專利名稱：可伸展的自行車頭部組件結構的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種可伸展的自行車頭部組件結構，特別涉及一種構形成向頭部組件施加軸向力的可伸展的自行車頭部組件結構，該頭部組件可轉動地將前叉的轉向管安裝到自行車車架的頭管上。
背景技術：
自行車正變成日益普及的娛樂形式和交通工具。而且，無論是對業余愛好者還是專業人士來說，自行車已成為很受歡迎的競技運動。不論自行車是用于娛樂、交通還是競技，自行車工業一直在不斷改進自行車車架以及自行車的各種元件。
近年來，自行車上裝備了越來越多的電子元件以使騎車過程對于騎車人來說變得更輕松和更令人愉快。一些自行車裝備有計算機控制的懸架，其可以通過車載計算機或控制單元根據騎行條件來進行自動調整。例如已轉讓給Shimano公司的美國專利No.6543799中就公開了這樣一種計算機控制的懸架的示例。此外，許多新型的自行車都具有自動變速單元，其可以由車載計算機或控制單元來根據騎行條件來進行自動調整。
因此，這些帶有電子元件(或組件)的自行車需要裝備有控制單元以對各種電子組件以及一個或多個為這些電子組件提供電力的電池進行控制。但不利的是自行車車架上可以安裝所有這些電子元件并且能讓騎車人夠到的空間十分有限。換句話說，這些電子元件優選安裝在自行車的特定區域例如車把上，這進一步限制了電子元件的安裝區域。同樣還需要將這些電子元件以既美觀又易于使用的形式安裝。因此，需要用一種使電線既不會妨礙到自行車的操作又不會影響自行車的整體外觀的方式來安裝這些電子元件。
考慮到上述問題，本領域技術人員從這里可以明顯看出存在一種對改進的自行車頭部組件結構的需要。本發明提出了本領域的這種需要以及其他需要，從這里所公開的內容中這些需要對于本領域技術人員來說是明顯的。
發明內容
本發明的一個目的就是提供一種構形成將軸向力施加在頭部組件上的可伸展的自行車頭部組件結構，該頭部組件可轉動的將前叉的轉向管安裝在車架的頭管上。
本發明某些實施例的另一目的在于提供一種可伸展的自行車頭部組件結構，其提供穿過車架頭管的暢通無阻的通道或通路，以使纜線從安裝在車把區域的部件到達安裝在自行車的其它部位的部件上。
本發明某些實施例的又一目的在于提供一種可伸展的自行車頭部組件結構，其可以在自行車前叉的轉向管中安裝電子裝置或部件。
本發明某些實施例的又一目的在于提供一種可伸展的自行車頭部組件結構，其生產成本相對低廉，且安裝相對簡單。
前述目的可以通過提供一種可伸展的自行車頭部組件結構基本實現，它基本上包括一第一管狀件和一第二管狀件。第一管狀件具有一第一自由端、一個帶有第一配合調節結構的第一連接端和一個軸向延伸在第一自由端和第一連接端之間的第一孔。第一孔的最內徑的尺寸確定成接受轉向管從中通過。第二管狀件具有一第二自由端、一個帶有第二配合調節結構的第二連接端和一個軸向延伸在第二自由端和第二連接端之間的第二孔。第二孔的最內徑的尺寸確定成接受轉向管從中通過。第一和第二配合調節結構可調節地連接在一起，以改變可伸展的自行車頭部組件結構的有效軸向總長。
從結合了附圖及所公開的本發明優選實施例的下文詳細說明中，本發明的這些及其他目的、特征、方面和優點對于本領域技術人員變得顯而易見。
現將參考構成原始公開的一部分的附圖內容圖1是一個裝備有根據本發明第一實施例的可伸展的自行車頭部組件結構的自行車的側視圖；圖2是帶有如圖1所示的根據本發明第一實施例的可伸展的自行車頭部組件結構的懸掛前叉的頂部的局部放大側剖圖；圖3是圖1所示自行車的前部的局部俯視圖，其表示出連接在自行車上的各種元件；
圖4是圖1和2示出的根據本發明第一實施例的可伸展的自行車頭部組件結構的側視圖；圖5是如圖4所示的根據本發明第一實施例的可伸展的自行車頭部組件結構的縱向剖面圖；圖6為根據本發明第一實施例的圖1-5所示可伸展的自行車頭部組件結構的分解側視圖；圖7為根據本發明第一實施例的圖6所示可伸展的自行車頭部組件結構的分解縱向剖視圖；圖8為根據本發明第一實施例的圖1-7所示可伸展的自行車頭部組件結構的第一(頂部)管狀件或間隔套的側視圖；圖9為用于根據本發明第一實施例的圖1-7所示可伸展的自行車頭部組件結構的圖8所示的第一(頂部)管狀件或間隔套的底部平面圖；圖10為根據本發明第一實施例的圖1-7所示可伸展的自行車頭部組件結構的鎖定件或螺母的頂視圖；圖11為用于根據本發明第一實施例的圖1-7所示可伸展的自行車頭部組件結構的圖10所示的鎖定件或螺母的側視圖；圖12為根據本發明第一實施例的圖1-7所示可伸展的自行車頭部組件結構的第二(底部)管狀件或間隔套的頂視圖；圖13為用于根據本發明第一實施例的圖1-7所示可伸展的自行車頭部組件結構的圖12所示的第二(底部)管狀件或間隔套的側視圖；圖14為根據本發明第二實施例的可伸展的自行車頭部組件結構的懸掛前叉的頂部分的放大側剖視圖；圖15為根據本發明第二實施例的圖14所示可伸展的自行車頭部組件結構的側視圖；圖16為根據本發明第二實施例的圖14和15所示可伸展的自行車頭部組件結構的分解側視圖；圖17為根據本發明第二實施例的圖14-16所示可伸展的自行車頭部組件結構的縱向剖視圖；圖18為根據本發明第二實施例的圖14-17所示可伸展的自行車頭部組件結構的分解縱向剖視圖；
圖19為根據本發明第二實施例的圖14-18所示可伸展的自行車頭部組件結構的第一(頂部)管狀件或間隔套的側視圖；圖20為根據本發明第二實施例的圖14-18所示可伸展的自行車頭部組件結構的第一(頂部)管狀件或間隔套的底部平面圖；圖21為根據本發明第二實施例的圖14-18所示可伸展的自行車頭部組件結構的圖19所示的開口鎖定件或軸環的側視圖；圖22為根據本發明第二實施例的圖14-18所示可伸展的自行車頭部組件結構的圖21所示的開口鎖定件或軸環的頂視圖；圖23為根據本發明第二實施例的圖14-18所示可伸展的自行車頭部組件結構的第二(底部)管狀件或間隔套的側視圖；圖24為根據本發明第二實施例的圖14-19所示可伸展的自行車頭部組件結構的圖23所示的第二(底部)管狀件或間隔套的頂視圖；圖25為根據本發明可替代應用中安裝在轉向管中的電子懸架控制裝置的透視圖；圖26為根據本發明可替代應用中安裝在轉向管中的機械懸架控制裝置的透視圖；圖27為根據本發明可替代應用中安裝在轉向管中的車燈開關的透視圖；以及圖28為根據本發明可替代應用中安裝在轉向管中的自行車計算機或控制器的透視圖。
具體實施例方式
現將參考附圖闡述本發明的所選實施例。本領域技術人員從這里公開的內容中可以明顯看出，下文的關于本發明實施例的說明僅是用來解釋而不是用來限定由所附的權利要求書限定的本發明及其等效物。
首先參照圖1，圖中示出了一輛裝備有一個自行車頭部組件11以及各種電子元件的自行車10，其安裝方式采用了下文將要描述的本發明第一實施例。自行車及其各種元件是本領域公知的，因此除了涉及本發明的元件外，這里將不再詳細討論和/或解釋自行車10及其各種元件。在本文中使用的以下方向術語“向前、向后、上方、向下、垂直、水平、下方和橫向”以及其它類似的方向術語是當自行車裝備有本發明時所指的這些方向。因此，這些術語當被用來描述本發明時，應當被解釋為是關于一輛裝備有本發明的自行車的。
如圖1所示，自行車10基本上包括一個主車架12、一個后鏈條支撐件13、一個前輪14和一個后輪15。主車架12還裝備有一個車座16、一個車把17和一個懸掛前叉18，該懸掛前叉通過前輪14的前發電機輪轂19可轉動地支撐前輪14。該主車架12基本上包括一個頂管12a、一個車座管12b、一個下管12c和一個頭管12d。
從圖1和圖2中可以看出，懸掛前叉18的上端可移動連接在主車架12的頭管12d上。而懸掛前叉18的底端連接在前發電機輪轂19上。懸掛前叉18基本上包括一個通過頭部組件20可轉動地安裝在主車架12的頭管12d上的一個轉向管18a，一對通過連接在轉向管18a上的上冠部互連的伸縮支柱18b。因此前輪14通過前發電機輪轂19以常規方式可轉動地安裝在懸掛前叉18上。
可選擇地，可接線的蓋18d插入轉向管18a的上端，用以封住轉向管18a的上端。可接線的蓋18d最好具有一個或多個孔用來接納一根或多根從中通過的電線。在該實施例中，接線蓋18d是一種摩擦地保持在轉向管18a上的塑料蓋或橡膠蓋。
懸掛前叉18優選為一種電控懸架，其包括一個改變懸掛前叉18的阻尼特性的電減震裝置(未示出)。由于電減震裝置的精確結構對于本發明來說不是最關鍵的，所以在此不對電減震裝置的精確結構進行詳細討論或解釋。一種電控前懸架的實例是Shimano公司出售的Nexave C-910型組件的前懸架組件。
如圖2所示，車把17具有一個安裝部分17a，其以常規方式用一對螺栓17b固定到懸掛前叉18上。這樣，車把17就固定在懸掛前叉18上，用于相對于主車架12轉動懸掛前叉18以及前輪14。
還是參見圖2，頭部組件20包括一個上轉向軸承裝置20a和一個下轉向軸承裝置20b。該頭部組件20是一種自行車的相對常規的部件。因而在此不再對頭部組件20進行詳細討論或解釋。車把17通過安裝部分17a固定在懸掛前叉18的轉向管18a上。具體地，車把17的安裝部分17a是一種管夾，其中安裝孔的內徑隨螺栓17b的擰緊而減小。在本發明中，可伸展的自行車頭部組件結構11安裝在懸掛前叉18的轉向管18a之內在上轉向軸承裝置20a和車把17的安裝部分17a之間。將車把17的安裝部分17a固定夾緊在轉向管18a上后，調節可伸展的自行車頭部組件結構11，將軸向力施加在車把17的安裝部分17a和頭部組件20上。特別地，可伸展的自行車頭部組件結構11構形并布置成在轉向管18a上在軸向上伸展，以將軸向力施加在頭部組件20上。在該頭部組件20上的軸向力使使用者能夠將適當的載荷施加在上、下轉向軸承裝置20a和20b上。
因此，可伸展的自行車頭部組件結構11構形并布置成幫助將懸掛前叉18的轉向管18a安裝在自行車車架12的頭管12d上。另外如下面所述，當將可伸展的自行車頭部組件結構11安裝在轉向管18a上時，轉向管18a的中心通路就暢通無阻了，從而，電線和/或自行車元件就可以很容易地插入轉向管18a中。
返回再看圖1，后鏈條支撐13通過一個底部支架(未示出)樞轉地連接在主車架12上。一個傳動裝置21也以常規方式可操作地連接在主車架12與后鏈條支撐13之間。該傳動裝置21基本上包括多個安裝在底部支架(未示出)上的前鏈環或鏈輪22、一對帶有一對腳蹬(或踏板)24的曲柄臂23、一個安裝在底部支架(未示出)上的前撥鏈器25、一個驅動鏈條26、多個以常規方式連接在后輪15的后輪轂28上的后鏈輪27和一個安裝在后鏈條支撐13上的后撥鏈器29。由于自行車的這些部件都是本領域公知的，本文在此除了對那些進行改型以和本發明結合使用的部件外，不再對上述部件進行詳細討論或解釋。此外，本文中未進行解釋和/或討論的其它各種自行車的常規部件例如車閘等也可以根據需要結合本發明使用。
一個后懸掛單元30可操作地連接在主車架12和后鏈條支撐13之間以吸收傳遞到后輪15的震動。該后懸掛單元30是一種電控懸架，其包括一個改變后懸掛單元30的阻尼特性的電減震裝置(未示出)。由于電減震裝置的精確結構對于本發明來說不是最關鍵的，所以在此不對電減震裝置的精確結構進行詳細討論或解釋。一種電控后懸架的實例是Shimano公司出售的Nexave C-910型組件的后懸架組件。
如圖3所示，自行車10裝備有各種安裝在車把17上的電控元件。具體來說，自行車10裝備有一個車載計算機31、一個前電子變速(或換檔)單元32和一個后電子變速(或換檔)單元33。車載計算機31與各種電子元件相連，這些電子元件可以包括，但不僅限于，前發電機輪轂19、前電子變速單元32、后電子變速單元33、前電子減震裝置和后電子減震裝置。車載計算機31優選通過一個電線34與這些不同的電子元件電連接，該電線34可以分成幾根饋電線或饋電繩部分(為了簡明且易于解釋，圖2中僅示出了兩組電線35、36)。本發明使用的各種電子控制元件的實例是Shimano公司出售的Nexave C-910組件。
車載計算機31包括多個用于操作自動變速控制以及自動懸掛控制的按鈕。如圖3所示，在圖示實施例中的車載計算機31通過電線32a和32b分別與前電子變速單元32和后電子變速單元33電連接。車載計算機31優選構形并布置成帶有儲存的用于基于騎車人的輸入命令和/或由傳感器產生的騎行條件來控制自動懸掛及自動變速的控制程序。另一種可選方案是，車載計算機31優選包括一個帶有控制自動懸掛控制及自動變速控制的控制程序的微電腦。車載計算機31還可以包括其他常規元件例如輸入接口電路、輸出接口電路和存儲裝置如ROM(只讀存儲器)和RAM(隨機存儲器)。對車載計算機31的微電腦進行編制程序而可以顯示各種信息例如各種元件的狀態，以及進行編制程序來控制自動懸掛控制及自動變速控制。存儲器電路儲存由處理器電路運行的處理結果及控制程序。
再回來看附圖2，從電線34延伸出的電線35將車載計算機31電連接至后懸掛單元30的電子減震裝置30、前撥鏈器25和后撥鏈器29上。
如圖3所示，電線35優選被分成幾路饋電線或饋電繩部分，其包括一個與后懸掛單元30的電子減震裝置電連接的電線35a、一個與前撥鏈器25的電子裝置電連接的電線35b和一個與后撥鏈器29電連接的電線35c。因此，各電線部分35a-35c包含多根電導體。
從電線34延伸出的電線36將車載計算機31與懸掛前叉18的電子減震裝置及前發電機輪轂19電連接。優選地，電線36被分成包含多根電導體的幾組饋電線或饋電繩部分。
由于電線34、35、36以及其各種電子連接件的精確結構對于本發明來說都不是關鍵的，因此本文在此不對電線34、35、36以及其各種電子連接件的精確結構進行詳細討論或解釋。實際上，電線34、35、36以及其各種電子連接件的精確結構已經用一種簡明且易于解釋的方式進行圖示了。此外，電線34、35、36以及其各種電子連接件的構造取決于連接在車載計算機31上的電子組件的類型和數量。
如圖3所示，前變速單元32包括多個變速按鈕，用于當騎車人已將車載計算機31設定為手動模式時對前撥鏈器25進行手動變速。如圖2所示，在圖示實施例中，前變速單元32通過電線32a與車載計算機31電連接。在優選實施例中，前變速單元32向車載計算機31輸入電子指令。
如圖3所示，后變速單元33包括多個變速按鈕，用于當騎車人已將車載計算機31編程或設定為手動模式時對后撥鏈器29進行手動變速。在圖示實施例中，后變速單元33通過電線33a與車載計算機31電連接。在優選實施例中，后變速單元33向車載計算機31輸入電子指令。
現參照附圖4-7，根據本發明第一實施例將可伸展的自行車頭部組件結構11連接在懸掛前叉18的轉向管18a上。可伸展的自行車頭部組件結構11基本上包括一個頂部(第一)管狀件或間隔套61、一個鎖定件或螺母62和一個底部(第二)管狀件或間隔套63。
可伸展的自行車頭部組件結構11構形并布置成幫助將懸掛前叉18的轉向管18a安裝在車架12的頭管12d上。特別地，可伸展的自行車頭部組件結構11構形并布置成安裝在轉向管18a上，以將軸向力施加在頭部組件20上，該頭部組件可轉動地將懸掛前叉18的轉向管18a安裝在車架12的頭管12d上。當可伸展的自行車頭部組件結構11安裝在轉向管18a上時，轉向管18a的中心通道就暢通無阻了，因此電線35和36就可以很容易地從中插過。如下所述，頂部管狀間隔套61和底部管狀間隔套63可調節地連接在一起，以改變可伸展的自行車頭部組件結構11的整個有效軸向長度。這樣，頂部管狀間隔套61和底部管狀間隔套63將軸向力施加在頭部組件20上，該頭部組件可轉動將懸掛前叉18的轉向管18a安裝在車架12的頭管12d上。
現參照附圖8和9，頂部管狀間隔套61優選由一種硬的剛性材料制成一個單件的整體部件。更優選地，頂部管狀間隔套61由一種適用于自行車的金屬材料制成。頂部管狀間隔套61基本上包括帶有第一自由端72的一個管體71，第一自由端72上帶有工具接合凸緣73，以及帶有一組第一螺紋75的第一連接端74。頂部管狀間隔套61還具有軸向延伸在第一自由端72和第一連接端74之間的第一孔76。第一孔76的最內徑的尺寸確定成接受轉向管18a從中通過。第一孔76最好具有均勻的稍大于轉向管18a的外徑的圓柱表面，從而如圖所示頂部管狀間隔套61緊密配合在轉向管18a上。
工具接合凸緣73位于頂部管狀間隔套61的第一自由端72上，工具接合凸緣73的最外寬度大于管體71的外徑。工具接合凸緣73為具有帶一對平行的工具接合表面73a的外周向表面。當然工具接合凸緣73可以根據需要和/或要求具有其它的非圓形狀。在任何情況下，工具接合凸緣73構形并布置成在安裝到轉向管18a上時可以用一工具轉動頂部管狀間隔套61。
現參照附圖10和11，鎖定件或螺母62優選由一種硬的剛性材料制成一個單件的整體部件。更優選地，鎖定件或螺母62由一種適用于自行車的金屬材料制成。鎖定件或螺母62構形并布置成選擇性裝置(或選擇性地設定)以防止在頂部管狀間隔套61和底部管狀間隔套63之間的相對調整。鎖定螺母62螺紋連接在頂部管狀間隔套61上。特別地，鎖定螺母62具有與第一螺紋75接合的內螺紋62a。這樣鎖定螺母62的轉動就會在頂部管狀間隔套61和底部管狀間隔套63之間產生相對的軸向移動。鎖定螺母62還可以具有非圓形的外周向表面，其形成多對平行的工具接合表面62b。
現參照附圖12和13，底部(第二)管襯套63優選由一種硬的剛性材料制成一個單件的整體部件。更優選地，底部管狀間隔套63由一種適用于自行車的金屬材料制成。底部管狀間隔套63基本上包括帶有第二自由端82的一個管體81，第一自由端82上帶有工具接合部分83(一對平行表面)，和具有第二(內)螺紋85的第二連接端84。底部管狀間隔套63還具有軸向延伸在第二自由端82和第二連接端84之間的第二孔86。第二孔86最好為階梯形孔，帶有在其上形成第二螺紋85的一個大直徑圓柱部分86a和一個由內環形凸緣87形成的小直徑圓柱部分86b。該內環形凸緣87限定了第二孔86的最內徑。這樣第二孔86的最內徑尺寸確定成接受轉向管18a從中通過。第二孔86的最內徑最好稍大于轉向管18a的外徑，從而如圖所示，頂部管狀間隔套61緊密配合在轉向管18a上。第二螺紋85形成有效內徑，其大于底部管狀間隔套63的第二孔86的最內徑。第二螺紋85與第一螺紋75螺紋接合。
工具接合部分83位于底部管狀間隔套63的第二自由端82上。工具接合部分83具有帶有一對平行的工具接合表面83a的外周向表面。當然工具接合部分83可以根據需要和/或要求具有其它的非圓形狀。在任何情況下，工具接合部分83構形并布置成在安裝到轉向管18a上時可以用一工具轉動底部管狀間隔套63。
第一螺紋75形成可伸展的自行車頭部組件結構11的第一配合調節結構。第一螺紋75為形成在頂部管狀間隔套61的外表面上的外螺紋。第一螺紋75最好從第一連接端74延伸至工具接合凸緣73。
第二螺紋85形成可伸展的自行車頭部組件結構11的第二配合調節結構。第二螺紋85為形成在第二孔86的大直徑圓柱部分86a上的內螺紋。第二螺紋85最好從第二連接端84延伸至內環形凸緣87。第二螺紋85與第一螺紋75螺紋接合。這樣在頂部管狀間隔套61和底部管狀間隔套63之間的相對轉動產生了頂部管狀間隔套61和底部管狀間隔套63之間的相對軸向移動。換句話說，形成第一和第二配合調節結構的第一和第二螺紋75和85可調節地連接在一起，以改變可伸展的自行車頭部組件結構11的有效軸向總長。
第二實施例現參照圖14-24，對根據本發明第二實施例的可伸展的自行車頭部組件結構211進行解釋。可伸展的自行車頭部組件結構211安裝在自行車10的懸掛前叉18的轉向管18a上。也就是說，可伸展的自行車頭部組件結構211替代可伸展的自行車頭部組件結構11。因此在本發明的第二實施例中，可伸展的自行車頭部組件結構211安裝在懸掛前叉18的轉向管18a上，在上轉向軸承裝置20a和車把17的安裝部分17a之間。將車把17的安裝部分17a固定夾緊在轉向管18a上后，調節可伸展的自行車頭部組件結構211，以將軸向力施加在車把17的安裝部分17a和頭部組件20上。特別地，可伸展的自行車頭部組件結構211構形并布置成在轉向管18a上軸向伸展，以將軸向力施加在頭部組件20上。該頭部組件20上的軸向力使使用者能夠將適當的載荷施加在上、下轉向軸承裝置20a和20b上。
可伸展的自行車頭部組件結構211基本上包括一個頂部(第一)管狀件或間隔套261、一個鎖定件或軸環262和一個底部(第二)管狀件或間隔套263。在該實施例中，可伸展的自行車頭部組件結構211還包括一個附加的底部(第三)管狀件或間隔套264，其位于轉向管18a上在底部(第二)管狀件或間隔套263和頭部組件20的上轉向軸承裝置20a之間。如下所述，頂部管狀間隔套261和底部管狀間隔套263可調節地安裝在一起，以改變可伸展的自行車頭部組件結構211的整個有效軸向長度。因此，頂部管狀間隔套261和底部管狀間隔套263將軸向力施加在頭部組件20，該頭部組件可轉動將懸掛前叉18的轉向管18a安裝在車架12的頭管12d上。
因此如在前面的實施例中，可伸展的自行車頭部組件結構211的構形并布置成幫助將懸掛前叉18的轉向管18a安裝在車架12的頭管12d上。特別地，可伸展的自行車頭部組件結構211構形并布置成安裝在轉向管18a上，以將軸向力施加在頭部組件20上，從而使上、下轉向軸承裝置20a和20b適當被加載。還有當將可伸展的自行車頭部組件結構211安裝到轉向管18a上時，轉向管18a的中心通道就暢通無阻了，因此電線35和36就可以很容易地插過。
現參照附圖19和20，頂部管狀間隔套261優選由一種硬的剛性材料制成一個單件的整體部件。更優選地，頂部管狀間隔套261由一種適用于自行車的金屬材料制成。頂部管狀間隔套261基本上包括帶有第一自由端272的一個管體271，第一自由端272上帶有工具接合凸緣273，以及帶有一組第一螺紋275的第一連接端274。頂部管狀間隔套261還具有軸向延伸在第一自由端272和第一連接端274之間的第一孔276。第一孔276的最內徑尺寸確定成接受轉向管18a從中通過。第一孔276最好具有均勻的稍大于轉向管18a的外徑的圓柱表面，從而如圖所示頂部管狀間隔套261緊密配合在轉向管18a上。
工具接合凸緣273位于頂部管狀間隔套261的第一自由端272上，工具接合凸緣273的最外徑大于管體271的外徑。工具接合凸緣273具有帶由一對平行的工具接合表面273a的外周向表面。當然工具接合凸緣273可以根據需要和/或要求具有其它的非圓形狀。在任何情況下，工具接合凸緣273構形并布置成在安裝到轉向管18a上時可以用一工具轉動頂部管狀間隔套261。
現參照附圖21和22，開口鎖定件或軸環262優選由一種硬的剛性材料制成一個單件的整體部件，除了擰緊或固定螺母265為分離元件。更優選地，開口鎖定軸環262和擰緊螺母265由一種適用于自行車的金屬材料制成。。開口鎖定件或軸環262構形并布置成為選擇性裝置(或選擇性地設定)以阻止頂部管狀間隔套261和底部管狀間隔套263之間的相對調整。
開口鎖定軸環262為開口環形件，其具有可調整的內徑。開口鎖定軸環262構形并布置成將軸向力施加在頂部管狀間隔套261和底部管狀間隔套263上。開口鎖定軸環262基本上包括一個帶有向內漸縮部277的開口環部分和一對通常徑向延伸凸緣278和279。漸縮部277構形并布置成接觸頂部管狀間隔套261和底部管狀間隔套263，以施加相對的軸向力。特別地，漸縮部277具有一個上漸縮接觸表面277a、一個下漸縮接觸表面277b和一個軸向延伸在上漸縮接觸表面277a與下漸縮接觸表面277b之間的中間連接表面277c。上漸縮接觸表面277a與下漸縮接觸表面277b通常為對開的圓錐表面，其在靠近鎖定軸環262的中心軸線時朝向彼此會聚。中間連接表面277c最好為對開的圓柱表面。
凸緣278和279設有接受擰緊或固定螺母265的孔278a和279a。特別地，凸緣278的孔278a為螺紋孔，其與固定螺母265螺紋連接。凸緣279的孔279a最好為非螺紋孔，固定螺母265的螺桿部分可以自由地穿過該孔。固定螺母265的頭部大于凸緣279的孔279a的直徑。
當轉動固定螺母265時，可以將凸緣278和279擠壓在一起，從而減小鎖定軸環262的內徑。鎖定軸環262的內徑的減小導致上漸縮接觸表面277a和下漸縮接觸表面277b接觸頂部管狀間隔套261和底部管狀間隔套263，以將相對的軸向力施加在頂部管狀間隔套261和底部管狀間隔套263上。結果充分阻止頂部管狀間隔套261和底部管狀間隔套263相對軸向移動。
現參照圖23和24，。底部(第二)管狀間隔套263優選由一種硬的剛性材料制成一個單件的整體部件。更優選地，底部管狀間隔套263由一種適用于自行車的金屬材料制成。底部管狀間隔套263基本上包括帶有第二自由端282的一個管體281和第二連接端284。底部管狀間隔套263具有外周向表面，其形成帶有多對平行的工具接合表面283a的一個工具接合部分283。當然工具接合部分283可以根據需要和/或要求具有其它的非圓形狀。在任何情況下，工具接合部分283構形并布置成在安裝到頂部管狀間隔套261上時可以用一工具轉動底部管狀間隔套263。
底部管狀間隔套263還具有軸向延伸在第二自由端282和第二連接端284之間的第二孔286。第二孔286具有形成在其上的一組第二(內)螺紋285。
第一螺紋275形成可伸展的自行車頭部組件結構211的第一配合調節結構。第一螺紋275為形成在頂部管狀間隔套261的外表面上的外螺紋。第一螺紋275最好從第一連接端274延伸至工具接合凸緣273。
第二螺紋285形成可伸展的自行車頭部組件結構211的第二配合調節結構。第二螺紋285為形成在第二孔286上的內螺紋。第二螺紋285與第一螺紋275螺紋接合。這樣頂部管狀間隔套261和底部管狀間隔套263之間的相對轉動就引起頂部管狀間隔套261和底部管狀間隔套263之間的相對軸向移動。換句話說，形成第一和第二配合調節結構的第一和第二螺紋275和285可調節地連接在一起，以改變可伸展的自行車頭部組件結構211的有效軸向總長。
現返回圖14，附加的底部(第三)管狀間隔套264優選由一種硬的剛性材料制成一個單件的整體部件。更優選地，附加的底部管狀間隔套264由一種適用于自行車的金屬材料制成。附加的底部管狀間隔套264為同軸安裝在底部管狀間隔套263的管體281周圍的圓柱形墊圈。這樣，附加的底部管狀間隔套264的孔的最內徑的尺寸確定成接受底部管狀間隔套263的管體281從中通過。最好第一孔276最好具有均勻的稍大于轉向管18a的外徑的圓柱表面，從而如圖所示，頂部管狀間隔套261緊密配合在轉向管18a上。
各種應用現參照圖25-28，當采用其中一個可伸展的自行車頭部組件結構11、211時，轉向管18a具有暢通無阻的通道，該通道可以如圖3和圖14所示讓電線從中通過或如圖25-28所示安裝其中一個自行車元件C1-C4。
如圖25所示，自行車元件(或組件)C1為一個電子懸架控制裝置，即一個電子裝置，其具有一個用戶操作部分P1和一個轉向管插入部分P2。一個印刷電路板和一個電池位于轉向管插入部分P2中。用戶操作部分P1的最外寬度大于轉向管18a的內徑，而轉向管插入部分P2的最外寬度小于轉向管18a的內徑。這樣，電子懸架控制裝置C1可以插入轉向管18a的通道中，從而使轉向管18a置于轉向管插入部分和其中一個安裝在轉向管18a上的可伸展的自行車頭部組件結構11和211之間。電子懸架控制裝置C1的精確結構對于本發明并不重要。因此本文在此將不對電子懸架控制裝置C1的精確結構進行詳細討論或解釋。
如圖26所示，自行車元件C2為一個機械懸架控制裝置，即一個纜索操作裝置，其具有一個用戶操作部分P1′和一個轉向管插入部分P2′。一個纜索卷繞機構位于轉向管插入部分P2′中，用于響應用戶操作部分P1′的轉動來卷繞纜索的內線。用戶操作部分P1′的最外寬度大于轉向管18a的內徑，而轉向管插入部分P2′的最外寬度小于轉向管18a的內徑。這樣機械懸架控制裝置C2可插入轉向管18a的通道，從而使轉向管18a置于轉向管插入部分和其中一個安裝在轉向管18a上的可伸展的自行車頭部組件結構11和211之間。機械懸架控制裝置C2的精確結構對于本發明并不重要。因此本文在此將不對機械懸架控制裝置C2的精確結構進行詳細討論或解釋。
如圖27所示，自行車元件C3為一個電子開關，即一個電子裝置，其具有一個用戶操作部分P1和一個轉向管插入部分P2。電子觸點位于轉向管插入部分P2中，用于響應用戶操作部分P1的轉動來打開或關閉一個自行車電子元件例如車燈。用戶操作部分P1的最外寬度大于轉向管18a的內徑，而轉向管插入部分P2的最外寬度小于轉向管18a的內徑。這樣電子開關C3可插入轉向管18a的通道，從而使轉向管18a置于轉向管插入部分和其中一個安裝在轉向管18a上的可伸展的自行車頭部組件結構11和211之間。電子開關C3的精確結構對于本發明并不重要。因此本文在此將不對電子開關C3的精確結構進行詳細討論或解釋。
如圖28所示，自行車元件C4為一個帶有顯示器的車載計算機，即一個電子裝置，其具有一個用戶操作部分P1″″和一個轉向管插入部分P2″″。不同的電子部件位于轉向管插入部分P2″″中，用于操作自行車的一個電子元件和/或響應傳感器的輸入信號來顯示信息。用戶操作部分P1″″的最外寬度大于轉向管18a的內徑，而轉向管插入部分P2″″的最外寬度小于轉向管18a的內徑。自行車計算機C4代替自行車計算機31并可插入轉向管18a的通道，從而使轉向管18a置于轉向管插入部分和其中一個安裝在轉向管18a上的可伸展的自行車頭部組件結構11和211之間。車載計算機C4的精確結構對于本發明并不重要。因此本文在此將不對車載計算機C4的精確結構進行詳細討論或解釋。
本文中所使用的程度副詞例如“大致”、“大約”和“近似”等是指所修正的術語具有一個合理的偏差量以便保證最終結果不會有顯著變化。如果偏差不會使其所修正的術語的意思相反，這些副詞應當被解釋為其所修正的術語具有至少土5的偏差。
盡管只選擇了選定的實施例來對本發明進行解釋說明，但對于本領域技術人員來說從這里公開的內容中很顯然可以得知，在不脫離后面所附的權利要求確定的本發明保護圍的情況下，可以作出多種變化和改型。此外，上文對根據本發明的實施例的描述僅用于解釋說明，而并非是對如后附的權利要求及其等價內容所確定的本發明進行限制。
權利要求
1.一種可伸展的自行車頭部組件結構，它包括第一管狀件，其具有第一自由端、帶有第一配合調節結構的第一連接端和軸向延伸在第一自由端和第一連接端之間的第一孔，第一孔的最內徑的尺寸確定成接受轉向管從中通過；以及第二管狀件，其具有第二自由端、帶有第二配合調節結構的第二連接端和軸向延伸在第二自由端和第二連接端之間的第二孔，第二孔的最內徑的尺寸確定成接受轉向管從中通過，第一和第二配合調節結構可調節地連接在一起，以改變可伸展的自行車頭部組件結構的有效軸向總長。
2.如權利要求1所述的可伸展的自行車頭部組件結構，其特征在于，第一配合調節結構具有一組第一螺紋，而第二配合調節結構具有一組與第一螺紋螺紋接合的第二螺紋。
3.如權利要求1所述的可伸展的自行車頭部組件結構，其特征在于其還包括鎖定件構形并布置成選擇性裝置(或選擇性地設定)，以阻止第一和第二配合調節結構之間的相對調整。
4.如權利要求3所述的可伸展的自行車頭部組件結構，其特征在于，第一配合調節結構具有一組第一螺紋，而第二配合調節結構具有一組與第一螺紋螺紋接合的第二螺紋。
5.如權利要求4所述的可伸展的自行車頭部組件結構，其特征在于，鎖定件包括螺紋連接在第一和第二螺紋中一個上的鎖定螺母。
6.如權利要求5所述的可伸展的自行車頭部組件結構，其特征在于，第一螺紋為形成于第一管狀件的外表面上的外螺紋，而第二螺紋為形成于第二管狀件的第二孔的內表面上的內螺紋。
7.如權利要求6所述的可伸展的自行車頭部組件結構，其特征在于，第一管狀件的第一孔的最內徑基本等于第二管狀件的第二孔的最內徑。
8.如權利要求7所述的可伸展的自行車頭部組件結構，其特征在于，第二組螺紋的有效內徑大于第二管狀件的第二孔的最內徑。
9.如權利要求8所述的可伸展的自行車頭部組件結構，其特征在于，第一管狀件在其第一自由端上具有凸緣，該凸緣的最大寬度大于第一組螺紋的外徑。
10.如權利要求9所述的可伸展的自行車頭部組件結構，其特征在于， 第一管狀件的凸緣具有帶有一對平行的工具接合表面的外周向表面。
11.如權利要求1所述的可伸展的自行車頭部組件結構，其特征在于，第一管狀件的第一孔的最內徑基本等于第二管狀件的第二孔的最內徑。
12.如權利要求1所述的可伸展的自行車頭部組件結構，其特征在于，第一管狀件在其第一自由端上具有凸緣，該凸緣具有帶有一對平行的工具接合表面的外周向表面。
13.如權利要求3所述的可伸展的自行車頭部組件結構，其特征在于，鎖定件具有可調節內徑的開口鎖定軸環，接合第一管狀件的第一漸縮表面，而接合第二管狀件的第二漸縮表面，第一和第二漸縮表面構形并布置成將軸向力施加在第一和第二管狀件上。
14.如權利要求13所述的可伸展的自行車頭部組件結構，其特征在于，第一配合調節結構包括一組第一螺紋，而第二配合調節結構具有一組與第一螺紋螺紋接合的第二螺紋。
15.如權利要求14所述的可伸展的自行車頭部組件結構，其特征在于，第一螺紋為形成于第一管狀件的外表面上的外螺紋，而第二螺紋為形成于第二管狀件的第二孔的內表面上的內螺紋。
16.如權利要求15所述的可伸展的自行車頭部組件結構，其特征在于，第一管狀件的第一孔的最內徑基本等于第二管狀件的第二孔的最內徑。
17.如權利要求15所述的可伸展的自行車頭部組件結構，其特征在于，第二螺紋的有效最內徑大于第二管狀件的第二孔的最內徑。
18.如權利要求15所述的可伸展的自行車頭部組件結構，其特征在于，第一管狀件在其第一自由端上具有凸緣，該凸緣的最大寬度大于第一螺紋的外徑。
19.如權利要求18所述的可伸展的自行車頭部組件結構，其特征在于，第一管狀件的凸緣具有帶有一對平行的工具接合表面的外周向表面。
20.如權利要求1所述的可伸展的自行車頭部組件結構，其特征在于，其還包括具有最外寬度大于第一管狀件的第一孔的用戶操作部分和最外寬度小于第一管狀件的第一孔的轉向管插入部分的自行車元件，從而轉向管置于第一管狀件和轉向管插入部分之間。
21.如權利要求20所述的可伸展的自行車頭部組件結構，其特征在于，自行車元件為電子裝置。
22.如權利要求20所述的可伸展的自行車頭部組件結構，其特征在于，自行車元件為線纜操作裝置。
23.如權利要求20所述的可伸展的自行車頭部組件結構，其特征在于，自行車元件為懸架控制裝置。
24.如權利要求20所述的可伸展的自行車頭部組件結構，其特征在于，自行車元件為電子開關。
25.如權利要求20所述的可伸展的自行車頭部組件結構，其特征在于，自行車元件為帶有形成于用戶操作部分的顯示器的自行車計算機。
全文摘要
一種可伸展的自行車頭部組件結構，其設置成幫助將前叉的轉向管安裝到車架的頭管上。該自行車頭部組件具有安裝在轉向管上的一第一管狀件和一第二管狀件。第一和第二管狀件上具有尺寸確定成接受轉向管從中通過的孔。第一和第二配合調節結構可調節地連接在一起，以改變可伸展的自行車頭部組件結構的有效軸向總長。這樣，第一和第二配合調節結構將軸向力施加在頭部組件上，該頭部組件可轉動將前叉的轉向管安裝在車架的頭管上。
文檔編號B62K21/22GK1613714SQ200410090368
公開日2005年5月11日 申請日期2004年11月4日 優先權日2003年11月4日
發明者堀內敬之 申請人:株式會社島野