CN1196878C - 用于自行车轮毂传动装置的可转动的密封组件 - Google Patents

Abstract

一种自行车传动装置的密封件，包括环形盖和环形密封部件。该盖包括侧壁，该侧壁上形成许多沿周缘排列的槽。该密封部件固定于该盖上并径向向内延伸。密封部件用弹性材料制作，而盖用比密封部件硬的材料制作。

Description

用于自行车轮毂传动装置 的可转动的密封组件

本发明涉及自行车内部的轮毂传动装置，具体涉及一种采用随轮毂外壳一起转动的密封组件的内部轮毂传动装置。

自行车，特别是称作城市巡洋舰的娱乐性自行车是很便宜的，容易骑行，因此广泛地用于上班、上学或购物。对于这种娱乐性自行车，有时在后轮上装上内部轮毂传动装置，以便可以高速度地在平路上骑行，或用尽可能小的力气骑上坡路。

内部轮毂传动装置一般包括：固定在车架上的轮毂轴；能够绕该轮毂轴转动的轮毂外壳；驱动部件，用于接收驱动链的驱动力；行星齿轮机构，装在轮毂外壳内，用于将驱动部件的驱动力通过许多传动路径传送到轮毂外壳上；和离合器机构，用于在许多传动路径中选择传动路径。离合器机构具有离合部件和椎杆，前者通过在轮毂轴线方向的移动切换驱动传动路径，而后者对该离合部件施加压力。

因为驱动部件和轮毂外壳能够彼此相对转动，所以在此二者之间存在空隙，这样便造成水、灰尘和其它脏物进入轮毂外壳内部的危险，从而有害于行星齿轮机构或其它部件的操作。有些内部轮毂传动装置采用迷宫式密封机构来防止脏物进入轮毂外壳内。然而由于这种系统主要依赖于交错排列的阻挡壁，而在这些壁之间又存在空隙，所以仍有脏物漂移到阻挡壁之间而随后进入轮毂外壳内的危险，特别是轮毂浸入水中时。另一种轮毂传动装置采用橡胶密封件，该密封件装在一个环形金属环的内周面上，该金属环又压配合在轮毂外壳的内周面上。尽管这种密封机构是有效的，但橡胶密封件由于在轮毂相对于驱动部件转动时与驱动部件滑动接触，所以不可避免地要磨损。因为装有橡胶密封件的金属环压配合在轮毂外壳的内周面上，所以取下旧的密封件再换上新的密封件是很困难的。因此需一种密封系统，使得这种密封系统既具有橡胶密封件的密封特性，又能够容易地卸下和换上新的。

本发明旨在一种自行车轮毂传动装置的密封件，该密封件既能有效地阻止脏物进入轮毂，又能容易地取下和替换新的密封件。在本发明的一个实施例中，自行车传动装置的密封件包括环形盖和环形密封部件。环形盖包括侧壁，该侧壁限定了许多沿周向设置的槽。环形密封件固定在该盖上并径向向内延伸。密封部件用弹性材料制作，而该盖用比密封部件更具刚性的材料制作。

当将本发明应用于自行车轮毂时，自行车轮毂包括可以绕轮毂轴线转动的轮毂外壳，其中轮毂外壳具有轮毂连接凸部和轮毂连接槽中的至少一个；内部件，与轮毂外壳共轴配置；传动装置，通过许多传动路径将驱动力传送到轮毂外壳上；和密封件。该密封件包括环形盖和密封部件。该盖包括侧壁，该侧壁具有侧壁连接凸部和侧壁连接槽中的至少一种，该至少一种分别啮合轮毂连接槽或轮毂连接凸部中的至少一种；密封部件固定在该环形盖上，径向向内延伸并接触内部件。该内部件可以是轴承内圈或向轮毂外壳提供驱动力的驱动部件。

在包含本发明自行车轮毂的一个具体实施例中，轮毂连接凸部和轮毂连接槽中的至少一种是配置在轮毂外壳外周面上的轮毂连接槽，而侧壁连接凸部和侧壁连接槽中的至少一种是侧壁连接凸部，该凸部配置在侧壁的内周面上并啮合轮毂连接槽，并且上述侧壁限定了许多沿周向排列的槽，该槽延伸通过连接于轮毂外壳的侧壁的一部。这种结构使得可以很容易地从轮毂外壳上装上和卸下密封件，特别是在用金属制作环形盖和用橡胶制作密封部件时，因为这些槽使得盖的端部可以从轮毂外壳打开。

图1是自行车侧视图，该自行车包括本发明的内部轮毂传动装置的特定实施例；

图2是本发明内部轮毂传动装置特定实施例的侧视图；

图3是放大细节图，示出位于低速挡位置的图2所示内部轮毂传动装置；

图4是用在图2所示内部轮毂传动装置中的操作机构的斜视图；

图5是示意图，示出图4所示变速键和凸轮表面的操作机构；

图6是图4所示推杆组件的细节图；

图7是放大细节图，示出图2所示内部轮毂传动装置位于直接驱动位置的状态；

图8是放大细节图，示出图2所示内部轮毂传动装置位于高速挡位置的状态。

图9是图2所示驱动部件密封件的细节图；

图10是内部轮毂传动装置的部分分解图，示出驱动部件的密封件；

图11是图2所示轴承内圈密封件的细节图。

图1是自行车的侧视图，该自行车包括本发明内部轮毂传动装置的特定实施例。该自行车是娱乐性自行车，包括：车架1，具有双弯曲型的车架体2和前叉3；把手部件4；驱动部件5；前轮6；后轮7，三速内部轮毂传动装置10装在该后轮上；前制动装置8；变速杆部件9，用于操作该内部轮毂传动装置10，靠近把手；和鞍座11。

把手部件4具有固定于前叉3上部的把手轴14和固定于该把手轴14上的把手杆15。制动杆16装在把手杆15的右端，构成前部制动装置8、把手17和变速杆部件9的一部分。变速杆部件9装在制动杆16上，位于制动杆16的内部，它通过变速控制钢绳73连接于内部轮毂传动装置10，该钢绳包括内部钢绳和螺旋形的外钢绳形成的外壳。变速部件9且有普通结构，该结构具有卷绕内钢绳的提升杆和释放提升杆卷绕操作和松开内钢绳的释放杆，如是，在本文中不再详细说明。驱动部件与具有齿轮曲轴18、绕在该齿轮曲轴18上的键条19和内部轮毂传动装置10，该曲轴装在车架体2的下部(底部支架部分)。

内部轮毂传动装置10是装有倒轮制动装置的轮毂，具有三级结构，该结构包括用于换低速挡、直接驱动挡和换高速挡的动力传动路径。如图2所示，内部轮毂传动装置10具有：轮毂轴21，固定于自行车车架体2的后部2a上；驱动部件22，围绕轮毂轴21一端的外周面配置；轮毂外壳23，围绕轮毂轴21和驱动部件22的外周面配置；行星齿轮机构24；用于选择动力传送路径的操作机构25；用于驱动操作机构25的直角杠杆26；和倒轮制动装置27。

如图2和3所示，轮毂轴21是棒状部件，在其中部具有较大的直径，而其两端具有较小的直径。在轮毂轴21的两端形成螺纹。在轮毂21的轴向部分从图2的右端到中心形成操作孔21a，而在操作孔21a的底部附近形成贯通槽21b。该贯通槽21b穿过轮毂轴的轴线，相对于轴的轴线倾斜特定的槽倾斜角β(见图5)。贯穿槽21b形成为扭曲形，扭向相反于正方向的一侧，图5中该正方向是从右到左。贯通槽21b的形成方法是，用一个特定直径的立钻头形成一个穿过轴线的孔，然后在沿正向方向缓慢转动轮毂轴的同时使钻头沿轴向方向移向中心。因而贯通槽21b成形为连续的螺旋，在此螺旋中，两端贯穿的贯穿孔随轴向运动而逐渐转动。槽倾斜角β应当在10°～50°范围内。

驱动部件22的一端经滚珠30和毂的轴承内圈31可转动地支承在轮毂轴上21上，轮毂的轮齿32围绕驱动部件22的外周由快速卡合环101固定在一个端部。在驱动部件22的另一端部上沿轴向方向围绕内周面形成许多锯齿形的内齿22a。轮毂外壳23是管形部件，围绕其周面的封闭空间23a内装有驱动部件22和行星齿轮机构24。轮毂外壳23还能通过滚珠33、34和轮毂的轴承内圈35绕轮毂轴21转动。支承轴条7a(见图1)的法兰36、37固定在轮毂外壳23的外周面的两端。驱动部件密封件100包括连接于轮毂外壳23外周缘的环形盖104和接触驱动部件22的环形密封部件108，该密封件100配置在内部轮毂传送装置10的右侧。同样，在内部轮毂传动装置10的左侧配置轴承内圈密封件200，该密封件包括连接于轮毂外壳23的环形盖204和接触轴承内圈35的环形密封部件204。

行星齿轮机构24具有：与轮毂轴21共轴和整体形成的恒星齿轮40；齿轮支架41，围绕轮毂轴21的外周面配置；三个行星齿轮42(图中只能见到一个行星齿轮，与恒星齿轮啮合；和环形齿轮43。齿轮架41是管形部件，它可以可转动地支承在轮毂轴21上。在齿轮架41上沿外周面方向形成三个切口41a，行星齿轮42由销子44可转动地支承在这些不同的切口41a中。在齿轮架41的一端围绕其内周面形成锯齿形的内齿41b，而围绕其另一端的外周面形成锯啮形的齿41c(见图2)。

环形齿轮43形成为大致圆筒形，它从行星齿轮42延伸到驱动部件22的外周缘。在环齿轮43的另一端围绕内周面形成内齿43b。如上所述行星齿轮42与恒星齿轮40啮合，但同时也与环齿轮43的内齿43b啮合。在环齿轮43的一端上形成切口43a，离合器止动爪53构成图4所示第一单向离合器50的一部分，该止动爪由销子54可摆动地支承在该切口43a中。该离合器止动爪53由扭力卷簧55(图4)偏压成沿直立方向。第一单向离合器50只将沿正方向的转动驱动力从环齿轮43传送到轮毂外壳23上。离合器止动爪53只在环齿轮43沿正方向转动时才啮合于轮毂外壳23的内周面上形成的棘轮齿23b。即使在环齿轮43沿正方向转动的允许传动状态下，该第一单向离合器50也能在动力传动状态和传动中止状态之间进行切换，在动力传动状态下离合器止动爪53啮合棘轮齿23b，在传动中止状态下该止动爪从棘轮齿23b退回，利用上述离合器部件的运动便可以达到这一点。

在驱动部件22和环齿轮43之间配置第二单向离合器51，该离合器只将沿正方向的转动驱动力从驱动部件22传送到环齿轮43。在齿轮架41和轮毂外壳23之间配置第三单向离合器52，该离合器只将沿正方向的转动驱动力从齿轮架41传动到轮壳外壳23。第三单向离合器52具有管形的离合器外壳56，在该外壳内，围绕一个端部的内周面形成锯齿形内啮56a。该锯齿形内齿56a啮合齿轮架41的锯齿形外啮41c，而且该离合器外壳56与齿轮架41一起转动。这两个单向离合器51、52不能在允许传动的的状态下进行切换，和第一单向离合器50不同。

操作机构25用以选择动力传送路径，它包括离合器部件45和离合器控制部件46。离合器部件45可以在连接状态和分开状态之间切换驱动部件22和齿轮架41，它还可以使第一单向离合器50在动力传送状态和传送中止状态之间进行转换。离合器部件45围绕轮毂轴21的外周面配置，使得它能够转动和沿轴向方向移动。

如图4所示，离合器部件45是管形部件，它具有围绕其一个端部外周面形成的锯齿形外齿45a。该锯齿形外齿45a可滑动地啮合驱动部件22的锯齿形内齿22a。较大直径部件45b形成于离合器部件45的另一端部，而在其外周面上形成锯齿形的外齿45c。锯齿形外齿45c能够啮合在齿轮架41上形成的锯齿形内齿41b。在较大直径部件45b和一个端部之间形成圆锥形表面45d。形成该锥形表面45d是为了将第一单向离合器50从其由实线表示的直立位置(动力传送位置)降低到由双点链线表示的退回位置(动力中止的位置)。当离合器部件45从左移到右端的低速挡位置时，离合器止动爪53隋圆锥形表面45d而动，上浮到大直径部分45b上，由此压低到退回状态。

如图3所示，围绕离合器部件45的内周面形成两个阶梯部件45e和45f，在此阶梯部件之间具有沿轴向方向的间隙。如图4所示，在左阶梯部件45f上形成形成许多凸轮表面47，在这些凸轮表面之间具有沿周面方向的间隙。如图5所示，凸轮表面47具有：平表面47a，该表面凹入一端；弯曲表面47b，它沿正方向A向平表面47a的下游方向延伸；倾斜表面47c，它伸向上游。该倾斜表面47c相对于轴的轴线的倾斜角α应当大于贯通槽21b的槽倾斜角β，数值在20°～70°的范围。

离合器控制部件46使离合器部件45沿轮毂轴21的轴向方向移动，它与离合器部件45相结合而将离合器部件45的转动驱动力转换成沿轴向方向的移动。离合器控制部件46如图3所示具有推杆48和变速键49，前者可沿轴向方向移过操作孔21a，后者可利用推杆48使其移向齿轮架41的一侧。

如图6所示，推杆48具有：特定长度的操作件65；驱动件66，装在操作件65的远端，使驱动件可沿轴向方向移动；第一卷簧60，配置在操作件65和驱动件66之间。操作件65具有杆状部件68和拧在该杆状部件68上的冲击部件69。在杆状部件68的基端上形成螺纹部件68a，而在其远端上形成大直径部件68b。该螺纹部件68a拧入到冲击部件69内。该大直径部件68b可滑动地装在驱动件66内部形成的导孔66a内。导孔66a在驱动件66一侧具有较小的直径，这样可保持驱动件66不脱出。第一卷簧60加在驱动件66的端表面和和冲击部件69的端部分之间，处于压缩状态，它向驱动件66和操作件65施加偏压，使其彼此分开。因此，当驱动部件66压在变速键49上时，离合器部件45便向齿轮架41偏移。

如图4所示，变速键49是具有三角形横截面的杆形部件。当受压时，变速键49便移过贯通槽21b，并同时沿与正方向相反的方向转动，即同时扭转。变速键49压在贯通槽21b上的接触表面所呈的角度遵循贯通槽21b的角度。例如，当贯通槽21b的倾斜角β为30°时，接触表面49b相对于轴线的角度也约为30°。在此实施例中，变速键49的运动由止动环63限制在离合器部件45内，该止动环沿着离合器部件45另一端部的内周缘配置。因此变速键49实际上不能移出离合器部件45，如图所示。相反，变速键49可以接触止动环65，使离合器部件45向左移动，如图3所示。

另一方面，变速键49能够接触到离合器部件45内的凸轮表面47。如果离合器部件45在变速键49已经接触凸轮表面47的平部分47a的状态下沿正方向转动，则变速键由凸轮表面47的倾斜表面47c压在贯通槽21b的导向表面上。结果，离合器部件45可以沿轴向移向右侧。具体地讲，离合器部件45的转动驱动力被转换成沿轴向的位移，从而有助于变速控制。

在变速键49的两端形成切口49a，第二卷簧61停靠在该切口49a上，而弹簧的另一端部停靠在轮毂轴21上。变速键49总是受第二卷簧61的偏压力，偏向离合器部件45。第三卷簧62放在变速键49和离合器部件45之间。第三卷簧62由限制部件(未示出)限制在特定的总长度。在压缩时，在变速键49和离合器部件45未相碰之前第三卷簧62偏压变速键49和离合器部件45，使其彼此分开。结果，在运动期间，离合器部件15一般与变速键49保持恒定的距离，并准确地定位。

在此实施例中，第一至第三卷簧60、61和62的偏压力按该顺序减小。如第一卷簧60的弹力小于第二卷簧61的弹力，则即使变速键49受到推杆48的压力，第一卷簧60仍将收缩，不能移动变速键49。如果第二卷簧61的弹力小于第三卷簧62的弹力，则即使变速键49受到第二卷簧61的压力，变速键49仍将接触凸轮表面47，因而无助于变速控制。

第一卷簧60位于操作孔21a内的操作件65和驱动件66之间，装在相当大的空间内，所以可以增加簧圈的数目，由此可以降低弹簧常数和弹力。因而可以进一步降低第二和第三卷簧的弹簧常数和弹力，因而可以减少在换高速挡期间加压推杆48所需的总力，这又会减少变速控制部件9中提升杆的操作力。结果内钢绳上的张力较小，不会频每地造成断裂。

在轮毂轴21的轴向端部装有直角杠杆26。该直角杠杆26包括支承架70和连接部件71，前者装在轴的端部，后者可摆动地由支承架70支承。变速控制钢绳73的外壳73a止于此支承架70，内钢绳73b止于连接部件71。连接部件71的远端冲出推杆48的基端。利用变速控制部件9牵引内钢绳73b可使连接部件71摆动，向推杆48加压，从而实现换高速挡。当松开内钢绳时，离合器部件45经变速键49受到第二卷簧61的压力，由此实现换低速挡。

如图2所示，倒轮制动器27装在离合器外壳56上。倒轮制动器27包括：由离合器外壳56支承的制动滑轮57；围绕齿轮架41另一端部的外周面形成的凸轮表面41d；闸瓦58，该闸瓦将制动力作用在轮毂外壳23另一端部的内表面上。制动滑轮57被设计成在驱动部件22反向转动时可被凸轮表面41d沿径向方向向外推。因而闸瓦58与轮毂外壳23的内表面接触并制动该内表面。

在安装倒轮制动器27时容易发生抱闸。抱闸是一种现象，如果当骑车人向后蹬以进行刹车时第平时第一单向离合器50尚处于动力传送状态，则驱动力将在施加制动的状态下传送，因而闸不能松开。为防止这种现象，在此实施例的第一单向离合器上安装棘爪罩59。该棘爪罩59在轮毂外壳23的刺轮齿23b和第一单向离合器50的离合器棘爪53之间形成特定角的间隙，在环齿轮43转运此间隙量时制动器便松开。具体是，棘爪罩59或者可以防止离合器棘爪53竖起到某个特定的角度，或者即使该棘爪竖立，还可使该棘爪竖立在一个特定角度的不能止动棘轮齿23b的位置，并推迟初始起动期间由棘爪齿23b止动离合器棘爪53的时间。

由于有行星齿轮机构24和单路离合器50～52，所以内部轮毂传动装置10具有：

低速挡动力传送路径，由驱动部件22、环齿轮43、行星齿轮机构24、齿轮架41和轮毂外壳23组成。

直接驱动动力传送路径，由驱动部件22、环齿轮43和轮毂外壳23组成。

高速挡动力传送路径，由驱动部件22、离合器部件45。齿轮架41、行星齿轮机构24、环轮43和轮毂外壳23组成。

操作变速控制钢绳73便可使直角杠杆26作用推杆48，由此可实现变速操作。在图3所示的推杆48未推入的状态下，离合部件45位于右端的低速挡位置，驱动部件22的转动在通过低速速挡动力传送路径减速之后传送到轮毂外壳23。具体是，输送到驱动部件22的转动经第二单向离合器51传送到环齿轮43。在此点，第一单向离合器50的离合器棘爪53由离合器部件45转到图4中双点链线所示的退回状态，并且第一单向离合器50处于动力中断状态。因此传送到环齿轮43的转动又径行星齿轮机构22、齿轮架41和第三单向离合器52传送到轮毂外壳23。在这种情况下，输入的转动按照变速比减速，该变速比由恒星齿轮40、行星齿轮42和环齿轮43的齿数确定。

如果操作变速控制部件9的提升杆，则直角杠杆26的连接部件71摆动，并将推杆48推入一级。结果，因为第一卷簧60的弹力大于第二卷簧61的弹力，所以变速键49便由连接部件71经推杆48推动，被引导进入贯通槽21b，移向图3的左边，并同时绕轮毂轴转动。离合器部件45也由止动环63推动，达到直接驱动位置。一当离合器部件45位于图7所示的直接驱动位置，则已经由圆锥表面45d带入退回状态的第一单向离合器50的离合器棘爪53又由张力卷簧55的弹力返回到图4实线所示的直立状态。在这种状态下，第一单向离合器50只能将沿正方向的转动从环形齿轮43传送到轮毂外壳23上。因此，驱动部件22的转动直接经直接驱动动力传送路径传送到轮毂外壳23上。具体是，输送到驱动部件22的转动经第二单向离合器51传送到环齿轮43，然后再经第一单向离合器50传送到轮毂外壳23上，因此驱动部件22的转动直接经环齿轮43传送到轮毂外壳23上。在此时，转动经行星齿轮机构24从环齿轮43传送到齿轮架41，并且啮轮架41以减速转动，但是因为轮毂外壳23的转动快于齿轮架41的转动，所以没有任何转以第三单向离合器52从齿轮架41传送到轮毂外壳23上。

当从直接驱动状态操作提升杆，将推杆48进一步推入时，变速键49进一步向左移动，离合器部件45因此也相应地移到高速挡位置。当离合器部件45位于图8所示的高速挡位置时，离合器部件45的锯齿形外齿45c和齿轮架41的锯齿形内齿41b便相互啮合。在向高速挡移动期间，当锯齿形的外齿45c和锯齿形内齿41b位于它们相啮合的位置时，在离合器部件45碰到齿轮架41之后，离合器部件45便直接移到高速挡位置。然而在这些齿位于它们不相啮合的位置时，变速键9和离合器45将暂时地阻挡它们移动到左边的离合器部件45碰到齿轮架41的位置。在发生这种情况时，使推动杆48的操作件66退回，压缩第一卷簧60，使变速键49受压。然后当离合器部件45转动，使两组齿45c和41b达到其啮合位置时，第一卷簧60的弹力将通过变速键49移动离合器部件45，因两组齿45c和41b啮合。

在这种状态下，传达到驱动部件22的转动经高速挡传动路径传送到轮毂外壳23上。具体是，转动从驱动部件22经离合器部件45传送到齿轮架41.传送到齿轮架41的转动再经行星齿轮机构24、环齿轮43和第一单向离合器50传送到轮毂外壳23上。在这种情况下，输入的转动按照变速比在速度和输出上增加，该变速比由恒星齿轮40、行星齿轮42和环齿轮43的齿数决定。在此时，转动试图从驱动部件22经第二单向离合器51传送到环齿轮43，但是因为环齿轮的转动快于驱动部件22的转动，所以不会从第二单向离合器51传送出任何转动。

因为在这种从低速挡到高速挡的变速期间转动是在驱动部件22和环齿轮43之间进行直接传送，所以最好在没有受到力的作用下移动离合器部件45。由此可以减小用于推动离合器部件45的第一卷簧60的弹力，另外，因为第二卷簧61的弹力小于此弹力，所以只用较小的力便可以执行变速操作。

当在图8所示的高速挡位置操作变速控制部件9的释放杆时，便可以除去第一卷簧60的偏压力，使第二卷簧61压在变速键49上，从而使推杆48向右退回一级。变速键49随后经第三卷簧62压在离合器部件45上，并试图使离合器部件移到直接驱动位置。当骑车人没有蹬车，没有传送驱动力时，离合器部件45容易与齿轮架41分开，因而离合器部件45可以移到直接驱动位置。然而，如果骑车人蹬着车，因为驱动力正从离合器部件45传送到齿轮架41，所以摩擦力可能使锯齿形的内齿41b和锯齿形的外齿45b仍保持啮合。在类似这种情况下，仅第二卷簧61的弹力不能将离合器部件45移到图8的右边。在类似这种情况下，如图5所示，当变速键49碰到离合器部件45的凸轮表面47的平表面47a时，变速键49沿其插入贯通槽21b的整个长度部分便紧贴在导向表面上，利用摩擦力可以防止变速键沿轴方向的逃逸。结果，当变速键49骑到倾斜表面47c上时，离合器部件45便可移到右边。在锯齿形内齿41b和锯齿形外齿45c随后脱开时，第二卷簧61便通过变速键49向离合器部件45加压力，因而离合器部件45移到直接驱动位置。换言之，离合器部件45的凸轮表面47和变速键49之间的接触由于将离合器部件45的转动运动转变成沿轴向方向的移动而有助于变速。

如上所述，变速键49不容易沿轴向方向逃逸到左边，因为它由第二卷簧61压着，贯通槽21b相对于轴线是倾斜的并扭转成螺旋形。因此当传送的驱动力小于第二卷簧61的偏压力和变速键49和导向表面之间的摩擦力时，变速键49不会沿轴向方向逃逸。然而，当施加的驱动力大于这些力时，变速键49便可以克服第二卷簧61的偏压力和与导向表面的偏压力，并沿轴方向移到左边而离合器部件45不移动。此处的摩擦力可利用槽的倾斜角β设定。如果该槽的倾斜角设定得太高，则当推杆48推动变速键时，该变速键49很难移动到左边。如果槽的倾斜角β设定得太低，则用推杆48推动的阻力较小，而且摩擦力也减小。因此槽的倾斜角应在10°～50°之间。通过调节该槽的倾斜角β、凸轮表面47的倾斜表面47c的倾斜角α和三个卷簧61-62的弹力可以在助推期间在变速键49逸走的范围内调节驱动力。

即使在施加大于设定驱动力的驱动力并且变速键49沿轴向逸走而没有离合器部件54移动时，一当齿轴曲轴18达到上死点或下死点附近。驱动力减小时，由变速键49产生的助推力将加在离合器部件45上，使其向右移动。因此在施加极大的驱动力时例如在上坡时不能进行变速，这样可以减小换挡冲击、有助于防止驱动力传送部件例如锯齿形的齿和单向离合器的损坏。当离合器部件45最后移动时，第三卷簧62可使变速键49与凸轮表面47分开。因此即使离合器部件45转动也不会由于接触变速键49而产生燥声。在图7所示的驱动位置，如上所述，转动经径直接驱动传动路径从驱动部件22传送到轮毂外壳23。

当在离合器部件45位于直接驱动位置的状态下操作释放杆时，推杆48进一步退回，变速键49压在离合器部件45上。在这一点离合器部件45的圆锥形表面45d接触第一单向离合器50的离合器棘爪53，并试图从其直立状态下降到退回状态。然而因为离合器棘爪53正将动力从齿形环43传送到轮毂外壳23，所以仅利用第二卷簧61的偏压力不容易将其降到退回状态。正如以上所述，还需在变速键49碰到离合器部件45的凸轮表面47时产生一个助推力，使离合器部件45沿轴向方向移动，由此降低离合器棘爪53。

因为转动直接传送到环齿轮43，不经过离合器部件45，所以在从低速度挡换到高速挡的换高挡操作中换挡期间所需的操作力减小。另外，因为在从高速挡换到低速挡的换低挡操作中通过将转动转换成沿轴向方向的位移可增大离合器部件45的转动力，所以骑车人可以在蹬动时，甚至在换高挡时用较小的力进行换挡。

图9是图2所示驱动部件密封件100的细节图，而图10是内部轮毂传动装置10的部分分解图，示出驱动部件密封件100。如这些图所示，环形盖104包括圆筒形金属侧壁120，该侧壁具有外周面124和内周面128。该侧壁120具有连接壁或凸出部132，该连接壁啮合在轮毂外壳23的外周面140上形成的轮毂连接槽136内。在轮毂连接槽136右侧的轮毂外壳23的外周面140上还形成油脂保持槽144。密封连接壁或凸出部150从侧壁124径向向内延伸，用于啮合在密封部件108上部形成的互补密封连接槽154。

在此实施例中，密封部件108是固定在盖104内周缘上的橡胶部件。密封部件108的内周面形成第一唇部160，该唇部径向向内延伸并接触驱动部件22，位于驱动部22的外周表面168上形成的密封槽164内。密封部件108还形成第二唇部172，该唇部在不同于第一唇部160方向的方向延伸，以便接触由驱动部件22的外周面168形成的凸出部176。两个唇部160和172可以对外部脏物进行很有效的密封。环形防尘盖180形成在轮毂轮齿32和密封件100之间，以提供进一步的保护。

如图10所示，侧壁120上形成许多沿周缘排列的槽184，这些槽完全穿过侧壁120并伸到侧壁120的连接于轮毂外壳23的末端，由此形成许多连接片188。因为侧壁120用比弹性橡胶密封部件108硬的金属材料制作，所以当轮毂外壳23相对于驱动部件转动时侧壁120可以牢牢地卡在轮毂外壳23上，而槽口184允许连接片188径向向外弯曲，以便容易地从轮毂外壳23上取下盖104。

图11是图2所示轴承内圈密封件200的细节图。如图11所示，环形盖204包括圆筒形金属侧壁220，该侧壁具有外周面224和内周面228。该侧壁220具有连接壁或凸出部232，该凸部啮合于轮毂外壳23的外周面上形成轮毂连接槽23b。密封连接壁或凸出部250从侧壁224径向向内延伸，以便啮合在密封部件上208的上部分形成的互补密封连接槽254。

在此实施例中，密封部件208是固定在盖204内周缘上的橡胶部件。密封部件208的外周面上形成一个唇部260，该唇部径向向内延伸并接触轴承内圈35的外周面。虽然在图中未示出，但侧壁220形成许多沿周缘排列的槽，该槽完全穿过侧壁220并伸到连接于轮毂外壳23的侧壁220的末端，由此形成许多连接片，其形成方式与图10中所示的盖104的方式相同。当轮毂外壳23相对于轴承内圈转动时，侧壁220可以以同样方式牢牢卡住轮毂外壳23，而侧壁220上形成的槽使得连接片可以径向向外弯曲，从而可以容易从轮毂外壳23上取下盖204。

尽管上面说明了本发明的各种实施例，但可以应用其它变型而不超出本发明的精神和范围。例如可以根据要求改变各种部件的尺寸、形状、位置或取向。一个部件的功能可以用两个部件执行，反之亦然。虽然驱动部件密封密件100和轴承内圈圈密封件200被示出为连接于轮毂外壳23的外周面上，但密封件可以连接于轮毂外壳23的内周面上。虽然盖104和204的连接凸出部图示为啮合轮毂外壳23上的互补连接槽13b和23b，但连接凸出部可以成形在轮毂外壳上，用于啮合在密封盖上的互补连接槽。虽然密封槽164示出形成在驱动部件22上，用于啮合第一唇部160，但不一定需要这种槽。本发明的密封装置可以装在任何类型的具有任何变速挡数目的内部轮毂传动装置上。

公开的本发明的具体结构不应当限制本发明的范围。本发明的范围应当由以下权利要求书确定。

Claims (25)

1.一种自行车传动装置的密封件，包括：

环形盖，包括侧壁，该侧壁具有外周面和内周面，其中该侧壁限定了许多沿周向排列的槽；

用弹性材料制作的环形密封部件，其中该密封部件固定于上述盖上，并且径向向内延伸；

其中上述盖采用比密封部件更硬的材料制作。

2.如权利要求1所述的密封件，其特征在于，上述许多槽延伸通过侧壁的一端。

3.如权利要求1所述的密封件，其特征在于，环形盖用金属制造。

4.如权利要求3所述的密封件，其特征在于，密封部件用橡胶制作。

5.如权利要求1所述的密封件，其特征在于，该环形盖包括径向向内延伸的连接凸部。

6.如权利要求5所述的密封件，其特征在于，连接凸部从盖的内周面伸出。

7.如权利要求6所述的密封件，其特征在于，密封部件的外周面包括啮合该连接凸部的连接槽。

8.如权利要求5所述的密封件，其特征在于，侧壁为圆筒形。

9.如权利要求1所述的密封件，其特征在于，密封部件的内周面形成第一唇部。

10.如权利要求9所述的密封件，其特征在于，密封部件包括第二唇部，此唇部沿与第一唇部不同的方向延伸。

11.如权利要求1所述的密封件，其特征在于，该密封部件固定在该盖的内周面上。

12.一种自行车轮毂，包括：

绕轮毂轴线转动的轮毂外壳，其中轮毂外壳具有轮毂连接凸部和轮毂连接槽中的至少一种；

与轮毂外壳共轴配置的内部件；

用于使驱动力通过许多传动路径传送到轮毂外壳的传动装置。

密封件，包括：

环形盖，包括侧壁，该侧壁具有外周面和内周面，其中侧壁具有侧壁连接凸部和侧壁连接槽中的至少一种，分别与轮毂连接槽或轮毂连接凸部中的至少一种啮合；

环形密封部件，固定于该盖上，径向向内延伸并接触该内部件。

13.如权利要求12所述的自行车轮毂，其特征在于，内部件包括驱动部件，该部件可转动地绕轮毂外壳安装，用于将驱动力传送到轮毂外壳上。

14.如权利要求12所述的自行车轮毂，其特征在于，内部件包括轴承内圈。

15.如权利要求12所述的自行车轮毂，其特征在于，侧壁限定了许多沿周向排列的槽。

16.如权利要求15所述的自行车轮毂，其特征在于，该许多槽延伸通过连接于轮毂外壳的侧壁的一端。

17.如权利要求12所述的自行车轮毂，其特征在于，上述密封部件用弹性材料制作。

18.如权利要求12所述的自行车轮毂，其特征在于，轮毂连接凸部和轮毂连接槽中的所述至少一种是轮毂连接槽，侧壁连接凸部和侧壁连接槽槽中的所述至少一种是侧壁连接凸部，侧壁连接凸部啮合轮毂连接槽。

19.如权利要求18所述的自行车轮毂，其特征在于，轮毂连接槽位于轮毂外壳的外周面上，侧壁连接凸部位于侧壁的内周面上。

20.如权利要求12所述的自行车轮毂，其特征在于，密封连接凸部从侧壁径向向内延伸，密封部件包括啮合密封连接凸部的密封连接槽。

21.如权利要求12所述的自行车轮毂，其特征在于，侧壁为圆筒形。

22.如权利要求12所述的自行车轮毂，其特征在于，密封部件的内周面形成第一唇部。

23.如权利要求22所述的自行车轮毂，其特征在于，上述密封部件包括沿与第一唇部不同的方向延伸的第二唇部。

24.如权利要求12所述的自行车轮毂，其特征在于，轮毂连接凸部和轮毂连接槽中的所述至少一种是轮毂连接槽；该轮毂连接槽配置在轮毂外壳的外周面上；侧壁连接凸部和侧壁连接槽中的所述至少一种是侧壁连接凸部；该侧壁连接凸部配置在侧壁的内周面上并啮合轮毂连接槽；侧壁限定了许多沿周向配置的槽，所述槽延伸通过连接于轮毂外壳的侧壁的一端。

25.如权利要求24所述的自行车轮毂，其特征在于，该盖用金属制作；密封部件用橡胶制作。

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