TW202321052A - 用於人力車輛的輪轂總成 - Google Patents

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Abstract

提供一種用於人力車輛的輪轂總成。輪轂總成包括輪轂軸、輪轂體、棘爪支撐體、至少一個棘爪、鏈輪支撐體、至少一個鏈輪支撐軸承、棘輪體及複數個棘齒。輪轂體可旋轉地安裝在輪轂軸上。棘爪支撐體連接至輪轂體。棘爪可在驅動位置及非驅動位置之間移動。鏈輪支撐軸承將鏈輪支撐體可旋轉地支撐在輪轂軸上。棘輪體連接至鏈輪支撐體。棘齒嚙合棘爪以在驅動旋轉方向上旋轉時將驅動力從鏈輪支撐體傳遞到輪轂體。鏈輪支撐軸承相對於棘齒與輪轂體相反地設置。

Description

用於人力車輛的輪轂總成
本揭露整體上涉及用於人力車輛的輪轂總成。更具體地，本揭露整體上涉及一種輪轂總成，其具有支撐至少一個鏈輪的鏈輪支撐體。
通常，用於人力車輛的車輪具有輪轂總成、複數個輻條及環形輪輞。基本上，輪轂總成具有輪轂軸及輪轂體。輪轂軸不可旋轉地安裝到人力車輛的框架上。同軸耦接至輪轂軸的輪轂體，使得輪轂體相對於輪轂軸徑向向外設置。軸承被建構及配置成支撐輪轂體，使得輪轂體可圍繞輪轂軸自由旋轉。在例如自行車之類的一些人力車輛中，車輪提供有鏈輪支撐體，其可旋轉地設置至輪轂軸上。鏈輪支撐體通常藉由單向離合器耦接至輪轂體，使得扭矩在一個方向上從鏈輪支撐體傳遞到輪轂體。這種類型的鏈輪支撐體有時被稱為飛輪。
整體上，本揭露涉及用於人力車輛的輪轂總成的各種特徵。如本文所使用的術語「人力車輛」是指可至少由人驅動力來驅動的車輛，但不包括僅使用除人力以外的驅動動力的車輛。特別地，僅將內燃機用作驅動動力的車輛不包括在人力車輛中。通常假定人力車輛是緊湊、輕型之車輛，其有時不需要在公共道路上行駛的許可證。人力車輛上的車輪數量沒有限制。人力車輛包括例如單輪腳踏車及具有三個或更多輪子的車輛。人力車輛包括例如各種類型的自行車，例如登山自行車、公路自行車、城市自行車、貨運自行車、臥式自行車及電動輔助自行車(E-bike)。
鑑於已知技術的狀態並且根據本揭露的第一方面，提供了一種用於人力車輛的輪轂總成。輪轂總成基本包括輪轂軸、輪轂體、棘爪支撐體、至少一個棘爪、鏈輪支撐體、至少一個鏈輪支撐軸承、棘輪體及複數個棘齒。輪轂體可旋轉地安裝在該輪轂軸上，以圍繞該輪轂總成的旋轉中心軸線旋轉。棘爪支撐體連接至輪轂體。至少一個棘爪可移動地提供至該棘爪支撐體，以在驅動位置及非驅動位置之間移動。鏈輪支撐體可旋轉地設置至該輪轂軸，以圍繞該旋轉中心軸線旋轉。至少一個鏈輪支撐軸承將該鏈輪支撐體可旋轉地支撐在該輪轂軸上。棘輪體連接至鏈輪支撐體。複數個棘齒提供至該棘輪體，用於嚙合該至少一個棘爪，以在驅動旋轉方向上圍繞該旋轉中心軸線旋轉時，將驅動力從該鏈輪支撐體傳遞到該輪轂體。該至少一個鏈輪支撐軸承之各者係相對於該複數個棘齒在相對於該旋轉中心軸線的軸向方向上與該輪轂體相反地設置。
利用根據第一方面的輪轂總成，從至少一個棘爪施加在鏈輪支撐體上的分力被分散，且在至少一個鏈輪支撐軸承上的壓縮力被減小。
根據本揭露的第二方面，根據第一方面的輪轂總成被建構成使得複數個棘齒提供在至少一個棘爪的外周側上。
利用根據第二方面的輪轂總成中，施加在鏈輪支撐體上的分力係相對於旋轉中心軸線向外指向。
根據本揭露的第三方面，根據第一方面或第二方面的輪轂總成被建構成使得棘爪支撐體與輪轂體一體地形成為整體式之一體式構件。
利用根據第三方面的輪轂總成，可簡化輪轂體及棘爪支撐體。
根據本揭露的第四方面，根據第一方面或第二方面的輪轂總成被建構成使得棘爪支撐體是與輪轂體分開的構件。
利用根據第四方面的輪轂總成，能以較低的成本容易地製造輪轂體及棘爪支撐體。
根據本揭露的第五方面，根據第一方面至第四方面中任一項的輪轂總成被建構成使得棘輪體與鏈輪支撐體一體地形成為整體式之一體式構件。
利用第五方面的輪轂總成，能簡化鏈輪支撐體及棘輪體的結構。
根據本揭露的第六方面，根據第一方面至第四方面中任一項的輪轂總成被建構成使得棘輪體是與鏈輪支撐體分開的構件。
利用根據第六方面的輪轂總成，可用更適合它們各自功能的不同材料來製造棘輪體及鏈輪支撐體。
根據本揭露的第七方面，根據第一方面至第六方面中任一項的輪轂總成被建構成使得鏈輪支撐體具有包括複數個栓槽的栓槽區域，且棘齒是在軸向方向上設置在栓槽區域之外。
利用根據第七方面的輪轂總成，一個或複數個鏈輪可安裝到鏈輪支撐體的栓槽區域，且棘齒不直接受到來自一個或複數個鏈輪的力。
根據本揭露的第八方面，根據第一方面至第七方面中任一項的輪轂總成被建構成使得該至少一個棘爪的至少一者及該複數個棘齒在相對於該旋轉中心軸線的徑向方向上觀察時與該輪轂體重疊。
利用根據第八方面的輪轂總成中，至少一個棘爪中的至少一個及複數個棘齒可被輪轂體保護。
根據本揭露的第九方面，根據第一方面至第八方面中任一項的輪轂總成被建構成使得該複數個棘齒在輪轂體側上設置在該鏈輪支撐體的端部處。
利用根據第九方面的輪轂總成，來自鏈輪支撐體的旋轉能可靠地傳遞到輪轂體。
根據本揭露的第十方面，根據第一方面至第九方面中任一項所述的輪轂總成還包括至少一個輪轂軸承，其將輪轂體可旋轉地支撐在輪轂軸上。該至少一個輪轂軸承的各者係相對於該棘齒在該軸向方向上與該至少一個鏈輪支撐軸承相對地設置。
利用根據第十方面的輪轂總成，輪轂體可旋轉地支撐在輪轂軸上，以使輪轂體相對於輪轂軸順暢地旋轉。該輪轂總成具有簡單的結構，適合製造。
根據本揭露的第十一方面，根據第十方面的輪轂總成被建構成使得該至少一個棘爪在該軸向方向上係軸向地設置在該至少一個輪轂軸承的各者與該至少一個鏈輪支撐軸承的各者之間。
利用根據第十一方面的輪轂總成，鏈輪支撐體能容易地與輪轂體分離，從而能夠容易地維護、更換或修理至少一個棘爪。
根據本揭露的第十二方面，根據第一方面至第十一方面中任一項的輪轂總成被建構成使得棘爪支撐體不可旋轉地耦接到輪轂體且支撐至少一個棘爪。
利用根據第十二方面的輪轂總成，棘爪支撐體及至少一個棘爪的複雜結構被提供至輪轂體，而鏈輪支撐體可被簡化。因此，可容易地進行更換工作，且可降低更換部件的價格。
根據本揭露的第十三方面，根據第十二方面的輪轂總成被建構成使得棘爪支撐體以栓槽接合而不可旋轉地耦接到輪轂體。
利用根據第十三方面的輪轂總成，棘爪支撐體可容易地安裝到輪轂體。
根據本揭露的第十四方面，根據第一方面至第十三方面中任一項的輪轂總成被建構成使得該至少一個棘爪包括複數個棘爪。
利用根據第十四方面的輪轂總成，傳遞到鏈輪支撐體的分力可更平衡。
根據本揭露的第十五方面，根據第一方面至第十四方面中任一項的輪轂總成被建構成使得複數個棘齒提供在棘輪體的內表面上。
利用根據第十五方面的輪轂總成，可簡化棘輪體的結構。
根據本揭露的第十六方面，根據第一方面至第十五方面中任一項所述的輪轂總成被建構成使得至少一個棘爪位於輪轂體之內。
利用根據第十六方面的輪轂總成，鏈輪支撐體的旋轉能藉由至少一個棘爪可靠地傳遞至輪轂體。
根據本揭露的第十七方面，根據第一方面至第十六方面中任一項的輪轂總成被建構成使得鏈輪支撐體及複數個棘齒是單件式一體式構件。
利用根據第十七方面的輪轂總成，能簡化鏈輪支撐體及複數個棘齒的結構。
根據本揭露的第十八方面，根據第一方面至第十七方面中任一項的輪轂總成被建構成使得該至少一個鏈輪支撐軸承包括沿該輪轂軸軸向地間隔開的第一鏈輪支撐軸承及第二鏈輪支撐軸承。
利用根據第十八方面的輪轂總成，能可靠地實現鏈輪支撐體在輪轂軸上的平順旋轉。
根據本揭露的第十九方面，根據第十八方面的輪轂總成還包括端蓋，該端蓋螺紋耦接至該輪轂軸的第一端並接觸該第一鏈輪支撐軸承，以將該鏈輪支撐體保持至該輪轂軸。
利用根據第十九方面的輪轂總成，可容易地移除及更換鏈輪支撐體至輪轂軸。
根據本揭露的第二十方面，根據第十八方面或第十九方面的輪轂總成被建構成使得該鏈輪支撐體包括第一軸承支座及第二軸承支座，該第一軸承支座接觸該第一鏈輪支撐軸承的第一外環，該第二軸承支座接觸該第二鏈輪支撐軸承的第二外環。該第一軸承支座相對於該旋轉中心軸線而面向與該第二軸承支座相反的方向。
利用根據第二十方面的輪轂總成，第一鏈輪支撐軸承及第二鏈輪支撐軸承能容易地定位在相對於旋轉中心軸線的適當軸向位置處。
而且，所公開的輪轂總成的其他目的、特徵、方面及優點對於本領域技術人員而言，從以下連同所附的圖式揭示輪轂總成的較佳實施例的詳細敘述會顯明。
現在將參考圖式來說明所選的實施例。對人力車輛領域(例如，自行車領域)的技術人員而言從本揭露顯而易見係以下實施例的描述僅是為了說明而提供，而非要限制由附隨的申請專利範圍及其均等物所界定的發明。
首先參考圖1，提供用於人力車輛V之輪轂總成10。換句話說，示出了配備有根據所示實施例的輪轂總成10的人力車輛V(即自行車)。這裡，在所示實施例中，輪轂總成10是自行車輪轂。更具體地，輪轂總成10是自行車後輪轂。這裡，自行車V是電動輔助自行車(E-bike)。或者，自行車V可以是公路自行車、城市自行車、貨運自行車、臥式自行車，或者其他類型的越野自行車，例如越野競技(cyclocross)自行車。
如圖1所示，自行車V包括由後輪RW及前輪FW支撐的車身VB。車身VB基本上包括前車架體FB及後車架體RB(擺臂)。車身VB還提供有車把H及用於使前輪FW轉向的前叉FF。後車架體RB可擺動地安裝到前車架體FB的後段，使得後車架體RB可相對於前車架體FB樞轉。後輪RW安裝到後車架體RB的後端。後減震器RS可操作地設置在前車架體FB及後車架體RB之間。後減震器RS提供在前車架體FB及後車架體RB之間，以控制後車架體RB相對於前車架體FB的運動。也就是，後減震器RS吸收從後輪RW傳遞的震動。後輪RW可旋轉地安裝到後車架體RB。前輪FW經由前叉FF安裝於前車架體FB。也就是，前輪FW安裝在前叉FF的下端。自行車座椅或鞍座S以常規方式安裝到前車架體FB的座管。前叉FF可樞轉地安裝到前車架體FB的頭管。車把H安裝在前叉FF的轉向柱或轉向管的上端。前叉FF吸收從前輪FW傳遞的衝擊。較佳地，後減震器RS及前叉FF為電動可調懸架。例如，後減震器RS及前叉FF的剛度及/或行程長度可以調整。
自行車V還包括電驅動單元DU，其具有向前鏈輪FS提供驅動輔助力的電動馬達。電驅動單元DU能以常規方式被致動，以輔助自行車V的推進。例如，根據施加到踏板PD的人力驅動力來致動電驅動單元DU。電驅動單元DU由安裝在自行車V的下管上的主電池組BP提供的電力驅動。這裡，例如，傳動系是鏈條傳動型，其包括曲柄C、前鏈輪FS、複數個後鏈輪CS及鏈條CN。曲柄C包括曲柄軸CA1及一對曲柄臂CA2。曲柄軸CA1經由電驅動單元DU可旋轉地支撐到前車架體FB。曲柄臂CA2提供在曲柄軸CA1的相對端。踏板PD可旋轉地耦接到每個曲柄臂CA2的遠端。傳動系可以從任何類型中選擇，並且可以是皮帶傳動型或軸傳動型。
現在將特別參照圖2至圖6描述輪轂總成10的結構。輪轂總成10基本包括輪轂軸12及輪轂體14。輪轂軸12被建構成不可旋轉地附接到車身VB。在此實施例中，輪轂軸12被建構成不可旋轉地附接到後車架體RB。輪轂體14可旋轉地安裝在輪轂軸12上，以圍繞輪轂總成10的旋轉中心軸線A1旋轉。輪轂軸12具有與旋轉中心軸線A1同軸的中心軸線。輪轂體14圍繞旋轉中心軸線A1而可旋轉地設置。換言之，輪轂體14係繞輪轂軸12可旋轉地安裝。
如圖5至圖7所示，輪轂軸12是由例如金屬材料的合適材料製成的剛性構件。輪轂軸12具有第一端12a及第二端12b。在此，輪轂軸12是一體式構件的管狀構件。因此，輪轂軸12具有在第一端12a及第二端12b之間延伸的軸向孔12c。輪轂軸12可以是一體式構件或由數個零件來製成。
如圖1及圖3所示，輪轂體14圍繞輪轂軸12可旋轉地安裝，以於驅動旋轉方向D1上旋轉。驅動旋轉方向D1對應於後輪RW的向前驅動方向。輪轂體14被建構為以常規方式支撐後輪RW。更具體地，在所示的實施例中，輪轂體14包括第一外凸緣14a及第二外凸緣14b。第一外凸緣14a及第二外凸緣14b從輪轂體14的外周面相對於旋轉中心軸線A1徑向向外延伸。第一外凸緣14a及第二外凸緣14b被建構為接收複數個輻條(圖1)，用於將後輪RW的輪緣(圖1)附接到輪轂體14。以此方式，輪轂體14及後輪RW被耦接以一起旋轉。
輪轂總成10還包括至少一個輪轂軸承，其將輪轂體14可旋轉地支撐在輪轂軸12上。在如圖4所見的所示實施例中，輪轂總成10還包括第一輪轂體軸承20及第二輪轂體軸承22。第一輪轂體軸承20將輪轂體14的第一端相對於旋轉中心軸線A1可旋轉地支撐。第二輪轂體軸承22將輪轂體14的第二端相對於旋轉中心軸線A1可旋轉地支撐。第一輪轂體軸承20包括第一內環20a、第一外環20b及複數個第一滾子元件20c。第一滾子元件20c設置在第一內環20a及第一外環20b之間。第二輪轂體軸承22包括第二內環22a、第二外環22b及複數個第二滾子元件22c。第二滾子元件22c設置在第二內環22a及第二外環22b之間。
第一輪轂體軸承20及第二輪轂體軸承22是徑向球軸承。徑向球軸承支撐垂直於軸線方向上的力。此外，對於第一輪轂體軸承20及第二輪轂體軸承22中的一個或兩個，可採用徑向滾子軸承來代替徑向球軸承。徑向滾子軸承包括圓柱滾子軸承及滾針軸承。或者，對於第一輪轂體軸承20及第二輪轂體軸承22中的一個或兩個，可採用角接觸球軸承來代替徑向球軸承。角接觸球軸承具有內環及外環滾道(raceways)，其在軸承軸線之方向上相對位移。換句話說，角接觸軸承設計用於承受組合載荷，即同時作用的徑向及軸向載荷。此外，可採用角接觸滾子軸承(即滾錐軸承)來代替第一輪轂體軸承20及第二輪轂體軸承22中的一或兩者的徑向球軸承。角接觸滾子軸承包括圓柱滾子軸承及滾針軸承。
這裡，輪轂總成10還包括鏈輪支撐體26。在所示實施例中，鏈輪支撐體26支撐後鏈輪CS，如圖2所見。鏈輪支撐體26可旋轉地設置到輪轂軸12，以圍繞旋轉中心軸線A1旋轉。鏈輪支撐體26在圍繞旋轉中心軸線A1於驅動旋轉方向D1上旋轉時，將驅動力傳遞至輪轂體14。如下所述，鏈輪支撐體26在繞旋轉中心軸線A1於非驅動旋轉方向D2上旋轉時，不將驅動力傳遞到輪轂體14。非驅動旋轉方向D2相對於旋轉中心軸線A1與驅動旋轉方向D1相反。鏈輪支撐體26的旋轉中心軸線與輪轂總成10的旋轉中心軸線A1同心設置。
雖然鏈輪支撐體26被建構為不可旋轉地支撐後鏈輪CS，鏈輪支撐體26不限於所示實施例。或者，一個或多個後鏈輪CS可與鏈輪支撐體26一體形成。在任何情況下，鏈輪支撐體26及後鏈輪CS耦接在一起，以在驅動旋轉方向D1及非驅動旋轉方向D2兩者上一起旋轉。
如圖3及4所見，鏈輪支撐體26具有栓槽區域26a，其包括複數個栓槽26a1。栓槽26a1是被建構成接合後鏈輪CS的外栓槽。如此，後鏈輪CS不可旋轉地耦接到鏈輪支撐體26。鏈輪支撐體26還具有非栓槽區域26b，其被建構為至少部分地設置在輪轂體14內。因此，輪轂體14及鏈輪支撐體26部分重疊。
參考圖3，輪轂總成10被建構成使得鏈輪支撐體26可容易地被鏈輪支撐體28替換，如下所述。除了外部構造之外，鏈輪支撐體28與鏈輪支撐體26相同。特別地，鏈輪支撐體28具有栓槽區域28a，其包括複數個栓槽28a1。在鏈輪支撐體28中，栓槽28a1窄於栓槽26a1。此外，鏈輪支撐體28的栓槽28a1的總數大於鏈輪支撐體26的栓槽26a1的總數。最後，鏈輪支撐體28還具有非栓槽區域28b，其被建構為至少部分地設置在輪轂體14內。在鏈輪支撐體28中，非栓槽區域28b具有比鏈輪支撐體26的非栓槽區域26b的軸向長度長的軸向長度。
輪轂總成10還包括至少一個鏈輪支撐軸承。至少一個鏈輪支撐軸承將該鏈輪支撐體26可旋轉地支撐在該輪轂軸12上。這裡，至少一個鏈輪支撐軸承包括沿輪轂軸12軸向間隔開的第一鏈輪支撐軸承30及第二鏈輪支撐軸承32。第一鏈輪支撐軸承30可旋轉地支撐鏈輪支撐體26的第一端。第二鏈輪支撐軸承32可旋轉地支撐鏈輪支撐體26的第二端。該至少一個鏈輪支撐軸承之各者係相對於該複數個棘齒56在相對於該旋轉中心軸線A1的軸向方向上與該輪轂體14相反地設置。
第一鏈輪支撐軸承30及第二鏈輪支撐軸承32具有比第一輪轂體軸承20及第二輪轂體軸承22小的外徑。這裡，第一鏈輪支撐軸承30的內徑小於第二鏈輪支撐軸承32的內徑。第一鏈輪支撐軸承30及第二鏈輪支撐軸承32從輪轂軸12的第一端12a安裝在輪轂軸12上。
第一鏈輪支撐軸承30包括第一內環30a、第一外環30b及複數個第一滾子元件30c。第一滾子元件30c設置在第一內環30a及第一外環30b之間。第二鏈輪支撐軸承32包括第二內環32a、第二外環32b及複數個第二滾子元件32c。第二滾子元件32c設置在第二內環32a及第二外環32b之間。這裡，第一鏈輪支撐軸承30及第二鏈輪支撐軸承32是徑向球軸承。如上所述，徑向球軸承支撐垂直於軸線方向的力。此外，對於第一鏈輪支撐軸承30及第二鏈輪支撐軸承32中的一或兩者，可採用角接觸球軸承、徑向滾子軸承及角接觸滾子軸承中的一個來代替徑向球軸承。
這裡，鏈輪支撐體26包括接觸第一鏈輪支撐軸承30的第一外環30b的第一軸承支座26c及接觸第二鏈輪支撐軸承32的第二外環32b的第二軸承支座26d。第一軸承支座26c相對於旋轉中心軸線A1面向與第二軸承支座26d相反的方向。
第一管狀間隔元件34設置在第一鏈輪支撐軸承30及第二鏈輪支撐軸承32之間的輪轂軸12上。第一管狀間隔元件34在輪轂軸12上將第一鏈輪支撐軸承30及第二鏈輪支撐軸承32軸向地間隔開。此外，第二管狀間隔元件36設置在第一管狀間隔元件34及第一輪轂體軸承20之間的輪轂軸12上。第二鏈輪支撐軸承32支撐在第二管狀間隔元件36上，並軸向地夾在第二管狀間隔元件36的支座及第一管狀間隔元件34的一端之間。第二管狀間隔元件36抵接第一輪轂體軸承20。這樣，第二管狀間隔元件36將第二鏈輪支撐軸承32及第一輪轂體軸承20軸向地間隔開。
在第一實施例中，輪轂總成10還包括端蓋38，其螺紋耦接到輪轂軸12的第一端12a並接觸第一鏈輪支撐軸承30，以將鏈輪支撐體26保持至輪轂軸12。輪轂軸12還具有螺紋耦接到輪轂軸12的第二端12b的端蓋40。端蓋40接觸第二輪轂體軸承22。如此，端蓋38及端蓋40將輪轂體16保持在輪轂軸12上。而且，第一端蓋38及第二端蓋40被建構為容納在後車架體RB的安裝開口中，如圖2所示。這裡，第一端蓋38具有第一開口38a且第二端蓋40具有第二開口40a。
這裡，如圖2及5所示，輪轂總成10還包括車輪保持機構42，用於將輪轂總成10的輪轂軸12固定到後車架體RB。車輪保持機構42基本上包括軸或串桿(skewer)42a、凸輪體42b、凸輪桿42c及調節螺帽42d。凸輪桿42c藉由凸輪體42b附接到串桿42a的一端，而調節螺帽42d螺接在串桿42a的另一端。桿(lever)42c附接到凸輪體42b。凸輪體42b耦接在串桿42a及凸輪桿42c之間，以相對於凸輪體42b移動串桿42a。因此，桿42c被操作來相對於凸輪體42b在旋轉中心軸線A1的軸向方向上移動串桿42a，以改變凸輪體42b及調節螺帽42d之間的距離。較佳地，在串桿42a的每一端提供壓縮彈簧。或者，輪轂軸12可根據需要及/或期望而藉由其他附接結構來不可旋轉地附接到後車架體RB。
輪轂總成10還包括棘爪支撐體50、至少一個棘爪52、棘輪體54及複數個棘齒56。基本上，棘爪支撐體50、至少一個棘爪52、棘輪體54及棘齒56形成單向離合器58，其可操作地設置在輪轂體14及鏈輪支撐體26之間。如此，鏈輪支撐體26耦接至輪轂體14以圍繞旋轉中心軸線A1於驅動旋轉方向D1上一起旋轉，且鏈輪支撐體26耦接至輪轂體14以相對於輪轂體14圍繞旋轉中心軸線A1在非驅動旋轉方向D2上旋轉。此外，利用單向離合器58，在鏈輪支撐體26停止或旋轉慢於轂體14的情況下，輪轂體14能相對於鏈輪支撐體26旋轉。這樣，鏈輪支撐體26及單向離合器58形成自行車常用的飛輪。由於飛輪的基本操作是相對常用的，因此將不進一步詳細討論或說明飛輪的操作。
基本上，棘爪支撐體50不可旋轉地耦接到輪轂體14並支撐至少一個棘爪52。因此，輪轂體14及棘爪支撐體50被建構成圍繞旋轉中心軸線A1一起旋轉。這裡，如圖5所示，棘爪支撐體50藉由栓槽接合(spline engagement)來不可旋轉地耦接到輪轂體14。在第一實施例中，棘爪支撐體50連接到輪轂體14。特別地，棘爪支撐體50具有與輪轂體14的複數個內栓槽接合的複數個外栓槽。棘爪支撐體50的外栓槽及輪轂體14的內栓槽係軸向地延伸，且平行於旋轉中心軸線A1。如此，棘爪支撐體50可容易地附接到輪轂體14及從輪轂體14拆卸。因此，在第一實施例中，棘爪支撐體50是與輪轂體14分開的構件。
至少一個棘爪52可移動地提供到棘爪支撐體50，以在驅動位置(圖6)及非驅動位置(圖7)之間移動。在驅動位置(圖6)，至少一個棘爪52與提供在棘輪體54上的棘齒56之一接合。如此，棘輪體54的驅動位置、轉動可傳遞至棘爪支撐體50及輪轂體14。在非驅動位置(圖7)，至少一個棘爪52變成與棘齒56脫離接合。如此，在非驅動位置，棘輪體54的轉動不會傳遞到棘爪支撐體50及輪轂體14。在第一實施例中，至少一個棘爪52位於輪轂體14的內部。特別地，至少一個棘爪52在軸向方向上軸向地設置在至少一個輪轂軸承20、22中的各者與至少一個鏈輪支撐軸承30、32中的各者之間。換言之，第一輪轂體軸承20及第二輪轂體軸承22設置在至少一個棘爪52的一軸向側，而第一鏈輪支撐軸承30及第二鏈輪支撐軸承32設置在至少一個棘爪52的另一軸向側。通過這配置，棘爪支撐體50及至少一個棘爪52的複雜結構被提供到輪轂體14且鏈輪支撐體26可被簡化。因此，鏈輪支撐體26能容易地與輪轂體14分離，從而能夠容易地進行更換作業。
這裡，至少一個棘爪52包括複數個棘爪53A、52B及52C。棘爪53A、52B及52C圍繞旋轉中心軸線A1在棘爪支撐體50上於周向方向上均等地間隔開。雖然顯示了總共三個棘爪，可根據需要及/或期望使用一或多個棘爪。單向離合器58還包括將棘爪53A、52B及52C耦接到棘爪支撐體50的偏置元件60，使得棘爪53A、52B及52C之各者可在驅動位置(圖6)及非驅動位置(圖7)之間移動。特別地，偏置元件60將棘爪53A、52B及52C偏置至與棘輪體54的棘齒56接合。偏置元件60將棘爪53A、52B及52C擠壓抵靠棘爪支撐體50，使得棘爪53A、52B及52C朝向與棘輪體54的棘齒56的接合而樞轉。在鏈輪支撐體26於非驅動旋轉方向D2旋轉的情況下，棘齒56推動棘爪53A、52B及52C且將棘爪53A、52B及52C樞轉至抵靠棘爪支撐體50的非驅動(縮回)位置。因此，鏈輪支撐體26被建構為繞中心軸線A1在非驅動旋轉方向D2上相對於輪轂體14旋轉。
另外，在相對於旋轉中心軸線A1的徑向方向觀察時，至少一個棘爪52的至少一個及複數個棘齒56與輪轂體14重疊。在第一實施例中，在相對於旋轉中心軸線A1的徑向方向觀察時，棘爪53A、52B及52C的各者及棘齒56皆與輪轂體14重疊。
如圖5至8所示，棘輪體54連接到鏈輪支撐體26。其結果是，棘輪體54被建構為與鏈輪支撐體26一起相對於旋轉中心軸線A1旋轉。在此，棘輪體54與鏈輪支撐體26一體形成為整體式之一體式構件。因此，鏈輪支撐體26及棘輪體54是單個構件，其從鏈輪支撐體26經由棘爪53A、52B及52C將扭矩傳遞到棘爪支撐體50。通常，鏈輪支撐體26及棘輪體54由合適的硬及剛性材料製成，例如金屬材料或纖維強化塑料材料。
基本上，棘齒56提供至棘輪體54上，用於嚙合至少一個棘爪52，以在圍繞旋轉中心軸線A1於驅動旋轉方向D1上旋轉時，將驅動力從鏈輪支撐體26傳遞到輪轂體14。此外，這裡，在第一實施方式中，複數個棘齒56提供在棘輪體54的內表面上。因此，複數個棘齒56提供在至少一個棘爪52的外周側。
此外，鏈輪支撐體26及複數個棘齒56是單件式的一體式構件。特別地，如上所述，棘輪體54與鏈輪支撐體26一體地形成為整體式之一體式構件。因此，棘齒56與鏈輪支撐體26一體地形成為整體式之一體式構件。較佳地，棘齒56於軸向方向上設置在栓槽區域26a之外。此外，較佳地，複數個棘齒56在輪轂體側上設置在鏈輪支撐體26的端部處。
現參圖8，示出了根據第二實施例的輪轂總成110。考慮到第一實施例和第二實施例之間的相似性，為了簡潔起見，可省略第二實施例的與第一實施例的部分相同之部分的描述。
輪轂總成110基本包括輪轂軸112及輪轂體114。輪轂軸112與第一實施例的輪轂軸12相同。輪轂體114已從輪轂體14略微修改，如下所述。輪轂總成110還包括至少一個輪轂體軸承120，其將輪轂體114可旋轉地支撐在輪轂軸112上。較佳地，輪轂體114以與第一實施例相同的方式藉由一對輪轂軸承可旋轉地支撐在輪轂軸112上。
輪轂總成110還包括鏈輪支撐體126，其可旋轉地設置到輪轂軸112，以圍繞旋轉中心軸線A1旋轉。鏈輪支撐體126與第一實施例的鏈輪支撐體26相同。輪轂總成110還包括至少一個鏈輪支撐軸承，其將鏈輪支撐體126可旋轉地支撐到輪轂軸112。這裡，鏈輪支撐體126藉由第一鏈輪支撐軸承130及第二鏈輪支撐軸承132可旋轉地支撐到輪轂軸112。第一鏈輪支撐軸承130與第一實施例的第一鏈輪支撐軸承30相同。第二鏈輪支撐軸承132與第一實施例的第二鏈輪支撐軸承32相同。第一管狀間隔元件134設置在第一鏈輪支撐軸承130及第二鏈輪支撐軸承132之間的輪轂軸112上。第一管狀間隔元件134與第一實施例的第一管狀間隔元件34相同。第二管狀間隔元件136設置在第一管狀間隔元件134及第一輪轂體軸承120之間的輪轂軸112上。第二管狀間隔元件136與第一實施例的第二管狀間隔元件36相同。
輪轂總成110還包括端蓋138，端蓋138螺紋耦接到輪轂軸112的一端並接觸第一鏈輪支撐軸承130，以將鏈輪支撐體126保持至輪轂軸112，類似於第一實施例。此外，與第一實施例類似，第二端蓋安裝到輪轂軸112的另一端。
輪轂總成110還包括棘爪支撐體150、至少一個棘爪152、棘輪體154及複數個棘齒156。基本上，與第一實施例類似，棘爪支撐體150、至少一個棘爪152、棘輪體154及棘齒156形成單向離合器158，其可操作地設置在輪轂體114及鏈輪支撐體126之間。然而，第二實施例與第一實施例的不同之處在於棘爪支撐體150與輪轂體114一體地形成為整體式之一體式構件。與第一實施例類似，至少一個棘爪152包括可移動地耦接到棘爪支撐體150的複數個棘爪，以與第一實施例相同的方式。單向離合器158的其餘部分(例如，偏置元件160)與第一實施例相同。
現在參考圖9，示出了根據第三實施例的輪轂總成210。考慮到第一實施例及第三實施例之間的相似性，為了簡潔起見，可省略第三實施例的與第一實施例的部分相同之部分的描述。
輪轂總成210基本包括輪轂軸212及輪轂體214。輪轂軸212與第一實施例的輪轂軸12相同。輪轂體214與第一實施例的輪轂體14相同。輪轂總成210還包括至少一個輪轂體軸承220，其將輪轂體214可旋轉地支撐在輪轂軸212上。較佳地，輪轂體214以與第一實施例相同的方式藉由一對輪轂軸承可旋轉地支撐在輪轂軸212上。
輪轂總成210還包括鏈輪支撐體226，其可旋轉地設置到輪轂軸212，以圍繞旋轉中心軸線A1旋轉。鏈輪支撐體226已從第一實施例的鏈輪支撐體26略微修改，如下所討論。輪轂總成210還包括至少一個鏈輪支撐軸承，其將鏈輪支撐體226可旋轉地支撐到輪轂軸212。這裡，鏈輪支撐體226藉由第一鏈輪支撐軸承230及第二鏈輪支撐軸承232可旋轉地支撐到輪轂軸212。第一鏈輪支撐軸承230與第一實施例的第一鏈輪支撐軸承30相同。第二鏈輪支撐軸承232與第一實施例的第二鏈輪支撐軸承32相同。第一管狀間隔元件234設置在第一鏈輪支撐軸承230及第二鏈輪支撐軸承232之間的輪轂軸212上。第一管狀間隔元件234與第一實施例的第一管狀間隔元件34相同。第二管狀間隔元件236設置在第一管狀間隔元件234及第一輪轂體軸承220之間的輪轂軸212上。第二管狀間隔元件236與第一實施例的第二管狀間隔元件36相同。
輪轂總成210還包括端蓋238，端蓋238螺紋耦接到輪轂軸212的一端並接觸第一鏈輪支撐軸承230，以將鏈輪支撐體226保持至輪轂軸212，類似於第一實施例。此外，與第一實施例類似，第二端蓋安裝到輪轂軸112的另一端。
輪轂總成210還包括棘爪支撐體250、至少一個棘爪252、棘輪體254及複數個棘齒256。基本上，與第一實施例類似，棘爪支撐體250、至少一個棘爪252、棘輪體254及棘齒256形成單向離合器258，其可操作地設置在輪轂體214及鏈輪支撐體226之間。然而，第二實施例與第一實施例的不同之處在於棘輪體254是與鏈輪支撐體226分開的構件。例如，棘輪體254螺紋附接到鏈輪支撐體226。與第一實施例類似，至少一個棘爪252包括可移動地耦接到棘爪支撐體250的複數個棘爪，以與第一實施例相同的方式。單向離合器258的其餘部分(例如，偏置元件260)與第一實施例相同。
在理解本發明的範圍時，本文所使用的術語「包括」及其衍生詞是開放式術語，其指定存在所述特徵、元素、組件、群組、整數及/或步驟，但不排除存在其他未敘述特徵、元素、組件、群組、整數及/或步驟。前述內容也適用於具有類似含義的詞，例如術語「包含」、「具有」及其衍生字。另外，除非另有說明，否則術語「部件」、「區段」、「部」、「構件」或「元件」以單數使用時可以具有單個部分或複數個部分的雙重含義。
此處所使用的以下方向術語「面向車架側」、「非面向車架側」、「向前」、「向後」、「前」、「後」、「上」、「下」、「上方」、「下方」、「向上」、「向下」、「頂部」、「底部」、「側部」、「直立」、「水平」、「垂直」、及「橫向」以及任何其他類似的方向術語指的是處於豎立的騎行位置且配備有輪轂總成的人力車輛(例如自行車)的該些方向。因此，用於描述輪轂總成的這些方向性術語應相對於在水平表面上直立騎乘位置且配備有輪轂總成的人力車輛(例如，自行車)進行解釋。術語「左」及「右」被用來在提及從人力車輛(例如自行車)的後方觀看時的右側時指示「右」側及在提及從人力車輛(例如自行車)的後方觀看時的左側時指示該「左」側。
此揭露中所用的詞組「至少一者」表示「一個或複數個」所想要的選項。舉一例而言，如果選項的數目為兩個，則此揭露中所用的詞組「至少一者或至少一個」表示「只有一個單一選項」或是「兩個選項二者」。舉另一例而言，如果選項的數目等於或大於三個，則本揭露中所用的詞組「至少一者或至少一個」表示「只有一個單一選項」或是「等於或大於兩個選項的任何組合」。此外，本揭露中使用的術語「及/或」表示「其中之一或兩者」。
並且，應瞭解雖然此處可能使用術語「第一」及「第二」來敘述各種不同的組件，但這些組件不應受到這些術語的限制。這些術語只是被用來區別一個組件與另一個組件。因此，舉例而言，在不背離本發明的教示之下，以上所討論的第一組件可被稱為第二組件，反之亦然。
此處所用的術語「被附接」或「附接」涵蓋藉著將一元件直接附加於另一元件而將該元件直接固定於該另一元件的組態、藉著將該元件附加於一或複數個中間構件而將該一或複數個中間構件又附加於該另一元件而將該元件間接地固定於該另一元件的組態、及一個元件與另一個元件成整體亦即一個元件實質上為另一個元件的部份的組態。此定義也適用於具有類似意思的字眼，例如術語「被結合」、「被連接」、「被耦接」、「被安裝」、「被黏結」、「被固定」及其衍生字。最後，此處所用的程度術語例如「大致上或實質上」、「大概或大約」、及「近乎或近似」表示其所修飾的術語具有使得最終結果不會大幅改變的偏差量。
雖然只選擇選定的實施例來舉例說明本發明，但是對於熟習此項技術者而言從此揭露很明顯，在不背離如附隨的申請專利範圍請求項中所界定的本發明的範圍下，可實施各種不同的改變及修正。例如，除非被明確地敘述並非如此，各種不同組件的尺寸、形狀、位置、或定向可依需要及/或所想要的被改變，只要這些改變不會在實質上影響其所意欲達成的功能。除非被明確地敘述並非如此，顯示成為互相直接連接或接觸的組件可有設置在其間的中間結構，只要這些改變不會在實質上影響其所意欲達成的功能。一個元件的功能可由二個元件來實施，反之亦然，除非被明確地敘述並非如此。一個實施例的結構及作用或功能可被採用在另一個實施例中。所有的有利點不必要同時呈現在一特定的實施例中。與習知技術不同的每一獨特特徵不論是單獨或與其他特徵組合也應被視為申請人的進一步發明的分開敘述，包含由此種特徵所具體實施的結構及/或功能概念。因此，以上根據本發明的實施例的敘述只是被提供來舉例說明用，而非以限制由附隨的申請專利範圍請求項及其等效物所界定的本發明為目的。
10:輪轂總成 12:輪轂軸 14:輪轂體 20:第一輪轂體軸承 22:第二輪轂體軸承 26:鏈輪支撐體 28:鏈輪支撐體 30:第一鏈輪支撐軸承 32:第二鏈輪支撐軸承 34:第一管狀間隔元件 36:第二管狀間隔元件 38:端蓋 40:端蓋 42:車輪保持機構 50:棘爪支撐體 52:棘爪 54:棘輪體 56:棘齒 58:單向離合器 60:偏置元件 110:輪轂總成 112:輪轂軸 114:輪轂體 120:輪轂體軸承 126:鏈輪支撐體 130:第一鏈輪支撐軸承 132:第二鏈輪支撐軸承 134:第一管狀間隔元件 136:第二管狀間隔元件 138:端蓋 150:棘爪支撐體 152:棘爪 154:棘輪體 156:棘齒 158:單向離合器 160:偏置元件 210:輪轂總成 212:輪轂軸 214:輪轂體 226:鏈輪支撐體 230:第一鏈輪支撐軸承 232:第二鏈輪支撐軸承 234:第一管狀間隔元件 236:第二管狀間隔元件 238:端蓋 250:棘爪支撐體 252:棘爪 254:棘輪體 256:棘齒 258:單向離合器 260:偏置元件 12a:第一端 12b:第二端 12c:軸向孔 14a:第一外凸緣 14b:第二外凸緣 20a:第一內環 20b:第一外環 20c:第一滾子元件 22a:第二內環 22b:第二外環 22c:第二滾子元件 26a:栓槽區域 26a1:栓槽 26b:非栓槽區域 26c:第一軸承支座 26d:第二軸承支座 28a:栓槽區域 28a1:栓槽 28b:非栓槽區域 30a:第一內環 30b:第一外環 30c:第一滾子元件 32a:第二內環 32b:第二外環 32c:第二滾子元件 38a:第一開口 40a:第二開口 42a:串桿 42b:凸輪體 42c:凸輪桿 42d:調節螺帽 52B:棘爪 52C:棘爪 53A:棘爪 A1:旋轉中心軸線 BP:主電池組 C:曲柄 CA1:曲柄軸 CA2:曲柄臂 CN:鏈條 CS:後鏈輪 D1:驅動旋轉方向 D2:非驅動旋轉方向 DU:電驅動單元 FB:前車架體 FF:前叉 FS:前鏈輪 FW:前輪 H:車把 PD:踏板 RB:後車架體 RS:後減震器 RW:後輪 S:鞍座 V:人力車輛 VB:車身
現在參考構成此原始揭露的一部分的所附圖式：
[圖1]是根據第一實施例的配備有後輪的人力車輛(例如自行車)的側視圖，該後輪具有輪轂總成；
[圖2]是附接至圖1所示的人力車輛的車身上的輪轂總成的視圖；
[圖3]是圖1及圖2所示的輪轂總成的部分爆炸立體圖，其中兩個鏈輪支撐體可選擇性地安裝在輪轂軸上；
[圖4]是圖2至圖4所示的輪轂總成的縱向剖視圖；
[圖5]是圖4所示的輪轂總成的一部分的放大剖視圖；
[圖6]是沿圖2中的剖面線6-6所見的圖2至圖4所示的輪轂總成的橫向剖視圖；
[圖7]是類似於圖6的輪轂總成的橫向剖視圖，但其中鏈輪支撐體已旋轉，使得棘爪已從圖6的驅動位置移動到非驅動位置；
[圖8]是根據第二實施例的輪轂總成的一部分的放大剖視圖；及
[圖9]是根據第三實施例的輪轂總成的一部分的放大剖視圖。
10:輪轂總成
12:輪轂軸
12a:第一端
14:輪轂體
14a:第一外凸緣
20:第一輪轂體軸承
20a:第一內環
20c:第一滾子元件
26:鏈輪支撐體
26a:栓槽區域
26a1:栓槽
26b:非栓槽區域
26c:第一軸承支座
26d:第二軸承支座
30:第一鏈輪支撐軸承
30a:第一內環
30b:第一外環
30c:第一滾子元件
32:第二鏈輪支撐軸承
32a:第二內環
32b:第二外環
32c:第二滾子元件
34:第一管狀間隔元件
36:第二管狀間隔元件
38:端蓋
38a:第一開口
50:棘爪支撐體
52:棘爪
54:棘輪體
56:棘齒
58:單向離合器
60:偏置元件
A1:旋轉中心軸線

Claims (20)

  1. 一種用於人力車輛的輪轂總成，該輪轂總成包括： 輪轂軸； 輪轂體，可旋轉地安裝在該輪轂軸上，以圍繞該輪轂總成的旋轉中心軸線旋轉； 棘爪支撐體，連接至該輪轂體； 至少一個棘爪，可移動地提供至該棘爪支撐體上，以在驅動位置及非驅動位置之間移動； 鏈輪支撐體，可旋轉地設置至該輪轂軸，以圍繞該旋轉中心軸線旋轉； 至少一個鏈輪支撐軸承，將該鏈輪支撐體可旋轉地支撐在該輪轂軸上； 棘輪體，連接至該鏈輪支撐體；以及 複數個棘齒，提供至該棘輪體，用於嚙合該至少一個棘爪，以在驅動旋轉方向上圍繞該旋轉中心軸線旋轉時，將驅動力從該鏈輪支撐體傳遞到該輪轂體，該至少一個鏈輪支撐軸承之各者係相對於該複數個棘齒在相對於該旋轉中心軸線的軸向方向上與該輪轂體相對地設置。
  2. 根據請求項1所述的輪轂總成，其中 該複數個棘齒提供在該至少一個棘爪的外周側。
  3. 根據請求項1所述的輪轂總成，其中 該棘爪支撐體與該輪轂體係一體形成為整體式之一體式構件。
  4. 根據請求項1所述的輪轂總成，其中 該棘爪支撐體是與該輪轂體分開的構件。
  5. 根據請求項1所述的輪轂總成，其中 該棘輪體與該鏈輪支撐體係一體形成為整體式之一體式構件。
  6. 根據請求項1所述的輪轂總成，其中 該棘輪體是與該鏈輪支撐體分開的構件。
  7. 根據請求項1所述的輪轂總成，其中 該鏈輪支撐體具有栓槽區域，該栓槽區域包括複數個栓槽；及 該複數個棘齒於該軸向方向上設置在該栓槽區域之外。
  8. 根據請求項1所述的輪轂總成，其中 該至少一個棘爪的至少一個及該複數個棘齒在相對於該旋轉中心軸線的徑向方向上觀察時與該輪轂體重疊。
  9. 根據請求項1所述的輪轂總成，其中 該複數個棘齒在輪轂體側上設置在該鏈輪支撐體的端部處。
  10. 根據請求項1所述的輪轂總成，還包括 至少一個輪轂軸承，其將該輪轂體可旋轉地支撐在該輪轂軸上，該至少一個輪轂軸承的各者係相對於該棘齒在該軸向方向上與該至少一個鏈輪支撐軸承相對地設置。
  11. 根據請求項10所述的輪轂總成，其中 該至少一個棘爪在該軸向方向上係軸向地設置在該至少一個輪轂軸承的各者與該至少一個鏈輪支撐軸承的各者之間。
  12. 根據請求項1所述的輪轂總成，其中 該棘爪支撐體不可旋轉地耦接至該輪轂體且支撐該至少一個棘爪。
  13. 根據請求項12所述的輪轂總成，其中 該棘爪支撐體係藉由栓槽接合來不可旋轉地耦接至該輪轂體。
  14. 根據請求項1所述的輪轂總成，其中 該至少一個棘爪包括複數個棘爪。
  15. 根據請求項1所述的輪轂總成，其中 該複數個棘齒提供在該棘輪體的內表面上。
  16. 根據請求項1所述的輪轂總成，其中 該至少一棘爪位於該輪轂體之內。
  17. 根據請求項1所述的輪轂總成，其中 該鏈輪支撐體及該複數個棘齒是單件式的一體式構件。
  18. 根據請求項1所述的輪轂總成，其中 該至少一個鏈輪支撐軸承包括沿該輪轂軸來軸向地間隔開的第一鏈輪支撐軸承及第二鏈輪支撐軸承。
  19. 根據請求項18所述的輪轂總成，還包括 端蓋，螺紋耦接至該輪轂軸的第一端並接觸該第一鏈輪支撐軸承，以將該鏈輪支撐體保持至該輪轂軸。
  20. 根據請求項18所述的輪轂總成，其中 該鏈輪支撐體包括第一軸承支座及第二軸承支座，該第一軸承支座接觸該第一鏈輪支撐軸承的第一外環，該第二軸承支座接觸該第二鏈輪支撐軸承的第二外環，該第一軸承支座相對於該旋轉中心軸線而面向與該第二軸承支座相反的方向。
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