TWI777747B - 自行車輪轂離合機構 - Google Patents

Abstract

一種自行車輪轂離合機構，包含有驅動組件，凸輪，行星齒輪組件，第一制動組件以及第二制動組件。該凸輪之輪面與輪轂殼體鄰接，該凸輪之輪體分別與該驅動組件以及該行星齒輪組件之太陽齒輪連接。該行星齒輪組件之外齒環與輪轂殼體固接，該第一制動組件分別與該外齒環以及該太陽齒輪耦接。該行星齒輪組件之行星齒輪分別與該外齒環及該太陽齒輪齒接。該行星齒輪組件之行星齒輪架係藉一制動襯墊與輪軸耦接，該第二制動組件分別與該制動襯墊及該行星齒輪架耦接。藉此，當自行車車輪向後或向前自由滑行時，其輪轂與驅動系統均維持在恆定的“鬆弛狀態”。

Description

自行車輪轂離合機構

本發明係與自行車輪轂有關，特別是關於一種供自行車自由滑行之輪轂離合機構。

按典型的自行車輪轂一般係藉由所謂的超越離合機構(over-running clutch)來操作。該超越離合機構通常是一個簡單的棘輪機構，當該棘輪機構與輪轂之驅動機構接合時，可以使車輪被向前或向後驅動。這種機構的一個缺點是，任何將自行車向後移動的動作都與向前驅動的動作沒有區別。換言之，要使自行車向後移動時，必須迫使曲柄和踏板向後旋轉。這種情形對於需要向後自由滑行(例如，做特技騎行表演時)的騎者來說，並不方便。

為了解決該缺點，目前已有大量不同的輪轂設計被提出。總的來說，該種設計是使自行車僅有在騎者向前踩踏時，驅動機構才會與輪轂接合。這種輪轂設計通常被稱作自由滑行“Freecoaster”輪轂。但不幸的是，騎者在向後滑行時，如果無法保持雙腳不動，萬一不小心向前踩踏，此類輪轂可能會導致突然與驅動機構接合，從而立即將車輪上的驅動力通過鏈條傳遞回曲柄，迫使曲柄以相當大的力量向後旋轉，這可能會造成騎者意外摔落的危險。為了改善此種情形，此等自由滑行“Freecoaster”輪轂通常會使其與驅動機構接合之前保持很大程度的間隙或鬆弛“slack”。這種設計需要騎者在驅動機構接合之前進行較大的踩踏動作，用以減少驅動機構器意外接合的機會。但如此一來，要將自行車向前踩踏運行時，這種大程度的鬆弛是不被希望的，因為它會使加速 更慢，踩踏更不平穩。此外，騎者必須審慎地重置此鬆弛狀態以確保不會意外啟動驅動機構。也就是說，在踩踏之後，在將自行車轉向向後滑行之前，騎者應該稍微向後踩踏板以重新打開驅動機構和輪轂從動部分之間的”鬆弛”或“間隙”。更且，這種“鬆弛”或“間隙”可能有不一致的情形。例如，如果輪轂的設計使最大鬆弛度/間隙為踏板轉動的四分之一圈，則騎者需要向後踩至少四分之一圈才能完全打開間隙。如果騎者誤判了這一點並且只向後踩了十分之一圈，或者如果驅動機構因特技/跳躍著陸等衝擊而晃動，那麼在接合前踏板運動的角度可能會更小。這意味著騎者永遠無法確定在開始騎乘之前他們需要多少踏板踩踏量。如果驅動機構比預期早或晚啟動，可能會破壞騎者的平衡，甚至可能導致騎者從自行車上摔下。為了藉決此一問題，騎者通常會在開始時非常小心地踩蹬踏板，以確保在用力踩蹬踏板以提高速度之前正確地接合驅動機構，惟如此可能會浪費不同技巧之間的轉換速度。

中華民國第I717390號發明專利案公開了一種輪轂設計，該設計試圖藉由持續地將輪轂的驅動機構在車輪旋轉方向予以制動，來部分地解決這些問題。這樣，輪轂的向前運動會使驅動機構與從動元件接合，而輪轂的向後運動會使驅動機構與從動元件脫離。不幸的是，這種方法仍然有其缺陷。它會使自行車的車輪向前旋轉(例如在跳躍過程中在空中)，而在著陸之前立即向後轉動的情況下產生不希望的結果。因為向前旋轉的車輪會不斷地將驅動機構偏壓到接合狀態，所以在著陸時，它們很有可能在車輪向後旋轉到足以將它們脫離之前即已接合。換言之，驅動機構可能會在著陸時被強制接合，而發生突然、有力、向後的運動，使騎者從自行車上摔下來。

本發明之目的之一即是在提供一種改良的自行車輪轂離合機構，當自行車車輪向後滑行時和自行車向前空轉時，都可以使該輪轂與驅動系統維持在恆定的“間隙”或“鬆弛狀態”。

緣是，本發明的概念之一是在提供一種自行車輪轂離合機構，該離合機構係被容置於該自行車輪轂殼體與該自行車輪軸之間所界定的一容納空間。該離合機構包含有一驅動組件，一輪轂襯套，至少一凸輪，一定位組件，一行星齒輪組件，一第一阻力組件，一第一制動組件，一第二制動組件以及一第二阻力組件。該驅動組件包含有一鏈輪以及一驅動套管，該鏈輪包含有若干相對於該輪軸徑向突出的鏈輪齒，一被該鏈輪所界定的一輪軸容納孔，用以收容該輪軸，該驅動套管從該鏈輪軸向地往該輪轂殼體突伸，該驅動套管至少具有一徑向內凹的第一凸輪收容室，該第一凸輪收容室至少具有一第一坡面。該輪轂襯套包含一外環面及一內環面，該外環面係連接於該容納空間之表面。該凸輪包含有一本體，一外表面，以及一內表面，該本體之一部分係被收容於該凸輪收容室內，該外表面係與該輪轂襯套之內環面鄰接，該內表面係與該第一坡面鄰接，用以使該凸輪可沿該坡面移動。該定位組件，係佈置於該凸輪之外表面，用以對該凸輪施加一徑向力而使其可移動地被收容於該凸輪收容室內。該行星齒輪組件包含有一太陽齒輪，一外齒環，一行星齒輪架以及三個行星齒輪。該太陽齒輪包含有一齒輪部，一自該齒輪部之一側軸向延伸且外徑大於該齒輪部之凸盤，以及一貫穿該齒輪部與該凸盤之第一軸孔，用以供該太陽齒輪可轉動地穿設於該輪軸上，該凸盤係與該驅動套管相鄰，並且至少具有一凹入，供容置該凸輪本體之另一部分，用以使該凸輪可隨該太陽齒輪移動。該外齒環包含有一外環面以及一內齒部，該外環面係固接於該容納空間之表面上。該行 星齒輪架包含有三支相距等間隔設置之齒輪軸以及一第二軸孔，用以供該行星齒輪架可轉動地穿設於該輪軸上。各該行星齒輪係分別固接於各該齒輪軸上，並分別與該太陽齒輪之該齒輪部以及該外齒環之內齒部嚙接。該第一阻力組件係佈置於該太陽齒輪與該輪軸之間，用以對該太陽齒輪的轉動產生一定的制動力。該第一制動組件係佈置於該外齒環與該太陽齒輪之間，用以在該外齒環往一第一方向轉動時，會對該太陽齒輪產生制動作用。該第二制動組件係佈置於該行星齒輪架與該輪軸之間，用以在該行星齒輪架往一相反於該第一方向之第二方向轉動時，對該該行星齒輪架產生制動作用。該第二阻力組件係佈置於該該行星齒輪架與該輪軸之間，用以對該該行星齒輪架的轉動產生一定的阻力。

本發明之又一概念是前述離合機構之第一坡面包含有一第一最低位置，一第一最高位置以及一第一徑向高度，該第一徑向高度係自第一最低位置往該第一最高位置遞增，另外，該坡面可以是呈凸弧狀的設計。

本發明之再一概念是前述離合機構之凸輪收容室更包含有一與該第一坡面對稱佈置之一第二坡面。

本發明之另一概念是前述離合機構包含有三個凸輪，該驅動套管更包含一第二及第三凸輪收容室，各該凸輪收容室係等間隔地布置，並且分別收容一凸輪。

本發明之更一概念是前述離合機構之定位組件包含一定位塊以及一螺旋彈簧，該定位塊係容置於該第一凸輪收容室內並且與該第二坡面貼接，該螺旋彈簧之一端係嵌入該定位塊內，該螺旋彈簧之身部係分別環套於該凸輪與該定位塊之外表面。

本發明之又再一概念是前述離合機構之太陽齒輪更包含有一佈置於該第一軸孔一側的開口凹室，用以配合該輪軸收容該第一阻力組件。

本發明之又另一概念是前述離合機構之第一制動組件包含有一第一制動彈簧，該第一制動彈簧具有一螺旋狀身部，一頭端以及一呈彎折狀之尾端，該第一制動彈簧係自該頭端開始以順時針方向將該螺旋狀身部套設於該太陽齒輪之凸盤上，該尾端係嵌接於該外齒環上。

本發明之又更一概念是前述離合機構之第二制動組件包含有一制動襯墊以及一第二制動彈簧。該制動襯墊係與該行星齒輪架連接。該第二制動彈簧包含有一螺旋狀身部，一頭端以及一呈彎折狀之尾端，該第二制動彈簧係自該頭端開始以逆時針方向將該螺旋狀身部套設於該該制動襯墊上，該尾端係嵌接於該行星齒輪架上。

本發明之更再一概念是前述離合機構之制動襯墊包含有一凸環邊，用以供該制動襯墊嵌接於該行星齒輪架之第二軸孔之內表面；一凹環身，用以供該第二制動彈簧之螺旋狀身部之套設；以及一第三軸孔用以供該輪軸之穿設

本發明之又再一概念是前述離合機構之第二阻力組件係包含有多數佈設於該制動襯墊之該第三軸孔內表面之凸肋以及卡接片。

10:驅動組件

100:離合機構

12:鏈輪

120:鏈輪齒

122:輪軸容納孔

14:驅動套管

140:凸輪收容室

142:第一坡面

1420:第一最低位置

1422:第一最高位置

144:第二坡面

1440:第二最低位置

1442:第二最高位置

146:第二凹槽

20:輪轂襯套

200:外環面

202:內環面

204:凹環槽

30:凸輪

300:本體

302:棘齒狀外表面

304:凹弧狀內表面

306:第一凹槽

40:定位組件

400:定位塊

4002:嵌孔

4004:第三凹槽

402:螺旋彈簧

4020:勾扣端

4022:身部

4024:末端

50:行星齒輪組件

51:太陽齒輪

510:齒輪部

512:凸盤

5120:第一盤身

5122:第二盤身

5124:環凹部

5126:凹入

514:開口凹室

516:第一軸孔

52:外齒環

520:外環面

5200:凸肋

522:內齒部

524:凹口

53:行星齒輪架

530:第二軸孔

532:內表面

534:嵌孔

54:行星齒輪

55:行星齒輪軸

60:第一阻力組件

62:波浪彈簧

64:墊圈

70:第一制動組件(第一制動彈簧)

72:螺旋狀身部

74:頭端

76:尾端

80:第二制動組件

82:制動襯墊

820:凸環邊

822:凹環身

824:第三軸孔

84:第二制動彈簧

840:螺旋狀身部

842:頭端

844:尾端

90:第二阻力組件

92:凸起

94:卡接片

900:輪轂

901:輪轂殼體

902:輪轂螺栓

903:車架勾爪

904:輪軸

905:套筒

9050:凸緣

906:保護蓋機構

907:主軸承

908:肩部

909:容納空間

910:凹溝

X-X’:軸心

以下茲舉一較佳實施例並配合若干圖式對本發明做更詳細的揭露，其中：圖1為一自行車輪轂的立體圖，該輪轂裝設有一本發明離合機構的一較佳實施例；圖2為沿第一圖2-2方向上的剖視圖；圖3為第一圖所示自行車輪轂不含輪轂殼體之沿X-X’部分軸向剖視圖； 圖4為本發明離合機構一較佳實施例之驅動組件之立體圖；圖5為本發明離合機構一較佳實施例之輪轂襯套佈設於輪轂殼體後之軸向剖視立體圖；圖6為本發明離合機構一較佳實施例之凸輪之立體圖；圖7為本發明離合機構一較佳實施例之驅動組件、凸輪以及定位機構之分解立體圖；圖8為本發明離合機構一較佳實施例之驅動組件、凸輪以及定位機構之組合立體圖；圖9為本發明離合機構一較佳實施例之驅動組件、凸輪、定位組件，輪轂襯套以及輪轂殼體組合後之剖視圖；圖10為本發明離合機構一較佳實施例之行星齒輪組件，第一阻力組件，一第一制動組件，一第二制動組件以及一第二阻力組件之分解立體圖；圖11為圖10所示行星齒輪組件之太陽齒輪之立體圖；圖12為圖10所示太陽齒輪，外齒環，第一制動組件與凸輪之組合立體圖；圖13為本發明離合機構一較佳實施例行星齒輪組件、第一制動組件、第二制動組件、第二阻力組件與輪轂殼體組合後之軸向剖視圖；圖14為本發明離合機構一較佳實施例之行星齒輪架，行星齒輪，制動襯墊以及第二制動彈簧從另一方向看的分解立體圖；以及圖15為圖3之15-15方向上之剖視圖。

首先，請參閱圖1及圖2，其中圖號900所示的是一種供BMX自行車後輪使用之輪轂，該輪轂900具有一輪轂殼體901，該輪轂殼體901藉著二輪轂螺 栓902安裝在二車架勾爪903上，如圖2虛線所示。各該輪轂螺栓902係與一輪軸904螺接，該輪軸904係藉由多數套筒905，各該車架勾爪903以及一保護蓋機構906將二主軸承907分別限制在該輪軸904之二肩部908，如此，可使得該輪轂殼體901可以隨著該輪軸904繞著一軸心X-X’轉動。該輪轂900更具有之由該輪轂殼體901與該輪軸904之間所界定的一容納空間909。本發明離合機構之一實施例100係佈置於該容納空間909內。

圖3是自行車輪轂900不含輪轂殼體901之沿X-X’軸線部分剖視圖，從該圖可以明顯看出該離合機構100組合後之態樣以及與該輪軸904之相互關係。該離合機構100包含有一驅動組件10，一輪轂襯套20，三個凸輪30，一定位組件40，一行星齒輪組件50，一第一阻力組件60，一第一制動組件70，一第二制動組件80以及一第二阻力組件90(圖上未示)。

圖4為該離合機構100之驅動組件10之立體圖，該驅動組件10包含有一鏈輪12以及一驅動套管14，該鏈輪12具有若干相對於該輪軸904徑向突出的鏈輪齒120，一被該鏈輪12所界定的一輪軸容納孔122，用以收容該輪軸904，該驅動套管14從該鏈輪12軸向地往該輪轂殼體901突伸。該驅動套管14於本實施例具有三個徑向內凹並且等間隔佈設的凸輪收容室140，各該凸輪收容室140具有一第一坡面142以及一第二坡面144，該第一坡面142具有一第一最低位置1420以及一第一最高位置1422，該第一坡面142之徑向高度係自第一最低位置1420往該第一最高位置1422遞增。該第二坡面144與該第一坡面142對稱地佈置，同樣具有一第二最低位置1440以及一第二最高位置1442，該第一最高位置1422與該第二最高位置1442相對。該第一坡面142以及一第二坡面144之佈置係用來使該驅動組件10可供裝配於該輪轂殼體901之左側或右側。

圖5為該離合機構100之輪轂襯套20佈設於該輪轂殼體901後之立體軸向剖視圖。該輪轂襯套20於本實施例為一環形件，係佈設於該容納空間909 內。該輪轂襯套20具有一外環面200及一內環面202，該外環面200係與該容室909之表面緊密貼合，用與該輪轂殼體901如同一體地轉動。該內環面202具有一凹環槽204，該部分的用處將於後詳述。

圖6為該離合機構100之其中一凸輪30之立體圖，圖7為該離合機構100之驅動組件10、凸輪30以及定位組件40之分解立體圖，圖8為該離合機構100之驅動組件10、凸輪30以及定位組件40之組合立體圖，圖9為該離合機構100之驅動組件10、凸輪30、定位組件40、輪轂襯套20以及輪轂殼體901組合後之剖視圖。

該凸輪30具有一本體300，一棘齒狀外表面302，一凹弧狀內表面304以及一第一凹槽306。於本實施例，各該凸輪30係以該本體300之一部分可滑動地容置於各該凸輪收容室140內，該棘齒狀外表面302係與該輪轂襯套20之該內環面202鄰接，該凹弧狀內表面304係與該凸輪收容室140之該第一坡面142鄰接並且可於該第一最低位置1420與該第一最高位置1422滑動。當各該凸輪30位於該第一最低位置1420時，該棘齒狀外表面302係脫離該輪轂襯套20之該內環面202，當各該凸輪30位於該第一最高位置1422時，該棘齒狀外表面302係與該輪轂襯套20之該內環面202貼接。

該定位組件40一般而言可為一O形彈性墊圈，一C形彈片或者其他類似之結構，用來將各該凸輪30可滑動地定位於各該凸輪收容室140內。於本實施例，該定位組件40包含一定位塊400以及一螺旋彈簧402。組合時，該定位塊400係容置於其中一凸輪收容室140內並且與該第二坡面144貼接，該螺旋彈簧402之勾扣端4020係嵌入該定位塊400之嵌孔4002內，該螺旋彈簧402之身部4022係分別環套於各該凸輪30之該第一凹槽306，該驅動套管14之一第二凹槽146以及該定位塊400之第三凹槽4004內，而該螺旋彈簧402之末端4024係貼接該第三凹槽4004上。藉此可將各該凸輪30可移動地定位於各該凸輪收容室140內。另外，該輪轂襯套20之凹環槽204係用來於需要時可容置該螺旋彈簧402。

圖10為該離合機構100之行星齒輪組件50，第一阻力組件60，第一制動組件70，一第二制動組件80以及一第二阻力組件90之分解立體圖，圖11為該行星齒輪組件50之太陽齒輪51之立體圖，圖12該太陽齒輪51，該行星齒輪組件50之外齒環52，該第一制動組件70與凸輪30之組合立體圖，圖13為該離合機構100之行星齒輪組件50、第一阻力組件60、第一制動組件70、第二制動組件80以及第二阻力組件90容置於該輪轂殼體901後之軸向剖視圖，圖14為離合機構100之行星齒輪架53，行星齒輪54，制動襯墊82，第二制動彈簧84以及第二阻力組件90從另一方向看的分解立體圖。

接下來，茲配合前揭各圖式對本發明之行星齒輪組件50，第一阻力組件60，第一制動組件70，第二制動組件80以及第二阻力組件90做更詳細的說明。

首先要說明的是行星齒輪組件50，於本實施例，該行星齒輪組件50包含有一太陽齒輪51，一外齒環52，一行星齒輪架53與三個行星齒輪54以及三支行星齒輪軸55。

該太陽齒輪51具有一齒輪部510，一自該齒輪部510之一側軸向延伸的凸盤512，一開口凹室514以及一第一軸孔516。該第一軸孔516係用來供該輪軸904套穿。該凸盤512具有一第一盤身5120以及一第二盤身5122。該第一盤身5120具有一環凹部5124。該第二盤身5122之外側面設有三個等間隔分佈之凹入5126。各該凹入5126在圓周方向上之寬度稍大於該凸輪30，用來使各該凸輪30之另一部分被收容於該凹入5126，如第12圖所示，藉此，各該凸輪30會被該太陽齒輪51所帶動。另外，如第13圖所示，該開口凹室514與所對應之一套筒905之一凸緣9050之間界定出一容納空間供容置該第一阻力組件60，於本實施例，該第一阻力組件60包含有至少一波浪彈簧62以及一墊圈64，如此，該第一阻力組件60即可對該太陽齒輪51產生一定的制動力。

該外齒環52具有一外環面520，一內齒部522，一凹口524。該外環面520設有多個間隔分布的凸肋5200，組合時，係使該外環面520與該輪轂殼體901之容納空間909內表面貼接並使各該凸肋5200嵌入該容納空間909內表面所設之凹溝910，藉此，該外齒環52將與該輪轂殼體901結合並隨著該輪轂殼體901轉動。

該行星齒輪架53，如圖14所示，係藉等間隔地佈置於其上之三支行星齒輪軸55可轉動地固接三個行星齒輪54。各該行星齒輪54則係分別與該太陽齒輪51之齒輪部510以及該外齒環52之內齒部522分別嚙接，此種佈置方式與一般之行星齒輪組相同，在此即不予詳述。該行星齒輪架53另外具有一第二軸孔530供該行星齒輪架53可轉動地穿設於該輪軸904上。

該第一制動組件70於本實施例為一第一制動彈簧，當然亦可為其他元件之組合。於本實施例，該第一制動彈簧70具有一螺旋狀身部72，一頭端74以及一呈彎折狀之尾端76。組合時，係自該頭端74開始以順時針方向將該螺旋狀身部72套設於該太陽齒輪51之第一盤身5120之環凹部5124上，該尾端76係嵌接於該外齒環52之凹口524內。藉此，當該外齒環52往一第一方向，即順時針方向轉動時，該第一制動彈簧70會束緊該太陽齒輪51之第一盤身5120，往一第二方向，即逆時針方向轉動時，該第一制動彈簧70會相對於該太陽齒輪51之第一盤身5120呈鬆弛狀態。於本實施例，順時針方向係指當該輪轂殼體901帶動車輪往前轉動之方向。逆時針方向係指當該輪轂殼體901帶動車輪往後轉動之方向。

於本實施例，該第二制動組件80包含有一制動襯墊82，以及一第二制動彈簧84。該制動襯墊82具有一凸環邊820，一凹環身822，以及一第三軸孔824。該第二阻力組90係包含有多數佈設於該第三軸孔824內表面之凸起92以及卡接片94。組合時，該制動襯墊82係藉由該凸環邊820嵌接於該行星齒輪架53之第二軸孔530之內表面532。同時，藉由該第二阻力組90之凸起92以及卡接片94產生一定阻力的方式套設於與其對應之一套筒905上。該第二制動彈簧84具有一螺旋 狀身部840，一頭端842以及一呈彎折狀之尾端844。組合時，係自一頭端842開始以逆時針方向將螺旋狀身部840環套於該該制動襯墊82之凹環身822，該尾端844係嵌入該該行星齒輪架53之一嵌孔534內。藉此，當該行星齒輪架53往順時針方向轉動時，該第二制動彈簧84會相對於該制動襯墊82呈鬆弛狀態，當該行星齒輪架53往逆時針方向轉動時，該第二制動彈簧84會束緊於該制動襯墊82之凹環身822，進而對該行星齒輪架53產生制動作用。

以下茲對該離合機構100的運作情形做詳細的說明：

1.請配合參閱圖2，圖3以及圖15，當自行車靜止或向前滑行時，如果騎乘者開始向前踩動踏板，鍊條(圖上未示)會帶動該驅動組件10向前轉動，從驅動側看，即圖2之箭頭方向所示，而從圖15看來，則是順時針方向的轉動。當該驅動組件10往順時針方向轉動時，各該凸輪30一開始係被該太陽齒輪51之凹入5126所限制，而該太陽齒輪51則被該第一阻力組件60所制動，於是，該驅動輪12將相對於各該凸輪30順時針方向轉動，此時，該驅動套管14之該第一坡面142將以抵靠各該凸輪30之該凹弧狀內表面304之方式移動，逐漸將各該凸輪30徑向地向外推移，而到達該第一最高位置1422，於是，各該凸輪30之該棘齒狀外表面302與該輪轂襯套20之該內環面202將緊密貼接。從而該驅動組件10與該輪轂殼體901接合而驅動自行車向前行進。

2.再來，要說明的是該驅動組件10未被自行車鍊條驅動一即騎乘者未做踩踏動作時，該離合機構100可使自行車自由地向前滑行之運作狀況。

當騎乘者未做踩踏動作並使自行車自由向前滑行時，同樣從前述之方向看，各該凸輪30將由該輪轂襯套20帶著相對於該驅動組件10往前轉動，即往順時針方向轉動。該輪轂殼體901則是帶著該外齒環52向前轉動，此時，該第一制動彈簧70會束緊於該太陽齒輪51之第一盤身5120，並克服該定位組件40之壓制，使該太陽齒輪51向前轉動，進而將各該凸輪30推入至該第一最低位置1420， 使各該凸輪30脫離該輪轂襯套20，於是該輪轂殼體901將完全與該驅動組件10分離，換言之，該離合機構100係維持在最大鬆弛狀態，而各該凸輪30也已到達其移動極限。在此狀況下，該第一制動彈簧70與該太陽齒輪51之第一盤身5120之間的摩擦力會被該輪轂殼體901向前轉動的力量所克服，而可相對於該太陽齒輪51滑動，而該第二制動彈簧84則維持於鬆弛狀態，不對該行星齒輪架53產生制動。於是，自行車即可自由地向前滑行。

3.最後，要說明的是該驅動組件10未被自行車鍊條驅動一即騎乘者未做踩踏動作時，該離合機構100可使自行車自由地向後滑行之運作狀況。

當騎乘者未做踩踏動作而使自行車自由向後滑行時，同樣從前述之方向看，該輪轂殼體901係向後旋轉，即以逆時針方向轉動。該外齒環52將被該輪轂殼體901帶著同樣以逆時針方向轉動，此時，該第二制動組件80之該第二制動彈簧84係呈束緊狀態，而該制動襯墊82則被該第二阻力組件90所拘束，因此，該行星齒輪架53將被制動，使其不會隨著轉動，各該行星齒輪54係被該外齒環52帶著往後轉動，該第一制動彈簧70則呈鬆弛狀態不再拘束該太陽齒輪51，於是該太陽齒輪51將克服該第一阻力組件60之阻力向前轉動進而將各該凸輪30推入該第一最低位置1420，使各該凸輪30脫離該輪轂襯套20。此時，該輪轂殼體901如繼續向後旋轉，該第二阻力組件90施加於該行星齒輪架53之摩擦力將被克服，於是該行星齒輪架53將往後旋轉而容許該太陽齒輪51保持在靜止狀態。換言之，該離合機構100將同樣維持在最大鬆弛狀態，而自行車則可自由地向後滑行。

另外，必須一提的是，當自行車在向後自由滑行時，由該離合機構100係維持在最大鬆弛狀態，因此，騎乘者向前踩磴之動力必須足以該第二制動組件80對該行星齒輪架53所施加的摩擦力。否則，該等摩擦力仍會使該太陽齒 輪51相對於該行星齒輪架53往前轉動，使各該凸輪30脫離該輪轂襯套20。如此，即可防止該輪轂殼體901與該驅動組件10的意外接合。

100:離合機構

901:輪轂殼體

902:輪轂螺栓

903:車架勾爪

904:輪軸

905:套筒

906:保護蓋機構

907:主軸承

908:肩部

909:容納空間

X-X’:軸心

Claims (18)

1. 一種自行車輪轂離合機構，該自行車輪轂具有一殼體以及一輪軸，該離合機構係容置於該殼體與該輪軸所界定的一容納空間，該離合機構包含有：一驅動組件，該驅動組件包含有一鏈輪以及一驅動套管，該鏈輪包含有若干相對於該輪軸徑向突出的鏈輪齒，一被該鏈輪所界定的一輪軸容納孔，用以收容該輪軸，該驅動套管從該鏈輪軸向地往該輪轂殼體突伸，該驅動套管至少具有一徑向內凹的第一凸輪收容室，該第一凸輪收容室至少具有一第一坡面；一輪轂襯套，該輪轂襯套包含一外環面及一內環面，該外環面係貼接於該容納空間之表面上；至少一凸輪，該凸輪包含有一本體，一外表面，以及一內表面，該本體之一部分係被收容於該凸輪收容室內，該外表面係與該輪轂襯套之內環面鄰接，該內表面係與該第一坡面鄰接，用以使該凸輪可沿該第一坡面移動；一定位組件，該定位組件係佈置於該凸輪之外表面，用以對該凸輪施加一徑向力而使其可移動地被收容於該凸輪收容室內；一行星齒輪組件，該行星齒輪組件係佈置於該輪轂殼體之該容納空間內，該行星齒輪組件包含有：一太陽齒輪，該太陽齒輪包含有一齒輪部，一自該齒輪部之一側軸向延伸且外徑大於該齒輪部之凸盤，以及一貫穿該齒輪部與該凸盤之第一軸孔，用以供該太陽齒輪可轉動地穿設於該輪軸上，該凸盤係與該驅動套管相鄰，並且至少具有一凹入，供容置該凸輪本體之另一部分，用以使該凸輪可隨該太陽齒輪移動； 一外齒環，該外齒環包含有一外環面以及一內齒部，該外環面係固接於該容納空間之表面上；以及一行星齒輪架，該行星齒輪架包含一第二軸孔，用以供該行星齒輪架可轉動地穿設於該輪軸上；至少一齒輪軸，該齒輪軸固接於該行星齒輪架上；以及至少一行星齒輪，該行星齒輪係可轉動地固接於該齒輪軸上，並且與該太陽齒輪之該齒輪部以及該外齒環之內齒部該嚙接；一第一阻力組件，該第一阻力組件係佈置於該太陽齒輪與該輪軸之間，用以對該太陽齒輪的轉動產生一定的阻力；一第一制動組件，該第一制動組件係佈置於該外齒環與該太陽齒輪之間，用以在該外齒環往一第一方向轉動時，對該太陽齒輪產生制動作用；一第二制動組件，該第二制動組件係佈置於該行星齒輪架與該輪軸之間，用以在該行星齒輪架往一相反於該第一方向之第二方向轉動時，對該行星齒輪架產生制動作用，以及一第二阻力組件，該第二阻力組件係佈置於該該行星齒輪架與該輪軸之間，用以對該行星齒輪架的轉動產生一定的阻力。
2. 如請求項1所述的自行車輪轂離合機構，其中該第一坡面包含有一第一最低位置，一第一最高位置以及一第一徑向高度，該第一徑向高度係自第一最低位置往該第一最高位置遞增。
3. 如請求項2所述的自行車輪轂離合機構，其中該該第一坡面係呈凸弧狀。
4. 如請求項3所述的自行車輪轂離合機構，其中該第一凸輪收容室更包含有一與該第一坡面對稱佈置之一第二坡面。
5. 如請求項1所述的自行車輪轂離合機構，其中包含有三個凸輪，該驅動套管更包含一第二及第三凸輪收容室，各該凸輪收容室係等間隔地布置，且分別容置一凸輪。
6. 如請求項3所述的自行車輪轂離合機構，其中該凸輪之外表面係呈棘齒狀，該內表面係呈凹弧狀用以對應該第一坡面。
7. 如請求項4所述的自行車輪轂離合機構，其中該定位組件包含一定位塊以及一螺旋彈簧，該定位塊係容置於該第一凸輪收容室內並且與該第二坡面貼接，該螺旋彈簧之一端係嵌入該定位塊內，該螺旋彈簧之身部係分別環套於該凸輪與該定位塊之外表面。
8. 如請求項1所述的自行車輪轂離合機構，其中該太陽齒輪更包含有一佈置於該第一軸孔一側的開口凹室，用以配合該輪軸收容該第一阻力組件。
9. 如請求項8所述的自行車輪轂離合機構，其中該第一阻力組件包含有至少一波浪彈簧以及一墊圈。
10. 如請求項1所述的自行車輪轂離合機構，其中該第一制動組件包含有一第一制動彈簧，該第一制動彈簧具有一螺旋狀身部，一頭端以及一呈彎折狀之尾端，該第一制動彈簧係自該頭端開始以順時針方向將該螺旋狀身部套設於該太陽齒輪之凸盤上，該尾端係嵌接於該外齒環上。
11. 如請求項10所述的自行車輪轂離合機構，其中該太陽齒輪之凸盤更包含有一環凹部用以收容該該第一制動彈簧之螺旋狀身部。
12. 如請求項10所述的自行車輪轂離合機構，其中該外齒環設有一凹口，用以供該第一制動彈簧之該尾端嵌接。
13. 如請求項1所述的自行車輪轂離合機構，其中包含有三支相距等間隔地佈置於該行星齒輪架上之齒輪軸，以及三個行星齒輪，係分別固接於各該齒輪軸上。
14. 如請求項1所述的自行車輪轂離合機構，其中該第二制動組件包含有一制動襯墊以及一第二制動彈簧；該制動襯墊係與該行星齒輪架連接，該第二制動彈簧包含有一螺旋狀身部，一頭端以及一呈彎折狀之尾端，該第二制動彈簧係自該頭端開始以逆時針方向將該螺旋狀身部套設於該該制動襯墊上，該尾端係嵌接於該行星齒輪架上。
15. 如請求項14所述的自行車輪轂離合機構，其中該行星齒輪架設有一嵌孔，供該第二制動彈簧之尾端嵌接。
16. 如請求項14所述的自行車輪轂離合機構，其中該制動襯墊包含有一凸環邊，用以供該制動襯墊嵌接於該行星齒輪架之第二軸孔之內表面。
17. 如請求項14所述的自行車輪轂離合機構，其中該制動襯墊更包含有一凹環身，用以供該第二制動彈簧之螺旋狀身部之套設。
18. 如請求項14所述的自行車輪轂離合機構，其中該制動襯墊更包含有一第三軸孔，供容設該輪軸，該第二阻力組件包含有多數佈設於該第三軸孔內表面之凸起以及卡接片。

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