TW201307102A - 磁浮式棘輪花轂結構 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種磁浮式棘輪花轂結構，其主要包含有：一端部設有一棘輪室之花轂座，該棘輪室內接設有一滑動套，且於花轂座中央貫穿設有一轉軸；一固定於棘輪室內之磁性環；一可於滑動套上活動產生軸向滑移之棘齒環，且該棘齒環係可帶動滑動套旋向轉動，該棘齒環朝向磁性環之另一側設有複數之單向棘齒；一可轉動的套設於該轉軸上且相鄰於棘齒環之飛輪座，其相鄰於棘齒環之一側設有複數之囓合齒；以及一設於該磁性環與棘齒環間之推抵環，該推抵環上嵌設有複數之磁性件，並與該磁性環係為磁性相斥面相對設置，俾使得該推抵環與磁性環間常態產生一磁力，而使該等單向棘齒與囓合齒常態囓合。

Description

磁浮式棘輪花轂結構

本案係與自行車花轂有關，更詳而言之，乃特指一種利用磁力作為單向棘輪裝置之復位力量來源，以具有阻力小、無彈性疲乏現象之優點，更進一步，具有順向傳動、逆向空轉切換迅速及不易卡死之優點。

習知自行車後輪的花轂係以彈簧作為單向棘輪裝置之復位力量來源，此種單向棘輪裝置其復位彈簧的彈力要足夠，方能將棘輪塊順利推回復位，相對地，其所形成的阻力亦較大。再者，彈簧長期反覆使用，亦會發生彈性疲乏的情形，使單向棘輪裝置無法順利復位，以至於無法順利驅動花轂。

另一種如中華民國第M330208號專利所揭示之一種花轂棘輪裝置，包括一套環、一棘輪塊、一設於一飛輪裝置端面的側向環狀棘齒，以及一以上設於棘輪塊遠離飛輪裝置該端的永久磁鐵，其係利用永久磁鐵、棘輪塊及套環間產生之吸附磁力作為棘輪塊復位力量，進而使側向環狀棘齒與飛輪裝置達到單向傳動，並有阻力小、無彈性疲乏現象的優點。

然而，此一花轂單向棘輪裝置之棘輪塊及套環均需為具磁性的金屬製成，但棘輪塊本身除了需於一端加工形成側向環狀棘齒外，棘輪塊及套環之接合面間亦需要加工形成旋向轉動限位之形狀，若直接以具磁性之導磁性金屬加工製造，容易於加工過程中因切削、高溫及撞擊等因素造成磁力減低或消失，若是於加工後再磁化棘輪塊及套環，不但會造成製造程序增加、成本上升，更容易因磁化棘輪塊及套環造型凹凸表面過多，導致磁化效果不佳。

甚者，由於花轂單向棘輪裝置之各部份零件大多為金屬導磁材料所構成，特別是飛輪裝置，造成棘輪塊之側向環狀棘齒與飛輪裝置囓合時會因為棘輪塊之磁性而緊密吸附，反而造成棘輪裝置逆向轉動時棘輪塊難以與飛輪裝置分離，並容易使鐵屑被吸附侵入、導致零件損耗之問題。

鑑於解決上述問題，本發明提出一種磁浮式棘輪花轂結構的方案，該方案於具有作動阻力小、無彈性疲乏現象之優點外，其結構簡單、組裝方便，且可確實避免棘輪花轂零件間因磁性吸附造成難以分離之問題。

本發明一種磁浮式棘輪花轂結構，其主要包含有：一種磁浮式棘輪花轂結構，其主要包含有：一花轂座，該花轂座一端處設有一中空之棘輪室，且於花轂座中央貫穿設有一軸孔，其中，該軸孔於棘輪室之開口處係接設有一中空之滑動套，而該滑動套之外週緣表面係沿花轂座之軸向凹設有複數之滑動槽；一轉軸，其係穿設於該軸孔與滑動套內，俾使得該花轂座可於該轉軸上轉動；一磁性環，其係固設於該棘輪室近軸孔一端之壁面處；一棘齒環，其軸心處係設有一穿孔，該穿孔之孔內週緣處設有複數之滑動齒，該等滑動齒係可嵌合於滑動槽內，以相鄰該磁性環套設於滑動套上，並使得該棘齒環可於滑動套上活動產生軸向滑移，其中，該棘齒環朝向磁性環之另一側處設有複數之單向棘齒；一飛輪座，其係可轉動的套設於該轉軸位於棘輪室之一端，其相鄰於棘齒環之一側設有複數之囓合齒；以及一推抵環，其係設於該磁性環與棘齒環之間，該推抵環上嵌設有複數之磁性件，並與該磁性環係為磁性相斥面相對設置。

本發明達成功效之一，由於該推抵環與磁性環係為磁性相斥面相對設置，可利用該推抵環與磁性環間常態所產生之磁力，作為單向棘齒與囓合齒之復位作動力量來源，以達到作動阻力小、無傳統彈簧彈性疲乏現象之優點。

本發明達成功效之二，該推抵環之磁力係來自於其上所嵌設之磁性件，且棘齒環穿孔週緣朝向磁性環一側延伸設有一套接部，以供該推抵環可套接固定於其上，以作為磁性環與棘齒環間之作動力量來源，棘齒環本身可另行因應功能所需設計製作成複雜之外形，不但結構簡單、組裝容易，更不會有習知技術之加工困難、磁力減低之問題。

本發明達成功效之三，該棘齒環或飛輪座至少其中之一係以非導磁材質所製成，當磁性件貼附或接近時，不會因為磁性傳導而導致單向棘齒與囓合齒彼此磁性吸附、難以分離，而導致棘輪花轂無法正確作動之問題。

為便於說明本案於上述發明內容一欄中所表示的中心思想，茲以具體實施例表達。實施例中各種不同物件係按適於例舉說明之比例，而非按實際元件的比例予以繪製，合先敘明。

如第一圖~第四圖圖面所示，本發明一種磁浮式棘輪花轂結構，其主要包含有：一花轂座10，該花轂座10一端處設有一中空之棘輪室11，且於花轂座10中央貫穿設有一軸孔12，其中，該軸孔12於棘輪室11之開口處係接設有一中空之滑動套13，而該滑動套13之外週緣表面係沿花轂座10之軸向凹設有複數之滑動槽14；一轉軸20，其係穿設於該軸孔12與滑動套13內，俾使得該花轂座10可於該轉軸20上轉動；一磁性環30，其係固設於該棘輪室11近軸孔12一端之壁面處，並於該磁性環30與花轂座10間設有一定位環31，該定位環31係具有一中心孔32以供穿設於該滑動套13上，其中，該定位環31中心孔32週緣處突伸設有一定位突簷33，以供該磁性環30可與定位環31卡置固定，且該定位環31係以彈性材質所製成，俾以彈性撐抵於棘輪室11近軸孔12之壁面處；一棘齒環40，其軸心處係設有一穿孔41，該穿孔41之孔內週緣處設有複數之滑動齒42，該等滑動齒42係可嵌合於滑動槽14內，以相鄰該磁性環30套設於滑動套13上，並使得該棘齒環40可於滑動套13上活動產生軸向滑移，其中，該棘齒環40朝向磁性環30之另一側處設有複數之單向棘齒43，且該棘齒環40穿孔41週緣朝向磁性環30一側延伸設有一套接部44；一飛輪座50，其係可轉動的套設於該轉軸20位於棘輪室11之一端，其相鄰於棘齒環40之一側設有複數之囓合齒51；一推抵環60，其係套接固定於棘齒環40之套接部44上，以設於該磁性環30與棘齒環40之間，該推抵環60上嵌設有複數之磁性件61，並與該磁性環30係為磁性相斥面相對設置，俾使得該推抵環60與磁性環30間常態產生一推動磁力，而使該等單向棘齒43與囓合齒51常態囓合；以及複數軸承70，其係分別設置於該轉軸20與花轂座30間，以及該轉軸20與飛輪座50間，以使得轉軸20與花轂座10、轉軸20與飛輪座50間可順利軸轉。

其中，該棘齒環40或飛輪座50至少其中之一係以非導磁材質所製成。

明瞭上述本案詳細結構後，以下係針對本案之動作原理逐一詳細說明：如第五圖圖面所示，本發明藉由該推抵環60與磁性環30間常態產生一推動磁力，而使該等單向棘齒43與囓合齒51常態囓合。當飛輪座50正向轉動時(如使用者順向踩踏自行車踏板，欲使自行車前進)，該等單向棘齒43與囓合齒51係可緊咬囓合，而使飛輪座50依序帶動棘齒環40、滑動套13及花轂座10，而使花轂座10於轉軸20上轉動。

如第六圖圖面所示，而當飛輪座50反向轉動時，由於該單向棘齒43之齒形設計，使囓合齒51產生一往棘齒環40推動之力量，此一推動力量大於推抵環60與磁性環30間之推動磁力時，即可推動棘齒環40於滑動套13上往磁性環30方向產生滑移，而使單向棘齒43與囓合齒51分離，即可使飛輪座50於轉軸20上空轉。而當飛輪座50再次正向轉動使推動力量消失時，推抵環60與磁性環30間之推動磁力可立即推動棘齒環40回復原位，而使單向棘齒43與囓合齒51迅速囓合，以達到反應迅速之目的。

本發明利用該推抵環60與磁性環30間常態所產生之磁力，作為單向棘齒43與囓合齒51之復位作動力量來源，具有作動阻力小、反應迅速之優點，且磁性環30與磁性件61係為永久磁鐵，磁性不會因為長久使用而損耗、無傳統彈簧彈性疲乏之現象，更具有使用壽命長及耐久之優點。

再者，該棘齒環40或飛輪座50至少其中之一係以非導磁材質所製成，當磁性件61貼附或接近時，不會因為磁性傳導而導致單向棘齒43與囓合齒51彼此磁性吸附、難以分離，而導致棘輪花轂無法正確作動。同時也可防止外部之鐵屑等物質被磁吸入內部，造成零件磨損過快之問題。

雖然本案是以一個最佳實施例做說明，但精於此技藝者能在不脫離本案精神與範疇下做各種不同形式的改變。以上所舉實施例僅用以說明本案而已，非用以限制本案之範圍。舉凡不違本案精神所從事的種種修改或變化，俱屬本案申請專利範圍。

10．．．花轂座

11．．．棘輪室

12．．．軸孔

13．．．滑動套

14．．．滑動槽

20．．．轉軸

30．．．磁性環

31．．．定位環

32．．．中心孔

33．．．定位突簷

40．．．棘齒環

41．．．穿孔

42．．．滑動齒

43．．．單向棘齒

44．．．套接部

50．．．飛輪座

51．．．囓合齒

60．．．推抵環

61．．．磁性件

70．．．軸承

第一圖係本發明之立體外觀組合示意圖。

第二圖係本發明之立體外觀分解示意圖。

第三圖係本發明之組合剖面示意圖。

第四圖係第三圖之局部放大示意圖。

第五圖係本發明之局部剖面動作示意圖(一)。

第六圖係本發明之局部剖面動作示意圖(二)。

10．．．花轂座

11．．．棘輪室

12．．．軸孔

13．．．滑動套

14．．．滑動槽

20．．．轉軸

30．．．磁性環

31．．．定位環

32．．．中心孔

33．．．定位突簷

40．．．棘齒環

41．．．穿孔

42．．．滑動齒

43．．．單向棘齒

44．．．套接部

50．．．飛輪座

51．．．囓合齒

60．．．推抵環

61．．．磁性件

Claims (9)

1. 一種磁浮式棘輪花轂結構，其主要包含有：一花轂座，該花轂座一端處設有一中空之棘輪室，且於花轂座中央貫穿設有一軸孔，其中，該軸孔於棘輪室之開口處係接設有一中空之滑動套，而該滑動套之外週緣表面係沿花轂座之軸向凹設有複數之滑動槽；一轉軸，其係穿設於該軸孔與滑動套內，俾使得該花轂座可於該轉軸上轉動；一磁性環，其係固設於該棘輪室近軸孔一端之壁面處；一棘齒環，其軸心處係設有一穿孔，該穿孔之孔內週緣處設有複數之滑動齒，該等滑動齒係可嵌合於滑動槽內，以相鄰該磁性環套設於滑動套上，並使得該棘齒環可於滑動套上活動產生軸向滑移，其中，該棘齒環朝向磁性環之另一側處設有複數之單向棘齒；一飛輪座，其係可轉動的套設於該轉軸位於棘輪室之一端，其相鄰於棘齒環之一側設有複數之囓合齒；以及一推抵環，其係設於該磁性環與棘齒環之間，該推抵環上嵌設有複數之磁性件，並與該磁性環係為磁性相斥面相對設置，俾使得該推抵環與磁性環間常態產生一磁力，而使該等單向棘齒與囓合齒常態囓合。
2. 如申請專利範圍第1項所述之磁浮式棘輪花轂結構，其中，該棘齒環穿孔週緣朝向磁性環一側延伸設有一套接部，以供該推抵環可套接固定於其上。
3. 如申請專利範圍第1項所述之磁浮式棘輪花轂結構，其中，更包含有一定位環，該定位環係具有一中心孔以供穿設於該滑動套上，並使該定位環設置於磁性環與花轂座間。
4. 如申請專利範圍第3項所述之磁浮式棘輪花轂結構，其中，該定位環中心孔週緣處突伸設有一定位突簷，以供該磁性環可與定位環卡置固定。
5. 如申請專利範圍第4項所述之磁浮式棘輪花轂結構，其中，該定位環係以彈性材質所製成，俾以彈性撐抵於棘輪室近軸孔之壁面處。
6. 如申請專利範圍第1項所述之磁浮式棘輪花轂結構，其中，該棘齒環係以非導磁材質所製成。
7. 如申請專利範圍第1項所述之磁浮式棘輪花轂結構，其中，該飛輪座係以非導磁材質所製成。
8. 如申請專利範圍第1項所述之磁浮式棘輪花轂結構，其中，該轉軸與花轂座間設有至少一軸承。
9. 如申請專利範圍第1項所述之磁浮式棘輪花轂結構，其中，該轉軸與飛輪座間設有至少一軸承。