TW201240876A - Cogset assembly for a bicycle - Google Patents

Description

201240876 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明大體上關於用以驅動自行車的裝置。 【先前技術】 相關技術包含藉由鏈條連接至腳踏或一些其他動力源的 自行車傳動系，譬如齒輪和鏈輪。 【發明内容】 依據用於自行車之齒片組（cogset)總成的一些實施例， 一種自行車輪轂總成包括一軸、一鄰近該軸的第一負載軸 承、一圍繞該軸的輪轂主體、及一齒片組。該齒片組可界 疋内表面，且s亥内表面可界定一經構形用以接收該第一 負載軸承的承座。此外，該内表面可界定一大小可變的開 口。該齒片組亦可界定一内端和一外端，且該開口可大致 從該外端往該内端加大尺寸。 在一些實施例中，該齒片組可進一步界定二個安裝部 分。第-安裝部分可界定-比第二安裝部分小的開放橫截 面，且可協作以使該齒片組可旋轉地安裝在一軸上。該第 二安裝部分可協作以使該齒片組安裝在H總成上f 此外，在-些實施射，該軸可界定—外表面，該外表 面可界定-較小直徑部分。該較小直徑部分可為鄰近該齒 片組之一外端。一較大直徑部分可為鄰近該齒片組之1 端。該轴亦可界定一經定位與該齒片組外端相對的 徑部分。該軸可大致由碳纖維、铭、鋼、類似材料、或以 上之混合物組成。該轴亦可有一大於15mm的直經。一以 164756.doc 201240876 匕外 些實施例可包括一安裝在該輪轂主體上的棘 輪相似地，在一些實施例中可有一棘輪部分安裝在該齒 片組上，對應於安裝在該輪轂上的該棘輪。在其他實施例 中，一棘輪部分可被安裝在該齒片組上。 在-些實施例中，—自行車輪毅總成可包括一輪敎主 體。該輪敍主體可被—襯套圍繞。一齒片組可被該襯套可 旋轉地支#。該齒片組可進―步界卜内表面，且該内表 面可界定一大小可變的開口。此外，且該開口可大致從_ 外端往-内端加大尺寸’該外端和内端係由該齒片組之内 表面界定。該輪轂總成可進—步包括—安裝在該輪毅主體 上的棘輪’及-安裝在該齒片組上的棘輪部分4其 :例中，該輪較總成可包括一安裝在該齒片組上的棘輪總 在―㈣施例中’—自行車輪穀總成可包括—界定 線的輪敎主體。該自行車 Μ主h 目订皁輪㈣成可進—步包括-圍繞該 輪：體之—部分的齒片組。此外，該齒片組可從 主體軸向地延伸且可相對 又 •佳一丰典^ 々耵於°亥輪轂主體旋轉。該齒片組可 …疋-内表面’該内表面界定 又’該開口可大致從一外端往一内端加大尺寸，該二 内端係由該齒片組之内表面界定'卜、和 安裝在該輪轂主俨上& 、 ’、可匕括— 安穿在$2 輪。該輪敍總成可進—步包括- 女裝在麵；i組上的棘輪部分。在其他實施例中， 總成可包括—安裝在該齒片組上的棘輪總成。 又 自行車輪轂總成可包括一自行車 在一些實施例中， 164756.doc 鄰近該軸的第一負載軸承 轂主俨« ^ 图既該自行車軸的輪 組。該齒片組可被實f直接^位在該第 承的半⑽公麓以内。 破疋位為在該負載軸 在些實施例中，一齒片組可包括一含右妨加 =面。該齒片組可進—步包括複數個齒片及一用以 =—齒片組抽承的部分，表面可沿組 :=可變大小。此外，該内表面可大致從該齒片組 广主另-端單調地加大尺寸。該齒片組可進一步包含 ^一個齒數小於11齒的齒片。該齒片組亦可包括一外表 面，該外表面包括實質上由至少兩種不同 片。該等材料之至少-者可為敛。 ㈣齒 在一些實施例中’ '齒片組可包括複數個齒y及-含有 :检槽部分的内表面。該内表面可包括沿該齒片2 的可變大小及一用以接收釉線 大致從該齒片組L另成的部分。該内表面可 另—端早調地加大尺寸。該齒片 :可進-步包含至少一個齒數小於u齒 Γ包括一外表面’該外表面包括實質上由至少兩= 材枓構成的齒片。該等.材料之至少一者可為鈦。 :了此概要說明’本發明之某些態樣、優點及新 已在此欽述。應理解龍非㈣本發明之任 實 必定可以達成上述所有優點1此 貫施例 藝者會理解到太路h u此舉例來說，熟習此技 群組達成本文所述之一優點或優- "X中提及或暗示之其他優點的 164756.doc 201240876 方式實施或執行。 【實施方式】 在自行車設計的内容中存在許多目標。通常會期望提供 一種輕量、可靠、能夠兼具高和低齒輪比、且包括極小摩 擦或損失、以及其他目標的自行車。材料強度通常與材料 大小和重量成比例’因此輕量化和可靠度經常出現衝突。 本發明提出一種用於自行車的齒片組總成。本發明更提 出一種用於自行車後輪的輪轂總成》本發明還提出齒片組 總成與輪毅總成之組合。 圖1例示一具備一齒片組與輪轂總成6的自行車1。自行 車1可包括一車架11、腳踏3、腳踏鏈輪5、鏈條4、齒片組 與輪轂總成6、及後輪2。車架π可包括可將一後輪2連接 至車架11之主要部分的又桿12。後輪2可由腳踏3經由—鏈 條4驅動。鏈條4之鏈結可經構形以與腳踏鏈輪5互動，該 腳踏鏈輪導致鏈條4在腳踏3旋轉時轉動。鏈條4可進一步 與一齒片組與輪轂總成6互動以導致齒片組與輪轂總成6轉 動，因而亦使後輪2轉動，詳見下文。後輪2可進一步包括 一能夠使鏈條4在複數個鏈輪之間移動的變速器用齒輪組 卜此外’後輪2可包括複數個輻條9以增進後輪之誓 體性和強度。 圖2A、3A例示—實施例之齒片組與輪轂總成6的透視圖 及側視圖。齒片組與輪較總成6可包括_轴36、—輪 體4〇及-齒片組2〇。齒片組2〇可包括複數個經構形用:唾 合鍵條4的齒片21。透過齒片21，鏈條4之旋轉可導致齒片 I64756.doc 201240876 組20轉動。透過下文所述方 轂40轉動。透過凸心“ 5 旋轉可導致輪 ' σ輕條9 ,輪敎40之旋轉可導致後 輪2轉動。端蓋6 狹轉了導致後 11進一步隨齒片組20和輪轂40轉 勁。在其他實施例中，踹筌-1- ^ ““ 例T &蓋60、61可獨立於齒片組20及/ 或輪叙40轉動’或該等端蓋可保持靜止不動。 參照圖2Β、3^3Β，齒片組2〇可被定位在齒片組與輪 毅總成6之-從動端⑽附近，且大端蓋61可被定位在齒月 組與輪數總成6之-自由端1G1附近。齒片組2()可在齒片組 2〇之面輪轂端或内端23及輪轂40之一面鏈輪端或第一端 41處連接至輪轂40。輪毅4〇進一步包括一與第一_相對 的自由端或第二端42。在自由端42處，輪轂40可連接至一 大知蓋61，而該大端蓋可連接至一用於經由叉桿12(圖SR 未示）使齒片組與輪轂總成6附接於車架u的連接構件7〇。 另一選擇，輪轂40可直接連接至一連接構件7〇(圖3]3未 示）。如圖所示，輪轂40進一步包括二個徑向延伸凸緣 45 ’該等凸緣可連接至複數個輻條9(見圖丨）。凸緣45可被 提供為相隔一既定距離。在本申請案中，"自由端，，係一廣 義用語，用來廣義地與從動端丨〇〇、41區別，並非意欲表 達沒有物件附接或覆蓋於自由端1〇1、42。 齒片21係呈放射狀地提供且可被群集成圓形鏈輪。鏈輪 上的齒片21可訂出一半徑或齒數，其與腳踏鏈輪5之類似 半徑或齒數共同決定一齒輪比。 齒片組20和輪轂40可安裝在一軸36上》軸36可包括一軸 主體30、一從動端蓋60、及一自由端蓋61。在一些實施例 I64756.doc 201240876 中’端蓋60、61的使用有利於提供一密封齒片組2〇之從動 知22及轴主體3〇之末端的構件。此外’在^一些實施例令， 端蓋60、61的使用可提供較易於製造及/或減輕重量的好 處。另一選擇，在一些實施例中，該軸可包括一單件式物 體且/或端蓋6〇、61之一者或二者可免除。 車由36可經由連接構件7〇安裝於又桿12。叉桿12之間的距 離可沿齒片組與輪轂總成6之軸線定義一總成長度La。如 圖3A最清楚顯示，軸36的長度可跨越整個總成長度La。此 外’包含端蓋60、61在内的軸36連同輪轂40和齒片組20可 跨越整個總成長度LA。 如圖所不，齒片組2〇可包括複數個具備不同半徑或齒數 的鏈輪。相似地，腳踏鏈輪5亦可包括複數個具備不同半 徑或齒數的鏈輪。更多個鏈輪可包括總成長度乙八之一較大 邛为。此外，鏈輪上的齒片可為相隔一既定距離，不管是 在一已知鏈輪上或是鏈輪之間皆如此。相鄰鏈輪上的齒片 可為相隔至少一既定距離以便容許有讓鏈條4圍住每一齒 片而不會與一相鄰鏈輪上之齒片發生干擾的空間。此外， 單一鏈輪上的齒片可為在每一鏈輪上相隔一既定徑向距離 以便配合一經設計用以與齒片組2〇上之所有鏈輪互動的單 一鍵锋4。 如圖3 A所示齒片組與輪轂總成6可被連接至二個叉桿 12。又桿12可包括大致又子形狀致使齒片組與輪毅總成6 可滑入定位。然後轴36可被一連接構件7〇牢固地固持在又 桿12之間使得齒片組與輪轂總成6固定於自行車丨。該連接 164756.doc 構件70可包㈣帽㈣栓、—快拆連接n '或任何其他用 於在齒片組與輪轂總成6與又桿12之間產生一大力的構 件，致使摩擦力將該總成固持在定位。叉桿12亦可包括鈎 件、圍蔽件、或任何其他將齒片組與輪敕總成6固持在定 位的構件。 參照圖2B、3A和3B，輪敎4〇包括一内表面48，該内表 面界定-内部輪轂開口81，該開口經構形用以接收一軸刊 且允許該輪轂相對於該軸轉動β軸36與輪轂4〇之間的摩擦 可由輪毅軸承31、32減小1 —選擇，亦可使用襯套、潤 滑劑、低摩擦表面、滾子、或類似物。 參照圖2Β，輪轂40之面齒片端41可包括一栓槽部分49 ’ 該栓槽部分經構形用以與—第一軸向棘輪部分5 〇之栓槽互 動，使得該第一軸向棘輪部分之旋轉會造成該輪轂之一等 效旋轉，反之該輪轂之旋轉也會造成該第一軸向棘輪部分 之一等效旋轉。齒片組20可界定一經構形用以與一第二軸 向棘輪部分5 1互動的栓槽部分24。第一軸向棘輪部分5〇和 第二軸向棘輪部分51可分別具有齒56、57。第一軸向棘輪 部分50的齒56可為面向軸向且經構形用以與一第二軸向棘 輪0卩刀51之最好疋面向轴向的齒57互動。這些轴向棘輪部 为50、51可被一對彈篑52偏壓在一起，該等轴向棘輪係被 提供在該等彈簧之間。當軸向棘輪部分50、51被偏壓在一 起時，其齒56、57互動致使該等軸向棘輪可相對於彼此僅 依一方向轉動。一軸向棘輪依反方向旋轉同時強行抗拒另 一軸向棘輪會導致該另一軸向棘輪亦依該反方向轉動。藉 I64756.doc •10· 201240876 由栓槽，棘輪50、51因此可在輪轂40與齒片組2〇之間強加 相似的旋轉特質。軸向棘輪50、5 1可為直接繞軸36轉動， 或者如圖所示經由一襯套53與軸36稍微隔開。從文中之描 述將明瞭：可使用其他方法來減少軸向棘輪5〇、51及軸36 之間的摩擦。 齒片組20可經構形及/或配備以繞輪轂4〇及/或軸刊轉動 並女裝在輪轂40及/或軸36上。齒片組20可為在齒片組内 端23處安裝於輪轂4〇上，或者如圖所示自其内端稍微往外 隔開。在各實施例中，齒片組可為距離齒片組2〇内端Μ至 少％吋、V2吋、V4吋' i吋、lV4吋、及11/2吋安裝在輪轂 上。齒片組20可為距離齒片組20内端23不超過、吋、|/2 t ' ~吋、1吋、I1。吋、Μ吋、及2对安裝在輪轂上。通 常齒片組20之内端會由齒片組之最内側齒片定義。通常此 最内側齒片會是齒片組20之最大直徑的齒，然替代組態亦 有可能，譬如對最外側齒片提供最大直徑。在各實施例 中，輪轂40之面鏈輪端41會伸入齒片組2〇至少、吋、％ 吋、/4吋、1吋、1丨/2吋、Μ吋、2吋、2丨、吋、2丨6吋、 2/4^或3叶。可在輪較40與齒片組2〇之間提供一襯套43 以利旋轉並減小其間摩擦。可使用其他減小摩擦的元件。 相似地，齒片組20可在外端22處安裝於軸刊上，如圖所示 藉由齒片組軸承35安裝。因此齒片組2〇可如同輪轂4〇的一 部分。 如前所述，可在齒片組與輪轂總成6之末端1〇〇、1〇1提 供端蓋60、61。-短端蓋6〇可被提供在齒片組2〇附近且 164756.doc 201240876 一長端蓋61可被提供在輪轂40附近。因此，連接輪轂4〇與 車輪2的輻條9可被定位在叉桿12間之空間之中心附近。在 些實施例中，齒片組2 0和長端蓋61可為較短，允許有一 較長輪轂40或較短總成長度La。提供一較長輪轂4〇可能因 增加重量而不討喜。相似地，提供一較短總成長度L可能 因為在軸36上提供一較短力臂而合乎期望。從本說明書明 顯可知在選擇總成長度La和輪轂4〇之大小時可能考慮其他 因子。 在其他實施例中，輻條9可為大致朝向總成長度La之自 由端101或從動端1〇〇定位。當輻條9係大致朝向自由端1〇1 疋位時’可為鏈輪2〇和輪轂4〇提供更多空間。端蓋6〇、6 i 可一體地或做為獨立部件包括連接構件7 〇譬如螺帽與螺栓 藉以使齒片組與輪轂總成6牢固地附接於又桿丨2。 參照圖3B，齒片組20可直接地或分別經由一襯套43和齒 片組軸承35大致直接地安裝在輪轂4〇和軸36上。因此在 一些實施例中，不需要一獨立的鏈輪載架或其他中間元 件。此外，齒片組20無須一中間元件可直接地或大致直接 地與第二軸向棘輪部分51及輪轂4〇互動。如圖進一步所 示，端蓋60 '61可提供一大致完整的密封，防止軸承31和 h、轴36、輪毅40、齒片组2〇、或齒片組與輪毅總成仏 其他元件污染。如圖進一步所示，在一些實施例中不需要 鎖定環固定住一獨立於齒片組的飛輪主體。 參照圖2B和3B，齒片組20可包括一大小可變的内表面 80。該内表面可界定一從外端22往内端23大致單調地、實 I64756.doc •12- 201240876 質單調地或以其他方式加大尺寸的橫截面開口。齒片組2〇 之内表面80之直徑的分佈可大致符合齒片組2〇之齒片之直 徑的分佈。 一安裝部分或樁28可從内表面80往内延伸。如圓所示， 安裝樁28可經由襯套43提供齒片組2〇與輪轂仆之間的界 面。安裝樁28可完全圍繞襯套43有角度地延伸，包括一類 似圓盤的形狀。另一選擇’安裝樁28可包括複數個含有類 輻條結構的樁。此外’安裝樁28沿齒片組與輪轂總成6的 位置可變。如圖3B所示，安裝樁28被定位在齒片組内 部。在其他實施例中，安裝樁28可被安置為更靠近齒片組 2〇之面輪轂端23或是更靠近外端22，在棘輪50、51附近。 如下文所將詳述，改變安裝樁28的位置可允許齒片組與輪 轂總成6之設計有更大變通彈性，譬如允許有較大棘輪 50 、 51 ° 關於圖3B，齒片組20和輪轂4〇可進一步包括用於轴承 31、32、3 5的座29、46、47。齒片組20可沿其内部包括一 座29以接收一可允許繞軸％旋轉之齒片組軸承35。相似 地，輪轂40可包括輪轂軸承座46、47以接收允許繞軸“旋 轉之輪轂軸承31、32 〇在-實施例中，齒片組2()可界定— 接收齒片組軸承35的最外側傳動端齒片組軸承座29。在一 二貫施例中，輪轂40可包括一用於接收一自由端軸承31的 自由端軸承座46。在一些實施例中，輪轂4〇可界定一用於 接收一從動端輪轂軸承32的從動端輪轂軸承座47。在一些 實施例中’如圖所示，從動端輪轂軸承32可自輪轂40之從 164756.doc 201240876 動端輪轂凸緣45往外隔開，且可自齒片組2〇之内端23往外 隔開特疋5之，從動端軸承座47與從動端輪轂軸承32可 被定位為距離齒片組2〇之内端23至少％吋、％吋、％吋、 卜十、1 /4吋、1丨/2吋、13/4吋、及2吋。在各實施例中，從 動端輪轂軸承座47及從動端輪轂軸承32可被安裝在輪轂 上，該輪轂與齒片組20之内端23相隔不超過V4吋、％吋、 "4吋、W、1丨/4吋、1丨/2吋' 1"4吋、及2吋。在各實施例 中，輪轂40之面鏈輪端41將不會延伸超過從動端輪轂軸承 32或者將會延伸超過從動端輪轂轴承32至少1/4时、％忖、 、吋、1吋、172吋、iV4吋、2吋 ' 2V4吋、2%吋、23/4 忖、或3对。從動端輪轂軸承32和從動端輪毅轴承座47可 依其在支撐自行車1及其裝載物之重量以及運轉期間所必 須承受之負載而定具備可變大小、材料及適配度。 自由端輪轂軸承座46和自由端輪轂軸承31可包括相對於 輪轂40自由端42之相似位置。舉例來說，自由端輪轂軸承 座46和自由端輪轂軸承31可被定位為距離輪轂40之自由端 42至少丨/4吋、％吋、％吋、i吋、ll/4吋、丨1/2吋' 丨3、吋、 2吋、2V4吋、2%吋、23/4吋 '及3吋。在各實施例中，自 由端輪轂軸承座46和自由端輪轂軸承31可被安裝在輪轂上 距離輪轂40之自由端42不超過I/*吋、丨h吋、％吋、i吋、 lV4吋、lV2吋、13/4吋、2吋、2V4吋、2%吋、23/4吋、及3 . 叶。此外’自由端輪轂抽承座46和自由端輪轂軸承3i可相 似地包括依其在支撐自行車丨及其裝載物之重量以及運轉 期間所必須承受之負載而定的大小、材料及適配度。 I64756.doc 201240876 齒片組軸承座2 9及齒片組軸承3 5可包括相對於齒片組2 〇 從動端23及齒片組與輪轂總成6從動端1〇〇上之又桿12的相 似位置。舉例來說，齒片組軸承座29及齒片組軸承35可被 定位為距離齒片組20之從動端23不超過丨/4吋、丨/2叶、3/4 寸、1对' iV4叶' iV2忖、13/4叶、及2叶。在各實施例 中’齒片組軸承座29及齒片組軸承35可被安裝在齒片組上 距離齒片組與輪轂總成6之從動端1〇〇不超過i/4p寸、％忖、 /4时、1吋、厂/4吋、！〗/2吋、13/4吋、及2吋。此外，齒片 組軸承座29及齒片組轴承35可相似地包括依其在支撑自行 車1及其裝載物之重量以及運轉期間所必須承受之負載而 定的大小、材料及適配度。 抽承座19、<46、47及轴承31、32、35可有一寬廣容置空 間。舉例來說，齒片組和從動端輪轂軸承座29、47及/或 齒片組和從動端輪轂軸承32、35可被定位為至少在輪轂凸 緣45之外側及/或齒片組2〇内側。齒片組和自由端輪轂軸 承座29、46及/或齒片組和自由端輪轂軸承31、35可為相 隔齒片組20與輪轂主體4〇之合併長度的至少三分之二。從 動端和自由端輪轂轴承座45、46及/或從動端和自由端輪 轂軸承31、32可為相隔齒片組20與輪轂主體4〇之合併長度 的至少二分之一。 在一些實施例中，本發明所述齒片組與輪轂總成6可包 括多樣的材料、大小、形狀、及/或組態。由於在一些實 施例中齒片組2〇無須一中間元件譬如鏈輪載架即可直接地 或大致直接地安裝到輪轂40及/或軸36上，齒片組的内徑 164756.doc -15-

201240876 可為大約等於輪穀4〇及/或軸36之外徑。因此在—些實施 例中，當安裝在一軸36上時，齒數會比習知技藝的齒片組 與輪轂總成實質較小。舉例來說，一安裝在軸36上的齒片 組與輪轂總成6可能包括至少一個内徑比該齒片組與輪轂 總成6女裝所在之軸3 6之直徑大不超過1 %、2 %、3 %、 50/〇、7%、1 〇%、或1 5%的鏈輪β此外，軸36可包括一不小 於1时、lV2吋、13/4吋、2吋、2丨/4吋、2%吋、23/4吋、3 忖、15 mm、16 mm、17 mm、18 mm、19 mm、或 2 ⑽的 直徑。另一選擇’該軸可有一小於1吋、7/s吋' %吋、、 吋、或％吋的外徑《軸36可進一步包括一較輕材料，譬如 碳纖維、鋼、鋁、塑膠、鈦、及類似物。齒片組2〇可進一 步為直接地或大致直接地安裝到相似地安裝到輪轂4〇及/ 或軸36上的負載軸承上。 此外’可改變負載軸承31、32、35的大小。如圖^所 示，軸承3卜32、35可被定位在沿著齒片組與輪較總成6 之軸線相對較寬處。負載軸承3丨、32、35可包括一大約 9/16吋的軸承直徑。另一選擇，負載軸承可包括一大於 9Π6吋的軸承直徑。又，負載軸承31、32、35内的滾珠可 包括一小於im吋、i/64叶、1/128吋、3/128吋、 0.6 mm、0.4 mm、或0.2 _的滾珠軸承直徑。再 者’負載轴承3卜32、35及其相應滾珠可包括不同大小。

广轴承31、32、35及轴承座29、46、47可被定位在沿 著齒片組與輪轂總成6之軸線的不同點。舉例來說，齒 组軸承35可被定位成距離齒片組與輪轂總成6之從動端〖I 164756.doc •16· 201240876 在總成長度La2 1%、2%、3%、50/。、7。/〇、或10%以内。相 似地，輪轂軸承31、32可被定位成距離輪轂4〇之對應端在 總成長度LA<1%、2%、3%、5%、7%、或 1〇%以内。 此外，所用棘輪部分5 〇、5丨可包括一較大尺寸。舉例來 說，圖3B所示軸向棘輪部分50、51可包括一較大尺寸，在 此例中係藉由更往齒片組20之内端23提供這些棘輪部分且 相似地更往齒片組20之内端23提供安裝樁28的方式達成。 棘輪部分50 ' 51可包括18個齒56、57，提供〇 22平方吋的 棘輪表面積。如從圖化可見，可在所示齒片組與輪穀總成 6内提供充为空間給更大的軸向棘輪部分$ 〇、$ 1。舉例來 說，棘輪部分50 ' 51可包括超過18個的齒56、57且/或具 有大於G.22平方忖的棘輪表面積。又軸向棘輪部分、 51可包括較輕材料、每旋轉角度有更多個齒、及更進一步 的設計改變。 此外，總成長度LA可在齒片組與輪轂總成6的部件之間 有不同分佈。舉例來說，輪㈣可被製作成較短或是被齒 片組20更大幅度地疊蓋。又，齒片組2〇可為在輻條9之丨& 吋、/2时、/4时、1时、以叶、l3/4忖、2忖、忖、2% 吋、2 /4时、或3忖以内。再者，軸線長度經劃分，例 如使大的端蓋大體上包括軸線長度之]〇%、2〇%、儿％、 或40% ’連接輻條的凸緣45之間的距離大體上包括】〇% ' 20%、3G。/。、鄕、5Q%、6()%、或7()%，且/或齒片組大體 上包括 LA的 10。/。、20%、30%、或40〇/〇。 更進一步的變通彈性可藉由變更齒片組2〇之相鄰鏈輪上 164756.doc •17· 201240876 之齒片之間的距離提供。舉例來說，加大相鄰鏈輪上之齒 片之間的距離可允許使用較輕材料。另一選擇，減小相鄰 鏈輪上之齒片之間的距離可允許齒片組20上有較多個鏈 輪。在一些實施例中’齒片組2〇可包括超過9 ' 1〇、丨i、 12、13、14、或15個鍵輪。 如圖4所示，齒片組2〇可幾乎直接地安裝在輪轂4〇上， 其間僅有一襯套43以減小摩擦。輪轂4〇隨之可用一組減小 摩擦的輪轂軸承31、32安裝到軸36上。如圖5所示，齒片 組20可幾乎直接地安裝在轴36上，其間僅有齒片組軸承“ 以減小摩擦。在其他實施例中，有可能想要使齒片組2〇與 齒片組軸承35相隔一距離。此距離可為大約1/32吋、〖/μ 吋、1/128吋、或1/256吋。相似地，此距離可不超過％ mm ° 參照圖6，齒片組20之一實施例可包括兩部件25、％ 此二部件藉由齒片組栓槽部分18附接使之一同旋轉。該: 部件可進-步藉由螺釘、焊接 '黏著劑、或此技藝中二 之任何其他連接手段或以上之組合連接。第一齒片組2^ 包括一截然不同於第二齒片組26的材料。舉例來說’，第· 齒片組25可包括紹 '欽、鋼、及/或碳纖維。第二齒片$ 26可包括鋼及/或鈦。大體而言，第二齒片組％可包括_ 比第一齒片組25重且/或堅固的材料。此外，第一 26可經由第-齒片組25連接於齒片^輪㈣心齒^ 齒片組26可包括U齒至14齒。第一齒片組25可包括^齒： 2〇齒。在其他實施例中，第—齒片組可包括小於"齒的: 164756.doc 201240876 數而第二齒片組可包括大於26齒的齒數。如圓所示，第一 齒片組25可進一步於其内部包括一栓槽部分24。 圖7A和8A示出-替代實施例之齒片組與輪毅總成6，的透 視圖和側視圖。如圖7A所示，總成6•可包括—第一棘輪部 分、譬如複數個徑向延伸棘爪54，其經構形用以與一第二 棘輪部分、譬如—齒片組抑之-徑向面棘輪部分互動。參 …、圖7B，軸主體3〇’可包括較大和較小直徑部分、μ。 軸主體3〇’之較大直徑部分34可與輪轂40'之一較大直徑部 分有關。相似地，對應於該較大直徑部分34的從動端輪轂 軸承32’亦可為較大，軸主體3〇,可進一步在較大直徑部分 Μ之兩端包括較小直徑部分33 ,此等較小直徑部分可與齒 片組20'之外端22及/或輪轂4〇，之第二端42互動。 如圖7B所示，輪轂40,可進一步包括一棘爪接收部分 44。棘爪接收部分44可經構形用以容納至少一棘爪“及一 棘爪彈簧55。棘爪54可繞一與輪轂4〇連接的連接部旋轉且 可被棘爪彈簧55強迫往外旋轉。另一選擇，可使用多個彈 簧。棘爪54和棘爪彈簧55可經構形用以與齒片組2〇ι之一棘 輪部分27互動，使得齒片組20,僅可相對於棘爪54依一方向 轉動。當齒片組20’依另一方向旋轉時，棘爪54與棘輪部分 27之間的交互作用可導致輪轂4〇，亦依該反方向旋轉。 參照圖8B，軸36,可在輪轂4〇,之棘爪54附近包括一較大 直徑部分34。如圖進一步顯示，較大直徑部分34可被輪轂 · 401和齒片組2〇ι的較大直徑部分收納。若有需要，軸尺寸 可包括一不同的直徑分佈’譬如沿著輪轂4〇,全長有—較大 164756.doc -19- 201240876 直徑。 在此實施例中，安裝樁28,可為實際較短以配合齒片組 20,内表面80之整體輪廓與軸36,之間的減小間隙。安裝樁 28,可包括如同上文關於安裝樁28所述之不同形狀和位置。 舉例來說，在此實施例中安裝樁28,或可為更往齒片組2〇, 之外端22或是更往面輪轂端23安置。在此二情況中安裝樁 28'可進一步包括一較大長度。 圖9示出一齒片組與輪轂總成6’的剖面圖。如圖所示， 齒片組20可包括一或多個棘齒。該等棘齒可與安裝在輪轂 40'上的一或多個棘爪54嚙合，使得輪轂4〇，與齒片組2〇,之 間的旋轉僅可依一方向進行。輪轂4〇,可經由輪轂軸承31、 32’安裝到軸36’上。如圖所示，軸直徑可分段減小。軸％， 可終結於端蓋60、61 » 圖10示出一齒片組2(V的分解圖。如圖所示，齒片組 20’ ；可包括兩部件25’、26 ’如同圖6，此二部件藉由齒片 組栓槽部分18附接使之一同旋轉。 在一些實施例中，本發明所述齒片組與輪轂總成6，可包 括多樣的材料、大小、形狀、及/或組態。由於在一些實 施例中齒片組20,無須-中間元件譬如鍵輪載架即可直接地 或大致直接地安裝到輪轂4〇,及/或軸36,上，齒片組的内徑 • 可為大約等於輪数40,及/或軸36,之外徑。因此在一些實: 例中，當安裝在-軸36,上時，齒數會比習知技藝的齒片組 與輪轂總成實質較小。舉例來說，-安聚在軸36.上的齒片 組與輪敍總成6.可能包括至少一個内徑比該齒片組與輪敍 I64756.doc 201240876 總成6'安裝所在之軸36,之直徑大不超過i%、2%、3〇/〇、 5 /〇、7%、1 〇%、或1 5%的鏈輪。齒片組2〇·可進一步為直 接地或大致直接地安裝到相似地安裝到輪轂4〇，及/或軸36, 上的負載轴承35上。 此外’軸36'可包括一具備較大直徑的部分。舉例來 說 女裝在轴3 6'上的齒片組與輪穀總成6’可包括至少一 個鏈輪其内徑比軸36,對應於該鏈輪之直徑大不超過1%、 20/〇、3%、5%、70/〇、10%、 或15°/。。更廣泛地說，軸36ι可 2吋、2V4吋、2V2吋、 mm、18 mm、19 mm、 包括一大於1吋、1%吋、”/^才、 2 /4忖、3忖、15 mm、16 mm、17 或2 cm的平均外徑。另一選擇，該軸可包括一小於丨吋、 /s才/4忖、/s叶、或/2吋的外徑。又，該軸可包括一較 大直徑部分34，此較大直徑部分的直徑大於軸％，及/或軸 主體30’之一較小直徑部分33的125%、15〇%、175%、 200〇/〇、225%、250%、275% '或 3〇〇%。另_選擇該軸 可包括一大於1吋、^吋、13/4吋、2吋、&吋、a吋、 23Λ吋、或3吋的最大外徑。此外，該軸可包括一小於1 叶、7/8对、3/4忖、5/8忖、％叶、3/8时、或％叶的最小外 徑。軸36’可進一步包括一較輕材料譬如碳纖維、鋁、鈦、 塑膠、及類似物。 此外，可改變負載軸承31、32，、35的大小。如圖顏 示’轴承Μ、32·、35可被定位在沿著齒片社與輪較總成6. 之軸線相對較寬處。負載軸承31、32,、35可包括一大約 9/16吋的軸承直徑。另一選擇，負載軸承可^括一大於 164756.doc •21 · 201240876 9/16吋的軸承直徑。又，負載軸承31、32，、35内的滾珠可 包括一小於 1/32 吋、1/64 吋、1/128 吋、3/128 吋、〇8 mm、0.6 mm、0.4 mm、或0.2 mm的軸承直徑。再者，負 載轴承31、32，' 35可包括不同大小。舉例來說，從動端輪 轂軸承32·可包括一大於其他軸承31、35的軸承直徑。相似 地，從動端輪轂軸承32,可固持直徑小於其他軸承31、35的 滾珠。 又，轴承31、32'、35及軸承座29、46、47'可被定位在 沿著齒>1組與輪轂總成6,之軸線的不同點。舉例來說，齒 片組軸承35可被定位成距離齒片組與輪轂總成6之從動端 100 在總成長度 LA 之 1 %、2%、3%、5°/。、7%、或 1 〇% 以 内。相似地，輪轂軸承31、32ι可被定位成距離輪轂4〇，之 末端41、42在總成長度、2%、3%、5%、7%、或 10%以内。 此外，所用棘輪54、55、27可包括一較大尺寸。舉例來 說’在圖8B中軸大小可經縮小以允許使用—較大棘輪。棘 爪54可被製作成至少％吋、％吋、、吋、或丨吋。棘爪54 可包括-較輕材料譬如碳纖維、#、鈦、或類似物，且因 其加大的尺寸而依然能夠承受相同負載。棘輪可額外包括 每旋轉角度有更多個棘齒。x ’棘輪可如前所述包括較輕 材料、每旋轉角度有更多個齒 '及更進一步的設計改變。 此外，總成長度LA可在齒片組與輪轂總成6,的部件之間 有不同分佈。舉例來說’輪轂4〇,可被製作成較短或是被齒 片組2〇·更大幅度地疊蓋。又，齒片組20,可為在輻條9之、 I64756.doc -22- 201240876 吋 ' V2吋、v4吋、1吋、lV2吋、i3/4吋、2吋、2^4吋 ' 2V2 吋、23Λ吋、或3吋以内。再者，軸線長度、可經劃分，例 如使大的端蓋大體上包括軸線長度之丨〇%、2〇%、3〇%、 或40%，連接輻條的凸緣45之間的距離大體上包括、 20%、30%、40%、50〇/〇、60〇/〇、或 70%，且/或齒片組大體 上包括 10%、20%、30%、或 40%。 更進一步的變通彈性可藉由變更齒片組2〇，之相鄰鏈輪 上之齒片之間的距離提供。舉例來說，加大相鄰鏈輪上之 齒片之間的距離可允許一較大鏈條4，其可進—步包括較 輕材料。另一選擇，減小相鄰鏈輪上之齒片之間的距離可 允許齒片組20,上有較多個鏈輪。在一些實施例中，齒片组 20·可包括超過9、1()、u' 12、13、14、或15個鍵輪。、’ 如^上所示，本說明書提及的替代實施例可包括截然不 同、等效、及經修改的部件。從本說明書明顯可知各實施 例之間僅有些微差異的部件可依然執行相同功I舉例來 說’軸36、36’包括不同形狀但仍可執行至少—共同功能， 亦即為齒片組與輪較總成6'6，之其他部件提供旋轉支^ 此外’具備截然不同形態的部件可能依然執行大致等效的 功能。舉例來說’圖28，的棘輪元件及圖7Β、8Β的棘 輪兀件包括週異的部件，但二者皆能控制輪敍40、40,及齒 片組20、20'之相對旋轉特質。 付竹貝伙本說明書進一步明顯可 屬於一實施例的特定尺计、去把 n u 竹疋尺寸、齒數、及材料可能進一步 於另一實施例。舉例來_ & % 例來說，儘管圖2Β中之軸30異於圖7Β 中之軸30'，但很明g音沾固t , .、》的圖2B之齒片！且與輪㈣成6可經修 164756.doc -23· 201240876 改以配合軸30，，同時仍保有齒片組與輪轂總成6、6，之 的其他差異。 βΊ 雖然以上已就某些較佳實施例說明以上系統及方法熟 習此技藝者會從以上揭示的内容知曉有其他實施例。此 外，熟習此技藝者可從以上揭示的内容知曉其他組合、删 減、替換及修改。儘管已經說明本發明的某些實施例，這 些實施例僅為舉例說明，不希望以其限制本發明的範圍。s 事實上，本說明書所述新穎方法和系統可以多樣其他形式 實施而未背離其精神。#此，&習此技藝者可從以上揭示 的内容知曉其他組合、刪減、替換及修改。 【圖式簡單說明】 圖1例示一具備一實施例之齒片組與輪轂總成的自行 車〇 圖2 A例示一齒片組與輪轂總成之透視圖。 圖2B例示一圖2A齒片組與輪轂總成之剖面分解圖。 圖3A例示-安裝在自行車上之齒片組與輪轂總成的側視 圖。 圖3B例示一圖3A齒片組與輪轂總成之側剖面圖。 圖4和5分別是沿4-4和5-5取得之圖从齒片組與輪轂總成 的抽向剖面圖。 圖6例示一齒片組總成之分解圖。 圖7A例示替代實施例之齒片組與輪轂總成的透視圖。 圖7B例示-圖7八齒片組與輪轂總成之剖面分解圖。 圖8 A例示-圖7 A齒片組與輪轂總成之侧視圖。 164756.doc • 24 · 201240876 圖8B例示一圖8A齒片組與輪轂總成之側剖面圖。 圖9是一沿9-9取得之圖8A齒片組與輪轂總成的軸向剖面 圖。 圖10例示一齒片組總成之分解圖。 【主要元件符號說明】 1 自行車 2 後輪 3 腳踏 4 鏈條 5 腳踏鏈輪 6、6， 齒片組與輪轂總成 7 變速器用齒輪組 9 輻條 11 車架 12 叉桿 18 齒片組栓槽部分 20 ' 20' 齒片組 21 齒片 22 齒片組之從動端 23 齒片組之内端 24 栓槽部分 25、25' 第一齒片組 26 第二齒片組 27 棘輪部分 164756.doc -25- 201240876 28 ' 28' 安裝樁 29 齒片組軸承座 30 ' 30' 軸主體 31 自由端輪穀軸承 32 > 32' 從動端輪毅軸承 33 軸主體之較小直徑部分 34 軸主體之較大直徑部分 35 齒片組軸承 36 ' 36' 軸 40、40' 輪轂 41 輪轂之第一端或從動端 42 輪轂之第二端或自由端 43 襯套 44 棘爪接收部分 45 凸緣 46 自由端輪毅轴承座 47 ' 47' 從動端輪毅軸承座 48 内表面 49 栓槽部分 50 第一軸向棘輪部分 51 第二軸向棘輪部分 52 彈簣 53 襯套 54 徑向延伸棘爪 I64756.doc • 26- 201240876 55 棘爪彈簧 56 棘齒 57 棘齒 60 從動端蓋 61 自由端盍 70 連接構件 80 齒片組之内表面 81 内部輪轂開口 100 從動端 101 自由端 164756.doc -27-

Claims (1)

1. 201240876 七、申請專利範圍： 1, 一種齒片組，包括： 一包括複數個棘齒的内表面； 複數個齒片；及 2. 如請求項丨的齒片組 具有可變大小。 3. 如請求項2的齒片組 致單調地加大尺寸。 4·如請求項3的齒片組 少於11的齒片。 外“項1的齒片組’其中該齒片組包括一外表 外表面包括實質上由至少表面 如請求項5的音h * 料構成的齒片。 項5的齒片組，其中該等材 “ 一種齒片組，其包括： y一者是鈦。 複數個齒片； 匕括栓槽部分的内表面，琴肉 軸線具有可變大小；及 βΛ表面沿該齒片組之 用於沿該内表面接收一細 如請求 /項7的齒片組，其中誃 致單調地加大尺寸。 表面從-端往另-端大 9.如請求項8的齒片組 少於11的齒片。 1〇.如請求項7的齒片組 其中°亥内表面沿該齒片組之軸線 其中該内表面從-端往另-端大 其中該齒片組包含至少—個齒數 5.6. 7. 8. 、中該齒片組包含至少 個齒 其中該齒片組包括一外表面 該 I64756.doc 201240876 外表面包括實質上由至少二種不同材料構成的齒片。 11.如請求項10的齒片組，其中該等材料之至少一者是鈦。 164756.doc