CN100445109C - 内置变速轮毂用滚珠座 - Google Patents

Abstract

本发明的课题是在内置变速轮毂用滚珠座中，抑制因滚珠座面的变形而引起的轴承耐久性的劣化。内置变速轮毂用滚珠座(74)，在具有被安装在轮毂轴(42)上且与轮毂轴(42)进行嵌合的圆弧状的嵌合部(77a)、可插入为进行变速动作的凸轮套筒(71)且可使之旋转的圆弧状的套筒插入凹部(77b)、与轴承(65)的球体(76)接触的滚珠座面(78a)的滚珠座上，具备内侧构件(77)和外侧构件(78)。内侧构件(77)，是在内周部具有嵌合部(77a)和操作体插入凹部(77b)，在外周部具有外螺纹部(77d)的构件。外侧构件(78)，是在外周部具有滚珠座面(78a)，在内周部具有不能旋转地与外螺纹部(77d)连结的内螺纹部(78b)的构件。

Description

内置变速轮毂用滚珠座

技术领域

本发明有关滚珠座、特别是具有被安装在轮毂轴上且与轮毂轴进行嵌合的圆弧状的嵌合部、可插入为进行变速动作的变速操作体且可使之旋转的圆弧状的操作体插入凹部、与轴承的球体接触的滚珠座面的内置变速轮毂用滚珠座。

背景技术

在自行车用内置变速轮毂上，为了把安装有链轮的驱动体以及可传递来自驱动体的动力的轮毂壳可自由旋转地支撑在轮毂轴及驱动体上，使用了轴承。轴承，具有在外周面上具有锥体形状的滚珠座面且旋合在轮毂轴上的作为内环的滚珠座、在内周部具有被设在驱动体或轮毂轴上的锥体形状的滚珠座面的作为外环的滚珠座、在滚珠座和滚珠座之间与两者接触而配置的球体。在内置变速轮毂中，在轮毂轴的外周面可自由旋转地安装了为进行变速动作的套筒状的变速操作体(例如，专利文献1)。变速操作体，与夹着滚珠座而配置的线缆系止体一起转动。该变速操作体，在各个相位控制多个离合器开-关，需要配置在周向规定的位置上。为此，滚珠座不是旋合而是在轴向可自由移动且不能旋转地安装轮毂轴上，此外，滚珠座，由于可把变速操作体通过线缆系止体且使之旋转，所以在其内周面上，具有圆弧状的一对操作体插入凹部、在一对操作体插入凹部之间嵌合在轮毂轴外周面上的圆弧状的嵌合部。因此，在内周面形成了操作体插入凹部的滚珠座，由旋合在轮毂轴上的滚珠座形成了操作体插入凹部的部分的壁厚，比形成了嵌合部的部分薄，在周向壁厚变化。滚珠座，受到被配置在线缆系止体轴向外侧的螺母构件挤压，从而滚珠接触状态被调整。

【专利文献1】专利第3184230号说明书

发明内容

发明需要解决的课题

在形成了上述操作体插入凹部的现有的滚珠座中，为了调整滚珠接触状态，利用螺母构件挤压滚珠座的话，有时滚珠座产生歪斜。产生这种歪斜的话，应该是圆形的滚珠座面的与轮毂轴正交的横断面因周向壁厚的差异而变形为椭圆，有可能使轴承耐久性劣化。

本发明的课题在于在内置变速轮毂用滚珠座中，抑制因滚珠座面的变形而引起的轴承耐久性的劣化。

解决课题的手段

与发明第一部分相关的内置变速轮毂用滚珠座，在具有被安装在轮毂轴上且与轮毂轴进行嵌合的圆弧状的嵌合部、可插入为进行变速动作的变速操作体且可使之旋转的圆弧状的操作体插入凹部、与轴承的球体接触的滚珠座面的滚珠座上，具备内侧构件和外侧构件。内侧构件，是在内周部具有嵌合部和操作体插入凹部，在外周部具有第一连结部的构件。外侧构件，是在外周部具有滚珠座面，在内周部具有不能旋转地与第一连结部连结的第二连结部的构件。

在该滚珠座中，把在内周部具有嵌合部和操作体插入凹部的内侧构件嵌合在轮毂轴上，同时通过把第二连结部连接在第一连结部以使具有滚珠座面的外侧构件不能旋转地与内侧构件连结。产生周向壁厚变化的操作体插入凹部设在内侧构件，而未设在外侧构件。这里，成为产生周向壁厚变化的要素的操作体插入部设在内侧构件上，在具有滚珠座面的外侧构件上没有发生周向壁厚的变化，所以即使挤压滚珠座，外侧构件的滚珠座面也难以因歪斜而变形成椭圆形。为此，难以产生因滚珠座面的变形而引起的轴承耐久性的劣化。

与发明第二部分相关的内置变速轮毂用滚珠座，在发明第一部分所述的滚珠座上，第一连结部是外螺纹部，第二连结部是旋合在外螺纹部上的内螺纹部。这时，由于通过螺纹连结两个构件，所以可以用简单的构成不能旋转地连结两个构件。

与发明第三部分相关的内置变速轮毂用滚珠座，在发明第一部分或第二部分所述的滚珠座上，嵌合部，进而具备与在轮毂轴所形成的止转槽嵌合的止转突起。这时，由于内侧构件相对轮毂轴止转，所以操作体插入凹部在周向的位置被定位，变速操作体可以准确地进行变速动作。

与发明第四部分相关的内置变速轮毂用滚珠座，在发明第一至三部分中任一项所述的滚珠座上，内侧构件，其轴向长度比外侧构件短且从轴向外侧安装在外侧构件的内周部，外侧构件，在内周部具有内侧构件的前端面接触的接触部和可插入变速操作体且可使之旋转的操作体插入孔。这时，内侧构件被挤压时，由于外侧构件不是被连结部而是被接触接触部的内侧构件的端面挤压，所以外侧构件被均匀地挤压。

与发明第五部分相关的内置变速轮毂用滚珠座，在发明第四部分所述的滚珠座上，在外侧构件上，滚珠座面，被配置在接触部的轴向内侧。这时，由于滚珠座面被配置在接触部的轴向内侧，接触部和滚珠座面在轴向偏移，所以在滚珠接触状态调整中，即使介于接触部外侧构件被挤压而歪斜，歪斜也难从影响滚珠座面。

与发明第六部分相关的内置变速轮毂用滚珠座，在发明第四部分或第五部分所述的滚珠座上，操作体插入孔和操作体插入凹部，实质上具有相同内径。这时，没有必要在操作体插入孔和操作体插入凹部使变速操作体的外径变化。

发明效果

根据本发明，由于成为产生周向壁厚变化的要素的操作体插入部设在内侧构件上，在具有滚珠座面的外侧构件上没有发生周向壁厚的变化，所以即使挤压滚珠座，外侧构件的滚珠座面也难以因歪斜而变形成椭圆形。为此，难以产生因滚珠座面的变形而引起的轴承耐久性的劣化。

附图简单说明

图1是采用本发明的一实施形态的自行车的侧视图。

图2是其内置变速轮毂的剖面图。

图3是采用本发明的一实施形态的轴承的主视图。

图4是图3的IV-IV剖面图。

图5是内侧构件的半截剖面图。

图6是外侧构件的半截剖面图。

图7是其他实施形态的相当于图5的图。

图8是其他实施形态的相当于图6的图。

符号说明

30内置变速轮毂

42轮毂轴

44驱动体

65轴承

71凸轮套筒(变速操作体的一种)

74、174滚珠座

76球体

77、177内侧构件

77a嵌合部

77b套筒插入凹部(操作体插入凹部的一种)

77c止转突起

77d外螺纹部(第一连结部的一种)

78外侧构件

78a滚珠座面

78b内螺纹部78b(第二连结部的一种)

78c套筒通过孔(操作体插入孔的一种)

78d接触部

177d第一凹凸部(第一连结部的一种)

178b第二凹凸部(第二连结部的一种)

具体实施方式

在图1中，采用了本发明的一实施形态的自行车10，它具备具有车架体20和悬挂轮叉22及后摆臂24的车架12、固定在悬挂轮叉22上的把手14、由链条26、安装了踏板PD及1片前链轮28a的齿轮曲轴28、以及内置变速轮毂30等组成的驱动部16、安装在悬挂轮叉22及后摆臂24上的前轮18及后轮19。悬挂轮叉22，可绕倾斜纵轴自由转动地安装在车架体20的前部。后摆臂24具有后悬挂件32，可自由摇动地安装在车架体20的后部。在后摆臂24的后端部，形成了为安装后轮19的倒爪型的后爪部24a，同时后爪部24a的下方形成了向下延伸的安装耳部24b。

如图1所示，在前轮18及后轮19上，安装了前后盘式制动装置34·36。此外，后轮19安装了内置变速轮毂30。在后摆臂24的安装耳部24b，安装了给链条26施加张力的链条拉紧器40。

内置变速轮毂30，如图2所示，具有可固定在后摆臂24的后爪部24a上的后轮19的轮毂轴42、可自由旋转地安装在轮毂轴42上的近似筒状的驱动体44、配置在轮毂轴42的外周侧上的近似筒状的轮毂壳46、具有用多个动力传递路径把驱动体44的行进方向的旋转传递到轮毂壳46上的行星齿轮机构的变速机构48、进行切换以选择一个动力传递路径的切换机构50、安装在轮毂壳46的端部上的本发明一实施形态的盖构件51。作为后变速装置的内置变速轮毂30，例如是具有八个动力传递路径的八级变速轮毂，它可以把齿轮曲轴28(图1)的旋转按照八个阶段变速以传递到轮毂壳46。轮毂壳46的一端(图2左端)安装了后盘式制动装置36的盘形转子54。在盖构件51的外周面上，安装了轮毂罩56。

轮毂轴42，利用旋合在两端的固定螺母43不能旋转地被固定在后爪部24a上。在轮毂轴42的两端，形成了旋合了固定螺母43的外螺纹部42a。在图2右侧的一端侧的外螺纹部42a上，除了固定螺母43外，还旋合了为对后述的滚珠座74进行挤压的挤压螺母45。此外，轮毂轴42的一端(图2右端)侧的外螺纹部42a的轴向内侧，形成为直径比外螺纹部42a大，在这里，形成了止转槽42b。止转槽42b，如图3所示，形成在轮毂轴42的外周面的直径上的两处。

驱动体44，在一端(图2右端)具有小径的凸起部44a，并利用安装在凸起部44a上的轴承65可自由旋转地被支撑在轮毂轴42上。在驱动体44上，不能旋转地安装了后链轮52。轮毂壳46，具备具有左右一对的轮毂法兰60a·60b的壳本体60、不能旋转地被连结在壳本体60的一端(图2右端)内周面上的筒状构件62。壳本体60，为在另一端(图2左端)具有小径凸起部60c的筒状，在凸起部60c处利用轴承63可自由旋转地支撑轮毂轴42。此外，在凸起部60c上不能旋转地固定着盘形转子54。

在筒状构件62的内周面，如图2所示，形成了为使轮毂壳46的一端可自由旋转地支撑在驱动体44上的轴承64的滚珠座面64a。此外，在筒状构件62的外周面上，形成了外螺纹部62a、排列在外螺纹部62a轴向内侧而配置的环状突起62b及细齿62c。在外螺纹部62a上，旋入固定盖构件51。在环状突起62b上，壳本体60的一端接触它并被定位。在细齿62c上，铆接固定壳本体60的一端内周面。

切换机构50，经过开-关控制，使变速机构48的行星齿轮机构的例如四个太阳齿轮80～83相对轮毂轴42处于不能旋转状态(开)或者自由旋转状态(关)。切换机构50，具有对图中未显示的变速线缆进行系止且可自由旋转地安装在轮毂轴42上的线缆系止体70、与线缆系止体70连动而绕轮毂轴42转动以进行变速的作为变速操作体的凸轮套筒71。凸轮套筒71，可自由转动地安装在轮毂轴42的外周面上，并具有从被系止在线缆系止体70上的位置到与太阳齿轮83相对的位置的长度。凸轮套筒71，例如以各15度8级进行转动。

采用了本发明一实施形态的轴承65，如图3及图4所示，具有安装在轮毂轴42上的滚珠座74、与驱动体44的凸起部44a一体地形成的滚珠座75、与滚珠座74及滚珠座75两者接触而滚动的多个(例如八个)球体76。球体76，利用图中未显示的护圈以等间隔被配置在周向。

本发明一实施形态的滚珠座74，如图2所示，可介于线缆系止体70利用挤压螺母45对滚珠接触状态进行调整。滚珠座74，如图3至图6所示，具有被安装在轮毂轴42上的内侧构件77、不能旋转地与内侧构件77的外周侧连结的外侧构件78。

内侧构件77是金属制厚壁环状的构件，在内周面具有嵌合在轮毂轴42上的嵌合部77a、可插入凸轮套筒71且使之转动的套筒插入凹部(操作体插入凹部的一种)77b、与轮毂轴42的止转槽42b系合的止转突起77c。此外，内侧构件77，在外周面具有作为第一连结部的外螺纹部77d。内侧构件77，其轴向长度比外侧构件78短且从轴向外侧(图2右侧)安装在外侧构件78的内周部。内侧构件77，通过使止转突起77c系合在止转槽42b上，不能旋转地与轮毂轴42连结。轮毂轴42，由于不能旋转地固定在后爪部24a上，所以内侧构件77，相对车架12不能旋转。嵌合部77a，在轮毂轴42上，例如被形成为具有可以用间隙配合进行嵌合的内径的圆弧状，并且被形成在内周面直径上的两处。在嵌合部77a的中央部分，止转突起77c从嵌合部77a突出在径向内方而形成。为此，各嵌合部77a，被配置在止转突起77c的两侧。套筒插入凹部77b，在嵌合部77a之间，以仅比凸轮套筒71的厚度略大的长度凹陷为圆弧状而形成。套筒插入凹部77b的周向长度，是凸轮套筒71的套筒通过部分71a可以用各15度8级进行转动的长度。在本实施形态中，套筒插入凹部77b的轮毂轴42的中心的角度，例如近似为140度。由此，以15度8级进行转动的凸轮套筒71可以通过且可以转动。

外侧构件78，在外周部具有锥体形状的滚珠座面78a，在内周部具有不能旋转地与外螺纹部77d连结的作为第2连结部的内螺纹部78b。此外，外侧构件78，在内周部具有凸轮套筒71可通过内周部且可转动的套筒通过孔(操作体插入孔的一种)78c、内侧构件77的端面接触的接触部78d。内螺纹部78b，直径比套筒通过孔78c大，在内螺纹部78b和套筒通过孔78c的边界部分，形成了由与轮毂轴42的轴芯正交的平面所构成的接触部78d。滚珠座面78a，被配置在接触部78d的轴向内侧。由此，由于接触部78d和滚珠座面78a在轴向偏移，所以在滚珠接触状态调整中，即使介于接触部78d外侧构件78被挤压而歪斜，歪斜也难以影响滚珠座面78a。套筒通过孔78c，其内径实质上与套筒插入凹部77b的内径相等。外侧构件78的一端面的外周部，突出在轴向外侧。该突出部78e，与线缆系止体70嵌合。把内侧构件77旋入固定在外侧构件78上时，两构件77·78的轴向外侧的端面为相同位置。也就是说，内侧构件77的轴向长度和从除了外侧构件78的突出部78e外的端面到接触部78d的长度，实质上是相同的长度。为此，线缆系止体70，可以接触两构件77·78的端面，在滚珠接触状态调整中，两构件77·78同时受压。

把这样构成的滚珠座74安装在轮毂轴42上时，事前要把内侧构件77旋入固定在外侧构件上。由内置变速轮毂30的滚珠座74组装了图2左侧的构件后，在与驱动体44一体形成的滚珠座75上，安装了由护圈整齐排列的球体76。在该状态下，把内侧构件77被旋入在外侧构件78上的滚珠座74安装在轮毂轴42上，进而把线缆系止体70和挤压螺母45安装在轮毂轴42上。这些安装完成后，利用挤压螺母45对整个滚珠接触状态进行调整。这时，在外侧构件78上，周向壁厚没有变化，所以挤压时即使产生歪斜，滚珠座面78a的与轮毂轴42正交的断面也难以从圆形变形为椭圆形。并且，由于滚珠座面78a偏移到接触部78d的轴向内侧的同时，在外螺纹部77d和内螺纹部78b之间存在游隙，所以因套筒插入凹部77b而在周向产生壁厚变化的内侧构件77即使因歪斜而断面变形为椭圆形，变形也难以影响滚珠座面78a。

<其他实施形态>

(a)在上述实施形态中，外侧构件的轴向长度虽然比内侧构件的轴向长度短，但是也可以长度相等。

(b)在上述实施形态中，虽然是由旋合第一连结部及第二连结部的外螺纹部及内螺纹部构成，但是如果是不能旋转地连结内侧构件和外侧构件的构成的话，那么第一及第二连结部的构成也可以是任何一种。例如，如图7及图8所示，也可以由在内侧构件177的外周面在周向隔着间隔地形成的多个第一凹凸部177d构成第一连结部，由在外侧构件178的内周面在周向隔着间隔地形成且不能旋转地与第一凹凸部177d连结的多个第二凹凸部178b构成第二连结部。此外，除了连结部外的其他构成，由于与上述实施形态相同，故省略说明。另外，连结部的构成，也可以是由各种键及键槽组成的连结构造以及由相互不能旋转地系合的多角形的内周面及外周面组成的连结构造。

Claims (6)

1.一种内置变速轮毂用滚珠座，在具有被安装在轮毂轴上且与上述轮毂轴进行嵌合的圆弧状的嵌合部、可插入为进行变速动作的变速操作体且可使之转动的圆弧状的操作体插入凹部、与轴承的球体接触的滚珠座面的内置变速轮毂用滚珠座上，

具备在内周部具有上述嵌合部和上述操作体插入凹部而在外周部具有第一连结部的内侧构件、

在外周部具有上述滚珠座面而在内周部具有不能旋转地与上述第一连结部连结的第二连结部的外侧构件。

2.如权利要求1所述的内置变速轮毂用滚珠座，上述第一连结部是外螺纹部，上述第二连结部是旋合在上述外螺纹部上的内螺纹部。

3.如权利要求1或2所述的内置变速轮毂用滚珠座，上述嵌合部，进而具备与在上述轮毂轴所形成的止转槽嵌合的止转突起。

4.如权利要求1或2所述的内置变速轮毂用滚珠座，上述内侧构件，其轴向长度比上述外侧构件短且从轴向外侧安装在上述外侧构件的内周部，

上述外侧构件，在内周部具有上述内侧构件的前端面接触的接触部和可插入上述变速操作体且可使之转动的操作体插入孔。

5.如权利要求4所述的内置变速轮毂用滚珠座，在上述外侧构件上，上述滚珠座面，被配置在上述接触部的轴向内侧。

6.如权利要求4所述的内置变速轮毂用滚珠座，上述操作体插入孔和上述操作体插入凹部，实质上具有相同内径。

Images