CN1100697C - 自行车用内装变速轮毂 - Google Patents

Abstract

自行车用内装变速轮毂，包括轮毂轴、驱动体、从动体、动力传递机构与变换机构。动力传递机构配置在从动体内，具有增速路线、直结路线与减速路线。变换机构具有设置于轮毂轴上的离合器构件、设置于轮毂轴内的变速杆、由变速杆的推压可在长孔内自由轴向移动地安装使离合器构件移动的变速键、对离合器构件向变速键侧偏压的螺旋弹簧、将变速键相对离合器构件回转自如并且不能相对移动地连结的连结环。

Description

自行车用内装变速轮毂

本发明涉及内装变速轮毂，特别是能安装在自行车的车架上。将来自输入体的动力以所选择的变速比进行变速而传递给输出体的自行车用内装变速轮毂。

以往用于自行车上的3级变速的内装变速轮毂是固定在自行车的车架后部。内装变速轮毂主要具备：固定于自行车的车架后部的轮毂轴，围绕着轮毂轴回转自如的驱动体，配置于驱动体外周侧的轮毂壳，包括行星齿轮机构与多个单向超越离合器并具有增速、减速与直结3条动力传递路线的动力传递机构，变换动力传递机构的动力传递路线的变换机构。

在轮毂轴上，在中心部形成由一端向中间部沿着轴向延伸的导向孔，并且在导向孔的终端部形成沿着径向贯通的长孔。在驱动体上装有小齿轮(输入体的一侧)，动力由齿轮曲柄通过链条传递。轮毂毂是内部具有空间的筒状构件，在外周部沿着轴向隔以间隔地设置轮毂凸缘，用于安装构成后轮(输出体的一侧)的幅条。

行星齿轮机构具有整体形成于轮毂轴上的太阳齿轮。回转自如地支承于轮毂轴上的架体、回转自如地安装于架体上并且与太阳齿轮啮合的行星齿轮、与行星齿轮啮合的齿圈。单向超越离合器是用于构成3条动力传递路线，分别配置于驱动体与齿圈之间、齿圈与轮毂壳之间以及架体与轮壳之间。其中，配置于齿圈与轮毂壳之间的单向超越离合器利用变换机构控制成连结状态与断开状态；其他单向超越离合器只传递由架体向轮毂壳或由驱动体向齿圈一方向(自行车的行进方向)的回转。

变换机构具有轴向移动自如并且回转自如地设置在轮毂轴上用于选择3条动力传递路线中之一的筒状离合器构件、轴向移动自如地设置在轮毂轴的导向孔内的变速杆、可与变速杆的前端顶压接触地轴向移动自如地安装在前述长孔内，用于使离合器构件移动的变速键、对离合器构件向变速键侧施力的第1施力构件、对变速键向离合器构件侧施力的第2施力构件。

离合器构件可移动成3个位置：同驱动体和架体啮合将动力由驱动体传递给架体的高速位置、解除同架体的连结的直结位置、解除同架体的连结并且将连结齿圈和轮毂壳的单向超越离合器断开的减速位置。变速键通常收容在离合器构件的内部，与离合器构件一体地沿着轴向移动。第1施力构件是为使离合器构件朝向与推压方向相反的方向移动所用的构件。第2施力构件是为使变速键能追随离合器构件所用的构件。因此，第1施力构件与第2施力构件是向相反方向施力。在此，如果第2施力构件的施力大时，则为了使离合器构件回到与推压方向相反的方向所要的第1施力构件的施力必须更大，在变速操作上就必须大的力。因此，第2施力构件的施力最好尽力减小。

对于这样构成的3级变速的内装变速轮毂来说，是在变速杆与变速把手等变速操作部上借助于通过变速缆绳连结起来的双臂杠杆来推压变速杆，以使离合器构件移动而实现变速动作。

在此，在不对变速操作部进行操作时，例如离合器构件是配置于高速位置，驱动体与架体是由离合器构件进行连结。于是架体同驱动体以相同的传递进行回转，通过行星齿轮将齿圈增速，由齿圈通过单向超越离合器将驱动体的动力增速传递给轮毂壳。

将变速操作部操作一级的量时，双臂杠杆摆动，克服第1施力构件的施力而推压变速杆，通过变速键将离合器构件配置于直结位置。于是，驱动体与架体的连结被解除，驱动体的动力通过单向超越离合器直接传递给齿圈。然后，驱动体的动力由齿圈通过单向超越离合器直接传递给轮毂壳。

对变速操作部进一步操作时，双臂杠杆进一步摆动，推压变速杆，通过变速键将离合器构件配置在最尽端的减速位置。于是，将齿圈与轮毂壳连结起来的单向超越离合器由离合器构件断开，驱动体的动力通过单向超越离合器由齿圈传递给架体而减速。然后，由架体通过单向超越离合器将驱动体的动力减速传递给轮毂壳。

另外，当使变速操作部一级一级地复原时，离合器构件在第1施力构件施力之下，向接近架体的方向一级一级地移动。

对于前述以往的3级变速的内装变速轮毂来说，在离合器构件与架体的啮合少的状态下，当驱动体回转时，离合器构件有时会克服第1施力构件的施力而由架体上脱出。这时，由于第2施力构件的施力小，变速键有时不追随离合器构件而由离合器构件内脱出。变速键由离合器构件脱出时，变速键的状态有可能倾斜而产生变速键不能推压离合器构件的现象。

为了防止这种现象。可加大第2施力构件的施力。但是，加大第2施力构件的施力时，必须使第1施力构件的施力很大。当第1施力构件的施力大时，必须克服该施力地操作变速操作部，如前所述在变速操作上需要的力变大，变速变难。

本发明的目的在于在3级变速的自行车用内装变速轮毂上，能以轻快的力变速并且使变速键难以由离合器构件内脱出。

发明1的自行车周内装变速轮壳，其可安装在自行车的车架上，通过对安装在车把上的变速操作部进行操作，将来自输入体的动力进行变速并传递给输出体，包括：可固定在所述车架上的轮毂轴，所述轮毂轴具有在轴心部上的由所述轮毂轴的一端向中间部形成的导向孔，和在所述导向孔的底部的贯通径向并沿轴向延伸而形成的长孔；可回转自如地支承于所述轮毂轴上、与所述输入体连结的驱动体；在内部具有收容空间，同时回转自如地支承于所述轮毂轴上，可与所述输出体连结的筒状的从动体；配置于所述从动体的收容空间内，具有增速路线、直结路线与减速路线3条动力传递路线，用于将来自所述驱动体的动力由任一所述动力传递路线传递给所述从动体的动力传递机构，轴向移动自如并且回转自如地设置于所述轮毂轴上，用于选择所述3条动力传递路线中之一的筒状的离合器构件；轴向移动自如地设置在所述轮毂轴的导向孔内，通过对所述变速操作部进行操作能定位于第1位置、第2位置与第3位置3个轴向位置上的变速杆；靠与所述变速杆的推压可在所述长孔内自由轴向移动地安装、用于使所述离合器构件移动的变速键；用于通过所述离合器构件的轴向移动，变换所述动力传递机构中的所述动力传递路线的变换机构；以及对所述离合器构件向所述变速键侧偏压的施力构件；

用于将所述变速键相对所述离合器构件可自由回转但在轴向上不能相对移动地连结的连结构件。

所述动力传递机构包括：

行星齿轮机构，其具有与所述轮毂轴同心地配置并且与所述轮毂轴整体地设置的太阳齿轮、配置于所述轮毂轴的外周侧并且回转自如地支承在所述轮毂轴上的架体、回转自如地配置于所述架体上并且与所述太阳齿轮啮合的行星齿轮以及同所述行星齿轮啮合的齿圈；

用于连结驱动体与齿圈的第1单向超越离合器；

用于连结所述齿圈与从动体，并且利用所述离合器构件控制成连结状态与断开状态的第2单向超越离合器；

用于连结所述架体与从动体的第3单向超越离合器；

所述离合器构件分别移动到增速位置、直结位置与减速位置；在所述增速位置时，所述变速杆定位于所述第1位置，将所述驱动体与架体连结并且使所述第2单向超越离合器成为连结状态，将来自所述驱动体的动力，通过所述架体、连接齿轮及第二单向超越离合器传递给所述从动体；在所述直结位置时，所述变速杆定位于所述第2位置，将所述驱动体与架体的连结解除并且使所述第2单向超越离合器成为连结状态，将来自所述驱动体的动力，通过所述第1单向超越离合器、连接齿轮及第2单向超越离合器传递给所述从动体；在所述减速位置时，所述变速杆定位于所述第3位置，将所述驱动体与架体的连结解除并且使第2单向超越离合器成为断开状态，将来自所述驱动体的动力，通过所述第1单向超越离合器、连接齿轮、架体及第3单向超越离合器传递给所述从动体。

在该内装变速轮毂中，收容于不回转的轮毂轴内的导向孔内的变速杆定位于第1位置的状态时，借助离合器构件，动力传递路线例如成为增速路线。然后，对变速操作部进行操作，使变速杆沿着导向孔内轴向的一方移动到第2位置时，受变速杆推压的变速沿着长孔移动，并且使离合器构件沿着轴向移动，离合器构件将动力传递路线变换成例如直结路线。进一步使变速杆移动第3位置，使离合器构件进一步沿着轴向移动时，离合器构件将动力传递路线变换成例如减速路线。在该状态下利用变速操作部使变速杆向轴向的另一方回复到第2位置时，离合器构件由施力构件施力，将动力传递到路线变换成直结位置，进一步回复到第1位置时，由施力构件施力，将动力传递路线变换成增速位置。在此，由于某种原因，离合器构件要向轴向的一方移动时，由于变速键由连结构件不能轴向移动地连结在离合器构件上，变速键也与离合器构件一起移动。因此，变速键难以由防合器构件内脱出。并且，不必要设置对变速键向离合器构件侧施力的构件，因而施力构件的施力可减小，在克服施力构件的施力而推压变速杆的变速操作部的操作上，所需的力减小，能以轻快的力变速。

发明2的自行车用内装变速轮毂是基于发明1所述的轮毂，其特征在于：动力传递机构包括：行星齿轮机构，其具有与所述轮毂轴同心地配置并且与所述轮毂轴整体地设置的太阳齿轮、配置于所述轮毂轴的外周侧并且回转自如地支承在所述轮毂轴上的架体、回转自如地配置于所述架体上并且与所述太阳齿轮啮合的行星齿轮以及同所述行星齿轮啮合的齿圈；用于连结驱动体与齿圈的第1单向超越离合器；用于连结所述齿圈与从动体，并且利用所述离合器构件控制成连结状态与断开状态的第2单向超越离合器；用于连结所述架体与从动体的第3单向超越离合器；所述离合器构件分别移动到增速位置、直结位置与减速位置；在所述增速位置时，所述变速杆定位于所述第1位置，将所述驱动体与架体连结并且使所述第2单向超越离合器成为连结状态，将来自所述驱动体的动力，通过所述架体、连接齿轮及第二单向超越离合器传递给所述从动体；在所述直结位置时，所述变速杆定位于所述第2位置，将所述驱动体与架体的连结解除并且使所述第2单向超越离合器成为连结状态，将来自所述驱动体的动力，通过所述第1单向超越离合器、连接齿轮及第2单向超越离合器传递给所述从动体；在所述减速位置时，所述变速杆定位于所述第3位置，将所述驱动体与架体的连结解除并且使第2单向超越离合器成为断开状态，将来自所述驱动体的动力，通过所述第1单向超越离合器、连接齿轮、架体及第3单向超越离合器传递给所述从动体。

在该情况下，变速杆配置在第1位置，离合器构件移动到增速位置而选择增速路线时，离合器构件将驱动体与架体连结并且使第2单向超越离合器成为连结状态。其结果，驱动体的动力由离合器构件传递给架体，进而通过行星齿轮、齿圈、第2单向超越离合器传递给从动体，将从动体增速驱动。

变速杆配置在第2位置，离合器构件选择直结路线时，离合器构件将架体与驱动体的连结解除并且使第2单向超越离合器成为连结状态。因此，驱动体的动力通过第1单向超越离合器、齿圈与第2单向超越离合器传递给从动体，将从动体直结驱动。

变速杆配置于第3位置，离合器构件选择减速路线时，将驱动体与架体的连结解除并且使第2单向超越离合器成为断开状态。因此，驱动体的动力通过第1单向超越离合器传递给齿圈。这时，由于第2单向超越离合器处于断开状态，传递给齿圈的驱动力不传递给从动体，而是通过行星齿轮、架体与第3单向超越离合器传递给从动体，将从动体减速驱动。

在此，当变速杆处于第1位置时，在离合器构件与架体的连结状态不充分的状态下传递动力时，有时离合器构件克服施力构件的施力沿着轴向移动而由架体脱出。但是即使在这样的情况下，由于变速键由连结构件不能轴向移动地连结在离合器构件上，变速键也与离合器构件连动地移动，变速键难以由离合器构件中脱出。

发明3的自行车用变速轮毂是基于发明1或发明2所述的轮毂，离合器构件在内周侧具有能将变速键轴向移动自如并且回转自如地收容的收容空间，连结构件将收容在收容空间内的变速键回转自如并且实际上不能轴向移动地连结在离合器构件上。在这种情况下，变速键是收容在形成于离合器构件内部的收容空间内，因此变速键更难以由离合器构件内脱出。

发明4的自行车周内装变速轮毂是基于发明3所述的轮毂，变速键具有两端可由长孔突出的长度，是两端面与离合器构件的收容空间的内周面相对向的棒状构件；连结构件是配置在离合器构件与变速键之间可对两者进行止动的环构件。在这种情况下，由于环构件将离合器构件与变速键连结起来，离合器构件与变速键即使相对回转，两者也能恒常地保持连结。

发明5的自行车内装变速轮毂是基于发明4所述的轮毂，在收容空间的内周面上形成环形槽，在变速键的与内周面相对向的两端面上形成可与环形槽相对向的长槽；连结构件是能止动于环形槽与长槽内的有端环形的弹簧构件。在这种情况下，由于连结构件是由具有弹性的有端环形的弹簧构件构成，在向离合器构件的收容空间内安装变速键时，即使预先将连结构件安装在环形槽内，在安装变速键时，连结构件也要向径向扩张，当将变速键安装在两槽相对向的安装位置上时，连结构件收缩到对两者进行止动的位置上而止动于两槽内。因此，变速键的安装容易。

发明6的自行车用内装变速轮毂是基于发明5所述的轮毂，环形槽的内径比连结构件处于自由状态时的外径大。在这种情况下，将变速键安装在离合器构件内时，连结构件在环形槽内扩张容易。

发明7的自行车用内装变速轮毂是基于发明5或6所述的轮毂，长槽的轴向长度比连结构件的厚度大。在这种情况下，由于长槽的轴向长度比连结构件的厚度大，在连结构件与长槽之间形成间隙，离合器构件相对于变速键进行相对回转时，离合器构件平滑地进行回转。因此，轮毂的转动效率不易降低。

图1是采用本发明的一个实施形态的自行车的侧视图。

图2是内装变速轮毂的剖视图。

图3是其主要部分的放大剖视图。

图4是其主要部分的分解立体图。

图5是表示其他实施例的离合器构件的构成的剖视模式图。

图6是表示其他实施例的离合器构件的构成的剖视模式图。

在图1中，采用本发明的一个实施形态的自行车是轻便车，具备车架1、车把部4、驱动部5、前轮6、装有3级变速的内装变速轮毂10的后轮7、前闸装置8、在手边操作内装变速轮毂10所用的变速操作部9，前述车架1具有双柜型架体2与前叉3。

在车架1上装有包括按座11、车把部4、前轮6与后轮7的各部。

车把部4具有固定在前叉3的上部的车把立管14与固定在车把立管14上的车把横管15。在车把横管15的右端装有构成前闸装置8的闸杆16、把手17与变速操作部9。变速操作部9在闸杆16的内侧安装在车把横管15上，通过内缆绳与外套构成的变速操作缆绳73与内装变速轮毂10连结。变速操作部9是一般的结构，具有用于卷绕操作内缆绳的卷绕杆，与解除由卷绕杆所进行的卷绕操作而放出内绳绳的解除杆，详细说明从略。

驱动部5具有设置在架体2下部(吊轴承部)的传动曲柄18，传动曲柄18的动力由挂在传动曲槽18上的键条19传递给内装变速轮毂10。

内装变速轮毂10是3级变速的轮毂。该内装变速轮毂10如图2所示，具有固定在自行车的架体2的后爪(未予图示)上的轮毂轴21、配置在轮毂轴21的一端侧外周的驱动体22、配置在轮毂轴21与驱动体22的更外周的轮毂壳(从动体的一例)23、包括行星齿轮机构24的动力传递机构25、用于选择动力传递路线的变换机构26、用于使变换机构26动作的双臂杠杆27。

轮毂轴21是中间部直径大、两端部直径小。在两端形成螺纹的杆状构件。在轮毂轴21的轴心部由图2左端向中间部形成导向孔21a.在导向孔21a的底部附近形成贯通轴心的长孔21b。长孔21b贯通轮毂轴21的轴心并且沿着轴心形成规定的距离。

驱动体22、一端通过钢球30与钢球压环31回转自如地支承于轮毂轴21上，一端部外周固定有小齿轮32。再在驱动体22的另一端内周部沿着轴向形成多数的细齿内齿22a。

轮毂壳23是筒状构件，在其内周部收容空间23a内收容有驱动体22与动力传递机构25。轮毂壳23通过钢球33、34与钢球压环35可围绕轮毂轴21回转。另外，在轮毂壳23的外周部两端固定有用于支持幅条7a(参照图1)的轮毂凸缘36、37。

动力传递机构25除了行星齿轮机构24之外还有3个单向超越离合器50～52，具有后述的增速路线、直结路线与减速路线这3个动力传递路线。

行星齿轮机构24具有与轮毂21同心并且整体形成的太阳轮40、配置于轮毂轴21的外周的齿轮架41、与太阳轮40啮合的4个行星齿轮42(图中只示出2个行星齿轮)、齿圈43。

齿轮架41是筒状构件，回转自如地支承在轮毂轴21上。在齿轮架41上沿着圆周方向形成4个缺口41a，行星轮齿42借助销44回转自如地支承地该各缺口41a内。另外，在齿架41的一端内周部形成细齿内齿41b。

齿圈43大致形成圆筒状，由行星齿轮42延伸到驱动体22的外周侧。在齿圈43的另一端内周部形成内齿轮43b。行星齿轮42如前述那样在与同太阳齿轮40啮合的同时，也与齿圈43的内齿轮43b啮合。

在驱动体22与齿圈43之间装有第1单向超越离合器50。第1单向超越离合器50是爪式的单向超越离合器，只将驱动体22行进方向的回转驱动力传递给齿圈43。

另外，在齿圈43的一端侧的对向的2处形成缺口43a，构成第2单向超越离合器51的离合器爪53借助销54摆动自如地支承在该缺口43a内。该离合器爪53借助卷绕在销54外圆上的扭转螺旋弹簧55向起立方向(连结状态侧)依附。第2单向超越离合器51在连结状态时，只将行进方向的回转驱动力由齿圈43传递给轮毂23。离合器爪53只在齿圈43向行进方向回转时，与形成于轮毂壳23的内周面上的棘齿23b啮合。该第2单向超越离合器51，即使处于可能传递齿圈43向行进方向的回转状态下，也能利用后述的离合器构件的移动，控制成离合器爪53与棘齿23b啮合的连结状态，以及由棘齿23b退出的断开状态。

在齿轮架41与轮毂壳23之间，配置有只将行进方向的回转驱动力由齿轮架41传递给轮毂壳23的第3单向超越离合器52。

具有这样的行星齿轮机构24与单向超越离合器50～52的动力传递机构25具有：

由驱动体22-离合器构件45(后述)一齿轮架41-行星齿轮机构24-齿圈43-第2单向超越离合器51-轮毂壳23构成的增速路线，

由驱动体22-第1单向超越离合器50-齿圈43-第2单向超越离合器51-轮毂壳23构成的直结路线，

由驱动体22-第1单向超越离合器50-齿圈43-行星齿轮机构24-齿轮架41-第3单向超越离合器52-轮毂壳23构成的减速路线。

变换机构26是选择3条动力传递路线中任一的机构，具有离合器构件45与离合器操作部46。

离合器构件45是将驱动体22与齿轮架41变换成连结状态与断开状态，同时将第2单向超越离合器51变换成连结状态与断开状态。离合器构件45轴向移动自如并且回转自如地配置在轮毂轴21的外周。离合器构件45如图4所示，是筒状构件，在其一端一侧的外周部形成细齿外齿45a，细齿外齿45a与驱动体22的细齿内齿22a滑动自如地结合。在离合器构件45的另一端侧形成大直径部45b，在其外周部形成细齿外齿45c。细齿外齿45c可与形成于齿轮架41的细齿内齿41b结合。在大直径部45b与一端侧之间形成锥面45d。该锥面45d是为了将第2单向超越离合器51的离合器爪53由实线所示的连结状态倒向双点划线所示的断开状态而设置的。离合器构件45由左侧移动到右端的减速位置时，离合器爪53沿着锥面45d滑移支大直径部45b上，倾倒成断开状态。离合器构件45借助螺旋弹簧60靠向齿轮架41侧。

在离合器构件45的内周侧，如图3所示，形成收容空间62，在其内周面上形成环形槽63。

离合器操作部46是使离合器构件45沿着轮毂轴21的轴向移动的构件。离合器操作部46如图2所示，具有在导向孔21a内沿着轴向移动的推杆48及由推杆48向离合器构件45侧推压的变速键49。

推杆48是比由轮毂轴21的左端到长孔21b的右端的长度还要长的杆状构件。

变速键49如图3所示是方杆状构件，受到推压时在长孔21b内沿着轴向移动。变速键49不能轴向移动并且回转自如地收容在离合器构件45的收容空间62内。变速键49的两端由轮毂轴21沿着径向突出，可与离合器构件45的阶梯部45e顶压接触。在面向离合器构件45的收容空间62的内周面62a的变速键49的两端面49a上，形成可与环形槽63对向的长槽49b。

在长槽49b与环形槽63上装有能对两者进行止动的连结环64。连结环64是为了将变速键49回转自如并且不能轴向移动地连结在离合器构件45上而设置的。连结环64是将具有弹性的线材弯曲成圆形而形成，两端部离开少许。该连结环64在自由状态时的外径比环形槽63的内径小。因此，在安装于环形槽63上的状态下，连结环64能向径向扩张。另外，长槽49b的轮毂轴方向的长度(宽)比连结环64的线径大。这是为了在离合器45相对于变速键49相对回转时，离合器构件45能通畅地回转。

双臂杠杆27安装在轮毂轴21的左端。双臂杠杆27具备安装在轴端的支持架70、和摆动自如地支持在支持架70上的连杆构件71。变速操作缆绳73的外套73a固定在该支持架70上，内缆绳73b固定在连杆构件71上。连杆构件71的前端与推杆48的基端顶压接触。在此，利用变速操作部9索引内缆绳73，连杆构件71摆动，推杆48受到推压，通过变速键49推压离合器构件45，进行向减速侧的变速操作。另外，放松内缆绳时，离合器构件45受到螺旋弹簧60推压，进行向增速侧的变速操作。

变速是通过变速操作缆绳73由双臂杠杆27操作推杆48来进行。

在推杆48未被推入的图2所示的状态下，离合器构件45是配置在左端的增速位置，来自驱动体22的动力通过增速路线进行增速，传达给轮毂壳23。在该状态下，第2单向超越离合器51处于连结状态，因此，动力驱动体22通过离合器构件45传递给齿轮架41，传递到齿轮架41的动力进而通过行星齿轮机构24、齿轮圈43与第2单向超越离合器51传递给轮毂壳23。这时，输入回转是以太阳齿轮40、行星齿轮42与齿圈43的齿数所决定的变速比增速而输出。再者，这时，由驱动体22通过第1单向超越离合器50也要向齿圈43传递回转，但齿圈43的回转比驱动体22快，因而回转不能由第1单向超越离合器50传递。

变速操作部9的卷绕杆受到操作时，双臂杠杆27的连杆构件71摆动，推杆48被推入1级的量。其结果，变速键49由连杆构件71通过推杆48推压，克服螺旋弹簧60的弹力，由长孔21b导向移动到图3的右方。随此，离合器构件45也受到推压而移动到右方，将离合器构件45配置在图3中双点划线所示的直结位置，驱动体22的动力通过直结路线传递给轮毂壳23。当离合器构件45被配置在直结位置时，由离合器构件45进行的齿轮架41与驱动体22的连结被解除。在这一状态下，第2单向超越离合器51也是处于连结状态，因而只能将行进方向的回转齿轮架43传递给轮毂壳23。就是说，输入给驱动体22的回转，通过第1单向超越离合器50传送给齿圈43，再通过第2单向超越离合器51传递给轮毂壳23，驱动体22的回转通过齿圈43直接传递给轮毂壳23。再者，这时回转由齿圈43通过行星齿轮机构24传递给齿轮架41，齿轮架41进行减速回转，但是轮毂壳23的回转比齿轮架41快，因而回转未由齿轮架41通过第3单向超越离合器52仅传递给轮毂壳23。

变速操作部9的卷绕杆由直结状态受到操作，推杆48进一步被推入时，变速键49进一步移动到右方，离合器构件45也与此相适应地移动到图3中点划线所示的减速位置。其结果，第2单向超越离合器51的离合器爪53由锥面45d摆动成断开状态，齿圈43与轮毂壳23的连结被解除。因此，来自驱动体22的动力通过减速路线传递给轮毂壳23。就是说，输入到驱动体22的动力通过第1单向超越离合器50传递给齿圈43。传递到齿圈43的回转再通过行星齿轮机构24、齿轮架41与第3单向超越离合器传递给轮毂壳23。在这种情况下，输入回转根据太阳齿齿40、行星齿轮42与齿圈43的齿数所决定的变速比被减速而输出。

在减速状态下，当解除杆通过变速操作部9被操作时，双臂杠杆27的连杆构件71后退，变速键49受到由螺旋弹簧60所推压的离合器构件45的推压，进而推杆48也受到推压。然后，离合器构件45配置在直结位置。于是，离合器构件45离开第2单向超越离合器51的离合器爪53，由于扭转螺旋弹簧55的扭转力离合器爪53回复成连结状态。其结果，驱动体22的动力通过前述的直结路线直接传递到轮毂壳23。

进一步操作解除杆时，双臂杠杆27的连杆构件71进一步后退，变速键49进一步受到由螺旋弹簧60所推压的离合器构件45的推压，推杆48也进一步受推压。然后离合器构件45移动到增速位置，离合器构件45的细齿外齿45c与齿轮架41的细齿内齿41b啮合，驱动体22与齿轮架41连结。在该连结时的啮合不完全的情况下，离合器构件45有时会从齿轮架41内脱出，即使在这样的情况下，由于变速键49由连结环64连结在离合器构件45上，变速键49难以脱离离合器构件45。

其他实施例

(a)在前述实施例中，连结构件是由具有弹性的有端环状的连结环64所构成，但连结构件的形态并不仅限定于前述实施形态，只要具有将变速键49回转自如并且不能轴向移动地连结在离合器构件45上的结构，什么样的形态都可以。例如图5所示那样，也可将环状的连结构件74压入离合器构件45的内周面的端部，将变速键49不能轴向移动地连结起来。在这种情况下，在离合器构件45上没有必要设置环形槽。另外，如图6所示那样，也可以离合器45的内周面的端部形成槽，将O形圈与弹簧构成的环状连结构件84装于其内。再者，也可由C型挡圈与E型挡圈等开口环构成连结构件。

(b)在前述实施例中，是将变速键收容在离合器构件45的内部，但是变速键只要是能与离合器构件顶压接触的结构，也可不收容在离合器构件的内部。

(c)在前述实施例中，以推杆48是由轮毂轴21的左端插入的内装变速轮毂为例进行了说明，但在推杆是由右端插入的内装变速轮毂上也能应用本发明。

根据本发明，由于某种原因离合器构件要向轴向的一方移动时，由于变速键是由连结构件不能轴向移动地连结在离合器构件上，变速键也与离合器构件一起移动。因此，变速键难以由离合器构件上脱出。而且没有必要设置对变速键向离合器构件侧施力的构件，因此能减弱施力构件的施力，在克服施力构件的施力而推压变速杆的变速操作部的操作上所需要的力减小，能以轻快的力进行变速。

Claims (7)

1.一种自行车用内装变速轮毂，其可安装在自行车的车架上，通过对安装在车把上的变速操作部进行操作，将来自输入体的动力进行变速并传递给输出体，包括：

可固定在所述车架上的轮毂轴，所述轮毂轴具有在轴心部上的由所述轮毂轴的一端向中间部形成的导向孔，和在所述导向孔的底部的贯通径向并沿轴向延伸而形成的长孔；

可回转自如地支承于所述轮毂轴上、与所述输入体连结的驱动体；

在内部具有收容空间，同时回转自如地支承于所述轮毂轴上，可与所述输出体连结的筒状的从动体；

配置于所述从动体的收容空间内，具有增速路线、直结路线与减速路线3条动力传递路线，用于将来自所述驱动体的动力由任一所述动力传递路线传递给所述从动体的动力传递机构，；

轴向移动自如并且回转自如地设置于所述轮毂轴上，用于选择所述3条动力传递路线中之一的筒状的离合器构件；

轴向移动自如地设置在所述轮毂轴的导向孔内，通过对所述变速操作部进行操作能定位于第1位置、第2位置与第3位置3个轴向位置上的变速杆；

靠与所述变速杆的推压可在所述长孔内自由轴向移动地安装、用于使所述离合器构件移动的变速键；

用于通过所述离合器构件的轴向移动，变换所述动力传递机构中的所述动力传递路线的变换机构；以及

对所述离合器构件向所述变速键侧偏压的施力构件；

用于将所述变速键相对所述离合器构件可自由回转但在轴向上不能相对移动地连结的连结构件。

2.按权利要求1所述的自行车用内装变速轮毂，其特征在于，所述动力传递机构包括：

行星齿轮机构，其具有与所述轮毂轴同心地配置并且与所述轮毂轴整体地设置的太阳齿轮、配置于所述轮毂轴的外周侧并且回转自如地支承在所述轮毂轴上的架体、回转自如地配置于所述架体上并且与所述太阳齿轮啮合的行星齿轮以及同所述行星齿轮啮合的齿圈；

用于连结驱动体与齿圈的第1单向超越离合器；

用于连结所述齿圈与从动体，并且利用所述离合器构件控制成连结状态与断开状态的第2单向超越离合器；

用于连结所述架体与从动体的第3单向超越离合器；

所述离合器构件分别移动到增速位置、直结位置与减速位置；在所述增速位置时，所述变速杆定位于所述第1位置，将所述驱动体与架体连结并且使所述第2单向超越离合器成为连结状态，将来自所述驱动体的动力，通过所述架体、连接齿轮及第二单向超越离合器传递给所述从动体；在所述直结位置时，所述变速杆定位于所述第2位置，将所述驱动体与架体的连结解除并且使所述第2单向超越离合器成为连结状态，将来自所述驱动体的动力，通过所述第1单向超越离合器、连接齿轮及第2单向超越离合器传递给所述从动体；在所述减速位置时，所述变速杆定位于所述第3位置，将所述驱动体与架体的连结解除并且使第2单向超越离合器成为断开状态，将来自所述驱动体的动力，通过所述第1单向超越离合器、连接齿轮、架体及第3单向超越离合器传递给所述从动体。

3.按权利要求1或2所述的自行车周内装变速轮毂，其特征在于：

所述离合器构件在内周侧具有能将变速键轴向移动自如并且回转自如地收容的收容空间，

所述连结构件将收容在所述收容空间内的所述变速键回转自如并且不能轴向移动地连结在所述离合器构件上。

4.按权利要求3所述的自行车用内装变速轮毂，其特征在于：

所述变速键具有两端可由所述长孔突出的长度，是两端面与所述离合器构件的所述收容空间的内周面相对向的棒状构件；

所述连结构件配置在所述离合器构件与变速键之间可对两者进行止动的环构件。

5.按权利要求4所述的自行车用内装变速轮毂，其特征在于：

在所述收容空间的内周面上形成环形槽，在所述变速键的与所述内周面相对向的两端面上，形成可与所述环形槽相对向的长槽；

所述连结构件是能止动于所述环形槽与长槽内的有端环形的弹簧构件。

6.按权利要求5所述的自行车用内装变速轮毂，其特征在于：所述环形槽的内径比所述连结构件处于自由状态时的外径大。

7.按权利要求5或6所述的自行车用内装变速轮毂，其特征在于：所述长槽的所述轴向长度比所述连结构件的厚度大。

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