本发明总的涉及一种自行车曲柄，该曲柄把一个自行车脚蹬牢固 地连接在自行车曲柄轴上并且在其上支承着一个或更多个链轮。更准 确地说，本发明涉及一种具有一个轮毂部分和几个从该轮毂部分沿径 向向外延伸的紧固指的自行车曲柄。

自行车正在成为一项日益流行的娱乐形式和运输工具。此外，自 行车已经是一个很普及的体育比赛项目。不管自行车是用于娱乐、运 输或比赛，目前的趋势都是要制造比现有的自行车更坚固和更轻的自 行车。

因此，人们不断地对自行车的每一个部件进行重新设计以使其重 量最轻而强度最大。已经重新设计成重量较轻和强度较大的一个自行 车部件是自行车的曲柄。每辆自行车具有连接在自行车曲柄轴上的一 对自行车曲柄。这对曲柄以相反的方向从曲柄轴向外延伸并且在其自 由端上连接有用来支承骑车者的脚的脚蹬。骑车者使脚蹬的转动引起 了一个或几个前链轮的转动，而前链轮的转动又使自行车的链运动从 而使一个或几个后链轮转动，同时使自行车的后轮转动。在某些曲柄 设计中，一个或几个前链轮是通过紧固指直接连接在曲柄上的。这些 紧固指连接在曲柄的轮毂部分上并且从曲柄的轮毂部分沿径向向外延 伸。

这种曲柄的一个实例是由日本Shimano公司出售的在其Dura-Ace 专用件生产线上生产的产品。这种曲柄的一个缺点是邻近曲柄部分的 紧固指的刚度大于其余的紧固指的刚度。尤其是对于比赛(或重要)的 骑手，在曲柄的紧固指与前链轮之间的连接应当一致。这种由Shimano 公司出售的在Dura-Ace专用件生产线生产的曲柄的另一个缺点是难 于对曲柄进行适当的修整，因为邻近曲柄部分的紧固指具有会妨碍焊 接和对位于其间的焊缝进行磨光的加强肋。

鉴于上述情况，需要有一种具有基本上同样刚度的紧固指以便在 其上支承并连接一个链轮的自行车曲柄。此外，还需要有一种具有不 妨碍曲柄的加工和修整的紧固指的自行车曲柄。本发明致力于满足现 有技术中的这些需要以及现有技术中的其他需要，这些对于本技术领 域的普通技术人员来说通过阅读本公开内容将会一清二楚。

本发明的一个目的是提供一种具有基本上同样刚度的紧固指以 便在其自由端上支承并连接一个或几个链轮的自行车曲柄。

本发明的另一个目的是提供一种加工比较方便并且费用比较低 廉的链轮支承曲柄。

本发明的再一个目的是提供一种坚固并且重量轻的自行车曲 柄。

上述目的基本上可以通过提供一种下述的自行车曲柄来达到，该 自行车曲柄具有一个适合于连接在自行车的曲柄轴上的轮毂部分，一 个具有一个与该轮毂部分相连接的内端和一个适合于连接在自行车脚 蹬上的外端的曲柄部分，以及至少三个从该轮毂部分沿径向向外延伸 到用于把一个自行车链轮安装在其上的自由端的紧固指。该曲柄部分 的内端与一对紧固指互连。该紧固指在其自由端具有基本上相同的刚 度。

在本发明的一个最佳型式中，曲柄部分、轮毂部分和紧固指全都 作为一个整体的单一件制成。最好是，曲柄部分具有一个其上固定有 一个盖件的凹口。

在本发明的最佳实施例中，该轮毂部分具有五个紧固指，该紧固 指在其自由端形成有借助于常规的紧固件把一个链轮连接于其上的安 装孔。

在本发明的其他实施例中，紧固指可以支承两个或更多个链轮。

本发明的其他目的、优点和特点通过下面的详细介绍连同参考公 开本发明的最佳实施例的附图，对于在本技术领域内的普通技术人员 来说将是显而易见的。

下面请参看构成本原始公开文件的一部分的附图：

图1是使用本发明的曲柄的常规的自行车的侧视图；

图2是与曲柄轴相连的示于图1的曲柄的局部端视图，并且为具 体说明起见，已将图中的某些零件以剖面图示出；

图3是本发明的曲柄与固定地连接在该曲柄上的一个链轮(以构 成一个曲柄部分)的前视图；

图4是示于图2的曲柄的前视图，为具体说明起见，图中已将某 些零件取走；

图5是示于图2和3中的曲柄的后视图，为具体地说明起见，图 中已将某些零件取走；

图6是示于图2～4中的该曲柄的端视图，为具体说明起见，图 中已将某些零件取走；

图7是示于图2～5中的曲柄沿图5的剖切线6-6截取的纵向剖 视图；

图8是示于图3～5中的曲柄的紧固指中的一个沿图5的剖切线 8-8截取的横向剖面图；

图9是设置在与图3～5中所示的曲柄的曲柄部分相邻位置处的 紧固指中的一个沿图5的剖切线9-9截取的横向剖面图；

图10是示于图3～5中的曲柄沿图5的剖切线10～10截取的横 向剖面图；

图11是示于图3～7中用于曲柄的盖件的外侧视图；

图12是用于在图3～7中示出的曲柄的在图11中示出的盖件的 端视图；

图13是具有一对链轮连接在其上的本发明第二实施例的曲柄的 前视图；

图14是本发明第三实施例的曲柄的前视图；以及

图15是本发明第四实施例的曲柄的前视图。

参看图1和2，所示出的常规的自行车10上装有本发明的曲柄部 件12。自行车及其各种各样的零件在现有技术中是众所周知的，因 此，除非这些零件与本发明有关，自行车10及其各种零件在本文中将 不再详细说明或图示。换句话说，在本文中只对曲柄部件12进行详细 说明或图示。

基本上，曲柄部件12包括一个右曲柄14，一个左曲柄16，一个 曲柄轴18，一个或多个链轮20和一对脚蹬22。左曲柄16、曲柄轴 18，一个或多个链轮20和一对脚蹬22最好都是现有技术中众所周 知的常规零件，因此这些零件将不在本文中作详细说明。作为一个例 子，这些零件可以是与Shimano公司的Dura-Ace生产线生产的对应零 件相类似的零件。

现在参看图3～5，右曲柄14包括一个轮毂部分30，一个曲柄 部分32，五个紧固指34以及一个盖件36。最好，轮毂部分30，曲 柄部分32和紧固指34利用常规的制造工艺，例如冲压或铸塑把它们 作为整体的单一件整体地制成。最好，曲柄14由重量轻的金属材料例 如钛、铝合金或不锈钢制成。

另一方面，盖件36最好固定连接在曲柄部分32上，从而使得它 成为曲柄部分32的一个组成部分。最好，通过使用氩气保护的电弧焊 把盖件36固定在曲柄部分32上。当然，盖件36可以通过胶粘剂而不 是焊接来连接在曲柄部分32上。可以使用的胶粘剂的实例包括环氧树 脂和氰基丙烯酸酯。填料和其它类型的胶粘剂也可以使用。

轮毂部分30具有一个用于不能转动的容纳曲柄轴18于其中的中 心孔40。最好，孔40具有与曲柄轴18的末端相配合的非圆截面。例 如，孔40可以是花键孔以便与曲柄轴18的花键相配合。当然，根据 此公开内容，对于本技术领域的普通技术人员来说显然还可以使用其 他的已知形状。轮毂部分30可以借助于一个常规的曲柄螺栓42以基 本上常规的方式牢固地连接在曲柄轴18上。因此，轮毂部分30的转 动将使曲柄轴18与它一起转动。轮毂部分30的前表面最好是平坦的 并且融合到曲柄轴32和紧固指34中。轮毂部分30的后表面具有一个 包围着孔40的环凸缘44。

曲柄部分32具有一个与轮毂部分30整体地形成的内端50和一个 其中形成有安装孔54的自由端52，该安装孔用于把两脚蹬22中的一 个固定于其中。最好，安装孔54内加工有螺纹以便以常规的方法把脚 蹬22中的一个脚蹬的心轴牢固地连接于其中，曲柄部分32最好还具 有一个沿纵向延伸的凹口56，该凹口在内端50与邻近安装孔54的外 端52之间延伸。该凹口56由盖件36所覆盖，从而形成了中空的曲柄 部分32。通过在曲柄部分32中形成凹口56可以使曲柄14的重量减 至最小。当然，如果需要或希望的话，也可以省去凹口56和盖件36。

凹口56大体上为龙骨形，并使凹口56的底部沿其中间部分实际 上平行于曲柄部分32的前表面。凹口56的上部圆周设置有一个用于 容纳和支承盖件36于其中的环形台阶或凸缘58。具体地说，把盖件 36装入凹口56中并且安置在凸缘58上，然后焊接在该凸缘上。当然， 任何焊接造成的堆积物可以磨掉以便产生一个具有良好外观的最终表 面。当盖件36焊接在曲柄部分32上以后，凹口56就变成完全封闭从 而形成了一个中空的曲柄。最好，盖件36形成为一个曲柄部分32的 基本上平的后表面。

紧固指34从轮毂部分30沿径向向外延伸并且具有一个自由端 60。每个紧固指34的自由端60具有一个借助于多个紧固件64把至 少一个链轮20固定于其中的安装孔62。最好，紧固件64为常规的紧 固件。例如，紧固件64可以是通常用来把链轮连接到曲柄的紧固指上 的带有环形螺母的链轮安装螺栓。紧固件64最好用重量轻的材料例如 铝合金或钛制成。当然，也可以使用其他种类的紧固件和/或材料。

如从图4和5中所看到的，紧固指34最好围绕轮毂部分30以相 等的间距分布，即紧固指34之间的间隔为72°。当然，尽管图中示 出了5个紧固34，本技术领域的普通技术人员根据此处的公开内容将 十分清楚，也可以使用更少或更多的紧固指34。例如，曲柄14可以 构造成具有等间距围绕轮毂部分30分布的三或四个紧固指。当然，在 这些变更型式中，最好使这些紧固指在其自由端具有如下所述的基本 上相同的刚度。

如从图4中可以看到的，紧固指34的前表面具有一个成形部分 66和一个基本平坦的部分68。成形部分66在其平坦部分68与轮毂 部分30之间沿着其紧固指34的长度上为曲线形。在轮毂部分30处， 成形部分66平滑地融合在轮毂部分30和曲柄部分32中。

如在图2，6，和7中可以看到的，该前表面的平坦部分68位于 每个紧固指34的自由端60处。平坦部分68与链轮20的后表面相接 合以便把链轮20支承于其上。最好，平坦部分68从相应的紧固指34 的前表面的相应的形成部分66处凹入，以使得在紧固指34的成形部 分与链轮20的后表面之间形成平滑过渡。

如在图5和8中可以看到的，不邻近曲柄部分32的三个紧固指 34中的每个具有一个位于中央位置的加强肋74和一对曲线形凹口 76。加强肋74从环形凸缘44沿径向向外延伸到自由端60，并使该 曲线形凹口76中的一个位于每个加强肋74的两侧，以便形成一个如 图8中所见的横截面。加强肋74对每个紧固指34增加了附加强度， 以便使它们具有所要求的刚度。两个邻近曲柄部分32的紧固指在其前 和后侧之间测量到的宽度小于其他三个紧固销34在其前和后侧之间 测量到的宽度。换句话说，每个加强肋74从其相关的紧固指的底部向 外延伸，以形成一个如图8所见的倒T形。邻近曲柄部分32的两个紧 固指34比其余的紧固指34更平。此外，邻近曲柄部32的紧固指34 的后表面低于曲柄部分32的后表面。这样可使盖件36便于紧固和修 整，而不会受到来自相邻的紧固指34的妨碍，如下所述。

该其余的两个紧固指34没有与加强肋74对应的这种加强肋。具 体地说，如果邻近曲柄部分32的紧固指34上设置有这种加强肋，那 么它们将比其他三个紧固指34的刚性更大。这是由于曲柄部分32对 该两个邻近的紧固指34提供了附加刚性和刚度而造成的。所以，该两 个邻近曲柄部分32的紧固指34具有与其他的紧固指34不同的横截 面，如在图9和10中所见到的。具体地说，该邻近曲柄部分32的两 个紧固指34具有使曲柄部分32与该两个紧固指34互相连接的腹板 78。邻近曲柄部分32的该两个紧固指34中的每个还具有一个从环形 凸缘44沿径向向外延伸到其自由端60的曲线形凹口80。

曲柄14的每个紧固指34在其自由端60处沿着垂直于其平坦部分 68的方向具有一个刚度。紧固指34被理想地设计成使得每个紧固指 34都具有基本上相同的刚度。但是，如果在每对紧固指34之间的刚 度差小于每个紧固指34的单独的刚度的50％的话，这是可以接受的。 如果每对紧固指34之间的刚度差小于每个紧固指34的单独的刚度的 30％的话，这也是可以接受的。但是，不管该紧固指34的刚度相差在 任何程度上，最好在每对紧固指34之间的刚度差都在每个紧固指34 的单独的刚度的20％附近或者小于20％。

现在参看图11和12，盖件36被加工成形为与凹口56的四周相 对应的形状并且具有一个平的外表面84和一个带有周边凸缘88的平 的内表面86。最好，凸缘88向下倾斜一个角度以便与曲柄部分32的 台阶或凸缘58相接合，从而形成一个上面已述及并且可在图7中看到 的用于把盖件36焊接到曲柄部分32上的环形槽。盖件36的内端被磨 光，以去除进入的焊接材料并且提供所要求的修整，如图5中的影线 所示。盖件36最好用与曲柄部分32相同的材料制成并且可以通过使 用例如冲压和铸塑等常规的加工方法制成。

现在参看图13，图中示出了本发明的第二实施例的曲柄部件 211。曲柄部件211具有一个右曲柄214和一对链轮220。右曲柄214 基本上包括一个轮毂部分230，一个曲柄部分232，五个紧固指234 和一个盖件(未示出)。最好是，轮毂部分230，曲柄部分232和紧固指 234利用常规的制造工艺例如冲压或铸塑全都作为一个整体的单一件 整体地制成。另一方面，盖件最好固定地连接在曲柄部分232上，使 得它成为曲柄部分232的一个组成部分。轮毂部分230，曲柄部分232 和紧固指234全都以与第一实施例相同的方式制成。因此，对该实施 例将不再进行详细说明或图示。

基本上，在第一与第二实施例之间的唯一的显著不同是连接于其 上的链轮数目不同。

现在参看图14，图中示出了本发明的第三实施例的一个右曲柄 314。右曲柄314基本上包括一个轮毂部分330，一个曲柄部分332， 五个紧固指334和一个盖件(未示出)。最好是，轮毂部分330，曲柄部 分332和紧固指334利用常规的制造工艺例如冲压或铸塑全都作为一 个整体的单一件整体地制成。另一方面，盖件最好固定地连接在曲柄 部分332上，使得它成为曲柄部分332的一个组成部分。轮毂部分 330，曲柄部分332和紧固指334全都以与第一实施例相同的方式制 成。因此，对该实施例将不再进行详细说明或图示。

基本上，在第一与第三实施例之间的唯一的显著不同是两个邻近 曲柄部分332的紧固指334的形状。最好是，该两个邻近曲柄部分332 的紧固指334的宽度比不邻近曲柄部分332的坚固指334的宽度更 窄，如图14中所示。

因此，邻近曲柄部332的该两个紧固指334就被改进成使得五个 紧固指334中的每个紧固指在其自由端360处沿着垂直于其平坦部分 368的方向具有基本上相同的刚度。但是，如果在各个紧固指334之 间的各刚度差小于每个紧固指334单独的刚度的50％的话，这是可以 接受的。如果在各个紧固指334之间的刚度差小于每个紧固指334单 独的刚度的30％的话，这也是可以接受的。但是，不管紧固指334的 刚度相差在任何程度上，最好在各个紧固指334之间的刚度差都在每 个紧固指334的单独的刚度的20％附近或者小于20％。

紧固指334的后侧也可以用如本发明的第一实施例的紧固指34 的后侧的同样方式制成，这对于本技术领域的普通技术人员来说是显 而易见的。换句话说，邻近曲柄部分332的坚固指334可以没有加强 肋，而其余的紧固指334则可以有加强肋。但是，邻近曲柄部分332 的紧固指334的后侧也可以制成各种改进的型式，这对于本技术领域 的普通技术人员来说是显而易见的。例如，邻近曲柄部分332的紧固 指334的后侧可以制成与不邻近曲柄部分332的紧固指334的加强肋 相类似的加强肋，这是由于通过改变其宽度，即邻近曲柄部分332的 两个紧固指334的宽度小于不邻近曲柄部分332的紧固指的宽度，已 经使邻近曲柄部分332的紧固指的刚度降低了的缘故。

现在参看图15，图中示出了本发明的第四实施例的一个右曲柄 414。该右曲柄414基本上包括一个轮毂部分430，一个曲柄部分432， 五个紧固销434和一个盖件(未示出)。最好是，轮毂部分430，曲柄部 分432和紧固指434利用常规的制造工艺例如冲压或铸塑本都作为一 个整体地单一件整体地制成。另一方面，盖件最好固定地连接在曲柄 部分432上，使得它成为曲柄部分432的一个组成部分。轮毂部分 430，曲柄部分432和紧固指434全都以与第一实施例相同的方式制 成。因此，对该实施例将不再进行详细说明或图示。

基本上，在第一与第四实施例之间的唯一的显著不同是在邻近曲 柄部分432的紧固指434的自由端460处的外链轮安装部分468的形 状，如图15中所示。最好是，邻近曲柄部432的紧固指434的平坦外 自由端460的形状为梯形。这种结构可使在紧固指434与相关的链轮 之间的连接具有基本上相同的刚度。换句话说，通过把邻近曲柄部分 432的两个紧固指434的自由端460作成更加容易弯曲的，各自由端 460的刚度就基本上相同。

因此，邻近曲柄部分432的该两个紧固指434就被改进成使得五 个紧固指434中的每个紧固指在其自由端460处沿着垂直于其平坦部 分468的方向具有基本上相同的刚度。但是，如果在各个紧固指434 之间的各刚度差小于每个紧固指434的单独的刚度的50％的话，这是 可以接受的。如果在各个紧固指434之间的刚度差小于每个紧固指434 的单独刚度的30％的话也是可以接受的。但是，不管紧固指434的刚 度相差在任何程度上，最好在各个紧固指434之间的刚度差都在每个 紧固指434的单独的刚度的20％附近或者小于20％。

对于本技术领域的普通技术人员来说很显然可以把邻近曲柄部 分432的紧固指434的外自由端460制成所希望或所要求的其他的形 状，以便减少这些紧固指的刚度。例如，邻近曲柄部分432的紧固指 434的外自由端460可以为圆形。

虽然只对本发明的四个实施例进行了说明和图示，但对于本技术 领域的普通技术人员来说很显然的事情是，在给出本公开内容的情况 下，只要不脱离由下面的权利要求书中所规定的精神或范围，完全可 以对本发明作出各种改型、变化、改进或改变。

对于本技术领域的技术人员来说显而易见的是，紧固指434的后 侧也可以用如本发明的第一实施例的紧固指34的后侧的同样方式制 成。换句话说，邻近曲柄部分432的紧固指可以没有加强肋，而其余 的紧固指434可以有加强肋。但是，邻近曲柄部分432的紧固指434 的后侧也可以制成各种改进的型式，这对于本技术领域的普通技术人 员来说是显而易见的。例如，邻近曲柄部分432的紧固指434的后侧 可以制成与不邻近曲柄部分432的紧固指434的加强肋相类似的加强 肋，这是由于通过改变链轮安装部468的形状，即使得邻近曲柄部分 432的该两个紧固指434具有更容易弯曲的链轮安装部分468，已经 使邻近曲柄部分432的刚度降低了的缘故。