TWI393641B - Bicycle of the ratchet sleeve structure - Google Patents

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Description

自行車之棘齒套筒結構
本發明係有關於一種自行車輪轂套筒結構，尤指一種使用於車輪花轂及飛輪之間，以承受飛輪傳動並同步旋轉之輪轂套筒結構者。
自行車之踩踏動作，係前進踩踏為傳動，反之為空轉，而此一傳動系統主要係由輪轂、大齒盤、小齒盤、鏈條、以及曲柄所構成，其中該大齒盤係設於自行車之曲柄部位，小齒盤則設於後車輪之輪轂上，並以該鍊條繞設於大、小齒盤間以傳動，使車體產生前進者。
一般而言，自行車之傳動系統皆具備變速裝置，其中主要於大齒盤上疊置有三片齒片，於小齒盤上疊置有5~10片齒片，配合一撥鍊組調變鍊條兩端繞設於齒片選擇，而產生不同齒輪比，即可達到變速切換功效，以應付騎乘不同之路況。
針對小齒盤之結構，其又稱「飛輪」，係與輪轂上之套筒部位相嵌設，藉使飛輪經鍊條傳動旋轉後，可進一步帶動輪轂及與其相接設之後車輪同步產生旋轉；而分析小齒盤及套筒座間之接設結構，多以凸緣及凹槽套設相嵌之方式設計，藉卡制面積抵貼以相互傳動旋轉動力者。
接設於後輪軸部位之飛輪組件，一般常見結構大致可分為兩種：其一為島野(Shimano)系列，另一為坎帕克諾羅(Campagnolo)系列；兩者差異主要在於飛輪組與輪轂套筒兩相嵌接部位之結構及狀態不同。無論是島野(Shimano)系列或坎帕克諾羅(Campagnolo)系列，兩者均為將該飛輪組之旋轉動能傳遞至該輪轂套筒，進而帶動後車輪之產生旋轉。
由於習知輪轂套筒結構，主要係於其外徑緣環設有九傳動凸緣，並使其嵌設於具有九傳動嵌槽之一飛輪組中央內徑上，藉以使該飛輪組之動力傳達到該輪轂套筒上，而同步旋轉。惟，此一讓各該傳動凸緣及傳動嵌槽兩者直接進行接觸傳動之設計，容易使傳動有效之緣面相互磨耗，而逐漸產生間隙，間隙越大，噪音越大，亦越容易使各該傳導面因碰撞而變形，嚴重時則開始發生滑牙而踩踏失效之情形。
故業界開始設計一種具備保護功效之輪轂套筒結構，為解決此一變形、滑牙問題；按，習知具有保護傳動效果之輪轂套筒結構，如國內第96218930號新型專利所揭露之「花轂之棘齒套筒保護結構」，其主要包含有包括一花轂，該花轂一端設有一棘齒套筒，該棘齒套筒近花轂端則形成有一擴大狀之擋緣，且棘齒套筒之圓周表面，間隔環設有若干個限止凸肋，及至少一定位凸肋，限止凸肋至少一側邊則設有相異於棘齒套筒材質之保護元件者。
另有一種具有保護傳動效果之輪轂套筒結構，如國內第95203776號新型專利所揭露之「具補強結構之自行車齒盤定位座」，其係以該定位座呈管狀，並具有第一端與第二端，及自該第一端延伸至該第二端之縱軸，該定位座外周面設有複數條與該縱軸平行延伸的凸條，該定位座供套設至少一個齒盤，該凸條供該齒盤卡制，使該齒盤可帶動該定位座轉動，使該定位座可連動該自行車之車輪，其中，至少一該複數個凸條上附設有補強片，該補強片具有一受力邊及一與該受力邊相反邊的連接邊，使該齒盤相對該定位座轉動時，該齒盤會碰觸到該補強片之該受力邊，該補強片之該連接邊與該凸條抵觸，使該齒盤的驅動力經過該補強片再傳遞至該定位座。
上述所揭結構中，皆為具有飛輪及輪轂筒座間之傳動抵貼緣面之保護效果者，前者結構係利用具有擴大擋緣22之該棘齒套筒20上設有若干限止凸肋211，配合該限止凸肋211一側邊以活動式結構結合硬金屬之保護元件者；後者結構則係利用設於該凸條11一側之該補強片30，並使該補強片以其受力邊31直接承受來自齒盤之傳動力者。
惟，前者結構係因僅以該擋緣之部位與該限止凸肋211作定位接設，位於該棘齒套筒前端之保護元件因與定位處相距有相當距離之長度，其保護元件末端則會產生與限止凸肋211分開之間隙，而有接合不佳情形；同時，因應大多數自行車係以單向為有效傳動，反向則空轉之原因，故前述兩者結構，皆以單側傳動凸條之保護結構為主要設計概念，則前述保護結構無法適用於單速型(即正、反向皆能有效傳動)之自行車上。
(解決問題之技術手段)
有鑑於此，本發明所揭露自行車之棘齒套筒結構，其包含有：一套筒座，其一端嵌接於一輪轂座上；至少一第一傳動部，係一體方式環設於該套筒座之外徑緣，並由該套筒座軸心朝其筒座外徑緣垂直延伸具預定高度；至少一第二傳動部，係嵌設方式環設於該套筒座之外徑緣，並由該套筒座軸心朝其筒座外徑緣垂直延伸具預定高度，其具有至少一定位緣，係以一體方式形成於該套筒座上，一嵌件，係嵌設於該定位緣上並共同形成該第二傳動部；藉由上述構件，利用該嵌件嵌接於該定位緣上所形成之該第二傳動部，係可提供保護功能，以降低傳動磨耗所產生之滑牙情形，並適用於單速自行車，且又具有快速組配及穩固結合之功效，故整體結構可達便利實用性者。
(對照先前技術之功效)
本發明之主要目的即在提供一種自行車之棘齒套筒結構，係使棘齒套筒上之傳動緣無論正轉、反轉，其雙側傳導接觸面皆具有保護效果，以降低構件間因相互傳動磨耗所產生之滑牙情形。
本發明之次一目的即在提供一種自行車之棘齒套筒結構，其保護元件係正、反向傳動皆將傳動緣作有效保護，故可同時透用於變速及單速自行車之車種，亦可因應無論設置於左側、或右側之鍊條傳動，極富相容性。
本發明之再一目的即在提供一種自行車之棘齒套筒結構，其保護元件係以嵌設方式設於棘齒套筒上，係具有快速組配及穩固結合之功效，故整體結構可達便利實用性者。
首先請參照第一～四圖，本發明所提供之一種自行車之棘齒套筒結構，係以島野(Shimano)系列為應用者，其主要包含有：一套筒座(10)，以及設於該套筒座(10)上之六第一傳動部(20)及三第二傳動部(30)。
該套筒座(10)，係呈中空筒狀，其一端嵌接於一輪轂座上(40)；一階緣(11)，設於各該套筒座(10)與輪轂座(40)接設之部位，係具有相對於該套筒座(10)較大之外徑尺寸；一階槽(12)，係設於該階緣(11)預設部位之凹槽。
各該第一傳動部(20)，係一體方式環設於該套筒座(10)之外徑緣，並由該套筒座(10)軸心朝其筒座外徑緣垂直延伸具預定高度。
各該第二傳動部(30)，係嵌設方式環設於該套筒座(10)之外徑緣，並由該套筒座(10)軸心朝其筒座外徑緣垂直延伸具預定高度；其具有一定位緣(31)，係以一體方式形成於該套筒座(10)上；一嵌件(32)，係嵌設於該定位緣(31)上並共同形成該第二傳動部(30)；一定位槽(33)，為設於該套筒座(10)之外徑緣預設部位之凹槽；一定位嵌部(321)，為設於該嵌件(32)貼設於該套筒座(10)抵接面之凸緣，並可嵌設定位於該定位槽(33)內；一嵌部(322)，係設於該嵌件(32)預設部位，且呈具一側開口之ㄇ字狀凹槽，可將該定位緣(31)嵌設其內並共同形成完整外觀；該嵌件(32)係以其一端嵌設於該階槽(12)內，並與該階緣(11)形成完整外觀。
藉由上述構件，利用各該第一、第二傳動部(20)(30)係分別以預設數量、預設排列方式、及預設距離共同環設於該套筒座(10)之外徑緣上，配合該嵌件(32)嵌接於該定位緣(31)上所形成之該第二傳動部(30)，係可提供該定位緣(31)具有保護功能，以降低傳動磨耗所產生之滑牙情形，並具有快速組配及穩固結合之功效，故整體結構可達便利實用性者。
為供進一步瞭解本發明構造特徵、運用技術手段及所預期達成之功效，茲將本發明使用方式加以敘述如下：本發明之組設，主要於該套筒座(10)上預先以一體成型方式形成有各該第一傳動部(20)、階緣(11)、階槽(12)、定位緣(31)、以及定位槽(33)等部位；於組設形成該第二傳動部(30)時，係將該嵌件(32)以其一端嵌設於該階槽(12)內，另一端為該定位嵌部(321)則嵌卡該定位緣(31)上，此時位於該嵌件(32)底面之該嵌部(322)則同時嵌設於該定位槽(33)內，即組設完成。
組裝完成之該套筒座(10)，係以其靠近該階緣(11)之一端與該輪轂座(40)相接設，即組裝完成一輪轂。
本發明之該第二傳動部(30)係由一體形成於該套筒座(10)上之該定位緣(31)，配合可嵌卡於該定位緣(31)上之該嵌件(32)所組成，其中該嵌件(32)係以包覆兩側面之方式，嵌設於該定位緣(31)上並共同形成該第二傳動部(30)；藉此一各該嵌件及定位緣(31)之包覆狀嵌卡設計，使該第二傳動部(30)無論正轉、反轉，其雙側傳導接觸面皆受到該嵌件(32)之保護，得以降低各該第二傳動部(30)及齒盤構件間因相互傳動磨耗所產生之滑牙情形；同時，利用該嵌件(32)正、反向傳動皆將傳動緣作有效保護，故可同時適用於變速及單速自行車之車種，亦可因應無論設置於左側、或右側之鍊條傳動，極富相容性。
本發明各該第一、第二傳動部(20)(30)係可依所需利用預設數量、預設排列方式、及預設距離共同環設於該套筒座(10)之外徑緣上，以搭配所應用之一飛輪組(50)內徑傳動齒結構；此外，本發明之該嵌件(32)係以嵌設方式設於該套筒座(10)上，係具有快速組配及穩固結合之功效，以達到製造成本之最佳效益，故整體結構可達便利實用性者。
請參照第五圖至第七圖，係為本發明之第二實施例，其刪除各該定位槽(33)及定位嵌部(321)兩元件之結構；並進一步具有二定位螺件(34)，係為螺栓、或螺絲之應用者，各該定位螺件(34)係同時穿設各該嵌件(32)及套筒座(10)，使該嵌件(32)固定於該套筒座(10)外徑緣上。
於組設嵌件(32)時，係將該嵌件(32)之一端嵌設於該階槽(12)內；該嵌件(32)另一端係設有該嵌部(322)，則嵌設卡制於該定位緣(31)上；最後將各該定位螺件(34)進行螺鎖，使該嵌件(32)穩固定位該套筒座(10)上，即組設完成；此一實施方式，係為強化該嵌件(32)於該套筒座(10)上之固定效果，其他所能達到之功效則皆與前述實施例完全相同。
請參照第八圖至第九圖，係為本發明之第三實施例，其具有各該定位槽(31)及定位嵌部321)兩元件之結構；並進一步具有二定位螺件(34)，係為螺栓、或螺絲之應用者，各該定位螺件(34)係同時穿設各該定位嵌部(321)及定位槽(31)，使該嵌件(32)固定於該套筒座(10)外徑緣上。
於組設嵌件(32)時，係將該嵌件(32)之一端嵌設於該階槽(12)內；該嵌件(32)另一端係設有該嵌部(322)，則嵌設卡制於該定位緣(31)上，此時該定位嵌部(321)係嵌設定位於該定位槽(33)內；最後將各該定位螺件(34)進行螺鎖，使該嵌件(32)穩固定位該套筒座(10)上，即組設完成；此一實施方式，係為強化該嵌件(32)於該套筒座(10)上之固定效果，其他所能達到之功效則皆與前述實施例完全相同。
請參照第十圖至第十二圖，係為本發明之第四實施例，其刪除該階槽(12)之結構；並具有各該定位槽(33)及定位嵌部(321)兩元件之結構；於該套筒座(10)上適當部係設有具預設間距之二定位緣(311)(312)，其一之該定位緣(312)設於靠近該階緣(11)處；該嵌件(32)之兩端分別設有凹狀之該嵌部(322)(323)，係以分別嵌卡於各該定位緣(311)(312)上。
於組設時，係將該嵌件(32)以其兩端之各該嵌部(322)(323)，分別嵌卡於各該定位緣(311)(312)上，此時該定位嵌部(321)係嵌設定位於該定位槽(33)內，即組設完成；此一實施方式，係為強化該嵌件(32)於該套筒座(10)上之另一種固定效果，且其不具該階槽(11)之設計，係可省下一道切削加工製成，又可同樣使該嵌件(32)兩端達到穩固定位之功效；其他所能達到之功效則皆與前述實施例完全相同。
請參照第十三圖至第十五圖，係為本發明之第五實施例，為坎帕克諾羅(Campagnolo)系列之應用者，其主要具有二第一傳動部(20)及二第二傳動部(30)環設於該套筒座(10)外徑緣，其中各該第一傳動部(20)係呈凸緣狀並以一體方式由該套筒座(10)軸心朝其筒座外徑緣垂直延伸具預定高度，且各該第一傳動部(20)於其凸緣上凹設有一齒槽(21)；各該第二傳動部(30)係具有預設間距且以一體方式形成於二側之二定位緣(311)(312)；二嵌件(32)，係分別嵌設於該定位緣(311)(312)上並共同形成該第二傳動部(30)，並於各該嵌件(32)間形成凹設之一齒槽(35)。
該套筒座(10)上預先以一體成型方式形成有各該第一傳動部(20)、階緣(11)、二階槽(12)、以及二定位緣(311)(312)等部位；於組設形成該第二傳動部(30)時，係將各該嵌件(32)分別以其一端嵌設於各該階槽(12)內，另一端為各該定位嵌部(321)則分別嵌卡於各該定位緣(311)(312)上，即組設完成。
此一實施方式，主要係以二嵌件(32)分別嵌設於二側所共同形成具該齒槽之第二傳動部(30)，藉以與坎帕克諾羅(Campagnolo)系列之飛輪齒盤相接設；其他所能達到之功效則皆與前述實施例完全相同。
綜合上述，本發明所揭露之「自行車之棘齒套筒結構」，係提供一可適用於單速及變速自行車上之輪轂套筒結構，其係一嵌件以包覆式設計嵌設於該第二傳動部之兩側緣，藉以使正、反向傳動時皆可有效降低構件間因傳動抵觸所造成之磨耗間隙，減少滑齒情形發生，且組設快速方便而具成本經濟效益，同時該套筒座極具有相容性，於傳動鍊條裝置安裝於自行車左側、或右側之車種皆透用，而獲致一穩固結合及組裝便利性高之棘齒套筒結構，俾使整體確具產業實用性及成本效益，且其構成結構又未曾見於諸書刊或公開使用，誠符合新型專利申請要件，懇請　鈞局明鑑，早日准予專利，至為感禱。
需陳明者，以上所述乃是本發明之具體實施例及所運用之技術原理，若依本發明之構想所作之改變，其所產生之功能作用仍未超出說明書及圖式所涵蓋之精神時，均應在本發明之範圍內，合予陳明。
 [本發明]
(10)．．．套筒座
(11)．．．階緣
(12)．．．階槽
(20)．．．第一傳動部
(21)(35)．．．齒槽
(30)．．．第二傳動部
(31)(311)(312)．．．定位緣
(32)．．．嵌件
(321)．．．定位嵌部
(322)(323)．．．嵌部
(33)．．．定位槽
(34)．．．定位螺件
(40)．．．輪轂座
(50)．．．飛輪組
第一圖為本發明一較佳實施例之立體外觀圖。
第二圖為本發明一較佳實施例之立體分解示意圖。
第三圖為本發明一較佳實施例之局部剖視圖。
第四圖為本發明一較佳實施例之斷面示意圖。
第五圖為本發明第二實施例之立體外觀圖。
第六圖為本發明第二實施例之立體分解圖。
第七圖為本發明第二實施例之局部剖視圖。
第八圖為本發明第三實施例之立體分解圖。
第九圖為本發明第三實施例之局部剖視圖
第十圖為本發明第四實施例之立體外觀圖。
第十一圖為本發明第四實施例之立體分解圖。
第十二圖為本發明第四實施例之局部剖視圖。
第十三圖為本發明第五實施例之立體外觀圖。
第十四圖為本發明第五實施例之立體分解圖。
第十五圖為本發明第五實施例之剖視圖。
(10)．．．套筒座
(11)．．．階緣
(12)．．．階槽
(20)．．．第一傳動部
(30)．．．第二傳動部
(31)．．．定位緣
(32)．．．嵌件
(321)．．．定位嵌部
(322)．．．嵌部
(33)．．．定位槽
(40)．．．輪轂座

Claims (7)

  1. 一種自行車之棘齒套筒結構，其包含有：一套筒座，係呈中空筒狀，其一端嵌接於一輪轂座上；至少一第一傳動部，係一體方式環設於該套筒座之外徑緣，並由該套筒座軸心朝其筒座外徑緣垂直延伸具預定高度；至少一第二傳動部，係嵌設方式環設於該套筒座之外徑緣，並由該套筒座軸心朝其筒座外徑緣垂直延伸具預定高度，其具有至少一定位緣，係以一體方式形成於該套筒座上，至少一嵌件，其一端係以包覆兩側面之方式，嵌設於該定位緣上並共同形成該第二傳動部，另其一端則位於靠近該套筒座與該輪轂座接設之部位，該嵌件於預設部位設有凹槽狀之至少一嵌部，係可將該定位緣嵌設其內，該第二傳動部係具有一定位槽，為設於該套筒座之外徑緣預設部位之凹槽；一定位嵌部，為設於該嵌件貼設於該套筒座抵接面之凸緣，並可嵌設定位於該定位槽內。
  2. 依據申請專利範圍第1項所述自行車之棘齒套筒結構，其中各該第一、第二傳動部係分別以預設數量、預設排列方式、及預設距離共同環設於該套筒座之外徑緣上。
  3. 依據申請專利範圍第1項所述自行車之棘齒套筒結構，其進一步以至少一定位螺件，共同穿設各該嵌件及套筒座，使該嵌件固定於該套筒座外徑緣上。
  4. 依據申請專利範圍第1項所述自行車之棘齒套筒結構，其中進一步以至少一定位螺件，共同穿設各該定位嵌部及定位 槽，使該嵌件固定於該套筒座外徑緣上。
  5. 依據申請專利範圍第1項所述自行車之棘齒套筒結構，其中該嵌部係呈具一側開口之ㄇ字狀凹槽；該定位緣係嵌設於該嵌部內並共同形成完整外觀。
  6. 依據申請專利範圍第1項所述自行車之棘齒套筒結構，其中該套筒座與該輪轂座接設之部位，進一步設有凸狀之一階緣，係相對於該套筒座較大之外徑尺寸；一階槽，係設於該階緣預設部位之凹槽；該嵌件係以其一端嵌設於該階槽內，並與該階緣形成完整外觀。
  7. 依據申請專利範圍第1項所述自行車之棘齒套筒結構，其中該第一傳動部於其凸緣上凹設有一齒槽；該第二傳動部係具有預設間距且以一體方式形成於二側之二定位緣；二嵌件，係分別嵌設於該定位緣上並共同形成該第二傳動部，並於各該嵌件間形成凹設之一齒槽。
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