专利名称：自行车用飞轮的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种飞轮，特别涉及一种安装在自行车的轮毂上的自行车用飞轮。
背景技术：
在自行车的驱动侧车轮、通常在后轮上，一体或分体地在轮毂体上设置有飞轮，飞轮具有仅传递单向的旋转力的单向离合器功能。作为以往的飞轮，公知的是具有爪式单向离合器的飞轮，所述单向离合器具有棘轮齿和与其啮合的离合器爪。在爪式单向离合器中，离合器爪朝向与棘轮齿啮合的卡合位置受力，向该卡合位置的啮合时刻滞后、即存在所谓的间隙角。例如，若离合器爪为一个，且相邻的棘轮齿的中心角为20度，则离合器爪与棘轮齿啮合为止最大产生20度的间隙角。
在急加速、急坡度的凹凸、急转弯等严酷的条件下使用的越野赛车、山地自行车等竞技用自行车中，希望单向离合器的间隙角尽可能变小。而且，在严酷条件下使用的竞技用自行车中，由于要求较高的强度及耐冲击力，所以希望能承受高载荷的飞轮。以往公开有满足这样的希望的、间隙角较小的飞轮(例如参照专利文献1)。
以往的飞轮构造具有内侧部件，可一体旋转地与离合器体连结；外侧部件，配置在内侧部件的外周侧，可在外周面安装后链轮；一对轴承，配置在内侧部件和外侧部件之间；爪式单向离合器，配置在一对轴承之间。单向离合器的离合器爪设置有多个，具有棘轮齿和角度相位差。离合器爪在施力部件的作用下向与棘轮齿啮合的方向受力。施力部件是扭转螺旋弹簧，设置在各离合器爪上。
在以往的飞轮中，离合器爪具有棘轮齿和角度相位差，且沿圆周方向隔开间隔配置多个离合器爪，由此，离合器爪以比棘轮齿的中心角更小的角度与棘轮齿啮合。由此，使间隙角变小，离合器爪与棘轮齿啮合的间隔变短。而且，通过在内侧部件和外侧部件之间配置单向离合器并在其两侧配置轴承，而能承受高载荷。
专利文献1欧洲专利申请公开第0777060号说明书中的图5在前述以往的飞轮中，由于施力部件设置每个离合器爪上，所以存在在空间性制约较大的飞轮内使构造复杂化、单向离合器的组装作业变得烦杂的倾向。
发明内容
本发明的课题在于在具有多个离合器爪的飞轮中提供一种间隙角小且内部构造简单、具有高强度的飞轮。
发明1的自行车用飞轮安装在自行车的轮毂上，具备内侧部件、外侧部件、至少一个轴承、和单向离合器。内侧部件是与轮毂连结的部件。外侧部件是配置在内侧部件的外周侧的部件。至少一个轴承配置在内侧部件和外侧部件之间，使外侧部件相对于内侧部件相对旋转自如地安装。单向离合器具有棘轮齿，设置在外侧部件的内周面上；第1到笫n(n为3以上的整数)的n个离合器爪，在圆周方向上隔开间隔地配置在内侧部件的外周面上，在与棘轮齿卡合的卡合位置和与棘轮齿不卡合的脱离位置之间移动自如地安装，位于卡合位置时可从外侧部件向内侧部件传递旋转力；和至少一个施力部件，对第l到第n离合器爪中的至少两个以上离合器爪从内侧部件的外周侧向卡合位置施力；第1到第n离合器爪以间隙角为10度以下的方式配置。
在飞轮中，若外侧部件旋转，则该旋转经由单向离合器以间隙角为10度以内的方式传递到内侧部件上，轮毂，即车轮旋转。在飞轮的组装时，在内侧部件上配置多个离合器爪。在该状态下，将施力部件安装到内侧部件上，对n个离合器爪中至少两个以上的离合器爪从内侧部件的外周侧向卡合位置施力。在此，施力部件从内侧部件的外周侧对n个离合器爪中至少两个以上的离合器爪统一施力，所以仅通过将至少一个施力部件安装到内侧部件上即可对至少两个以上的离合器爪统一施力。因此，可提供一种间隙角小且内部构造简单、具有高强度的飞轮。
发明2的自行车用飞轮是在发明1所述的轮中，轴承沿轴方向隔开间隔配置有两个，棘轮齿及棘轮爪配置在两个轴承之间。在这种情况下，轴承间配置有单向离合器，所以动力传递时旋转的松动变小，可承受高载荷。
发明3的自行车用飞轮是在发明1或2所述的轮中，在外侧部件的外周面上，形成有可一体旋转地安装链轮的链轮安装部。在这种情况下，可提供能安装链轮且具有高强度的飞轮。
发明4的自行车用飞轮是在发明1～3中任一项所述的轮中，第1离合器爪和第n离合器爪的中心角比第1离合器爪到第n离合器爪间相邻两个离合器爪的中心角大。在这种情况下，由于第1离合器爪和最后的第n离合器爪的中心角比其他离合器爪的相邻两个的中心角大，所以扩大施力部件的设计自由度和配置自由度。
发明5的自行车用飞轮是在发明4所述的轮中，第1离合器爪到第n离合器爪间相邻两个离合器爪的中心角相等。在这种情况下，可平衡较好地维持强度，并抑制相对于离合器爪的施力部件的作用力的偏差。
发明6的自行车用飞轮是在发明1～5中任一项所述的轮中，n个离合器爪中与棘轮齿同时啮合的数量为n-1个以下。在这种情况下，不必增大最初的离合器爪的数量，便能减小间隙角。
发明7的自行车用飞轮是在发明6所述的轮中，n个离合器爪中与棘轮齿同时啮合的数量为两个。在这种情况下，可确保所需的刚性并减小间隙角。
发明8的自行车用飞轮是在发明6所述的轮中，n个离合器爪中与棘轮齿同时啮合的数量为1个。在这种情况下，不必增大最初的离合器爪的数量，便能尽可能地减小间隙角。
发明9的自行车用飞轮是在发明1～8中任一项所述的轮中，第1到第n离合器爪具有爪部，与棘轮齿啮合；弹簧钩挂部，配置在爪部的一侧部，卡合施力部件。在这种情况下，由于可分别设置离合器爪的爪部和弹簧钩挂部，所以扩大爪部的形状的自由度。
发明10的自行车用飞轮是在发明1～8中任一项所述的轮中，施力部件以交替对第1离合器爪到第n离合器爪施力的方式设置有两个。在这种情况下，由于可将由施力部件施力的离合器爪分成两部分，所以在离合器爪较多的情况下，也可使施力部件的作用力稳定。因此，可使多个离合器爪朝向卡合位置稳定地施力。
发明11的自行车用飞轮是在发明10所述的轮中，第1到第n离合器爪具有爪部，与棘轮齿啮合；弹簧钩挂部，配置在爪部的一侧部，卡合施力部件；相邻的离合器爪的弹簧钩挂部交替配置在爪部的一侧部和另一侧部上。在这种情况下，可使施力部件的作用力稳定，并扩大爪部的设计自由度。
根据本发明，由于施力部件从内侧部件的外周侧对n个离合器爪中至少两个以上离合器爪统一施力，所以进通过将至少一个施力部件安装到内侧部件上，可对n个离合器爪统一施力。因此，可提供一种间隙角小且内部构造简单、具有高强度的飞轮。
图1是采用了本发明一实施方式的飞轮的自行车的侧视图。
图2是搭载了飞轮的后轮毂的半剖视图。
图3是该飞轮部分的半剖放大面。
图4是单向离合器的剖视图。
图5是离合器爪的侧视图。
图6是离合器爪的俯视图。
图7是其他实施方式的相当于图4的图。
图8是其他实施方式的相当于图4的图。
图9是其他实施方式的相当于图4的图。
图10是其他实施方式的相当于图4的图。
图11是其他实施方式的相当于图5的图。
图12是该实施方式的相当于图6的图。
图13是表示其他实施方式的施力部件的侧视图。
图14是该实施方式的相当于图4的图。
具体实施例方式
图1中，采用了本发明一实施方式的自行车101是山地自行车，包括具有前叉98的菱形车架102；固定在前叉98上的车把104；由链条CN、脚蹬PD、前后拨链器FD、RD、前后链轮FP、RP等构成的驱动部105；安装在前叉98及车架102后部、具有辐条99的前轮及后轮106、107；前后闸装置108、109。在前轮及后轮106、107上，设置有前轮毂10及具有本发明一实施方式的飞轮43(参照图2)的后轮毂12。
如图2所示，后轮毂包括轮毂轴40，装卸自如地安装在设置于车架102的后部的左右一对爪部102a(参照图1)上；轮毂体41，配置在轮毂轴40的外周侧；飞轮43，与轮毂体41的图2右侧端部连结，具有例如10个链轮的后链轮RP可一体旋转地安装在外周上；第1及第2轴承42a、42b，配置在轮毂轴和轮毂体41及轮毂轴40和飞轮43之间。
轮毂轴40是快速杆式的轮毂轴，包括中空的轴主体44，例如右旋螺纹的阳螺纹部44a以从第1轴承42a的安装部分的稍稍内侧向轴方向外方的方式形成，例如右旋螺纹的阳螺纹部44b以从飞轮43安装部分的稍稍内侧向轴方向外方的方式形成；快速轮毂杆44c，贯通轴主体44；调整螺母45，与快速轮毂杆44c的一端拧合；凸轮杆46，与快速轮毂杆44c的另一端卡合。在轴主体44的一端(图2右端)和调整螺母45之间及轴主体44的另一端(图2左端)和凸轮杆46之间，安装有锥形螺旋板弹簧46a、46b。
轮毂体41为例如铝合金制的筒状部件。轮毂体41是在外周面的两端部上形成有辐条99卡止的轮毂凸缘41a、41a的大致筒状部件。在轮毂体41的一端面(图2左端面)上，形成有安装第1轴承42a的轴承安装部41c。而且，在轮毂体41的内周部上，安装有防止填充在笫1轴承42a中的润滑脂流出的润滑脂保持部件80。
笫1及第2轴承42a、42b是由第1及笫2外圈47a、47b、第1及第2内圈48a、48b、分别配置在两圈47a、47b、48a、48b之间的多个球体49a、49b构成的球轴承。球体49a、49b通过未图示的保持器沿圆周方向隔开间隔地配置。
第1外圈48a压入在形成于轮毂体41上的轴承安装部41c中。第2外圈47b拧入并固定在形成于后述的内侧部件50中的轴承安装部50b(参照图3)中。第2外圈48b兼作旋转自如地支承飞轮43的后述的第4轴承52b的内圈。第1及第2内圈48a、48b拧入到形成在轮毂轴40的轴主体44上的阳螺纹部44a、44b中，具有调整轴方向的晃动的推球器的功能。第1及第2内圈48a、48b借助与第1及第2内圈48a、48b的轴方向外方接触而配置的锁定螺母70a、70b而停止转动，并不能沿轴方向移动。
如图3所示，飞轮43包括内侧部件50，与轮毂体41连结；外侧部件51，配置在内侧部件50的外周侧；第3及笫4轴承52a、52b，配置在内侧部件50和外侧部件51之间，使外侧部件51相对于内侧部件50相对旋转自如地安装；爪式的单向离合器53，仅将外侧部件15的行进方向的旋转传递到内侧部件50。
内侧部件50是带阶梯的圆筒状的例如铬钼钢等强度比较高的钢铁制的部件。内侧部件50通过筒状的连结部件54可一体旋转地与轮毂体41连结，所述连结部件54在外周面上形成有细齿54a。与连结部件54的细齿54a啮合的细齿50a及41a形成在内侧部件50的图3左侧的大直径部分的内周面及轮毂体41的右端内周面上。内侧部件50通过筒状螺栓55固定在轮毂体41上，所述筒状螺栓55贯通内侧部件55的内周面及连结部件的内周面而与轮毂体41的内周面拧合。在内侧部件50的大直径部分的外周面上，形成有构成第3轴承52a的内圈的推球面66a。筒状螺栓55的内周面和轴主体44的外周面之间的间隙为0.4mm左右，非常窄。在内侧部件50和轮毂体41之间安装有垫圈81。
在内侧部件50的图3右端部外周面上，形成有用于拧入安装第2轴承42b的轴承安装部50b。而且，在轴承安装部50b的内侧外周面上，沿圆周方向隔开间隔地形成有用于摆动自如地安装单向离合器53的后述4个离合器爪61的离合器爪安装凹部50c。而且，在外周面上，沿轴方向隔开间隔地配置有沿内侧部件50的圆周方向横切离合器爪安装凹部50c的两个弹簧配置槽50f。如图4所示，各离合器爪安装凹部50c是下凹形成大小两个圆弧50d、50e相连的形状而形成的。在该小圆弧50e上安装离合器爪61。而且，在内侧部件50的图3的左侧的大直径外周面上，形成有用于旋转自如地支承外侧部件51的第3轴承52a的内圈。
外侧部件51具有在外周上安装后链轮RP的链轮安装部51a，并且旋转自如地支承在内侧部件50的外周部上。如图4所示，链轮安装部51a由具有例如9个突起部的细齿51b构成。另外，仅一个细齿51c与其他的细齿51b相比圆周方向的长度较小。外侧部件51通过第3及第4轴承52a、52b旋转自如地支承在内侧部件50上。在外侧部件51的内周面上，沿轴方向隔开间隔地形成有成为第3及第4轴承52a、52b的外圈的支承球面65a、65b。在支承球面65a、65b之间，形成有构成单向离合器53的棘轮齿60。
第3及第4轴承52a、52b配置在内侧部件50和外侧部件51之间，使外侧部件51相对于内侧部件50相对旋转自如地安装。第3及第4轴承52a、52b是由形成于外侧部件51的内周面上的作为外圈的支承球面65a、65b、分别形成在内侧部件50及第2轴承42b的外周面上的作为内圈的推球面66a、66b、和配置在支承球面65a、65b和推球面66a、66b之间的多个球体67a、67b构成的球轴承。球体67a、67b通过未图示的保持器，沿圆周方向隔开间隔地配置着。
单向离合器53仅将外侧部件51的行进方向的旋转传递到内侧部件50。如图4所示，单向离合器53包括设置在外侧部件51的内周面上的棘轮齿60、沿圆周方向隔开间隔地配置在内侧部件50的外周面上的第1到第n(n为3以上的整数)的离合器爪61、对离合器爪61施力的施力部件62。单向离合器53是为了仅将图4的箭头符号所示的外侧部件51的行进方向的旋转(图4的顺时针旋转)传递到内侧部件50而设置的。因此，内侧部件50相对于外侧部件51的相对的图4的顺时针旋转不会传递到外侧部件51。
棘轮齿60沿圆周方向隔开间隔地配置在第3及第4轴承52a、52b之间且外侧部件51的内周面上。棘轮齿60例如在图4所示的实施方式中，具有壁部60a的18个棘轮齿60沿圆周方向形成为非对称的锯齿状。因此，在本实施方式的情况下，相邻的棘轮齿60的中心角α为20度。
在本实施方式中，离合器爪61沿圆周方向隔开间隔地设置有4个。为了在说明配置时便于使用，按图4的顺时针旋转将第1到第4离合器爪分别作为61a到61d，并对各离合器爪61赋予附图标记。在内侧部件50的离合器爪安装凹部50c中，离合器爪61安装成在与棘轮齿60卡合的卡合位置、和与棘轮齿60不卡合的脱离位置之间摆动自如。离合器爪61处于卡合位置时可从外侧部件51向内侧部件50传递旋转力。第1到第4离合器爪61a到61d以间隙角为10度的方式配置。为了实现该配置，按从第1离合器爪61a到最后的第4离合器爪61d的顺时针旋转而相邻的两个离合器爪61之间的中心角β1，比第1离合器爪61a和按逆时针方向旋转而配置的第4离合器爪61d之间的中心角γ1(即，中间没有笫2及第3离合器爪61b、61c的第1离合器爪61a和第4离合器爪61d之间的中心角γ1)更小。具体地说，在本实施方式中，从第1离合器爪61a到第4离合器爪61d按顺时针旋转而相邻的两个离合器爪61的中心角β1为70度相同的角度，第1离合器爪61a和按逆时针方向旋转而相邻的第4离合器爪61d之间的中心角γ1为150度。
在这样配置的第1到第4离合器爪61a到61d中，第1及笫3离合器爪61a、61c、和第2及第4离合器爪61b、61d分别同时与棘轮齿60啮合。即，由于棘轮齿60的中心角α为20度，第1到第4离合器爪61a到61d的中心角β1为70度，所以隔开一个的离合器爪61a、61c及离合器爪61b、61d的中心角为140度，用20度除得尽。而且，由于中心角β1为70度，所以在相邻的离合器爪61a、61b及61c、61d中，若一方与棘轮齿60啮合，则另一方从棘轮齿60偏离10度相位而配置。因此，间隙角为10度。在此，由于两个离合器爪61同时与棘轮齿60啮合，所以可维持必要的刚性并使间隙角变小。
如图5及图6所示，离合器爪61具有前端部与棘轮齿60啮合的爪部63、一体形成在爪部63的长度方向的侧部的弹簧钩挂部64。爪部63及弹簧钩挂部64的基端部64c形成为圆弧状，并摆动自如地安装在离合器爪安装凹部50c的小直径的圆弧50e上。爪部63具有与棘轮齿60的壁部60a抵接的前端部63a。在弹簧钩挂部64上，形成有施力部件卡合的弹簧钩挂槽64a。弹簧钩挂槽64a在图5中右高地形成，从而在施力部件卡合时，能使离合器爪61在卡合位置立起。弹簧钩挂槽64a形成为，在离合器爪61安装到离合器爪安装凹部50c中时，弹簧钩挂槽64a与两个弹簧配置槽50f中的某一个沿圆周方向配置在直线上。弹簧钩挂部64与爪部63的一侧部(图6左侧部)和另一侧部(图6右侧)中的某一个一体形成。在一侧部上配置有弹簧钩挂部64的离合器爪61和在另一侧部配置有弹簧钩挂部64的离合器爪61交替配置。在本实施方式中，第1及第3离合器爪61a、61c的一侧部上，设置有弹簧钩挂部64，第2及第4离合器爪61b、61d的另一侧部上设置有弹簧钩挂部64。
施力部件62由第1到第4离合器爪61a到61d从内侧部件50的外周侧统一向卡合位置施力的两个弹簧部件62a、62b构成。为了将两个弹簧部件62a、62b安装到圆形的弹簧配置槽50f中，而将金属制的弹性线材弯曲形成为C字状。因此，弹簧部件62a、62b具有切去圆弧的一部分那样的开端部62c。如图4所示，为了使弹簧部件62a、62b停止转动，而在弹簧配置槽50f中，朝向外周面形成有突起部50g。通过在该突起部50g上配置弹簧部件62a、62b的开端部6c，而能使弹簧部件62a、62b停止转动，防止旋转而使开端部62c配置在离合器爪61上。弹簧部件62a、62b具有与弹簧配置槽50f的底部的外径相同或更小的内径，并且与离合器爪61的弹簧钩挂槽64a(参照图5)的底面接触，使离合器爪61朝向卡止位置交替施力。
具体地说，弹簧部件62a对第1离合器爪61a及第3离合器爪61c施力，弹簧部件62b对第2离合器爪61b及第4离合器爪61d施力。这样，统一多个离合器爪61用可施力的弹簧部件62a、62b交替对离合器爪61施力，从而，可将由弹簧部件62a、62b的施力部件施力的离合器爪61分成两部分。因此，即使在离合器爪61的数量较多的情况下，也使弹簧部件62a、62b部件的作用力稳定。因此，能使多个离合器爪61向卡合位置稳定施力，稳定地进行利用离合器爪61的旋转的传递。
下面，说明飞轮43的动作。
若踩踏脚蹬PD，使后链轮RP旋转，则外侧部件51一体旋转，通过其旋转，离合器爪61的某两个与单向离合器53的棘轮齿60的某个啮合。此时，由于间隙角为10度，所以外侧部件51最大以10度旋转，则某两个离合器爪61与棘轮齿60啮合，外侧部件51的旋转传递到内侧部件50。其结果，车轮旋转。另一方面，若停止踩踏脚蹬PD，则由于后轮107旋转，内侧部件50相对于外侧部件51朝图4的顺时针旋转相对旋转，但是由于通过棘轮齿60使离合器爪61倒向脱离位置侧，所以该旋转不会传递倒外侧部件51。
飞轮43的典型组装过程如下所述。
最初，将第3轴承52a的球体67a以保持于保持器中的状态配置在内侧部件50的推球面66a上。接着，将离合器爪61安装到离合器爪安装凹部50c的小圆弧50e上。此时，弹簧钩挂部64以交替配置的方式安装。将安装的离合器爪61设成倒转的状态，握住内侧部件50，另一只手将弹簧部件62a、62a从内侧部件50的图3右端开始一个个安装在弹簧配置槽50f中。此时，里侧的弹簧部件62a首先安装到配置槽50f中。在安装弹簧部件62a、62b时，在弹簧配置槽50f的突起部50g上，配置弹簧部件62a、62a的开端部62c，使弹簧部件62a、62a止转。由此，4个离合器爪61a到61d通过弹簧部件62a、62b交替朝向卡合位置一起受力。
这样，在球体67a、离合器爪61及弹簧部件62a、62b装入内侧部件50的外周面的状态下，将内侧部件50从图3左端插入外侧部件51中。此时，优选使两个离合器爪61与棘轮齿60的某个啮合。在该状态下，球体67a安装到推球面66b上的第2轴承42b的外圈47b拧入内侧部件50的外周面，调整第3及第4轴承52a、52b的球接触度。完成飞轮43。完成后的飞轮43经由垫圈81固定在轮毂体41上。具体地说，在垫圈81安装到轮毂体41后的状态下，通过连结部件54使飞轮43以与垫圈81抵接的方式可一体旋转地与轮毂体41连结。最后，通过筒状螺栓55固定到轮毂体41上。
在该飞轮43的组装作业中，不必在每一个离合器爪61上设置一个弹簧部件62a、62b，而用一个弹簧部件62a、62b统一对多个离合器爪61施力，所以不会造成飞轮43内的构造复杂化，可简单地安装施力部件62。
<其他实施方式>
(a)在前述实施方式中，为了维持必须的刚性并使间隙角变小，而使两个离合器爪61同时与棘轮齿60啮合，但是为了使间隙角变小，也可仅使一个离合器爪61与棘轮齿60啮合。
图7中，第1到第4离合器爪61a到61d中顺时针旋转相邻的两个离合器爪61的中心角β2为75度，第1离合器爪61a和按逆时针方向旋转而相邻的第4离合器爪61d之间的中心角γ2(即，中间没有第2及第3离合器爪61b、61c的第1离合器爪61a和第4离合器爪61d之间的中心角γ2)为135度。
在这样配置的第1到第4离合器爪61a到61d中，只有第1到第4离合器爪61a到61d中的某一个与棘轮齿60啮合。即，由于棘轮齿60的中心角α为20度，第1到第4离合器爪61a到61d的中心角β2为75度，所以某一个离合器爪61与棘轮齿60啮合时，不存在以用20度除得尽的角度相位配置的离合器爪61。而且，由于中心角β2为75度，所以配置成若离合器爪61a啮合，则离合器爪61d到61b以该顺序以每次5度从棘轮齿60渐渐离开。即，因此，间隙角为5度。在此，由于只有一个离合器爪61与棘轮齿60啮合，所以不必增加最初的离合器爪的数量，便能尽可能地减小间隙角。
此外，与前述实施方式相同，离合器爪61通过第1及第2离合器爪61交替受力。
(b)在前述实施方式中，离合器爪61的数量为4个，但离合器爪61的数量只要为3个以上，可以为任何数量。
图8及图9中，离合器爪61设置有离合器爪61a到61f共6个，图10中，离合器爪61设置有离合器爪61a到61e共5个。另外，图8中，两个离合器爪61同时与棘轮齿60啮合，图9及图10中，只有一个离合器爪61与棘轮齿60啮合。
图8中，按从第1到第6离合器爪61a到61f的顺时针旋转而相邻的两个离合器爪61之间的中心角β3为53度20分，第1离合器爪61a和按逆时针方向旋转而相邻的第6离合器爪61f之间的中心角γ3为93度20分。
在这样配置的第1到第6离合器爪61a到61f中，两个离合器爪61a、61d、离合器爪61b、61e、和离合器爪61c、61f同时与棘轮齿60啮合。即，由于棘轮齿60的中心角α为20度，笫1到第6离合器爪61a到61f的中心角β3为53度30分，所以隔开两个的离合器爪61a、61d、离合器爪61b、61e、和离合器爪61c、61f的中心角为160度，用20度除得尽。而且，由于中心角β3为53度30分，所以在相邻的离合器爪61a、61b、61c及61d、61e、61f中，若一方与棘轮齿60啮合，则另一方从棘轮齿60偏离6度40分相位而配置。因此，间隙角为6度40分。在此，由于两个离合器爪61同时与棘轮齿60啮合，所以可维持必要的刚性并使间隙角变小。在这情况下，也可构成为使3个棘轮爪同时啮合，而将间隙角设为10度。
图9中，按从离合器爪61a到61f的顺时针旋转而相邻的离合器爪61的中心角β4为56度40分，离合器爪61a和按逆时针方向旋转而相邻的第6离合器爪61f之间的中心角γ4为76度40分。
在这样配置的第1到第6离合器爪61a到61f中，只有第1到第6离合器爪61a到61f中的某一个与棘轮齿60啮合。即，由于棘轮齿60的中心角α为20度，第1到第6离合器爪61a到61f的中心角β4为56度40分，所以某一个离合器爪61与棘轮齿60啮合时，不存在以用20度除得尽的角度相位配置的离合器爪61。而且，由于中心角β4为56度40分，所以配置成若离合器爪61a啮合，则离合器爪61f到61b以该顺序每次以3度20分从棘轮齿60渐渐离开。即，因此，间隙角为3度20分。在此，由于只有一个离合器爪61与棘轮齿60啮合，所以不必增加最初的离合器爪的数量，便能尽可能地减小间隙角。
图10中，按从第1到第5离合器爪61a到61e的顺时针旋转而相邻的离合器爪61的中心角β5为68度，离合器爪61a和按逆时针方向旋转而相邻的第5离合器爪61e之间的中心角γ5为88度。
在这样配置的第1到第5离合器爪61a到61e中，只有第1到第5离合器爪61a到61e中的某一个与棘轮齿60啮合。即，由于棘轮齿60的中心角α为20度，第1到第5离合器爪61a到61e的中心角β5为68度，所以某一个离合器爪61与棘轮齿60啮合时，不存在以用20度除得开的角度相位配置的离合器爪61。而且，由于中心角β5为68度，所以配置成若离合器爪61a啮合，则离合器爪61e到61b以该顺序每次以4度从棘轮齿60渐渐离开。具体地说，若第1离合器爪61a与棘轮爪60啮合，则第4离合器爪61e配置成从第1离合器爪61a离开4度，第2离合器爪61b配置成从第1离合器爪61a离开8度，第5离合器爪61e配置成从第1离合器爪61a离开12度，第3离合器爪61c配置成从第1离合器爪61a离开16度，单向离合器53以该间隔接通。因此，间隙角为4度。在此，由于只有一个离合器爪61与棘轮齿60啮合，所以不必增加最初的离合器爪的数量，便能尽可能地减小间隙角。在这种情况下，即使将中心角β5、γ5都设为72度，第1到第5离合器爪61a到61e等间隔配置，同样间隙角也为4度。
另外，在图8到图10的实施方式中，与前述实施方式一样，离合器爪61通过第1及第2弹簧部件62a、62b被交替施力。此外，在图10所示的实施方式中，离合器爪61的数量为奇数，所以通过第1弹簧部件62a，第1、第3、第5离合器爪61a、61c、61e这3个离合器爪61被施力，通过第2弹簧部件62b，第2、第4离合器爪61b、61d这两个离合器爪61被施力。
(c)在前述实施方式中，离合器爪61中，弹簧钩挂部64配置在在爪部63的侧部上，但是如图11及图12所示，在离合器爪161中，也可将弹簧钩挂部164配置于爪部163的长度方向(图11的左右方向)的中央部。在这种情况下，在爪部13的中央部，将弹簧钩挂槽164a沿轴方向隔开间隔设置两个。其中虚线所示的一方的弹簧钩挂槽164a与前述实施方式一样，为图11所示的右高形状，使得在弹簧部件62a、62b的某一方的作用下向卡合位置受力，但是在图11中用双点划线表示的另一方的弹簧钩挂槽164b形成为大致水平，使得其不被弹簧部件62a、62b的另一方施力。在这样的棘轮爪161中，图12中实线所示的弹簧钩挂部164a、164b、和双点划线所示的左右调换的弹簧钩挂部164a、164b交替配置。由此，通过两个弹簧部件62a、62b，多个离合器爪161被交替施力。
(d)在前述实施方式中，将两个C字状的弹簧部件62a、62b用于施力部件62，但如图13所示，也可将两端具有钩部162b的螺旋弹簧162a用作施力部件162。在这种情况下，可利用螺旋弹簧162a的伸缩对离合器爪61施力，所以即使不对离合器爪61交替施力而使其统一施力，关于离合器爪作用的力的偏差也会变小。在这种情况下，可将弹簧钩挂部一起配置在爪部的一方侧部，也可配置在爪部的中心部。在一起配置在一方的侧部的情况下，若在图3的右侧端设置弹簧钩挂部，则容易安装螺旋弹簧162a。当然，也可将离合器爪61以交互施力的方式设置两个。
螺旋弹簧162a的长度设定为，在挂在钩部162b之间时比自由长度伸长的长度。螺旋弹簧162a如图14所示，在挂在两端的两个钩部162b的状态下，从内侧部件50的图3右端安装到弹簧配置槽50f上即可。
(e)在前述实施方式中，两个施力部件62a、62b分别将多个离合器爪61向卡合位置施力，但是若至少存在一个对多个离合器爪统一施力的施力部件，则其他的施力部件可只对一个离合器爪施力。
权利要求
1.一种自行车用飞轮，安装在自行车的轮毂上，其特征在于，具备内侧部件，与前述轮毂连结；外侧部件，配置在前述内侧部件的外周侧；至少一个轴承，配置在前述内侧部件和外侧部件之间，使前述外侧部件相对于前述内侧部件相对旋转自如地安装；和单向离合器，具有棘轮齿，设置在前述外侧部件的内周面上；第1到第n、n为3以上的整数的n个离合器爪，在圆周方向上隔开间隔地配置在前述内侧部件的外周面上，安装成在与前述棘轮齿卡合的卡合位置和与前述棘轮齿不卡合的脱离位置之间移动自如，位于前述卡合位置时可从前述外侧部件向内侧部件传递旋转力；和至少一个施力部件，对前述第1到第n离合器爪中的至少两个以上离合器爪从前述内侧部件的外周侧向前述卡合位置施力；前述第1到第n离合器爪以间隙角为10度以下的方式配置。
2.如权利要求1所述的自行车用飞轮，其特征在于，前述轴承沿轴方向隔开间隔配置有两个，前述棘轮齿及前述棘轮爪配置在前述两个轴承之间。
3.如权利要求1或2所述的自行车用飞轮，其特征在于，在前述外侧部件的外周面上，形成有可一体旋转地安装链轮的链轮安装部。
4.如权利要求1～3中任一项所述的自行车用飞轮，其特征在于，第1离合器爪和前述第n离合器爪的中心角比第1离合器爪到第n离合器爪间相邻两个离合器爪的中心角大。
5.如权利要求4所述的自行车用飞轮，其特征在于，前述第1离合器爪到第n离合器爪间相邻两个离合器爪的中心角相等。
6.如权利要求1～5中任一项所述的自行车用飞轮，其特征在于，前述n个离合器爪中与前述棘轮齿同时啮合的数量为n-1个以下。
7.如权利要求6所述的自行车用飞轮，其特征在于，前述n个离合器爪中与前述棘轮齿同时啮合的数量为两个。
8.如权利要求6所述的自行车用飞轮，其特征在于，前述n个离合器爪中与前述棘轮齿同时啮合的数量为1个。
9.如权利要求1～8中任一项所述的自行车用飞轮，其特征在于，前述第1到第n离合器爪具有爪部，与前述棘轮齿啮合；弹簧钩挂部，配置在前述爪部的一侧部，卡合前述施力部件。
10.如权利要求1～8中任一项所述的自行车用飞轮，其特征在于，前述施力部件以交替对前述第1离合器爪到第n离合器爪施力的方式设置有两个。
11.如权利要求10所述的自行车用飞轮，其特征在于，前述第1到第n离合器爪具有爪部，与前述棘轮齿啮合；弹簧钩挂部，配置在前述爪部的一侧部，卡合前述施力部件；相邻的离合器爪的前述弹簧钩挂部交替配置在前述爪部的一侧部和另一侧部上。
全文摘要
本发明在具有多个离合器爪的飞轮中提供一种间隙角小且内部构造简单、具有高强度的飞轮。飞轮(43)具备内侧部件(50)、外侧部件(51)、至少一个轴承、和单向离合器(53)。内侧部件与轮毂体连结。外侧部件配置在内侧部件的外周侧。轴承配置在内侧部件和外侧部件之间，使外侧部件相对于内侧部件相对旋转自如地安装。单向离合器具有棘轮齿(60)，设置在外侧部件的内周面上；第1到第n(n为3以上的整数)的n个离合器爪(61)，沿圆周方向隔开间隔地配置在内侧部件的外周面上；和施力部件(62)，对第1到第n离合器爪中的多个离合器爪从内侧部件的外周侧向卡合位置施力；第1到第n离合器爪的间隙角为10度以下。
文档编号F16D41/30GK1952422SQ20061013567
公开日2007年4月25日 申请日期2006年10月20日 优先权日2005年10月21日
发明者金久隆则 申请人:株式会社岛野