TWI549862B - 可附加於曲柄臂之卵形自行車齒盤之改良 - Google Patents

可附加於曲柄臂之卵形自行車齒盤之改良 Download PDF

Info

Publication number
TWI549862B
TWI549862B TW100125087A TW100125087A TWI549862B TW I549862 B TWI549862 B TW I549862B TW 100125087 A TW100125087 A TW 100125087A TW 100125087 A TW100125087 A TW 100125087A TW I549862 B TWI549862 B TW I549862B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
toothed disc
oval
crank arm
holes
positioning
Prior art date
Application number
TW100125087A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201217223A (en
Inventor
卡拉斯科 維加拉 巴布洛
Original Assignee
轉片元件科技有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 轉片元件科技有限公司 filed Critical 轉片元件科技有限公司
Publication of TW201217223A publication Critical patent/TW201217223A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI549862B publication Critical patent/TWI549862B/zh

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M9/00—Transmissions characterised by use of an endless chain, belt, or the like
    • B62M9/04—Transmissions characterised by use of an endless chain, belt, or the like of changeable ratio
    • B62M9/06—Transmissions characterised by use of an endless chain, belt, or the like of changeable ratio using a single chain, belt, or the like
    • B62M9/08—Transmissions characterised by use of an endless chain, belt, or the like of changeable ratio using a single chain, belt, or the like involving eccentrically- mounted or elliptically-shaped driving or driven wheel; with expansible driving or driven wheel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M9/00—Transmissions characterised by use of an endless chain, belt, or the like
    • B62M2009/002—Non-circular chain rings or sprockets

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Steering Devices For Bicycles And Motorcycles (AREA)
  • Devices For Conveying Motion By Means Of Endless Flexible Members (AREA)
  • Gears, Cams (AREA)
  • Connection Of Plates (AREA)
  • Fittings On The Vehicle Exterior For Carrying Loads, And Devices For Holding Or Mounting Articles (AREA)

Description

可附加於曲柄臂之卵形自行車齒盤之改良
本發明係關於自行車之非圓形齒盤，其中齒盤長軸與曲柄臂間之相對方位或位置係該齒盤於使用時所產生之踩踏運動生物力學之一基本參數。
自行車騎士騎乘自行車時係於兩側踏板上施力。每一踏板係裝設於一曲柄臂上，而該兩支曲柄臂則由底架主軸連接，其中一支曲柄臂並與一或數枚齒盤相連。所述齒盤係帶齒之環狀結構，其可透過鏈條及後輪上之鏈輪而對後輪施加牽引力。
大多數自行車均採用圓形齒盤，但許多自行車騎士為提高踩踏效能而自行改用卵形齒盤。卵形齒盤具有一定向參數，其定義為齒盤長軸與兩側曲柄臂所在平面沿踩踏方向所形成之夾角。
非圓形齒盤之便利性已有諸多文獻與專利加以探討，其中不乏迄今逾百年者。上述文獻與專利中之非圓形齒盤間或有極大差異，但皆可歸類為「卵形」。為達最佳之生物力學改良功效，上開先前技藝大多提出特定之齒盤定向，但有時為能調整齒盤之定向，則於齒盤上開設多組可供曲柄臂以螺絲固定之孔洞，如此一來，同一齒盤便可為使用者提供不同之定向選項，此即專利FR1090949、DE8809795及EP1863699所述之技術，其中EP1863699係由本案之發明人及申請人所提出。
具有不同定向選項之卵形齒盤可用於具有不同幾何形狀或用途之自行車，但若欲微調一特定自行車上之一特定齒盤以達最佳生物力學，則不同定向選項間之角度增量必須十分微小，此即本發明所關注之重點。
EP1863699即針對具有不同定向選項且使用傳統齒盤螺絲之卵形齒盤提出三種定位方案：
a)沿著齒盤圓周，於複數條定義不同定向之直徑之相對兩端交替設置獨立孔洞，(此即該案第5圖所示之方案)。據此，二連續定向選項間之角度增量便為二相鄰孔洞所對應之角範圍之一半，因為若將一圓周直徑之一端置於二相鄰孔洞之間，則該直徑之另端必有一孔洞，其可定義該二相鄰孔洞所對應之方位之中間方位。此解決方案僅於曲柄臂可供固定於齒盤之定位點數量為奇數時方為可行。該案第5圖所示齒盤之定向角度增量為5.14 o 。
b)設置部分重疊之孔洞，俾盡可能縮小二連續定向選項間之角度增量(此即該案第8圖所示之方案)。在該方案中，由於齒盤上用以固定曲柄臂之定位點數量為偶數，定向角度增量增為8 o 。
c)沿著齒盤圓周，於複數條定義不同定向之直徑之相對兩端交替設置部分重疊之孔洞，以使二連續定向選項間之角度增量為二連續部分重疊孔洞所對應之角範圍之一半(此即該案第9圖所示之方案)。此方案為上述二方案之綜合體，但僅於曲柄臂可供固定於齒盤之定位點數量為奇數時方為可行。在此方案中，定向角度增量為4°。
然而，吾人可由競賽與市場實務之經驗得知，以約8°之角度增量調整齒盤定向雖可因應不同之自行車幾何形狀與運動方式(越野、下坡、BMX等)，但卻無法針對生物力學提供調整；而當定向調整之角度增量為5°左右時，自行車騎士便可調整橢圓形齒盤之定向以改善生物力學：若調整至定向選擇範圍之一端可用於衝刺，若調整至另一端則適合登山。由於約5°之增量可衍生出極為不同之踩踏方式，此一增量對大多數自行車騎士而言依舊太大而不實用。
使孔洞局部重疊雖可縮短孔洞之間距，進而縮減定向增量並有助於生物力學之調整，但孔洞之間仍需保有足夠之距離，使孔洞間之材料延伸長度足以確保切向連附。換言之，孔洞間之切向連附應可支撐對應之螺絲，以免螺絲於承受負載時使材料破裂或變形，甚至出現螺絲滑移至相鄰孔洞中之現象。
申請人所屬公司近來從事運動領域之研究，而研究結果已證實，定向微調能力對於大多數自行車騎士適當使用卵形齒盤極有助益。由於±6°之定向調整角度增量已可滿足大多數極限自行車騎士之需求，最佳之角度增量應在3°上下，此一中間值當可符合一般踩踏模式之所需。
然而，由於卵形齒盤所連附之曲柄臂有不同規格標準，有時並無法達成上述最佳角度增量；在此情況下，最佳解決方案為最接近該最佳值之角度。
就邏輯而論，對於具有偶數定位點之曲柄臂，僅需將具有奇數定位點之曲柄臂所用之數值乘以二即可，但此第一選項並不利於生物力學之調整。
在設計部分重疊孔洞間之最小角度增量時，此亦影響曲柄臂用以固定於齒盤之定位點所選用之直徑，因為數值越大，則相對於二連續孔洞中點之角度越小。
本發明據此提出一建設性解決方案，其係於卵形齒盤上設置連續、部分重疊且因此更為靠近之孔洞，以提供更趨近最佳值之角度增量。為此，本發明係以沉頭槽支撐齒盤與曲柄臂之標準定位元件，亦即螺栓頭及對應之螺帽。此方案包含由部分重疊之沉頭槽所構成之階梯狀結構，如此一來，即使縮小連續孔洞之間距，齒盤在承受負載時仍可維持切向連附之能力。該等沉頭槽之深度呈階梯狀，且沿踩踏方向逐洞遞減。
本發明提出一種可連附於一標準自行車曲柄臂之自行車用卵形齒盤，其中曲柄臂之一端具有一對應於底架主軸之固定爪部。此爪部之結構具有星狀分布之孔洞或定位點以固定一或多枚自行車齒盤。
該卵形齒盤設有孔洞，藉以形成可由標準螺栓與螺帽連接於上述爪部之定位點，其中該等孔洞之數量為爪部上之定位點數量之倍數。如此一來，該齒盤便可為爪部及與爪部相連之曲柄臂提供不同定向之多重組裝選項。
在此概念下，本發明旨在使齒盤孔洞所提供之各定向緊密間隔，並使其間距接近一較佳中間值，此外，對於相距最近之替代定向則使其間之角度增量盡可能趨近3°。
為達成此目的，齒盤上對應於爪部同一孔洞之複數孔洞係成組設置且彼此部分重疊。各孔洞與相鄰孔洞間之距離應在不影響齒盤完整性之前提下盡可能縮短。為此，相鄰孔洞間之建議角度差為6°，此外另於孔洞(2、5)邊緣設置階梯狀之沉頭槽(3、6)，其中各階之深度增量為約0.4 mm。
針對具有奇數定位點之曲柄臂爪部，齒盤(4)設有兩組部分重疊之孔洞以對應曲柄臂爪部之各定位點。其實，第三圖之齒盤可提供四種定向，其中該等孔洞係兩兩部分重疊以免影響盤體強度。在第三圖與第四圖所示之齒盤中，部分重疊之孔洞(5)彼此相隔6°，且兩組孔洞係以177°之角度沿圓周方向彼此相對，因此可每隔3°變化一種齒盤定向，藉以達成本發明之目的。
至於齒盤(1)，其係專供具有偶數定位點之曲柄臂爪部使用，在此建議設置三種定向，故部分重疊之孔洞(2)係以三孔為一組。在第一圖與第二圖所示之齒盤中，部分重疊之孔洞彼此相隔6°。此為一折衷方案，其中孔洞間距雖未小至足以提供生物力學之最佳狀態，但可確保齒盤之結構完整性。
此外，本發明亦可以其他習知定位裝置取代一般自行車所使用之標準螺栓螺帽組，使齒盤可為具有偶數定位點之曲柄臂提供角度增量更小(可達約3°)之定向選項。例如，第五圖所示之齒盤係由第六圖之螺絲(7)固定於夾片(8、9)之間。此一加強固定結構具有鞏固側向連附之效果，使相鄰孔洞之間距得以縮短。
 〔本發明〕
(1)‧‧‧齒盤
(11)‧‧‧長軸
(2、5)‧‧‧孔洞
(3、6)‧‧‧沉頭槽
(4)‧‧‧齒盤
(7)‧‧‧螺絲
(8、9)‧‧‧夾片
第一圖：顯示一卵形齒盤，其係專供具有四個定位點之標準曲柄臂爪部使用。此齒盤具有三種定向選項，各定位點所對應之三個孔洞即以三孔為一組，同組之孔洞彼此部分重疊。
第二圖：為上述齒盤之局部放大立體圖，圖中可見具有階梯狀結構之沉頭槽圍繞於定位孔洞之外緣。
第三圖：顯示另一卵形齒盤，其係專供具有五個定位點之標準曲柄臂爪部使用。此齒盤具有四種定向選項，各定位點所對應之孔洞係兩兩部分重疊，並沿圓周之相對側交替設置於對應直徑之相對兩端。
第四圖：為上述齒盤之局部放大立體圖，圖中可見階梯狀之沉頭槽圍繞於定位孔洞之外緣。
第五圖：顯示齒盤上部分重疊之相鄰孔洞配合夾片定位之情形。
第六圖：為上圖中用以定位齒盤之夾片之分解圖。
(1)‧‧‧齒盤
(2)‧‧‧孔洞
(3)‧‧‧沉頭槽

Claims (4)

  1. 一種改良之卵形自行車齒盤，其可連附於一曲柄臂，該曲柄臂包括一具有星狀分布定位點之爪部以連附一或數枚自行車齒盤，該卵形齒盤之長軸與該曲柄臂沿一踩踏方向之夾角定義為該卵形齒盤之定向，其中該卵形齒盤具有複數可供該爪部固定之定位點，其數量為該爪部上之定位點數量之倍數，俾為該曲柄臂提供多重定位選項，該卵形齒盤之特徵在於：該齒盤上對應於該爪部同一定位點之各不同定位點係彼此相隔一距離，俾使各對應角度選項所產生之定向相差3°。
  2. 如申請專利範圍第1項的改良之卵形自行車齒盤，其中該齒盤上對應於該爪部同一定位點之各不同定位點係彼此相鄰且部分重疊之孔洞，且各該孔洞具有一沉頭槽，該卵形齒盤之特徵在於：在該等部分重疊之相鄰孔洞中，該等沉頭槽之深度係沿該踩踏方向遞減以形成階梯狀。
  3. 如申請專利範圍第1項的改良之卵形自行車齒盤，其係連附於一爪部設有奇數齒盤定位點之曲柄臂，其中該齒盤上對應於該爪部同一定位點之各不同定位點係交替設置於直徑兩端且具有相同角度增量之孔洞，因而在該齒盤之相對側形成兩組相鄰且部分重疊之孔洞，其中各該孔洞具有一沉頭槽，該卵形齒盤之特徵在於：在該等部分重疊之相鄰孔洞中，該等沉頭槽之深度係沿該踩踏方向遞減以形成階梯狀。
  4. 一種改良之卵形自行車齒盤，其可連附於一曲柄臂，該曲柄臂包括一具有偶數星狀分布定位點之爪部以連附一或數枚自行車齒盤，該卵形齒盤之長軸與該曲柄臂沿一踩踏方向之夾角定義為該卵形齒盤之定向，其中該卵形齒盤具有複數可供該爪部固定之定位點，其數量為該爪部上之定位點數量之倍數，俾為該曲柄臂提供多重定位選項，該卵形齒盤之特徵在於：該齒盤上對應於該爪部同一定位點之各不同定位點係彼此相隔一距離，俾使各對應角度選項所產生之定向相差6°。
TW100125087A 2010-07-23 2011-07-15 可附加於曲柄臂之卵形自行車齒盤之改良 TWI549862B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ES201000953 2010-07-23

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201217223A TW201217223A (en) 2012-05-01
TWI549862B true TWI549862B (zh) 2016-09-21

Family

ID=44558292

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW100125087A TWI549862B (zh) 2010-07-23 2011-07-15 可附加於曲柄臂之卵形自行車齒盤之改良

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9005062B2 (zh)
EP (1) EP2595869B1 (zh)
JP (1) JP5815700B2 (zh)
CN (1) CN103003140B (zh)
ES (1) ES2763048T3 (zh)
TW (1) TWI549862B (zh)
WO (1) WO2012010257A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI593598B (zh) * 2017-04-11 2017-08-01 傳誠技研有限公司 自行車偏心齒盤與曲柄的組合
EP3392129A1 (en) 2017-04-18 2018-10-24 Drivetrain Tech Solution Inc. Bicycle crankset
US10160514B1 (en) 2017-06-07 2018-12-25 Drivetrain Tech Solution Inc. Bicycle crankset

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140060229A (ko) * 2012-11-09 2014-05-19 최윤석 타원체인링 각도변이
CN103573970A (zh) * 2013-09-23 2014-02-12 湖州天和机械有限公司 一种双齿链轮
TWI580609B (zh) * 2015-06-16 2017-05-01 Shu-Qiong Zhang Bicycle of the crank gear device
KR101887807B1 (ko) * 2017-04-17 2018-09-06 상 윤 이 자전거용 구동장치
USD847034S1 (en) * 2018-03-09 2019-04-30 Sram Llc Chainring for a bicycle

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4522610A (en) * 1982-06-01 1985-06-11 Shimano Industrial Company Limited Gear crank apparatus for a bicycle
CN2249719Y (zh) * 1994-12-07 1997-03-19 王伟东 自行车省力加速转动链轮
US5692415A (en) * 1996-03-29 1997-12-02 Lin; Wen-Hwa Bicycle pedal having two surfaces for coupling to a bicycle shoe
CN101616837A (zh) * 2005-03-15 2009-12-30 罗特尔部件技术公司 使踩踏脚踏板最优化的椭圆形链环

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US599211A (en) * 1898-02-15 williams
US530058A (en) * 1894-11-27 Driving-gear for bicycles
US596289A (en) * 1897-12-28 William thomas smith
US702841A (en) * 1901-06-25 1902-06-17 William Frederick Williams Elliptic chain driving-gear.
US885982A (en) * 1906-08-04 1908-04-28 Rene Jules Alphonse Delacroix Driving-gear for velocipedes.
FR974415A (fr) 1948-10-28 1951-02-22 Multiplicateur des efforts produits sur les manivelles pour la transmission d'un mouvement, appliqué aux cycles et analogues
US2711221A (en) * 1950-07-05 1955-06-21 John F Kopczynski Drive mechanism for tandem mounted oblate wheels
FR1090949A (fr) 1953-06-16 1955-04-05 Véhicules à pédalier multiplicateur de travail
US3190149A (en) * 1962-10-05 1965-06-22 Alex M Gorfin Speed reduction drive mechanism
US3259398A (en) * 1964-12-09 1966-07-05 Green William P Bicycle drive
US3375022A (en) * 1965-12-14 1968-03-26 Green William P Drives for bicycles
FR2295867A1 (fr) 1974-12-27 1976-07-23 Josse Leon Plateau dente elliptique pour cycles
FR2389527B1 (zh) * 1977-05-03 1981-09-11 Daniel Jacques
FR2471906A1 (fr) 1979-12-20 1981-06-26 Fochesato Lino Pedalier de bicyclette ovale, reglable
JPS58211985A (ja) * 1982-06-01 1983-12-09 株式会社シマノ 自転車用ギヤクランク装置
DE8809795U1 (de) 1988-08-01 1988-12-01 Neumann, Uwe, Dipl.-Ing., 2300 Kiel Kettenrad/Tretkurbel-Einheit für Fahrräder
US20090280937A1 (en) * 2008-05-10 2009-11-12 Greene Geoffrey B Crank power

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4522610A (en) * 1982-06-01 1985-06-11 Shimano Industrial Company Limited Gear crank apparatus for a bicycle
US4522610B1 (zh) * 1982-06-01 1991-08-13 Shimano Industrial Co
CN2249719Y (zh) * 1994-12-07 1997-03-19 王伟东 自行车省力加速转动链轮
US5692415A (en) * 1996-03-29 1997-12-02 Lin; Wen-Hwa Bicycle pedal having two surfaces for coupling to a bicycle shoe
CN101616837A (zh) * 2005-03-15 2009-12-30 罗特尔部件技术公司 使踩踏脚踏板最优化的椭圆形链环

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI593598B (zh) * 2017-04-11 2017-08-01 傳誠技研有限公司 自行車偏心齒盤與曲柄的組合
EP3392129A1 (en) 2017-04-18 2018-10-24 Drivetrain Tech Solution Inc. Bicycle crankset
US10160514B1 (en) 2017-06-07 2018-12-25 Drivetrain Tech Solution Inc. Bicycle crankset

Also Published As

Publication number Publication date
JP2013533160A (ja) 2013-08-22
US9005062B2 (en) 2015-04-14
EP2595869A1 (en) 2013-05-29
EP2595869B1 (en) 2019-10-23
CN103003140B (zh) 2015-10-21
ES2763048T3 (es) 2020-05-26
CN103003140A (zh) 2013-03-27
US20130281239A1 (en) 2013-10-24
WO2012010257A1 (en) 2012-01-26
JP5815700B2 (ja) 2015-11-17
TW201217223A (en) 2012-05-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI549862B (zh) 可附加於曲柄臂之卵形自行車齒盤之改良
US10641356B2 (en) Link plates for bicycle chain
TWI702168B (zh) 自行車鏈輪總成
TWI697441B (zh) 自行車鏈輪總成
US8978514B2 (en) Bicycle front sprocket
US9303726B2 (en) Bicycle chain
CN107521610B (zh) 多重自行车链轮组件
TWI661979B (zh) 自行車鏈輪及自行車鏈輪總成
US8905878B2 (en) Bicycle sprocket assembly
US7686721B2 (en) Bicycle chainring
US20110319209A1 (en) Integrated bicycle chainring assembly
US10315727B2 (en) Bicycle rear sprocket assembly
US20060205549A1 (en) Bicycle sprocket
US20100052411A1 (en) Bicycle wheel assembly having dissimilar lateral spoke lacings
US10457353B2 (en) Bicycle rear sprocket assembly
US20190277386A1 (en) Bicycle sprocket
US9108699B2 (en) Crank arm spider improvement for attaching ovoid chainrings
CN102292221A (zh) 轮子
JP3178819U (ja) 自転車ハブ軸芯に架設する固定棒調整装置
JP2023543350A (ja) 可変歯谷部半径を有するスプロケット