TWI664098B - 輪轂 - Google Patents

Abstract

一種輪轂，包含一個心軸、兩個可轉動地安裝在該心軸上的安裝單元，以及一個離合機構，該離合機構包括分別安裝在所述安裝單元上的一個離合齒盤、一個離合單元，該離合單元具有至少一個第一離合座，以及至少一個第二離合座，當該離合機構位於一個第一卡合位置時，該離合齒盤與該第一離合座卡合但與該第二離合座錯開，而當該離合機構轉換到一個第二卡合位置時，該離合齒盤與該第二離合座卡合並與該第一離合座錯開。前述結構可以在該離合機構即將卡合的過程中，讓該離合齒盤快速地和該第一離合座及該第二離合座的其中之一卡合，藉以縮短卡合時間。

Description

輪轂

本發明是關於一種適合安裝在例如自行車或類似車輛上的輪轂，特別是指一種具有離合功能的輪轂。

一般自行車通常包含一個車架、一組安裝在該車架上的踏板、一個後車輪、一個將該後車輪架設在該車架上的輪轂，以及一個將所述踏板的旋轉動力傳遞到該輪轂的傳動機構，該傳動機構包括一個與所述踏板連動的前鏈輪組、一個安裝在該輪轂上的後鏈輪組，以及一條銜接該前鏈輪組及該後鏈輪組的鏈條。為了讓該輪轂可以被驅動正轉以及反轉，該輪轂具有一個離合機構，所述離合機構具有兩個可相卡合及分離的離合齒盤，每個離合齒盤都具有數個圍繞一條中心軸線設置的卡齒。當該離合機構位在一個卡合位置時，該等離合齒盤的所述卡齒相卡合，此時，所述踏板的動力可以經由該傳動機構以及該輪轂帶動該後車輪正轉，當所述踏板被反向帶動旋轉時，所述離合齒盤就會滑脫形成空轉。

習知離合齒盤的卡合深度與每個離合齒盤的所述卡齒數 量有關，即當所述離合齒盤的齒數較少時卡合比較深，但每個卡齒之間的距離比較長，故當該離合機構要由空轉轉換到正轉時，需要較長的卡合時間。為了縮短卡合時間，雖然可以縮短所述卡齒之間的距離，即增加該等卡齒的齒數，但齒數增加會衍生卡合深度不足的問題。因此，如何在兼顧卡合深度的同時縮短轉換位置的卡合時間，為習知輪轂設計上待改進的課題。

因此，本發明的目的，即在提供一種可以改善先前技術的至少一個缺點的輪轂。

於是，本發明的輪轂用於可分離地連動一個第一物件及一個第二物件，並包含：一個具有一條中心軸線的心軸、一個第一安裝單元、一個第二安裝單元，以及一個離合機構，該第一安裝單元包括一個可圍繞該中心軸線轉動地安裝在該心軸上的第一安裝座，該第二安裝單元包括一個可圍繞該中心軸線轉動地安裝在該心軸上的第二安裝座，該離合機構包括一個與該第一安裝座連動結合的離合齒盤，以及一個安裝在該第二安裝座上的離合單元，該離合齒盤具有數個圍繞該中心軸線的卡槽，該離合單元具有一個與該第二安裝座連動的連動座，以及安裝在該連動座上的至少一個第一離合組件、至少一個第二離合組件，該第一離合組件具有一個第一離 合座，該第一離合座具有數個圍繞該中心軸線的第一卡齒，該第二離合組件具有一個第二離合座，該第二離合座具有數個圍繞該中心軸線的第二卡齒。

當該離合機構位在一個第一卡合位置時，所述第一卡齒分別卡合在相對應的該卡槽內，同時所述第二卡齒分別與相對應之該卡槽錯開，當該離合機構位在一個第二卡合位置時，所述第二卡齒分別卡合在相對應之該卡槽內，該等第一卡齒分別與相對應之該卡槽錯開。

本發明的功效在於：前述結構的配合，可以在該離合機構即將卡合的過程中，讓該離合齒盤快速地和該第一離合座及該第二離合座的其中之一卡合，藉此達到在兼顧卡合深度的同時縮短卡合時間。

11‧‧‧第一物件

12‧‧‧第二物件

2‧‧‧心軸

20‧‧‧中心軸線

21‧‧‧軸壁

3‧‧‧第一安裝單元

511‧‧‧卡槽

512‧‧‧抵靠面部

513‧‧‧斜面部

514‧‧‧卡合弧角

52‧‧‧連動座

521‧‧‧端面

31‧‧‧第一安裝座

310‧‧‧通道

311‧‧‧環壁

312‧‧‧第一突環

313‧‧‧第二突環

314‧‧‧第一螺紋

315‧‧‧第二螺紋

32‧‧‧第一套管

33‧‧‧第一軸承

34‧‧‧第二軸承

35‧‧‧固定座

36‧‧‧第一組裝槽

4‧‧‧第二安裝單元

41‧‧‧第二安裝座

411‧‧‧組裝螺紋

412‧‧‧槽底面

42‧‧‧第二套管

43‧‧‧架設軸承

44‧‧‧第二組裝槽

5‧‧‧離合機構

50‧‧‧離合單元

51‧‧‧離合齒盤

522‧‧‧中心孔

523‧‧‧第一組裝孔

523’‧‧‧第二組裝孔

53‧‧‧墊片

54‧‧‧第一離合組件

54’‧‧‧第二離合組件

541‧‧‧第一離合座

541’‧‧‧第二離合座

542‧‧‧第一彈性件

542’‧‧‧第二彈性件

543‧‧‧第一卡齒

543’‧‧‧第二卡齒

544‧‧‧第一卡合面

544’‧‧‧第二卡合面

545‧‧‧第一滑脫面

545’‧‧‧第二滑脫面

W1‧‧‧孔弧角

W2‧‧‧第一間隔弧角

W3‧‧‧第二間隔弧角

α‧‧‧第一偏移角度

β‧‧‧第二偏移角度

本發明的其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是本發明輪轂的一個第一實施例的一個組合剖視圖，同時說明該輪轂與一個第一物件及一個第二物件的相對關係；圖2是該第一實施例的一個立體分解圖，說明該輪轂的一個離合機構與一個心軸的相對關係； 圖3是該第一實施例的一個平面分解圖，說明該離合機構；圖4是該第一實施例的一個不完整的組合剖視圖，該離合機構位在一個第一卡合位置；圖5是該第一實施例的一個側視示意圖，該離合機構亦位在該第一卡合位置；圖6是一個類似圖5的視圖，該離合機構位在一個第二卡合位置；圖7是本發明輪轂的一個第二實施例的一個立體分解圖，單獨說明該離合機構；圖8是該第二實施例的一個側視示意圖，該離合機構位在該第一卡合位置；及圖9是一個類似圖8的視圖，該離合機構位在該第二卡合位置。

參閱圖1、2、3，本發明輪轂的一個第一實施例，適用於將一個第一物件11的旋轉動力傳遞到一個第二物件12，本實施例該第一物件11示意一個具有數個鏈輪的鏈輪組，該第二物件12示意數支可和一個車輪連接的輪輻鋼絲。該輪轂包含一支心軸2、一個第一安裝單元3、一個第二安裝單元4，以及一個可將該第一安 裝單元3的旋轉動力傳遞到該第二安裝單元4的離合機構5。該心軸2包括一個圍繞一條中心軸線20設置的軸壁21。

該第一安裝單元3包括一個與該第一物件11連動結合的第一安裝座31，該第一安裝座31具有一個圍繞該中心軸線20並界定出一個通道310的環壁311，以及由該環壁311往該通道310突出的一個第一突環312、一個第二突環313，該第一突環312及該第二突環313沿著該中心軸線20間隔，且該環壁311具有位於該第一突環312及該第二突環313相反側的一個第一螺紋314、一個第二螺紋315，該第一螺紋314鄰近該第二安裝單元4。

該第一安裝單元3還包括兩支同軸套裝在該心軸2外周的第一套管32、位於該等第一套管32相反側的一個第一軸承33、一個第二軸承34，以及一個螺裝在該第二螺紋315處的固定座35。該第二軸承34固定地架設在該心軸2及該第二突環313之間，該第一軸承33固定地框套在該心軸2外周，並與該環壁311的該第一螺紋314及該第一突環312相配合界定出一個第一組裝槽36。

該第二安裝單元4包括一個與該第二物件12連動地結合的第二安裝座41、一支套裝在該心軸2外周的第二套管42，以及兩個位於該第二套管42相反側並且將該第二安裝座41可轉動地架設在該心軸2外周的架設軸承43。又該第二安裝座41具有一個圍繞該中心軸線20設置的組裝螺紋411，以及一個由該組裝螺紋411往該 中心軸線20延伸的槽底面412，該組裝螺紋411及該槽底面412相配合界定出一個開口朝向該第一組裝槽36的第二組裝槽44。

該離合機構5包括一個螺裝在該第一組裝槽36內的離合齒盤51，以及一個安裝在該第二組裝槽44內的離合單元50，該離合齒盤51具有數個圍繞該中心軸線20的卡槽511，每個卡槽511都具有一個由該中心軸線20往徑向外端延伸的抵靠面部512，以及一個圍繞該中心軸線20彎弧的斜面部513。每個卡槽511都具有一個角度值相同的卡合弧角514，該等卡合弧角514的角度值與所述卡槽511的數量有關，在本實施例，該離合齒盤51具有30個所述的卡槽511，故每個卡合弧角514的角度值都是12度。

該離合單元50具有一個螺裝在該第二組裝槽44內的連動座52、一片可供該心軸2穿過並與該槽底面412貼靠的墊片53、兩個第一離合組件54，以及一個結構與所述第一離合組件54相同的第二離合組件54’。該連動座52具有兩個沿著該中心軸線20間隔的端面521，以及貫穿該等端面521的一個中心孔522、兩個第一組裝孔523、一個第二組裝孔523’。該中心孔522可供該心軸2穿過，該等第一組裝孔523及該第二組裝孔523’皆為圍繞該中心軸線20設置的弧形，並都具有一個角度相同的孔弧角W1，該等第一組裝孔523之間具有一個第一間隔弧角W2，每個第一組裝孔523與該第二組裝孔523’之間則是具有一個第二間隔弧角W3，該第二間隔弧 角W3的角度不等於該第一間隔弧角W2的角度。

每個第一離合組件54都具有一個安裝在該連動座52上相對應之第一組裝孔523內的第一離合座541，以及兩個將該第一離合座541往該離合齒盤51頂推的第一彈性件542。該第一離合座541具有數個朝向該離合齒盤51的第一卡齒543，每個第一卡齒543都具有一個可和該離合齒盤51上相對應之該卡槽511的該抵靠面部512抵靠的第一卡合面544，以及一個與相對應之該卡槽511的該斜面部513貼合的第一滑脫面545。該第二離合組件54’的構造與該第一離合組件54相同，故亦具有一個第二離合座541’、兩個第二彈性件542’。該第二離合座541’亦具有數個第二卡齒543’，每個第二卡齒543’都具有一個第二卡合面544’，以及一個第二滑脫面545’。

參閱圖1、4、5，本實施例該離合機構5位在圖4、5所示的一個第一卡合位置時，該等第一離合座541皆與該離合齒盤51卡合，即每個第一卡齒543的該第一卡合面544都會和相對應之該卡槽511的該抵靠面部512靠合，每個第一卡齒543的該第一滑脫面545也會和相對應之該卡槽511的該斜面部513貼合。當該離合齒盤51被驅動沿著一個正轉方向旋轉時，就會同步推動所述第一離合座541正轉，藉由該連動座52的連接，即可帶動該第二安裝座41同步旋轉。

在該第一卡合位置時，由於供該第二離合組件54’安裝的該第二組裝孔523’相對所述第一組裝孔523偏移一個角度值，因此，安裝在該第二組裝孔523’內之該第二離合座541’的每個第二卡齒543’，都會與相對應之該卡槽511產生一個第一偏移角度α，該第一偏移角度α的角度值較佳是該卡槽511之角度值的40%至60%，更佳是50%，即當該卡合弧角514的角度值如果是12度時，該第一偏移角度α的角度值是6度。換言之，在該第一卡合位置時，該等第一離合座541會和該離合齒盤51卡合，但該第二離合座541’因為角度偏移，不會與該離合齒盤51卡合。

參閱圖1、3、6，當本實施例該離合機構5位在圖6所示的一個第二卡合位置時，該第二離合座541’上的每個第二卡齒543’都與該離合齒盤51上相對應的該卡槽511卡合。此時，每個第一卡齒543與相對應之該卡槽511之間會形成一個第二偏移角度β，該第二偏移角度β的角度值與該第一偏移角度α的角度值相同，亦即，在該第二卡合位置時，只有該第二離合座541’和該離合齒盤51卡合，因此，當該離合齒盤51被驅動正轉時，旋轉的力量是透過該第二離合座541’傳遞到該連動座52，最後帶動該第二安裝座41旋轉。

進一步說明的是，該第一安裝座31如果受到驅動往一個相反於該正轉的反轉方向旋轉時，該第一安裝座31就會帶動該離合 齒盤51反轉，藉由每個卡槽511上的該斜面部513與相對應之該第一卡齒543的該第一滑脫面545滑脫，或者與相對應之該第二卡齒543’之該第二滑脫面545’滑脫，就可以達到動力不傳遞及空轉的目的。當該第一安裝座31被再次帶動正轉時，由於該等第一卡齒543與所述第二卡齒543’在安裝後，並非等角度的圍繞該中心軸線20，因此，在卡合的過程中，該等第一卡合面544以及該等第二卡合面544’的其中一組，會比較靠近相對應之該卡齒511的該抵靠面部512，比較靠近的所述第一卡合面544或者所述第二卡合面544’，就可以快速和該離合齒盤51卡合，並使該離合機構5快速的轉換到該第一卡合位置或者該第二卡合位置。由於本實施例在設計上該等卡槽511的齒數及深度不需要改變，且該離合機構5在轉換位置的過程中，讓該等第一卡合面544以及該等第二卡合面544’的其中一組比較靠近相對應之該卡齒511的該抵靠面部512，故本發明該第一實施例可以在兼顧卡合深度的情況下縮短卡合時間。

參閱圖7、8、9，本發明輪轂的一個第二實施例的構造與該第一實施例類似，不同之處在於該離合機構5，即本發明該第二實施例的該離合機構5也是包括該離合齒盤51及該離合單元50，該離合齒盤51的構造與第一實施例相同，該離合單元50也是具有該連動座52及所述第一離合組件54，每個第一離合組件54也都具有該第一離合座541及所述第一彈性件542，該第一離合座541 亦具有所述第一卡齒543。

該第二實施例與該第一實施例的差別在於：該連動座52除了具有所述第一組裝孔523外，還具有兩個分別介於該等第一組裝孔523之間的所述第二組裝孔523’。該離合單元50具有兩個分別對應所述第二組裝孔523’的所述第二離合組件54’，每個第二離合組件54’亦都具有該第二離合座541’及所述第二彈性件542’，該第二離合座541’亦具有所述第二卡齒543’。

相同道理，本實施例藉由調整該連動座52之該等第二組裝孔523’與該等第一組裝孔523之間的相對角度，可以在該離合機構5位於圖8所示的該第一卡合位置時，讓每個第一卡齒543都與相對應的該卡槽511卡合，同時讓每個第二卡齒543’都與相對應的該卡槽511形成該第一偏移角度α。當該離合機構5位於圖9所示的該第二卡合位置時，每個第二卡齒543’都與相對應之該卡槽511卡合，同時每個第一卡齒543都與相對應的該卡槽511形成該第二偏移角度β。因此，本發明該第二實施例除了具有第一實施例所述的功效外，由於該等第一離合組件54及該等第二離合組件54’可以和該離合齒盤51對稱地卡合，故該第二實施例也具有卡合更為對稱、順暢的功效。

就本發明的創作精神而言，該離合單元50只要具有一個所述的第一離合組件54，以及一個所述的第二離合組件54’，即可 達到預期的創作目的，此外，本發明所述第一離合組件54及所述第二離合組件54’的數量，除了可以如第一實施例所示的不對稱，亦可如第二實施例所示的對稱狀態，前述第一離合組件54及前述第二離合組件54’也可以三個或三個以上。即就本發明的創作目的，只要在該第一卡合位置時，每個第二卡齒543’與相對應的該卡槽511錯開一個角度，以及在該第二卡合位置時，每個第一卡齒543和相對應的該卡槽511錯開一個角度，就可以達到預期的目的。當然，本發明也可以進一步增設一組與該等第一卡齒543及該等第二卡齒543’都具有角度偏移量的第三卡齒，不再以圖例說明。

惟以上所述者，僅為本發明的實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。

Claims (10)

1. 一種輪轂，可分離地連動一個第一物件及一個第二物件，並包含： 一個心軸，具有一條中心軸線； 一個第一安裝單元，包括一個可圍繞該中心軸線轉動地安裝在該心軸上的第一安裝座； 一個第二安裝單元，包括一個可圍繞該中心軸線轉動地安裝在該心軸上的第二安裝座；及 一個離合機構，包括一個與該第一安裝座連動結合的離合齒盤，以及一個安裝在該第二安裝座上的離合單元，該離合齒盤具有數個圍繞該中心軸線的卡槽，該離合單元具有一個與該第二安裝座連動的連動座，以及安裝在該連動座上的至少一個第一離合組件、至少一個第二離合組件，該第一離合組件具有一個第一離合座，該第一離合座具有數個圍繞該中心軸線的第一卡齒，該第二離合組件具有一個第二離合座，該第二離合座具有數個圍繞該中心軸線的第二卡齒；當該離合機構位在一個第一卡合位置時，所述第一卡齒分別卡合在相對應的該卡槽內，同時所述第二卡齒分別與相對應之該卡槽錯開，當該離合機構位在一個第二卡合位置時，所述第二卡齒分別卡合在相對應之該卡槽內，該等第一卡齒分別與相對應之該卡槽錯開。
2. 如請求項1所述的輪轂，其中，在該第一卡合位置時，每個第二卡齒都與相對應之該卡槽間形成一個第一偏移角度，在該第二卡合位置時，每個第一卡齒都與相對應之該卡槽間形成一個第二偏移角度。
3. 如請求項2所述的輪轂，其中，該離合齒盤的每個卡槽都具有一個角度值相同的卡合弧角，所述第一偏移角度及所述第二偏移角度為該卡合弧角之角度值的40%至60%。
4. 如請求項3所述的輪轂，其中，所述第一離合組件還具有至少一個將該第一離合座往該離合齒盤頂撐的第一彈性件，所述第二離合組件還具有至少一個將該第二離合座往該離合齒盤頂撐的第二彈性件。
5. 如請求項4所述的輪轂，其中，該連動座具有一個供該心軸穿過的中心孔，以及圍繞該中心軸線設置的兩個第一組裝孔、一個第二組裝孔，每個第一組裝孔及該第二組裝孔都具有一個角度值相同的孔弧角，且所述第一組裝孔之間具有一個第一間隔弧角，每個第一組裝孔與該第二組裝孔之間都具有一個第二間隔弧角，所述第二間隔弧角的角度值與該第一間隔弧角的角度值不同；又該離合單元具有兩個所述第一離合組件，每個第一離合組件的該第一離合座安裝在相對應的該第一組裝孔內，該第二離合組件的該第二離合座安裝在該第二組裝孔。
6. 如請求項4所述的輪轂，其中，該連動座具有一個供該心軸穿過的中心孔、兩個圍繞該中心軸線並間隔設置的第一組裝孔，以及兩個圍繞該中心軸線並分別介於該等第一組裝孔之間的第二組裝孔，該離合單元具有兩個所述的第一離合組件，以及兩個所述的第二離合組件，每個第一離合組件的該第一離合座都安裝在相對應的該第一組裝孔內，每個第二離合組件的該第二離合座都安裝在該第二組裝孔。
7. 如請求項2至請求項6中任一項所述的輪轂，其中，該離合齒盤的每個卡槽都具有一個由該中心軸線往徑向外端延伸的抵靠面部，以及一個圍繞該中心軸線並由該抵靠面部往另一個卡槽方向延伸的斜面部，每個第一卡齒都具有一個當該離合機構位在該第一卡合位置時與相對應之該卡槽的該抵靠面部靠合的第一卡合面，以及一個和相對應之該卡槽的該斜面部靠合的第一滑脫面，每個第二卡齒都具有一個當該離合機構位在該第二卡合位置時與相對應之該卡槽的該抵靠面部靠合的第二卡合面，以及一個和相對應之該卡槽的該斜面部靠合的第二滑脫面。
8. 如請求項7所述的輪轂，其中，該第一安裝座具有一個界定出一個通道的環壁，以及一個由該環壁往該通道內延伸的第一突環，該第一安裝單元還包括位於該通道內並沿著該中心軸線間隔地安裝在該心軸外部的一個第一軸承、一個第二軸承，該環壁、該第一突環及該第一軸承相配合界定出一個朝向該第二安裝座的第一組裝槽，該離合齒盤安裝在該第一組裝槽內並與該第一安裝座連動地結合。
9. 如請求項8所述的輪轂，其中，該第一安裝座還具有一個沿著該中心軸線與該第一突環間隔的第二突環，該第二軸承架設在該心軸及該第二突環之間。
10. 如請求項8所述的輪轂，其中，該第二安裝單元還包括兩個將該第二安裝座可轉動地架設在該心軸上的架設軸承，該第二安裝座並具有一個朝向該第一組裝槽並供該離合單元安裝的第二組裝槽。