TWI690458B - 自行車鏈輪 - Google Patents

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TWI690458B
TWI690458B TW104137756A TW104137756A TWI690458B TW I690458 B TWI690458 B TW I690458B TW 104137756 A TW104137756 A TW 104137756A TW 104137756 A TW104137756 A TW 104137756A TW I690458 B TWI690458 B TW I690458B
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福森毅
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日商島野股份有限公司
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Abstract

本發明揭示一種自行車鏈輪，其包含一鏈輪本體及一鏈條嚙合結構。該鏈輪本體具有一中心旋轉軸、一第一側表面及一第二側表面。該第一側表面與該第二側表面相對於該自行車鏈輪之一軸向方向相對地面向。該第一側表面係該自行車鏈輪之一面向較小鏈輪側。該鏈條嚙合結構包含自該鏈輪本體之一外周邊徑向向外延伸之複數個鏈輪齒。該等鏈輪齒包含至少一個換檔協助輪齒，其具有自該第一側表面朝向該第二側表面凹入之一凹入部分。一凸起部經形成於該凹入部分中。

Description

自行車鏈輪 相關申請案的交叉參考
本發明大體而言係關於一種自行車鏈輪。更具體而言，本發明係關於一種自行車鏈輪，該自行車鏈輪具有形成於一凹入部分中以促進一鏈條與該鏈輪嚙合之一凸起部。
騎自行車正變成一日益更流行休閒形式以及一運輸手段。此外，騎自行車已變成針對業餘愛好者及專業人士兩者之極其流行之競技運動。無論自行車用於休閒、運輸還是競賽，自行車行業不斷地改良自行車之各種組件。多年一來已廣泛重新設計之一個範圍係自行車驅動系。具體來說，自行車組件之製造商一直不斷地改良各種換檔組件(諸如換檔器、變速器、鏈條及鏈輪)之換檔效能。
過去數年中已廣泛重新設計之自行車驅動系之一個特定組件係鏈輪總成。具體而言，鏈輪總成已經設計有經改良之鏈輪以提供更流暢換檔。
鑒於上述內容，熟習此項技術者自本發明將明瞭需要提供更流暢換檔之一經改良之自行車鏈輪。本發明解決此項技術中之此需求以及熟習此項技術者自本發明將明瞭之其他需求。
一般而言，本發明係針對一自行車鏈輪之各種特徵。本發明之 一目標係提供一自行車鏈輪以促進流暢、可靠之換檔效能。
鑒於已知技術之現況且根據本發明之一第一態樣，提供包含一鏈輪本體及一鏈條嚙合結構之一自行車鏈輪。該鏈輪本體具有一中心旋轉軸、一第一側表面及一第二側表面。該第一側表面與該第二側表面相對於該自行車鏈輪之一軸向方向相對地面向。該第一側表面係該自行車鏈輪之一面向較小鏈輪側。該鏈條嚙合結構包含自該鏈輪本體之一外周邊徑向向外延伸之複數個鏈輪齒。該等鏈輪齒包含具有自該第一側表面朝向該第二側表面凹入之一凹入部分之至少一個換檔協助輪齒。一凸起部形成於該凹入部分中。
根據本發明之一第二態樣，根據該第一態樣之該自行車鏈輪經構形使得該凸起部經構形以在一自行車鏈條自一毗鄰小鏈輪朝向該自行車鏈輪換檔時使該自行車鏈條傾斜。
根據本發明之一第三態樣，根據該第一態樣之該自行車鏈輪經構形使得該等鏈輪齒包含複數個換檔協助輪齒。每一換檔協助輪齒可具有一凹入部分。該凸起部可形成於該等凹入部分中之每一者中。
根據本發明之一第四態樣，根據該第一態樣之該自行車鏈輪經構形使得該凸起部可相對於該自行車鏈輪之一驅動旋轉方向安置於該凹入部分之一上游側上。
根據本發明之一第五態樣，根據該第一態樣之該自行車鏈輪經構形使得該凸起部可相對於該自行車鏈輪之一驅動旋轉方向安置於該凹入部分之一下游側上。
根據本發明之一第六態樣，根據該第一態樣之該自行車鏈輪經構形以用於包含一額外自行車鏈輪之一多自行車鏈輪總成。該額外自行車鏈輪包含具有一中心旋轉軸、一第一側表面及一第二側表面之一鏈輪本體。該第一側表面與該第二側表面相對於該自行車鏈輪之一軸向方向相對地面向。該第一側表面係該自行車鏈輪之一面向較小鏈輪 側。一鏈條嚙合結構包含自該鏈輪本體之一外周邊徑向向外延伸之複數個鏈輪齒。該等鏈輪齒包含具有自該第一側表面朝向該第二側表面凹入之一凹入部分之至少一個換檔協助輪齒。一凸起部形成於該凹入部分中。
根據本發明之一第七態樣，根據該第六態樣之該自行車鏈輪經構形使得該額外自行車鏈輪之該凸起部經構形以在一自行車鏈條自一毗鄰小鏈輪朝向該額外自行車鏈輪換檔時使該自行車鏈條傾斜。
根據本發明之一第八態樣，根據該第六態樣之自行車鏈輪經構形使得該額外自行車鏈輪之該等鏈輪齒包含複數個換檔協助輪齒。每一換檔協助輪齒具有一凹入部分。該額外自行車鏈輪之該凸起部形成於該等凹入部分中之每一者中。
根據本發明之一第九態樣，根據該第六態樣之該自行車鏈輪經構形使得該額外自行車鏈輪之該凸起部相對於該額外自行車鏈輪之一驅動旋轉方向安置於該凹入部分之一上游側上。
根據本發明之一第十態樣，根據該第六態樣之該自行車鏈輪經構形使得該額外自行車鏈輪之該凸起部相對於該額外自行車鏈輪之一驅動旋轉方向安置於該凹入部分之一下游側上。
此外，自以下詳細說明，熟習自行車領域者將明瞭其他目標、特徵、態樣及優點，以下詳細說明連同附圖一起揭示說明性實施例。
10:後多級鏈輪總成/多級鏈輪總成/鏈輪總成
12:鎖定環
14:鏈輪本體
16:飛輪或輪轂安裝結構/安裝結構
18:鏈條嚙合結構
20:第一側表面/第一或小(頂部)面向鏈輪側表面
22:第二側表面/第二或大(底部)面向鏈輪側表面
24:鏈輪齒/輪齒
26:槽/齒根
28:第一嚙合輪齒/鏈輪齒
30:輔助輪齒/鏈輪齒
32:換檔協助輪齒/鏈輪齒
34:下游邊緣
36:上游邊緣
38:頂部側表面
40:底部側表面
40a:傾斜表面
40b:傾斜表面
42:圓周齒頂表面
44:傾斜表面
46:凹部
48:下游邊緣
50:上游邊緣
52:頂部側表面
52a:傾斜表面
52b:傾斜表面
54:底部側表面
54a:傾斜表面
54b:傾斜表面
56:圓周齒頂表面
58:凹部
60:下游邊緣
62:上游邊緣
64:頂部側表面
64a:傾斜表面
64b:傾斜表面
64c:非傾斜表面
66:底部側表面
66a:傾斜表面
66b:傾斜表面
67:圓周齒頂表
68:凹入部分
68a:上游邊緣
68b:下游邊緣
70:凸起部
70a:第一部分
70b:第二部分
80:鏈條
82:導引滑輪
84:張緊滑輪
86:平面
114:鏈輪本體
116:安裝結構
120:第一側表面
122:第二側表面
124:鏈輪齒
132:換檔協助輪齒
160:下游邊緣
162:上游邊緣
167:圓周齒頂表面
168:凹入部分
168a:上游邊緣
168b:下游邊緣
170:凸起部
186:平面
220:第一側表面
224:鏈輪齒
232:換檔協助輪齒
260:下游邊緣
262:上游邊緣
267:圓周齒頂表面
268:凹入部分
268a:上游邊緣
268b:下游邊緣
270:凸起部
A:中心旋轉軸
D:正向旋轉方向
Pc:中心平面
Rc:齒根圓半徑/齒根圓
S1:鏈輪
S2:鏈輪
S3:鏈輪
S4:鏈輪
S5:鏈輪
S6:鏈輪
S7:鏈輪
S8:鏈輪
S9:鏈輪/較小鏈輪
S10:鏈輪/最大鏈輪/較大鏈輪/自行車鏈輪
現在參考形成本新穎發明之一部分的隨附圖式：圖1係根據本發明之一第一例示性實施例之一自行車鏈輪之一側視立面圖；圖2係形成於一鏈輪之一第一側表面之一凹入部分中之一凸起部之一側視立面圖；圖3係圖2之鏈輪之一第二側表面之一側視立面圖； 圖4係圖2之鏈輪之凹入部分之一放大側視立面圖；圖5係圖4之鏈輪之一俯視平面圖；圖6係圖4之鏈輪之凹入部分之一透視圖；圖7係圖6之鏈輪之呈沿著線7-7截取之部分剖面之一部分下游立面圖；圖8係圖2之鏈輪之呈部分剖面圖之一透視圖；圖9係圖8之鏈輪之呈沿著線9-9截取之剖面之一部分下游立面圖；圖10係在自一毗鄰小鏈輪朝向自行車鏈輪換檔之前的一自行車鏈條之一部分側視立面圖；圖11係在接觸自行車鏈輪之凸起部之前的自行車鏈條之一部分側視立面圖；圖12係藉由接觸自行車鏈輪之凸起部而傾斜之自行車鏈條之一部分側視立面圖；圖13係在嚙合自行車鏈輪之一換檔協助輪齒之前的傾斜之自行車鏈條之一放大部分側視立面圖；圖14係在接觸凸起部以促進換檔之後嚙合鏈輪之自行車鏈條之一放大部分側視立面圖；圖15係根據本發明之一第二例示性實施例之一自行車鏈輪之形成於一凹入部分之一上游側上之一凸起部之一側視立面圖；圖16係接觸圖15之鏈輪之凸起部之自行車鏈條之一放大部分側視立面圖；圖17係在接觸凸起部以促進換檔之後嚙合鏈輪之傾斜之自行車鏈條之一放大部分側視立面圖；且圖18係根據本發明之一第三例示性實施例之一自行車鏈輪之形成於一凹入部分之一下游側上之一凸起部之一部分立面圖。
現在將參考圖式來闡釋選定例示性實施例。自本發明熟習自行車領域者將明瞭，提供例示性實施例之以下說明僅出於圖解說明之目的，而非出於限制本發明如由隨附申請專利範圍及其等效內容界定之目的。
首先參考圖1，根據一第一例示性實施例來圖解說明一後多級鏈輪總成10。在所圖解說明之實施例中，多級鏈輪總成10包含複數個鏈輪S1至S10及一鎖定環12。鏈輪S1至S10經構形以按一相對習用方式固定安裝於一後輪轂(未展示)之一飛輪(未展示)上，使得鏈輪S1至S10一起繞一中心旋轉軸A旋轉。鏈輪S1至S10相對於中心旋轉軸A以一預定間隔彼此軸向間隔開。當騎乘者正沿一正向(順時針)方向踩腳踏板以沿一正向方向驅使自行車時，鏈輪S1至S10通常沿一正向旋轉方向D(例如，如圖1中所示，沿一順時針方向)一起旋轉。
鏈輪S1至S10可具有相對習用之輪齒或可如所示之經修改以包含有助於視需要及/或期望來執行一換擋操作之經特別構形的輪齒。如下文所闡釋，鏈輪S2至S10具有有助於執行一換檔操作(諸如自一較小直徑鏈輪至一較大直徑鏈輪之一降檔操作)之經特別構形的輪齒。當然，熟習自行車此項技術者自本發明將明瞭鏈輪總成10可具有較少或更多鏈輪。換言之，鏈輪總成10可係使用一變速器或諸如此類之一自行車之任何多級鏈輪總成，且其包含至少一個大鏈輪及至少一個小鏈輪。
如圖1中所見，鏈輪S1至S10係由諸如一金屬材料之一適合材料所形成之堅硬、剛性盤形部件。在所圖解說明實施例中，鏈輪S1至S10各自係由適合於一自行車鏈輪之一金屬材料所形成之一單件式整體部件。在所圖解說明實施例中，鏈輪S10(如在圖2及圖3中所見)包含亦用於鏈輪S1至S9之基本輪齒構形。基本上，鏈輪S2至S10僅在其 全體直徑、輪齒之數目、輪轂安裝結構及減重開口(若存在)之大小/數目等方面不同。當然，鏈輪S1至S10可在與本發明無關之其他特徵上彼此不同。以下闡述係指鏈輪S10，但熟習自行車此項技術者自本發明將明瞭鏈輪S2至S9可經類似地構形。
參考圖1，當鏈條自一大鏈輪移動至下一較小鏈輪時，發生一升檔操作，而在鏈條自一小鏈輪換檔至下一較大鏈輪時發，生一降檔操作。鏈輪S1至S10經設計使得鏈條可執行流暢之降檔及升檔運動。在所圖解說明實施例中，鏈輪S1至S10具有以下輪齒構形：11T-13T-15T-17T-19T-21T-23T-26T-30T-34T。鏈輪S2至S10之間的軸向間隔可係約2.35毫米，而鏈輪S1與S2之間的軸向間隔可係約2.26毫米。鏈輪S1之鏈輪本體可具有約1.96毫米之一厚度，而鏈輪S2至S10之鏈輪本體可具有約1.6毫米之厚度。
現在參考圖2及圖3，由於關於本發明鏈輪S2至S10之部分針對鏈輪S2至S10基本上相同，因此本文中將僅詳細圖解說明鏈輪S10。此外，將用相同元件符號指代鏈輪S2至S10之相同輪齒。如在圖2及圖3中所見，鏈輪S10基本上包含一鏈輪本體14、一飛輪或輪轂安裝結構16及一鏈條嚙合結構18。在鏈輪S10之情形中，鏈輪本體14較佳地與安裝結構16及鏈條嚙合結構18整體地形成為一單件式整體部件。
鏈輪本體14具有一中心旋轉軸A，鏈輪本體經構形以繞該中心旋轉軸旋轉。第一側表面20及第二側表面22分別相對於自行車鏈輪S10之一軸向方向相對地面向。第一側表面20面向一較小鏈輪，諸如鏈輪S9。第二側表面22背對較小鏈輪，且在一較大鏈輪毗鄰其安置時朝向一較大鏈輪。
鏈輪S10之安裝結構16界定鏈輪本體14之內周邊。當然，熟習此項技術者自本發明將明瞭鏈輪S10可係經構形以將鏈輪S10固定至一自行車輪轂之任何適合類型之安裝結構。
鏈條嚙合結構18形成於鏈輪本體14之外周邊上。鏈條嚙合結構18包含複數個鏈輪齒24，其中在輪齒24之間插置有複數個槽或齒根26。因此，鏈輪齒24自鏈輪本體14之一外周邊徑向向外延伸，其中在鏈輪齒24之間插置有槽26。較佳地，鏈輪齒24彼此經相等間隔開。因此，槽26以一交替方式配置於鏈輪齒24之間且彼此經相等間隔開。
複數個鏈輪齒24包含至少一個第一嚙合輪齒28、至少一個輔助輪齒30及至少一個換檔協助輪齒32。鏈輪齒28在下文中應稱作為第一嚙合輪齒28，其係在鏈條自一較小直徑鏈輪換檔至一較大直徑鏈輪(亦即，一降檔操作，諸如自鏈輪S9至鏈輪S10)時鉤住一鏈條80(圖1)之第一輪齒。鏈輪齒30在下文中應稱作為輔助輪齒30。鏈輪齒32在下文中應稱作為換檔協助輪齒32。在圖1所示之實施例中，換檔協助輪齒32沿著鏈輪本體14周向地設置於第一嚙合輪齒28及輔助輪齒30之間。
如在圖2中所見，鏈輪本體14之外部界限由具有一齒根圓半徑Rc之一齒根圓界定。如眾所周知，齒根圓Rc係由鏈輪齒24之間的槽或齒根26之底部(徑向最內點)界定之一假想圓。因此，一鏈輪齒之齒根部分自齒根圓Rc朝向中心旋轉軸A徑向向內延伸。在此例示性實施例中，鏈輪S10之鏈輪本體14具有一第一或小(頂部)面向鏈輪側表面20(圖2)及一第二或大(底部)面向鏈輪側表面22(圖3)。第一側表面與第二側表面相對於自行車鏈輪之軸向方向相對地面向。如圖5中所見，鏈輪S10之鏈輪本體14具有在鏈輪本體14之齒根部分之第一側表面20與第二側表面22之間平分鏈輪本體14之一中心平面Pc。
如在圖1中所見，鏈輪S1至S10沿旋轉方向D旋轉以沿一驅動方向驅動一自行車鏈條80。在一鏈條換檔程序期間，藉由一後變速器使鏈條相對於鏈輪S1至S10之中心旋轉軸A沿一軸向方向移動而使鏈條80自鏈輪S1至S10中之一者換檔至鏈輪S1至S10中之下一毗鄰者。自行車鏈條係眾所周知的，且因此本文中將不詳細圖解說明一自行車鏈條。當然，自行車鏈條係具有藉由鉸接鏈條銷及鏈條輥以樞轉方式彼 此連接之複數個內鏈板及複數個外鏈板的一連續環圈。自鏈條輥中之每一者之中心至下一鏈條輥之中心係約二分之一英吋(12.7mm)。此尺寸稱作為鏈條之「間距」。自行車鏈條可係與一自行車鏈輪一起使用之任何鏈條。因此，本文中將不進一步詳細闡述鏈條。
現在轉向圖2至圖6，現在將更詳細論述第一嚙合輪齒28。第一嚙合輪齒28亦視為一第一降檔輪齒，此乃因其經設計成在一降檔操作期間鉤住或完全嚙合鏈條輥之第一降檔輪齒。第一嚙合輪齒28具有一下游邊緣34、一上游邊緣36、一頂部側表面38、一底部側表面40及一圓周齒頂表面42。頂部側表面38及底部側表面40界定第一嚙合輪齒28之一基座部分。
如在圖4及圖5中所見，第一嚙合輪齒28之頂部側表面38具有自鏈輪S10之小(頂部)面向鏈輪側表面20朝向鏈輪中心平面Pc沿一上游方向周向地傾斜之一傾斜表面44。傾斜表面44與鏈輪S10之小(頂部)面向鏈輪側表面20形成一銳角。第一嚙合輪齒28之頂部側表面38之基座包含沿著傾斜表面44延伸之一凹部46，其中其徑向尺寸及其相對於中心旋轉軸A之軸向尺寸隨凹部46自下游邊緣34接近上游邊緣36而變大。
如在圖5中所見，第一嚙合輪齒28之底部側表面40具有一對傾斜表面40a及40b。傾斜表面40a隨著傾斜表面40a自傾斜表面40b朝向下游邊緣34及圓周齒頂表面42延伸而沿一下游方向周向地傾斜且沿一頂部鏈輪側方向徑向傾斜。傾斜表面40b隨傾斜表面40b自大(底部)面向鏈輪側表面22朝向傾斜表面40a延伸而沿一頂部鏈輪側方向徑向傾斜。因此，傾斜表面44以及傾斜表面40a與40b導致第一嚙合輪齒28之圓周齒頂表面42扭曲，其中其下游邊緣經扭曲接近鏈輪S10之小(頂部)面向鏈輪側表面20，且其上游邊緣經安置接近鏈輪中心平面Pc。
現在轉向圖4至圖6，將簡略地論述輔助輪齒30。輔助輪齒30具 有一下游邊緣48、一上游邊緣50、一頂部側表面52、一底部側表面54及一圓周齒頂表面56。頂部側表面52及底部側表面54界定輔助輪齒30之一基座部分。如在圖4及圖5中所見，輔助輪齒30之頂部側表面52具有一對傾斜表面52a及52b。傾斜表面52a隨傾斜表面52a自傾斜表面52b朝向下游邊緣48及圓周齒頂表面56延伸而沿一下游方向周向及沿一下部鏈輪側方向徑向傾斜。傾斜表面52b隨傾斜表面52b自小(頂部)面向鏈輪側表面20朝向傾斜表面52a延伸而沿一下部鏈輪側方向徑向傾斜。輔助輪齒30之基座沿著下游邊緣48具備一凹部58。在一升檔操作期間，一鏈條由於傾斜表面52a而經導引朝向一較小鏈輪。
如在圖4及圖5中所見，輔助輪齒30之底部側表面54具有一對傾斜表面54a及54b。傾斜表面54a隨傾斜表面54a自傾斜表面54b朝向圓周齒頂表面56延伸而沿一頂部鏈輪側方向徑向傾斜。傾斜表面54b隨傾斜表面54b自鏈輪S10之大(底部)面向鏈輪側表面22朝向傾斜表面54a延伸而沿一上游方向周向傾斜且沿一頂部鏈輪側方向徑向傾斜。因此，傾斜表面52a、52b、54a及54b導致輔助輪齒30之圓周齒頂表面56相對於鏈輪中心平面Pc朝向鏈輪S10之大(底部)面向鏈輪側表面22偏移。
現在轉向圖4至圖9，現在將更詳細論述換檔協助輪齒32。換檔協助輪齒32具有一下游邊緣60、一上游邊緣62、一頂部側表面64、一底部側表面66及一圓周齒頂表面67。頂部側表面64及底部側表面66界定換檔協助輪齒32之一基座部分。一凹入部分68沿著換檔協助輪齒32之基座延伸以輔助降檔至一較大鏈輪。凹入部分68自第一側表面20朝向第二側表面22凹入以在一降檔操作期間定位一鏈條接近於一較大鏈輪。一凸起部70形成於凹入部分68中。凸起部70經提供以促進使自行車鏈條80在自一毗鄰小鏈輪(諸如，鏈輪S9)朝向一較大鏈輪(諸如，鏈輪S10)換檔時傾斜，如在圖10至圖14中所見。參照圖2及圖4，在本實施例中，凹入部分68位於齒根圓Rc之上的換檔協助輪齒32上的一位置，且自換檔協助輪齒32的一下游邊緣60朝向換檔協助輪齒32的一上游邊緣62延伸。
如在圖4及圖5中所見，換檔協助輪齒32之頂部側表面64具有一對傾斜表面64a及64b以及一非傾斜表面64c。傾斜表面64a隨傾斜表面64a自非傾斜表面64c朝向下游邊緣60及圓周齒頂表面67延伸而沿一下游方向周向傾斜且沿一下部鏈輪側方向徑向傾斜。傾斜表面64b隨傾斜表面64b自非傾斜表面64c朝向圓周齒頂表面67延伸而沿一下部鏈輪側方向徑向傾斜。非傾斜表面64c平行於鏈輪中心平面Pc且平行於鏈輪S10之側表面20及22。非傾斜表面64c由於鏈輪本體14之齒根部分中之凹入部分68而自鏈輪S10之小(頂部)面向鏈輪側表面20朝向鏈輪中心平面Pc凹入。
如在圖4及圖5中所見，換檔協助輪齒32之底部側表面66具有一對傾斜表面66a及66b。傾斜表面66a隨傾斜表面66a自傾斜表面66b朝向圓周齒頂表面67延伸而沿一頂部鏈輪側方向徑向傾斜。傾斜表面66b隨傾斜表面66b自鏈輪S10之大(底部)面向鏈輪側表面22朝向傾斜表面66a延伸而沿一上游方向周向傾斜且沿一頂部鏈輪側方向徑向傾斜。因此，傾斜表面64a、64b、66a及66b導致換檔協助輪齒32之圓周齒頂表面67相對於鏈輪中心平面Pc朝向鏈輪S10之大(底部)面向鏈輪側表面22偏移。
如在圖4、圖6及圖8中所見，凸起部70沿自行車鏈輪S10之一軸向方向自凹入部分68朝向第一側表面20相外延伸。凸起部70朝向圓周齒頂表面67徑向傾斜。凸起部70可具有自凹入部分68朝向鏈輪本體14之第一側表面20向外延伸之任何適合形狀以促進使自行車鏈條在降檔時傾斜。舉例而言，如在圖4、圖6及圖8中所示，凸起部70具有自凹入部分68之一上游邊緣68a朝向第一側表面20向外延伸之一第一部分70a及自凹入部分68之一下游邊緣68b朝向第一側表面20向外延伸之一第二部分70b，使得凸起部沿軸向方向自凹入部分68之上游邊緣68a連續延伸至下游邊緣68b。凸起部70較佳地與鏈輪S10整體形成，舉例而 言，藉由冷鍛或切割。另一選擇係，凸起部70可以任何適合方式形成，包含但不限於鉚接、黏合或擴散接合。
如在圖1及圖2中所見，鏈輪齒24包含至少一個換檔協助輪齒32。鏈輪齒24可包含複數個換檔協助輪齒32，其中每一換檔協助輪齒32具有一凹入部分68，且每一凹入部分具有一凸起部70。如在圖2中所見，鏈輪S10經展示具有兩個換檔協助輪齒32，但鏈輪S10可具有任何適合數目個換檔協助輪齒。每一換檔協助輪齒32實質上經類似構形，使得每一換檔協助輪齒32具有一凹入部分68，且每一凹入部分具有一凸起部70。
如在圖1及圖10至圖12中所見，鏈輪總成10可包含類似於如上文所闡述之鏈輪S10之多個鏈輪。多自行車鏈輪總成10包含至少鏈輪S10及一額外鏈輪(諸如，鏈輪S9)。額外鏈輪(諸如，鏈輪S9)包含複數個凹入部分68，其中每一凹入部分68具有一凸起部70。額外鏈輪(諸如，鏈輪S9)經構形實質上類似於鏈輪S10使得本文中將不進一步詳細闡述鏈輪S9。
如在圖1中所見，後變速器包含一導引滑輪82及一張緊滑輪84以促進使自行車鏈條80在鏈輪之間換檔。導引滑輪82當鏈條80在鏈輪之間換檔時導引鏈條80。張緊滑輪84當鏈條長度在鏈條於鏈輪之間換檔時改變時調整鏈條80之張力。如在圖1中以實線所示，張緊滑輪84處於其中鏈條長度最長(由於鏈條80嚙合最大鏈輪S10)之一位置中。如在圖1中以虛線所示，張緊滑輪84移動至一位置以適應由於鏈條換檔至一較小鏈輪(舉例而言，鏈輪S9)所致之鏈條80之鬆弛。
當鏈條80自一大鏈輪移動至下一較小鏈輪(諸如自鏈輪S10至鏈輪S9)時發生一升檔操作，而當鏈條自一小鏈輪換檔至下一較大鏈輪(諸如自鏈輪S9至鏈輪S10)時發生一降檔操作。鏈輪S1至S10經設計使得鏈條可執行流暢之降檔及升檔運動。
如在圖10至圖12中所見，根據本發明之第一例示性實施例圖解說明鏈條之一降檔操作。鏈條80自一毗鄰小鏈輪(諸如，鏈輪S9)朝向鏈輪S10換檔。隨鏈輪S10沿旋轉方向D旋轉且鏈條80自鏈輪S9換檔至鏈輪S10，鏈條80自較小鏈輪(S9)至毗鄰較大鏈輪(S10)向外徑向移動。在鏈條80自鏈輪S9至鏈輪S10之換檔移動期間，鏈條80接觸形成於面向較小鏈輪S9之鏈輪S10之第一側表面20上之凹入部分68中之凸起部70，如在圖12及圖13中所見。與凸起部70之接觸致使鏈條80相對於其中鏈輪S10旋轉之一平面86傾斜。鏈條80之傾斜促進鏈條80嚙合鏈輪S10之輪齒24，如在圖14中所見。
圖15至圖17中展示本發明之一第二例示性實施例。第二例示性實施例之自行車鏈輪S10實質上類似於第一例示性實施例之自行車鏈輪S10，惟除下文所闡述之區別。除以100系列(例如，1xx)外，用一類似元件符號識別類似特徵。
鏈輪S10之安裝結構116係界定一鏈輪本體114之一內周邊之一花鍵孔，如在圖15中所見。當然，熟習此項技術者自本發明將明瞭鏈輪S10可具有適合於將鏈輪S10固定至一自行車輪轂之其他類型之安裝結構。鏈輪S10之安裝結構116較佳地具有複數個花鍵，其中一或多個花鍵具有一不同形狀使得花鍵以一已知方式嚙合一飛輪或諸如此類之一鍵輪安裝套筒上對應花鍵以將鏈輪S10相對於剩餘鏈輪固定於一預定旋轉位置處。繼而，鏈輪安裝套筒以一已知方式透過滾珠軸承及一單向離合器圍繞一輪轂軸以可旋轉方式安置。
如在圖15中所見，鏈輪齒124經展示為相對習用輪齒。然而，鏈輪齒124可係有助於視需要及/或期望執行一換檔操作之經特別構形之輪齒，如在圖1至圖3中所見。鏈輪齒124包含具有一凹入部分之至少一個換檔協助輪齒132。鏈輪齒124可包含複數個換檔協助輪齒132，其中每一換檔協助輪齒132具有一凹入部分168。如在圖15中所見，鏈 輪S10經展示具有四對換檔協助輪齒132，其中換檔協助輪齒132經分組成成對之換檔協助輪齒132，但鏈輪S10可具有任何適合數目個換檔協助輪齒。每一換檔協助輪齒132具有一下游邊緣160、一上游邊緣162及一圓周齒頂表面167。一凹入部分168自第一側表面120上之圓周齒頂表面167徑向向內延伸以有助於降檔至一較大鏈輪。凹入部分168在自一較小鏈輪(舉例而言，S9)之一降檔操作期間自第一側表面120朝向第二側表面122(圖16及圖17)凹入以將一鏈條定位接近於一較大鏈輪(舉例而言，S10)。如在圖15中所見，凹入部分168自換檔協助輪齒132對之圓周齒頂表面167向內延伸使得凹入部分168之一上游邊緣168a毗鄰換檔協助輪齒132對之一第一輪齒之上游邊緣162且凹入部分168之一下游邊緣168b毗鄰換檔協助輪齒132對之一第二輪齒之下游邊緣160。凹入部分168可具有任何適合構形以在自一較小鏈輪(例如，S9)之一降檔期間促進將鏈條80定位接近於較大鏈輪(例如，S10)。
一凸起部170形成於一凹入部分168中，如在圖15至圖17中所見。凸起部170沿自行車鏈輪S10之一軸向方向遠離凹入部分168向外延伸。如在圖15中所見，一凸起部170形成於換檔協助輪齒132之每一凹入部分168中。因此，如在圖15中所見，舉例而言，一凸起部170形成於鏈輪S10之第一側表面120上之凹入部分168中至每一者中，共計四個凸起部。凸起部170相對於鏈輪S10之驅動旋轉方向D形成於凹入部分168之一上游側上。如在圖15至圖17中所見，凸起部170經形成毗鄰換檔協助輪齒132之圓周齒頂表面167及上游邊緣162，但凸起部可形成於凹入部分168中之任何位置處。凸起部170較佳地與鏈輪S10整體形成，舉例而言，藉由冷鍛或切割。另一選擇係，凸起部170可以任何適合方式形成，包含但不限於鉚接、黏合或擴散接合。
如在圖16至圖17中所見，根據本發明之第二例示性實施例圖解說明鏈條之一降檔操作。鏈條80自一毗鄰小鏈輪朝向鏈輪S10換檔。 隨著鏈輪S10沿旋轉方向D旋轉且鏈條80自較小鏈輪換檔至鏈輪S10，鏈條80自較小鏈輪徑向向外移動至毗鄰較大鏈輪S10。在鏈條80至鏈輪S10之換檔移動期間，鏈條80接觸形成於面向較小鏈輪之鏈輪S10之第一側表面120上之凹入部分168中之凸起部170，如圖16中所見。與凸起部170之接觸致使鏈條80相對於其中鏈輪S10旋轉之一平面186傾斜。鏈條80之傾斜促使鏈條80嚙合鏈輪S10之輪齒124，如在圖17中所見。
圖18中展示本發明之一第三例示性實施例。第三例示性實施例之自行車鏈輪S10實質上類似於第一及第二例示性實施例之自行車鏈輪S10，惟除下文所闡述之區別。除以200系列(例如，2xx)外，用一類似元件符號識別類似特徵。
如在圖18中所見，鏈輪齒224經展示為相對習用輪齒。然而，鏈輪齒224可係有助於視需要及/或期望執行一換檔操作之經特別構形之輪齒，如在圖1至圖3中所見。鏈輪齒224包含具有一凹入部分之至少一個換檔協助輪齒232。鏈輪齒224可包含複數個換檔協助輪齒232，其中每一換檔協助輪齒232具有一凹入部分268。鏈輪齒224經構形實質上類似於如在圖15中所見之鏈輪齒124。換檔協助輪齒232經分組成成對之換檔協助輪齒232，但鏈輪S10可具有任何適合數目個換檔協助輪齒。每一換檔協助輪齒232具有一下游邊緣260、一上游邊緣262及一圓周齒頂表面267。一凹入部分268自第一側表面220上之圓周齒頂表面267徑向向內延伸以有助於降檔至一較大鏈輪。凹入部分268在自一較小鏈輪(舉例而言，S9)之一降檔操作期間自第一側表面220朝向一相對第二側表面(諸如圖16及圖17之第二側表面122)凹入以將一鏈條定位接近於一較大鏈輪(舉例而言，S10)。如在圖18中所見，凹入部分268自換檔協助輪齒232對之圓周齒頂表面267向內延伸使得凹入部分268之一上游邊緣268a毗鄰換檔協助輪齒232對之一第一輪齒之上 游邊緣262且凹入部分268之一下游邊緣268b毗鄰換檔協助輪齒232對之一第二輪齒之下游邊緣260。凹入部分268可具有任何適合構形以在自一較小鏈輪(例如，S9)之一降檔期間促進將鏈條80定位接近於較大鏈輪(例如，S10)。
一凸起部270形成於一凹入部分268中，如在圖18中所見。凸起部270沿自行車鏈輪S10之一軸向方向遠離凹入部分268向外延伸。凸起部270相對於鏈輪S10之驅動旋轉方向D形成於凹入部分268之下游側268b上。如在圖18中所見，凸起部270經形成毗鄰換檔協助輪齒232之一圓周齒頂表面267及下游邊緣260，但凸起部可形成於凹入部分268中之任何適合位置處。凸起部270較佳地與鏈輪S10整體形成，舉例而言，藉由冷鍛或切割。另一選擇係，凸起部270可以任何適合方式形成，包含但不限於鉚接、黏合或擴散接合。
為更佳地理解對鏈輪總成10之上文闡述，為清晰起見現在將進一步闡釋某些術語。如本文中所使用，術語「正向」以及類似方向術語係指鏈輪總成10相對於一自行車處於其在一水平表面上之正常騎乘位置之彼等方向。因此，方向術語(如用於在申請專利範圍中闡述鏈輪總成10)應相對於一自行車處於其在一水平表面上之正常騎乘位置來解釋。此外，如本文中所使用提及後鏈輪總成10之術語「降檔」及「升檔」應解釋為分別意指自較小鏈輪至較大鏈輪之一換檔及自較大鏈輪至較小鏈輪之一換檔。如本文中所使用，術語「較小鏈輪」係指相對於所主張鏈輪具有一較小直徑之一鏈輪且術語「較大鏈輪」係指相對於所述鏈輪具有一較大直徑之一鏈輪。如本文中所使用，術語「面向較小鏈輪側表面」係指面向相對於所述鏈輪具有一較小直徑之一鏈輪之所述鏈輪之一側表面。在另一術語之前不存在修飾術語「至少一個」之使用不應解釋為排除修飾術語之額外者。如本文中所使用，術語「包括」及其派生詞意欲係指定存在所陳述特徵、元件、組 件、群組、整數及/或步驟之開放式術語。此概念亦適用於類似意義之措辭，舉例而言，術語「具有」、「包含」及其派生詞。
儘管僅挑選選定實施例來圖解說明本發明，但熟習此項技術者自本發明將明瞭，可在本文中作出各種改變及修改，此並不背離如隨附申請專利範圍中所界定之本發明之範疇。因此，根據本發明之對實施例之前述說明僅係出於圖解目的，而非出於限制由隨附申請專利範圍及其等效內容所界定之本發明之目的。
14:鏈輪本體
16:飛輪或輪轂安裝結構/安裝結構
18:鏈條嚙合結構
20:第一側表面/第一或小(頂部)面向鏈輪側表面
24:鏈輪齒/輪齒
26:槽/齒根
28:第一嚙合輪齒/鏈輪齒
30:輔助輪齒/鏈輪齒
32:換檔協助輪齒/鏈輪齒
68:凹入部分
70:凸起部
A:中心旋轉軸
D:正向旋轉方向
Rc:齒根圓半徑/齒根圓
S10:鏈輪/最大鏈輪/較大鏈輪/自行車鏈輪

Claims (14)

  1. 一種自行車鏈輪，其包括：一鏈輪本體，其具有一中心旋轉軸、一第一側表面及一第二側表面，該第一側表面與該第二側表面相對於該自行車鏈輪之一軸向方向相對地面向，該第一側表面係該自行車鏈輪之一面向較小鏈輪側；及一鏈條嚙合結構，其包含自該鏈輪本體之一外周邊徑向向外延伸之複數個鏈輪齒，該等鏈輪齒包含至少一個換檔協助輪齒，其具有自該第一側表面朝向該第二側表面凹入之一凹入部分，該凹入部分位於一齒根圓之上該至少一個換檔協助輪齒上的一位置，且自該至少一個換檔協助輪齒的一下游邊緣朝向該至少一個換檔協助輪齒的一上游邊緣延伸；及一凸起部，其經形成於該凹入部分中。
  2. 如請求項1之自行車鏈輪，其中該凸起部經構形以在一自行車鏈條自一毗鄰小鏈輪朝向該自行車鏈輪換檔時，使該自行車鏈條傾斜。
  3. 如請求項1之自行車鏈輪，其中該等鏈輪齒包含複數個換檔協助輪齒，每一換檔協助輪齒具有一凹入部分；且該凸起部經形成於該等凹入部分中之每一者中。
  4. 如請求項1之自行車鏈輪，其中該凸起部係相對於該自行車鏈輪之一驅動旋轉方向安置於該凹入部分之一上游側上。
  5. 如請求項1之自行車鏈輪，其中 該凸起部係相對於該自行車鏈輪之一驅動旋轉方向安置於該凹入部分之一下游側上。
  6. 如請求項1之自行車鏈輪，其中該凹入部分沿著該換檔協助輪齒之一基座部分延伸，該基座部分係界定於該換檔協助輪齒之一頂部側表面及一底部側表面之間。
  7. 如請求項1之自行車鏈輪，其中該凸起部朝向該換檔協助輪齒之一圓周齒頂表面徑向傾斜。
  8. 如請求項1之自行車鏈輪，其中該換檔協助輪齒沿著該鏈輪本體周向地設置於一第一嚙合輪齒及一輔助輪齒之間。
  9. 一種包含如請求項1之自行車鏈輪之多自行車鏈輪總成，其進一步包括：一額外自行車鏈輪，該額外自行車鏈輪包含一鏈輪本體，其具有一中心旋轉軸、一第一側表面及一第二側表面，該第一側表面與該第二側表面相對於該自行車鏈輪之一軸向方向相對地面向，該第一側表面係該自行車鏈輪之一面向較小鏈輪側；及一鏈條嚙合結構，其包含自該鏈輪本體之一外周邊徑向向外延伸之複數個鏈輪齒，該等鏈輪齒包含至少一個換檔協助輪齒，其具有自該第一側表面朝向該第二側表面凹入之一凹入部分；及一凸起部，其經形成於該凹入部分中。
  10. 如請求項9之多自行車鏈輪總成，其中該額外自行車鏈輪之該凸起部經構形以在一自行車鏈條自一毗鄰小鏈輪朝向該額外自行車鏈輪換檔時，使該自行車鏈條傾 斜。
  11. 如請求項9之多自行車鏈輪總成，其中該額外自行車鏈輪之該等鏈輪齒包含複數個換檔協助輪齒，每一換檔協助輪齒具有一凹入部分；且該額外自行車鏈輪之該凸起部係形成於該等凹入部分中之每一者中。
  12. 如請求項9之多自行車鏈輪總成，其中該額外自行車鏈輪之該凸起部係相對於該額外自行車鏈輪之一驅動旋轉方向安置於該凹入部分之一上游側上。
  13. 如請求項9之多自行車鏈輪總成，其中該額外自行車鏈輪之該凸起部係相對於該額外自行車鏈輪之一驅動旋轉方向安置於該凹入部分之一下游側上。
  14. 一種自行車鏈輪，其包括：一鏈輪本體，其具有一中心旋轉軸、一第一側表面及一第二側表面，該第一側表面與該第二側表面相對於該自行車鏈輪之一軸向方向相對地面向，該第一側表面係該自行車鏈輪之一面向較小鏈輪側；及一鏈條嚙合結構，其包含自該鏈輪本體之一外周邊徑向向外延伸之複數個鏈輪齒，該等鏈輪齒包含至少一個換檔協助輪齒，其具有自該第一側表面朝向該第二側表面凹入之一凹入部分；及一凸起部，其經形成於該凹入部分中，其中該凸起部具有自該凹入部分之一上游邊緣朝向該鏈輪本體之該第一側表面向外延伸之一第一部分及自該凹入部分之一下游邊緣朝向該第一側表面向外延伸之一第二部分，使得該凸 起部沿軸向方向自該凹入部分之該上游邊緣連續延伸至該下游邊緣。
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