CN110181996A - 磁力控制切换式花毂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁力控制切换式花毂，主要包括心轴、轮毂、齿轮筒、棘齿盘、双面游离齿盘、推斥盘及磁性轴向推斥构件；其中磁性轴向推斥构件包括相配合设置的第一、第二磁性环体，第一磁性环体设于双面游离齿盘的受推面，第二磁性环体设于推斥盘的抵推面，第一、第二磁性环体的相对应面各自设有均等环列的若干N极区块及S极区块，当齿轮筒处于正转带动模式下而致双面游离齿盘相对于推斥盘产生转动变化时，第一、第二磁性环体之间因同极对位相斥而产生互推作用力，从而将双面游离齿盘朝棘齿盘方向抵推，使其二环状棘齿面相啮合。

Description

磁力控制切换式花毂

技术领域

本发明涉及一种自行车花毂；特别是指一种具有在空转模式时，其棘齿面系达到彼此脱开零阻力效果之创新花毂结构。

背景技术

自行车花毂结构设计上，为了让使用者于正踩(即向前踩)踏板时可带动后轮向前转动，而当使用者不踩动踏板时，后轮仍可向前转动不受踏板影响，呈现空转模式，通常系通过棘轮组件的配置来达到这样的功能。

综观自行车花毂的棘轮组件结构形态，通常是通过彼此呈弹性啮合状态的内棘齿盘及外棘齿盘为其主要状态切换构件，其中内棘齿盘与花毂同动，外棘齿盘则与自行车的齿轮带动筒同动，外棘齿盘因踏板正踩而间接受动正转时，其单斜向齿面咬入内棘齿盘的单斜向齿面呈现啮合带动状态，反之，当使用者不踩动踏板时，内棘齿盘与外棘齿盘之间的单斜向齿面会排斥互推呈现相对错位跳动状态，此过程中，自行车骑乘者通常可以清楚听到所述单斜向齿面相对错位跳动所发出的齿面摩擦声响，而这也意谓着，自行车后轮处于空转模式时，其棘轮组件中的内棘齿盘与外棘齿盘所设单斜向齿面之间虽可相互退齿，但实质上两者之间仍旧存在相当大的摩擦阻力，且此种程度的摩擦阻力，对于现今要求速度与踩踏力输出效率的自行车行进状态而言，势必产生相对较大的行车阻碍，尤其对于竞技车而言，影响更为显著。

由此可见，面对目前及未来自行车逐步轻量化的发展趋势，其轮体于空转模式下的花毂棘轮组件如何达到更低阻力甚至趋近于零阻力的要求，显为相关业界不可忽视的重要技术课题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种磁力控制切换式花毂。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种磁力控制切换式花毂包括：一心轴，呈固定无法旋转状态；一轮毂，旋设于心轴，轮毂轴向具一受动端；一齿轮筒，旋设于心轴且位于轮毂的受动端轴向间隔处，齿轮筒外周具齿轮套设部，齿轮筒对应轮毂受动端之一端向内凹并依序形成有第一容设部及第二容设部，又齿轮筒运作上相对于轮毂包括正转带动、逆转带动及定止未转动等三种模式；一棘齿盘，固设于轮毂的受动端而与轮毂呈同步转动关系，棘齿盘具第一环状棘齿面与齿轮筒相对应，第一环状棘齿面包括若干第一单斜向齿缘；一双面游离齿盘，装设于齿轮筒之第一容设部，双面游离齿盘与齿轮筒呈同步转动关系，且双面游离齿盘选择性地受推而沿着齿轮筒的轴向位移，又双面游离齿盘包括第二环状棘齿面及受推面，第二环状棘齿面包括若干第二单斜向齿缘，第二单斜向齿缘与第一环状棘齿面之第一单斜向齿缘之间为单一转向啮合带动关系；一推斥盘，装设于齿轮筒之第二容设部，推斥盘相对于心轴为转向及轴向位置均被定位而不可位移的状态，且推斥盘外周与齿轮筒的第二容设部之间留有间隙而呈未连动关系，又推斥盘具一抵推面；一磁性轴向推斥构件，包括相对应配合设置的第一磁性环体及第二磁性环体，第一磁性环体设于双面游离齿盘的受推面，第二磁性环体则设于推斥盘的抵推面，第一磁性环体及第二磁性环体的相对应面各自设有均等环列的若干N极区块及S极区块彼此交互排列；当齿轮筒处于正转带动模式下而致双面游离齿盘相对于推斥盘产生转动变化时，第一磁性环体与第二磁性环体之间因同极对位相斥而产生轴向互推的作用力，从而将双面游离齿盘朝棘齿盘方向抵推，以使第二环状棘齿面与第一环状棘齿面相啮合；反之，当齿轮筒呈定止未转动模式时，第一磁性环体与第二磁性环体之间为异极对位相吸状态时，相对拉引双面游离齿盘脱离棘齿盘，从而构成第一环状棘齿面与第二环状棘齿面之间呈彼此分开而零阻力之状态。

本发明之主要效果与优点，花毂之齿轮筒呈定止未转动模式时，能够通过所述弹力撑开构件将双面游离齿盘弹性推离棘齿盘，构成两者环状棘齿面呈现彼此完全脱离分开的状态，从而令自行车花毂在轮体空转时，其相互啮合带动的棘齿面完全脱开而能达到零阻力、无卡动摩擦之效果与实用进步性。

附图说明

图1系本发明较佳实施例之构件分解立体图。

图2系本发明较佳实施例之双面游离齿盘与推斥盘对应关系立体图。

图3系本发明较佳实施例之齿轮筒呈正转带动模式状态剖示图。

图4系本发明较佳实施例之齿轮筒呈定止未转动模式状态剖示图。

图5系对应图4之局部放大示意图。

图6系本发明之环状齿缘间具一圆周向配合间隙之示意图。

图7系本发明之棘齿盘与双面游离齿盘相对应面设有二磁性件之实施例图。

具体实施方式

如图1、2、3、4、5所示，本发明磁力控制切换式花毂A包括：一心轴10，呈固定无法旋转状态；一轮毂20，旋设于心轴10，轮毂20的轴向具一受动端21；一齿轮筒30，旋设于心轴10且位于轮毂20的受动端21轴向间隔处，齿轮筒30外周具一齿轮套设部33，齿轮筒30对应轮毂20受动端21之一端向内凹并依序形成有一第一容设部31及一第二容设部32，又齿轮筒30运作上相对于轮毂20包括正转带动、逆转带动以及定止未转动等三种模式；一棘齿盘40，固设于轮毂20的受动端21而与轮毂20呈同步转动关系，棘齿盘40具有一第一环状棘齿面41与齿轮筒30相对应，第一环状棘齿面41包括若干第一单斜向齿缘415；一双面游离齿盘50，装设于齿轮筒30之第一容设部31，双面游离齿盘50与齿轮筒30呈同步转动关系，且双面游离齿盘50选择性地受推而沿着齿轮筒30的轴向位移，又双面游离齿盘50包括一第二环状棘齿面52及一受推面51，第二环状棘齿面52包括若干第二单斜向齿缘525，第二单斜向齿缘525与第一环状棘齿面41之第一单斜向齿缘415之间为单一转向啮合带动关系；一推斥盘60，装设于齿轮筒30之第二容设部32，推斥盘60相对于心轴10为转向及轴向位置均被定位而不可位移的状态，且推斥盘60外周与齿轮筒30的第二容设部32之间留有间隙而呈未连动关系，又推斥盘60具一抵推面61；一磁性轴向推斥构件70，包括相对应配合设置的一第一磁性环体71及一第二磁性环体72，其中第一磁性环体71设于双面游离齿盘50的受推面51，第二磁性环体72则设于推斥盘60的抵推面61，第一磁性环体71及第二磁性环体72的相对应面各自设有均等环列的若干N极区块73及S极区块74，所述N极区块73与S极区块74彼此交互排列；当齿轮筒30处于所述正转带动模式下而致双面游离齿盘50相对于推斥盘60产生转动变化时如图3所示，第一磁性环体71与第二磁性环体72之间因同极相对位而产生同极对位相斥与轴向互推的作用力，从而将双面游离齿盘50朝棘齿盘40方向抵推，以使第二环状棘齿面52与第一环状棘齿面41相啮合；反之，当齿轮筒呈定止未转动模式时如图4所示，第一磁性环体71与第二磁性环体72之间为异极对位相吸状态时，以相对拉引双面游离齿盘50脱离棘齿盘40，从而构成第一环状棘齿面41与第二环状棘齿面52之间呈彼此分开而零阻力之状态。

如第1图所示，本例中，双面游离齿盘50的外周与齿轮筒30之第一容设部31设有相对啮合的环状齿缘55、315，以令双面游离齿盘50与齿轮筒30呈同步转动关系，且如图6所示，令相对啮合的环状齿缘55、315之间具一圆周向配合间隙W1；藉此，以利于磁极相斥状态解除后双面游离齿盘50的自动旋移复位。

其中，各N极区块73与S极区块74之圆周向分格角度范围介于8度至10度之间(如分成36格磁极)为较佳实施例。

如图1所示，本例中，棘齿盘40与双面游离齿盘50之间更装设有一弹力撑开构件80(如螺旋弹簧)，用以辅助将双面游离齿盘50弹性推离棘齿盘40，且令弹力撑开构件80具备的弹力，小于第一磁性环体71与第二磁性环体72之间于同极对位时所产生的轴向互推作用力。

通过上述结构组成形态与技术特征，本发明实际应用上的使用作动情形若以上述较佳实施例而言，如图3、4所示，其中图3所示为其齿轮筒30呈正转带动模式之状态示意，此状态下，第一磁性环体71及第二磁性环体72的相对应面所分设的N极区块73及S极区块74之间为同极相互对位而呈现相斥状态，驱使双面游离齿盘50朝图中左方位移(如图3之箭号L1所示)，构成第二环状棘齿面52与棘齿盘40之第一环状棘齿面41相啮合，从而带动轮毂20正转，并压缩弹力撑开构件(本图省略绘示)蓄积弹力，且值得一提的是：当第二环状棘齿面52与第一环状棘齿面41相啮合时，其单向啮合形态一般而言，即可达到足够的摩擦带动效果，又若是进一步加上其相互啮合的齿面具有些微的倒勾配合状态设计(参本发明图面所绘形状)，则带动时可达到更佳的摩擦力，可更有效避免所述第一磁性环体71与第二磁性环体72之间磁极轻易旋移变动互换而造成脱齿现象；接着如图4所示，为齿轮筒30呈定止未转动模式状态示意，即对应自行车后轮呈空转前进未被带动的状态，此状态下，前述双面游离齿盘50被磁性轴向推斥构件70向图中左方推挤的力量解除，故第一磁性环体71与第二磁性环体72之间异极对位相吸之引力，搭配所述相对啮合的环状齿缘55、315之间具一圆周向配合间隙W1之形态，使得双面游离齿盘50易于自动旋移复位，加上弹力撑开构件80的弹力释放辅助作用，会将双面游离齿盘50朝图中右方推回(如图4之箭号L2所示)，相对构成棘齿盘40与双面游离齿盘50之间完全脱离分开形成脱开间隙W2(如图5所示)，构成棘齿面零阻力状态，从而令自行车花毂在轮体空转时，其相互啮合带动的棘齿面(亦即所述第一环状棘齿面41与第二环状棘齿面52)能够完全脱开而达到零阻力、无卡动摩擦之效果者。

如图7所示，本例中，棘齿盘40与双面游离齿盘50相对应面设有呈彼此间隔对应关系之二磁性件91、92，且二磁性件91、92之间以同极相对(如N极对N极或S极对S极)而呈现彼此常态推斥关系(如箭号L3所示)，且令二磁性件91、92之间具备的磁性推斥力，小于第一磁性环体71与第二磁性环体72之间于同极对位时所产生的轴向互推作用力。

本发明之优点：

本发明「磁力控制切换式花毂」主要通过所述心轴、轮毂、齿轮筒、棘齿盘、双面游离齿盘、推斥盘及磁性轴向推斥构件等创新独特结构组成配置形态与技术特征，使本发明对照[背景技术]所提结构而言，令花毂之齿轮筒呈定止未转动模式时，第一、第二磁性环体之间为N极区块与S极区块相对位之相吸状态时，相对拉引双面游离齿盘脱离棘齿盘，从而构成第一环状棘齿面与第二环状棘齿面之间彼此分开，从而令自行车花毂在轮体空转时，其相互啮合带动的棘齿面能够完全脱开而能达到零阻力、无卡动摩擦之效果与实用进步性。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明公开的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种磁力控制切换式花毂，其特征在于包括：

一心轴，呈固定无法旋转状态；

一轮毂，旋设于心轴，轮毂的轴向具一受动端；

一齿轮筒，旋设于心轴且位于轮毂的受动端轴向间隔处，齿轮筒外周具一齿轮套设部，齿轮筒对应轮毂受动端之一端系向内凹并依序形成有一第一容设部及一第二容设部，又齿轮筒运作上相对于轮毂包括正转带动、逆转带动以及定止未转动等三种模式；

一棘齿盘，固设于轮毂的受动端而与轮毂呈同步转动关系，棘齿盘具有一第一环状棘齿面与齿轮筒相对应，第一环状棘齿面包括若干第一单斜向齿缘；

一双面游离齿盘，装设于齿轮筒之第一容设部，双面游离齿盘与齿轮筒呈同步转动关系，且双面游离齿盘系选择性地受推而沿着齿轮筒的轴向位移，又双面游离齿盘包括一第二环状棘齿面及一受推面，第二环状棘齿面包括若干第二单斜向齿缘，第二单斜向齿缘与第一环状棘齿面之第一单斜向齿缘之间为单一转向啮合带动关系；

一推斥盘，装设于齿轮筒之第二容设部，推斥盘相对于心轴为转向及轴向位置均被定位而不可位移的状态，且推斥盘外周与齿轮筒的第二容设部之间留有间隙而呈未连动关系，又推斥盘具一抵推面；

一磁性轴向推斥构件，包括相对应配合设置的一第一磁性环体及一第二磁性环体，其中第一磁性环体设于双面游离齿盘的受推面，第二磁性环体则设于推斥盘的抵推面，第一磁性环体及第二磁性环体的相对应面系各自设有均等环列的若干N极区块及S极区块，所述N极区块与S极区块彼此交互排列；当齿轮筒处于所述正转带动模式下而致双面游离齿盘相对于推斥盘产生转动变化时，第一磁性环体与第二磁性环体之间系因同极对位相斥产生轴向互推的作用力，从而将双面游离齿盘朝棘齿盘方向抵推，以使第二环状棘齿面与第一环状棘齿面相啮合；反之，当齿轮筒呈定止未转动模式时，第一磁性环体与第二磁性环体之间为异极对位相吸状态，系相对拉引双面游离齿盘脱离棘齿盘，从而构成第一环状棘齿面与第二环状棘齿面之间呈彼此分开而零阻力之状态。

2.根据权利要求1所述的磁力控制切换式花毂，其特征在于双面游离齿盘的外周与齿轮筒之第一容设部系设有相对啮合的环状齿缘，以令双面游离齿盘与齿轮筒呈同步转动关系，且令相对啮合的环状齿缘之间具一圆周向配合间隙。

3.根据权利要求2所述的磁力控制切换式花毂，其特征在于各N极区块与S极区块之圆周向分格角度范围系介于8度至10度之间。

4.根据权利要求3所述的磁力控制切换式花毂，其特征在于棘齿盘与双面游离齿盘之间更装设有一弹力撑开构件，用以辅助将双面游离齿盘弹性推离棘齿盘，且令弹力撑开构件具备的弹力，小于第一磁性环体与第二磁性环体之间于同极对位时所产生的轴向互推作用力。

5.根据权利要求3所述的磁力控制切换式花毂，其特征在于棘齿盘与双面游离齿盘相对应面设有呈彼此间隔对应关系之二磁性件，且二磁性件之间以同极相对而呈现彼此常态推斥关系，且令二磁性件之间具备的磁性推斥力，小于第一磁性环体与第二磁性环体之间于同极对位时所产生的轴向互推作用力。