TWM645628U - 用於自行車輪組的花鼓 - Google Patents

Abstract

一種用於自行車輪組的花鼓，包含可轉動地套設在心軸外的花鼓本體與套筒，及安裝連結在該花鼓本體與該套筒間的棘輪機構。該棘輪機構包括無法轉動地安裝固定在該花鼓本體且位於該套筒中的軸承座單元、可軸向位移但無法轉動地套設在該軸承座單元外的第一棘輪、可轉動地套設在該軸承座單元但無法轉動地安裝於該套筒的第二棘輪，及將第一棘輪彈性頂推向第二棘輪的彈性件。該第二棘輪可單向旋轉咬合該第一棘輪。透過該第一棘輪可軸向脫離地與該第二棘輪單向旋轉咬合的結構設計，使得該棘輪機構可在該花鼓本體與該套筒間產生更佳的動能傳遞效能。

Description

用於自行車輪組的花鼓

本新型是有關於一種自行車輪組構件，特別是指一種用於自行車輪組的花鼓。

參閱圖1、2、3，現有自行車輪組的花鼓100通常包括一個心軸11、同軸套置在該心軸11外的一個花鼓本體12與一個套筒13、一個同軸固接於該花鼓本體12且設置在該套筒13中的棘輪機構14，以及多個設置在該心軸11、該花鼓本體12、該套筒13與該棘輪機構14間的軸承15。該棘輪機構14大致包括一個安裝固定在該花鼓本體12的棘爪座141、多個可往外偏擺靠抵該套筒13內周側的棘爪142，及一個環套設置在該棘爪座141而恆驅使該等該等棘爪142往外彈性擺靠向該套筒13的彈性件143。該套筒13內周面設置有多個用以供該等棘爪142單向旋轉咬合的棘齒131。

當該套筒13被飛輪（圖未示）驅轉時，理論上，該套筒13會旋轉咬合於該棘輪機構14的該等棘爪142，也就是說，該等棘爪142會各別卡抵於其中一個棘齒131，進而傳動該棘爪座141帶動該花鼓本體12旋轉。但實際使用時，會因為該套筒13之該等棘齒131或該等棘爪142的加工精度和組裝誤差等關係，致使部分棘爪142無法每次都卡抵於棘齒131，除了會影響輪組傳動效能外，也容易造成棘輪機構14受力不均而損壞。

因此，本新型之目的，即在提供一種能改善先前技術的其中一缺點的用於自行車輪組的花鼓。

於是，本新型用於自行車輪組的花鼓，包含一個沿一軸線水平延伸的心軸、一個同軸套置在該心軸外且具有相反之一個第一端部與一個第二端部的花鼓本體、一個同軸套置在該心軸外且可轉動地局部插裝在該第二端部中的套筒、設置在該心軸、該花鼓本體與該套筒間的一個第一軸承與一個第二軸承，及一個安裝連結在該花鼓本體與該套筒間的棘輪機構。

該第一軸承連結在該心軸與該花鼓本體之該第一端部的相向周側間。該第二軸承連結在該心軸與該套筒之相向周側間。

該棘輪機構包括一個無法轉動地安裝固定在該花鼓本體且位於該第二端部與該套筒中的軸承座單元、一個可軸向位移但無法轉動地套設在該軸承座單元外的第一棘輪、一個可轉動地套設在該軸承座單元外但無法轉動地安裝連結於該套筒的第二棘輪、一個設置在該軸承座單元與該第一棘輪間的彈性件，及一個環狀分佈設置在該軸承座單元與該套筒之相向周側間的第一滾珠組。該彈性件恆具有驅使該第一棘輪軸向靠抵於該第二棘輪之彈力，該第二棘輪可於被該套筒帶動往一第一時針方向旋轉時，單向旋轉咬合驅轉該第一棘輪，該第一棘輪被該軸承座單元帶動而相對該第二棘輪往該第一時針方向旋轉時，會被該第二棘輪軸向推離，而彈性壓縮該彈性件。

本新型之功效在於：透過該第一棘輪會被該彈性件軸向頂推，而可軸向脫離地與該第二棘輪單向旋轉咬合的結構設計，使得連結在該花鼓本體與該套筒間的該棘輪機構可產生更佳且更穩定的動能傳遞效能。

參閱圖4、5、6，本新型用於自行車輪組的花鼓200的一個實施例，適用於裝在一個輪圈的多個輻條（圖未示）與一個飛輪（圖未示）間，可被該飛輪往第一時針方向驅轉，而傳動該花鼓本體4帶動該輪圈同步往該第一時針方向滾轉前進。所述自行車可以是一般人力踩踏驅動的自行車，也可以是透過電力輔助驅動的電力輔助自行車（俗稱電輔車）。

該花鼓200包含一個沿一軸線30水平延伸之心軸3、沿該軸線30排列地同軸套置在該心軸3外的一個花鼓本體4與一個套筒5、沿該軸線30間隔排列地套設連結在該心軸3與該花鼓本體4之相向周側間的一個第一軸承61與一個第三軸承63、一個同軸套設連結在該心軸3與該套筒5之相向周側間的第二軸承62、一個同軸套置在該心軸3外且安裝連結在該花鼓本體4與該套筒5間的棘輪機構7，及兩個分別安裝在該心軸3之兩相反端部的端套組9。

參閱圖5、7、8，該花鼓本體4具有相反之一個第一端部41與一個第二端部42，及一個連接在該第一端部41與該第二端部42間的連接管部43。該第二端部42開口朝向該套筒5，具有一個連接於該連接管部43的內環壁421、一個徑向突設在該內環壁421內周面之擋靠環壁423、一個自該內環壁421背向該連接管部43一端徑向外擴突伸的鎖靠環壁424，及一個自該鎖靠環壁424同軸往外突伸向該套筒5的組接環壁425。該內環壁421之內周面設置有一個沿其周緣連續凹凸延伸成環狀的第一止轉結構422。由於該花鼓本體4可供該輪圈的該等輻條安裝為現有技術，且供該等輻條安裝連結的結構類型眾多，也非本新型改良重點，因此不再詳述，且不以圖式態樣為限。

參閱圖6、7、9，該套筒5包括一個筒體部51，及一個突設在該筒體部51內周面的卡接環部52。該筒體部51具有一個可轉動地插裝在該花鼓本體4之該第二端部42的該組接環壁425中的連結段511，及一個外露在該花鼓本體4外的外筒段512。該連結段511具有一個凹設在其周面且延伸至其末端面之環狀的第一限位槽513。該外筒段512內周面凹設有一個環狀的第三限位槽514。該卡接環部52是突設在該連結段511內周面，且介於該第一限位槽513與該第三限位槽514間。在本實施例中，該卡接環部52是由多個單向棘齒連續排列構成，但實施時不以此為限。

該第一軸承61套設連結在該心軸3與該花鼓本體4之該第一端部41之相向周側間。該第三軸承63套設連結在該心軸3與該花鼓本體4之該連接管部43的相向周側間。該第二軸承62套設連結在該心軸3與該套筒5之該外筒段512的相向周側間。

該棘輪機構7介於該第三軸承63與該第二軸承62之軸向側間，是安裝固定於該花鼓本體4之該第二端部42中，並軸向延伸設置在該筒體部51之該連結段511中。

參閱圖5、6、10，該棘輪機構7包括一個無法轉動地安裝固定在該第二端部42且位於該連結段511中的軸承座單元8、一個可軸向位移但無法轉動地套設在該軸承座單元8外的第一棘輪84、一個可轉動地套設在該軸承座單元8外但無法轉動地連結固定於該套筒5之該卡接環部52的第二棘輪85、一個軸向彈性頂撐設置在該軸承座單元8與該第一棘輪84間的彈性件86，及軸向間隔地環狀分佈設置在該軸承座單元8與該筒體部51之相向周側間的一個第一滾珠組87與一個第二滾珠組88。

參閱圖8、9、10，該軸承座單元8包括一個第一軸承座81，及分別組接於該第一軸承座81兩相反端部的一個鎖接件83與一個第二軸承座82。

該第一軸承座81具有一個無法轉動地安裝在該第二端部42之該內環壁421中的第一連接段811、一個自該第一連接段811同軸往外突伸且相對該第一連接段811徑擴的夾靠段813，及一個相對該夾靠段813徑縮地自該夾靠段813同軸往外突伸的第二連接段815。

該第一連接段811外周面設置有一個沿其周緣連續凹凸延伸成環狀之第二止轉結構812，並以該第二止轉結構812軸向插卡於該花鼓本體4的該第一止轉結構422，而無法轉動地安裝在該第二端部42。該夾靠段813徑向外擴突伸插入該筒體部51之該連結段511的該第一限位槽513中，且其外周面凹設有一個對應該第一限位槽513的第二限位槽814。該夾靠段813以該第二限位槽814和該連結段511之該第一限位槽513相配合界定出一個供該第一滾珠組87設置之環狀的第一軸承空間801。該第二連接段815外周面設置有一個軸向延伸，且沿其周緣連續凹凸延伸成環狀的第一滑嵌結構816。

該鎖接件83是軸向靠抵於該擋靠環壁423背向該第一軸承61一側，並延伸通過該擋靠環壁423內周側，而螺接插裝在該第一連接段811內，進而連動該第一軸承座81之該夾靠段813相配合軸向夾靠固定於該擋靠環壁423與該鎖靠環壁424。但實施時，該鎖接件83將該第一軸承座81連結固定於該花鼓本體4的方式不以此為限。

該第二軸承座82具有一個螺接固定於該第一軸承座81之該第二連接段815的第三連接段821，及一個自該第三連接段821遠離該第一軸承座81一端徑向外擴突伸的外擴段822。該外擴段822之外周面凹設有一個對應該外筒段512的第三限位槽514之第四限位槽823，且會以該第四限位槽823和該第三限位槽514相配合界定出一個供該第二滾珠組88設置之環狀第二軸承空間802。

該第一滾珠組87具有多個可滾動地依序排列設置在該第一軸承空間801內的滾珠871。該第二滾珠組88具有多個可滾動地依序排列設置在該第二軸承空間802內的滾珠881。該軸承座單元8可藉由該第一滾珠組87與該第二滾珠組88而相對該套筒5旋轉。

該第一棘輪84是呈面齒輪狀，且具有一個設置在其內周面之第二滑嵌結構841，及一個設置在其面向該第二棘輪85之軸向側面的第一棘爪結構842。該第二滑嵌結構841是沿其內周面周緣連續凹凸延伸成環狀，並可軸向位移但無法轉動地套設連結於該第一軸承61之該第一滑嵌結構816。該第一棘爪結構842具有多個依序排列分佈成環狀的第一棘齒843。

參閱圖6、10、11，該第二棘輪85是呈面齒輪狀，且具有一個設置在其面向該第一棘輪84之軸向側面並與該第一棘爪結構842單向旋轉咬合的第二棘爪結構851，及一個突設在其外周面且與該套筒5之該卡接環部52無法相對轉動地卡接的卡接結構853。該第二棘爪結構851具有多個依序排列成環狀，且分別嚙合於該等第一棘齒843的第二棘齒852。該第二棘輪85可經由該卡接結構853被該套筒5連動同步旋轉。

該彈性件86設置在該套筒5之該筒體部51中，並軸向彈性頂撐在該第一軸承座81之該夾靠段813與該第二棘輪85之相向側間，而恆具有將該第一棘輪84彈性頂推靠向該第二棘輪85之彈力。

參閱圖5、6、7，每一端套組9具有一個螺接套設在該心軸3之對應端部外的內鎖套件91、一個螺接套設在該心軸3之對應端部外而將該內鎖套件91限位於該心軸3的外鎖套件92，及一個套設在該心軸3外且被彈性夾抵在該內鎖套件91與該外鎖套件92軸向側間的墊片93。該等端套組9的該等內鎖套件91相向地分別抵靠在該第一軸承61與該第二軸承62，而將該第一軸承61與該第二軸承62分別限位在該花鼓本體4之該第一端部41與該套筒5之該外筒段512中。

參閱圖6、7、10，本新型花鼓200安裝於輪圈與飛輪，而製成輪組使用時，當該飛輪被鏈條傳動而帶動該套筒5相對該心軸3往該第一時針方向旋轉時，該套筒5會帶動相連結的第二棘輪85相對該第一軸承座81旋轉。此時，該第二棘輪85會與該第一棘輪84單向旋轉咬合，而同步帶動該第一棘輪84旋轉。被驅轉之該第一棘輪84會帶動該第一軸承座81與該第二軸承座82經由該第一滾珠組87與該第二滾珠組88相對該套筒5旋轉，且該第一棘輪84會同步傳動相連結之該花鼓本體4經由該第一軸承61與該第三軸承63相對該心軸3旋轉，進而會帶動該輪組往前滾轉行進。

當該花鼓本體4被該輪圈帶動而相對該套筒5往該第一時針方向旋轉時，也就是該套筒5相對該花鼓本體4往一相反於該第一時針方向之第二時針方向旋轉時，例如但不限於該輪圈往前滾轉行進的轉速大於該飛輪被鏈條驅轉的轉速，由於該第一棘輪84是無法轉動但可軸向位移地套設在該第一軸承座81，而該第二棘輪85是無法轉動與軸向移動地安裝於該套筒5，所以相對該第二棘輪85往該第一時針方向旋轉的該第一棘輪84，會以該等第一棘齒843分別軸向頂推該第二棘輪85的該等第二棘齒852，而會被該第二棘輪85軸向推移脫開，並同時彈性壓縮該彈性件86，如圖12所示。當原本相互軸向頂推之該等第一棘齒843與該等第二棘齒852相對旋轉越過而脫開時，該第一棘輪84會被該彈性件86彈性頂推而再次嚙合靠抵於該第二棘輪85，該等第一棘齒843會再次分別軸向靠抵於該等第二棘齒852，而會再次被往該第二時針方向相對旋轉的該等第二棘齒852軸向頂推脫開。

綜上所述，透過面齒輪狀之該第一棘輪84會被該彈性件86軸向頂推，而以該等第一棘齒843同時單向旋轉咬合於同為面齒輪狀之該第二棘輪85的該等第二棘齒852的結構設計，使得該第一棘輪84與該第二棘輪85間可隨時保持在同時以全部第一棘齒843與全部第二棘齒852單向旋轉咬合傳動的狀態，進而使得連結在該花鼓本體4與該套筒5間的該棘輪機構7可產生更佳的動能傳遞效能。

此外，因為該第一棘輪84是以該等第一棘齒843同時和該第二棘輪85之該等第二棘齒852咬合傳動，所以該等第一棘齒843與該等第二棘齒852可平均受力，不易發生單一棘齒受力過大而損壞的情況，且即便有其中一個第一棘齒843或第二棘齒852損壞，剩餘的該等第一棘齒843與該等第二棘齒852依然可穩定且高效能地傳遞動能。

因此，本新型用於自行車輪組的花鼓200確實是一種相當方便實用且創新的創作，而確實能達成本新型之目的。

惟以上所述者，僅為本新型之實施例而已，當不能以此限定本新型實施之範圍，凡是依本新型申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本新型專利涵蓋之範圍內。

200:花鼓 3:心軸 30:軸線 4:花鼓本體 41:第一端部 42:第二端部 421:內環壁 422:第一止轉結構 423:擋靠環壁 424:鎖靠環壁 425:組接環壁 43:連接管部 5:套筒 51:筒體部 511:連結段 512:外筒段 513:第一限位槽 514:第三限位槽 52:卡接環部 61:第一軸承 62:第二軸承 63:第三軸承 7:棘輪機構 8:軸承座單元 801:第一軸承空間 802:第二軸承空間 81:第一軸承座 811:第一連接段 812:第二止轉結構 813:夾靠段 814:第二限位槽 815:第二連接段 816:第一滑嵌結構 82:第二軸承座 821:第三連接段 822:外擴段 823:第四限位槽 83:鎖接件 84:第一棘輪 841:第二滑嵌結構 842:第一棘爪結構 843:第一棘齒 85:第二棘輪 851:第二棘爪結構 852:第二棘齒 853:卡接結構 86:彈性件 87:第一滾珠組 871:滾珠 88:第二滾珠組 881:滾珠 9:端套組 91:內鎖套件 92:外鎖套件 93:墊片

本新型之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是一個立體分解圖，說明一個現有花鼓的結構； 圖2是一個側剖視圖，說明該現有花鼓結構； 圖3是圖2沿割面線A-A的一個剖視圖，說明該現有花鼓之棘爪與棘齒卡接關係； 圖4是一個立體圖，說明本新型用於自行車輪組的花鼓的一個實施例； 圖5是一個立體分解圖，說明該實施例結構； 圖6是一個立體分解圖，說明該實施例結構； 圖7是一個側剖視圖，說明該實施例結構； 圖8是圖7沿割面線B-B的一個剖視圖，說明一個第一軸承座與一個花鼓本體之連結結構； 圖9是圖7之局部方大圖； 圖10是一個立體分解圖，說明該實施例之一個棘輪機構的構件； 圖11是圖7沿割面線C-C的一個剖視圖，說明一個第二軸承座與一個套筒之連結結構；及 圖12是類似圖9之視圖，示意說明一個第一棘輪被一個第二棘輪軸向頂推位移時的情況。

200:花鼓

3:心軸

30:軸線

4:花鼓本體

41:第一端部

42:第二端部

421:內環壁

423:擋靠環壁

424:鎖靠環壁

425:組接環壁

43:連接管部

5:套筒

51:筒體部

511:連結段

512:外筒段

513:第一限位槽

514:第三限位槽

61:第一軸承

62:第二軸承

63:第三軸承

7:棘輪機構

8:軸承座單元

81:第一軸承座

814:第二限位槽

82:第二軸承座

823:第四限位槽

83:鎖接件

84:第一棘輪

85:第二棘輪

86:彈性件

87:第一滾珠組

88:第二滾珠組

9:端套組

91:內鎖套件

92:外鎖套件

93:墊片

Claims (12)

1. 一種用於自行車輪組的花鼓，包含： 一個心軸，沿一軸線水平延伸； 一個花鼓本體，同軸套置在該心軸外，具有相反之一個第一端部與一個第二端部； 一個套筒，可轉動地局部插裝在該第二端部中； 一個第一軸承與一個第二軸承，該第一軸承連結在該心軸與該花鼓本體之該第一端部的相向周側間，該第二軸承連結在該心軸與該套筒之相向周側間；及 一個棘輪機構，包括一個無法轉動地安裝固定在該花鼓本體且位於該第二端部與該套筒中的軸承座單元、一個可軸向位移但無法轉動地套設在該軸承座單元外的第一棘輪、一個可轉動地套設在該軸承座單元外但無法轉動地安裝連結於該套筒的第二棘輪、一個設置在該軸承座單元與該第一棘輪間的彈性件，及一個環狀分佈設置在該軸承座單元與該套筒之相向周側間的第一滾珠組，該彈性件恆具有驅使該第一棘輪軸向靠抵於該第二棘輪之彈力，該第二棘輪可於被該套筒帶動往一第一時針方向旋轉時，單向旋轉咬合驅轉該第一棘輪，該第一棘輪被該軸承座單元帶動而相對該第二棘輪往該第一時針方向旋轉時，會被該第二棘輪軸向頂推脫離，而彈性壓縮該彈性件。
2. 如請求項1所述的用於自行車輪組的花鼓，其中，該軸承座單元包括一個無法轉動地連結於該花鼓本體且設置在該第二端部與該套筒中的第一軸承座、一個將該第一軸承座無法軸向位移地鎖固於該花鼓本體的鎖接件，及一個同軸固接於該第一軸承座相背於該鎖接件一端的第二軸承座，該第一軸承座與該套筒相配合界定出一個供該第一滾珠組容置的第一軸承空間，該第一棘輪是可軸向位移但無法轉動地套設在該第一軸承座外，該第二棘輪是可轉動地套設在該第一軸承座外。
3. 如請求項2所述的用於自行車輪組的花鼓，其中，該棘輪機構還包括與一個與該第一滾珠組軸向間隔的第二滾珠組，該第二軸承座與該套筒相配合界定出一個供該第二滾珠組容置的第二軸承空間。
4. 如請求項3所述的用於自行車輪組的花鼓，其中，該第一滾珠組與該第二滾珠組分別位於該第一棘輪與該第二棘輪之軸向相背兩側。
5. 如請求項3所述的用於自行車輪組的花鼓，其中，該第一軸承座具有一個無法轉動地安裝在該第二端部且與該鎖接件組接的第一連接段、一個自該第一連接段同軸往外突伸而與該鎖接件相配合軸向鎖固定位在該第二端部的夾靠段，及一個自該夾靠段同軸往外突伸且與該第二軸承座組接的第二連接段，該夾靠段與該套筒相配合界定出該第一軸承空間，該第二連接段外周面設置有一個第一滑嵌結構，該第一棘輪具有一個設置在其內周面且可軸向位移但無法轉動地卡接於該第一滑嵌結構之第二滑嵌結構，及一個設置在其面向該第二棘輪一側之第一棘爪結構，該第二棘輪具有一個設置在其面向該第一棘輪一側且與該第一棘爪結構單向旋轉咬合的第二棘爪結構。
6. 如請求項5所述的用於自行車輪組的花鼓，其中，該花鼓本體之該第二端部的內周面設置有一個沿其周緣連續凹凸延伸之環狀的第一止轉結構，該第一軸承座之該第一連接段的外周面設置有一個沿其周緣連續凹凸延伸成環狀的第二止轉結構，該第一軸承座以該第二止轉結構無法轉動地卡接於該花鼓本體的該第一止轉結構。
7. 如請求項5所述的用於自行車輪組的花鼓，其中，該花鼓本體之該第二端部具有一個內環壁、一個徑向突設在該內環壁內周面之擋靠環壁、一個自該內環壁徑向外擴的鎖靠環壁，及一個自該鎖靠環壁外周緣同軸往外突伸且供該套筒局部插裝的組接環壁，該鎖接件與該第一軸承座軸向夾固定位在該擋靠環壁與該鎖靠環壁。
8. 如請求項5所述的用於自行車輪組的花鼓，其中，該套筒具有一個局部插裝在該花鼓本體之該第二端部中的筒體部，及一個設置在該筒體部內周面的卡接環部，該筒體部與該第一軸承座相配合界定出該第一軸承空間，並與該第二軸承座相配合界定出該第二軸承空間，該第二棘輪還具有一個突設在其外周面且與該卡接環部無法相對轉動地卡接的卡接結構。
9. 如請求項1～8任一項所述的用於自行車輪組的花鼓，其中，該花鼓本體還具有一個連接在該第一端部與該第二端部間之連接管部，該花鼓還包含一個連結在該心軸與該花鼓本體之該連接管部的相向周側間的第三軸承。
10. 如請求項1～8任一項所述的用於自行車輪組的花鼓，還包含兩個分別安裝在該心軸之兩相反端部的端套組，每一端套組具有軸向排列地螺鎖套設在該心軸之對應端部外的一個內鎖套件與一個外鎖套件，及一個套設在該心軸外且被彈性夾置在該內鎖套件與該外鎖套件間的墊片，該等內鎖套件分別將該第一軸承與該第二軸承分別限位於該花鼓本體與該套筒中。
11. 如請求項8所述的用於自行車輪組的花鼓，其中，該筒體部具有一個插裝在該第二端部中之連結段，及一個外露在該花鼓本體外的外筒段，該連結段具有一凹設在其內周面且延伸至其末端面之環狀的第一限位槽，該第一軸承座之該夾靠段徑向往外突伸插入該第一限位槽中，且該夾靠段外周面凹設有一個對應該第一限位槽之環狀的第二限位槽，該第一限位槽與該第二限位槽相配合界定出該第一軸承空間，該第一滾珠組具有多個繞該軸線排列分佈地設置在第一軸承空間內的滾珠。
12. 如請求項8所述的用於自行車輪組的花鼓，其中，該筒體部之內周面凹設有一個環狀的第三限位槽，第二軸承座具有一個螺接固定於該第一軸承座之該第二連接段的第三連接段，及一個自該第三連接段遠離該第一軸承座一端徑向外擴突伸的外擴段，該外擴段之外周面凹設有一個對應該第三限位槽之第四限位槽，該第三限位槽與該第四限位槽相配合界定出該第二軸承空間，該第二滾珠組具有多個繞該軸線排列分佈地設置在第二軸承空間內的滾珠。

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