TWM629516U - 具有長短棘爪之花鼓 - Google Patents

Abstract

一種具有長短棘爪之花鼓，其包含有一本體；一棘齒環，其軸向具有貫穿的一穿孔，該穿孔內面具有連續相接的複數棘齒，且該棘齒環結合該本體；一驅動件，一端具有一座部，且該座部伸入該棘齒環的該穿孔內；以及複數個棘爪對，設置於該驅動件之該座部之周部，每一該棘爪對包含相並的一第一棘爪塊及一第二棘爪塊，且該第一棘爪塊之長度大於該第二棘爪塊之長度；藉此當各該第一棘爪塊與該棘齒環之該等棘齒形成嚙合狀態時，各該第二棘爪塊不形成嚙合狀態；當各該第二棘爪塊與該棘齒環之該等棘齒形成嚙合狀態時，各該第一棘爪塊不形成嚙合狀態。

Description

具有長短棘爪之花鼓

本創作係與自行車的驅動機構技術領域有關，特別是指一種具有長短棘爪之花鼓。

按，一般自行車上會安裝一輪軸組合用以在前進時，踏動曲柄可使一傳動系統嚙合進而驅動後輪；當踏板不往前進方向踩動或是自行車滑行，則該傳動系統脫離嚙合；再重新踩動該曲柄朝前進方向轉動，則傳動系統可以重新嚙合。由於一般傳動系統回轉的行程較長，因此其產生的衝力也較大，容易造成零件的損壞，而縮短其使用壽命，再者反應及起步均較慢，因此對使用者而言，會有傳動力道傳輸失真的現象，其踩踏的真實感覺較差。為使降低重新嚙合前的空踏感與維持零件良率，最好能提供一種輪軸組合使其可快速高效的在脫離與嚙合狀態之間切換，包括在需要時能靈敏與即時反應。

台灣專利公開第202005824號專利揭示一種車輪用的輪軸組合，該輪軸組合可包括車輪用的一輪軸殼體，其藉由一棘齒機構與具一輪軸的一輪軸主體耦合，且配置以提供一嚙合狀態，使該輪軸主體/輪軸與該輪軸殼體/車輪一起轉動，以及一脫離狀態，使該輪軸主體/輪軸相對該輪軸殼體/車輪獨立轉動；該棘齒機構可包括具一輪齒組的一組棘輪，以及配置與一棘輪之輪齒嚙合/脫離的一棘爪組/群；該些棘輪可以一對齊狀態或偏移狀態配置/安裝在該輪軸主體中；當該些棘輪為偏移狀態時，該棘齒機構可配置以能使該輪軸主體/輪 軸與該輪軸殼體/車輪更靈敏地在脫離與嚙合狀態之間切換。該輪軸組合可包括一輪軸殼體/車輪，以及一自由輪軸主體/輪軸，其藉由一棘齒機構耦合，該棘齒機構包括具輪齒之至少一棘輪，配置以與一對應棘爪組/群嚙合，使該車輪與該輪軸主體/輪軸在動力傳輸狀態中可嚙合。

然而，該專利前案必須自行調整二個棘輪間的偏移角度，以使二棘輪內壁面的棘齒產生錯位，進而使得嚙合前的前轉動角度可能未達最小角度的需求。

本創作之主要創作目的在於提供一種具有長短棘爪之花鼓，其可以提供較小的嚙合前之轉動角度，進而提高驅動靈敏度。

為達上述創作目的，本創作揭示一種具有長短棘爪之花鼓，其包含有一本體；一棘齒環，其軸向具有貫穿的一穿孔，該穿孔內面具有連續相接的複數棘齒，且該棘齒環結合該本體；一驅動件，一端具有一座部，且該座部伸入該棘齒環的該穿孔內，其特徵在於：複數個棘爪對，設置於該驅動件之該座部之周部，每一該棘爪對包含相並的一第一棘爪塊及一第二棘爪塊，且該第一棘爪塊之長度大於該第二棘爪塊之長度；藉由各該第一棘爪塊嚙合該棘齒環，或各該第二棘爪塊嚙合該棘齒環，可使該本體受驅動而轉動。

本創作利用每一該棘爪對相鄰的該第一棘爪塊與該第二棘爪塊的長度不同形成相錯狀，進而使得本創作能夠在較少的構件組合下，讓該等棘爪對能以較小的轉動角度重新嚙合該棘齒環，達到較靈敏的驅動效果。

以下即依本創作的目的與功效，茲舉出較佳實施例，並配合圖式詳細說明。

10:花鼓

20:本體

22:定位槽

30:棘齒環

32:穿孔

34:定位部

36:棘齒

40:驅動件

42:座部

44:容置槽

46:彈性組件

50:棘爪對

51:第一棘爪塊

52:第二棘爪塊

441:第一容置部

442:第二容置部

461:第一彈性部

462:第二彈性部

第1圖係本創作之第一較佳實施例的外觀圖。

第2圖係本創作之第一較佳實施例的分解圖。

第3圖係本創作之第一較佳實施例的組合剖面示意圖。

第4圖係本創作之第一較佳實施例的棘齒環及驅動件結合棘爪對的外觀示意圖。

第5圖係本創作之第一較佳實施例的棘爪對與彈性組件的分解示意圖。

第6圖係本創作之第一較佳實施例的第一棘爪塊嚙合時的狀態示意圖。

第7圖係本創作之第一較佳實施例的第二棘爪塊嚙合時的狀態示意圖。

第8a-8d圖係本創作之第一較佳實施例在一配置下的棘爪對反向位移不同角度後欲重新嚙合棘齒環的比較示意圖。

第9圖係本創作之第二較佳實施例的棘爪對之狀態示意圖，顯示各棘爪對之間的相鄰夾角不相等。

請參閱第1圖所示，一自行車的後輪中心位置具有一花鼓10。該花鼓10與該後輪的一輪框之間藉由複數個鋼絲幅條連接。其次，該花鼓10上可配接一齒盤或一齒盤組(未顯示)，且該齒盤或齒盤組嚙合一鏈條。該鏈條帶動 該齒盤或齒盤組轉動以產生一驅動扭力，致使該花鼓10及該後輪藉該驅動扭力而轉動，進而使該自行車前進移動。

請參閱第2圖及第3圖所示，本創作之第一較佳實施例所提供之該花鼓10係包含一本體20的軸向內部安裝一棘齒環30、一驅動件40、及複數個棘爪對50的組合，藉此傳遞該驅動扭力。其中，該棘齒環30為一個環形件，該驅動件40為軸狀構件且一端用以伸入該棘齒環30的軸向內部，且該棘齒環30嚙合該等棘爪對50的一部分即可達到傳遞該驅動扭力的作用。又第2圖中揭示該本體20一端之內壁面具有一定位槽22。

本實施例揭示該棘齒環30係為一環體，其軸向具有貫穿構造的一穿孔32。該棘齒環30之外周面具有複數個凸起的定位部34，如此當該棘齒環30對合且置入該本體20內，則該等定位部34結合該本體20的該定位槽22，致使該棘齒環30結合該本體20。本實施例的該棘齒環30具有連續相接的複數個棘齒36形成在該穿孔32的內壁面。

請參閱第4圖及第5圖所示，該等棘爪對50係安裝在該驅動件40的外周面。進一步而言，每一該棘爪對50具有相並的一第一棘爪塊51及一第二棘爪塊52，且該第一棘爪塊51之長度大於該第二棘爪塊52，致使該第一棘爪塊51與該第二棘爪塊52並置形成該棘爪對50時，該第一棘爪塊51之一部分從該第二棘爪塊52之前端凸出。在本實施例中，該驅動件40一端具有一概呈環狀之座部42，該等棘爪對50具有六對，以等距(等角度)的安裝在該座部42周面，相鄰之任二該棘爪對50的相鄰夾角為60度。如此該座部42深入該棘齒環30的該穿孔32內，則該棘爪對50可對應該棘齒環30。

本實施例更提供一驅動手段，用以作用於對應之各該棘爪對50，使該等棘爪對50之該等第一棘爪塊51和該等第二棘爪塊52的一部分在常態下與該棘齒環30之該等棘齒36嚙合，該驅動手段可為彈力驅動、磁力驅動或其他等效的驅動棘爪之手段，在本實施例中該驅動手段係利用彈力驅動該等棘爪對50。其中，該座部42周面設有複數個容置槽44，該等容置槽44的數量係對應於該等棘爪對50的數量。每一該容置槽44具有一第一容置部441及一第二容置部442，分別位於該容置槽44之相對兩端。其中，該等棘爪對50分別設置於該等第一容置部441，該驅動手段係包含複數個彈性組件46分別設置於該等第二容置部442。每一該彈性組件46為一單一元件，具有一第一彈性部461及一第二彈性部462分別彈性頂抵於該第一棘爪塊51及該第二棘爪塊52，則該等彈性組件46的彈性力作用於對應之該等棘爪對50的該第一棘爪塊51及該第二棘爪塊52，致使該等棘爪對50在常態下揚起靠向該棘齒環30。

根據以上說明，該驅動件40朝該自行車前進移動的方向轉動，則藉由該等棘爪對50之該等第一棘爪塊51及該等第二棘爪塊52的一部分嚙合該棘齒環30之該等棘齒36可帶動該棘齒環30，進而使得該本體20轉動，達到使該自行車前進移動的目的。反之，該驅動件40朝該自行車前進移動的反方向轉動，或是該自行車前進移動而該驅動件40不產生轉動，則該等棘爪對50之該等第一棘爪塊51及該等第二棘爪塊52與該棘齒環30不形成可連動狀態，故要重新對該自行車提供驅動扭力，則需滿足一最大前進位移量或稱最大前進轉動角度使該等棘爪對50的一部分與該棘齒環30重新嚙合。

藉由上述各元件結構所組合而成之本創作，係在提供一種具有長短棘爪之棘輪花鼓。其實際操作應用如下：請參閱第6圖及第7圖所示，本實施例揭示一齒間角θ及一棘齒間距R形成在相鄰二該棘齒36之間，該齒間角θ係以該棘齒環30的中心點為圓心所夾之夾角，該棘齒間距R係為相鄰二該棘齒36的頂點之距離；其次，由於同一該棘爪對50之該第一棘爪塊51與該第二棘爪塊52的長度不同，一棘爪間距形成在同一該棘爪對50的該第一棘爪塊51和該第二棘爪塊52之間，使相鄰的該第一棘爪塊51大於該第二棘爪塊52之長度，且該棘爪間距小於該棘齒間距R。藉此，該棘爪對50與該棘齒環30自不嚙合的位置而重新嚙合之一最大前進位移量小於該棘齒間距R。且如第6圖所示，當該第一棘爪塊51與該棘齒36嚙合時，該第二棘爪塊52不形成嚙合狀態；如第7圖所示，當該第二棘爪塊52與該棘齒36嚙合時，該第一棘爪塊51不形成嚙合狀態。

由上揭說明內容，以下以其中一該棘爪對50相鄰的該第一棘爪塊51和該第二棘爪塊52為例子進一步說明，其餘棘爪對50可依此類推：舉例而言，取該棘齒環30之該棘齒36的數量為60齒，故該齒間角θ等於6度；其次該棘爪對50的該第一棘爪塊51及該第二棘爪塊52之間的該棘爪間距為該棘齒間距R的一半，即1/2R。

當該等棘爪對50之一部分與該棘齒環30形成嚙合狀態，例如該第一棘爪塊51嚙合於該棘齒36，此時與之相鄰的該第二棘爪塊52位在1/2R的位置，位在該二棘齒36之間，並未與該等棘齒36形成嚙合狀態。

當該棘爪對50與該棘齒環30脫離嚙合狀態，例如該第一棘爪塊51反向位移且落在相鄰的該二棘齒36間，即該第一棘爪塊51反向位移0至R之距離，此時該第二棘爪塊52也會反向移動0至R之距離，換言之，原本位在1/2R的該第二棘爪塊52的位置最大可位移至3/2R。

請參閱8a圖，當該第一棘爪塊51反向位移1/4R且尚未形成嚙合狀態，則與前面的該棘齒36間隔1/4R；此時該第二棘爪塊52的位置轉變成3/4R且尚未形成嚙合狀態，與前面的該棘齒36間隔3/4R，因此該等棘爪對50向前位移1/4R，即可使得該第一棘爪塊51嚙合在前面的該棘齒36。

請參閱8b圖，當該第一棘爪塊51反向位移1/2R且尚未形成嚙合狀態，則與前面的該棘齒36間隔1/2R；此時該第二棘爪塊52的位置轉變成R且尚未與後面的該棘齒36形成嚙合狀態，則與前面的該棘齒36間隔R，因此該棘爪對50向前轉動1/2R，即可使得該第一棘爪塊51嚙合在前面的該棘齒36。

請參閱8c圖，當該第一棘爪塊51反向位移3/4R且尚未形成嚙合狀態，則與前面位在0度的該棘齒36間隔3/4R；此時該第二棘爪塊52的位置轉變成5/4R且尚未與位在後面的該棘齒36形成嚙合狀態，則與位在後面的該棘齒36間隔1/4R，因此該棘爪對50向前轉動1/4R，即可使得該第二棘爪塊52的位置嚙合在後面的該棘齒36。

請參閱8d圖，當該第一棘爪塊51反向位移R且尚未與位在後面的該棘齒36形成嚙合狀態，則與前面的該棘齒36間隔R；此時該第二棘爪塊52的位置轉變成3/2R且尚未形成嚙合狀態，則與後面的該棘齒36間隔1/2R，因此該棘爪對50向前轉動1/2R，即可使得該第二棘爪塊52嚙合在後面的該棘齒36。

根據以上說明可推知，當該等棘爪對50反向位移0至1/4R，則該等棘爪對50向前位移最大1/4R即可使該等第一棘爪塊51嚙合該棘齒36；當該等棘爪對50反向位移1/4R至1/2R，則該等棘爪對50向前位移最大1/2R即可使該等第一棘爪塊51嚙合該棘齒36；當該等棘爪對50反向位移1/2R至3/4R，則該等棘爪對50向前位移最大1/4R即可使該等第二棘爪塊52嚙合該棘齒36；當該等棘爪對50反向位移3/4R至R，則該等棘爪對50向前轉動最大1/2R即可使該等第二棘爪塊52嚙合該棘齒36。是以，本例子所揭示的結構形式確實可使該等棘爪對50重新嚙合該棘齒環30的該最大前進位移量等於1/2R，小於該棘齒間距R。要補充的是，由於在數學上角度小於一定程度後，可視為弧度，因此亦可稱該等棘爪對50重新嚙合該棘齒環30的該最大前進轉動角度等於該齒間角θ的一半即3度，小於該齒間角θ的6度。

如第9圖所示，本創作之第二較佳實施例所提供之具有長短棘爪之花鼓，其結構與第一較佳實施例之結構類似，惟，本創作將該棘爪對50與前後相鄰的二該棘爪對50之間的夾角進行相對偏移。也就是，一般而言，各該棘爪對50係等距(等角度)相鄰，任二該棘爪對50之夾角應為60度；然而本創作特別將該棘爪對50的整體與前後相鄰的二該棘爪對50的整體相對偏轉一偏移角φ，如此任一該棘爪對50與其前後相鄰的二該棘爪對50的相鄰夾角不相同。例如圖中所示該偏移角φ為1/4θ，則任一該棘爪對50與其前後相鄰的二該棘爪對50的相鄰夾角其中之一者為60+1/4θ，另一者為60-1/4θ。

根據以上說明，在本實施例可定義相鄰二該棘齒36之間具有該齒間角θ；其次，相並的該第一棘爪塊51大於該第二棘爪塊52間的長度為該棘 齒間距R的一半；其次，該偏移角φ為1/4θ，則任一該棘爪對50與其前後相鄰的二該棘爪對50的相鄰夾角其中之一者為60+1/4θ，另一者為60-1/4θ。藉此，該等棘爪對50的一部分與該棘齒環30自不嚙合的位置而重新嚙合之一最大前進轉動角度為1/4θ。

其中，當部分該第一棘爪塊51與該等棘齒36嚙合時，其他的該等第一棘爪塊51和該等第二棘爪塊52則不形成嚙合狀態；當部分該第二棘爪塊52與該等棘齒36嚙合時，其他的該等第一棘爪塊51和該等第二棘爪塊52則不形成嚙合狀態。

舉例而言該棘齒環30之該棘齒36的數量為60齒，故該齒間角θ等於6度；其次相並的該第一棘爪塊51大於該第二棘爪塊52之長度為該棘齒間距R的一半；其次取該棘爪對50之間的偏移角φ等於1.5度。是以，該等棘爪對50的一部分與該棘齒環30自不嚙合的位置而重新嚙合之最大前進轉動角度為1.5度，小於該齒間角的6度。

又舉例而言該棘齒環30之該棘齒36的數量為45齒，故該齒間角θ等於8度；其次相並的該第一棘爪塊51大於該第二棘爪塊52之長度為該棘齒間距R的一半；其次取該棘爪對50之間的偏移角φ等於2度。是以，該等棘爪對50的一部分與該棘齒環30自不嚙合的位置而重新嚙合之最大前進轉動角度為2度，小於該齒間角的8度。從上述例子可得知無論該齒間角為多少，其最大前進轉動角度皆小於該齒間角。因此本創作確實能有效縮小重新嚙合的轉動角度。

綜上所述，本創作所揭示之具有長短棘爪之花鼓利用每一該棘爪對50相鄰的該第一棘爪塊51與該第二棘爪塊52的長度不同形成相錯狀，以及 任一該棘爪對50與前後相鄰之二該棘爪對50的相鄰夾角不相等，進而使得本創作能夠在較少的構件組合下，讓該等棘爪對50能以較小的轉動角度重新嚙合該棘齒環30，達到較靈敏的驅動效果。

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，並不脫離本創作之範疇而為申請人之權利範圍。

10:花鼓

20:本體

22:定位槽

30:棘齒環

32:穿孔

34:定位部

36:棘齒

40:驅動件

50:棘爪對

Claims (7)

1. 一種具有長短棘爪之花鼓，其包含有一本體；一棘齒環，其軸向具有貫穿的一穿孔，該穿孔內面具有連續相接的複數棘齒，且該棘齒環結合該本體；一驅動件，一端具有一座部，且該座部伸入該棘齒環的該穿孔內，其特徵在於：複數個棘爪對，設置於該驅動件之該座部之周部，每一該棘爪對包含相並的一第一棘爪塊及一第二棘爪塊，且該第一棘爪塊之長度大於該第二棘爪塊之長度；藉由各該第一棘爪塊嚙合該棘齒環，或各該第二棘爪塊嚙合該棘齒環，可使該本體受驅動而轉動。
2. 如請求項1所述之具有長短棘爪之花鼓，其中該棘齒環之任二相鄰該棘齒之間具有一棘齒間距；該座部之周部等距地具有複數個容置槽，該容置槽具有一第一容置部用以並排設置該棘爪對之該第一棘爪塊及該第二棘爪塊；其中，該第一棘爪塊大於該第二棘爪塊之長度為該棘齒間距的一半，致使該等棘爪對與該棘齒環自不嚙合的位置而重新嚙合之最大前進位移量為該棘齒間距的一半。
3. 如請求項1所述之具有長短棘爪之花鼓，其中該棘齒環之任二相鄰該棘齒之間具有一齒間角，該等棘齒數量為N，致使該齒間角θ=360/N；又每一該棘爪對之該第一棘爪塊大於該第二棘爪塊之長度，為該棘齒間距的一半；再取該棘爪對的數量為六，且使任一該棘爪對與前後相鄰的二該棘爪對間的夾角分別為60+1/4θ、60-1/4θ；其中，部分該第一棘爪塊得以相對 應的嚙合在該等棘齒，或部分該第二棘爪塊得以相對應的嚙合在該等棘齒，藉此使該驅動件得以驅動該棘齒環及該本體；再者，該等棘爪對與該棘齒環自不嚙合的位置而重新嚙合之一最大前進轉動角度為1/4θ。
4. 如請求項3所述之具有長短棘爪之花鼓，其中該棘齒環之該等棘齒的數量為60齒，則該齒間角等於6度；又每一該棘爪對之該第一棘爪塊大於該第二棘爪塊之長度為該棘齒間距的一半；又每一該棘爪對與前後相鄰的二該棘爪對的相鄰夾角其中一者為58.5度，另一者為61.5度；藉此該等棘爪對與該棘齒環之該等棘齒自不嚙合的位置而重新嚙合之該最大前進轉動角度為1.5度。
5. 如請求項1所述之具有長短棘爪之花鼓，其中更包含一驅動手段，用以對應該第一棘爪塊及該第二棘爪塊，使該第一棘爪塊及該第二棘爪塊配合驅動而分別揚起靠向該棘齒環之該等棘齒。
6. 如請求項5所述之具有長短棘爪之花鼓，其中該驅動手段包含一彈性組件，係安裝於該驅動件之該座部之周部，每一該彈性組件具有一第一彈性部及一第二彈性部，分別對應於該第一棘爪塊及該第二棘爪塊，並彈性推抵對應之該第一棘爪塊及該第二棘爪塊。
7. 如請求項6所述之具有長短棘爪之花鼓，其中該座部之周部具有複數個容置槽，每一該容置槽具有一第二容置部，令該彈性組件容置於該第二容置部。

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