CN103386859B - 花毂与棘轮 - Google Patents

Abstract

一种花毂包括一心轴、一棘轮、一内齿环、一花毂本体、一离合块及一第二弹簧，其中棘轮是套设于心轴上。棘轮包括至少一链轮、多个沟槽、多个棘爪及多个第一弹簧，其中链轮设于棘轮的其中一侧，沟槽设于棘轮的另外一侧。沟槽具一第一次沟槽与一第二次沟槽。棘爪具有一第一端与一第二端。第一弹簧具有一第一端与一第二端。内齿环围绕着这些棘爪，内齿环的内表面设有多个内齿，而花毂本体套设于心轴上。离合块具有一轴孔，且离合块具有一凸轮，凸轮具有多个凸块。第二弹簧套设于心轴上。本发明的有益效果是在花毂空转的状态下，不会让棘爪与内齿环产生“卡咂、卡咂”碰撞声响及不会带动踏板。

Description

花毂与棘轮

技术领域

本发明是关于一种花毂，且特别是关于一种设计构造简单，且又可以在空转的状态下，不会让棘爪与内齿环产生“卡咂、卡咂”碰撞声响及不会带动踏板的花毂。

背景技术

本发明是关于一种自行车，且特别是关于一种表演用的自行车。在1970年代时，美国兴起了一种自行车越野(bicycle motocross)运动，用于此种运动的自行车被称为BMX自行车。BMX自行车的车型比较小、轮胎比较粗，且比赛的场地也和越野摩托车所用的场地十分相似。这项运动很快在青年人中流行起来，然而到了1980年代中期，大多数年轻人深受滑板文化的影响，觉得只在场地里比赛太过单一，因此当时一个叫BOBHARO的年轻人在前后车轮安装了踏板，玩家们就可以借助这几个踏板做出许多新的花式。于是，人们开始把BMX自行车拿到平地，滑板的场地里玩，而且玩的花式比滑板更多，跳得更高，更刺激了，而此种自行车的名字也从BMX自行车变成了BMXfreestyle自行车。

请参照图1，图1所绘示为一种市面上的BMX freestyle自行车。此自行车10包括车架11、后车轮14、前车轮14’与传动系统15，其中前车轮14’与后车轮14是分别组装于车架11的前悬吊架12与后悬吊架13上。传动系统15包括一踏板16、一第一链轮17、一链条18、与一花毂100，使用者借由踩动踏板16而带动第一链轮17旋转，第一链轮17的旋转会带动链条18转动，而链条18的转动则让花毂本体120带动后车轮14旋转，使自行车10向前推进。此外，踏板19与踏板19’则分别套设于后车轮14与前车轮14’上，供使用者进行花式表演用。

图2所绘示为一种用于BMX freestyle自行车的花毂，此花毂100主要由心轴110、花毂本体120、棘轮130、内齿环140、与多个轴承(bearing)150所构成。花毂本体120与棘轮130是套设在心轴110上，且花毂本体120与棘轮130皆是利用轴承150而与心轴110进行滚动连接。接着，请同时参照图2与图3，图3所绘示为棘轮与内齿环的侧视图。棘轮130包括一第二链轮132、多个棘爪134、与一弹簧136，棘爪134例如是以环绕的方式且等间隔地装设在在棘轮130的棘爪沟138上，并利用弹簧136进行固定。此外，请参照图4，图4所绘示为花毂本体与内齿环的立体图。内齿环140上设有第一右旋螺纹142，而花毂本体120的内表面则设有第二右旋螺纹122，第一右旋螺纹142与第二右旋螺纹122彼此相契合，以顺时针的方向将内齿环140旋入，可使内齿环140固定在花毂本体120中。

由图3与图4可知，当链条18(如图1)拉动第二链轮132(如图2)以顺时针方向进行旋转时，会带动棘轮130旋转，此时棘爪134会与内齿环140的内齿144相咬合，而使内齿环140进行转动，当内齿环140转动时，也会连带使花毂本体120进行旋转，而使自行车10向前进。当链条18拉动第二链轮132以逆时针方向进行旋转时，棘轮130上的棘爪134会顺滑过内齿环140的内齿144，此时花毂本体120不会被带动，此状况即所谓的“空转”。在空转的状态下，当棘爪134顺滑过内齿环140的内齿144时，棘爪134与内齿144间会产生“卡咂、卡咂”的碰撞声响。

有时，表演者于自行车10上做表演时，会让自行车10做直立的动作，同时让前车轮14’接触地面并使后车轮14单独地作空转的动作。请参照图3，当后车轮14往前空转时，亦即内齿环140会沿着顺时针的方向转动，内齿环140的内齿144会顺滑过棘爪134，而当后车轮14往后空转时，亦即内齿环140会沿着逆时针的方向转动，内齿环140的内齿144会与棘爪134相咬合，而带动棘轮130往后作旋转，而棘轮130会拉动链条18而让第二链轮132带动踏板16作转动。然而，踏板16的转动可能会打伤表演者。

中国台湾地区专利公开号TW201113167提出一种常闭式自行车后花毂结构(free coaster hub)，可使后车轮往后作空转时不会带动踏板。该常闭式自行车后花毂结构，其包括：一齿盘套于棘齿座的环状周缘处凹设有多个控制槽，一棘齿件套设于棘齿座，并对应控制槽而开设有容设室，该容设室中皆枢设有棘齿及滚动件，并以滚动件限位于控制槽与棘齿之间，又该棘齿件于轴向凸设有凸块，一阻尼件以内凹的卡槽与棘齿件的凸块形成结合，一花毂壳形成有一容置空间，并以容置空间套盖该棘齿件与阻尼件，又该容置空间内结合有斜齿环，且由斜齿环设置于棘齿的外端而呈可齿合状，借由上述结构，其滚动件能以滚动方式配合控制槽产生向外顶撑的效果，藉此令棘齿的旋摆动作更为顺畅，并减少使用上所造成的磨损，借以增加其耐用性。

而且，在TW201113167中，由于棘齿于容设室内受到滚动件与阻尼件的限位，并借由阻尼件的阻力而达到开启与闭合的作动，因此，能保持常态下皆能处于闭合状态，即能使其具有无声连动的效果，且可使后车轮往后作空转时不会带动踏板。然而，公知技术TW201113167虽然能够达到上述的目的，但是由于设计复杂，且连动构件多，这将使得自行车花毂的开发成本提高，进而导致自行车整体成本的上升。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种花毂，其设计构造简单，且又可以在空转的状态下，不会让棘爪与内齿环产生“卡咂、卡咂”碰撞声响及不会带动踏板的花毂。

根据上述目的与其他目的，本发明提供一种花毂，其装设于一自行车上，花毂包括一心轴、一棘轮、一内齿环、一花毂本体、一离合块及一第二弹簧，其中棘轮是套设于心轴上，棘轮包括至少一链轮、一沟槽、多个棘爪及多个第一弹簧。链轮是设于棘轮的其中一侧，而沟槽是设于棘轮的另外一侧，沟槽具一第一次沟槽与一第二次沟槽，且第一次沟槽与第二次沟槽的形状为圆弧型，且第一次沟槽与第二次沟槽之间具有一底面。此外，棘爪具有一第一端与一第二端，棘爪的第一端装设于第一次沟槽内以及多个第一弹簧，此第一弹簧具有一第一端与一第二端，第一弹簧的第一端装设于第二次沟槽内，且第一弹簧的第二端施加一弹力于棘爪上。

上述的内齿环围绕着这些棘爪，而内齿环的内表面设有多个内齿，且内齿适于让棘爪的第二端进行抵接，此外花毂本体是套设于心轴上，而离合块具有一轴孔，离合块借由轴孔而套设于心轴上，且离合块具有一凸轮，凸轮具有多个凸块，其中凸块是与棘爪相对应以及第二弹簧是套设于心轴上，第二弹簧的其中一端施一弹力于离合块上，以使离合块紧贴棘轮。

其中，当棘轮相对离合块沿着一第一方向进行转动时，凸轮的凸块与棘爪相抵接，而使棘爪的第二端凸出于沟槽外，而当棘轮相对离合块沿着一第二方向进行转动时，凸轮的凸块与棘爪相分离，而使棘爪因第一弹簧所施加的弹力而收纳于沟槽内，其中第一方向是相反于第二方向。

于上述的花毂中，第一次沟槽与第二次沟槽彼此相对称。

于上述的花毂中，棘爪包括一第一爪片、一第二爪片、及一连接面，连接面连接于第一爪片及第二爪片之间，而第一弹簧的第二端抵压着连接面，当棘轮相对离合块沿着第二方向进行转动时，凸轮的凸块与棘爪相分离，而使棘爪因第一弹簧所施加的弹力而收纳于沟槽内并与底面贴合。

于上述的花毂中，还包括一套环，此套环的材质为金属，其中套环是镶嵌于离合块的轴孔，并套设于心轴中。

为让本发明的上述目的、特征和优点更能明显易懂，下文将以实施例并配合所附图式，作详细说明如下。需注意的是，所附图式中的各组件仅是示意，并未按照各组件的实际比例进行绘示。

附图说明

图1所绘示为一种市面上的BMX freestyle自行车。

图2所绘示为一种用于图1的BMX freestyle自行车的花毂。

图3所绘示为图2的棘轮与内齿环的侧视图。

图4所绘示为图2的花毂本体与内齿环的立体图。

图5所绘示为本实施例的一花毂的爆炸图。

图6A所绘示为本实施例的一棘轮示意图。

图6B所绘示为本实施例的一棘爪示意图。

图7所绘示为本实施例的一离合块示意图。

图8所绘示为本实施例的一棘轮与离合块作动示意图。

图9所绘示为另一实施例的一棘轮与离合块作动示意图。

具体实施方式

请参照图5及图6A，图5所绘示为本实施例的一花毂的爆炸图，而图6A所绘示为本实施例的一棘轮示意图。一种花毂200，装设于自行车10上，花毂200包括：一心轴210、一花毂本体220、一棘轮230、一内齿环240、一离合块250、及一第二弹簧260，其中花毂本体220套设于心轴210上。棘轮230套设于心轴210上，此棘轮230包括一链轮232、多个沟槽234、多个棘爪236、与多个第一弹簧238，其中链轮232设于棘轮230的另外一侧，而沟槽234则具有一第一次沟槽234a与一第二次沟槽234b，且第一次沟槽234a与第二次沟槽234b的形状为圆弧型。在本实施例中，第一次沟槽234a与第二次沟槽234b彼此相对称，且第一次沟槽234a与第二次沟槽234b之间具有一底面234c。

上述的多个棘爪236皆具有一第一端236a与一第二端236b，而棘爪236的第一端236a装设于第一次沟槽234a内，而上述的多个第一弹簧238皆具有一第一端238a与一第二端238b，而第一弹簧238的第一端238a装设于第二次沟槽234b内，且第一弹簧238的第二端238b施加一弹力于一棘爪236上。此外，内齿环240套设于心轴210上且围绕着上述的棘爪236，内齿环240的内表面凸设有多个内齿242，且内齿242适于让棘爪236的第二端236b进行抵接。请参阅图6B，图6B所绘示为本实施例的一棘爪示意图，棘爪236例如包括一第一爪片236c、一第二爪片236d及一连接面236e，连接面236e连接于第一爪片236c及第二爪片236d之间，而第一弹簧238的第二端238b抵压着连接面236e。

请参阅图5及图7，图7所绘示为本实施例的一离合块示意图，上述的离合块250具有一轴孔252，此离合块250借由轴孔252而套设于心轴210上，且离合块250具有一凸轮254，此凸轮254具有多个凸块256，其中这些凸块256是与棘爪236相对应。此外，花毂200还包括一第二弹簧260，该第二弹簧260也是套设于心轴210上，此第二弹簧260的其中一端施一弹力于离合块250上，以使离合块250紧贴于棘轮230。在本实施例中，花毂200还包括一套环270，而此套环270的材质例如是金属，套环270镶嵌于离合块250的轴孔252，并套设于心轴210中。

请参阅图8，图8所绘示为本实施例的一棘轮与离合块作动示意图。当棘轮230相对离合块250沿着一第一方向A进行转动时，凸轮254的凸块256与棘爪236相抵接，而使棘爪236的第二端236b凸出于沟槽234外，而当棘轮236相对离合块250沿着一第二方向B进行转动时，凸轮254的凸块256与棘爪236相分离，而使棘爪236因第一弹簧238所施加的弹力而收纳于沟槽234内并与底面236c贴合，其中第一方向A是相反于第二方向B。

当自行车10上的链条18(如图1所示)拉动第二链轮232以顺时针方向(本实施例所述第一方向A)进行旋转时，棘轮230将相对离合块250沿着第一方向A进行转动，此时凸轮254的凸块256与棘爪236相抵接，而使棘爪236的第二端236b凸出于沟槽234外，并抵接着内齿242的一侧，进而带动内齿环240进行旋转。当内齿环240转动时，连带使花毂本体220进行旋转，而使自行车10向前进。

然而，当链条18拉动第二链轮232以逆时针方向(本实施例所述第二方向B)进行旋转时，将使得棘轮236相对离合块250沿着一第二方向B进行转动时，凸轮254的凸块256与棘爪236将相分离，而使棘爪236因第一弹簧238所施加的弹力而收纳于沟槽234内并与底面236c相贴合。由于棘爪236是收纳在沟槽234内，因此不会与内齿环240上的内齿242相接触，故不会产生“卡咂、卡咂”的碰撞声响。

此外，请同时参照图1，当后车轮14往后空转并带动内齿环240沿着逆时针的方向转动时，由于棘爪236已收纳在沟槽234内，故内齿环240上的内齿242不会与棘爪236相接触，故此时棘轮230及链条18将不会被带动，亦不会带动踏板16，故无需担心踏板16的转动可能会打伤表演者。而且，相较于公知技术TW201113167，由于本发明的花毂构造简单，将会使得本发明的自行车花毂制造容易，且具价格党争力。

在上述的实施例中，花毂200虽为一种常闭式自行车后花毂结构，但借由将第一弹簧238分别替换成如图9所示的第一弹簧338，即可将花毂200从常闭式自行车后花毂结构转变成非常闭式自行车后花毂结构(normalcassette hub)。而且，第一弹簧338与第一弹簧238的差别在于：在图6中，是借由第一弹簧238的弹力而将棘爪236收纳在沟槽234内，，而在图9中则是借由第一弹簧338的弹力而将棘爪236的其中一端顶出于沟槽234外。由于只要更换第一弹簧的种类，便可让花毂200在常闭式自行车后花毂结构与非常闭式自行车后花毂结构间进行变换，如此一来可增加在制造上的弹性。

上述实施例仅是为了方便说明而举例，虽遭所属技术领域的技术人员任意进行修改，均不会脱离如权利要求书中所欲保护的范围。

Claims (8)

1.一种花毂，装设于一自行车上，其特征在于，该花毂包括：

一心轴；

一棘轮，套设于该心轴上，该棘轮包括：

至少一链轮，设于该棘轮的其中一侧；

多个沟槽，设于该棘轮的另外一侧，该沟槽具一第一次沟槽与一第

二次沟槽，且该第一次沟槽与该第二次沟槽的形状为圆弧型，且该第一次沟槽与该第二次沟槽之间具有一底面；

多个棘爪，该棘爪具有一第一端与一第二端，该棘爪的第一端装设于该第一次沟槽内；及

多个第一弹簧，该第一弹簧具有一第一端与一第二端，该第一弹簧的第一端装设于该第二次沟槽内，且该第一弹簧的第二端施加一弹力于该棘爪上；

一内齿环，围绕着这些棘爪，该内齿环的内表面设有多个内齿，且该内齿适于让该棘爪的第二端进行抵接；

一花毂本体，套设于该心轴上；

一离合块，具有一轴孔，该离合块借由该轴孔而套设于该心轴上，且该离合块具有一凸轮，该凸轮具有多个凸块，其中该凸块是与该棘爪相对应；及

一第二弹簧，套设于该心轴上，该第二弹簧的其中一端施一弹力于该离合块上，以使该离合块紧贴该棘轮；

其中，当该棘轮相对该离合块沿着一第一方向进行转动时，该凸轮的该凸块与该棘爪相抵接，而使该棘爪的第二端凸出于该沟槽外，而当该棘轮相对该离合块沿着一第二方向进行转动时，该凸轮的该凸块与该棘爪相分离，而使该棘爪因该第一弹簧所施加的弹力而收纳于该沟槽内，其中该第一方向是相反于该第二方向。

2.如权利要求1所述的花毂，其特征在于，所述第一次沟槽与所述第二次沟槽彼此相对称。

3.如权利要求1所述的花毂，其特征在于，所述棘爪包括一第一爪片、一第二爪片、及一连接面，该连接面连接于该第一爪片及该第二爪片之间，而该第一弹簧的第二端抵压着该连接面，当该棘轮相对该离合块沿着该第二方向进行转动时，该凸轮的该凸块与该棘爪相分离，而使该棘爪因该第一弹簧所施加的弹力而收纳于该沟槽内并与该底面贴合。

4.如权利要求1所述的花毂，其特征在于，还包括一套环，其中该套环镶嵌于该离合块的该轴孔，并套设于该心轴中。

5.如权利要求4所述的花毂，其特征在于，所述套环的材质为金属。

6.一种棘轮，装设于一自行车的一花毂中，该花毂包括一离合块与一第二弹簧，该离合块套设于一心轴上，且该离合块具有一凸轮，该凸轮具有多个凸块，该第二弹簧套设于该心轴上且施一弹力于该离合块上，其特征在于，该棘轮包括：

至少一链轮，设于该棘轮的其中一侧；

多个沟槽，设于该棘轮的另外一侧，该沟槽具第一次沟槽与第二次沟槽，且该第一次沟槽与该第二次沟槽的形状为圆弧型，且该第一次沟槽与该第二次沟槽之间具有一底面；

多个棘爪，该棘爪具有一第一端与一第二端，该棘爪的第一端装设于该第一次沟槽内，而该棘爪的第二端则外露在该沟槽外；及

多个第一弹簧，该第一弹簧具有一第一端与一第二端，该第一弹簧的第一端装设于该第二次沟槽内，且该第一弹簧的第二端施加一弹力于该棘爪上；

其中，于该离合块上的该凸块是与该棘爪相对应，当该棘轮相对该离合块沿着一第一方向进行转动时，该凸轮的该凸块与该棘爪相抵接，而使该棘爪的第二端凸出于该沟槽外，而当该棘轮相对该离合块沿着一第二方向进行转动时，该凸轮的该凸块与该棘爪相分离，而使该棘爪因该第一弹簧所施加的弹力而收纳于该沟槽内，其中该第一方向是相反于该第二方向。

7.如权利要求6所述的棘轮，其特征在于，所述第一次沟槽与所述第二次沟槽彼此相对称。

8.如权利要求6所述的棘轮，其特征在于，所述爪包括一第一爪片、一第二爪片及一连接面，该连接面连接于该第一爪片及该第二爪片之间，而该第一弹簧的第二端抵压着该连接面，当该棘轮相对该离合块沿着该第二方向进行转动时，该凸轮的该凸块与该棘爪相分离，而使该棘爪因该第一弹簧所施加的弹力而收纳于该沟槽内并与该底面贴合。