TWI636918B - Bicycle clutch chain clutch unit - Google Patents

Abstract

一種自行車撥鏈器之離合單元，具有相罩合的本體與外蓋，定位組件與加壓組件則容設於本體與外蓋的內部空間。本體之頂面設有一容置槽並樞接於一轉軸，使轉軸凸伸出容置槽之底部；定位組件具有一棘輪樞接於容置槽且與轉軸同步轉動，至少一個定位棘爪鄰設於棘輪並可相對靠近或遠離棘輪，以及至少一個彈性件，用來施加朝向棘輪的彈性力予該等定位棘爪；加壓組件用以施加阻力予該棘輪；其中，棘輪設有環狀等間隔排列的複數個棘齒，各該定位棘爪設有一嚙合齒以嚙合於棘齒其中之一。

Description

自行車撥鏈器之離合單元

本發明涉及一種自行車撥鏈器，尤其是一種可以提高自行車撥鏈器精確度的離合單元。

傳統的自行車撥鏈器，如我國第M481882號新型專利所記載，主要是由一基座、一連桿機構與一鏈條導件所構成，前述基座是用來固定於自行車的車架上，連桿機構連接於基座上並用來帶動鏈條導件相對基座產生擺動，而且鏈條導件的擺動軸心方向是與自行車的行進方向相交叉，進而能夠將自行車鏈條引導到不同齒數的鏈輪上，達成變速的效果，並提供鏈條適當的張力以確保順暢的運轉。

為了提供鏈條適當的張力，同時要減少鏈條導件因為路面條件較差所產生不必要的擺動，自行車撥鏈器設置了阻力施加機構來避免鏈條運轉不順暢或是脫落的問題。其中，阻力施加機構內還設有僅允許單向轉動的一離合單元來控制鏈條導件的擺動位置。例如前述M481882號新型專利所使用的單向離合器70為內輪空轉型的滾子離合器，其精確度是由間格保持構件70d的數量來決定的，但是間隔保持構件70d的數量受限於滾子70c的尺寸大小，因此無法提高精確度，目前仍有改進的空間。

本發明之目的在於提供一種自行車撥鏈器之離合單元，其結構簡潔且創新，並具有較高的精確度。

為此，本發明提供一種自行車撥鏈器之離合單元，具有相罩合的一本體與一外蓋，一定位組件與一加壓組件容設於本體與外蓋的內部空間，其中：本體的頂面設有一容置槽並樞接於一鏈條導件的轉軸，使該轉軸凸伸出該容置槽之底部；定位組件，具有一棘輪能夠與該轉軸同步轉動樞接，至少一個定位棘爪鄰設於該棘輪並可相對靠近或遠離該棘輪，以及至少一個彈性件，用來施加朝向該棘輪的彈性力予該等定位棘爪；加壓組件係用來施加阻力予該棘輪。其中棘輪設有環狀等間隔排列的複數個棘齒，各定位棘爪設有一嚙合齒以嚙合於棘齒。

對比於傳統的自行車撥鏈器的結構，本發明的的自行車撥鏈器之離合單元具有更簡潔且創新的結構特徵。

為佳地，棘齒與定位棘爪的數量分別為X個與Y個，相鄰的兩個定位棘爪的嚙合齒與該棘輪中心的夾角分別為{360/X*N±(360/X)/Y}度，其中X為大於2的正整數，Y為大於等於2的正整數，N等於1,2…的正整數。

藉此，其中一個定位棘爪的嚙合齒會與棘輪的一棘齒相嚙合，當棘輪每轉動(360/X)/Y度就會有另外一個定位棘爪的嚙合齒與棘輪的另一個棘齒相嚙合，也就是讓轉軸的轉動精確度提高到(360/X)/Y度，而且不會額外增加構件的數量。

1‧‧‧離合單元

2‧‧‧鏈條導件

2a‧‧‧轉軸

2b‧‧‧螺孔

10‧‧‧本體

11‧‧‧容置槽

20‧‧‧定位組件

21‧‧‧棘輪

21a‧‧‧棘齒

22‧‧‧保持架

23‧‧‧容置孔

24‧‧‧定位棘爪

24a‧‧‧嚙合齒

25‧‧‧固定片

26‧‧‧彈性件

30‧‧‧加壓組件

31‧‧‧墊片組

32‧‧‧板狀彈片

33‧‧‧套環

34‧‧‧調整螺栓

40‧‧‧外蓋

41‧‧‧開口

50‧‧‧開關組件

51‧‧‧支架

51a‧‧‧槽

52‧‧‧控制件

53‧‧‧板體

54‧‧‧桿體

55‧‧‧檔塊

60‧‧‧撥動鍵

θ、θ 1、θ 2、θ 3‧‧‧夾角

第1圖為本發明較佳實施例自行車撥鏈器離合單元之立體圖；第2圖為本發明較佳實施例自行車撥鏈器離合單元之分解圖；第3圖為根據第1圖中3-3線之剖視圖；第4圖為本發明較佳實施例棘輪與定位棘齒之剖面頂視圖； 第5圖為本發明較佳實施例開關組件與定位棘齒之分解示意圖。

參閱第1至3圖，為本發明較佳實施例所提供一種自行車撥鏈器的離合單元1，設置於一鏈條導件2與一連桿機構(圖未示)之間，前述離合單元1包含有一本體10、一定位組件20、一加壓組件30與一外蓋40罩設於本體10，以封閉前述定位組件20與加壓組件30於本體10與外蓋40之內部空間。

本體10是呈中空筒狀且相對遠離鏈條導件2的一側設有一容置槽11，使鏈條導件2的轉軸2a得以貫穿本體10而凸伸出容置槽11的底部中央。因此，本體10是可相互轉動的樞接於鏈條導件2上。此外，後續說明是以前述轉軸2a突出容置槽的11突出方向作為上方所進行的。

定位組件20具有一棘輪21以轉軸2a為中心而樞接於容置槽11中，並與轉軸2a同步轉動，且棘輪21的圓周面設有環狀等間隔排列的若干棘齒21a；一保持架22兩側鎖固於本體10並鄰接於棘輪21的圓周面；至少一個定位棘爪24(在本實施例為四個)可線性滑移的設置於保持架22的至少一個容置孔23(在本實施例亦為四個)當中，且各定位棘爪24相對靠近棘輪21的一端設有嚙合齒24a用來和棘輪21的棘齒21a相嚙合；一固定片25鎖固於保持架22上方而覆蓋所有容置孔23；以及至少一個彈性件26，在本實施例為壓縮彈簧且數量為四個，分別以其兩端頂抵於定位棘爪24與保持架22之間，以施加朝向棘輪21的彈性力予定位棘爪24。此外，各棘齒21a是由一傾斜面與直立的一擋止面所共同構成，使該棘輪21在受到定位棘爪24嚙合於棘齒21a的作用下，只能單向轉動。另外，值得補充說明的是，該定位棘爪24、該容置孔23及該彈性件26的數量都僅需一個，便可實現自行車撥鏈器的作動功能，並不一定要有複數個才得以達成。

請參閱第4圖，本實施例中棘輪21的圓周面設置有24個棘齒21a，因此各棘齒21a與棘輪21中心的夾角θ為15度。為了達成提高精確度的目的，該定位棘爪24、該容置孔23及該彈性件26的數量則需要設置有複數個，本實施例將兩相鄰定位棘爪24的嚙合齒24a與棘輪21中心(即轉軸2a中心)的夾角θ 1、θ 2與θ 3分別設置為θ 1=θ 2=θ 3=33.75度(即360/24*2+(360/24)/4，其中N=2)等角度間隔排列。藉由前述定位棘爪的設置位置設計，可以將定位組件20的轉動精度從原有的15度提升為3.75度，也就是提升了4倍。

換句話說，假設棘輪21的頂面設置有X個棘齒21a，在具有Y個定位棘爪24的情況下(其中X為大於2的正整數，Y為大於等於2的正整數)，若定位棘爪24採用等角度間隔排列，則定位組件20轉動的精確度僅為△=360/X度；若定位棘爪24採用上述公式等角度間隔排列，亦即兩相鄰定位棘爪24與棘輪21中心之夾角設定為△度*N加上(△/Y)度，那麼定位組件20的轉動精度將提升為△/Y度，可以獲得大幅提升！

詳而言之，定位棘爪並不會同時與棘輪的棘齒相嚙合，在本實施例中，該等定位棘爪24是輪流與棘輪21相嚙合，所以每次只有一個定位棘齒24的嚙合齒24a會與棘輪21的一棘齒21a相嚙合，當棘輪再次轉動(360/X)/Y度，就會有另外一個定位棘爪24的嚙合齒24a與棘輪21的另一個棘齒21a相嚙合，也就是讓轉軸2a的轉動精確度確實提高到(360/X)/Y度。必要時，本領域技術人員也可能讓θ 1、θ 2、θ 3作些微調整，使θ 1≠θ 2≠θ 3，如此將得到不同的精確度。

請再參閱第1與2圖，加壓組件30設有二墊片組31夾合該棘輪21、一對板狀彈片32與一套環33同時套設於轉軸2a，以及一調整螺栓34鎖合於該轉軸2a頂面的螺孔2b。其中，板狀彈片32以其兩端頂抵於墊片組31的頂面與套環33 的底面，使用者可以透過轉動調整螺栓34的螺合深度而使套環33向上或向下產生移動，進而改變板狀彈片32施加於墊片31的下壓力，以達成調整定位組件20施加於轉軸2a與鏈條導件2的阻力。

藉此，由於定位棘爪24是設置在經過計算所進行的等角度間隔排列，可以在相同的構件數量下輕易提高鏈條導件2的轉動精確度。此外，棘輪的棘齒也可以設置在棘輪的圓周面，而定位棘爪仍然可以進行等角度間隔排列來提高精確度。

補充說明的是，請參閱第2、4、5圖，該離合單元1還設有一開關組件50，包含有一支架51與一控制件52，其中該支架51定位於外蓋40與固定片25之間，並開設有槽51a，該控制件52是有一板體53與一桿體54一體成形所構成，該板體52是可滑動地設於該支架51與該固定片25之間，並且向下凸伸四個間隔設置的擋塊55(如第5圖所示)；該桿體54向上穿過槽51a與位於外蓋40的開口41，使該桿體54的一端可以連接一撥動鍵60。因此，使用者可以利用手部推動撥動鍵60而使控制件52沿著槽51a產生位移，當控制件52位於槽51a的一端時，前述擋塊55將不在定位棘爪24的移動路徑上，使該等定位棘爪24可自由活動而正常發揮其功能(如第4圖所示)，但是當控制件52位於槽51a的另一端時，前述擋塊55將位於定位棘爪24的移動路徑而阻擋該等定位棘爪24使之限制於容置孔23中，此時鏈條導件2將可以相對本體10產生雙向轉動。另外，需要補充說明的是，該擋塊55的數量是可隨該定位棘爪24的數量而調整，例如，當定位棘爪24的數量為一時，該擋塊55的數量僅需為一，就可以實現切換作動方式的功效。

綜上所述，可知本發明及其具體實施態樣係不侷限於上述例示。

Claims (10)

1. 一種自行車撥鏈器之離合單元，包含有：一本體，其頂面設有一容置槽並樞接於一轉軸，使該轉軸凸伸出該容置槽之底部；一定位組件，具有一棘輪樞接於該容置槽且與該轉軸同步轉動，至少一個定位棘爪鄰設於該棘輪並可相對靠近或遠離該棘輪，以及至少一個彈性件，用來施加朝向該棘輪的彈性力予該等定位棘爪；一外蓋，罩設於該本體；以及一加壓組件，設於該本體與該外蓋之間，以施加阻力予該棘輪；其中，該棘輪設有環狀等間隔排列的複數個棘齒，各該定位棘爪設有一嚙合齒以嚙合於該等棘齒其中之一；其中該本體呈中空筒狀。
2. 一種自行車撥鏈器之離合單元，包含有：一本體，其頂面設有一容置槽並樞接於一轉軸，使該轉軸凸伸出該容置槽之底部；一定位組件，具有一棘輪樞接於該容置槽且與該轉軸同步轉動，複數個定位棘爪鄰設於該棘輪並可相對靠近或遠離該棘輪，以及複數個彈性件，用來施加朝向該棘輪的彈性力予該等定位棘爪；一外蓋，罩設於該本體；以及一加壓組件，設於該本體與該外蓋之間，以施加阻力予該棘輪；其中，該棘輪設有環狀等間隔排列的複數個棘齒，各該定位棘爪設有一嚙合齒以嚙合於該等棘齒其中之一，該等棘齒的數量為X個，且各該棘齒 與該棘輪中心的夾角為360/X度，該等定位棘爪的數量為Y個，相鄰的兩個定位棘爪的嚙合齒與該棘輪中心的夾角實質上分別為{360/X*N±(360/X)/Y}度，其中X為大於2的正整數，Y為大於等於2的正整數，N等於1,2…的正整數。
3. 如請求項2所述自行車撥鏈器之離合單元，其中該本體呈中空筒狀。
4. 如請求項1或2所述自行車撥鏈器之離合單元，其中該等棘齒間隔設置於該棘輪的圓周面，該定位組件還具有一保持架鎖固於該本體並鄰接於該棘輪，該保持架具有至少一容置孔或複數個容置孔，該至少一定位棘爪可滑移的設置於該至少一容置孔，或該等定位棘爪是分別可滑移的設置於該該等容置孔，該至少一彈性件是設於該至少一容置孔，或該等彈性件是分別設於該等容置孔。
5. 如請求項4所述自行車撥鏈器之離合單元，其中該定位組件還具有一固定片鎖固於該保持架並覆蓋該等容置孔，該等彈性件是以其兩端頂抵於該定位棘爪與該保持架之間。
6. 如請求項4所述自行車撥鏈器之離合單元，其中該棘輪之棘齒是由一傾斜面與直立的一擋止面所構成。
7. 如請求項1或2所述自行車撥鏈器之離合單元，其中該加壓組件有一對墊片組、一對板狀彈片與一套環套設於該轉軸，以及一調整螺栓鎖合於該轉軸頂面的一螺孔；其中，該墊片組至少以一表面壓抵該棘輪，該板狀彈片以其兩端頂抵於該墊片的頂面與該套環的底面，該調整螺栓的螺合深度能夠控制該套環向上或向下產生移動。
8. 如請求項2所述自行車撥鏈器之離合單元，其更具有一開關組件，包含有一支架與一控制件，其中該支架定位於該外蓋與該定位組件之間，該控制件可滑動地設於該支架與該定位組件之間，並且凸伸有間隔設置的複數個擋塊得靠近或遠離該等定位棘爪的移動路徑。
9. 如請求項8所述自行車撥鏈器之離合單元，其中該支架開設有一槽，該控制件是由一桿體與一板體所構成，該桿體穿過該槽與該外蓋，該等擋塊是由該板體凸伸形成。
10. 如請求項9所述自行車撥鏈器之離合單元，其中，該桿體突出該外蓋的一端連接一撥動鍵。