TWM537035U - 自行車離合式輪轂 - Google Patents

Description

自行車離合式輪轂

本創作係關於一自行車的技術領域，特別是應用在越野運動的自行車(BMX自行車)的輪轂結構。

BMX Freestyle自行車在外觀上除了具備一般自行車的架構外，該BMX自行車的前、後輪二側皆安裝在一踏桿，使用者可以藉由站在該踏桿上來操控該自行車以產生多種靜態或動態的變化。然而傳統的BMX自行車的輪轂設計會導致後輪空轉時，踏板曲桿隨之自動反轉，進而產生傷及使用者的情形。

台灣第M356633號專利揭露一種輪轂。該專利前案的技術內提及以一多邊形凸塊推動一離合環上的滾柱向外凸出，以及使該滾柱接觸一傳動環及一輪轂本體的組合，進而達到驅動該輪轂本體轉動的效果。該專利前案僅提供一段離合行程。

美國US20130299293號及台灣M440895號專利案揭露一種輪轂結構。該專利前案所揭示的輪轂結構係以離合塊、棘爪及彈簧構成一離合機構。該離合機構的棘爪凸出卡制一內齒環時，該輪轂可受驅動而轉動。該專利前案僅提供一段離合行程。

本創作的目的在於提供一種自行車離合式輪轂，其具有能夠使一輪轂提供二段離合行程，藉此提高自行車的啟動行程，進而令使用者有更充裕的時間以進行變化姿勢或動作。

本創作的目的在於提供一種自行車離合式輪轂，其具有能夠使踏板曲桿不致自動產生向後轉動的情形，藉此降低踏板曲桿傷及使用者的機率。

為達上述的目的與功效，本創作揭露的輪轂結構包含一本體的內部結合一傳動環、一驅動構件，且該輪轂結合一輪轂心軸。進一步，一第一離合機構及一第二離合機構配置在該本體內部且受該驅動構件的驅動。其中該第一離合機構包含彈性卡制組與內棘齒部，該第二離合機構包含離合卡制塊與離合凸塊。藉由第一離合機構與第二離合機構的離合行程總和，可提高自行車的啟動行程，以及可使得踏板曲桿不致自動產生向後轉動，進而提高安全性。

以上即依本創作所揭示的目的與功效，舉出較佳實施例，並配合圖式加以詳細說明。

10‧‧‧自行車

12‧‧‧車架

14‧‧‧輪子

16‧‧‧輪子

18‧‧‧踏桿

20‧‧‧踏板曲柄

22‧‧‧踏板曲柄

24‧‧‧驅動齒盤

26‧‧‧鏈條

28‧‧‧輪轂心軸

30‧‧‧輪轂

32‧‧‧本體

34‧‧‧傳動環

36‧‧‧容置空間

38‧‧‧驅動構件

40‧‧‧扣鏈齒輪

42‧‧‧驅動塊

44‧‧‧組立空間

46‧‧‧彈性件容置室

48‧‧‧卡制件容置室

50‧‧‧第一離合機構

52‧‧‧內棘齒部

54‧‧‧彈性卡制組

56‧‧‧彈性元件

58‧‧‧卡制元件

60‧‧‧撥動片

62‧‧‧撥動凸塊

64‧‧‧第二離合機構

66‧‧‧離合卡制塊

68‧‧‧離合片

70‧‧‧離合凸塊

72‧‧‧推力元件

74‧‧‧墊片

76‧‧‧軸套

78‧‧‧環部

80‧‧‧管部

82‧‧‧活動間隙

84~90‧‧‧軸承

第1圖係本創作配置在一自行車的位置示意圖。

第2圖係本創作的外觀圖。

第3圖係本創作的分解圖。

第4圖係本創作的結構示意圖。

第5圖係本創作的第一離合機構及第二離合機構的結構示意圖。

第6圖係本創作撥動片對應離合片的結構示意圖。

第7圖係本創作驅動塊順時針轉動的結構示意圖。

第8圖係本創作撥動凸塊接觸卡制件、離合卡制塊接觸離合凸塊的結構示意圖。

第9圖係本創作驅動塊朝自行車前進方向轉動使卡制件嚙合內棘齒部的結構示意圖。。

第10圖係本創作自行車慣性向前的狀態示意圖。

第11圖係本創作驅動塊朝自行車後退方向轉動的動作狀態示意圖。

第12圖係本創作在自行車後退時的動作狀態示意圖。

請參閱第1圖，圖中顯示一BMX自行車10係一車架12的前後各自配置一輪子14和16，各該輪子14和16的二側皆具有一踏桿18，其中該輪子14稱為前輪，該輪子16稱為後輪。其次二踏板曲柄20和22結合一驅動齒盤24，二該踏板曲柄20和22及該驅動齒盤24的組合安裝在該車架12且位在二該輪子14和16之間。一鏈條26鏈結該驅動齒盤24及該輪子16的一輪轂30。踏動該踏板曲柄20和22使該驅動齒輪盤24帶動該鏈條26轉動。該鏈條26帶動該輪轂30及該輪子16轉動，則該自行車10可以向前移動。

請參閱第2圖所示，該輪轂30係一本體32的內部安裝複數個轉動元件、嚙合元件及其他匹配元件。一輪轂心軸28安裝在該輪轂30的軸向中心。該輪轂心軸28穿過該轉動元件、該嚙合元件及該匹配元件，且該輪轂30的二端安裝在該車架12(見第1圖)。

請參閱第3、4圖，該輪轂30包括該本體32及一傳動環34的組 合。該本體32的軸向空間為貫穿構造，該傳動環34安裝在該本體32的一端內部，且該傳動環34與該本體32結合成一體。舉例而言，該傳動環34可藉由螺鎖定位的方式結合該本體32。其次一容置空間36形成在該傳動環34的軸向，該容置空間36為貫穿構造。另外該本體32與該傳動環34也可以為一體成型的結構體。

一驅動構件38係包含一扣鏈齒輪40及一驅動塊42。該驅動塊42連結該扣鏈齒輪40，該驅動塊42安裝在該容置空間36內，該扣鏈齒輪40位在該容置空間36外且用以結合該鏈條(未顯示)。

請參閱第3、5圖，該驅動塊42的表面具有至少一組立空間44。圖中顯示複數個組合空間44，且該組立空間44包含一彈性件容置室46及一卡制件容置室48。

請再參閱第3、5圖，一第一離合機構50位在該驅動塊42的外表面與該容置空間36之間。進一步，該第一離合機構50包含一內棘齒部52及複數彈性卡制組54。該內棘齒部52形成在該傳動環34的該容置空間36的壁面。該彈性卡制組54包含一彈性件56及一卡制件58，其中該彈性件56安裝在該彈性件容置室46，該卡制件58安裝在該卡制件容置室48。該彈性件56可為一扭力彈簧，且該彈性件56的一端連接該卡制件58。值得注意的是，該彈性件56的一端靠在該卡制件58的外側表面，所以該彈性件56在常態下係將該卡制件58壓向該組立空間44的內部。

一撥動片60表面具有複數撥動凸塊62。該撥動片60位於該驅動塊42的一端，該撥動凸塊62用以對應該彈性卡制組54。

一第二離合機構64係對應該驅動塊42的一端。進一步，該第 二離合機構64包含複數離合卡制塊66及一離合片68。各該離合卡制塊66係形成在該撥動片60，例如形成在該撥動片60中心的穿孔的內壁面周邊。該離合片68具有複數離合凸塊70，各該離合凸塊70凸出在該離合片68的表面。值得注意的是，該離合片68配置在該撥動片60的一側，且各該離合凸塊70通過該撥動片60中心的穿孔且分別對應該離合卡制塊66。

請參閱第3、4圖，一推力元件72配置在該本體32內部。特別是該推力元件72一端推抵在該第二離合機構64的該離合片68的底部。該推力元件72可以是波浪型彈簧片或其他類似的元件。

又一墊片74及一軸套76安裝在該輪轂心軸28軸向且對應該離合片68及該推力元件72。進一步，該軸套76係一環部78形成在一管部80的一端。該軸套76的該環部78對應該撥動片60的底部，且該管部80穿過該離合片68及該推力元72件且靠在該墊片74上。該推力元件72的一端靠在該墊片74，另一端靠在該離合片68。

請參閱第6圖，軸套76的該環部78的底面與該離合片68的該離合凸塊70的端面相靠，藉此使得該離合片68與該撥動片60之間具有一活動間隙82。

請參閱第3、4圖，在上述各構件的組合內部可以配置適當數量的轉動元件，例如軸承84、86、88和90。該輪轂心軸28穿過該本體32的軸向內部且同時穿過各該軸承84~90。

在第6圖中揭示該離合片68與該撥動片60之間具有一活動間隙82，所以該撥動片60與該離合片68能夠產生相對位移，特別是可藉由小的驅動力量使該撥動片60相對該離合片68產生相對位移(轉動)。

請參閱第7、8圖及搭配前述第6圖所揭示的技術內容，當該驅動塊42朝自行車前進方向轉動(如圖所示的順時針方向)，且安裝在該驅動塊42表面的該彈性卡制組54接觸到該撥動片60的該撥動凸塊62，則該撥動片60可受該驅動塊42的帶動而同步產生順時針轉動，進而使位在該撥動片60的該離合卡制塊66接觸該離合片68的該離合凸塊70。

由前述的說明已知該推力元件72配置在該離合片68的外表底面，且該推力元件72施予該離合片68適當的推抵作用力，所以該離合片68不致輕易轉動。

請參閱第8、9圖，由於該離合片68不輕易轉動，所以該離合片68的該離合凸塊70與該撥動片60上的該離合卡制塊66接觸時，該離合片68對該撥動片60具有適當的阻力。是以進一步使該驅動塊42轉動，則該彈性卡制組54即可受該撥動凸塊62的推頂，進而使該卡制件58的一端凸出且嚙合該內棘齒部52。如此再驅動該驅動塊42便可以使該傳動環34與該本體32產生順時針轉動。亦即自行車可前向前移動。

根據前述的說明內容，由該驅動塊42轉動至該自行車向前移動，需先經過該驅動塊42與該彈性卡制組54的組合接觸該撥動片60的該撥動凸塊62，再經過該彈性卡制組54受該撥動凸塊62的推抵而使該卡制件58凸出嚙合該內棘齒部52，所以本創作可藉由二段離合行程的總和提高該自行車的啟動行程，進而令使用者有更充裕的時間可以進行變化姿勢或動作。

請參閱第10圖，當自行車藉慣性向前移動且使用者不驅動該驅動塊42，則該本體32及該傳動環34轉動，且該內棘齒部52與該彈性卡制組54的該卡制件58可以產生相對轉動。

請參閱第11圖，使用者驅動該驅動塊42使其朝自行車後退方向轉動(如圖示的逆時針方向)，則該彈性卡制組54脫離該撥動片60的撥動凸塊62，且該卡制件58受該彈性件56的壓制作用而縮回該組立空間44，使得該卡制件58與該內棘齒部52分離。如此該驅動塊42的轉動狀態不致帶動該傳動環34及該本體32轉動，所以該自行車不致產生向後移動。

請參閱第12圖，該輪子(未顯示)朝該自行車(未顯示)後退的方向轉動，例如自行車在一斜面由上向下滑動，該本體32及該傳動環34產生轉動(輪子也轉動)，但由於該卡制件58縮回該組立空間44，以及該卡制件58與該內棘齒部52分離，所以此時該驅動塊42不產生轉動。換言之，該驅動塊42所連動的該踏板曲柄(未顯示)不會產生反向轉動，因此該踏板曲柄不會打到使用者。

以上乃本創作之較佳實施例以及設計圖式，惟較佳實施例以及設計圖式僅是舉例說明，並非用於限制本創作技藝之權利範圍，凡以均等之技藝手段、或為下述「申請專利範圍」內容所涵蓋之權利範圍而實施者，均不脫離本創作之範疇而為申請人之權利範圍。

30‧‧‧輪轂

32‧‧‧本體

34‧‧‧傳動環

36‧‧‧容置空間

38‧‧‧驅動構件

40‧‧‧扣鏈齒輪

42‧‧‧驅動塊

44‧‧‧組立空間

46‧‧‧彈性件容置室

48‧‧‧卡制件容置室

50‧‧‧第一離合機構

52‧‧‧內棘齒部

54‧‧‧彈性卡制組

56‧‧‧彈性元件

58‧‧‧卡制元件

60‧‧‧撥動片

62‧‧‧撥動凸塊

64‧‧‧第二離合機構

66‧‧‧離合卡制塊

68‧‧‧離合片

70‧‧‧離合凸塊

72‧‧‧推力元件

74‧‧‧墊片

76‧‧‧軸套

78‧‧‧環部

80‧‧‧管部

84~90‧‧‧軸承

Claims (6)

1. 一種自行車離合式輪轂，係用以安裝在一自行車的一輪子且結合一輪轂心軸及一鏈條，其包含：一本體；一傳動環，結合該本體，且該傳動環的軸向具有一容置空間；一驅動構件，係一扣鏈齒輪連結一驅動塊，該驅動塊安裝在該容置空間內，該扣鏈齒輪位在該容置空間外且結合該鏈條；一第一離合機構，位在該驅動塊的外表面與該容置空間之間；該第一離合機構包含一內棘齒部及複數彈性卡制組，其中該內棘齒部形成在該傳動環的該容置空間的壁面，各彈性卡制組安裝在該驅動塊的外表面；一撥動片，表面具有複數撥動凸塊，該撥動片位於該驅動塊的一端，該撥動凸塊對應該彈性卡制組；一第二離合機構，係對應該驅動塊的一端；該第二離合機構包含複數離合卡制塊及一離合片，各該離合卡制塊係形成在該撥動片，該離合片具有複數離合凸塊，該離合片位在該撥動片的一側，各該離合凸塊通過該撥動片且分別對應該離合卡制塊；該驅動構件朝該自行車前進的方向轉動，各該彈性卡制組隨之轉動及接觸該撥動片的該撥動凸塊；該撥動片受驅動而轉動使該第二離合機機構的該離合卡制塊與該離合片的離合凸塊接觸；該驅動構件再進一步轉動，則該彈性卡制組及該撥動凸塊相對位移，進而使該彈性卡制組凸出嚙合該內棘齒部，使得該傳動環及該本體轉動； 該驅動構件與該傳動環朝該自行車後退的方向轉動，該彈性卡制組與該撥動凸塊分離，且該內棘齒部及該彈性卡制組形成分離，該驅動構件不帶動該傳動環及該本體，該輪子不朝該自行車後退的方向轉動；該輪子朝該自行車後退的方向轉動，該內棘齒部及該彈性卡制組分離，進而使該驅動構件不產生轉動。
2. 如申請專利範圍第1項所述之自行車離合式輪轂，更包含一推力元件，該推力元件配置在該本體內部，且該推力元件一端推抵在該第二離合機構的該離合片的底部。
3. 如申請專利範圍第1或2項所述之自行車離合式輪轂，更包含一軸套及一墊片，該軸套包含一環部及一管部，該環部形成在該管部一端，該軸套及該墊片組裝在該輪轂心軸的軸向，該軸套的該環部對應該撥動片的底部，該管部穿過該離合片及該推力元件且靠在該墊片上，該推力元件的一端靠在該墊片，另一端靠在該離合片；該環部的底面與該離合片的該離合凸塊的端面相靠，使得該離合片與該撥動片之間具有一活動間隙。
4. 一種自行車離合式輪轂，係用以安裝在一自行車的一輪子且結合一輪轂心軸及一鏈條，其包含：一本體；一傳動環，結合該本體，且該傳動環的軸向具有一容置空間；一驅動構件，係一扣鏈齒輪連結一驅動塊，該驅動塊安裝在該容置空間內，該扣鏈齒輪位在該容置空間外且結合該鏈條，此外，該驅動塊的表面具有一組立空間，該組立空間包含一彈性件容置室及一卡制件容置室；一第一離合機構，位在該驅動塊的外表面與該容置空間之間； 該第一離合機構包含一內棘齒部及複數彈性卡制組，其中該內棘齒部形成在該傳動環的該容置空間的壁面，該彈性卡制組包含一彈性件及一卡制件，該彈性件安裝在該彈性件容置室，該卡制件安裝在該卡制件容置室，該彈性件連接該卡制件，且該彈性件用以將該卡制件壓向該組立空間內部；一撥動片，表面具有複數撥動凸塊，該撥動片位於該驅動塊的一端，該撥動凸塊對應該彈性卡制組；一第二離合機構，係對應該驅動塊的一端；該第二離合機構包含複數離合卡制塊及一離合片，各該離合卡制塊係形成在該撥動片，該離合片具有複數離合凸塊，該離合片位在該撥動片的一側，各該離合凸塊通過該撥動片且分別對應該離合卡制塊；該驅動構件朝該自行車前進的方向轉動，各該彈性卡制組隨之轉動及接觸該撥動片的該撥動凸塊；該撥動片受驅動而轉動使該第二離合機機構的該離合卡制塊與該離合片的離合凸塊接觸；該驅動構件再進一步轉動，則該彈性卡制組及該撥動凸塊相對位移，進而使該彈性卡制組的該卡制件凸出嚙合該內棘齒部，使得該傳動環及該本體轉動；該驅動構件與該傳動環朝該自行車後退的方向轉動，該彈性卡制組的該卡制件與該撥動凸塊分離，且該內棘齒部及該彈性卡制組形成分離，該驅動構件不帶動該傳動環及該本體，該輪子不朝該自行車後退的方向轉動；該輪子朝該自行車後退的方向轉動，該內棘齒部及該彈性卡制組分離，進而使該驅動構件不產生轉動。
5. 如申請專利範圍第4項所述之自行車離合式輪轂，更包含一推力元件，該推力元件配置在該本體內部，且該推力元件一端推抵在該第二離合機構的該離合片的底部。
6. 如申請專利範圍第4或5項所述之自行車離合式輪轂，更包含一軸套及一墊片，該軸套包含一環部及一管部，該環部形成在該管部一端，該軸套及該墊片組裝在該輪轂心軸的軸向，該軸套的該環部對應該撥動片的底部，該管部穿過該離合片及該推力元件且靠在該墊片上，該推力元件的一端靠在該墊片，另一端靠在該離合片；該環部的底面與該離合片的該離合凸塊的端面相靠，使得該離合片與該撥動片之間具有一活動間隙。