自行車鏈輪的製作方法

2023-09-18 14:32:30

專利名稱：自行車鏈輪的製作方法
技術領域：
本發明一般地涉及用於自行車的多級鏈輪組件。更具體一些，本發明涉及一種具有至少一個直徑較大的鏈輪和至少一個直徑較小的鏈輪的鏈輪組件，該直徑較大的鏈輪的輪齒的尺寸做成允許自行車鏈條在較小的鏈輪與較大的鏈輪之間較平滑地轉移。
背景技術：
騎自行車除了作為交通運輸方式以外，已經成為越來越普遍的娛樂休閒方式。此外，騎自行車也已經同時成為業餘的和職業的競賽運動。不管自行車是用於娛樂、運輸還是競賽，自行車工業都不斷在改進自行車的各個零部件。自行車的驅動輪系等過去曾經被重新設計。具體一些，自行車零部件的製造商曾經不斷改進各種換檔零部件如換檔器、換檔鋼絲繩、轉轍器、鏈條和鏈輪的換檔性能。
驅動輪系的一個曾經被廣泛地重新設計的特殊零件是用於自行車的鏈輪組件。更具體一些，曾經改進自行車的鏈輪組件，以提供較平滑的換檔。
按傳統，一多級鏈輪組件包括一直徑較小的鏈輪和一直徑較大的鏈輪，以使(1)直徑較大的鏈輪的一對相鄰的齒之間的中點和直徑較小的鏈輪的一對相鄰的齒之間的中點都位於沿鏈條路徑延伸的切線上；(2)前述兩中點之間的距離為整倍數的鏈節；(3)位於直徑較大的鏈輪的相鄰齒之間的中點後面的直徑較大的鏈輪的第一齒做成易於沿驅動自行車的旋轉方向與驅動鏈條嚙合，從而在驅動鏈條從直徑較小的鏈輪轉移至直徑較大的鏈輪上時提高變速效率。
驅動鏈條是一個連續的環，它有多個內鏈板和多個外鏈板，這些鏈板用鉸鏈銷與滾子彼此樞接在一起。每對內鏈板的相對的表面之間的距離小於每對外鏈板的相對的表面之間的距離。易言之，每對外鏈板都位於內鏈板的外側並形成一寬度較大的空間，而每對內鏈板則位於外鏈板的內側並形成一寬度較小的空間。
如上所述構造的驅動鏈條被一轉轍器朝直徑較大的鏈輪或直徑較小的鏈輪偏壓，以便被轉移至其上。具體一些，在鏈條的換檔過程中，鏈條通過後轉轍器沿軸向相對於鏈輪的旋轉軸線移動，從而被從一個鏈輪轉移至下一個相鄰的鏈輪上。通過修整大鏈輪的齒，鏈條可實現平滑的向低速換檔的運動或向高速換檔的運動。當鏈條從大鏈輪移至下一個較小的鏈輪上時，就產生向高速換檔。當鏈條從小鏈輪轉移至下一個較大的鏈輪上時，就產生向低速換檔。
基本上，當鏈輪組件被沿驅動方向轉動時，內鏈板和外鏈板與一鏈輪的齒嚙合。在鏈輪具有偶數齒的情況下，內鏈板和外鏈板將總是與相同的齒嚙合。在鏈輪具有奇數齒的情況下，內鏈板和外鏈板將隨著鏈輪組件的每一圈旋轉交替地與不同的齒嚙合。因此，鏈輪的齒將交替地與內鏈板和外內鏈板都嚙合。一具有奇數齒的鏈輪的齒通常都設計成向與高速換檔齒嚙合的內鏈板或是外鏈板提供換檔。這樣，鏈輪的齒必須有一用於內鏈板的換檔路徑和用於外鏈板的另一換檔路徑。如果鏈條在錯誤的換檔路徑上被轉移，則騎車人將非常可能受到踩腳蹬時的衝擊。
一改進的鏈輪組件的例子已在授予Nagano的美國專利No.4889521中公開。雖然在Nagano的專利中公開的鏈輪組件在從較小的鏈輪換檔至較大的鏈輪上時工作得很好，但是對於從一大鏈輪換檔至一小鏈輪上並沒有採取措施。此外，Shimano介紹了交互滑動(IG)鏈輪，它具有Shimano的超滑動(HG)鏈輪加上採用新的斜坡和齒的形狀，以控制向高速換檔。
向高速換檔和向低速換檔的路徑結合在一起的鏈輪的一個例子在授予Sung等人的美國專利No.6,045,472中已經公開。Sung等人的專利示出一種設計成有兩個彼此相鄰的向高速換檔的路徑的鏈輪。因為有具有偶數齒的鏈輪與鏈條的外鏈板組合的問題，交互滑動(IG)鏈輪也有兩個向高速換檔的路徑。為了解決這一問題，兩個向高速換檔的路徑要鄰近地布置，以使其中一個向高速換檔的路徑用於一種高速換檔，這種高速換檔要依賴與鏈輪齒接觸的內外鏈板的結合。
更具體一些，參看根據Sung等人的專利的圖3，當鏈條的外鏈板與齒13嚙合時，鏈條的內鏈板被4B導向。不過，當鏈條的外鏈板與齒14嚙合時，鏈條的內鏈板被4C導向。因此，4B與4C的設計是不同的。4C的徑向位置高於4B，以調整至消除鏈條從第二高速換檔脫離點至第二高速換檔接合點的鬆弛。因而，高速換檔的性能在第一高速換檔路徑中與在相鄰的第二高速換檔路徑中是不同的。一個高速換檔路徑優於另一高速換檔的路徑，而這種卓越的向高速換檔如此平滑，以致能防止踩腳蹬時的衝擊。然而，另一高速換檔路徑則並不如此平滑，並可發生踩腳蹬時的衝擊。
在鏈條從大鏈輪高速換檔至小鏈輪的過程中，鏈條可能騎在小鏈輪或大鏈輪的齒頂上，從而與鏈條的轉移發生幹涉，在大鏈輪與小鏈輪的齒間沒有正確的相角排列。如果產生這種情況，騎車人非常可能受到踩腳蹬時的衝擊。
考慮上述情況，就需要有一種改進的鏈輪組件，它保證鏈條從大鏈輪轉移至小鏈輪上時有平滑而可靠的換檔動作。本發明致力於滿足原有技術中的這一需求和其它需求，對於熟悉本技術的人，這些需求將從此公開內容變得很清楚。

發明內容
本發明的一個目的是提供一種鏈輪，它設計成通過修整鏈輪的齒，保證鏈條從大鏈輪轉移至小鏈輪上時有平滑而可靠的換檔動作，以提供一卓越的高速換檔路徑。
騎車人可在用轉轍器向高速換檔時享受平滑的高速換檔而無腳蹬上的衝擊。這種改進的多級鏈輪組件在與機動的自動換檔機構一起使用時有特別的優點。
本發明的一個目的是為提供一大的鏈輪，它在大鏈輪至小鏈輪之間提供一平滑的高速換檔動作。
本發明的另一目的是為提供一鏈輪組件，它具有至少一個大鏈輪和至少一個小鏈輪，以使即使在重的驅動載荷下也能比較容易而可靠地將鏈條從大鏈輪轉移至小鏈輪上，以完成換檔。
本發明的前述目的可通過提供一大鏈輪而達到，該鏈輪基本上有一具有第一軸向側和第二軸向側的鏈輪體，和多個沿周向隔開的齒，這些齒從鏈輪體的外周沿徑向向外伸出。鏈輪的齒包括多個高速換檔齒。高速換檔齒至少有一第一高速換檔齒，一與第一高速換檔齒相鄰的第二高速換檔齒和一與第二高速換檔齒相鄰的第三高速換檔齒。第一、第二、第三高速換檔齒的尺寸做成保持自行車鏈的對齊基準，以在自行車鏈條的外鏈板與第二高速換檔齒嚙合時防止鏈條向高速換檔，並在內鏈板沿第一高速換檔路徑與第二高速換檔齒嚙合時允許自行車鏈條向高速換檔。
對於熟悉本技術的人，本發明的這些和其它目的、特色、特性和優點將從下面的詳細說明而變得更清楚，該說明聯繫附圖公開了本發明的優選的實施例。


現在參看圖，它們形成此原始公開內容的一部分圖1A為有一後輪的自行車的立面側視圖，該後輪具有按照本發明的鏈輪組件；圖1B為圖1所示的自行車的把手和變速控制部件的局部放大的立面側視圖，它示出手動的向高速換檔和向低速換檔的控制；圖2為按照本發明的七級鏈輪組件的示意立面後視圖；圖3為按照本發明的七級鏈輪組件的立面側視圖；圖4為鏈條的一部分的局部放大的俯視平面圖，該鏈條與圖3所示的按照本發明的鏈輪組件一起使用；圖5為用於圖3所示的鏈輪組件的15個齒的鏈輪的小鏈輪側的立面圖；圖6為圖5所示的用於圖3所示的鏈輪組件的15個齒的鏈輪的大鏈輪側的立面圖；圖7A為圖5和6所示的15個齒的鏈輪的第一高速換檔齒的大鏈輪側的局部立面圖；圖7B為圖7A所示的用於圖5和6所示的15個齒的鏈輪的第一高速換檔齒的局部俯視平面圖；圖7C為圖7A和7B所示的用於圖5和6所示的15個齒的鏈輪第一高速換檔齒的小鏈輪側的局部立面圖；圖8A為圖5和6所示的15個齒的鏈輪的第二高速換檔齒的大鏈輪側的局部立面圖；圖8B為圖8A所示的用於圖5和6所示的15個齒的鏈輪的第二高速換檔齒的局部俯視平面圖；圖8C為圖8A和8B所示的用於圖5和6所示的15個齒的鏈輪的第二高速換檔齒的小鏈輪側的局部立面圖；圖9A為圖5和6所示的15個齒的鏈輪的第三高速換檔齒的大鏈輪側的局部立面圖；圖9B為圖9A所示的用於圖5和6所示的15個齒的鏈輪的第三高速換檔齒的局部俯視平面圖；圖9C為圖9A和9B所示的用於圖5和6所示的15個齒的鏈輪的第三高速換檔齒的小鏈輪側的局部立面圖；圖10A為圖5和6所示的15個齒的鏈輪的第四高速換檔齒的大鏈輪側的局部立面圖；圖10B為圖10A所示的用於圖5和6所示的15個齒的鏈輪的第四高速換檔齒的局部俯視平面圖；圖10C為圖10A和10B所示的用於圖5和6所示的15個齒的鏈輪的第四高速換檔齒的小鏈輪側的局部立面圖；圖11A為圖5和6所示的15個齒的鏈輪的第五高速換檔齒的大鏈輪側的局部立面圖；圖11B為圖11A所示的用於圖5和6所示的15個齒的鏈輪的第五高速換檔齒的局部俯視平面圖；圖11C為圖11A和11B所示的用於圖5和6所示的15個齒的鏈輪的第五高速換檔齒的小鏈輪側的局部立面圖；
圖12為用於圖3所示的鏈輪組件的17個齒的鏈輪的小鏈輪側的立面圖；圖13為圖12所示的用於圖3所示的鏈輪組件的17個齒的鏈輪的大鏈輪側的立面圖；圖14為圖12和13所示的用於圖3所示的鏈輪組件的17個齒的鏈輪的小鏈輪側的透視圖；圖15為圖12～14所示的用於圖3所示的鏈輪組件的17個齒的鏈輪的大鏈輪側的透視圖；圖16為用於圖3所示的鏈輪組件的21個齒的鏈輪的小鏈輪側的立面圖；圖17為圖16所示的用於圖3所示的鏈輪組件的21個齒的鏈輪的大鏈輪側的立面圖；圖18為17個齒的鏈輪與21個齒的鏈輪耦合在一起後小鏈輪側的立面圖；圖19為17個齒的鏈輪與21個齒的鏈輪連同從21個齒的鏈輪高速換檔至17個齒的鏈輪的鏈條的小鏈輪側的立面圖；圖20為圖5和6所示的用於圖3所示的鏈輪組件的15個齒的鏈輪的高速換檔齒的端面的局部立面圖；圖21為圖5和6所示的用於圖3所示的鏈輪組件的15個齒的鏈輪連同第一和第三高速換檔齒的端面的局部立面圖，該換檔齒與內鏈板嚙合，以防止鏈條高速換檔至圖3所示的鏈輪組件的13個齒的鏈輪上；圖22為圖5和6所示的用於圖3所示的鏈輪組件的15個齒的鏈輪連同第一和第三高速換檔齒的端面的局部立面圖，該換檔齒與外鏈板嚙合，以使鏈條高速換檔至圖3所示的鏈輪組件的13個齒的鏈輪上；圖23為按照本發明的第二實施例的八級鏈輪組件的立面側視圖；圖24為圖23所示的鏈輪組件的15個齒的鏈輪的小鏈輪側的立面圖；圖25為圖23和24所示的鏈輪組件的15個齒的鏈輪的大鏈輪側的立面圖；圖26A為圖24和25所示的15個齒的鏈輪的做成一體的第一高速換檔/第二低速換檔齒的大鏈輪側的局部立面圖；圖26B為圖26A所示的用於圖24和25所示的15個齒的鏈輪的做成一體的第一高速換檔/第二低速換檔齒的局部俯視平面圖；圖26C為圖26A和26B所示的用於圖24和25所示的15個齒的鏈輪的做成一體的第一高速換檔/第二低速換檔齒的小鏈輪側的局部立面圖；圖27A為圖24和25所示的15個齒的鏈輪的做成一體的第二高速換檔/第三低速換檔齒的大鏈輪側的局部立面圖；圖27B為圖27A所示的用於圖24和25所示的15個齒的鏈輪的做成一體的第二高速換檔/第三低速換檔齒的局部俯視平面圖；圖27C為圖27A和27B所示的用於圖24和25所示的15個齒的鏈輪的做成一體的第二高速換檔/第三低速換檔齒的小鏈輪側的局部立面圖；圖28A為圖24和25所示的15個齒的鏈輪的第三高速換檔齒的大鏈輪側的局部立面圖；圖28B為圖28A所示的用於圖24和25所示的15個齒的鏈輪的第三高速換檔齒的局部俯視平面圖；圖28C為圖28A和28B所示的用於圖24和25所示的15個齒的鏈輪的第三高速換檔齒的小鏈輪側的局部立面圖；圖29A為圖24和25所示的15個齒的鏈輪的第四高速換檔齒的大鏈輪側的局部立面圖；圖29B為圖29A所示的用於圖24和25所示的15個齒的鏈輪的第四高速換檔齒的局部俯視平面圖；圖29C為圖29A和29B所示的用於圖24和25所示的15個齒的鏈輪的第四高速換檔齒的小鏈輪側的局部立面圖；
圖30A為圖24和25所示的15個齒的鏈輪的第五高速換檔齒的大鏈輪側的局部立面圖；圖30B為圖30A所示的用於圖24和25所示的15個齒的鏈輪的第五高速換檔齒的局部俯視平面圖；圖30C為圖30A和30B所示的用於圖24和25所示的15個齒的鏈輪的第五高速換檔齒的小鏈輪側的局部立面圖；圖31為用於圖23所示的鏈輪組件的17個齒的鏈輪的小鏈輪側的立面圖；圖32為圖31所示的用於圖23所示的鏈輪組件的17個齒的鏈輪的大鏈輪側的立面圖；圖33為圖23所示的鏈輪組件的21個齒的鏈輪的小鏈輪側的立面圖；圖34為圖33所示的用於圖23所示的鏈輪組件的21個齒的鏈輪的大鏈輪側的立面圖；圖35為圖23所示的鏈輪組件的25個齒的鏈輪的小鏈輪側的立面圖；圖36為圖35所示的用於圖23所示的鏈輪組件的25個齒的鏈輪的大鏈輪側的立面圖；圖37為圖24和25所示的用於圖23所示的鏈輪組件的15個齒的鏈輪的高速換檔齒的端面的局部立面圖；圖38為圖24和25所示的用於圖23的鏈輪組件的15個齒的鏈輪連同第一和第三高速換檔齒的端面的局部立面圖，該換檔齒與內鏈板嚙合，以防止鏈條高速換檔至圖23所示的鏈輪組件的13個齒的鏈輪上；圖39為圖24和25所示的用於圖23的鏈輪組件的15個齒的鏈輪連同第一和第三高速換檔齒的端面的局部立面圖，該換檔齒與外鏈板嚙合，以使鏈條高速換檔至圖23所示的鏈輪組件的13個齒的鏈輪上；圖40為按照本發明的偶數齒鏈輪的小鏈輪側的立面圖；圖41為圖40所示的偶數齒鏈輪的大鏈輪側的立面圖。
具體實施例方式
首先參看圖1A，它示出一帶一自行車後輪轂11的傳統的自行車10，該輪轂具有按照本發明的多級鏈輪組件12。自行車10基本上有一車架14，它有可旋轉地結合在其上的前輪與後輪15、16。一前叉17按傳統的方式結合在車架14與前輪15之間。轉動固定地結合在前叉17上的把手18，就使前輪15轉向。後輪16可旋轉地結合在車架14的後部上。車架14還有一可調節地結合在車架14上的車座19和用於驅動自行車10的驅動輪系20。
驅動輪系20基本包括本發明的後多級鏈輪組件12、一對腳蹬21、一安裝成與腳蹬21一起旋轉的前多級鏈輪組件22和一在後多級鏈輪組件12與前多級鏈輪組件22之間延伸的鏈條23。驅動輪系20基本由電子控制的自動換檔組件操作。電子控制的自動換檔組件基本包括一變速控制部件25、一接線盒或連接部件26、一機動的前轉轍器27和一機動的後轉轍器或鏈條換檔裝置28。
變速控制部件25包括一在印刷電路板上形成的用電池做動力的微型計算機。變速控制部件25的微型計算機包括一中央處理器(CPU)、隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)和一輸入/輸出接口。變速控制部件25最好如同以後要詳細討論的那樣是自動的。微型計算機的各種零件在自行車領域中都是眾所周知的。因此，用於變速控制部件25的微型計算機的零件在此處不再討論或詳細示出。此外，對於熟悉本技術的人，從此公開內容都會明白，變速控制部件25可包括各種電子元件、電路和機械元件，以實現本發明。
變速控制部件25最好分別包括手動的低速和高速換檔按鈕或槓桿25a與25b，以用於如圖1B所示用手工操作前轉轍器和/或後轉轍器27與28。在按鈕25a與25b之間布置有一突塊25c，以向騎車人的姆指或任一手指提供一相對於按鈕25a和25b的基準點。變速控制部件25進一步包括至少一檢測/測量裝置或元件，它向其中央處理器提供信息。檢測/測量元件發出預定的操作指令。這樣，檢測/測量元件在操作上與變速控制部件25的中央處理器結合，以使預定的操作指令被中央處理器(CPU)接收。
變速控制部件25經過連接部件26向前轉轍器27和/或後轉轍器28發出信號，以便自動換檔。連接部件26最好包括用於接收來自變速控制部件25的信號的單獨的功率輸入和一對用於向前轉轍器和/或後轉轍器27和28發出信號的功率輸出。功率輸入在操作上將變速控制部件25結合至連接部件26上。最好是，一個功率輸出在操作上將前轉轍器27結合至連接部件26中，而另一個功率輸出則在操作上將後轉轍器28結合至連接部件26上。
一種可用於操作變速控制部件25的檢測/測量元件的類型是速度檢測部件。變速控制部件25和連接部件26在操作上都與速度檢測部件結合，該速度檢測部件包括一傳感器29和一磁鐵30。傳感器29最好是一可磁力操作的傳感器，它裝在前叉17上並檢測裝在前輪15的一根輻條上的磁鐵30。這樣，速度信息就被送至用電池操作的電子變速控制部件25中。該自行車速傳感器29被連結到自行車10的前叉17上。這個自行車速傳感器29通過檢測裝在前輪15上的磁鐵30輸出自行車速信號。傳感器29有前部讀出開關或其它用於檢測隨輪子15一起旋轉的磁鐵30的元件。傳感器29每次在輪子15已經轉過一預定的角度或轉過一圈時發出一脈衝。一旦傳感器29發出脈衝或信號，則脈衝信號傳送電路就將此脈衝信號送至變速控制部件25的中央處理器，以確定鏈條是應當向高速換檔還是應當向低速換檔。這樣，傳感器29與磁鐵30形成了變速控制部件25的檢測裝置或測量元件。易言之，傳感器29檢測前輪15的旋轉速度。
本發明的多級鏈輪組件12在與操作機動的後轉轍器28的自動換檔組件聯合使用時特別有用。可以與本發明一起使用的自動換檔組件的一個例子已在授予Kimura的美國專利No.6073061中公開，該專利已轉讓給Shimano公司。
在這種裝置中，當自行車速超過預定的高速值時，自動換檔組件就致動後轉轍器28，以沿向高速換檔的方向移動鏈條23。當自行車速低於預定的低速值時，自動換檔組件就致動後轉轍器28，以沿向低速換檔的方向移動鏈條23。當自動換檔組件撥至手工換檔時，騎車人可以預計什麼時候是移動後轉轍器28，以使突然的踩腳蹬衝擊為最小的最好時間。不過，當自動換檔組件處於自動模式時，騎車人無法預言，什麼時候將出現換檔。因此，騎車人不能在非常可能有突然的踩腳蹬衝擊時防止後轉轍器28換檔。不過，採用本發明的多級鏈輪組件12，即使在自動換檔組件處於自動換檔模式時，也能減少或消除突然的踩腳蹬衝擊。
由於自行車10和驅動輪系20的各部分在自行車技術中是眾所周知的，故自行車10的這些部分此處不準備詳細討論或示出，除非它們按照本發明被改進。此外，此處未詳細討論和/或示出的自行車的各種傳統部分如閘、輔助鏈輪等都可以與本發明一起聯合使用。
如同此處所用的那樣，術語「向前、向後、上面、下面、側面與橫向」指的是裝有鏈輪組件12的自行車在其正常的騎行位置的方向。因此，那些在權利要求書中用於描述鏈輪組件12的術語應當相對於自行車10的正常騎行位置來解釋。
第一實施例現在參看圖2和3，現在按照本發明的第一實施例來討論鏈輪組件12。在此第一實施例中，鏈輪組件12為一七級鏈輪組件，其鏈輪S1～S7以預定的間距相互隔開。鏈輪S1～S7按傳統的方式固定地裝在後輪轂的飛輪11(未示出)上，以使鏈輪S1～S7一起繞輪轂的中心軸線0旋轉。鏈輪S1～S7如圖3所示一起沿順時針方向R旋轉。
對於熟悉自行車技術的人，從本公開內容都明白，按照本發明的鏈輪組件可以有更少的或更多的鏈輪。易言之，本發明可以是任意多級的鏈輪組件，其用於一種採用了轉轍器等的自行車上，並且它包括至少一個大鏈輪和一個小鏈輪。
多級鏈輪組件12適用於與驅動鏈23嚙合，該鏈條如同在圖4中所看到的那樣，是傳統類型的自行車鏈。驅動鏈23是一個連續的環，它有多個內鏈板23a和多個外鏈板23b，它們用鉸鏈銷與滾子彼此樞接在一起。在鏈條換檔過程中，鏈條23通過後轉轍器28從一個鏈輪轉移到下一個相鄰的鏈輪上，該轉轍器沿軸向相對於鏈輪S1～S7的旋轉軸線移動鏈條23。通過修整大鏈輪的齒，鏈條23可實現平滑的低速換檔或高速換檔運動。
現在參看圖2，它示意地示出了鏈輪組件12，以表示高速換檔與低速換檔的方向。具體些說，當鏈條23從大鏈輪轉移至下一個較小的鏈輪上時，就產生高速換檔。當鏈條23從小鏈輪轉移至下一個較大的鏈輪上時，就產生低速換檔。
基本上，當鏈輪組件12從圖3看去順時針方向R旋轉時，內鏈板和外鏈板23a與23b與一個鏈輪的齒嚙合。在鏈輪具有偶數齒的情況下，內、外鏈板23a和23b總是與同樣的齒嚙合。在鏈輪具有奇數齒的情況下，內、外鏈板23a和23b將隨著鏈輪組件12的每一圈旋轉交替地與不同的齒嚙合。因此，鏈輪S3、S4和S5(所有都具有奇數齒)的齒將交替地與內、外鏈板23a和23b都嚙合。鏈輪S3、S4和S5的齒都專門設計，以使只在一個內鏈板23a如下面要討論的那樣與鏈輪的經過選擇的齒嚙合時，才產生高速換檔工作。
在第一實施例中，本發明的多級鏈輪組件12對鏈輪S1～S7分別有11T-13T-15T-17T-21T-27T-33T的齒形。自然，對於熟悉自行車技術的人，從本公開內容都明白，鏈輪S1～S7可以有其它齒形。本發明是對具有等於奇數的總齒數的鏈輪進行優化的。自然，對於熟悉自行車技術的人都明白，本發明的鏈輪可以如下面要討論的那樣按具有等於偶數的總齒數構形。鏈輪S1～S7最好用合適的剛性材料如金屬材料製成。
鏈輪S1～S7的軸向寬度和鏈條23的內鏈板23a之間的橫向間距，如同在下面要說明的那樣，是對鏈條23的高速換檔起控制作用的尺寸。例如，鏈條23在內鏈板23a之間有大致為2.5mm的橫向間距，而鏈輪S1～S7最好對一七級鏈輪組件12有一約為2.3mm的軸向寬度。對於一八級鏈輪組件(即第二實施例的鏈輪組件12′)，軸向寬度最好如要更詳細地討論的那樣，約為2.1mm。
為了簡單起見，當討論按照本發明的自行車鏈條組件12的第一實施例時，此處只詳細討論和/或說明鏈輪S3、S4和S5。自然，對於熟悉自行車技術的人，都會明白，本發明的對於鏈輪S3～S5討論的原理可用於鏈輪組件12的其它鏈輪(即S1、S2、S6和S7)。
現在參看圖5和6，鏈輪S3基本有一鏈輪體40和多個(15個)沿周向隔開的齒A3～K3，該齒從鏈輪體40的外周沿徑向向外伸出。術語「鏈輪體的外周」如同此處所用的那樣，落在對應於齒A3～K3的根徑的圓上。鏈輪體40有一第一軸向側或小鏈輪側40a和一第二軸向側或大鏈輪側40b，小鏈輪側面向下一個較小的鏈輪S2，而大鏈輪側則面向下一個較大的鏈輪S4。鏈輪S3的中心做有花鍵孔40C，它按傳統的方式裝在後輪轂的飛輪11(未示出)上。為了方便起見，鏈輪S3的齒相對於鏈輪S3的旋轉方向R按逆時針方向標以字母，實質相同的齒通常有同樣的參考標記。對於實質上與鏈輪S3的齒相同的齒，鏈輪S4和S5的齒將採用類似的名稱。
如同下面要說明的那樣，鏈輪S3的所選的齒要被修形，以使鏈條23能平滑地高速換檔或低速換檔至相鄰的鏈輪S2和S4上。依次相連的齒A3～E3是高速換檔齒，它們共同工作，以控制鏈條23的高速換檔並形成第一高速換檔路徑。依次相連的齒F3～I3是低速換檔齒，它們共同工作，以控制鏈條23的低速換檔並形成第一低速換檔路徑。雖然鏈輪S3隻示出一個高速換檔路徑和一個低速換檔路徑，但是對於熟悉自行車技術的人都會從此公開內容明白，鏈輪S3可設有兩個高速換檔路徑和兩個低速換檔路徑。
當鏈條23從第一鏈輪如鏈輪S3轉移至下一個較小的或較大的鏈輪如鏈輪S2或S4上時，與第一鏈輪嚙合的最後一個滾子的中點稱為脫離點，而與下一個接收鏈輪嚙合的第一個滾子的中點則稱為接合點。脫離點與接合點之間的鏈節在鏈條轉移過程中形成高速換檔路徑或低速換檔路徑。
參看圖18和19，現在要更詳細地討論鏈條23的換檔運動。在高速換檔工作中，鏈條23從較大的鏈輪S5轉移至較小的鏈輪S4上。在此高速換檔過程中，較大的鏈輪S5被看作是起始鏈輪，而較小的鏈輪S4則被看作是接收鏈輪。較大的鏈輪S5有高速換檔脫離點P1，而較小的鏈輪S4則有高速換檔接合點P2。在低速換檔過程中，較小的鏈輪S4被看作是起始鏈輪，而較大的鏈輪S5則被看作是接收鏈輪。較小的鏈輪S4有低速換檔脫離點P3，而較大的鏈輪S5則有低速換檔接合點P4。
由脫離點與接合點形成的以鏈輪組件12的中心0為頂點的角度被定義為較大的鏈輪S5與較小的鏈輪S4之間的相位角。在低速換檔運動中，此相角稱為低速換檔相位角，而在高速換檔運動中，此相角則稱為高速換檔相位角。
低速換檔齒F3～I3是比較傳統的，並實質上按照授予Nagao的美國專利No.4889521構形。這樣，低速換檔齒F3～I3的構形與功能此處不準備詳細討論或說明。同樣，剩下的齒J3-K3的構形與功能對於本發明並非十分重要。因此，剩下的齒J3～K3的構形與功能在此處也不準備詳細討論或說明。與之相反，下列描述將集中在高速換檔齒A3～E3的構形與功能上。
高速換檔齒A3～E3要經過修形，以使鏈條23可平滑地高速換檔至相鄰的鏈輪S2上。更具體一些，齒A3是第一高速換檔齒。齒B3為第二高速換檔齒，它與第一高速換檔齒A3相鄰。齒C3為第三高速換檔齒，它與第二高速換檔齒B3相鄰。齒D3為第四高速換檔齒，它與第三高速換檔齒C3相鄰。齒E3為第五高速換檔齒，它與第四高速換檔齒D3相鄰。
第一、第二和第三高速換檔齒A3～C3進一步將尺寸做成，在自行車鏈23的一對外鏈板23b與第二高速換檔齒B3嚙合時，防止鏈條23向高速換檔。特別是，A3和C3的尺寸要做成，在自行車鏈23的一對外鏈板23b與第二高速換檔齒B3嚙合時，保持自行車鏈23與鏈輪體40對齊，以防止鏈條23向高速換檔。不過，第一、第二和第三高速換檔齒A3～C3的尺寸進一步做成，當一對內鏈板23a與第二高速換檔齒B3嚙合時，允許自行車鏈23向高速換檔。易言之，當鏈輪S3有奇數齒，從而內、外鏈板23a和23b將隨鏈輪組件12的每一圈旋轉而交替地與不同的齒嚙合。因此，S3的齒將交替地同時與內、外鏈板23a和23b嚙合，並只能在一對內鏈板23a與第二高速換檔齒B3嚙合時才允許向高速換檔。
現在參看圖7A～7C，第一高速換檔齒A3最好有一根部和一頂部，該根部由一對平直的側面(高速換檔表面)41a和41b界定，而頂部則由一對做成斜坡的表面42a和42b界定。做成斜坡的或楔形的表面42a和42b延伸至一位於中間的周向頂面43。齒頂由兩個做成斜坡的表面42a和42b和周向頂面43形成。
平直的側面41a和41b從鏈輪體40的外周沿徑向向外延伸並且基本平行於鏈輪體40的鏈輪側表面40a和40b。兩個平直的側面41a和41b還最好分別基本與小、大鏈輪側40a與40b找平或對齊。第一高速換檔齒A3的平直的側面41a與41b形成第一高速換檔齒A3的鏈條對齊部分。易言之，當一對內鏈板23a位於第一高速換檔齒A3上時，平直的側面41a與41b與內鏈板23a嚙合，以防止鏈條23相對於鏈輪體40沿側向或軸向移動。
第一高速換檔齒A3的齒頂作為普通的或常規的齒頂示出。易言之，頂面43位於中部，在鏈輪的側面40a與40b的中間，並平行於鏈輪的一側40a與40b延伸。另一種方案為，一個或兩個平直的側面41a和41b可以修形成形成倒角的表面，例如如同在授與Nagano的美國專利No.4889521的圖7所示的那樣。還有，頂面43可向鏈輪體40的小鏈輪側40a偏移，如同在本發明的第二實施例中那樣。
現在參看圖8A～8C，第二高速換檔齒B3的形狀做成，在一對內鏈板23a與其嚙合時，允許鏈條23轉移至鏈輪體40的小鏈輪的一側40a。第二高速換檔齒B3最好有一根部和一頂部，該根部由一對平直的側面45a和45b界定，而頂部則由一對做成斜坡的表面46a與46b界定。做成斜坡的或楔形的表面46a與46b延伸至一沿周向延伸的頂面47。兩個做成斜坡的表面46a與46b可以修形成形成倒角的表面，以允許鏈條23易於移至齒B3上或從其上移開。
齒頂由兩個做成斜坡的表面46a和46b和周向的頂面47形成。在此實施例中，頂面47基本平行於鏈輪體40的鏈輪的側面40a和40b延伸。此外，頂面47如同在圖8B中看到的那樣朝鏈輪體40的小鏈輪側40a偏移。
平直的側面45a和45b從鏈輪體40的外周沿徑向向外伸出，並實質上平行於鏈輪體40的鏈輪的側面40a與40b。平直的側面45a最好還與小鏈輪側40a找平或對齊。另一方面，平直的側面45b從大鏈輪側40b向內凹，以形成一高速換檔傾斜依靠凹座48。
高速換檔傾斜依靠凹座48的尺寸做成能容納一個內鏈板23a。易言之，高速換檔傾斜依靠凹座48允許鏈條23的內鏈板23a如圖22所示轉移至鏈輪體40的小鏈輪側40a。這樣，高速換檔傾斜依靠凹座48允許鏈條23相對於鏈輪體40的小鏈輪側40a沿側向或軸向轉移，以允許高速換檔。高速換檔傾斜依靠凹座48最好沿周向傾斜，以當高速換檔傾斜依靠凹座48接近第三高速換檔齒C3時變得更深。鏈輪體40的外周界定了第二高速換檔齒B3的根徑，高速換檔傾斜依靠凹座48則主要沿徑向位於根徑的外面。高速換檔傾斜依靠凹座48的一部分也位於第二高速換檔齒B3的根徑裡面，以形成內鏈板退出區49。內鏈板退出區49有一曲率，它基本上與和該區域接觸的內鏈板23a的部分的曲率匹配。
現在參看圖9A～9C，最好是，第三高速換檔齒C3有一根部和一頂部，該根部由一對平直的側面51a和51b界定，而頂部則由一對做成斜坡的表面52a和52b與一沿徑向延伸的平直表面52c界定。做成斜坡的表面52a和52b和沿徑向延伸的表面52c會聚並形成一沿周向延伸的頂面53。齒頂由這些表面52a、52b、52c和53形成。
平直的側面51a和51b從鏈輪體40的外周沿徑向向外延伸並基本平行於鏈輪體40的鏈輪的側面40a和40b。兩個平直的側面51a和51b最好也基本分別與小、大鏈輪側40a與40b找平或對齊。第三高速換檔齒C3的平直的側面51a和51b形成第三高速換檔齒C3的鏈條對齊部分。易言之，當一對內鏈板23a位於第三高速換檔齒C3上時，平直的側面51a與51b與內鏈板23a嚙合，以防止鏈條23相對於鏈輪體40沿側向或軸向移動。由於第一和第三高速換檔齒A3和C3隻是被第二高速換檔齒B3隔開，第一和第三高速換檔齒A3和C3都或是與鏈條23的內鏈板23a嚙合或是與鏈條23的外鏈板23b嚙合。當鏈條23的內鏈板23a與第一和第三高速換檔齒A3和C3嚙合時，鏈條23不能沿側向轉移至第二高速換檔齒B3的高速換檔傾斜依靠凹座48中。
做成斜坡的表面52a和52b和沿徑向延伸的表面52c形成一凹頂，它朝大鏈輪側40b引導內鏈板23a，內鏈板23a與第三高速換檔齒C3嚙合。這進一步保證，在鏈板23a與第三高速換檔齒C3嚙合時，鏈條23不會向高速換檔。
齒頂表面53實質上，平行於鏈輪體40的鏈輪側面40a和40b延伸。還有，頂面53如圖9B所示朝鏈輪體40的小鏈輪側40a偏移。
現在參看圖9C，第三高速換檔齒C3有一在第三高速換檔齒C3與第四高速換檔齒D3之間形成的節距，它大於在第二高速換檔齒B3與第三高速換檔齒C3之間形成的節距。易言之，第三高速換檔齒C3的後緣經過修形，以使第三高速換檔齒C3的寬度W1小於具有寬度W2的另一個高速換檔齒。
現在參看圖10A～10C，第四高速換檔齒D3的形狀做成具有內鏈板退出區，以允許鏈條23在向高速換檔時在鏈輪S3與S2之間滑動。具體一些，第四高速換檔齒D3有一由一對平直的側面55a和55b界定的根部，該側面從鏈輪體40的外周沿徑向向外延伸並基本平行於鏈輪體40的鏈輪側面40a和40b。第四高速換檔齒D3的小鏈輪側40a進一步有另一下凹表面58，它從鏈輪體40的外周沿徑向向外延伸並基本平行於鏈輪體40的鏈輪的側面40a和40b。
平直的側面55a形成內鏈板導向面。內鏈板導向面55a從鏈輪體40的小鏈輪側40a向內凹。第四高速換檔齒D3的大鏈輪側40b有一平直的側面55b，它從鏈輪體40的外周沿徑向向外延伸並基本平行於鏈輪體40的鏈輪的側面40a和40b。平直的側面55b最好基本與大鏈輪側40b找平或對齊。
倒角面56a與56b從內鏈板導向面55a和平直的側面55b向外傾斜至周向的頂面57。該頂面57比第一高速換檔齒A3的頂面43薄。頂面57基本平行於鏈輪體40的鏈輪的側面40a和40b延伸。此外，頂面57如圖10B所示朝鏈輪體40的大鏈輪側40b偏移。
倒角面56a形成內鏈板頂導向面，它在內鏈板23a與第四高速換檔齒D3嚙合時將鏈條朝小鏈輪側40a推。
在內鏈板導向面55a的內緣為一彎曲的表面59，它形成內鏈板退出區，以允許鏈條23在向高速換檔時在鏈輪S3與S2之間滑動。彎曲的表面59有一曲率，它基本上與內鏈板23a的和該區域接觸的部分的曲率匹配。
現在參看圖11A～11C，第五高速換檔齒E3最好有一由一對平直的側面61a和61b和一個做成斜坡的表面62b界定的根部，該做成斜坡的表面從平直的側面61b延伸，以形成沿周向延伸的頂面63。如圖11A至11B所示，做成斜坡的表面62b可以被修形，以形成倒角面，該表面允許鏈條23容易地移至齒E3上或從其移開。頂面63的位置與鏈輪S3的大鏈輪側40b相鄰。最好是，齒E3的頂面63平行於鏈輪體40的第一和第二軸向側40a和40b延伸，並且朝鏈輪S3的大鏈輪側40b偏移。
平直的側面61a和61b從鏈輪體40的外周沿徑向向外延伸，並基本平行於鏈輪體40的鏈輪側面40a和40b。平直的表面61b最好還基本與大鏈輪側40b找平或對齊。另一方面，平直的側表面61a從小鏈輪側40a向內凹。這樣，側面61a在齒E3的小鏈輪側40a與第四高速換檔齒D3的下凹表面58位於同一平面上，以形成一外鏈板離開區或第二高速換檔凹座。
五個依次相連的齒F3～I3是低速換檔齒，它們共同工作，以控制鏈條23的向低速換檔並形成一第一低速換檔路徑。低速換檔齒F3～I3放置成相對於旋轉方向R緊接在高速換檔齒A3～E3的後面。
再次參看圖5和6，低速換檔齒F3有在低速換檔齒F3的小鏈輪側40a形成有第一低速換檔導向凹座71。低速換檔齒G3有在低速換檔齒G3的小鏈輪側40a形成的第二低速導向凹座72。在此實施例中，相對於鏈輪體40的小鏈輪側40a，第二低速換檔導向凹座72比第一低速換檔導向凹座71深。
低速換檔齒H3被看作是第一低速換檔齒是由於，它被設計成第一低速換檔齒，以捕捉鏈條23或完全與之嚙合。低速換檔齒H3的小鏈輪側40a有一根部，它具有一平直的側面80a和一凹座81a。平直的側面80a從鏈輪體40的外周沿徑向向外延伸並基本平行於鏈輪體40的鏈輪的側面40a和40b。平直的側面80a也最好基本與小鏈輪側40a找平或對齊。凹座81a最好在與低速換檔齒I3最接近的邊緣上傾斜得比較深。低速換檔齒H3最好有一在鏈輪體40的大鏈輪側40b形成的第一低速換檔傾斜依靠凹座81b。第一低速換檔傾斜依靠凹座81b最好在與低速換檔齒G3最接近的邊緣上傾斜得比較深。
每個低速換檔齒I3最好有一具有平直的側面84a的根部，該側面從鏈輪體40的外周沿徑向向外延伸。平直的側面84a相對於鏈輪體40的小鏈輪側40a做成斜坡。平直的側面84a最好在與低速換檔齒H3最接近的邊緣上傾斜得比較深。
每個齒J3最好在鏈輪體40的小鏈輪側40a有一凹座85a。凹座85a設計成在鏈條23低速換檔時防止與內鏈板23a發生幹涉。易言之，鏈條23在從較小的鏈輪S2低速換檔至較大的鏈輪S3時被扭曲成沿側向彎曲。鏈條23的這種扭曲使鏈條23的外鏈板首先與低速換檔齒H3嚙合，然後與低速換檔齒I3嚙合。這樣，鏈條23沿鏈輪體40的大鏈輪側40b的方向沿側向進一步被扭曲，以便最終與鏈輪體40對齊。鏈條23的第二曲線朝鏈輪體40的大鏈輪側40b偏移，以致一個內鏈板23a被接收在齒J3的凹座85a中。
齒K3是驅動鏈條23的公用齒。齒K3在按照本發明進行低速換檔或高速換檔時沒有特殊的功能。這樣，此處不擬詳細討論或說明齒K3。
現在參看圖12～15，鏈輪S4有17個齒並且有與上面所討論的15個齒的鏈輪S3形狀相似的齒。17個齒的鏈輪S4與上面所討論的15個齒的鏈輪S3的主要區別為，17個齒的鏈輪S4有兩個額外的公用齒K4。鑑於17個齒的鏈輪S4與15個齒的鏈輪S3之間的相似性，17個齒的鏈輪S4的具有與15個齒的鏈輪S3相同的功能的齒被結以同樣的附圖標記，但是有不同的下標數字。這樣，17個齒的鏈輪S4的齒在此處不擬詳細討論。
鏈輪S4基本上有一鏈輪體40和多個(17個)沿周向隔開的齒A4～K4，這些齒從鏈輪體40的外周沿徑向向外伸出。鏈輪S4的鏈輪體40有一第一軸向側或小鏈輪側40a和一第二軸向側或大鏈輪側40b，小鏈輪側面向下一個較小的鏈輪S3，而大鏈輪側則面向下一個較大的鏈輪S5。鏈輪S4的中部做有按傳統方式裝在後輪轂(未示出)的飛輪上的花鍵孔40c。
鏈輪S4的所選擇的齒以基本上與鏈輪S3相同的上述方式進行修形，以使鏈條23可平滑地高速換檔或低速換檔至相鄰的鏈輪S3和S5上。依次相連的齒A4～E4是高速換檔齒，它們共同工作，以控制鏈條23的高速換檔並形成一第一高速換檔路徑。依次相連的齒F4～I4是低速換檔齒，它們共同工作，以控制鏈條23的低速換檔並形成一第一低速換檔路徑。雖然鏈輪S4隻用一個高速換檔路徑和一個低速換檔路徑示出，但是對於熟悉自行車技術的人，從此公開內容都會明白，鏈輪S4可以提供兩個高速換檔路徑和兩個低速換檔路徑。
現在參看圖16和17，鏈輪S5有21個齒並且有與上面所討論的15個齒的鏈輪S3形狀相似的齒。21個齒的鏈輪S5與上面所討論的15個齒的鏈輪S3的主要區別為，21個齒的鏈輪S5有一個高速換檔路徑和兩個低速換檔路徑。
考慮到21個齒的鏈輪S5與15個齒的鏈輪S3之間的相似性，21個齒的鏈輪S5的具有與15個齒的鏈輪S3相同的功能的齒被給以相同的附圖標記，但是有不同的下標數字。這樣，21個齒的鏈輪S5的齒在此處不擬詳細討論。
鏈輪S5基本有一鏈輪體40和多個(21個)沿周向隔開的齒A5～K5，這些齒從鏈輪體40的外周沿徑向向外伸出。鏈輪S5的鏈輪體40有一第一軸向側或小鏈輪側40a和一第二軸向側或大鏈輪側40b，小鏈輪側面向下一個較小的鏈輪S4，而大鏈輪側則面向下一個較大的鏈輪S6。鏈輪S5的中部做有按傳統方式裝在後輪轂(未示出)的飛輪上的花鍵孔40c。
鏈輪S5的所選擇的齒以基本上與鏈輪S3相同的上述方式進行修形，以使鏈條23可平滑地高速換檔或低速換檔至相鄰的鏈輪S4和S6上。一組依次相連的齒A5～E5是高速換檔齒，它們共同工作，以控制鏈條23的高速換檔並形成一高速換檔路徑。鏈輪S5的高速換檔齒B5～E5基本與上面所討論的鏈輪S3的齒B3～E3相同。鏈輪S5的高速換檔齒A5與上面所討論的鏈輪S3的第一高速換檔齒A3不同。與之相反，鏈輪S5的高速換檔齒A5在其小鏈輪側40a有一凹座。易言之，鏈輪S5的高速換檔齒A5與上面所討論的鏈輪S3的齒J3相似。兩組依次相連的齒F5～I5是低速換檔齒，它們共同工作，以控制鏈條23的低速換檔並形成兩個低速換檔路徑。鏈輪S5的齒F5～I5基本與上面所討論的鏈輪S3的齒F3～I3相同。
第二實施例現在參看圖23～29，現在按照本發明的第二實施例討論鏈輪組件12′。在此第二實施例中，鏈輪組件12′為一八級鏈輪組件，其中的鏈輪S1′～S8′以預定的間距彼此隔開。
在此第二實施例中，本發明的多級鏈輪組件12′分別有用於鏈輪S1′～S8′的齒形11T-13T-15T-17T-21T-25T-29T-33T。自然，對於熟悉自行車技術的人，從此公開內容都會明白，鏈輪S1′～S8′可以有其它齒形。本發明是對具有等於奇數的總齒數的鏈輪進行優化的。自然，對於熟悉自行車技術的人都明白，本發明的鏈輪可以如下面要討論的那樣按具有等於偶數的總齒數構形。
第二實施例的鏈輪組件12′採用了第一實施例的鏈輪組件12的許多特色。這樣，此處只討論和/或說明鏈輪組件12′與第一實施例的鏈輪組件12的區別。考慮到此實施例與第一實施例的鏈輪之間的相似性，本實施例的具有與原有實施例基本相同的功能的齒給以與第一實施例相同的附圖標記，但是帶有單個的撇(′)。這樣，在此實施例中，這些類似的齒和它們的工作的說明均略去。
鏈輪S3′與鏈輪S3的區別主要在高速換檔路徑與低速換檔路徑重疊。這樣，在本實施例中，低速換檔齒相對於旋轉方向放在高速換檔齒前面。易言之，第一高速換檔齒A3與第二低速換檔齒I3成型為一個第一整體(高速/低速換檔)齒AI3′，而第二高速換檔齒B3與第三低速換檔齒I3成型為一個第二整體(高速/低速換檔)齒BI3′。不過，第二整體齒BI3′基本與第二高速換檔齒B3相同。同時，鏈輪S3′的高速換檔齒C3′-E3′也已被改型。因此，下面將只詳細討論齒AI3′、C3′和D3′。
現在參看圖26A～26C，第一整體齒AI3′最好有一根部和一頂部，該根部由一對平直的側面(高速換檔面)41a′和41b′界定，而頂部則由一對做成斜坡的表面42a′和42b′界定。做成斜坡的或楔形的表面42a′和42b′形成一沿周向延伸的頂面43′。齒頂由兩個做成斜坡的表面42a′和42b′和周向的頂面43′形成。第一整體齒AI3′的齒頂平行於鏈輪的側面40a′和40b′延伸。頂面43′也朝鏈輪體40′的小鏈輪側40a′偏移。
平直的側面41a′和41b′從鏈輪體40′的外周沿徑向向外伸出。平直的側面41a′基本平行於鏈輪體40′的鏈輪的側面40a′和40b′，而平直的側面41b′則相對於鏈輪體40′的鏈輪的側面40a′和40b′做成斜坡或傾斜的。平直的側面41a′最好也基本與小鏈輪側40a′找平或對齊，而平直的側面41b′則有一尾緣44′，它基本與鏈輪體40′的大鏈輪側40b′對齊。此尾緣44′基本從鏈輪體40′的大鏈輪側40b′沿徑向延伸。易言之，平直的側面41b′相對於鏈輪體40′的大鏈輪側40b′做成斜坡或傾斜的，以形成一凹座。在平直的側面41b′形成的凹座在尾緣44′處與大鏈輪側40b′齊平，該尾緣與第二整體的齒BI3′相鄰，該凹座在鄰近低速換檔齒H3′的前緣處比在尾緣處更深。
第一整體齒AI3′的平直的側面41a′和邊緣44′形成第一整體齒AI3′的鏈條對齊部分。易言之，當一對內鏈板23a位於第一整體齒AI3′上時，平直的側面41a′與邊緣44′與內鏈板23a嚙合，以防止鏈條23相對於鏈輪體40′沿側向或軸向移動。
現在參看圖27A～27C，第二整體齒BI3′的形狀做成在一對內鏈板23a與其嚙合時允許鏈條23轉移至鏈輪體40′的小鏈輪側40a′。第二整體齒BI3′最好有一根部和一頂部，該根部由一對平直的側面45a′和45b′界定，而頂部則由一對做成斜坡的表面46a′和46b′界定。做成斜坡的或楔形的表面46a′和46b′延伸至沿周向延伸的頂面47′處。兩個做成斜坡的表面46a′和46b′可以被修形，以形成倒角的表面，該表面允許鏈條23易於移至第二整體齒BI3′上或從其上移開。
齒頂由兩個做成斜坡的表面46a′和46b′和周向的頂面47′形成。在此實施例中，頂面47′基本平行於鏈輪體40′的鏈輪的側面40a′和40b′延伸。此外，頂面47′如圖27B所示朝鏈輪體40′的小鏈輪側40a′偏移。
平直的側面45a′和45b′從鏈輪體40′的外周沿徑向向外伸出，並基本平行於鏈輪體40′的鏈輪的側面40a′和40b′。平直的側面45a′最好還基本與小鏈輪側40′找平或對齊。另一方面，平直的側面45b′以大鏈輪側40b′向內凹，以形成高速換檔傾斜依靠凹座48′。
高速換檔傾斜依靠凹座48′的尺寸做成能容納一個內鏈板23a。易言之，高速換檔傾斜依靠凹座48′允許鏈條23的內鏈板23a如圖39所示轉移至鏈輪體40′的小鏈輪側40a′。這樣，高速換檔傾斜依靠凹座48′允許鏈條23相對於鏈輪體40′的小鏈輪側40a′沿側向或軸向轉移，以允許高速換檔。高速換檔傾斜依靠凹座48′最好沿周向傾斜，以當高速換檔傾斜依靠凹座48′接近第三高速換檔齒C3′時變得更深。鏈輪體40′的外周界定第二整體齒BI3′的根徑，高速換檔傾斜依靠凹座48′則主要沿徑向位於根徑的外面。高速換檔傾斜依靠凹座48′的一部分也位於第二整體齒BI3′的根徑裡面，以形成內鏈板退出區49′。內鏈板退出區49′有一曲率，它基本與內鏈板23a和該區域接觸的部分的曲率匹配。
現在參看圖28A～28C，最好是，第三高速換檔齒C3′有一根部，該根部由一做成斜坡的表面50′和一對平直的側面51a′和51b′界定。第三高速換檔齒C3′有一頂部，它由一對做成斜坡的表面52a′和52b′和一平直的沿徑向延伸的表面52c′界定。做成斜坡的表面52a′和52b′和沿徑向延伸的表面52c′都會聚並形成一沿周向延伸的頂面53′。齒頂由這些表面52a′、52b′、52c′和53′形成。
平直的側面51a′和51b′從鏈輪體40′的外周沿徑向向外延伸並基本平行於鏈輪體40′的鏈輪的側面40a′和40b′。兩個平直的側面51a′和51b′最好也基本分別與小、大鏈輪側40a′和40b′找平或對齊。第三高速換檔齒C3′的平直的側面51a′和51b′形成第三高速換檔齒C3′的鏈條對齊部分。易言之，當一對內鏈板23a位於第三高速換檔齒C3′上時，平直的側面51a′與51b′與內鏈板23a嚙合，以防止鏈條23相對於鏈輪體40′沿側向或軸向移動。由於第一和第三高速換檔齒AI3′和C3′只是被第二整體齒BI3′隔開，第一和第二高速換檔齒AI3′和C3′都或是與鏈條23的內鏈板23a嚙合，或是與鏈條23的外鏈板23b嚙合。當鏈條23的內鏈板23a與第一和第三高速換檔齒AI3′和C3′嚙合時，鏈條23不能沿側向轉移至第二整體齒BI3′的高速換檔傾斜依靠凹座48′中。
做成斜坡的表面52a′和52b′和沿徑向延伸的表面52c′形成一凹頂，它朝大鏈輪側40b′引導內鏈板23a，內鏈板23a與第三高速換檔齒C3′嚙合。這進一步保證，在內鏈板23a與第三高速換檔齒C3′嚙合時，鏈條23不會向高速換檔。
齒頂表面53′基本平行於鏈輪體40′的鏈輪的側面40a′和40b′延伸，還有，頂面53′如圖28B所示朝鏈輪體40′的小鏈輪側40a′偏移。
現在參看圖28C，第三高速換檔齒C3′有一在第三高速換檔齒C3′與第四高速換檔齒D3′之間形成的節距，它大於在第二整體齒BI3′與第三高速換檔齒C3′之間形成的節距。易言之，第三高速換檔齒C3′的後緣經過修形，以使第三高速換檔齒C3′的寬度W1′小於具有寬度W2′的另一個高速換檔齒。
現在參看圖29A～29C，第四高速換檔齒D3′的形狀做成具有內鏈板退出區，以允許鏈條23在向高速換檔時在鏈輪S3′與S2′之間滑動。具體一些，第四高速換檔齒D3′有一由一對平直的側面55a′和55b′界定的根部，該側面從鏈輪體40′的外周沿徑向向外延伸並基本平行於鏈輪體40′的鏈輪的側面40a′和40b′。第四高速換檔齒D3′的小鏈輪側40a′進一步有另一下凹的表面58′，它從鏈輪體40′的外周沿徑向向外延伸並基本平行於鏈輪體40′的鏈輪的一側40a′和40b′。凹面58′延伸至第五高速換檔齒E3′，以形成一外鏈板退出區或第二高速換檔凹座。
平直的側面55a′形成內鏈板導向面。內鏈板導向面55a′從鏈輪體40′的小鏈輪側40a′向內凹。第四高速換檔齒D3′的大鏈輪側40b′有一平直的側面55b′，它從鏈輪體40′的外周沿徑向向外延伸並基本平行於鏈輪體40′的鏈輪的側面40a′和40b′。平直的側面55b′最好基本與大鏈輪側40b′找平或對齊。
倒角的表面56a′與56b′從內鏈板導向面55a′和平直的側面55b′向外傾斜至周向的頂面57′。該頂面57′比第一整體齒AI3′的頂面43′薄。頂面57′基本平行於鏈輪體40′的鏈輪的側面40a′和40b′延伸。此外，頂面57′如圖29B所示朝鏈輪體40′的大鏈輪側40b′偏移。
倒角的表面56a′形成內鏈板頂導向面，它在內鏈板23a與第四高速換檔齒D3′嚙合時將鏈條朝小鏈輪側40a′推。
在內鏈板導向面55a′的內緣為一彎曲的表面59′，它形成內鏈板退出區，以允許鏈條23在向高速換檔時在鏈輪S3′和S2′之間滑動。彎曲的表面59′有一曲率，它基本上與內鏈板23a的和該區域接觸的部分的曲率匹配。
現在參看圖30A～30C，第五高速換檔齒E3′最好有一由一對平直的側面61a′和61b′和一個做成斜坡的表面62b′界定的根部，該做成斜坡的表面從平直的側面61b′延伸，以形成沿周向延伸的頂面63′。如圖30A和30B所示，做成斜坡的表面62b′可以被修形，以形成倒角的表面，該表面允許鏈條23容易地移至齒E3′上或從其移開。頂面63′的位置與鏈輪S3′的大鏈輪40b′相鄰。最好是，齒E3′的頂面63′平行於鏈輪體40′的第一和第二軸向側40a′和40b′延伸，並且朝鏈輪S3′的大鏈輪側40b′偏移。
平直的側面61a′和61b′從鏈輪體40′的外周沿徑向向外延伸，並基本平行於鏈輪體40′的鏈輪的側面40a′和40b′。平直的表面61b′最好還基本與大鏈輪側40b′找平或對齊。另一方面，平直的側表面61a′從大鏈輪側40b′向內凹。這樣，側面61a′在齒E3′的小鏈輪側40a′與第四高速換檔齒D3′的下凹表面55a′位於同一平面上。
現在參看圖31和32，鏈輪S4′有17個齒並且有與上面所討論的17個齒的鏈輪S4形狀相似的齒。17個齒的鏈輪S4′與上面所討論的17個齒的鏈輪S4的主要區別為，17個齒的鏈輪S4有兩個額外的低速換檔齒J4。鑑於17個齒的鏈輪S4′與17個齒的鏈輪S4之間的相似性，17個齒的鏈輪S4′的具有與17個齒鏈輪S4相同的功能的齒被給以同樣的附圖標記，但是有不同的下標數字。這樣，17個齒的鏈輪S4′在此處不擬詳細討論。
鏈輪S4′基本有一鏈輪體40′和多個(17個)沿周向隔開的齒A4′～K4′，這些齒從鏈輪體40′的外周沿徑向向外伸出。鏈輪S4′的鏈輪體40′有一第一軸向側或小鏈輪側40a′和一第二軸向側或大鏈輪側40b′，小鏈輪側面向下一個較小的鏈輪S3′，而大鏈輪側則面向下一個較大的鏈輪S5′。鏈輪S4′的中部做有按傳統的方式裝在後輪轂(未示出)的飛輪上的花鍵孔40c′。
鏈輪S4′的所選擇的齒以基本上與鏈輪S4相同的上述方式進行修形，以使鏈條23可平滑地高速換檔或低速換檔至相鄰的鏈輪S3′和S5′上。依次相連的齒A4′～E4′是高速換檔齒，它們共同工作，以控制鏈條23的高速換檔並形成一第一高速換檔路徑。依次相連的齒F4′～I4′是低速換檔齒，它們共同工作，以控制鏈條23的低速換檔並形成一第一低速換檔路徑。雖然鏈輪S4′只用一個高速換檔路徑和一個低速換檔路徑示出，但是對於熟悉自行車技術的人，從此公開內容都會明白，鏈輪S4′可以提供兩個高速換檔路徑和兩個低速換檔路徑。
現在參看圖33和34，鏈輪S5′有21個齒並且有與上面所討論的15個齒的鏈輪S3′形狀相似的齒。21個齒的鏈輪S5′與上面所討論的15個齒的鏈輪S3′的主要區別為，它有較多的齒，並且齒E5′的形狀做成與鏈輪S3′中的一樣，即平直的側面61a′與平直的側面55a′位於相同的平面中。
鑑於21個齒的鏈輪S5′與15個齒的鏈輪S3和S3′之間的相似性，21個齒的鏈輪S5′的具有與15個齒的鏈輪S3′相同的功能的齒被給以相同的附圖標記，但是有不同的下標數字，這樣，21個齒的鏈輪S5′的齒在此處不擬詳細討論。
鏈輪S5′基本有一鏈輪體40′和多個(21個)沿周向隔開的齒A5′～K5′，這些齒從鏈輪體40′的外周沿徑向向外伸出。鏈輪S5′的鏈輪體40′有一第一軸向側面或小鏈輪側40a′和一第二軸向側或大鏈輪側40b′，小鏈輪側面向下一個較小的鏈輪S4′，而大鏈輪側則面向下一個較大的鏈輪S6′。鏈輪S5′的中部做有按傳統方式裝在後輪轂(未示出)的飛輪上的花鍵孔40c′。
鏈輪S5′的所選擇的齒以基本上與鏈輪S3和/或S3′相同的上述方式進行修形，以使鏈條23可平滑地高速換檔或低速換檔至相鄰的鏈輪S4′和S6′上。
現在參看圖35和36，鏈輪S6′有25個齒並且有與上面所討論的21個齒的鏈輪S5′形狀相似的齒。25個齒的鏈輪S6′與上面所討論的21個齒的鏈輪S5′的主要區別為，25個齒的鏈輪S6′有兩個高速換檔路徑和兩個低速換檔路徑。
鑑於25個齒的鏈輪S6′與鏈輪S5′之間的相似性，25個齒的鏈輪S6′的具有與鏈輪S5′相同的功能的齒被給以相同的附圖標記，但是有不同的下標數字。這樣25個齒的鏈輪S6′的齒此處不擬詳細討論。
鏈輪S6′基本有一鏈輪體40′和多個(25個)沿周向隔開的齒A6′～K6′，這些齒從鏈輪體40′的外周沿徑向向外伸出。鏈輪S6′的鏈輪體40′有一第一軸向側或小鏈輪側40a和一第二軸向側或大鏈輪側40b′，小鏈輪側面向下一個較小的鏈輪S5′，而大鏈輪側則面向下一個較大的鏈輪S7′。鏈輪S6′的中部做有按傳統方式裝在後輪轂(未示出)的飛輪上的花鍵孔40c′。
具有偶數齒的鏈輪的構形參看圖40和41，它們示出一按照本發明的鏈輪S5″。鏈輪S5″利用了本發明的對鏈輪S3～S5所討論的原理。鑑於此實施例與兩個原有實施例的鏈輪之間的相似性，本實施例的具有與兩個原有實施例的齒相同的功能的齒被給以與第一實施例相同的附圖標記，但是帶有雙撇(″)。這樣，此實施例中將略去這些相似的齒的說明及其工作。
鏈輪S5″可用以代替原有實施例中的任一鏈輪S5或S5′。鏈輪S5″基本有一鏈輪體40″和多個(20個)沿周向隔開的齒A5″～K5″，這些齒從鏈輪體40″的外周沿徑向向外伸出。這樣，鏈輪S5″有一等於偶數的總齒數。由於鏈輪S5″有偶數齒，故鏈輪S5″有兩組高速換檔齒，以便形成一對高速換檔路徑。形成第一高速換檔路徑的第一組高速換檔齒與形成第二高速換檔路徑的第二組高速換檔齒沿周向隔開一段距離。兩個高速換檔路徑之間的間隔要如此，即根據鏈條23如何轉移到鏈輪S5″上而只採用一個高速換檔路徑。易言之，只有第二高速換檔齒B5″其中之一與一對內鏈板23a嚙合，而另一個第二高速換檔齒B5″則與一對外鏈板23b嚙合。
如同在此處所用的表示程度的術語如「基本」、「大約」、「近似」意味著修正的術語的合理的偏差量，以使最終結果不會有很大改變。如果不否定所修正的詞的意義，則這些術語可以認為包括修正的術語的±5％的偏差。
雖然只選擇了所選的實施例來說明本發明，對於熟悉本技術的人，從此公開內容應當明白，此處可作出各種更改與改進而不脫離本發明的在權利要求書中所規定的範圍。此外，按照本發明的實施例的前述描述只是為了說明而提供的，而不是為了限制由所附規定的本發明及其相當物。
權利要求
1.一種用於自行車多級鏈輪組件的鏈輪，其特徵在於，它包括一具有第一軸向側和第二軸向側的鏈輪體；多個沿周向隔開的齒，這些齒從上述鏈輪體的外周沿徑向向外伸出，上述齒包括多個高速換檔齒，它們包括第一高速換檔齒，一與上述第一高速換檔齒相鄰的第二高速換檔齒和與上述第二高速換檔齒相鄰的第三高速換檔齒；上述第一、第二和第三高速換檔齒的尺寸要做成當自行車鏈的一外鏈板與上述第二高速換檔齒嚙合時保持自行車鏈的對準度，以防止鏈條向高速換檔，並在內鏈板沿第一高速換檔路徑與上述第二高速換檔齒嚙合時轉移自行車鏈。
2.如權利要求1所述的鏈輪，其特徵為，上述第一高速換檔齒有一第一平直的高速換檔表面，該表面基本與上述鏈輪體的上述第二軸向側對齊；上述第二高速換檔齒在上述鏈輪體的上述第二軸向側有一第一平直的高速換檔傾斜依靠凹座；上述第三高速換檔齒有一第二平直的高速換檔表面，該表面基本與上述鏈輪體的上述第二軸向側對齊。
3.如權利要求1所述的鏈輪，其特徵為，上述高速換檔齒還包括一第四高速換檔齒，它與上述第三高速換檔齒相鄰，以使上述第一、第二、第三和第四高速換檔齒構成上述第一高速換檔路徑。
4.如權利要求3所述的鏈輪，其特徵為，上述第一高速換檔齒有一第一平直的高速換檔表面，該表面基本與上述鏈輪體的上述第二軸向側對齊；上述第二高速換檔齒在上述鏈輪體的上述第二軸向側有一第一高速換檔傾斜依靠凹座；上述第三高速換檔齒有一第二平直的高速換檔表面，該表面基本與上述鏈輪體的上述第二軸向側對齊；以及上述第四高速換檔齒在上述鏈輪體的上述第一軸向側有一第二高速換檔凹座，它形成內鏈板的高速換檔導向表面。
5.如權利要求1所述的鏈輪，其特徵為，上述第一高速換檔齒有一頂部，它基本平行於上述鏈輪體的上述第一和第二軸向側延伸。
6.如權利要求5所述的鏈輪，其特徵為，上述第一高速換檔齒的上述頂部位於上述鏈輪體的上述第一和第二軸向側的中間。
7.如權利要求5所述的鏈輪，其特徵為，上述第一高速換檔齒的上述頂部朝上述鏈輪體的上述第一和第二軸向側之一偏移。
8.如權利要求7所述的鏈輪，其特徵為，上述第一高速換檔齒的上述頂部朝上述鏈輪體的上述第一軸向側偏移。
9.如權利要求1所述的鏈輪，其特徵為，上述第二高速換檔齒有一頂部，它基本平行於上述鏈輪體的上述第一和第二軸向側延伸。
10.如權利要求2所述的鏈輪，其特徵為，上述第二高速換檔齒的上述第一高速換檔傾斜依靠凹座是沿周向傾斜的，以使其在上述第一高速換檔傾斜依靠凹座接近上述第三高速換檔齒處變得更深。
11.如權利要求2所述的鏈輪，其特徵為，上述鏈輪體的上述外周界定上述高速換檔齒的根徑，而上述第二高速換檔齒的上述高速換檔傾斜依靠凹座則沿徑向位於上述根徑的外面。
12.如權利要求2所述的鏈輪，其特徵為，上述第三高速換檔齒有一頂部，它基本平行於上述鏈輪體的上述第一和第二軸向側延伸。
13.如權利要求12所述的鏈輪，其特徵為，上述第三高速換檔齒有一帶一內鏈板滑動表面的徑向高度，該滑動表面在上述鏈輪體的上述第二軸向側沿上述第三高速換檔齒的上述徑向高度的大約一半延伸，並沿徑向位於上述第二平直的高速換檔表面的外面。
14.如權利要求2所述的鏈輪，其特徵為，上述第三高速換檔齒有一內鏈板滑動表面，該表面位於上述鏈輪體的上述第二軸向側，並沿徑向位於上述第二平直的高速換檔表面的外面。
15.如權利要求1所述的鏈輪，其特徵為，上述第三高速換檔齒有一第一高速換檔表面，它基本與上述鏈輪體的上述第一軸向側對齊。
16.如權利要求15所述的鏈輪，其特徵為，上述第三高速換檔齒有一第二高速換檔表面，它基本與上述鏈輪體的上述第二軸向側對齊。
17.如權利要求16所述的鏈輪，其特徵為，上述第一高速換檔齒有一第三高速換檔表面，它基本與上述鏈輪體的上述第一軸向側對齊。
18.如權利要求17所述的鏈輪，其特徵為，上述第一高速換檔齒有一第四高速換檔表面，它基本與上述鏈輪體的上述第二軸向側對齊。
19.如權利要求2所述的鏈輪，其特徵為，上述第三高速換檔齒有一位於上述鏈輪體的上述第二軸向側的外鏈板導向面，上述外鏈板導向面在上述外鏈板導向面朝上述鏈輪體的上述第一軸向側接近處從上述第二平直的高速換檔表面發生傾斜。
20.如權利要求3所述的鏈輪，其特徵為，上述第三高速換檔齒有一在上述第三高速換檔齒與上述第四高速換檔齒之間形成的節距，該節距大於在上述第二高速換檔齒與上述第三高速換檔齒之間形成的節距。
21.如權利要求3所述的鏈輪，其特徵為，上述第四高速換檔齒有一內鏈板導向表面，該導向表面在其頂部形成並沿徑內從上述第四高速換檔齒的上述頂部向上述輪體的上述第一軸向側向內傾斜。
22.如權利要求21所述的鏈輪，其特徵為，上述第四高速換檔齒有一內鏈板退出凹座，它在上述鏈輪體的上述第一軸向側形成並沿徑向位於上述內鏈板導向表面的裡面。
23.如權利要求22所述的鏈輪，其特徵為，上述第四高速換檔齒有一位於上述鏈輪體的上述第一軸向側的高速換檔凹座，上述第四高速換檔齒的上述高速換檔凹座相對於上述鏈輪體的上述第一軸向側要比上述內鏈板退出凹座深。
24.如權利要求3所述的鏈輪，其特徵為，上述第四高速換檔齒有一在上述鏈輪體的上述第一軸向側形成的內鏈板退出凹座。
25.如權利要求1所述的鏈輪，其特徵為，上述齒包括多個低速換檔齒，它們經過修形，以形成第一低速換檔路徑。
26.如權利要求25所述的鏈輪，其特徵為，上述鏈輪體的上述第一軸向側有一第一低速換檔導向凹座，它沿至少一個上述低速換檔齒延伸。
27.如權利要求26所述的鏈輪，其特徵為，上述鏈輪體的上述第一軸向側有一第二低速換檔導向凹座，它沿至少一個上述低速換檔齒延伸，該低速換檔齒與上述第一低速換檔凹座相鄰，上述第二低速換檔導向凹座相對於上述鏈輪體的上述第一軸向側要比上述第一低速換檔凹座深。
28.如權利要求27所述的鏈輪，其特徵為，上述低速換檔齒包括第一、第二和第三低速換檔齒，它們依次排列形成上述第一低速換檔路徑的一部分，並相對於旋轉方向位於上述第一和第二低速換檔導向凹槽的後面。
29.如權利要求25所述的鏈輪，其特徵為，上述低速換檔齒包括一具有第一低速換檔傾斜依靠凹座的第一低速換檔齒，該凹座在上述鏈輪體的上述第二軸向側形成。
30.如權利要求29所述的鏈輪，其特徵為，上述低速換檔齒包括一具有第二低速換檔傾斜依靠凹座的第二低速換檔齒，該凹座在上述鏈輪體的上述第二軸向側形成，上述第二低速換檔齒的位置與上述第一低速換檔齒相鄰。
31.如權利要求30所述的鏈輪，其特徵為，上述低速換檔齒包括一具有第三低速換檔傾斜依靠凹座的第三低速換檔齒，該凹座在上述鏈輪體的上述第二軸向側形成，上述第三低速換檔齒的位置與上述第二低速換檔齒相鄰。
32.如權利要求31所述的鏈輪，其特徵為，上述鏈輪體的第一軸向側有一第一低速換檔導向凹座，該凹座沿上述低速換檔齒延伸，該齒的位置相對於旋轉方向與上述第一低速換檔齒相鄰並在其前面。
33.如權利要求32所述的鏈輪，其特徵為，上述鏈輪體的第一軸向側有一第二低速換檔導向凹座，該凹座沿至少一個上述低速換檔齒延伸，該低速換檔齒與上述第一低速換檔凹座相鄰，上述第二低速換檔導向凹座相對於上述鏈輪體的上述第一軸向側比上述第一低速換檔導向凹座深。
34.如權利要求25所述的鏈輪，其特徵為，上述低速換檔齒相對於旋轉方向位於上述高速換檔齒的後面。
35.如權利要求25所述的鏈輪，其特徵為，上述低速換檔齒與上述高速換檔齒重疊，以使至少一個上述高速換檔齒同時也形成為一個上述低速換檔齒。
36.如權利要求25所述的鏈輪，其特徵為，上述低速換檔齒與上述高速換檔齒重疊，以使至少一個上述高速換檔齒同時也形成為一個上述低速換檔齒。
37.如權利要求36所述的鏈輪，其特徵為，兩個上述高速換檔齒同時也形成為兩個上述低速換檔齒。
38.如權利要求37所述的鏈輪，其特徵為，上述第一高速換檔齒和上述第二低速換檔齒作為一第一整體齒形成，而上述第二高速換檔齒和上述第三低速換檔齒則作為第二整體的齒形成。
39.如權利要求38所述的鏈輪，其特徵為，上述第一整體齒有一基本沿徑向延伸的邊緣，該邊緣基本與上述鏈輪體的上述第二軸向側對齊。
40.如權利要求39所述的鏈輪，其特徵為，上述第三高速換檔齒有一平直的高速換檔表面和一傾斜的表面，該平直的高速換檔表面與一基本沿徑向延伸的邊緣對齊，該邊緣基本與上述鏈輪體的上述第二軸向側對齊，該傾斜的表面從上述平直的高速換檔表面的上述沿徑向延伸的邊緣延伸，以在上述第三高速換檔齒的上述第二軸向側形成一凹座。
41.如權利要求1所述的鏈輪，其特徵為，上述高速換檔齒包括由一組附加的高速換檔齒形成的第二高速換檔路徑，該組附加齒與形成上述第一高速換檔路徑的上述高速換檔齒沿周向隔開。
42.如權利要求41所述的鏈輪，其特徵為，上述鏈輪體有總數等於偶數的上述齒。
43.如權利要求41所述的鏈輪，其特徵為，上述齒包括多個低速換檔齒，它們經過修形，以形成一對沿周向隔開的低速換檔路徑。
44.如權利要求41所述的鏈輪，其特徵為，上述鏈輪體有總數等於奇數的上述齒。
45.一種用於自行車的多級鏈輪組件的鏈輪，其特徵在於，它包括一具有第一軸向側和第二軸向側的鏈輪體；和多個沿周向隔開的齒，這些齒從上述鏈輪體的外周沿徑向向外伸出；上述齒包括1個第一換檔齒，它有一基本與上述鏈輪體的上述第二軸向側對齊的第一內鏈板校準表面和一在上述鏈輪體的上述第二軸向側中的第一低速換檔傾斜依靠凹座；1個第二換檔齒，它在上述鏈輪體的上述第二軸向側有一高速/低速換檔傾斜依靠凹座，並且沿與旋轉方向相反的方向設置成與上述第一換檔齒相鄰；1個第三換檔齒，它有一基本與上述鏈輪體的上述第二軸向側對齊的第二內鏈板校準表面，並且沿與旋轉方向相反的方向設置成與上述第二換檔齒相鄰。1個第四換檔齒，它在上述鏈輪體的上述第一軸向側有一第一高速換檔凹座，該凹座形成內鏈板高速換檔導向表面，該齒沿與旋轉方向相反的方向設置成與上述第三換檔齒相鄰；1個第五換檔齒，它在上述鏈輪體的上述第二軸向側有一第二低速換檔傾斜依靠凹座並且沿旋轉方向與上述第一換檔齒相鄰；1個第六換檔齒，它在上述鏈輪體的上述第一軸向側有一第一低速換檔導向凹座並且沿旋轉方向與上述第五換檔齒相鄰；1個第六換檔齒，它在上述鏈輪體的上述第一軸向側有一第二低速換檔導向凹座並且沿旋轉方向與上述第五換檔齒相鄰；上述第一、第二、第三和第四換檔齒形成一高速換檔路徑，而上述第一、第二、第五和第六換檔齒則形成一低速換檔路徑。
46.一種用於自行車的多級鏈輪組件，其特徵在於，它包括1個小鏈輪，它有一帶有多個沿周向隔開的齒的外周；和1個大鏈輪，它的位置與上述小鏈輪相鄰，以共同沿一旋轉方向旋轉，上述大鏈輪有一具有第一軸向側和第二軸向側的鏈輪體和多個沿周向隔開的齒，該齒從上述鏈輪體的外周沿徑向向外延伸，上述大鏈輪的上述齒包括多個高速換檔齒，它們包括一第一高速換檔齒、一與上述第一高速換檔齒相鄰的第二高速換檔齒和一與上述第二高速換檔齒相鄰的第三高速換檔齒，上述第一、第二和第三高速換檔齒的尺寸做成使其能夠保持自行車鏈的對準度，以在自行車鏈的外鏈板與上述第二高速換檔齒嚙合時防止鏈條向高速換檔，並在內鏈板沿上述第一高速換檔路徑與上述第二高速換檔齒嚙合時轉移自行車鏈。
47.一種用於自行車的自動換檔組件，其特徵在於，它包括1個自動變速控制部件；1個速度檢測部件，它在操作上與上述自動變速控制部件結合，以提供一信號，指示出當時的速度；1個鏈條轉移裝置，它在操作上與上述自動變速控制部件結合，以響應來自上述自動變速控制部件的變速信號，並移動鏈條；1個多級鏈輪組件，它包括一小鏈輪和一大鏈輪，小鏈輪有一帶有多個沿周向隔開的齒的外周，大鏈輪的位置與上述小鏈輪相鄰，以共同沿旋轉方向旋轉，上述大鏈輪有一鏈輪體和多個沿周向隔開的齒，鏈輪體有一第一軸向側和一第二軸向側，所述齒從上述鏈輪體的外周沿徑向向外伸出，上述大鏈輪的上述齒包括多個高速換檔齒，它們包括一第一高速換檔齒、一與上述第一高速換檔齒相鄰的第二高速換檔齒和一與上述第二高速換檔相鄰的第三高速換檔齒，上述第一、第二和第三高速換檔齒的尺寸做成使其能夠保持自行車鏈的對準度，以在自行車鏈的外鏈板與上述第二高速換檔齒嚙合時防止鏈條向高速換檔，並在內鏈板沿上述第一高速換檔路徑與上述第二高速換檔齒嚙合時轉移自行車鏈。
48.如權利要求47所述的自動換檔組件，其特徵為，上述鏈條轉移裝置為一機動的後轉轍器。
49.如權利要求47所述的自動換檔組件，其特徵為，上述速度檢測部件包括一磁鐵和一可用磁力操作的傳感器。
全文摘要
一種用於自行車的鏈輪組件,它備有至少一個大鏈輪和至少一個小鏈輪。大鏈輪經過修形,以在高速換檔操作中允許自行車鏈平滑地從大鏈輪轉移至小鏈輪上。大鏈輪有一鏈輪體和多個沿周向隔開的齒,該鏈輪體基本上有一第一軸向側和一第二軸向側,該齒從鏈輪體的外周沿徑向向外伸出。鏈輪的齒包括多個高速換檔齒。該高速換檔齒有至少一個第一高速換檔齒、一與第一高速換檔齒相鄰的第二高速換檔齒和與第二高速換檔齒相鄰的第三高速換檔齒。該第一、第二和第三高速換檔齒的尺寸做成使其能夠保持自行車鏈的對準度,以在自行車鏈的外鏈板與上述第二高速換檔齒嚙合時防止鏈條向高速換檔,並在內鏈板沿上述第一高速換檔路徑與上述第二高速換檔齒嚙合時允許自行車鏈進行高速換檔。
文檔編號F16H55/30GK1342851SQ01123238
公開日2002年4月3日 申請日期2001年7月18日 優先權日2000年9月13日
發明者蒲田健二 申請人:株式會社島野