TW201632374A - 自行車輪及輪轂 - Google Patents

Abstract

本發明揭示一種自行車輪轂總成，其具有一旋轉軸且包括：一側壁，其界定第一末端與第二末端；一連接器本體，其耦合至該側壁第一末端；及一第一凸緣，其在該側壁第一末端處從該側壁之一外表面徑向向外延伸且背離該側壁之該外表面軸向延伸，使得該第一凸緣與該連接器本體之一部分軸向重疊。該輪轂總成可進一步包括一第二凸緣，該第二凸緣在該第二末端處從該側壁之一外表面徑向向外延伸，其中該第一凸緣比該第二凸緣背離該側壁徑向突出更遠。在一項實施例中，該第一凸緣至少部分界定一內凹容座，該內凹容座容置該連接器本體之至少一部分。在此實施例中，該輪轂總成可進一步包括一配接器本體，該配接器本體被定位在該連接器本體周圍且至少部分在該內凹容座中。

Description

自行車輪及輪轂

本發明係關於自行車之輪，且更明確言之，本發明係關於自行車之後輪之輪轂。

一自行車輪通常包含一輪緣、一輪轂、經由一連接器本體安裝至輪轂進行單向旋轉之一齒輪組、及在輪轂與輪緣之間延伸之複數個輻條。

已嘗試各種輪構形以達成與一傳統輻條自行車輪相比之減少重量與增加橫向剛度之期望輪屬性。例如，在生產一輕型輪之一典型嘗試中，重量之一減少一般導致輪剛度之一對應減少。相反，在嘗試增加輪剛度的情況下，諸如藉由增加輻條之數目或尺寸，增加之重量往往係一非期望副產物。增加輪轂與輻條之間之連接之橫向寬度通常增加輪剛度，而無重量之一大量增加。然而，可用於安裝齒輪組之空間數量限制輪轂/輻條介面之可用寬度。

多速自行車傳統上利用具有若干齒輪(cog或gear)之一齒輪組。先前技術齒輪組一般為了單向旋轉而藉由一連接器本體安裝至輪轂，該連接器本體可包括一飛輪或自由輪轂本體。飛輪傳統上包含可被固定地安裝至一固定齒輪群集之一螺紋連接器系統之一凹形部分。自由輪轂本體可具有一大體上圓柱形狀及一花鍵外表面，該花鍵外表面經構形以與藉由齒輪界定之一互補花鍵構形匹配。在自由輪轂本體與齒輪 組之間之若干互補花鍵構形係可行的，且安裝至自由輪轂之齒輪之數目根據齒輪之間之間距及每一齒輪之寬度而變化。雖然可附接至自由輪轂本體之齒輪之數目可變化，但先前技術自由輪轂本體之長度已保持大體上恆定。

相應地，此項技術中需要一種具有增加剛度與減少重量之輪，其利用市售連接器本體。

本發明提供一種自行車輪轂總成，其具有一旋轉軸且包括：一側壁，其界定與旋轉軸共軸之一孔及在側壁之第一末端與第二末端之間之一第一長度；一連接器本體(例如，一自由輪轂本體)，其耦合至側壁第一末端；及一第一凸緣，其在側壁第一末端處從側壁之一外表面徑向向外延伸且背離側壁之該外表面軸向延伸，使得第一凸緣與連接器本體之一部分軸向重疊(例如，至少2mm、5mm或7mm)。第一凸緣可界定鄰近一徑向最外周邊之複數個輻條附接孔以促進將輪轂總成併入一自行車輪中。

輪轂總成可進一步包括一第二凸緣，該第二凸緣在第二末端處從側壁之一外表面徑向向外延伸，其中第一凸緣比第二凸緣背離側壁徑向突出更遠。較佳地，側壁與第一凸緣界定第一凸緣之一末端與側壁第二末端之間之一第二長度，該第二長度大於第一長度。

在一項實施例中，且亦至少部分界定一內凹容座，其容置連接器本體之至少一部分。在此實施例中，輪轂總成可進一步包括一配接器本體(例如，大體上截頭圓錐形)，該配接器本體被定位在連接器本體周圍且至少部分在內凹容座中。較佳地，配接器本體界定與旋轉軸共軸之一配接器孔。內凹容座可具有至少2毫米之一軸向深度，較佳地至少5毫米，且更佳地至少7毫米。

本發明之其他態樣將藉由閱讀詳細描述與隨附圖式而變得明 顯。

1‧‧‧自行車

2‧‧‧後輪

3‧‧‧踏板

4‧‧‧鏈條

5‧‧‧踏板鏈輪

6‧‧‧輪轂總成

7‧‧‧變速器

8‧‧‧齒輪組

9‧‧‧輻條

11‧‧‧車架

12‧‧‧後叉

14‧‧‧側壁

16‧‧‧孔

18‧‧‧輪軸

20‧‧‧第一端蓋

21‧‧‧內側

22‧‧‧第二端蓋

23‧‧‧外側

26‧‧‧自由輪轂

27‧‧‧第一末端

28‧‧‧側壁第一末端

30‧‧‧側壁第二末端

32‧‧‧第一凸緣

34‧‧‧第二凸緣

36‧‧‧剎車附接總成

38‧‧‧輪輻附接位置

40‧‧‧內凹容座

41‧‧‧配接器

42‧‧‧第一大體上徑向表面

43‧‧‧配接器孔

44‧‧‧第二大體上徑向表面

45‧‧‧負花鍵

46‧‧‧花鍵

A‧‧‧旋轉軸

Z‧‧‧距離

L1‧‧‧第一長度

L2‧‧‧第二長度

圖1展示具有根據本發明之一輪轂總成之一項實施例之一自行車。

圖2展示根據本發明之一輪轂與自由輪轂本體之一項實施例之一透視圖，其中為了簡明起見省略飛輪組(cassette)、輻條與輪緣。

圖3展示圖2之總成之一分解圖。

圖4展示沿著圖2之線4-4獲取之一剖面圖。

圖5展示一替代實施例之一透視截面圖，其展示一兩件式飛輪組。

在詳細說明本發明之任何實施例之前，應瞭解，本發明在其應用方面並不限於下列描述中闡述或下列圖式中圖解說明之組件之構造與配置之細節。本發明可具有其他實施例且能夠以各種方式實踐或實行。

圖1描繪一自行車1，其包含一車架11、踏板3、踏板鏈輪5、鏈條4、齒輪組8及後輪2。車架11包含將一後輪2連接至自行車車架11之主要部分之後叉(stay)12。藉由踏板3經由一鏈條4驅動後輪2。鏈條4之鏈節經構形以與踏板鏈輪5互相作用，此引起鏈條4在踏板3旋轉時旋轉。鏈條4進一步與一齒輪組8互相作用，該齒輪組8藉由一單向離合器裝置附接至一輪轂總成6(見圖2至圖4)以引起齒輪組8與輪轂總成6旋轉，因此亦旋轉後輪2。自行車1進一步包含一變速器7，該變速器7能夠在齒輪組8上之複數個鏈輪之間移動鏈條4。此外，後輪2包含複數個輻條9，其等用於提供後輪之結構完整性與強度。

參考圖2至圖4，輪轂總成6包含具有界定一孔16之一側壁14之一輪轂本體，該孔16界定一旋轉軸A。側壁14在第一末端28與第二末端 30之間延伸一第一長度L1。如此項技術中普遍已知，孔16大致經構形以接納具有第一端蓋20與第二端蓋22之一輪軸18。

如在圖2及圖4中圖解說明之實施例中所展示，齒輪組8經由呈一自由輪轂26形式之一連接器本體附接至輪轂總成6。或者，連接器本體可包括一螺紋飛輪總成(未展示)。齒輪組8包含複數個齒輪(未展示)，其等具有從鄰近至側壁第一末端28之連接之一內側21前進至鄰近第二端蓋22之一外側23的一逐漸變小直徑。

參考圖4中展示之實施例，側壁14之第一末端28經定尺寸且經構形以接納自由輪轂26之一第一末端27。自由輪轂26經由此項技術中已知之若干單向離合器總成之任意者在自由輪轂第一末端27處可旋轉地附接至輪轂本體。例如，複數個棘爪(未展示)可從自由輪轂徑向向外突出，且輪轂本體之鄰近輪轂第一末端28之一內表面可包含具有一斜面及一凸緣(未展示)之複數個棘輪齒(未展示)。如此項技術中普遍已知，棘爪經構形以在自由輪轂26於一個方向上旋轉時接合凸緣並驅動自由輪轂26與輪，且在自由輪轂26於相反方向上旋轉時跨越斜面並跨過棘輪齒。

如圖2及圖4中所見，一第一凸緣32鄰近側壁第一末端28從側壁徑向突出且一第二凸緣34從側壁第二末端30徑向突出。側壁第二末端30與第一凸緣之一軸向末端協作地界定比第一長度L1更長之一第二長度L2。在展示之實施例中，一剎車附接總成36從第二凸緣34軸向向外地安置在側壁第二末端30處。參考圖2至圖4，第一凸緣32從側壁14徑向向外延伸且背離側壁14成角度/軸向延伸。在圖解說明之實施例中，第一凸緣32比第二凸緣34背離側壁14之表面徑向延伸更遠。如圖4中最佳所見，第一凸緣32從側壁14突出，以便與自由輪轂26軸向重疊達從側壁第一末端28突出之一距離Z。即，第一凸緣32之至少一部分從自由輪轂26直接徑向向外定位(在垂直且徑向於旋轉軸A之一方向 上)。在圖解說明之實施例中，第一凸緣32與自由輪轂26之從側壁第一末端28突出之大約7mm(其係平行於軸A量測)軸向重疊。

如圖4中所見，圖解說明之第一凸緣32界定第一凸緣32之徑向最外周邊與側壁第一末端28之間之一內凹容座40。齒輪組8具有各自鄰近齒輪組之內側21與外側23界定之第一大體上徑向表面42與第二大體上徑向表面44。在圖4中描繪之齒輪組8之實施例中，第一徑向表面42具有一大體上凸形狀。即，第一徑向表面42之至少一部分並不垂直於軸A且具有一大體上截頭圓錐形狀。內凹容座40之形狀經構形以與齒輪組8之第一徑向表面42之凸形狀互補並接納齒輪組8之第一徑向表面42之凸形狀。

在一替代實施例中，齒輪組第一徑向表面42可界定垂直於旋轉軸A之一平面。在此實施例中，一配接器41(圖5)界定一配接器孔43，該配接器孔43經構形以在自由輪轂本體26上方滑動，使得配接器41被安置在側壁第一末端28與齒輪組第一徑向表面42中間之內凹容座40中，如藉由圖2與圖5之間之箭頭所指示。圖解說明之配接器41界定複數個負花鍵45，其等經塑形以與自由輪轂本體上之花鍵46互補且確保一適貼、不可旋轉配合。在圖5中展示之實施例中，配接器具有一截頭圓錐形狀，其經構形以佔據側壁第一末端28與齒輪組第一徑向表面42中間之內凹容座，而不與第一凸緣32接觸。配接器之使用排除對於一客製化塑形齒輪組之需要。取而代之，標準齒輪(少於齒輪之最大數目)可被使用且抵著配接器41對接。

如圖4中所描繪，凸緣32、34界定鄰近第一凸緣32與第二凸緣34之徑向最外周邊之複數個輪輻附接位置38。圖解說明之輪輻附接位置經構形用於安裝J彎曲輻條構形，但可取而代之經構形以接納直拉輻條或若干其他輻條構形。輻條9之構形影響輪之橫向剛度。相應地，一般而言，側壁14之對置末端上之輻條之間的距離越寬，輪越剛硬。

圖解說明之實施例中之自由輪轂26在商業上廣泛可購得，且通常容納具有一最大數目之N(諸如9或10)個齒輪之齒輪組。然而，上述輪轂經特殊設計以容納少於最大數目之N個齒輪。明確言之，上述輪轂之重疊第一凸緣32將防止在內凹容座40之區域中使用最內齒輪(即，在圖4中之自由輪轂26之左側上)之一或多者。對於特定類型之自行車騎行(諸如下坡競速)，通常不使用最內/最大齒輪，且因此第一凸緣32之存在通常並非一關注點。如上文所述，藉由內凹容座界定之空間可由齒輪組之一客製化塑形第一徑向表面42(見圖4)或一客製化塑形配接器41(圖5)填充。

連接器本體與第一凸緣32之間之軸向重疊從連接器本體第一末端27與側壁第一末端28之間之連接軸向向外發生在輻條附接位置38處。結果係輻條與第一凸緣之間之連接在比先前使用給定自由輪轂可行的情況間隔更寬的一位置處發生，從而導致與輪之右側上之輻條之間之一較淺角。相應地，本發明之輪轂總成6增加後輪2之橫向剛度，可接納少於N個齒輪，然而可容納一市售自由輪轂26。此外，輪剛度之增加並不以需要新變速把與一新的後變速器7為代價，此係因為可維持齒輪之間之相同間距，而不管實際上安裝至自由輪轂26之齒輪之數目。

雖然已參考特定較佳實施例描述前述系統與方法，但此項技術之一般技術者將從本發明明白其他實施例。此外，熟習此項技術者借鑒本發明將明白其他組合、省略、替換及修改。雖然已描述本發明之特定實施例，但此等實施例已僅舉例而言呈現，且並非旨在限制本發明之範疇。實際上，可依各種其他形式體現本文中描述之新穎方法與系統，而不背離其精神。相應地，熟習此項技術者借鑒本發明將明白其他組合、省略、替換及修改。

在下列申請專利範圍中闡述本發明之各種特徵與優點。

8‧‧‧齒輪組

14‧‧‧側壁

16‧‧‧孔

18‧‧‧輪軸

20‧‧‧第一端蓋

21‧‧‧內側

22‧‧‧第二端蓋

26‧‧‧自由輪轂

27‧‧‧第一末端

30‧‧‧側壁第二末端

32‧‧‧第一凸緣

34‧‧‧第二凸緣

36‧‧‧剎車附接總成

38‧‧‧輪輻附接位置

46‧‧‧花鍵

A‧‧‧旋轉軸

Claims (19)

1. 一種用於一自行車輪之輪轂總成，其具有一旋轉軸且包括：一側壁，其界定與該旋轉軸共軸之一孔及在該側壁之第一末端與第二末端之間之一第一長度；一連接器本體，其耦合至該側壁第一末端；及一第一凸緣，其在該側壁第一末端處從該側壁之一外表面徑向向外延伸且背離該側壁之該外表面軸向延伸，使得該第一凸緣與該連接器本體之一部分軸向重疊。
2. 如請求項1之輪轂總成，其中該第一凸緣與該連接器本體之至少2毫米軸向重疊。
3. 如請求項1之輪轂總成，其中該第一凸緣與該連接器本體之至少5毫米軸向重疊。
4. 如請求項1之輪轂總成，其中該第一凸緣與該連接器本體之至少7毫米軸向重疊。
5. 如請求項1之輪轂總成，其中該第一凸緣界定鄰近一徑向最外周邊之複數個輻條附接孔。
6. 如請求項1之輪轂總成，其中該第一凸緣至少部分界定一內凹容座，該內凹容座容置該連接器本體之至少一部分。
7. 如請求項6之輪轂總成，其進一步包括一配接器本體，該配接器本體定位在該連接器本體周圍且至少部分在該內凹容座中。
8. 如請求項7之輪轂總成，其中該配接器係大體上截頭圓錐形。
9. 如請求項1之輪轂總成，其中該連接器本體包括一自由輪轂本體。
10. 如請求項1之輪轂總成，其進一步包括一第二凸緣，該第二凸緣在該第二末端處從該側壁之一外表面徑向向外延伸，其中該第 一凸緣比該第二凸緣背離該側壁徑向突出更遠。
11. 如請求項1之輪轂總成，其中該側壁與該第一凸緣界定該第一凸緣之一末端與該側壁第二末端之間之一第二長度，該第二長度大於該第一長度。
12. 一種用於一自行車輪之輪轂總成，其具有一旋轉軸，該旋轉軸包括：一側壁，其界定與該旋轉軸共軸之一孔且在第一末端與第二末端之間延伸一第一長度，該側壁第一末端經構形以接納一連接器本體之一第一末端；一第一凸緣，其在該側壁第一末端處從該側壁之一外表面徑向向外延伸，其中該第一凸緣從該側壁第一末端徑向向外突出且背離該側壁第一末端成角度突出，使得該第一凸緣至少部分界定經調適以容置該連接器本體之至少一部分之一內凹容座。
13. 如請求項12之輪轂總成，其進一步包括至少部分定位在該內凹容座中之一配接器本體。
14. 如請求項13之輪轂總成，其中該配接器係大體上截頭圓錐形。
15. 如請求項12之輪轂總成，其中一配接器本體具有第一表面與第二表面並界定與該旋轉軸共軸之一配接器孔，該配接器本體與該孔經構形以被接納在該容座內。
16. 如請求項15之輪轂總成，其中該配接器係大體上截頭圓錐形。
17. 如請求項12之輪轂總成，其中該內凹容座具有至少2毫米之一軸向深度。
18. 如請求項12之輪轂總成，其中該內凹容座具有至少5毫米之一軸向深度。
19. 如請求項12之輪轂總成，其中該內凹容座具有至少7毫米之一軸向深度。