CN101244751B - 自行车轮毂组件 - Google Patents

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纸谷充
樋野哲也
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62MRIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M11/00Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels
    • B62M11/04Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels of changeable ratio
    • B62M11/14Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels of changeable ratio with planetary gears
    • B62M11/16Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels of changeable ratio with planetary gears built in, or adjacent to, the ground-wheel hub
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D41/00Freewheels or freewheel clutches
    • F16D41/24Freewheels or freewheel clutches specially adapted for cycles
    • F16D41/30Freewheels or freewheel clutches specially adapted for cycles with hinged pawl co-operating with teeth, cogs, or the like

Abstract

一种多速内部自行车轮毂传动组件,包括轮毂轴、驱动件、轮毂壳、动力传动机构、棘爪和棘爪缩进机构。所述驱动件可旋转地支撑到所述轮毂轴上。所述轮毂壳可旋转地支撑到所述轮毂轴上。所述动力传动机构布置在所述驱动件与所述轮毂壳之间,用于通过至少第一动力传动路径和第二动力传动路径连通从所述驱动件至所述轮毂壳的旋转动力。所述棘爪构造成在所述驱动件与所述轮毂壳之间传递扭矩,使得扭矩沿着所述第一动力传动路径传递。所述棘爪缩进元件,构造限制所述棘爪的运动,使得扭矩通过所述第二动力传动路径传递。

Description

自行车轮毂组件

技术领域

[0001] 本发明总地涉及具有包括棘爪的单向离合器的自行车轮毂组件。更具体地,本发 明涉及包括具有至少两个动力传动路径的内部动力传动机构的自行车轮毂组件,其中棘爪 在一个动力传动路径内传递扭矩,而在另一个动力传动路径中不传递扭矩。

背景技术

[0002] 自行车成为越来越流行的娱乐形式和交通工具。此外,自行车已经成为业余爱好 者和职业运动员越来越流行的竞技运动。无论自行车是用于娱乐、交通还是竞技,自行车厂 都不断地改进自行车的各种部件。已经广泛重新设计的一种部件是自行车轮毂组件。

[0003] 许多自行车轮毂组件包括具有两或多个动力传动路径的内部动力传递机构,其中 各路径由传递扭矩的唯一齿轮组件限定。美国专利6,641,500 (转让给Shimano Inc.)中 公开了一种这样的自行车轮毂组件。在所公开的自行车轮毂组件中,内部动力传递机构包 括可由骑车者选择的多个齿轮组合或速度(动力传动路径)的多个行星轮齿和齿圈,以便 传递扭矩。

[0004] 扭矩沿着一个动力传动路径从驱动元件通过棘爪(单向离合器)传递到第一齿 圈。齿圈通过将行星齿轮与齿圈选择为几个不同齿轮组合中的一个来传递扭矩。

[0005] 类似地,沿着另一个动力传动路径无需使用棘爪传递扭矩。通常,当沿着第二动力 传动路径传递扭矩时,驱动元件与第一齿圈以不同的速度旋转。因此,通过沿第二动力传动 路径传递的扭矩,棘爪卡在驱动元件与第一齿圈之间,发出咔嗒咔嗒的噪声。

[0006] 棘爪卡在驱动元件与第一齿圈之间引起的噪声对于许多骑车者来说是不期望的。 一些骑车者认为其会产生阻力,浪费能量并引起棘爪与第一齿圈的磨损。

[0007] 考虑到上述情况,对于本发明所属领域的技术人员,显然存在提供一种能够消除 驱动元件与齿圈以不同速度旋转时由棘爪引起的噪声的改进型刺爪结构的需求。本发明致 力于本领域中的该需求及其它需求,这些从本发明对于本领域的技术人员是显而易见的。

发明内容

[0008] 本发明的目的是提供一种自行车轮毂组件的内部动力传动机构,其具有在驱动元 件与齿圈之间无扭矩传递时缩回棘爪的缩进机构。

[0009] 前述目的主要通过提供一种具有轮毂轴、驱动件、轮毂壳、动力传动机构、棘爪和 棘爪缩进元件的多速内部自行车轮毂传动组件来实现。所述驱动件可旋转地支撑到所述轮 毂轴上。所述轮毂壳可旋转地支撑到所述轮毂轴上。所述动力传动机构布置在所述驱动件 与所述轮毂壳之间,用于通过至少第一动力传动路径和第二动力传动路径连通从所述驱动 件至所述轮毂壳的旋转动力。所述棘爪构造成在所述驱动件与所述轮毂壳之间传递扭矩, 使得扭矩沿着所述第一动力传动路径传递。所述棘爪缩进元件,构造成限制所述棘爪的运 动,使得扭矩通过所述第二动力传动路径传递。

[0010] 结合附图,根据下面公开了本发明优选实施例的描述,本领域的普通技术人员能够清楚本发明的这些及其它目的、特征、方面和优点。 附图说明

[0011] 现在参考形成原始公开一部分的附图。

[0012] 图1为示出根据本发明一个实施例的后轮和轮毂组件的自行车侧视图;

[0013] 图2为示出了包括根据本发明一个实施例的棘爪缩进机构的动力传动组件的轮 毂组件截面图;

[0014] 图3为示出了包括车轴、几个中心齿轮和控制臂的根据本发明一个实施例的动力 传动组件的一部分的透视分解图;

[0015] 图4为图3中所示根据本发明一个实施例的动力传动组件一部分的透视图,示出 了装配在车轴上的中心齿轮和控制臂;

[0016] 图5为图3和4中所示根据本发明一个实施例的动力传动组件一部分的透视图, 示出了安装在车轴上的中心齿轮、控制臂和换档辅助机构的一部分;

[0017] 图6为图2中所示根据本发明一个实施例的动力传递组件一部分的侧视截面图, 示出了离合器元件处于断开位置、棘爪缩进机构处于断开位置并且棘爪处于扭矩传递位 置,以便在驱动元件与第一齿圈之间传递扭矩;

[0018] 图7为与图6类似的根据本发明一个实施例的侧视截面图,示出了离合器元件处 于接合位置、棘爪缩进机构处于接合位置,棘爪处于缩进位置,在驱动元件与第一齿圈之间 棘爪不传递扭矩;

[0019] 图8为根据本发明一个实施例的动力传动组件一部分的透视图,示出了棘爪缩进 机构处于断开位置并且棘爪处于相应于图6的扭矩传递位置;

[0020] 图9为根据本发明一个实施例的动力传动组件一部分的透视图,示出了棘爪缩进 机构处于接合位置并且棘爪处于相应于图7的缩进位置;

[0021] 图10为根据本发明一个实施例的动力传动组件沿图6中线10-10的截面图,示出 了棘爪缩进机构处于断开位置并且棘爪处于相应于图6和8的扭矩传递位置;

[0022] 图11为根据本发明一个实施例的动力传动组件沿图7中线11-11的截面图,示出 了棘爪缩进机构处于接合位置并且棘爪处于相应于图7和9的缩进位置;

[0023] 图12为根据本发明一个实施例的动力传动组件一部分的分解图,示出了棘爪缩 进机构、第一齿圈、棘爪和驱动元件部件;

[0024] 图13为与图2类似的根据本发明一个实施例的截面图,示出了选择第一齿轮速度 的第一档位传动路径;

[0025] 图14为与图13类似的根据本发明一个实施例的截面图,示出了选择第二齿轮速 度的第二档位传动路径;

[0026] 图15为与图13类似的根据本发明一个实施例的截面图,示出了选择第三齿轮速 度的第三档位传动路径;

[0027] 图16为与图13类似的根据本发明一个实施例的截面图,示出了选择第四齿轮速 度的第四档位传动路径;

[0028] 图17为与图2类似的根据本发明一个实施例的截面图,示出了选择第五齿轮速度 的第五档位传动路径;[0029] 图18为与图17类似的根据本发明一个实施例的截面图,示出了选择第六齿轮速 度的第六档位传动路径;

[0030] 图19为与图17类似的根据本发明一个实施例的截面图,示出了选择第七齿轮速 度的第七档位传动路径;

[0031] 图20为与图17类似的根据本发明一个实施例的截面图,示出了选择第八齿轮速 度的第八档位传动路径。

具体实施方式

[0032] 现在参考附图对本发明所选的实施例进行描述。本领域的技术人员从本发明应当 理解,下面本发明实施例的描述仅仅是示意性质的,而不是限制由所附权利要求及其等同 物限定的本发明。

[0033] 首先参考图1,示出了具有根据本发明第一实施例的轮毂组件12的自行车10。如 图2中所示,轮毂组件12包括动力传动组件14,该动力传动组件包括允许棘爪18沿着第 一组动力传动路径(图13-16)中任意一个传递扭矩,而在沿着第二组动力传动路径(图 17-20)中任意一个传递扭矩时缩回棘爪18的棘爪缩进机构16,下面将进行更加详细的描 述。

[0034] 如图2中所示,轮毂组件12主要包括固定车轴20、轮毂壳22和动力传动组件14。 如图3中所示,车轴20包括其尺寸制成接收和保持动力传动组件14各部分的凹槽24和 26,下面将进行更加详细的描述。

[0035] 再次参考图2,轮毂壳22由左杯28、右杯30及轴承组件34、35和36绕着车轴20 可旋转地支撑。轮毂壳22还包括轮辐法兰38和40。轮辐法兰38和40构造成以传统的 方式支撑轮辐和外轮。轴承组件34布置在左杯28与车轴20之间。右杯30固定在轮毂壳 22上,并沿着轮毂壳22的径向内表面延伸。右杯30由轴承组件35可旋转地支撑。

[0036] 动力传动组件14为多速内部轮毂传动装置。动力传动组件14主要包括(其中) 驱动件46、离合器环48、换档辅助机构50、第一中心齿轮52、第二中心齿轮54、第三中心齿 轮56、第四中心齿轮58、第二中心齿轮棘爪60、第三中心齿轮棘爪62、第四中心齿轮棘爪 64、行星齿轮架66、第一行星齿轮组68、第二行星齿轮组70、棘爪72、第一齿圈74、第二齿圈 76、控制臂78、棘爪缩进机构16和棘爪18。动力传动组件14可操作地布置在驱动件46与 轮毂壳22之间,以将驱动件的旋转动力通过第一组动力传动路径和第二组动力传动路径 传递到轮毂壳22。下面更加详细地定义第一和第二组动力传动路径。

[0037] 再次参考图2,驱动件46为由轴承组件36绕着车轴20可旋转地支撑的通常为环 形的元件。驱动件46还支撑轴承组件35,如图2中所示。驱动件46还支撑固定地连接到 驱动件46的链轮92。如图6和7中所清楚示出的,驱动件46包括内齿轮齿46a。如图12 中清楚示出的,驱动件还包括一对棘爪凹槽46b。链轮92构造成接收骑车者踏车动作的扭 矩。由于链轮92固定在驱动件46上,所以链轮92的扭矩直接传递到驱动件46。

[0038] 如图6和7中所清楚示出的,离合器环48包括径向向外延伸的齿轮齿48a,其与驱 动件46的径向向内延伸的齿轮齿46a啮合。离合器环48还包括花键94。离合器环48可 从图2、6和13-16中所示的第一位置移动到图7和17-20中所示的第二位置。在图2、6和 13-20所示的第一位置中,离合器环48空转,并与驱动件46 —起转动。因此,当离合器环48处于第一位置中时,驱动件46的扭矩通过处于第一动力传动路径的棘爪18传递到第一 齿圈74,如下文所详细描述的。在图7和17-20所示的第二位置中,离合器环48的花键94 与齿轮架66接合,扭矩沿第二组动力传动路径从驱动件46传递到齿轮架66,如下文所详细 描述的。离合器环48通过换档辅助机构50以传统的方式在第一与第二位置之间移动。

[0039] 换档辅助机构50为辅助在各种速比(档位组合)之间转换的机构,如在Shoge的 美国专利6,641,500 (转让给Shimano Inc.)中所更加详细描述的。由于换档辅助机构50 的操作及离合器环48的移动是传统形式的,所以为简便起见省略其描述。

[0040] 第一中心齿轮52以传统的方式不可旋转地支撑在车轴20上。第一中心齿轮52 包括径向向外延伸的齿轮齿52b (图2和5中所示)。

[0041] 第二中心齿轮54、第三中心齿轮56和第四中心齿轮58相对于车轴20可有选择 地旋转。第二中心齿轮54、第三中心齿轮56和第四中心齿轮58各具有各自的内棘齿54a、 56a和58a及各自的外齿轮齿54b、56b和58b,如图3中所更加清楚示出的。

[0042] 第二中心齿轮棘爪60的一部分不可旋转地保持在车轴20的凹槽24中,以枢转或 间歇转动。具体地,第二中心齿轮棘爪60保持在相对于车轴20的位置,有选择地与第二中 心齿轮54的内棘齿54a接合。第二中心齿轮棘爪60通过以传统方式控制控制臂78的运 动可有选择地操作。主要地,控制臂78的一部分的运动界定在车轴20的凹槽26中。控制 臂78部分与第二中心齿轮棘爪60的接合与断开将第二中心齿轮棘爪60在相对于第二中 心齿轮54的可操作方位与不可操作方位之间移动。当第二中心齿轮棘爪60可操作时,第 二中心齿轮棘爪60与第二中心齿轮54的内棘齿接合,允许第二中心齿轮54只沿一个旋转 方向旋转。换句话说,第二中心齿轮棘爪60用作单向离合器。当通过控制臂78的断开而 使第二中心齿轮棘爪60不可操作时,第二中心齿轮54可沿任意旋转方向自由地旋转或空 转。

[0043] 第三中心齿轮棘爪62的一部分也不可旋转地保持在车轴20的凹槽24中,以枢转 或间歇转动。第三中心齿轮棘爪62保持在相对于车轴20的位置,有选择地与第三中心齿 轮56的内棘齿56a接合。第三中心齿轮棘爪62通过以类似于控制第三中心齿轮棘爪62 的传统方式控制控制臂78的运动可有选择地操作。当第三中心齿轮棘爪62可操作时,第 三中心齿轮棘爪62与第三中心齿轮56的内棘齿接合,允许第三中心齿轮56只沿一个旋转 方向旋转。换句话说,第三中心齿轮棘爪62用作单向离合器。当通过定位控制臂78而使 第三中心齿轮棘爪62不可操作时,第三中心齿轮56可沿任意旋转方向自由地旋转或空转。

[0044] 第四中心齿轮棘爪64的一部分也不可旋转地保持在车轴20的凹槽24中,以枢转 或间歇转动。具体地,第四中心齿轮棘爪64保持在相对于车轴20的位置,有选择地与第四 中心齿轮58的内棘齿58a接合。第四中心齿轮棘爪64通过以传统方式控制控制臂78的 运动可有选择地操作。当第四中心齿轮棘爪64可操作时,第四中心齿轮棘爪64与第四中 心齿轮58的内棘齿接合,允许第四中心齿轮58只沿一个旋转方向旋转。换句话说,第四中 心齿轮棘爪64用作单向离合器。当通过定位控制臂78而使第四中心齿轮棘爪64不可操 作时,第四中心齿轮58可沿任意旋转方向自由地旋转或空转。

[0045] 行星齿轮架66为绕着车轴20可旋转地支撑的环状元件。齿轮架66构造成以传 统的方式支持和保持第一行星齿轮组68和第二行星齿轮组70。齿轮架66包括小直径部 分100和大直径部分102。如图2左手侧所示,小直径部分100位于轴承组件34附近。齿轮架66的大直径部分102包括多个轴104 (优选包括三个轴104,但是图2中只示出了一 个)。轴104支持第一行星齿轮组68和第二行星齿轮组70,使得第一行星齿轮组68和第 二行星齿轮组70可绕着轴104自由旋转。大直径部分102还包括与离合器环48相邻的凹 槽110。具体地,凹槽110构造成当离合器环48处于图8和14中所示的第二位置时与离合 器环48的花键94接合。

[0046] 优选地,齿轮架66支撑第一行星齿轮组68中的三个(图2中只示出了一个)和 第二行星齿轮组70中的三个(图2中只示出了一个)。第一行星齿轮组68中的每个都包 括小直径齿轮齿组68a和大直径齿轮齿组68b。小直径齿轮齿组68a与第一中心齿轮52的 外齿轮齿52b啮合。大直径齿轮齿组68b与第一齿圈74的内齿轮齿74a啮合。

[0047] 第二行星齿轮组70中的每个都包括小直径齿轮齿组70a、中直径齿轮齿组70b和 大直径齿轮齿组70c。小直径齿轮齿组70a与第二中心齿轮54的外齿轮齿54b和第二齿圈 76的内齿轮齿76a啮合。中直径齿轮齿组70b与第三中心齿轮56的外齿轮齿56b啮合。 大直径齿轮齿组70c与第四中心齿轮58的外齿轮齿58b啮合。

[0048] 棘爪72以传统的方式保持在齿轮架66的小直径部分100的一部分中。棘爪72 作为单向离合器,以将齿轮架66的扭矩传递到轮毂壳22。

[0049] 第一齿圈74为环绕第一行星齿轮68、齿轮架66的大直径部分100的一部分和棘 爪18的环状元件。第一齿圈74可相对于车轴20、轮毂壳22和齿轮架66旋转。第一齿圈 74包括内齿轮齿74a和多个内棘齿74b。内齿轮齿74a与第一行星齿轮68的大直径齿轮 齿68b啮合。内棘齿74b构造成与棘爪18接合。当棘爪18可操作时,棘爪18作为允许第 一齿圈74只沿相对于驱动件46的一个方向旋转的单向离合器,如下所述。

[0050] 第二齿圈76通过以具有多个传统辊子和凸轮表面的辊子离合器114的形式的单 向离合器连接到右杯30,从而连接到轮毂壳22。

[0051] 如图3中所清楚示出的,控制臂78包括三个弧形控制部分78a、78b和78c。控制 部分78a构造成控制第二中心齿轮棘爪60的操作。控制部分78b构造成控制第三中心齿 轮棘爪62的操作。控制部分78c构造成控制第四中心齿轮棘爪64的操作。控制臂78、中 心齿轮棘爪60、62和64的操作是传统形式的。在例如Shoge的美国专利6,607,465 (转让 给Shimano Inc.)中提供了控制臂78更加详细的说明。为简便起见,省略对控制臂78的 操作的进一步描述。

[0052] 具体参考图6-12,提供对棘爪缩进机构16的描述。棘爪缩进机构16主要包括环 元件140和滑动弹簧142。环元件140为包括一对凸起144和凹槽146的环形元件。

[0053] 滑动弹簧142包括直端150、簧丝部分152和弯端154。直端150和簧丝部分152 沿着与内棘齿74b相邻的环形表面上的第一齿圈74延伸并与其接触,如图12中所示。弯 端154插入棘爪缩进机构16的环元件140的凹槽146。具体地,滑动弹簧142的弯端154 通过凹槽146固定到环元件140上。

[0054] 棘爪18为通过弹簧160径向向外偏压的传统棘爪元件。棘爪18和弹簧160布置 在驱动件46的凹槽46b中。

[0055] 现在具体参考图6-12,描述棘爪缩进机构16的操作。如上所述,扭矩沿着第一组 动力传动路径或第二组动力传动路径中的任意一个传递。棘爪18构造成在驱动件46与 轮毂壳22之间传递扭矩,从而限定了第一组动力传动路径中各路径的基本特性。环元件140 (棘爪缩进元件)构造成使用通过第二组动力传动路径传递的扭矩缩回棘爪18 (断开与 第一齿圈74的接合)。具体地,环元件140 (棘爪缩进元件)包括滑动弹簧142,其构造成 使用通过第二组动力传动路径中任意一个路径传递的扭矩推动环元件140与棘爪18接合。 该滑动弹簧142布置在驱动元件46与第一齿圈74之间,滑动弹簧142的第二端154连接 到环元件140上。更具体地,滑动弹簧142夹在第一齿圈74与环元件140之间。

[0056] 当离合器环48从齿轮架66断开时,如图2、6和13-16 (第一组动力传动路径)中 所示,棘爪18通过弹簧160偏压成与第一齿圈74的内棘齿74b接合,如图6、8和10中所 示。扭矩通过棘爪18从驱动件46传递到第一齿圈74。

[0057] 当离合器环48与齿轮架66的大直径部分102中的凹槽110接合时,如图7和 17-20 (第二组动力传动路径)中所示,齿轮架66与驱动件46作为整体一起旋转。行星齿 轮68与齿轮架66 —起旋转。当行星齿轮68与齿轮架66 —起旋转时,齿轮齿68b与齿轮 齿74a接合,使得第一齿圈74以大于驱动件46转速的速度旋转。因此,通过与第一齿圈74 接触产生的摩擦拉紧了滑动弹簧142,从而推动环元件140,移动凸起144将其与棘爪18接 触,如图7、9和11中所示。结果,棘爪18移到缩进位置,与第一齿圈74的内棘齿74b完全 分离。因此,在缩进位置,棘爪18不起作用。

[0058] 为进一步理解轮毂组件12和动力传动组件14的操作,下面具体参考图13-20进 行描述。在动力传动组件14中,具有8个不同的速度(速比)或动力传动路径来将链轮92 的扭矩传递到轮毂壳22。所需的速度由骑车者通过档位选择器(未示出)来选择,其中档 位选择器以传统的方式通过线缆或其它机构连接到控制臂78和换档辅助机构50。控制臂 78的运动以传统的方式触发或接合了棘爪60、62或64中的一个或多个。换档辅助机构50 以传统的方式接合或断开离合器环48。

[0059] 图13-16与图2类似,其中示出了动力传动组件14的各种部件。图13-16进一步 示出了能够传递扭矩的四个速比或传动比。在图13-16的各图中,动力传动组件14用于传 递扭矩的元件具有从其延伸穿过的黑实线,从而限定了特定的动力传动路径。图13-16中 所示的速度表明第一动力传动路径。第一动力传动路径定义为扭矩通过棘爪18从驱动件 46传递到第一齿圈74的那些速比或传动比。第一动力传动路径或速度1、2、3和4在下面 描述。

[0060] 图17-20与图2类似,其中示出了动力传动组件14的各种部件。在图17-20的各 图中,动力传动组件14用于传递扭矩的元件具有从其延伸穿过的黑实线,从而限定了特定 的动力传动路径。在图17-20中,离合器环48与齿轮架66的凹槽110接合,使得驱动件46 与齿轮架66—起旋转。图17-20中所示的速度表明第二动力传动路径,对应于扭矩通过离 合器环48从驱动件46直接传递到齿轮架66的那些速比或传动比。第二动力传动路径或 速度5、6、7和8在下面描述。

[0061] 表格1中示出了各速度的各种部件的状态(分离/接合和能自由旋转/锁止在适 当位置),表格2中示出了速度的部件组合。

[0062] 表格 1

[0063]

速度 离合器环48 中心齿轮54 中心齿轮56 中心齿轮58 传动比

8

[0064]表格 2

[0065]

[0066] 现在提供表格2中表示的更加详细的速度描述。在第一速度(速度1-第一扭矩 传动路径之一)中,从链轮92到驱动件46的扭矩通过棘爪18传递到第一齿圈74。第一 齿圈74使得第一行星齿轮68绕着固定的第一中心齿轮52旋转,随之引起齿轮架66旋转。 然后齿轮架66通过棘爪72引起轮毂壳22旋转。

[0067] 在第二速度(速度2-第一扭矩传动路径之一)中,从链轮92到驱动件46的扭矩 通过棘爪18传递到第一齿圈74。第一齿圈74使得第一行星齿轮68绕着固定的第一中心 齿轮52旋转,随之引起齿轮架66旋转。但是,现在第四中心齿轮58被第四中心齿轮棘爪 64锁止在适当位置中(单向旋转)。因此,第二行星齿轮70绕着第四中心齿轮58旋转。第 二齿圈76通过第二行星齿轮70旋转。现在第二齿圈76通过辊子离合器114引起轮毂壳 22旋转。

[0068] 在第三速度(速度3-第一扭矩传动路径之一)中,从链轮92到驱动件46的扭矩 通过棘爪18传递到第一齿圈74。第一齿圈74使得第一行星齿轮68绕着固定的第一中心 齿轮52旋转,随之引起齿轮架66旋转。现在第二行星齿轮70绕着被第三中心齿轮棘爪62 锁上在适当位置的第三中心齿轮56旋转。第二行星齿轮70的旋转再次引起第二齿圈76 旋转。第二齿圈76通过辊子离合器114引起轮毂壳22旋转。

[0069] 在第四速度(速度4-第一扭矩传动路径之一)中,从链轮92到驱动件46的扭矩 通过棘爪18传递到第一齿圈74。第一齿圈74使得第一行星齿轮68绕着固定的第一中心 齿轮52旋转,随之引起齿轮架66旋转。现在第二行星齿轮70绕着被第二中心齿轮棘爪60 锁上在适当位置的第二中心齿轮54旋转。第二行星齿轮70的旋转再次引起第二齿圈76 旋转。第二齿圈76通过辊子离合器114引起轮毂壳22旋转。

[0070] 在第五速度(速度5-第二扭矩传动路径之一)中,离合器环48现在将驱动件46 直接连接到齿轮架66上。第一齿圈74以高于驱动件46的速度旋转,并且棘爪缩进机构16 缩回棘爪。在第五速度中,齿圈架66通过棘爪72引起轮毂壳22旋转。

[0071] 在第六速度(速度6-第二扭矩传动路径之一)中,扭矩通过离合器环48从驱动 件46传递到齿轮架66上。第四中心齿轮58被第四中心齿轮棘爪64锁止在适当的位置中 (单向旋转)。因此,第二行星齿轮70绕着第四中心齿轮58旋转。第二齿圈76通过第二 行星齿轮70旋转。现在第二齿圈76通过辊子离合器114轮毂壳22旋转。

[0072] 在第七速度(速度7-第二扭矩传动路径之一)中,扭矩通过离合器环48从驱动 件46传递到齿轮架66上。第二行星齿轮70绕着被第三中心齿轮棘爪62锁止在适当位置 的第三中心齿轮56旋转。第二行星齿轮70的旋转再次引起第二齿圈76旋转。第二齿圈 76通过辊子离合器114轮毂壳22旋转。

[0073] 在第八速度(速度8-第二扭矩传动路径之一)中,扭矩通过离合器环48从驱动 件46传递到齿轮架66上。第二行星齿轮70绕着被第二中心齿轮棘爪60锁止在适当位置 的第二中心齿轮54旋转。第二行星齿轮70的旋转再次引起第二齿圈76旋转。第二齿圈 76通过辊子离合器114轮毂壳22旋转。

[0074] 如上所述,速度1-4属于第一组动力传动路径。但是,应当理解,第一组动力传动路径可选择地只包括一个速度(一个传动比)或可包括几个速度。类似地,速度5-8属于 第二组动力传动路径。但是,应当理解,第二组动力传动路径可选择地只包括一个速度(一 个传动比)或可包括几个速度。

[0075] 只要在动力传动组件14中提高至少两个速度,速度的实际数目就是可变的,一个 速度的扭矩通过棘爪传递,而其它速度中扭矩绕过棘爪,棘爪缩回不起作用。

[0076] 在所述实施例中,棘爪缩进机构16可安装在许多种动力传动组件中,例如上述动 力传动组件14。此外,在第一动力传动路径中,使用棘爪18将扭矩传递到轮毂壳22。在第 二动力传动路径中,不使用棘爪18传递扭矩,棘爪缩进机构16缩回棘爪18。由于当扭矩沿 第二动力传动路径传递时,第一齿圈74以高于驱动件46的速度旋转,所以棘爪18缩回不 起作用。

[0077] 术语的一般说明

[0078] 在理解本发明的范围时,这里用来描述装置的部件、部分或零件的术语“构造”包 括构造成或设计成实现所需功能的硬件和/或软件。在理解本发明的范围时,这里使用的 术语“包括”及其派生词表示的是确定具有相关的特征、元件、部件、组群、集成和/或步骤, 但是并不排斥具有其它不相关的特征、元件、部件、组群、集成和/或步骤。前述说明还可应 用于具有类似含义的词,例如术语“包含”、“具有”及其派生词。同样,当单独使用术语“零 件”、“片断”、“部分”、“构件”或“元件”时,其具有单个零件或多个零件的双重含义。如这里 描述本发明所使用的,下列方向性术语“向前、向后、止方、向下、垂直、水平、下方和横向”以 及任何其它类似的方向性术语指的是配备有本发明的自行车的那些方向。因此,用来描述 本发明的这些术语可解释为关于配备有本发明的自行车在正常行驶位置。最后,程度的术 语,例如这里使用的“基本上”、“大约”和“大致”意味使得最终结果并不显著变化的修正项 目的合理偏离量。

[0079] 尽管只选择了所选实施例来示出本发明,但是本发明所属领域的技术人员会在不 脱离由所附权利要求限定的本发明范围的情况下做出各种变化和修改。另外,前面根据本 发明实施例的描述仅仅是示意性的,而不是限制由所附权利要求及其等同物限定的本发明 的目的。

Claims (4)

  1. 一种多速内部自行车轮毂传动组件,包括:轮毂轴;驱动件,可旋转地支撑到所述轮毂轴上;轮毂壳,可旋转地支撑到所述轮毂轴上;动力传动机构,布置在所述驱动件与所述轮毂壳之间,用于通过至少第一动力传动路径和第二动力传动路径连通从所述驱动件至所述轮毂壳的旋转动力;棘爪,构造成在所述驱动件与所述轮毂壳之间传递扭矩,使得扭矩沿着所述第一动力传动路径传递;以及棘爪缩进元件,构造成限制所述棘爪的运动,使得扭矩通过所述第二动力传动路径传递,所述棘爪缩进元件包括滑动弹簧,所述滑动弹簧构造成推动所述棘爪缩进元件与所述棘爪接合,使得扭矩通过所述第二动力传动路径传递。
  2. 2.如权利要求1所述的多速内部自行车轮毂传动组件,其中 所述动力传动机构还包括中心齿轮;齿圈,具有绕着所述轮毂轴可旋转地支撑的棘齿; 行星齿轮架,绕着所述轮毂轴可旋转地支撑;以及多个第一行星齿轮,可旋转地支撑到所述行星齿轮架上,并与所述中心齿轮和所述齿 圈啮合;并且所述棘爪布置在所述驱动件与所述齿圈之间。
  3. 3.如权利要求2所述的多速内部自行车轮毂传动组件,其中在所述第一动力传动路径中,扭矩通过所述棘爪从所述驱动件传递到所述齿圈;并且 在所述第二动力传动路径中,扭矩从所述驱动件传递到所述行星齿轮架。
  4. 4.如权利要求3所述的多速内部自行车轮毂传动组件,其中所述滑动弹簧布置在所述驱动件与所述齿圈之间,并且所述滑动弹簧的一端连接到所 述棘爪缩进元件上。
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