TWI642561B - Hub set with axis correction - Google Patents

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TWI642561B TW105100495A TW105100495A TWI642561B TW I642561 B TWI642561 B TW I642561B TW 105100495 A TW105100495 A TW 105100495A TW 105100495 A TW105100495 A TW 105100495A TW I642561 B TWI642561 B TW I642561B
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Abstract

一種輪轂組，包括一輪轂與一卡匣，透過第一、第二結合構造將二者聯結在一起。該第一結合構造設在輪轂(或卡匣)，其有多個沿圓周方向相連的齒和二或以上可依等角連接齒的校正部，每個校正部有一校正面。該第二結合構造設在卡匣(或輪轂)，其有一圓周面與多個卡掣件，在圓周面形成多個容納槽，限制每個卡掣件置入相應的容納槽而可偏擺。如此，該第一、第二結合構造幫助輪轂與卡匣獲得軸心的校正效能，提高行車安全之目的。

Description

具軸心校正的輪轂組
本發明涉及自行車的軸心校正領域，特別是指一種輪轂結合卡匣的同心校正技術。
自行車有一車架，在車架安裝前、後二輪，供自行車行駛於路面。就後輪而言，其軸心部位通常會組裝一輪轂(又稱花鼓或Hub)，輪轂聯結一卡匣(亦稱塔基或Cassette)，二者共同套在一軸上，軸被一快拆(或稱Quick Release)安裝於車架，支撐後輪相對車架轉動。
卡匣連接一飛輪(又稱Freewheel)，飛輪與一大齒盤總成(亦稱Chainwheel)被一鏈條(或稱Chain)聯結成為一傳動系統，透過傳動系統將踩踏的動能轉換成自行車移動的位能。該飛輪可以是單片齒盤，卻不具備變速效能。該飛輪也可以是多片齒盤組成，這些齒盤擁有不同的齒數，可以改變行車的速率。
具體而言，輪轂與卡匣的聯結關係，可以參可臺灣證書第M411355號專利案。在第M411355號專利案中，該輪轂有一階級狀的軸孔，用以容納一環體，該環體的內環部位是多個連續的齒。該卡匣朝向花轂的端面有一凸部，凸部類似於圓柱而擁有一圓周面，在圓周面陷入多個異形的容納槽，允許多個卡掣件置入相應的容納槽，藉由一C扣限制各個卡掣件不得離開容納槽，卻不影響卡掣件相對凸部偏擺。
當凸部連同卡掣件進入環體的內環空間，該卡掣件抵住任一 齒，使卡匣帶動輪轂驅使後輪在路面前行一定距離。在卡匣反向轉動時，該卡掣件受壓於齒尖而靠近容納槽底部，解除齒與卡掣件的抵制關係，使卡匣相對輪轂空轉。
但是，這些齒環繞在凸部周圍，齒尖與凸部的圓周面相隔一距離，除了卡掣件與齒相抵期間以外，在卡匣相對輪轂空轉時，該凸部在環體的內環空間保持懸空狀態，以致輪轂與卡匣存在偏心現象，影響飛輪與後輪的動能傳遞。尤其是，偏心幅度與日俱增，對於行車安全的危害甚鉅。
因此，如何改善輪轂與卡匣的偏心弊端，就成為本發明亟待解決的課題。
鑒於此，本發明提供一種具軸心校正的輪轂組，其主要目的在於：採用校正的結構，即使是卡匣的空轉期間，仍舊可以讓輪轂與卡匣獲得同一軸心的校正效能，相對提高行車的安全率。
緣於上述目的之達成，本發明的輪轂組包括：一輪轂、一卡匣、一第一結合構造與一第二結合構造。其中，該第一結合構造設在輪轂(或卡匣)，其有多個沿圓周方向相連的齒和二或以上可依等角連接齒的校正部，每個校正部有一校正面。所述的第二結合構造設在卡匣(或輪轂)，其有一圓周面與多個卡掣件，在圓周面形成多個容納槽，限制卡掣件置入相應的容納槽而可偏擺。
當圓周面是外圓周面，該第一結合構造以齒與校正部環繞第二結合構造周圍，這些校正面配合圓周面對相互結合的輪轂與卡匣產生同軸心的校正作用。
當圓周面是內圓周面，該第二結合構造以卡掣件沿圓周方向 繞著第一結合構造，該齒與校正部對卡掣件進行圓周運動，這些校正面配合圓周面對相互結合的輪轂與卡匣產生同軸心的校正作用。
具體而言，每個校正部的校正面會比齒更靠近圓周面，卻不影響卡匣相對輪轂轉動。另外，當圓周面是外圓周面，該校正面是凹曲面。當該圓周面是內圓周面，該校正面則是凸曲面。
本發明在實施例的選擇上，是非常多變的。舉例來說，該輪轂有一軸孔。該卡匣有一插入輪轂軸孔的凸部。
當圓周面是凸部的外圓周面，該第一結合構造設在軸孔面對卡匣處，以齒與校正部環繞凸部與卡掣件周圍，這些校正面配合圓周面對相互結合的輪轂與卡匣產生校正作用。
當圓周面是軸孔的內圓周面，該第二結合構造設在輪轂面對卡匣處，各卡掣件沿圓周方向繞著凸部周圍，該齒與校正部相對卡掣件轉動，這些校正面配合圓周面對相互結合的輪轂與卡匣產生校正作用。
在某些實施例，除了該輪轂仍有軸孔、該卡匣也有凸部以外，還多了一環體。該環體有內、外二環面，所述的外環面形狀與軸孔大致相同，使環體置入軸孔且不能相對輪轂轉動，以凸部插入環體的內環面。
當圓周面是凸部的外圓周面，該第一結合構造設在環體的內環面，以齒與校正部環繞凸部與卡掣件周圍，這些校正面配合圓周面對相互結合的輪轂與卡匣產生校正作用。
在其他的實施例，該輪轂與卡匣仍舊保留著軸孔和凸部，額外添加一環體與一套筒。所述的環體有內、外二環面，該外環面形狀與軸孔大致相同，使環體置入軸孔且不能相對輪轂轉動。該套筒有內、外二筒面，所述的內筒面形狀與凸部外表大致相同，以套筒套著凸部且不能相對卡匣轉動，允許凸部連同套筒一起進入環體的內環面。
當圓周面是外筒面的外圓周面，該第一結合構造設在環體的內環面，以齒與校正部環繞套筒與卡掣件周圍，這些校正面配合圓周面對相互結合的輪轂與卡匣產生校正作用。
無論採用哪一種實施例，本發明的輪轂組透過校正結構，即使是卡匣的空轉期間，依然能夠讓輪轂與卡匣獲得同心的校正效能，相對提高行車的安全率。
接著，基於圖式詳述相關的實施例，說明採用之技術、手段及功效，相信本發明上述目的、構造及特徵，當可由之得一深刻而具體的瞭解。
10‧‧‧輪轂
12‧‧‧軸孔
14‧‧‧軸
16‧‧‧緊固件
20‧‧‧卡匣
22‧‧‧凸部
24‧‧‧鍵
30‧‧‧第一結合構造
32‧‧‧齒
34‧‧‧校正部
36‧‧‧校正面
40‧‧‧第二結合構造
41‧‧‧溝
42‧‧‧圓周面
43‧‧‧彈性件
44‧‧‧卡掣件
45‧‧‧副槽
46‧‧‧容納槽
48‧‧‧限制件
50‧‧‧環體
52‧‧‧內環面
54‧‧‧外環面
60‧‧‧套筒
62‧‧‧內筒面
64‧‧‧外筒面
第1圖是本發明輪轂組第一實施例的分解圖。
第2圖是第1圖輪轂與卡匣結合部位的剖視圖。
第3圖是本發明輪轂組第二實施例的分解圖。
第4圖是第3圖輪轂與卡匣結合部位的剖視圖。
第5圖是本發明輪轂組第三實施例的分解圖。
第6圖是本發明輪轂組第四實施例的分解圖。
第7圖是第6圖關於輪轂結合卡匣的模組化零部件的分解圖。
第8圖是本發明輪轂組第五實施例的分解圖。
第9圖是第8圖關於輪轂結合卡匣的模組化零部件的分解圖。
第10圖是本發明輪轂組第六實施例關於輪轂結合卡匣的模組化零部件的分解圖。
第11圖是第10圖的組合平面圖。
如第1、2圖所示，闡明本發明輪轂組第一實施例的具體構 造，包括：一輪轂10、一卡匣20、一第一結合構造30與一第二結合構造40。
所述的輪轂10有一階級狀的軸孔12，可供一軸14通過輪轂10的軸孔12與中空的卡匣20。該卡匣20有一凸部22與若干鍵24。該凸部22隆起於卡匣20朝向輪轂10的端面，從而插入輪轂10的軸孔12。這些鍵24突出卡匣20外表而與凸部22不在同一端，用以結合多片不同齒數的齒盤組成飛輪。
在本實施例，該輪轂10與卡匣20受阻於二鎖在軸14的緊固件16，三者組合在一起且不易分開。某些實施例，一快拆(圖面未示)通過軸14，阻止輪轂10與卡匣20離開軸14。
該第一結合構造30設在輪轂10上，其包括多個相連的齒32和三個校正部34。這些齒32係沿圓周方向形成於軸孔12朝向卡匣20的壁面。這些校正部34依等角突出於軸孔12朝向卡匣20的壁面，將各齒32隔成三列。每個校正部34有一校正面36，該校正面36是凹曲面，自校正面36到軸孔12中心點的距離(或半徑)小於軸孔12中心點到齒32尖端(或頂端)的距離(或半徑)。
該第二結合構造40設在卡匣20上，其包括一圓周面42與多個卡掣件44，卡掣件44的數量在2~6個為佳。所述的圓周面42是凸部22的外圓周面，在圓周面42形成多個容納槽46與一道溝41，容納槽46的數量與卡掣件44相同，允許卡掣件44置入相應的容納槽46中。該溝41與容納槽46是交錯的，其沿圓周方向陷入凸部22的外圓周面，用以容納一限制件48。該限制件48是C扣，該C扣限制各卡掣件44相對圓周面42翹起為常態，卻不影響卡掣件44相對卡匣20或凸部22偏擺。
在第二結合構造40隨著凸部22進入軸孔12時，這些齒32與校正部34環繞凸部22與卡掣件44周圍，這些校正面36配合圓周面42對相互結合的輪轂10與卡匣20產生校正作用。因為校正部34的校正面36比齒32更靠近圓 周面42，卻不影響卡匣20相對輪轂10轉動，所以第一結合構造30環繞第二結合構造40周圍，產生同軸心的校正作用。
第3、4圖是本發明輪轂組的第二實施例，其構造大致相同於第一實施例，差異處在於：該第二結合構造40設在輪轂10面對卡匣20處，以軸孔12的內圓周面充當圓周面42，使第二結合構造40繞著凸部22與第一結合構造30進行圓周運動。
換言之，各卡掣件44沿圓周方向繞著凸部22周圍，該齒32與校正部34相對卡掣件44轉動。這些校正面36配合圓周面42對相互結合的輪轂10與卡匣20產生同軸心的校正作用。此刻，該溝41形成於軸孔12的內圓周面，容納限制件48對各卡掣件44產生限制作用，卻不影響卡掣件44相對卡匣20或凸部22偏擺。
另外，該軸孔12的內圓周面是凹曲面。因應圓周面42的改變，故校正面36必須是凸曲面。
第5圖是本發明輪轂組的第三實施例，其構造大致相同於第一實施例，差異處在於：多了一環體50。該環體50有內、外二環面52、54，所述的外環面54形狀與軸孔12大致相同。
在本實施例，該環體50的外環面54是連續起伏的凹凸輪廓，在軸孔12壁面朝向卡匣20處亦形成相同的凹凸形狀。如此，該環體50置入軸孔12且不能相對輪轂10轉動，允許凸部22連同第二結合構造40一起插入環體50以內環面52圍成的空間中。
因為該圓周面42仍是凸部22的外圓周面，所以第一結合構造30會設在環體50的內環面52上。如此，各齒32與校正部34環繞凸部22與卡掣件44周圍，這些校正面36配合圓周面42對相互結合的輪轂10與卡匣20產生校正作用。
第6、7圖是本發明輪轂組的第四實施例，其構造大致相同於第三實施例，差異處在於：多了一套筒60，其有內、外二筒面62、64，所述的第二結合構造40佈置在套筒60的外筒面64。該內筒面62形狀與凸部22外表大致相同，採用凹凸配合的結構，使套筒60套著凸部22且不能相對卡匣20轉動，允許凸部22連同套筒60一起進入環體50的內環空間。
該圓周面42是外筒面64的外圓周面，故第一結合構造30設在環體50的內環面52，以齒32與校正部34環繞套筒60與卡掣件44周圍。因此，這些校正面36配合圓周面42，同樣能對相互結合的輪轂10與卡匣20產生校正作用。
第8、9圖是本發明輪轂組的第五實施例，其構造大致相同於第四實施例，差異處在於：該環體50的外環面54具備多邊輪廓，使環體50置入軸孔12，不能相對輪轂10轉動。而且，該套筒60的內筒面62也是多邊形，使套筒60套著凸部22，不能相對卡匣20轉動。
第10、11圖是本發明輪轂組的第六實施例，其構造大致相同於第四實施例，差異處在於：該第二結合構造40沒有限制件，卻多了幾個彈性件43。每個彈性件43安裝在一與容納槽46相通的副槽45中，提供卡掣件44相對圓周面42擺動所需的作用力，使卡掣件44翹起為常態。

Claims (9)

  1. 一種具軸心校正的輪轂組，包括：一輪轂(10)；一卡匣(20)；一第一結合構造(30)，其有多個沿圓周方向相連的齒(32)和二或以上可依等角連接齒(32)的校正部(34)，每個校正部(34)有一校正面(36)；一第二結合構造(40)，其有一圓周面(42)與多個卡掣件(44)，在圓周面(42)形成多個容納槽(46)，這些卡掣件(44)置入相應的容納槽(46)而可偏擺，限制每個卡掣件(44)相對圓周面(42)翹起為常態；在第一結合構造(30)安裝於輪轂(10)時，所述的第二結合構造(40)配置在卡匣(20)；在第一結合構造(30)安裝於卡匣(20)時，所述的第二結合構造(40)配置在輪轂(10)；當圓周面(42)是外圓周面，該第一結合構造(30)以齒(32)與校正部(34)環繞第二結合構造(40)周圍，這些校正面(36)配合圓周面(42)對相互結合的輪轂(10)與卡匣(20)產生同軸心的校正作用；當圓周面(42)是內圓周面，該第二結合構造(40)以卡掣件(44)沿圓周方向繞著第一結合構造(30)，該齒(32)與校正部(34)對卡掣件(44)進行圓周運動，這些校正面(36)配合圓周面(42)對相互結合的輪轂(10)與卡匣(20)產生同軸心的校正作用。
  2. 依申請專利範圍第1項所述具軸心校正的輪轂組，其中，每個校正部(34)的校正面(36)比齒(32)更靠近圓周面(42)，卻不影響卡匣(20) 相對輪轂(10)轉動。
  3. 依申請專利範圍第1項所述具軸心校正的輪轂組，其中，該圓周面(42)是外圓周面，該校正面(36)是凹曲面。
  4. 依申請專利範圍第1項所述具軸心校正的輪轂組，其中，該圓周面(42)是內圓周面，該校正面(36)是凸曲面。
  5. 依申請專利範圍第1項所述具軸心校正的輪轂組，其中，該輪轂(10)有一軸孔(12)；該卡匣(20)有一凸部(22)，以凸部(22)插入輪轂(10)的軸孔(12)；當圓周面(42)是凸部(22)的外圓周面，該第一結合構造(30)設在軸孔(12)面對卡匣(20)處，以齒(32)與校正部(34)環繞凸部(22)與卡掣件(44)周圍，這些校正面(36)配合圓周面(42)對相互結合的輪轂(10)與卡匣(20)產生校正作用；當圓周面(42)是軸孔(12)的內圓周面，該第二結合構造(40)設在輪轂(10)面對卡匣(20)處，各卡掣件(44)沿圓周方向繞著凸部(22)周圍，該齒(32)與校正部(34)相對卡掣件(44)轉動，這些校正面(36)配合圓周面(42)對相互結合的輪轂(10)與卡匣(20)產生校正作用。
  6. 依申請專利範圍第1項所述具軸心校正的輪轂組，其中，該輪轂(10)有一軸孔(12)，該卡匣(20)有一凸部(22)；一環體(50)，其有內、外二環面(52、54)，所述的外環面(54)形狀與軸孔(12)大致相同，該環體(50)置入軸孔(12)且不能相對輪轂(10)轉動，允許凸部(22)插入環體(50)的內環面(52)；當圓周面(42)是凸部(22)的外圓周面，該第一結合構造(30) 設在環體(50)的內環面(52)，以齒(32)與校正部(34)環繞凸部(22)與卡掣件(44)周圍，這些校正面(36)配合圓周面(42)對相互結合的輪轂(10)與卡匣(20)產生校正作用。
  7. 依申請專利範圍第1項所述具軸心校正的輪轂組，其中，該輪轂(10)有一軸孔(12)，該卡匣(20)有一凸部(22)；一環體(50)，其有內、外二環面(52、54)，所述的外環面(54)形狀與軸孔(12)大致相同，使環體(50)置入軸孔(12)且不能相對輪轂(10)轉動；一套筒(60)，其有內、外二筒面(62、64)，所述的內筒面(62)形狀與凸部(22)外表大致相同，該套筒(60)套著凸部(22)且不能相對卡匣(20)轉動，允許凸部(22)連同套筒(60)一起進入環體(50)的內環面(52)；當圓周面(42)是外筒面(64)的外圓周面，該第一結合構造(30)設在環體(50)的內環面(52)，以齒(32)與校正部(34)環繞套筒(60)與卡掣件(44)周圍，這些校正面(36)配合圓周面(42)對相互結合的輪轂(10)與卡匣(20)產生校正作用。
  8. 依申請專利範圍第1項所述具軸心校正的輪轂組，其中，該第二結合構造(40)還包括一限制件(48)，這些卡掣件(44)被限制件(48)拘束在容納槽(46)而可相對圓周面(42)擺動。
  9. 依申請專利範圍第1項所述具軸心校正的輪轂組，其中，該第二結合構造(40)還包括多個彈性件(43)，每個彈性件(43)安裝在一與容納槽(46)相通的副槽(45)中，提供卡掣件(44)相對圓周面(42)擺動所需的作用力。
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