TWM447323U

TWM447323U - 輪轂棘輪結構

Info

Publication number: TWM447323U
Application number: TW101215282U
Authority: TW
Inventors: Jun-Xiong Chen
Original assignee: Joy Ind Co Ltd
Priority date: 2012-08-09
Filing date: 2012-08-09
Publication date: 2013-02-21

Description

輪轂棘輪結構

本創作係有關於一種輪轂棘輪結構，尤指一種雙爪式之棘爪可確保傳動作業正常，其具構件簡單且提升使用壽命之功效者。

自行車之輪組與飛輪間設有一輪轂，且輪轂與飛輪間設有一棘輪結構，以作為輪組驅動行駛之傳動結構，因此輪轂棘輪結構之設計，與施力點及傳動的順暢有極大的影響。

一般常見設於輪組之輪轂棘輪結構，係於輪組輪軸上設有一輪轂，於該輪轂穿設有一心軸，該輪轂之一側設有一棘齒環及一套筒，該套筒之一端設有一棘爪部，以與棘齒環相組配，該棘爪部設有複數棘爪，各該棘爪內側設有一彈性件，以彈性抵頂於棘爪，且該棘爪卡抵於棘齒環，即可使該套筒組傳動輪轂，反之，當各該棘爪與棘齒環間相對反向轉動時，各該棘齒即會脫離棘齒環，且壓制彈性件，而使輪轂與棘爪部兩者之間呈空轉狀態，而無法傳動輪轂，俾提供該套筒與輪轂間之單向傳動功效者。

該棘爪之彈性件形式，常見者大致可分為扭簧式及彈片式。

按，習知扭簧式彈性件之輪轂棘輪結構，如國內第096118831號發明專利所揭露之「自行車輪轂總成」，包含：輪轂軸；驅動器，其被可旋轉地支撐於該輪轂軸；輪轂殼，其被可旋轉地支撐於該輪轂軸；動力傳輸機構，其被設置在該驅動器與該輪轂殼之間，用來將旋轉動力從該驅動器經由至少第一動力傳輸路徑及第二動力傳輸路徑而傳送至該輪轂殼；棘爪，其形成為在轉矩沿著該第一動力傳輸路徑被傳遞之下在該驅動器與該輪轂殼之間傳遞轉矩；及棘爪撤回構件，其形成為在轉矩經由該第二動力傳輸路徑被傳輸之下限制該棘爪的移動，其中該棘爪撤回構件包含滑動彈簧，該滑動彈簧形成為在轉矩經由該第二動力傳輸路徑被傳輸之下將該棘爪撤回構件驅策至與該棘爪接合。

另一習知彈片式彈性件之輪轂棘輪結構，如國內第096131291號發明專利所揭露之「自行車輪轂總成」，包含有：一輪轂，具有一軸孔與一同軸穿設於該軸孔之心軸，該輪轂於該軸孔定義出一內環面，該輪轂之內環面具有複數齒槽，各該齒槽沿該輪轂之軸孔徑向凹陷而成，且各該齒槽的斷面形狀概呈梯形；一棘輪，同軸套設於該輪轂之心軸，該棘輪定義出一外環面，該棘輪之外環面對應該輪轂之內環面，且該棘輪之外環面具有一容置槽；一棘爪，具有一樞轉端與一齒端，該棘爪之樞轉端可選擇性地設於該容置槽兩端的其中一端，該棘爪之齒端嵌入其中一該齒槽，並推抵該齒槽之槽壁；以及一彈性件，以其一端可選擇性地設於該容置槽兩端的另一端，並以其另一端抵頂該棘爪之齒端，用以提供該棘爪回復之力量。

上述所揭結構中，前者係將動力傳輸機構設置於驅動器與輪轂殼之間，其中棘爪一端套設有彈簧且設置於驅動器之凹部內，轉矩沿著第一組動力傳輸路徑或第二組動力傳輸路徑中的任一個被傳輸，棘爪形成為驅動器與輪轂殼之間傳遞轉矩，棘爪被彈簧偏壓至與第一環形齒輪的內部棘輪齒接合，而傳動輪轂殼旋轉，反之，當驅動器反向旋轉時，滑動彈簧之凸出部移動至與棘爪接觸，使棘爪被撤回位置且完全脫離棘輪齒，且可達棘爪撤回時寂靜無聲之功效；後者則是將棘輪外環面之容置槽內的兩端相對設有一凹部，使棘爪設於其一凹部，該彈性件係為彈片，且彈性件一端設於另一凹部，另端並抵頂於棘爪，以驅動輪轂轉動，且於輪轂改變組裝方向時，可便利交換棘爪與彈性件位置。

惟，無論係扭簧式或彈片式之彈性件，由於棘爪僅具有一爪部，經長期嚙合產生磨損後，會因為棘爪變形而無法確實嚙合驅動或卡死，而影響整體結構之傳動效果，且由於棘爪之設置方式均屬於開放式結構，各棘爪亦為獨立式，容易因為振動或撞擊，而使得彈性件側向位移脫出，或偏移呈卡死狀況，又彈性件端部呈銳角容易使棘爪卡死，而無法穩固抓掣棘齒環，而造成結構失效，且輪轂與套筒組間無防水防護設計，容易造成水份或異物滲入輪轂內部，而造成構件生鏽或損壞，整體結構確有待改良之必要者；故本創作人，針對前述問題進一步提供一具實用創新之輪轂棘輪結構。

有鑑於此，本創作所揭露之輪轂棘輪結構，其包含有：一輪轂座，係為中空座體，其軸心穿設有一輪軸，該輪轂座一側凹設有一容槽；一套筒，其外部套設有一飛輪組，該套筒外部之一側形成有凸狀外徑之一階緣部，該階緣部遠離套筒之一側設有一棘爪座，該棘爪座外徑設有複數棘爪槽，各該棘爪槽內部二端分別設有弧狀之一第一容設部及一第二容設部；一棘齒組，係由複數棘爪、複數彈性件及一棘齒環所組成，該棘爪設有弧狀之一組設端，且另端延伸設有一第一爪及一第二爪，該棘爪遠離第一爪及第二爪之一側設有一限位槽，令各該棘爪之組設端設置於該第一容設部內，該彈性件之一端設置於該第二容設部內，另端設有預設彎弧角度之一接觸部，令該接觸部抵頂於該限位槽，該棘爪座於棘爪槽遠離套筒之一側設有一固定件，以擋止於各該棘爪，該棘齒環係設於該容槽內，該棘齒環內周設有複數棘齒，令該套筒設置於輪轂座之一側，且與該輪軸相互穿設，令各該棘爪與棘齒相互嚙合；藉由上述構件，該棘爪具有雙爪，當該第一爪磨損後，可藉該第二爪與棘齒相互嚙合，即可繼續傳動，又該彈性件彎弧狀之接觸部設計，可避免干涉及棘爪卡死，確保傳動作業正常，同時其構件簡單、可延長使用壽命，整體結構可達便利實用性者。

本創作目的之一即在提供一種輪轂棘輪結構，係於輪轂座一側設有一棘齒環及一套筒，該套筒之一側設有一棘爪座，該棘爪座設有複數棘爪槽以供棘爪容設，該棘爪設有一第一爪及一第二爪，該第一爪與棘齒環之棘齒相互嚙合，且該第二爪與對應之棘齒間具有間距，利用該套筒旋轉以傳動棘齒環及輪轂座旋轉，當該第一爪磨損時，即可藉該第二爪與對應之棘齒相互嚙合，以繼續傳動該棘齒環及輪轂座旋轉，無須更換該棘爪，確保輪轂棘輪結構之傳動作業正常，且其構件簡單，則達極佳創新實用性及便利性者。

本創作目的之二即在提供一種輪轂棘輪結構，該棘爪座遠離套筒之一側設有一固定件，可避免各該棘爪側向脫出棘爪座，提供穩固定位之功效者。

本創作目的之三即在提供一種輪轂棘輪結構，該棘爪內側設有一限位槽，且該限位槽二側設有一抵緣，該彈性件一端設有彎弧角度之一接觸部並抵頂於限位槽，且受二側之抵緣阻擋，可避免彈性件側向脫出，並藉該接觸部彎弧狀設計，可避免干涉產生棘爪卡死之狀況，確達極佳創新實用性者。

本創作目的之四即在提供一種輪轂棘輪結構，該輪轂座與套筒間設有一阻擋件，且於該套筒另側與輪軸間設有一阻擋件，防止水份或異物進入內部，避免構件生銹或異物造成磨損之情事，確保構件運作正常。

首先請參照第一~八圖，本創作所提供之一種輪轂棘輪結構，其主要包含有：一輪轂座(10)、設於該輪轂座(10)一側之一套筒(20)、及一棘齒組(30)。

該輪轂座(10)，係為中空座體，其中央軸心處穿設有一輪軸(11)，該輪轂座(10)一側凹設有一容槽(12)，該容槽(12)內側緣部位環設形成有凹階狀之複數凹槽(13)或凸部，於本實施例中，係於該容槽(12)內側緣部位軸向設有十二個凹槽(13)或凸部；該容槽(12)外側緣處徑向環設有一第一定位槽(14)。

該套筒(20)，其內部二側分別設有至少一軸承(21)(211)，該套筒(20)外部可供一飛輪組套設，以傳動該套筒(20)作同步旋轉；該套筒(20)外部之一側形成有凸狀外徑之一階緣部(22)，該階緣部(22)徑向環設有一第二定位槽(221)；該階緣部(22)遠離套筒(20)之一側一體形成有一棘爪座(23)，其外徑設有複數棘爪槽(24)，各該棘爪槽(24)間係以不等距環設於棘爪座(23)外徑，於各該棘爪槽(24)內部二端分別設有弧狀之一第一容設部(25)及一第二容設部(26)，該第一容設部(25)內側緣設有一第一樞接部(261)，其係為一凹部或為一凸部。

該棘齒組(30)，係由複數棘爪(31)、複數彈性件(32)及一棘齒環(33)所組成，各該棘爪(31)係分別容設於棘爪座(23)之各該棘爪槽(24)內，該棘爪(31)具有弧狀之一組設端(311)，且朝另端延伸設有預設夾角之一第一爪(312)及一第二爪(313)，且該第一爪(312)係位於棘爪(31)之最外端，該棘爪(31)遠離第一爪(312)及第二爪(313)之一側設有一限位槽(314)，該限位槽(314)二側分別凸設形成有一抵緣(315)；該組設端(311)之一側設有一第二樞接部(316)，其係對應該第一樞接部(261)而相對設為一凸部或一凹部；令該棘齒(31)組設端(311)設置於棘爪槽(24)之第一容設部(25)內，且令該第一樞接部(261)與第二樞接部(316)相互樞接，該第一爪(312)及第二爪(313)係朝外側設置，使該棘爪(31)可相對於第一容設部(25)作旋轉，且該第一樞接部(261)與第二樞接部(316)可提供樞接及定位之效果。

該彈性件(32)係呈片狀，其具有一第一端(321)及一第二端(322)，該第一端(321)係朝彈性件(32)之一側彎折呈圓形，以供容置於該第二容設部(26)內，該彈性件(32)遠離第一端(321)之一端彎折預設角度後形成該第二端(322)，該第二端(322)與彈性件(32)間具有預設彎弧角度之一接觸部(323)，且該第一端(321)與第二端(322)之彎折方向呈相反，使該接觸部(323)抵頂於棘爪(31)之限位槽(314)，可提供該棘爪(31)回復之力量，且該接觸部(323)受二側抵緣(315)之擋止而不會側向位移脫出；該棘爪座(23)於棘爪槽(24)遠離套筒(20)之一側環設有一卡槽(222)，以供一固定件(27)嵌卡，該固定件(27)呈圈狀，其可為一C形件，藉該固定件(27)擋止於各該棘爪(31)之外側，可有效防止各該棘爪脫出棘爪槽(24)。

該棘齒環(33)，係設於該容槽(12)內側，該棘齒環(33)內周連續設有複數棘齒(331)，該棘齒環(33)且外周對應容槽(12)而相對設有十二個凸部(332)或凹槽，使該棘齒環(33)設置於容槽(12) 內，且該凸部(332)與凹槽(13)相互嵌設定位，其中該十二個凸部(332)與凹槽(13)之設計，可提升扭力，增加傳動力量；令該套筒(20)設置於輪轂座(10)之一側，且與該輪軸(11)相互穿設，該套筒(20)遠離輪轂座(10)之一側設有一結合件(28)，以與該輪軸(11)相互鎖接結合，於該容槽(12)與階緣部(22)間設有一軸承(212)，並將各該棘爪(31)之第一爪(312)與棘齒(331)相互嚙合，則該第二爪(313)與棘齒(331)間形成有一間距(L)；於該輪轂座(10)第一定位槽(14)與棘爪座(23)第二定位槽(221)間設有片狀一第一阻擋件(29)，且於該套筒(20)與結合件(28)間設有片狀之一第二阻擋件(291)，藉該第一阻擋件(29)與第二阻擋件(291)之設置，以阻擋水份或異物進入內部，避免構件生鏽或損壞，以確保構件作動正常；藉該套筒(20)之旋轉，配合該棘爪(31)與棘齒(331)嚙合，而可帶動該棘齒環(33)及輪轂座(10)產生同步旋轉，反之，當該套筒(20)反向旋轉時，各該棘齒(31)受棘齒環(331)壓制，使該彈性件(32)受壓制，同時該第一爪(312)脫離棘齒(331)，而無法傳動該輪轂座(10)，以提供該輪轂座(10)可單向旋轉之功效者。

藉由上述構件，該棘爪(31)具有二爪，當第一爪(312)磨損時，可藉第二爪(313)與棘齒(331)嚙合，確保傳動功能不受影響，又該彈性件(32)之接觸部(323)具有預設彎弧角度，且抵頂於棘爪(31)之限位槽(314)，可避免該棘爪(31)產生卡死狀況，同時整體結構之構件簡單，可提高構件使用壽命，故整體結構極具實用便利性者。

為供進一步瞭解本創作構造特徵、運用技術手段及所預期達成之功效，茲將本創作使用方式加以敘述如下：

本創作之組設，係將該棘齒環(33)設置於輪轂座(10)之容槽(12)內，接著將各該棘爪(31)設於棘齒槽(23)之第一容設部(25)內，並將各該彈性件(32)設於第二容設部(26)內，且將該固定件(27)嵌設於卡槽(222)，再接著將該套筒(20)設於輪轂座(10)之一側，並與該輪軸(11)相互穿設，使該棘爪座(23)設於容槽(12)內，且使該棘爪(31)第一爪(312)與棘齒環(33)棘齒(331)相互嚙合，並將該第一阻擋件(29)設於容槽(12)及階緣部(22)之間，且將該結合件(28)與輪軸(11)相互鎖緊固定，並將該第二阻擋件(291)設於套筒(20)及結合件(28)之間，即組設完成。

本創作之使用，請參照第六圖所示，當該套筒(20)旋轉，配合該棘爪(31)第一爪(312)與棘齒(331)嚙合，而可帶動該棘齒環(33)及輪轂座(10)產生同步旋轉；反之，請參照第七圖所示，當該套筒(20)反向旋轉時，各該棘齒(31)受棘齒環(331)壓制，使該彈性件(32)受壓縮，同時該第一爪(312)脫離棘齒(331)，則該套筒(20)與輪轂座(10)間相對呈空轉狀態，以提供該輪轂座(10)可作單向旋轉之功效者；再者，由於各該棘爪槽(24)間係不等距設置，當其中相對之一組棘爪(31)與棘齒(331)嚙合時，下一組之棘爪(31)即預備進入與對應之棘齒(331)嚙合，使該套筒(20)經空轉後並反轉以繼續嚙合傳動時，可使下一棘爪(31)隨即與最接近之棘齒(331)嚙合，以傳動該輪轂座(10)旋轉，達到快速嚙合傳動之效果。

請參照第六圖所示，當該棘爪(31)之第一爪(312)與棘齒(331)相互嚙合時，該第二爪(313)部分與棘齒(331)嚙合，且其間具有間距(L)，即係藉由該第一爪(312)傳動棘齒環(33)及輪轂座(10)；當該第一爪(312)經磨耗缺損時，請參照第八圖所示，則該第一爪(312)與棘齒(331)間會產生間距而無法嚙合，此時該第二爪(313)即可與對應之棘齒(331)相互嚙合，則使該第一爪(312)可抵頂於對應之棘齒(331)間，且消除該第一爪(312)與棘齒(331)之間距，使該棘爪(31)可藉第二爪(313)傳動棘齒環(33)及輪轂座(10)，達到確保傳動作業正常及提升該棘爪(31)使用壽命之功效。

本創作該套筒(20)之棘爪(31)，係設有第一爪(312)及第二爪(313)，該第一爪(312)與輪轂座(10)一側棘齒環(33)之棘齒(331)相互嚙合，且該第二爪(313)與對應之棘齒(331)間具有間距(L)，利用該套筒(20)旋轉，及配合第一爪(312)與棘齒(331)嚙合，以傳動該棘齒環(33)及輪轂座(10)旋轉，當該第一爪(312)經長期使用而磨耗缺損時，即可藉該第二爪(313)與對應之棘齒(331)相互嚙合，以繼續傳動該棘齒環(33)及輪轂座(10)旋轉，避免因棘爪(31)磨損而無法與棘齒(331)嚙合，而影響傳動功能，該第二爪(313)可立即替補第一爪(312)，無須更換該棘爪(31)，確保輪轂棘輪結構之傳動作業正常，且其構件簡單，則達極佳創新實用性及便利性者；再者，該棘爪座(23)遠離套筒(20)之一側設有固定件(27)，即可避免各該棘爪(31)側向脫出棘爪座(23)，提供穩固定位之功效者。

該棘爪(31)內側設有限位槽(314)，且該限位槽(314)二側設有抵緣(315)，該彈性件(32)一端設有彎弧角度之接觸部(323)，該接觸部(323)抵頂於限位槽(314)，且受二側之抵緣(315)阻擋，可避免彈性件(32)側向脫出，並藉該接觸部(323)彎弧狀設計，可避免干涉產生棘爪(31)卡死之狀況，確達極佳創新實用性者；該輪轂座(10)容槽(12)與套筒(20)間設有第一阻擋件(29)，且於該套筒(20)另側與輪軸(11)間設有第二阻擋件(291)，可防止水份或異物進入內部，避免產生構件生銹或異物造成磨損之情事，確保構件運作正常。

該輪轂座(10)容槽(12)與棘齒環(33)間設有十二組相對組配之凹槽(13)與凸部(332)，可使傳動時之扭力增加，有效提升傳動力量，提供極佳實用性者。

綜合上述，本創作所揭露之「輪轂棘輪結構」，係提供一具雙爪棘爪(31)之棘輪結構，該棘爪(31)設有第一爪(312)及第二爪(313)，利用該第一爪(312)與輪轂座(10)內之棘齒環(33)棘齒(331)相互嚙合，配合套筒(20)之旋轉以傳動輪轂座(10)作單向旋轉，當該第一爪(312)磨損後，可藉該第二爪(313)與對應之棘齒(331)相互嚙合，即可繼續傳動旋轉，該棘爪(31)內側設有彈性件(32)，該彈性件(32)之一端具有彎弧狀之接觸部(323)以抵頂於棘爪(31)，可避免干涉及棘爪(31)卡死，整體可提供確保傳動作業正常之效果，同時其構件簡單、可延長使用壽命，俾使整體確具產業實用性及創新效益，且其構成結構又未曾見於諸書刊或公開使用，誠符合新型專利申請要件，懇請鈞局明鑑，早日准予專利，至為感禱。

需陳明者，以上所述乃是本創作之具體實施例及所運用之技術原理，若依本創作之構想所作之改變，其所產生之功能作用仍未超出說明書及圖式所涵蓋之精神時，均應在本創作之範圍內，合予陳明。

(L)‧‧‧間距

(10)‧‧‧輪轂座

(11)‧‧‧輪軸

(12)‧‧‧容槽

(13)‧‧‧凹槽

(14)‧‧‧第一定位槽

(20)‧‧‧套筒

(21)‧‧‧軸承

(211)‧‧‧軸承

(22)‧‧‧階緣部

(221)‧‧‧第二定位槽

(222)‧‧‧卡槽

(23)‧‧‧棘爪座

(24)‧‧‧棘爪槽

(25)‧‧‧第一容設部

(26)‧‧‧第二容設部

(261)‧‧‧第一樞接部

(27)‧‧‧固定件

(28)‧‧‧結合件

(29)‧‧‧第一阻擋件

(291)‧‧‧第二阻擋件

(30)‧‧‧棘齒組

(31)‧‧‧棘爪

(311)‧‧‧組設端

(312)‧‧‧第一爪

(313)‧‧‧第二爪

(314)‧‧‧限位槽

(315)‧‧‧抵緣

(316)‧‧‧第二樞接部

(32)‧‧‧彈性件

(321)‧‧‧第一端

(322)‧‧‧第二端

(323)‧‧‧接觸部

(33)‧‧‧棘齒環

(331)‧‧‧棘齒

(332)‧‧‧凸部

第一圖為本創作一較佳實施例之立體外觀圖。

第二圖為本創作一較佳實施例之立體分解示意圖。

第三圖為本創作一較佳實施例棘爪之立體放大圖。

第四圖為本創作一較佳實施例之組合剖視圖。

第五圖為本創作一較佳實施例之側面剖視圖。

第六圖為本創作一較佳實施例之剖視放大圖一。

第七圖為本創作一較佳實施例之動作剖視放大圖。

第八圖為本創作一較佳實施例之剖視放大圖二。