CN1185114C - 带有紧密连接棘轮和可拆分飞轮的自行车轮毂 - Google Patents

Abstract

自行车轮毂，包括轮毂轴、轮毂体、以及链轮支撑件。轮毂轴具有可松开地联结在一起的第一部分和第二部分。轮毂体具有外管部分、与外管部分联结的第一接合部分、以及一个内孔道。轮毂轴的第一部分可转动地支撑在内孔道内。第一接合部分上制出第一啮合面。链轮支撑件安装在轮毂轴的第二部分上，具有第二接合部分，接合部分上制出了第二啮合面，与第一啮合面不可转动地接合。第一、第二啮合面的尺寸能相互交叠，以防止在第一、第二接合部分之间未发生相对转动时二者出现轴向分离。

Description

带有紧密连接棘轮和可拆分飞轮的自行车轮毂

1.本发明领域

本发明总体上涉及一种具有可拆分飞轮的自行车轮毂。更具体来讲，本发明涉及一种自行车轮毂，其轮毂体和链轮支撑件之间带有紧密连接的棘轮机构，该棘轮机构能使得轮毂体与链轮支撑件拆分开。

2.背景技术

自行车除了作为交通工具之外，还越来越成为流行的娱乐工具。此外，自行车还成为了非常普及的体育比赛项目。无论自行车是用作休闲娱乐、交通还是用作体育比赛，自行车行业的厂商都始终在改进其各个部件。在最近几年来，自行车上一个尤其被广泛改型的部件就是自行车后轮毂的飞轮。

具体来讲，大部分自行车都具有多个速比。自行车上通行的一种传动系包括采用多个链轮，它们安装在自行车后轮的轮毂上。在蹬行过程中，自行车链条与某个后链轮相啮合来驱动后车轮。当骑车者停止蹬车时，后车轮应当在链轮保持不动的情况下能继续转动。相应地，后轮毂上应设置一个带有单向离合器的飞轮。

随着自行车变速齿轮传动机构的速比设置得越来越多，为后轮设置的多级链轮单元就带有越来越多的链轮，目前的数目为5到7个。这就需要有简化的安装结构和容易的安装方法。

在自行车的后轮毂上通常安装这样的飞轮：它只能在一个转动方向上将转动力传递到自行车后轮。使用了这样的飞轮，就使得自行车可无须脚蹬转动就能自由地向前行进。飞轮包括轴毂型飞轮，其通过旋拧在后轮毂上，而安装在后轮毂的轴毂上；另一种类型是自由轮毂型飞轮，该飞轮作为后轮毂的一个整体部件被固定在后轮毂上。所有这两种飞轮都具有一个外管件、一个内管件，其中的内管件安装在外管件的径向内侧，这样就使得内管件能相对于外管件自由地转动，且在外管件和内管件之间安装了一个单向离合器，以将外管件的驱动力只在一个转动方向上传递到内管件上。外管件上安装了多个齿轮，而内管件则通常固定在自行车的后轮毂上。

在链轮和轴毂之间设置了花键，以可靠地抑制它们间的相对转动。由于这样的单元被用在自行车的后轮上，且必须要通过一个单向机构在后轮轴和轴毂之间传递驱动力。为此目的，轴毂就被制成单向离合器的外座圈，且单向离合器和内座圈被布置在轴毂的内周面上。

由于在过去的几年内，链轮或齿轮数目有了增加，所以飞轮变得又大又重。此外，由于链轮或齿轮数目的增加，所以从链轮作用到飞轮上的扭矩范围也更宽泛。

由于上述的情况，人们需要有一种自行车轮毂：其带有可拆分的飞轮，能克服上文提到的现有技术存在的不足。本发明致力于现有技术中的这一需求以及其它的需求，从本文的描述，这一点对本领域技术人员来讲将变得显见的。

本发明概述

本发明的一个目的是设计一种带有紧密连接的棘轮机构的自行车轮毂，其具有简化的结构。

本发明的另一个目的是提供一种带有紧密连接棘轮机构的自行车轮毂，其能实现安装的简化。

本发明的又一个目的是设计一种带有紧密连接棘轮机构的自行车轮毂，其能将轮毂体与链轮支撑件脱开，这样就使得其在制造和组装过程中，相对简单且成本低。

通过提供一种自行车轮毂，基本可实现上述的目的，该轮毂包括一个轮毂轴、一个轮毂体和一个链轮支撑件。其中的轮毂轴具有一个第一部分和一个可脱开地联结到第一部分上的第二部分。所说轮毂体具有一个外管部分、一个与外管部分联结的第一接合部分、以及一个内孔道。轮毂轴的第一部分可转动地支撑在内孔道内。第一接合部分上制出了一个第一啮合面。链轮支撑件安装在轮毂轴的第二部分上，且具有一个第二接合部分，其制出了一个第二啮合面，第二啮合面与第一啮合面不可转动地接合。第一、第二啮合面的尺寸被设计成能相互搭接，以防止在第一、第二接合部分之间未发生相对转动时二者出现轴向分离。

从下文参照附图的详细说明，本领域普通技术人员可显见地认识到本发明这些目的、以及其它的目的、特征和各个方面、以及优点。其中的附图公开了本发明的一种优选实施例。

附图简要描述

下面参照附图，这些附图作为原始公开的一部分；

图1是一辆普通自行车的侧视图，其上装有根据本发明的后轮毂；

图2是对图1所示自行车轮毂的放大的、局部分解轴测视图；

图3是对图2所示轮毂的局部分解、局部为背面的、放大的轴测视图，图中部分结构已被剖去以显示出在完全接合之前的链轮支撑件和接合元件；

图4是对图2、3所示后轮毂的、局部为背面的放大轴测视图，图中部分结构已被剖去以表示链轮支撑件和接合元件的接合关系；

图5是图1-4中所示的后轮毂在组装后的放大的部分截面视图；

图6是图1-5所示的后轮毂在链轮支撑件与轮毂体拆开后的部分截面视图；

图7是对图2-6中所示的链轮支撑件的放大的局部截面视图；

图8是图7所示的链轮支撑件的端面视图；

图9是图7和图8所示的链轮支撑件另一端的端面视图；

图10是对图2-6所示的后轮毂的轮毂体上的接合元件的放大的部分剖面视图；

图11是对图10所示的接合元件的端面视图；

图12是图10、11所示的接合元件另一端的端面视图；

图13对图2-12中所示的接合元件和链轮支撑件的放大的、部分轴测视图，表示了在接合之前的链轮支撑件和接合元件；

图14的截面示意图表示了图13中所示的链轮支撑件和接合元件上的突起和凹陷；

图15对图2-12中所示的接合元件和链轮支撑件的放大的、部分轴测视图，表示了一种中间接合状态；

图16是图15所示状态下的链轮支撑件和接合元件上的突起和凹陷的截面示意图；

图17对图2-12中所示的接合元件和链轮支撑件的放大的、部分轴测视图，表示了接合后的状态；

图18是图17所示状态下的链轮支撑件和接合元件上的突起和凹陷的截面示意图；以及

图19中放大的截面示意图表示了链轮支撑件上的一个突起和接合元件上的一个凹陷在相互接合前的状态。

对优选实施例的详细描述

首先参见图1，图中所示的自行车10安装有根据本发明的后轮毂，该轮毂的结构在下文公开。自行车10具有一个构架12，在构架12上可动地联结着一个前叉架13、以及固定地联结着一个后叉架15。后轮16通过一个后轮毂18可转动地联结到后叉架15上，前轮14通过一个前轮毂17可转动地联结到前叉架17上。在构架12上可调节地联结着一个鞍座，并在前叉架13上联结着一个车把11以用来对前轮14进行转向。一个驱动系19联结在构架12上以驱动自行车10。驱动系19基本上包括一个前链轮套件19a、一对带有脚蹬19c的曲柄19b、一条驱动链19d、以及一个后链轮套件19e。前链轮套件19a通过底托架(图中未示出)可转动地联结在构架12上。后链轮19e以一种相对常见的方式联结到后轮16的后轮毂18上。

由于自行车10的各个部件在本领域中是公知的，因而除了那些要根据本发明进行改型的部件之外，本文不对其它部件进行详细的讨论和描述。更具体来讲，本文不对自行车10的部件进行讨论和描述，除了那些与后轮毂18有关系的部件之外。此外，对本领域技术人员来讲显而易见的是：由本文的公开，本文中未进行描述和/或讨论的各个其它常见部件都可和本发明配套使用，其中的其它部件例如为刹车、变速器、其它的链轮等等。

下面参见图2-6，后轮毂18基本上包括一个轮毂轴20、一个轮毂体22、和一个链轮支撑件24。轮毂轴20可转动地支撑在轮毂体22中的一个内孔道中，并轴向延伸出轮毂22的两端。轮毂体22上联结着一个接合元件26(即一个接合部分)。当该后轮毂18组装完成时，该接合元件不可转动地联结到链轮支撑件24上。轮毂轴20最好被制成可脱开地联结一起的两段，这样就可以使轮毂体22与链轮支撑件24分开。接合元件26最好是通过一个单向离合器联结到轮毂体22上，这样就使得接合元件26可相对于轮毂体22只在一个方向上自由地转动。而当接合元件在相反的另一个方向上转动时，轮毂体22则和接合元件26一起转动。

轮毂体22最好是安装在轮毂轴20的一段上，而链轮支撑件24则最好是可自由转动地安装在轮毂轴20的另一段上。轮毂轴20的两段最好是螺纹联结在一起，这样就可以在无须将链轮支撑件24从后叉架15拆下的条件下使链轮支撑件24与轮毂体22脱开。在所示的实施例中，链轮支撑件24、接合元件26、以及一个单向离合器28构成了飞轮的各个部件。当然，对本领域技术人员来讲，从本文的公开可很显然地认识到：如果条件允许和/或需要的话，本发明也可用于不带有单向离合器(即飞轮)的轮毂。此外，此处所用的词语“链轮支撑件”是指轮毂上直接或间接地支撑着至少一个连接的那个部分。

仍参见图2-6，轮毂轴20基本上包括一个第一部分30和通过螺纹连接旋接到第一部分30上的第二部分32。最好是：第一部分30可转动地支撑在轮毂体22的内孔道中，而链轮支撑件24则安装在轮毂轴20的第二部分32上。此外，第一部分30最好是与第二部分32螺纹连接，这样就可以使第一部分30能与第二部分32分开。最好是：轮毂轴20的直径要足够大，以使可分开的轮毂轴20具有足够的强度。

轮毂轴20的第一部分30最好是一个由轻质的、刚性金属材料制成的细长圆筒形元件，其中的金属材料例如是铸铝、钛或钢铁。当然，如果条件允许和/或要求，第一部分30也可用任何合适的材料来制造。此外，第一部分30最好具有恒等的圆形截面。轮毂轴20的第一部分30基本包括一个第一端部34、一个与第一端部34轴向离开的第二端部36、以及一个在第一端部34和第二端部36之间延伸的中间段38。

第一端部34上最好设置有顺时针方向的外螺纹，用来可脱开地将第一部分30和第二部分32联结。此外，第一端部34在靠近中间段38的位置处最好用通常的方式安装一个挡圈31。在第一部分30被安装在轮毂体22中之后，该挡圈被安装到第一部分30上，这样第一部分32就保持在轮毂体的内孔道中了。挡圈31最好是一个内螺纹环件或一个C型卡。当然，挡圈31可根据需要和/或要求采用各种形式。

第二端部36被设计成这样：使得第二端部36上带有快松机构37，该机构37以常用的方式安装着。这样，快松机构37就以一种相当普遍的方式将后轮毂18的一侧与后叉架15相联结，对此内容，下文将有更为详细的讨论。

中间段38是一个延伸在第一端部34和第二端部36之间的圆柱棒状部分。轮毂轴20的中间段38与相当普通的形式那样，其尺寸和构造适于可滑动并自由地转动地容纳在轮毂体22的一部分中。

如图5和图6所示，轮毂轴20的第二部分32最好是一个具有变化横截面的台阶状圆柱件，其用来支撑链轮支撑件24。此外，第二部分32最好确定一个最小直径，以使得可分开的轮毂轴20具有足够的强度，并最好是由轻质的、刚性金属材料制成的细长圆筒形元件，其中的金属材料例如是铸铝、钛或钢铁。当然，如果条件允许和/或要求，第二部分32也可用任何合适的材料来制造。第二部分32基本包括一个第一端部40、一个与第一端部40轴向离开的第二端部42、一个在第一端部40和第二端部42之间延伸的中间台阶段44、以及一个在第二部分32中穿通的通孔46。

第一端部40上最好设置有用来接纳一个螺母41的外螺纹，螺母41螺纹连接到第一端部40上，以将后轮毂18的一侧以普通的方式联结到后叉架15上。此外，第一端部40在第二部分32上最好具有较小的外径或最小外径，而第二端部42则是第二部分32上外径较大的一端。

第二端部42具有一个外表面43，其尺寸和构造是这样的：使得链轮支撑件24能可自由转动地安装在其上。更具体来讲，外表面43包括一对环状的曲面轴承凹槽，该凹槽的构造适于容纳多个滚珠或滚球45，以将链轮支撑件24以普通的方式可自由转动地安装到轮毂轴20的第二部分32上。

通孔46基本上包括一个端部47a、一个螺纹段47b、以及一个在端部47a和螺纹段47b之间延伸的圆筒形中间段47c。通孔46的端部47a位于第一端部40的内部，且截面最好是六边形的，以不可转动地容纳普通的六角头扳手。这样，轮毂轴20的第二部分32可通过在端部47a中插入一个六角头扳手来防松转动。螺纹段47b位于轮毂轴20第二部分32的第二端部42内部。螺纹段47b的尺寸和构造适于螺纹连接地容纳第一部分30上带有螺纹的第一端部34，这样轮毂轴20的第一部分30和第二部分32就可以螺纹联结在一起。相应地，当第一部分30与第二部分32螺纹联结在一起后，第一部分30和第二部分就成为了后轮毂18的一根整轴元件。

仍然参见图2-6，轮毂体22基本上包括一个外管部分50、一个管状内套部分52、以及一对轴承组件54，轴承组件54以一种可自由转动的形式将内套部分52和外管部分50转动地联结到一起。轮毂轴20的第一部分30最好是可转动地支撑在内套部分52中，而内套部分52位于外管部分50的内孔道中。轮毂体22最好还如下文就要详细讨论的那样，带有单向离合器以及一个接合部分。

外管部分50是一个管状元件，且如图5和图6所示那样，其内圆截面和外圆截面都是变化的。此外，外管部分50最好是由轻质的、刚性金属材料制成的，例如为铸铝、钛或钢铁。当然，如果条件允许和/或要求，外管部分50也可用任何合适的材料来制造。外管部分50包括一对在轴向上相互分开的环形辐条安装缘板51，以普通的方式将轮毂体22联结到车轮16的轮圈上。辐条安装缘板51从外管部分50的相对两端伸出，并是外管部分50上两邻近的自由端。在安装缘板51上连接了多根辐条，以普通的方式将轮毂体22固定到车轮16上。

外管部分50最好还包括一对相互面对的顶接表面或顶接肩台53，用来固定轴承组件54，防止其在纵向上(即轴向上)运动向对方。外管部分50最好在一端上还包括一个凹陷55，而在另一端上设置一个刹车盘安装部分57。凹陷55最好是一个制有顺时针内螺纹的凹陷，并适于在其中容纳单向离合器28的一部分。刹车盘安装部分57最好具有多个螺纹连接孔，用来在其上以普通的方式安装一个制动盘。当然，本领域技术人员从本文的公开显然可认识到：本发明的轮毂18也可根据需要和/或要求的那样，用在通常的轮圈制动的情况。例如，也可以取消刹车盘安装部分57(即，螺纹安装孔可被取消，且外管部分50的形状也可进行改动)。

凹陷55最好是一个台阶形的凹陷，且带有用来容接单向离合器28部件的内螺纹。外管部分通过单向离合器28、以相当普通的形式联结到接合部分26上，这些内容将在下文作更为详细的讨论。因而，接合元件26最好是可相对于外管部分50在一个第一转动方向上自由转动，且与外管部分50接合通过单向离合器28在第二转动方向上与外管部分50一起转动，这些内容将在下文更为详细地进行讨论。

轴承组件54是相当常见的，这两个组件都基本包括一个内座圈、多个滚珠或钢球珠、以及一个外座圈。每个外座圈都与外管部分50的内表面、以及外管部分50的顶接肩台53相接触，如上所述的那样，以固定轴承组件54使其不发生轴向窜动。每个内座圈最好与内套部分52的外表面相接触，使得内套部分52能相对于外管部分50自由地转动。

仍然参见图2-6，内套部分52最好是一个细长的管状元件，且如图5和图6所清楚表示的那样，其具有呈肩台状的圆形截面。另外，内套部分52最好是由轻质的刚性金属材料制成的，例如为铸铝、钛或钢铁。当然，内套部分52也可以根据需要和/或要求用任何合适的材料制造。内套部分52基本上包括一个支撑段66、一个从支撑段66延伸出的肩台管状端部68(或细长管状段)、以及一个通孔70，通孔70穿通支撑段66和肩台段68。

内套部分52的支撑段66上局部带有螺纹外表面，以适于支撑轴承组件54，使得外管部分50能相对于内套部分52自由地转动。肩台管状部分68的尺寸和结构适于定位其中的一个轴承组件，使其不发生轴向窜动。此外，肩台管状部分68具有这样的外表面：其使得接合元件26可绕内套部分52自由地转动，并轴向定位在轮毂体22的凹陷55中。更具体来讲，肩台部分68的外径最好要小于接合元件26的内径。此外，肩台部分68的尺寸和构造是这样的：使得在其上可联结一个离合器定位元件69，以防止单向离合器28从凹陷55中脱出。

通孔70包括一个凹陷部分，当后轮毂18组装完成后，该凹陷部分靠近轮毂轴20的第二部分32，通孔70的凹陷部分使得第一部分30上的开有螺纹的第一端部34(以及在其上安装的挡圈31)被限制在通孔70中，这样轮毂体22就可从链轮支撑件24上拆下。通孔70的该凹陷部分形成了一个内部顶接肩台，其可防止第一部分30以及挡圈31的移动。内套部分50的通孔最好是一个圆筒状的通孔，其直径要略大于轮毂轴20的第一部分30的直径，这样就使得第一部分30可在通孔70中自由转动和滑动。这样，第一部分30上带有螺纹的第一端部34就被限定在通孔70中了。

下面参见图2-9将对链轮支撑件24进行详细的讨论。链轮支撑件24最好是一个用基本为硬刚性的材料制成的单体构件，例如，链轮支撑件24可用诸如铝、钛或钢铁等略重的轻质金属材料制造。链轮支撑件24是一个管状元件，并基本上包括接合部分71、一个链轮支撑段72、以及轴向穿通的通孔74。

在该优选实施例中，链轮支撑件24具有七个链轮19e，它们不可转动地安装在链轮支撑件24的外表面上。如常用的形式那样，链轮19e之间的间距由多个垫圈确定保持。当然，本领域技术人员从本文的公开可显然地认识到：可以根据需要和/或要求，链轮支撑件24上安装更多/更少的链轮19e。在任何情况下，链轮支撑件24上应直接或间接地支撑着至少一个链轮。

接合部分71包括一个轴向对置环形面76，以及一组轴向对置突起77，这些突起从轴向对置表面76上突出。链轮支撑段72包括一组轴向花键78，它们在其外周面上延伸，用来以常见的方式那样不可转动地在支撑段上固定链轮19e。每个花键78都具有一个顶接止挡79，其从支撑段上径向向外延伸。顶接止挡79以常见的方式限制了链轮19e在链轮支撑件24外表面上的轴向运动。

轴向对置环形面76和突起77一起构成了一个啮合表面，以与轮毂体22上的啮合表面不可转动地相接合，这方面的内容将在下文作更为详细的讨论。更具体来讲，突起77和对置环形面76的尺寸和构造被设计成能不可转动地与接合部分26的啮合表面相接合。这两个啮合表面的尺寸是这样设计的：使得它们能在圆周方向上交叠，这样就防止了接合元件26与链轮支撑件24在轴向上分离，除非在链轮支撑件24和接合元件26之间发生了相对转动的前提下，这方面内容将在下文作详细讨论。

仍参见图2-9，突起77绕轴向对置环形面76圆周设置，且相互等距。此外，每个突起77都最好是由一个第一斜面77a、第二斜面77b、以及一个轴向端面77c构成的。每个突起77的第一、第二斜面77a、77b在圆周方向上都是相互隔开的，并通过轴向端面77c连接起来。每个轴向端面77c最好都基本平行于轴向对置环形面76。此外，如图19所示，每个轴向端面都最好离开轴向对置表面76一段轴向距离X，其约为2.5毫米。换句话说，突起77的轴向厚度X最好约为2.5毫米。相应地，突起77应被认为属于浅型廓的突起。但是，尽管采用了这种所谓的浅型廓突起77，但仍可在接合元件26和链轮支撑件24之间实现可靠的不可转动的接合关系。

每个突起77还最好包括一个内圆周向延伸表面77d以及一个外圆周向延伸表面77e，内圆周向延伸表面77d最好基本垂直于轴向对置表面76。外圆周向延伸表面也最好大体垂直于轴向对置表面76，但却包括一个与轴向端面形成的曲面相交表面。圆周方向的内、外延伸表面77d和77e最好是基本相互同心的曲面(即：平行的圆柱表面)。这样，如图8所示那样，每个突起的径向宽度都为S。

下面将详细地讨论突起77的第一、第二斜面77a和77b的结构。最好是：如图19所示，第一斜面77a和轴向表面76形成了一个锐角A。此外，如图19所示，第二斜面77b与轴向表面76所成的夹角B为钝角。此外，每个突起77的第一、第二斜角面77a和77b最好被设置成绕链轮支撑件24的接合部分71在圆周方向上具有相同的朝向。换句话说，第一斜面77a在圆周方向上与相邻突起77上对应的第二斜面77b相间隔。在第一斜面77a和轴向表面76之间所成的锐角A最好约为80度，而在第二斜面77b和轴向表面76之间所成的钝角B约为150度。这样，突起77就略微向圆周方向延伸。

下面将参照图2-6和图10-12对接合元件26进行详细的讨论。接合元件26最好是用基本为硬刚性的材料制成一个单体元件。例如：接合元件26可以用轻质金属制造，这些金属诸如铝、钛或者是钢材等略重的材料。接合元件26是一个管状元件，基本上包括一个接合部分80、一个管状部分82、以及一个通孔84。管状部分82从接合部分80轴向伸出，并构成了单向离合器28的部件，这一点将在下文作更详细的讨论。通孔84的尺寸和构造可使得内套部分52和轮毂轴20第一部分30在其中自由地转动。

接合部分80基本上包括一个轴向对置环形面86以及其上制出的多个轴向延伸的凹陷87。轴向对置表面86和凹陷87形成了啮合表面，其尺寸和构造适于和链轮支撑件24上的突起77和轴向对置表面76卡合。更具体来讲，这两个啮合表面(分别属于接合元件26和链轮支撑件24)的尺寸是这样设计的：使得它们能在圆周方向上交叠，这样就防止了接合元件26与链轮支撑件24在轴向上分离，除非在链轮支撑件24和接合元件26之间发生了相对转动。

凹陷87在圆周方向上绕轴向对置环形面86设置，并相互等距。此外，每个凹陷87都最好是由一个互补的第一斜面87a、一个第二互补斜面87b、以及一个互补轴向端面87c。每个凹陷87的第一和第二斜面87a、87b在圆周方向上相互隔开，并由轴向端面87c连接。每个轴向端面87c最好都基本平行于轴向对置的环形表面86。此外，如图19所示，每个轴向端面87c都最好离开轴向对置表面86一段轴向距离Y，其约为2.5毫米。换句话说，凹陷87的轴向深度Y最好约为2.5毫米。相应地，凹陷87应被认为属于浅型廓的凹陷。但是，尽管采用了所谓的浅型廓突起77和凹陷87，但仍可在接合元件26和链轮支撑件24之间实现可靠的不可转动的接合关系。

每个凹陷87最好还包括一个第三斜面87d，其从互补轴向端面87c在径向方向上向内延伸向轴向对置环形面86。换句话讲，凹陷87并不包括一个用来和突起77上的表面77d配合的互补的内圆周向延伸表面。此外，在每个凹陷的第一、第二斜面87a、87b之间周向延伸着第三斜面87d。因而，每个凹陷87的最大径向宽度T都大于每个突起77的径向宽度S，且其最小径向宽度大体等于每个突起77的径向宽度S。还句话讲，每个突起的径向宽度都基本是恒定的，而凹陷87却由于第三斜面87d的结构，所以径向宽度是不定的。

第三斜面87d作为一个斜坡面(即倾斜面)，当链轮支撑件24在横向方向上相对于轮毂体22运动时，其可导引突起77。但是，如图19所示，在圆周方向上，凹进87的横截面基本上与突起77的横截面相同。因而，如下文更详细讨论的那样，当突起77完全容纳在凹陷87中时(假如限制了轴向分离的发生)，接合元件26和链轮支撑件24可以在两个方向上一起转动。

在所示的实施例中，轴向表面86和凹陷87被看作是第一啮合表面，而轴向表面76和突起77被看作是第二啮合表面。换句话讲，接合元件26具有一个朝向第一轴向方向的第一啮合表面，且链轮支撑件24具有一个朝向第二轴向方向的第二啮合表面，其中的第二轴向方向与第一轴向方向相反。

参见图7-12，如上所述，凹陷87的第一和第二斜面87a、87b与突起77的第一和第二斜面77a和77b相互补。另外，如上所述的那样，第一斜面77a和87a是反向的相对表面，而第二斜面77b和87b也是反向的相对表面。此外，锐角表面77a和87a最好被布置在一个第一圆周朝向上。换句话讲，当从图12中来看时，斜面87a位于凹陷87上顺时针一侧，而当从图8来看时，斜面77a则布置在突起77逆时针的那一侧。但是，图8和图12分别是对链轮支撑件24和接合元件26的相反的端面视图。这样，当链轮支撑件24与接合元件26相接合时，斜面77a和87a就相互接触了。

参见图13-18，当链轮支撑件在主动方向(即顺时针方向)上相对于凹陷87转动时，就可以实现如图17、18所示的、在顺时针方向上的紧固连接。该顺时针方向可被认为是链轮支撑件相对于轮毂体22的主动旋转方向(即驱动系19的主动转动方向)。单向离合器28被定位成使接合元件26在主动方向上转动，轮毂体22的外管部分50也在主动方向上转动。在另一方面，如果链轮支撑件24在图17和图18中的负方向(即逆时针方向)上转动，则接合元件26就可相对于外管部分50在负方向上自由转动。这样，接合元件26就可以与链轮支撑件一起在负方向上转动。

单向离合器28是相当常见的，其包括一个爪簧、和在爪簧上三个相互成120度间隔的棘爪(图中未示出)。单向离合器28还包括轮毂体22和接合元件26上的几个部分。尤其是，单向离合器28包括接合元件26上的一个环形沟槽和三个棘爪座、以及外管元件82上的棘齿。外管元件82螺纹连接到轮毂体22的外管元件50上的凹陷55中。爪簧位于沟槽中，用来如常见的方式那样，将棘爪固定在棘爪座中。在正常状态下，棘爪与棘齿相接合，从而轮毂体22就如常见的形式那样，可绕纵向轴线在一个方向上转动，但却不能在另一个方向上转动。

下面将详细地描述后轮毂18的装配及工作。如图2所示，轮毂体22基本上是将轮毂轴20的第一部分30旋装到其中。而链轮支撑件24是基本上与轮毂轴20的第二部分32装配在一起。然后将第一部分30与轮毂轴20的第二部分螺纹连接起来，以不可转动地联结链轮支撑件和轮毂体上的接合元件26。然后将后轮毂安装到后叉架15上。具体来讲，旋紧螺母41，并合上快松机构37，来将后轮毂18固定到后叉架15上。

当后轮毂18被安装到自行车10的后叉架15上时，在链轮支撑件24与接合元件26之间未设置任何的轴向间隙。因而，当轮毂18被安装到后叉架15上时，链轮支撑件24与接合元件26将一起转动。换句话讲，接合元件26与链轮支撑件将保持紧固的接合关系。但是，如果设置了轴向间隙，第二斜面77b和87b、第三斜面87d就可以作为斜坡表面，来使链轮支撑件24和接合元件26脱开。但是，除非在锐角表面77a和87b之间发生了相对转动，否则链轮支撑件24将不会与接合元件26在轴向上脱开。相应地，当在后叉架15间设置了轴向间隙时(当快松机构37被松开时)，轮毂体22就可以在横向上移动。斜面77b、87b和87d然后就会使得链轮支撑件24相对于接合元件26转动，这样就可以如图4所清楚表示的那样，无须将链轮支撑件从后叉架14上拆下，就能将轮毂体22从后叉架15上拆下。如图3所示，当轮毂体22被重新安装时，这些表面也作为安装导引的斜坡表面。

本文所用的表示程度的术语“基本上”、“大概”“约为”是指不对最终结果造成显著影响的、对其所修饰的词语合乎情理的偏移值。这些术语应被理解为：在不否定其所修饰词语的含义的前提下，所修饰词语的±5％的偏差量。

尽管只选了几个实施例来描述本发明，但对于本领域技术人员来讲，很显然：从本文的公开出发，在不超出本发明范围的前提下，可以由多种形式的改动和变型，其中本发明的范围限定在所附的权利要求书中。此外，前述对本发明实施例的描述只是为了进行阐述，而不是为了对应由权利要求书和其等效形式确定的本发明范围进行限定。

Claims (25)

1.一种自行车轮毂，其包括：

一个轮毂轴，其具有一个第一部分和一个可脱开地联结到第一部分上的第二部分；

一个轮毂体，其具有一个外管部分、一个与所说外管部分联结的第一接合部分、以及一个内孔道，所说轮毂轴的所说第一部分可转动地支撑在内孔道内，所说第一接合部分上制出了一个第一啮合面；以及

一个链轮支撑件，该链轮支撑件安装在所说轮毂轴的所说第二部分上，且具有一个第二接合部分，该接合部分上制出了一个第二啮合面，第二啮合面与所说第一啮合面不可转动地接合，其特征在于：所说第一、第二啮合面的尺寸被设计成能相互交叠，以防止在所说第一、第二接合部分之间未发生相对转动时二者出现轴向分离；

所说第一、第二啮合面之一包括一组圆周方向布置的突起，它们从一个第一轴向对置环形面上轴向伸出；所说第一、第二啮合面中的另一个包括一组圆周方向布置的配装凹陷，它们制在一个第二轴向对置环形面上；

所述第一和第二啮合面之一包括一有角度的表面，

其从轴向对置面之一上向内径向延伸。

2.根据权利要求1所述的自行车轮毂，其特征在于：每个所说凹陷的轴向深度都基本上等于每个突起的轴向厚度。

3.根据权利要求2所述的自行车轮毂，其特征在于：每个所说突起的轴向厚度约为2.5毫米。

4.根据权利要求1所述的自行车轮毂，其特征在于：每个所说凹陷的最大径向宽度都大于每个所说突起的径向宽度，且其最小径向宽度基本上等于每个所说突起的所说径向宽度。

5.根据权利要求1所述的自行车轮毂，其特征在于：所说第二啮合面是在所说第一轴向对置环形面上制出的，并在该啮合面上延伸出多个圆周布置的突起；所说第一啮合面是在所说第二轴向对置环形面上制出的，并在该啮合面上制出多个圆周布置的凹陷。

6.根据权利要求1所述的自行车轮毂，其特征在于：每个所说突起都包括一个第一斜面、一个与所说第一斜面在圆周方向上间隔开的第二斜面、以及一个连接了所说第一、第二斜面的轴向端面。

7.根据权利要求6所述的自行车轮毂，其特征在于：所说轴向端面基本上平行于所说第一轴向对置环形面。

8.根据权利要求6所述的自行车轮毂，其特征在于：每个所说凹陷具有一个互补的第一斜面、一个互补的第二斜面、以及一个连接了所说第一互补斜面和第二互补斜面的轴向互补端面。

9.根据权利要求8所述的自行车轮毂，其特征在于：每个所说突起包括一个内圆周向延伸表面，其基本上垂直于所说第一轴向对置环形面。

10.根据权利要求9所述的自行车轮毂，其特征在于：每个所说凹陷包括一个第三斜面，其从所说轴向互补端面在径向上向内延伸向所说第二轴向对置环形面。

11.根据权利要求8所述的自行车轮毂，其特征在于：每个所说凹陷包括一个第三斜面，其从所说轴向互补端面在径向上向内延伸向所说第二轴向对置环形面。

12.根据权利要求8所述的自行车轮毂，其特征在于：所说第一和第二斜面之一与所说第一轴向对置环形面夹成了一个锐角。

13.根据权利要求12所述的自行车轮毂，其特征在于：所说锐角约为80度。

14.根据权利要求12所述的自行车轮毂，其特征在于：所说第一和第二斜面中的另一个与所说第一轴向对置环形面夹成了一个钝角。

15.根据权利要求14所述的自行车轮毂，其特征在于：所说钝角约为150度。

16.根据权利要求14所述的自行车轮毂，其特征在于：每个所说突起包括一个内圆周向延伸表面，其基本上垂直于所说第一轴向对置环形面。

17.根据权利要求16所述的自行车轮毂，其特征在于：每个所说凹陷包括一个第三斜面，其从所说轴向互补端面在径向上向内延伸向所说第二轴向对置环形面。

18.根据权利要求17所述的自行车轮毂，其特征在于：所说突起的所说轴向端面、以及所说的轴向互补端面基本上平行于所说第一和第二轴向对置环形面。

19.根据权利要求1所述的自行车轮毂，其特征在于：所说轮毂的所说第一部分与所说轮毂轴的所说第二部分螺纹联结。

20.根据权利要求1所述的自行车轮毂，其特征在于：所说链轮支撑件可自由转动地安装在所说轮毂轴的所说第二部分上。

21.根据权利要求1所述的自行车轮毂，其特征在于：所说轮毂体包括一个单向离合器，其将所说第一接合部分与所说外管部分相联结，从而构成一个飞轮。

22.根据权利要求1所述的自行车轮毂，其特征在于：所说轮毂体包括一个管状内套部分，其可转动地联结到所说轮毂轴的所说第一部分上。

23.根据权利要求22所述的自行车轮毂，其特征在于：所说内套部分在其一个自由端制出了一内部扩大段，以形成一个内部顶接肩台。

24.根据权利要求23所述的自行车轮毂，其特征在于：所说轮毂轴的所说第一部分上设置了一个挡圈，以防止所说轮毂轴的所说第一部分从所说内套部分中移出。

25.根据权利要求1所述的自行车轮毂，其特征在于：所说轮毂轴的所说第一部分上可松开安装着一个挡圈，以将所说轮毂轴的所说第一部分固定在所说轮毂体中。

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