CN1982153A - 带有换档阻止结构的自行车链轮装置 - Google Patents

Abstract

一种自行车链轮装置，包括大直径链轮和小直径链轮，其中大直径链轮在其外围上具有多个链轮齿，小直径链轮在其外围上也具有多个链轮齿，且小直径链轮上的链轮齿的数量小于大直径链轮上的链轮齿的数量。大直径链轮包括轮齿和沿驱动旋转方向在该轮齿后面紧邻设置的第一链条接收齿，其中该轮齿包括控制侧表面和倾斜侧表面。控制侧表面设置在驱动旋转方向上的轮齿的朝向小直径链轮的前侧，且其形状形成为抑制链条朝向大直径链轮的运动，以使当链条从小直径链轮切换到大直径链轮时，链条不会接合第一链条接收齿。第一倾斜侧表面朝向小直径链轮，且相对于链轮的平面而倾斜，以当链条从小直径链轮切换到大直径链轮时，第一倾斜侧表面跟随链条的运动方向。

Description

带有换档阻止结构的自行车链轮装置

技术领域

本发明涉及自行车，具体地，涉及一种能够控制链条从小直径链轮转换到大直径链轮的自行车链轮装置。

背景技术

美国专利No.4,889,521披露了一种多级链轮装置，包括至少一个大直径链轮和至少一个小直径链轮，其装配关系使得，当链条从小直径链轮转换到大直径链轮时，大直径链轮上的一对相邻轮齿之间的中心点和小直径链轮上的一对相邻轮齿之间的中心点位于沿链条路径的切向延长线上的位置上。中心点之间的距离基本等于链条节距的整数倍。当链条在中心点之间运动以允许链轮装置朝向大直径链轮而轻微地轴向移动时，链条引导部设置在大直径链轮内表面上的与链条路径相对应的位置上。这有利于链条从小直径链轮转换到大直径链轮。大直径链轮上的一个或多个轮齿可以从链轮本体中心线偏移或倾斜，以进一步有利于链条从小直径链轮转换到大直径链轮。即使在剧烈踩踏板的压力下，该系统也能运转良好，链条通常仍能够坚固接合大直径链轮上的轮齿。然而，链条与大直径链轮的轮齿在这种情况下的接合，可能会在链条上引起不期望的压力并震动乘骑者。

发明内容

本发明致力于自行车所用的后链轮的各种特征。在一个实施例中，自行车链轮装置用来与具有多对内链板的链条一起使用，该内链板通过带有辊子的辊子组件交替地连接至多对外链板。该装置包括大直径链轮和小直径链轮，其中大直径链轮在其外围具有多个链轮齿，小直径链轮在其外围也具有多个链轮齿，并且小直径链轮上链轮齿的数量小于大直径链轮上链轮齿的数量。大直径链轮包括轮齿和沿驱动旋转方向在该轮齿后面紧邻设置的第一链条接收齿，其中该轮齿包括控制侧表面和倾斜侧表面。控制侧表面设置在驱动旋转方向上的轮齿的朝向小直径链轮的前侧，并且其形状形成为，抑制链条朝向大直径链轮的运动，以使当链条从小直径链轮转换到大直径链轮时，链条不会接合第一链条接收齿。第一倾斜侧表面朝向小直径链轮，并且当链条从小直径链轮切换到大直径链轮时，该第一倾斜侧表面相对于链轮平面而倾斜，以跟随链条运动的方向。

通过以下描述，本发明其它特征将变得显而易见，并且这样的特征可以单独地或者与上述特征结合地构成权利要求及其等同物中所陈述的本发明的基础。

附图说明

图1是第一和第二链轮的具体实施例的侧视图；

图2是带有换档控制结构的链轮齿具体实施例的侧视图；

图3是第一和第二链轮的俯视图；

图4是示出了当轮齿与自行车链条外链板对齐时自行车链条从第一链轮到第二链轮的切换的俯视图；

图5是示出了当轮齿与自行车链条内链板对齐时自行车链条从第一链轮到第二链轮的切换的俯视图；

图6A是带有换档控制结构的链轮齿另一实施例的侧视图；

图6B是图6A所示的链轮齿的俯视图；

图7A是带有换档控制结构的链轮齿另一实施例的侧视图；

图7B是图7A所示的链轮齿的俯视图；

图8A是带有换档控制结构的链轮齿另一实施例的侧视图；

图8B是图8A所示的链轮齿的俯视图；

图9A是带有换档控制结构的链轮齿另一实施例的侧视图；

图9B是图9A所示的链轮齿的俯视图；

图10是示出了当轮齿与自行车链条外链板对齐时自行车链条从第一链轮到第二链轮的切换的俯视图；以及

图11是示出了当轮齿与自行车链条内链板对齐时自行车链条从第一链轮到第二链轮的切换的俯视图。

具体实施方式

图1是小直径第一链轮10和大直径第二链轮14的具体实施例的侧视图。链轮10和14通常形成多重链轮组件的一部分，其中例如二至九个的多个链轮同轴安装在一起并在轴向上彼此间隔预定距离，以围绕例如由后轮轮毂轴限定的公共轴线A而旋转。当为了围绕轮子轮毂轴旋转而安装时，虽然多个键19以已知方式与链轮安装套筒上的相应多个键槽相啮合，链轮10和14仍然通常围绕管状链轮安装套筒(未示出)安装。每个链轮上的径向向外延伸的键槽19a和径向向内延伸的键19b通常具有与剩余键19所不同的形状，以将多个链轮中的每个固定在相对于其相邻链轮的预定旋转位置上。链轮安装套筒通过多个滚珠轴承和一单向离合器，以已知方式可旋转地围绕轮毂轴而安装。

小直径链轮10包括，链轮本体34和从链轮本体34的齿根部42径向向外延伸的多个链轮齿38。齿根部42从链轮本体34的齿根圆46向内径向延伸。众所周知，齿根圆是由链轮轮齿间隔底部所限定的假定圆。

类似地，大直径链轮14包括，链轮本体50和从链轮本体50的齿根部58径向向外延伸的多个链轮齿54。齿根部58从链轮本体50的齿根圆62径向向内延伸。在该实施例中，链轮本体50具有第一侧表面66和第二侧表面70(图3)，其中第一侧表面66的齿根部侧表面66a在齿根部58限定齿根部或链轮平面P。

链条18具有典型结构，其中，多对外链板22与多对内链板26交替，链板中的每对，通过连接销30，连接至相邻一对链板，并且每个连接销30都可旋转地支撑辊子31。

在该实施例中，轮齿54a紧邻着地设置在，每个第二辊子接收空间78的沿驱动旋转方向X的前面，第一链条接收齿54b紧邻着地设置在，每个第二辊子接收空间78沿驱动旋转方向X的后面，第二链条接收齿54c紧邻着地设置在，每个第一链条接收齿54b沿驱动旋转方向X的后面，以及第三链条接收齿54d紧邻着地设置在，每个第二链条接收齿54c沿驱动旋转方向X的后面。通常，轮齿54a的形状形成为，抑制链条18朝向大直径链轮14的运动，以使当链条18从小直径链轮10向大直径链轮14切换时，链条18不会接合第一链条接收齿54b。

在该实施例中，侧凹槽81设置在轮齿54a、第一链条接收齿54b、和第二链条接收齿54c的下方。如图3所示，每个凹槽81在与驱动旋转方向X相反的方向上朝向第二侧表面70而扩大，以形成底面83。与不存在凹槽81的情形相比，凹槽81使链条18移动更加靠近第二侧表面70，并且底面83的形状形成为，支撑链条18的链板的底边。

在该实施例中，轮齿54a、第一链条接收齿54b、和第二链条接收齿54c具有相同形状，因此只对轮齿54a进行详细描述。如图2和图3所示，轮齿54a包括带有适当径向倾斜度的侧表面84a、84b、84c、84d和84e。侧表面84a在平面图中基本与平面P平行，并且可以简单地包括第二侧表面70的径向向外延伸部。侧表面84b和84e基本与平面P和侧表面84a垂直。侧表面84b延伸至大直径链轮14的第一侧表面66，但是侧表面84e比侧表面84b短，且没有延伸至第一侧表面66。控制侧表面84c基本与平面P平行，并可以简单地包括第一侧表面66的径向向外延伸部。倾斜侧表面84d是后侧表面，在朝向第二侧表面70的斜面上，从控制侧表面84c的过渡边84f延伸至侧表面84e。在该实施例中，倾斜侧表面84d设置成，为了将链条18从小直径链轮10引导至大直径链轮，当链条18从小直径链轮10移动到大直径链轮14时，倾斜侧表面84d跟随链条18运动方向。然而，与现有技术中的凹槽不同，控制侧表面84c的形状形成为，对链条18朝向大直径链轮14的运动进行控制，以使当链条18从小直径链轮10切换到大直径链轮14时，链条18不会与第一链条接收齿54b接合。

图4是示出了当轮齿54a与链条18的外链板22对齐时链条18从小链轮10到大链轮14切换的俯视图。在这种情况下，轮齿54a(具体地是倾斜侧表面84d)的尺寸设置为，当链条18从小直径链轮10切换到大直径链轮14时，轮齿54a与链条18的外链板22的侧外表面相接合；第一链条接收齿54b的尺寸设置为，与外链板22的后面沿驱动旋转方向紧邻的链条18的内链板26的侧外表面相接合；第二链条接收齿54c的尺寸设置为，与在内链板26的后面沿驱动旋转方向紧邻的链条18的一对外链板22之间的间隔90相接合。

图5是示出了当轮齿54a与自行车链条18的内链板26对齐时链条18从小直径链轮10到大直径链轮14切换的俯视图。与设计成使链条18的外链板22被第一链条接收齿54b所接收的现有技术结构不同，第一链条接收齿54b的尺寸设置为，阻止与一对外链板22之间的间隔90相接合。如虚线所示，当从小直径链轮10切换到大直径链轮14时，外链板22首先搭在第一链条接收齿54b上，但第一链条接收齿54b无法与一对外链板22之间的间隔相接合。在第一链条接收齿54b无法与一对外链板22之间的间隔相接合之后，当链条从小直径链轮10切换到大直径链轮14，第一链条接收齿54b与链条18的外链板22的侧外表面相接合，第二链条接收齿54c与在外链板22的后面沿驱动旋转方向X紧邻的链条18的内链板26的侧外表面相接合，第三链条接收齿54d在内链板26的后面沿驱动旋转方向X紧邻的链条18的一对外链板22之间的间隔90相接合。在该实施例中，第三链条接收齿54d具有传统轮齿结构，但可以朝向大直径链轮14的第一侧表面66侧向偏移，以更容易地与相应的外链板22之间的间隔90相接合。

因此，与现有技术不同，当链条18从小直径链轮10切换到大直径链轮14时，链条18不与第一链条接收齿54b相接合。这样安排减少了链条18上的震动和对于乘骑者的相应的震动。另一方面，当链条18从小直径链轮10切换到大直径链轮14时，轮齿54a-54c的侧表面84d倾斜，以跟随链条18的运动方向，因此这些表面仍然可以起到平稳及可预期的链条引导作用。

图6A是轮齿54a’的另一实施例的侧视图，图6B是轮齿54a’的俯视图。在该实施例中，轮齿54a’包括顶边100a、100b、100c、100d和100e。顶边100a基本平行于顶边100c，顶边100a和100c都在驱动旋转方向X上倾斜远离平面P，但是顶边100a比顶边100c短。顶边100b和100d基本彼此平行，并且顶边100b从顶边100a延伸至100c。顶边100d从顶边100c延伸并终止于顶边100e。顶边100e，在驱动旋转方向X上，从顶面100d至顶面100a，倾斜远离平面P。该结构使得，斜侧表面104从顶边100a延伸至大直径链轮14的第二侧表面70，以及斜侧表面108从顶边100e延伸至第二侧表面70。斜侧表面112从顶边100c延伸至过渡边114，另一斜侧表面115从过渡边114延伸至另一过渡边116。侧表面117和118分别从顶面100b和100d径向向内延伸。当然，所有侧表面都具有适当的径向倾度。同第一实施例中一样，控制侧表面120基本平行于平面P，并且可以简单地包括从侧表面117和过渡边116延伸至过渡边122的第一侧表面66的径向向外延伸部。同样，与第一实施例相似，倾斜侧表面124，在朝向第二侧表面70的斜面上，从过渡边122延伸至侧表面118。

图7A是第一链条接收齿54b’的另一实施例的侧视图，图7B是第一链条接收齿54b’的俯视图。在该实施例中，第一链条接收齿54b’的径向高度H1(从轴A开始测量)大于大直径链轮上至少一个其它链轮齿(例如轮齿54a或54a’)或链轮上任一的或所有的其它轮齿的径向高度H2。第一链条接收齿54b’包括侧表面150a、150b、150c、以及150d。侧表面150a在平面图中基本与侧表面150c平行，并且侧表面150a和150c都基本与平面P平行。类似地，侧表面150b基本与侧表面150d平行，并且侧表面150b和150d都基本与平面P垂直。侧表面150a、150b和150d具有适当的径向倾斜度。侧表面150c径向向内延伸至过渡边154。同第一实施例中一样，侧表面158基本与平面P平行，并且可以简单地包括第一侧表面66的径向向外延伸部。侧表面158从侧表面150b和过渡边154延伸至过渡边162。同样，与第一实施例相似，后侧表面166，在朝向第二面70的斜面上，从过渡边162延伸至侧表面150d，但优选地，过渡边154为上边缘。

图8A是第二链条接收齿54c’的另一实施例的侧视图，图8B’是第二链条接收齿54c’的俯视图。在该实施例中，第二链条接收齿54c’包括顶边200a、200b、200c、及200d。顶边200a基本与顶边200c平行，并且顶边200b基本与顶边200d平行，以形成平行四边形。顶边200a和200c在驱动旋转方向X上朝向平面P倾斜。斜侧表面204从顶边100a延伸至过渡边206，并且斜侧表面208从过渡边206延伸至第二侧表面70。侧表面202和203分别以适当的径向倾斜度从顶面200b和200d径向向内延伸。同第一实施例中一样，侧表面212基本与平面P平行，并且可以简单地包括从侧表面200b延伸至过渡边220的第一侧表面66的径向向外延伸部。同样，与第一实施例相似，后侧表面224，在朝向第二面70的斜面上，从过渡边220延伸至侧表面203。

图9A是第三链条接收齿54d’的另一实施例的侧视图，图9B是第三链条接收齿54d’的俯视图。第三链条接收齿54d’包括侧表面250a、250b、250c、和250d。侧表面250a在平面图中基本与侧表面250c平行，并且侧表面250a和250c都基本与平面P平行。类似地，侧表面250b基本与侧表面250d平行，并且侧表面250b和250d基本与平面P垂直。在该实施例中，弓形凹槽260形成于第二侧表面70上的第三链条接收齿54d’的下方，以更好地容纳链条18的外链板22的中间内侧部。

图10是示出了当轮齿54a’与链条18的外链板22对齐时链条18从小链轮10到大链轮14切换的俯视图。在该情况中，轮齿54a’，具体地是表面124，的尺寸设置成，与链条18的外链板22的侧外表面相接合；第一链条接收齿54b’，具体地是侧表面166，的尺寸设置成，与在外链板22的后面沿驱动旋转方向X紧邻的链条18的内链板26的侧外表面相接合；第二链条接收齿54c’的尺寸设置成，与在内链板26的后面沿驱动旋转方向X紧邻的啮合链条18的一对外链板22之间的间隔90相接合，同时凹槽260容纳内链板26的内中间表面。

图11是示出了当轮齿54a’与链条18的内链板26对齐时链条18从小直径链轮10到大直径链轮14切换的俯视图。同第一实施例中一样，与设计成使链条18的外链板22被第一链条接收齿54b’所接收的现有技术结构不同，第一链条接收齿54b’的尺寸设置成，阻止与一对外链板22之间的间隔90相接合。因此，第一链条接收齿54b’，具体地是侧表面166，与链条18的外链板22的侧外表面相接合；第二链条接收齿54c’，具体地是表面224，与在外链板22的后面沿驱动旋转方向X紧邻的链条18的内链板26的侧外表面相接合，并且第三链条接收齿54d’与在内链板26的后面沿驱动旋转方向X紧邻的链条18的一对外链板22之间的间隔90相接合，同时凹槽260容纳外链板22的内中间面。

虽然以上只描述出本发明特征的不同实施例，但在不脱离本发明的精神和范围的前提下，可以作进一步的修改。例如，如果需要，可以改变各种构件的尺寸、形状、位置、或方位。美国专利No.4,889,521披露出一些这样的变化。所示出的彼此直接连接或接触的构件，可以在其间设置有中间结构。一个元件的作用可以由两个来完成，反之亦然。一个实施例的结构和作用可以适用于另一实施例。在一具体实施例中不需要同时表现出所有优点。对于相对于现有技术而言具有唯一性的每个特征，无论其单独或者与其它特征相结合，同样可以被本申请人认为是未来发明的独立描述，这包括通过这样的特征所实现的结构和/或功能原理。因此，本发明的范围不限于所披露的特定结构或具体结构或特征上的显而易见的最初的关键点和重点。

Claims (10)

1.一种自行车链轮装置，其用来与具有多对内链板的链条一起使用，所述内链板通过带有辊子的辊子组件交替地连接至多对外链板，其中所述装置包括：

大直径链轮，在其外围上具有多个链轮齿；

小直径链轮，在其外围上具有多个链轮齿；

其中所述小直径链轮上链轮齿的数量小于所述大直径链轮上链轮齿的数量；

其中所述大直径链轮包括轮齿和沿驱动旋转方向在所述轮齿后面紧邻设置的第一链条接收齿；

其中所述轮齿包括：

控制侧表面，设置在所述驱动旋转方向上的所述轮齿的朝向所述小直径链轮的前侧，其中所述控制侧表面的形状形成为，抑制所述链条朝向所述大直径链轮的运动，以使当所述链条从所述小直径链轮切换到所述大直径链轮时，所述链条不会接合所述第一链条接收齿；以及

第一倾斜侧表面，朝向所述小直径链轮，其中，所述第一倾斜侧表面相对于所述链轮的平面而倾斜，以当所述链条从所述小直径链轮切换到所述大直径链轮时，所述第一倾斜侧表面跟随所述链条的运动方向。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述大直径链轮包括朝向所述小直径链轮的侧凹槽，其中所述凹槽的至少部分设置在所述轮齿下方，以使当所述链条从所述小直径链轮切换到所述大直径链轮时，所述凹槽朝向所述链条的链板。

3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一链条接收齿包括朝向所述小直径链轮的第二倾斜侧表面，所述第二倾斜侧表面相对于所述链轮的平面而倾斜，以当所述链条从所述小直径链轮切换到所述大直径链轮时，所述第二倾斜侧表面跟随所述链条的运动方向。

4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述大直径链轮包括朝向所述小直径链轮的侧凹槽，其中所述凹槽的至少部分设置在所述第一链条接收齿下方，以使当所述链条从所述小直径链轮切换到所述大直径链轮时，所述凹槽朝向所述链条的链板。

5.根据权利要求3所述的装置，其中，第二链条接收齿沿所述驱动旋转方向在所述大直径链轮上的所述第一链条接收齿的后面紧邻设置，其中所述第二链条接收齿包括朝向所述小直径链轮的第三倾斜面，其中所述第三倾斜面相对于所述链轮的平面而倾斜。

6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述大直径链轮包括朝向所述小直径链轮的侧凹槽，其中所述凹槽的至少部分设置在所述第二链条接收齿下方，以使当所述链条从所述小直径链轮切换到所述大直径链轮时，所述凹槽朝向所述链条的所述链板。

7.根据权利要求1所述的装置，其中，第二链条接收齿沿所述驱动旋转方向在所述大直径链轮上的所述第一链条接收齿的后面紧邻设置，其中第三链条接收齿沿所述驱动旋转方向在所述大直径链轮上的所述第二链条接收齿的后面紧邻设置，其中所述第一链条接收齿的尺寸设置成，当所述链条从所述小直径链轮切换到所述大直径链轮时，所述第一链条接收齿接合所述链条的外链板的侧外表面，其中所述第二链条接收齿的尺寸设置成，与沿所述驱动旋转方向在所述外链板的后面紧邻设置的所述链条的所述内链板的侧外表面相接合，以及其中，所述第三链条接收齿的尺寸设置成，与沿所述驱动旋转方向在所述内链板的后面紧邻设置的所述链条的一对外链板之间的间隔相接合。

8.根据权利要求1所述的装置，其中，第二链条接收齿沿所述驱动旋转方向在所述大直径链轮上的所述第一链条接收齿的后面紧邻设置，其中所述轮齿的尺寸设置成，当所述链条从所述小直径链轮转换到所述大直径链轮时，接合所述链条的所述外链板的侧外表面，其中所述第一链条接收齿的尺寸设置成，与沿所述驱动旋转方向在所述外链板的后面紧邻设置的所述链条的所述内链板的侧外表面相接合，以及其中所述第二链条接收齿的尺寸设置成，与沿所述驱动旋转方向在所述内链板的后面紧邻设置的所述链条的一对外链板之间的间隔相接合。

9.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一链条接收齿的径向高度大于所述大直径链轮上的至少一个其它链轮齿的径向高度。

10.根据权利要求1所述的装置，其中，所述控制侧表面与所述大直径链轮的侧表面对齐。

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