CN102774236B - 自行车轮毂的棘轮 - Google Patents

Abstract

本发明主要是提供一种自行车轮毂的棘轮，设于一轮毂座及一套筒座之间，其包含：固设于该轮毂座内的一挡止环，其内设有一斜锥内孔及一挡缘；于各该轮毂座及套筒座间设有一驱动座，其一侧端面朝该轮毂座内的轴向环设有若干第一棘齿；于该斜锥内孔内并与该驱动组相对应的一从动座，于外径缘呈可与该斜锥内孔相配合的一锥面，以及可受该挡缘单向挡止的一挡部，该从动座环设有可与各该第一棘齿相啮合的若干第二棘齿；一磁性组，设于各该从动座及轮毂座间，其具有分别设于各该轮毂座内及从动座上且呈互斥状态的一第一、第二磁件；借此，利用斜锥状的各该斜锥内孔及锥面设计，可减少摩擦力产生，增进该从动座复归速度，进而提高棘轮组的灵敏度。

Description

自行车轮毂的棘轮

技术领域

本发明是有关于一种棘轮，尤指一种使用于自行车的轮毂内，以轴向啮合的运动方式，配合磁性构件产生自动复归，所组成便利组配及稳固结合功效的自行车轮毂的棘轮。

背景技术

自行车的轮毂结构，为提供轮轴的定位及轮圈可顺畅旋转的用途，其主要以花毂座、轴杆、旋转组、齿盘所共同组成；如依其变速需求不同，则添设有套筒座及变速装置；如依传动方式区分，则结构又可分为“单向式”及“双向式”，其中“单向式”是指轮毂旋转仅能单一方向旋转可传动，此方向通常为自行车前进方向，反向则不传动的空转状态；“双向式”则指轮毂的正向及反向均能传动的自行车的轮毂结构。

进一步分析“单向式”的传动，其多使用棘齿设计作为传动媒介，利用棘齿可实现其一旋向传动、另一旋向空转的机械特性，以使自行车于骑乘时即使不踩踏，车轮仍能顺畅转动前进的动作；此类具有棘轮结构的“单向式”轮毂，其棘齿的传动因卡制啮合方向不同，又可分为“径向卡制”及“轴向卡制”，其中“径向卡制”是指棘齿朝轮毂座的直径方向延伸凸齿，并配合径向卡制的棘齿块；“轴向卡制”其棘齿则朝轮毂座的轴向延伸凸齿，配合与其轴向卡制的棘齿座传动。

现有属“径向卡制”的自行车轮毂棘齿结构，如中国台湾第099200755号新型专利所揭露的“花毂棘轮装置”，其包含：一心轴；一花毂座，其可转动地套设于该心轴，并于一端凹设形成一棘轮槽，于棘轮槽的内周面等间隔形成数个齿槽；一棘轮筒，其可转动地套设该心轴，该棘轮筒于朝向该花毂座的一端设有一套入该棘轮槽的轮状体，该轮状体于轮面间隔设有数个等分为两组且交错设置的容块槽，各容块槽与相邻两侧的容块槽的距离相差一个齿距，并于每个容块槽设有一受弹力作用的而抵靠于相对应齿槽的棘块。

现有属“轴向卡制”的自行车轮毂棘齿结构，如中国台湾第096219287号新型专利所揭露的“花毂棘轮装置”，其包括：一套环，以导磁性的金属制成，套环的环型内周壁上设有多个以轴心为圆心呈环状排列的卡齿，且各卡齿呈轴向延伸；一棘轮块，以导磁性的金属制成具有二端面的环状块体，其环型外周壁与卡齿匹配呈可轴向位移，于棘轮块其中一端面设有一侧向环状棘齿；一侧向环状棘齿，设于一飞轮装置的端面，且与棘轮块的侧向环状棘齿呈单向卡合状；一个以上的永久磁铁，设于棘轮块未设侧向环状棘齿该端面上。

上述所揭结构中，均属具棘轮装置的“单向式”传动轮毂结构，前者结构其申请专利的技术特征于各容块槽与相邻两侧的距离设计为相差一个齿距的不同间距设置形态，于各容块槽分别嵌设有一个棘块及一个弹片，当骑乘者重新向前踩踏时，则会自动选定距离棘轮槽最近的棘块组作为推动；后者结构其申请专利的技术特征在于该棘轮块朝向飞轮装置该端设有一侧向环状棘齿，借助飞轮装置端面呈单向卡合作用，以及各该棘轮块及套环均是采用具有导磁性的金属制成，使棘轮块受到永久磁铁的作用将常态位于套环内，进而贴附于飞轮装置端面，以达到阻力小、无弹性疲乏现象的目的。

发明内容

本发明是针对“单向式”且“轴向卡制”啮合的轮毂型态作进一步研究，前述后者现有结构中，该棘轮块12设于该套环11内，且两者以环设的齿状相互卡制，该棘轮块于其内以轴线方向作线性位移；只是，各该棘轮块外径及套环内径两者呈与轴线平行的状态相互啮合，于该棘齿块线性运动的过程中，因接触面积大，且无法产生间隙，容易造成磨耗的情形，另一方面，摩擦力过大也使该棘轮块线性移动的速度变慢，影响该棘齿块的复归啮合动作，也使得棘齿结构的灵敏度较差。

故本案发明人，基于前述现有轴向式棘轮结构的复归速度慢，灵敏度较差，又影响棘轮传导效益，同时又具高磨耗的问题，提出一创新、且可解决前述问题的自行车轮毂的棘轮。有鉴于此，本发明所揭露自行车轮毂的棘轮，设于一轮毂座及一套筒座之间，其包含：固设于该轮毂座内的一挡止环，其内设有一斜锥内孔及一挡缘；于各该轮毂座及套筒座间设有一驱动座，其一侧端面朝该轮毂座内的轴向环设有若干第一棘齿；于该斜锥内孔内并与该驱动组相对应的一从动座，于外径缘呈可与该斜锥内孔相配合的一锥面，以及可受该挡缘单向挡止的一挡部，该从动座环设有可与各该第一棘齿相啮合的若干第二棘齿；一磁性组，设于各该从动座及轮毂座间，其具有分别设于各该轮毂座内及从动座上且呈互斥状态的一第一、第二磁件；借此，利用斜锥状的各该斜锥内孔及锥面设计，可减少摩擦力产生，增进该从动座复归速动，进而提高棘轮组的灵敏度者，故整体结构可达便利实用性者。该挡止环两侧端缘分别设为一个组设端面及一个自由端面；该斜锥内孔由该组设端面朝该自由端面渐缩的贯穿内径孔；该挡缘凸设于靠近该自由端面的斜锥内孔部位。

该驱动座固设于该套筒座的一端，其外径缘位于该轮毂座内。

该第一磁件设于该轮毂座内径缘底部；该第二磁件设于与该轮毂座内径缘底部相对应的该从动座端面上。

该斜锥内孔环设有数个凸状第一传动齿；该锥面环设有可与各该第一传动齿相啮合的若干第二传动齿。

各该从动座、第二棘座、及第二磁件同步于该斜锥内孔内作线性运动。

本发明的有益技术效果在于：

1、提供一种自行车轮毂的棘轮，其利用从动座及挡止环间以斜面相互套设，使该从动座稍微脱离啮合状态的线性移动即能与该斜锥内孔产生间隙，以达到低磨耗的有益效果。

2、提供一种自行车轮毂的棘轮，以斜锥状的从动座，套设于具斜锥内孔的挡止环内，可使从动座的脱齿动作及啮合动作更为快速，增进该从动座复归速度，进而提高棘轮组的灵敏度。

3、提供一种自行车轮毂的棘轮，其从动座及挡止环间设有挡止设计，使从动座的复归动作可至精确位置，不会过度移动，降低两棘齿部位相互冲撞的情形。

附图说明

图1：为本发明一较佳实施例的立体外观图。

图2：为本发明一较佳实施例的立体分解示意图。

图3：为本发明一较佳实施例的组合剖视图。

图4：为本发明一较佳实施例的局部放大图一。

图5：为本发明一较佳实施例的运动示意图。

图6：为本发明一较佳实施例的局部放大图二。

图7：为本发明一较佳实施例的局部放大图三。

【主要组件符号说明】

[本发明]

轮毂座10              组接槽11              组设凹部12

套筒座20              接设部21              挡止环30

组设端面31            自由端面32             斜锥内孔33

挡缘34                第一传动齿35          驱动组40

驱动座41              第一棘座42            第一棘齿421

从动组50              从动座51              锥面52

挡部53                第二棘座54            第二棘齿541

第二传动齿55          磁性组60              第一磁件61

第二磁件62。

具体实施方式

首先请参照图1-3所示，本发明所提供的一种自行车轮毂的棘轮，设于一轮毂座10及一套筒座20之间，其包含有：位于该轮毂座10内的一挡止环30及一驱动组40，设于该挡止环30内的一从动组50，与各该从动组50及轮毂座10间的一磁性组60。

该轮毂座10，为中空座体，其一侧端面凹设有预设深度的一组接槽11；一组设凹部12，是形成于该组接槽11底缘面的凹状槽。

该套筒座20，呈中空筒状，其一端设有外径尺寸较小的一接设部21。

该挡止环30，螺设于该组接槽11内的中空环体，其两侧端缘分别设为一组设端面31及一自由端面32；该挡止环30内设有预设锥度的一斜锥内孔33，由该组设端面31朝该自由端面32渐缩的贯穿内径孔；于该斜锥内孔33内径缘壁预设部位设有一挡缘34，凸设于靠近该自由端面32的斜锥内孔33部位；该斜锥内孔33环设有数个凸状第一传动齿35。

该驱动组40，设于各该轮毂座10及套筒座20间，其具有一驱动座41，螺设于该接设部21，其外径缘位于该轮毂座10内；该驱动座40朝该轮毂座10内的该侧端面设有一第一棘座42，具有朝向该轮毂座10内的轴向延伸并环设有若干第一棘齿421。

该从动组50，设于该斜锥内孔33内并与该驱动组40相对应，且可于该斜锥内孔22内作线性位移；其具有一从动座51，于外径缘呈可与该斜锥内孔33相配合的一锥面52，以及可受该挡缘34单向挡止的一挡部53；该从动座51于相对该驱动座40端面的部位设有一第二棘座54，其上环设有可与各该第一棘齿421相啮合的若干第二棘齿541；该锥面52环设有可与各该第一传动35齿相啮合的若干第二传动齿55。

该磁性组60，设于各该从动座51及轮毂座10间，其具有设于该组设凹部12内的一第一磁件61；于相对该组接槽11的该从动座51端面上设有一第二磁件62；各该第一、第二磁件6162两相呈互斥状态，可提供该从动座51朝向该驱动座41线性位移的一驱动力。

借助上述构件，利用该磁性组60推顶该从动组50，使各该从动座51、第二棘座54、及第二磁件62同步于该斜锥内孔33内作线性运动，利用各该从动座51及挡止环30间以斜面相互套设，使该从动座51稍微脱离啮合状态的线性移动即能与该斜锥内孔33产生间隙，以降低磨耗，可使该从动座51的脱齿动作及啮合动作更为快速，增进该从动座51复归速度，进而提高整体棘轮组的灵敏度等有益效果。

为供进一步了解本发明构造特征、运用技术手段及所预期达成的有益效果，兹将本发明使用方式加以叙述如下：

本发明的各该第一、第二棘座42、54以及其上的各该第一、第二棘齿421、541，皆以一体方式分别形成于各该驱动座41及从动座51上；本发明的组设，首先将该第一磁件61设于该组设凹部12内，及该第二磁件62设于该从动座51最大直径的侧端缘面上；将该从动座51套设于该斜锥内孔33内，并使各该斜锥内孔33及锥面52可相配合，再使该挡止环30螺设于该组设槽11内；然后将该套筒座20以其接设部21螺设固定于该驱动座41内，并将组设状态的各该驱动座41及套筒座20，接着以该第一棘齿421的一端组设于该组接槽11内，此时各该第一、第二棘齿421541可相互啮合，即组设完毕。

本发明各该从动座51及驱动座41的啮合动作，请参照图3及图4所示，当该轮毂座10朝可作功的方向旋转时，通常为自行车前进的方向，借此各该第一、第二磁性61、62为互斥状态，而自动地将该从动座51朝该驱动座41方向线性位移复归，使各该从动座51及驱动座41两相对应的端面相互抵接并使前端的各该第一、第二棘齿421、541相互啮合。

本发明各该从动座51及驱动座41的脱齿动作，请参照图5及图6所示，当该轮毂座10朝不可作功的方向旋转时，则该第一棘齿421因其棘齿结构设计会推开该第二棘齿541，而同步将各该第一棘座42、从动座51、及第二磁件62朝该第一磁件61方向推移，并使各该斜锥内孔33及锥面52产生间隙，此时该轮毂座10即呈不作功的空转状态。

进一步说明，请参照图7所示，当该从动座51于脱齿动作时，该第二棘齿541只须稍微离开该第一棘齿421一距离，即该从动座51朝该第一磁件61方向线性移动些微距离，各该斜锥内孔33及锥面52间则立即能产生间隙d，两者互不接触，且该从动座51位移量越多，该间隙d则越大。

本发明利用各该从动座51及挡止环30间以斜面相互套设，即该从动座51外径设有该锥面52及配合该挡止环30内径设有与该锥面52相配合的斜锥内孔33结构设计，使该从动座51稍微脱离啮合状态的线性移动即能与该斜锥内孔33产生间隙d，故对于该锥面52部位而言，整个脱齿动作为零摩擦力的状态；另一方面，于该从动座51复归线性动作直至各该第一、第二棘齿421、541相啮合前，该锥面52及该斜锥内孔33两者间均为具间隙的零摩擦力状态；整体而言，虽该从动座51的该第二传动齿55的两侧因作为旋转传动仍必须有摩擦力产生，但已排除位于该第一传动齿35齿面部份（即该从动座外径缘的锥面52）的摩擦力。

本发明该从动座51可呈低摩擦力状态于该挡止环30内作线性位移的技术特征，能使该从动座51因磨擦阻力的降低而于脱齿及啮合动作更为快速，借此能提升棘轮运动的灵敏度，解决现有结构因摩擦力大所产生复归速度慢、灵敏度差及棘轮传导效益低的问题。

本发明的各该挡缘34及挡部53的设计，于该从动座51受到该磁性组60的推动而朝向该驱动座41线性位移时，可适当挡止该从动座51的移动，而具有限位效果；因该磁性组60的互斥力道无法作适当控制，惟恐会使该从动座51位移动作过度而对该驱动座41产生冲击，以致该第二棘齿541冲撞该第一棘齿421而产生损耗；故本发明利用各该挡缘34及挡部53的设计可有效挡止该从动座51过度位移而冲撞该驱动座41的情形；同时可使该从动座51复归移动至较精准的位置，以让各该第一、第二棘齿421、541两者间作最佳地啮合状态，达到精度佳的效果。

综合上述，本发明所揭露“自行车轮毂的棘轮”，提供一具低磨耗、增进复归速度、可提升灵敏度、及具限位功能的棘轮结构，利用斜面套设的各该从动座及挡止环，使该从动座稍微脱离该驱动座，即能使各该锥面及斜锥内孔产生间隙，同时利用各该挡缘及挡部的设计，可防止该从动座的复归动作产生冲击该驱动座的情形，而获致一稳固结合及组装便利性高的自行车轮毂棘轮结构，能使整体确具产业实用性及成本效益。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，故凡依本发明申请专利范围及发明说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (7)

1.一种自行车轮毂的棘轮，设于一个轮毂座及一个套筒座之间，其特征在于包含有：

一个挡止环，固设于该轮毂座内的中空环体，其内设有预设锥度的一个斜锥内孔，于其内径缘预设部位凸设有一个挡缘；

一个驱动组，设于该轮毂座及该套筒座间，其具有一个驱动座，该驱动座的一侧端面设有一个第一棘座，该第一棘座朝该轮毂座内轴向延伸并环设有若干第一棘齿；

一个从动组，设于该斜锥内孔内并与该驱动组相对应，且能于该斜锥内孔内直线运动，该从动组具有一个从动座，于外径缘呈能与该斜锥内孔相配合的一个锥面，以及能被该挡缘单向挡止的一个挡部，该从动座于相对该驱动座端面的部位设有一个第二棘座，该第二棘座上环设有可与该第一棘齿相啮合的若干第二棘齿。

2.根据权利要求1所述自行车轮毂的棘轮，其特征在于：该挡止环两侧端缘分别设为一个组设端面及一个自由端面；该斜锥内孔由该组设端面朝该自由端面渐缩的贯穿内径孔；该挡缘凸设于靠近该自由端面的斜锥内孔部位。

3.根据权利要求1所述自行车轮毂的棘轮，其特征在于：该驱动座固设于该套筒座的一端，其外径缘位于该轮毂座内。

4.根据权利要求1所述自行车轮毂的棘轮，其特征在于：包含有一个磁性组，设于该从动座及该轮毂座间，其具有分别设于该轮毂座内及该从动座上且两相呈互斥状态的一个第一磁件及一个第二磁件，能提供该从动座朝向该驱动座直线运动的驱动力。

5.根据权利要求4所述自行车轮毂的棘轮，其特征在于：该第一磁件设于该轮毂座内径缘底部；该第二磁件设于与该轮毂座内径缘底部相对应的该从动座端面上。

6.根据权利要求4所述自行车轮毂的棘轮，其特征在于：该斜锥内孔环设有数个凸状第一传动齿；该锥面环设有可与各该第一传动齿相啮合的数个第二传动齿。

7.根据权利要求4所述自行车轮毂的棘轮，其特征在于：该从动座、该第二棘座、及该第二磁件同步于该斜锥内孔内作直线运动。