TWI773905B

TWI773905B - 輪軸組合

Info

Publication number: TWI773905B
Application number: TW108122511A
Authority: TW
Inventors: 肖恩提柯特; 約翰柯瑞
Original assignee: 美商賀氏精密機械
Priority date: 2018-07-06
Filing date: 2019-06-27
Publication date: 2022-08-11
Also published as: TW202005824A; US20200009907A1; US11090977B2

Abstract

本發明係有關一種車輪用的輪軸組合，該輪軸組合可包括車輪用的一輪軸殼體，其藉由一棘齒機構與具一輪軸的一輪軸主體耦合，且配置以提供一嚙合狀態，使該輪軸主體/輪軸與該輪軸殼體/車輪一起轉動，以及一脫離狀態，使該輪軸主體/輪軸相對該輪軸殼體/車輪獨立轉動；該棘齒機構可包括具一輪齒組的一組棘輪，以及配置與一棘輪之輪齒嚙合/脫離的一棘爪組/群；該些棘輪可以一對齊狀態或偏移狀態配置/安裝在該輪軸主體中；當該些棘輪為偏移狀態時，該棘齒機構可配置以能使該輪軸主體/輪軸與該輪軸殼體/車輪更靈敏地在脫離與嚙合狀態之間切換。該輪軸組合可包括一輪軸殼體/車輪，以及一自由輪軸主體/輪軸，其藉由一棘齒機構耦合，該棘齒機構包括具輪齒之至少一棘輪，配置以與一對應棘爪組/群嚙合，使該車輪與該輪軸主體/輪軸在動力傳輸狀態中可嚙合，例如被驅動向前行進時；具棘輪/棘爪的該棘齒機構可在飛輪狀態中脫離。該棘齒機構可包括具複數棘輪組的一棘輪設置；當每一個棘輪為偏移時，該棘輪設置每次轉動週期的一有效輪齒數，係大於每一個別棘輪上的輪齒數；可嚙合(例如，在轉動時，藉由具一齒體/齒廓的棘爪，從一方向與輪齒嚙合，再從一方向脫離)的一有效輪齒數，為該輪軸組合提供各種功能特性。例如，一有效輪齒數較少的配置，可容許配置更大的齒輪，並提高耐久度/強度；有複數棘爪/棘爪組的配置可容許該棘齒機構內有更廣的負荷分佈；有複數偏移棘輪的配置可提高靈敏度(例如在更少轉動度數內更快速切換到動力傳輸狀態)；有複數對齊棘輪的配置可提高耐久度/強度，同時容許該棘齒機構內有更廣的負荷分佈。該輪軸組合的棘齒機構可配置以在任何各種不同廣泛應用中運作，包括公路腳踏車、登山腳踏車、電動腳踏車(例如有馬達驅動之傳動系統者)等的騎乘。該輪軸組合係配置為精巧型/設計精巧，使之可配置在各種可容納各種不同棘齒機構配置的設置中(例如棘輪/棘爪組合)。

Description

輪軸組合

本發明係有關一種腳踏車用的輪軸組合。

一般習知技術係在腳踏車上安裝一輪軸組合，用以在往前進方向(例如向前移動)時，使後輪與一傳動系統(例如配置以傳輸動力的腳踏板)嚙合與耦合，而在往前進以外方向(例如滑行(gliding)、下坡滑行(coasting)或飛輪(free-wheeling)或其他)時，使該傳動系統與後輪脫離去耦，以使其能相對車輪自由旋轉/轉動。在典型使用時，這種腳踏車的操作者/騎士可能會不時將後輪/輪軸組合在嚙合狀態(例如踩腳踏板/提供動力時)與脫離/飛輪狀態(例如下坡滑行、減速、煞車/停車、換檔(shifting)等)之間切換。

因此，最好能為業界提供一種改良式輪軸組合，配置使其可快速高效在脫離與嚙合狀態之間切換，包括在需要時能靈敏與即時反應。

最好能為業界提供一種改良式輪軸組合，配置使其性能更加優化，包括在嚙合與脫離之間切換時能有更靈敏的回應力，且/或在應用/使用上有更高的耐久度，包括用在公路腳踏車、登山腳踏車、或電動腳踏車(例如有馬達驅動之傳動系統者)等。

最好能為業界提供一種輪軸組合的改良式配置，使其產出的結構/型態小型化，並能藉由設計使之在應用/使用中能提供更佳性能。

本發明係有關一種腳踏車用的改良式輪軸組合。

本發明係有關一種改良式輪軸組合，配置使其可快速高效在脫離與嚙合狀態之間切換，包括在需要時能靈敏與即時反應。

本發明係有關一種改良式輪軸組合，配置使其性能更加優化，包括在嚙合與脫離之間切換時有更靈敏的回應力，且/或在應用/使用上有更高的耐久度，包括用在公路腳踏車、登山腳踏車、或電動腳踏車(例如有馬達驅動之傳動系統者)等。

本發明係有關一種輪軸組合的改良式設置，使其產出的結構/型態小型化，並能藉由設計使之在應用/使用中能提供更佳性能。

本發明係有關一種車輪用的輪軸組合，包括與該車輪耦合的一輪軸殼體(hub shell)，以及為一輪軸配置的一輪軸主體(hub body)；該輪軸殼體係藉由一棘齒機構(ratchet mechanism)與輪軸主體耦合；該棘齒機構可包括一棘輪設置(ratchet ring arrangement)與一棘爪系統(pawl system)；該輪軸殼體的轉動可包括(a)當該棘爪系統與該棘輪設置嚙合時，與該輪軸主體嚙合的轉動，以及(b)當該棘爪系統從該棘輪設置脫離時，未與該輪軸主體嚙合的轉動；而該輪軸殼體在與該輪軸主體嚙合前的最大轉動限度，係配置以取決於下列至少其一：(a)該棘輪設置中的一棘輪數；(b)該棘輪設置中每一個棘輪的一輪齒(gear teeth)數；(c)該棘輪設置每一個棘輪的輪齒係處於對齊(aligned)或偏移(offset)狀態；(d)在該棘爪系統中，配置以與該棘輪設置一棘輪之一輪齒嚙合的一棘爪組數。該棘爪系統可包括配置以與棘輪設置嚙合的複數棘爪組。該棘爪系統可包括配置成對齊狀態、用以與該棘輪設置嚙合的鄰接棘爪組。該棘輪設置可包括配置以與該棘爪系統嚙合的鄰接棘輪；當該棘輪設置之鄰接棘輪的輪齒對齊時，該棘輪設置處於對齊狀態；當該棘輪設置之鄰接棘輪的輪齒偏移時，該棘輪設置處於偏移狀態。該輪軸殼體嚙合前的最大轉動限度，在偏移狀態下比對齊狀態時低。該棘輪設置可包括複數棘輪組；當每一個棘輪在偏移狀態時，每一個棘輪設置每次轉動週期的一有效輪齒數，係大於每一個棘輪的輪齒數；不同的有效嚙合輪齒數，提供車輪不同的功能特性。該些複數棘輪組的每一個皆可配置以與該棘爪系統的一組棘爪嚙合。

本發明係有關一種車輪用的輪軸組合，包括與該車輪耦合的一輪軸殼體，以及為一輪軸配置的一輪軸主體；該輪軸殼體係藉由一棘齒機構與該輪軸主體耦合；該棘齒機構係配置以提供一嚙合狀態，使該具輪軸之輪軸主體配置以與該輪軸殼體及該車輪一起轉動；該棘齒機構係配置以提供一脫離狀態，使該具輪軸之輪軸主體配置以與該輪軸殼體及該車輪分別獨立轉動；該棘齒機構可包括一組棘爪，以及包括一輪齒組的一組棘輪；在一棘輪為嚙合狀態時，一輪齒組係配置以與一棘爪組嚙合；該嚙合狀態可包括一動力傳輸狀態，其配置以將動力傳輸到該車輪；而該脫離狀態則可包括一飛輪狀態。該棘輪組可配置以一對齊狀態或一偏移狀態安裝在該輪軸主體中。當該些棘輪係配置為偏移狀態時，該棘齒機構可配置以能更靈敏地在脫離與嚙合狀態之間切換。該組棘輪可包括複數棘輪組；在該組棘輪的每一個棘輪處於偏移狀態時，每一個棘輪配置每次轉動週期的一有效輪齒數，係大於每一個別棘輪上的輪齒數。

本發明係有關一種車輪用的輪軸組合，包括與該車輪耦合的一輪軸殼體，以及為一輪軸配置的一輪軸主體；該輪軸殼體係藉由一棘齒機構與該輪軸主體耦合；該棘齒機構可包括一棘輪系統與一棘爪系統；該棘爪系統可配置以與該棘輪系統嚙合；該輪軸殼體的轉動可包括(a)與該輪軸主體嚙合的轉動，以及(b)未與該輪軸主體嚙合的轉動。該棘輪系統可包括配置以與該棘爪系統嚙合的鄰接棘輪；當該棘輪系統之鄰接棘輪的輪齒對準時，該棘輪系統處於對齊狀態；當該棘輪系統之鄰接棘輪的輪齒偏移時，該棘輪系統處於偏移狀態。該輪軸殼體與該輪軸主體嚙合前的最大轉動限度，在該棘齒機構為偏移狀態時比對齊狀態時低。在對齊狀態下，該棘齒機構內的負荷分佈比偏移狀態時廣。該棘爪系統可包括複數棘爪組，以與該棘輪系統之一棘輪嚙合。該輪軸殼體的轉動可包括(a)當該棘爪系統與該棘輪系統嚙合時，與該輪軸主體嚙合的轉動，以及(b)當該棘爪系統從該棘輪系統脫離時，未與該輪軸主體嚙合的轉動。該輪軸殼體在與該輪軸主體嚙合前的最大轉動限度，係取決於下列至少其一：(a)一棘輪數；(b)每一個棘輪的一輪齒數；(c)每一個棘輪的輪齒係處於對齊或偏移狀態；(d)與一棘輪之一輪齒嚙合的一棘爪組數。該棘齒機構可包括該輪軸殼體與該輪軸主體之間的一介面；該介面係為一嚙合狀態與一脫離狀態而配置；該介面係為脫離狀態與嚙合狀態之間的最大轉動限度而配置；在嚙合狀態下，該棘輪系統的一棘輪組與該棘爪系統的一棘爪組嚙合。該介面可包括該棘爪系統的棘爪齒廓，以與該棘輪系統嚙合。該介面可包括複數棘爪組，以與該棘齒機構內的輪齒嚙合。該介面可包括與該輪軸殼體一內表面相配合、配置在該棘齒機構一棘輪上的表面。

本發明係有關一種改良式輪軸組合，其可包括一車輪用的輪軸殼體，藉由一棘齒機構與具一輪軸的一輪軸主體耦合，且配置以提供一嚙合狀態，使該輪軸主體/輪軸與該輪軸殼體/車輪一起轉動，以及一脫離狀態，使該輪軸主體/輪軸可與該輪軸殼體/車輪各自獨立轉動；該棘齒機構可包括具一輪齒組的一組棘輪，以及配置與一棘輪之輪齒嚙合/脫離的一棘爪組/群；該些棘輪可以一對齊狀態或偏移狀態配置/安裝在該輪軸主體中；當該些棘輪為偏移狀態時，該棘齒機構可配置以能使該輪軸主體/輪軸與該輪軸殼體/車輪更靈敏地在脫離與嚙合狀態之間切換。

B:腳踏車

BR:煞車系統

D:煞車盤

F:前叉組合

FR:車架

FW:前輪

G:握把

H:車把

P:腳踏板

RH/100、100:輪軸組合

RW:後輪

SH:後減震器

SP:座椅支柱

ST:轉柄

T:轉向管

101:安裝舌片

102、103:輪幅法蘭

105、170:固定螺帽

106:O形環

110:軸承

115:輪軸

120:墊圈

125:輪軸殼體

135、135a、135b:棘輪

135K:凸齒

135x:輪齒

140:棘爪

140a、140b:棘爪組

145:棘爪彈簧

150:棘爪分隔夾

155:自由輪軸主體

155a:袋部

155b:封軸凹槽

160:封軸

165:棘齒帽

180:棘齒機構

圖1係根據本發明的一示範性實施例，具一輪軸組合之腳踏車的一透視示意圖；圖2A係根據本發明的一示範性實施例，具一輪軸組合之車輛(例如腳踏車)的一車輪透視示意圖；圖2B係根據本發明的一示範性實施例，一車輪上之輪軸組合的一分解透視示意圖；圖3係根據本發明的一示範性實施例，一車輪用輪軸組合的一分解透視示意圖；圖4係根據本發明的一示範性實施例，一車輪用輪軸組合之一棘齒機構的一分解透視示意圖；圖5係根據本發明的一示範性實施例，一車輪用輪軸組合的一分解側視示意圖；圖6係根據本發明的一示範性實施例，一車輪用輪軸組合的一剖面側視示意圖；圖7A係根據本發明的一示範性實施例，一車輪用輪軸組合的一透視示意圖；圖7B係根據本發明的一示範性實施例，一車輪用輪軸組合之一棘齒機構的一透視示意圖；圖8A到8D係根據本發明的一示範性實施例，一車輪用輪軸組合的部分透視示意圖；圖9A到9E係根據本發明的一示範性實施例，一車輪用輪軸組合之棘齒機構的運作原理示意圖；圖10A到10E係根據本發明的一示範性實施例，一車輪用輪軸組合之棘齒機構的部分運作原理示意圖；圖11A到11E係根據本發明的一示範性實施例，一車輪用輪軸組合之棘齒機構的部分運作原理示意圖；圖12A係根據本發明的一示範性實施例，一車輪用輪軸組合之一棘輪組的一透視示意圖；圖12B係根據本發明的一示範性實施例，一車輪用輪軸組合之一棘齒機構的一部分透視示意圖；圖13A與13B係根據本發明的一示範性實施例，一車輪用輪軸組合之棘齒機構的部分運作原理示意圖；圖14係根據本發明的一示範性實施例，一車輪用輪軸組合之棘齒機構的一分解側視示意圖；圖15A到15C係根據本發明的一示範性實施例，一車輪用輪軸組合之棘齒機構的運作原理示意圖；圖16A係根據本發明的一示範性實施例，一車輪用輪軸組合之一棘輪組的一透視示意圖；圖16B係根據本發明的一示範性實施例，一車輪用輪軸組合之一棘齒機構的一部分透視示意圖；圖17A到17C係根據本發明的一示範性實施例，一車輪用輪軸組合之一棘輪的示意圖；圖18A係根據本發明的一示範性實施例，一車輪用輪軸組合的一分解透視示意圖；圖18B係根據本發明的一示範性實施例，一車輪用輪軸組合之一棘齒機構的一分解透視示意圖；圖18C係根據本發明的一示範性實施例，一車輪用輪軸組合的一局部分解側視示意圖。

請參照圖1，其顯示根據本發明一示範性實施例的一腳踏車B(例如登山腳踏車)，其提供了一種零件/組件設置，包括具一轉向管T(steering tube)與一座椅支柱SP(seat post)的一車架FR(frame)，以及一組車輪，其包括具一前叉組合F(front fork assembly)的前輪FW，以及與車架FR耦合、且其間通過一後減震器SH(rear shock absorber)的後輪RW，以及一組腳踏板P；該腳踏車提供車把H(handlebar)(藉由轉柄(stem)ST與前輪FW耦合、其間通過前叉組合F與轉向管T)，其具有一握把(grip)G，以及與一煞車盤(brake disc)D(例如每一個前輪FW與後輪WR中/上的轉軸 (rotor))耦合之一煞車系統BR的控制器。

如圖1、2A到2B與3所示意的一示範性實施例，該後輪RW包括一輪軸組合RH/100；該輪軸組合100包括圖中顯示為一輪軸殼體125的一中央管狀結構(central tube structure)，其配置以提供車輪結構(例如配置輪幅(wheel spoke)用的互連結構，圖中顯示為輪幅法蘭(spoke flange)102與103，用以固定輪緣(wheel rim))，以及配置在該輪軸殼體125內、具一輪軸115的一自由輪軸主體155；該自由輪軸主體155與該輪軸115係安裝在該輪軸殼體125中，且藉由一棘齒機構180耦合，其配置以與腳踏車的傳動系統連接。(如圖1與2A到2B所示，該輪軸組合可提供與相關系統的連接，例如使車輪用煞車盤與煞車系統連接，其間通過安裝舌片(mounting tab)101)。

如圖1與2所示意的一示範性實施例，輪軸組合RH/100在後輪RW的軸心內，為輪軸提供具輪軸115的一自由輪軸主體155(例如配置以沿著一對齊的中心軸線旋轉/轉動)；該後輪/輪軸組合係配置可轉動以幫助腳踏車向前移動(例如藉由一傳動系統，經過該自由輪軸主體提供動力給後輪)。如圖1與2A到2B所示意的一示範性實施例，該輪軸組合RH/100的棘齒機構180係配置以(a)在車輪被向前驅動/移動時(例如藉由如齒輪機構(gear train)/齒輪組(gear cluster)/齒輪匣(gear cassette)等驅動系統提供動力到自由輪軸主體/輪軸，例如由操作者通過腳踏板，以及/或由馬達等提供)，從該自由輪軸主體/輪軸在前進方向傳輸動力，使該車輪前進移動/轉動(例如藉由機械嚙合/耦合)，以及(b)在除了往前進方向被驅動/移動以外(例如藉由機械嚙合/耦合)，當該輪軸/輪軸沿相反方向被移動，或是相對車輪的動作減慢/停止時(例如滑行、下坡滑行、「飛輪」、煞車、減速、換檔等)，使該自由輪軸主體/輪軸可相對該車輪自由旋轉/轉動。

如圖1、2A到2B與3所示意的一示範性實施例，該輪軸組合100在該車輪中央提供一軸向結構，其一側/端與該傳動系統和該棘齒機構連接，其間通過該自由輪軸主體/輪軸(例如提供被視為組件之「驅動向齒面」(drive side)者)。

如圖2B、3、4、5、6與7A所示意的一示範性實施例，該輪軸組合100包括一組固定螺帽(end cap)，其包括用於該輪軸殼體125的一固定螺帽105(例如在非驅動向齒面)，以及一固定螺帽170(例如在驅動向齒面)；如圖3、5與6所示，該輪軸組合100由固定螺帽105(非驅動向齒面)，以及圖中顯示為O形環(O-ring)106的一軸封(seal)，以及一組軸承(bearing)110，以及一墊圈(spacer)120組成，用於該自由輪軸主體155的輪軸115，該自由輪軸主體155穿過該棘齒機構180，藉由圖中顯示為一棘齒帽(ratchet cap)165的一螺接鎖環(threaded locking ring)以及一固定螺帽170(驅動向齒面)安裝在該輪軸殼體125中。

如圖2B、3、4、5、6、7A到7B、8A到8D與9A到9E所示意的一示範性實施例，該輪軸組合的棘齒機構180包括圖中顯示為棘輪135a與棘輪135b的一組棘輪，其內部周邊(internai perimeter)上具有圖中顯示為輪齒135x的一組齒點(feature)，配置以與棘爪組140a與140b(配置為複數群/組)嚙合。如圖3、4、5、7A到7B、8A到8D與14所示，該些棘爪(例如成組配置以與每一個棘輪嚙合)以圖中顯示為棘爪彈簧145的彈簧固定，並以圖中顯示為棘爪分隔夾(pawl divider clip)150的一夾扣(clip)分隔開，配置在該自由輪軸主體155上、圖中顯示為袋部(pocket)155a的一組座體(seat)內；一封軸160係提供以與該自由輪軸主體155上的一封軸凹槽(seal groove)155b嚙合。請同時參考圖18A到18C(根據一示範性實施例之棘爪彈簧145的配置)。如圖7B、9A到9E與10A到10E所示，該棘齒機構每一個棘輪的外部周邊上，皆提供一組齒點/突出物，圖中顯示為凸齒(lobe)135K，與該輪軸殼體125內部周邊內的對應齒點嚙合/固定，以將棘輪安裝/固定在輪軸組合中。請同時參考圖16A到16C(顯示具外部周邊/凸齒、以與一輪軸殼體周邊內部嚙合之一棘輪的各種配置)。

如圖7A到7B、8A到8D與9A到9E所示意的一示範性實施例，將該輪軸殼體/車輪與該自由輪軸主體/輪軸耦合、並於其間通過該棘齒機構的輪軸組合，係配置以提供兩種狀態：(1)一動力傳輸/前進狀態，以在該車輪向前移動時(例如藉由驅動系統提供到該輪軸的動力，例如由操作者通過腳踏板，以及/或由馬達等提供)，幫助在前進方向從該自由輪軸主體/輪軸傳輸動力，使該車輪前進移動/轉動(例如藉由使該自由輪軸主體/輪軸與該輪軸殼體在該棘齒機構做機械嚙合/耦合)，以及(2)一飛輪/滑行/下坡滑行狀態，以在除了前進方向以外(例如藉由使該輪軸/自由輪軸主體與該輪軸殼體在該棘齒機構做機械脫離/去耦)，在該輪軸沿相反方向被移動，或是相對該車輪的動作停止時(例如「下坡滑行」或「飛輪」或滑行或減速或停止等)，幫助該自由輪軸主體/輪軸相對車輪自由旋轉/轉動。

如圖9A到9B所示意的一示範性實施例，每一個棘輪的棘輪設置包括複數棘爪群/組。如圖2B、8A到8D、9A到9E、10A到10E、11A到11E與12B所示意的一示範性實施例，每一個棘爪係配置有提供齒廓(profile)/齒體(shape)的一表面(例如，包括一斜坡(ramped)/凸輪(cam)表面)，其配置以與該棘輪的輪齒嚙合與脫離；如圖9A到9E、10A到10E與11A到11E所示，當具有棘爪彈簧145上之棘爪140的該輪軸/自由輪軸主體被往前進方向轉動時(相對於輪軸殼體/車輪)，每一個棘爪的凸輪表面係配置以與該棘輪的輪齒嚙合(且驅動該車輪/與該車輪嚙合)；當具有棘爪140的該輪軸/自由輪軸主體被停住或朝相反方向轉動時(相對於該輪軸殼體/車輪)，每一個棘爪的凸輪表面係配置以與該棘輪的輪齒脫離(例如，「滑脫」(slip)齒輪/輪齒)(進而與該車輪去耦/脫離)。如圖8B到8D、9A到9E、10A到10E、11A到11E、12B與16B所示，每一個棘爪上提供有一基底(base)，其配置以在該自由輪軸主體的座體內提供一樞軸(pivot)(例如凸齒/齒鍵(key)，以於轉動時，使其可在棘爪彈簧與該棘輪輪齒的作動之下，做出樞轉動作(pivoting movement)以進行嚙合與脫離)，以及具有一波紋(curved)凸輪/表面的主體(以幫助脫離該棘輪的輪齒)，以及一端面(end profile)，用以提供與該棘輪輪齒的一介面(例如包括用以嚙合/咬合的兩輪齒)。請同時參考圖4與13A到13B。

如圖6、7A到7B與8A到8B所示，當組裝該輪軸組合時，每一棘爪組/群的每一個棘爪140係配置以在一棘爪彈簧145的作動下，與該棘輪135的輪齒135x嚙合，並在該自由輪軸/輪軸相對該輪軸殼體往前進方向轉動時(例如藉由從該傳動系統提供動力到該輪軸)，保持在嚙合狀態。(請同時參見圖12A到12B)；在該自由輪軸主體/輪軸相對該輪軸殼體往相反方向轉動時(例如去耦以進行滑行、飛輪、下坡滑行等)，每一個棘爪組的每一個棘爪140從該棘輪135的輪齒135x脫離。請同時參見圖15A到15C與16A到16B。

如圖1所示之一腳踏車示範性實施例，在典型使用時，該腳踏車的操作者/騎士會使該後輪/輪軸組合在動力傳輸狀態與飛輪狀態之間切換(例如在藉由如踩腳踏板等方式提供動力時)；在操作該腳踏車時，操作者/騎士可能會想要該輪軸組合能靈敏而即時在狀態之間切換(例如根據路徑、地形、路況、個人偏好等)。

如圖3、4、7A與9A到9E所示意的一示範性實施例，該輪軸組合包括一棘齒機構，其配置以可更靈敏切換到動力傳輸狀態(例如切換到向前踩踏、換檔、加速等)，且可更有效/更容易切換到飛輪狀態(例如向下滑行、向後踩踏等)。提供有更高嚙合精準度的一棘齒機構可使切換更靈敏(且更平穩)；在完全從飛輪狀態切換到動力傳輸狀態之前，減少在往前進方向自由行進中該自由輪軸主體的轉動度數，可提高嚙合精準度；在完全切換到動力傳輸狀態之前，在自由行進(向前狀態)中該自由輪軸主體/輪軸的轉動度數，可取決於每次轉動週期中棘輪設置的一有效輪齒數(例如配置以與一棘爪嚙合的輪齒數)。參見圖表A。如圖9A到9E、11A到11E、12A到12B、15A到15C與16A到16B所示，該棘輪設置的有效嚙合輪齒數也可取決於該棘輪的數量與配置(例如棘輪偏移與/或對齊等)；在該棘齒機構中提供偏移配置的複數棘輪(搭配相對應的一群/組棘爪)，會增加每次轉動週期中的一有效輪齒數。請參考圖表A。

如圖9A到9E與10A到10E所示，在該棘齒機構的操作中，該自由輪軸主體/輪軸係配置以相對該輪軸殼體/車輪轉動，以產生連續嚙合狀態(例如，通過該輪軸組合提供動力傳輸狀態)，以及連續脫離狀態(例如在該輪軸組合提供飛輪狀態)；當該棘齒機構在嚙合狀態時(例如在動力傳輸/往前進方向驅動時)，該自由輪軸主體/輪軸與該輪軸殼體/車輪係一起被驅動/轉動；當該棘齒機構在脫離狀態時(例如在滑行/飛輪時)，該自由輪軸主體/輪軸與該輪軸殼體/車輪可各自獨立轉動(例如，該車輪可向前轉動而該輪軸往相反方向轉動或維持靜止，該車輪可靜止而該輪軸往後退方向轉動等)，直到在該棘齒機構重新嚙合(例如藉由該自由輪軸/輪軸被驅動向前轉動以與該輪軸殼體/車輪嚙合)。

如圖3、4、8A到8D、9A到9E、11A到11E與12A到12B所示意的一示範性實施例，該棘齒機構提供一棘輪設置，其提供包括一外/第一環(outer/first ring)135a與一內/第二環(inner/second)135b的一組棘輪，使每一環皆提供一組輪齒135x(例如根據圖中顯示，在360度的轉動週期中，每轉動8度，每一個棘輪與對應輪齒之棘爪組嚙合的輪齒總數為45)。請同時參見圖表A。

根據一示範性實施例，該輪軸的棘輪設置中，可配置使每一個棘輪對齊，且使之從飛輪狀態切換到動力傳輸狀態時(例如兩棘輪的棘爪組互相/同時嚙合)，前進轉動8度的有效輪齒總數為45(在結合兩個對齊棘輪的棘輪設置中)；在動力傳輸狀態中，從動力輸入到輪軸的負荷，係由兩個棘輪設置運載(例如每一個棘輪的棘爪組嚙合)；該配置使該棘輪設置中的負荷分佈更加平穩(例如減少負荷/壓力集中在該棘齒機構的輪齒/棘爪)，也使操作中的該輪軸組合更可能有更高的耐久度。請同時參見圖表A。

根據圖示的一示範性實施例，該輪軸組合的棘輪設置中，可配置使每一個棘輪偏移，且使之從飛輪狀態切換到動力傳輸狀態時(例如每一個獨立棘輪的棘爪組各自獨立/分別嚙合)，前進轉動(最多)4度的有效輪齒總數為90(在結合兩個偏移棘輪的棘輪設置中)；在動力傳輸狀態中，從動力輸入到該輪軸的負荷，係由一個棘輪設置運載(例如一獨立棘輪的其中一棘爪組，其中只有一棘輪設置嚙合，而另一棘輪設置則為脫離)；在從飛輪狀態切換到動力傳輸狀態時，此配置提供更迅速/靈敏的嚙合(例如，轉動度數4以內的嚙合)。請參見圖9A到9E、11A到11E與12A到12B。請同時參見圖表A。

如圖9A到9E與11A到11E所示意的一示範性實施例，具有一組兩棘輪(例如，其輪齒/棘爪具有圖中所示之對應齒體/齒廓)之輸軸組合的棘齒機構，其一連串的嚙合與脫離動作，係顯示為與一組嚙合棘輪的棘爪組一起作動(圖9A與11A)，然後兩組棘輪的棘爪組脫離(圖9B與11B)，然後另一組棘輪的棘爪組嚙合(例如該棘爪組140b與該環135b的輪齒135x嚙合，如圖9C與11C所示)，然後兩組棘輪的棘爪組脫離(圖9B與11B)，然後另一組棘輪的棘爪組嚙合(例如該棘爪組140a與該環135a的輪齒135x嚙合，如圖9C與11C所示)。請同時參見15A到15C。

如圖所示，該棘齒機構的棘輪設置可包括各種嚙合/齒輪配置(例如輪齒數、輪齒形狀等)，以及/或各種棘爪/棘爪組配置(例如棘爪數、棘爪組數、棘爪齒體等)，以及/或各種棘輪配置(例如棘輪數、凸齒形狀/與該輪軸殼體之嚙合等)。請大致參見圖2B、4、7A到7B、8A到8D、9A到9E、14、15A到15C與17A到17C。請同時參見圖表A。例如，輪齒數較少的配置可容許配置更大的齒輪，並提高耐久度/強度；有複數棘爪/棘爪組的配置可容許該棘齒機構內有更廣的負荷分佈；有複數偏移棘輪的配置可提高靈敏度(例如，在更少轉動度數內更快速切換到動力傳輸狀態)；有複數對齊棘輪的配置可提高耐久度/強度，同時容許該棘齒機構內有更廣的負荷分佈。如圖大致所示，根據圖示的一示範性實施例，該輪軸組合的棘齒機構可配置以在任何各種不同廣泛應用中運作，包括公路腳踏車、登山腳踏車、電動腳踏車(例如有馬達驅動之傳動系統者)等的騎乘。請大致參見圖1、2A到2B、4、6、9A到9E、14、15A到15C、16A到16B與17A到17C。

如圖4與9A到9E所示意的一示範性實施例，該棘齒機構180可包括每一個棘輪皆有兩棘輪與三組棘爪的一配置；如圖所示，該些棘輪可依需求配置為偏移/對齊，以提供具有更高強度與耐久度、更廣/更平穩的負荷分佈、且能更靈敏切換到動力傳輸狀態(例如在前進轉動4到8度以內)等的一配置。如圖14、15A到15C與16A到16B所示意的一示範性實施例，該棘齒機構可包括每一個棘輪皆有三棘輪與三組棘爪的一配置；如圖所示，該些棘輪可依需求配置為偏移/對齊，以提供具有更高強度與耐久度、更廣的負荷分佈、且能更靈敏切換到動力傳輸狀態(例如在前進轉動小於2度到大於8度)等的一配置。請同時參見圖表A。

根據圖示的一示範性實施例，該輪軸殼體的內部周邊可配置以在各種配置中容納/固定一棘輪或一棘輪組，包括對齊或偏移配置(例如使輪齒對齊或偏移)，以及/或容納各種不同的棘輪。請參見例如圖2A到2B、7A到7B、12A到12B、16A到16B與17A到17B。

如圖表A，以及圖4、5、6、9A到9E、11A到11E、12A到12B、13A到13B、14與15A到15B所示意的一示範性實施例，該輪軸組合係配置為精巧型，使之可配置在各種可容納或提供各種不同棘齒機構配置的設置中(例如棘輪為對齊/偏移的棘輪/棘爪組合等，提供不同的有效嚙合輪齒數，嚙合前的轉動度數等)。

如圖2A到2B、9A到9E、11A到11E與15A到15C所示意的一示範性實施例，一改良式輪軸組合可包括車輪用之一輪軸殼體，且藉由一棘齒機構與具一輪軸的一輪軸主體嚙合，且配置以提供一動力傳輸/嚙合狀態，其中該輪軸主體/輪軸與該輪軸殼體/車輪一起轉動，以及一飛輪/脫離狀態，其中該輪軸主體/輪軸可相對該輪軸殼體/車輪獨立轉動；該棘齒機構可包括具一輪齒組的一棘輪組，以及配置以與一棘輪之輪齒嚙合與脫離的一棘爪組/群；該些棘輪可以對齊或偏移狀態配置/安裝在該輪軸主體中，當該些棘輪為偏移狀態時，該棘齒機構可配置以大體上幫助該輪軸主體/輪軸與該輪軸殼體/車輪能更靈敏/更有效的在脫離與嚙合狀態之間切換。請參見圖表A。

根據圖示的一示範性實施例，該輪軸組合可包括一車輪用的輪軸殼體，其藉由一棘齒機構與具一輪軸的一輪軸主體嚙合，且配置以提供一嚙合狀態，其中輪軸主體/輪軸與該輪軸殼體/車輪一起轉動，以及一脫離狀態，其中該輪軸主體/輪軸可相對該輪軸殼體/車輪獨立轉動；該棘齒機構可包括一棘輪組，其設置有配置以與一棘輪之輪齒嚙合/脫離的一輪齒組與一棘爪組/群；該些棘輪可以對齊或偏移狀態配置/安裝在該輪軸主體中；當該些棘輪為偏移狀態時，該棘齒機構可配置以大體上幫助該輪軸主體/輪軸與該輪軸殼體/車輪能更靈敏/更有效的在脫離與嚙合狀態之間切換。該輪軸組合可包括藉由一棘齒機構耦合的一輪軸殼體/車輪與一自由輪軸主體/輪軸，該棘齒機構包括具輪齒之至少一棘輪，用以與一對應棘爪組/群嚙合，使該車輪與該輪軸主體/輪軸在動力傳輸狀態中可嚙合，例如被驅動向前行進時；具棘輪/棘爪的該棘齒機構可在飛輪狀態中脫離。該棘齒機構可包括具複數棘輪組的一棘輪設置；當每一個棘輪為偏移時，該棘輪設置每次轉動週期的一有效輪齒數，係大於每一個別棘輪上的輪齒數；可嚙合(例如，在轉動時，藉由具一齒體/齒廓的棘爪，從一方向與輪齒嚙合，再從一方向脫離)的一有效輪齒數，為該輪軸組合提供各種功能特性。例如，一有效輪齒數較少的配置，可容許配置更大的齒輪，並提高耐久度/強度；有複數棘爪/棘爪組的配置可容許該棘齒機構內有更廣的負荷分佈；有複數偏移棘輪的配置可提高靈敏度(例如在更少轉動度數內更快速切換到動力傳輸狀態)；有複數對齊棘輪的配置可提高耐久度/強度，同時容許該棘齒機構內有更廣的負荷分佈。

根據圖示的一示範性實施例，該棘爪系統/棘爪設置可包括配置為對齊狀態的鄰接棘爪組，以與該棘輪設置嚙合；該棘齒機構/棘輪設置可包括配置為對齊狀態的鄰接棘輪組，以與該棘爪系統嚙合。根據圖示的一示範性實施例，該棘爪系統/棘爪設置可包括一齒廓，且該棘齒機構/棘輪設置可包括一齒廓，以為該輪軸殼體與該輪軸主體提供一介面；該棘爪系統的齒廓可配置以配合該棘輪設置的齒廓，使該棘爪齒廓能配合該棘輸設置的輪齒齒廓。

根據一示範性實施例，該輪軸組合的棘齒機構可配置以在任何各種不同廣泛應用中運作，包括公路腳踏車、登山腳踏車、電動腳踏車(例如有馬達驅動之傳動系統者)等的騎乘。該輪軸組合係配置為精巧型/設計精巧，使之可配置在各種可容納各種不同棘齒機構配置的設置中(例如棘輪/棘爪組合)。

請注意，本發明(例如發明概念等)已在本專利文件的說明書以及/或圖示中，根據示範性實施例做敘述說明；本發明的實施例僅做為範例呈現，而非限制本發明的範圍。如本說明書所敘述與/或圖示中所顯示、本發明所體現之發明概念的元件構造與/或設置，僅只做為說明範例。雖然本發明的示範性實施例已在本專利文件中詳細說明，該技術領域之一般技術人員會理解，舉凡任何針對這些示範性實施例與替代性實施例之專利標的，做出的任何相等物、修改、變動等，均應被視為不超出本發明的專利範圍；所有這些專利標的(修改、變動、實施例、組合、相等物等)皆應包含在本發明的專利範圍內。同時也應注意，可在示範性實施例的配置與/或設置中(例如概念、設計、結構、裝置、形式、組合、構造、手段、功能、系統、過程/方法、步驟、過程/方式步驟的順序、操作、操作條件、運作、材料、構成、組合等)，做出不同/其他修改、變動、替換、相等物、改變、省略等，而仍不超出本發明的專利範圍；所有這些專利標的(例如修改、變動、實施例、組合、相等物等)，皆應包含在本發明的專利範圍內。本發明的範圍並不限於本專利文件的說明書所敘述與/或圖示中所顯示的專利標的(例如細節、結構、功能、材料、行動、步驟、順序、系統、結果等)。本發明文件中所主張的專利範圍，應該被理解為涵蓋本發明專利標的之完整範圍(例如，包括任何或所有修改、變動、實施例、組合、相等物等)；應被瞭解的是，本專利文件中所使用的專門術語僅用來敘述示範性實施例之專利標的，而非限制本發明的範圍。

同樣重要的是，根據示範性的實施例，本發明可包括習知技術(例如被實施與/或整合於示範性實施例中、修改、變動、組合、相等物等技術)，或可包括適合與/或可執行本說明書與/或圖示中敘述說明之功能與過程/操作的任何其他(在目前與/或未來)可應用之技術。所以這些技術(例如被實施與/或整合於示範性實施例中、修改、變動、組合、相等物等技術)，皆被視為不超出本發明的專利範圍。