TWI668155B - Bicycle chainring - Google Patents

Abstract

一種自行車齒盤，具有一鏈輪本體、一鏈環、複數個限位件、複數個補強件。其中，該鏈環具有複數個鏈齒件，且各該鏈齒件包含有複數個鏈齒。透過該鏈環相對該鏈輪本體的移動、該限位件限制該鏈環可軸向移動的幅度以及該補強件穩固二相鄰的該鏈齒件之間的連結強度，當該自行車齒盤帶動該鏈條時，該鏈環可相對該鏈輪本體移動以減少各該鏈齒件的該些鏈齒與鏈條之磨擦與噪音。

Description

自行車齒盤

本發明係與自行車齒盤有關；特別是指一種可減少鏈齒磨損的自行車齒盤。

自行車的主要驅動結構為供騎乘者踩踏的踏板，踏板樞接於曲柄之一端，而曲柄的另一端結合於一自行車齒盤500，自行車齒盤500之鏈齒51與一鏈條52嚙合，且此鏈條52亦與設置於後輪上的一後飛輪600具有之鏈輪62的鏈齒61嚙合，使自行車齒盤500與後飛輪600可藉由此鏈條52產生連動。因此，當騎乘者踩踏踏板時，該曲柄將帶動自行車齒盤500轉動，帶動鏈條52，使後飛輪600產生相對應的轉動，以帶動後輪轉動（圖１Ａ參照）。此外，由於後飛輪600包括多片依照直徑大小不同且依序排列的鏈輪62，當騎乘者欲變速時，鏈條52將會由後飛輪600的其中一鏈輪62移動至直徑不同的另一鏈輪62上，以依照騎乘者需求來改變前齒盤與後飛輪的齒比。

然而，自行車齒盤500與後飛輪600的鏈輪62在自行車變速時，因鏈條52移動至不同的鏈輪62上會產生不同傾斜角（參照圖１Ｂ），會使鏈條52相對於自行車齒盤500及後飛輪600產生側向應力，造成後飛輪120與前齒盤130兩者與鏈條110之間產生摩擦力。將增加自行車齒盤500其鏈齒51的損耗並產生噪音，導致自行車齒盤500或後飛輪600汰換率上升。

有鑑於此，本發明之目的在於提供一種自行車齒盤，可減少自行車齒盤其鏈齒的磨損程度以增加自行車齒盤的使用壽命。

緣以達成上述目的，本發明提供的一種自行車齒盤包括有一鏈輪本體，包含複數個第一結合部，各該第一結合部設置於該鏈輪本體徑向外周緣；一鏈環，包含複數個鏈齒件，且各該鏈齒件包括複數個鏈齒以及一第二結合部，而各該鏈齒設置於該鏈齒件的徑向外周緣，該第二結合部設置於該鏈齒件的徑向內周緣；以及複數個限位件；其中，該鏈輪本體的各該第一結合部與各該鏈齒件的該第二結合部配合，各該限位件分別設於二相鄰的該鏈齒件的二軸向表面。

本發明之效果在於藉由各該鏈齒件組成之鏈齒件能更順暢的於該鏈輪本體上作動，且隨著鏈條的偏移而產生相對應的偏移，使該鏈齒件的該些鏈齒與鏈條的摩擦減少，以降低該些鏈齒21的磨損，進而使得該自行車齒盤汰換率下降，並提升使用年限。

為能更清楚地說明本發明，茲舉較佳實施例並配合圖式詳細說明如後。請參圖２至圖４所示，為本發明一較佳實施例之自行車齒盤100，包含一鏈輪本體1、一鏈環2、複數個限位件3，及複數個補強件4，其中：

如圖２所示，鏈輪本體1概呈一環狀，鏈環2安裝於鏈輪本體1的徑向外周緣。鏈輪本體1的內側具有向一旋轉軸A1延伸的連結部16，連結部16可與自行車一曲柄(圖未示)的爪臂結合；或與自行車的一爪片(圖未示)結合，再鎖固於一曲柄上，使鏈輪本體1與該曲柄結合。

如圖３所示 ，鏈輪本體1包含沿其徑向外周緣設置的複數個第一結合部12，於本實施例中，各第一結合部12朝向鏈環2凸起，第一結合部12包含一第一結合面122、一基部124及位於第一結合部12徑向兩端的二第一側壁126。該二第一側壁126分別與第一結合面122的徑向兩端連接，其連線形成第一結合部12的徑向外周緣，而基部124較第一結合面122遠離鏈環2。請參照圖９，第一結合部12的第一結合面122具有徑向的一第一結合面長度LA，第一結合面長度LA大於基部124徑向的一基部長度LB。

如圖４所示，鏈輪本體1更包含複數個凹部14，凹部14由鏈輪本體1的一軸向表面朝向一中心平面CP1凹陷，且凹部14與第一結合部12交錯地設置於鏈輪本體1的徑向外周緣。於本實施例中，凹部14由鏈輪本體1的二軸向表面朝向中心平面CP1凹陷。且於本實施例中，凹部14的徑向表面可朝向鏈環2凸起，並呈一凸弧面。另外，如圖５所示，第一結合部12具有軸向的一第一結合部寬度XA，凹部14具有軸向的一凹部寬度XB，連結部16具有軸向的一連結部寬度XC，且第一結合部寬度XA大於凹部寬度XB與連結部寬度XC。於本實施例中，第一結合部寬度XA大於凹部寬度XB，且凹部寬度XB大於連結部寬度XC。

如圖６所示，其中鏈環2包含有複數個獨立的鏈齒件20，並係由複數個鏈齒件20連接而形成鏈環2，且各鏈齒件20沿著其徑向外周緣設有複數個鏈齒21，鏈齒21用以與該自行車之鏈條結合。各鏈齒件20更包含一第二結合部22以及二第三結合部24。

第二結合部22設於鏈齒件20的徑向內周緣，第二結合部22朝向鏈齒21凹陷，且第二結合部22的構型大致上和第一結合部12配合。於本實施例中，第二結合部22可為一滑槽。第二結合部22之凹陷設有一開口222，而第二結合部22包含一第二結合面224及第二結合面224徑向兩端的二第二側壁226，該二第二側壁226分別與第二結合面224的徑向兩端連接，其連線形成第二結合部22的徑向內周緣，且開口222設於該二第二側壁226之間且設於較第二結合面224遠離鏈齒21處。請參照圖９，第二結合面224的徑向具有一徑向的第二結合面長度LC；開口222具有一徑向的開口長度LD。第二結合面LC大於開口長度LD。

如圖８所示，二該第三結合部24分別設於鏈齒件20的徑向二端，第三結合部24包含一凹槽242以及至少一螺孔246。凹槽242設於第三結合部24的徑向內周緣，而該些螺孔246分別設於第三結合部24的二軸向表面。凹槽242朝向第二結合部22凹陷，且凹槽242設有一槽口244，槽口244遠離第二結合部22設置。於本實施例中，凹槽242大致上為一有槽口的圓弧形。請參照圖６，凹槽242具有軸向的一凹槽寬度X1，槽口244具有軸向的一槽口寬度X3。於本實施例中，凹槽寬度X1大於槽口寬度X3。

如圖８所示，限位件3包含二臂部34、一限位部36以及二連接孔38，該二臂部34的一端分別連接於限位部36的兩端，而臂部34的另一端設有連接孔38。限位件3的構型對稱於一對稱軸CP2，且臂部34不垂直於對稱軸CP2。於本實施例中，限位部3呈「Ｖ」字型。其他實施例中之限位部亦可呈「ㄩ」字型或「Ｕ」字型而具有相同之結構效果。限位件3以金屬製成。於本實施例中，限位件3以不鏽鋼製成。安裝時，限位件3的該二連接孔38分別設於二相鄰的鏈齒件20的二相鄰的第三結合部24的二該螺孔246上，再以一螺栓28穿過連接孔38以及螺孔246，將限位件3鎖固於二該鏈齒件20上。此時，限位件3的限位部36設於凹部14的軸向外側，但限位部36不與凹部14接觸。

如圖７所示，各補強件4包含一基部42以及由基部42的徑向兩端延伸出的二延伸部44。請參照圖６，延伸部44具有軸向的一延伸部寬度X2，基部42具有軸向的一基部寬度X4，延伸部寬度X2大於基部寬度X4。安裝時，補強件4設於二相鄰的鏈齒件20的二相鄰的第三結合部24的徑向內周緣之間，補強件4的構型大致相同於二相鄰的第三結合部24的二該凹槽242，且和該二相鄰的凹槽242以及凹部14的徑向表面的構型配合。於本實施例中，二該延伸部44為配合螺栓28的螺桿282而呈一朝向鏈輪本體1凹陷的弧面；且基部42為配合凹部14之徑向表面亦朝向鏈環2凸起而呈一弧面。

另外，如圖８所示，為使該補強件4能安裝於二相鄰的該鏈齒件20的二相鄰的第三結合部24之間，第三結合部24的凹槽寬度X1大於補強件4的延伸部寬度X2；第三結合部24的一槽口寬度X3大於補強件4的基部寬度X4。於本實施例中，補強件4的延伸部寬度X2可大於第三結合部24的一槽口寬度X3。

透過上述設計，便可使補強件4的二延伸部44置入第三結合部24的凹槽242，補強件4的該二延伸部44分別設於相鄰的二該鏈齒件20的二相鄰的第三結合部24的凹槽242中、基部42則能夠設於相鄰的二該鏈齒件20的第三結合部24的槽口244位置，使得各補強件4的二延伸部44連接相鄰的二該鏈齒件20的第三結合部24。

而後，為將該等鏈齒件20安裝於鏈輪本體1上，如圖９所示，各鏈齒件20的第二結合面長度LC大於該鏈輪本體1其第一結合部12的第一結合面長度LA；鏈輪本體1其第一結合部12的第一結合面長度LA大於各鏈齒件20的開口長度LD；各鏈齒件20的開口長度LD大於鏈輪本體1其第一結合部12的基部長度LB。

如此一來，便可將各鏈齒件20的第二結合部22軸向安裝於鏈輪本體1的第一結合部12（圖10參照）。第一結合部12第一結合面122對應各鏈齒件20其第二結合部22的第二結合面224，第一結合部12的二該第一側壁126分別對應各鏈齒件20其第二結合部22的二該第二側壁226（圖11參照）。因此，當各鏈齒件20其第二結合部22皆結合於鏈輪本體1之各第一結合部12上時，各鏈齒件20環繞鏈輪本體1之外周緣形成鏈環2（圖12參照）。此時，各補強件4設於二相鄰的鏈齒件20的二相鄰的第三結合部24的二該凹槽242之間。

而後，復如圖８所示，限位件3之該二連接孔38分別設於相鄰的二該鏈齒件20的二該螺孔246，二該螺孔246位於同一軸向表面。且二該限位件3分別設於二相鄰的該鏈齒件20的二軸向表面。螺栓28穿過連接孔38後與對應之螺孔246螺合。於本實施例中，因各補強件4的該二延伸部44為朝向鏈輪本體1凹陷的弧面，於鎖固螺栓28時可使該二延伸部44避開螺桿282而使限位件3鎖固並連接於二相鄰的鏈齒件20上。

此時，復如圖５所示，該等限位件3的限位部36分別設置於鏈輪本體1的該等凹部14位置，且設於二相鄰的鏈齒件20的二軸向表面的二該限位件3具有一軸向的限位件寬度XD。限位部寬度XD大於凹部寬度XB與連結部寬度XC。於本實施例中，限位部寬度XD大於第一結合部寬度XA，且第一結合部寬度XA大於凹部寬度XB，凹部寬度XB大於連結部寬度XC。

由於透過上述方式結合的鏈輪本體1的各該第一結合部12與鏈環2的各第二結合部22之間非緊密配合，提供各鏈齒件20可軸向移動的一預定距離，最大的該預定距離為限位部長度XD與凹部長度XB的距離差。且如圖13所示，當鏈齒件20相對於鏈輪本體1軸向移動時，連接於鏈齒件20的限位件3會帶動相鄰的鏈齒件20一起軸向移動。當所連接之二相鄰的鏈齒件20相對鏈輪本體1移動該最大預定距離時，設於二相鄰的鏈齒件20其二軸向表面的二該限位件3之一會抵靠於鏈輪本體1對應的凹部14上，以限制所連接的二該鏈齒件20相對於鏈輪本體1可軸向移動的幅度，使各該鏈齒件20不致於從鏈輪本體1上脫落。

另外，透過將各該鏈齒件20的第二結合部22軸向安裝於鏈輪本體1軸心的第一結合部12上，使鏈環2可相對於鏈輪本體1軸向移動。並且，藉由各該鏈齒件20的第二結合面224與二該第二側壁226於鏈輪本體1之徑向長度的設計以及鏈輪本體1的第一結合部12其第一結合面122與基部124徑向長度的設計，可防止自行車齒盤100在轉動時，鏈環2的各該鏈齒件20由鏈輪本體1的徑向脫落之情況。

此外，如圖14至15所示，當鏈齒件20相對於鏈輪本體1軸向移動時，連接於鏈齒件20的限位件3會帶動相鄰的鏈齒件20一起軸向移動，而補強件4亦可帶動相鄰的鏈齒件20軸向移動。透過將補強件4夾制於二相鄰的鏈齒件20其第三結合部24與凹部14的徑向表面，並以其構型與二相鄰的第三結合部24以及凹部14的徑向表面配合，各補強件4將不易於徑向鬆脫，使二相鄰的鏈齒件20之間的連接更穩固，並可使鏈齒件20之第二結合部22不會從軸向滑脫於鏈論本體1之第一結合部12。

除此之外，如圖６所示，當各鏈齒件20的第二結合部22安裝於鏈論本體1的第一結合部12上時，第二結合部22的各第二側壁226、226’朝向對應之第一結合部12的各第一側壁126、126’。在此實施例中，第一結合部12的第一側壁126呈朝第二側壁226凸起的凸弧面，與其相對應的第二側壁226呈平面，而第一結合部12的第一側壁126’呈平面，與其相對應的第二側壁226’呈朝向第一側壁126’凸起的弧面。如此一來，透過上述之設計，可有效地降低各鏈齒件20相對鏈輪本體1移動時的干涉感，亦可使鏈齒件20相對於鏈輪本體1產生軸向偏擺，進而使各鏈齒件20軸向移動時能更加順暢。

附加一提的是，除上述結構外，各第一側壁126與各第二側壁226亦可以下列方式實施：第二實施方式，各第一側壁126A呈朝向各第二側壁226A凸起的凸弧面，及各第二側壁226A呈平面（圖17參照）；第三實施方式，各第一側壁126B呈平面及各第二側壁226B呈朝向各第一側壁126B凸起的凸弧面（圖18參照）；第四實施方式，各第一側壁126C呈朝向各第二側壁226C凸起的凸弧面以及各第二側壁226C呈遠離各第一側壁226C凹陷的凹弧面（圖19參照），上述第二至第四實施方式亦可達到前述之效果。

如此一來，藉由上述設計，當使用者騎乘自行車而更換檔位時，結合於自行車齒盤100的鏈條會被後飛輪帶動而產生側向應力，進而拉動自行車齒盤100產生偏移，此時，相鄰的二該鏈齒件20可協助自行車齒盤100相對於鏈輪本體1產生軸向偏移。

另外，藉由各限位件3限制各鏈齒件20可相對鏈輪本體1移動的幅度與置入各補強件4於二相鄰的鏈齒件20之間，二相鄰的鏈齒件20之間的連接將更穩固，亦可使相鄰的二該鏈齒件20相對鏈輪本體1軸向移動時不會脫離鏈輪本體1，使得由各鏈齒件20組成之鏈環2能更順暢的於鏈輪本體1上作動，且隨著鏈條的側向應力而產生相對應的軸向偏移，以減少鏈環2的該些鏈齒21與鏈條的摩擦，降低該些鏈齒21的磨損，解決習用自行車齒盤500其鏈齒51會與鏈條52磨擦並產生噪音，以及增加習用自行車齒盤500其鏈齒51耗損之問題。

以上所述僅為本發明較佳可行實施例而已，舉凡應用本發明說明書及申請專利範圍所為之等效變化，理應包含在本發明之專利範圍內。

［習用］

500‧‧‧自行車齒盤

51‧‧‧鏈齒

52‧‧‧鏈條

600‧‧‧後飛輪

61‧‧‧鏈齒

62‧‧‧鏈輪

［本發明］

100‧‧‧自行車齒盤

1‧‧‧鏈輪本體

12‧‧‧第一結合部

122‧‧‧第一結合面

124‧‧‧基部

126、126’、126A、126B、126C‧‧‧第一側壁

14‧‧‧凹部

16‧‧‧連結部

162‧‧‧穿孔

2‧‧‧鏈環

20‧‧‧鏈齒件

21‧‧‧鏈齒

22‧‧‧第二結合部

222‧‧‧開口

224‧‧‧第二結合面

226、226’ 、226A、 226B、226C‧‧‧第二側壁

24‧‧‧第三結合部

242‧‧‧凹槽

244‧‧‧槽口

246‧‧‧螺孔

28‧‧‧螺栓

282‧‧‧螺桿

3‧‧‧限位件

32‧‧‧連接部

34‧‧‧臂部

36‧‧‧限位部

38‧‧‧連接孔

4‧‧‧補強件

42‧‧‧基部

44‧‧‧延伸部

A1‧‧‧旋轉軸

CP1‧‧‧中心平面

CP2‧‧‧對稱軸

LA‧‧‧第一結合面長度

LB‧‧‧基部長度

LC‧‧‧第二結合面長度

LD‧‧‧開口長度

X1‧‧‧凹槽寬度

X2‧‧‧延伸部寬度

X3‧‧‧槽口寬度

X4‧‧‧基部寬度

XA‧‧‧第一結合部寬度

XB‧‧‧凹部寬度

XC‧‧‧連結部寬度

XD‧‧‧限位部寬度

圖１Ａ為習用的自行車齒盤與鏈條於自行車執行變速動作前之關係示意圖。 圖１Ｂ為習用的自行車齒盤與鏈條於自行車執行變速動作後之關係示意圖。 圖２為本發明第一較佳實施例之自行車齒盤的立體圖。 圖３為本發明第一較佳實施例之鏈輪本體的立體圖。 圖４為本發明第一較佳實施例之自行車齒盤俯視圖。 圖５為本發明第一較佳實施例之限位件與鏈輪本體之凹部於軸向的長度關係圖。 圖６為本發明第一較佳實施例之的自行車齒盤的部分分解圖。 圖７為本發明第一較佳實施例之補強件立體圖。 圖８為本發明第一較佳實施例之複數個鏈齒件的局部放大立體圖。 圖９為本發明第一較佳實施例之第一結合部與凹槽於圓周方向的長度關係圖。 圖10為本發明第一較佳實施例之第一結合部與凹槽的組裝方式圖。 圖11為本發明第一較佳實施例之第一結合部與凹槽的結合關係圖。 圖12為本發明第一較佳實施例之各該鏈齒件環繞鏈輪本體外周緣設置形成鏈齒件之平面圖。 圖13為本發明第一較佳實施例之限位件壓抵於鏈輪本體之立體圖。 圖14為本發明第一較佳實施例之補強件未受鏈齒件影響而產生移動與偏移的示意圖。 圖15為本發明第一較佳實施例之補強件受鏈齒件影響而產生移動與偏移的示意圖。 圖16為本發明第一較佳實施例之第一側壁與第二側壁之對應關係剖面圖。 圖17為本發明第二較佳實施例之第一側壁與第二側壁之對應關係剖面圖。 圖18為本發明第三較佳實施例之第一側壁與第二側壁之對應關係剖面圖。 圖19為本發明第四較佳實施例之第一側壁與第二側壁之對應關係剖面圖。

Claims (18)

1. 一種自行車齒盤，包含： 一鏈輪本體，包含複數個第一結合部，各該第一結合部設置於該鏈輪本體徑向外周緣； 一鏈環，包含複數個鏈齒件，且各該鏈齒件包括複數個鏈齒以及一第二結合部，而各該鏈齒設置於該鏈齒件的徑向外周緣，該第二結合部設置於該鏈齒件的徑向內周緣； 以及複數個限位件； 其中，該鏈輪本體的各該第一結合部與各該鏈齒件的該第二結合部配合，各該限位件分別設於二相鄰的該鏈齒件的二軸向表面。
2. 如請求項1所述之自行車齒盤，其中各該第一結合部朝向該鏈環凸起，各該第二結合部朝向該鏈輪本體凹陷，凸起的各該第一結合部與凹陷的各該第二結合部以大致上契合的構型配合。
3. 如請求項2所述之自行車齒盤，其中各該第一結合部包括一第一結合面、二第一側壁以及一基部，各該二第一側壁分別連接於該第一結合面的徑向兩端，該基部設於該第一結合部上且較該第一結合面遠離該鏈環處。
4. 如請求項3所述之自行車齒盤，其中各該第二結合部包含一第二結合面、二第二側壁以及一開口，各該二第二側壁連接於該第二結合面的徑向兩端，該開口設於該二第二側壁之間且較該第二結合面遠離該鏈齒處。
5. 如請求項4所述之自行車齒盤，其中各該二第一側壁與各該二第二側壁其中一者呈凸弧面而另一者呈平面。
6. 如請求項4所述之自行車齒盤，其中各該第一側壁呈凹弧面而各該第二側壁呈凸弧面。
7. 如請求項4所述之自行車齒盤，其中各該第二結合部的該第二結合面具有徑向的一第二結合面長度，該第二結合面長度大於各該第一結合部的該第一結合面徑向的一第一結合面長度，且該第一結合面長度大於各該第二結合部的該開口徑向的一開口長度，而該開口長度大於各該第一結合部的該基部徑向的一基部長度。
8. 如請求項1所述之自行車齒盤，其中該鏈輪本體包含複數個凹部，各該凹部分別形成於該鏈輪本體的二軸向表面上，且各該凹部與各該第一結合部交錯地設置於該鏈輪本體的徑向外周緣。
9. 如請求項8所述之自行車齒盤，其中二該限位部具有軸向的一限位部寬度，該限位部寬度大於該第一結合部軸向的一第一結合部寬度，且該第一結合部寬度大於該凹部軸向的一凹部寬度。
10. 如請求項1所述之自行車齒盤，其中各該限位件的材質為金屬。
11. 如請求項8所述之自行車齒盤，其中各該限位件包含二臂部、一限位部以及二連接孔，二該臂部分別形成於該限位部的兩端，且該連接孔形成於二該臂部之遠離該限位部之一端。
12. 如請求項11所述之自行車齒盤，其中該限位件係以該限位部為中心並對稱於一對稱軸，且該臂部不垂直於該對稱軸。
13. 如請求項11所述之自行車齒盤，其中該限位件的二該臂部分別設於二相鄰的各該鏈齒件上，且該限位件的該限位部設於該凹部的軸向外側。
14. 如請求項13所述之自行車齒盤，其中該鏈齒件的兩端分別設有一第三結合部，該第三結合部包括設於該鏈齒件內周緣的一凹槽以及分別設於該鏈齒件的二軸向表面的一螺孔，該凹槽朝向該些鏈齒方向凹陷。
15. 如請求項14所述之自行車齒盤，其中該限位件的二該連接孔分別設於相鄰的二該鏈齒件的二該螺孔上，並分別以一螺栓穿過該連接孔與該螺孔將該限位件鎖固於該二相鄰的鏈齒件的該軸向表面，使該限位件的二該臂部分別連接於相鄰的二該鏈齒件上。
16. 如請求項14所述之自行車齒盤，更包含複數個補強件，該補強件設於二相鄰的該鏈齒件的該凹槽與該鏈輪本體的該凹部的外周緣之間，該補強件的構型大致上與該凹槽以及該凹部的外周緣配合。
17. 如請求項16所述之自行車齒盤，其中各該第三結合部的凹槽設有一槽口，該槽口遠離該第二結合部設置，且各該補強件包含一基部以及自該基部兩端延伸的二延伸部，各該補強件的二該延伸部分別設置於二相鄰的該鏈齒件的該凹槽中，各該補強件的該基部設於該二相鄰的該鏈齒件的該槽口處。
18. 如請求項17所述之自行車齒盤，其中該凹槽具有軸向的一凹槽寬度，該凹槽寬度大於該補強件軸向的一延伸部寬度，該補強件的該延伸部寬度大於該槽口軸向的一槽口寬度，該槽口寬度大於該基部軸向的一基部寬度。