CN109937171B

CN109937171B - 具有方位调整***且适用于卵形齿盘的自行车曲柄总成

Info

Publication number: CN109937171B
Application number: CN201780063945.XA
Authority: CN
Inventors: 帕博罗·卡拉斯科·维尔加拉
Original assignee: Rotor Componentes Tecnologicos SL
Current assignee: Rotor Componentes Tecnologicos SL
Priority date: 2016-10-20
Filing date: 2017-10-18
Publication date: 2021-04-20
Anticipated expiration: 2037-10-18
Also published as: WO2018072889A1; CN109937171A; EP3529140A1; ES2600778B1; ES2600778A1; US10676152B2; TWI671231B; US20190233051A1; EP3529140B1; TW201815619A

Abstract

一种具有方位调整***且适用于卵形齿盘的自行车曲柄总成，包含：右曲柄臂(2)，其设有第五扭矩传递轮廓(211)；轴心(1)，其设有第二扭矩传递轮廓(121)以便与该第五轮廓(211)以不可转动的方式接合；及传动元件(3)，其用于组接齿盘，且设有第四扭矩传递轮廓(301)以便与该轴心(1)的该第一扭矩传递轮廓(120)以不可转动的方式接合。结合该右曲柄(2)与该轴心(1)间相互连结所提供的N2个角位置以及该传动元件(3)与该轴心(1)间相互连结所提供的N1个角位置即可获得该右曲柄(2)与该传动元件(3)间的Nt个相对角位置，从而增加可能的方位，并缩小该曲柄总成连续方位间的角度间距。

Description

具有方位调整***且适用于卵形齿盘的自行车曲柄总成

技术领域

本发明大致关于自行车曲柄总成。详言之，本发明关于一种包括两曲柄臂的总成，该等曲柄臂经由轴心连接至有齿传动元件，而该传动元件则与链条或皮带接合。所述总成设有方位调整***，其可准确调整该等曲柄臂与该传动元件间的相对角位置，且特别适用于采用卵形齿盘构形的传动元件，因为其所在位置的角度变化有助于将踩踏踏板的生物力学最佳化。此外，若欲将本发明的自行车曲柄总成安装至自行车或从自行车卸下，仅需从该轴心的一端(对应于左曲柄的一端)加以操作即可，该轴心的另端设有两连结***，其中一连结***与对应的曲柄臂连结，另一连结***则与该传动元件连结。

背景技术

自行车的五通管为一管状构件，其形成车架的一部分且装有曲柄总成，使曲柄总成得以转动。「曲柄总成」通常包含两曲柄臂(亦即左、右曲柄臂)，各曲柄臂的一端与踏板连结，另端则附接于一贯穿五通管的轴心。轴心与五通管的间设有一组轴承，该组轴承以可转动的方式支撑轴心。此外，曲柄总成设有一或多个齿轮或齿盘(又称传动元件)，该一或多个传动元件通常附接于右曲柄臂以便驱动自行车的链条。

因此，在习知曲柄总成中，左曲柄臂的扭矩必由轴心加以传递，而位于右侧的曲柄臂则将扭矩传递至传动元件，后者的传递方式可通过一或多个直接安装于右曲柄臂的齿盘，或通过所谓盘爪的中间元件。盘爪可与右曲柄臂一体成型，或为一固定于右曲柄臂的独立元件。

在本文中，「右」对应于自行车的驱动侧，亦即链条所在的一侧，而「左」则对应于相反侧或非驱动侧。同样，本文在述及元件及其不同表面相对于自行车架的位置时，「内」对应于面向自行车架的一侧、面或表面，而「外」则对应于朝向相反方向的一侧、面或表面，亦即面向自行车手腿部的一侧、面或表面。

为提升自行车的可靠度，并简化与前齿盘换挡有关的问题(尤其是在登山车(MTB)及公路越野车(CX)等必须面对地貌变化严峻挑战的领域)，使用单一前齿盘已是当前趋势，换挡则由后链轮负责。

根据上述简化设计，使用单一前齿盘的一大优点在于可降低自行车的重量，因为已不需设置其他前齿盘、前变速器及其驱动控制元件。

若欲进一步减重，去除盘爪(习知用于将齿盘固定于曲柄的中间元件)已成为许多自行车手所考虑的选项。去除盘爪后，齿盘与曲柄的间将改为直接连结，亦即业界所谓「直接安装」。

然而，就使用单一齿盘的自行车而言，此齿盘必须可由使用者轻易加以更换，以便使自行车适应不同的赛道或地貌条件(可选用不同齿数的齿盘)，或更换严重磨损的齿盘。更换齿盘一事，在曲柄臂连结盘爪的情况下固然十分简单，但在为了减重而去除盘爪的「直接安装」设计中，如何通过具有快速拆装功能的***将齿盘直接连结至曲柄臂便成为新的技术问题。

根据现有技术，若欲将「直接安装」总成中的曲柄连接至齿盘，所用的***即为原本将盘爪连接至曲柄的紧固***。此种***的一范例可参见Shimano文件EP0909696(1995)，该文件揭示一种可将齿盘连结至曲柄的固定手段，详言之则为结合周缘有齿且可提供切线方向阻力的轮廓与用于轴向固定的螺帽螺丝元件。此轴向固定***必须使用特定工具，且通常必须在工场内施作，因此不符合吾人简化曲柄总成的初衷。

在此所需解决的一问题在于：如何设计出一种可供终端使用者在任何情况下(例如在自行车赛前)不需额外工具即可轻易、快速操作的「直接安装」***。

Shimano US4331043A(1979)为最接近本发明的文件，其所揭示的总成设有一独立连结至传动元件与曲柄的轴心，且为偏心设置，以利使用者改变轴心与曲柄间的相对位置，从而选用不同的曲柄有效长度，且上述操作不会影响传动元件的位置。该曲柄臂及该传动元件的内侧均由轴心上的一凸部沿轴向加以固定，因此，该传动元件的内面贴靠于该凸部。该曲柄臂及该传动元件的外侧均由安装于轴心一端的单一螺丝沿轴向加以固定，因此，该螺丝的头部顶靠于该曲柄臂的外表面。

上述适用于曲柄总成的***面间沿踏板踩踏方向所量得的角度。

下列属于本案申请人的文件均揭示可供使用者选择卵形齿盘不同方位的调节***：US2006211529、US2013281239及US2015000460。在这些文件中，相互连结的曲柄臂与卵形齿盘可形成不同角位置，且该等角位置的数量为逐案递增，亦即连续方位间的角度间距为逐案递减。为此，由盘爪与一或多个卵形齿盘所构成的传动元件设有复数个可选固定点，以便以螺丝固定所选的角位置。但此一解决方案的多种变体在生物力学方面受到连续角方位间最小角度的限制，其原因在于元件强度；详言的，一旦缩小角度间距，相邻固定点(固定孔)间的重叠区域将随的扩大。另一方面，由于必须结合齿盘、盘爪及螺丝等不同构件方能达到使用者所需的角方位，上述***在使用上颇为复杂。

文件US9108699A亦揭示一种用以调节角方位的***(其中，使用者可在曲柄总成组装完成后，选择卵形齿盘的主轴与两曲柄臂所在平面间的角度)，其传动元件共结合两种不同标尺：齿盘上的主要标尺或主标尺，以及盘爪或支撑元件上的次要标尺，其中盘爪或支撑元件可相对于主标尺而转动，因而使齿盘的不同角位置以倍数增加，同时缩小连续方位间的角度间距。以此方式结合主要标尺的刻度(取决于齿盘上的固定点)与次要标尺的刻度(取决于盘爪上的固定点)，即可让各标尺所允许的不同角位置以倍数增加。然而，为维持固定点的所需强度及刚性功能，固定孔的间距便成为此一解决方案的结构性限制条件，使连续方位间的角度间距不得小于2°。此外，该总成的整体重量亦实质增加。

为将踏板踩踏动作的生物力学最佳化，连续方位间的上述角度间距最小值2°宜再缩小，且所用的解决方案最好能在实现下列两目标时一并降低***复杂度：一是在组装及使用时，能让使用者轻易选择及固定一客制化的角位置，借以将特定踩踏动作最佳化，二是去除中间固定元件，以便尽量降低总成的整体重量。

为解决上述及其他缺点，本申请案提供一种用于曲柄总成的方位调整***，其中曲柄总成的构件(尤其是各构件的对应连结部分)具有特定的扭矩传递轮廓以便进行方位调整；此外，本申请案提供一种标记于所述曲柄总成构件上的标尺，以利使用者轻易选择客制化的角方位。

发明内容

本发明的一目的为提供一种具有方位调整***的自行车曲柄总成，其中各曲柄臂是以互斥的方式朝轴心传递扭矩，而轴心则负责朝传动元件传递扭矩，该传动元件为组接可驱动自行车链条的齿盘。根据此设计，曲柄臂与轴心间的连结直接通过该两者连结部分的对应扭矩传递轮廓而实现，传动元件与轴心间的连结亦直接通过该两者连结部分的对应扭矩传递轮廓而实现。

本发明亦关于一种具有方位调整***且适用于卵形齿盘的自行车曲柄总成，其包含：轴心；左、右曲柄臂，该两者分别由所述轴心的相反端加以支撑；及传动元件，其用于组接至少一个卵形齿盘，该卵形齿盘是由所述轴心对应于该右曲柄臂的一端及其内侧加以支撑。

该轴心的两端分别包含两连结与扭矩传递轮廓，以防止该两曲柄臂与该轴心相对转动。该轴心两端中的一端还包含扭矩传递与连结轮廓以连结所述传动元件。较佳者，该等扭矩传递轮廓的构形均为圆形向外设置的图案，且具有凹部及凸部以便与所连结的元件的对应轮廓接合。

所述曲柄臂具有长形本体，各长形本体的一端具有用以连结踏板的连结部分，另端则具有用以连结该轴心的连结部分，其中用以连结该轴心的连结部分设有连结与扭矩传递轮廓，以便与该轴心的对应轮廓接合。

所述传动元件同样具有连结部分，且该连结部分同样设有连结与扭矩传递轮廓，以便与对应的轴心轮廓接合。

在本发明的自行车曲柄总成中，该两曲柄臂及该传动元件的安装件均与所述轴心的转轴共轴。

本发明的另一目的是利用所述轴心上向外设置的径向凸出元件固定该传动元件在该轴心上的轴向位置，该凸出元件可防止该传动元件沿轴向朝自行车架移动。所述凸出元件同样可防止该轴心本身沿轴向朝自行车架位移。上述设计形成两道不同且相互独立的安装步骤：先将该轴心安装于自行车架，再将该传动元件安装于该轴心。第一安装步骤为将该轴心从自行车右侧***五通管，直到所述凸出元件抵靠于该五通管为止；一旦该左曲柄完成安装，该轴心在轴向上便一直受到拘束。第二安装步骤为于该轴心右侧施作：先连结该传动元件，再将该右曲柄臂直接、轻松地连接至该轴心，使该传动元件在轴向上始终被限制于该轴心的凸出元件与该右曲柄臂的间。

此一构形特别有利于自行车界为减少前变速器相关问题而使用单件式传动元件的使用模式，其中该单件式传动元件与齿盘整合且不设盘爪或中间元件，因此不需使用任何传统手段(通常以螺帽或螺丝穿过齿盘与曲柄臂的固定式固定点)即可固定传动元件的轴向位置。

本发明的另一目的为提供一种具有方位调整***且适用于卵形齿盘的自行车曲柄总成，该方位调整***可增加曲柄臂与传动元件间可能的不同角位置，缩小连续角位置间的角度间距(较佳者是以1度为间距)，从而轻易地为自行车手提供客制化的位置。而达成此一目的的方式将「可供传动元件与轴心彼此连结的不同角位置」与「可供右曲柄臂与轴心彼此连结的不同角位置」相互结合。

就卵形齿盘而言，角方位可依下列方式调整：首先，依序移除右曲柄与传动元件，然后改变传动元件相对于轴心的连结位置(角位置)，再将右曲柄以相对于齿盘的所选角方位φ重新安装于轴心，最后将左曲柄臂拆下，并将其对准右曲柄臂的角位置，使两者间的夹角保持180°。

本发明的另一目的为所述具有方位调整***的自行车曲柄总成提供分度装置。为此，须在该总成的构件上标示分度标尺，以便调整右曲柄臂与卵形齿盘主轴间的相对角位置(亦即「角方位」参数φ)。

除上述特征外，本发明具有方位调整***的自行车曲柄总成可减少元件数量及所需的安装步骤，因此，该总成的重量较轻，但***的结构强度较高。

附图说明

图1为自行车曲柄总成安装于自行车架18的立体图，其中传动元件3的构形为一可与至少一个齿盘接合的盘爪。

图2为图1自行车曲柄总成的分解图，图中揭示位于自行车架18上的五通管33、左曲柄4、轴心1、传动元件3及右曲柄2。

图3为图1自行车曲柄总成安装后不含自行车架18的立体图。

图4为本发明自行车曲柄总成一实施例的立体图，其中传动元件3的构形为一具有固定点32的盘爪，该盘爪可于所述固定点32通过已知固定手段34而与卵形齿盘310接合。

图5为本发明自行车曲柄总成一实施例的立体图，其中右曲柄2、左曲柄4、轴心1及传动元件3设置为一整合卵形齿盘310的单一元件。

图6A与图6B分别为轴心1的前视及侧视立体图，其中该轴心包含第一端部分12、第二端部分14、中央本体10，以及沿径向向外延伸的凸出元件13，其中第一端部分12设有第一扭矩传递轮廓120及第二扭矩传递轮廓121，第二端部分14则设有第三扭矩传递轮廓141，该第一及第二扭矩传递轮廓分别具有N1及N2个凸部。

图7A与图7B分别为图3较佳实施例的前视剖面图及A-A’剖面图，图中揭示右曲柄2、轴心1、左曲柄4与传动元件3的间连结部分的接触面与扭矩传递轮廓。

图8A与图8B分别绘示轴心1上的主要标记90的两种不同实施例。图8A所示的第一种为所述标记的最简单实施例，其中仅标示整数OCP位置。图8B所示的第二种为所述标记90较为复杂的实施例，其中进一步标示最常用的非整数OCP位置。

图9A与图9B分别绘示传动元件3上的标尺标记的两种不同实施例，其中该传动元件为与齿盘一体成型的单一元件。此两实施例不仅绘示传动元件3上的次要标记91，亦绘示参考标记93，该参考标记可在使用者将右曲柄2连结至轴心时对准右曲柄2的纵轴方向。因此，图9A所示的较复杂实施例为对应于图8A，而图9B所示的较简单实施例则对应于图8B，唯两种组合最终的效果相同。

图10A与图10B分别绘示传动元件3上的标尺标记的两种不同实施例，其中该传动元件包括两不同构件，亦即齿盘及与的连结的盘爪。此两实施例不仅绘示传动元件3上的次要标记91，亦绘示参考标记93，该参考标记可在使用者将右曲柄2连结至轴心时对准右曲柄2的纵轴方向。因此，图10A所示的较复杂实施例为对应于图8A，而图10B所示的较简单实施例则对应于图8B，唯两种组合最终的效果相同。

图11A与图11B分别绘示校验标记94的两种不同实施例，其中一种为用于采用盘爪构形的传动元件3，另一种则用于与齿盘一体成型的传动元件3。

图12绘示不同OCP位置所对应的不同角方位φ，图中的传动元件3与齿盘一体成型，且右曲柄2、轴心1及传动元件3的扭矩传递轮廓分别以不同构形相互接合。

图13绘示不同OCP位置所对应的不同角方位φ，图中的传动元件3为一设有固定点32以便附接于卵形齿盘的盘爪，且右曲柄2、轴心1及传动元件3的扭矩传递轮廓分别以不同构形相互接合。

图14为图13的自行车曲柄总成于OCP 3+1/2位置的详图，清楚显示各元件及其标记。

符号说明

1 轴心

2 右曲柄

3 传动元件

4 左曲柄

5 第一闭合元件

6 轴向固定元件

10 中央本体

12 第一端部分

13 凸出元件

14 第二端部分

18 自行车架

20 曲柄端

21 第二连结部分

30 第一连结部分

31 输出连结部分

32 固定点

33 五通管

34 固定手段

40 曲柄端

41 第三连结部分

50 螺纹外缘表面

60 螺纹外缘表面

81 第一支撑元件

82 第二支撑元件

83 第三支撑元件

84 第四支撑元件

85 第五支撑元件

86 第六支撑元件

90 主要标记

91 次要标记

93 参考标记

94 校验标记

120 第一扭矩传递轮廓

121 第二扭矩传递轮廓

123 第一螺纹内缘表面

130 第二轴向附接元件

131 第一轴向附接元件

141 第三扭矩传递轮廓

143 第二螺纹内缘表面

211 第五扭矩传递轮廓

212 侧向表面

215 螺纹内缘表面

300 第一开口

301 第四扭矩传递轮廓

302 第一侧表面

303 第二侧表面

310 卵形齿盘

411 第六扭矩传递轮廓

具体实施方式

本发明的一较佳实施例提供一种具有方位调整***的自行车曲柄总成，请参考图1-图4，图6-图14，其包含连接右曲柄臂2与左曲柄臂4的轴心1，以及可将动力传递至自行车链条的传动元件3，该传动元件的构形为一可与一或多个齿盘(较佳者为卵形齿盘)接合(如图4所示)以便进一步与自行车链条接合的盘爪。

传动元件3包含输出连结部分31，其以不可转动的方式连结至少一个与自行车链条接合的卵形齿盘310。卵形齿盘310的构形为一独立于传动元件3外的不同元件，且是通过已知固定手段34(通常为螺丝)附接于传动元件3；较佳者，卵形齿盘310以相对于传动元件3的单一预定角位置附接于传动元件3，期使传动元件3的方位变化能令卵形齿盘310产生对应的方位变化。

在本发明的一较佳实施例中，该具有方位调整***且适用于卵形齿盘的自行车曲柄总成包含：

轴心1，其包含第一端部分12、第二端部分14，以及位于该两端部分的间的中央本体10，中央本体10适于以可转动的方式支撑于自行车架18的五通管33内；其中中央本体10在其沿轴向邻近第一端部分12的部位包含沿径向向外延伸的凸出元件13；其中第一端部分12在其沿轴向邻近凸出元件13的部位包含第一扭矩传递轮廓120，且其中第一端部分12还包含第二扭矩传递轮廓121；且其中第二端部分14包含第三扭矩传递轮廓141；

传动元件3，其用于组接至少一个可驱动链条的齿盘，且包含第一连结部分30，该第一连结部分30包括设有第四扭矩传递轮廓301的第一开口，以便与轴心1的第一扭矩传递轮廓120以不可转动的方式接合；

右曲柄2，其对应于驱动侧，且于一端包含设有第五扭矩传递轮廓211的第二连结部分21，该第五扭矩传递轮廓211与轴心1的第二扭矩传递轮廓121以不可转动的方式接合；及

左曲柄4，其对应于非驱动侧，且于一端40包含设有第六扭矩传递轮廓411的第三连结部分41，该第六扭矩传递轮廓411与轴心1的第三扭矩传递轮廓141以不可转动的方式接合；其中第一、第二、第三、第四、第五及第六扭矩传递轮廓120、121、141、301、211、411的几何构形均为圆形向外设置的图案，且该等图案均与轴心1的转轴共轴，其中轴心1的转轴既与左、右曲柄4、2的转轴重合，又与传动元件3的转轴重合；

其中第一与第四扭矩传递轮廓120、301于接合时在传动元件3与轴心1间的连结位置界定出N1个沿360°等距排列的角位置；其中第二与第五扭矩传递轮廓121、211于接合时在右曲柄2与轴心1间的连结位置界定出N2个沿360°等距排列的角位置；其中第三与第六扭矩传递轮廓141、411于接合时在左曲柄4与轴心1间的连结位置界定出N2个沿360°等距排列的角位置；其中结合右曲柄2与轴心1间相互连结所提供的N2个角位置以及传动元件3与轴心1间相互连结所提供的N1个角位置即可获得右曲柄臂2与传动元件3间的Nt个相对角位置，其中Nt为N1与N2的最小公倍数(LCM)，且最好大于或等于45。

Nt可为偶数或奇数，因而产生下列两种可能情况：

a)若Nt为偶数，则右曲柄2与传动元件3的间可有两种不同的相对角位置，彼此相差180°；因此，若使用对称的卵形齿盘，则该两种位置所对应的角方位参数φ的数值相同。也因此，不同方位的总数Nφ＝Nt/2，两连续方位的角度间距Δφ＝180/Nφ＝360/Nt。

【举例而言，若N1＝45，N2＝8，则Nt＝LCM(45,8)＝360，其为偶数，且形成Nφ种不同方位，其中Nφ＝Nt/2＝360/2＝180，角度间距则为Δφ＝180/180＝1°。

b)若Nt为奇数，则右曲柄2与传动元件3的间可有Nt种不同的相对角位置，不同方位的总数Nφ＝NT，因此，两连续方位的角度间距Δφ＝180/Nφ＝180/Nt。

举例而言，若N1＝45，N2＝7，则Nt＝LCM(45,7)＝315，其为奇数，且形成Nφ种不同位置，其中Nφ＝315；若能使用所有可能方位，则角度间距为Δφ＝180/315＝0.6°。在此例中，使用者的操作将十分复杂，因为该传动元件与该右曲柄的间相对位置的连续方位可相差179.4°。由于可供使用的方位甚多，为便于操作，在一较佳实施例中仅可选用对应于相邻相对位置的方位，因而将角度间距扩大至Δφ＝1.2°。

然而，在Nt＝45的情况下，若能使用所有可能的角方位，则角度间距Δφ＝4°。在此例中，若令该传动元件与该右曲柄间的相对方位相差176°，应为适合操作的方位。

在本发明的一较佳实施例中，为简化操作(其理由一如前述)，对使用者显示以供选择的方位仅限该传动元件与该右曲柄间相邻相对位置的对应角方位。因此，吾人使用的角度间距操作值为Δφ＝360/Nt。此外，对使用者显示的方位仅限一「中间位置」两侧约+/-10°范围内的可能角方位，因为在先前技术中，所述中间位置为各种可使用本发明自行车曲柄总成的自行车领域中最常用的方位。

在本发明的一较佳实施例中，Nt值大于N1且亦大于N2；较佳者，N1＝45且N2＝8，因此Nt＝360，Δφ＝1°。

在本发明适用于公路骑乘的一较佳实施例中，上述中间位置(亦即被标示的位置)的数值为φ＝108°。

在本发明适用于登山车(尤其是轮径为29时)的一较佳实施例中，上述中间位置(亦即被标示的位置)的数值为φ＝113°。至于其他构形的自行车、车架及车轮等，本发明的自行车曲柄总成同样适用；使用者可应用其方位调整功能，使其适用于客制化的自行车几何形状。

在本发明的一较佳实施例中，为便于组装及拆解该自行车曲柄总成，该总成的轴向固定机构还包含以下特征：传动元件3还包含第一侧表面302，此第一侧表面可贴靠于右曲柄2的侧向表面212，以免右曲柄2沿轴向朝轴心1的第二端部分14位移。

此外，为有助于该总成的轴向固定，轴心1的凸出元件13包含第一轴向附接元件131及第二轴向附接元件130，前者限制轴心1在五通管33内沿轴向朝轴心1第二端部分14方向的位移量，后者则贴靠于传动元件3的第二侧表面303，以免该传动元件3沿轴向朝轴心1的第二端部分14位移。

在一较佳实施例中，该具有方位调整***且适用于卵形齿盘的自行车曲柄总成的轴心1的第一扭矩传递轮廓120系由径向凸部与凹部沿轴向设置而成，该等径向凸部与凹部系于该轴心的周缘向外设置，以便与对应的第四扭矩传递轮廓301接合；该第四扭矩传递轮廓301设置于传动元件3第一连结部分30的第一开口的内缘表面。

轴心1的第二扭矩传递轮廓121同样由径向凸部与凹部沿轴向设置而成，这些径向凸部与凹部于该轴心的周缘向外设置，以便与对应的第五扭矩传递轮廓211接合；该第五扭矩传递轮廓211设置于右曲柄2第二连结部分21的第二开口的内缘表面。

轴心1的第三扭矩传递轮廓141同样由径向凸部与凹部沿轴向设置而成，这些径向凸部与凹部位于该轴心的外侧及周缘，以便与对应的第六扭矩传递轮廓411接合；该第六扭矩传递轮廓411设置于左曲柄4第三连结部分41的内缘表面。

在本发明自行车曲柄总成的一较佳实施例中，轴心1的第一端部分12包含第一螺纹内缘表面123，第二端部分14则包含第二螺纹内缘表面143。

此外，轴向固定元件6容置于右曲柄2的第二连结部分21，并将该曲柄臂沿轴向推抵于该轴心1的第一端部分，从而固定该曲柄臂的轴向位置。轴向固定元件6具有螺纹外缘表面60，其与轴心1第一端部分12的第一螺纹内缘表面123螺合，以免轴心1沿轴向向外移动。

本发明的自行车曲柄总成还包含第一闭合元件5，其螺纹外缘表面50与右曲柄2的螺纹内缘表面215螺合，因而将该总成以可拆解的方式闭合。

本发明的另一目的为以该自行车曲柄总成作为分度工具。该总成的构件上标示有一分度标尺，以利使用者选择及调整该右曲柄与一卵形齿盘的主轴间的相对角位置，亦即角方位参数φ，其中该卵形齿盘可与该传动元件一体成型，或连结至该传动元件。

为此，该具有方位调整***且可与卵形齿盘接合的自行车曲柄总成包含设置于轴心1上的主要标记90、设置于传动元件3上的次要标记91，以及同样设置于传动元件3上的参考标记93。以上三种标记共同构成一角度分度***，以利使用者界定所需的角方位φ。使用者在界定所需的角方位φ时，必须先依照所选方位的对应标示，将次要标记91对准主要标记90，从而使第一扭矩传递轮廓120与第四扭矩传递轮廓301依所选的位置接合，其次再将右曲柄2的纵轴方向对准参考标记93，从而使该右曲柄的第五扭矩传递轮廓211与轴心1的第二扭矩传递轮廓121接合。

在一较佳实施例中，主要标记90设置为与第一扭矩传递轮廓120的对应凸部相关的数字，次要标记91则设置为与第四扭矩传递轮廓301的凹部相关的符号，例如线条或几何图形。在完成该右曲柄的组装后，该次要标记必须对准该轴心上的主要标记90，借以标示传动元件3与右曲柄2间的不同相对位置。参考标记93同样设置为符号，并且指向相对于轴心1的特定组装位置。在将该右曲柄组装于轴心1后，该参考标记必须对准右曲柄2的纵轴。

在先前技术中，与踏板踩踏动作的生物力学相关的缩写OCP意指「最佳齿盘位置」，此术语亦代表必须使用一角方位标尺。此标尺的中间数值对应于前述「中间位置」(亦即在各种可使用本发明自行车曲柄总成的自行车领域中最常用的方位)。因此，在一具有5种可能相对方位且Δφ＝4°的现有数值标尺中，OCP3位置即所述中间位置，OCP 1为φ数值最小的角位置，OCP 5则为φ数值最大的角位置。

本发明针对此分度概念进行改良，进而提出一种新颖数值标尺，其不仅增加可能的连续方位，更将连续方位的角度间距缩小至Δφ＝1°。

在一适用于公路骑乘的实例中，角方位的最佳数值介于100°与118°的间，此范围的中间值108°则定义为OCP 3预设位置。此OCP 3预设位置为大部分使用者最常使用的位置，初次使用此***的自行车手亦建议由此位置开始，然后视需要调整至更为客制化的位置，直到找出最佳位置为止。在此适用于公路骑乘的实例中，为建立角方位φ与本发明自行车曲柄总成构件上的标尺的关联性，在此提供φ与最常用踩踏位置所对应的OCP位置的换算表如下：

使用者一旦选定右曲柄2相对于传动元件3(其于第10图所示的较佳实施例中是设置为一具有爪部的盘爪)的所需角方位(可为标尺中的所需φ数值或所需OCP数值)，即可依下列步骤设定本发明的自行车曲柄总成：

首先，使用者将传动元件3连结至轴心1，同时将传动元件3上所标记的对应于所选OCP位置的次要标记91对准轴心1上所标记的主要标记90的对应数字，从而使第一与第四扭矩传递轮廓120、301依该等轮廓组合而成的N1种可能的不同角位置其中的一相互接合。

其次，使用者将右曲柄2连结至已装有传动元件3的轴心1，同时调整右曲柄2的位置，使第五扭矩传递轮廓211与轴心1的第二扭矩传递轮廓121依N2种可能角位置中的对应位置接合，亦即将参考标记93对准右曲柄臂2纵轴的标记方向，如此即可使传动元件3与右曲柄2间的方位对应于起初所需的数值。

替选实施例

本发明如图5所示的替选实施例为一具有方位调整***且适用于卵形齿盘的自行车曲柄总成，请参考图1-图5，图6-图14，其中传动元件3包含一或多个可与自行车链条接合的卵形齿盘310，且该一或多个卵形齿盘310是与传动元件3一体成型。

在本发明具有方位调整***且适用于卵形齿盘的自行车曲柄总成的一替选实施例中，Nt的数值(其对应于右曲柄2与传动元件3间的不同相对角位置)大于或等于45，较佳者为大于或等于90，尤佳者为大于或等于180。

在本发明的一替选实施例中，该等扭矩传递轮廓至少其中的一为设置为独立于该等曲柄、轴心及传动元件外的不同支撑元件，而非与上述任一者一体成型；该等扭矩传递轮廓中的一部或全部均可采用此一构形。

因此，在另一替选实施例中，与轴心1共轴的第一支撑元件81连结至轴心1第一端部分12沿轴向邻近凸出元件13的部位。第一支撑元件81的外缘区域设有第一扭矩传递轮廓120，以便通过第五扭矩传递轮廓211而与右曲柄2以不可转动的方式接合。

同样，与轴心1共轴的第二支撑元件82连结至轴心1的第一端部分12。第二支撑元件82的外缘区域设有第二扭矩传递轮廓121，以便通过第四扭矩传递轮廓301而与传动元件3以不可转动的方式接合。

在另一实施例中，第一与第二支撑元件81、82可设置为单一元件或两不同元件。

因此，在另一替选实施例中，与轴心1共轴的第三支撑元件83连结至轴心1的第二端部分14。第三支撑元件83的外缘区域设有第三扭矩传递轮廓141，以便通过第六扭矩传递轮廓411而与左曲柄4以不可转动的方式接合。

在另一替选实施例中，传动元件3的第一连结部分30连结至与轴心1共轴的第四支撑元件84。第四支撑元件84的周缘区域设有第四扭矩传递轮廓301，以便通过第二扭矩传递轮廓121而与轴心1以不可转动的方式接合。

在另一替选实施例中，右曲柄2的第二连结部分21连结至与轴心1共轴的第五支撑元件85。第五支撑元件85的周缘区域设有第五扭矩传递轮廓211，以便通过第一扭矩传递轮廓120而与轴心1以不可转动的方式接合。

在另一替选实施例中，左曲柄4的第三连结部分41连结至与轴心1共轴的第六支撑元件86。第六支撑元件86的周缘区域设有第六扭矩传递轮廓411，以便通过第三扭矩传递轮廓141而与轴心1以不可转动的方式接合。

最后，在本发明的另一替选实施例中，传动元件3还包含校验标记94。当该自行车曲柄总成位于安装位置时，使用者可看见该等校验标记，因此，待所有构件接合完成后，使用者可通过校验标记94校验该总成组装后的OCP角位置以及参数φ的数值。提供该等校验标记的原因在于，该总成一旦组装完成，某些彼此接合的构件将相互重叠，导致主要标记90、次要标记91及参考标记93被局部隐藏。

以上所述仅为本发明的若干实施例，本发明可以其他方式修改而不脱离后附申请专利范围所界定的范围。例如，不同构件的尺寸、形状、位置或方位均可视需要而变更。图式中直接相连或彼此接触的构件可能在其间设有中间结构。某一元件的功能可由两元件共同提供，反的亦然。因此，本发明的范围不应受限于前述的特定实施例。

Claims

1.一种具有方位调整***且适用于卵形齿盘的自行车曲柄总成，包含：

轴心(1)，其包含第一端部分(12)、第二端部分(14)，以及位于所述第一端部分(12)、所述第二端部分(14)之间的中央本体(10)，所述中央本体(10)以可转动的方式支撑于自行车架(18)的五通管(33)内；其中所述中央本体(10)在其邻近所述第一端部分(12)的部位包含沿径向向外延伸的凸出元件(13)；其中所述第一端部分(12)在其沿轴向邻近所述凸出元件(13)的部位包含第一扭矩传递轮廓(120)；其中所述第一端部分(12)还包含第二扭矩传递轮廓(121)；且其中所述第二端部分(14)包含第三扭矩传递轮廓(141)；

传动元件(3)，用于组接至少一个可驱动链条的齿盘，且包含第一连结部分(30)，所述第一连结部分(30)包括设有第四扭矩传递轮廓(301)的第一开口，以便与所述轴心(1)的所述第一扭矩传递轮廓(120)以不可转动的方式接合；

右曲柄(2)，其对应于驱动侧，且于右曲柄(2)的一端包含设有第五扭矩传递轮廓(211)的第二连结部分(21)，所述第五扭矩传递轮廓(211)与所述轴心(1)的所述第二扭矩传递轮廓(121)以不可转动的方式接合；及

左曲柄(4)，其对应于非驱动侧，且于左曲柄(4)的一端(40)包含设有第六扭矩传递轮廓(411)的第三连结部分(41)，所述第六扭矩传递轮廓(411)与所述轴心(1)的所述第三扭矩传递轮廓(141)以不可转动的方式接合；

其中所述第一、第二、第三、第四、第五及第六扭矩传递轮廓(120、121、141、301、211、411)的几何构形均为圆形向外设置的图案，且这些图案均与该轴心(1)的转轴共轴，所述转轴既与所述左、右曲柄(4、2)的转轴重合，又与所述传动元件(3)的转轴重合；

其中所述第一与第四扭矩传递轮廓(120、301)于接合时在所述传动元件(3)与所述轴心(1)间的连结位置界定出N1个沿360°等距排列的角位置；

其中所述第二与第五扭矩传递轮廓(121、211)于接合时在所述右曲柄(2)与所述轴心(1)间的连结位置界定出N2个沿360°等距排列的角位置；

其中所述第三与第六扭矩传递轮廓(141、411)于接合时在所述左曲柄(4)与所述轴心(1)间的连结位置界定出N2个沿360°等距排列的角位置；

其中结合所述右曲柄(2)与所述轴心(1)间相互连结所提供的该N2个角位置以及所述传动元件(3)与所述轴心(1)间相互连结所提供的所述N1个角位置即可获得所述右曲柄(2)与所述传动元件(3)间的Nt个相对角位置，其中Nt为N1与N2的最小公倍数；且

其中所述Nt的数值大于或等于45；

其中所述自行车曲柄总成包含设置于所述轴心(1)上的主要标记(90)、设置于所述传动元件(3)上的次要标记(91)，以及同样设置于所述传动元件(3)上的参考标记(93)，结合所述主要标记(90)、次要标记(91)、参考标记(93)即可产生角度分度***，以利于使用者依下列方式界定所需的角方位(φ)：首先，将所述次要标记(91)对准所述所需的角方位所对应的所述主要标记(90)，从而使所述第一扭矩传递轮廓(120)与所述第四扭矩传递轮廓(301)接合；其次，将所述右曲柄(2)的纵轴方向对准所述参考标记(93)，从而使所述第五扭矩传递轮廓(211)与所述第二扭矩传递轮廓(121)接合。

2.如权利要求1所述的具有方位调整***且适用于卵形齿盘的自行车曲柄总成，其中Nt大于N1且亦大于N2。

3.如权利要求2所述的具有方位调整***且适用于卵形齿盘的自行车曲柄总成，其中Nt大于或等于90。

4.如权利要求3所述的具有方位调整***且适用于卵形齿盘的自行车曲柄总成，其中Nt大于或等于180。

5.如权利要求4所述的具有方位调整***且适用于卵形齿盘的自行车曲柄总成，其中Nt等于360，且N1等于45，N2等于8。

6.如权利要求1所述的具有方位调整***且适用于卵形齿盘的自行车曲柄总成，其中所述传动元件(3)还包含第一侧表面(302)，所述第一侧表面(302)可以贴靠于所述右曲柄(2)的侧向表面(212)，以免所述右曲柄(2)沿轴向朝所述轴心(1)的所述第二端部分(14)位移。

7.如权利要求1所述的具有方位调整***且适用于卵形齿盘的自行车曲柄总成，其中所述轴心(1)的所述凸出元件(13)包含第一轴向附接元件(131)，所述第一轴向附接元件(131)限制所述轴心(1)沿轴向朝所述轴心(1)的所述第二端部分(14)的方向进入所述五通管(33)的位移量。

8.如权利要求7所述的具有方位调整***且适用于卵形齿盘的自行车曲柄总成，其中所述轴心(1)的所述凸出元件(13)包含第二轴向附接元件(130)，所述第二轴向附接元件(130)贴靠于所述传动元件(3)的第二侧表面(303)，以免所述传动元件(3)沿轴向朝所述轴心(1)的所述第二端部分(14)位移。

9.如权利要求1所述的具有方位调整***且适用于卵形齿盘的自行车曲柄总成，其中所述轴心(1)的所述第一扭矩传递轮廓(120)由N1个径向凸部与凹部沿轴向设置而成，所述N1个径向凸部与凹部于所述轴心的周缘向外设置，以便与对应的所述第四扭矩传递轮廓(301)接合，所述第四扭矩传递轮廓设置于所述传动元件(3)的所述第一连结部分(30)的所述第一开口的内缘表面。

10.如权利要求1所述的具有方位调整***且适用于卵形齿盘的自行车曲柄总成，其中所述轴心(1)的所述第二扭矩传递轮廓(121)由N2个径向凸部与凹部沿轴向设置而成，所述N2个径向凸部与凹部于所述轴心的周缘向外设置，以便与对应的所述第五扭矩传递轮廓(211)接合，所述第五扭矩传递轮廓设置于所述右曲柄(2)的所述第二连结部分(21)的第二开口的内缘表面。

11.如权利要求1所述的具有方位调整***且适用于卵形齿盘的自行车曲柄总成，其中所述传动元件(3)包含至少一个可与所述链条接合的卵形齿盘(310)，所述卵形齿盘(310)设置为与所述传动元件(3)一体成型的单一元件。

12.如权利要求1所述的具有方位调整***且适用于卵形齿盘的自行车曲柄总成，其中所述传动元件(3)包含输出连结部分(31)，所述输出连结部分(31)以不可转动的方式连结至少一个与所述链条接合的卵形齿盘(310)，所述卵形齿盘(310)设置为一独立于所述传动元件(3)外的不同元件，且通过固定手段(34)附接于所述传动元件(3)。