專利名稱：帶有緊密連接棘輪和可拆分飛輪的自行車輪轂的制作方法
1.本發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明總體上涉及一種具有可拆分飛輪的自行車輪轂。更具體來講，本發(fā)明涉及一種自行車輪轂，其輪轂體和鏈輪支撐件之間帶有緊密連接的棘輪機構(gòu)，該棘輪機構(gòu)能使得輪轂體與鏈輪支撐件拆分開。
2.背景技術(shù)自行車除了作為交通工具之外，還越來越成為流行的娛樂工具。此外，自行車還成為了非常普及的體育比賽項目。無論自行車是用作休閑娛樂、交通還是用作體育比賽，自行車行業(yè)的廠商都始終在改進其各個部件。在最近幾年來，自行車上一個尤其被廣泛改型的部件就是自行車后輪轂的飛輪。
具體來講，大部分自行車都具有多個速比。自行車上通行的的一種傳動系包括采用多個鏈輪，它們安裝在自行車后輪的輪轂上。在蹬行過程中，自行車鏈條與某個后鏈輪相嚙合來驅(qū)動后車輪。當騎車者停止蹬車時，后車輪應(yīng)當在鏈輪保持不動的情況下能繼續(xù)轉(zhuǎn)動。相應(yīng)地，后輪轂上應(yīng)設(shè)置一個帶有單向離合器的飛輪。
隨著自行車變速齒輪傳動機構(gòu)的速比設(shè)置得越來越多，為后輪設(shè)置的多級鏈輪單元就帶有越來越多的鏈輪，目前的數(shù)目為5到7個。這就需要有簡化的安裝結(jié)構(gòu)和容易的安裝方法。
在自行車的后輪轂上通常安裝這樣的飛輪它只能在一個轉(zhuǎn)動方向上將轉(zhuǎn)動力傳遞到自行車后輪。使用了這樣的飛輪，就使得自行車可無須腳蹬轉(zhuǎn)動就能自由地向前行進。飛輪包括軸轂型飛輪，其通過旋擰在后輪轂上，而安裝在后輪轂的軸轂上；另一種類型是自由輪轂型飛輪，該飛輪作為后輪轂的一個整體部件被固定在后輪轂上。所有這兩種飛輪都具有一個外管件、一個內(nèi)管件，其中的內(nèi)管件安裝在外管件的徑向內(nèi)側(cè)，這樣就使得內(nèi)管件能相對于外管筒件自由地轉(zhuǎn)動，且在外管件和內(nèi)管件之間安裝了一個單向離合器，以將外管件的驅(qū)動力只在一個轉(zhuǎn)動方向上傳遞到內(nèi)管件上。外管件上安裝了多個齒輪，而內(nèi)管件則通常固定在自行車的后輪轂上。
在鏈輪和軸轂之間設(shè)置了花鍵，以可靠地抑制它們間的相對轉(zhuǎn)動。由于這樣的單元被用在自行車的后輪上，且必須要通過一個單向機構(gòu)在后輪軸和軸轂之間傳遞驅(qū)動力。為此目的，軸轂就被制成單向離合器的外座圈，且單向離合器和內(nèi)座圈被布置在軸轂的內(nèi)周面上。
由于在過去的幾年內(nèi)，鏈輪或齒輪數(shù)目有了增加，所以飛輪變得又大又重。此外，由于鏈輪或齒輪數(shù)目的增加，所以從鏈輪作用到飛輪上的扭矩范圍也更寬泛。
由于上述的情況，人們需要有一種自行車輪轂其帶有可拆分的飛輪，能克服上文提到的現(xiàn)有技術(shù)存在的不足。本發(fā)明致力于現(xiàn)有技術(shù)中的這一需求以及其它的需求，從本文的描述，這一點對本領(lǐng)域技術(shù)人員來講將變得顯見的。
本發(fā)明概述本發(fā)明的一個目的是設(shè)計一種帶有緊密連接的棘輪機構(gòu)的自行車輪轂，其具有簡化的結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種帶有緊密連接棘輪機構(gòu)的自行車輪轂，其能實現(xiàn)安裝的簡化。
本發(fā)明的又一個目的是設(shè)計一種帶有緊密連接棘輪機構(gòu)的自行車輪轂，其能將輪轂體與鏈輪支撐件脫開，這樣就使得其在制造和組裝過程中，相對簡單且成本低。
通過提供一種自行車輪轂，基本可實現(xiàn)上述的目的，該輪轂包括一個輪轂軸、一個輪轂體和一個鏈輪支撐件。其中的輪轂軸具有一個第一部分和一個可脫開地聯(lián)結(jié)到第一部分上的第二部分。所說輪轂體具有一個外管部分、一個與外管部分聯(lián)結(jié)的第一接合部分、以及一個內(nèi)孔道。輪轂軸的第一部分可轉(zhuǎn)動地支撐在內(nèi)孔道內(nèi)。第一接合部分上制出了一個第一嚙合面。鏈輪支撐件安裝在輪轂軸的第二部分上，且具有一個第二接合部分，其制出了一個第二嚙合面，第二嚙合面與第一嚙合面不可轉(zhuǎn)動地接合。第一、第二嚙合面的尺寸被設(shè)計成能相互搭接，以防止在第一、第二接合部分之間未發(fā)生相對轉(zhuǎn)動時二者出現(xiàn)軸向分離。
從下文參照附圖的詳細說明，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可顯見地認識到本發(fā)明這些目的、以及其它的目的、特征和各個方面、以及優(yōu)點。其中的附圖公開了本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例。
附圖簡要描述下面參照附圖，這些附圖作為原始公開的一部分；

圖1是一輛普通自行車的側(cè)視圖，其上裝有根據(jù)本發(fā)明的后輪轂；圖2是對圖1所示自行車輪轂的放大的、局部分解軸測視圖；圖3是對圖2所示輪轂的局部分解、局部為背面的、放大的軸測視圖，圖中部分結(jié)構(gòu)已被剖去以顯示出在完全接合之前的鏈輪支撐件和接合元件；圖4是對圖2、3所示后輪轂的、局部為背面的放大軸測視圖，圖中部分結(jié)構(gòu)已被剖去以表示鏈輪支撐件和接合元件的接合關(guān)系；圖5是圖1-4中所示的后輪轂在組裝后的放大的部分截面視圖；圖6是圖1-5所示的后輪轂在鏈輪支撐件與輪轂體拆開后的部分截面視圖；圖7是對圖2-6中所示的鏈輪支撐件的放大的局部截面視圖；圖8是圖7所示的鏈輪支撐件的端面視圖；圖9是圖7和圖8所示的鏈輪支撐件另一端的端面視圖；圖10是對圖2-6所示的后輪轂的輪轂體上的接合元件的放大的部分剖面視圖；圖11是對圖10所示的接合元件的端面視圖；圖12是圖10、11所示的接合元件另一端的端面視圖；圖13對圖2-12中所示的接合元件和鏈輪支撐件的放大的、部分軸測視圖，表示了在接合之前的鏈輪支撐件和接合元件；圖14的截面示意圖表示了圖13中所示的鏈輪支撐件和接合元件上的突起和凹陷；圖15對圖2-12中所示的接合元件和鏈輪支撐件的放大的、部分軸測視圖，表示了一種中間接合狀態(tài)；圖16是圖15所示狀態(tài)下的鏈輪支撐件和接合元件上的突起和凹陷的截面示意圖；圖17對圖2-12中所示的接合元件和鏈輪支撐件的放大的、部分軸測視圖，表示了接合后的狀態(tài)；圖18是圖17所示狀態(tài)下的鏈輪支撐件和接合元件上的突起和凹陷的截面示意圖；以及圖19中放大的截面示意圖表示了鏈輪支撐件上的一個突起和接合元件上的一個凹陷在相互接合前的狀態(tài)。
對優(yōu)選實施例的詳細描述首先參見圖1，圖中所示的自行車10安裝有根據(jù)本發(fā)明的后輪轂，該輪轂的結(jié)構(gòu)在下文公開。自行車10具有一個構(gòu)架12，在構(gòu)架12上可動地聯(lián)結(jié)著一個前叉架13、以及固定地聯(lián)結(jié)著一個后叉架15。后輪16通過一個后輪轂18可轉(zhuǎn)動地聯(lián)結(jié)到后叉架15上，前輪14通過一個前輪轂17可轉(zhuǎn)動地聯(lián)結(jié)到前叉架17上。在構(gòu)架12上可調(diào)節(jié)地聯(lián)結(jié)著一個鞍座，并在前叉架13上聯(lián)結(jié)著一個車把11以用來對前輪14進行轉(zhuǎn)向。一個驅(qū)動系19聯(lián)結(jié)在構(gòu)架12上以驅(qū)動自行車10。驅(qū)動系19基本上包括一個前鏈輪套件19a、一對帶有腳蹬19c的曲柄19b、一條驅(qū)動鏈19d、以及一個后鏈輪套件19e。前鏈輪套件19a通過底托架(圖中未示出)可轉(zhuǎn)動地聯(lián)結(jié)在構(gòu)架12上。后鏈輪19e以一種相對常見的方式聯(lián)結(jié)到后輪16的后輪轂18上。
由于自行車10的各個部件在本領(lǐng)域中是公知的，因而除了那些要根據(jù)本發(fā)明進行改型的部件之外，本文不對其它部件進行詳細的討論和描述。更具體來講，本文不對自行車10的部件進行討論和描述，除了那些與后輪轂18有關(guān)系的部件之外。此外，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來講顯而易見的是由本文的公開，本文中未進行描述和/或討論的各個其它常見部件都可和本發(fā)明配套使用，其中的其它部件例如為剎車、變速器、其它的鏈輪等等。
下面參見圖2-6，后輪轂18基本上包括一個輪轂軸20、一個輪轂體22、和一個鏈輪支撐件24。輪轂軸20可轉(zhuǎn)動地支撐在輪轂體22中的一個內(nèi)孔道中，并軸向延伸出輪轂22的兩端。輪轂體22上聯(lián)結(jié)著一個接合元件26(即一個接合部分)。當該后輪轂18組裝完成時，該接合元件不可轉(zhuǎn)動地聯(lián)結(jié)到鏈輪支撐體24上。輪轂軸20最好被制成可脫開地聯(lián)結(jié)一起的兩段，這樣就可以使輪轂體22與鏈輪支撐件24分開。接合元件26最好是通過一個單向離合器聯(lián)結(jié)到輪轂體22上，這樣就使得接合元件26可相對于輪轂體22只在一個方向上自由地轉(zhuǎn)動。而當接合元件在相反的另一個方向上轉(zhuǎn)動時，輪轂體22則和接合元件26一起轉(zhuǎn)動。
輪轂體22最好是安裝在輪轂軸20的一段上，而鏈輪支撐件24則最好是可自由轉(zhuǎn)動地安裝在輪轂軸20的另一段上。輪轂軸20的兩段最好是螺紋聯(lián)結(jié)在一起，這樣就可以在無須將鏈輪支撐件24從后叉架15拆下的條件下使鏈輪支撐件24與輪轂體22脫開。在所示的實施例中，鏈輪支撐件24、接合元件26、以及一個單向離合器28構(gòu)成了飛輪的各個部件。當然，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來講，從本文的公開可很顯然地認識到如果條件允許和/或需要的話，本發(fā)明也可用于不帶有單向離合器(即飛輪)的輪轂。此外，此處所用的詞語“鏈輪支撐件”是指輪轂上直接或間接地支撐著至少一個連接的那個部分。
仍參見圖2-6，輪轂軸20基本上包括一個第一部分30和通過螺紋連接旋接到第一部分30上的第二部分32。最好是第一部分30可轉(zhuǎn)動地支撐在輪轂體22的內(nèi)孔道中，而鏈輪支撐件24則安裝在輪轂軸20的第二部分32上。此外，第一部分30最好是與第二部分32螺紋連接，這樣就可以使第一部分30能與第二部分32分開。最好是輪轂軸20的直徑要足夠大，以使可分開的輪轂軸20具有足夠的強度。
輪轂軸20的第一部分30最好是一個由輕質(zhì)的、剛性金屬材料制成的細長圓筒形元件，其中的金屬材料例如是鑄鋁、鈦或鋼鐵。當然，如果條件允許和/或要求，第一部分30也可用任何合適的材料來制造。此外，第一部分30最好具有恒等的圓形截面。輪轂軸20的第一部分30基本包括一個第一端部34、一個與第一端部34軸向離開的第二端部36、以及一個在第一端部34和第二端部36之間延伸的中間段38。
第一端部34上最好設(shè)置有順時針方向的外螺紋，用來可脫開地將第一部分30和第二部分32聯(lián)結(jié)。此外，第一端部34在靠近中間段38的位置處最好用通常的方式安裝一個擋圈31。在第一部分30被安裝在輪轂體22中之后，該擋圈被安裝到第一部分30上，這樣第一部分32就保持在輪轂體的內(nèi)孔道中了。擋圈31最好是一個內(nèi)螺紋環(huán)件或一個C型卡。當然，擋圈31可根據(jù)需要和/或要求采用各種形式。
第二端部36被設(shè)計成這樣使得第二端部36上帶有快松機構(gòu)37，該機構(gòu)37以常用的方式安裝著。這樣，快松機構(gòu)37就以一種相當普遍的方式將后輪轂18的一側(cè)與后叉架15相聯(lián)結(jié)，對此內(nèi)容，下文將有更為詳細的討論。
中間段38是一個延伸在第一端部34和第二端部36之間的圓柱棒狀部分。輪轂軸20的中間段38與相當普通的形式那樣，其尺寸和構(gòu)造適于可滑動并自由地轉(zhuǎn)動地容納在輪轂體22的一部分中。
如圖5和圖6所示，輪轂軸20的第二部分32最好是一個具有變化橫截面的臺階狀圓柱件，其用來支撐飛輪24。此外，第二部分32最好確定一個最小直徑，以使得可分開的輪轂軸20具有足夠的強度，并最好是由輕質(zhì)的、剛性金屬材料制成的細長圓筒形元件，其中的金屬材料例如是鑄鋁、鈦或鋼鐵。當然，如果條件允許和/或要求，第二部分32也可用任何合適的材料來制造。第二部分32基本包括一個第一端部40、一個與第一端部40軸向離開的第二端部42、一個在第一端部40和第二端部42之間延伸的中間臺階段44、以及一個在第二部分32中穿通的通孔46。
第一端部40上最好設(shè)置有用來接納一個螺母41的外螺紋，螺母41螺紋連接到第一端部40上，以將后輪轂18的一側(cè)以普通的方式聯(lián)結(jié)到后叉架15上。此外，第一端部40在第二部分32上最好具有較小的外徑或最小外徑，而第二端部42則是第二部分32上外徑較大的一端。
第二端部42具有一個外表面43，其尺寸和構(gòu)造是這樣的使得鏈輪支撐件24能可自由轉(zhuǎn)動地安裝在其上。更具體來講，外表面43包括一對環(huán)狀的曲面軸承凹槽，該凹槽的構(gòu)造適于容納多個滾珠或滾球45，以將鏈輪支撐件24以普通的方式可自由轉(zhuǎn)動地安裝到輪轂軸20的第二部分32上。
通孔46基本上包括一個端部47a、一個螺紋段47b、以及一個在端部47a和螺紋段47b之間延伸的圓筒形中間段47c。通孔46的端部47a位于第一端部40的內(nèi)部，且截面最好是六邊形的，以不可轉(zhuǎn)動地容納普通的六角頭扳手。這樣，輪轂軸20的第二部分32可通過在端部47a中插入一個六角頭扳手來防松轉(zhuǎn)動。螺紋段47b位于輪轂軸20第二部分32的第二端部42內(nèi)部。螺紋段47b的尺寸和構(gòu)造適于螺紋連接地容納第一部分30上帶有螺紋的第一端部34，這樣輪轂軸20的第一部分30和第二部分32就可以螺紋聯(lián)結(jié)在一起。相應(yīng)地，當?shù)谝徊糠?0與第二部分32螺紋聯(lián)結(jié)在一起后，第一部分30和第二部分就成為了后輪轂18的一根整軸元件。
仍然參見圖2-6，輪轂體22基本上包括一個外管部分50、一個管狀內(nèi)套部分52、以及一對軸承組件54，軸承組件54以一種可自由轉(zhuǎn)動的形式將內(nèi)套部分52和外管部分50轉(zhuǎn)動地聯(lián)結(jié)到一起。輪轂軸20的第一部分30最好是可轉(zhuǎn)動地支撐在內(nèi)套部分52中，而內(nèi)套部分52位于外管部分50的內(nèi)孔道中。輪轂體22最好還如下文就要詳細討論的那樣，帶有單向離合器以及一個接合部分。
外管部分50是一個管狀元件，且如圖5和圖6所示那樣，其內(nèi)圓截面和外圓截面都是變化的。此外，外管部分50最好是由輕質(zhì)的、剛性金屬材料制成的，例如為鑄鋁、鈦或鋼鐵。當然，如果條件允許和/或要求，外管部分50也可用任何合適的材料來制造。外管部分50包括一對在軸向上相互分開的環(huán)形輻條安裝緣板51，以普通的方式將輪轂體22聯(lián)結(jié)到車輪16的輪圈上。輻條安裝緣板51從外管部分50的相對兩端伸出，并是外管部分50上兩鄰近的自由端。在安裝緣板51上連接了多根輻條，以普通的方式將輪轂體22固定到車輪16上。
外管部分50最好還包括一對相互面對的頂接表面或頂接肩臺53，用來固定軸承組件54，防止其在縱向上(即軸向上)運動向?qū)Ψ?。外管部?0最好在一端上還包括一個凹陷55，而在另一端上設(shè)置一個剎車盤安裝部分57。凹陷55最好是一個制有順時針內(nèi)螺紋的凹陷，并適于在其中容納單向離合器28的一部分。剎車盤安裝部分57最好具有多個螺紋連接孔，用來在其上以普通的方式安裝一個制動盤。當然，本領(lǐng)域技術(shù)人員從本文的公開顯然可認識到本發(fā)明的輪轂18也可根據(jù)需要和/或要求的那樣，用在通常的輪圈制動的情況。例如，也可以取消剎車盤安裝部分57(即，螺紋安裝孔可被取消，且外管部分50的形狀也可進行改動)。
凹陷55最好是一個臺階形的凹陷，且?guī)в杏脕砣萁訂蜗螂x合器28部件的內(nèi)螺紋。外管部分通過單向離合器28、以相當普通的形式聯(lián)結(jié)到接合部分26上，這些內(nèi)容將在下文作更為詳細的討論。因而，接合元件26最好是可相對于外管部分50在一個第一轉(zhuǎn)動方向上自由轉(zhuǎn)動，且與外管部分50接合通過單向離合器28在第二轉(zhuǎn)動方向上與外管部分50一起轉(zhuǎn)動，這些內(nèi)容將在下文更為詳細地進行討論。
軸承組件54是相當常見的，這兩個組件都基本包括一個內(nèi)座圈、多個滾珠或鋼球珠、以及一個外座圈。每個外座圈都與外管部分50的內(nèi)表面、以及外管部分50的頂接肩臺53相接觸，如上所述的那樣，以固定軸承組件54使其不發(fā)生軸向竄動。每個內(nèi)座圈最好與內(nèi)套部分52的外表面相接觸，使得內(nèi)套部分52能相對于外管部分50自由地轉(zhuǎn)動。
仍然參見圖2-6，內(nèi)套部分52最好是一個細長的管狀元件，且如圖5和圖6所清楚表示的那樣，其具有呈肩臺狀的圓形截面。另外，內(nèi)套部分52最好是由輕質(zhì)的剛性金屬材料制成的，例如為鑄鋁、鈦或鋼鐵。當然，內(nèi)套部分52也可以根據(jù)需要和/或要求用任何合適的材料制造。內(nèi)管部分52基本上包括一個支撐段66、一個從支撐段66延伸出的肩臺管狀端部68(或細長管狀段)、以及一個通孔70，通孔70穿通支撐段66和肩臺段68。
內(nèi)套部分52的支撐段66上局部帶有螺紋外表面，以適于支撐軸承組件54，使得外管部分50能相對于內(nèi)套部分52自由地轉(zhuǎn)動。肩臺管狀部分68的尺寸和結(jié)構(gòu)適于定位其中的一個軸承組件，使其不發(fā)生軸向竄動。此外，肩臺管狀部分68具有這樣的外表面其使得接合元件26可繞內(nèi)套部分52自由地轉(zhuǎn)動，并軸向定位在輪轂體22的凹陷55中。更具體來講，肩臺部分68的外徑最好要小于接合元件26的內(nèi)徑。此外，肩臺部分68的尺寸和構(gòu)造是這樣的使得在其上可聯(lián)結(jié)一個離合器定位元件69，以防止單向離合器28從凹陷55中脫出。
通孔70包括一個凹陷部分，當后輪轂18組裝完成后，該凹陷部分靠近輪轂軸20的第二部分32，通孔70的凹陷部分使得第一部分30上的開有螺紋的第一端部34(以及在其上安裝的擋圈31)被限制在通孔70中，這樣輪轂體22就可從鏈輪支撐件24上拆下。通孔70的該凹陷部分形成了一個內(nèi)部頂接肩臺，其可防止第一部分30以及擋圈31的移動。內(nèi)套部分50的通孔最好是一個圓筒狀的通孔，其直徑要略大于輪轂軸20的第一部分30的直徑，這樣就使得第一部分30可在通孔70中自由轉(zhuǎn)動和滑動。這樣，第一部分30上帶有螺紋的第一端部34就被限定在通孔70中了。
下面參見圖2-9將對鏈輪支撐元件24進行詳細的討論。鏈輪支撐件24最好是一個用基本為硬剛性的材料制成的單體構(gòu)件，例如，鏈輪支撐件24可用諸如鋁、鈦或鋼鐵等略重的輕質(zhì)金屬材料制造。鏈輪支撐件24是一個管狀元件，并基本上包括接合部分70、一個鏈輪支撐段72、以及軸向穿通的通孔74。
在該優(yōu)選實施例中，鏈輪支撐件24具有七個鏈輪19e，它們不可轉(zhuǎn)動地安裝在鏈輪支撐件24的外表面上。如常用的形式那樣，鏈輪19e之間的間距由多個墊圈確定保持。當然，本領(lǐng)域技術(shù)人員從本文的公開可顯然地認識到可以根據(jù)需要和/或要求，鏈輪支撐件24上安裝更多/更少的鏈輪19e。在任何情況下，鏈輪支撐件24上應(yīng)直接或間接地支撐著至少一個鏈輪。
接合部分70包括一個軸向?qū)χ铆h(huán)形面76，以及一組軸向?qū)χ猛黄?7，這些突起從軸向?qū)χ帽砻?6上突出。鏈輪支撐段72包括一組軸向花鍵78，它們在其外周面上延伸，用來以常見的方式那樣不可轉(zhuǎn)動地在支撐段上固定鏈輪19e。每個花鍵78都具有一個頂接止擋79，其從支撐段上徑向向外延伸。頂接止擋79以常見的方式限制了鏈輪19e在鏈輪支撐件24外表面上的軸向運動。
軸向?qū)χ铆h(huán)形面76和突起77一起構(gòu)成了一個嚙合表面，以與輪轂體22上的嚙合表面不可轉(zhuǎn)動地相接合，這方面的內(nèi)容將在下文作更為詳細的討論。更具體來講，突起77和對置環(huán)形面76的尺寸和構(gòu)造被設(shè)計成能不可轉(zhuǎn)動地與接合部分26的嚙合表面相接合。這兩個嚙合表面的尺寸是這樣設(shè)計的使得它們能在圓周方向上交疊，這樣就防止了接合元件26與鏈輪支撐件24在軸向上分離，除非在鏈輪支撐件24和接合元件26之間發(fā)生了相對轉(zhuǎn)動的前提下，這方面內(nèi)容將在下文作詳細討論。
仍參見圖2-9，突起77繞軸向?qū)χ铆h(huán)形面76圓周設(shè)置，且相互等距。此外，每個突起77都最好是由一個第一斜面77a、第二斜面77b、以及一個軸向端面77c構(gòu)成的。每個突起77的第一、第二斜面77a、77b在圓周方向上都是相互隔開的，并通過軸向端面77c連接起來。每個軸向端面77c最好都基本平行于軸向?qū)χ铆h(huán)形面76。此外，如圖19所示，每個軸向端面都最好離開軸向?qū)χ帽砻?6一段軸向距離X，其約為2.5毫米。換句話說，突起77的軸向厚度X最好約為2.5毫米。相應(yīng)地，突起77應(yīng)被認為屬于淺型廓的突起。但是，盡管采用了這種所謂的淺型廓突起77，但仍可在接合元件26和鏈輪支撐件24之間實現(xiàn)可靠的不可轉(zhuǎn)動的接合關(guān)系。
每個突起77還最好包括一個內(nèi)圓周向延伸表面77d以及一個外圓周向延伸表面77e，內(nèi)圓周向延伸表面77d最好基本垂直于軸向?qū)χ帽砻?6。外圓周向延伸表面也最好大體垂直于軸向?qū)χ帽砻?6，但卻包括一個與軸向端面形成的曲面相交表面(？)。圓周方向的內(nèi)、外延伸表面77d和77e最好是基本相互同心的曲面(即平行的圓柱表面)。這樣，如圖8所示那樣，每個突起的徑向?qū)挾榷紴镾。
下面將詳細地討論突起77的第一、第二斜面77a和77b的結(jié)構(gòu)。最好是如圖19所示，第一斜面77a和軸向表面76形成了一個銳角A。此外，如圖19所示，第二斜面77b與軸向表面76所成的夾角B為鈍角。此外，每個突起77的第一、第二斜角面77a和77b最好被設(shè)置成繞鏈輪支撐件24的接合部分70在圓周方向上具有相同的朝向。換句話說，第一斜面77a在圓周方向上與相鄰突起77上對應(yīng)的第二斜面77b相間隔。在第一斜面77a和軸向表面76之間所成的銳角A最好約為80度，而在第二斜面77b和軸向表面76之間所成的鈍角B約為150度。這樣，突起77就略微向圓周方向延伸。
下面將參照圖2-6和圖10-12對接合元件26進行詳細的討論。接合元件26最好是用基本為硬剛性的材料制成一個單體元件。例如接合元件26可以用輕質(zhì)金屬制造，這些金屬諸如鋁、鈦或者是鋼材等略重的材料。接合元件26是一個管狀元件，基本上包括一個接合部分80、一個管狀部分82、以及一個通孔84。管狀部分82從接合部分80軸向伸出，并構(gòu)成了單向離合器28的部件，這一點將在下文作更詳細的討論。通孔84的尺寸和構(gòu)造可使得內(nèi)管套部分52和輪轂軸20第一部分30在其中自由地轉(zhuǎn)動。
接合部分80基本上包括一個軸向?qū)χ铆h(huán)形面86以及其上制出的多個軸向延伸的凹陷87。軸向?qū)χ帽砻?6和凹陷87形成了嚙合表面，其尺寸和構(gòu)造適于和鏈輪支撐件24上的突起77和軸向?qū)χ帽砻?6卡合。更具體來講，這兩個嚙合表面(分別屬于接合元件26和鏈輪支撐件24)的尺寸是這樣設(shè)計的使得它們能在圓周方向上交疊，這樣就防止了接合元件26與鏈輪支撐件24在軸向上分離，除非在鏈輪支撐件24和接合元件26之間發(fā)生了相對轉(zhuǎn)動。
凹陷87在圓周方向上繞軸向?qū)χ铆h(huán)形面86設(shè)置，并相互等距。此外，每個凹陷87都最好是由一個互補的第一斜面87a、一個第二互補斜面87b、以及一個互補軸向端面87c。每個凹陷87的第一和第二斜面87a、87b在圓周方向上相互隔開，并由軸向端面87c連接。每個軸向端面87c最好都基本平行于軸向?qū)χ玫沫h(huán)形表面86。此外，如圖19所示，每個軸向端面87c都最好離開軸向?qū)χ帽砻?6一段軸向距離Y，其約為2.5毫米。換句話說，凹陷87的軸向深度Y最好約為2.5毫米。相應(yīng)地，凹陷87應(yīng)被認為屬于淺型廓的凹陷。但是，盡管采用了所謂的淺型廓突起77和凹陷87，但仍可在接合元件26和鏈輪支撐件24之間實現(xiàn)可靠的不可轉(zhuǎn)動的接合關(guān)系。
每個凹陷87最好還包括一個第三斜面87d，其從互補軸向端面87c在徑向方向上向內(nèi)延伸向軸向?qū)χ铆h(huán)形面86。換句話講，凹陷87并不包括一個用來和突起77上的表面77d配合的互補的內(nèi)圓周向延伸表面。此外，在每個凹陷的第一、第二斜面87a、87d之間周向延伸著第三斜面87b。因而，每個凹陷87的最大徑向?qū)挾萒都大于每個突起77的徑向?qū)挾萐，且其最小徑向?qū)挾却篌w等于每個突起77的徑向?qū)挾萐。還句話講，每個突起的徑向?qū)挾榷蓟臼呛愣ǖ?，而凹?7卻由于第三斜面87d的結(jié)構(gòu)，所以徑向?qū)挾仁遣欢ǖ摹?br> 第三斜面87d作為一個斜坡面(即傾斜面)，當鏈輪支撐件24在橫向方向上相對于輪轂提22運動時，其可導引突起77。但是，如圖19所示，在圓周方向上，凹進87的橫截面基本上與突起77的橫截面相同。因而，如下文更詳細討論的那樣，當突起77完全容納在凹陷87中時(假如限制了軸向分離的發(fā)生)，接合元件26和鏈輪支撐件24可以在兩個方向上一起轉(zhuǎn)動。
在所示的實施例中，軸向表面86和凹陷87被看作是第一嚙合表面，而軸向表面76和突起77被看作是第二嚙合表面。換句話講，接合元件26具有一個朝向第一軸向方向的第一嚙合表面，且鏈輪支撐件24具有一個朝向第二軸向方向的第二嚙合表面，其中的第二軸向方向與第一軸向方向相反。
參見圖7-12，如上所述，凹陷87的第一和第二斜面87a、87b與突起77的第一和第二斜面77a和77b相互補。另外，如上所述的那樣，第一斜面77a和87a是反向的相對表面，而第二斜面77b和87b也是反向的相對表面。此外，銳角表面77a和87a最好被布置在一個第一圓周朝向上。換句話講，當從圖12中來看時，斜面87a位于凹陷87上順時針一側(cè)，而當從圖8來看時，斜面77a則布置在突起77逆時針的那一側(cè)。但是，圖8和圖12分別是對鏈輪支撐件24和接合元件26的相反的端面視圖。這樣，當鏈輪支撐件24與接合元件26相接合時，斜面77a和87a就相互接觸了。
參見圖13-18，當鏈輪支撐件在主動方向(即順時針方向)上相對于凹陷87轉(zhuǎn)動時，就可以實現(xiàn)如圖17、18所示的、在順時針方向上的緊固連接。該順時針方向可被認為是鏈輪支撐件相對于輪轂體22的主動旋轉(zhuǎn)方向(即驅(qū)動系19的主動轉(zhuǎn)動方向)。單向離合器28被定位成使接合元件26在主動方向上轉(zhuǎn)動，輪轂體22的外管部分50也在主動方向上轉(zhuǎn)動。在另一方面，如果鏈輪支撐件24在圖17和圖18中的負方向(即逆時針方向)上轉(zhuǎn)動，則接合元件26就可相對于外管部分50在負方向上自由轉(zhuǎn)動。這樣，接合元件26就可以與鏈輪支撐件一起在負方向上轉(zhuǎn)動。
單向離合器28是相當常見的，其包括一個爪簧、和在爪簧上三個相互成120度間隔的棘爪(圖中未示出)。單向離合器28還包括輪轂體22和接合元件26上幾個部分。尤其是，單向離合器28包括接合元件26上的一個環(huán)形溝槽和三個棘爪座、以及外管元件82上的棘齒。外管元件82螺紋連接到輪轂體22的外管元件50上的凹陷55中。爪簧位于溝槽中，用來如常見的方式那樣，將棘爪固定在棘爪座中。在正常狀態(tài)下，棘爪與棘齒相接合，從而輪轂體22就如常見的形式那樣，可繞縱向軸線在一個方向上轉(zhuǎn)動，但卻不能在另一個方向上轉(zhuǎn)動。
下面將詳細地描述后輪轂18的裝配及工作。如圖2所示，輪轂體22基本上是將輪轂軸20的第一部分30旋裝到其中。而鏈輪支撐件24是基本上與輪轂軸20的第二部分32裝配在一起。然后將第一部分30與輪轂軸20的第二部分螺紋連接起來，以不可轉(zhuǎn)動地聯(lián)結(jié)鏈輪支撐件和輪轂體上的接合元件26。然后將后輪轂安裝到后叉架15上。具體來講，旋緊螺母41，并合上快松機構(gòu)37，來將后輪轂18固定到后叉架15上。
當后輪轂18被安裝到自行車10的后叉架15上時，在鏈輪支撐件24與接合元件26之間未設(shè)置任何的軸向間隙。因而，當輪轂18被安裝到后叉架15上時，鏈輪支撐件24與接合元件26將一起轉(zhuǎn)動。換句話講，接合元件26與鏈輪支撐件將保持緊固的接合關(guān)系。但是，如果設(shè)置了軸向間隙，第二斜面77b和87b、第三斜面87d就可以作為斜坡表面，來使鏈輪支撐件24和接合元件26脫開。但是，除非在銳角表面77a和87b之間發(fā)生了相對轉(zhuǎn)動，否則鏈輪支撐件24將不會與接合元件26在軸向上脫開。相應(yīng)地，當在后叉架15間設(shè)置了軸向間隙時(當快松機構(gòu)37被松開時)，輪轂體22就可以在橫向上移動。斜面77b、87b和87d然后就會使得鏈輪支撐件24相對于接合元件26轉(zhuǎn)動，這樣就可以如圖4所清楚表示的那樣，無須將鏈輪支撐體從后叉架14上拆下，就能將輪轂體22從后叉架15上拆下。如圖3所示，當輪轂體22被重新安裝時，這些表面也作為安裝導引的斜坡表面。
本文所用的表示程度的術(shù)語“基本上”、“大概”“約為”是指不對最終結(jié)果造成顯著影響的、對其所修飾的詞語合乎情理的偏移值。這些術(shù)語應(yīng)被理解為在不否定其所修飾詞語的含義的前提下，所修飾詞語的±5％的偏差量。
盡管只選了幾個實施例來描述本發(fā)明，但對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來講，很顯然從本文的公開出發(fā)，在不超出本發(fā)明范圍的前提下，可以由多種形式的改動和變型，其中本發(fā)明的范圍限定在所附的種。此外，前述對本發(fā)明實施例的描述只是為了進行闡述，而不是為了對應(yīng)由權(quán)利要求書和其等效形式確定的本發(fā)明范圍進行限定。
權(quán)利要求
1.一種自行車輪轂，其包括一個輪轂軸，其具有一個第一部分和一個可脫開地聯(lián)結(jié)到第一部分上的第二部分；一個輪轂體，其具有一個外管部分、一個與所說外管部分聯(lián)結(jié)的第一接合部分、以及一個內(nèi)孔道，所說輪轂軸的所說第一部分可轉(zhuǎn)動地支撐在內(nèi)孔道內(nèi)，所說第一接合部分上制出了一個第一嚙合面；以及一個鏈輪支撐件，該鏈輪支撐件安裝在所說輪轂軸的所說第二部分上，且具有一個第二接合部分，該接合部分上制出了一個第二嚙合面，第二嚙合面與所說第一嚙合面不可轉(zhuǎn)動地接合，所說第一、第二嚙合面的尺寸被設(shè)計成能相互交疊，以防止在所說第一、第二接合部分之間未發(fā)生相對轉(zhuǎn)動時二者出現(xiàn)軸向分離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自行車輪轂，其特征在于所說第一、第二嚙合面之一包括一組圓周方向布置的突起，它們從一個第一軸向?qū)χ铆h(huán)形面上軸向伸出；所說第一、第二嚙合面中的另一個包括一組圓周方向布置的配裝凹陷，它們制在一個第二軸向?qū)χ铆h(huán)形面上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自行車輪轂，其特征在于每個所說凹陷的軸向深度都基本上等于每個突起的軸向厚度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自行車輪轂，其特征在于每個所說突起的軸向厚度約為2.5毫米。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自行車輪轂，其特征在于每個所說凹陷的最大徑向?qū)挾榷即笥诿總€所說突起的徑向?qū)挾?，且其最小徑向?qū)挾然旧系扔诿總€所說突起的所說徑向?qū)挾取?br> 6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自行車輪轂，其特征在于所說第二嚙合面是在所說第一軸向?qū)χ铆h(huán)形面上制出的，并在該嚙合面上延伸出多個圓周布置的突起；所說第一嚙合面是在所說第二軸向?qū)χ铆h(huán)形面上制出的，并在該嚙合面上制出多個圓周布置的凹陷。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自行車輪轂，其特征在于每個所說突起都包括一個第一斜面、一個與所說第一斜面在圓周方向上間隔開的第二斜面、以及一個連接了所說第一、第二斜面的軸向端面。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的自行車輪轂，其特征在于所說軸向端面基本上平行于所說第一軸向?qū)χ铆h(huán)形面。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的自行車輪轂，其特征在于每個所說凹陷具有一個互補的第一斜面、一個互補的第二斜面、以及一個連接了所說第一互補斜面和第二互補斜面的軸向互補端面。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的自行車輪轂，其特征在于每個所說突起包括一個內(nèi)圓周向延伸表面，其基本上垂直于所說第一軸向?qū)χ铆h(huán)形面。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的自行車輪轂，其特征在于每個所說凹陷包括一個第三斜面，其從所說軸向互補端面在徑向上向內(nèi)延伸向所說第二軸向?qū)χ铆h(huán)形面。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的自行車輪轂，其特征在于每個所說凹陷包括一個第三斜面，其從所說軸向互補端面在徑向上向內(nèi)延伸向所說第二軸向?qū)χ铆h(huán)形面。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的自行車輪轂，其特征在于所說第一和第二斜面之一與所說第一軸向?qū)χ铆h(huán)形面夾成了一個銳角。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的自行車輪轂，其特征在于所說銳角約為80度。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的自行車輪轂，其特征在于所說第一和第二斜面中的另一個與所說第一軸向?qū)χ铆h(huán)形面夾成了一個鈍角。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的自行車輪轂，其特征在于所說鈍角約為150度。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的自行車輪轂，其特征在于每個所說突起包括一個內(nèi)圓周向延伸表面，其基本上垂直于所說第一軸向?qū)χ铆h(huán)形面。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的自行車輪轂，其特征在于每個所說凹陷包括一個第三斜面，其從所說軸向互補端面在徑向上向內(nèi)延伸向所說第二軸向?qū)χ铆h(huán)形面。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的自行車輪轂，其特征在于所說突起的所說軸向端面、以及所說的軸向互補端面基本上平行于所說第一和第二軸向?qū)χ铆h(huán)形面。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自行車輪轂，其特征在于所說輪轂的所說第一部分與所說輪轂軸的所說第二部分螺紋聯(lián)結(jié)。
21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自行車輪轂，其特征在于所說鏈輪支撐件可自由轉(zhuǎn)動地安裝在所說輪轂軸的所說第二部分上。
22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自行車輪轂，其特征在于所說輪轂體包括一個單向離合器，其將所說第一接合部分與所說外管部分相聯(lián)結(jié)，從而構(gòu)成一個飛輪。
23.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自行車輪轂，其特征在于所說輪轂體包括一個管狀內(nèi)套部分，其可轉(zhuǎn)動地聯(lián)結(jié)到所說輪轂軸的所說第一部分上。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的自行車輪轂，其特征在于所說內(nèi)套部分在其一個自由端制出了一內(nèi)部擴大段，以形成一個內(nèi)部頂接肩臺。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的自行車輪轂，其特征在于所說輪轂軸的所說第一部分上設(shè)置了一個擋圈，以防止所說輪轂軸的所說第一部分從所說內(nèi)套部分中移出。
26.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自行車輪轂，其特征在于所說輪轂軸的所說第一部分上可松開安裝著一個擋圈，以將所說輪轂軸的所說第一部分固定在所說輪轂體中。
全文摘要
自行車輪轂,包括輪轂軸、輪轂體、以及鏈輪支撐件。輪轂軸具有可松開地聯(lián)結(jié)在一起的第一部分和第二部分。輪轂體具有外管部分、與外管部分聯(lián)結(jié)的第一接合部分、以及一個內(nèi)孔道。輪轂軸的第一部分可轉(zhuǎn)動地支撐在內(nèi)孔道內(nèi)。第一接合部分上制出第一嚙合面。鏈輪支撐件安裝在輪轂軸的第二部分上,具有第二接合部分,接合部分上制出了第二嚙合面,與第一嚙合面不可轉(zhuǎn)動地接合。第一、第二嚙合面的尺寸能相互交疊,以防止在第一、第二接合部分之間未發(fā)生相對轉(zhuǎn)動時二者出現(xiàn)軸向分離。
文檔編號B62M11/16GK1357464SQ0113780
公開日2002年7月10日 申請日期2001年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月11日
發(fā)明者金久隆則, 桐本寬司 申請人:株式會社島野