TWI569989B - Easy to switch the left and right drive state ratchet hub - Google Patents

Description

容易切換左右驅狀態的棘輪花轂

本發明是有關於一種花轂，特別是指一種容易切換左右驅狀態的棘輪花轂。

如圖1至圖4所示的棘輪花轂10，具有一心軸單元11、一殼體12、一驅動件13、一棘爪組14及一彈性件組15。

該心軸單元11具有一軸桿111及數軸承112。

該殼體12安裝在該心軸單元11外，包括界定出一內孔121的一周壁122，及形成於該周壁122的數開口123與數容置槽124，每一個容置槽124分別具有一槽底面125，及銜接該槽底面125與該開口123的一右驅樞接部126和一左驅樞接部127。

該驅動件13安裝在該心軸單元11外，包括一伸入該內孔121的棘齒環131，及一位於該殼體12外的鏈輪132，該棘齒環131的每一個棘齒133分別具有一右驅驅動面134及一左驅驅動面135。

該棘爪組14具有數棘爪141，每一個棘爪141分別具有一可在該右驅樞接部126或該左驅樞接部127內 轉動的樞轉部142，及一與該右驅驅動面134或該左驅驅動面135嚙合的爪部143。

該彈性件組15包括數彈性件151，每一個彈性件151分別具有一安裝在該右驅樞接部126或該左驅樞接部127的撓曲部152，一自該撓曲部152延伸貼觸該槽底面125的定位部153，及一自該撓曲部152延伸用於彈抵該棘爪141的彈抵部154。

如圖1、圖2所示，當該棘爪組14與該彈性件組15分別組裝於該右驅樞接部126及該左驅樞接部127，則該棘輪花轂10當成右驅棘輪花轂使用，如圖3、圖4所示，當該棘爪組14與該彈性件組15互換位置組裝，則該棘輪花轂10當成左驅棘輪花轂使用。

該棘輪花轂10雖然可以左右驅變換使用，但是必須將原本已經組裝在該等容置槽124內的該棘爪組14和該彈性件組15拆除，才能重新組裝在該等容置槽124內，存在變換左右驅不方便的問題。

美國US4,766,772號專利案所請求的花轂雖然可以不用拆換棘爪與彈性件，就能直接切換左右驅狀態，但是存在必須安裝兩套驅動機構、兩套離合機構及兩套切換機構，導致整體結構較複雜的問題。

因此，本發明之目的，即在提供一種可以方便容易切換左右驅，且整體結構簡單的容易切換左右驅狀態的棘輪花轂。

於是，本發明容易切換左右驅狀態的棘輪花轂，包含一心軸單元、一殼體、一驅動單元、數右驅單元及數左驅單元。

該心軸單元沿一軸線延伸。

該殼體被該心軸單元支撐並可繞該軸線轉動，包括一圍繞該軸線並界定出一內孔的周壁，及形成於該周壁的一內環面並位於該內孔一端的數右驅開口、數右驅容置槽與數左驅開口、數左驅容置槽，每一個右驅容置槽藉由一個右驅開口連通該內孔，每一個右驅容置槽分別具有一遠離該右驅開口的右驅槽底面，及銜接該右驅槽底面與該右驅開口且呈缺圓狀的一右驅樞接部，每一個左驅容置槽藉由一個左驅開口連通該內孔，每一個左驅容置槽分別具有一遠離該左驅開口的左驅槽底面，及一銜接該左驅槽底面與該左驅開口且呈缺圓狀的左驅樞接部。

該驅動單元被該心軸單元支撐並可繞該軸線轉動，包括一伸入該內孔並面對該等右驅容置槽、左驅容置槽的棘齒環，該棘齒環具有多數棘齒，每一個棘齒分別具有一右驅驅動面及一左驅驅動面，且該右驅驅動面朝向該右驅樞接部，該左驅驅動面朝向該左驅樞接部。

每一個右驅單元分別包括一右驅棘爪、一右驅彈性件及一右驅切換件，該右驅棘爪具有一樞接於該右驅樞接部的右驅樞轉部，一自該右驅樞轉部延伸通過該右驅開口的右驅爪部，及一右驅被驅動部，該右驅彈性件安裝於該右驅容置槽，用以使該右驅爪部與該右驅驅動面保持嚙合， 該右驅切換件呈可移動並定位於該殼體，具有一右驅操作部及一右驅驅動部，該右驅驅動部用以驅動該右驅被驅動部，使該右驅爪部在相對於該棘齒環的一右驅嚙合位置及一右驅脫離位置之間擺動。

每一個左驅單元分別包括一左驅棘爪、一左驅彈性件及一左驅切換件，該左驅棘爪具有一樞接於該左驅樞接部的左驅樞轉部，一自該左驅樞轉部延伸通過該左驅開口的左驅爪部，及一左驅被驅動部，該左驅彈性件安裝於該左容置槽，用以使該左驅爪部與該左驅驅動面保持嚙合，該左驅切換件呈可移動並定位於該殼體，具有一左驅操作部及一左驅驅動部，該左驅驅動部用以驅動該左驅被驅動部，使該左驅爪部在相對於該棘齒環的一左驅嚙合位置及一左驅脫離位置之間擺動。

本發明容易切換左右驅狀態的棘輪花轂之功效在於：藉由操作該等右驅切換件與該等左驅切換件，就可以使該等右驅爪部位於該右驅嚙合位置或該右驅脫離位置，使該等左驅爪部位於該左驅嚙合位置或該左驅脫離位置，可以容易方便切換該棘輪花轂的左右驅狀態。

2‧‧‧棘輪花轂

20‧‧‧心軸單元

21‧‧‧軸桿

22‧‧‧軸承

30‧‧‧殼體

31‧‧‧內孔

32‧‧‧周壁

321‧‧‧內環面

33‧‧‧右驅開口

34‧‧‧右驅容置槽

341‧‧‧右驅槽底面

342‧‧‧右驅樞接部

343‧‧‧右驅限位弧部

344‧‧‧右驅限位溝部

35‧‧‧右驅連通孔

36‧‧‧左驅開口

37‧‧‧左驅容置槽

371‧‧‧左驅槽底面

372‧‧‧左驅樞接部

373‧‧‧左驅限位弧部

374‧‧‧左驅限位溝部

38‧‧‧左驅連通孔

40‧‧‧驅動單元

41‧‧‧棘齒環

411‧‧‧棘齒

412‧‧‧右驅驅動面

413‧‧‧左驅驅動面

42‧‧‧鏈輪

50‧‧‧右驅單元

51‧‧‧右驅棘爪

511‧‧‧右驅樞轉部

512‧‧‧右驅爪部

513‧‧‧右驅被驅動部

52‧‧‧右驅彈性件

521‧‧‧右驅撓曲部

522‧‧‧右驅定位部

523‧‧‧右驅彈抵部

53‧‧‧右驅切換件

531‧‧‧右驅操作部

532‧‧‧右驅驅動部

60‧‧‧左驅單元

61‧‧‧左驅棘爪

611‧‧‧左驅樞轉部

612‧‧‧左驅爪部

613‧‧‧左驅被驅動部

62‧‧‧左驅彈性件

621‧‧‧左驅撓曲部

622‧‧‧左驅定位部

623‧‧‧左驅彈抵部

63‧‧‧左驅切換件

631‧‧‧左驅操作部

632‧‧‧左驅驅動部

L‧‧‧軸線

本發明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是習知一種棘輪花轂的一組合暨局部剖視圖，顯示右驅狀態；圖2是一取自圖1中的線Ⅱ-Ⅱ的剖視圖； 圖3是一類似圖1的視圖，顯示左驅狀態；圖4是一取自圖3中的線Ⅳ-Ⅳ的剖視圖；圖5是一組合暨局部剖視圖，顯示本發明容易切換左右驅狀態的棘輪花轂一實施例包含一心軸單元、一殼體、一驅動單元及一右驅單元；圖6是一取自圖5中的線Ⅵ-Ⅵ的剖視圖，顯示該實施例處於右驅狀態；圖7是一取自圖6的局部放大圖；圖8是一類似圖6的視圖，顯示該實施例處於左驅狀態；及圖9是一剖面圖，顯示該殼體。

如圖5、圖6、圖9所示，本發明容易切換左右驅狀態的棘輪花轂2一實施例包含一心軸單元20、一殼體30、一驅動單元40、數右驅單元50及數左驅單元60。

該心軸單元20具有一沿一軸線L延伸的軸桿21，及安裝於該軸桿21的數軸承22。

該殼體30安裝於該等軸承22被該心軸單元20支撐並可繞該軸線L轉動，包括一圍繞該軸線L並界定出一內孔31的周壁32，及形成於該周壁32的一內環面321並位於該內孔31一端的數右驅開口33、數右驅容置槽34、數右驅連通孔35與數左驅開口36、數左驅容置槽37、數左驅連通孔38。

本實施例該等右驅開口33、右驅容置槽34、右 驅連通孔35的數量皆為三，每一個右驅容置槽34藉由一個右驅開口33連通該內孔31，每一個右驅容置槽34分別具有一遠離該右驅開口33的右驅槽底面341，分別銜接該右驅槽底面341與該右驅開口33且都呈缺圓狀的一右驅樞接部342與一右驅限位弧部343，及一連通該右驅樞接部342並遠離該右驅限位弧部343且呈盲孔狀的右驅限位溝部344。

該等右驅連通孔35分別連通該等右驅限位溝部344與該殼體30外表面。

本實施例該等左驅開口36、左驅容置槽37、左驅連通孔38的數量皆為三，每一個左驅容置槽37藉由一左驅開口36連通該內孔31，每一個左驅容置槽37分別具有一遠離該左驅開口36的左驅槽底面371，分別銜接該左驅槽底面371與該左驅開口36且呈缺圓狀的一左驅樞接部372與一左驅限位弧部373，及一連通該左驅樞接部372並遠離該左驅限位弧部373且呈盲孔狀的左驅限位溝部374。

該等左驅連通孔38分別連通該等左驅限位溝部374與該殼體30外表面。

值得說明的是，該右驅開口33與該右驅容置槽34及該右驅連通孔35所組成的構造，和該左驅開口36與該左驅容置槽37及該左驅連通孔38所組成的構造，彼此呈對稱設置，該右驅限位弧部343的圓徑小於該右驅樞轉驅樞接部342的圓徑，該左驅限位弧部373的圓徑小於該 左驅樞轉部372的圓徑，該右驅樞轉部342與該左驅樞轉部372之間的環向距離大於該右驅限位弧部343與該左驅限位弧部373之間的環向距離，如此，使該右驅樞轉部342與該左驅樞轉部372之間的肉厚較大，該右驅限位弧部343與該左驅限位弧部373之間的肉厚較小。

如圖5、圖6、圖7所示，該驅動單元40安裝於該等軸承22被該心軸單元20支撐並可繞該軸線L轉動，包括一伸入該內孔31並面對該等右驅容置槽34、該等左驅容置槽37的棘齒環41，及一與該棘齒環41一體成型且位於該殼體30外的鏈輪42。

該棘齒環41具有多數棘齒411，每一個棘齒411分別具有一右驅驅動面412及一左驅驅動面413，且該右驅驅動面412朝向該右驅樞接部342，該左驅驅動面413朝向該左驅樞接部372。

該等右驅單元50在本實施例的數量為三，每一個右驅單元50分別包括一右驅棘爪51、一右驅彈性件52及一右驅切換件53。

該右驅棘爪51具有一圓徑與該右驅樞接部342呈轉動配合的右驅樞轉部511，一自該右驅樞轉部511延伸通過該右驅開口33的右驅爪部512，及一自該右驅樞轉部511延伸並位於該右驅限位溝部344內的右驅被驅動部513。

該右驅彈性件52安裝於該右驅容置槽34，用以使該右驅爪部512與該右驅驅動面412保持嚙合，該右驅 彈性件52具有一安裝在該右驅限位弧部343內的右驅撓曲部521，一自該右驅撓曲部521延伸且貼觸該右驅槽底面341的右驅定位部522，及一自該右驅撓曲部521延伸用以彈抵該右驅爪部512的右驅彈抵部523。

該右驅切換件53呈可移動並定位於該殼體30，具有一右驅操作部531及一右驅驅動部532，該右驅驅動部532用以驅動該右驅被驅動部513，使該右驅爪部512可在相對於該棘齒環41的一右驅嚙合位置(見圖7)及一右驅脫離位置(見圖8)之間擺動。

本實施例該右驅連通孔35為螺孔，該右驅切換件53為螺栓，該右驅被驅動部513為可被該右驅切換件53壓置的塊體，藉由轉動該右驅切換件53改變該右驅驅動部532伸入該右驅限位溝部344的長度，可以使該右驅樞轉部511轉動，同時使該右驅爪部512產生擺動，值得說明的是，藉由操作該右驅切換件53驅動該右驅被驅動部513，使該右驅爪部512產生擺動效果的手段有多種，例如當該右驅連通孔35為穿孔，該右驅切換件53為插銷，也可以產生相同的效果。

該等左驅單元60在本實施例的數量為三，每一個左驅單元60分別包括一左驅棘爪61、一左驅彈性件62及一左驅切換件63。

該左驅棘爪61具有一圓徑與該左驅樞接部372呈轉動配合的左驅樞轉部611，一自該左驅樞轉部611延伸通過該左驅開口36的左驅爪部612，及一自該左驅樞轉部 611延伸並位於該左驅限位溝部374內的左驅被驅動部613。

該左驅彈性件62安裝於該左驅容置槽37，用以使該左驅爪部612與該左驅驅動面413保持嚙合，該左驅彈性件62具有一安裝在該左驅限位弧部373內的左驅撓曲部621，一自該左驅撓曲部621延伸且貼觸該左驅槽底面371的左驅定位部622，及一自該左驅撓曲部621延伸用以彈抵該左驅爪部612的左驅彈抵部623。

該左驅切換件63呈可移動並定位於該殼體30，具有一左驅操作部631及一左驅驅動部632，該左驅驅動部632用以驅動該左驅被驅動部613，使該左驅爪部612可在相對於該棘齒環41的一左驅嚙合位置(見圖8)及一左驅脫離位置(見圖7)之間擺動。

本實施例該左驅連通孔38為螺孔，該左驅切換件63為螺栓，該左驅被驅動部613為可被該左驅切換件63壓置的塊體，藉由轉動該左驅切換件63改變該左驅驅動部632伸入該左驅限位溝部374的長度，可以使該左驅樞轉部611轉動，同時使該左驅爪部612產生擺動，當該左驅連通孔38為穿孔，該左驅切換件63為插銷，也可以產生相同的效果。

使用時，如圖5、圖6、圖7所示，當消費者要將本發明棘輪花轂2當成右驅棘輪花轂使用，也就是要將該驅動件40的鏈輪42安裝於右側時，只需要轉動該等左驅單元60的左驅切換件63的左驅操作部631，增加該左驅 驅動部632伸入該左驅限位溝部374的長度，並壓置該左驅被驅動部613朝向該棘齒環41的方向移動，使該左驅爪部612擺動到該左驅脫離位置而不會對該棘齒環41的轉動造成干涉，同時該左驅彈性件62被壓縮而具備彈性回復力，然後轉動該等右驅單元50的右驅切換件53的右驅操作部531，減少該右驅驅動部532伸入該右驅限位溝部344的長度，該右驅棘爪51被該右驅彈性件52彈抵，使該右驅被驅動部513朝向遠離該棘齒環41的方向移動，同時該右驅爪部512擺動到該右驅嚙合位置並與該右驅驅動面412嚙合，如此，當該鏈輪42受到順時針方向驅動力時，就可以藉由該等棘齒411驅動該等右驅棘爪51，並產生帶動該殼體30順時針轉動的效果，相反地，當該鏈輪42受到逆時針方向驅動力時，該等右驅棘爪51會自該等棘齒411跳脫解除嚙合，只能產生空轉。

如圖5至圖8所示，當消費者要將本發明棘輪花轂2當成左驅棘輪花轂使用，也就是要將該驅動件40的鏈輪42安裝於左側時，只需要轉動該等左驅單元60的左驅切換件63的左驅操作部631，減少該左驅驅動部632伸入該左驅限位溝部374的長度，則該左驅棘爪61將因為該左驅彈性件62的彈性回復力，使該左驅被驅動部613朝向遠離該棘齒環41的方向移動，同時該左驅爪部612擺動到該左驅嚙合位置並與該左驅驅動面413嚙合，然後轉動該等右驅單元50的右驅切換件53的右驅操作部531，增加該右驅驅動部532伸入該右驅限位溝部344的長度，並壓置 該右驅被驅動部513朝向靠近該棘齒環41的方向移動，該右驅爪部512則擺動到該右驅脫離位置而不會對該棘齒環41的轉動造成干涉，同時該右驅彈性件52處於被壓縮狀態而具備彈性回復力，如此，當該鏈輪42受到逆時針方向驅動力時，就可以藉由該等棘齒411驅動該等左驅棘爪61，並產生帶動該殼體30逆時針轉動的效果，相反地，當該鏈輪42受到順時針方向驅動力時，該等左驅棘爪61會自該等棘齒411跳脫解除嚙合，只能產生空轉，如此，就可以將該棘輪花轂2從右驅狀態切換成左驅狀態。

歸納上述，本發明容易切換左右驅狀態的棘輪花轂2具有如下所述之功效及優點，故確實能達成發明目的：

一、本發明只需要操作該等右驅單元50的右驅切換件53及該等左驅單元60的左驅切換件63，就可以切換該棘輪花轂2的左右驅狀態，完全不需要拆換任何元件，切換作業相當容易方便。

二、本發明該右驅限位弧部343的圓徑小於該右驅樞轉部342的圓徑，該左驅限位弧部373的圓徑小於該左驅樞轉部372的圓徑，如此可以減少該殼體30被挖掉的體積，可以提高該殼體30的整體強度。

三、本發明該殼體30的右驅樞轉部342與該左驅樞轉部372之間的環向距離大於該右驅限位弧部343與該左驅限位弧部373之間的環向距離，使該右驅樞轉部342與該左驅樞轉部372之間的肉厚較大，如此，使該殼體30 可以提供該等右驅樞轉部511與該等左驅樞轉部611較大的倚靠體積，藉此，當該等右驅棘爪51或該等左驅棘爪61被該棘齒環41驅動時，可以確保驅動力量的傳遞，可以提昇驅動品質。

四、本發明與美國US4,766,772號專利案比較，具有整體結構較簡單的功效及優點。

惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明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，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

2‧‧‧棘輪花轂

20‧‧‧心軸單元

21‧‧‧軸桿

22‧‧‧軸承

30‧‧‧殼體

31‧‧‧內孔

32‧‧‧周壁

33‧‧‧右驅開口

34‧‧‧右驅容置槽

35‧‧‧右驅連通孔

36‧‧‧左驅開口

37‧‧‧左驅容置槽

38‧‧‧左驅連通孔

41‧‧‧棘齒環

411‧‧‧棘齒

50‧‧‧右驅單元

51‧‧‧右驅棘爪

52‧‧‧右驅彈性件

53‧‧‧右驅切換件

60‧‧‧左驅單元

61‧‧‧左驅棘爪

62‧‧‧左驅彈性件

63‧‧‧左驅切換件

Claims (6)

1. 一種容易切換左右驅狀態的棘輪花轂，包含：一心軸單元，沿一軸線延伸；一殼體，被該心軸單元支撐並可繞該軸線轉動，包括一圍繞該軸線並界定出一內孔的周壁，及形成於該周壁的一內環面並位於該內孔一端的數右驅開口、數右驅容置槽與數左驅開口、數左驅容置槽，每一個右驅容置槽藉由一個右驅開口連通該內孔，每一個右驅容置槽分別具有一遠離該右驅開口的右驅槽底面，及銜接該右驅槽底面與該右驅開口且呈缺圓狀的一右驅樞接部，每一個左驅容置槽藉由一個左驅開口連通該內孔，每一個左驅容置槽分別具有一遠離該左驅開口的左驅槽底面，及一銜接該左驅槽底面與該左驅開口且呈缺圓狀的左驅樞接部；一驅動單元，被該心軸單元支撐並可繞該軸線轉動，包括一伸入該內孔並面對該等右驅容置槽、左驅容置槽的棘齒環，該棘齒環具有多數棘齒，每一個棘齒分別具有一右驅驅動面及一左驅驅動面，且該右驅驅動面朝向該右驅樞接部，該左驅驅動面朝向該左驅樞接部；數右驅單元，每一個右驅單元分別包括一右驅棘爪、一右驅彈性件及一右驅切換件，該右驅棘爪具有一樞接於該右驅樞接部的右驅樞轉部，一自該右驅樞轉部延伸通過該右驅開口的右驅爪部，及一右驅被驅動部，該右驅彈性件安裝於該右驅容置槽，用以使該右驅爪部與該右驅驅動面保持嚙合，該右驅切換件呈可移動並定位於該殼體， 具有一右驅操作部及一右驅驅動部，該右驅驅動部用以驅動該右驅被驅動部，使該右驅爪部在相對於該棘齒環的一右驅嚙合位置及一右驅脫離位置之間擺動；及數左驅單元，每一個左驅單元分別包括一左驅棘爪、一左驅彈性件及一左驅切換件，該左驅棘爪具有一樞接於該左驅樞接部的左驅樞轉部，一自該左驅樞轉部延伸通過該左驅開口的左驅爪部，及一左驅被驅動部，該左驅彈性件安裝於該左驅容置槽，用以使該左驅爪部與該左驅驅動面保持嚙合，該左驅切換件呈可移動並定位於該殼體，具有一左驅操作部及一左驅驅動部，該左驅驅動部用以驅動該左驅被驅動部，使該左驅爪部在相對於該棘齒環的一左驅嚙合位置及一左驅脫離位置之間擺動。
2. 如請求項1所述的容易切換左右驅狀態的棘輪花轂，其中，每一個右驅容置槽還具有一連通該右驅樞接部的右驅限位溝部，該殼體還包括分別連通該等右驅限位溝部與該殼體外表面的數右驅連通孔，該右驅被驅動部自該右驅樞轉部延伸並位於該右驅限位溝部內，該右驅切換件螺鎖於該右驅連通孔並藉由該右驅驅動部壓置該右驅被驅動部，每一個左驅容置槽還具有一連通該左驅樞接部的左驅限位溝部，該殼體還包括分別連通該等左驅限位溝部與該殼體外表面的數左驅連通孔，該左驅被驅動部自該左驅樞轉部延伸並位於該左驅限位溝部內，該左驅切換件螺鎖於該左驅連通孔並藉由該左驅驅動部壓置該左驅被驅動部。
3. 如請求項2所述的容易切換左右驅狀態的棘輪花轂，其中 ，每一個右驅容置槽還具有一銜接該右驅槽底面與該右驅開口並遠離該右驅限位溝部且呈缺圓狀的右驅限位弧部，該右驅彈性件具有一安裝在該右驅限位弧部內的右驅撓曲部，一自該右驅撓曲部延伸且貼觸該右驅槽底面的右驅定位部，及一自該右驅撓曲部延伸用以彈抵該右驅棘爪的右驅彈抵部，每一個左驅容置槽還具有一銜接該左驅槽底面與該左驅開口並遠離該左驅限位溝部且呈缺圓狀的左驅限位弧部，該左驅彈性件具有一安裝在該左驅限位弧部內的左驅撓曲部，一自該左驅撓曲部延伸且貼觸該左驅槽底面的左驅定位部，及一自該左驅撓曲部延伸用以彈抵該左驅棘爪的左驅彈抵部。
4. 如請求項3所述的容易切換左右驅狀態的棘輪花轂，其中，該右驅限位弧部的圓徑小於該右驅樞轉部的圓徑，該左驅限位弧部的圓徑小於該左驅樞轉部的圓徑。
5. 如請求項4所述的容易切換左右驅狀態的棘輪花轂，其中，該右驅樞轉部與該左驅樞轉部之間的環向距離大於該右驅限位弧部與該左驅限位弧部之間的環向距離。
6. 如請求項5所述的容易切換左右驅狀態的棘輪花轂，其中，該等右驅單元的數量為三，該等左驅單元的數量為三。