專利名稱：自行車方向把和帶有可調節前臂墊的連接裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于自行車特別是娛樂性騎車、賽車或越野使用的輕型自行車的方向把和方向把附屬裝置(attachments)。
由于在人力腳踏車如自行車中，減少重量非常重要，因此，人們日益使用在可能實現的地方全部或主要由復合材料制成的輕質管狀結構，來代替主要由鋁或其它金屬制造的管狀結構。
發明概要本發明第一實施例提供了一種自行車方向把，該方向把由一個中心橫向件(central cross piece)、一對從所述橫向件延伸的前臂墊支撐和一對橫向隔開的轉向臂組成；各個所述墊支撐具有一個基本上平行于所述橫向件延伸的長度(length)，所述轉向臂從所述橫向件通常向前延伸。
本發明第二實施例提供了一種適用于自行車方向把的轉向臂和前臂支撐組件，包括一個設置成從方向把的橫向件通常向后延伸到轉向管的方向把桿，一對設置成從所述橫向件通常向前延伸的橫向隔開的轉向臂，一對前臂墊支撐，各個墊支撐具有一個設置成基本上平行于所述橫向件并且與所述橫向件隔開的長度，所述轉向臂和前臂墊支撐具有相配的夾持部，形成用來將轉向臂和墊支撐彼此連接并連接到所述桿的第一夾子，所述桿包括一個用來將所述桿連接到所述橫向件的第二夾子。
本發明第三實施例提供了一種用于自行車方向把的轉向臂和前臂支撐裝置，包括一個設置成從自行車方向把的橫向件通常向前延伸的轉向臂，一個位于所述轉向臂上用來將所述轉向臂夾持到所述橫向件的夾子，和一個從所述夾子延伸的前臂墊支撐，所述前臂墊支撐具有一個設置成基本上平行于所述橫向件并與所述橫向件隔開的長度。
附圖1是構成本發明第一實施例的適合賽車和三項全能應用的一種多位單體方向把的透視圖；附圖2是附圖1所示方向把的頂部俯視平面圖；附圖3是附圖1所示方向把的前視圖；附圖4是附圖1所示方向把的側視圖；附圖5是經過位于附圖2中線5-5的中心橫向件的垂直部分截面圖，顯示了前臂墊支撐連接到翼(wing)的一種方式；附圖6是放大比例地顯示附圖4的一部分的左側視圖，以顯示前臂墊夾持到前臂墊支撐的一種形式；附圖7是構成本發明第二實施例的用來連接到方向把的模組件的透視圖；附圖8是附圖7所示組件的頂部俯視圖，其一側部分地分解；附圖9是與附圖7類似的透視圖，只是前臂墊被移開，而且象附圖8一樣部分地分解；附圖10是附圖7所示組件的前視圖；附圖11是附圖8所示組件的側視圖；附圖12是構成本發明第三實施例的用來夾持到方向把的橫向件上的一對裝置的透視圖；附圖13是附圖12中所示實施例的頂視平面圖；附圖14是附圖12中所示實施例的前視圖；附圖15是附圖12中所示實施例的側視圖。
具體實施例方式
眾所周知，由一個由所期望長度的管組成的自行車桿(stem)用來將腳踏車或其它類型的自行車的一個方向把或多個方向把連接到一個大體上垂直的轉向管，接下來該轉向管被連接到用來使自行車轉向的前輪叉。在該桿管的前端(正如在此提到的一樣，前面、后面和側面是坐在自行車上時看到的方向)通常設置有一個前開口方向把夾子。相對固定而且可移動的通常呈C形的夾持件之間限定出一個接收方向把的空腔，該空腔可以是圓柱形、八邊形、六邊形或具有用來接收自行車方向把的中心橫向件的其它合適的橫截面。
附圖1到6構成本發明的第一實施例，該實施例的方向把10具有一個中心橫向件12，一對各自具有基本上平行于橫向件12延伸的長度的前臂墊支撐14、16，和一對從橫向件12基本上向前延伸的橫向隔開的轉向臂18、20。
方向把10另外還包括一個從轉向臂18、20向外隔開的第二對轉向臂22、24，形成相應的內部和外部轉向臂18、20；22、24。
方向把10可以制作成一個由三個單獨部件形成的單體件，這三個單獨部件包括中心橫向件12和兩個側面件或翼30、32。翼30具有一個大體上呈C形的結構，該C形結構由一個內部轉向臂18、一個外部轉向臂22和一個外部橫向件34組成。翼32由翼30的鏡像組成，而且也由一個內部轉向臂20、一個外部轉向臂24和一個外部橫向件36形成。優選的是，各個翼30和32由復合材料例如碳化纖維增強樹脂整體地形成。中心橫向件12可以由鋁或其它合適金屬形成，或與翼30、32類似，中心橫向件12也可以由復合材料形成。優選的是，中心橫向件12具有接收于翼30、32中的花鍵接合口中的花鍵接合端，以防止橫向件12和翼30、32相對旋轉。
前臂墊支撐14、16最好形成為單獨部件，它們各自一個在與連接支撐14、16連接的翼30、32的外表面互補的形狀的一端的托架15(一個托架顯示在附圖6中)。如圖6所示，前臂墊支撐14的托架15可以由上下緊固件40、42例如螺釘或鉚釘緊固到翼30。作為替換，前臂墊支撐14、16可以與相應的翼30、32整體地形成，或粘結到相應的翼30、32。
觀察附圖2時要注意到，翼30、32的外部橫向件34、36設置有向前的凹面(concavity)，大體上平行于相應的外部橫向件34、36而且與相應的外部橫向件隔開的前臂墊支撐14、16也是這樣。這就使前臂墊70、72(將要進行描述)可以沿著一個弧線適應騎手側部，隨騎手身體的自然運動。另外要注意到的是，前臂墊支撐14、16以懸臂的形式從翼30、32開始延伸，因為這樣可以提供垂直順性，使傳遞給騎手的道路震動最小。但是本領域技術人員要認識到，墊支撐14、16的懸臂支撐雖然是優選的，但是不是必不可少的。
轉向把手50、52設置在內部轉向臂18、20的外端，把手60、62設置在外部轉向臂22、24上所示的位置上。要注意的是，內部把手50、52比外部把手60、62還進一步從橫向件34、36向前延伸。此外，轉向把手50、52；60、62根據人體功率學設置有手指槽68，和根據人體功率學設置的橫截面而不只是圓形橫截面。如需要，也可以將材料上選擇成使人類工程學感覺最優化的把柄(grip)上的套(slip)/或包裹物安裝到或模制到把手50、52；60、62上。另外從附圖2、3和4中觀察時要注意的是，內部把手50、52向前和向上傾斜，而且也向內會聚。類似地，外部轉向臂22、24可以包括在把手60、62前端的向前和向上傾斜的端部64、66，以達到舒適的效果，并且使把手60、62的騎手的手的滑動量向前最小化。把手和端部的會聚和傾斜的各個角度被選擇成使不同大小的騎手都感覺人體工程的舒適。
根據騎手的大小和需要，前臂墊70、72沿著墊支撐14、16的長度，可調節地固定到前臂墊支撐14、16的選定橫向位置上。正如放大比例的附圖7中所看到的一樣，前臂墊72包括一個最好呈被連接撓性帶76形式的夾子，帶子自由端有一個開口，以便于帶76可以通過螺釘80固定到前臂墊72的下側，以將墊72夾持到前臂墊支撐16。前臂墊70象墊72一樣設置，并且以類似的方式固定到前臂墊支撐14。
各個前臂墊70、72最好在其上表面設置一個或多個槽74，這些槽大體上在前后方向上延伸，以在騎手前臂和墊72、74之間提供氣流。各個墊72、72的下側最好形成有一個橫向延伸的槽，槽的形狀和大小與前臂墊支撐14、16的上表面互補，如圖1和4中所看到的一樣，這些槽最好是橢圓形或其它非圓形。這種結構可以防止前臂墊70、72繞著前臂墊支撐14、16旋轉。另外優選的是，前臂墊70、72制作成由塑料或其它輕質材料制成的上下件，這些上下件可以咬合和螺紋連接在一起，以機械地封閉泡沫墊成使騎手前臂感覺舒服的更好的軟墊，而且在使用和運輸期間，可以更換和有效地固定墊70、72。要注意的是，前臂墊夾持螺釘80可以容易地從墊70、72下方接近，以便于可以沿著前臂墊支撐14、16的長度而快速調節前臂墊70、72的位置。中心橫向件12具有一個位于翼30、32之間的長度，足以將方向把10從前面裝到一個傳統的前裝載桿中。然后，騎手可以調節方向把高度，根據選擇的桿長度而到達(前后位置)。
附圖7到11顯示了本發明的第二實施例，該實施例包括連接到現有自行車方向把的模組件100。模組件100由一個轉向臂和前臂支撐組件組成，該模組件包括(1)一個前裝載方向把桿112，(2)一對橫向隔開的轉向臂118、120，該轉向臂連接到桿并且可設置成從桿112和如虛影所示的上面可以用來裝配模組件100的自行車方向把的一個橫向件大體上向前延伸，和，(3)連接到桿112和轉向臂118、120的前臂墊支撐114、116。前臂墊支撐114、116各自具有一個長度，該長度設置成基本上平行于自行車方向把的橫向件，并且與自行車方向把的橫向件隔開。與附圖1到6中所示的本發明實施例類似的是，前臂墊支撐114、116呈弧線彎曲成有向前的凹面，而且以懸臂的形式被夾子122、124支撐。在附圖8-10中最好看出的一對夾子122、124將墊支撐114、116和轉向臂118、120彼此固定且固定到桿112。轉向臂118、120可以粘結到或機械地連接到夾子122、124的一個可相對移動部，或臂118、120可以與夾持部一起形成為一個整體件。夾子122、124由大體上呈C形的夾子組成，該夾子在前臂墊支撐上和轉向臂118、120上的可相對移動部之間有一個開口，該開口沿著一個大體上垂直的平面延伸。墊支撐114、116和轉向臂118、120上的夾持部利用大體上水平延伸的緊固件例如夾持螺釘126固定在一起，以將墊支撐114、116和轉向臂118、120夾持在一起，并夾在桿112上的兩個隔開的凸緣(圖中只顯示出一個)中的一個凸緣的外圍上。
桿112包括一個最好由碳增強復合材料制作的管狀梁(boom)113。復合材料梁113的前端滑入一個前裝載方向把夾子128，該方向把夾子最好由高強度鋁合金制成，具有一個與基本上垂直延伸的緊固件129一起使用的大體上水平延伸的開口，該緊固件最好可以從夾子128下面接近，以將桿112的前端夾持到自行車方向把。復合材料梁113的后端滑入一個轉向管夾子130，該轉向管夾子也最好由高強度鋁合金制成。從附圖8和11可以最好地看到，轉向管夾子130也具有一個垂直的開口和水平延伸的夾持螺釘131。由最好滑入金屬夾子128、130的復合材料梁113組成的桿112的這種結構(而不是具有突出端的夾子滑入梁113)允許使用粘合劑例如環氧樹脂在梁113的外部提供粘結面。
前臂墊170、172連接到各自的墊支撐114、116的方式與結合附圖1到6中所示的實施例進行描述的方式相同，墊170、172的優選結構是在上表面上具有空氣環流槽174，前臂墊支撐114、116具有非圓形橫截面，前臂墊支撐帶有適當設置的前臂墊夾子例如帶176和與附圖6所示相同的緊固件，所以可以防止墊170、172繞著前臂墊支架114、116旋轉。此外，如同附圖1-6中所示實施例，轉向臂118、120包括可以向前和向上傾斜并且向內會聚的把手150、152。前臂墊支撐114、116，夾子122、124，和轉向臂118、120可以全部由復合材料例如輕質碳纖維增強樹脂形成，或由輕質金屬例如高強度鋁形成。
要注意的是，正如期望的一樣，轉向臂118、120可以容易地從桿112中移開。當轉向臂118、120被移開時，可以提供掩飾環(圖中未示)來覆蓋桿上的被暴露的凸緣115。將桿112固定到方向把的緊固件129最好可以從下面接近，由此使夾子122、124可以具有一個光滑的上表面。作為替換，這些緊固件和在此提到的所有其它緊固件可以安裝于埋頭孔中，以避免緊固件頭部突出到為使騎手感覺舒適安全而應當保持光滑的表面上。優選的是，轉向臂夾子122、124沿著第一平面有它們自己的開口，該第一平面與方向把夾子129的開口的平面相交成在大約80E-110E范圍內的角度。當組件100固定到方向把時，第一平面通常基本上垂直且第二平面基本上水平。
現在將要描述附圖11-15中所示的本發明第三實施例。該實施例由一個轉向臂和前臂墊裝置(在橫向隔開位置上可以夾持到自行車方向把橫向件上的鏡像左右手裝置)組成。各個裝置包括一個設置成從自行車方向把的橫向件大體上向前延伸定位的轉向臂218、222，一個位于轉向臂218、220上用來將轉向臂夾持到橫向件的后開口夾子260、262，和一個從夾子260、262延伸的前臂墊支撐214、216。正如前面所述的本發明第一和第二實施例，前臂墊支撐214、216具有一個設置成基本上平行于自行車方向把的橫向件并且與自行車方向把的橫向件隔開的長度。夾子260、262各自具有一個在一個大體上垂直的平面中延伸(當夾子被固定到方向把橫向件時)的開口(split)，和可以從夾子260、262后側接近的用來將夾持部連接在一起的大體上水平延伸的緊固件。優選的是，轉向臂218、220和夾子260、262由一種高強度鋁合金形成，而且彼此被焊接或粘結。作為替換，轉向臂218、220和夾子260、262可以形成為一單個部件。可以設置冗余的機械緊固件(圖中未示)，在將轉向臂218、220與相應夾子260、262連接起來的焊接結合面破壞的情況下，可以給騎手提供觸覺反饋。墊支撐臂214、216也被焊接或粘結到夾子260、262，另外也可以提供其它冗余的機械緊固件(圖中未示)，如果墊支撐214、216和夾子260、262之間的焊接連接破壞時，可以用來給騎手提供觸覺反饋。墊270、272最好以參考本發明第一和第二實施例的前面所述的方式制作和固定到墊支撐214、216。當兩個裝置200、202被裝配在自行車方向把上時，所有緊固件都很容易接近，以便于在旅途中容易進行裝配和調節。
本領域技術人員容易認識到，可以由優選實施例作出各種修改，因此，本發明保護范圍被認為是只由附屬的權利要求書限制的范圍來限定。
權利要求
1.一種自行車方向把，包括一個中心橫向件，一對從所述橫向件延伸的前臂墊支撐，和一對橫向隔開的轉向臂；各個所述墊支撐具有一個基本上平行于所述橫向件延伸的長度，所述轉向臂從所述橫向件通常向前延伸。
2.根據權利要求1所述的方向把，還包括一個從所述橫向件通常向前延伸的第二對轉向臂，所述臂對中第一對臂包括內臂，所述第二對臂包括外臂。
3.根據權利要求2所述的方向把，其中，一個第一轉向臂，一個第二轉向臂和連接所述第一和第二轉向臂的外部橫向件組成一個翼，所述方向把由所述中心橫向件和位于所述中心橫向件各端處的兩個所述翼形成。
4.根據權利要求3所述的方向把，其中，所述翼由復合材料形成。
5.根據權利要求4所述的方向把，其中，所述前臂墊支撐被緊固到所述翼。
6.根據權利要求4所述的方向把，其中，所述前臂墊支撐與所述翼成一整體。
7.根據權利要求3所述的方向把，其中，所述中心橫向件，所述外部橫向件和所述前臂墊支撐設置有向前的凹面。
8.根據權利要求3所述的方向把，其中，所述前臂墊支撐從所述翼象懸臂一樣伸出。
9.根據權利要求3所述的方向把，其中，所述第一臂提供內部轉向把手，所述第二臂提供外部轉向把手，所述內部把手比所述外部把手進一步從所述橫向件向前延伸。
10.根據權利要求9所述的方向把，其中，所述轉向把手包括手指槽。
11.根據權利要求1所述的方向把，還包括固定到各個所述前臂墊支撐的前臂墊。
12.根據權利要求11所述的方向把，其中，所述前臂墊支撐的所述長度具有一個非圓形橫截面，所述前臂墊包括沿著所述長度在所需要的位置上固定到所述墊支撐的夾子。
13.根據權利要求1所述的方向把，其中，所述轉向臂包括向前和向上傾斜的把手。
14.根據權利要求13所述的方向把，其中，所述把手向內會聚。
15.根據權利要求9所述的方向把，其中，所述外部轉向臂包括向前和向上傾斜的端部。
16.一種適用于自行車方向把的轉向臂和前臂支撐組件，包括一個方向把桿，一對橫向隔開的轉向臂，一對前臂墊支撐；所述方向把桿設置成從方向把的橫向件通常向后延伸到一個轉向管，所述轉向臂設置成從所述橫向件通常向前延伸，各個前臂墊支撐具有一個設置成基本上平行于所述橫向件并且與所述橫向件隔開的長度；所述轉向臂和前臂墊支撐具有相配的夾持部，形成用來將轉向臂和墊支撐相互連接并連接到所述桿的第一夾子，所述桿包括一個用來將所述桿連接到所述橫向件的第二夾子。
17.根據權利要求16所述的組件，其中，所述前臂墊支撐設置有向前的凹面。
18.根據權利要求16所述的組件，其中，所述前臂墊支撐從所述桿象懸臂一樣伸展。
19.根據權利要求16所述的組件，還包括固定到各個所述前臂墊支撐的前臂墊。
20.根據權利要求19所述的組件，其中，所述前臂墊支撐具有一個非圓形橫截面，而且所述前臂墊包括沿著所述長度在所需要的位置上固定到所述墊支撐的夾子。
21.根據權利要求16所述的組件，其中，所述轉向臂包括向前和向上傾斜的把手。
22.根據權利要求21所述的組件，其中，所述內部把手向內和向上地向前會聚。
23.根據權利要求16所述的組件，其中，所述桿、所述前臂墊支撐和所述轉向臂由復合材料整體地形成。
24.根據權利要求16所述的組件，其中，所述第一夾子沿著第一平面有一個開口，所述第二夾子沿著第二平面有一個開口，所述第二平面與所述第一平面相交成在80E-110E的范圍內的角度。
25.根據權利要求24所述的組件，其中，所述桿包括隔開的凸緣，所述第一夾子將所述轉向臂和墊支撐固定到所述凸緣。
26.一種用于自行車方向把的轉向臂和前臂支撐裝置，包括一個設置成從自行車方向把的橫向件通常向前延伸的轉向臂，一個位于所述轉向臂上用來將所述轉向臂夾持到所述橫向件的夾子，和一個從所述夾子延伸的前臂墊支撐，所述前臂墊支撐具有一個設置成基本上平行于所述橫向件并且與所述橫向件隔開的長度。
27.根據權利要求26所述的裝置，其中，所述前臂墊支撐設置有向前的凹面。
28.根據權利要求26所述的裝置，其中，所述的前臂墊支撐從所述夾子象懸臂一樣伸展。
29.根據權利要求28所述的裝置，還包括一個固定到所述前臂墊支撐的前臂墊。
30.根據權利要求29所述的裝置，其中，所述的前臂墊支撐具有一個非圓形橫截面，所述前臂墊包括一個沿著所述長度在所需要的位置可連接到所述墊支撐的夾子。
31.根據權利要求30所述的裝置，其中，所述的轉向臂包括一個向前和向上傾斜的把手。
32.根據權利要求31所述的裝置，其中，所述轉向臂，所述夾子和所述前臂墊支撐由高強度金屬形成。
33.根據權利要求26所述的裝置，其中，所述夾子沿著通常垂直延伸的第一平面有一個開口，和一個當所述裝置安裝在自行車方向把上時通常水平延伸的夾子緊固件。
34.一種包括權利要求33所述一對裝置的成套裝備，包括在橫向隔開位置上被夾持到自行車方向把的橫向件上的一個左手裝置和一個右手裝置。
35.根據權利要求34所述的成套裝備，其中，所述轉向臂包括向前會聚、向內和向上延伸的把手。
全文摘要
本發明提供了一種自行車方向把，包括一個中心橫向件、一對從所述橫向件延伸的前臂墊支撐和一對橫向隔開的轉向臂，各個所述墊支撐具有一個基本上平行于所述橫向件延伸的長度，所述轉向臂從所述橫向件大體上向前延伸。還提供了一種適用于自行車方向把的轉向臂和前臂支撐組件，包括一個方向把桿，一對橫向隔開的轉向臂，和一對前臂墊支撐，各個墊支撐具有一個設置成基本上平行于所述橫向件并且與所述橫向件隔開的長度。轉向臂和前臂墊支撐具有相配的夾持部，形成用來將轉向臂和墊支撐彼此連接并連接到所述桿的第一夾子。
文檔編號B62K21/00GK1548335SQ03159888
公開日2004年11月24日 申請日期2003年9月26日 優先權日2002年9月27日
發明者邁克爾·J.·麥科林干, 克里斯·哈格曼, 詹姆斯·塞納, 戴維·馬修, 哈格曼, 塞納, 邁克爾 J. 麥科林干, 馬修 申請人:賈斯·D·伊斯頓公司, 賈斯 D 伊斯頓公司