本發(fā)明涉及齒輪和具備該齒輪的自行車用變速機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)：

具備變速機(jī)構(gòu)的自行車用構(gòu)件(component)已知。專利文獻(xiàn)1的自行車用驅(qū)動單元具備包括行星齒輪機(jī)構(gòu)的變速機(jī)構(gòu)。

專利文獻(xiàn)1：日本實(shí)用新型注冊第3194818號公報(bào)

專利文獻(xiàn)1中，關(guān)于變速機(jī)構(gòu)的小型化問題沒有進(jìn)行特別探討。因此，專利文獻(xiàn)1的變速機(jī)構(gòu)關(guān)于小型化這一點(diǎn)存在改善余地。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是鑒于上述問題而研發(fā)的，其目的在于提供一種有助于自行車用構(gòu)件的小型化的齒輪和具備該齒輪的自行車用變速機(jī)構(gòu)。

〔1〕本發(fā)明一方面提供一種自行車用變速機(jī)構(gòu)，包括：第一齒輪，該第一齒輪包括多個(gè)第一齒，該第一齒中由第一齒面規(guī)定的第一壓力角的大小與由第二齒面規(guī)定的第二壓力角的大小不同；以及第二齒輪，該第二齒輪包括多個(gè)第二齒，該第二齒中由第三齒面規(guī)定的第三壓力角的大小與由第四齒面規(guī)定的第四壓力角的大小不同，所述第二齒輪與所述第一齒輪嚙合。

〔2〕根據(jù)所述自行車用變速機(jī)構(gòu)的一例，所述第一壓力角大于所述第二壓力角，所述第三壓力角大于所述第四壓力角，所述第一齒輪與所述第二齒輪能夠以所述第一齒面與所述第三齒面接觸的方式嚙合。

〔3〕根據(jù)所述自行車用變速機(jī)構(gòu)的一例，所述第一齒輪和所述第二齒輪為正齒輪。

〔4〕根據(jù)所述自行車用變速機(jī)構(gòu)的一例，還包括：第三齒輪，該第三齒輪包括多個(gè)第三齒，該第三齒中由第五齒面規(guī)定的第五壓力角的大小與由第六齒面規(guī)定的第六壓力角的大小相等，所述第三齒輪能夠與所述第一齒輪一體旋轉(zhuǎn)；以及第四齒輪，該第四齒輪包括多個(gè)第四齒，該第四齒中由第七齒面規(guī)定的第七壓力角的大小與由第八齒面規(guī)定的第八壓力角的大小相等，所述第四齒輪與所述第三齒輪嚙合。

〔5〕根據(jù)所述自行車用變速機(jī)構(gòu)的一例，所述第一齒輪和所述第三齒輪一體形成。

〔6〕根據(jù)所述自行車用變速機(jī)構(gòu)的一例，所述第一齒輪中包括的所述第一齒的個(gè)數(shù)與所述第三齒輪中包括的所述第三齒的個(gè)數(shù)不同。

〔7〕根據(jù)所述自行車用變速機(jī)構(gòu)的一例，還包括：第五齒輪，該第五齒輪包括多個(gè)第五齒，該第五齒中由第九齒面規(guī)定的第九壓力角的大小與由第十齒面規(guī)定的第十壓力角的大小不同，所述第五齒輪能夠與所述第一齒輪一體旋轉(zhuǎn)；以及第六齒輪，該第六齒輪包括多個(gè)第六齒，該第六齒中由第十一齒面規(guī)定的第十一壓力角的大小與由第十二齒面規(guī)定的第十二壓力角的大小不同，所述第六齒輪與所述第五齒輪嚙合。

〔8〕根據(jù)所述自行車用變速機(jī)構(gòu)的一例，所述第九壓力角大于所述第十壓力角，所述第十一壓力角大于所述第十二壓力角，所述第五齒輪與所述第六齒輪能夠以所述第九齒面與所述第十一齒面接觸的方式嚙合。

〔9〕根據(jù)所述自行車用變速機(jī)構(gòu)的一例，所述第一齒輪和所述第五齒輪一體形成。

〔10〕根據(jù)所述自行車用變速機(jī)構(gòu)的一例，所述第一齒輪中包括的所述第一齒的個(gè)數(shù)與所述第五齒輪中包括的所述第五齒的個(gè)數(shù)不同。

〔11〕根據(jù)所述自行車用變速機(jī)構(gòu)的一例，所述第三齒輪中包括的所述第三齒的個(gè)數(shù)與所述第五齒輪中包括的所述第五齒的個(gè)數(shù)不同。

〔12〕根據(jù)所述自行車用變速機(jī)構(gòu)的一例，所述第一齒輪和所述第二齒輪包括于第一行星齒輪機(jī)構(gòu)，所述第一齒輪構(gòu)成第一行星齒輪，所述第二齒輪構(gòu)成第一太陽齒輪及第一環(huán)形齒輪的一者。

〔13〕根據(jù)所述自行車用變速機(jī)構(gòu)的一例，所述第三齒輪和所述第四齒輪包括于所述第一行星齒輪機(jī)構(gòu)，所述第三齒輪構(gòu)成第二行星齒輪，所述第四齒輪構(gòu)成所述第一太陽齒輪及所述第一環(huán)形齒輪的另一者。

〔14〕根據(jù)所述自行車用變速機(jī)構(gòu)的一例，所述第五齒輪和所述第六齒輪包括于所述第一行星齒輪機(jī)構(gòu)，所述第五齒輪構(gòu)成第三行星齒輪，所述第六齒輪構(gòu)成第二太陽齒輪及第二環(huán)形齒輪的任一者。

〔15〕根據(jù)所述自行車用變速機(jī)構(gòu)的一例，還包括：第七齒輪，該第七齒輪包括多個(gè)第七齒，該第七齒中由第十三齒面規(guī)定的第十三壓力角的大小與由第十四齒面規(guī)定的第十四壓力角的大小相等，所述第七齒輪與所述第三齒輪嚙合；支承軸，該支承軸支承所述第二齒輪和所述第七齒輪；以及控制機(jī)構(gòu)，該控制機(jī)構(gòu)控制所述第二齒輪和所述第七齒輪相對于所述支承軸的旋轉(zhuǎn)，所述第二齒輪構(gòu)成所述第一太陽齒輪，所述第七齒輪包括于所述第一行星齒輪機(jī)構(gòu)，構(gòu)成第三太陽齒輪。

〔16〕根據(jù)所述自行車用變速機(jī)構(gòu)的一例，還包括第二行星齒輪機(jī)構(gòu)，該第二行星齒輪機(jī)構(gòu)連結(jié)于所述第一行星齒輪機(jī)構(gòu)。

〔17〕根據(jù)所述自行車用變速機(jī)構(gòu)的一例，所述第一壓力角和所述第三壓力角為20度以上，所述第二壓力角和所述第四壓力角小于20度。

〔18〕根據(jù)所述自行車用變速機(jī)構(gòu)的一例，所述第一壓力角和所述第三壓力角為30度以上，所述第二壓力角和所述第四壓力角小于17度。

〔19〕根據(jù)所述自行車用變速機(jī)構(gòu)的一例，所述第一齒輪和所述第二齒輪將從曲柄軸和馬達(dá)的至少一者傳遞來的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行變速。

〔20〕根據(jù)所述自行車用變速機(jī)構(gòu)的一例，該自行車用變速機(jī)構(gòu)構(gòu)成設(shè)于后輪的輪轂的內(nèi)裝變速器。

〔21〕本發(fā)明另一方面通過一種齒輪，包括：第一齒輪，該第一齒輪包括多個(gè)第一齒，該第一齒中由第一齒面規(guī)定的第一壓力角的大小與由第二齒面規(guī)定的第二壓力角的大小不同；以及第三齒輪，該第三齒輪包括多個(gè)第三齒，該第三齒中由第五齒面規(guī)定的第五壓力角的大小與由第六齒面規(guī)定的第六壓力角的大小相等，所述第三齒輪與所述第一齒輪一體形成。

〔22〕根據(jù)所述齒輪的一例，所述第一齒輪中包括的所述第一齒的齒數(shù)與所述第三齒輪中包括的所述第三齒的齒數(shù)不同。

發(fā)明效果：

根據(jù)上述自行車用變速機(jī)構(gòu)及其齒輪，容易實(shí)現(xiàn)自行車用構(gòu)件的小型化。

附圖說明

圖1是具備第一實(shí)施方式的自行車用變速機(jī)構(gòu)的電動助力自行車的一部分的側(cè)面圖。

圖2是圖1的2－2線的剖面圖。

圖3是圖2的3－3線的剖面圖。

圖4是圖2的4－4線的剖面圖。

圖5是圖2的5－5線的剖面圖。

圖6是圖2的6－6線的剖面圖。

圖7是圖1的各構(gòu)成要素和變速級的關(guān)系圖。

圖8是第二實(shí)施方式的變速機(jī)構(gòu)的剖面圖。

圖9是第三實(shí)施方式的變速機(jī)構(gòu)的剖面圖。

圖10是變形例的自行車用變速機(jī)構(gòu)的剖面圖。

附圖標(biāo)記說明：

10自行車；22支承軸；26曲柄軸；28馬達(dá)；30輪轂；36變速機(jī)構(gòu)；36a變速機(jī)構(gòu)；36b變速機(jī)構(gòu)；40控制機(jī)構(gòu)；54第一行星齒輪機(jī)構(gòu)；56第二行星齒輪機(jī)構(gòu)；58第三行星齒輪機(jī)構(gòu)；60第一帶臺階齒輪；62第一齒輪；64第一齒；64a第一齒面；64b第二齒面；66第三齒輪；68第三齒；68a第五齒面；68b第六齒面；70第五齒輪；72第五齒；72a第九齒面；72b第十齒面；74第二齒輪；76第二齒；76a第三齒面；76b第四齒面；78第四齒輪；80第四齒；80a第七齒面；80b第八齒面；82第六齒輪；84第六齒；84a第十一齒面；84b第十二齒面；86第七齒輪88第七齒；88a第十三齒面；88b第十四齒面；110變速機(jī)構(gòu)；a1第一壓力角；a2第二壓力角；a3第三壓力角；a4第四壓力角；a5第五壓力角；a6第六壓力角；a7第七壓力角；a8第八壓力角；a9第九壓力角；a10第十壓力角；a11第十一壓力角；a12第十二壓力角；a13第十三壓力角；a14第十四壓力角。

具體實(shí)施方式

(第一實(shí)施方式)

圖1是關(guān)于具備自行車用變速機(jī)構(gòu)(以下稱作“變速機(jī)構(gòu)36”)的電動助力自行車的側(cè)面圖。圖1表示關(guān)于電動助力自行車的驅(qū)動系統(tǒng)的一部分。自行車10具備一對曲柄臂12、一對踏板14、前鏈輪16、后鏈輪18、車鏈20、驅(qū)動單元24、曲柄軸26和輪轂30。輪轂30是包括變速機(jī)構(gòu)36的自行車用構(gòu)件的一例。輪轂30包括支承軸22。輪轂30設(shè)于自行車10的后輪(省略圖示)。支承軸22是輪轂軸，構(gòu)成自行車10的后輪的車軸。驅(qū)動單元24包括馬達(dá)28。

自行車10的車架(省略圖示)上支承著驅(qū)動單元24。驅(qū)動單元24支承著曲柄臂12。曲柄臂12相對于驅(qū)動單元24和車架能夠旋轉(zhuǎn)。曲柄臂12支承著踏板14。踏板14包括踏板主體14a和踏板軸14b。踏板軸14b固定于曲柄臂12。踏板主體14a相對于曲柄臂12能夠繞踏板軸14b旋轉(zhuǎn)。前鏈輪16連結(jié)于曲柄軸26。前鏈輪16可以直接連結(jié)于曲柄軸26，也可以例如經(jīng)由單向離合器和襯套等其他部件進(jìn)行連結(jié)。曲柄軸26和前鏈輪16設(shè)置于同軸上。輪轂30支承著后鏈輪18。后鏈輪18能夠繞支承軸22的軸線旋轉(zhuǎn)。車鏈20卷掛于前鏈輪16和后鏈輪18。

通過對踏板14施加人力驅(qū)動力，從而曲柄臂12和曲柄軸26一體旋轉(zhuǎn)。伴隨曲柄軸26的旋轉(zhuǎn)，由前鏈輪16、車鏈20、后鏈輪18和輪轂30使自行車10的后輪旋轉(zhuǎn)。驅(qū)動單元24經(jīng)由前鏈輪16和車鏈20將馬達(dá)28的旋轉(zhuǎn)傳遞給輪轂30。

圖2是沿著圖1所示的2－2線的輪轂30和后鏈輪18的半截?cái)嗝鎴D。輪轂30包括輪轂殼32、輸入部34和變速機(jī)構(gòu)36。變速機(jī)構(gòu)36構(gòu)成設(shè)于輪轂30的內(nèi)裝變速器。變速機(jī)構(gòu)36包括支承軸22、控制機(jī)構(gòu)40和行星齒輪機(jī)構(gòu)52。輪轂殼32包括輸出部32a。輸出部32a是在支承軸22的軸線方向上隔開間隔地設(shè)置于輪轂殼32上并與輻條(省略圖示)連結(jié)的多個(gè)突緣。行星齒輪機(jī)構(gòu)52和控制機(jī)構(gòu)40的至少一部分收容于輪轂殼32?？刂茩C(jī)構(gòu)40選擇性地限制行星齒輪機(jī)構(gòu)52的構(gòu)成要素的旋轉(zhuǎn)。

行星齒輪機(jī)構(gòu)52包括第一行星齒輪機(jī)構(gòu)54和第二行星齒輪機(jī)構(gòu)56。第二行星齒輪機(jī)構(gòu)56連結(jié)于第一行星齒輪機(jī)構(gòu)54。支承軸22支承著輸入部34。輸入部34繞支承軸22的軸線能夠旋轉(zhuǎn)。后鏈輪18在支承軸22的一端部上可拆裝地安裝于輸入部34。行星齒輪機(jī)構(gòu)52將從輸入部34輸入的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行變速并傳遞給輸出部32a。

第一行星齒輪機(jī)構(gòu)54包括多個(gè)第一帶臺階齒輪60、第二齒輪74、第四齒輪78、第六齒輪82、第七齒輪86、齒輪架100和第一行星銷102。第一帶臺階齒輪60具備第一齒輪62、第三齒輪66和第五齒輪70。第一齒輪62、第三齒輪66和第五齒輪70一體形成。

第一齒輪62構(gòu)成第一行星齒輪。第三齒輪66構(gòu)成第二行星齒輪。第五齒輪70構(gòu)成第三行星齒輪。第三齒輪66、第一齒輪62和第五齒輪70的外徑和齒數(shù)彼此不同。各齒輪62、66、70的外徑按照第三齒輪66的外徑、第一齒輪62的外徑、第五齒輪70的外徑的順序減小。各齒輪62、66、70的齒數(shù)按照第三齒輪66的齒數(shù)、第一齒輪62的齒數(shù)、第五齒輪70的齒數(shù)的順序減少。

第二齒輪74構(gòu)成第一太陽齒輪。第六齒輪82構(gòu)成第二太陽齒輪。第七齒輪86構(gòu)成第三太陽齒輪。第四齒輪78構(gòu)成第一環(huán)形齒輪。各齒輪74、82、86按照第六齒輪82、第二齒輪74、第七齒輪86的順序外徑減小且齒數(shù)減少。

第一齒輪62設(shè)于第二齒輪74的外周側(cè)。第一齒輪62與第二齒輪74嚙合。第三齒輪66設(shè)于第四齒輪78的內(nèi)周側(cè)。第三齒輪66與第四齒輪78嚙合。第三齒輪66設(shè)于第七齒輪86的外周側(cè)。第三齒輪66與第七齒輪86嚙合。第五齒輪70設(shè)于第六齒輪82的外周側(cè)。第五齒輪70與第六齒輪82嚙合。

第二行星齒輪機(jī)構(gòu)56包括多個(gè)第二帶臺階齒輪90、第九齒輪96、第十一齒輪98、齒輪架100和第二行星銷104。第二帶臺階齒輪90包括第八齒輪92和第十齒輪94。第八齒輪92和第十齒輪94構(gòu)成第二行星齒輪機(jī)構(gòu)56的行星齒輪。第九齒輪96構(gòu)成第二行星齒輪機(jī)構(gòu)56的太陽齒輪。第八齒輪92設(shè)于第九齒輪96的外周側(cè)。第九齒輪96與第八齒輪92嚙合。第十一齒輪98構(gòu)成第二行星齒輪機(jī)構(gòu)56的環(huán)形齒輪。第十齒輪94設(shè)于第十一齒輪98的內(nèi)周側(cè)。第十一齒輪98與第十齒輪94嚙合。第八齒輪92的外徑小于第十齒輪94的外徑。第八齒輪92的齒數(shù)少于第十齒輪94的齒數(shù)。

支承軸22將輪轂殼32和輸入部34能夠旋轉(zhuǎn)地支承。輪轂殼32能夠旋轉(zhuǎn)地支承于輸入部34。支承軸22支承著第二齒輪74、第六齒輪82、第七齒輪86和第九齒輪96。支承軸22與各齒輪74、82、86、96同軸設(shè)置。各齒輪74、82、86、96從輸入部34側(cè)沿著沿支承軸22的軸線的方向按照第九齒輪96、第七齒輪86、第二齒輪74、第六齒輪82的順序設(shè)置。各齒輪74、82、86繞支承軸22的軸線能夠旋轉(zhuǎn)。第四齒輪78設(shè)于第一帶臺階齒輪60的外周側(cè)。第九齒輪96固定設(shè)于支承軸22。輪轂30包括第一單向離合器38a和第二單向離合器38b。第一單向離合器38a設(shè)于齒輪架100與輪轂殼32之間。第二單向離合器38b設(shè)于第四齒輪78與輪轂殼32之間。第一單向離合器38a和第二單向離合器38b可以是爪式的離合器，也可以是滾柱離合器。

圖3是第一齒輪62和第二齒輪74的嚙合部分的放大圖。在一例中，第一齒輪62和第二齒輪74是正齒輪。第一齒輪62包括多個(gè)第一齒64。第二齒輪74包括多個(gè)第二齒76。多個(gè)第一齒64中的一個(gè)和多個(gè)第二齒76中的一個(gè)嚙合。第一齒64在通過第一齒輪62的旋轉(zhuǎn)軸線的任意平面內(nèi)都非對稱形成。第二齒76在通過第二齒輪74的旋轉(zhuǎn)軸線的任意平面內(nèi)都非對稱形成。如第一齒64和第二齒76那樣在通過齒輪的旋轉(zhuǎn)軸線的任意平面內(nèi)都非對稱形成而由各齒的兩個(gè)齒面分別規(guī)定的壓力角彼此不同的齒以下有時(shí)被記載為“非對稱的齒”。

第一齒64包括第一齒面64a和第二齒面64b。第一齒面64a在節(jié)距點(diǎn)上規(guī)定第一壓力角a1。第二齒面64b在節(jié)距點(diǎn)上規(guī)定第二壓力角a2。第一壓力角a1的大小與第二壓力角a2的大小彼此不同。在一例中，第一壓力角a1大于第二壓力角a2。第二齒76包括第三齒面76a和第四齒面76b。第三齒面76a在節(jié)距點(diǎn)規(guī)定第三壓力角a3。第四齒面76b在節(jié)距點(diǎn)規(guī)定第四壓力角a4。第三壓力角a3的大小和第四壓力角a4的大小彼此不同。在一例中，第三壓力角a3大于第四壓力角a4。

優(yōu)選地，在一例中，第一壓力角a1和第三壓力角a3為20度以上。第二壓力角a2和第四壓力角a4小于20度。在更優(yōu)選例中，第一壓力角a1和第三壓力角a3為30度以上。在更優(yōu)選例中，第二壓力角a2和第四壓力角a4小于17度。優(yōu)選地，第一壓力角a1和第三壓力角a3相等。優(yōu)選地，第一壓力角a1和第三壓力角a3小于50°。優(yōu)選地，第二壓力角a2和第四壓力角a4為10度以上。第一齒輪62和第二齒輪74能夠以第一齒面64a和第二齒面64b接觸的方式嚙合。第一齒面64a和第三齒面76a為驅(qū)動面。第二齒面64b和第四齒面76b為非驅(qū)動面。

圖4是第三齒輪66和第四齒輪78的嚙合部分的放大剖面圖。在一例中，第三齒輪66和第四齒輪78為正齒輪。第三齒輪66包括多個(gè)第三齒68。第四齒輪78包括多個(gè)第四齒80。多個(gè)第三齒68中的一個(gè)和多個(gè)第四齒80中的一個(gè)嚙合。第三齒68包括第五齒面68a和第六齒面68b。第五齒面68a在節(jié)距點(diǎn)上規(guī)定第五壓力角a5。第六齒面68b在節(jié)距點(diǎn)上規(guī)定第六壓力角a6。第五壓力角a5的大小與第六壓力角a6的大小相等。第三齒68在通過第三齒輪66的旋轉(zhuǎn)軸線的任意平面中都對稱形成。第三齒輪66的第五齒面68a和第六齒面68b為驅(qū)動面，第三齒輪66向一方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，第五齒面68a和第六齒面68b分別接觸其他齒輪。

第四齒輪78包括多個(gè)第四齒80。第四齒80包括第七齒面80a和第八齒面80b。第七齒面80a在節(jié)距點(diǎn)上規(guī)定第七壓力角a7。第八齒面80b在節(jié)距點(diǎn)上規(guī)定第八壓力角a8。第七壓力角a7的大小與第八壓力角a8的大小相等。第四齒80在通過第四齒輪78的旋轉(zhuǎn)軸線的任意平面內(nèi)都對稱形成。

圖5是第五齒輪70和第六齒輪82的嚙合部分的放大剖面圖。在一例中，第五齒輪70和第六齒輪82為正齒輪。第五齒輪70包括多個(gè)第五齒72。第六齒輪82包括多個(gè)第六齒84。多個(gè)第五齒輪72中的一個(gè)和多個(gè)第六齒84中的一個(gè)嚙合。第五齒72作為非對稱的齒形成。第六齒84作為非對稱的齒形成。第五齒72包括第九齒面72a和第十齒面72b。第九齒面72a在節(jié)距點(diǎn)上規(guī)定第九壓力角a9。第十齒面72b在節(jié)距點(diǎn)上規(guī)定第十壓力角a10。第九壓力角a9的大小與第十壓力角a10的大小不同，大于第十壓力角a10的大小。

第六齒84包括第十一齒面84a和第十二齒面84b。第十一齒面84a在節(jié)距點(diǎn)上規(guī)定第十一壓力角a11。第十二齒面84b在節(jié)距點(diǎn)上規(guī)定第十二壓力角a12。第十一壓力角a11的大小大于第十二壓力角a12的大小。優(yōu)選地，在一例中，第九壓力角a9和第十一壓力角a11為20度以上。第十壓力角a10和第十二壓力角a12小于20度。更優(yōu)選例中，第九壓力角a9和第十一壓力角a11為30度以上。更優(yōu)選例中，第十壓力角a10和第十二壓力角a12小于17度。優(yōu)選地，第九壓力角a9和第十一壓力角a11相等。優(yōu)選地，第九壓力角a9和第十一壓力角a11小于50度。優(yōu)選地，第十壓力角a10和第十二壓力角a12為10度以上。第五齒輪70與第六齒輪82能夠以第九齒面72a和第十一齒面84a接觸的方式嚙合。第九齒面72a和第十一齒面84a為驅(qū)動面。第十齒面72b和第十二齒面84b為非驅(qū)動面。

圖6是第三齒輪66和第七齒輪86的嚙合部分的放大剖面圖。在一例中，第七齒輪86為正齒輪。第七齒輪86包括多個(gè)第七齒88。多個(gè)第三齒68中的一個(gè)和多個(gè)第七齒88中的一個(gè)嚙合。第七齒88包括第十三齒面88a和第十四齒面88b。第十三齒面88a在節(jié)距點(diǎn)上規(guī)定第十三壓力角a13。第十四齒面88b在節(jié)距點(diǎn)上規(guī)定第十四壓力角a14。第十三壓力角a13的大小和第十四壓力角a14的大小相等。第七齒88在通過第七齒輪86的旋轉(zhuǎn)軸線的任意平面內(nèi)都對稱形成。

如圖2所示，第一行星銷102設(shè)于多個(gè)第一帶臺階齒輪60的各個(gè)上。第一行星銷102與第一帶臺階齒輪60同軸設(shè)置，貫通第一帶臺階齒輪60。第一行星銷102的兩端部能夠旋轉(zhuǎn)地支承于齒輪架100。第一行星銷102可以相對于第一帶臺階齒輪60能夠旋轉(zhuǎn)，也可以固定于第一帶臺階齒輪60。第一行星銷102相對于第一帶臺階齒輪60能夠旋轉(zhuǎn)的情況下，第一行星銷102的兩端部可以固定支承于齒輪架100。

第二行星銷104設(shè)于多個(gè)第二帶臺階齒輪90的各個(gè)上。第二行星銷104與第二帶臺階齒輪90同軸設(shè)置，貫通第二帶臺階齒輪90。第二行星銷104的兩端部能夠旋轉(zhuǎn)地支承于齒輪架100。第二行星銷104可以相對于第二帶臺階齒輪90能夠旋轉(zhuǎn)，也可以固定于第二帶臺階齒輪90。第二行星銷104相對于第二帶臺階齒輪90能夠旋轉(zhuǎn)的情況下，第二行星銷104的兩端部可以固定支承于齒輪架100。

齒輪架100與支承軸22同軸設(shè)置。齒輪架100能夠與第二行星銷104和第一行星銷102一起繞支承軸22的軸線一體旋轉(zhuǎn)。齒輪架100經(jīng)由第二行星銷104和第一行星銷102支承著第二帶臺階齒輪90和第一帶臺階齒輪60。第一行星齒輪機(jī)構(gòu)54和第二行星齒輪機(jī)構(gòu)56具有一體形成的共用的齒輪架100，但是第一行星齒輪機(jī)構(gòu)54和第二行星齒輪機(jī)構(gòu)56也可以包括各自的齒輪架100而構(gòu)成，各齒輪架100連結(jié)成能夠一體旋轉(zhuǎn)。

控制機(jī)構(gòu)40包括襯套42、第一離合器部件44、第二離合器部件46、第三離合器部件48和第四離合器部件50。襯套42支承于支承軸22。襯套42能夠繞支承軸22的軸線變位。襯套42包括沿著支承軸22的外周面的三個(gè)臂(省略圖示)和連結(jié)三個(gè)臂的襯套主體(省略圖示)。各臂設(shè)于與各離合器部件46、48、50對應(yīng)的位置上。襯套42的臂經(jīng)由各離合器部件46、48、50可選擇地限制第七齒輪86、第二齒輪74和第六齒輪82的旋轉(zhuǎn)。襯套42可以經(jīng)由線纜與設(shè)于車把的操作部結(jié)合，也可以與變速用馬達(dá)單元結(jié)合。

第一離合器部件44具備離合器環(huán)(クラッチリング)44a和彈簧44b。離合器環(huán)44a設(shè)于與齒輪架100相鄰的位置。離合器環(huán)44a連結(jié)于輸入部34。離合器環(huán)44a和輸入部34一體旋轉(zhuǎn)。輸入部34經(jīng)由單向離合器連結(jié)于第二行星齒輪機(jī)構(gòu)56的環(huán)形齒輪的內(nèi)周部。彈簧44b以使離合器環(huán)44a靠近齒輪架100的方式對離合器環(huán)44a給予力。離合器環(huán)44a由彈簧44b的力而能夠移動。控制機(jī)構(gòu)40包括與襯套42連動而旋轉(zhuǎn)，限制離合器環(huán)44a的沿著支承軸22的軸線的方向上的位置的凸輪部件44c。離合器環(huán)44a由彈簧44b壓附在凸輪部件44c的凸輪面上。離合器環(huán)44a通過與齒輪架100的花鍵100a卡合，從而將輸入部34和齒輪架100連結(jié)，將輸入部34的旋轉(zhuǎn)傳遞給齒輪架100。第一離合器部件44從齒輪架100脫離，從而輸入部34的旋轉(zhuǎn)被傳遞給第十一齒輪98。

第二離合器部件46設(shè)于支承軸22的外周部與第七齒輪86的內(nèi)周部之間。包括于控制機(jī)構(gòu)40的第二離合器部件46控制第七齒輪86的旋轉(zhuǎn)。第二離合器部件46通過設(shè)于第二離合器部件46的外周部的爪部與形成于第七齒輪86的內(nèi)周部的棘齒卡合，從而限制第七齒輪86的旋轉(zhuǎn)，通過爪部從第七齒輪86脫離，從而允許第七齒輪86的旋轉(zhuǎn)。

第三離合器部件48設(shè)于支承軸22的外周部與第二齒輪74的內(nèi)周部之間。包括于控制機(jī)構(gòu)40的第三離合器部件48控制第二齒輪74的旋轉(zhuǎn)。第三離合器部件48通過設(shè)于第三離合器部件48的外周部的爪部與形成于第二齒輪74的內(nèi)周部的棘齒卡合，從而限制第二齒輪74的旋轉(zhuǎn)，通過爪部從第二齒輪74脫離，從而允許第二齒輪74的旋轉(zhuǎn)。

第四離合器部件50設(shè)于支承軸22的外周部與第六齒輪82的內(nèi)周部之間。第四離合器部件50通過形成于第四離合器部件50的外周部的爪部與形成于第六齒輪82的內(nèi)周部的棘齒卡合，從而限制第六齒輪82的旋轉(zhuǎn)，通過爪部從第六齒輪82脫離，從而允許第六齒輪82的旋轉(zhuǎn)。

第一帶臺階齒輪60的第一齒輪62和第二齒輪74能夠?qū)那S26和馬達(dá)28的至少一個(gè)傳遞來的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行變速。離合器環(huán)44a移動，與襯套42旋轉(zhuǎn)時(shí)的襯套42的旋轉(zhuǎn)相位對應(yīng)地，旋轉(zhuǎn)被限制的齒輪的組合變化。與旋轉(zhuǎn)被限制的齒輪的組合對應(yīng)地，構(gòu)成行星齒輪機(jī)構(gòu)52的各要素的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)不同。因此，通過控制機(jī)構(gòu)40的動作，變速機(jī)構(gòu)36的變速比變化。

圖7表示變速機(jī)構(gòu)36的各變速級的構(gòu)成要素的關(guān)系。變速機(jī)構(gòu)36具備八個(gè)級別的變速級。1級是變速比最小的變速級。8級是變速比最大的變速級。圖中的“○”表示各變速級上的旋轉(zhuǎn)的傳遞路徑上包括的要素。

1級～4級中，輸入部34的旋轉(zhuǎn)最初被傳遞給第十一齒輪98。5級～8級中，輸入部34的旋轉(zhuǎn)最初被傳遞給齒輪架100。在1級和5級中，齒輪架100的旋轉(zhuǎn)經(jīng)由第一單向離合器38a傳遞給輪轂殼32。在2級～4級和6級～8級中，第四齒輪78的旋轉(zhuǎn)經(jīng)由第二單向離合器38b傳遞給輸出部32a。

變速機(jī)構(gòu)36被設(shè)定為3級或7級的變速級時(shí)，使曲柄臂12前轉(zhuǎn)而使后鏈輪18旋轉(zhuǎn)時(shí)，如圖3所示，第一齒輪62向第一方向r1旋轉(zhuǎn)，第二齒輪74相對于支承軸22不旋轉(zhuǎn)。這時(shí)，以第一齒面64a與第三齒面76a接觸的方式使第一齒輪62與第二齒輪74嚙合。第一壓力角a1和第三壓力角a3的大小是影響伴隨第一齒64和第二齒76的嚙合而產(chǎn)生的赫茲應(yīng)力和滑動率的因素之一。第一壓力角a1和第三壓力角a3越大則赫茲應(yīng)力越小，第一齒64和第二齒76的荷載容量增加。并且，第一壓力角a1和第三壓力角a3越大則滑動率越小，第一齒輪62和第二齒輪74的傳動效率增加。

各壓力角a1～a4的大小是影響第一齒64的齒厚和第二齒76的齒厚的因素之一。第二壓力角a2和第四壓力角a4設(shè)定為小于第一壓力角a1和第三壓力角a3的角度的情況下，與第二壓力角a2和第四壓力角a4設(shè)定為與第一壓力角a1和第三壓力角a3相等的角度的情況比較，能夠使第一齒64的齒厚和第二齒76的齒厚比較厚。因此，即使各齒64、76形成得小，也能夠?qū)⒏鼾X64、76的強(qiáng)度包括于優(yōu)選的范圍。

變速機(jī)構(gòu)36被設(shè)定為2～4級和6～8級以外的變速級時(shí)，曲柄臂12前轉(zhuǎn)而使后鏈輪18旋轉(zhuǎn)時(shí)，則如圖4所示，第三齒輪66向第一方向r1旋轉(zhuǎn)，第四齒輪78向第一方向r1旋轉(zhuǎn)。這時(shí)，以第五齒面68a和第七齒面80a接觸的方式使第三齒輪66和第四齒輪78嚙合。

變速機(jī)構(gòu)36設(shè)定在2級或6級的變速級時(shí)，曲柄臂12前轉(zhuǎn)而使后鏈輪18旋轉(zhuǎn)時(shí)，則如圖5所示，第五齒輪70向第一方向r1旋轉(zhuǎn)，第六齒輪82相對于支承軸22不旋轉(zhuǎn)。這時(shí)，以第九齒面72a和第十一齒面84a接觸的方式使第五齒輪70和第六齒輪82嚙合。

變速機(jī)構(gòu)36設(shè)定在4級或8級的變速級時(shí)，曲柄臂12前轉(zhuǎn)而使后鏈輪18旋轉(zhuǎn)時(shí)，則如圖6所示，第三齒輪66向第一方向r1旋轉(zhuǎn)，第七齒輪86相對于支承軸22不旋轉(zhuǎn)。這時(shí)，以第五齒面68a和第十三齒面88a接觸的方式使第三齒輪66和第七齒輪86嚙合。

根據(jù)第一實(shí)施方式，能夠得到以下的作用和效果。

(1)由第一齒64的第一齒面64a規(guī)定的第一壓力角a1大于由第二齒面64b規(guī)定的第二壓力角a2。由第二齒76的第三齒面76a規(guī)定的第三壓力角a3大于由第四齒面76b規(guī)定的第四壓力角a4。如此將第一齒64和第二齒76作為非對稱的齒形成，從而使第一齒64和第二齒76的荷載容量增加，能夠?qū)崿F(xiàn)第一齒輪62和第二齒輪74的小型化、變速機(jī)構(gòu)36的小型化甚至輪轂30的小型化。

(2)變速機(jī)構(gòu)36作為行星齒輪具備第一帶臺階齒輪60。第一帶臺階齒輪60包括與作為太陽齒輪的第七齒輪86和作為環(huán)形齒輪的第四齒輪78兩者嚙合的第三齒輪66和僅與作為太陽齒輪的第二齒輪74嚙合的第一齒輪62。第三齒輪66中第三齒68的一側(cè)齒面與第七齒輪86的齒面接觸，第三齒68的另一側(cè)齒面與第四齒輪78的齒面接觸。因此，第三齒輪66優(yōu)選形成為第三齒68對稱。第一齒輪62中僅第一齒64的一側(cè)齒面與第二齒輪74的齒面接觸，所以將第一齒64作為非對稱的齒形成，從而能夠?qū)崿F(xiàn)第一齒輪62的小型化，實(shí)現(xiàn)第一帶臺階齒輪60的小型化。

(第二實(shí)施方式)

第二實(shí)施方式的變速機(jī)構(gòu)36a在以下的方面與第一實(shí)施方式的變速機(jī)構(gòu)36不同，在其他方面與第一實(shí)施方式的變速機(jī)構(gòu)36實(shí)質(zhì)上具有相同結(jié)構(gòu)。

圖8是第二實(shí)施方式的變速機(jī)構(gòu)36a的剖面圖。變速機(jī)構(gòu)36a具備第三行星齒輪機(jī)構(gòu)58以取代第一行星齒輪機(jī)構(gòu)54。第三行星齒輪機(jī)構(gòu)58在以下的方面與第一行星齒輪機(jī)構(gòu)54不同。第二齒輪74和第四齒輪78省略，構(gòu)成第一環(huán)形齒輪的第十二齒輪74a與第一齒輪62嚙合。第十二齒輪74a的外周部經(jīng)由第二單向離合器38b連結(jié)于輪轂殼32。第一齒輪62和第十二齒輪74a的各齒與第一實(shí)施方式的第一齒輪62和第二齒輪74同樣地作為非對稱的齒形成，彼此嚙合。

(第三實(shí)施方式)

第三實(shí)施方式的變速機(jī)構(gòu)36b在以下的方面與第一實(shí)施方式的變速機(jī)構(gòu)36不同，在其他方面與第一實(shí)施方式的變速機(jī)構(gòu)36實(shí)質(zhì)上具有相同結(jié)構(gòu)。

圖9是第三實(shí)施方式的變速機(jī)構(gòu)36b的剖面圖。變速機(jī)構(gòu)36b具備第四行星齒輪機(jī)構(gòu)59以取代第一行星齒輪機(jī)構(gòu)54。第四行星齒輪機(jī)構(gòu)59在以下的方面與第一行星齒輪機(jī)構(gòu)54不同。第四齒輪78和第六齒輪82省略，構(gòu)成第一環(huán)形齒輪的第十三齒輪74與第五齒輪70嚙合。第十三齒輪74b的外周部經(jīng)由第二單向離合器38b連結(jié)于輪轂殼32。第五齒輪70和第十三齒輪74b的各齒與第一實(shí)施方式的第一齒輪62和第二齒輪74同樣地作為非對稱的齒形成，彼此嚙合。

(變形例)

上述各實(shí)施方式的說明是本發(fā)明的自行車用變速機(jī)構(gòu)能夠采用的方式的例示，不意味著限制該方式。本發(fā)明的自行車用變速機(jī)構(gòu)能夠采用例如以下所示的上述各實(shí)施方式的變形例以及彼此不矛盾的至少兩個(gè)變形例組合的方式。

·變速機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)能夠任意變更。在一例中，自行車10能夠具備圖10所示的變速機(jī)構(gòu)110以取代變速機(jī)構(gòu)36。變速機(jī)構(gòu)110具備11個(gè)級別的變速級。變速機(jī)構(gòu)110包括第二十一帶臺階齒輪112、第二十二帶臺階齒輪114、第二十三帶臺階齒輪116、第二十一齒輪118、第二十二齒輪120、第二十三齒輪122、第二十四齒輪124、第二十五齒輪126、第二十六齒輪128、第二齒輪架130和第三齒輪架132。第二十一帶臺階齒輪112、第二十二帶臺階齒輪114和第二十三帶臺階齒輪116構(gòu)成行星齒輪機(jī)構(gòu)的行星齒輪。第二十一帶臺階齒輪112、第二十二帶臺階齒輪114和第二十三帶臺階齒輪116分別是二級齒輪。第二十一齒輪118和第二十五齒輪126構(gòu)成行星齒輪機(jī)構(gòu)的環(huán)形齒輪。第二十二齒輪120、第二十三齒輪122、第二十四齒輪124和第二十六齒輪128構(gòu)成行星齒輪機(jī)構(gòu)的太陽齒輪。第二十一帶臺階齒輪112的一側(cè)齒輪與第二十一齒輪118嚙合，第二十一帶臺階齒輪112的另一側(cè)齒輪與第二十二齒輪120嚙合。第二十二帶臺階齒輪114的一側(cè)齒輪與第二十三齒輪122嚙合，第二十二帶臺階齒輪114的另一側(cè)齒輪與第二十四齒輪124嚙合。第二十三帶臺階齒輪116的一側(cè)齒輪與第二十五齒輪126嚙合，第二十三帶臺階齒輪116的另一側(cè)齒輪與第二十六齒輪128嚙合。

第二十一帶臺階齒輪112的各齒輪、第二十一齒輪118和第二十二齒輪120的各齒作為非對稱的齒形成。第二十二帶臺階齒輪114的另一側(cè)齒輪和第二十四齒輪124的各齒作為非對稱的齒形成。第二十三帶臺階齒輪116的各齒輪、第二十五齒輪126和第二十六齒輪128的各齒與第一實(shí)施方式的第一齒輪62和第二齒輪74同樣地作為非對稱的齒形成。

·包括變速機(jī)構(gòu)36的自行車用構(gòu)件的種類能夠任意變更。在一例中，作為自行車用構(gòu)件的驅(qū)動單元24也可以包括變速機(jī)構(gòu)36。

·帶臺階齒輪所包括的齒輪的個(gè)數(shù)能夠任意變更。例如，第一帶臺階齒輪60包括三個(gè)齒輪，但是也可以是僅包括兩個(gè)齒輪的結(jié)構(gòu)，也可以是包括四個(gè)以上齒輪的結(jié)構(gòu)。這種情況下，多個(gè)齒輪中至少一個(gè)齒輪的齒作為非對稱的齒形成即可。

·各實(shí)施方式的變速機(jī)構(gòu)中，關(guān)于第二行星齒輪機(jī)構(gòu)56的各齒輪，也可以與第一行星齒輪機(jī)構(gòu)54同樣地包括非對稱的齒。

·上述的實(shí)施方式的變速機(jī)構(gòu)例示了6個(gè)級別、8個(gè)級別、11個(gè)級別的變速機(jī)構(gòu)，但只要是能夠由行星齒輪機(jī)構(gòu)而多級變速的變速機(jī)構(gòu)，就能夠適用本發(fā)明。

·上述的實(shí)施方式的變速機(jī)構(gòu)由行星齒輪機(jī)構(gòu)構(gòu)成，但是也可以由能夠繞第一旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的多個(gè)齒輪和能夠繞第二旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)且與能夠繞第一旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的多個(gè)齒輪的各個(gè)齒輪嚙合的多個(gè)齒輪構(gòu)成。第一旋轉(zhuǎn)軸線與第二旋轉(zhuǎn)軸線平行。

·上述的實(shí)施方式的變速機(jī)構(gòu)具備多個(gè)變速級，但是也可以構(gòu)成不具有變速級的減速機(jī)構(gòu)或增速機(jī)構(gòu)。

·構(gòu)成各實(shí)施方式的變速機(jī)構(gòu)的各齒輪也可以代替正齒輪，而采用斜齒輪。