專利名稱：自行車支桿的制作方法
技術領域：
本發明總體上涉及一種自行車支桿(bicycle stem)，該自行車支桿包括在一對車把鄰接表面之間延伸的至少一個弓形壁。更具體地，本發明涉及一種自行車支桿，該自行車支桿具有車把夾緊端部，車把夾緊端部包括位于成對的車把鄰接表面之間的至少一個弓形壁，弓形壁具有外凸表面和內凹表面。
背景技術：
自行車正變成日益流行的娛樂形式以及運輸裝置。此外，無論是對業余選手還是職業選手而言，騎自行車都是一種非常流行的競技性的運動。不論自行車是用于娛樂、運輸或經濟，自行車工業總是在改進自行車的各個部件以及自行車的框架。這種重新設計的一個目標是降低街道用自行車和越野登山自行車的總重以使它們更輕便和更具競技性。
一個已經被廣泛地重新設計的部件是自行車支桿。例如，近幾年來已經提出了包括可選幾何尺寸和中空內部的多種自行車支桿(參見美國專利No.6,343,891和5,299,467)。然而，現有技術不能解決減輕自行車支桿的重量的問題以減輕自行車的總重。
鑒于上述問題，本領域的技術人員從該公開中很容易就可以知道存在對于改進的自行車支桿的需要。本發明解決了本領域中的該需要以及本領域的技術人員通過該公開而顯而易見的其它需要。

發明內容
本發明的一個目的是提供一種自行車支桿，自行車支桿具有可以提供強度和耐用性的結構特征。
本發明的另一個目的是提供一種自行車支桿，它具有減輕的質量并且因此而輕便。
通過提供一種主要包括轉向柱夾緊端部、中空管狀部和車把夾緊端部的自行車支桿，可以基本上實現上述目的。轉向柱夾緊端部設計成連接到自行車轉向柱上。中空管狀部從轉向柱夾緊端部延伸。車把夾緊端部相對于中空管狀部放置在與轉向柱夾緊端部相對的端部上。車把夾緊端部配置成連接到自行車車把上。車把夾緊端部包括相對于中空管狀部的中心軸線線側向間隔的兩個水平排列的第一車把鄰接表面和在第一車把鄰接表面之間延伸的第一弧形壁段，且第一弧形壁段具有第一凸外表面和第一凹內表面。
通過連通附圖公開了本發明的一個優選實施例的詳細說明，本發明的這些和其它目的、特征、方面和優點將會對本領域的技術人員顯而易見。


現在參見構成該原始公開的一部分的附圖圖1是裝備有依照本發明的第一實施例的自行車支桿的自行車的側面正視圖；圖2是圖1中所示自行車上部的放大側面正視圖，顯示了依照本發明的自行車車架、自行車轉向柱、自行車支桿和車把的一部分；圖3是依照本發明的第一實施例的自行車支桿的透視圖，自行車支桿顯示為從自行車上移除；圖4是在圖3中所示的依照本發明的自行車支桿的頂部平面圖；圖5是在圖3-4中所示的依照本發明的自行車支桿的側視圖；圖6是沿圖4中的線6-6剖開的依照本發明的自行車支桿的剖視圖；圖7是沿圖5中的線7-7剖開的依照本發明的自行車支桿的剖視圖；圖8是圖3中所示自行車支桿的前視圖，顯示了依照本發明安裝有夾緊端蓋的自行車支桿的把手連接端部；圖9是與圖8類似的自行車支桿的前視圖，再次顯示了依照本發明的自行車支桿的車把連接端部，但是移除了夾緊端蓋以顯示更多細節；圖10是與圖5類似的自行車支桿的放大的側視平面圖，顯示了依照本發明的車把夾緊端部的細節；圖11是透視圖，顯示了在圖3、4和5中顯示的依照本發明的夾緊端蓋；圖12是在圖11中顯示的依照本發明的夾緊端蓋的內表面的透視圖；圖13是與圖3類似的透視圖，顯示了依照本發明的第二實施例夾緊端蓋被移除的自行車支桿；圖14是透視圖，顯示了在圖13中顯示的依照本發明的第二實施例的自行車支桿的夾緊端蓋；并且圖15是在圖14中顯示的依照本發明的第二實施例的夾緊端蓋的內表面的透視圖。
具體實施例方式
現在將參照附圖解釋本發明的選定實施例。對于本領域的技術人員而言，通過該公開顯而易見的是對本發明的實施例的下列說明僅僅提供用于說明而非用于限制由所附權利要求書及其等效物所界定的本發明。
最初參見圖1和圖2，其中顯示了裝備有依照本發明的第一實施例的自行車支桿(bicycle stem)12的自行車10。自行車支桿12將自行車轉向管或轉向柱14連接到車把16上。
自行車及其各個部件在本領域中是眾所周知的，因此，除了涉及本發明的自行車支桿12的部件之外，在此將不會詳細討論和/或顯示自行車10及其各個部件。同樣當在此使用時，下列指向性術語“向前”、“向后”、“上方”、“向下”、“豎直”、“水平”、“下方”和“橫向”以及任意其它類似的指向性術語都參照裝備有本發明的自行車支桿12的自行車的方向。因此，當用來描述本發明時，這些術語應當相對于裝備有本發明的自行車支桿12的自行車進行解釋。
如圖3所示，自行車支桿12主要包括轉向柱夾緊端部20、中空管狀部22和具有夾緊端蓋26的車把夾緊端部24。中空管狀部22在轉向柱夾緊端部20和車把夾緊端部24之間延伸。因此，車把夾緊端部24在與轉向柱夾緊端部20相對的端部連接到中空管狀部22上。從附圖和此處的說明應當理解，自行車支桿12的各個部分可以整體形成為整體結構。或者，自行車支桿12的各個部分可以單獨形成并且焊接在一起以形成本發明的自行車支桿12。
現在將更詳細地描述轉向柱夾緊端部20。轉向柱夾緊端部20配置成連接到轉向柱14上。參見圖3、4、5、6、7和9，轉向柱夾緊端部20主要包括轉向柱容納孔28和兩個螺栓夾緊部30。
轉向柱容納孔28界定形成了中心軸線C1并且具有的最大內部寬度為W1，如圖6所示。轉向柱容納孔28的尺寸設計成與中心軸線C1對齊地容納轉向柱14。如圖3、5、6和7所示，兩個螺栓夾緊部30提供了圍繞轉向柱14擰緊轉向柱夾緊端部20的裝置。
現在將具體參見圖6、7和9描述中空管狀部22。中空管狀部22沿著其整個長度是中空的并且主要形成有細長的、相對薄的環繞壁32和錐形段34。薄環繞壁32界定形成了延伸了中空管狀部22的縱向長度的中心軸線C2。
中空管狀部22的薄環繞壁32形成有內部最大寬度W2，如圖6、7和9中所示。除錐形段34之外，中空管狀部22可以形成有恒定的寬度或可以形成有微小的錐體。特別地，當中空管狀部22從錐形段34延伸到車把夾緊端部24時，中空管狀部22的薄環繞壁32具有變得略大的內部寬度。如圖6中以橫截面所示，薄環繞壁32具有足夠的厚度來向自行車支桿12提供強度，但是足夠薄以便輕便。
錐形段34將轉向柱夾緊端部20連接到中空管狀部22上。錐形段34主要包括從薄環繞壁32延伸的壁部36。壁部36比薄環繞壁32略厚以向自行車支桿12提供過渡強度。錐形段34的壁部36的內表面具有橢圓形狀，橢圓形狀具有最大內部寬度W3，最小內部寬度W4，如圖9所示。最小內部寬度W4小于內部最大寬度W3。如圖9中進一步顯示的那樣，錐形段34的最小內部寬度W4小于中空管狀部22的內部最大寬度W2。另外，轉向柱容納孔28的最大內部寬度W1也小于中空管狀部22的內部最大寬度W2。
如圖6所示，轉向柱夾緊端部20的中心軸線C1并不垂直于中空管狀部22的中心軸線C2。而是在中空管狀部22和轉向柱夾緊端部20之間存在角度偏移量。因此，中空管狀部22以總體上水平的朝向放置，如圖1和2所示。
由圖9可知，中空管狀部22的中空內部延伸到轉向柱容納孔28。特別地，如在移除了夾緊端蓋26的圖9中所示，穿過中空管狀部22可以看到轉向柱容納孔28。
現在將具體參見圖3、4、5、9和10描述車把夾緊端部24。車把夾緊端部24配置成連接到自行車車把16上。車把夾緊端部24主要包括螺栓孔38a、38b、38c和38d、兩個蓋鄰接表面40、一對車把接觸表面42、兩個弧形壁段44、邊緣段45和夾緊端蓋26。與夾緊端蓋26結合的車把夾緊端部24界定形成了中心車把軸線C3，如圖3和6所示。
螺栓孔38a、38b、38c和38d沿水平和豎直方向彼此近似等距地間隔，如圖9所示。另外，螺栓孔38a、38b、38c和38d與中空管狀部22的中心軸線C2和中心車把軸線C3近似等間距地間隔。螺栓孔38a、38b、38c和38d還通常彼此平行并且平行于中空管狀部22的中心軸線C2。
兩個蓋鄰接表面40是共面的表面，即通常在中空管狀部22的中心軸線C2的相對的兩側和中心車把軸線C3的相對兩側彼此平行。螺栓孔38a和38b形成在兩個蓋鄰接表面40之一中，并且螺栓孔38c和38d形成在兩個蓋鄰接表面40中的另一個中。
車把接觸表面42是弓形或半圓形表面，設計和布置來與車把16接合。車把接觸表面42是對齊的并且具有與中心車把軸線C3重合的近似中心。第一車把接觸表面42近似地在螺栓孔38a和38d之間延伸，并且第二車把接觸表面42近似地在螺栓孔38b和38c之間延伸。
如上文所述，每個車把接觸表面42的形狀都可以為半圓形。優選地，車把接觸表面42可以具有略微橢圓的形狀從而在裝接在車把16上時更容易允許車把夾緊端部24進行彎曲。如圖10中更加清楚地顯示的那樣，每個車把鄰接表面42均包括最初接觸車把16的兩個車把鄰接表面段42a和42b。應當理解，一旦擰緊并固定在適當的位置，車把夾緊端部22就可以彎曲并且大多數或所有的車把鄰接表面42就可以接觸車把16的外圓周。
如圖9所示，兩個弧形壁段44是近似地在相應對的螺栓孔之間延伸的弓形成型段。特別地，第一弧形壁段44近似地在螺栓孔38a和38b之間延伸，并且第二弧形壁段44近似地在螺紋孔38c和38d之間延伸。弧形壁段44在中心車把軸線C3和中心軸線C2的相對兩側彼此側向地間隔。如圖3和圖9所示，每個弧形壁段44均具有外凸外表面46和凹內表面48。同樣，弧形壁段44均具有總體上均勻的厚度。
如圖9中所示，弧形壁段44均近似地在車把鄰接表面42的相應端部之間延伸。因此，弧形壁段44沿著通常與車把鄰接表面42的延伸方向垂直的方向延伸。因為弧形壁段44具有弓形的形狀，所以在固定到車把16上時，盡管弧形壁段44的厚度相對較薄，它們也可以向自行車支桿12提供強度和穩定性。因此，包含這樣一個弧形壁段44可以導致實現自行車支桿重量的有效的減輕。
車把夾緊端部24也形成有兩個大體相同的邊緣段45，如圖3、5和10所示。每個邊緣段45具有厚度均勻的弓形或半圓形形狀。每個邊緣段45主要是向車把夾緊端部24提供附加強度的加強壁。車把鄰接表面42至少部分地形成在邊緣段45的內部上。包含邊緣段45使車把鄰接表面42具有附加的寬度并且因此具有更多表面積來與車把16接觸。特別地，邊緣段45吸收和分配有時會在車把鄰接表面42的邊緣處發生的不希望的應力集中。
現在將具體參見圖8、10、11和12描述夾緊端蓋。夾緊端蓋26是車把夾緊端部24的可拆夾緊蓋段。夾緊端蓋26配置成裝接在車把夾緊端部24上從而環繞并且固定自行車車把16。如圖11和12中更加清晰地顯示的那樣，夾緊端蓋26包括螺栓孔58a、58b、58c和58d、兩個端部鄰接表面60a和60b、一對車把接觸表面62、兩個弧形壁段64和兩個邊緣66。夾緊端蓋26通常整個是薄壁的并且具有中空內部，如圖12所示。
參見圖6、8、9、11和12，螺栓孔58a、58b、58c和58d沿水平和豎直方向近似彼此等距間隔。另外，螺栓孔58a、58b、58c和58d與中空管狀部22的中心軸線C2和中心車把軸線C3近似等間距地間隔。螺栓孔58a、58b、58c和58d也與車把夾緊端部24中的螺栓孔38a、38b、38c和38d對齊。螺栓孔58a、58b、58c和58d也通常彼此平行并且平行于中空管狀部22的中心軸線C2。螺栓68安裝在螺栓孔58a、58b、58c和58d以及螺栓孔38a、38b、38c和38d中，從而將夾緊端蓋26夾持在車把夾緊端部24上并且將車把16夾持在適當的位置。
兩個端部鄰接表面60a和60b是通常在中空管狀部22的中心軸線C2的相對兩側和中心車把軸線C3的相對兩側上彼此平行的表面。螺栓孔58a和58b形成于兩個端部鄰接表面60a中，并且螺栓孔58c和58d形成于兩個端部鄰接表面60b中。
蓋鄰接表面60a和60b優選地是不共面的，而是彼此偏移，如圖10所示。特別地，當螺栓68如指狀擰緊在各自的螺栓孔中時，端部鄰接表面60b就與車把夾緊端部24上相應的蓋鄰接表面40接觸。然而，在螺栓68如指狀擰緊時，端部鄰接表面60a與車把夾緊端部24上其相應的蓋鄰接表面40間隔開。因此，可以使用工具(未顯示)進一步擰緊螺栓68而導致在車把夾緊端部24和夾緊端蓋26中出現微小的彎曲，從而確保牢靠的夾緊車把16。
車把接觸表面62是弓形或半圓形表面，設計和布置來與車把16接合。車把接觸表面62彼此對齊并且具有與中心車把軸線C3重合的近似中心。第一車把接觸表面62近似地在螺栓孔58a和58d之間延伸，并且第二車把接觸表面62近似地在螺栓孔58b和58c之間延伸。
如上文所述，每個車把接觸表面62的形狀都可以為半圓形。優選地，車把接觸表面62可以具有略微橢圓的形狀從而在裝接到車把16上時更容易允許車把夾緊端部24進行彎曲。如圖10中更加清楚地顯示的那樣，每個車把鄰接表面62均包括與車把16接觸的兩個車把鄰接表面段62a和62b。應當理解，一旦固定在適當的位置，夾緊端蓋26就會彎曲并且大多數或所有的車把鄰接表面62就可以接觸車把16的外圓周。
如圖12所示，兩個弧形壁段64是在相應對的螺栓孔之間延伸的弓形成型段。特別地，第一弧形壁段64在螺栓孔58a和58b之間延伸，并且第二弧形壁段64在螺栓孔58c和58d之間延伸。弧形壁段64在中心車把軸線C3的相對兩側彼此側向地間隔開。每個弧形壁段64均具有外凸外表面76和凹內表面78。同樣，弧形壁段64均具有總體上均勻的厚度。
如圖12中所示，弧形壁段64均在車把鄰接表面62的鄰近端部之間延伸。因此，弧形壁段64沿著通常與車把鄰接表面62的延伸方向垂直的方向延伸。因為弧形壁段64具有弓形的形狀，所以在固定到車把16上時，盡管弧形壁段64的厚度相對較薄，它們也可以向自行車支桿12提供強度和穩定性。因此，包含這樣一個弧形壁段64可以導致實現自行車支桿重量的有效的減輕。
現在參見圖3、5、10和11，夾緊端蓋26也形成有兩個邊緣66。每個邊緣66均具有厚度均勻的弓形或半圓形形狀。每個邊緣66主要是向夾緊端蓋26提供附加強度的加強壁。車把鄰接表面62至少部分地形成在邊緣66的內部上。包含邊緣66使得車把鄰接表面62具有附加的寬度并且因此具有更多表面積來與車把16接觸。特別地，邊緣66吸收和分配有時會在車把鄰接表面62的邊緣處發生的不希望的應力集中。
如圖3、5和10中所示，車把夾緊端部24的邊緣段45和夾緊端蓋26的邊緣66一起形成了圍繞車把16的幾乎連續的環形圈。
第二實施例現在將參見圖13、14和15解釋依照第二實施例的自行車支桿12′。鑒于第一和第二實施例之間的相似性，第二實施例中與第一實施例中的零件相同的零件將給出與第一實施例的零件相同的參考數字。此外，為了簡明起見，略去了對第二實施例中與第一實施例中的零件相同的零件的描述。
自行車支桿12′主要包括轉向柱夾緊端部20′、中空管狀部22′和具有夾緊蓋126的車把夾緊端部24′。轉向柱夾緊端部20′總體上與第一實施例的轉向柱夾緊端部20相同。除了第二實施例中的錐形段34′不是非常明顯之外，中空管狀部22′總體上與第一實施例的中空管狀部22相同。另外，在第二實施例中，中空管狀部22′可以具有不是很圓的橫截面。車把夾緊端部24′也與第一實施例中上述的非常類似并且包括弧形壁段44。
可以在夾緊蓋126中發現第一和第二實施例之間更為顯著的差異，如圖14和15所示。
與第一實施例相似，夾緊蓋126是車把夾緊端部24′的可拆夾緊蓋段。夾緊蓋126包括螺栓孔58a、58b、58c和58d、兩個端部鄰接表面60a和60b、一對車把接觸表面62′和兩個弧形壁段64。然而，夾緊蓋126不包括邊緣。由于缺少邊緣，車把接觸表面62′并未像第一實施例中相應的表面一樣在其整個弓形長度上那樣寬。然而，在大多數其它方面，夾緊蓋126與第一實施例的夾緊端蓋26在不具有邊緣時具有通常相同的特征。
在理解本發明的范圍時，當在此使用時，術語“包括(comprising)”及其派生詞是指定存在所述特征、元件、部件、類、整數和/或步驟的開放式術語，但是不排除存在其它未聲明的特征、元件、部件、類、整數和/或步驟。上文所述也適用于具有類似意義的單詞，例如“包括(Including)”、“具有(having)”及其派生詞。而且，術語“構件”或“元件”在單獨使用時可以有雙重含義或單個零件或多個零件。最后，程度術語比如“大體上”、“大約”和“近似”在此使用時意味著修正術語的合理數量的偏差，這樣最終結果就不會顯著地變化。這些程度術語應當解釋為包括至少±5％的偏差，如果該偏差不會否定它所修改的單詞的意義的話。
盡管僅僅選擇了所選的實施例來說明本發明，但是對于本領域的技術人員而言，從該公開可以顯而易見，可以不脫離在所附權利要求書中界定的本發明的范圍而進行多種變化和改進。另外，依照本發明的實施例的前述說明僅僅是提供用于說明而非限制由所附權利要求書及其等效物限定的本發明。
權利要求
1.一種自行車支桿，包括被構造成要被連接到自行車轉向柱上的轉向柱夾緊端部；從轉向柱夾緊端部延伸的中空管狀部；以及相對于中空管狀部位于與轉向柱夾緊端部相對的端部上的車把夾緊端部，車把夾緊端部被構造成要被連接到自行車車把上，車把夾緊端部包括相對于中空管狀部的中心軸線側向間隔開的兩個水平排列的第一車把鄰接表面和在第一車把鄰接表面之間延伸的第一弧形壁段，且第一弧形壁段具有第一凸外表面和第一凹內表面。
2.如權利要求1所述的自行車支桿，其特征在于，轉向柱夾緊端部界定形成轉向柱容納孔，所述轉向柱容納孔具有比中空管狀部的內部最大寬度小的最大內部寬度。
3.如權利要求1所述的自行車支桿，其特征在于，中空管狀部和轉向柱夾緊端部由錐形段相互連接。
4.如權利要求1所述的自行車支桿，其特征在于，螺紋孔鄰近每個第一車把鄰接表面設置，且螺紋孔總體平行于中空管狀部的中心軸線延伸。
5.如權利要求1所述的自行車支桿，其特征在于，車把夾緊端部具有一對在第一車把鄰接表面的側向和外部設置的彎曲邊緣。
6.如權利要求1所述的自行車支桿，其特征在于，車把夾緊端部還包括相對于中空管狀部的中心軸線側向間隔開的兩個水平排列的第二車把鄰接表面和在第二車把鄰接表面之間延伸的第二弧形壁段，且第二弧形壁段具有第二凸外表面和第二凹內表面。
7.如權利要求6所述的自行車支桿，其特征在于，轉向柱夾緊端部界定形成轉向柱容納孔，所述轉向柱容納孔具有比中空管狀部的內部最大寬度小的最大內部寬度。
8.如權利要求6所述的自行車支桿，其特征在于，中空管狀部和轉向柱夾緊端部由錐形段相互連接。
9.如權利要求6所述的自行車支桿，其特征在于，螺紋孔鄰近每個車把鄰接表面設置，且螺紋孔總體平行于中空管狀部的中心軸線延伸。
10.如權利要求6所述的自行車支桿，其特征在于，車把夾緊端部還包括一對在第一和第二車把鄰接表面的側向和外部設置的彎曲邊緣。
11.如權利要求6所述的自行車支桿，其特征在于，中空管狀部沿縱向方向逐漸變細，使得隨著中空管狀部從轉向柱夾緊端部延伸到車把夾緊端部時，中空管狀部的內部最大寬度就逐漸變大。
12.如權利要求6所述的自行車支桿，其特征在于，第一和第二車把鄰接表面中的第一對形成第一半圓形車把接觸表面的一部分，并且第一和第二車把鄰接表面中的第二對形成第二半圓形車把接觸表面的一部分。
13.如權利要求1所述的自行車支桿，其特征在于，車把夾緊端部還包括由緊固件連接到鄰近第一車把鄰接表面設置的螺紋孔上的可拆夾緊蓋段。
14.如權利要求1所述的自行車支桿，其特征在于，第一弧形壁段在第一車把鄰接表面之間具有大體上均勻的壁厚。
15.一種自行車支桿，包括被構造成要被連接到自行車轉向柱上的轉向柱夾緊端部；從轉向柱夾緊端部延伸的中空管狀部；以及相對于中空管狀部位于與轉向柱夾緊端部相對的端部上的車把夾緊端部，車把夾緊端部被構造成要被連接到自行車車把上，車把夾緊端部包括相對于中空管狀部的中心軸線側向間隔開的兩個水平排列的第一緊固件連接段和在第一緊固件連接段之間延伸的第一弧形壁段，且第一弧形壁段具有第一凸外表面和第一凹內表面。
16.如權利要求15所述的自行車支桿，其特征在于，轉向柱夾緊端部界定形成轉向柱容納孔，所述轉向柱容納孔具有比中空管狀部的內部最大寬度小的最大內部寬度。
17.如權利要求15所述的自行車支桿，其特征在于，中空管狀部和轉向柱夾緊端部由錐形部分相互連接。
18.如權利要求15所述的自行車支桿，其特征在于，螺紋孔設置在每個緊固件連接段中，且螺紋孔總體平行于中空管狀部的中心軸線延伸。
19.如權利要求15所述的自行車支桿，其特征在于，車把夾緊端部具有一對在緊固件連接段的側向和外部設置的彎曲邊緣。
20.如權利要求15所述的自行車支桿，其特征在于，車把夾緊端部還包括相對于中空管狀部的中心軸線側向間隔開的兩個水平排列的第二緊固件連接段和在第二緊固件連接段之間延伸的第二弧形壁段，且第二弧形壁段具有第二凸外表面和第二凹內表面。
全文摘要
描述了一種自行車支桿，該自行車支桿包括轉向柱夾緊端部、中空管狀部和車把夾緊端部。轉向柱夾緊端部設計成要連接到自行車轉向柱上。中空管狀部從轉向柱夾緊端部延伸到車把夾緊端部上。車把夾緊端部設計成要連接到自行車車把上。車把夾緊端部包括相對于中空管狀部的中心軸線線側向間隔開的兩個水平排列的第一車把鄰接表面。車把夾緊端部還包括在第一車把鄰接表面之間延伸的第一弧形壁段，且第一弧形壁段具有第一凸外表面和第一凹內表面。
文檔編號B62K21/00GK1803523SQ20061000511
公開日2006年7月19日 申請日期2006年1月12日 優先權日2005年1月12日
發明者岡島伸平, 吉松剛 申請人:株式會社島野