CN1126684A - 自行车用链轮 - Google Patents

Abstract

一种自行车用链轮，由不同径的两枚以上的链轮(1)、(2)所构成，且在此等链轮(1)、(2)之至少一枚的链轮(1)中，至少将连续两枚以上的齿的驱动面(5a)侧加以削除以作为易脱离齿(5)，其他则作为通常齿(4)；所述通常齿(4)间的节距假定为p-α(p为链条节距)，所述连续的易脱离齿(5)的齿数假定为N，则所述连续的易脱离齿(5)即前的通常齿(4)与即后的通常齿(4)之间的节距之和为p，将满足下式：p＞(p-α)×(N+1)。

Description

自行车用链轮

本发明涉及一种自行车用链轮，其由直径不同的两枚以上的链轮(chain whell)所成，且在此等链轮的至少一枚的链轮中，在多数的齿中至少将连续的两枚以上的齿的驱动面侧予以加工削除若干部分，由此使其成为易脱离齿，其他则成为通常齿。

并且，在链轮的多数的齿中，将一部分的齿加以削除或屈曲成为非作用齿部分的自行车用链轮，也包括在本发明利用范围之内。

以往，曾存在有：将特定的齿的驱动面侧，亦侧，在驱动时链条(chain)的辊子(roller)所顶接的侧的面加以削除成为易脱离齿，在变速时链条能容易从此易脱离齿脱落的链轮。首先，对于具有此种构造的以往的链轮，根据表示以往例的图7来加以说明。

图7乃为装接于自行车后轮轴(rear hub)的以往型式之后轮用多段链轮的一部分从下方看到的视图；两枚之齿，乃为将具有齿宽D的通常齿4的驱动面侧加以削除所形成的易脱离齿S，此易脱离齿5的齿宽乃较D为小之d。

一般而言，通常齿4间的节距，为使与链条3的啮合等进行顺畅，假定挂在此链轮1′的链条3的节距为p，则被设定成较此链条节距p为若干小的p－α。然后，如图7所示，在具有此易脱离齿5的以往的链轮1′中，易脱离齿5的即前的通常齿4至即后的通常齿4间的节距p－α之和，也即，(p－α)×3(也即，在图7的例中连续的易脱离齿5乃为两枚，故含有3个的节距)。

进一步，加以一般化来考察(未特别图示)，例如，在链轮的多数的齿中，削除一部分之齿，使变速容易，或将一部分的齿加以屈曲，以为护链用的支柱的以往的链轮中，也与上述一样，假定通常的齿之间的节距为p－α，则削除后的齿或屈曲后的齿的即前与即后的通常齿间之节距之和P，乃仍被设定为(p－α)×(N＋1)。在此，N乃为连续的易脱离齿，或被屈曲的齿的枚数。

首先考察，不设易脱离齿5，一部分齿也未被屈曲，仅由通常齿4所成的链轮的情形，则链轮驱动链条3时，链条3的辊子3a顶接在某齿4的驱动面而牵引链条3，持续牵引，后续的齿4也与下一辊子3a顶接，进一步也牵引链条3：此时，前述下一个辊子3a也非一开始即顶接在前述后续的齿的驱动面。如前述，因辊子3a间的节距与齿4间的节距，乃有d的差，故前述下一个辊子3a乃首先顶接于较前述后续的齿的驱动面靠齿尖侧，进一步链轮的转动行进时方降落至驱动面。因此，辊子3a在从此齿尖滑降至驱动面的过程中将发生摩擦，而发生所谓滚动声的连续声。

惟在具有前述易脱离齿5的链轮1中，削除驱动面的易脱离齿5，却较通常齿4未全部参与驱动力的传递，而对于完全被削除的齿或被屈曲的齿，则完全未参与驱动力的传递。

在此，以往构造者，对于易脱离齿5，或完全被削除的齿的被屈曲的齿，亦等于各赋与和链条节距p与齿间节距p－α的尺寸差α相等的节距，故在具有易脱离齿5的链轮1中，于易脱离齿5的即前的通常齿4的驱动面与辊子3a顶接的状态的下一步，存在于其间的易脱离齿5与辊子3a的啮合将不致发生，而有突然使易脱离齿5的即后的通常齿4与辊子3a啮合的可能性。

此时，易脱离齿5之即后之该互相拟啮合的通常齿4与辊子3a之间，在啮合之即前，将被加算不仅为α之间隙，也有等于易脱离齿5之齿数之α被加算：例如易脱离齿5连续有两枚时，乃存在有3a之间隙。因此，此较通常为长之间隙将成为原因，发生与所谓前述通常的滚动声不同的更为不快之鸣响，具有阻碍顺畅的踩动(踏板)的弊害。

此种弊害，在具有完全被削除的齿或屈曲的齿之链轮中，亦完全具有同样发生的可能性，故对此点显然尚有改良的余地。

本发明的目的在于提供一种链轮，其可以防止与通常的滚动声不同的不快声响的发生，且在感触上也可顺畅进行踏板的踩动，由此在具有易脱离齿的链轮或完全被削除的齿的链轮中，也可进行圆滑的变速。至于，具有被屈曲的齿之链轮，则以提供：可将此屈曲的齿有效利用于护链板(chain guard)用之支柱(stay)的链轮为目的者。

为达成上述目的，本发明的自行车用链轮的特征在于：在具有如前述的易脱离齿的链轮中，假定通常齿间的节距为p－α(在此p为链条节距)，连续具有两枚以上的易脱离齿的齿数假定为N，则此连续的易脱离齿的即前之通常齿与即后之通常齿之间之节距之和P，可满足下式：

               P＞(p－α)×(N－1)

如上所述，在具有易脱离的链轮中，假定通常齿间之节距为p－α(惟p乃为链条节距)，连续之两枚以上之易脱离齿之齿数假定为N，而在连续之易脱离齿之即前之通常齿与即后之通常齿之间之节距之和为P时，因将满足下式：

              P＞(p－α)×(N＋1)故链条的辊子顶接于易脱离齿的即前之通常齿之驱动面，由两者啮合而有驱动力被传递的状态至两者之啮合脱落，接着易脱离齿之即后之通常齿与辊子啮合时，在此通常齿之驱动面与辊子之间，以往例本有(N＋1)α之间隙，惟此间隙将较(N＋1)α趋小，故与所谓之滚动声不同之不快声响之发生将被抑制，而踏板(pedal)之踩动亦将成为较顺畅。

进一步，在本发明之第1实施例中，乃使前述节距之和P大致成：

              P＝(p－α)×(N＋1)＋Nα则从链条啮合于易脱离齿即前之通常齿之状态至两者之啮合脱落，接着链条啮合于易脱离齿之即后之通常齿时，在此通常齿之驱动面与辊子之间，将存在与所有之通常齿与辊子啮合时所存在之间隙同样之间隙α，故将不致发生不快声响，踏板之踩动也将成为顺畅。结果，因易脱离齿所作链条的确实脱离作用之协动作用，将可圆滑进行变速。此种情形，若将上述等式之右边加以改写即将成为：P＝p×(N＋1)－α，由此考察即可容易加以理解，亦即，为链条的圆滑动作，从链轮(sproket)之齿之节距预先加以减去之调节用尺寸乃为α，亦即链轮之一般之齿之节距乃为(p－α)，尤其是在本发明，即使在易脱离齿之后，也与易脱离齿的数目无关，调节用尺寸仍然仅为α。从以往型式的链轮之式来看，由于随易脱离齿的数目增加，调节用尺寸也将逐渐增加，故将可知：链辊子与链轮之齿之间距离将异常增大。

本发明之第1实施例中，乃将前述易脱离齿之齿数定为两枚。此所谓2之枚数，即使在任何易脱离齿上有链条之外部链环链带(outerlink)啮合时，亦即即使链条对链轮作任何之挂法，外部链环链带亦因将回避啮合之易脱离齿即前之内部链环链带端部顶接于此易脱离齿，故而从此部分使链条作所希望之倾斜而能够确实，容易脱离所必需，且将选择充分之枚数。因为，为使理会为顺畅之踏板之踩动成为可能，连续之易脱离齿之齿数将不可为必需以上之数目。

在前述第1实施例中，在相对大径侧之链轮上设有前述易脱离齿，故仅削除驱动面侧即可形成易脱离齿，由此将可确实使链条脱离，换挂于小径侧之链轮，也即可圆滑进行所谓之下变速。由此，不必有特别复杂之构造即可使链条从大径侧链轮确实脱离，被换过来挂在小径侧链轮上。

第2实施例乃为将一部分之齿加以削除或屈曲，作为非作用齿部分之自行车用链轮。将前述齿间之节距假定为p－α(惟p乃为链条节距)，前述非作用齿部分之相当齿数假定为N，而前述非作用齿部分之即前之齿与即后之齿之间之节距之和为P时，将可满足下式：

                 P＞(p－α)×(N＋1)因此，链条之辊子顶接于非作用齿部分之即前之齿之驱动面，由两者啮合后传递驱动力之状态至两者之啮合脱落，接着非作用齿部分之即后之齿与辊子啮合时，此齿之驱动面与辊子之间，以往乃有(N＋1)α之间隙，惟此间隙将成为较(N＋1)α为小之构成：在此情形下，与通常之滚动声不同之不快声响之发生被抑制，踏板之踩动也将成为较顺畅。由此，更为顺畅之踏板之踩动及变速将成为可能。

在此情形下，在第2实施例中，使前述节距之和P，大致成为：P＝(p－α)×(N＋1)＋Nα，故从链条啮合于非作用齿部分之即前之齿之状态至两者之啮合脱落，接着链条啮合于非作用齿部分之即后之齿时，此齿之驱动面与辊子之间，将存在与所有齿与辊子啮合时所存在之间隙相同之间隙α：故将无不快之声响发生，踏板之踩动也将进一步成为顺畅。由此，在将一部分之齿加以削除或屈曲，以成为非作用齿部分之自行车用链轮，将可抑制与滚动声不同之不快声响之发生，能较顺畅来进行踏板之踩动；结果，被削除之齿所作与链条之确实脱离作用之协动，不仅可圆滑进行变速，进一步，亦可将被屈曲之齿有效利用于护链板之支柱等。由此，可消除不快之声响之发生，可使踏板之踩动进一步被顺畅进行，可期望非常圆滑之变速等之操作。

而且，在第2实施例中，关于前述非作用齿部分之相当齿数，乃为从该非作用齿部分使链之脱离成为确实所不可或缺者，并使其成为充分之枚数：两枚，由此将可达成更为顺畅之踏板之踩动。因此，将该非作用齿部分之相当齿数抑制在必需而充分之数目：由此，将可使更为畅畅之踏板之踩动或变速成为可能。

附图之简单说明如下：

图1表示第1实施例的侧面图。

图2表示第1实施例的底面图。

图3表示第1实施例的底面图。

图4表示第1实施例的要部之放大侧面图。

图5表示第2实施例的侧面图。

图6表示第2实施例的平面图。

图7表示以往之链轮构造之底面图。

附图中标号之说明：

1——大径链链，1A——链轮，2——小径链轮，4——通常齿，4A——啮，5——易脱离齿，5a——易脱离齿之驱动面，5A——非作用齿部分。

下面参照附图来说明本发明之自行车用链轮之第1实施例。

图1乃为装接在自行车之后轮轴(rear hub)以进行变速操作所用之后轮用多段链轮之侧面图：通常，由不同径之8枚左右之链轮所构成，为容易理解起见，仅图示不同直径之两枚链轮，亦即仅图示任意选择之大径之链轮1，及与此大径链轮1邻接之小径链轮2，其他之链轮将加以省略。

此图1乃表示：将挂在大径链轮1之链条3由图外之后多段变速传动装置(rear derailleur)来换挂在小径链轮2之情形，也即表示变快(shift up)操作之中途阶段者。

在前述大径链轮1之多数齿之中，大多数之齿乃为通常之齿4，但连续之两枚特定之齿，则已成为链条3可容易脱离之易脱离齿5。

易脱离齿5乃如图2所示，在驱动时链条3之辊子3a所顶接之驱动面5a侧已被削除若干部分，齿宽d被构造成较其他之通常齿4之齿宽D为小之构成。具体而言，如图4所详示，通常齿4之驱动面4a之齿底附近，乃由半径R之圆弧面所形成：易脱离齿5之驱动面5a之齿底附近，则由较此半径R为大之半径r之圆弧面所形成；结果，易脱离齿5之齿宽d乃被构造成较通常齿4之齿宽D为小之构成。

如上述，因易脱离齿5之齿宽d较通常齿4之齿宽D为小，故如图3所示，以图外之后多段变速传动装置进行变速操作时，对此等易脱离齿5，因链条3之内部链环链带端部3b不顶接其上，故链条3将如所需被倾斜而可容易从大径链轮1脱离，被换挂在邻接之小径链轮2上。

因此，对通常齿4之驱动面4a之半径R，究竟应将易脱离齿5之半径r增大成何种程度，则可决定为：变速操作时链条3之内部链环链带端部3b不致顶接于易脱离齿5之范围之尺寸即可。

前述通常齿4之间之节距，乃被设定为p－α。也即，为使与链条3之啮合等进行顺畅，将链条3之节距设定为p，则通常齿4之间之节距一般乃被设定为较链条节距p小α之p－α。为此，若两枚之易脱离齿5即前之通常齿4与即后之通常齿之间之节距之和为P，则在以往之链轮乃成为：

               P(p－α)×3将连续之易脱离齿5之齿数加以一般化为N，则成为：

               P(p－α)×(N＋1)惟在本发明之链轮中，则被设定成为可成下式之状态：

               P＞(p－α)×(N＋1)更具体而言，则被设定成为可成下式之状态：

               P(p－α)×(M＋1)＋Nα

因此，从链条3之辊子3a顶接于易脱离齿5即前之通常齿4之驱动面4a，从两者啮合而链条3侧之驱动力传递至大径链轮1之状态，至两者之啮合脱落，接着易脱离齿5之即后之通常齿4与辊子3a啮合时，在此通常齿4之驱动面4a与辊子3a之间，以往乃有(N＋1)α之间隙，惟在本发明中则仅有α之间隙。

此α之间隙，乃与通常齿4与辊子3a啮合时，存在于其驱动面4a与辊子3a之间之值相同；故即使备有易脱离齿5，亦仅会发生所谓之通常之滚动声而已，踏板之踩动亦可顺畅进行。

图5及图6乃为表示第2实施例之前轮用之多段链轮之平面图，通常由不同直径之两枚或三枚之链轮所构成，为理解之容易起见，仅图示最大径之链轮1A，其他之链轮乃加以省略。

构成此最大径链轮1A之齿之中，大多数之齿均为通常之齿4A，仅有相位不同180°之特定之两枚齿，被屈曲成向外侧形成略直角之状态，此等被屈曲之两枚之齿亦固接有护链板(chain guard)6。换言之，应作为齿作用者却大大被弯曲，成为作为护链板6之支柱(stay)作用之构成；结果，形成作为齿不作用之非作用齿部分5A。

然后，在此情形下，如图6所示，若链条3之节距为p，则通常齿4A之间之节距乃较链条节距p小α之p－α，若非作用齿部分5A之即前之通常齿4A与即后之通常齿4A之间之节距之和为p，则以往之链轮乃成为：

                  P(p－α)×(N＋1)而本发明之链轮则成为：

                  P＞(p－α)×(N＋1)进一步具体言，即成为：

                  P(p－α)×(N＋1)＋Nα

因此，在此情形下，亦与上述之第1实施例相同，将无不快之声响发生，踏板之踩动亦可顺畅进行。

下面说明其他之实施例。在上述第1实施例中，乃以后轮用之多段链轮为例来说明，惟也可适用于前轮用之多段链轮：并且，也以从大径链轮1换挂链条3至小径链轮2之变快(up shift)为例来说明，惟相反地对于从小径链轮2换挂链条3至大径链轮1之变慢(downshift)用之具有易脱离齿之链轮，也可加以适用。

在上述第2实施例中，亦将特定之齿屈曲于外侧，以作为护链板(chain guard)6之支柱(stay)来利用，由此，对完全不发生作为齿之作用之非作用齿部分5A者加以说明；惟除此之外，对于以提高变速性为目的，将一部分齿加以削除，将此削除部分作为非作用齿部分5A之链轮，也可加以适用。

并且，对于通常齿4或4A之间之节距p－α，也以通常齿4或4A之驱动面为基准：进一步，对于易脱离齿5即前之通常齿4与即后之通常齿4之间之节距之和，或非作用齿部分4A之即前之通常齿4A与即后之通常齿4A之间之节距之和，也以通常齿4或4A之驱动面为基准来表示；惟在决定此等之节距时，亦未必一定以驱动面为基准来考量；以齿底之中心或齿尖之中心为基准来考量，或者，以形成通常齿4或4A之驱动面之齿底附近之圆弧面之中心为基准来考量等，将可进行种种之变型及应用。

Claims (7)

1.一种自行车用链轮，由不同径的两枚以上的链轮(1)、(2)所构成，且在此等链轮(1)、(2)之至少一枚的链轮(1)中，至少将连续两枚以上的齿的驱动面(5a)侧加以削除以作为易脱离齿(5)，其他则作为通常齿(4)；其特征在于：

所述通常齿(4)间的节距假定为p－α(p为链条节距)，所述连续的易脱离齿(5)的齿数假定为N，则所述连续的易脱离齿(5)即前的通常齿(4)与即后的通常齿(4)之间的节距之和为P，将满足下式：

         P＞(p－α)×(N＋1)

2.根据权利要求1所述的自行车用链轮，其特征在于，所述节距之和P，将大致满足下式：

        P＝(p－α)×(N＋1)＋Nα

3.根据权利要求2所述的自行车用链轮，其特征在于，所述连续的易脱离齿(5)的齿数N为2。

4.根据权利要求3所述的自行车用链轮，其特征在于，具有所述易脱离齿(5)的链轮(1)，为大径侧的链轮。

5.一种自行车用链轮，在链轮(1A)的齿(4A)之中，将一部分的齿加以削除或屈曲，以作为非作用齿部分(5A)：其特征在于：

所述齿(4A)间的节距假定为p－α(p为链条节距)，所述非作用齿部分(5A)的相当齿数假定为N，则所述非作用齿部分(5A)即前的齿(4A)与即后的齿(4A)之间的节距之和，将满足下式：

            p＞(P－α)×(N＋1)

6.根据权利要求5所述的自行车用链轮，其特征在于，所述节距之和P，大致满足下式：

             P＝(p－α)×(M＋1)＋Nα

7.根据权利要求6所述的自行车用链轮，其特征在于，所述非作用齿部分(5A)的相当齿数N为2。

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