TWM486561U

TWM486561U - 輪轂棘爪結構

Info

Publication number: TWM486561U
Application number: TW103200675U
Authority: TW
Inventors: Sheng-Cang Wu
Original assignee: King Kong Machinery Co Ltd
Priority date: 2014-01-13
Filing date: 2014-01-13
Publication date: 2014-09-21

Description

輪轂棘爪結構

本創作係隸屬一種自行車之輪轂技術領域，具體而言係指一種可產生單向傳動的輪轂棘爪結構，藉以提升結構強度，且能縮小卡掣間隙。

按，自行車係一種極其方便之交通工具，其係於車架前、後上分設有一車輪，並於車架中設有供踩踏驅動之曲柄踏板，其係利用雙腳力量踩踏使其行進，而具有健身、休閒、代步上的效果。現有自行車後輪之輪軸上組裝有一輪轂以及一鏈輪支撐件，以供後輪以及後齒盤固定，且後輪之輪轂與鏈輪支撐件間設有一可單向傳動之棘爪結構，當自行車之踏板於正向踩踏時，受鏈條驅動之鏈輪支撐件可透過棘爪結構驅動輪轂帶動車輪轉動，使自行車前進，而在踏板非繼續正向踩踏時，則為不影響車輪轉動方向，鏈輪支撐件與輪轂間的棘爪結構會自動呈非嚙合狀態而形成空轉；現有輪轂棘爪結構主要由一內緣具有棘齒的轂殼、一鏈輪支撐件及複數棘塊所組成，其中棘塊可配合單向卡掣轂殼的棘齒，而習知的該鏈輪支撐件的各棘塊有的是以一剛性較強的彈性扣件圈束各棘塊，使該各棘塊限位，並輔助各棘塊復位之用，作動時，轂殼的棘齒與鏈輪支撐件的棘塊卡掣而形成帶動，反向作動時，轂殼的棘齒則下壓鏈輪支撐件的棘塊，使鏈輪支撐件形成空轉而不帶動；惟當該鏈輪支撐件是僅設置三個棘塊時，各棘塊之間的距離較大，因此在每一棘塊作動時並不會產生使彈性扣件連動而相互影響；但為了增加棘塊嚙合的效率，因此又於鏈輪支撐件上設置六個棘塊的設計，以縮短各棘塊之間的距離，也因如此，由於各棘塊之間的距離縮短了，當棘塊產生動作時，便會連帶影響圈束相鄰棘塊的彈性扣件，使相鄰棘塊產生非預期中的動作；另外，當棘塊持續地作動，使該彈性元件便會不斷地受到撐張、復位，使該彈性元件非常容易產生彈性疲乏，而影響卡掣嚙合動作的順暢度。

為此部份業者改以調整轂殼的棘齒數目來克服前述問題，然而當棘齒數目較多時，，例如棘齒數目為90時，雖可縮小卡掣間隙的反應時間，但其會造成棘齒高度及強度不足，而可以發生滑齒、甚至崩齒損壞的現象。反之棘齒數目為45時，雖然棘齒高度及強度較佳，但卡掣間隙的反應時間長，造成其卡掣聲響變慢，而不具響亮性，音感不佳；換言之，受限於現有輪轂棘爪結構的設計未臻完善，造成其存在有間隙過大造成卡掣不順暢、又或因間隙小而強度不足的問題，甚至因而使得該些棘齒與棘塊彼此之間受力不平均而快速地磨損，因此如何改善這些問題，係目前輪轂的重要課題。

緣是，本創作人秉持多年該相關行業之豐富設計開發及實際製作經驗，針對現有之結構及缺失予以研究改良，終於成功的開發出一種輪轂棘爪結構，藉以克服現有輪轂無法同時兼具卡掣間隙小及棘齒強度高所造成的缺憾。

因此，本創作之主要目的係在提供一種輪轂棘爪結構，藉以能縮小其卡掣間隙，使卡掣動作更為順暢，以提升其驅動效果。

又，本創作之另一主要目的係於提供一種輪轂棘爪結構，其能提高結構強度，避免發生滑齒及崩齒的現象，以增進驅動的確實性，且能延長其使用壽命。

為此，本創作主要係透過下列的技術手段，來具體實現本創作的各項目的與效能：其包含有：一轂體，該轂體中心具有一供一輪軸穿樞之輪軸孔，且轂體於其中一端具有一環狀轂殼，該轂殼內緣形成有複數等角設置之棘齒；一鏈輪支撐件，該鏈輪支撐件係樞設於前述輪軸上，且該鏈輪支撐件具有一對應轂殼棘齒之棘輪筒；一正位棘爪組，該正位棘爪組係由二個或二個以上之棘塊與齒槽所構成，其中棘塊與齒槽的數量為轂殼棘齒齒數之因數，而各該齒槽係軸向形成於前述棘輪筒之外表面，且各齒槽內分設有一個棘塊，又各該棘塊具有受棘齒推壓後產生單向卡掣之回復預力；至少一錯位棘爪組，各該錯位棘爪組係由二個或二個以上之棘塊與齒槽所構成，其中棘塊與齒槽的數量為轂殼棘齒齒數之因數，且各該錯位棘爪組之棘塊及齒槽數量與正位棘爪組之棘塊及齒槽數量相等，另各該錯位棘爪組之各該齒槽係軸向形成於前述棘輪筒之外表面，且錯位棘爪組之齒槽與正位棘爪組之齒槽呈交錯狀設置，並先令各該錯位棘爪組齒槽與正位棘爪組齒槽形成等角狀分佈，再令各該錯位棘爪組齒槽與該等角保持一角度差，且該角度差總和小於前述每一棘齒至中心的夾角，另各齒槽內分設有一個棘塊，又各該棘塊具有受棘齒推壓後產生單向卡掣之回復預力。

藉此，透過上述技術手段的具體實現，讓本創作之鏈輪支撐件與轂體能縮小其卡掣間隙，使卡掣動作更為順暢，以提升其驅動效果，同時可以保持轂殼棘齒的大小，使其兼具強度，避免發生跳齒或崩齒的現象，增進其驅動的確實性，進一步並可減少磨耗，以延長其使用壽命，故本創作之輪轂棘爪結構在『縮小卡掣間隙、確實性、強度及使用壽命』等方面較現有者更具功效增進。

為使貴審查委員能進一步了解本創作的構成、特徵及其他目的，以下乃舉本創作之若干較佳實施例，並配合圖式詳細說明如后，同時讓熟悉該項技術領域者能夠依據本說明書具體實施。

(10)‧‧‧轂體

(11)‧‧‧輪軸孔

(12)‧‧‧輪軸

(15)‧‧‧轂殼

(16)‧‧‧棘齒

(20)‧‧‧鏈輪支撐件

(21)‧‧‧棘輪筒

(30)‧‧‧正位棘爪組

(31)‧‧‧齒槽

(32)‧‧‧環扣槽

(35)‧‧‧棘塊

(36)‧‧‧嵌槽

(38)‧‧‧彈性扣件

(40)‧‧‧錯位棘爪組

(41)‧‧‧齒槽

(42)‧‧‧環扣槽

(45)‧‧‧棘塊

(46)‧‧‧嵌槽

(48)‧‧‧彈性扣件

第一圖：係本創作之輪轂棘爪結構的立體分解示意圖，供說明其各元件之態樣及其相對關係。

第二圖：係本創作之輪轂棘爪結構的外觀示意圖。

第三圖：係本創作之輪轂棘爪結構於動作前的端面狀態示意圖。

第四圖：係本創作之輪轂棘爪結構於動作後的端面狀態示意圖。

本創作係一種輪轂棘爪結構，隨附圖例示本創作之具體實施例及其構件中，所有關於前與後、左與右、頂部與底部、上部與下部、以及水平與垂直的參考，僅用於方便進行描述，並非限制本創作，亦非將其構件限制於任何位置或空間方向。圖式與說明書中所指定的尺寸，當可在不離開本創作之申請專利範圍內，根據本創作之具體實施例的設計與需求而進行變化。

而本創作的詳細構成，則如第一、二圖所揭示者，該輪轂棘爪結構包含有一轂體(10)、一鏈輪支撐件(20)一正位棘爪組(30)及至少一錯位棘爪組(40)組成，其中正位棘爪組(30)與各該錯位棘爪組(40)分別組設於鏈輪支撐件(20)上，供分別相對轂體(10)產生單向傳動；所述之中空轂體(10)可供利用複數幅條固定一環狀輪框而形成車輪【幅條及輪框圖中未示】，且該轂體(10)中心具有一供輪軸(12)穿樞之輪軸孔(11)，轂體(10)並於其中一端鎖設有一環狀轂殼(15)，該轂殼(15)內緣全圓周表面形成有複數等角設置之棘齒(16)，供前述鏈輪支撐件(20)組設；而所述之鏈輪支撐件(20)係樞設於前述輪軸(12)上，且該鏈輪支撐件(20)具有一對應轂體(10)轂殼( 15)之棘輪筒(21)，該棘輪筒(21)可供安裝前述之正位棘爪組(30)及各該錯位棘爪組(40)；又所述之正位棘爪組(30)至少二個或二個以上之棘塊(35)、至少二道或二道以上對應齒塊(35)之齒槽(31)及至少一供各該棘塊(35)產生回復預力之彈性扣件(38)所組成，其中齒槽(31)與棘塊(35)的數量係為前述轂殼(15)棘齒(16)之因數，例如當轂殼(15)具為45個【45T】棘齒(16)時，該正位棘爪組(30)之棘塊(35)可為3個、5個等等。當轂殼(15)具為60個【60T】棘齒(16)時，該正位棘爪組(30)之棘塊(35)可為2個、3個、4個、5個及6個等等。又當轂殼(15)具為90個【90T】棘齒(16)時，該正位棘爪組(30)之棘塊(35)可為2個、3個、5個及6個等等。另正位棘爪組(30)可以是一個彈性扣件(38)同步扣掣各該棘塊(35)、又或各該棘塊(35)具有一個對應的彈性扣件(38)，供限制棘塊(35)、且令棘塊(35)產生卡扣齒槽(31)之回復預力；而本創作正位棘爪組(30)係以三個棘塊(35)為最佳實施例，其係於鏈輪支撐件(20)之棘輪筒(21)外表面形成有三道等角之軸向齒槽(31)，且棘輪筒(21)外表面並具有一道跨經各齒槽(31)之環扣槽(32)，再者各該齒槽(31)上分別設有一棘塊(35)，各該棘塊(35)上表面中心具有對應之嵌槽(36)，且各棘塊(35)之嵌槽(36)並相對棘輪筒(21)上的環扣槽(32)，供利用一彈性扣件(38)圈束各棘塊(35)，使各該棘塊(35)限位於棘輪筒(21)齒槽(31)內，使正位棘爪組(30)之各該棘塊(35)可同步單向卡掣轂體(10)轂殼(15)之棘齒(16)，且當棘塊(35)於越過各棘齒(16)而下壓時，彈性扣件(38)可令各棘塊(35)產生向上復位之預力，供下一次向上嵌卡轂殼(15)棘齒(16)之用；至於所述之各該錯位棘爪組(40)至少二個或二個以上之棘塊(45)、至少二道或二道以上對應齒塊(45)之齒槽(41)及至少一供各該棘塊(45)產生回復預力之彈性扣件(48)所組成，其中齒槽(41)與棘塊(45)的數量係為前述轂殼(15)棘齒(16)之因數，例如當轂殼(15)具為45個【45T】棘齒(16)時，該錯位棘爪組(40)之棘塊(45)可為3個、5個等等。當轂殼(15)具為60個【60T】棘齒(16)時，該錯位棘爪組(40)之棘塊(45)可為2個、3個、4個、5個及6個等等。又當轂殼(15)具為90個【90T】棘齒(16)時，該錯位棘爪組(40)之棘塊(45)可為2個、3個、5個及6個等等。另錯位棘爪組(40)可以是一個彈性扣件(48)同步扣掣各該棘塊(45)、又或各該棘塊(45)具有一個對應的彈性扣件(48)，供限制棘塊(45)、且令棘塊(45)產生卡扣齒槽(41)之回復預力。再者同一輪轂棘爪結構之各該錯位棘爪組(40)之棘塊(45)數目與該正位棘爪組(40)之棘塊(45)相等；當本創作以單一錯位棘爪組(40)及三個棘塊(35)為最佳實施例，其係於鏈輪支撐件(20)之棘輪筒(21)外表面形成有三道等角之軸向齒槽(41)，且錯位棘爪組(40)之齒槽(41)與正位棘爪組(30)之齒槽(31)呈交錯狀設置，並先令該錯位棘爪組(40)齒槽(41)與正位棘爪組(30) 齒槽(31)形成等角狀分佈，亦即各相差60度【當具有二組錯位棘爪組時，則連同正位棘爪組共有9個棘塊，則係呈40度等角分佈】，再令錯位棘爪組(40)齒槽(41)與該等角度位置保持一角度差θ，該角度差θ小於前述轂殼(15)每一棘齒(16)至中心的夾角【如為二組以上之錯位棘爪組時，所有錯位棘爪組之角度差相加，不超過每一棘齒之夾角】，例如轂殼(15)具有45個棘齒(16)，則每一棘齒(16)夾角度8度，故其角度差θ為2度~6度，本創作之最佳角度差θ為4度，再者錯位棘爪組(40)並於棘輪筒(21)外表面並具有一道跨經各齒槽(41)之環扣槽(42)，再者各該齒槽(41)上分別設有一棘塊(45)，各該棘塊(45)上表面中心具有對應之嵌槽(46)，且各棘塊(45)之嵌槽(46)並相對棘輪筒(21)上的環扣槽(42)，供利用一彈性扣件(48)圈束各棘塊(45)，令該各棘塊(45)限位，使錯位棘爪組(40)之各該棘塊(45)可同步單向卡掣轂體(10)轂殼(15)之棘齒(16)，且當棘塊(45)於越過各棘齒(16)而下壓時，彈性扣件(48)可令各棘塊(35)產生向上復位之預力，供下一次向上嵌卡轂殼(15)棘齒(16)之用；藉此，使錯位棘爪組(40)與正位棘爪組(30)形成非同步卡掣，如此可在不改變轂殼(15)棘齒(16)的狀況下，增進鏈輪支撐件(20)與轂體(10)卡掣驅動的機會，而組構成一兼具結構強度與卡掣效率之輪轂棘爪結構者。

經由前述之結構設計，本創作之實際運用，則係如第二、三及四圖所顯示者，操作上，係當踏板反轉時，由於鏈輪支撐件(20)上等角設置錯位棘爪組(40)與正位棘爪組(30)間具有一角度差θ，因此當正轉時，正位棘爪組(30)之棘塊(35)可與轂體(10)轂殼(15)之棘齒(16)咬合，而錯位棘爪組(40)之棘塊(45)則形成未咬合狀、且略為被下壓，同時利用其彈性扣件(48)產生回復預力；當係當踏板再次反轉時，則正位棘爪組(30)之棘塊(35)可與轂體(10)轂殼(15)之棘齒(16)分離，而在再次正轉時，令錯位棘爪組(40)之棘塊(45)與轂體(10)轂殼(15)之棘齒(16)咬合狀，如此可大幅縮小鏈輪支撐件(20)咬合轂體(10)的間隙，以提升其驅動效率；因此，當本創作以單一錯位棘爪組(40)、且正位棘爪組(30)與錯位棘爪組(40)均為三個棘塊(35、45)，而轂體(10)轂殼(15)之棘齒(16)以45齒為實施例時，其可產生相當於習式轂殼具90齒棘齒之效果，縮短正位棘爪組(30)與錯位棘爪組(40)之棘塊(35、45)時間，且同時能具有45齒棘齒(16)時的卡掣深度，使其嚙合時的聲響具有快速、且落實的音感，而極為響亮、脆耳，不致發生響音不足、又或嚙合速度慢的問題；另本創作仍可以保持轂殼(15)棘齒(16)的大小【90齒的聲響、但具有45齒的強度】，使其兼具強度與反應快速之效，避免發生跳齒或崩齒的現象，增進其驅動的確實性，進一步並可減少棘齒(16)與棘塊(35、45)之磨耗，以延長其使用壽命，有效增進自行車行進的效果，而能增加產品的附加價值，並增進其經濟效益。

綜上所述，可以理解到本創作為一創意極佳之新型創作，除了有效解決習式者所面臨的問題，更大幅增進功效，且在相同的技術領域中未見相同或近似的產品創作或公開使用，同時具有功效的增進，故本創作已符合新型專利有關「新穎性」與「進步性」的要件，乃依法提出申請新型專利。