適合於把鏈輪固定在外圈上的多級鏈輪裝置的製作方法
2023-05-23 10:10:26 1
專利名稱：適合於把鏈輪固定在外圈上的多級鏈輪裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於自行車的多級鏈輪裝置，更詳細地說，本發明涉及一種可把一個或多個鏈輪固定在鏈輪裝置本體的外圈上的多級鏈輪裝置。
常規的多級鏈輪裝置，例如飛輪，其包括一個內圈；一個通過多個滾珠軸承可轉動地支承在該內圈上的外圈；以及一個設置在內圈與外圈之間的棘輪/棘爪機構，用來使外圈相對於內圈只能沿一個方向轉動。多個鏈輪通常安裝在外圈的外周表面上並且通過最小的或最外側的鏈輪固定就位，該鏈輪具有一個擰緊在外圈的外周表面的螺紋部分上的內螺紋圓周表面。
在這種常規的飛輪中，一個鏈輪上的鏈輪齒相對於一個相鄰鏈輪上的鏈輪齒的位置是沒有嚴格要求的，因而使用一個擰緊在外圈上的較小的鏈輪是完全容許的。但是，某些多級鏈輪裝置在鏈輪上使用了特殊的鏈條換檔結構。這種鏈條換檔結構，特別是那些在安裝於本發明的受讓人出售的商標為HYPERGLIDE的自由輪轂上的多級鏈輪裝置中使用的鏈條換檔結構，是十分需要的，因為它們即使在惡劣的行駛條件下也能保證正確的鏈條換檔。為了能正確地起作用，鏈條換檔結構從一個鏈輪到另一個鏈輪必須得到特別的定位，這可以通過在鏈輪與外圈之間的花鍵連接來實現。當然，由於螺紋連接的鏈輪的最後位置是不固定的，這種多級鏈輪裝置不能使用螺紋連接的小鏈輪。因此，該最小的鏈輪通常使用花鍵連接來在外圈上固定就位，並且所有鏈輪都通過一個鎖環固定在該裝置本體上，該鎖環位於與該最小的鏈輪的相鄰位置並且擰緊在外圈的螺紋部分上。
為了在保持多級鏈輪裝置的最小厚度的同時容納鎖環，有時鎖環包括一個局部地裝配在該最小的鏈輪內部的圓柱形部分。但是，這種結構限制了該最小鏈輪的最小內徑並且由此又限制了該最小鏈輪的最小齒數。以這種方式構成的現有的多級鏈輪裝置的最小直徑的鏈輪的齒數限制為13個。因此，如果該騎自行車者想要更少齒數的鏈輪的話，他或她必須解決常規的多級鏈輪裝置沒有合乎需要的鏈條換檔結構的問題。
發明涉及一種多級鏈輪裝置，例如飛輪或自由輪轂，該裝置在鏈輪上使用了鏈條換檔結構，同時還允許使用齒數少的最小的鏈輪。在本發明的一個實施例中，一種用於自行車的多級鏈輪裝置包括一個內圈和一個由該內圈可轉動地支承的外圈。該外圈具有第一和第二端面並且被構造成可用於把多個第一鏈輪支承在其外圓周表面上並且可在該第一與第二端面之間對中。該第二端面包括用來把一個第二鏈輪固定在其上的緊固裝置。
在本發明的一個更具體的實施例中，一種用於自行車的多級鏈輪裝置包括一個內圈和一個具有第一和第二端面並且由該內圈可轉動地支承的外圈。多個第一鏈輪設置在外圈的外圓周表面上並且在該外圈的第一與第二端面之間對中。一個第二鏈輪在其一個側面上包括1個或多個孔，而外圈在其第二端面上包括1個或多個與在第二鏈輪中的孔相對準的螺紋孔。螺栓穿過在第二鏈輪中的孔並且擰入在外圈上的螺紋孔中，以便把第二鏈輪固定在外圈上。
在本發明的另一個實施例中，第二鏈輪包括一個從其側面延伸的凸臺，第三鏈輪設置在該凸臺上。該第三鏈輪可以與該凸臺整體地製成，但是第三鏈輪也可以通過鎖環、焊接及螺紋連接等方式固定在該凸臺上。
圖1A是本發明的多級鏈輪裝置的一個特定實施例的局部剖視圖；圖1B是圖1A中所示的裝置的正視圖；圖1C是圖1A中所示的多級鏈輪裝置的零件的放大視圖2A是本發明的多級鏈輪裝置的另一個實施例的局部剖視圖；圖2B是圖2A中所示的裝置的正視圖；圖2C是圖2A中所示的多級鏈輪裝置的零件的放大視圖；圖3是在圖2A～2C所示裝置中使用的倒數第二級鏈輪的特定實施例的局部剖視圖；圖4是在圖2A～2C所示裝置中使用的倒數第二級鏈輪的另一個實施例的局部剖視圖；圖5是在圖2A～2C所示裝置中使用的倒數第二級鏈輪的又一個實施例的局部剖視圖；圖6是在圖2A～2C所示裝置中使用的倒數第二級鏈輪的另一個實施例的局部剖視圖；圖7是本發明的多級鏈輪飛輪的另一個實施例的局部剖視圖；圖8是本發明的多級鏈輪飛輪的又一個實施例的局部剖視圖；以及圖9是本發明的多級鏈輪飛輪的另一個實施例的局部剖視圖。
圖1A和1B分別是本發明的多級鏈輪裝置10的一個特定實施例的局部剖視圖和正視圖。在該實施例中，裝置10是採用飛輪的結構形式，但是本發明的內容也能用於自由輪轂裝置。圖1C是示出圖1A飛輪的零件的放大圖。如在這些圖中所示，飛輪裝置10包括一個內圈14，一個外圈18和多個把外圈18可轉動地支承在內圈14上的滾珠軸承22。一個眾所周知的棘輪/棘爪機構26設置在內圈14與外圈18之間，用來使外圈18相對於內圈14隻能沿一個方向轉動。多個鏈輪30A～30F裝配在外圈18兩端面32與74之間的外圓周表面34上。在該實施例中，間隔件33A～33E設置在鏈輪30A～30F之間。各間隔件33A～33E可以是單獨的套環，也可以與各個鏈輪分別形成為一個整體件。
外圈18具有階梯式圓柱形部分38與42，凸緣50從圓柱形部分38的一端沿徑向向外延伸，以便抵靠在鏈輪30A上。如在圖1B中所示，每個鏈輪都使用了鏈條換檔結構，例如鏈條滑臺33和/或專門成型的鏈輪齒35。這些鏈條換檔結構必須同鏈輪正確地一一對中。為了達到這個目的，階梯部分38包括用來與在鏈輪30A和30C的內圓周表面上的花鍵58相嚙合的花鍵54，而圓柱部分42包括用來與在鏈輪30D～30F的內圓周表面上的花鍵66相嚙合的花鍵62。這樣就把每個鏈輪固定在正確的位置上。
多個螺紋孔70在外圈18的端面74上形成，與之相對應的多個孔78則在鏈輪30G的側面上形成。在該實施例中，螺釘或螺栓82穿過孔78擰入螺紋孔70內，以便把鏈輪30G固定在端面74上，使得鏈輪30G的凸緣84與鏈輪30F相接觸。當然，凸緣84可以製成單獨的隔離環。在該實施例中，螺栓82為內六角頭螺栓，但是也可以用其他類型的螺栓來代替。由於鏈輪30G裝配在外圈18的端面74上，鏈輪30G的內圓周表面88就可以小於其它鏈輪的內圓周表面，因此鏈輪30G上的齒數也可以減少。此外，不再需要間隔件，使得該飛輪的厚度比現有技術的飛輪更薄。
圖2A和2B分別是本發明的多級鏈輪飛輪裝置100的局部剖視圖和正視圖。圖2C是圖2A所示飛輪的零件的放大圖。如在這些圖中所示出的，飛輪裝置100包括一個內圈114，一個外圈118和多個把外圈118可轉動地支承在內圈114上的滾珠軸承122。一個眾所周知的棘輪/棘爪機構126設置在內圈114與外圈118之間，用來使外圈118相對於內圈114隻能沿一個方向轉動。多個鏈輪130A～130D裝配在外圈118的外圓周表面134上。
外圈118具有階梯式圓柱形部分138，142和144，凸緣150從圓柱部分138的一端沿徑向向外延伸，以便抵靠在鏈輪130A上。如同第一實施例那樣，每個鏈輪都包括鏈條換檔結構，例如鏈條滑臺133和或專門成型的齒135。為了正確地定位這些鏈輪，圓柱形部分138具有用來與在鏈輪130A～130C的內圓周表面上的花鍵158相嚙合的花鍵154，而圓柱形部分142具有用來與在鏈輪130D的內圓周表面上的花鍵166相嚙合的花鍵162。
如在圖2C和圖3中所清楚示出的那樣，多個螺紋孔170在外圈118的端面174上形成，與之相對應的多個孔178則在鏈輪130E的側面上形成。在該實施例中，螺釘或螺栓182穿過孔178擰入螺紋孔170內，以便把鏈輪130E固定在端面174上，使得鏈輪130E的凸緣184配合在外圈118的外圓周部分144上並且與鏈輪130D相接觸。當然，凸緣184可以製成單獨的間隔環。在該實施例中，螺栓182為內六角頭螺栓，但也可以用其他類型的螺栓來代替。
鏈輪130E具有一個第一凸臺192和一個從第一凸臺192沿徑向向內設置的第二凸臺193。多個花鍵195設置在第二凸臺193的外圓周表面196上，並且第二凸臺193的內圓周表面197形成一個螺紋表面。具有輔助花鍵199的鏈輪130F裝配在第二凸臺193的外圓周表面上。
鎖環200把鏈輪130F在第二凸臺193上固定就位。鎖環200具有一個圓柱形部分204和一個從圓柱形部分204沿徑向向外延伸的凸緣208。圓柱形部分204的外圓周部分210加工有用來與第二凸臺193的內螺紋圓周部分197相嚙合的螺紋。凸緣208當鎖環200擰入凸臺193內時抵靠在鏈輪130F上。
由於凸臺193的直徑的減小，鏈輪130F的齒數就可以比該鏈輪130F裝配在外圈118的外圓周表面上時更少。在該實施例中，鏈輪130F具有11個齒。但是，通過把第二凸臺193製成製成適當的尺寸，鏈輪130F可以製成具有更少的齒。
圖4是鏈輪130E的另一個實施例的局部剖視圖。在該實施例中，第二凸臺193的外圓周表面220上加工有用來與鏈輪130F的內螺紋圓周表面224相嚙合的螺紋。在該實施例中，鏈輪130F可以直接擰在鏈輪130E上而無需使用鎖環。
圖5是鏈輪130E的又一個實施例的局部剖視圖。在該實施例中，第二凸臺193的外圓周表面具有一個花鍵部分230和一個螺紋部分234。鏈輪130F以在圖3中所示的同樣方式裝配在花鍵部分230上，但在該實施例中，一個具有內螺紋圓周表面244的鎖環240擰在螺紋部分234上，以便把鏈輪130F固定就位。
圖6是鏈輪130E的另一個實施例的局部剖視圖。在該實施例中，鏈輪130F與凸臺193製成為一個整體件。
雖然上面對本發明的各種實施例進行了說明，但是在不脫離本發明的精神和範圍的情況下，還可以對本發明作出各種改進。例如，鏈輪130E可以通過如圖7所示的粘接或焊接300，通過如圖8所示的鉚釘310，或者通過某些其他裝置而固定在外圈上。另外的凸臺可以設置在凸臺193的端部，以便容納附加的更小的鏈輪。本發明的公開內容還可以應用於如圖9中所示的一個自由輪轂320，它具有一個內圈324，一個外圈328，一個棘爪機構332，鏈輪334A-G，以及用來把鏈輪334F固定在外圈328上的緊固件336。因此，本發明的範圍不受此處公開的具體結構的限制。相反，本發明的確切範圍應當由權利要求書規定。
權利要求
1.一種用於自行車的多級鏈輪裝置，包括一個內圈；一個由該內圈可轉動地支承的外圈，該外圈具有第一和第二端面；多個配置在該外圈的外圓周表面上並且在該第一與第二端面之間對中的第一鏈輪；一個在其側面上具有一個孔的第二鏈輪；其中，該外圈具有一個在該第二端面上的螺紋孔，該螺紋孔與在該第二鏈輪中的該孔相對準；一個螺栓穿過在該第二鏈輪中的孔並且擰入在該外圈上的該螺紋孔中，以便把該第二鏈輪固定在該外圈上。
2.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，該外圈的該外圓周表面具有一個第一花鍵表面，並且該多個第一鏈輪中的每個鏈輪的內圓周表面具有一個與該第一花鍵表面相嚙合的第二花鍵表面。
3.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，該第二鏈輪具有第一側面和第二側面，該第二鏈輪的該第一側面固定在該外圈的該第二端面上；並且該裝置還包括一個固定在該第二鏈輪的該第二側面上的第三鏈輪。
4.如權利要求3所述的裝置，其特徵在於，該第二鏈輪包括一個個具有一個從該第二鏈輪的該第二側面延伸的外圓周表面的凸臺；該第三鏈輪配置在該凸臺的該外圓周表面周圍。
5.如權利要求4所述的裝置，其特徵在於，該凸臺的該外圓周表面具有一個第一螺紋表面；該第三鏈輪的內圓周表面具有一個與該第一螺紋表面相嚙合的第二螺紋表面。
6.如權利要求4所述的裝置，其特徵在於，該凸臺的一個表面具有一個第一螺紋表面；並且該裝置還包括一個鎖環，該鎖環包括一個具有第二螺紋表面的大致圓柱形部分，該第二螺紋表面與該第一螺紋表面相嚙合；以及一個設置在該圓柱形部分上用來把第三鏈輪固定在該第二鏈輪上的沿徑向向外延伸的凸緣。
7.如權利要求6所述的裝置，其特徵在於，該第一螺紋表面設置在該凸臺的一個內圓周表面上；該第二螺紋表面設置在該圓柱形部分的外圓周表面上。
8.如權利要求4所述的裝置，其特徵在於，該凸臺的該外圓周表面具有一個第一螺紋表面；並且該裝置還包括一個用來把該三鏈輪固定在該第二鏈輪上的環狀鎖環，該鎖環具有一個用來與該第一螺紋表面相嚙合的內螺紋圓周表面。
9.如權利要求4所述的裝置，其特徵在於，該凸臺的外圓周表面具有一個第一花鍵表面；而該第三鏈輪的內圓周表面具有一個與該第一花鍵表面相嚙合的第二花鍵表面。
10.如權利要求9所述的裝置，其特徵在於，該凸臺的一個表面包括一個第一螺紋表面；並且該裝置還包括一個鎖環，該鎖環包括一個具有第二螺紋表面的大致圓柱形部分，該第二螺紋表面與該第一螺紋表面相嚙合；以及一個設置在該圓柱形部分上用來把該第三鏈輪固定在該第二鏈輪上的沿徑向向外延伸的凸緣。
11.如權利要求10所述的裝置，其特徵在於，該第一螺紋表面設置在該凸臺的一個內圓周表面上；而該第二螺紋表面設置在該圓柱形部分的外圓周表面上。
12.如權利要求9所述的裝置，其特徵在於，該凸臺的該外圓周表面具有一個第一螺紋表面；並且該裝置還包括一個用來把該第三鏈輪固定在該第二鏈輪上的環狀鎖環，該鎖環具有一個用來與該第一螺紋表面相嚙合的內螺紋圓周表面。
13.如權利要求3所述的裝置，其特徵在於，該第三鏈輪與該第二鏈輪製成為一個整體件。
14.如權利要求3所述的裝置，其特徵在於，該第三鏈輪是焊接在該第二鏈輪上的。
15.如權利要求3所述的裝置，其特徵在於，該第二鏈輪具有多個孔；該外圈具有多個與在該第二鏈輪中的多個孔相對準的在該第二端面上的螺紋孔，在該第二鏈輪中的多個孔與在該第三鏈輪的相鄰齒之間對準；並且該裝置還包括多個螺栓，每個螺栓穿過在該第二鏈輪中的多個孔中的一個並且擰入在該外圈中的多個螺紋孔中的相對應的一個螺紋孔中。
16.如權利要求15所述的裝置，其特徵在於，在該外圈中的多個孔設置在該外圈的末端端面上。
17.如權利要求16所述的裝置，其特徵在於，該外圈的該第一端面在一個沿徑向向外延伸的凸緣上形成。
18.一種用於自行車的多級鏈輪裝置，包括一個內圈；一個由該內圈可轉動地支承的外圈，該外圈具有第一和第二端面以及多個設置在一個外圓周表面上的花鍵；多個配置在該外圈的該外圓周表面上並且與該外圈的外圓周表面上的多個花鍵相嚙合的第一鏈輪，該多個第一鏈輪在該第一與第二端面之間對中；一個第二鏈輪；其中，該第二端面具有用來把該第二鏈輪固定在該外圈上的緊固裝置。
19.如權利要求18所述的裝置，其特徵在於，該緊固裝置包括螺栓。
20.如權利要求18所述的裝置，其特徵在於，該緊固裝置包括焊縫。
21.如權利要求18所述的裝置，其特徵在於，該緊固裝置包括鉚釘。
22.一種用於自行車的多級鏈輪裝置，包括一個內圈；一個由該內圈可轉動地支承的外圈，該外圈具有第一和第二端面；其中，該外圈被構造成可用於把多個第一鏈輪支承在其外圓周表面上並且可在該第一與第二端面之間對中；其中該第二端面具有用來把一個第二鏈輪固定在其上的緊固裝置。
23.如權利要求22所述的裝置，其特徵在於，該緊固裝置包括設置在該第二端面上的多個螺紋孔。
24.如權利要求22所述的裝置，其特徵在於，該外圈的該外圓周表面具有多個花鍵。
全文摘要
一種用於自行車的多級鏈輪裝置,包括一個內圈和由該內圈可轉動地支承並且具有第一和第二端面的外圈。該外圈具有第一和第二端面並且被構造成可用於把多個第一鏈輪支承在其外圓周表面上並且可在該第一與第二端面之間對中。該第二端面具有用來把一個第二鏈輪固定在其上的緊固裝置。
文檔編號B62M9/00GK1186751SQ9711957
公開日1998年7月8日 申請日期1997年9月30日 優先權日1997年9月30日
發明者邱建忠 申請人:島野(新)私人有限公司