11a和安裝內表面11b。藉此，第一曲柄部16和第二曲柄部18，是以安裝外表面11a及安裝內表面11b兩者來支承曲柄軸11，所以可謀求曲柄組裝體10的曲柄軸固定部分的高剛性化。另外，曲柄主體12及鏈輪安裝部13被分割成第一曲柄部16和第二曲柄部18，且在第一曲柄部16和第二曲柄部18之間能夠形成空間。因此，可謀求曲柄組裝體10全體的輕量化。 ＜第二實施形態＞
    在第一實施形態，第一曲柄軸支承構件14是和第一曲柄部16一體成形，但在第二實施形態，如第6圖所示，第一曲柄軸支承構件114是與第一曲柄部116為不同個體。第一曲柄軸支承構件114，具有：固定於第一曲柄部116的凸緣部114c、以及和凸緣部114c一體成形的筒狀部114a。在筒狀部114a的內周面上形成：與第一花鍵部111c卡合的第二花鍵部114b。筒狀部114a的內周面，例如壓入固定於曲柄軸111的安裝外表面111a。凸緣部114c例如黏接固定於第一曲柄部116的第一底部116a。
    另外，第二曲柄部118並非鋁合金等的金屬製，而是由碳纖維或玻璃纖維所強化的纖維強化樹脂製。
    在第二實施形態，用來防止第一曲柄部116朝曲柄軸111的軸方向外側移動的突起部111d，是由貫穿曲柄軸111的插銷111e所構成。插銷111e配置為朝直徑方向貫穿曲柄軸111。在第一曲柄軸支承構件114的筒狀部114a的端部，於周方向的兩處位置上形成能夠插入插銷111e的第一狹縫114d。
    第二曲柄軸支承構件115是和第一實施形態相同地，黏接固定於第二曲柄部118的第二底部118a。在第二曲柄軸支承構件115的筒狀部115b，於直徑方向的兩處位置上形成能夠插入插銷111e的第二狹縫115d。其他的結構和第一實施形態相同。 ＜第三實施形態＞
    在第一實施形態及第二實施形態，第二曲柄軸支承構件是與第二曲柄部為不同個體，但如第7圖所示，在第三實施形態，第二曲柄軸支承構件215是和第二曲柄部218一體成形。第二曲柄軸支承構件215，具有：在曲柄軸211的安裝內表面211b上被例如黏接固定的筒狀部215b。
    另外，用來防止第一曲柄部16朝曲柄軸211的軸方向外側移動的突起部211d，是由被安裝於曲柄軸211的固定環211e所構成。固定環211e，是在形成於曲柄軸211的外周面上的環狀溝處安裝的C型或E型的固定環。第一曲柄軸支承構件214是和第一實施形態相同的結構，但在筒狀部214a的內周面的端部上形成：能夠插入固定環211e的抵接部214d。固定環211e接觸到此抵接部214d的落差部而可防止第一曲柄部16的移動。其他的結構和第一實施形態相同。 ＜其他實施形態＞
    以上是就本發明的一實施形態加以說明，但本發明並不限於上述實施形態，且在不脫離發明要旨的範圍下能夠有各種的變更。
    (a)在第一～第三實施形態，將曲柄軸壓入固定於曲柄主體，但也可如第8圖所示，將曲柄軸311和曲柄主體12以黏接劑加以固定來取代壓入固定。曲柄軸311，具有和第一～第三實施形態相同的安裝外表面311a及安裝內表面311b。但是，安裝外周面311a不具有突起部。因此，曲柄軸311是藉由從安裝外表面311a側插入於筒狀部14a，並藉由將第一花鍵部311c和第二花鍵部14b黏接固定，而被固定於曲柄主體12。其他的結構和第一實施形態相同。
    (b)在上述實施形態，將鏈輪安裝部設置於第一曲柄部及第二曲柄部兩者上，但也可設置於任一者。
    10．．．自行車用曲柄組裝體
    11、111、211、311．．．曲柄軸
    11a、111a、311a．．．安裝外表面
    11b、211b、311b．．．安裝內表面
    11c、111c、311c．．．第一花鍵部
    11d、111d、211d．．．突起部
    12．．．曲柄主體
    13．．．鏈輪安裝部
    14、114．．．第一曲柄軸支承構件
    14a、114a、214a．．．筒狀部
    14b、114b．．．第二花鍵部
    15、115、215．．．第二曲柄軸支承構件
    15a．．．凸緣部
    15b、115b、215b．．．筒狀部
    16、116．．．第一曲柄部(第一外殼構件的一例)
    18、118．．．第二曲柄部(第二外殼構件的一例)
    111e．．．插銷
    211e．．．固定環
    第1圖是本發明的第一實施形態的自行車用曲柄組裝體的前視圖。
    第2圖是自行車用曲柄組裝體的後視圖。
    第3圖是自行車用曲柄組裝體的左側視圖。
    第4圖是自行車用曲柄組裝體的分解立體圖。
    第5圖是自行車用曲柄組裝體的曲柄軸固定部分的局部剖面圖。
    第6圖是第二實施形態的與第6圖相當的圖。
    第7圖是第三實施形態的與第6圖相當的圖。
    第8圖是其他實施形態的與第6圖相當的圖。
    11．．．曲柄軸
    11a．．．安裝外表面
    11b．．．安裝內表面
    11c．．．第一花鍵部
    11d．．．突起部
    12．．．曲柄主體
    14．．．第一曲柄軸支承構件
    14a．．．筒狀部
    14b．．．第二花鍵部
    15．．．第二曲柄軸支承構件
    15b．．．筒狀部
    15c．．．外側面
    16．．．第一曲柄部
    16a．．．第一底部
    16b．．．第一壁部
    18．．．第二曲柄部
    18a．．．第二底部
    18b．．．第二壁部
    权利要求:
    Claims (24)
    [1] 一種自行車用曲柄組裝體，具備有：在其一端具有安裝外表面與安裝內表面之曲柄軸；第一外殼構件；在與上述第一外殼構件之間能夠形成空間的第二外殼構件；配置於上述第一外殼構件，且將上述曲柄軸的上述安裝外表面加以支承的第一曲柄軸支承構件；以及配置於上述第二外殼構件，且將上述曲柄軸的上述安裝內表面加以支承的第二曲柄軸支承構件。
    [2] 如申請專利範圍第1項的自行車用曲柄組裝體，其中上述曲柄軸的上述安裝外表面具有第一花鍵部；上述第一曲柄軸支承構件具有：與上述第一花鍵部卡合的第二花鍵部。
    [3] 如申請專利範圍第1項的自行車用曲柄組裝體，其中上述第一曲柄軸支承構件與上述第一外殼構件為一體。
    [4] 如申請專利範圍第1項的自行車用曲柄組裝體，其中上述第二曲柄軸支承構件是與上述第二外殼構件為不同個體。
    [5] 如申請專利範圍第4項的自行車用曲柄組裝體，其中上述第二曲柄軸支承構件具有：固定於上述第二外殼構件的凸緣部；以及將上述曲柄軸的上述安裝內表面加以支承的筒狀部。
    [6] 如申請專利範圍第5項的自行車用曲柄組裝體，其中上述凸緣部黏接固定於上述第二外殼構件。
    [7] 如申請專利範圍第4項的自行車用曲柄組裝體，其中上述第二曲柄軸支承構件為樹脂製。
    [8] 如申請專利範圍第1項的自行車用曲柄組裝體，其中上述第一曲柄軸支承構件是與上述第一外殼構件為不同個體。
    [9] 如申請專利範圍第1項的自行車用曲柄組裝體，其中上述第二曲柄軸支承構件與上述第二外殼構件為一體。
    [10] 如申請專利範圍第1項的自行車用曲柄組裝體，其中上述第一外殼構件及上述第二外殼構件其中至少任一方具有鏈輪安裝部。
    [11] 如申請專利範圍第1項的自行車用曲柄組裝體，其中上述第一外殼構件黏接固定於上述第二外殼構件。
    [12] 如申請專利範圍第1項的自行車用曲柄組裝體，其中上述曲柄軸是壓入固定於上述第一曲柄軸支承構件。
    [13] 如申請專利範圍第1項的自行車用曲柄組裝體，其中上述曲柄軸黏接固定於上述第一曲柄軸支承構件。
    [14] 如申請專利範圍第1項的自行車用曲柄組裝體，其中上述曲柄軸是壓入固定於上述第二曲柄軸支承構件。
    [15] 如申請專利範圍第1項的自行車用曲柄組裝體，其中上述曲柄軸黏接固定於上述第二曲柄軸支承構件。
    [16] 如申請專利範圍第1項的自行車用曲柄組裝體，其中上述第一外殼構件為鋁合金製。
    [17] 如申請專利範圍第1項的自行車用曲柄組裝體，其中上述第二外殼構件為鋁合金製。
    [18] 如申請專利範圍第1項的自行車用曲柄組裝體，其中上述第二外殼構件為纖維強化樹脂製。
    [19] 如申請專利範圍第1項的自行車用曲柄組裝體，其中上述曲柄軸為中空。
    [20] 如申請專利範圍第2項的自行車用曲柄組裝體，其中上述曲柄軸的上述第一花鍵部，是較上述曲柄軸的中間部的外表面更朝直徑方向外側突出。
    [21] 如申請專利範圍第20項的自行車用曲柄組裝體，其中上述曲柄軸具有：位於上述第一花鍵部的軸方向外側，且用來防止上述第一外殼構件朝上述曲柄軸的軸方向外側移動的突起部。
    [22] 如申請專利範圍第21項的自行車用曲柄組裝體，其中上述突起部，是在上述曲柄軸的周方向上一體成形的凸緣。
    [23] 如申請專利範圍第21項的自行車用曲柄組裝體，其中上述突起部是朝上述曲柄軸的直徑方向貫穿的插銷。
    [24] 如申請專利範圍第21項的自行車用曲柄組裝體，其中上述突起部是嵌合於上述曲柄軸之C型環。
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
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    US20130091981A1|2013-04-18|
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
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    JP2016196236A|2015-04-03|2016-11-24|株式会社シマノ|自転車用クランク組立体|
    法律状态:
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    TW100137013A|TWI532638B|2011-10-12|2011-10-12|Bicycle crank assembly|TW100137013A| TWI532638B|2011-10-12|2011-10-12|Bicycle crank assembly|
    US13/539,869| US8955410B2|2011-10-12|2012-07-02|Bicycle crank assembly|
    DE102012218470A| DE102012218470A1|2011-10-12|2012-10-10|Fahrrad-kurbelgestänge|
    IT001716A| ITMI20121716A1|2011-10-12|2012-10-11|Gruppo pedivella di bicicletta|
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