CN202345278U - 单边式位移的花毂棘轮结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种单边式位移的花毂棘轮结构，其设于自行车的轮毂座与套筒座之间，其包含有：一驱动件，可于该套筒座内作线性位移，其一侧面轴向设有具锥面的一第一棘齿部，其由三角形的二接面组成；一从动件，固接于轮毂座内，其一侧面轴向设有与该第一棘齿部相互啮合的具锥面的一第二棘齿部；一复位元件，设于套筒座与驱动件之间；借助上述构件，该从动件可快速且便利组设固定于轮毂座内，且第一、第二棘齿部间三角形的锥面设计，可减少接触面积、降低磨耗，使其啮合传动及脱齿动作更为快速、顺畅，以提升棘轮结构作动的灵敏度。

Description

单边式位移的花毂棘轮结构

技术领域

本实用新型涉及自行车的单边式位移的花毂棘轮结构，特别是可降低摩擦阻力，使啮合及脱齿动作更为快速、顺畅，有效提升传动效益的棘轮结构。

背景技术

自行车的轮毂结构主要由轮毂座、轴杆、旋转组、齿盘等组件所共同组成，以提供轮轴的定位及轮圈可顺畅旋转的用途，也可依变速需求的不同，进一步添设有套筒座及变速装置。若以传动方式区分，轮毂结构可进一步区分为单向式及双向式两大类，单向式指轮毂仅能以单一方向旋转传动，且其传动方向通常为自行车前进方向，反向则呈不传动的空转状态；双向式则指轮毂正向及反向旋转均能传动。而其中具有棘轮结构的单向式轮毂，其棘齿的传动依卡制啮合方向不同，大致可分为径向卡制及轴向卡制，其中径向卡制的棘轮，指朝轮毂座的直径方向延伸凸齿，并配合径向卡制的棘齿块予以传动者，而轴向卡制的棘轮指朝轮毂座的轴向延伸凸齿，并配合与其轴向卡制的棘齿座予以传动。

其中轴向卡制的单向式棘轮结构其作动时，轮毂座与棘齿座间会产生相对线性位移以脱离啮合状态，并产生间隙以达脱齿动作，而呈不传动的空转状态，且依该轮毂座二侧与轮毂座及套筒座间的线性位移作动方式，分为双边式线性位移及单边式线性位移两大类。

现有双边式线性位移的自行车轮毂棘轮结构，如中国台湾第088117780号发明专利所揭露的《特别供脚踏车及其类似物用之轮毂》，具有：一轮毂轴杆，一轮毂壳体主要设置与该轮毂轴杆同心，至少一轴承装置，其包含有至少二轴承且其主要设置于该轮毂轴杆与该轮毂壳体之间，以致于该轮毂壳体装设使其能相对于该轮毂轴杆旋转，一转子，其装设使其能相对于该轮毂轴杆旋转且构形有至少一齿型轮设置于该转子上，一自由轮装置，其装设于该转子与该轮毂壳体之间，且其具有二齿型碟片，该等齿型碟片的齿面借助一拉紧装置相互推压，该等二齿型碟片主要设置与该轮毂轴杆同心，且当该轮毂正确组装时，至少位于停止位置时，位于一个与该轮毂轴杆的轴线相垂直的平面上，及该等齿型碟片被保持浮动，以致于可相对于与该轮毂轴杆的轴线相垂直的该平面倾斜，其中该等二齿型碟片是一个接着一个设置，以及借助至少一于其二外向侧上平置的弹簧，而相互推压。

另一现有单边式线性位移的自行车轮毂棘轮结构，如中国台湾第096219287号新型专利所揭露的《花毂棘轮装置》，包括：一套环，以导磁性的金属制成，套环的环形内周壁上设有多个以轴心为圆心呈环状排列的卡齿，各卡齿并且呈轴向延伸；一棘轮块，以导磁性的金属制成的具有二端面的环状块体，其环形外周壁与卡齿匹配呈可轴向位移，于棘轮块其中一端面设有侧向环状棘齿；一侧向环状棘齿，设于一飞轮装置的端面，且与棘轮块的侧向环状棘齿呈单向卡合状；至少一个永久磁铁，设于棘轮块未设侧向环状棘齿的该端面上。

上述结构中，前者是于轮毂本体的右部螺设有螺环，该螺环与一齿型碟片间径向相对环设有数个齿，以供相互啮合定位且可相对作线性位移，该转子与另一齿型碟片间也径向相对环设有数个齿，以供相互啮合定位且可相对作线性位移，形成双边式的线性位移方式，该二齿型碟片相接的面之间设有可相互啮合且呈斜坡状的数个齿，该螺环与二齿型碟片及一弹簧间共同作动，形成一自由轮机构，且该齿型碟片具有双边可线性位移作动的效果，当向前踏动时，该二齿型碟片间的齿相互推压以产生传动效果，当反向向后踏动时，该等齿斜坡侧相互滑动，且配合该二齿型碟片与轮毂本体及转子间的双边线性位移，即可使该二齿型碟片分离，而呈空转状态；后者结构则于该飞轮装置内侧端面一体设有侧向环状棘齿，且该棘轮块朝向飞轮装置该端设有一侧向环状棘齿，借助与飞轮装置端面相互啮合，以及该棘轮块受到永久磁铁的作用以常态位于套环内，该棘轮块可相对于套环作线性位移，且另侧飞轮装置的侧向环状棘齿呈固定，使棘轮块与花毂间形成单边式的线性位移方式，同样可达单向啮合传动及反向脱齿呈空转状态的功效。

但是，前者二现有相啮合的棘齿，该等齿皆呈坡状，各该齿表面由一斜面与另侧的一垂直面相邻接，使该齿具有预设高度，而与另一齿间具有一定的高度差，于该齿型碟片或棘齿块线性作动的过程中，因各该齿的斜面接触面积大，无法产生间隙，容易造成磨耗的情形，且摩擦力过大会使该齿型碟片、棘齿块线性移动的速度变慢，并且各该齿的垂直面与高度差，容易使得棘轮作动时不顺畅，影响该齿型碟片、棘齿块的复位啮合动作，也使得棘齿结构的灵敏度变差，而影响棘轮传导效益；再者，后者单边式线性位移的棘轮结构中，其是于该飞轮装置一体设有侧向环状棘齿，其成形不易，且加工过程中容易影响棘齿的尺寸精度；又，该齿型碟片与弹簧及棘轮块与永久磁铁与轮毂本体的轴杆间具有间隙，且该弹簧或永久磁铁于组设时仅套设于轴杆上，其两端未做适当定位，使各构件于作动时容易产生偏斜，长期使用下容易影响棘轮结构的顺畅性，整体结构确有待改良的必要；故本发明人，针对前述问题进一步提供一具实用及创新的单边式位移的花毂棘轮结构。

实用新型内容

本实用新型的目的之一是解决现有的花毂棘轮，驱动件与从动件之间接触面积大，容易造成磨耗的问题。

本实用新型的目的之二是解决现有的花毂棘轮，棘轮作动时不顺畅，棘齿结构的灵敏度变差，而棘轮传导效益低的问题。

有鉴于此，本实用新型所揭露单边式位移的花毂棘轮结构，其包含有：一轮毂座，其一侧设有一孔，于该孔中央轴向设有一轴杆，且该孔内设有与该轮毂座的孔平行的一第一固定部；一套筒座，其一侧设有一孔，该孔内设有与该套筒座的孔轴向平行的一滑动槽；一驱动件，为一环状座体，其外周对应该滑动槽而设有数个齿，该驱动件的一侧面轴向设有具锥面的一第一棘齿部，其于径向方向由呈三角形状的二接面组成锥面状，且其中一接面的表面积小于另一接面的表面积，使该驱动件外周的齿与滑动槽相互嵌设，且使该驱动件能够于该滑动槽内作线性位移；一从动件，为一环状座体，其外周对应该第一固定部而设有一第二固定部，该从动件的一侧面轴向设有与该第一棘齿部相互啮合的具锥面的一第二棘齿部，使该第二固定部与该第一固定部相互组接固定；一复位元件，设于该套筒座与该驱动件之间，使该驱动件能线性移动而复位。

借助上述构件，该驱动件可相对于套筒座作线性位移，且该从动件固接于轮毂座，提供单边式线性位移效果，其构件简单且组设便利，并借助该第一、第二棘齿部间三角形的锥面设计，可减少接触面积、降低磨耗，使该驱动件与从动件间的线性位移以稍微脱离啮合状态且产生间隙，而使其啮合传动及脱齿动作更为快速，且提升棘轮结构作动的灵敏度。

优选的，该第一固定部与第二固定部之间设有相对螺接固定的螺纹部。

优选的，该第一棘齿部环设有具锥面的数个凹部或凸部，各该凹部或凸部于径向方向由斜面状的一个第一接面及一个第二接面所组成，该一、第二接面表面皆呈三角形状，且该第一接面的表面积小于该第二接面的表面积；该第二棘齿部对应该第一棘齿部而相对环设有具锥面的数个凸部或凹部，各该凸部或凹部于径向方向由斜面状的一个第三接面及一个第四接面所组成，该第三、第四接面表面也呈三角形状，其中该第三接面的表面积小于该第四接面的表面积，该第一、第二棘齿部相互啮合，使该第一、第三接面相互抵贴，且该第二、第四接面相互抵贴。

优选的，该驱动件远离该第一棘齿部的一侧面轴向延伸设有至少一个阻挡部，使该复位元件的一侧嵌设定位于该阻挡部。

优选的，该复位元件为一个磁铁组，其具有一个第一磁件及一个第二磁件，使该第一磁件设于该驱动件远离第一棘齿部的一侧，且使该第二磁件设于套筒座的孔内，并且该第一、第二磁件间以相同磁性设置。

优选的，该复位元件为一个弹性件。

优选的，更进一步设有一个套管，该套管的管径大于该轴杆的外径，且小于该驱动件、从动件及复位元件的孔径，该套管套设于该轴杆上，且位于该轴杆与驱动件、从动件及复位元件之间。

本发明相对于现有技术，其优点包括：

本实用新型的单边式位移的花毂棘轮结构，于一驱动件与一从动件间设有可相互啮合的第一、第二棘齿部，其是于径向方向由三角形且呈斜面的二接面形成锥面状，可减少接触面积，使该驱动件与从动件间线性位移以稍微脱离啮合状态且产生间隙，而使棘轮结构的啮合传动及脱齿动作更为快速且顺畅，进而提升作动的灵敏度及棘轮传导效益。

本实用新型的单边式位移的花毂棘轮结构，于轮毂座与从动件之间相对设有可相互组接固定的第一、第二固定部，使该从动件固定于轮毂座内，配合该驱动件可于套筒座内线性位移，提供单边式位移作动效果，使位移作动时的干涉减少，且可减轻重量，并具构件简单及组装便利性。

本实用新型的单边式位移的花毂棘轮结构，是于轮毂座、驱动件、从动件及套筒座之间设有一套管，可提供该驱动件、从动件与复位元件间线性作动时的导正效果，以增进棘轮结构传动效益。

附图说明

图1为本实用新型一较佳实施例的立体外观图。

图2为本实用新型一较佳实施例的立体分解图。

图3为本实用新型一较佳实施例驱动件的横截面图。

图4为本实用新型一较佳实施例从动件的横截面图。

图5为本实用新型一较佳实施例的组合剖面示意图。

图6为本实用新型一较佳实施例的组合剖面放大图。

图7为本实用新型一较佳实施例脱齿状态的组合剖面放大图。

图8为本实用新型另一实施例的立体分解图。

图9为本实用新型另一实施例的组合剖面示意图。

图10为本实用新型另一实施例的组合剖面放大图。

【主要元件符号说明】

轮毂座10     孔11          轴杆12      第一固定部13

套筒座20     孔21          滑动槽22    驱动件30

齿31         第一棘齿部32  凹部33      第一接面34

第二接面35   阻挡部36      从动件40    齿41

第二棘齿部42 凸部43        第三接面44  第四接面45

复位元件50   第一磁件51    第二磁件52  弹性件53

套管60       间隙S。

具体实施方式

首先请参照图1至图7，本实用新型所提供的一种单边式位移的花毂棘轮结构，主要设于一轮毂座10及一套筒座20之间，其包含有：设于该套筒座20内的一驱动件30、设于该轮毂座10内的一从动件40、及一复位元件组。

该轮毂座10，为中空座体，该轮毂座10一侧凹设有预设深度的一孔11，且于该孔11中央轴向设有一轴杆12，且于该孔11内周环设有与该轮毂座10的孔11平行的一第一固定部13，于本实施例中，该第一固定部13是于该孔11内设有内螺纹部。

该套筒座20，呈中空筒状，其一侧设有一孔21，于该孔21内周环设有与套筒座20的孔21轴向平行的一滑动槽22，其是于该孔21内周连续设有数个凹槽。

该驱动件30，为一环状座体，其外周对应该滑动槽22而连续凸设有数个齿31，于该驱动件30的一侧面轴向设有一第一棘齿部32，其连续环设有具锥面的数个凹部33或凸部，于本实施例中，该第一棘齿部32设为数个凹部33，各该凹部33于径向方向凹设有二接面组接形成凹槽状，其由斜面状的一第一接面34及一第二接面35所组成，该第一、第二接面34、35表面皆呈三角形状且相互邻接形成凹部33，其中该第一接面34的表面积小于该第二接面35的表面积；该驱动件30远离第一棘齿部32的一侧面轴向延伸设有一阻挡部36，于本实施例中，其于远离该第一棘齿部32的一侧面轴向延伸且相对位置处设有柱状的至少二阻挡部36；使该驱动件30的齿31与滑动槽22相互嵌设，且使该第一棘齿部32朝轮毂座10方向设置，并且该驱动件30可于滑动槽22内作线性位移。

该从动件40，为一环状座体，其外周对应该第一固定部13而设有一第二固定部41，该第二固定部41对应第一固定部13而相对设有外螺纹部；该从动件40的一侧面轴向设有可与第一棘齿部32相啮合的一第二棘齿部42，其为连续环设有具锥面的数个凸部43，各该凸部43是于径向方向凸设有二接面以组接形成凸锥状，其由斜面状的一第三接面44及一第四接面45所组成，该第三、第四接面44、45表面皆呈三角形状且相互邻接成该凸部43，其中该第三接面44的表面积小于该第四接面45的表面积，且该凸部43的径向方向具有三角形横截面；使该从动件40的第二固定部41与第一固定部13相互螺接固定，且使该第二棘齿部42朝套筒座20方向设置，并与该第一棘齿部32相互啮合，使该第一、第三接面34、44相互抵贴，且使该第二、第四接面35、45相互抵贴。

该复位元件50，设于该套筒座20与驱动件30之间，该复位元件50可为一磁铁组，其具有一第一磁件51及一第二磁件52，将该第一磁件51设于驱动件30远离第一棘齿部32的一侧，并将该第二磁件52设于套筒座20的孔21内，且该第一、第二磁件51、52间以相同磁性设置；借助第一、第二棘齿部32、42呈相互啮合状态，同时配合该复位元件50的设置，利用该第一、第二磁件51、52间磁性同性相斥的特性，可提供该驱动件30朝向该从动件40移动的一驱动力。

该套管60，其管径大于该轴杆12的外径，且小于该驱动件30、从动件40及复位元件50等构件的中心孔径，将该套管60套设于轮毂座10与套筒座20间的轴杆12上，且位于该轴杆12与驱动件30、从动件40及复位元件50之间，以提供该驱动件30与复位元件50作线性位移时的导正效果。

当该套筒座20带动驱动件30转动时，其借助该驱动件30第一棘齿部32的第一接面34推顶从动件40第二棘齿部42的第三接面44，而传动该轮毂座10作动；反之，当该套筒座20反向转动时，该第一棘齿部32的第二接面35与第二棘齿部42的第四接面45间的斜面产生相对滑移，配合该驱动件30与套筒座20间相对线性位移，使该驱动件30与从动件40间稍微脱离啮合状态且线性位移产生一间隙S，以达脱齿动作且呈空转状态。

借助上述构件，该驱动件30与复位元件50同步于套筒座20内线性作动，形成单边式的线性位移，且利用该第一、第二棘齿部32、42间的若干锥面相互啮合，各该第一、第二棘齿部32、42分别由两个三角形状的接面组成锥面状，可减少接触面积，有效降低磨耗，使该驱动件30相对于从动件40作线性位移以稍微脱离啮合状态且产生间隙S，使啮合动作及脱齿动作更为快速、顺畅，且增进该驱动件30与从动件40的复位速度，进而提高整体棘轮结构的灵敏度及棘轮传导效益，且该从动件40是稳固定位于轮毂座10内，其构件简单且组装容易，整体结构确达极佳创新及实用性。

为供进一步了解本实用新型构造特征、运用技术手段及所预期达成的功效，以将本实用新型使用方式加以叙述如下：

本实用新型是将该从动件40的第二固定部41与轮毂座10孔12内的第一固定部13相互组接固定，使该从动件40固定于该孔12内，并将该套管60套设于轴杆12上，再接着将该驱动件30与复位元件50套设于套筒座20的孔21内，且将该套筒座20与套管60相互穿设，使该驱动件30与复位元件50也套设于套管60上，且使该第一、第二棘齿部32、42相互啮合，即组设完成。

本实用新型的使用，如图5-6所示，该驱动件30的第一棘齿部32与从动件40的第二棘齿部42相互啮合，配合该复位元件50的弹力推顶，借助该套筒座20的转动，使该第一接面34与第三接面44相互推顶，而传动该轮毂座10作动，以达啮合传动动作；当反向转动时，如图7所示，该第二接面35与第四接面45间产生斜面相对滑移，配合该驱动件30的齿31与套筒座20的滑动槽22相对线性位移，使该第一接面34与第三接面44间稍微脱离啮合状态且发生线性位移产生间隙S，即可达脱齿动作，接着配合该复位元件50的弹力推动，以将该驱动件30复位，且使该第一、第二棘齿部32、42再次相互啮合。

请参照图8-10所示，为本实用新型的另一实施例，其中该复位元件50可设为弹性件53，于本实施例中，该弹性件53为弹簧，其是于该套筒座20与驱动件30间设有弹性件53，且该弹性件53的一侧嵌设于驱动件30的阻挡部36之间，利用该弹性件53弹性顶撑的特性，同样可提供该驱动件30朝向从动件40移动的一驱动力。

本实用新型的棘轮结构，该驱动件30与从动件40间具有可相互啮合的第一、第二棘齿部32、42，该第一、第二棘齿部32、42间相对设置的各该凹部33及凸部43，于径向方向由三角形且呈斜面的二接面形成锥面状，且各该凹部33及凸部43相对作用的一侧的一接面表面积较小，可减少接触面积，使该驱动件30与从动件40间可呈低摩擦力状态，当反向转动时，能使该驱动件30相对于从动件40在滑动槽22内作线性位移以稍微脱离啮合状态且产生间隙S，并配合该复位元件50的设置以达复位的效果，可使棘轮结构的啮合传动及脱齿动作更为快速且顺畅，有效降低磨耗，进而提升棘轮结构作动的灵敏度，且提升棘轮传导效益，整体结构确达极佳创新实用性；再者，该轮毂座10与从动件40间相对设有第一、第二固定部13、41，利用该第一、第二固定部1341相互组接固定，使该从动件40固定于孔11内，配合该驱动件30可于套筒座20的孔21内线性位移，提供单边式位移作动的效果，使位移作动时的干涉减少，提升棘轮传动效益，且该轮毂座10与从动件40间的为固定方式，可减轻整体结构的重量，其构件简单，组装容易且便利。

该轮毂座10、驱动件30、从动件40及套筒座20之间套设有套管60，可提供该驱动件30、从动件40与复位元件50间线性作动时的导正效果，可避免各构件作动时产生偏斜状况，以增进棘轮结构传动效益的便利实用性。该驱动件30远离第一棘齿部32的一侧设有阻挡部36，可提供该复位元件50的组设定位功效，避免该复位元件50作动时产生偏斜或脱出的情况，以达稳固定位及组设便利性。

综合上述，本实用新型所揭露的单边式位移的花毂棘轮结构，提供一种低磨耗的棘轮结构，利用具若干锥面的棘齿相互啮合，各该棘齿由三角形的二接面组成锥面状，且其中一接面的表面积较小，以降低该驱动件30与从动件40间的摩擦阻力，而使其啮合传动及脱齿动作更为快速且顺畅，进而提升棘轮结构作动的灵敏度，有效提升棘轮传导效益，且该轮毂座10与从动件40之间设有可相对组接固定的第一、第二固定部13、41，使该从动件40可稳固定位于轮毂座10内，以提供单边式位移作动的棘轮结构，其构件简单、组装便利，以使整体确具产业实用性及创新效益。

需陈明的是，以上所述乃是本实用新型的具体实施例及所运用的技术原理，若依本实用新型的构想所作的改变，其所产生的功能作用仍未超出说明书及附图所涵盖的精神时，均应在本实用新型的范围内。

Claims (7)

1.一种单边式位移的花毂棘轮结构，其特征包含有：

一个轮毂座，其一侧设有一个孔，于该孔中央轴向设有一个轴杆，且该孔内设有与该轮毂座的孔平行的一个第一固定部；

一个套筒座，其一侧设有一个孔，该孔内设有与该套筒座的孔轴向平行的一个滑动槽；

一个驱动件，为一个环状座体，其外周对应该滑动槽而设有数个齿，该驱动件的一侧面轴向设有具锥面的个一个第一棘齿部，其于径向方向由呈三角形状的两接面组成锥面状，且其中一接面的表面积小于另一接面的表面积，该驱动件外周的齿与滑动槽相互嵌设，且使该驱动件能够于该滑动槽内作线性位移；

一个从动件，为一个环状座体，其外周对应该第一固定部而设有一第二固定部，该从动件的一侧面轴向设有与该第一棘齿部相互啮合的具锥面的一个第二棘齿部，该第二固定部与该第一固定部相互组接固定；

一个复位元件，设于该套筒座与该驱动件之间。

2.如权利要求1所述单边式位移的花毂棘轮结构，其特征在于，该第一固定部与第二固定部之间设有相对螺接固定的螺纹部。

3.如权利要求1所述单边式位移的花毂棘轮结构，其特征在于，该第一棘齿部环设有具锥面的数个凹部或凸部，各该凹部或凸部于径向方向由斜面状的一个第一接面及一个第二接面所组成，该一、第二接面表面皆呈三角形状，且该第一接面的表面积小于该第二接面的表面积；该第二棘齿部对应该第一棘齿部而相对环设有具锥面的数个凸部或凹部，各该凸部或凹部于径向方向由斜面状的一个第三接面及一个第四接面所组成，该第三、第四接面表面也呈三角形状，其中该第三接面的表面积小于该第四接面的表面积，该第一、第二棘齿部相互啮合，使该第一、第三接面相互抵贴，且该第二、第四接面相互抵贴。

4.如权利要求1所述单边式位移的花毂棘轮结构，其特征在于，该驱动件远离该第一棘齿部的一侧面轴向延伸设有至少一个阻挡部，使该复位元件的一侧嵌设定位于该阻挡部。

5.如权利要求1所述单边式位移的花毂棘轮结构，其特征在于，该复位元件为一个磁铁组，其具有一个第一磁件及一个第二磁件，使该第一磁件设于该驱动件远离第一棘齿部的一侧，且使该第二磁件设于套筒座的孔内，并且该第一、第二磁件间以相同磁性设置。

6.如权利要求1所述单边式位移的花毂棘轮结构，其特征在于，该复位元件为一个弹性件。

7.如权利要求1所述单边式位移的花毂棘轮结构，其特征在于，更进一步设有一个套管，该套管的管径大于该轴杆的外径，且小于该驱动件、从动件及复位元件的孔径，该套管套设于该轴杆上，且位于该轴杆与驱动件、从动件及复位元件之间。

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