TW555657B

TW555657B - Bicycle hub with sliding engagement member and detachable freewheel

Info

Publication number: TW555657B
Application number: TW090122640A
Authority: TW
Inventors: Takanori Kanehisa
Original assignee: Shimano Kk
Priority date: 2000-12-07
Filing date: 2001-09-12
Publication date: 2003-10-01
Also published as: EP1213158A2; CZ20014361A3; CN1159166C; CN1357463A; JP2002192903A; US20020070604A1; DE60120094D1; JP3612301B2; EP1213158A3; EP1213158B1; US6497314B2

Description

555657 A7 B7 五、發明説明（y 發明背景 1. 發明領域 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明相關於具有可拆卸自由輪的自行車輪轂。更明確地說，本發明相關於一種自行車輪轂，其具有設置在兩部份軸上的滑動嚙合構件，以在不將自由輪從自行車車架移去之下，容許鏈輪支撐構件從輪轂體分離。

2. 背景資訊 J 騎自行車正成爲日益流行的娛樂形式以及運輸方式。另外，騎自行車已成爲非常流行的競賽運動。不論自行車是用於娛樂，運輸，或競賽，自行車工業均持續不斷地改進自行車的組件。近年來已被廣泛地重新設計的自行車的一特別組件爲自行車後輪轂。經濟部智慧財/i局肖工消f合作社印¾ 明確地說，大部份的自行車具有數種速率。因此，自行車後輪轂通常包含一自由輪。自由輪包含至少一鏈條嚙合鏈輪。一種流行的自行車用的驅動系及自由輪形式包含安裝在自行車後車輪的輪轂上的多個鏈輪。在踩踏期間，自行車鏈條嚙合後鏈輪之一以旋轉後車輪/當騎自行車者停止踩踏時，後車輪應可在鏈輪維持靜止不動之下繼續旋 / 轉。因此，後輪轂通常設置有具有單向離合器的自由輪。自由輪被用來將驅動力只於一旋轉方向傳輸至自行車後車輪。這些自由輪通常被安裝在自行車的後輪轂上。自由輪典型上容許自行車在踏板不旋轉之下自由推進。自由輪通常包含藉著被螺接在後輪轂上而安裝在後輪轂的軸套本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -4- 555657 A7 B7 五、發明説明（2) 上的軸套型自由輪，以及被緊固於後輪轂成爲後輪轂的成整體的部份的自由輪轂型自由輪。兩種型式的自由輪均配備有外部管狀部份，以及內部管狀部份，其安裝在外部管狀部份的徑向內側成爲使得內部管狀部份相對於外部管狀 \ 部份自由旋轉。一單向離合器安裝在外部管狀部份與內部管狀部份之間，用來將驅動力只於一旋轉方向從外部管狀部份傳輸至內部管狀部份。外部管狀部份通常具有安裝在其上的多個齒輪，而內部管狀部份通常安裝在自、行車的後輪轂上。花鍵形成在鏈輪與軸套之間以確實抑制二者之間的相對旋轉。因爲此單元被用於自行車的後車輪，所以驅動必須經由一單向機構在後車輪軸與軸套之間傳輸。爲此目的，軸套形成爲單向離合器的外圈，並且單向離合器及內圏設置在軸套的內周邊上。隨著目前由自行車的撥鏈器所提供的速率數目的增加，用於後車輪的多階鏈輪單元包含目前通常爲至少五至七個的數目增加的鏈輪。隨著齒輪或鏈輪數目的增加，較寬廣範圍的轉矩可能從鏈輪施加於自由輪。通常鏈輪的尺寸 (亦即鏈輪上齒輪齒的數目）形成爲用於某些騎乘情況，例如高峻或平坦的情況。另外’鏈輪或齒輪的形狀被設計用於不同的騎車者的技術水準或騎車者的表現。因此，有時必須根據騎車者或騎乘情況來改變自由輪或整個後車輪。因此，對於簡化的安裝結構及容易的安裝方法有所需求本紙張尺度適用中國國家標隼（〔、5)八4規格（210、/ 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 17 經濟部智慧財產局㈣工消费合作社印災 -5- 555657 A7 B7 五、發明説明（3) (請先閲讀背面之注意事項再填寫木頁) 另外，隨著後齒輪或鏈輪的數目逐年增加，自由輪變得更大且更重。另外，隨著齒輪或鏈輪數目的增加，後輪轂及自由輪的製造及安裝可能很複雜及很昂貴。另外，隨著齒輪或鏈輪數目的增加，將後車輪從自行車車架移去或是以不同的自由輪更換現有的自由輪可能很困難。鑑於以上，對於克服以上所述的習知技術的問題的具有可拆卸自由輪的自行車輪轂有需求。本發明針對習知技術的此需求以及其他需求，此對於熟習此項技術、者而言從此揭示會很明顯。發明槪說本發明的一目的爲提供具有用於可拆卸自由輪的滑動嚙合構件的自行車輪轂，其具有簡化的結構。本發明的另一目的爲提供具有用於可拆卸自由輪的滑動嚙合構件的自行車輪轂，其容許簡化的安裝。經濟部智祛財凌局肖工消费合作社印災本發明的另一目的爲提供具有用來從輪轂體卸下自由輪的滑動嚙合構件的自行車輪轂，其製造及組裝相當便宜及簡單。上述目的基本上可藉著提供包含輪轂軸，輪轂體，鏈輪支撐構件，以及嚙合構件的自行車輪轂而達成。輪轂軸具有第一部份及可釋放地連接於第一部份的第二部份。輪轂體具有外部管狀部份及內部通道，而輪轂軸的第一部份可旋轉地支撐在內部通道中。鏈輪支撐構件安裝在輪轂軸的第二部份上。嚙合構件在嚙合位置將外部管狀部份不可本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -6- 555657 A7 ____B7 五、發明説明（4) 旋轉地連接於鏈輪支撐構件，並且可在嚙合位置與脫離位置之間藉著輪轂軸而軸向移動。對於熟習此項技術者而言，從以下連同圖式揭示本發明的較佳實施例的詳細敘述，可使本發明的這些及其他目的，特徵，方面，及有利處更爲顯明。圖式簡要敘述圖1爲具有根據本發明的自行車後輪轂的傳統自行車的側視圖。圖2爲安裝在圖1所示的自行車的後叉上的後輪轂的放大立體圖，其中根據本發明的嚙合構件位在第一位置。圖3爲圖1及2所示的後輪轂的放大的部份分解的顛倒立體圖。圖4爲圖1至3所示的後輪轂的放大的部份顛倒的部份分解立體圖。圖5爲嚙合構件在第一位置下的圖1至4所不的組裝的後輪轂的放大部份剖面圖。圖6爲圖5所示的後輪轂的部份剖面圖，其中自由輪從輪轂體卸下並且嚙合構件位於第二位置。圖7爲圖1至6所示的輪轂的輪轂軸的第一部份的側視圖。圖8爲圖1至6所示的後輪轂的嚙合構件的放大側視圖。圖9爲圖8所示的嚙合構件的端視圖。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） ~ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

tT 經濟部智慧財凌笱肖工消资合作钍印災 555657 A7 B7 五、發明説明（5) 圖10爲圖8及9所示的嚙合構件的相反端視圖。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖11爲沿圖9的剖切線11-11所見的圖8至10所示的嚙合構件的剖面圖。圖1 2爲根據本發明的較佳實施例的圖1至6所示的輪轂的輪轂軸的第一部份及扣持構件的放大部份側視圖。圖1 3爲圖1 2所示的扣持構件的端視圖。圖14爲根據本發明的較佳實施例的圖1至6所示的輪轂的輪轂軸的修改的第一部份及修改的扣持構件，的放大部份側視圖。圖15爲圖14所示的扣持構件的端視圖。圖1 6爲根據本發明的較佳實施例的圖1至6所示的輪轂的輪轂軸的修改的第一部份及修改的扣持構件的放大部份側視圖。圖17爲圖16所示的扣持構件的端視圖。圖1 8爲根據本發明的較佳實施例的圖1至6所示的輪轂的輪轂軸的修改的第一部份及修改的扣持構件的放大部份側視圖。經濟部智悲財產局a(工消骨合作钍印製圖19爲圖1 8所示的扣持構件的端視圖。圖20爲在將組裝的輪轂安裝在自行車的後叉上之前的圖1至6所示的後輪轂的側視圖，其中部份破開以顯示嚙合構件的位置。圖21爲在將組裝的輪轂安裝在自行車的後叉上之後的圖1至6及圖19所示的後輪轂的側視圖，其中部份破開以顯示嚙合構件的位置。本紙張尺度適用中國國家標率（CNS ) A4規格（210X297公釐） -8 - 555657 A7 B7 五、發明説明（e) 圖22爲圖1至6及圖20及21所示的後輪轂的側視圖 ’其中後輪轂的一側從自行車的後叉釋放且輪轂體從自由輪脫離，並且其中部份破開以顯示嚙合構件的位置。圖23爲圖1至6及圖20至22所示的後輪轂的側視圖 ’其中輪轂體從自行車的後叉完全移去，並且其中部份破開以顯示嚙合構件的位置。元件對照表 10 自行車 11 車把 12 車架 13 前叉 14 前車輪 15 後叉 16 後車輪 17 前輪轂 18 後輪轂 19 驅動系 19a 前鏈輪 19b 曲柄臂 19c 踏板 19d 驅動鏈條 1 9e 後鍵輪 20 輪轂軸本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

-9- 555657 A7 B7 五、發明説明（經濟部智慧財凌局肖工消费合作社印災 22 輪轂體 24 自由輪 26 嚙合構件 30 第一部份 32 第二部份 33 速釋機構 34 第一端部部段 35 環狀凹部 35a 曲線狀凹部 35b V形凹部 36 第二端部部段 37a 外部螺紋表面 37b 環狀滑動表面 38 中心部段 39 抵靠肩部 40 第一端部部段/ 41 螺母 42 第二端部部段 44 中心階梯狀部段 45 扣環 45a 圓形截面扣持構件 45b 鑽石形截面扣持構件 45c 螺紋扣持構件 46 孔 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（210X297公釐） -10- 555657 A7 B7 五、發明説明（8) 經濟部智慧財/4局肖工消費合作钍印災 48a 螺紋部段 48b 擴大凹入部段 49 抵靠肩部 50 外部管狀部份 5 1 a 環狀輻條安裝凸緣 51b 環狀輻條安裝凸緣 52 管狀內部套筒部份 53a 抵靠表面或抵靠肩部 53b 抵罪表面或抵罪肩部 54 軸承總成 55 rm 壞狀內部凸緣 57 凹部 58 蓋不悤成 59 軸向齒或花鍵 60 嚙合部份 61 第一齒 62 嚙合部份 63 外部齒或花鍵 64 階梯狀通孔 65 外部抵靠表面 66a 擴大部段 66b 滑動部段 67 抵靠表面 68 環狀接觸部份 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

IT 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -11 - 555657 A7 B7 五、發明説明（9) 經濟部智总財產局肖工消骨合作钍印災 70 支撐部段 72 環狀外部凸緣 74 通孔 80 內部管狀本體 82 外部管狀本體 84 第 —^ 軸承總成 86 第二軸承總成 88 第三軸承總成 90 單向離合器 92 第一內部部段 94 第二內部部段 95 齒或花鍵 96 環狀壁 100 化鍵 102 抵靠止動件 A 軸向距離 B 軸向厚度 B 軸向長度 X 軸向長度 Y 軸向長度 Z 最大軸向長度較佳實施例的詳細敘述首先參考圖1，圖中顯示安裝有以下會討論的根據本發本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) r--訂線·· -12- 555657 A7 ____B7_ 五、發明説明（& 明的後輪轂1 8的自行車1 〇。自行車1 0具有可移動地連接有前叉1 3且固定地連接有後叉1 5的車架1 2。後車輪1 6經由後輪轂1 8而可旋轉地連接於後叉1 5。前車輪14經由前 •輪轂17而可旋轉地連接於前叉13。鞍座可調整地連接於車架12，並且車把11連接於前叉13以用來轉動前車輪14。驅動系19連接於車架12，用來推進自行車10。驅動系19 基本上包含一組前鏈輪19a，具有踏板19c的一對曲柄臂 19b，驅動鏈條19d，及一組後鏈輪19e。前鏈輪l、Qa經由底部托架（未顯示）而可旋轉地連接於車架12。後鏈輪19e 以相當傳統的方式連接於後車輪16的後輪轂18。因爲自行車1 〇的各種不同的組件在此技術中爲已知的 | ，所以此處不詳細討論或顯示這些部份，除了當其根據本發明被修改時。更明確地說，此處不討論或顯示自行車10 的組件，除了當其與後輪轂1 8有關時。另外，對於熟習此項技術者而言從此揭示很明顯，此處未顯示及/或討論的各種不同的傳統自行車部份例如制動器，撥鏈器，額外的鏈輪等均可與本發明一起使用。參考圖2至6，後輪轂18基本上包含輪轂軸20,輪轂體22，自由輪24，以及嚙合構件26。輪轂軸20可旋轉地支撐在輪轂體22的內部通道內，並且從輪轂體22的兩端部軸向延伸。嚙合構件2 6在嚙合位置將輪穀體2 2的一部份不可旋轉地連接於自由輪24的一部份，如以下會更詳細討論的。嚙合構件26可在嚙合位置與脫離位置之間藉著輪穀軸2 0而軸向移動，如以下也會更詳細討論的。輪轂軸2 〇本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐) ' - -13- ----------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂經濟部智总財產局肖工消费合作钍印奴 555657 A7 B7_

五、發明説明（A (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 較佳地由可釋放地連接在一起的兩部份形成，因此輪轂體 22可從自由輪24分離。另外，嚙合構件26較佳地可移動地安裝於輪轂軸20的一部份，而自由輪24較佳地安裝在與嚙合構件26分離的輪轂軸20的另一部份上。輪轂軸20 較佳地由螺紋連接在一起的兩部份形成，以在不將自由輪 24從後叉15移去之下，容許自由輪24從輪轂體22釋放。當然，對於熟習此項技術者而言從此揭示很明顯，本發明可與不具有自由輪的輪轂一起使用。如此，術語…「鏈輪支撐構件」在此處被用來指在有或沒有自由輪之下具有至少一鏈輪的輪轂的一部份。經濟部智总財/1局8工消骨合作钍印製輪轂軸20基本上包含第一部份30及第二部份32。第二部份32經由螺紋連接而螺紋連接於第一部份30，如圖2 至7中最佳所見的。較佳地，第一部份30可旋轉地支撐在輪轂體22的內部通道內，而自由輪24安裝在輪轂軸20的第二部份32上。另外，第一部份30較佳地螺紋連接於第二部份32，使得第一部份30可從第二部份32分離。較佳地，輪轂軸20具有大至足以對可分離的輪轂軸20提供足夠強度的直徑。更明確地說，輪轂軸20的第一部份30較佳地具有大約十毫米的直徑，並且第二部份32較佳地具有大約十毫米的最小直徑，以對可分離的輪轂軸20提供適當的強度。輪轂軸20的第一部份30較佳地爲由輕質剛性金屬材料例如鑄鋁，鈦，或鋼形成的伸長圓柱形構件。當然，第一部份30可依需要及/或所想要的由任何合適的材料構成。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（21〇Χ297公釐）一 -14- 555657 A7 B7 五、發明説明（4 另外，第一部份30較佳地具有階梯狀的圓形截面，其具有如上所述的大約十毫米的直徑。輪轂軸20的第一部份30 包含第一端部部段34，與第一端部部段34軸向間隔分開的第二端部部段36，以及在第一端部部段34與第二端部部段 36之間的延伸的中心部段38。第一端部部段34較佳地設置有外部螺紋表面37a，環狀滑動表面37b，以及配置在二者之間的環狀凹部35。較佳地，螺紋表面37a設置有傳統的順時針螺紋，、用來將第一部份30可釋放地連接於第二部份32。抵靠肩部39形成在第一端部部段34與中心部段38之間。第一端部部段34 較佳地具有稍微小於中心部段38的直徑，使得抵靠肩部39 軸向面向第一端部部段34的自由端部。滑動表面37b從抵靠肩部39向螺紋表面37a延伸。凹部35被軸向定位在滑動表面37b與螺紋表面37a之間。滑動表面37b被定尺寸及形成爲使嚙合構件26的一部份可自由旋轉地且可滑動地配置在其上。抵靠肩部39被配置來將嚙合構件2 6從脫離位置移動至嚙合位置，如以下更詳細討論的。扣環45較佳地被配置在凹部35中，以當輪轂18組裝時，將嚙合構件26從嚙合位置移動至脫離位置，如以下更詳細討論的。扣環45與抵靠肩部39間隔分開軸向距離A 。換句話說，由抵靠肩部3 9及扣環4 5所形成的一對抵靠表面互相間隔分開軸向距離A。抵靠表面被配置來將嚙合構件26於二軸向相反的方向移動。第二端部部段36形成爲使得速釋機構33以傳統的方本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本莧)

*--1T 經濟部智^財/4局資工消资合作钍印% -15- 555657 A7 B7 五、發明説明（ώ 式連接於其。如此’速釋機構33被用來將後輪轂18的一側以相當傳統的方式連接於後叉1 5，如以下更詳細討論的。中心部段3 8具有圓柱形截面’並且從抵靠肩部3 9延伸至第二端部部段36。較佳地，第二部份32爲階梯形圓柱形構件，其具有用來支撐自由輪24的有變化的截面，如圖4至6中最佳所見的。另外，第二部份32較佳地具有大約十毫米的最小直徑，並且較佳地由輕質剛性金屬材料例如鑄鋁，鈦…，或鋼形成。當然，第二部份32可依需要及/或所想要的由任何合適的材料構成。第二部份32基本上包含第一端部部段40，與第一端部部段40軸向間隔分開的第二端部部段42，以及在第一端部部段40與第二端部部段42之間延伸的中心階梯狀部段44。第一端部部段40較佳地設置有用來接收螺母4 1的外部螺紋。螺母4 1螺紋連接於第一端部部段40，用來以相當傳統的方式將後輪轂11的一側連接於後叉15。另外，第一端部部段40較佳地具有第二部份32的較小或最小外徑。第一端部部段40的最小外徑較佳地爲如上所述的大約十毫米。第二端部部段42較佳地包含形成於其且延伸至其自由端部的孔46，用來接收第一部份30的有外部螺紋的第一端部部段34。較佳地，孔46包含螺紋部段48a及擴大凹入部段48b。抵靠肩部49形成在螺紋部段48a與凹入部段48b 之間，並且軸向面向第一部份30。螺紋部段48a較佳地具有順時針螺紋表面，其被定尺本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ----------- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂經濟部智慧財走局肖工消骨合作钍印製 -16- 555657 A7 B7 五、發明説明（^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 寸及形成爲嚙合第一端部部段34的順時針外部螺紋。因此，當第一部份30螺紋連接於第二部份32時，第一及第二部份30及32作用成爲單一軸件。凹入部段48b具有稍微大於螺紋部段48a的直徑，使得當第一及第二部份30及32螺紋連接在一起且嚙合構件26 位在嚙合位置時，扣環45不接觸第二部份32。第二部份 32的外部表面被定尺寸及形成爲以相當傳統的方式支撐自由輪24或鏈輪支撐構件。」仍然參考圖2至6,輪轂體22基本上包含外部管狀部份50，管狀內部套筒部份52，以及以可自由旋轉方式將內部套筒部份52及外部管狀部份50可旋轉地連接在一起的一對軸承總成54。輪轂軸20的第一部份30較佳地在外部管狀部份5 0的內部通道內由內部套筒部份5 2可旋轉地支撐。外部管狀部份50較佳地藉著嚙合構件26而可釋放地且不可旋轉地連接於自由輪24的一部份（亦即自由輪24 的鏈輪支撐構件），如以下會更詳細討論的。經濟部智慧財產局肖工消費合作社印製外部管狀部份50爲管狀構件，其具有有變化的內部及外部圓形截面，如圖5及6中最佳所見的。另外，外部管狀部份50較佳地由輕質剛性金屬材料例如鑄鋁，鈦，或鋼形成。當然，外部管狀部份50可依需要及/或所想要的由任何合適的材料構成。外部管狀部份50基本上包含互相軸向間隔分開的一對環狀輻條安裝凸緣5 1 a及5 1 b，用來經由輻條以傳統方式將輪轂體22連接於車輪1 6的輪緣。輻條安裝凸緣51a及51b從外部管狀部份50的相反兩側延伸，並 ^紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇X 297公釐) ~ " -17- 經濟部智慧財4局肖工消骨合作钍印製 555657 A7 B7_ 五、發明説明（士且相鄰於外部管狀部份50的自由端部。數個輻條連接於安裝凸緣51a及51b，以用傳統方式將輪轂體22固定於車輪 16° 外部管狀部份50較佳地包含面對相反方向的一對抵靠表面或抵靠肩部53a及5 3b，用來將軸承總成54固定成爲不能朝向彼此縱向（軸向）移動。外部管狀部份50也較佳地包含從抵靠肩部53a軸向朝向自由輪24且從外部管狀部份50的自由端部軸向向內間隔分開的環狀內部凸緣55，以形成相鄰於自由輪24的凹部57。外部管狀部份50的相反端部（亦即相鄰於速釋機構33 )被定尺寸及形成爲以相當傳統的方式接收蓋總成5 8。蓋總成5 8也安裝在內部套筒部份5 2上，以將軸承總成5 4之一扣持在外部管狀部份5 0內〇凹部57包含多個徑向向內延伸的軸向齒或花鍵59 (亦即花鍵嚙合部段），用來與嚙合構件26不可旋轉地配合。換句§舌§兌’當輪轂1 8組裝時，外部管狀部份5 0較佳地不可旋轉地且可滑動地連接於嚙合構件26。由凹部57及花鍵 5 9形成的花鍵嚙合部段具有軸向長度X。如圖2至6及圖8至11中最佳所見的，嚙合構件26 爲環狀構件，並且較佳地由剛性金屬材料例如鑄鋁，鈦，或鋼形成。當然，嚙合構件26可依需要及/或所想要的由任何合適的材料構成。當輪轂18組裝時，嚙合構件26較佳地至少部份配置在凹部57中。嚙合構件26基本上包含一對嚙合部份60及62，而一階梯狀通孔64軸向延伸通過嚙本紙悵尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) . 訂 -18- 555657 A7 B7_________ 五、發明説明（士合部份60及62。嚙合部份60具有小於嚙合部份62的外徑，並且從嚙合部份62的一側延伸。如此，外部抵靠表面65 形成在嚙合部份60與62之間。外部齒或花鍵6 1形成在嚙合部份60的外部表面上。外部齒或花鍵63形成在嚙合部份62的外部表面上。齒或花鍵63與外部管狀部份50的配合/嚙合內部齒或花鍵59不可旋轉地嚙合（亦即在凹部57內）。較佳地，嚙合部份62 的花鍵63被定尺寸及形成爲被可滑動地且不可旋.轉地接收在凹部57中，使得花鍵63與花鍵59咬合。嚙合部份60的花鍵61被定尺寸及形成爲不可旋轉地且可滑動地嚙合自由輪24的一部份。因此，當輪轂1 8組裝且第一及第二部份 30及32連接在一起時，外部管狀部份50藉著嚙合構件26 而可釋放地且不可旋轉地連接於自由輪24的一部份。孔64爲具有擴大部段66a及滑動部段66b的階梯狀孔。嚙合部份62具有徑向向內延伸以形成階梯狀孔64的環狀接觸部份68。當輪轂.18組裝時，接觸部份68配置在抵靠肩部39與扣環45之間。嚙合部份62具有形成在其自由邊緣處的抵靠表面67。在輪轂18組裝且扣環45安裝在第一端部部段34的凹部35內之後，抵靠表面67接觸內部凸緣55，以防止第一部份30從輪轂體22移去。接觸部份68 配置在嚙合部份62的抵靠表面67之側，使得滑動部段66b 也相鄰於抵靠表面67。滑動部段66b具有稍微大於輪轂軸 20的第一部份30的第一端部部段34的外徑的內徑。因此，嚙合構件26與外部管狀部份50 —起經由軸承總成54而本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇><297公釐) "" " -19- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂經濟部智总財產局肖工消費合作钍印災 555657 A7 B7

五、發明説明（A 繞第一部份30旋轉。接觸部份68具有小於抵靠肩部39與扣環45之間的軸向距離A的軸向厚度B，以容許嚙合構件26在輪轂軸20 的第一部份30上有受限制的相對軸向移動。更明確地說，接觸部份68較佳地具有爲抵靠肩部39與扣環45之間的軸向距離A的大約一半的軸向長度B。另外，嚙合部份62具有小於由凹部57及花鍵59所形成的花鍵嚙合部段的軸向長度X的軸向長度Y。嚙合部份62可被視爲第一.嚙合部份，而嚙合部份60可被視爲第二嚙合部份。另外，嚙合構件 26較佳地具有小於由外部管狀部份50的凹部57及花鍵59 所形成的花鍵嚙合部段的軸向長度X的最大軸向長度Z。此配置容許嚙合構件26縮入凹部57內。參考圖5及6，軸承總成54爲相當傳統的總成，並且 - % 基本上每一個包含內圏，多個軸承或球形鋼珠，以及外圏。每一外圏接觸外部管狀部份50的內部表面以及外部管狀部份50的抵靠肩部53a.或53b，以將軸承總成54固定成爲不能軸向移動，如以上所討論的。每一內圈較佳地接觸內部套筒部份52的外部表面，使得內部套筒部份52可相對於外部管狀部份50自由旋轉。內部套筒部份5 2較佳地爲具有外部階梯形圓形截面的伸長管狀構件。另外，內部套筒部份5 2較佳地由輕質剛性金屬材料例如鑄鋁，鈦，或鋼形成。當然，內部套筒部份 50可依需要及/或所想要的由任何合適的材料構成。內部套筒（管狀）部份52基本上包含支撐部段70，環狀外部凸緣本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

IT 經濟部智慧財凌局工消骨合作钍印％ -20- 555657 A7 B7___ 五、發明説明（ 72，以及延伸通過的通孔74。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 支撐部段70以相當傳統的方式可旋轉地支撐軸承總成 54。外部凸緣72在相應於外部管狀部份50的內部凸緣55 的軸向位置的軸向位置處從支撐部段70徑向向外延伸。如此，內部凸緣55及外部凸緣72 —起形成抵靠表面或止動表面，用來限制嚙合構件26的軸向移動。通孔74較佳地稍微大於第一部份30的外徑。因此，第一部份30可在通孔74內自由旋轉及軸向移動。 .. 參考圖12至19，以下更詳細討論凹部35及扣環45的結構。明確地說，如圖12及13中所見，扣環45較佳地具有正方形或矩形截面，而凹部3 5具有相應的形狀，以將扣環4 5固定在其中，以及限制扣環4 5的軸向移動。扣環4 5 較佳地爲C形環，其以相當傳統的方式可移去地連接於第一端部部段3 4。在嚙合構件2 6安裝在滑動表面3 7 b上之後，扣環45安裝在第一端部部段上，以將嚙合構件26扣持在第一端部部段34上。/ 經濟部智慧財產局肖工消骨合作社印製當然，可在不離開本發明的範圍下，依需要及/或所想要的根據本發明來使用具有不同結構的扣環。在任何情況中，第一端部部段34的結構應依需要及/或所想要的被修改，以配合不同的扣環。例如，根據本發明的曲線狀凹部3 5 a 及圓形截面扣環45a顯示在圖14及15中。另外，根據本發明的V形凹部35b及鑽石形截面扣環45b顯示在圖μ及17 中。最後，根據本發明的在無凹部下使用的螺紋扣環4 5 c 顯示在圖18及19中。當然，當使用不同扣環時，並非永本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） --------- -21 - 555657 A7 B7 五、發明説明（士遠必須修改第一端部部段34。例如，扣環45a可用在凹部 35中。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 再次參考圖5及6，自由輪24基本上包含內部管狀本體80，同軸地安裝在內部管狀本體80上的外部管狀本體 8 2 ’第一軸承總成8 4，第二軸承總成8 6，第三軸承總成8 8 ，以及單向離合器90。自由輪24在此技術中相當傳統。因此，此處不詳細討論或顯示自由輪24，除了當根據本發明的較佳實施例被修改時。 t 自由輪24的第一及第二軸承總成84及86將內部管狀本體80可旋轉地連接於外部管狀本體84。第三軸承總成 88將內部管狀本體80繞輪轂軸20的第二部份32可旋轉地連接。單向離合器90連接在內部管狀本體80與外部管狀本體82之間，以容許內部管狀本體80與外部管狀本體82 之間的單向旋轉。經濟部智慧財凌局肖工消骨合作社印災當輪轂18組裝且連接於後叉15時，自由輪24的內部管狀本體80經由嚙合構件26而可釋放地且不可旋轉地連接於輪轂體22的外部管狀部份50。如上所述，自由輪24 連接於後輪轂1 8，並且自由輪2 4的許多部份相當傳統。在較佳實施例中，外部管狀本體82具有不可旋轉地安裝於外部管狀本體82的外部表面的七個鏈輪19e。鏈輪19e 之間的間隔是以傳統方式藉著多個間隔件來維持。因此，在較佳實施例中，自由輪24可被視爲鏈輪支撐構件。或者，內部管狀本體80可被視爲鏈輪支撐構件，因爲內部管狀本體80間接支撐鏈輪19e。在任何情況中，當輪轂18組裝本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -22- 555657 A7 B7 五、發明説明（4 且連接於後叉15時，自由輪24具有可釋放地且不可旋轉地連接於輪轂體22的外部管狀部份50的一部份。當然，對於熟習此項技術者而言從此揭示很明顯，自由輪24可依需要及/或所想要的具有更多/較少的鏈輪19e。例如，自由輪24可具有連接於其的單一鏈輪19e。另外，對於熟習此項技術者而言從此揭示很明顯，如果需要及/或想要，可設置另外的鏈輪支撐構件。例如，簡化的鏈輪支撐構件可被設置成爲不包含自由輪24的單向離合..器90或其他部份。因此，此處所用的「鏈輪支撐構件」包含直接或間接支撐至少一鏈輪的任何構件。仍然參考圖5及6，以下更詳細討論內部管狀本體80 。較佳地，內部管狀本體80由剛性輕質材料例如鑄鋁，鈦，鋼等構成。內部管狀本體80具有階梯形組態，其具有界定階梯形內部表面的軸向延伸孔。基本上，內部管狀本體 80具有第一內部部段92，第二內部部段94，以及在第一內部部段92與第二內部部段94之間延伸的環狀壁96。第一內部部段90具有第一有效直徑，而第二內部部段94具有比第一內部部段92的第一直徑大的第二有效直徑。第一內部部段92爲連接於第二軸承總成86的內圈以與其一起旋轉的管狀部段。第一內部部段9 2的內徑稍大於支撐自由輪24的第二部份32的外徑。環狀壁96從第一內部部段92徑向向外延伸至第二內部部段94，以提供單向離合器90用的空間。第二內部部段94爲具有繞其內部表面形成的一組齒或花鍵95的管狀部段。第二內部部段94及本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） ----------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

1T 經濟部智慧財產局肖工消費合作钍印^一 -23- 555657 A7 B7 五、發明説明（2)| 花鍵95形成鏈輪支撐構件（亦即內部管狀本體80或整個自由輪24 )的花鍵嚙合凸緣。齒95從第二內部部段94徑向向內延伸。齒95被定尺寸及形成爲不可旋轉地且可釋放地嚼合嚼合構件2 6的第一*齒61。仍然參考圖5及6，以下更詳細討論外部管狀本體82 。外部管狀本體82較佳地形成爲由硬質剛性材料構成的單件式單元構件。例如，外部管狀本體82可由輕質金屬材料例如鋁或鈦或稍微較重的材料例如鋼構成。外部、管狀本體 82具有有繞其周邊延伸的多個花鍵100的外部表面，用來以傳統方式不可旋轉地固定鏈輪19e。花鍵100的每一個具有從其徑向向外延伸的抵靠止動件1 〇 2。抵靠止動件1 0 2以傳統方式限制鏈輪1 9e在外部管狀本體82的外部表面上的軸向移動。單向離合器90爲傳統式，並且包含掣爪彈簧以及在掣爪彈簧上的位置互相隔開1 80度的一對掣爪（未顯示）。單向離合器90也以傳統方式包含內部及外部管狀本體80 及82的部份。特別是，單向離合器90包含內部管狀本體 80的一環狀凹槽及一對掣爪座以及外部管狀本體82的棘齒。掣爪彈簧位在凹槽內，用來以傳統方式將掣爪固定在掣爪座中。掣爪在常態下以傳統方式嚙合棘齒，使得外部管狀本體82可繞縱向軸線於一方向旋轉，但是不能於另一方向旋轉。參考圖2至4及圖20至23，以下更詳細討論後輪轂18 的初始組裝及操作。較佳地，輪轂軸20的第二部份32具本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) i#

Aw. 經濟部智总財1局肖工消^合作社印製 -24 - 555657 A7 B7_ 五、發明説明（土有已經安裝在其上的自由輪24,並且輪轂體22基本上被組裝。第一部份3 0插入內部套筒部份5 2的通孔7 4內，直到第一端部部段34從輪轂體22伸出。然後，嚙合構件26配置在第一端部部段34的滑動表面37b上。然後，扣環45 安裝在第一端部部段34的凹部35中。此時組裝輪轂體22。然後，輪轂軸20的第一部份30 螺紋連接於第二部份32，以將嚙合構件26朝向自由輪24 移動，直到第一部份30與第二部份32連接在一.起。當抵靠表面65接觸內部管狀本體80時，第一部份30相對於第二部份32的旋轉被禁止。此時，輪轂1 8被組裝且準備好被使用，如圖20中所見。然後，輪轂18藉著旋緊螺母41 及速釋機構33而以傳統方式被緊固於後叉15的安裝部份 15a及15b，如圖21所示。另外，如果需要及/或想要，只要藉著將第一部份30從第二部份32旋下，輪轂體22可容易地從自由輪24分離。如果必須從後叉15移去後車輪16以進行修理或調整，則可在不將自由輪24從後叉15移去之下將輪轂體22容易地從後叉15移去。明確地說，速釋機構33被釋放，並且輪轂軸20的第一部份30被旋轉，以使第一部份30與第二部份32從彼此釋放。當第一部份30旋轉（亦即於釋放或逆時針方向）時，嚙合構件26會軸向移動離開自由輪24 至脫離位置，如圖22中所見。然後，輪轂體22可從自由輪24及後叉1 5完全移去以進行修理，調整，或更換。此處所用的程度術語例如「大致」，「大約」，或本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) IT· 經濟部智慧財產局工消費合作社印製 -25- 555657 A7 _ B7 五、發明説明（4 近似」表不其所修飾的術語具有使得最終結果不會大幅改變的合理偏差量。這些術語應被解讀爲包含所修飾的術語的土 5 %的偏差，只要其不會否定所修飾的字的意義。雖然只選擇選定的實施例來說明本發明，但是對於熟習此項技術者而言從此揭示很明顯，在不離開由附隨的申請專利範圍所界定的本發明的範圍下，可實施各種不同的改變及修正。另外，以上根據本發明的實施例的敘述只是舉例說明用，而非限制由附隨的申請專利範圍及其等效物所界定的本發明。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂經濟部智慧財產局肖工消費合作钍印製本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -26-

Claims

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 555657 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 " 種自行車輪轂，包含： ~輪轂軸，具有一第一部份，及可釋放地連接於該第一部份的一第二部份； ~輪轂體，具有一外部管狀部份及一內部通道，該輪穀軸的該第一部份可旋轉地支撐在該內部通道中； ~鏈輪支撐構件，安裝在該輪轂軸的該第二部份上；及一嚙合構件，在一嚙合位置將該外部管狀部扮不可旋轉地連接於該鏈輪支撐構件，該嚙合構件可在該嚙合位·置與一脫離位置之間藉著該輪轂軸而軸向移動。 2. 如申請專利範圍第1項所述的自行車輪轂，其中該輪轂軸的該第一部份螺紋連接於該輪轂軸的該第二部份。 3. 如申請專利範圍第1項所述的自行車輪轂，其中該輪轂軸的該第一部份包含一抵靠肩部，其被配置來將該嚙合構件從該脫離位置移動至該嚙合位置。 4·如申請專利範圍第3項所述的自行車輪轂，其中該輪轂軸的該第一部份包含配置在其上的一扣環，以將該嚙合構件從該嚙合位置移動至該脫離位置。 5. 如申請專利範圍第4項所述的自行車輪轂，其中該輪轂軸的該第一部份螺紋連接於該輪轂軸的該第二部份，使得該第一部份相對於該第二部份的旋轉將該嚙合構件在該嚙合位置與該脫離位置之間移動。 6. 如申請專利範圍第4項所述的自行車輪轂，其中 ^紙張尺度逍用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐） " · -27- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

555657 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍該嚙合構件包含可旋轉地安裝在該輪轂軸的該第一部份上的一環狀接觸部份，該接觸部份配置在該抵靠肩部與該扣環之間。 7 ·如申請專利範圍第6項所述的自行車輪轂，其中該接觸部份具有小於形成在該抵靠肩部與該扣環之間的一軸向距離的一軸向厚度，以容許該嚙合構件在該輪轂軸的該第一部份上的相對軸向移動。 8·如申請專利範圍第7項所述的自行車輪轂，、其中該接觸部份的該軸向厚度等於該抵靠肩部與該扣環之間的該軸向距離的大約一半。 9·如申請專利範圍第4項所述的自行車輪轂，其中^ 該扣環螺紋安裝在該輪轂軸的該第一部份上。 10·如申請專利範圍第1項所述的自行車輪轂，其中該輪轂軸的該第一部份包含一第一抵靠表面，其被配· 置來將該嚙合構件於一第一方向軸向移動。 11. 如申請專利範圍第10項所述的自行車輪轂，其中該輪轂軸的該第一部份包含一第二抵靠表面，其被配置來將該嚙合構件於與該第一方向相反的一第二方向軸向移動。 12. 如申請專利範圍第1項所述的自行車輪轂，其中該輪轂軸的該第一部份包含可釋放地安裝在其上的一扣環。 13. 如申請專利範圍第1項所述的自行車輪轂，其中該外部管狀部份包含一內部花鍵嚙合部段’並且該嚙 ^紙張尺度適用中國國家梂準（CNS ) A4规格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) • ί— · 、1Τ 經濟部智慧財產局3工消費合作社印製 -28- 555657 A8 B8 C8 _ D8 ___ 六、申請專利範圍合構件包含不可旋轉地且可滑動地連接於該嚙合部段的一第一花鍵嚙合部份。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 14. 如申請專利範圍第13項所述的自行車輪轂，其中該嚙合構件的該第一花鍵嚙合部份具有比該外部管狀部份的該嚙合部段的一軸向長度小的一軸向長度。 15. 如申請專利範圍第13項所述的自行車輪轂，其中該嚙合構件具有從該嚙合構件延伸的一第二花鍵嚙合部份，以可滑動地且不可旋轉地嚙合該鏈輪支撐.構件的一花鍵嚙合凸緣。 16. 如申請專利範圍第13項所述的自行車輪轂，其中該嚙合構件具有比該外部管狀部份的該嚙合部段的一軸向長度小的一最大軸向長度，使得該嚙合構件可縮入該外部管狀部份的一內部凹部內。 17. 如申請專利範圍第16項所述的自行車輪轂，其中該嚙合構件具有一第一抵靠表面，其被配置來接觸該外部管狀部份的該內部凹部的一內部抵靠表面。經濟部智慧財產局Λ工消費合作社印製 18. 如申請專利範圍第17項所述的自行車輪轂，其中該嚙合構件的該第一抵靠表面與該第一花鍵嚙合部份的一自由邊緣軸向對準。 19·如申請專利範圍第17項所述的自行車輪轂，其中該嚙合構件具有被配置來接觸該鏈輪支撐構件的一第二抵靠表面。 20·如申請專利範圍第19項所述的自行車輪轂，其中該嚙合構件的該第二抵靠表面與該第一花鍵嚙合部份本紙張尺度逋用中國國家梂率（CNS M4规格（210X297公釐） -29- 555657 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍的一自由邊緣軸向間隔分開。 21.如申請專利範圍第20項所述的自行車輪轂，其中該嚙合構件具有從該第二抵靠表面延伸的一第二花鍵嚙合部份，以可滑動地且不可旋轉地嚙合該鏈輪支撐構件的一花鍵嚙合凸緣。 22·如申請專利範圍第1項所述的自行車輪轂，其中該輪轂體包含可旋轉地連接在該輪轂軸的該第一部份上的一內部管狀部份。 23. 如申請專利範圍第22項所述的自行車輪轂，其中該內部管狀部份包含與該外部管狀部份的一內部凸緣軸向對準的一外部凸緣，使得該內部凸緣與該外部凸緣形成一止動表面，以防止該嚙合構件在該外部管狀部份的一內部凹部內的軸向移動。 24. 如申請專利範圍第1項所述的自行車輪轂，其中該輪轂軸的該第一部份包含安裝在該第一部份的一自由端部上的一速釋機構 25. 如申請專利範圍第1項所述的自行車輪轂，其中該鏈輪支撐構件包含一自由輪。 ----_!11·丨丨 PI, (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 P. 經濟部智慧財產局工消骨合作社印製本紙張尺度逍用中國國家梂準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -30-