CN1799932A - 换位辅助齿半径比参考齿半径大的自行车链轮齿 - Google Patents

Abstract

一种自行车链轮，包括链轮体，其具有第一侧面和第二侧面；多个链轮齿，从所述的链轮体的根部沿径向向外延伸；以及换位辅助凹部，其形成于第一链轮齿下方的根部，并位于所述链轮体的第一侧面。第二链轮齿的径向最外部表面限定参考齿半径，第三链轮齿径向最外部表面限定换位辅助齿半径。所述的第三链轮齿的径向最外部表面具有凸起形状，而且换位辅助齿半径比参考齿半径大。

Description

换位辅助齿半径比参考齿半径大 的自行车链轮齿

技术领域

本发明涉及自行车，尤其涉及用于自行车的多级链轮组件，其中该多级链轮组件包括至少一个较大直径链轮和至少一个较小直径链轮，这些链轮安装在自行车的后轮毂上以移动用于改变自行车速度的传动链。

背景技术

美国专利No.4,889,521公开了一种多级链轮组件，其包括至少一个较大直径链轮和至少一个较小直径链轮，按照一定的关系组装，以便在链条从该较小直径链轮移动到该较大直径链轮时，该较大直径链轮的一对邻接齿之间的中心点与该较小直径链轮的一对邻接齿之间的中心点位于沿链条路径延伸的切线上。中心点之间的距离基本等于链条节距的整数倍。链条引导部件位于该较大直径链轮的内表面，当链条在中心点之间传动时，该链条导向部件的位置对应于链条路径，使该链条沿链轮组件的轴向朝该较大直径齿轮轻微移动。这有利于链条从较小直径链轮移动到较大直径链轮。在较大直径链轮上的一个或多个齿从链轮体的中心线偏移或倾斜，以进一步促进链条从较小直径链轮移动到较大直径链轮。

发明内容

本发明涉及自行车链轮的多个特征。在一个实施例中，自行车链轮包括链轮体，其具有第一侧面和第二侧面；多个链轮齿，从所述的链轮体的根部沿径向向外延伸；以及换位辅助凹部，其形成于第一链轮齿下方的根部，并位于所述链轮体的第一侧面。第二链轮齿的径向最外部表面限定参考齿半径，第三链轮齿径向最外部表面限定换位辅助齿半径。所述的第三链轮齿的径向最外部表面具有凸起形状，而且换位辅助齿半径比参考齿半径大。另外的独创性特征在下文的描述中可以明显地看出，这些特征可以单独或与以上特征一起作为权利要求及其等同要求所述的更多发明的基础。

附图说明

图1是第一和第二链轮的具体实施例的侧面视图；

图2A是换位辅助齿的具体实施例的正视图；

图2B是换位辅助齿的俯视图；

图2C是换位辅助齿更详细的俯视图；

图2D是换位辅助齿的后视图；

图2E是图2B中沿2E-2E方向的视图；

图3是示出了当换位辅助齿与自行车链条的外链节板对齐时自行车链条从第一链轮向第二链轮换位的俯视图；

图4是示出了当换位辅助齿与自行车链条的内链节板对齐时自行车链条从第一链轮向第二链轮换位的俯视图；

图5是示出了当换位辅助齿与自行车链条的内链节板对齐时自行车链条从第一链轮向第二链轮换位的斜视图；

图6是示出了当换位辅助齿与自行车链条的外链节板对齐，并且变速器的移动比预期的小时自行车链条从第一链轮向第二链轮换位的斜视图；

图7A是换位辅助齿的另一实施例的正视图；

图7B是图7A所示换位辅助齿的后视图；以及

图8是示出了当图6A和6B所示换位辅助齿与自行车链条的外链节板对齐时自行车链条从第一链轮向第二链轮换位的斜视图。

具体实施方式

图1是较小直径第一链轮10和较大直径第二链轮14的侧面视图，链轮10和链轮14通常形成多链轮组的部件，其中，多个链轮，例如，二至九个链轮同轴安装在一起，轴向相互隔开预定的距离，以绕着公共轴线Z，如后轮毂轴限定的公共轴线旋转。在链轮安装成绕轮毂轴旋转时，通常通过多个花键19将链轮10和链轮14套装在管状的链轮安装套筒(未示出)上，该花键以公知的方式与链轮安装套筒上的对应多个花键啮合。每一链轮上的向外径向延伸的花键19a和向内径向延伸的花键19b与其余的花键19形状不同，以便在相对于其邻近链轮的预定旋转位置上固定该多个链轮中的每一个链轮。链轮安装轴套是以已知的方式围绕轮毂轴依次穿过多个滚珠轴承和一个单向联轴器而可旋转地安装。

较小直径链轮10包括链轮体34和多个从链轮体34的根部42向外径向延伸的轮齿38，根部42从链轮体34的齿根圆46向内径向延伸。如已知的，齿根圆是由链轮齿槽底部限定的一个假想圆。

类似地，较大直径链轮14包括链轮体50和从链轮体50的根部58向外径向延伸的多个链轮齿54，根部58从链轮体50的齿根圆62向内径向延伸，在该实施例中，链轮体50具有第一侧面66和第二侧面70(图2B)，其中第一侧面66位于根部58的根部侧面66a(图2B和图2C)限定根部平面P。

链轮10和14以一定关系装配，使较小直径链轮10的一对相邻齿38之间的中心点O 1和较大直径链轮14的一对相邻齿54之间的中心点O2位于切线上，如图1中点划线所示，当链条18被从较小直径小链轮10换位到较大直径链轮14时，该切线沿传动链18的路径延伸。链条18的构造是常见的，其中成对外链节板22和成对内链节板26交替，每对链节板通过连接销30与相邻的一对链节板连接。优选地，中心点O1和中心点O2之间的距离L基本上等于链条18的链条节距(连接销30之间的距离)的整数倍。

换位辅助凹部74使链条18可以朝着较大直径链轮14偏移，该换位辅助凹部74在链轮体50的第一侧面66上凹入，凹入位置对应于当链条18在O1和O2之间行进时链条18的传动路径。换位辅助凹部74优选凹入足够的深度，以防止链条18的外链节板26骑在较大直径链轮14的至少一个换位辅助齿54a上(图1示出了两个这样的齿54a)。相对于链轮10和14驱动旋转方向X，每个换位辅助齿54a都位于较大直径链轮14的中心点O2的后面。换位辅助凹部74也足够大以便容纳链条18朝向其中较大直径齿轮14的链节板。因此，链条18可以朝向较大直径链轮14第二侧面70偏移预定的量，这样，当外链节板22与换位辅助齿54a对齐时，换位辅助齿54a啮合外链节板22之间的空间18a(图3)。同样，当内链节板26与换位辅助齿54a对齐时，防止链条18的内链节板26骑在变速辅助齿54a上，如图4和图5所示。这使得在驱动旋转方向X上变速辅助齿54a后的紧邻的齿54啮合下一对外链节板22的空间18a。当然，换位辅助凹部74可以通过切除槽代替凹部而形成。根据应用情况，换位辅助凹部74跨过的齿的个数可以增加或者减少，在一些具体应用中，优选只跨过一个齿，例如齿54b。

在该实施例中，换位辅助凹部74从稍微远离中心点O1的始端边缘74a形成，其中始端边缘74a位于较小直径链轮10上限定中心点O1的两相邻齿38之间，同时位于中心点O1和中心点O2之间。始端边缘74a径向向内延伸到底部边缘74b。底部边缘74b延伸到终端74c，其中终端74c延伸进换位辅助齿54a和齿54b之间空间的底部附近，齿54b沿旋转方向X位于换位辅助齿54a的前面。换位辅助凹部74可以侧向倾斜，以进一步辅助链条18从较小直径链轮10向较大直径链轮14换位，换位辅助凹部74跨过的侧部较薄的齿可以增加圆周宽度，以提高这些齿的强度。

每个换位辅助齿54a的构造有助于链条18从较小直径链轮10向较大直径链轮14换位，其余的齿54的构造有助于链条18从较小直径链轮10向较大直径链轮14换位时中立(neutral)，或者甚至以公知的方式形成对链条18从较小直径齿轮10向较大直径齿轮14移动的阻碍。

如图2C所示，在该实施例中，换位辅助齿54a包括形成平行四边形的顶部边缘84a、84b、84c和84d。更具体而言，顶部边缘84a和84b基本是直线的、相互基本平行，并且都相对于根部平面P倾斜，而顶部边缘84c和84d基本是直线的、相互基本平行，并且都基本垂直根部平面P。移动辅助齿54a还包括突起部54c，其延伸到形成于顶部边缘84b和84d之间的拐角88a处。突起部54c从第一侧面66的根部平面P向外侧向延伸。

突起部54c的一个优点是，顶部边缘84d接近于拐角88a的部分形成接靠部，用以在内链节板26与换位辅助齿54a对齐时，如图4和图5所示，接触链条18外链节板22的前边缘22a。这有助于确保链条18与较大直径链轮14的齿54之间适当的节距调整，从而使下一对外链节板22与紧跟在移动辅助齿54a后面的齿54可靠地接合。

在该实施例中，当链轮体66的厚度大约为1.6mm时，拐角88a从根部平面P延伸大约0.2mm。当然，依据应用，从根部平面P的延伸量会变化，最大延伸量取决于链条的大小和较小直径链轮10与较大直径链轮14之间的侧向距离，从而在链条18与较小直径链轮10啮合的时候，防止拐角88a碰触链条18。在已知的链轮结构中，拐角88a可以从根部平面P延伸至大约0.4mm。

因为突起部54c从根部平面P向外侧向延伸，所以在顶部边缘84a和84d之间形成的拐角88b可以比公知的换位辅助齿设计凹入更多，以进一步辅助链条18从较小直径链轮10向较大直径链轮14换位，而不牺牲换位辅助齿54a的强度。在该实施例中，拐角88b从第二侧面70凹入大约1.3mm。当然，在其他实施例中，比如拐角88a从根部平面P凸出更多的实施例中，拐角88b可以凹入更多。

同样，因为突起部54c从根部平面P向外侧向延伸，在顶部边缘84a和84c之间形成的拐角88c可以比公知的换位辅助齿的设计凹入更多，以进一步辅助链条18从较小直径链轮10向较大直径链轮14换位，而不牺牲换位辅助齿54a的强度。在该实施例中，拐角88c从第二侧面70凹入大约1.0mm。当然，在其他实施例中，比如那些拐角88a从根部平面P凸出更多的实施例中，拐角88c可以凹入更多。

图6是斜视图，示出了当换位辅助齿54a与自行车链条18的外链节板22对齐，并且拨链器的移动比预期小时，自行车链条18从较小直径齿轮10向较大直径齿轮14的换位。在这种情况下，换位辅助齿54a的尖部不能可靠地卡住紧邻外链节板22的内表面，换档可能会失败。

为了避免上述问题，换位辅助齿54a可以改进成图7A和图7B所示的换位辅助齿54a’，换位辅助齿54a’的结构和上述实施例的换位辅助齿54a的结构仅有以下不同。在本实施例中，链轮齿54d的径向最外部表面100限定参考齿半径RR，换位辅助齿54a’的径向最外部表面104(图1中的两个换位辅助齿54a在本实施例中作为换位辅助齿54a’形成)限定换位辅助齿半径RsA，其中换位辅助齿半径RSA比参考齿半径RR较大，本实施例中公开的所有半径的起始端均为Z轴。可以有任意多个链轮齿54d，包括第一实施例中的链轮齿54b，本实施例中，所有不是换位辅助齿54a’的链轮齿都是链轮齿54d。

本实施例中，换位辅助齿54a’的径向最外部表面104形成具有该第一尖部半径RT1的第一尖部108、具有第二尖部半径RT2的第二尖部112、和具有第三尖部半径RT3的第三尖部116。在这种情况下，第一尖部半径RT1基本等于换位辅助齿半径RSA，第二尖部半径RT2基本等于参考齿半径RR，第三尖部半径RT3小于参考齿半径RR。在径向最外部表面104上位于第一尖部108和第三尖部116之间的部分呈凹入形状，用于容纳链条18的连接销30，或者容纳连接销30周围的任何其它结构。径向最外部表面104位于第一尖部108和第二尖部112之间的部分呈凸起形状，用于避免换位辅助齿54a’在参考齿半径RR之上的部位产生不必要的磨损。

图8是斜视图，示出了当换位辅助齿54a’与自行车链条18的外链节板22对齐，并且拨链器的移动比预期小时，自行车链条18从较小直径链轮10向较大直径链轮14的换位。在这种情况下，换位辅助齿54a’由外部周围表面104形成的沿径向向外的延伸部位会可靠地卡住邻近外链节板22的内表面，因此换档不会失败。

尽管上文说明了多个具有创造性特征的实施例，但是在本发明精神和范围之内还可以对本发明作进一步修改和改进。例如，换位辅助齿54a’的外部周围表面104形成的延伸部位可以应用在不具有侧向突起部54c的换位辅助齿上。不同部件的大小、形状、位置或取向可以根据需要而改变。美国专利第4889521号中公开了一些这样的变化。所示出的相互直接连接或接触的部件之间可以设置有中间结构。一个元件的功能可以由两个元件来实现，反之亦然。一个实施例中的结构和功能可以在另一个实施例中采用。一个具体实施例不必同时具有所有的优点。相对于现有技术每一独特的特征，无论是单独地还是与其他特征相结合，应当被认为是对申请人另外发明的单独说明，包括由该特征体现的结构和/或功能原理。因此，本发明的范围不应该由所公开的具体结构、或最初对具体结构或特征的明显关注或强调所限制。

Claims (19)

1.一种自行车后轮链轮，其包括：

链轮体，其具有第一侧面和第二侧面；

多个链轮齿，其从所述链轮体的根部沿径向向外延伸；

换位辅助凹部，其形成于第一链轮齿下方的根部，并位于所述链轮体的第一侧面；

其中第二链轮齿的径向最外部表面限定参考齿半径；

其中第三链轮齿的径向最外部表面限定换位辅助齿半径；

其中所述第三链轮齿径向最外部表面具有凸起形状；以及

其中所述换位辅助齿半径大于所述参考齿半径。

2.根据权利要求1所述的链轮，其中所述第一链轮齿是所述第二链轮齿。

3.根据权利要求1所述的链轮，还包括多个所述第二链轮齿。

4.根据权利要求1所述的链轮，还包括多个所述第三链轮齿。

5.根据权利要求1所述的链轮，还包括：

多个所述第二链轮齿；和

多个所述第三链轮齿；

6.根据权利要求5所述的链轮，其中所有不是第三链轮齿的所述多个链轮齿都是第二链轮齿。

7.根据权利要求1所述的链轮，其中半径大于所述参考齿半径的所述第三链轮齿的径向最外部表面具有凸起形状。

8.根据权利要求7所述的链轮，其中半径大于所述参考齿半径的所述第三链轮齿的径向最外部表面的一部分具有凹入形状。

9.根据权利要求1所述的链轮，其中所述第三链轮齿包括从所述参考齿半径沿径向向外设置的第一尖部。

10.根据权利要求9所述的链轮，其中所述第三链轮齿包括从所述第一尖部沿径向向内设置的第二尖部。

11.根据权利要求10所述的链轮，其中所述第二尖部的半径基本等于所述参考齿半径。

12.根据权利要求10所述的链轮，其中所述第三链轮齿包括从所述第一尖部沿径向向内设置的第三尖部。

13.根据权利要求12所述的链轮，其中所述第三尖部的半径小于所述参考齿半径。

14.根据权利要求13所述的链轮，其中所述第二尖部设置在所述第一尖部的第一侧，其中所述第三尖部设置在所述第一尖部的第二侧，而且其中所述第一侧与所述第二侧相对。

15.根据权利要求14所述的链轮，其中所述第二尖部沿所述链轮的驱动旋转方向设置在所述第三尖部的下游。

16.根据权利要求15所述的链轮，其中所述第三链轮齿径向最外部表面上在所述第一尖部和所述第二尖部之间具有凸起形状。

17.根据权利要求16所述的链轮，其中所述第三链轮齿上从所述第一尖部到所述第二尖部的所有径向最外部表面具有凸起形状。

18.根据权利要求1所述的链轮，其中所述根部的根部侧面在所述链轮体第一侧面上限定根部平面，并且其中所述第三链轮齿具有从所述链轮体第一侧面上的根部平面沿侧向向外延伸的突起部。

19.根据权利要求18所述的链轮，其中所述突起部由所述第三链轮齿顶部边缘形成，并且其中所述顶部边缘相对所述根部平面倾斜。

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