TWI745161B

TWI745161B - 齒盤及傳動系統

Info

Publication number: TWI745161B
Application number: TW109139552A
Authority: TW
Inventors: 吳瑞章
Original assignee: 桂盟企業股份有限公司
Priority date: 2020-11-12
Filing date: 2020-11-12
Publication date: 2021-11-01
Also published as: TW202219399A

Abstract

一種齒盤及傳動系統，所述傳動系統包含二齒盤，及一鏈條，所述鏈條包括數個鏈滾，每兩個所述鏈滾間形成一嚙合空間。至少一個所述齒盤包含數個齒形結構，每一所述齒形結構形成一與所述鏈滾周圓嚙合的圓弧面、一由所述圓弧面朝外延伸的驅動面、一背對於所述驅動面的滑脫面，及一銜接所述驅動面與所述滑脫面的齒頂面，定義兩個相鄰的所述圓弧面的圓心間的連心線為一節徑，所述滑脫面朝所述驅動面傾斜並與所述節徑的夾角為45°~55°，所述圓弧面具有一截止點、一連接所述驅動面的起始點，及一位在一連接所述圓弧面的圓心與所述齒盤的圓心的中心連線上的連心點，所述起始點到所述連心點的一第一弧長大於所述截止點到所述連心點的一第二弧長，藉上述設計能提高嚙合的穩定度。

Description

齒盤及傳動系統

本發明是有關於一種傳動系統，特別是指一種運用在自行車或機車上的齒盤及傳動系統。

參閱圖6，一種現有自行車或機車的傳動系統4，通常包含二前後間隔設置且周緣形成有數個卡齒411的齒盤41(圖中僅放大顯示一部分)，及一圍繞嚙接於所述齒盤41的卡齒411的鏈條42(圖中僅放大顯示一部分)。所述鏈條42包括數個鏈滾421，每兩個所述鏈滾421間形成一可供相對應之卡齒411卡入的嚙合空間422。

每一所述卡齒411包括一呈圓弧形的齒底區412，及一連接所述齒底區412且徑向往外突伸的凸齒區413。所述齒底區412與所述凸齒區413相配合具有一與所述鏈滾421嚙合的圓弧面414、一由所述圓弧面414朝所述凸齒區413延伸的驅動面415、一背對於所述驅動面415的滑脫面416，及一銜接所述驅動面415與所述滑脫面416的齒頂面417。所述圓弧面414以一連接所述圓弧面414的圓心O1與所述齒盤41的圓心O2的中心連線L為中央均分成兩半弧面。所述滑脫面416 與所述驅動面415呈鏡面對稱。

於傳動時，因所述齒盤41轉動角度變化，所述鏈滾421會逐漸靠抵在所述驅動面415及其銜接的所述圓弧面414處，並在載動過程與所述圓弧面414與所述驅動面415間呈滑動嚙合現象，將使得載動的力度分散、較不集中，因此實有必要加以改善。

因此，本發明之目的，即在提供一種能夠克服先前技術的至少一個缺點的齒盤。

於是，本發明齒盤，適用於嚙接帶動一鏈條，該鏈條包括數個鏈滾，每兩個該鏈滾間形成一嚙合空間，該齒盤沿著一傳動方向轉動，並包含數個齒形結構，每一該齒形結構包括一可供相對應的該鏈滾嵌置的齒底區，及一徑向往外突伸並可伸入相對應的該嚙合空間的凸齒區，該齒底區及該凸齒區相配合形成一與該鏈滾周圓嚙合的圓弧面、一由該圓弧面朝該凸齒區延伸的驅動面、一背對於該驅動面且傾斜延伸的滑脫面，及一銜接該驅動面與該滑脫面的齒頂面，定義相鄰的兩個該圓弧面的圓心間的連心線為一節徑，該滑脫面與該節徑間的夾角θ為45°~55°，該圓弧面具有一截止點、一遠離該截止點且連接該驅動面的起始點，及一位在一連接該圓弧面的圓心與該齒盤的圓心的中心連線上的連心點，該起始點到該連心點的一第一弧長大於該截止點到該連心點的一第二弧長。

因此，本發明之目的，即在提供一種能夠克服先前技術的至少一個缺點的傳動系統。

於是，本發明傳動系統，包含二齒盤，及一鏈條。該等齒盤前後間隔設置，該等齒盤中的至少一個如上述的齒盤。該鏈條呈封閉圈形且圍繞嚙接於該等齒盤間，該鏈條包含數個沿著一長度方向間隔排列的鏈滾、數個彼此交錯排列地設置在該等鏈滾的兩相反側的鏈片，及數個分別穿過該等鏈滾且連接該等鏈片的鏈軸，每兩個該鏈滾間形成一嚙合空間。

本發明之功效在於：藉上述齒形結構的形狀設計，能提高嚙合的穩定度，減少與所述鏈滾間產生的磨擦耗損，並能以最小的能量損失，達到最大的力量傳輸，確能減輕重量、提升傳動效率。

參閱圖1、2、3，本發明傳動系統的一實施例，包含二前後間隔設置且各自沿著一傳動方向10轉動的齒盤1，及一呈封閉圈形且圍繞嚙接於所述齒盤1間的鏈條2。所述鏈條2被所述齒盤1嚙接驅動而沿著一個長度方向20圈迴移動，並包含數個沿著所述長度方向20間隔排列的鏈滾21、數個彼此交錯排成兩排且分別設置在所述鏈滾21的兩相反側的鏈片22，及數個分別穿過所述鏈滾21且連接所述鏈片22的鏈軸23，每兩個所述鏈滾21間形成一個嚙合空間24，由於所述鏈條2構造並非本發明重點，其形態及元件數量也可以改變，故不以本實施例為限。

所述齒盤1包含數個等距形成於周緣的齒形結構3，所述齒盤1的齒形結構3的數量可依需求有所增減，一般而言位於前方的所述齒盤1為驅動輪，位於後方的所述齒盤1為從動輪，而且所述齒盤1中的至少一個齒盤1設有本發明改良的齒形結構3，在本實施例中是以位於前方的所述齒盤1為例來說明，但實施上不以此為限，甚至也可以配置在數個變速齒盤上。

以下進一步針對所述齒形結構3來說明，每一所述齒形結構3包括一可供相對應的所述鏈滾21嵌置的齒底區31，及一徑向往外突伸並可伸入相對應的所述嚙合空間24的凸齒區32。所述齒底區31及所述凸齒區32相配合形成一位於所述齒底區31且與所述鏈滾21周圓嚙合的圓弧面33、一由所述圓弧面33朝所述凸齒區32延伸的驅動面34、一背對於所述驅動面34且與另一相鄰齒形結構3的圓弧面33連接的滑脫面35，及一位於外端且銜接所述驅動面34與所述滑脫面35的齒頂面36。

所述圓弧面33的弧長佔所述圓弧面33的整圓總圓周長的27~35%，所述圓弧面33的直徑不小於所述鏈滾21的直徑，可以增加接觸率，確保所述圓弧面33都能確實平穩的與所述鏈滾21的周圓嚙合。所述圓弧面33具有一連接相鄰齒形結構3的滑脫面35的截止點331、一遠離所述截止點331且連接所述驅動面34的起始點332，及一位在一連接所述圓弧面33的圓心O1與所述齒盤1的圓心O2的中心連線L上的連心點333，所述起始點332到所述連心點333的一第一弧長S1大於所述截止點331到所述連心點333的一第二弧長S2。定義兩個相鄰的所述圓弧面33的圓心O1間的連心線為一節徑P。

所述驅動面34具有一連接所述圓弧面33的所述起始點332且朝所述傳動方向10隆凸的限位凸部341。所述滑脫面35為一傾斜直面，是由所述齒頂面36向內至相鄰的另一所述齒形結構3的所述圓弧面33逐漸朝遠離所述驅動面34的方向傾斜延伸，所述滑脫面35與所述節徑P的夾角θ為45°~55°，較佳地，所述滑脫面35與所述節徑P的夾角θ為48°~54°，藉由所述滑脫面35的傾角設計，使得所述圓弧面33的弧長減少，乃小於習知圓弧面414(見圖6)的弧長，而且所述第二弧長S2小於所述第一弧長S1，也相對小於習知所述圓弧面414 (見圖6)的一半弧長，如此一來即可以減輕重量。

須說明的是，在設計上位於後方的所述齒盤1與位於前方的所述齒盤1的所述滑脫面35的傾斜方向相反，其中，位於前方的所述齒盤1的所述滑脫面35順著該傳動方向10傾斜，也就是沿著該傳動方向10每一所述齒形結構3之所述驅動面34位在所述滑脫面35的前方，且位於後方的所述齒盤1的所述滑脫面35逆著該傳動方向10傾斜，也就是沿著該傳動方向10每一所述齒形結構3之所述驅動面34位在所述滑脫面35的後方，可以避免發生所述鏈條2在嚙合區域的後段部分出現滑脫情況，乃有助於提升鏈條2的張力保持，如此才能達到以最小的能量損失，達到最大的力量傳輸功效。

使用時，所述齒盤1沿著所述傳動方向10轉動，藉以嚙接帶動所述鏈條2移動，如圖4所示當各所述齒形結構3的凸齒區32對應伸入相對應的所述嚙合空間24時，所述限位凸部341先接觸到所述鏈滾21，接著會順勢驅使所述鏈滾21嚙合於所述圓弧面33，以逐漸完成嚙合。藉由所述限位凸部341的設計，在嚙接時可先一步接觸所述鏈滾21，並將所述鏈滾21導引至所述圓弧面33，故能有效縮短與所述鏈滾21初期嚙合時的撞擊與磨合，可以減少磨擦、降低噪音，並提升使用壽命，而且在完成嚙合後傳動時能更加穩固地與所述鏈滾21嚙合，讓所述鏈滾21維持嚙合在所述圓弧面33中，不因所述齒盤1轉動角度變化，讓所述鏈滾21在所述驅動面34及所述圓弧面33間滑動，將使得載動的力度集中，迅速將動力傳導，並能以最小的能量損失，達到最大的力量傳輸，而能有效達到省力的傳動效率。

而後如圖5所示，當所述鏈滾21即將脫離相對應的所述齒形結構3時，所述鏈滾21先逐漸離開所述圓弧面33，隨即再離開所述驅動面34，最後完全脫離所述凸齒區32，於此過程中，與習知形狀對稱的凸齒區413(以假想線表示)相比較，本發明藉由所述滑脫面35的傾斜設計，不但可形成較大空間以供所述鏈滾21順暢地滑離，而且還可以節省材料，以達到輕量化功能。

綜上所述，本發明齒盤及傳動系統，主要是改良所述齒盤1之所述齒形結構3的形狀，能在載動時讓所述圓弧面33與所述鏈滾21穩固地嚙合，提升嚙合的穩定度，確保良好可靠的傳動效能，而且所述滑脫面35的斜切設計，還可以減輕重量，更能增加傳動效率，故確實能達成本發明的目的。

惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是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。

1:齒盤 10:傳動方向 2:鏈條 20:長度方向 21:鏈滾 22:鏈片 23:鏈軸 24:嚙合空間 3:齒形結構 31:齒底區 32:凸齒區 33:圓弧面 331:截止點 332:起始點 333:連心點 34:驅動面 341:限位凸部 35:滑脫面 36:齒頂面 O1:圓弧面的圓心 O2:齒盤的圓心 L:中心連線 S1:第一弧長 S2:第二弧長 P:節徑 θ:夾角

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是本發明傳動系統的一實施例的一側視示意圖；圖2是所述實施例的一不完整的立體分解圖；圖3是所述實施例的一不完整的部分剖視側視圖，說明一鏈條嚙合於一齒盤的狀態；圖4是所述實施例的一不完整的部分剖視側視圖，說明所述鏈條即將嚙合於所述齒盤的狀態；圖5是所述實施例的一不完整的部分剖視側視圖，說明所述鏈條即將脫離所述齒盤的狀態；及圖6是一種現有鏈條的一不完整的部分剖視側視圖，說明一鏈條嚙合於一齒盤的狀態。

1:齒盤

10:傳動方向

2:鏈條

21:鏈滾

22:鏈片

23:鏈軸

24:嚙合空間

3:齒形結構

31:齒底區

32:凸齒區

33:圓弧面

331:截止點

332:起始點

333:連心點

34:驅動面

341:限位凸部

35:滑脫面

36:齒頂面

O1:圓弧面的圓心

O2:齒盤的圓心

L:中心連線

S1:第一弧長

S2:第二弧長

P:節徑

θ:夾角

Claims

一種齒盤，適用於嚙接帶動一鏈條，該鏈條包括數個鏈滾，每兩個該鏈滾間形成一嚙合空間，該齒盤沿著一傳動方向轉動，並包含數個齒形結構，每一該齒形結構包括一可供相對應的該鏈滾嵌置的齒底區，及一徑向往外突伸並可伸入相對應的該嚙合空間的凸齒區，該齒底區及該凸齒區相配合形成一與該鏈滾周圓嚙合的圓弧面、一由該圓弧面朝該凸齒區延伸的驅動面、一背對於該驅動面且傾斜延伸的滑脫面，及一銜接該驅動面與該滑脫面的齒頂面，定義相鄰的兩個該圓弧面的圓心間的連心線為一節徑，該滑脫面與該節徑間的夾角θ為45°~55°，該圓弧面具有一截止點、一遠離該截止點且連接該驅動面的起始點，及一位在一連接該圓弧面的圓心與該齒盤的圓心的中心連線上的連心點，該起始點到該連心點的一第一弧長大於該截止點到該連心點的一第二弧長。
如請求項1所述的齒盤，其中，該滑脫面與該節徑的夾角θ為48°~54°。
如請求項1所述的齒盤，其中，該圓弧面的弧長佔該圓弧面的總圓周長的27~35%。
如請求項1所述的齒盤，其中，該圓弧面的直徑不小於該鏈滾的直徑。
如請求項1所述的齒盤，其中，該滑脫面為一傾斜直面，是由該齒頂面向內且逐漸朝另一該齒形結構的該圓弧面傾斜延伸。
如請求項1所述的齒盤，其中，該驅動面具有一連接該圓弧面的該起始點且朝該傳動方向隆凸的限位凸部。
一種傳動系統，包含：二齒盤，前後間隔設置，該等齒盤中的至少一個如請求項1所述的齒盤；及一鏈條，呈封閉圈形且圍繞嚙接於該等齒盤間，該鏈條包含數個沿著一長度方向間隔排列的鏈滾、數個彼此交錯排列地設置在該等鏈滾的兩相反側的鏈片，及數個分別穿過該等鏈滾且連接該等鏈片的鏈軸，每兩個該鏈滾間形成一嚙合空間。
如請求項7所述的傳動系統，其中，位於前方的該齒盤為請求項1所述的齒盤，該齒盤的該滑脫面順著該傳動方向傾斜，且沿著該傳動方向每一該齒形結構之該驅動面位在該滑脫面的前方。
如請求項7所述的傳動系統，其中，位於後方的該齒盤為請求項1所述的齒盤，該齒盤的該滑脫面逆著該傳動方向傾斜，且沿著該傳動方向每一該齒形結構之該驅動面位在該滑脫面的後方。