TW202019728A - 飛輪輪轂系統 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種具有一可容易地調換自由輪轂部分之基於楔塊離合器的自由輪轂系統。該自由輪轂系統使用經定位於該輪轂內之一卡式飛輪驅動器配接器軸件(本文中亦被稱為「驅動器」)。該卡式飛輪驅動器配接器軸件(驅動器)及自由輪轂本體具有一可分離介面。此允許由使用者容易地交換自由輪轂本體而不冒污染或損壞該輪轂之風險。

Description

飛輪輪轂系統

飛輪輪轂(自由輪轂)使自行車踏板之旋轉能夠驅動車輪之旋轉，同時亦允許車輪獨立於踏板之旋轉而旋轉。飛輪輪轂使自行車之踏板能夠在車輪隨著自行車滑行而旋轉時保持固定。

飛輪輪轂包含卡式飛輪驅動器(cassette driver)，該等卡式飛輪驅動器包含支撐卡式飛輪的一自由輪轂部分及將扭矩從卡式飛輪傳動至主輪轂本體的一驅動器部分。關於卡式飛輪驅動器之美國專利公開案第2017/0284481號及第2017/0284482號兩者之全部內容特此以引用的方式併入。此等卡式飛輪驅動器可搭配諸如美國專利第9,102,197號中展示且描述之最新技術基於楔塊離合器(sprag clutch)之飛輪輪轂使用，該專利之全部內容特此以引用的方式併入。然而，將一個卡式飛輪驅動器調換成另一卡式飛輪驅動器需要執行若干步驟。此項技術中需要提供具有可容易調換成另一者之自由輪轂之最新技術基於楔塊之輪轂。

本發明提供一種具有一可容易調換自由輪轂部分之基於楔塊離合器之自由輪轂系統。本發明之自由輪轂系統使用定位於輪轂內之一卡式飛輪驅動器配接器軸件(本文中亦被稱為「驅動器」)。配接器軸件(驅動器)及自由輪轂本體具有一可分離介面。此允許使用者容易交換自由輪轂本體而不冒污染或損壞輪轂之風險。

將在以下描述中陳述各種額外態樣。該等態樣可能係關於個別特徵且係關於特徵之組合。應瞭解，上文概述及以下詳細描述兩者僅為例示性的及說明性的，且不限制本文中揭示之實施例所基於之廣泛發明概念。

相關申請案之交叉參考 本申請案主張2019年4月4日申請之美國臨時申請案序號62/829,372；及2018年9月12日申請之美國臨時申請案序號62/730,418的優先權，該等案之全部內容特此係以引用的方式明確地併入本文中。

將參考圖式詳細描述各項實施例，其中貫穿數個視圖相同元件符號表示相同部分及總成。參考各項實施例不限制其隨附之發明申請專利範圍之範疇。此外，本說明書中陳述之任何實例不意欲為限制性的且僅陳述隨附發明申請專利範圍之許多可能實施例的一些。

參考圖1，展示根據本發明之一輪轂100之一第一實施例。在所描繪之實施例中，輪轂100包含一輪轂本體102、一輪軸105、及一自由輪轂本體106。在所描繪之實施例中，輪轂100經構形至飛輪。換言之，一自由輪轂本體106在車輪由自由輪轂本體106驅動時與輪轂本體102一起旋轉，且自由輪轂本體106在車輪正滑行(旋轉且未被驅動)時相對於輪轂本體102旋轉。

參考圖，通常，更詳細地描述輪轂100之構形。在所描繪之實施例中，輪轂100經構形以搭配利用由一鏈條驅動之一外部卡式飛輪之單速以及多速自行車(例如，公路自行車、山地自行車等)使用。在所描繪之實施例中，輪轂100利用一楔塊離合器108來促成空轉(freewheeling)。應瞭解，本發明之原理可整合至一單速自行車中。應瞭解，本發明之原理在若干不同背景內容中具有適用性。舉例而言，除鏈條驅動輪轂以外，本發明亦適用於皮帶驅動或軸件驅動之輪轂。許多其他實施例係可行的。

輪轂本體102可具有一頸縮構形以減小輪轂本體102之整體重量。

自由輪轂本體106具有經構形以接納一卡式飛輪(未展示)的一外表面109。外表面109可具有各種不同構形(例如，標準)以接納各種不同構形之卡式飛輪。

圖2展示輪轂100之一部分分解視圖。如展示，一自由輪轂驅動系統101被展示為包含一配接器軸件110及自由輪轂本體106。自由輪轂本體106經由一配接介面112配接至配接器軸件110且經由一罩蓋103固持至輪轂本體102上。配接介面112允許自由輪轂本體106與配接器軸件110一起在兩個方向上旋轉。配接介面112防止配接器軸件110與自由輪轂本體106之間之相對旋轉移動。

如展示，配接器軸件110進一步包含複數個圓柱形外表面121、123、125。此外，配接器軸件110包含一組配接器軸件花鍵111，且自由輪轂本體106包含在一凹部115內的一組自由輪轂本體花鍵113。配接器軸件花鍵111 (圖6)及自由輪轂本體花鍵113經構形以與彼此嚙合以產生配接介面112。在本發明之範疇內認為，配接器軸件110或自由輪轂本體106上的花鍵數量可能不同。在一些實例中，配接器軸件110及自由輪轂本體106可具有不同數目個花鍵。在一些實例中，配接器軸件110及自由輪轂本體106可具有相等數目個花鍵。在本發明之範疇內認為，可利用具有各種不同構形之各種其他配接表面來使配接器軸件110及自由輪轂本體106配接以產生配接介面112。

圖3及圖4展示輪轂100之一橫截面。如展示，配接器軸件110被接納於本體102之一內部腔體104中，且圍繞輪軸105定位。內部腔體104被展示為包含楔塊離合器108、一第一軸承組116、一第二軸承組118，及一第三軸承組120。藉由第三軸承組120且藉由一第一自由輪轂本體軸承組122及一第二自由輪轂本體軸承組124 (各自定位於自由輪轂本體106內)來旋轉地支撐輪軸105。配接器軸件110係藉由第一軸承組116及第二軸承組118支撐於任一端部上。配接器軸件110亦與楔塊離合器108接觸，使得在配接器軸件110於一第一方向上(即，在踩踏期間)旋轉後，配接器軸件110透過楔塊離合器108將旋轉力傳遞至輪轂本體102，藉此驅動車輪。配接器軸件110界定與輪轂本體102之一旋轉軸線A-A同軸且重合之一縱向旋轉軸線。

配接器軸件110之複數個圓柱形外表面121、123、125被展示為與經定位於輪轂本體102之內部腔體104內的組件配接。第一圓柱形表面121介接於配接器軸件110與第二軸承組118之間。第二圓柱形表面123具有比第一圓柱形表面121更大之一直徑且延伸朝向配接器軸件花鍵111。第二圓柱形表面123經構形以與楔塊離合器108介接。在一些實例中，第二圓柱形表面123之表面光潔度小於或等於2.5微米之Rz，且具有至少56 (例如，介於58與62之間)之一HRC硬度。在一些實施例中，第二圓柱形表面123係由不鏽鋼建構。第三圓柱形表面125從第二圓柱形表面123同軸地延伸朝向配接器軸件花鍵111。第三圓柱形表面125具有大於第二圓柱形表面123之直徑之一直徑。第三圓柱形表面125與第一軸承組116介接。應瞭解，許多替代構造係可行的。舉例而言，可使用不同材料來代替不鏽鋼，且所使用之材料可具有不同於上文識別之例示性硬度值的不同硬度特性。

輪轂100亦可包含各種密封件以防止污染物(例如，水及沉積物)進入輪轂本體102之內部腔體104。在一些實例中，配接器軸件110可包含一配接器軸件密封件126 (圖4)以在配接器軸件110與第一軸承組116之間進行密封。在一些實例中，配接器軸件密封件126係一橡膠O形環。在一些實例中，自由輪轂本體106可包含一自由輪轂本體密封件128以在自由輪轂本體106毗連輪轂本體102之處進行密封。在一些實例中，自由輪轂本體密封件128可為一迷宮式密封件。在一些實例中，自由輪轂本體密封件128可為一橡膠密封件。

圖5展示從輪轂100移除之自由輪轂本體106及罩蓋103，而配接器軸件110保持安裝於輪轂本體102內。圖5之描繪係在從輪轂100交換自由輪轂本體時一使用者將遇到之一例示性案例。歸因於自由輪轂本體106上之磨損及/或期望改變自由輪轂本體標準、以及其他原因，一使用者可能希望交換自由輪轂本體。當更換出自由輪轂本體106時，使用者從輪軸105移除罩蓋103，接著將自由輪轂本體106與輪轂本體102分離。此時，鑑於配接器軸件110在內部腔體104內之定位，內部腔體104保持密封。此減少污染物被引入至內部腔體104中之機會，此否則可能降低輪轂100、明確言之楔塊離合器108之效能。此外，藉由在一自由輪轂本體交換期間將配接器軸件110維持於內部腔體104內，減少對定位於內部腔體104內之任何組件之損壞。明確言之，可藉由限制對此等組件之接達而減少對楔塊離合器108及/或軸承組116、118、120之損壞。

圖6展示沿圖4中之線5-5之一橫截面視圖，其展示配接介面112。如展示，配接器軸件花鍵111與自由輪轂本體花鍵113嚙合在一起以形成配接介面112，使得配接器軸件110及自由輪轂本體106與彼此一起旋轉。

圖7至圖33展示根據本發明之另一實例之一輪轂200之另一實例。輪轂200實質上類似於上文描述之輪轂100。如同上文輪轂100，輪轂200係用於一自行車之一後輪轂。輪轂200包含一自由輪轂驅動系統201、一輪轂本體202、及一輪軸205。應瞭解，本發明之原理具有超越自行車輪轂之適用性。原理可應用於任何類型之旋轉動力傳動系統。

輪轂本體202實質上類似於上文描述之輪轂本體102。輪轂本體202包含一第一端部230及一第二端部232。在所描繪之實例中，第二端部232經構形以接納自由輪轂驅動系統201。輪轂本體202可具有一階梯狀構形以減小輪轂本體202之整體重量。在一些實例中，輪轂本體202由鋁建構。

輪轂本體202界定縱向旋轉軸線X，輪轂本體202可繞該縱向旋轉軸線X旋轉。輪轂本體202包含一外表面234，該外表面234界定定位於輪轂本體202之第一端部230處的一第一徑向延伸輻條支撐凸緣236及定位於輪轂本體202之第二端部232處的一第二徑向延伸輻條支撐凸緣238。第一徑向延伸輻條支撐凸緣236及第二徑向延伸輻條支撐凸緣238兩者經構形以接納一自行車車輪之輻條。在一些實例中，輪轂本體202包含在第一端部230處的一盤式制動器凸緣237。盤式制動器凸緣237經構形以接納一盤式轉子以搭配盤式制動器使用。應瞭解，許多替代構形係可行的。舉例而言，輪轂本體202可與車輪成一體作為一全碳盤式輪。替代地，輪轂本體202可為自行車環境外(例如，ATV、機車等)之一動力傳動之部分。

輪轂本體202亦包含延伸在第一輻條支撐凸緣236與第二輻條支撐凸緣238之間的一階梯狀本體部分240。在一些實例中，階梯狀本體部分240可具有一階梯狀構形，其中階梯狀本體部分240包含各自具有複數個不同直徑的複數個表面。在本發明之範疇內認為，輪轂本體202可具有各種不同形狀及大小。在一些實例中，階梯狀構形允許減小輪轂本體202之整體重量同時仍維持足夠強度及耐久性。

自由輪轂驅動系統201實質上類似於上文描述之自由輪轂驅動系統101。自由輪轂驅動系統201被接納於輪轂本體202之第二端部232處且包含連接至輪轂本體202的一自由輪轂本體206。在一些實例中，自由輪轂本體206包含一密封件207以在將自由輪轂本體206安裝於輪轂本體202之第二端部232上時防止污染物進入輪轂本體202。

自由輪轂本體206實質上類似於上文描述之自由輪轂本體106。自由輪轂本體206具有經構形以接納至少一個鏈輪242的一外表面209。在一些實例中，包含複數個鏈輪242之一卡式飛輪(未展示)可安裝至外表面209。在其他實例中，一單一鏈輪242可安裝至外表面209。在一些實例中，外表面209上之鏈輪242經構形以接納一鏈條。在其他實例中，外表面209上之鏈輪242經構形以接納一皮帶。如同上文描述之外表面109，外表面209可具有各種不同構形(例如，標準)以接納各種不同構形之鏈輪242。

圖10展示輪轂200自第一端部230之一端視圖。圖11展示輪轂200自第二端部232之一端視圖。

圖12展示輪轂200之一分解視圖。輪轂200包含：自由輪轂驅動系統201，其包含自由輪轂本體206及一配接器軸件210；輪轂本體202；一對端蓋203，其等經構形以裝配於輪軸205上方且充當輪軸205之部分；一楔塊離合器208，其包含一楔塊套筒244、一第一楔塊籠246、及一第二楔塊籠248；一對楔塊套筒防旋轉元件250；一第一輪軸軸承252；一第二輪軸軸承254；一第三輪軸軸承256；一第四輪軸軸承258；一自由輪轂間隔件259；一第一自由輪轂驅動系統軸承260；一第二自由輪轂驅動系統軸承262；O形環261；及一楔塊離合器扣環總成263。

圖13展示沿圖10中之線A-A之一橫截面視圖。圖14展示沿圖10中之線B-B之一橫截面視圖。圖15展示圖14之橫截面視圖之一透視圖。

輪轂本體202包含從輪轂本體202之第一端部230延伸至輪轂本體202之相對第二端部232的一內部腔體264。輪轂本體202之內部腔體264界定由定位於輪轂本體202之第一端部230處之一第一直徑D1界定的一第一內部圓柱形表面266。輪轂本體202之內部腔體264界定鄰近第一內部圓柱形表面266之一第二內部圓柱形表面268。輪轂本體202之內部腔體264界定由定位成鄰近第二內部圓柱形表面268之一第二直徑D2界定的一第三內部圓柱形表面270。輪轂本體202之內部腔體264界定由定位成鄰近第三內部圓柱形表面270之一第三直徑D3界定的一第四內部圓柱形表面272。第三直徑D3大於第二直徑D2。

輪軸205實質上類似於上文描述之輪軸105。圖17至圖19中亦展示輪軸205。輪軸205包含一第一軸承表面274及一第二軸承表面276，且以與縱向軸線X同軸之一配置延伸穿過輪轂本體202之內部腔體264。第一軸承表面274及第二軸承表面276具有相同直徑D4及D5。在一些實例中，輪軸205亦可包含緊鄰第一軸承表面274及第二軸承表面276的凸緣278。第一軸承表面274與第一輪軸軸承252介接。在一些實例中，第一輪軸軸承252係一滾珠軸承。在一些實例中，第一輪軸軸承252係一軸襯。第二軸承表面276與第二輪軸軸承254、第三輪軸軸承256，及第四輪軸軸承258介接。在一些實例中，可由四個以上軸承來支撐輪軸205。在一些實例中，由四個以下軸承支撐輪軸205。

自由輪轂驅動系統201經定位於輪轂本體202之第二端部232內。自由輪轂驅動系統201具有與輪轂本體202之縱向旋轉軸線X同軸地配置之一縱向旋轉軸線Y。自由輪轂驅動系統201包含經構形以接納輪軸205之一環形開口280。自由輪轂驅動系統201包含彼此可係分離地連接的配接器軸件210及自由輪轂本體206。

配接器軸件210 (驅動器)實質上類似於上文描述之配接器軸件110。圖20至圖24中亦展示配接器軸件210。配接器軸件210包含一第一部分282及一第二部分284。配接器軸件210之第一部分282經構形以在一配接介面212處與自由輪轂本體206配接。配接介面212實質上類似於上文描述之配接介面112。

配接器軸件210之第一部分282包含經構形以與自由輪轂本體206之一對應軸件配接介面286配接之一自由輪轂本體配接介面285。在一些實例中，配接介面212，及因此自由輪轂本體配接介面285及軸件配接介面286包含與彼此嚙合以產生配接介面212的花鍵。配接介面212、配接器軸件210，及自由輪轂本體206與彼此一起旋轉，以促成繞縱向軸線X之彼此固定旋轉。在本發明之範疇內認為，可利用具有各種不同構形之各種其他配接表面來使配接器軸件210及自由輪轂本體206配接以產生配接介面212。在所描繪之實施例中，配接介面212係一可滑動介面，其中自由輪轂本體配接介面285及軸件配接介面286可相對於彼此軸向地滑動。可滑動構形實現配接器軸件210從自由輪轂本體206之容易拆卸。

配接器軸件210之第一部分282亦包含第二輪軸軸承254。在一些實例中，第二輪軸軸承254可經按壓配合至配接器軸件210中。在組裝輪轂200時，第二輪軸軸承254定位於輪軸205之第二軸承表面276與自由輪轂驅動系統201之環形開口280之間以促成輪軸205與自由輪轂驅動系統201之間之相對旋轉。在所描繪之實施例中，將第二輪軸軸承254裝配在與自由輪轂本體配接介面285相對之配接器軸件內表面300之間。在所描繪之實施例中，第二輪軸軸承254沿一軸向方向延伸超過配接器軸件內表面300。第二輪軸軸承254之延伸超過配接器軸件內表面300之部分接合自由輪轂本體206之內表面302。此重疊構形為輪轂200提供額外結構穩定性。自由輪轂本體配接介面285及第二輪軸軸承254至少部分徑向重疊。在一些實例中，第二輪軸軸承254係一滾珠軸承。在一些實例中，第二輪軸軸承254係一軸襯。

配接器軸件210之第二部分284包含一階梯狀外部輪廓，該階梯狀外部輪廓具有一第一外部圓柱形表面287、一第二外部圓柱形表面288、及一第三外部圓柱形表面289。第一外部圓柱形表面287、第二外部圓柱形表面288、及第三外部圓柱形表面289實質上類似於上文描述之配接器軸件110之複數個圓柱形外表面121、123、125。在一些實例中，第一外部圓柱形表面287、第二外部圓柱形表面288、及第三外部圓柱形表面289各自具有恆定直徑。

第一外部圓柱形表面287經定位於距縱向旋轉軸線X之一第一徑向距離處。第一外部圓柱形表面287與輪轂本體202之第三內部圓柱形表面270徑向重疊。

第二外部圓柱形表面288經定位於距縱向旋轉軸線X之一第二徑向距離處。在一些實例中，第二徑向距離大於第一徑向距離。相較於第一外部圓柱形表面287，第二外部圓柱形表面288更接近自由輪轂本體配接介面285。在所描繪之實施例中，第二外部圓柱形表面288比輪轂本體202之內部腔體264之表面更硬。第二外部圓柱形表面288與輪轂本體202之第四內部圓柱形表面272徑向重疊。在一些實例中，第二外部圓柱形表面288係連接至配接器軸件210之一不鏽鋼套筒。在一些實例中，第二外部圓柱形表面288可與配接器軸件210單片地形成。

第三外部圓柱形表面289經定位於距縱向旋轉軸線X之一第三徑向距離處。在一些實例中，第三徑向距離大於第二徑向距離。在一些實例中，第三徑向距離等於第二徑向距離。相較於第二外部圓柱形表面288，第三外部圓柱形表面289更接近自由輪轂本體配接介面285。在一些實例中，第三外部圓柱形表面289可包含一O形環。

自由輪轂驅動系統201亦包含自由輪轂本體206。在一些實例中，自由輪轂本體206可選擇性地與配接器軸件210配接以允許維修、替換及簡化製造。圖25至圖28中亦展示自由輪轂本體206。自由輪轂本體206包含外表面209、軸件配接介面286、第三輪軸軸承256、及第四輪軸軸承258。

軸件配接介面286經構形以與配接器軸件210之對應自由輪轂本體配接介面285配接。在一些實例中，軸件配接介面286係包含複數個花鍵之一凹部。

第三輪軸軸承256經定位於自由輪轂本體206內介於輪軸205之第二軸承表面276與自由輪轂驅動系統201之環形開口280之間以促成輪軸205與輪轂本體202之間之相對旋轉。在一些實例中，第三輪軸軸承256係一滾珠軸承。在一些實例中，第三輪軸軸承256係一軸襯。在一些實例中，第二輪軸軸承254及第三輪軸軸承256係相同的。在一些實例中，第三輪軸軸承256與至少一個其他輪軸軸承相同。

第四輪軸軸承258經定位於自由輪轂本體206內。在一些實例中，自由輪轂間隔件259經定位於第三輪軸軸承256與第四輪軸軸承258之間。第四輪軸軸承258經定位於輪軸205之第二軸承表面276與自由輪轂驅動系統201之環形開口280之間以促成輪軸205與輪轂本體202之間之相對旋轉。在一些實例中，第四輪軸軸承258係一滾珠軸承。在一些實例中，第四輪軸軸承258係一軸襯。在一些實例中，第一輪軸軸承252及第四輪軸軸承258係相同的。在一些實例中，第四輪軸軸承258與至少一個其他輪軸軸承相同。

第一自由輪轂驅動系統軸承260經定位於自由輪轂驅動系統201之配接器軸件210之第一外部圓柱形表面287與輪轂本體202之第三內部圓柱形表面270之間以促成自由輪轂驅動系統201與輪轂本體202之間之相對旋轉。在一些實例中，第一自由輪轂驅動系統軸承260係一滾珠軸承。在一些實例中，第一自由輪轂驅動系統軸承260係一軸襯。

第二自由輪轂驅動系統軸承262經定位於自由輪轂驅動系統201之配接器軸件210之第三外部圓柱形表面289與輪轂本體202之第四內部圓柱形表面272之間以促成自由輪轂驅動系統201與輪轂本體202之間之相對旋轉。

楔塊離合器208實質上類似於如上文描述之楔塊離合器108。楔塊離合器208之楔塊套筒244經按壓配合至與自由輪轂驅動系統201之配接器軸件210之第二外部圓柱形表面288之一部分徑向對準之輪轂本體202之第四內部圓柱形表面272中。圖29至圖32中亦展示楔塊套筒244。在一些實例中，楔塊套筒244包含在楔塊套筒244之一外表面292處的一對防旋轉凹部291。楔塊套筒244具有比輪轂本體202之內部腔體264之表面更硬的一圓柱形內表面293。在一些實例中，楔塊離合器208包含一個以上楔塊套筒244。

該對楔塊套筒防旋轉元件250與楔塊套筒244及輪轂本體202之內部腔體264介接以減少其間之相對旋轉。防旋轉元件250經定位在楔塊套筒244之防旋轉凹部291內且亦定位在輪轂本體202之第四內部圓柱形表面272中界定之防旋轉凹部294內，如圖13中可見。此外，圖16展示沿圖13中之線C-C之輪轂200之一橫向橫截面。圖29至圖32中亦展示防旋轉元件250。可使用其他相似元件來防止楔塊套筒244與輪轂本體202之間之相對旋轉。

在所描繪之實施例中，楔塊套筒防旋轉元件250係至少部分球形的。在所描繪之實施例中，楔塊套筒防旋轉元件250係鋼球。在所描繪之實施例中，藉由按一角度鑽入第二外部圓柱形表面288中而形成防旋轉凹部291。輪轂本體202之階梯狀本體部分240亦包含一肋狀物304。肋狀物304提供額外強度以支撐防旋轉元件250可在使用期間施加於輪轂本體202上的力。在組裝輪轂200時，將防旋轉元件250放置至防旋轉凹部291中，且輪轂200經定向成第一端部230向下以使重力能夠將防旋轉元件250保持在適當位置，直至楔塊套筒244處於適當位置。

在替代實例中，楔塊套筒防旋轉元件250係楔塊套筒244之一組成部分。在一些實例中，楔塊套筒防旋轉元件250係輪轂本體202之內部腔體264之一組成部分。在一些實例中，楔塊套筒防旋轉元件250係金屬球。在一些實例中，楔塊套筒防旋轉元件250係至少部分圓柱形的。在一些實例中，楔塊套筒防旋轉元件250係至少部分矩形的。

在所描繪之實施例中，楔塊離合器208進一步包含第一楔塊籠246，該第一楔塊籠246具有直接抵靠自由輪轂驅動系統201之配接器軸件210之第二外部圓柱形表面288張力偏壓且與楔塊套筒244徑向對準的複數個楔塊296。楔塊離合器208亦可包含鄰近第一楔塊籠246的第二楔塊籠248。第二楔塊籠248實質上類似於第一楔塊籠246且可包含直接抵靠自由輪轂驅動系統201之配接器軸件210之第二外部圓柱形表面288張力偏壓且與楔塊套筒244徑向對準的複數個楔塊296。在一些實例中，第二楔塊籠248小於第一楔塊籠246。在一些實例中，第二楔塊籠248在大小上等於第一楔塊籠246。在一些實例中，第二楔塊籠248大於第一楔塊籠246。在一些實例中，楔塊離合器208可包含兩個以上楔塊籠。

歸因於輪軸軸承252、254、256、258及輪轂本體202之構形，輪轂200可經轉換以適應各種不同長度及類型之輪軸。舉例而言，一單一輪轂本體202可適應快速釋放及貫通輪軸以將輪轂200固定至一自行車。此外，一單一輪轂本體202可適應各種不同輪轂間隔標準之自行車。此允許製造並組裝一單一輪轂本體202及其中之組件以用於各種不同應用。此不但使製造更有效，而且其允許輪轂本體202經改裝以適應各種不同輪轂間隔及固定標準。

上文描述之各項實施例僅藉由圖解提供且不應解釋為限制附其隨附發明申請專利範圍。熟習此項技術者將容易辨識可在未遵循本文中繪示且描述之例示性實施例及應用且不脫離以下發明申請專利範圍之真實精神及範疇之情況下進行的各種修改及改變。

100:輪轂 101:自由輪轂驅動系統 102:輪轂本體 103:罩蓋 105:輪軸 106:自由輪轂本體 108:楔塊離合器 109:外表面 110:配接器軸件 111:配接器軸件花鍵 112:配接介面 113:自由輪轂本體花鍵 115:凹部 116:第一軸承組 118:第二軸承組 120:第三軸承組 121:圓柱形外表面/第一圓柱形表面 122:第一自由輪轂本體軸承組 123:圓柱形外表面/第二圓柱形表面 124:第二自由輪轂本體軸承組 125:圓柱形外表面/第三圓柱形表面 126:配接器軸件密封件 128:自由輪轂本體密封件 200:輪轂 201:自由輪轂驅動系統 202:輪轂本體 203:端蓋 205:輪軸 206:自由輪轂本體 207:密封件 208:楔塊離合器 209:外表面 210:配接器軸件 212:配接介面 230:第一端部 232:第二端部 234:外表面 236:第一徑向延伸輻條支撐凸緣 237:盤式制動器凸緣 238:第二徑向延伸輻條支撐凸緣 240:階梯狀本體部分 242:鏈輪 244:楔塊套筒 246:第一楔塊籠 248:第二楔塊籠 250:楔塊套筒防旋轉元件 252:第一輪軸軸承 254:第二輪軸軸承 256:第三輪軸軸承 258:第四輪軸軸承 259:自由輪轂間隔件 260:第一自由輪轂驅動系統軸承 261:O形環 262:第二自由輪轂驅動系統軸承 263:楔塊離合器扣環總成 264:內部腔體 266:第一內部圓柱形表面 268:第二內部圓柱形表面 270:第三內部圓柱形表面 272:第四內部圓柱形表面 274:第一軸承表面 276:第二軸承表面 278:凸緣 280:環形開口 282:第一部分 284:第二部分 285:自由輪轂本體配接介面 286:軸件配接介面 287:第一外部圓柱形表面 288:第二外部圓柱形表面 289:第三外部圓柱形表面 291:防旋轉凹部 292:外表面 293:圓柱形內表面 294:防旋轉凹部 296:楔塊 D1:第一直徑 D2:第二直徑 D3:第三直徑 D4:直徑 D5:直徑

以下圖式繪示本發明之特定實施例且因此不限制本發明之範疇。圖式未按比例且意欲結合以下詳細描述中之說明使用。本發明之實施例在下文中將結合隨附圖式進行描述，其中相同元件符號表示相同元件。

圖1係根據本發明之一個實例之一輪轂之一透視圖。

圖2係圖1之輪轂之一分解組裝視圖。

圖3係圖1之輪轂之一等角縱向橫截面視圖。

圖4係圖1之輪轂之一側視縱向橫截面視圖。

圖5係圖1之輪轂之一部分分解組裝視圖。

圖6係沿圖4之線5-5之一配接介面之一橫截面視圖。

圖7至圖11展示根據本發明之另一實例之一輪轂。

圖12展示圖7之輪轂之一分解視圖。

圖13係沿圖10之線A-A之輪轂之一橫截面視圖。

圖14係沿圖10之線B-B之輪轂之一橫截面視圖。

圖15係圖14之橫截面之一透視圖。

圖16係沿圖14之線C-C之輪轂之一橫截面視圖。

圖17至圖19展示圖7之輪轂之一輪軸。

圖20至圖24展示圖7之輪轂之一自由輪轂驅動系統之一配接器軸件。

圖25至圖28展示圖7之輪轂之一自由輪轂驅動系統之一自由輪轂本體。

圖29至圖32展示圖7之輪轂之一楔塊離合器之一楔塊套筒。

圖33係圖7之輪轂之一部分分解組裝視圖。

200:輪轂

201:自由輪轂驅動系統

202:輪轂本體

205:輪軸

206:自由輪轂本體

207:密封件

230:第一端部

232:第二端部

234:外表面

236:第一徑向延伸輻條支撐凸緣

237:盤式制動器凸緣

238:第二徑向延伸輻條支撐凸緣

240:階梯狀本體部分

Claims (15)

1. 一種飛輪輪轂，其包括： 一主輪轂本體，其界定一縱向旋轉軸線，該輪轂本體包含從該主輪轂本體之一第一端部延伸至該主輪轂本體之一相對第二端部之一內部腔體； 一驅動器，其包含一第一端部、一第二端部，及從該第一端部延伸至該第二端部之一內部腔體，該第一端部包含一自由輪轂本體配接介面，該第二端部經共軸地定位於該主輪轂本體之該第二端部內； 一楔塊總成，其經定位於該驅動器之該第二端部與該主輪轂本體之該內部腔體之間，該楔塊總成經構形以使該驅動器能夠驅動該主輪轂本體之旋轉，且亦使該主輪轂本體能夠獨立於該驅動器而旋轉；及 一自由輪轂本體，其包含一第一端部、一第二端部，及從該第一端部延伸至該第二端部之內部腔體，該自由輪轂本體之該第一端部包含一驅動器配接介面，該驅動器配接介面經構形以與該驅動器之一對應自由輪轂本體配接介面配接，以防止該驅動器與該自由輪轂本體之間的相對旋轉。
2. 如請求項1之飛輪輪轂，其中該自由輪轂本體配接介面及該驅動器配接介面具有一相互嚙合花鍵構形。
3. 如請求項1之飛輪輪轂，其中該自由輪轂本體配接介面及該驅動器配接介面係在軸向方向上可滑動地接合。
4. 如請求項1之飛輪輪轂，進一步包括一軸承，該軸承與該驅動器之該內部腔體接合，且與該驅動器之該自由輪轂本體配接介面至少部分徑向對準。
5. 如請求項4之飛輪輪轂，其中與該自由輪轂本體配接介面至少部分徑向對準之該軸承亦延伸超過該自由輪轂本體配接介面之一遠端，且與該自由輪轂本體之一內部腔體接合。
6. 如請求項1之飛輪輪轂，進一步包括經按壓配合至該主輪轂本體之該內部腔體中之一楔塊套筒，該楔塊套筒包含用於接納一防旋轉元件之一第一部分的至少一個凹部，其中該主輪轂本體之該內部腔體包含用於接納該防旋轉元件之一第二部分的至少一個凹部。
7. 如請求項6之飛輪輪轂，其中該主輪轂本體包含與該主輪轂本體之該內部腔體中之用於接納該防旋轉元件之該第二部分之該至少一個凹部徑向對準的一環形肋狀物。
8. 如請求項6之飛輪輪轂，其中該楔塊套筒包含用於接納該防旋轉元件之一第一部分的至少兩個凹部，其中該主輪轂本體之該內部腔體包含用於接納該防旋轉元件之一第二部分的至少兩個凹部。
9. 如請求項6之飛輪輪轂，進一步包括該防旋轉元件，其中該防旋轉元件係一球形鋼珠。
10. 如請求項1之飛輪輪轂，其中該主輪轂本體包含一階梯狀外部輪廓，該第一端部包含一恆定直徑部分，該第二端部包含一恆定直徑部分，其中該第二端部之該恆定直徑部分具有大於該第一端部之該恆定直徑部分之一直徑的一直徑，且其中該驅動器之該第二端部延伸穿過該主輪轂本體之該第二端部之該恆定直徑部分，且未延伸至該主輪轂本體之該第一端部的該恆定直徑部分中。
11. 如請求項1之飛輪輪轂，其中該楔塊總成包含經定位在該驅動器之該第二端部與該主輪轂本體之該內部腔體之間的至少一個楔塊籠，且包含在經定位於該驅動器之該第二端部與該主輪轂本體之該內部腔體之間之該楔塊籠之任一側上的軸承。
12. 如請求項1之飛輪輪轂，進一步包括一貫通輪軸，該貫通輪軸從該主輪轂本體之該第一端部外延伸穿過該主輪轂本體、該驅動器及該自由輪轂本體而至該自由輪轂本體之該第二端部外。
13. 如請求項12之飛輪輪轂，進一步包括介接於該貫通輪軸與該主輪轂本體、驅動器及自由輪轂本體之間的一軸承總成，該軸承總成包含介接於該主輪轂本體之該第一端部與該貫通輪軸之間的至少一個軸承，及介接於該自由輪轂本體之該第二端部與該貫通輪軸之間的至少一個軸承。
14. 如請求項13之飛輪輪轂，其中介接於該貫通輪軸與該主輪轂本體、驅動器及自由輪轂本體之間的該軸承總成進一步包括介接於該自由輪轂本體之該第一端部與該貫通輪軸之間的至少一個軸承。
15. 如請求項4之飛輪輪轂，其中與該自由輪轂本體配接介面至少部分徑向對準之該軸承亦接合一貫通輪軸。

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