CN102653306A - 自行车链轮组件 - Google Patents

Abstract

自行车链轮组件设置有至少第一链轮、第二链轮和第一轴向隔离件。第一链轮包括限定多个第一齿的最外周缘部分和限定不具有任何飞轮啮合花键的开口的最内周缘部分。第一链轮大于自行车链轮组件的任何其它的链轮。第二链轮包括限定多个第二齿的最外周缘部分和限定具有多个飞轮啮合花键的开口的最内周缘部分。第一轴向隔离件固定到第一和第二链轮以使第一轴向隔离件设置在第一和第二链轮之间，而没有任何插入链轮设置在第一和第二链轮之间。第一轴向隔离件包括限定具有多个飞轮啮合花键的开口的最内周缘部分。

Description

自行车链轮组件

技术领域

本发明总地涉及一种用于自行车的后链轮组件。更特别地，本发明涉及一种与所有链轮都直接接触飞轮的传统的后链轮组件相比，较多的链轮能安装到自行车轮毂组件的飞轮的后链轮组件。

背景技术

近些年，自行车部件制造商已经制造对于骑车者来说具有较多可用速度的自行车变速器。随着自行车变速器中可用速度的增加，装配在后车轮上的链轮的数量通常也增加。虽然链轮能够做得较薄，但相邻链轮之间的最小间距需要容纳链条。而且，传统自行车架的后端仅具有有限量的空间用于安装车轮和后链轮组件。因此，想要在不改变传统自行车架的尺寸的情况下增加齿轮的数量。于是，为了增加能装配到后轮毂组件上的链轮的最大数量已经进行了各种尝试。例如，一些多链轮组件使用支撑多个环形链轮轮子的轮架（spider）（链轮支撑件）。通过使用轮架，诸如铝等的轻金属一般用于轮架，而各种类型的钢材料用于链轮以提供适当的强度。第6,039,665号美国专利（转让给Shimano公司）公开了使用轮架的多链轮组件的一个实例。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种允许较多的链轮安装到传统速度飞轮的自行车链轮组件。例如，在本公开中，示出了显示十个链轮能安装到传统的九速飞轮的实施例。

前述目的通过提供至少包括第一链轮、第二链轮和第一轴向隔离件的自行车链轮组件能够基本实现。第一链轮包括限定多个第一齿的最外周缘部分和限定不具有任何飞轮啮合花键的开口的最内周缘部分。第一链轮大于自行车链轮组件的任何其它的链轮。第二链轮包括限定多个第二齿的最外周缘部分和限定具有多个飞轮啮合花键的开口的最内周缘部分。第一轴向隔离件固定到第一和第二链轮以使第一轴向隔离件设置在第一和第二链轮之间，而没有任何插入链轮设置在第一和第二链轮之间。第一轴向隔离件包括限定具有多个飞轮啮合花键的开口的最内周缘部分。

从结合附图公开了优选实施例的以下详细描述，所公开的自行车链轮组件的这些和其他的目的、特征、方面和优点对于本领域技术人员将是显然的。

附图说明

现在参考形成该原始公开的一部分的附图：

图1是根据一个图示实施例的十级自行车链轮组件的侧面正视图；

图2是沿图1的剖面线2-2所示的自行车链轮组件的截面图；

图3是沿图1的剖面线3-3所示的自行车链轮组件的部分分解截面图；

图4是从链轮的面向小链轮侧观看的图1-3中示出的自行车链轮组件的分解透视图；

图5是从链轮的面向小链轮侧观看的图1-4中示出的自行车链轮组件的最大链轮的侧面正视图；

图6是从链轮的面向小链轮侧观看的图1-4中示出的自行车链轮组件的第二链轮（邻近最大链轮的链轮）的侧面正视图；

图7是从第一轴向隔离件的面向小链轮侧观看的图1-4中示出的自行车链轮组件的第一轴向隔离件的侧面正视图；

图8是图7中示出的第一轴向隔离件的边缘正视图；

图9是从第二轴向隔离件的面向小链轮侧观看的图1-4中示出的自行车链轮组件的第二轴向隔离件的侧面正视图；

图10沿是图9的剖面线10-10所示的图9中示出的第二轴向隔离件的截面图；

图11是从第三轴向隔离件的面向小链轮侧观看的图1-4中示出的自行车链轮组件的第三轴向隔离件之一的侧面正视图；

图12是从链轮的面向小链轮侧观看的图1-4中示出的自行车链轮组件的两个最大链轮以及第一和第二轴向隔离件的侧面正视图；

图13是从链轮的面向小链轮侧观看的图1-4中示出的自行车链轮组件的两个最大链轮和第一轴向隔离件的侧面正视图；以及

图14是从链轮的面向小链轮侧观看的图1-4中示出的自行车链轮组件的第一或最大链轮和第一轴向隔离件的侧面正视图。

具体实施方式

现在将参考附图来说明本发明的选定实施例。根据本公开，对本领域技术人员而言，显然所提供的本发明的实施例的以下描述仅仅是示例性的，并且无意于对由后附权利要求及其等同方式所限定的本发明进行限制。

首先参照图1-4，示出根据第一实施例的后多级自行车链轮组件10。在所示出的实施例中，自行车链轮组件10包括多个链轮11-20。在所示出的实施例中，例如，链轮11-20从最大链轮11到最小链轮20具有齿构造如下：36T–32T–28T–24T–21T–19T –17T–15T–13T–11T。当然，自行车链轮组件10不限于该特定的齿构造。如图1-4所示，链轮11-20是由诸如金属材料的合适材料形成的坚硬的、刚性的圆盘形构件。在所示出的实施例中，链轮11-20每一个都是由诸如铁或铁合金的合适于自行车链轮的金属材料形成为整块的、单体的构件。链轮11和12设置有辅助执行从较大直径的链轮到较小直径的链轮的换高速挡操作和/或从较小直径的链轮到较大直径的链轮的换低速挡操作的各种换挡辅助结构。另一方面，链轮13-20示出为平链轮（plain sprocket）。但是，如需要和/或想要的话，链轮11-20的构造可以具有任何构造。

链轮11-20构造并设置为以相对传统的方式固定地安装在后轮毂（未示出）的传统九速飞轮（未示出）上。这样，链轮11-20围绕中心旋转轴线C一起旋转。当骑车者沿向前（顺时针）的方向骑踏以沿向前的方向驱动自行车时，链轮11-20典型地沿图1中看到的顺时针方向（例如，沿向前的旋转方向）一起旋转。

为了清楚，链轮11-20将分别称为第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九和第十链轮。第一链轮11是自行车链轮组件10的最大链轮，具有自行车链轮组件10中最大的最大直径值。另一方面，第十链轮20是自行车链轮组件10的最小链轮，具有自行车链轮组件10中最小的最大直径值。在本公开中，第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九和第十链轮13-20是小于第一和第二链轮11和12的附加链轮，第一和第二链轮11和12是自行车链轮组件10的两个最大链轮。而且，链轮11-20的每一个都具有第一链轮侧表面和第二链轮侧表面。在所示出的实施例中，第一链轮侧表面是指面向较小的链轮的链轮侧面，而第二链轮侧表面是指面向较大的链轮的链轮侧面。

如图2-4中所示，在所示出的实施例中，自行车链轮组件10还包括用于轴向地隔离链轮11-18的多个轴向隔离件21-27和用于以传统方式将自行车链轮组件10附接到飞轮的锁定环28。因此，链轮11-18通过轴向隔离件21-27的厚度以预定间隔彼此轴向地隔离。

链轮11-20的轴向厚度和链轮11-20之间的轴向间距将依据特定的传动系设计而改变。如图2中所示，例如，第一到第九链轮11-19的链轮本体每一个都具有约1.6毫米的厚度，而第十链轮20的链轮本体具有约2.0毫米的厚度。还例如，轴向隔离件21-27每一个都具有约2.35毫米的厚度。第八到第十链轮18-20通过第九和第十链轮19和20的一体的隔离件隔离开约2.35毫米。

如图4中所示，轴向隔离件21-27每一个都是由合适的刚性和/或轻质材料制成的整块的、单体的构件。例如，轴向隔离件21-27可以由刚性树脂材料或诸如铝的轻质金属材料制成。优选地，为了减轻重量，轴向隔离件22-27由刚性树脂材料制成，且为了获得刚性，轴向隔离件21由铁制成。为了清楚，轴向隔离件21-27将分别称为第一、第二、第三、第四、第五、第六和第七轴向隔离件。由于轴向隔离件23-27是传统的，这里将不对轴向隔离件23-27进行详细讨论。相反地，下面的公开将集中在第一和第二轴向隔离件21和22以及它们与第一和第二链轮11和12的协作上。此外，由于链轮13-20是传统的，这里将不对链轮13-20进行详细讨论。相反地，下面的公开将集中在第一和第二链轮11和12上。

如图2和3中所示，第一轴向隔离件21设置在第一和第二链轮11和12之间，以在其间提供适当的轴向间距，而没有任何插入链轮设置在第一和第二链轮11和12之间。因此，第一轴向隔离件21设置在第一链轮11的面向第二链轮12的第一链轮侧表面上，并设置在第二链轮12的面向第一链轮11的第二链轮侧表面上。第二轴向隔离件22设置在第二和第三链轮12和13之间，以在其间提供适当的轴向间距，而没有任何插入链轮设置在第二和第三链轮12和13之间。第三轴向隔离件23设置在第三和第四链轮13和14之间，以在其间提供适当的轴向间距。第四轴向隔离件24设置在第四和第五链轮14和15之间，以在其间提供适当的轴向间距。第五轴向隔离件25设置在第五和第六链轮15和16之间，以在其间提供适当的轴向间距。第六轴向隔离件26设置在第六和第七链轮16和17之间，以在其间提供适当的轴向间距。第七轴向隔离件27设置在第七和第八链轮17和18之间，以在其间提供适当的轴向间距。第九和第十链轮19和20都包括一体的隔离件部分，用于在其间以适当的轴向间距轴向地隔离第八到第十链轮18-20。

如图2和3最佳地示出，在所示出的实施例中，自行车链轮组件10还包括多个径向的内铆钉或紧固件31和多个径向的外铆钉或紧固件32。内铆钉31将链轮12-18的内周缘部分固接在一起。更特别地，如下面讨论的，内铆钉31延伸穿过链轮12-18的每一个。这样，链轮12-18和所有的轴向隔离件21-27通过内铆钉31（例如，至少一个普通紧固件）固定在一起，该内铆钉31不将第一链轮11固定到链轮12-18。

另一方面，如下面讨论的，外铆钉32仅连接第一和第二链轮11和12连同设置在第一和第二链轮11和12之间的第一轴向隔离件21。这样，第一轴向隔离件21通过外铆钉32（例如，至少一个普通紧固件）固定到第一和第二链轮11和12，该外铆钉32不将任何其它的隔离件或链轮直接连接到第一和第二链轮11和12。于是，第一轴向隔离件21固定到第一和第二链轮11和12，以使第一轴向隔离件21设置在第一和第二链轮11和12之间，而没有任何插入链轮设置在第一和第二链轮11和12之间。

在所示出的实施例中，第一和第二链轮11和12是两个最大的链轮，通过外铆钉32在六个外附接点处固接在一起。另一方面，链轮13-18是传统的链轮，且轴向隔离件23-27是传统的环形轴向隔离件，通过内铆钉31在三个附接点处固接在一起。如上面提到的，内铆钉31也固接到第二链轮12。因此，内铆钉31不直接附接到第一链轮11。

如图5中最佳地示出，第一链轮11包括最外周缘部分40和最内周缘部分42。当第一链轮11在最外周缘部分40和最内周缘部分42之间延伸时，第一链轮11是径向平直的。换句话说，第一链轮11大体是平板，第一和第二链轮侧表面在最外周缘部分40和最内周缘部分42之间除了各种孔和凹陷外是平坦的。就第一链轮11而言，最外周缘部分40和最内周缘部分42优选地一体形成为整块的、单体的构件。最外周缘部分40限定了多个第一齿44。最外周缘部分40的第一齿44构成了第一链条啮合部分。最内周缘部分42限定了不具有任何飞轮啮合花键的开口46。最内周缘部分42包括多个用于接收外铆钉32的紧固件孔48。最内周缘部分42构成了第一链轮11的第一链轮安装部分。如上所述，第一链轮11大于自行车链轮组件10的任何其它的链轮。由于第一链轮11是自行车链轮组件10的最大链轮，因此第一齿44的总数典型地大于自行车链轮组件10的其它链轮12-20。如上所述，在此已示出的实施例中第一齿44的总数是36个。

如图6中最佳地示出，第二链轮12包括最外周缘部分50和最内周缘部分52。当第二链轮12在最外周缘部分50和最内周缘部分52之间延伸时，第二链轮12是径向平直的。换句话说，第二链轮12大体是平板，第一和第二链轮侧表面在最外周缘部分50和最内周缘部分52之间除了各种孔和凹陷外是平坦的。最外周缘部分50限定了多个第二齿54。最外周缘部分50的第二齿54构成了第二链条啮合部分。如上所述，在此已示出的实施例中第二齿54的总数是32个。最内周缘部分52限定了具有多个飞轮啮合花键58的带花键开口56。带花键开口56的花键58的尺寸形成为以相对传统的方式与后轮毂（未示出）的传统九速飞轮（未示出）的花键非旋转地啮合。优选地，带花键开口56构造为使第二链轮12仅能以单一取向装备在飞轮（未示出）上。带花键开口56限定了最内周缘部分52的内周缘。最内周缘部分52还具有多个用于分别接收内铆钉31从其穿过的紧固件孔60。

在所示出实施例中，最外周缘部分50通过多个链轮臂62连接到最内周缘部分52。就第二链轮12而言，链轮臂62优选地与最外周缘部分50和最内周缘部分52一体地形成为整块的、单体的构件。每一个链轮臂62都分别具有用于接收外铆钉32从其穿过的紧固件孔64。每一个紧固件孔64具有沉孔66，以使外铆钉32的头部能与第二链轮12的面向第三链轮13的第一链轮侧表面齐平。如上所述，第二链轮12是自行车链轮组件10的第二大链轮。

返回参照图4，由于链轮13-20是相对传统的链轮，因此将对链轮13-20仅简要地讨论。基本地，链轮13-20小于第一和第二链轮11和12，链轮13-20的每一个逐渐减小且具有逐渐减少的齿。链轮13-20的每一个都包括最外周缘部分和最内周缘部分。例如，第三链轮13包括最外周缘部分13a和最内周缘部分13b。链轮13-20的最外周缘部分的每一个都限定了多个齿，而链轮13-20的最内周缘部分的每一个都限定了具有多个飞轮啮合花键的带花键开口。例如，第三链轮13的最外周缘部分13a限定了多个第三齿13c，而第三链轮13的最内周缘部分13b限定了具有多个飞轮啮合花键的带花键开口13d。

现在参照图7和8，现在将较详细地讨论第一轴向隔离件21。基本地，第一轴向隔离件21包括最内周缘部分70和多个径向延伸的隔离件臂72。就第一轴向隔离件21而言，隔离件臂72优选地与最内周缘部分70一体地形成为整块的、单体的构件。最内周缘部分70限定了具有多个飞轮啮合花键76的带花键开口74。因此，最内周缘部分70构成了隔离件安装部分。优选地，带花键开口74构造为使第一轴向隔离件21仅能以单一取向装备在飞轮（未示出）上。换句换说，第一轴向隔离件21的取向构造并尺寸确定为使第一轴向隔离件21相对于链轮11-20仅具有一个恰当的取向。最内周缘部分70也具有多个用于分别接收内铆钉31从其穿过的紧固件孔78。

在此示出的实施例中，第一轴向隔离件21的隔离件臂72的总数等于第二链轮12的链轮臂62的总数。每一个隔离件臂72分别具有用于接收外铆钉32从其穿过的紧固件孔80。因此，外铆钉32延伸穿过第一轴向隔离件21的隔离件臂72和第二链轮12的链轮臂62，以使第一链轮11固接到第一轴向隔离件21和第二链轮12。

现在参照图9和10，现在将较详细地讨论第二轴向隔离件22。基本地，第二轴向隔离件22包括最内周缘部分82和多个径向延伸的隔离件臂84。就第二轴向隔离件22而言，隔离件臂84优选地与最内周缘部分82一体地形成为整块的、单体的构件。最内周缘部分82具有用于安装在后轮毂（未示出）上的带花键开口86和用于分别接收内铆钉31的三个紧固件接收孔88。带花键开口86构造为以相对传统的方式固定地安装在后轮毂（未示出）的飞轮（未示出）的花键上。优选地，带花键开口86构造为使第二轴向隔离件22仅能以单一取向装备在飞轮（未示出）上。换句换说，第二轴向隔离件22的取向构造并尺寸确定为使第二轴向隔离件22相对于链轮11-20仅具有一个恰当的取向。

在此示出的实施例中，第二轴向隔离件22的隔离件臂84的总数等于第二链轮12的链轮臂62的总数。每一个隔离件臂84都分别具有与外铆钉32部分地重叠的自由端。因此，第二轴向隔离件22并非通过外铆钉32直接地固接到第一和第二链轮11和12。而是，第二轴向隔离件22仅通过内铆钉31直接地固接到第一和第二链轮11和12以及第一轴向隔离件21。

现在参照图11，现在将简要地讨论第三轴向隔离件23。基本地，第三轴向隔离件23是具有用于安装在后轮毂（未示出）上的带花键开口90和三个用于分别接收内铆钉31的紧固件接收孔92的环形构件。带花键开口90构造为以相对传统的方式固定地安装在后轮毂（未示出）的飞轮（未示出）的花键上。轴向隔离件24-27与第三轴向隔离件23相同。

现在参照图12-14，现在将讨论第一和第二链轮11和12与第一和第二轴向隔离件21和22之间的关系。如图12所示，第二链轮12的链轮臂62与第一和第二轴向隔离件21和22的隔离件臂72和84对准。如图13和14所示，第一和第二链轮11和12与第一轴向隔离件21通过外铆钉32在六个外附接点处固接在一起作为单元。第一链轮11通过第二链轮12的最内周缘部分52和第一轴向隔离件21的最内周缘部分70支撑在飞轮（未示出）上。这样，第一链轮11能定位在飞轮（未示出）的直接接触第一轴向隔离件21的最内周缘部分70的邻接部之上。因此，自行车链轮组件10能与传统的九速飞轮一起使用。

为了较好地理解链轮组件10的上面的描述，为了清楚现在将进一步解释一些术语。如这里使用的，术语“较小链轮”是指相对于所主张的链轮具有较小直径的链轮，且术语“较大链轮”是指相对于正被讨论的链轮具有较大直径的链轮。如这里使用的，术语“面向较小链轮的侧表面”是指正被讨论的链轮的面向相对于正被讨论的链轮具有较小直径的链轮的侧表面，术语“面向较大链轮的侧表面”是指正被讨论的链轮的面向相对于正被讨论的链轮具有较大直径的链轮的侧表面。如这里使用的，术语“相邻链轮”是指对于正被讨论的链轮为直接相邻的链轮，没有插入链轮位于“相邻链轮”和正被讨论的链轮之间。在另一个术语之前没有使用修饰术语“至少一个”不应当解释为排除被修饰的术语的附加者。如这里使用的，术语“包括”及其在这里所使用的派生词意图为开放性术语，其指明所记载的特征、元件、部件、群组、整体和/或步骤的存在，但并不排除其它未记载的特征、元件、部件、群组、整体和/或步骤的存在。前述还适用于具有类似含义的词汇，诸如术语“包含”、“具有”及其派生词。而且，术语“部件”、“区段”、“部分”、“构件”或“元件”当用作单数时，可以具有单个部件或多个部件的双重含义。如这里使用的术语“固定”或“固接”包括：通过将元件直接附着在其它元件上而将元件直接地固接到另一个元件的构造；通过将元件附着到又附着到其它元件的中间构件而将元件间接地固接到另一个元件的构造；以及一个元件与另一个元件成为一体，即一个元件实质上是其它元件的一部分的构造。该定义也适用于相似含义的词汇，例如，术语“连结”和“附接”及其派生词。最后，这里使用的诸如“大体”、“大约”和“近似”的程度术语意味着所修饰术语的合理量的偏差，使得最终结果不会明显改变。

虽然仅选择选定的实施例来示出本发明的链轮组件，但是根据上述公开，对于本领域技术人员来讲显然的是，在不脱离所附权利要求所限定的本发明的范围的情况下，这里可以做出各种改变和修改。例如，如果需要和/或想要的话，可以改变各种部件的尺寸、形状、位置或取向。除非另外指明，所示的彼此直接连接或接触的部件可以具有设置在它们之间的中间结构。一个元件的功能可以由两个来执行，反之亦然。一个实施例的结构和功能可以在另一个实施例中采用。在特定实施例中所有优点并非必须同时存在。从现有技术看是独特的每个特征，无论单独的或与其它特征相结合，也应当被认为是申请人的进一步发明的单独描述，包括由这样的特征所体现的结构性构思和/或功能性构思。因此，根据本发明的实施例的上述描述仅仅是示例性的，无意于对由所附权利要求及其等同方式所限定的本发明进行限制。 

Claims (11)

1.一种自行车链轮组件，包括：

第一链轮，所述第一链轮包括限定多个第一齿的最外周缘部分和限定不具有任何飞轮啮合花键的开口的最内周缘部分，所述第一链轮大于所述自行车链轮组件的任何其它的链轮；

第二链轮，所述第二链轮包括限定多个第二齿的最外周缘部分和限定具有多个飞轮啮合花键的开口的最内周缘部分；以及

第一轴向隔离件，所述第一轴向隔离件固定到所述第一和第二链轮以使所述第一轴向隔离件设置在所述第一和第二链轮之间，而没有任何插入链轮设置在所述第一和第二链轮之间，所述第一轴向隔离件包括限定具有多个飞轮啮合花键的开口的最内周缘部分。

2.根据权利要求1所述的自行车链轮组件，其中

所述第一轴向隔离件通过至少一个普通紧固件固定到所述第一和第二链轮。

3.根据权利要求2所述的自行车链轮组件，其中

所述第一轴向隔离件具有多个隔离件臂。

4.根据权利要求3所述的自行车链轮组件，其中

所述至少一个普通紧固件包括多个延伸穿过所述第一轴向隔离件的所述隔离件臂的单独的紧固件。

5.根据权利要求3所述的自行车链轮组件，其中

所述第二链轮包括多个链轮臂，且所述第一轴向隔离件的所述隔离件臂的总数等于所述第二链轮的所述链轮臂的总数。

6.根据权利要求5所述的自行车链轮组件，其中

所述至少一个普通紧固件包括多个延伸穿过所述第一轴向隔离件的所述隔离件臂和所述第二链轮的所述链轮臂的单独的紧固件。

7.根据权利要求1所述的自行车链轮组件，还包括：

第三链轮，所述第三链轮包括限定多个第三齿的最外周缘部分和限定具有多个飞轮啮合花键的开口的最内周缘部分，所述第三链轮小于所述第二链轮；以及

第二轴向隔离件，所述第二轴向隔离件设置在所述第二和第三链轮之间，而没有任何插入链轮设置在所述第二和第三链轮之间。

8.根据权利要求7所述的自行车链轮组件，其中

所述第二和第三链轮以及所述第一和第二轴向隔离件通过至少一个普通紧固件固定在一起，所述至少一个普通紧固件没有将所述第一链轮固定到所述第二和第三链轮。

9.根据权利要求7所述的自行车链轮组件，其中

所述第一和第二轴向隔离件的每一个都具有多个隔离件臂。

10.根据权利要求1所述的自行车链轮组件，还包括

多个小于所述第一和第二链轮的附加链轮，所述附加链轮的每一个都包括限定多个齿的最外周缘部分和限定具有多个飞轮啮合花键的开口的最内周缘部分；以及

多个设置在所述附加链轮的相邻附加链轮之间的附加轴向隔离件。

11.根据权利要求1所述的自行车链轮组件，其中

当所述第一链轮在所述最外周缘部分和所述最内周缘部分之间延伸时，所述第一链轮是径向平直的。

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