專利名稱：自行車椅座柱的制作方法
技術領域：
本發明一般涉及自行車，特別涉及自行車椅座柱和用于將自行車椅座夾緊到椅座柱的機構。
背景技術：
眾所周知，傳統的自行車具有骨架，至少局部由管狀材料制成。典型的自行車骨架的中央管為中空管，至少其上端開口以允許椅座柱插入，此中央管被稱為“椅座管”。因而，在典型的自行車中，自行車椅座(也稱作“車座”)通常由固定到椅座柱上端的夾緊機構而安裝到椅座柱的頂部，并且椅座柱的底端被插入骨架的椅座管中。
傳統的椅座的夾緊機構由重質金屬所制成，如鋼，以便有足夠的強度去支撐由椅座橫桿施加到夾件的力。施加到夾件上大的力是由自行車椅座的共同構造產生。標準的椅座橫桿從椅座的狹窄前端延伸到椅座的較寬的背部，并且其是直徑為7.0mm的桿，典型地，是由鋼或輕質合金所制成，如鈦。每一橫桿在沿著其長度的約中間位置被緊密地挾持在夾件中，以將騎車者的重量，從騎車者所跨騎的座椅的上表面轉移到安裝在椅座柱的夾件。夾件也必須防止座椅在最側邊下方脫離自行車，且避免會施加到座椅的向上作用力。由于小的接觸面積及某些騎車者肥重，由橫桿施加到椅座柱夾件的力可能會很大。
傳統的夾緊機構通常也可通過插入到其上端而安裝到椅座柱。此會造成強度不佳的結合，因而可能被經常在自行車椅座上產生的應力所折斷。為了克服這些缺點，而使用較重的椅座柱。但是在自行車重量上卻有較輕的需求，因而現有的椅座柱無法滿足需求。
發明內容
本發明為一種椅座柱裝置，其用于安裝在自行車骨架和具有椅座橫桿的自行車椅座之間。椅座柱裝置包括一椅座柱夾件，其具有用于限定出開口的椅座柱環繞體。椅座柱環繞體優選地由具有徑向向內的襯面的支架，及具有徑向向內的襯面的束帶所組成，夾件的徑向向內的襯面形成開口。
用于調整開口尺寸的構件，例如延伸于束帶的兩腿部的螺栓，可使開口的尺寸縮小，以便繞椅座柱而束緊。至少兩個椅座橫桿安裝構件，例如在較佳實施例中的相對的束帶及支架端部的鉤部，被安裝到椅座柱環繞體。
椅座柱具有第一部分，優選為筆直狀，安裝在自行車骨架，以及彎曲部分，該彎曲部分優選為超環面狀，其延伸通過開口。彎曲部分抵在支架及束帶的徑向向內的襯面上。彎曲部分實質上整體地從第一部分延伸，并且椅座柱的橫截面形狀優選為圓形，雖然也可為任何封閉形狀。
夾件繞椅座柱的彎曲部分周圍束緊，且組件相互地支撐。鉤部亦圍繞椅座橫桿，且騎車者在椅座橫桿上的體重被轉移到椅座柱的強度很高的超環面部分。盡管其巨大的強度，由于優選為圓形橫截面的椅座管及夾件的相互支撐，本發明的整體重量卻很小。
圖1是顯示本發明的優選實施例的側視圖。
圖2是顯示本發明的優選實施例的端視圖。
圖3是顯示圖1的實施例通過線3-3的剖面的端視圖。
圖4是顯示圖2的實施例通過線4-4的剖面的側視圖。
圖5是顯示優選的支架的俯視圖。
圖6是顯示優選的支架的側視圖。
圖7是顯示優選的支架的端視圖。
圖8是顯示圖6的實施例通過線8-8的剖面的端視圖。
圖9是顯示圖7的優選的支架通過線9-9的剖面的側視圖。
圖10是顯示優選的束帶的端視圖。
圖11是顯示優選的束帶的腿部的側視圖。
圖12是顯示優選的束帶的腿部的側視圖。
圖13是顯示夾件的可選的實施例的端視圖。
圖14是顯示椅座柱的可選的實施例的端視圖。
具體實施例方式
在描述附圖中說明的本發明優選的實施例時，為了清楚起見，先就特定的名詞加以說明。但是，本發明并不限定于選定的特定名詞，且須了解，每個特定名詞均包含以相同方式操作以達到相同目的的所有技術的等同性。例如，詞語“連接”或類似的名詞經常被使用。他們并不限于直接連接，而是包含本領域技術人員所公知的等價的通過其它組件的連接。
本發明具有兩個主要部分，該部分清楚地顯示于圖1和圖2中。一個主要部分為夾件10，且另一主要部分為椅座柱50。椅座柱50安裝在自行車骨架上，夾件10安裝在自行車椅座，也稱為車座。夾件10圍繞椅座柱50延伸，且當自行車被騎車者乘騎的狀況下而結合時，夾件牢固地夾緊到椅座柱50的外表面上。釋放時，夾件10可相對于椅座柱50移動，因而可使兩者之間實施調整，下面將對其進行更詳細地說明。
優選的夾件10由兩個零件組成支架12和束帶14，所述支架和束帶均顯示在圖5～9和圖10～12中。支架12為倒U狀，其內部有徑向向內的襯面13，該襯面接觸椅座柱50的徑向向內的刮削外面51。優選地，支架12的徑向向內的襯面非常精確地和椅座柱50的徑向向內的外襯面保持一致，以便使兩個表面彼此在大面積上而不是僅在少數的點接觸。一旦夾件10被鎖緊在椅座柱50時，可加強相對移動的摩擦阻力，且避免在特定方向的力作用下，形成使一個結構相對于另一結構搖動或樞轉的樞轉點。至少一個鉤部，如椅座橫桿扣件22，24，26和28，圍繞椅座橫桿從支架12的相對端延伸，用以連接至座椅，細節將敘述如下。
束帶14由螺栓14c所連接的一對束帶腿部14a和14b所組成，如圖3和圖10所顯示。束帶14形成夾件10的另一U形組件，并且其內部具有徑向向內的襯面14a’和14b’，和椅座柱50的徑向向內的襯面51對接。如支架12的情況，優選為在束帶14和椅座柱50之間有大面積的接觸。束帶腿部在每一端具有一鉤，用于圍繞椅座橫桿延伸，就如椅座橫桿扣件32和34，其細節將說明如下。
束帶和支架形成椅座柱圍繞體，該椅座柱圍繞體具有一開口，該開口由夾件組件的徑向向內的襯面所限定形成，椅座柱則穿過開口。開口的直徑(非圓形時為開口尺寸)可由例如轉動螺栓14c而縮小或增加，以使夾件10在椅座柱50上鎖緊或放松。雖然螺栓14c被圖解，但是也可使用其它調整開口尺寸的構件來取代螺栓14c，包括傳統的自行車快速釋放件，類似軟管夾的螺栓構造以及其它可縮小開口尺寸的裝置。
椅座柱50優選為中空的管狀結構，其具有更適宜整體連接的兩個部分筆直部分52，延伸至自行車骨架椅座管內；及彎曲部分54，夾件10安裝在其上。彎曲部分54整地從筆直部分52延伸，即筆直部分52及彎曲部分54彼此成一體，且優選為除了側壁的曲率變化以外，在側壁上并無不連續。椅座柱50優選為從筆直部分52延伸至超環面的彎曲部分54，而不會具有形成弱點的接縫、焊接或其它固緊結構。彎曲部分54優選為形成超環面的一部分(因此，彎曲部分54在此往往被稱為是“超環面的”)，且整個椅座柱50的橫截面形狀，包含彎曲部分54，優選地為圓形，雖然豈也可為其它形狀，但是包含而不限定于橢圓形、八邊形及矩形。當然，椅座柱也可選為具有平坦區域的圓形或其它形狀的結合。這也是可接受但并非優選的選擇，因為圓形橫剖面形成固有地強化的椅座柱，并且本領域的技術人員由此說明即可了解的其它優點。優選的彎曲部分54中沒有形成使其強度減弱的穿孔。
優選地，椅座柱50通過簡單地將具有超環面一部分形狀的鋁管的一端加以彎曲而形成，而另一端則保留盡可能完全筆直。當然，也可使用其它任何材料，材料，如合成物，可模制成最終形狀。然后將彎曲端的一部分切斷，使一端保留平坦且可容納一個蓋子或其它封閉件，用以關閉椅座柱端開口。保持在彎曲部分54的超環面的量，依據于至少所需的椅座角。
椅座柱50以傳統方式安裝在自行車骨架上，通常是將一個夾件鎖緊在自行車骨架上的椅座管頂部的開口周圍。彎曲部分54可面對自行車的前部或后部，視騎車者的選擇而定。
夾件10通過將構件22-28和32-34圍繞椅座橫桿延伸安裝在自行車椅座橫桿70和72上，如圖示使其開口彼此對向或形成一個圓柱形通道。當夾件10在放松狀態時，彎曲部分54延伸穿過夾件10中的開口。如上所述，夾件10具有與彎曲部分54的外表面很匹配的內表面。
當彎曲部分54首先延伸穿過夾件10中的開口時，夾件充分放松而可調整夾件10和椅座柱50的相對位置。此可容納一些夾件10相對于椅座柱50的前后移動的量。彎曲部分54的超環面形狀，也可簡單地使夾件10沿著彎曲部分54滑動而作角度調整，直到完成所要角度為止。另外，椅座橫桿70，72起初充分放松，使自行車座椅的前后位置通過椅座橫桿相對于構件22-28和32-34滑動而調整。于是，螺栓14c可被鎖緊，從而將座椅和夾件10固定到椅座柱50。
在鎖緊螺栓14c時，腿部14a和14b的下端部(如圖示)之間的距離減少，因而減少由支架12和束帶14所形成優選為實質圓形的開口的直徑。由于開口直徑減少，所以形成于構件22-28和32-34之間用于安裝椅座軌條70，72的圓柱形通道的直徑也減少。通過減少夾件10的開口的尺寸，例如鎖緊螺栓14c，夾件10的內表面被鎖緊而抵住椅座柱50的外表面，因而和椅座柱50摩擦接合。當夾件10鎖得夠緊時，支架12和束帶14的徑向向內的襯面緊緊抵住椅座柱50的徑向向內的外襯面51，并通過摩擦接合而將夾件10保持抵住于椅座柱50。同樣地，雖然不必到相同的程度，椅座橫桿70，72通過摩擦接合而和構件22-28和32-34夾緊。于是，此可防止椅座橫桿70，和72、夾件10和椅座柱50的間的任何明顯的相對運動。因此自行車椅座可固定到自行車骨架。
本發明有許多優點。首先，作用在自行車座椅上的力，通過利用裝置固有強度的方式，而被轉移到夾件10和椅座柱50上。承擔由騎車者的重量所施加向下負荷的構件22-28，在此負荷作用時，傾向于向內彎曲。此力沿徑向往內抵住超環面彎曲部分54。由于圓形橫截面的椅座柱50的固有強度，此沿徑向向內的力被有力地抵抗，從而防止任何組件變形或斷裂。構件32和34對椅座橫桿提供相同的支撐，并且在支撐橫向和向上的負荷方面提供協助。
除了椅座柱50的側壁的強度以外，裝置的強度也通過夾件10所增強。被束緊的夾件10在椅座柱側壁周圍平均地施加沿徑向向內的力。此向內力抵抗圓形橫截面的椅座柱50的任何彈性變形，因為為了使圓形橫截面的椅座柱50在一個區域向內彈性變形，附近區域必須向外擴張以容納此向內位移。此向外擴張可通過夾件10的向內力而抵抗。
此外，由于夾件10和椅座柱50的有利結合，夾件10和椅座柱50的結合后的重量大幅地小于傳統的椅座管/夾件的結合。由于對夾件10和椅座柱50的每一個組件件的減量需求，此可通過使用如鋁合金的較低重量材料來實現。由于每個組件對椅座柱裝置的強度均有貢獻，所以每個零件的強度的關鍵性較小。
另外，支架12的向內的襯面作成杯狀，以符合彎曲部分54的外表面。此形狀賦予支架12更大的強度以抵抗欲將構件22-28推壓成彼此更靠近的彎曲力。如果支架12為平坦或僅在一個方向彎曲(例如，在側邊到側邊的方向)時，則無法提供更大的強度以抵抗如存在于優選實施例中的彎曲，優選實施例中的曲率，雖然非完全球形，但類似球的一部分。
最好，沿徑向面向內的表面13和14a’和14b’為連續且無任何實質間隙地接觸徑向向內的外襯面51。此可在應力下提供椅座柱和夾件最佳的支撐。為了提供夾件10和椅座柱50之間最佳的接觸，優選為在二者接觸處，支架12的徑向向內的襯面13，比沿徑向向內的外襯面51具有較小的曲率半徑(朝彎曲部分54的長度方向)。此很小的偏差可確保支架12的邊緣承抵在椅座柱上，且不會產生夾件10相對于椅座柱50的搖擺。雖然此情形在二者的曲率半徑完全符合時并不需要，但是如果考慮到一般制造公差時可能更符合實際。
如上所述，本發明可使用其它形狀及構造的椅座柱和夾件。例如，在圖14中，椅座柱150顯示具有八邊形而非如優選實施例的圓形的橫截面。相同地在圖13中，顯示夾件110用于安裝在八邊形椅座柱150周圍。夾件110具有八邊形狀及用于調整夾件110的開口尺寸的可替換裝置。一螺栓120被安裝在夾帶112的一端，且依軟管夾件的方式螺入通過夾帶112的另一端的橫向狹縫中。因而，轉動螺栓120時，可調整夾件110的開口尺寸。
雖然本發明的優選實施例已詳細地說明，但須了解，在不超出本發明范圍情況下可采用許多不同的變形。
權利要求
1.一種椅座柱裝置，用于安裝在自行車骨架和具有椅座橫桿的自行車椅座之間，該裝置包括(a)椅座柱夾件，該夾件具有限定出一開口的椅座柱環繞體；(b)用于調整開口尺寸的構件；(c)至少兩個椅座橫桿安裝構件，每一安裝構件位于椅座柱環繞體的端部；及(d)椅座柱，具有第一部分，用于安裝到自行車骨架上；以及彎曲部分，其延伸通過開口并且抵在支架及束帶的徑向向內的襯面上。
2.如權利要求1所述的裝置，其中該彎曲部分為超環面的，且超環面部分實質上從第一部分整體地延伸出。
3.如權利要求2所述的裝置，其中所述超環面部分具有實質上圓形的橫截面。
4.如權利要求2所述的裝置，其中所述超環面部分具有實質上八邊形的橫截面。
5.如權利要求2所述的裝置，其中椅座柱環繞體還包括(a)支架，具有徑向向內的襯面；(b)束帶，具有徑向向內的襯面，所述束帶的襯面和所述支架的徑向向內的襯面相組合，從而限定出所述開口。
6.如權利要求5所述的裝置，其中每一所述椅座橫桿安裝構件還包括在第一支架端部的至少一鉤部及在第二支架端部的至少一個鉤部，以及在第一束帶端部的至少一鉤部及在第二束帶端部的至少一個鉤部，每一個所述鉤部圍繞椅座橫桿延伸。
7.如權利要求6所述的裝置，其中所述支架上的鉤部實質上和束帶上的鉤部方向相反。
8.一種椅座柱裝置，其用于安裝在自行車骨架和具有椅座橫桿的自行車椅座之間，該裝置包括(a)椅座柱夾件，具有徑向向內的襯面的支架，及具有一對使用一螺栓連接的束帶腿部的束帶件，束帶腿部具有徑向向內的襯面，其和所述支架的徑向向內的襯面相組合，從而限定出所述開口；(b)在第一支架端部的至少一鉤部及在第二支架端部的至少一個鉤部，以及在第一束帶端部的至少一鉤部和在第二束帶端部的至少一個鉤部，每一個所述鉤部為圍繞椅座橫桿安裝構件延伸；(c)椅座柱，具有第一部分，用于安裝到自行車骨架，以及圓形超環面部分，該超環面部分實質上從第一部分整體地延伸通過開口并且抵在支架及束帶的徑向向內的襯面上。
9.如權利要求8所述的裝置，其中所述支架上的鉤部實質上和束帶上的鉤方向相反。
全文摘要
一種自行車椅座柱和夾件，用于安裝在自行車骨架的椅座管中并且夾持在自行車椅座橫桿上。椅座柱具有筆直部分，該筆直部分插入椅座管內，及一個優選為超環面部分，該超環面部分被夾件所夾住。所述夾件包含有在其相反的兩端具有鉤部的支架，所述鉤部圍繞椅座橫桿延伸，及在其相反的兩端具有鉤部的束帶，所述鉤部朝相反方向圍繞椅座橫桿延伸。螺栓延伸于組成束帶的兩腿部之間，用于將束帶加以束緊，因而縮小夾件形成的開口的尺寸，從而將夾件夾緊到椅座柱及椅座橫桿上。
文檔編號B62J1/00GK1923596SQ20061011195
公開日2007年3月7日 申請日期2006年8月28日 優先權日2005年8月30日
發明者威廉·B·修克 申請人:威廉·B·修克