| 权 利 要 求 书 1.一种自行车花毂结构， 其于该花毂内穿设一心轴， 该花毂于一侧套设一棘 齿环， 该棘齿环内缘设有多个单向的棘齿， 该心轴对应该棘齿环内侧处设有一棘 轮， 该棘轮外周缘设有多个内凹的棘爪窝， 各棘爪窝供一棘爪固设于其中以与该 棘齿相啮合， 其特征在于： 该棘爪由一枢转部延伸一旋摆臂形成， 该枢转部卡固于该棘爪窝， 且该枢转 部为至少大于 180度并小于 270度的圆弧面， 使该旋摆臂可藉该枢转部枢转而于该 棘爪窝内进行旋摆， 且该棘爪具有多个啮合面与该棘齿啮合， 其中， 该啮合面的 切线方向与该旋摆臂的旋摆方向相一致。 2.如权利要求 1所述的自行车花毂结构，其特征在于，该二啮合面间具有一承 靠面， 该等棘齿具有一正棘齿面与该啮合面进行啮合， 且该等棘齿具有一逆棘齿 面与该承靠面相接触。 3.如权利要求 1所述的自行车花毂结构，其特征在于，该二啮合面的垂直方向 通过该枢转部。 4.如权利要求 1所述的自行车花毂结构，其特征在于，该棘爪窝与该旋摆臂间 设有一弹簧元件， 以常态顶推该棘爪， 使该棘爪与该棘齿相啮合。 5.如权利要求 3所述的自行车花毂结构，其特征在于，该棘爪底面设有一固接 孔供该弹簧元件穿设固定。 |
本发明关于一种自行车花毂， 更详而言之， 尤指一种具有高承载、 高负荷的 自行车花毂棘齿结构。 背景技术
按， 习用的自行车花毂， 如图 1所示， 主要于一花毂 1中心穿设一心轴 2， 该心 轴 2的一侧套设一套筒 3，该花毂 1及该套筒 3各藉由一轴承与该心轴 2相连接，该花 毂 1内套设有一棘齿环 4，该棘齿环 4内缘设有多个单向的棘齿 5，而该棘齿环 4外侧 设有一棘轮 6，该棘轮 6外周缘设有多个内凹的棘爪窝 7，各棘爪窝 7供一棘爪 8固设 于其中， 当该套筒 3正向旋转时， 离心力可带动该棘爪 8同向旋摆， 并与该棘齿 5 进行啮合， 以驱使该花毂 1产生单向轮转。
然而， 因该习用的棘爪 8为单齿， 其齿形大， 在齿数愈少的情况下， 该棘爪 8 必须旋摆愈大的角度才能与该棘齿 5相啮合，使得该棘爪 8与该棘齿 5啮合所需时间 长， 亦即表示该棘爪 8的反应速度较慢， 此外， 因该棘爪 8于相对应该棘齿 5的一端 为尖角状， 因此该棘爪 8于与该棘齿 5啮合面 9的作用力方向会通过于该棘爪 8的外 侧面 (如图 1图面切线 A所示）， 而不会通过于该棘爪 8的轴心周围处， 因此该棘爪 8 受力负荷仅靠其本身厚度以自行承受作用力， 而非藉由该棘爪窝 7承载该棘爪 8， 但因受限于该棘爪 8与该棘轮 6形状与结构，故一般该棘爪 8的厚度皆并不厚， 因此 导致故该棘爪 8的负荷强度相当不足，当该棘爪 8外侧面的受力强度大过于该棘爪 8 厚度所能负荷的力量时，该棘爪 8即容易产生破裂或断裂的情形；尤其当自行 于 重踩踏板或是紧急剎车时， 更容易使得该棘爪 8及该棘齿 5因强力撞击而产生上述 破裂或断裂的情形。
综合上开先前技术的缺点， 大致上包括习用的自行车花毂， 该棘爪的齿数少 且齿形大， 因此该棘爪的反应速度相当慢， 再者， 该棘爪于形状上的设计， 使得 该棘爪受力负荷强度相当不足， 因此该棘爪容易产生破裂或断裂的情形； 而鉴于 解决上述缺点， 本发明提出一种自行车花毂结构。 发明内容
本发明的目的在于， 提供一种自行车花毂结构， 以克服上述传统技术存在的 缺陷， 其通过增加棘爪与棘齿间啮合的接触面积， 并增加棘轮承载该棘爪的承载 面积， 以提升其承载强度及稳定度， 藉此提高自行车骑乘的安全性。
为实现上述目的， 本发明公开了一种自行车花毂结构， 其于该花毂内穿设一 心轴， 该花毂于一侧套设一棘齿环， 该棘齿环内缘设有多个单向的棘齿， 该心轴 对应该棘齿环内侧处设有一棘轮， 该棘轮外周缘设有多个内凹的棘爪窝， 各棘爪 窝供一棘爪固设于其中以与该棘齿相啮合， 其特征在于：
该棘爪由一枢转部延伸一旋摆臂形成， 该枢转部卡固于该棘爪窝， 且该枢转 部为至少大于 180度并小于 270度的圆弧面， 使该旋摆臂可藉该枢转部枢转而于该 棘爪窝内进行旋摆， 且该棘爪具有多个啮合面与该棘齿啮合， 其中， 该啮合面的 切线方向与该旋摆臂的旋摆方向相一致。
其中， 该二啮合面间具有一承靠面， 该等棘齿具有一正棘齿面与该啮合面进 行啮合， 且该等棘齿具有一逆棘齿面与该承靠面相接触 。
其中， 该二啮合面的垂直方向通过该枢转部。
其中， 该棘爪窝与该旋摆臂间设有一弹簧元件， 以常态顶推该棘爪， 使该棘 爪与该棘齿相啮合。
其中， 该棘爪底面设有一固接孔供该弹簧元件穿设固 定。
通过上述结构， 本发明的自行车花毂结构能实现以下技术效果 ：
一、 通过该棘爪的齿形及齿数的设计， 以增加该棘爪与该棘齿的接触面积， 藉此提高该棘爪的反应速度， 并加强两者啮合的稳定度。
二、 该啮合面的切线方向与该旋摆臂的旋摆方向相 一致， 因此可使该棘爪进 行啮合或脱离于该棘齿时能够更为顺畅。
三、 通过该枢转部的圆弧面的设计， 以提高该棘爪窝与该棘爪的接触面积， 藉此除可使该枢转部得以稳固地容置于该棘爪 窝内， 亦可加强该棘爪窝承载该棘 爪的力量。
四、 该啮合面的垂直方向会通过于该枢转部， 因此作用力会集中于该棘爪与 该棘爪窝接触的面积， 以使该棘爪窝可以较大的受力面积承载该棘爪 ， 藉此可大 为提高该棘爪窝的承载强度。
为便于说明本案于上述发明内容一栏中所表示 的中心思想， 兹以具体实施例 表达。实施例中各种不同物件按适于说明的比 例、尺寸、变形量或位移量而描绘， 而非按实际元件的比例予以绘制， 合先叙明。 且以下的说明中， 类似的元件是以 相同的编号来表示。 附图说明
图 1为习用的自行车花毂。 图 2为本发明的立体分解图。
图 3为本发明的立体组合图。
图 4为本发明棘齿环正转的动作示意图。
图 5为本发明棘齿环逆转的动作示意图。
图 6为图 5的局部放大图。 具体实施方式
如图 2及图 3所示， 本发明为一种自行车花毂结构， 主要包括一花毂 10、 一心 轴 20、 一套筒 30。
该花毂 10为两端贯通的中空体， 其轴设于该心轴 20上， 该花毂 10内设有至少 一轴承 21供与该心轴 20相连接， 使该心轴 20可固定不动， 而该花毂 10得以旋转； 该花毂 10于一侧内缘套设一棘齿环 11， 该棘齿环 11内缘设有多个单向的棘齿 111， 该二棘齿 111间具有二正棘齿面 112， 而该二正棘齿 112面间具有一逆棘齿面 113。
该套筒 30为两端贯通的中空体， 其轴设于该心轴 20上， 以连接该花毂 10， 该 套筒 30内设有至少一轴承 22供与该心轴 20相连接，
该心轴 20对应该棘齿环 11内侧处设有一棘轮 31， 该棘轮 31外周缘设有多个内 凹的棘爪窝 311，各棘爪窝 311内固设一棘爪 32，该棘爪 32具有多个啮合面 323以供 与该棘齿 111相啮合； 该棘爪 32由一枢转部 321延伸一旋摆臂 322所形成，该枢转部 321供卡固于该棘爪窝 311， 且该枢转部 321为至少大于 180度并小于 270度的圆弧 面，使该旋摆臂 322可藉该枢转部 321枢转而于该棘爪窝 311内进行旋摆； 该棘爪窝 311上设有一弹簧元件 33。
该二啮合面 323间具有一承靠面 324， 该等棘齿 111具有一正棘齿面 112以供与 该啮合面 323进行啮合， 且该等棘齿 111具有一逆棘齿面 113以供与该承靠面 324相 接触； 其中， 该啮合面 323的切线方向（如图 6图面切线 B所示）与该旋摆臂 322的旋 摆方向相一致， 且该啮合面 323的垂直方向会通过于该枢转部 321 ; 该棘爪 32于底 面设有一固接孔 325， 以供该弹簧元件 33穿设固定，使该弹簧元件 33常态顶推该棘 爪 32， 使该棘爪 32与该棘齿 111相啮合。
明了上述结构后， 以下针对本发明的动作及原理作一详细说明：
如图 4所示， 当使用者正向踩踏一自行车踏板时，会藉由一 链条（图未示)带动 该套筒 30旋转， 而该棘齿环 11会随之转动， 以藉由离心力以带动该棘爪 32作动， 并利用该弹簧元件 33的弹性顶推该旋转臂 322的力量， 使该旋转臂 322可藉该枢转 部 321枢转而于该棘爪窝 311内进行旋摆， 此时， 该啮合面 323会与该正棘齿面 112 进行啮合， 藉以带动该棘轮 31转动， 进而驱动该花毂 10旋转， 使自行车得以前行。 如图 5所示， 当使用者逆向踩踏该自行车踏板时，该链条会 反向带动该套筒 30 旋转，而该棘齿环 11亦会随之逆向转动，并藉由该逆棘齿面 113推抵该承靠面 324， 使该棘爪 32朝该弹簧元件 33方向下摆， 以压缩该弹簧元件 33，使该啮合面 323脱离 于该正棘齿面 112，因此该棘齿环 11仅能进行空转而无法带动该棘轮 31与该花毂 10 进行轮转。
如图 4至图 6所示， 因该棘爪 32具有至少双齿， 相较于上述前案， 该棘爪 32的 齿形较小， 因此该旋摆臂 322仅需旋摆一半的角度即能与该棘齿 111相啮合， 以缩 短该棘爪 32与该棘齿 111啮合所需时间，故该棘爪 32的反应速度较快，且亦可加强 两者啮合的稳定度； 另， 由于该啮合面 323的切线方向与该旋摆臂 322的旋摆方向 相一致， 因此可使该棘爪 32进行啮合或脱离于该棘齿 111时能够更为顺畅。
因该枢转部 321的圆弧面为至少大于 180度并小于 270度， 相较于上述该前案， 该棘爪窝 311与该棘爪 32的接触面积可大为提高， 藉此除可使该枢转部 321得以稳 固地容置于该棘爪窝 311内， 而不至于因旋摆作动而脱离于该棘爪窝 311， 亦可加 强该棘爪窝 311承载该棘爪 32的力量。
因该啮合面 323的垂直方向会通过于该枢转部 321， 使得该作用力的合力方向 会通过于该枢转部 321，因此作用力会集中于该棘爪 32与该棘爪窝 311接触的面积， 以使该棘爪窝 311可以较大的受力面积承载该棘爪 32， 藉此可大为提高该棘爪窝 311的承载强度， 使该棘爪 32不至于因受到强力撞击而集中作用力于该棘 32本 体， 使该棘爪 32无法承受该作用力而产生破裂或断裂的情形
综合上述所言，本发明确可藉由该棘爪窝 311与该棘爪 32的外轮廓形状、齿形， 以及齿数上的设计， 以增加该棘爪窝 311与该棘爪 32间接触面积，使得两者的受力 面积可大为增加， 以提升该棘爪窝 311承载该棘爪 32的承载强度；且亦可增加该棘 爪 32与该棘齿 111的接触面积， 以提高该棘爪 32的反应速度，并加强两者啮合的稳 定度。
虽本发明是以一个最佳实施例作说明， 但精于此技艺者能在不脱离本发明精 神与范畴下作各种不同形式的改变。 以上所举实施例仅用以说明本发明而已， 非 用以限制本发明的范围。 举凡不违本发明精神所从事的种种修改或变化 ， 倶属本 发明申请专利范围。