專利名稱：輪轂變速器組件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明總體上涉及一種內(nèi)部變速器輪轂組件。更具體地，本發(fā)明涉及包括內(nèi)部定 位部件的內(nèi)部變速器輪轂組件。
背景技術：
騎自行車正在變成越來越流行的娛樂形式和運輸方式。此外，騎自行車已經(jīng)成為 業(yè)余愛好者和職業(yè)選手們的非常流行的競技運動。無論自行車是用來娛樂、運輸還是競技， 自行車產(chǎn)業(yè)正在持續(xù)地改進自行車的各種構件。其中一個已被廣泛重新設計的構件是自行 車內(nèi)部變速器輪轂組件。內(nèi)部變速器輪轂組件通常是包含內(nèi)部齒輪機構的后輪輪轂，該齒輪機構可以換檔 以為騎車人提供多條動力傳輸路徑(齒輪比)。采用這樣的內(nèi)部變速器輪轂組件，騎車人通過操縱安裝在自行車車把上或鄰近自 行車車把的常規(guī)桿致動式換檔機構來改變蹬踏速度。桿致動式換檔機構的運動通過Bowden 型線纜傳遞給內(nèi)部變速器輪轂組件，其中Bowden型線纜可操作地連接到內(nèi)部變速器輪轂 組件中的換檔機構。桿致動式換檔機構位置的改變導致動力傳輸路徑(齒輪比)選擇上的 改變。這種內(nèi)部變速器輪轂組件和常規(guī)桿致動式換檔機構的問題在于，內(nèi)部變速器輪轂 組件中元件的定位僅僅通過桿致動式換檔機構和線纜的定位來實現(xiàn)。如果桿致動式換檔機 構沒有設定到完全正確的位置或方位，則內(nèi)部變速器輪轂組件中的合適元件可能不能正確 對準。內(nèi)部變速器輪轂組件中元件的這種不正確對準要求常規(guī)桿致動式換檔機構的精微運 動，以實現(xiàn)對動力傳輸路徑的期望選擇。內(nèi)部變速器輪轂組件通常包括棘爪控制部件，其形狀和尺寸設計成可沿著環(huán)繞輪 轂軸的弓形路徑運動。棘爪控制部件包括至少一個具有與單向離合器棘爪接合和脫離接合 的棘爪接觸凹部的控制臂，從而提供用于選擇期望動力傳輸路徑的裝置。最近，已經(jīng)開發(fā)出 一種定位機構，其包括環(huán)，該環(huán)具有多個與棘爪控制部件軸向端處的突出部接觸的齒輪齒。 內(nèi)部變速器輪轂組件通常是緊湊的機構。上述定位機構的問題在于，內(nèi)部變速器輪轂組件 的總體積必須稍微增大以容納定位機構。鑒于以上所述，對于本領域技術人員而言，可從本發(fā)明中明顯看出，存在對改進的 內(nèi)部變速器輪轂組件的需求，其包括更加可靠的裝置，用于在選擇期望的動力傳輸路徑時 實現(xiàn)內(nèi)部變速器輪轂組件的正確和徹底的換檔。本發(fā)明滿足了本領域中的這種需求以及其 它需求，這些對本領域技術人員而言可以從本發(fā)明中明顯看出。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供一種具有內(nèi)部定位機構的內(nèi)部變速器輪轂組件，該內(nèi)部 定位機構確保所有創(chuàng)立所選定動力傳輸路徑的元件正確定向。本發(fā)明的另一個目的是提供一種能在動力傳輸路徑之間進行可靠且精確換檔的
4內(nèi)部變速器輪轂組件。本發(fā)明的再一個目的是提供一種具有定位機構的內(nèi)部變速器輪轂組件，該定位機 構不會增大內(nèi)部變速器輪轂組件的總尺寸或體積。通過提供一種具有靜止的輪轂軸、驅(qū)動器、輪轂殼、動力傳輸機構和換檔控制機構 的多速自行車內(nèi)部輪轂變速器組件，而基本達到上述目的。靜止的輪轂軸包含相對于靜止 的輪轂軸能夠在徑向上運動的定位器。驅(qū)動器可旋轉(zhuǎn)地支撐在輪轂軸上且輪轂殼可旋轉(zhuǎn)地 支撐在輪轂軸上。動力傳輸機構可操作地布置在驅(qū)動器和輪轂殼之間，用于將來自驅(qū)動器 的旋轉(zhuǎn)動力通過多條動力傳輸路徑傳遞給輪轂殼。換檔控制機構包含相對于輪轂軸能夠在 旋轉(zhuǎn)方向上運動到多個方位的棘爪控制部件。每個方位對應于動力傳輸機構的多條動力傳 輸路徑中的一條相應路徑的選定。定位器布置成使棘爪控制部件保持在任何所選定的方位 上。對于本領域技術人員而言，本發(fā)明的這些和其它目的、特征、方面和優(yōu)點，從下面 的具體實施方式
部分中將變得顯而易見，具體實施方式
部分結(jié)合附圖公開了本發(fā)明的優(yōu)選 實施例。


現(xiàn)在參照構成本原始公開的一部分的附圖圖1是自行車的局部側(cè)視圖，示出了具有根據(jù)本發(fā)明的輪轂組件的自行車的后面 部分；圖2是從自行車上取下后的輪轂組件的橫截面視圖，示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施 例的動力傳輸組件、換檔控制機構和定位器的各個元件；圖3是輪轂組件的換檔控制機構的一部分的透視圖，示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施 例的輪轂軸、棘爪控制部件和換檔鍵引導件；圖4是棘爪控制部件和換檔鍵引導件的透視圖，所示是從根據(jù)本發(fā)明第一實施例 的輪轂組件和輪轂軸上取下后的情形；圖5是換檔鍵引導件和棘爪控制部件的端視圖，示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的 換檔鍵引導件和棘爪控制部件之間的機械連接；圖6是沿圖3中的線6-6所取的輪轂軸的橫截面視圖，示出了根據(jù)本發(fā)明第一實 施例的定位器和一部分棘爪控制部件之間的相互作用；圖7是類似于圖2的輪轂組件的一部分的橫截面視圖，示出了疊加在動力傳輸組 件的實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明第一實施例的第一動力傳輸?shù)哪切┰系牡谝粍恿鬏斅窂?；圖8是類似于圖2的輪轂組件的一部分的橫截面視圖，示出了疊加在動力傳輸組 件的實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明第一實施例的第二動力傳輸?shù)哪切┰系牡诙恿鬏斅窂?；圖9是類似于圖2的輪轂組件的一部分的橫截面視圖，示出了疊加在動力傳輸組 件的實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明第一實施例的第三動力傳輸?shù)哪切┰系牡谌齽恿鬏斅窂?；圖10是類似于圖2的輪轂組件的一部分的橫截面視圖，示出了疊加在動力傳輸組 件的實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明第一實施例的第四動力傳輸?shù)哪切┰系牡谒膭恿鬏斅窂?；圖11是類似于圖2的輪轂組件的一部分的橫截面視圖，示出了疊加在動力傳輸組 件的實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明第一實施例的第五動力傳輸?shù)哪切┰系牡谖鍎恿鬏斅窂剑?br> 圖12是類似于圖2的輪轂組件的一部分的橫截面視圖，示出了疊加在動力傳輸組 件的實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明第一實施例的第六動力傳輸?shù)哪切┰系牡诹鶆恿鬏斅窂剑粓D13是類似于圖2的輪轂組件的一部分的橫截面視圖，示出了疊加在動力傳輸組 件的實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明第一實施例的第七動力傳輸?shù)哪切┰系牡谄邉恿鬏斅窂?；圖14是類似于圖2的輪轂組件的一部分的橫截面視圖，示出了疊加在動力傳輸組 件的實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明第一實施例的第八動力傳輸?shù)哪切┰系牡诎藙恿鬏斅窂剑粓D15是類似于圖2的輪轂組件的一部分的橫截面視圖，示出了疊加在動力傳輸組 件的實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明第一實施例的第八動力傳輸?shù)哪切┰系牡诰艅恿鬏斅窂?；圖16是類似于圖2的輪轂組件的一部分的橫截面視圖，示出了疊加在動力傳輸組 件的實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明第一實施例的第八動力傳輸?shù)哪切┰系牡谑畡恿鬏斅窂?；圖17是類似于圖2的輪轂組件的一部分的橫截面視圖，示出了疊加在動力傳輸組 件的實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明第一實施例的第八動力傳輸?shù)哪切┰系牡谑粍恿鬏斅窂?；?及圖18是類似于圖6的輪轂軸的橫截面視圖，示出了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的定位 器和一部分棘爪控制部件之間的相互作用。
具體實施例方式現(xiàn)在將參照附圖闡述本發(fā)明的選定實施例。對于本領域技術人員而言，從本發(fā)明 中可以明顯看出，以下對本發(fā)明的實施例所進行的描述僅僅出于說明的目的而提供，并不 是出于限制如所附權利要求及其等同物所限定的本發(fā)明的目的。首先參照圖1，根據(jù)本發(fā)明第一實施例示出了具有輪轂組件12的自行車10。如圖2所示，輪轂組件12包括具有換檔控制機構16的動力傳輸組件14，換檔控制 機構16控制棘爪控制部件18和離合器環(huán)20的運動。棘爪控制部件18和離合器環(huán)20可 選擇性地運動到多個位置以便將動力傳輸組件14的各種元件配置成沿著多條動力傳輸路 徑傳遞轉(zhuǎn)矩，該多條動力傳輸路徑在圖7-17中標出并將在下文進行更詳細的描述。另外， 本發(fā)明的輪轂組件12包括定位器22，其配置成將棘爪控制部件18精確定位到對應于可由 騎車人選擇的多條動力傳輸路徑的離散位置上。如圖2所示，輪轂組件12基本包括輪轂軸24、驅(qū)動器26、輪轂殼28、動力傳輸組件 14和換檔機構16。輪轂軸24是靜止的輪轂軸，因為當安裝在自行車10上時，輪轂軸24相 對于自行車10保持靜止，而驅(qū)動器26和輪轂殼28可圍繞輪轂軸24旋轉(zhuǎn)。輪轂組件12的動力傳輸機構14可操作地布置在驅(qū)動器26和輪轂殼28之間，用 以將來自驅(qū)動器26的旋轉(zhuǎn)動力通過多條動力傳輸路徑傳遞給輪轂殼28。如圖3所標示，輪轂軸24包括很多常規(guī)部件，例如棘爪接收槽30和棘爪控制臂接 收凹部32、34和36。棘爪接收槽30沿著輪轂軸24的外圓周表面在軸向上延伸。棘爪控 制臂接收凹部32、34和36環(huán)繞著輪轂軸24外圓周相互平行地在周向上延伸。輪轂軸24 的尺寸進一步設計成允許棘爪控制部件18圍繞著輪轂軸24在周向上運動，以便接合動力 傳輸組件14的相應部分，以選擇所期望的動力傳輸路徑。由于棘爪接收槽30和棘爪控制 臂接收凹部32、34和36是本領域所熟知的常規(guī)部件，故為簡潔起見省略了對這些部件的描 述。
現(xiàn)在將描述輪轂軸24的那些新的且與本發(fā)明相關的部件。如圖3所示，輪轂軸24 包括定位臂凹部40，其平行于棘爪控制臂接收凹部32、34和36在周向上延伸，但是位于棘 爪控制臂接收凹部32和34之間。如圖2最佳示出的，輪轂軸24還包括徑向延伸的孔42， 其具有在輪轂軸24內(nèi)的封閉端和開向定位臂凹部40的開放端。如圖2和5所示，定位器22和偏置彈簧44布置在徑向延伸的孔42內(nèi)。定位器22 可在靜止的輪轂軸24的徑向延伸的孔42內(nèi)沿徑向運動。定位器22包括基部，該基部具有 部分中空的內(nèi)部，使得偏置彈簧44布置在該基部的中空內(nèi)部中并且還布置在靜止輪轂軸 24的徑向延伸孔42內(nèi)，以便偏置定位器22朝著棘爪控制部件18徑向向外運動。在對棘爪 控制部件18描述之后，將提供對定位器22和偏置彈簧44的進一步描述。驅(qū)動器26以常規(guī)方式布置成可圍繞輪轂軸24旋轉(zhuǎn)。輪轂殼28也以常規(guī)方式布 置成可圍繞輪轂軸24旋轉(zhuǎn)并且以常規(guī)方式進一步布置成可圍繞驅(qū)動器26的一部分旋轉(zhuǎn)。驅(qū)動器26以常規(guī)方式機械地耦聯(lián)于鏈條C(圖1)，從而配置成接收由騎車人的蹬 踏動作所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩。來自鏈條C的轉(zhuǎn)矩通過動力傳輸組件14經(jīng)由多條轉(zhuǎn)矩傳輸路徑從 驅(qū)動器26傳遞到輪轂殼28，下文對該多條轉(zhuǎn)矩傳輸路徑有更詳細的描述。輪轂殼28包括多個常規(guī)構件，因此下文將只描述獨一無二的且與本發(fā)明相關的 部件。具體地，輪轂殼28包括第一組齒輪齒46和第二組齒輪齒48。第一組齒輪齒46和第 二組齒輪齒48布置在輪轂殼28的內(nèi)周表面上且尺寸設計成接合動力傳輸組件14的相應 單向離合器機構，動力傳輸組件14在下文有更詳細的描述。特別參照圖2，現(xiàn)在將提供對動力傳輸組件14的簡要描述。除其它元件之外，動力 傳輸組件14還基本包括第一中心齒輪50、第二中心齒輪52、第三中心齒輪54、第四中心 齒輪56、第一環(huán)形齒輪58、第二環(huán)形齒輪60、第一行星齒輪架62、第二行星齒輪架64、第三 行星齒輪架66、第一行星齒輪68、第二行星齒輪70、第三行星齒輪72、第四行星齒輪74、第 一離合器76(單向離合器)、第二離合器78(單向離合器)、第三離合器80(單向離合器)、第 四離合器82 (單向離合器)和第五離合器、離合器環(huán)20。動力傳輸組件14的這些元件以常 規(guī)方式工作，例如，如在屬于Tetsuya HIN0、于2009年1月1日公布且共同轉(zhuǎn)讓給Shimano Inc.的、公開號為2009/0005211的美國專利申請中所描述的那樣。由于動力傳輸組件的各 種元件的工作方式是常規(guī)的，故為簡潔起見將省略對這些元件的進一步描述。應該注意，第一離合器76與公開號為2008/0005211的美國專利中的離合器的不 同之處在于，本發(fā)明的第一離合器76位于第一行星齒輪架62的徑向外部62a、鄰近第二離 合器78處。另外，如下文更詳細描述的，第一離合器76配置成在一些轉(zhuǎn)矩傳輸路徑下接合 第一組齒輪齒46，并且第二離合器78配置成在一些轉(zhuǎn)矩傳輸路徑下接合第二組齒輪齒48。除其它元件之外，換檔機構16還基本包括第一棘爪90、第二棘爪92、第三棘爪 94、換檔鍵引導件96、凸輪部件98、棘爪控制部件18和定位器22。第一棘爪90、第二棘爪 92和第三棘爪94示于圖2，并且以常規(guī)方式保持在圖3所示的棘爪接收槽30內(nèi)，但是如圖 2所標示的，在軸向上彼此間隔開。通過將棘爪控制部件18定位在圍繞輪轂軸24的多個周向位置中的選定位置處而 控制第一棘爪90、第二棘爪92和第三棘爪94的工作。更具體地，當允許第一棘爪90工作 時，第一棘爪90用作接合第一中心齒輪50上的齒輪齒的單向離合器，從而防止第一中心齒 輪50圍繞輪轂軸24旋轉(zhuǎn)。另外，當通過定位棘爪控制臂18而允許第二棘爪92工作時，第二棘爪92用作接合第二中心齒輪52上的齒輪齒的單向離合器，從而防止第二中心齒輪52 圍繞輪轂軸24旋轉(zhuǎn)。當通過定位棘爪控制臂18而允許第三棘爪94工作時，第三棘爪94 用作接合第三中心齒輪54上的齒輪齒的單向離合器，從而防止第三中心齒輪54旋轉(zhuǎn)。由 于第一棘爪90、第二棘爪92和第三棘爪94的功能是常規(guī)的，故為簡潔起見將省略進一步描 述。例如，在屬于Fukui等人、于2009年1月1日公布且共同轉(zhuǎn)讓給Shimano Inc.的、公 開號為2009/0005210的美國專利申請中更詳細地描述了這種棘爪的工作。圖2、3和4中描繪了換檔鍵引導件96。換檔鍵引導件96包括中心開口 100以及 引導孔102，它們在圖3-5中最佳示出。換檔鍵引導件96還包括多個常規(guī)的軸向延伸的突 出部。中心開口 100尺寸設計成如圖3所標示的那樣接收輪轂軸24，使得換檔鍵引導件96 以常規(guī)方式圍繞輪轂軸周向運動。引導孔102尺寸設計成如圖3-5所標示的那樣接收棘爪 控制臂18的軸向端104。換檔鍵引導件96的運動和定位由騎車人通過換檔控制機構16的 常規(guī)元件以常規(guī)的方式進行控制，例如如在屬于Fukui等人、公開號為2009/0005210的美 國專利申請以及公開號為2009/0005211的美國專利中所描述的那樣，這兩個專利都已共 同轉(zhuǎn)讓給Shimano Inc.如圖2所示，凸輪部件98也是常規(guī)部件，其不可旋轉(zhuǎn)地安裝在輪轂軸24上，在屬 于Fukui等人、于2009年1月1日公布且公開號為2009/0005210的美國專利申請以及公 開號為2009/0005211的美國專利中有更詳細的描述，這兩個專利都已共同轉(zhuǎn)讓給Shimano Inc.。因此，為簡潔起見將省略對凸輪部件98的描述?，F(xiàn)在特別參照圖3、4和5提供對棘爪控制部件18的描述。棘爪控制部件18包括 基礎套筒110 (最佳示于圖4)、基礎套筒110的軸向端104、第一控制套筒112、第二控制套 筒114、第三控制套筒116以及定位臂118?；A套筒110尺寸設計成以常規(guī)方式沿著輪轂軸24的外周邊在軸向上延伸?；?礎套筒110的軸向端104尺寸設計成配合到引導孔102中，如圖3-5最佳示出的。基礎套 筒110的軸向端104與引導孔之間的耦聯(lián)，使棘爪控制部件18的運動從動于換檔鍵引導件 96的運動。具體地，當換檔鍵引導件96圍繞輪轂軸24周向樞轉(zhuǎn)或旋轉(zhuǎn)時，棘爪控制部件 18隨著換檔鍵引導件96運動。此外，如圖5所標示，基礎套筒110的軸向端104比引導孔102略小。因此，在棘 爪控制部件18的基礎套筒的軸向端104和換檔鍵引導件96之間在周向上存在少量的軸端 余隙P。更具體地，如下文更詳細描述的，當換檔鍵弓I導件96圍繞輪轂軸24旋轉(zhuǎn)時，軸端余 隙P允許在換檔鍵引導件96和棘爪控制部件18之間有小幅度的獨立運動。如圖4最佳示出的，第一控制套筒112包括常規(guī)的棘爪控制凹部112a、112b和 112c，它們定位和尺寸設計成允許第一棘爪90以常規(guī)方式工作。第二控制套筒114包括常 規(guī)的棘爪控制凹部114a、114b和114c，它們尺寸設計成允許第二棘爪92以常規(guī)方式工作。 同樣，第三控制套筒116包括常規(guī)的棘爪控制凹部116a、116b、116c和116d，它們尺寸設計 成允許第三棘爪94以常規(guī)方式工作。如圖3最佳示出的，第一控制套筒112布置在輪轂軸24的棘爪控制臂接收凹部32 內(nèi)，第二控制套筒114布置在輪轂軸24的棘爪控制臂接收凹部34內(nèi)，并且第三控制套筒 116布置在輪轂軸24的棘爪控制臂接收凹部36內(nèi)。另外，定位臂118布置在輪轂軸24的 定位臂凹部40內(nèi)。因此，如圖6所標示，定位臂118覆蓋了徑向延伸孔42。
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在所描繪的實施例中，第一控制套筒112、第二控制套筒114和第三控制套筒116， 尺寸設計成且配置成與動力傳輸組件14的構件一起以與公開號為2009/0005211的美國專 利中所提供的描述相一致的方式提供十一(11)條不同的動力傳輸路徑。但是，從本文的附 圖和描述中應該理解，本發(fā)明可適用于具有不同數(shù)量動力傳輸路徑的動力傳輸組件。例如， 一些輪轂組件具有三條動力傳輸路徑，一些具有6、7或8條動力傳輸路徑。本發(fā)明可適用 于這些輪轂組件配置中的任何一種。如圖5最佳示出的，定位臂118包括周向延伸的表面118a(圖6)，其面向靜止輪 轂軸24的周向延伸外表面24a。定位臂118還包括在定位臂118的周向延伸表面118a上 的多個定位齒至Tn。定位齒至Tn尺寸設計和定位成對應于棘爪控制凹部112a、112b 和112c，棘爪控制凹部114a、114b和114c，以及棘爪控制凹部116a、116b、116c和116d的 位置。換言之，定位齒！^至、中的每個都定位成對應于唯一一條轉(zhuǎn)矩傳輸路徑。定位齒 ！^至、可沿著定位臂118的周向延伸表面118a的整個寬度而形成?？商娲?，定位齒 至Tn可在定位臂118的周向延伸表面118a的中央?yún)^(qū)域形成或者只沿其一個軸向端部而形 成。現(xiàn)在將特別參照圖6提供對定位器22的更詳細描述。定位器22不可以相對于靜 止的輪轂軸24在軸向上運動。而定位器22可以相對于靜止的輪轂軸24在徑向上運動并 且被彈簧44偏置以徑向向外運動。更具體地，彈簧44偏置定位器22去與定位齒至Tn 中的相應齒接合。在轉(zhuǎn)矩傳輸路徑之間切換的過程中，自行車10的常規(guī)元件(例如對安裝在自行車 車把上的換檔裝置的手動操作)使換檔控制機構16去旋轉(zhuǎn)換檔鍵引導件96。當換檔鍵引 導件96旋轉(zhuǎn)時，棘爪控制部件18也圍繞輪轂軸24在周向上運動。更具體地，棘爪控制部 件18可相對于輪轂軸24在旋轉(zhuǎn)方向上運動到多個方位，每個方位對應于選擇了動力傳輸 機構14的多條動力傳輸路徑中的一條相應路徑。定位齒至Tn中的每個定位成對應于 動力傳輸路徑的相應路徑。定位器22布置成接合定位齒至Tn中的每一個，使棘爪控制 部件18保持在任何所選定的方位上，因此，定位器22用于將棘爪控制部件18保持在所選 定的轉(zhuǎn)矩傳輸路徑上。更具體地，定位器22包括遠端120，其尺寸設計成且定位成與棘爪控制部件18的 定位臂118的定位齒至Tn中的每一個接觸。如圖5所示，遠端120具有一對倒V形的 傾斜平表面，棘爪控制部件18的定位齒至Tn具有互補的傾斜平表面，使得定位器22與 定位齒至Tn之間的接觸提供棘爪控制部件18的精確定位。軸端余隙P (標示于圖5)允許在換檔鍵引導件96和棘爪控制部件18之間有小幅 度的運動。這種運動允許定位器22和定位齒至Tn中相應齒之間的接合去偏置棘爪控 制部件18運動到對應于所選定轉(zhuǎn)矩傳輸路徑的預定位置上。換言之，軸端余隙P提供了這 樣的許可，即允許棘爪控制部件18響應于作用在定位器22上的彈簧偏置力而運動一小的 角度(若需要)以便正確定位棘爪控制部件18。定位齒至Tn相對于棘爪控制凹部112a、112b和112c，棘爪控制凹部114a、114b 和114c，以及棘爪控制凹部116a、116b、116c和116d精確定位，使得定位器22與定位齒 至Tn之間的接合確保動力傳輸組件14的所涉及構件的正確對準。因此，可以可靠地選擇 和保持每一條轉(zhuǎn)矩傳輸路徑。
為了更充分地理解定位齒T1至T11和棘爪控制凹部112a、112b和112c，棘爪控制 凹部114a、114b和114c，以及棘爪控制凹部116a、116b、116c和116d的精確對應位置，提供 了表1和2 (下面)，標示出為實現(xiàn)每一條相應的轉(zhuǎn)矩傳輸路徑動力傳輸組件14的相應元件 所進行的工作。另外，換檔鍵引導件96的運動也使離合器環(huán)20的一部分去以常規(guī)方式接觸凸輪 部件98。具體地，取決于換檔鍵引導件96(以及棘爪控制部件18)的位置，離合器環(huán)20在 描繪于圖7-12的脫離接合的位置與描繪于圖2和13-17的接合位置之間運動。在接合位 置，離合器環(huán)20提供驅(qū)動器26和第三行星齒輪架66之間的直接轉(zhuǎn)矩傳輸。下面的表1用表格列出了針對各轉(zhuǎn)矩傳輸路徑中的每條相應路徑，由動力傳輸組 件14的換檔鍵引導件96和棘爪控制部件18的定位所控制的各種元件的工作或狀態(tài)(自 由轉(zhuǎn)動或鎖定)。表1也將定位器22所接合的定位齒T1至T11中的相應齒與相應的轉(zhuǎn)矩傳 輸路徑(對應于唯一的齒輪比)建立了關聯(lián)。表1 在下面的表2中，進一步標示了在每條相應轉(zhuǎn)矩傳輸路徑中需要用來傳輸轉(zhuǎn)矩的 特定元件。表2 第二實施例現(xiàn)在參照圖18，現(xiàn)在將闡述根據(jù)第二實施例的定位器122和輪轂軸124。鑒于第
一和第二實施例之間的相似性，將對第二實施例的與第一實施例的零件相同的那些零件給予與第一實施例的零件相同的標記號。此外，為簡潔起見可省略對第二實施例的與第一實 施例的零件相同的那些零件的描述。輪轂軸124與輪轂軸24相同，具有所有對應的部件，除了徑向延伸孔42已被徑向 延伸孔142所替代，徑向延伸孔142的直徑比第一實施例的徑向延伸孔42的小。第一實施 例的定位器22已被定位器122所替代，定位器122的直徑比定位器22的小。但是，就定位 棘爪控制部件18而言，定位器122的工作和功能與定位器22的一樣。
術語的統(tǒng)一解釋在理解本發(fā)明的范圍時，術語“包括”及其派生詞用于本文時意在為開放式術語， 其明確所陳述特征、元件、構件、組、整體和/或步驟的存在，但是并不排除其它未陳述特 征、元件、構件、組、整體和/或步驟的存在。以上所述也適用于具有類似含義的詞匯，例 如術語“包含”、“具有”以及它們的派生詞。同樣，術語“零件”、“區(qū)段”、“部分”、“部件”或 “元件”，單數(shù)使用時，可具有單個零件或多個零件的雙重含義。下列方向術語“向前、向后、 在...上方、向下、豎直的、水平的、在...下方、以及橫向”以及任何類似的方向術語，在本 文中用來描述本發(fā)明時，是指裝有本發(fā)明的自行車的那些方向。因此，這些術語，在用于描 述本發(fā)明時，應該相對于在正常行駛位置使用的裝有本發(fā)明的自行車進行解釋。最后，程度 術語例如“基本上”、“大約”和“近似”用于本文時，意指所修飾的術語的合理量的偏離，使 得最終結(jié)果沒有顯著改變。盡管只選擇了選定實施例來說明本發(fā)明，但對于本領域技術人員而言，從本發(fā)明 中可以明顯看出，在不偏離如所附權利要求所限定的本發(fā)明范圍的情況下可以對本發(fā)明做 出各種變化和修改。此外，前文對根據(jù)本發(fā)明的實施例所進行的描述僅僅出于說明的目的 而提供，并不是出于限制如所附權利要求及其等同物所限定的本發(fā)明的目的。
權利要求
一種多速自行車內(nèi)部輪轂變速器組件，包括靜止的輪轂軸，包含相對于靜止的輪轂軸在徑向上可動的定位器；可旋轉(zhuǎn)地支撐在輪轂軸上的驅(qū)動器；可旋轉(zhuǎn)地支撐在輪轂軸上的輪轂殼；可操作地布置在驅(qū)動器和輪轂殼之間的動力傳輸機構，用于將來自驅(qū)動器的旋轉(zhuǎn)動力通過多條動力傳輸路徑傳遞給輪轂殼；以及換檔控制機構，包含相對于輪轂軸能夠在旋轉(zhuǎn)方向上運動到多個方位的棘爪控制部件，每個方位對應于動力傳輸機構的多條動力傳輸路徑中的一條相應路徑的選定；布置成使棘爪控制部件保持在任何所選定的一個方位上的定位器。
2.權利要求1的多速自行車內(nèi)部輪轂變速器組件，其中，靜止的輪轂軸包含尺寸設計 成接收定位器的徑向延伸孔。
3.權利要求2的多速自行車內(nèi)部輪轂變速器組件，其中，定位器包含在靜止的輪轂軸 的徑向延伸孔內(nèi)沿徑向可動的基部。
4.權利要求3的多速自行車內(nèi)部輪轂變速器組件，其中，定位器包含偏置彈簧，偏置彈 簧布置在靜止的輪轂軸的徑向延伸孔內(nèi)的定位器基部上，用于偏置定位器朝著棘爪控制部 件徑向向外運動。
5.權利要求2的多速自行車內(nèi)部輪轂變速器組件，其中，定位器包含偏置彈簧，偏置 彈簧布置在靜止的輪轂軸的徑向延伸孔內(nèi)，用于偏置定位器朝著棘爪控制部件徑向向外運 動。
6.權利要求2的多速自行車內(nèi)部輪轂變速器組件，其中，棘爪控制部件包含定位臂，定位臂包含多個在定位臂的周向延伸表面上的定位齒；以及定位器相對于靜止的輪轂軸能夠在徑向向外的方向上運動，以與棘爪控制部件的定位 臂的定位齒接觸。
7.權利要求1的多速自行車內(nèi)部輪轂變速器組件，其中，棘爪控制部件包含定位臂，定位臂包含多個在定位臂的周向延伸表面上的定位齒；以及定位器相對于靜止的輪轂軸能夠在徑向向外的方向上運動并且包含遠端，該遠端尺寸 設計成并定位成與棘爪控制部件的定位臂的定位齒接觸。
8.權利要求7的多速自行車內(nèi)部輪轂變速器組件，其中，棘爪控制部件的定位臂的周 向延伸表面面向靜止的輪轂軸的周向延伸外表面。
9.權利要求7的多速自行車內(nèi)部輪轂變速器組件，其中，靜止的輪轂軸包含彈簧，彈簧 定位成偏置定位器沿徑向向外的方向運動。
10.權利要求7的多速自行車內(nèi)部輪轂變速器組件，其中，定位器包含配置成接合定位 臂的多個定位齒的遠端，該遠端具有一對倒V形的傾斜平表面，棘爪控制部件的定位齒具 有互補的傾斜平表面，使得定位器與定位齒之間的接觸提供棘爪控制部件的精確定位。
11.權利要求10的多速自行車內(nèi)部輪轂變速器組件，其中，棘爪控制部件包含至少一 個弓形控制套筒，弓形控制套筒具有至少一個配置成接觸動力傳輸機構的轉(zhuǎn)矩傳遞棘爪的 棘爪控制表面，定位臂具有對應于且近似平行于弓形控制套筒的弓形形狀。
12.權利要求10的多速自行車內(nèi)部輪轂變速器組件，其中，棘爪控制部件包含多個弓 形控制套筒，弓形控制套筒具有至少一個配置成接觸動力傳輸機構的多個轉(zhuǎn)矩傳遞棘爪中 的相應棘爪的棘爪控制表面，定位臂具有對應于且近似平行于該多個弓形控制套筒中每個 套筒的弓形形狀。
13.權利要求9的多速自行車內(nèi)部輪轂變速器組件，其中，棘爪控制部件包含至少一個 弓形控制套筒，弓形控制套筒具有至少一個配置成接觸動力傳輸機構的轉(zhuǎn)矩傳遞棘爪的棘 爪控制表面，定位臂具有對應于且近似平行于弓形控制套筒的弓形形狀。
14.權利要求9的多速自行車內(nèi)部輪轂變速器組件，其中，棘爪控制部件包含多個弓形 控制套筒，弓形控制套筒具有至少一個配置成接觸動力傳輸機構的多個轉(zhuǎn)矩傳遞棘爪中的 相應棘爪的棘爪控制表面，定位臂具有對應于且近似平行于該多個弓形控制套筒中每個套 筒的弓形形狀。
15.權利要求8的多速自行車內(nèi)部輪轂變速器組件，其中，棘爪控制部件包含至少一個 弓形控制套筒，弓形控制套筒具有至少一個配置成接觸動力傳輸機構的轉(zhuǎn)矩傳遞棘爪的棘 爪控制表面，定位臂具有對應于且近似平行于弓形控制套筒的弓形形狀。
16.權利要求8的多速自行車內(nèi)部輪轂變速器組件，其中，棘爪控制部件包含多個弓形 控制套筒，弓形控制套筒具有至少一個配置成接觸動力傳輸機構的多個轉(zhuǎn)矩傳遞棘爪中的 相應棘爪的棘爪控制表面，定位臂具有對應于且近似平行于該多個弓形控制套筒中每個套 筒的弓形形狀。
17.權利要求7的多速自行車內(nèi)部輪轂變速器組件，其中，棘爪控制部件包含至少一個 弓形控制套筒，弓形控制套筒具有至少一個配置成接觸動力傳輸機構的轉(zhuǎn)矩傳遞棘爪的棘 爪控制表面，定位臂具有對應于且近似平行于弓形控制套筒的弓形形狀。
18.權利要求7的多速自行車內(nèi)部輪轂變速器組件，其中，棘爪控制部件包含多個弓形 控制套筒，弓形控制套筒具有至少一個配置成接觸動力傳輸機構的多個轉(zhuǎn)矩傳遞棘爪中的 相應棘爪的棘爪控制表面，定位臂具有對應于且近似平行于該多個弓形控制套筒中每個套 筒的弓形形狀。
全文摘要
一種輪轂變速器組件，包含靜止的輪轂軸、驅(qū)動器、輪轂殼、動力傳輸機構和換檔控制機構。靜止的輪轂軸包含在徑向上可動的定位器。驅(qū)動器和輪轂殼可旋轉(zhuǎn)地支撐在輪轂軸上。動力傳輸機構可操作地布置在驅(qū)動器和輪轂殼之間，用于將來自驅(qū)動器的旋轉(zhuǎn)動力通過多條動力傳輸路徑傳遞給輪轂殼。換檔控制機構包含相對于輪轂軸能夠在旋轉(zhuǎn)方向上運動到多個方位的棘爪控制部件。每個方位對應于動力傳輸機構的多條動力傳輸路徑中的一條相應路徑的選定。定位器布置成使棘爪控制部件保持在所選定的方位上。
文檔編號B62M11/16GK101857065SQ20091017137
公開日2010年10月13日 申請日期2009年8月31日 優(yōu)先權日2009年4月10日
發(fā)明者樋野哲也 申請人:株式會社島野