專利名稱：自行車花轂變速機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及自行車花轂，特別涉及一種結(jié)構(gòu)簡單、加工容易、且各級(jí)變速穩(wěn)定的內(nèi)三速花轂設(shè)計(jì)。
背景技術(shù)：
請(qǐng)參考圖1、2所示，是現(xiàn)有技術(shù)的內(nèi)三速花轂的立體分解圖及組合剖視圖，該內(nèi)三速花轂主要包括一車心1，一中空的行星齒輪組2，穿接在該車心1的中間，一離合器3，其一端具有凸齒可套入到一驅(qū)動(dòng)體4的內(nèi)部，該行星齒輪組2的外周設(shè)有一外環(huán)5，該外環(huán)5設(shè)有兩個(gè)相對(duì)的棘齒5b，一花轂7，其內(nèi)側(cè)周壁環(huán)設(shè)有數(shù)個(gè)內(nèi)齒8，而驅(qū)動(dòng)體4的外周與自行車鏈盤9連接在一起，當(dāng)鏈盤9帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)體4旋轉(zhuǎn)時(shí)，位于驅(qū)動(dòng)體4內(nèi)部的離合器3可被帶動(dòng)，離合器3內(nèi)側(cè)的環(huán)齒3a可與行星齒輪組2的內(nèi)齒卡合，以帶動(dòng)行星齒輪組2輪轉(zhuǎn)，通過四行星齒輪2a帶動(dòng)外環(huán)5轉(zhuǎn)動(dòng)，外環(huán)5的兩凸齒5a與花轂7一側(cè)的內(nèi)齒8嵌合，從而驅(qū)動(dòng)花轂7輪轉(zhuǎn)，當(dāng)離合器3退離行星齒輪組2時(shí)，會(huì)將外環(huán)5的二棘齒5b的一端頂出，使另一嵌接端隱藏不能驅(qū)動(dòng)花轂7，驅(qū)動(dòng)體4的輪齒4a可與外環(huán)5的凸齒5a嚙合，從而帶動(dòng)外環(huán)5旋轉(zhuǎn)，外環(huán)5內(nèi)部的四個(gè)行星齒輪組2可以轉(zhuǎn)動(dòng)，且其嵌齒2b與花轂7另一側(cè)的內(nèi)齒8嚙合使花轂7得以旋轉(zhuǎn)，而該離合器3的移動(dòng)受控于該車心1內(nèi)部的變速桿1a的推移，配合車心1的斜槽1b的斜度，可導(dǎo)引離合器3內(nèi)側(cè)的環(huán)齒3a在相結(jié)合時(shí)，以推帶斜方式導(dǎo)入，也即旋轉(zhuǎn)時(shí)易于導(dǎo)入，使驅(qū)動(dòng)體4帶動(dòng)外環(huán)5，變速桿1a再推入時(shí)離合器3推動(dòng)行星齒輪組2，其嵌齒2b可與花轂7的內(nèi)齒8嚙合，從而帶動(dòng)花轂7旋轉(zhuǎn)。
由于上述現(xiàn)有的花轂7兩側(cè)的內(nèi)齒8乃位于花轂7的內(nèi)部，并不利于齒形加工，且車心1的斜槽1b乃為螺旋狀加工，非常不方便，另外該現(xiàn)有變速花轂的元件相當(dāng)多且復(fù)雜，相對(duì)的重量大，制造成本也隨之提高。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種自行車花轂變速機(jī)構(gòu)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷。為此，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案本實(shí)用新型的自行車花轂變速機(jī)構(gòu)包括一中空的車心，其左右各設(shè)有一螺桿，中間設(shè)有一齒輪，其中，該齒輪的左右各套接一襯套，一定位銷橫向串接于襯套及所述車心周壁的一長槽，一變速導(dǎo)桿套于車心內(nèi)，且位于兩定位銷之間，一變速桿穿接于車心的一側(cè)，該車心的另一側(cè)則套入一彈簧，并且通過一螺栓鎖合；一行星齒輪組，包括一外環(huán)，其內(nèi)壁環(huán)設(shè)有數(shù)個(gè)內(nèi)齒，外環(huán)的左右側(cè)各設(shè)有兩缺槽，一輪架，其周部樞接有四行星齒輪，可與外環(huán)內(nèi)齒嚙合，且輪架的左右側(cè)各設(shè)有兩缺槽；左、右各一變速齒輪，各包括一外環(huán)齒，該外環(huán)齒的內(nèi)側(cè)凸設(shè)有兩嵌部，內(nèi)側(cè)各設(shè)有一中空的容室，而其內(nèi)壁各分布有數(shù)個(gè)環(huán)齒，一內(nèi)環(huán)齒位于各容室內(nèi)，其內(nèi)側(cè)設(shè)有兩嚙合部，且內(nèi)壁各分布有數(shù)個(gè)環(huán)齒；一第一棘輪套筒，是中空體，位于右側(cè)變速齒輪的外側(cè)，其內(nèi)側(cè)周壁樞設(shè)有一對(duì)彈性棘齒及一對(duì)控制棘齒，控制棘齒的一端是控制端，可與車心右側(cè)的襯套對(duì)應(yīng)，另一端是驅(qū)動(dòng)端；
一第二棘輪套筒，位于左側(cè)變速齒輪的外側(cè)，其內(nèi)側(cè)周壁設(shè)有一對(duì)彈性棘齒、及一對(duì)控制棘齒，該控制棘齒的一端是控制端，與車心左側(cè)的襯套對(duì)應(yīng)，另一端是驅(qū)動(dòng)端，第二棘輪套筒的外周套設(shè)有一鏈齒；一第一封蓋，穿設(shè)于車心的一端，一第一軸承介于第一封蓋與第一棘輪的套筒之間，并通過一第一螺母鎖合于車心一側(cè)的螺桿上；一第二封蓋，穿設(shè)于車心的另一端，一第二軸承介于第二封蓋與第一棘輪的套筒之間，并通過一第二螺母鎖合于車心另一側(cè)的螺桿上；一中空的花轂，其內(nèi)部可組接車心、行星齒輪組、二變速齒輪、及第一、二棘輪套筒，第二棘輪套筒與花轂之間設(shè)有一第三軸承。
本實(shí)用新型的自行車花轂變速機(jī)構(gòu)具有各級(jí)變速穩(wěn)定，及加工容易、零件簡單、制造成本低的有益效果。


圖1是現(xiàn)有的內(nèi)三速花轂的立體分解圖。
圖2是現(xiàn)有的內(nèi)三速花轂的組合剖視圖。
圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例的立體分解圖。
圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例的組合剖視圖。
圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例的立體示意圖。
圖6是二速動(dòng)作示意圖。
圖7是三速動(dòng)作示意圖。
具體實(shí)施方式
請(qǐng)參考圖3、4、5所示，本實(shí)用新型的自行車花轂變速機(jī)構(gòu)，包括一中空的車心10，其左右側(cè)各具有一螺桿11，而其中間設(shè)有一齒輪12，該齒輪12的左右側(cè)各設(shè)有一襯套13，該襯套13的周壁徑向穿接一定位銷131，該定位銷131穿經(jīng)該車心10的長槽18，該車心10一側(cè)的內(nèi)部可穿入一變速桿14，一變速導(dǎo)桿15穿接于車心10內(nèi)，且位于該兩定位銷131之間，該車心10的一端套入一彈簧16，并通過一螺栓17鎖合，而變速桿14穿接于該車心10的另一側(cè)。
一行星齒輪組20，包括中空的一外環(huán)21，其兩側(cè)周壁相對(duì)處各設(shè)有一對(duì)缺槽22，且其內(nèi)壁面分布有數(shù)個(gè)內(nèi)齒23，并具有四行星齒輪24與該內(nèi)齒23嚙合可產(chǎn)生回轉(zhuǎn)，該各行星齒輪24的左右各設(shè)有一插桿241，該各插桿241套接于一輪架25左右側(cè)的一插孔251上，使各行星齒輪24能露出于該輪架25的周面窗孔而可與該外環(huán)21的內(nèi)齒23嚙合，該輪架25的左右壁面各設(shè)有相對(duì)應(yīng)的兩缺槽252。
二變速齒輪30a、30b，是中空狀，分別位于該行星齒輪組20的左右側(cè)，各包括一外環(huán)齒31a、31b，該各外環(huán)齒31a、31b面對(duì)該行星齒輪組20的徑面各凸設(shè)有兩相對(duì)的嵌部311a、311b，而其內(nèi)部各設(shè)有一容室32a、32b，分別供收容一內(nèi)環(huán)齒33a、33b，該各內(nèi)環(huán)齒33a、33b外側(cè)的相對(duì)位置各凸伸出兩嚙合部331a、331b，該各容室32a、32b相鄰的周壁環(huán)形分布有數(shù)個(gè)環(huán)齒34a、34b。
一第一棘輪套筒40，是中空體，位于該變速齒輪30a的外側(cè)，其一側(cè)的周壁樞設(shè)有一對(duì)彈性棘齒41，中段設(shè)有一對(duì)控制棘齒42，該控制棘齒42是鉤狀，其一端是控制端42a，可活動(dòng)于棘輪套筒的壁面，另一端露出外，為驅(qū)動(dòng)端42b，可與變速齒輪30a的外環(huán)齒31a嚙合，該第一棘輪套筒40的外周四角點(diǎn)各設(shè)有一缺齒43，又該第一棘輪套筒40的外側(cè)設(shè)有螺紋44，一第一軸承45套接于該第一棘輪套筒40外側(cè)的開口，并有一第一封蓋46螺鎖于該車心10右側(cè)的螺桿11上，并使該第一軸承45介于第一封蓋46外與該第一棘輪套筒40內(nèi)壁之間，一第一螺母47鎖合于該車心10上而位于該第一封蓋46的外側(cè)。
一第二棘輪套筒50，是中空體，其中段設(shè)有一對(duì)可彈性按壓縮合的彈性棘齒51，內(nèi)側(cè)周壁設(shè)有一對(duì)控制棘齒52，該控制棘齒52基本呈鉤狀，其一端是控制端52a，位于該第二棘輪套筒50的中空內(nèi)部，另一端位于外側(cè)而為驅(qū)動(dòng)端52b，該第二棘輪套筒50的外側(cè)供自行車的一鏈齒a套接，一第二軸承53套入第二棘輪套筒50外側(cè)的開口，一第二封蓋54螺鎖于車心10的另一側(cè)，該第二軸承53介于該第二棘輪套筒50與第二封蓋54之間，并通過一第二螺母55鎖合于該車心10而將第二封蓋54定位。
一花轂60，基本為中空筒體，其內(nèi)部可穿接該車心10、行星齒輪組20、二變速齒輪30a和30b、第一棘輪套筒40、第二棘輪套筒50，并有一第三軸承61介于第一棘輪套筒40與花轂60的內(nèi)周壁之間。
通過上述結(jié)構(gòu)，當(dāng)進(jìn)行一級(jí)變速時(shí)，鏈齒a直接帶動(dòng)第二棘輪套筒50旋轉(zhuǎn)，第二棘輪套筒50的彈性棘齒51與驅(qū)動(dòng)棘齒52分別與外環(huán)齒31b及內(nèi)環(huán)齒33b嚙合，從而帶動(dòng)外環(huán)齒31b及內(nèi)環(huán)齒33b輪轉(zhuǎn)，且該外環(huán)齒31b可通過其嵌部311b與外環(huán)21的缺槽22插合，從而帶動(dòng)行星齒輪組20的外環(huán)21旋轉(zhuǎn)，內(nèi)環(huán)齒33b又通過其嚙合部331b與行星齒輪組20的輪架25缺槽252套接，帶動(dòng)輪架25的四行星齒輪24旋轉(zhuǎn)；且因內(nèi)環(huán)齒33b帶動(dòng)輪架25旋轉(zhuǎn)，經(jīng)四個(gè)行星齒輪24驅(qū)動(dòng)外環(huán)21旋轉(zhuǎn)，會(huì)使外環(huán)21加速輪轉(zhuǎn)，該外環(huán)21則反向帶動(dòng)外環(huán)齒31b加快，迫使第二棘輪套筒50的彈性棘齒51處于滑動(dòng)狀態(tài)而不受力。
因內(nèi)環(huán)齒33a的嚙合部331a插設(shè)于輪架25另一側(cè)的缺槽252上，故該內(nèi)環(huán)齒33a也可轉(zhuǎn)動(dòng)，外環(huán)齒31a的兩嵌部311a嵌接于外環(huán)21另一側(cè)的兩缺槽22，故可被帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，因外環(huán)21轉(zhuǎn)速較輪架25快，可使外環(huán)齒31a速度比內(nèi)環(huán)齒33a快，因此可先帶動(dòng)第一棘輪套筒40的控制棘齒42動(dòng)作。而輪架25帶動(dòng)內(nèi)環(huán)齒33a較慢，然彈性棘齒41與控制棘齒42同步，相對(duì)該彈性棘齒41可處于滑動(dòng)狀態(tài)，而第一棘輪套筒40與花轂60連接，使花轂60隨由第一棘輪套筒40一同旋轉(zhuǎn)而使自行車前進(jìn)，這樣在一速時(shí)，第二棘輪套筒50運(yùn)轉(zhuǎn)一周，第一棘輪套筒40可運(yùn)轉(zhuǎn)1.35周。
二級(jí)變速時(shí)請(qǐng)參考圖6，可拉變速桿14，變速導(dǎo)桿15受彈簧16張力，帶動(dòng)定位銷131移位，該定位銷131再推動(dòng)右側(cè)襯套13移位，讓該襯套13的外壁頂持第一棘輪套筒40，控制棘齒42的控制端42a外推，其驅(qū)動(dòng)端42b相對(duì)朝內(nèi)縮，因此當(dāng)鏈齒a驅(qū)動(dòng)第二棘輪套筒50旋轉(zhuǎn)時(shí)，其彈性棘齒51可帶動(dòng)外環(huán)齒31b回轉(zhuǎn)，控制棘齒52帶動(dòng)內(nèi)環(huán)齒33b旋轉(zhuǎn)，外環(huán)齒31b及內(nèi)環(huán)齒33b各驅(qū)動(dòng)外環(huán)21及輪架25旋轉(zhuǎn)，因內(nèi)環(huán)齒33b帶動(dòng)輪架25旋轉(zhuǎn)是經(jīng)四行星齒輪24傳動(dòng)，使外環(huán)21速度加快，外環(huán)21反向帶動(dòng)外環(huán)齒31b速度也加快，使彈性棘齒51處于滑動(dòng)狀態(tài)而不受力；同時(shí)外環(huán)21帶動(dòng)外環(huán)齒31a的速度也較輪架25驅(qū)動(dòng)內(nèi)環(huán)齒33a快，使外環(huán)齒31a先動(dòng)作(即先受力)，然因控制棘齒42的驅(qū)動(dòng)端42b朝內(nèi)隱藏，外環(huán)齒31a呈空轉(zhuǎn)，使輪架25驅(qū)動(dòng)內(nèi)環(huán)齒33a回轉(zhuǎn)再驅(qū)動(dòng)第一棘輪套筒40旋轉(zhuǎn)，再使花轂60隨第一棘輪套筒40旋轉(zhuǎn)，這樣在二速時(shí)，第二棘輪套筒50運(yùn)轉(zhuǎn)一周，第一棘輪套筒40也可運(yùn)轉(zhuǎn)1周。
三級(jí)變速時(shí)請(qǐng)參考圖7，操作變速桿14，使兩定位銷131分別帶動(dòng)兩襯套13移位，該各襯套13可分別推動(dòng)第一棘輪套筒40的控制棘齒42的控制端42a外推，使驅(qū)動(dòng)端42b內(nèi)縮，以及第二棘輪套筒50的控制棘齒52的控制端42a外推，使驅(qū)動(dòng)端52b內(nèi)縮，當(dāng)鏈齒a驅(qū)動(dòng)第二棘輪套筒50回轉(zhuǎn)時(shí)，使彈性棘齒51帶動(dòng)外環(huán)齒31b旋轉(zhuǎn)，外環(huán)齒31b直接驅(qū)動(dòng)外環(huán)21旋轉(zhuǎn)，外環(huán)21驅(qū)動(dòng)外環(huán)齒31a旋轉(zhuǎn)，外環(huán)21通過四行星齒輪24驅(qū)動(dòng)輪架25旋轉(zhuǎn)，由于外環(huán)21速度較輪架25快，外環(huán)齒31a可先動(dòng)作，但因控制棘齒42驅(qū)動(dòng)端42b被隱藏，使外環(huán)齒31a呈空轉(zhuǎn)，僅通過輪架25帶動(dòng)內(nèi)環(huán)齒33a輪轉(zhuǎn)，由內(nèi)環(huán)齒33a與第一棘輪套筒40的彈性棘齒41嚙合，使第一棘輪套筒40旋轉(zhuǎn)，令花轂60隨著第一棘輪套筒40回轉(zhuǎn)以使自行車前行，因而三速時(shí)，第二棘輪套筒50運(yùn)轉(zhuǎn)一周該第一棘輪套筒40可轉(zhuǎn)0.75周。
以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包括在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種自行車花轂變速機(jī)構(gòu)，包括一中空的車心(10)，所述車心的左右各設(shè)有一螺桿(11)，中間設(shè)有一齒輪(12)，其特征在于，所述齒輪(12)的左右各套接一襯套(13)，一定位銷(131)橫向串接于所述襯套(13)及所述車心(10)周壁的一長槽(18)，一變速導(dǎo)桿(15)套于所述車心(10)內(nèi)，且位于所述兩定位銷(131)之間，一變速桿(14)穿接于所述車心(10)的一側(cè)，所述車心(10)的另一側(cè)套入一彈簧(16)，并且通過一螺栓(17)鎖合；一行星齒輪組(20)，包括一外環(huán)(21)，其內(nèi)壁環(huán)設(shè)有數(shù)個(gè)內(nèi)齒(23)，所述外環(huán)(21)的左右側(cè)各設(shè)有兩缺槽(22)，一輪架(25)，其周部樞接有四行星齒輪(24)可與所述外環(huán)(21)的內(nèi)齒(23)嚙合，且所述輪架(25)的左右側(cè)各設(shè)有兩缺槽(252)；左、右各一變速齒輪(30a)、(30b)，各包括一外環(huán)齒(31a)、(31b)，所述外環(huán)齒(31a)的內(nèi)側(cè)凸設(shè)兩嵌部(311a)、(311b)，內(nèi)側(cè)各設(shè)有一中空的容室(32a)、(32b)，而其內(nèi)壁分布設(shè)有數(shù)個(gè)環(huán)齒(34a)、(34b)，一內(nèi)環(huán)齒(33a)、(33b)位于所述各容室(32a)、(32b)內(nèi)，其內(nèi)側(cè)設(shè)有兩嚙合部(331a)、(331b)，且內(nèi)壁各分布有數(shù)個(gè)環(huán)齒(34a)、(34b)；一第一棘輪套筒(40)，是中空體，位于所述右側(cè)變速齒輪(30a)的外側(cè)，所述第一棘輪套筒的內(nèi)側(cè)周壁樞設(shè)有一對(duì)彈性棘齒(41)、及一對(duì)控制棘齒(42)，所述控制棘齒(42)的一端是控制端(42a)，與所述車心(10)右側(cè)的襯套(13)對(duì)應(yīng)，另一端是驅(qū)動(dòng)端(42b)；一第二棘輪套筒(50)，位于所述左側(cè)變速齒輪(30b)的外側(cè)，其內(nèi)側(cè)周壁設(shè)有一對(duì)彈性棘齒(51)、及一對(duì)控制棘齒(52)，所述控制棘齒(52)的一端是控制端(52a)，與所述車心(10)左側(cè)的襯套(13)對(duì)應(yīng)，另一端是驅(qū)動(dòng)端(52b)，所述第二棘輪套筒(50)的外周套設(shè)有一鏈齒(a)；一第一封蓋(46)，穿設(shè)于所述車心(10)的一端，一第一軸承(45)介于所述第一封蓋(46)與所述第一棘輪套筒(40)之間，并通過一第一螺母(47)鎖合于所述車心(10)一側(cè)的螺桿(11)上；一第二封蓋(54)，穿設(shè)于所述車心(10)的另一端，一第二軸承(53)介于所述第二封蓋(54)與所述第一棘輪套筒(40)之間，并通過一第二螺母(55)鎖合于所述車心(10)另一側(cè)的螺桿(11)上；一中空的花轂(60)，其內(nèi)部可組接所述車心(10)，所述行星齒輪組(20)，二變速齒輪(30a、30b)，及第一、二棘輪套筒(40)、(50)，所述第二棘輪套筒(50)與所述花轂(60)之間設(shè)有一第三軸承(61)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自行車花轂變速機(jī)構(gòu)，其特征在于所述輪架(25)的左右側(cè)壁分設(shè)有四個(gè)插孔(251)，而所述各行星齒輪(24)的左右端各延伸出一插桿(241)，所述插桿(241)套插于所述插孔(251)內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自行車花轂變速機(jī)構(gòu)，其特征在于所述行星齒輪組(20)外環(huán)(21)兩側(cè)的所述兩缺槽(22)相對(duì)設(shè)立，所述各變速齒輪(30a)、(30b)的外環(huán)齒(31a)、(31b)內(nèi)側(cè)的兩嵌部(311a)、(311b)也為相對(duì)設(shè)置，恰能嵌接于所述外環(huán)(21)的缺槽(22)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自行車花轂變速機(jī)構(gòu)，其特征在于所述輪架(25)左右的兩缺槽(252)相對(duì)設(shè)立，而所述各內(nèi)環(huán)齒(33a)、(33b)的兩嚙合部(331a)、(331b)也為相對(duì)設(shè)立，恰能套插于所述缺槽(252)內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自行車花轂變速機(jī)構(gòu)，其特征在于所述第一棘輪套筒(40)的外側(cè)壁設(shè)有一螺紋(44)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種自行車花轂變速機(jī)構(gòu)，其內(nèi)部設(shè)有行星齒輪組，在行星齒輪組的左右側(cè)各設(shè)有一變速齒輪，在該各變速齒輪的外側(cè)設(shè)有第一棘輪套筒、第二棘輪套筒，通過選擇第一棘輪套筒與第二棘輪套筒而控制棘齒的隱藏或驅(qū)動(dòng)，且經(jīng)由行星齒輪組外環(huán)的帶動(dòng)，使與第一棘輪套筒連接到一起的花轂具有三種不同轉(zhuǎn)速的變換，并具有變速穩(wěn)定、零件少、重量輕的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B62M11/00GK2759930SQ200420073180
公開日2006年2月22日 申請(qǐng)日期2004年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月22日
發(fā)明者陳俊雄 申請(qǐng)人:久裕興業(yè)股份有限公司