TWI650269B - 自行車驅動系統 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種自行車驅動系統,其包含具有一第一前鏈輪及一第二前鏈輪之一前鏈輪總成。該第一前鏈輪具有一第一前齒數,其係該前鏈輪總成中之最大齒數。該第二前鏈輪具有小於或等於該第一前齒數之一第二前齒數。該第二前鏈輪相鄰於該第一前鏈輪,且無另一鏈輪在一軸向方向上介入於該第一前鏈輪與該第二前鏈輪之間。該第一前齒數小於或等於40。
Description
本發明大體上係關於一種自行車驅動系統。更具體言之,本發明係關於一種用於一自行車驅動系統之鏈輪總成。
騎自行車正成為一越來越流行之娛樂形式及一交通方式。再者,騎自行車已成為業餘人者及專業人員兩者之一非常流行之競技運動。無論自行車是否用於娛樂、交通或競賽,自行車工業不斷地改良自行車之各種組件。多年來已被廣泛地重新設計之一領域係自行車驅動系統。具體言之,自行車組件之製造者正不斷地改良各種變速組件(諸如變速桿、變速器、鏈條及鏈輪)之變速效能。
過去幾年已被廣泛地重新設計之自行車驅動系統之一特定組件係鏈輪總成。具體言之,已設計具有改良鏈輪之鏈輪總成以提供更順利變速。
鑑於上文,熟習技術者將自本發明明白,需要一自行車驅動系統之一改良鏈輪總成。本發明解決熟習技術者將自本發明明白之此技術需求及其他需求。
一般而言,本發明係針對一自行車驅動系統之各種特徵。本發明之一目的係提供具有一鏈輪總成之一自行車驅動系統以促進順利可靠之變速效能。
鑑於已知最先進技術且根據本發明之一第一態樣,提供一種自行車驅動系統,其包含具有一第一前鏈輪及一第二前鏈輪之一前鏈輪總成。該第一前鏈輪具有一第一前齒數,其係該前鏈輪總成中之最大齒數。該第二前鏈輪具有小於或等於該第一前齒數之一第二前齒數。該第二前鏈輪相鄰於該第一前鏈輪且無另一鏈輪在一軸向方向上介入於該第一前鏈輪與該第二前鏈輪之間。該第一前齒數小於或等於40。
根據本發明之一第二態樣,根據第一態樣之自行車驅動系統經構形使得該第一前齒數除以該第二前齒數小於或等於1.4。
根據本發明之一第三態樣,根據第一態樣之自行車驅動系統經構形使得該第一前齒數除以該第二前齒數小於或等於1.2。
根據本發明之一第四態樣,根據第一態樣之自行車驅動系統經構形使得該第一前齒數小於或等於34。
根據本發明之一第五態樣,根據第四態樣之自行車驅動系統經構形使得該第二前齒數小於或等於30。
根據本發明之一第六態樣,根據第一態樣之自行車驅動系統經構形以包含一後鏈輪總成,該後鏈輪總成包含具有小於或等於10之一第一後齒數之一第一後鏈輪,及具有小於或等於44之一第二後齒數之一第二後鏈輪。
根據本發明之一第七態樣,根據第一態樣之自行車驅動系統經構形使得該後鏈輪總成包含在平行於該後鏈輪總成之一旋轉中心軸之一軸向方向上經定位於該第一後鏈輪與該第二後鏈輪之間之至少5個額外後鏈輪。
根據本發明之一第八態樣,根據第七態樣之自行車驅動系統經構形使得該後鏈輪總成具有總計7個後鏈輪。
根據本發明之一第九態樣,根據第六態樣之自行車驅動系統經構形使得該第一後齒數係10,且該第二後齒數係46。
根據本發明之一第十態樣,根據第六態樣之自行車驅動系統經構形使得該第一後齒數係10,且該第二後齒數係50。
根據本發明之一第十一態樣,根據第六態樣之自行車驅動系統經構形使得該第一前齒數係34,且該第二前齒數係30。
根據本發明之一第十二態樣,根據第六態樣之自行車驅動系統經構形使得該第一前齒數係32,且該第二前齒數係28。
根據本發明之一第十三態樣,根據第六態樣之自行車驅動系統經構形使得該第二後鏈輪包含至少一變速輔助突出部。
根據本發明之一第十四態樣,根據第十三態樣之自行車驅動系統經構形使得該第二後鏈輪包含複數個變速輔助突出部。
根據本發明之一第十五態樣,根據第六態樣之自行車驅動系統經構形以包含經安置於該前鏈輪總成相鄰處之一前變速器件及經安置於該後鏈輪總成相鄰處之一後變速器件。
根據本發明之一第十六態樣,根據第十五態樣之自行車驅動系統經構形使得該前變速器件及該後變速器件之至少一者經構形以藉由使一自行車曲柄臂旋轉來操作。
根據本發明之一第十七態樣,根據第十五態樣之自行車驅動系統經構形使得該前變速器件及該後變速器件之至少一者經構形以藉由移動一自行車控制纜線來操作。
根據本發明之一第十八態樣,根據第十五態樣之自行車驅動系統經構形使得該前變速器件及該後變速器件之至少一者經構形以根據一指定變速路徑來操作。
根據本發明之一第十九態樣,根據第十八態樣之自行車驅動系統經構形使得該指定變速路徑包含一指定加速路徑及一指定減速路徑中之至少一者。
根據本發明之一第二十態樣,根據第十九態樣之自行車驅動系
統經構形使得該指定變速路徑包含該指定加速路徑及該指定減速路徑。
根據本發明之一第二十一態樣,根據第六態樣之自行車驅動系統經構形使得該第一前齒數除以該第二前齒數小於或等於一大後鏈輪之一大後鏈輪齒數除以相鄰於該大後鏈輪之一小後鏈輪之一小後鏈輪齒數,其中無另一後鏈輪在該軸向方向上介入於該大後鏈輪與該小後鏈輪之間。
根據本發明之一第二十二態樣,根據第六態樣之自行車驅動系統經構形使得該第一前齒數除以該第二前齒數小於一大後鏈輪之一大後鏈輪齒數除以相鄰於該大後鏈輪之一小後鏈輪之一小後鏈輪齒數,其中無另一後鏈輪在該軸向方向上介入於該大後鏈輪與該小後鏈輪之間。
根據本發明之一第二十三態樣,根據第六態樣之自行車驅動系統經構形使得一大後鏈輪之一大後鏈輪齒數除以相鄰於該大後鏈輪之一小後鏈輪之一小後鏈輪齒數大於1.27,其中無另一後鏈輪在該軸向方向上介入於該大後鏈輪與該小後鏈輪之間。
熟習技術者將自結合附圖來揭示選定實施例之以下詳細描述,明白此等及其他目的、特徵、態樣及優點。
10‧‧‧自行車
14‧‧‧前曲軸
16‧‧‧後卡式飛輪
18‧‧‧鏈條
20‧‧‧自行車車架
22‧‧‧前變速器/前變速器件
24‧‧‧後變速器/後變速器件
26‧‧‧自行車控制纜線
28‧‧‧自行車控制纜線
30‧‧‧踏板
32‧‧‧踏板
34‧‧‧前鏈輪總成
36‧‧‧第一前鏈輪
38‧‧‧第二前鏈輪
40‧‧‧本體
41‧‧‧操作桿
42‧‧‧齒
43‧‧‧樞軸
44‧‧‧本體
45‧‧‧控制表面
46‧‧‧齒
47‧‧‧第一棘爪控制支座
48‧‧‧後鏈輪總成
49‧‧‧第一棘爪
50‧‧‧第一後鏈輪
51‧‧‧第二棘爪控制支座
52‧‧‧第二後鏈輪
53‧‧‧第二棘爪
54‧‧‧本體
55‧‧‧操作元件耦合構件
56‧‧‧齒
57‧‧‧操作線
58‧‧‧本體
59‧‧‧線緊固螺釘
60‧‧‧齒
61‧‧‧凸輪從動件操縱桿
62‧‧‧馬達
63‧‧‧樞軸
64‧‧‧馬達
65‧‧‧滾子
66‧‧‧控制纜線
67‧‧‧傳輸致動線
68‧‧‧電開關(SW1)
69‧‧‧外殼
70‧‧‧控制纜線
71‧‧‧線緊固螺釘
72‧‧‧電開關(SW2)
73‧‧‧傳輸致動元件耦合臂
74‧‧‧第二後鏈輪/較大鏈輪
75‧‧‧螺紋部分
76‧‧‧齒
77‧‧‧調整套筒
78‧‧‧較小鏈輪
79‧‧‧操作構件偏壓彈簧
80‧‧‧齒
81‧‧‧輔助裝置
82A‧‧‧變速輔助突出部
82B‧‧‧變速輔助突出部
83‧‧‧安裝構件
84‧‧‧左側曲柄臂總成
85‧‧‧凸輪構件
86‧‧‧細長曲柄臂本體/凸輪臂
87‧‧‧凸輪表面
88‧‧‧曲柄軸安裝凸台
89‧‧‧凸輪從動件
90‧‧‧曲柄軸安裝孔
91‧‧‧傳輸致動元件耦合構件
92‧‧‧栓槽
93‧‧‧傳輸致動元件
94‧‧‧螺紋踏板安裝孔
95‧‧‧第一耦合構件
96‧‧‧環形驅動環
97‧‧‧第二耦合構件
98A‧‧‧突出部
98B‧‧‧突出部
99‧‧‧操作構件
114‧‧‧前曲軸
116‧‧‧後卡式飛輪
134‧‧‧前鏈輪總成
136‧‧‧第一前鏈輪
138‧‧‧第二前鏈輪
140‧‧‧本體
142‧‧‧齒
144‧‧‧本體
146‧‧‧齒
148‧‧‧後齒輪總成
150‧‧‧第一後鏈輪
152‧‧‧第二後鏈輪
154‧‧‧本體
156‧‧‧齒
158‧‧‧本體
160‧‧‧齒
214‧‧‧前曲軸
216‧‧‧後卡式飛輪
234‧‧‧前鏈輪總成
236‧‧‧第一前鏈輪
238‧‧‧第二前鏈輪
240‧‧‧本體
242‧‧‧齒
244‧‧‧本體
246‧‧‧齒
248‧‧‧後鏈輪總成
250‧‧‧第一後鏈輪
252‧‧‧第二後鏈輪
254‧‧‧本體
256‧‧‧齒
258‧‧‧本體
260‧‧‧齒
A‧‧‧中心旋轉軸
B‧‧‧中心旋轉軸
L‧‧‧縱向中軸線
Y‧‧‧凸輪軸
Z‧‧‧操作桿軸
現參考構成本發明之一部分之附圖:圖1係包含根據本發明之一例示性實施例之一自行車驅動系統的一自行車之一部分側視圖;圖2係圖1之自行車驅動系統之一部分側視圖,其中為了清楚,以虛線展示自行車鏈條,且其中一第一前鏈輪具有40個齒且一第二前鏈輪具有30個齒;圖3係圖2之自行車驅動系統之一部分側視圖,其中一第一前鏈
輪具有34個齒且一第二前鏈輪具有30個齒;圖4係圖2之自行車驅動系統之一部分側視圖,其中一第一後鏈輪具有10個齒且一第二後鏈輪具有46個齒;圖5係圖2之自行車驅動系統之一部分側視圖,其中一第一後鏈輪具有10個齒且一第二後鏈輪具有50個齒;圖6係圖5之自行車驅動系統之一部分側視圖,其中一第一前鏈輪具有34個齒且一第二前鏈輪具有30個齒;圖7係圖5之自行車驅動系統之一部分側視圖,其中一第一前鏈輪具有32個齒且一第二前鏈輪具有28個齒;圖8係針對一後鏈輪總成之一第一構形之一自行車驅動系統之齒數比之一表,其中一第一前鏈輪具有34個齒且一第二前鏈輪具有30個齒;圖9係針對一後鏈輪總成之一第一構形之一自行車驅動系統之齒數比之一表,其中一第一前鏈輪具有32個齒且一第二前鏈輪具有28個齒;圖10係針對一後鏈輪總成之一第二構形之一自行車驅動系統之齒數比之一表,其中一第一前鏈輪具有34個齒且一第二前鏈輪具有30個齒;圖11係針對一後鏈輪總成之一第三構形之一自行車驅動系統之齒數比之一表,其中一第一前鏈輪具有34個齒且一第二前鏈輪具有30個齒;圖12係針對一後鏈輪總成之一第四構形之一自行車驅動系統之齒數比之一表,其中一第一前鏈輪具有32個齒且一第二前鏈輪具有28個齒;圖13係針對一後鏈輪總成之一第四構形之一自行車驅動系統之齒數比之一表,其中一第一前鏈輪具有30個齒且一第二前鏈輪具有26
個齒;圖14係針對一後鏈輪總成之一第五構形之一自行車驅動系統之齒數比之一表,其中一第一前鏈輪具有30個齒且一第二前鏈輪具有26個齒;圖15係針對一鏈輪總成之一第六構形之一自行車驅動系統之齒數比之一表,其中一第一前鏈輪具有28個齒且一第二前鏈輪具有24個齒;圖16係包含前電動變速器件及後電動變速器件之圖1之自行車驅動系統之一部分側視圖;圖17A係一習知鏈輪之一側視圖,且圖17B係包含一變速輔助突出部之圖1之一鏈輪之一側視圖;圖18係經構形以啟動一輔助器件之操作之圖1之一曲柄臂總成;及圖19係經構形以操作一變速器件之一輔助器件之一分解圖。
現將參考圖式來解釋選定例示性實施例。熟習技術者將自本發明明白,例示性實施例之以下描述僅供說明且並非用於限制由附屬申請專利範圍及其等效物界定之本發明。
首先參考圖1,圖中繪示一自行車10,其配備有一前曲軸14、一後卡式飛輪16、一驅動鏈條18(例如一鏈條)(其將前曲軸14連接至後卡式飛輪16)等等。前曲軸14藉由一習知底部托架而依一習知方式可旋轉地支撐至一自行車車架20。自行車10進一步包含一前變速器件(諸如一前變速器22)及一後變速器件(諸如一後變速器24)以使鏈條18橫向地變速以改變齒輪。前變速器22及後變速器24藉由纜線26及28而可操作地連接至變速桿(圖中未展示)以依一習知方式操作前變速器22及後變速器24。
除前曲軸14及後卡式飛輪16(如下文所討論)之外,自行車10係習知的。因此,除與本發明相關之部件之外,本文將不再詳細討論及/或繪示自行車10。確切而言,熟習技術者將自本發明明白,自行車10包含依一習知方式耦合至自行車車架20之各種習知自行車組件,諸如車輪、變速桿、一手把等等。再者,熟習技術者將自本發明明白,可在不背離本發明之情況下對自行車10及其各種組件進行各種修改,如本文所描述及所繪示。最後,熟習技術者將自本發明明白,自行車10可根據需要及/或期望用於各種類型之自行車(諸如公路自行車或山地自行車)上。
如圖1中所繪示,前曲軸14、後卡式飛輪16及後變速器24與鏈條18嚙合以形成自行車10之一自行車驅動系統,該自行車驅動系統將前曲軸14之踏板30及32之一旋轉傳輸至後卡式飛輪16及一後輪(圖中未展示)。後變速器24經固定地耦合至自行車車架20之一後下叉。在所繪示之實施例中,前變速器器22及後變速器24係習知前變速器件及後變速器件。因此,為了簡潔,將省略前變速器22及後變速器24之一詳細描述。當然,根據需要或期望,前變速器22及後變速器24可為不同類型之前變速器及後變速器。
如圖1及圖2中所繪示,根據本發明之一例示性實施例之自行車驅動系統包含一前曲軸14。前曲軸14包含具有任何適合數目個鏈輪之一前鏈輪總成34。在所繪示之實施例中,前鏈輪總成34包含一第一前鏈輪36及一第二前鏈輪38。
第一前鏈輪36包含:一本體40,其可圍繞一中心旋轉軸A旋轉;及複數個齒42,其等沿本體40之一周邊部分設置,如圖1及圖2中所展示。本體40係由一環形板狀構件形成,該環形板狀構件係由(例如)鐵、鋁、鈦或任何其他金屬或一碳纖維強化材料或任何其他非金屬材料製成。第一前鏈輪36具有一第一前齒數,其係前鏈輪總成34中之最
大齒數。該第一前齒數小於或等於40。在圖1及圖2所繪示之例示性實施例中,第一前鏈輪36具有40個齒42。
第二前鏈輪38包含:一本體44,其可圍繞中心旋轉軸A旋轉;及複數個齒46,其等沿本體44之一周邊部分設置,如圖1及圖2中所展示。第二前鏈輪38經安置於第一前鏈輪36相鄰處,且無另一鏈輪在軸向方向上(即,在旋轉軸A之方向上)經安置或介入於第一前鏈輪36與第二前鏈輪38之間。本體44係由一環形板狀構件形成,該環形板狀構件係由(例如)鐵、鋁、鈦或任何其他金屬或一碳纖維強化材料或任何其他非金屬材料製成。第二前鏈輪具有小於或等於該第一前齒數之一第二前齒數。該第一前齒數除以該第二前齒數宜小於或等於1.4。更佳地,該第一前齒數除以該第二前齒數宜小於或等於1.2。在圖1及圖2所繪示之例示性實施例中,第二前鏈輪38具有30個齒46。
在圖1至圖3所繪示之另一例示性實施例中,自行車驅動系統包含後卡式飛輪16,其包含具有一第一後鏈輪50及一第二後鏈輪52之一後鏈輪總成48。
第一後鏈輪50包含:一本體54,其可圍繞一中心旋轉軸B旋轉;及複數個齒56,其等沿本體54之一周邊部分設置,如圖2及圖3中所展示。本體54係由一環形板狀構件形成,該環形板狀構件係由(例如)鐵、鋁、鈦或任何其他金屬或一碳纖維強化材料或任何其他非金屬材料製成。第一後鏈輪50具有小於或等於10之一第一後齒數。在圖2及圖3所繪示之例示性實施例中,第一後鏈輪50具有10個齒56。
第二後鏈輪52包含:一本體58,其可圍繞中心旋轉軸B旋轉;及複數個齒60,其等沿本體58之一周邊部分設置,如圖3中所展示。至少5個鏈輪在平行於後鏈輪總成48之中心旋轉軸B之一軸向方向上經安置於第一後鏈輪50與第二後鏈輪52之間。如圖3中所繪示,5個鏈輪經安置於第一後鏈輪50與第二後鏈輪52之間,使得後鏈輪總成48具有
總計7個後鏈輪。本體58係由一環形板狀構件形成,該環形板狀構件係由(例如)鐵、鋁、鈦或任何其他金屬或一碳纖維強化材料或任何其他非金屬材料製成。第二後鏈輪52具有大於或等於44之一第二後齒數。在圖3所繪示之例示性實施例中,第二後鏈輪52具有44個齒60。
在圖3所繪示之另一例示性實施例中,一前曲軸114包含具有一第一前鏈輪136及一第二前鏈輪138之一前鏈輪總成134。
第一前鏈輪136包含:一本體140,其可圍繞一中心旋轉軸A旋轉;及複數個齒142,其等沿本體140之一周邊部分設置,如圖3中所展示。本體140由一環形板狀構件形成,該環形板狀構件由(例如)鐵、鋁、鈦或任何其他金屬或一碳纖維強化材料或任何其他非金屬材料製成。第一前鏈輪136具有一第一前齒數,其係前鏈輪總成134中之鏈輪之最大齒數。該第一前齒數小於或等於40,且更佳地,該第一前齒數小於或等於34。在圖3所繪示之例示性實施例中,第一前鏈輪136具有34個齒142。
第二前鏈輪138包含:一本體144,其可圍繞中心旋轉軸A旋轉;及複數個齒146,其等沿本體144之一周邊部分設置,如圖3中所展示。第二前鏈輪138安置於第一前鏈輪136相鄰處且無另一鏈輪在軸向方向上(即,在旋轉軸A之方向上)安置或介入於第一前鏈輪136與第二前鏈輪138之間。本體144由一環形板狀構件形成,該環形板狀構件由(例如)鐵、鋁、鈦或任何其他金屬或一碳纖維強化材料或任何其他非金屬材料製成。在圖3所繪示之例示性實施例中,第二前鏈輪138具有30個齒146。
在圖4所繪示之另一例示性實施例中,自行車驅動系統包含一後卡式飛輪116,其包含具有一第一後鏈輪150及一第二後鏈輪152之一後鏈輪總成148。上文參考圖1及圖2來描述前鏈輪總成34。
第一後鏈輪150包含:一本體154,其可圍繞一中心旋轉軸B旋
轉;及複數個齒156,其等沿本體154之一周邊部分設置,如圖4中所展示。本體154由一環形板狀構件形成,該環形板狀構件由(例如)鐵、鋁、鈦或任何其他金屬或一碳纖維強化材料或任何其他非金屬材料製成。第一後鏈輪150具有小於或等於10之一第一後齒數。在圖4所繪示之例示性實施例中,第一後鏈輪150具有10個齒156。
第二後鏈輪152包含:一本體158,其可圍繞中心旋轉軸B旋轉;及複數個齒160,其等沿本體158之一周邊部分設置,如圖4中所展示。至少5個鏈輪在平行於後鏈輪總成148之中心旋轉軸B之一軸向方向上安置於第一後鏈輪150與第二後鏈輪152之間。如圖4中所繪示,5個鏈輪安置於第一後鏈輪150與第二後鏈輪152之間,使得後鏈輪總成148具有總計7個後鏈輪。本體158由一環形板狀構件形成,該環形板狀構件由(例如)鐵、鋁、鈦或任何其他金屬或一碳纖維強化材料或任何其他非金屬材料製成。第二後鏈輪152具有大於或等於44之一第二後齒數。在圖4所繪示之例示性實施例中,第二後鏈輪152具有46個齒160。
在圖5至圖7所繪示之另一例示性實施例中,自行車驅動系統包含一後卡式飛輪216,其包含具有一第一後鏈輪250及一第二後鏈輪252之一後鏈輪總成248。
第一後鏈輪250包含:一本體254,其可圍繞一中心旋轉軸B旋轉;及複數個齒256,其等沿本體254之一周邊部分設置,如圖5至圖7中所展示。本體254由一環形板狀構件形成,該環形板狀構件由(例如)鐵、鋁、鈦或任何其他金屬或一碳纖維強化材料或任何其他非金屬材料製成。第一後鏈輪250具有小於或等於10之一第一後齒數。在圖5至圖7所繪示之例示性實施例中,第一後鏈輪250具有10個齒256。
第二後鏈輪252包含:一本體258,其可圍繞中心旋轉軸B旋轉;及複數個齒260,其等沿本體258之一周邊部分設置,如圖5至圖7中所
展示。至少5個鏈輪在平行於後鏈輪總成248之中心旋轉軸B之一軸向方向上安置於第一後鏈輪250與第二後鏈輪252之間。如圖5至圖7中所繪示,5個鏈輪安置於第一後鏈輪250與第二後鏈輪252之間,使得後鏈輪總成248具有總計7個後鏈輪。本體258由一環形板狀構件形成,該環形板狀構件由(例如)鐵、鋁、鈦或任何其他金屬或一碳纖維強化材料或任何其他非金屬材料製成。第二後鏈輪252具有大於或等於44之一第二後齒數。在圖5至圖7所繪示之例示性實施例中,第二後鏈輪252具有50個齒260。
參考圖5中所繪示之例示性實施例,前曲軸14之前鏈輪總成34經構形以實質上類似於上文參考圖1及圖2所描述之前曲軸14之前鏈輪總成34。
參考圖6,前曲軸114之前鏈輪總成134經構形以實質上類似於上文參考圖3所描述之前曲軸114之前鏈輪總成134。
在圖7所繪示之另一例示性實施例中,一前曲軸214包含具有一第一前鏈輪236及一第二前鏈輪238之一前鏈輪總成234。
第一前鏈輪236包含:一本體240,其可圍繞一中心旋轉軸A旋轉;及複數個齒242,其等沿本體240之一周邊部分設置,如圖7中所展示。本體240由一環形板狀構件形成,該環形板狀構件由(例如)鐵、鋁、鈦或任何其他金屬或一碳纖維強化材料或任何其他非金屬材料製成。第一前鏈輪236具有一第一前齒數,其係前鏈輪總成234中之鏈輪之最大齒數。該第一前齒數小於或等於40,且更佳地,該第一前齒數小於或等於34。在圖7所繪示之例示性實施例中,第一前鏈輪236具有32個齒242。
第二前鏈輪238包含:一本體244,其可圍繞中心旋轉軸A旋轉;及複數個齒246,其等沿本體244之一周邊部分設置,如圖7中所展示。第二前鏈輪238安置於第一前鏈輪236相鄰處且無另一鏈輪在軸向
方向上(即,在旋轉軸A之方向上)安置或介入於第一前鏈輪236與第二前鏈輪238之間。本體244由一環形板狀構件形成,該環形板狀構件由(例如)鐵、鋁、鈦或任何其他金屬或一碳纖維強化材料或任何其他非金屬材料製成。在圖7所繪示之例示性實施例中,第二前鏈輪238具有28個齒246。
圖8至圖15係各種例示性前鏈輪總成構形及後鏈輪總成構形之齒數比之表。該等表之各者之上部分之頂列係前鏈輪總成之各前鏈輪之齒數。該等表之各者之上部分之左行係後鏈輪總成之各後鏈輪之齒數。對應表項係前鏈輪之齒數與後鏈輪之齒數之比率,即,前鏈輪之齒數除以後鏈輪之齒數。
圖8繪示一前鏈輪總成,其具有:一第一前鏈輪,其具有34個齒;及一第二前鏈輪,其具有30個齒。後鏈輪總成包含具有10個齒之一第一後鏈輪及具有46個齒之一第二後鏈輪。該第一後鏈輪與該第二後鏈輪之間之介入後鏈輪分別具有13個齒、17個齒、22個齒、28個齒及36個齒。
圖9繪示一前鏈輪總成,其具有:一第一前鏈輪,其具有32個齒;及一第二前鏈輪,其具有28個齒。後鏈輪總成包含具有10個齒之一第一後鏈輪及具有46個齒之一第二後鏈輪。該第一後鏈輪與該第二後鏈輪之間之介入後鏈輪分別具有13個齒、17個齒、22個齒、28個齒及36個齒。
圖10繪示一前鏈輪總成,其具有:一第一前鏈輪,其具有34個齒;及一第二前鏈輪,其具有30個齒。後鏈輪總成包含具有10個齒之一第一後鏈輪及具有50個齒之一第二後鏈輪。該第一後鏈輪與該第二後鏈輪之間之介入後鏈輪分別具有13個齒、17個齒、22個齒、29個齒及38個齒。
圖11繪示一前鏈輪總成,其具有:一第一前鏈輪,其具有34個
齒;及一第二前鏈輪,其具有30個齒。後鏈輪總成包含具有10個齒之一第一後鏈輪及具有48個齒之一第二後鏈輪。該第一後鏈輪與該第二後鏈輪之間之介入後鏈輪分別具有13個齒、17個齒、22個齒、28個齒及36個齒。
圖12繪示一前鏈輪總成,其具有:一第一前鏈輪,其具有32個齒;及一第二前鏈輪,其具有28個齒。後鏈輪總成包含具有9個齒之一第一後鏈輪及具有45個齒之一第二後鏈輪。該第一後鏈輪與該第二後鏈輪之間之介入後鏈輪分別具有12個齒、16個齒、21個齒、27個齒及35個齒。
圖13繪示一前鏈輪總成,其具有:一第一前鏈輪,其具有30個齒;及一第二前鏈輪,其具有26個齒。後鏈輪總成包含具有9個齒之一第一後鏈輪及具有45個齒之一第二後鏈輪。該第一後鏈輪與該第二後鏈輪之間之介入後鏈輪分別具有12個齒、16個齒、21個齒、27個齒及35個齒。
圖14繪示一前鏈輪總成,其具有:一第一前鏈輪,其具有30個齒;及一第二前鏈輪,其具有26個齒。後鏈輪總成包含具有8個齒之一第一後鏈輪及具有46個齒之一第二後鏈輪。該第一後鏈輪與該第二後鏈輪之間之介入後鏈輪分別具有11個齒、15個齒、20個齒、26個齒及34個齒。
圖15繪示一前鏈輪總成,其具有:一第一前鏈輪,其具有28個齒;及一第二前鏈輪,其具有24個齒。後鏈輪總成包含具有8個齒之一第一後鏈輪及具有44個齒之一第二後鏈輪。該第一後鏈輪與該第二後鏈輪之間之介入後鏈輪分別具有11個齒、15個齒、20個齒、26個齒及34個齒。
圖8至圖15之表之各者之下部分包含:一「a」行,其對應於較大前鏈輪之齒數;及一「b」行,其對應於較小前鏈輪之齒數。該等表
之各者之下部分之左行係自具有最少齒之鏈輪至具有最大齒數之鏈輪之鏈輪數。相應地,「頂」列對應於具有最少齒之鏈輪,其中「6」列係在一軸向方向上相鄰於「頂部」鏈輪之下一鏈輪。「底部」鏈輪對應於具有最大齒數且具有相距於「頂部」鏈輪之最大軸向間隔之鏈輪。
圖8之表之上部分包含對應於第一前齒數之一行「34」及對應於第二前齒數之一行「30」。列「10」對應於第一後齒數且列「46」對應於第二後齒數。列「13」、「17」、「22」、「28」及「36」對應於安置於第一後鏈輪與第二後鏈輪之間之5個鏈輪。項「3.400」及「3.000」分別對應於第一前齒數與第一後齒數之比率(34/10=3.400)及第二前齒數與第一後齒數之比率(30/10=3.000)。下一列係第一前齒數與下一相鄰後鏈輪之齒數之比率,即,分別為34/13=2.615及30/13=2.308。依一類似方式判定剩餘項。
圖8之「a」行係第二前齒數與前一較小後鏈輪之第一後齒數之比率與第一前齒數與當前後鏈輪之齒數之比率之比率。相應地,頂部(或最小)後鏈輪不存在「a」項,此係因為不存在更小或前一後鏈輪。「6」(或13齒)後鏈輪之「a」項係1.15,即,3.000(30/10)除以2.615(34/13)。「5」(或17齒)後鏈輪之「a」項係1.15,即,2.308(30/13)除以2.000(34/17)。依一類似方式判定剩餘「a」行項。
圖8之「b」行係第一前齒數與當前後鏈輪之後齒數之比率與第二後齒數與當前後鏈輪之齒數之比率之比率。「頂部」(10齒)後鏈輪之「b」項係1.13,即,3.400(34/10)除以3.000(30/10)。「6」(13齒)後鏈輪之「b」項係1.13,即,2.615(34/13)除以2.308(30/13)。依一類似方式判定剩餘「b」行項。
第一前齒數除以第二前齒數較佳地小於或等於一大後鏈輪之一大後鏈輪齒數除以相鄰於該大後鏈輪之一小後鏈輪之一小後鏈輪齒
數,其中無另一後鏈輪在軸向方向上介入於該大後鏈輪與該小後鏈輪之間。如圖10中所繪示,例如,第一前齒數係34且第二前齒數係30。第一前齒數除以第二前齒數係1.13(34/30)。大後鏈輪齒數係50且無任何介入鏈輪之相鄰鏈輪之小後鏈輪齒數係38。大後鏈輪齒數除以相鄰鏈輪之小後鏈輪齒數係1.31(50/38),其中無任何介入鏈輪在軸向方向上介於該大後鏈輪與該相鄰鏈輪之間。因此,1.13小於或等於1.31。
第一前齒數除以第二前齒數較佳地小於一大後鏈輪之一大後鏈輪齒數除以相鄰於該大後鏈輪之一小後鏈輪之一小後鏈輪齒數,其中無另一後鏈輪在軸向方向上介入於該大後鏈輪與該小後鏈輪之間。如圖11中所繪示,例如,第一前齒數係34且第二前齒數係30。第一前齒數除以第二前齒數係1.13(34/30)。大後鏈輪齒數係48且無任何介入鏈輪之相鄰鏈輪之小後鏈輪齒數係36。大後鏈輪齒數除以相鄰鏈輪之小後鏈輪齒數係1.33(48/36),其中無任何介入鏈輪在軸向方向上介於該大後鏈輪與該相鄰鏈輪之間。因此,1.13小於1.33。
一大後鏈輪之一大後鏈輪齒數除以相鄰於該大後鏈輪之一小後鏈輪之一小後鏈輪齒數較佳地大於1.27,其中無另一後鏈輪在軸向方向上介入於該大後鏈輪與該小後鏈輪之間。如圖14中所繪示,例如,大後鏈輪齒數係46且相鄰鏈輪之小後鏈輪齒數係34,其中無任何介入鏈輪在軸向方向上介於該大後鏈輪與該相鄰鏈輪之間。大後鏈輪齒數除以相鄰鏈輪之小後鏈輪齒數係1.35(46/34),其中無任何介入鏈輪在軸向方向上介於該大後鏈輪與該相鄰鏈輪之間。因此,1.35大於1.27。
依類似於上文所描述之圖8之一方式判定圖9至圖15之表之上部分及下部分。另外,圖10及圖11之上部分繪示一指定變速路徑。更具體言之,箭頭指示一指定減速路徑。前變速器件22及後變速器件24之至少一者經構形以根據一指定變速路徑操作。該指定變速路徑包含一
指定加速路徑及一指定減速路徑之至少一者。較佳地,該指定變速路徑包含該指定加速路徑及該指定減速路徑。為了簡潔,圖中未展示一指定加速路徑,但該指定加速路徑係所繪示之指定減速路徑之反向。例如,如圖10中所繪示,指定減速路徑使鏈條自第一前鏈輪變速至第二前鏈輪,同時使鏈條保持於相同後鏈輪上。下一變速導致鏈條自第二前鏈輪變速至第一前鏈輪且自後鏈輪變速至相鄰較大後鏈輪。例如,當當前鏈條位置係在「5」齒輪(17齒)後鏈輪及第一(34齒)前鏈輪上時,指定減速係至第二(30齒)前鏈輪,同時保持於「5」齒輪(17齒)後鏈輪上。下一指定減速係返回第一(34齒)前鏈輪及「6」齒輪(22齒)後鏈輪。指定減速路徑遵循圖10之上部分中所繪示之箭頭。指定加速路徑係圖10之上部分中所繪示之箭頭之反向。
前鏈輪及後鏈輪在一旋轉方向(如圖1至圖8及圖16中所繪示之順時針)上旋轉以在一驅動方向上驅動一自行車鏈條18。在前鏈輪總成上之一鏈條變速程序期間,藉由前變速器22在相對於前鏈輪總成之中心旋轉軸A之一軸向方向上橫向地移動鏈條18而使鏈條18自前鏈輪之一者變速至前鏈輪之下一相鄰者。在後鏈輪總成上之一鏈條變速程序期間,藉由後變速器24而使鏈條18自後鏈輪之一者變速至後鏈輪之下一相鄰者,藉此在相對於後鏈輪總成之中心旋轉軸B之一軸向方向上移動鏈條。自行車鏈條已為吾人所熟知,因此,本文將不再詳細繪示一自行車鏈條。當然,自行車鏈條係一連續環路,其具有藉由鉸接鏈銷及鏈滾子而彼此可樞轉地連接之複數個內鏈板及複數個外鏈板。自鏈滾子之各者之中心至下一鏈滾子之中心係約1/2英寸(12.7毫米)。此尺寸被稱為鏈條之「節距」。自行車鏈條可為與一自行車鏈輪一起使用之任何鏈條。因此,本文將不再進一步詳細描述鏈條。
一前變速器件安置於前鏈輪總成34相鄰處且一後變速器件安置於後鏈輪總成48相鄰處,如圖1中所展示。前變速器22及後變速器24
分別為前變速器件及後變速器件之實例。任何適合變速器件(諸如機械變速器件或電動變速器件)可用於促進變速。例如,如圖1中所繪示,前變速器22及後變速器24係經構形以藉由分別移動自行車控制纜線26及28而操作之機械變速器件。前變速器件及後變速器件之至少一者經構形以藉由移動一自行車控制纜線而操作。替代地,如圖16中所繪示,電開關68(SW1)及72(SW2)分別透過控制纜線66及70而將信號發送至馬達62及64以操作後變速器件24及前變速器件22。替代地,前變速器件可為一電力變化機構。替代地,後變速器件可為一內部傳輸輪轂。
如圖17B中所繪示,一第二後鏈輪74包含至少一變速輔助突出部82A。較佳地,第二後鏈輪74包含複數個變速輔助突出部82A及82B。變速輔助突出部82A及82B連接至面向相鄰較小鏈輪78之第二後鏈輪74之一表面。變速輔助突出部82A及82B促進自較小鏈輪78減速至較大鏈輪74。當自較小鏈輪78之齒80釋放鏈條18時,鏈條18嚙合變速輔助突出部82A及82B之一者,如圖17B中所繪示,藉此促進鏈條18與較大鏈輪74之齒76嚙合。變速輔助突出部82A及82B嚙合鏈條18以減小鏈條在減速期間接近較大鏈輪74之齒76之角度,藉此促進鏈條18與齒76嚙合。如圖17A中所繪示,鏈條18依一較大角接近較大鏈輪74之齒76,使得減速程序不順利。
參考圖18及圖19,前變速器件及後變速器件之至少一者經構形以藉由使一自行車曲柄臂旋轉而操作。圖18中繪示一左側曲柄臂總成84,且左側曲柄臂總成84包含:一細長曲柄臂本體86、一曲柄軸安裝凸台88,其位於具有界定曲柄軸安裝孔90及栓槽92之一內周邊表面之一第一端處;及一螺紋踏板安裝孔94,其位於一第二端上。下文所描述之一輔助裝置81安置於一底部托架殼之一左側上。替代地,輔助裝置可安置於底部托架殼之一右側上。
一環形驅動環96具有不可旋轉地嚙合該曲柄軸安裝凸台88之一外周邊表面之一內周邊表面。較佳地,將環形驅動環96壓配合至曲柄軸上。突出部98A及98B較佳地不大於且較佳地小於與曲柄臂86之一縱向中軸線L成橫向之曲柄軸安裝凸台88之一外徑。
圖19中繪示一輔助裝置81之一例示性實施例之一斜視圖。輔助裝置81包含:安裝構件83;一凸輪構件(變速定位凸輪)85,其具有耦合至一安裝構件83以圍繞一凸輪軸Y(其通常(但未必)與曲柄臂總成84之旋轉軸A重合)旋轉之一凸輪表面87;一凸輪從動件89,其與凸輪表面87協作以回應於凸輪構件85之旋轉而移動;一傳輸致動元件耦合構件91,其用於將凸輪從動件89之移動傳送至一傳輸致動元件93;一第一耦合構件95,其經耦合以使凸輪構件85旋轉,其中第一耦合構件95在一第一嚙合位置與一第一脫離位置之間移動;一第二耦合構件97,其經耦合以使凸輪構件85旋轉,其中第二耦合構件97在一第二嚙合位置與一第二脫離位置之間移動;及一操作構件99,其用於將第一耦合構件95移動至第一嚙合位置。
凸輪從動件89包含一凸輪從動件操縱桿61,其中凸輪從動件操縱桿61之一中間部分透過一樞軸63而可樞轉地安裝至安裝構件83。凸輪從動件操縱桿61之一第一端包含用於嚙合凸輪表面87之一滾子65,且凸輪從動件操縱桿61之一第二端含有傳輸致動元件耦合構件91。傳輸致動元件93包含一波頓(Bowden)纜線,其中傳輸致動線67在一外殼69內滑動。因此,傳輸致動元件耦合構件91具有一接線器之形式,其中一線緊固螺釘71螺合至凸輪從動件操縱桿61之第二端中。一安裝構件83具有用於依一已知方式終接傳輸致動元件之外殼69之一傳輸致動元件耦合臂73。例如,傳輸致動元件耦合臂73可具有用於嚙合一調整套筒77之一螺紋部分75之一螺紋開口,螺紋部分75用於終接外殼69且相對於傳輸致動線67而調整外殼69之位置。
操作構件99具有一操作桿41之形狀,其中操作桿41之一中間部分透過一樞軸43而可樞轉地安裝至安裝構件83以圍繞一操作桿軸Z樞轉。操作桿41之一第一端具有一掛鉤之形狀,該掛鉤具有用於支撐第一棘爪49之一第一棘爪控制支座47或一第二棘爪53之一第二棘爪控制支座51之一控制表面45。操作桿41之一第二端包含一操作元件耦合構件55。所繪示之操作元件呈耦合於安裝至自行車手把(圖中未展示)之一變速操作器件與操作元件耦合構件55之間之一操作線57之形式。因此,操作元件耦合構件55具有一接線器之形式,其中一線緊固螺釘59螺合至操作桿41之第二端中。一操作構件偏壓彈簧79連接於安裝構件83與操作桿41之間以逆時針地加偏壓於操作桿41。圖18及圖19繪示一例示性實施例,其中前變速器件及後變速器件之至少一者經構形以藉由使一自行車曲柄臂旋轉而操作。替代地,自行車曲柄臂之任何適合構形可用於操作前變速器件及後變速器件之至少一者。
在理解本發明之範疇時,術語「包括」及其衍生詞(如本文所使用)意欲為開放式端術語,其特指存在所陳述之特徵、元件、組件、群組、整體及/或步驟,但不排除存在其他未陳述之特徵、元件、組件、群組、整體及/或步驟。前述內容亦適用於具有類似含義之用語,諸如術語「包含」、「具有」及其等之衍生詞。如本文所使用,術語「附接」涵蓋:其中藉由將一元件直接地附裝至另一元件而將該元件直接地固定至該另一元件之組態;其中藉由將元件附裝至(若干)中間構件(其等繼而附裝至另一元件)而將該元件間接地固定至該另一元件之組態;及其中一元件與另一元件整合(即,一元件本質上係另一元件之部分)之組態。此定義亦適用於類似含義之用語,例如「結合」、「連接」、「耦合」、「安裝」、「接合」、「固定」及其等之衍生詞。此外,以單數形式使用之術語「部件」、「區段」、「部分」、「構件」或「元件」可具有一單一部分或複數個部分之雙重含義。亦應瞭解,儘
管術語「第一」及「第二」可在本文用於描述各種組件,但此等組件不應受限於此等術語。此等術語僅用於區分組件。因此,例如,可在不背離本發明之教示之情況下將上文所討論之一第一組件稱為一第二組件,且反之亦然。最後,如本文使用,程度術語(諸如「實質上」、「約」及「近似」)意謂經修飾術語之合理偏差量,使得最終結果無明顯改變。
儘管僅已選擇選定實施例來繪示本發明,但熟習技術者將自本發明明白,可在不背離附屬申請專利範圍中所界定之本發明之範疇之情況下於本文進行各種改變及修改。再者,可根據需要及/或期望改變各種組件之大小、形狀、位置或定向,只要其等實質上不改變該等組件之意欲功能。若無另外明確說明,則圖中展示為彼此直接地連接或接觸之組件可具有安置於該等組件之間之中間結構。若無另外明確說明,則一元件之功能可由兩個元件執行,且反之亦然。一實施例之結構及功能可用於另一實施例中。未必在一特定實施例中同時存在所有優點。不同於先前技術之每一特徵(單獨地或與其他特徵組合)亦應被視為申請人之另外發明之一單獨描述,其包含由此(等)特徵體現之結構及/或功能概念。因此,根據本發明之實施例之先前描述僅供說明,且並非用於限制由附屬申請專利範圍及其等效物界定之本發明。
Claims (21)
- 一種自行車驅動系統,其包括:一前鏈輪總成,其包含一第一前鏈輪,其具有一第一前齒數,該第一前齒數係該前鏈輪總成中之最大齒數;及一第二前鏈輪,其具有小於或等於該第一前齒數之一第二前齒數,該第二前鏈輪相鄰於該第一前鏈輪,且無另一鏈輪在一軸向方向上介入於該第一前鏈輪與該第二前鏈輪之間;該第一前齒數小於或等於40,其中該第一前齒數除以該第二前齒數小於或等於1.2。
- 如請求項1之自行車驅動系統,其中該第一前齒數小於或等於34。
- 如請求項2之自行車驅動系統,其中該第二前齒數小於或等於30。
- 如請求項1之自行車驅動系統,進一步包括一後鏈輪總成,其包含具有小於或等於10之一第一後齒數之一第一後鏈輪,及具有小於或等於44之一第二後齒數之一第二後鏈輪。
- 如請求項1之自行車驅動系統,其中該後鏈輪總成進一步包括在平行於該後鏈輪總成之一旋轉中心軸之一軸向方向上經定位於該第一後鏈輪與該第二後鏈輪之間之至少5個額外後鏈輪。
- 如請求項5之自行車驅動系統,其中該後鏈輪總成具有總計7個後鏈輪。
- 如請求項4之自行車驅動系統,其中 該第一後齒數係10;且該第二後齒數係46。
- 如請求項4之自行車驅動系統,其中該第一後齒數係10;且該第二後齒數係50。
- 如請求項4之自行車驅動系統,其中該第一前齒數係34;且該第二前齒數係30。
- 如請求項4之自行車驅動系統,其中該第一前齒數係32;且該第二前齒數係28。
- 如請求項4之自行車驅動系統,其中該第二後鏈輪包含至少一變速輔助突出部。
- 如請求項11之自行車驅動系統,其中該第二後鏈輪包含複數個變速輔助突出部。
- 如請求項4之自行車驅動系統,進一步包括一前變速器件,其經安置於該前鏈輪總成相鄰處;及一後變速器件,其經安置於該後鏈輪總成相鄰處。
- 如請求項13之自行車驅動系統,其中該前變速器件及該後變速器件之至少一者經構形以藉由使一自行車曲柄臂旋轉來操作。
- 如請求項13之自行車驅動系統,其中該前變速器件及該後變速器件之至少一者經構形以藉由移動一自行車控制纜線來操作。
- 如請求項13之自行車驅動系統,其中該前變速器件及該後變速器件之至少一者經構形以根據一指 定變速路徑來操作。
- 如請求項16之自行車驅動系統,其中該指定變速路徑包含一指定加速路徑及一指定減速路徑中之至少一者。
- 如請求項17之自行車驅動系統,其中該指定變速路徑包含該指定加速路徑及該指定減速路徑。
- 如請求項4之自行車驅動系統,其中該第一前齒數除以該第二前齒數小於或等於一大後鏈輪之一大後鏈輪齒數除以相鄰於該大後鏈輪之一小後鏈輪之一小後鏈輪齒數,其中無另一後鏈輪在該軸向方向上介入於該大後鏈輪與該小後鏈輪之間。
- 如請求項4之自行車驅動系統,其中該第一前齒數除以該第二前齒數小於或等於一大後鏈輪之一大後鏈輪齒數除以相鄰於該大後鏈輪之一小後鏈輪之一小後鏈輪齒數,其中無另一後鏈輪在該軸向方向上介入於該大後鏈輪與該小後鏈輪之間。
- 如請求項4之自行車驅動系統,其中一大後鏈輪之一大後鏈輪齒數除以相鄰於該大後鏈輪之一小後鏈輪之一小後鏈輪齒數大於1.27,其中無另一後鏈輪在該軸向方向上介入於該大後鏈輪與該小後鏈輪之間。
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