TWI577601B - Quick release gear device - Google Patents

Description

快拆齒盤裝置

本發明是有關於一種自行車的組件，特別是指一種安裝於五通軸的快拆齒盤裝置。

現有安裝於五通軸的齒盤，大多無法隨時可供輕易拆換，如果要更換齒盤，就需要利用工具，且需要耗費較多的時間及力氣才能順利拆裝。

現有一種具快拆的鏈盤結構(TW M477993號專利案)，是在一五通管內部軸設有一轉軸，該轉軸兩端別固接一曲柄，且該轉軸內部穿設一快拆件，該快拆件包括一穿透柱體、一螺設於該穿透柱體一端的端件、一套設於該該穿透柱體另一端的擋件、一具有偏心輪廓之壓柄及二分別彈抵於該等曲柄與端件、擋件之間的彈性件。

轉動該壓柄時，利用偏心輪廓的旋轉作用，可使該等曲柄相對於該轉軸進行拆卸或相對於該轉軸產生固定之目的。

雖然這種鏈盤結構已具有快拆功能，但是因為該快拆件於穿設該轉軸內部，該轉軸呈中空的結構強度較為不足，且整體的零件多、製造組配仍稍嫌麻煩。

另外，為了避免該快拆件容易隨意被外物勾動而鬆脫，必須要在其中一曲柄設置可對該壓柄產生鎖扣的鎖件結構，如此一來，不僅結構更為複雜，且要操作該快拆件之前還需要先解開該鎖扣結扣，增加操作上的麻煩。

因此，本發明之目的，即在提供一種結構簡單且結構強度佳之快拆齒盤裝置。

於是，本發明快拆齒盤裝置，包含一限位件、至少一嵌卡部及一齒盤。該限位件沿一軸線延伸，並具有一內側段、一沿該軸線連接於該內側段的外側段及一設置於該內側段與該外側段之間的定位段，該外側段具有一圍繞該軸線的外周面、至少一設於該外周面的凹槽及至少一沿環向設置於該凹槽側邊的擋塊，該嵌卡部可相對於該限位件產生定位，且可在一定位位置及一滑動位置之間變換，該齒盤具有一沿該軸線設置且可界定出一內孔的內環面及至少一設於該內孔外部且與該嵌卡部呈凹凸互補的卡制部，該內環面具有至少一可套穿過該凹槽的卡齒及至少一沿環向設置於該卡齒側邊的凹孔，該齒盤沿該軸線由該外側段移動至該定位段時，且該卡齒套穿過該凹槽時，該凹孔也供該擋塊套穿，當該嵌卡部位於該滑動位置時，該嵌卡部脫離該卡制部，該齒盤可轉動，當該嵌卡部位於該定位位置時，該嵌卡部嵌入該卡制部，該卡齒相對於該凹槽錯開，該凹孔也與該擋塊錯開，該卡制部與該嵌卡部互相嵌卡，該齒盤可相對於該限位件產生定位。

本發明之功效：利用該限位件、該嵌卡件與該齒盤的組合，可使該齒盤輕易地組配至該限位件，且可與該限位件、該嵌卡件產生穩固結合，整體零件少、組配操作容易、結構強度佳。

100‧‧‧五通管

200‧‧‧曲柄軸

210‧‧‧扣環

300‧‧‧端件

400‧‧‧軸承

10‧‧‧限位件

L‧‧‧軸線

11‧‧‧內側段

111‧‧‧外環面

112‧‧‧凹部

113‧‧‧凸部

12‧‧‧外側段

121‧‧‧外周面

122‧‧‧凹槽

123‧‧‧擋塊

13‧‧‧定位段

14‧‧‧抵靠肩面

20‧‧‧嵌卡件

21‧‧‧主盤部

211‧‧‧軸孔

212‧‧‧內周面

213‧‧‧端面

214‧‧‧嵌卡部

215‧‧‧栓齒

216‧‧‧栓槽

22‧‧‧套管部

30‧‧‧齒盤

31‧‧‧內環面

311‧‧‧內孔

312‧‧‧卡齒

313‧‧‧凹孔

32‧‧‧內側面

33‧‧‧外側面

34‧‧‧卡制部

40‧‧‧彈性件

41‧‧‧第一端部

42‧‧‧第二端部

10’‧‧‧限位件

11’‧‧‧內側段

12’‧‧‧外側段

13’‧‧‧定位段

14’‧‧‧抵靠肩面

20’‧‧‧嵌卡件

21’‧‧‧主盤部

22，‧‧‧套管部

213’‧‧‧端面

214’‧‧‧嵌卡部

217’‧‧‧沉孔

218’‧‧‧容置部

219’‧‧‧頸部

23’‧‧‧推抵頭

24’‧‧‧快拆頭

25’‧‧‧頸桿

22’‧‧‧套管部

30’‧‧‧齒盤

32’‧‧‧內側面

33’‧‧‧外側面

34’‧‧‧卡制部

40’‧‧‧彈性件

10”‧‧‧限位件

11”‧‧‧內側段

12”‧‧‧外側段

122”‧‧‧凹槽

123”‧‧‧擋塊

13”‧‧‧定位段

14”‧‧‧抵靠肩面

15”‧‧‧導引部

151”‧‧‧長弧孔

16”‧‧‧掣動部

161”‧‧‧圓盤部位

162”‧‧‧導銷

163”‧‧‧凸輪曲面

164”‧‧‧卡定部

20”‧‧‧嵌卡件

21”‧‧‧主盤部

213”‧‧‧端面

214”‧‧‧嵌卡部

22”‧‧‧套管部

221”‧‧‧受掣曲面

222”‧‧‧嵌制部

30”‧‧‧齒盤

312”‧‧‧卡齒

313”‧‧‧凹孔

34”‧‧‧卡制部

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的較佳實施例詳細說明中清楚地呈現，其中：圖1是一組合剖面圖，說明本發明快拆齒盤裝置的一第一實施例；圖2是本發明上述第一實施例之一立體組合示意圖；圖3是本發明上述第一實施例之一部分立體分解圖；圖4是本發明上述第一實施例之一立體操作示意圖，說明一齒盤的多數卡齒、多數凹孔分別相對於一限位件的多數凹槽、多數擋塊；圖5是本發明上述第一實施例之一俯視操作示意圖；圖6是本發明一第二實施例之一部分立體分解圖；圖7是本發明上述第二實施例之一組合剖視圖；圖8是本發明一第三實施例之一立體分解圖；圖9是本發明上述第三實施例之一組合剖視圖；圖10是本發明上述第三實施例之一組裝完成示意圖；及圖11是本發明上述第三實施例之一操作狀態示意圖。

在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的 說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖1、圖2及圖3，本發明快拆齒盤裝置之第一實施例，安裝於一五通管100內部，且配合一曲柄軸200、一端件300及一對軸承400，該曲柄軸200具有二扣環210，其中一扣環210可使該端件300相對於該曲柄軸200產生定位，該快拆齒盤裝置包含一限位件10、一嵌卡件20、一齒盤30及一彈性件40。

該限位件10沿一軸線L延伸，嵌套於該曲柄軸200上且受另一扣環210限位並可受該曲柄軸200連動，該限位件10具有一內側段11、一沿該軸線L連接於該內側段11且相對於該內側段11呈擴大狀的外側段12、一設置於該內側段11與該外側段12之間的定位段13及一位於該內側段11與該定位段13銜接處的抵靠肩面14。

該內側段11具有一圍繞該軸線L的外環面111、多數間隔設置且凹設於該外環面111的凹部112及多數間隔設置於每兩個凹部112之間的凸部113。

該外側段12具有一圍繞該軸線L的外周面121、多數凹設於該外周面121且沿該外周面121間隔設置的凹槽122及多數沿環向設置於該等凹槽122側邊且間隔設置於每兩個凹槽122之間的擋塊123。

該定位段13與該等凹槽122的槽底面呈齊平狀。

該嵌卡件20可沿該軸線L滑動地套設於該內側段11，且可在一定位位置(見圖1)及一滑動位置(見圖5)之 間變換，並具有一主盤部21及一連接於該主盤部21的套管部22，該主盤部21具有一可界定出一軸孔211的內周面212、一垂直於該軸線L的端面213、多數設置於該端面213的嵌卡部214，該套管部22圍繞該軸線L呈中空筒狀，且可滑動地套設於該五通管100內部，並可受到其中一軸承400所支撐。該內側段11穿設於該軸孔211中，該內周面212具有多數間隔設置且可與該等凹部112互相嵌套的栓齒215及多數間隔設置於每兩個栓齒215之間且可與該等凸部113互相嵌套的栓槽216。且該嵌卡件20在該定位位置時，該端面213趨近於該抵靠肩面14(見圖1)。該等嵌卡部214呈凸塊狀，圍繞該軸線L呈間隔排列。

該齒盤30具有一沿該軸線L設置且可界定出一內孔311的內環面31、一垂直於該軸線L且相對於該嵌卡件20的內側面32、一相反於該內側面32的外側面33及多數環設於該內孔311外部且與該嵌卡部214呈凹凸互補的卡制部34。該內環面31具有多數圍繞該軸線L間隔設置且可套穿過該等凹槽122的卡齒312及多數沿環向設置於該等卡齒312側邊且間隔設置於每兩個卡齒312之間的凹孔313，該等卡制部34呈凹孔狀，且圍繞該軸線L呈間隔排列，可與該等嵌卡部214互相嵌卡。

該彈性件40套設於該轉軸200與該五通管100之間，且彈抵於該五通管100與該嵌卡件20之間，該彈性件40的彈力可使該嵌卡件20由該定位位置移動至該滑動位置後具有自動朝該定位位置移動的能力，該彈性件40具 有一抵止於該端件300的第一端部41及一沿該軸線L相反於該第一端部41且可彈抵於該嵌卡件20之主盤部21的第二端部42。

如圖4所示，且配合參閱圖1，當該快拆齒盤裝置欲組裝之前，該曲柄軸200、該端件300該等軸承400可預先安裝於該五通管100內部，且先將該嵌卡件20的套管部22套設於該五通管100內部，並使該彈性件40的第二端部42彈抵於該主盤部21的內側面上。

接著，再如圖4所示，將該齒盤30的卡齒312分別對準於該限位件10的凹槽122、且使該等凹孔313分別對準於該等該擋塊123，再將該齒盤30沿該軸線L朝該限位件10的外側段12套入，使得該等卡齒312套穿過該凹槽122，該等凹孔313也供該等擋塊123套穿，直到該齒盤30位於該定位段13。此時，該等卡制部34與嵌卡件20的嵌卡部214並未對準，該內側面32會推動該嵌卡件20的套管部22沿該軸線L朝該五通管100移動(見圖5)，且使該嵌卡件20位於該滑動位置，此時，該彈性件40被壓縮而蘊藏有回釋的彈力，該齒盤30的內側面32與該嵌卡件20的端面213之間存在有一間距。

當再轉動該齒盤30，且使該等卡制部34與嵌卡件20的嵌卡部214互相對準時，利用該彈性件40的彈力作用，可使該嵌卡件20的嵌卡部214自動地套入該等卡制部34中，且使該端面213趨近於該抵靠肩面14，原本存在於該齒盤30的內側面32與該嵌卡件20的端面213之間的 間距也隨即消失。如此一來，利用轉動該齒盤30不僅可使該等卡齒312相對於該等凹槽122錯開，該等凹孔313也與該等擋塊123錯開，即可使該齒盤30相對於該限位件10產生定位，並定位於該定位段13上，同時，也利用該齒盤30的轉動可使該嵌卡件20的嵌卡部214自動與該等卡制部34嵌套，且使該齒盤30與該嵌卡件20產生穩固接合，且即可組配成圖1與圖2的狀態。

當欲拆換該齒盤30時，操作者只須將該嵌卡件20朝該五通管100的方向推動(類似圖5的狀態)，且使該嵌卡件20由定位位置移動至該滑動位置，再將該齒盤30轉動預定角度，且使該齒盤30的卡齒312分別對準於該限位件10的凹槽122、且使該等凹孔313分別對準於該等該擋塊123，釋放對該嵌卡件20的推力時，就可使該齒盤30自該限位件10上脫離。

因此，本發明之快拆齒盤裝置，整體的結構簡單、製造容易，組配或拆卸的操作速度快，可達到快速組裝及拆解之目的，且整體組合後的結合強度佳。

值得一提的是，該嵌卡件20的嵌卡部214與該齒盤30的卡制部34可凹凸互換，亦即，若將該嵌卡件20的嵌卡部214設呈凹孔狀，而該齒盤30的卡制部34設呈凸塊狀，也可達到相同的目及功效(圖未示)。

參閱圖6及圖7，本發明快拆齒盤裝置之第二實施例，也安裝於一五通管100內部，且配合一曲柄軸200、一端件300及一對軸承400，該快拆齒盤裝置包含一限位 件10’、一嵌卡件20’、一齒盤30’及多數彈性件40’。

該限位件10’沿一軸線L延伸，嵌套於該曲柄軸200上且受一扣環210限位並可受該曲柄軸200連動，該限位件10’具有一內側段11’、一沿該軸線L連接於該內側段11’且相對於該內側段11’呈擴大狀的外側段12’、一設置於該內側段11’與該外側段12’之間的定位段13’及一位於該內側段11’與該定位段13’銜接處的抵靠肩面14’，且該限位件10’與第一實施例的形狀結構相同，故相同部位的結構省略不多加敘述。

該嵌卡件20’固設於該內側段11’且相對於該限位件10’產生定位，並具有一主盤部21’及一連接於該主盤部21’的套管部22’，該主盤部21’具有一垂直於該軸線L的端面213’、多數設置於該端面213’的沉孔217’及多數可滑動地安裝於該等沉孔217’中的嵌卡部214’，該沉孔217’呈階級孔狀，並具有一容置部218’及一徑寬小於該容置部218’的頸部219’，該嵌卡部214’呈階級桿狀，並具有相間隔的一推抵頭23’與一快拆頭24’，及一連接該推抵頭23’與該快拆頭24’的頸桿25’，該套管部22’套設於該五通管100內部，並可受到其中一軸承400所支撐。且該嵌卡件20’在該定位位置時，該端面213’趨近於該抵靠肩面14’(見圖7)。該等嵌卡部214’可滑動地安裝於該嵌卡件21’的沉孔217’中。

該齒盤30’具有一垂直於該軸線L且相對於該嵌卡件20’的內側面32’、一相反於該內側面32’的外側面 33’及多數與該嵌卡部214’呈凹凸互補的卡制部34’。該等卡制部34’呈凹孔狀，且圍繞該軸線L呈間隔排列，可與該等嵌卡部214’互相嵌卡。

該等彈性件40’分別安裝於該等沉孔217’且彈抵於該等嵌卡部214’與該嵌卡件21’之間，該等彈性件40’位於該容置部218’中，並推抵該推抵頭23’與該嵌卡件21’，恆使該等嵌卡部214’保持朝該端面213’伸出之趨勢。

因此，本發明第二實施例的快拆齒盤裝置，利用該等彈性件40’提供該等嵌卡部214’彈力的作用，可使該齒盤30’能順利地相對於該限位件10’進行軸向組裝、環向轉動，且該齒盤30’轉動後利用該等嵌卡部214’與該等卡制部34’互相嵌卡，可使該齒盤30’與該嵌卡件20’產生穩固接合，且欲拆卸該齒盤30’時，先拉動該等快拆頭24’且使該等推抵頭23’自該等卡制部34’中脫離，即可轉動該齒盤30’，且使該齒盤30’自該限位件10’上脫離。因此，本發明第二實施例也可達成與第一實施例相同的目的及功效。

值得一提的是，該等嵌卡部214’與該齒盤30’的卡制部34’可凹凸互換，亦即，若將該嵌卡件20’的嵌卡部214’設呈凹孔狀，而該齒盤30’的卡制部34’設呈桿狀，且使該等彈性件40’安裝於該齒盤30’，也可達到相同的目及功效(圖未示)。

參閱圖8及圖9，本發明快拆齒盤裝置之第三實施例，包含一限位件10”、一嵌卡件20”及一齒盤30”。

該限位件10”沿一軸線L延伸，並具有一內側段 11”、一沿該軸線L連接於該內側段11”且相對於該內側段11”呈擴大狀的外側段12”、一設置於該內側段11”與該外側段12”之間的定位段13”、一位於該內側段11”與該定位段13”銜接處的抵靠肩面14”、一設於該內側段11”的導引部15”及一可圍繞該軸線L轉動且受到該導引部15”導引產生轉動的掣動部16”，該導引部15”具有多數圍繞該軸線L延伸的長弧孔151”，該掣動部16”具有一圓盤部位161”、多數凸設於該圓盤部位161”其中一面且可滑動地插設於該等長弧孔151”中的導銷162”、多數凸設於該圓盤部位161”另一面的凸輪曲面163”及多數分別凸設於該等凸輪曲面163”上且呈尖凸狀的卡定部164”。該限位件10”的結構類似於第一實施例，故相同部位的結構省略不多加敘述。

該嵌卡件20”也可在一定位位置(見圖9及圖10)及一滑動位置(見圖11)之間變換，並具有一主盤部21”及一連接於該主盤部21”的套管部22”，該主盤部21”具有一端面213”及多數凸設置於該端面213”且呈凸塊狀的嵌卡部214”，該套管部22”圍繞該軸線L呈中空筒狀，並具有多數相反於該等嵌卡部214”且與該等凸輪曲面163”相對的受掣曲面221”及多數分別設於該等受掣曲面221’上且可與該等卡定部164”互相嵌卡的嵌制部222”，該等嵌制部222”呈凹槽狀。

如圖11所示，並配合參圖8，當欲進行組配時，可先將該嵌卡件20”推至該滑動位置，且使該等凸輪曲面163”與該等受掣曲面221”互相錯開，該等卡定部164”也與 該等嵌制部222”互相錯開，接著，將該齒盤30”的卡齒312”分別對準於該限位件10”的凹槽122”、該等凹孔313”分別對準於該等該擋塊123”，再將該齒盤30沿該軸線L朝該限位件10”的外側段12”套入，直到該齒盤30”位於該定位段13”。當再轉動該齒盤30”，且使該等卡制部34”與嵌卡件20”的嵌卡部214”互相對準。

如圖9及圖10所示，當操作者再轉動該掣動部16”，可使該等凸輪曲面163”掣動該受掣曲面221”，且使該嵌卡件21”由該滑動位置移動至該定位位置，該嵌卡件20”的嵌卡部214”與該等卡制部34”互相嵌套。此時，該等卡定部164”可分別嵌卡於該等受掣曲面221’的嵌制部222”中，使得該掣動部16”與該嵌卡件20”沿環向保持定位，即可使該齒盤30”相對於該限位件10”產生定位，並定位於該定位段13”上。

當欲拆換該齒盤30”時，操作者只須轉動該掣動部16”，且使該等凸輪曲面163”與該等受掣曲面221”互相錯開狀、該等卡定部164”也與該等嵌制部222”互相錯開(見圖11)，操作者即可再依序操作該嵌卡件20”沿軸向遠離於該齒盤30”，以及操作該齒盤30”產生轉動，就可使該齒盤30”自該限位件10”上脫離。

因此，第三實施例亦具有快速拆裝之功效。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修 飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

10‧‧‧限位件

L‧‧‧軸線

11‧‧‧內側段

111‧‧‧外環面

112‧‧‧凹部

113‧‧‧凸部

12‧‧‧外側段

121‧‧‧外周面

122‧‧‧凹槽

123‧‧‧擋塊

13‧‧‧定位段

14‧‧‧抵靠肩面

20‧‧‧嵌卡件

21‧‧‧主盤部

211‧‧‧軸孔

212‧‧‧內周面

213‧‧‧端面

214‧‧‧嵌卡部

215‧‧‧栓齒

216‧‧‧栓槽

22‧‧‧套管部

30‧‧‧齒盤

31‧‧‧內環面

311‧‧‧內孔

312‧‧‧卡齒

313‧‧‧凹孔

32‧‧‧內側面

33‧‧‧外側面

34‧‧‧卡制部

Claims (10)

1. 一種快拆齒盤裝置，包含：一限位件，沿一軸線延伸，並具有一內側段、一沿該軸線連接於該內側段的外側段及一設置於該內側段與該外側段之間的定位段，該外側段具有一圍繞該軸線的外周面、至少一設於該外周面的凹槽及至少一沿環向設置於該凹槽側邊的擋塊；至少一嵌卡部，可相對於該限位件產生定位，且可在一定位位置及一滑動位置之間變換；及一齒盤，具有一沿該軸線設置且可界定出一內孔的內環面及至少一設於該內孔外部且與該嵌卡部呈凹凸互補的卡制部，該內環面具有至少一可套穿過該凹槽的卡齒及至少一沿環向設置於該卡齒側邊的凹孔，該齒盤沿該軸線由該外側段移動至該定位段時，且該卡齒套穿過該凹槽時，該凹孔也供該擋塊套穿，當該嵌卡部位於該滑動位置時，該嵌卡部脫離該卡制部，該齒盤可轉動，當該嵌卡部位於該定位位置時，該嵌卡部嵌入該卡制部，該卡齒相對於該凹槽錯開，該凹孔也與該擋塊錯開，該卡制部與該嵌卡部互相嵌卡，該齒盤可相對於該限位件產生定位。
2. 如請求項1所述的快拆齒盤裝置，其中，該嵌卡部固設於一具有一垂直於該軸線的端面的嵌卡件，該嵌卡件沿該軸線滑動地套設於該內側段，該嵌卡部設置於該端面，且該嵌卡部位於滑動位置時，該端面相間隔於該齒盤 ，該嵌卡部位於該定位位置時，該端面抵住該齒盤。
3. 如請求項2中所述的快拆齒盤裝置，還包含一提供該嵌卡件彈力的彈性件，該彈性件的彈力可使該嵌卡件由該定位位置移動至該滑動位置後具有自動朝該定位位置移動的能力。
4. 如請求項3所述的快拆齒盤裝置，其中，該限位件的凹槽數量有數個，且沿該外周面間隔設置，擋塊的數量也數個，間隔設置於每兩個凹槽之間。
5. 如請求項4所述的快拆齒盤裝置，其中，該嵌卡件的嵌卡部呈凸塊狀，且數量有數個，圍繞該軸線呈間隔排列，該齒盤的卡制部呈凹孔狀，且數量有數個，圍繞該軸線呈間隔排列。
6. 如請求項5所述的快拆齒盤裝置，其中，該限位件還具有一位於該內側段與該定位段銜接處的抵靠肩面，該嵌卡件具有一可界定出一軸孔的內周面，該內側段穿設於該軸孔中，且該嵌卡件在該定位位置時，該端面趨近於該抵靠肩面。
7. 如請求項6所述的快拆齒盤裝置，其中，該限位件的內側段具有一外環面、多數間隔設置且凹設於該外環面的凹部及多數間隔設置於每兩個凹部之間的凸部，該嵌卡件的內周面具有多數間隔設置且可與該等凹部互相嵌套的栓齒及多數間隔設置於每兩個栓齒之間且可與該等凸部互相嵌套的栓槽。
8. 如請求項1所述的快拆齒盤裝置，其中，該嵌卡部可滑 動地安裝於一嵌卡件，該嵌卡件具有一垂直於該軸線的端面及至少一凹設於該端面的沉孔，該嵌卡部可滑動地安裝於該沉孔中，該快拆齒盤裝置還包含至少一安裝於該沉孔且彈抵於該嵌卡部與該嵌卡件之間的彈性件。
9. 如請求項8所述的快拆齒盤裝置，其中，該嵌卡部具有相間隔的一推抵頭與一快拆頭，及一連接該推抵頭與該快拆頭的頸桿，該沉孔具有一供該推抵頭容置的容置部及一徑寬小於該快拆頭且供該頸桿容置的頸部，該彈性件位於該容置部中，並推抵該推抵頭與該嵌卡件，其彈力恆使該等嵌卡部保持朝該端面伸出之趨勢。
10. 如請求項2所述的快拆齒盤裝置，其中，該限位件還具有至少一設於該內側段的導引部及一可圍繞該軸線轉動且受到該導引部導引產生轉動的掣動部，該掣動部具有至少一凸輪曲面及一設於該凸輪曲面上的卡定部，該嵌卡件還具有一相反於該嵌卡部且與該凸輪曲面相對的受掣曲面及一設於該受掣曲面上且可與該卡定部互相嵌卡的嵌制部，轉動該掣動部，可使該凸輪曲面掣動該受掣曲面，且使該嵌卡件由該滑動位置移動至該定位位置。