CN2604335Y - 一种改进的内变速器轮毂轴及其具有其轮毂的内变速器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种改进的内变速器，其特征在于该轮毂轴具有一动力转换机构，藉由该动力转换机构将线索导轮输入的旋转动力转换为离合器的轴向直线运动，使形成不同变速路径，达成不同变速比输出，该动力转换机构主要包括一轴向套设于轮毂轴外部的套件，该套件具有一斜向延伸且径向贯穿该内套件的透空路径，于该透空路径内设有一定位销，该定位销是固设于轮毂轴上，以及，一嵌设于该内套件内的控制件，该控制件可作与该轮毂轴轴向平行的滑移，且当内套件及外套件同步转动时，可带动该控制件于轮毂轴的外表面转动，该控制件的一端抵靠于变档玉压；藉此，当骑乘者操控外部变速把手带动导线，导线带动线索导轮旋转，内套件因受限于定位销、透空路径及控制件而产生旋转与轴向移动，藉此将线索导轮输入的旋转动力转换为离合器的轴向直线运动，使形成不同变速路径，达成不同变速比输出。

Description

一种改进的内变速器轮毂轴及其具有其轮毂的内变速器

技术领域

本实用新型是提供一种改进的内变速器轮毂轴及其具有其轮毂的内变速器，尤指一种其轮毂轴具有动力转换机构，可将线索导轮输入的旋转动力转换为离合器的轴向直线运动，使形成不同变速路径，达到不同变速比输出的内变速器。

背景技术

随着竞争者相继加入自行车制造行列，自行车制造技术亦获得不断提升，尤其多段或无段变速自行车结构的改进中，由于变速自行车大多供运动休闲使用，因此结构必须力求精简，以避免造成骑乘者使用上的负担，为达到此一需求，变速自行车必须采用具有体积小、重量轻、低噪音、变速准确，同时又能兼顾车体外型美观等优点的内变速器。

传统技术的内变速器10构造，请参阅图1，其主要包括轮毂11、轮毂轴12、变速链13、离合器14、行星齿轮系15等构件，轮毂轴12、离合器14、行星齿轮系15均设置于轮毂11内，轮毂轴12轴向贯穿轮毂11，并轴设于离合器14、行星齿轮系15中心，于轮毂轴12中央段相对于该离合器14设置处具有一轴心键121与离合器14囓合，轮毂轴12其中一端连设变速链13，该变速链13系连设变速导线131，该行星齿轮系15主要系由行星齿轮151、太阳齿轮152、环齿轮153构成。

当自行车骑乘者拉动变速导线131，亦即进行换文件时，变速导线131带动变速链13轴向直线拉动变速链杆132，并同步驱动轴心键121带动离合器14轴向位移，离合器14的位置改变时，可驱动行星齿轮系15切换动力输入与输出路径，产生增速比、等速比或减速比等不同速度变换；前述习用内变速器10的结构以袭用多年，其存在有以下缺陷：

一、变速链13外露于车架，容易遭受碰撞而损坏或故障、脱链。

二、变速链13外露于车架，容易碰撞人体或外物。

三、变速链13外露于车架，不美观。

四、变速链13形成一弯折角度，其摩擦力大、操作费力。

五、轮毂轴12轴心必须加工成型轴向孔122以供变速链13、变速链杆132穿设及活动，其加工方式困难，耗费工时。

六、轴向孔122破坏轮毂轴12结构，使得轮毂轴12强度降低。

再请参阅图2，其为传统的技术，即一种「自行车用内装型变速轮毂」(中国台湾发明专利公告第408071号及美国发明专利第6134980号、或日本专利第117996号)，该已知变速轮毂40虽可将变速操作缆线42及相关构件移置于车架内，然其轮毂轴41的轴心部位必须钻空且轮毂轴41必须加工铣制，使形成一可容活臂43及杆状构件44通过的轴向孔411及沟槽412，其存在以下缺失：

一、轴向孔411成型不易。

二、成型轴向孔411及沟槽412使得加工成本增加。

三、轴向孔411及沟槽412破坏轮毂轴41结构，使得轮毂轴41强度降低。

本新型内容

本实用新型的目的就是克服上述现有技术的缺陷，提供一种改进的内变速器轮毂轴及其具有其轮毂的内变速器，其中在改进的内变速器轮毂轴中，其轮毂轴上设有一动力转换机构，可将线索导轮输入的旋转动力转换为离合器的轴向直线运动，使形成不同变速路径，达成不同变速比输出。

本实用新型另一要目的在于对于所提供的一种改进的内变速器轮毂轴，其设置方式可保持轮毂轴结构完整，不受破坏，因此可提高轮毂轴受力强度。

本实用新型的再一目的在于对于所提供的一种改进的内变速器轮毂轴，其轮鼓轴的动力传输设计，可将变速动力传输机构设置于车架内，不仅可避免碰触、撞击，降低故障率，并能保持车体美观。

本实用新型的又一目的在于对于所提供的一种改进的内变速器轮毂轴，其构件设置方式简单，加工容易，可节省加工成本，降低工时。

本实用新型的目的是通过下述技术方案来实现的，本实用新型的改进的内变速器轮毂轴，其轮毂轴是轴向枢设并贯穿轮毂，于该轮毂轴上设有动力传输机构及变速机构，藉由动力传输路径不同，达到不同变速比输出而变文件的目的，其特征在于该轮毂轴具有一动力转换机构，该动力转换机构主要包括：

一套件，轴套设于轮毂轴外部，该套件具有一斜向延伸且径向贯穿该套件的透空路径，以及轴向延伸的一沟槽；

一定位销，设置于前述套件的透空路径内，并固设于轮毂轴上，该定位销可于透空路径内滑移；

一控制件，嵌设于前述该套件的沟槽内，该控制件的远离套件的一端是连设于动力传输机构；

这样，动力传输机构的离合器枢设于轮毂轴上，并将前述套件、定位销、控制件包覆于离合器内，该离合器与可与一行星齿轮系咬合；由动力传输机构输入变速动力并带动控制件于轮毂轴外表面转动，再由控制件推动套件，套件因受限于定位销、透空路径而产生旋转与轴旋，藉此可将输入的旋转动力转换为离合器的轴向直线运动，使形成不同变速路径，达成不同变速比输出。

本实用新型的改进的内变速器，其包括有：

一轮毂；以及

一轮毂轴，轴向枢设并贯穿前述该轮毂；

一动力传输机构，其主要是于轮毂轴的一侧边设有线索导轮、变档玉压、玉压、链轮，该线索导轮藉由导线连接变速把手，链轮上套设有链条，变档玉压轴设于玉压内，链轮轴设于玉压外，变档玉压藉由弹簧弹性顶抵于一离合器，玉压的朝向离合器的一端轴设有一传动棘爪，该离合器卡制于一行星齿轮系，再于轮毂轴远离线索导轮的一端的该轮毂内部设有可与行星齿轮系咬合的棘爪机构；

其特征在于所述的轮毂轴具有一动力转换机构，该动力转换机构主要包括：

一套件，轴套设于轮毂轴外部，该套件具有一斜向延伸且径向贯穿该套件的透空路径，以及轴向延伸的一沟槽；

一定位销，设置于前述套件的透空路径内，并固设于轮毂轴上，该定位销可于透空路径内滑移；

一控制件，嵌设于前述该套件的沟槽内，该控制件的远离套件的一端系连设于动力传输机构；

以此，将离合器枢设于轮毂轴上，并将前述套件、定位销、控制件包覆于内；由动力传输机构输入变速动力并带动控制件于轮毂轴外表面转动，由控制件推动套件，套件因受限于定位销、透空路径而产生旋转与轴旋，藉此可将输入的旋转动力转换为离合器的轴向直线运动，使形成不同变速路径，达成不同变速比输出。

为使能对本实用新型的特征、目的及功能有更进一步的认知与了解，下面结合附图进一步对其进行详细说明。

附图说明

图1是传统技术的内变速器的结构剖视图；

图2已知技术的「自行车用内装型变速轮毂」的结构剖视图；

图3是本实用新型的结构剖视图；

图4是本实用新型的轮毂轴机构的分解立体图；

图5是本实用新型的内套件的另一角度的外观立体图；

图6是本实用新型的变档玉压的另一角度的外观立体图；

图7A是本实用新型的轮毂轴机构的组合立体图；

图7B是本实用新型的轮毂轴机构的另一角度的组合立体图；

图8A至图8C是本实用新型的内套件轴旋的动作示意图；

图9A是本实用新型另一实施例的分解图；

图9B是图9A的实施例的组合图；

图9C是图9A的组合结构剖视图；

图10是本实用新型又一实施例的组合结构剖视图。

图中符号说明：

已知技术：10-内变速器  11-轮毂  12-轮毂轴  121-轴心键122-轴向孔  13-变速链  131-变速导线  14-离合器  15-行星齿轮系  151-行星齿轮152-太阳齿轮  153-环齿轮  40-变速轮毂  41-轮毂轴  411-轴向孔  412-沟槽42-变速操作缆线  43-活臂  44-杆状构件

本实用新型：20-内变速器  21-轮毂  22-轮毂轴  221-孔洞  23-动力传输机构  231-线索导轮  2311-导线  232-变档玉压  2321-凹槽 2 322-弹簧233-玉压  234-链轮  2341-链条  235-离合器  2351-凸缘  236-行星齿轮系2361-行星齿轮  2362-太阳齿轮  2363-环齿轮  2364-行星齿轮架  237、238--棘爪机构  239-传动棘爪  24-车架  27-动力转换机构  271-内套件  2711-透空路径 2712-沟槽  2713-卡制槽 272-外套件  2721-凸部  273-弹性件  274-定位销  275-控制件  2751-凸部  2752-斜面  371、471-套件  3711、4711-透空路径  3712、4712-沟槽  4714-凸缘  t-厚度  t1-高度

具体实施方式

请参阅图3，本实用新型的一种改进的内变速器轮毂轴，该内变速器20具有一轮毂21，其轮毂轴22是轴向枢设并贯穿轮毂21。

在轮毂轴22上设有动力传输机构23，其主要是于轮毂轴22的一侧边设有线索导轮231、变档玉压232、玉压233、链轮234，该线索导轮231藉由导线2311连接变速把手(图中未示出)，链轮234上套设有链条2341，变档玉压232轴设于玉压233内，链轮234轴设于玉压233外，变档玉压232藉由弹簧2322弹性顶抵于离合器235，玉压233的朝向离合器235的一端轴设有一传动棘爪239，该离合器235卡制于行星齿轮系236的行星齿轮架2364，该行星齿轮系236另包括一行星齿轮2361、一太阳齿轮2362、环齿轮2363；于轮毂轴22远离线索导轮231的一端的该轮毂21内部设有棘爪机构237、238，该棘爪机构237、238皆作为单向离合器，棘爪机构237连设于行星齿轮架2364，棘爪机构238连设于环齿轮2363。

首先说明增速比状态(如图3所示)，其动力传输是由行星齿轮架2364输入，环齿轮2363输出；离合器235卡制于行星齿轮架2364，动力传递路径为依序由链条2341、链轮234、玉压233、离合器235、行星齿轮架2364、环齿轮2363、棘爪机构238、轮毂21，由于环齿轮2363转速比行星齿轮架2364快，所以棘爪机构238会发生作用，卡制于轮毂21内，而将动力由环齿轮2363传递至轮毂21，同时棘爪机构237由于行星齿轮架2364转速比环齿轮2363慢，而轮毂21转速与环齿轮2363一样，所以棘爪机构237将不会发生作用，形成空转状态。

其次为等速比状态，其动力传输是直接由环齿轮2363输入与输出；当离合器235外移而脱离行星齿轮架2364，动力传递路径依序为链条2341、链轮234、玉压233、传动棘爪239、环齿轮2363、棘爪机构238、轮毂21。

再者为减速比状态，其动力传输是由环齿轮2363输入，行星齿轮架2364输出；当离合器235再外移，进而压制棘爪机构238，使得棘爪机构238无法发生作用，动力传递路径依序为链条2341、链轮234、玉压233、传动棘爪239、环齿轮2363、行星齿轮架2364、棘爪机构238、轮毂21，由于棘爪机构238被强制不作用，故棘爪机构238可发生作用，将动力由行星齿轮架2364传递至轮毂21。

本实用新型的特征在于该轮毂轴22具有一动力转换机构27，请同时参阅图3、图4及图7A，该动力转换机构27包括：

一内套件271，是轴套设于轮毂轴22外部，该内套件271具有一斜向延伸且径向贯穿该内套件271的透空路径2711(如图5所示)，该内套件271另具有轴向延伸的一沟槽2712及一卡制槽2713；

一外套件272，轴套设于前述内套件271外，该外套件272具有一朝向该外套件272内部的凸部2721，将外套件272套设于内套件271外部时，该凸部2721系嵌置于该内套件271的卡制槽2713内(图3未能示出，请参阅图7B)，藉此达到内套件271与外套件272相互连结并能同步轴向旋转的目的；

再于轮毂轴22外部套设有至少一弹性件273，该弹性件273弹性顶抵于外套件272与离合器235之间(如图3所示)，藉由该弹性件273提供外套件272与离合器235作动时具有一适当的轴向缓冲作用；

一定位销274，设置于前述内套件271的透空路径2711内，并固设于轮毂轴22所具有的孔洞221上，被包覆于外套件272内，该定位销274可于该透空路径2711滑移；

一控制件275，嵌设于前述该内套件271的沟槽2712内，该控制件275的朝向内套件271的一端具有一斜面2752，以利控制件275于内套件271与外套件272间的沟槽2712内滑行，另，该控制件275的远离内套件271的一端具有一凸部2751，藉由该凸部2751使控制件275的一端卡制于变档玉压232内，如图6所示，该变档玉压232具有对应于该凸部2751外型的凹槽2321，该凸部2751与凹槽2321的接触面系呈斜面状，凸部2751与凹槽2321可确实卡合(如图3所示)，如此，使控制件275与变档玉压232具有机构连动关系，当变档玉压232转动时，可带动控制件275于环绕轮毂轴22外表面移动，同时带动内套件271、外套件272轴旋；综组上述构件，构成如图7A及图7B的组合整体。

请再参阅图3、图8A至图8C，当骑乘者操控外部变速把手带动导线2311，导线2311带动线索导轮231旋转，同时带动变档玉压232转动，由于控制件275卡合于变档玉压232内，故当变档玉压232转动时，可推动控制件275环绕轮毂轴22的外表面同步转动，由于控制件275是由相对于凸部2751的另一端(长尾端)嵌设于内套件271的沟槽2712内，而外套件272又系连设于内套件271，因而控制件275可同时推动内套件271及外套件272轴旋，内套件271及外套件272同步轴旋的同时，内套件271因受限于定位销274、透空路径2711而产生轴向位移，藉此可转换动力驱动离合器235轴向直线移动，继而驱动行星齿轮系236进行变速，再由动力输出机构26将动力输出，完成进档动作，退档动作则与前述进文件动作及路径反向进行。

再请参阅图9A至图9C，系本实用新型的另一较佳实施例，本实施例与前述实施例的不同点在于，该轮毂轴22外仅套设一套件371，该套件371具有一斜向延伸且径向贯穿该套件371的透空路径3711，该径向凸出设置于轮毂轴22上的定位销274可于该透空路径3711内滑移，该内套件271另具有轴向延伸的一沟槽3712，该沟槽3712可供控制件275嵌设于前述该内，再将离合器235套设于该套件371外，其特征在于该套件371具有一适当厚度t，使得套件371可卡置于离合器235的凸缘2351内，当套件371于轮毂轴22上轴旋并轴向移动时，可由套件371直接推动离合器235，同样能达到将旋转动力转换为离合器235轴向直线运动动力的目的。

再如图10所示，该实施例与图9系列所示的实施例的相异点在于，该套件471的朝向离合器235的凸缘2351的一端，设有一适当高度t1的凸缘4714，藉由该凸缘4714使得套件471可卡置于离合器235的凸缘2351内，当套件471于轮毂轴22上轴旋并轴向移动时，可由套件471的凸缘4714直接推动离合器235，同样能达到将旋转动力转换为离合器235轴向直线运动动力的目的。

综上所述，本实用新型的特点在于轮毂轴上设有一动力转换机构，可将线索导轮输入的旋转动力转换为离合器的轴向直线运动，使形成不同变速路径，达成不同变速比输出，其设置方式可保持轮毂轴结构完整，不受破坏，因此可提高轮毂轴受力强度，另，其构件设置方式简单，加工容易，可节省加工成本，降低工时，再者，如图3所示，藉由本实用新型的动力传输方式所设计的轮鼓轴22，可将变速动力传输机构23设置于车架24内，不仅可避免轮毂21被碰触、撞击，降低故障率，并能保持车体美观；以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，不能以此限制本实用新型的范围，凡依据本实用新型权利要求所做的均等变化及修饰，仍将不失本实用新型的要义所在，亦不脱离本实用新型的精神和范围，故都应视为本实用新型的进一步实施状况。

Claims (16)

1.一种改进的内变速器轮毂轴，所述的轮毂轴是轴向枢设并贯穿轮毂，于该轮毂轴上设有动力传输机构及变速机构，藉由动力传输路径不同，达到不同变速比输出而变文件的目的，其特征在于所述的轮毂轴具有一动力转换机构，该动力转换机构主要包括：

一套件，轴套设于轮毂轴外部，该套件具有一斜向延伸且径向贯穿该套件的透空路径，以及轴向延伸的一沟槽；

一定位销，设置于前述套件的透空路径内，并固设于轮毂轴上，该定位销可于透空路径内滑移；

一控制件，嵌设于前述该套件的沟槽内，该控制件的远离套件的一端系连设于动力传输机构；

据此，动力传输机构的离合器枢设于轮毂轴上，并将前述套件、定位销、控制件包覆于离合器内，该离合器与可与一行星齿轮系咬合；由动力传输机构输入变速动力并带动控制件于轮毂轴外表面转动，由控制件推动套件，套件因受限于定位销、透空路径而产生旋转与轴旋，藉此将输入的旋转动力转换为离合器的轴向直线运动，使形成不同变速路径，达成不同变速比输出。

2.如权利要求1所述的改进的内变速器轮毂轴，其特征在于所述的离合器的远离行星齿轮系的一端具有朝向轮毂轴的凸缘，该套件的朝向离合器的凸缘的一端，设有一适当高度的凸缘，藉由该凸缘使得内套件可卡置于离合器的凸缘内，当套件于轮毂轴上轴旋并轴向移动时，可由套件的凸缘直接推动离合器。

3.如权利要求1所述的改进的内变速器轮毂轴，其特征在于所述的离合器的远离行星齿轮系的一端具有朝向轮毂轴的凸缘，该套件的朝向离合器的凸缘的一端具有适当厚度，藉此可使套件卡置于离合器的凸缘内，当套件于轮毂轴上轴旋并轴向移动时，可由套件的凸缘直接推动离合器。

4.如权利要求1所述的改进的内变速器轮毂轴，其特征在于所述的控制件的朝向套件的一端具有一斜面，以利控制件于套件的沟槽内滑行；另，该控制件的远离套件的一端具有一凸部，藉由该凸部使控制件的一端卡制于变档玉压内，使控制件与变档玉压具有机构连动关系，当变档玉压转动时，可连动控制件，并将动力传输至其它相关动力转换构件。

5.如权利要求1所述的改进的内变速器轮毂轴，其特征在于所述的套件是由一内套件及一外套件构成：该内套件，是轴套设于轮毂轴外部，该内套件具有一斜向延伸且径向贯穿该内套件的透空路径，以及轴向延伸的一沟槽；该外套件，轴套设于前述内套件外，该外套件与内套件相互连结，使外套件与内套件可同步旋转。

6.如权利要求5所述的改进的内变速器轮毂轴，其特征在于所述的轮毂轴外套设有至少一弹性件，该弹性件弹性顶抵于外套件与离合器之间；藉由该弹性件提供该外套件与离合器作动时具有一适当的轴向缓冲作用。

7.如权利要求5所述的改进的内变速器轮毂轴，其特征在于所述的内套件具有一轴向延伸的卡制槽，该外套件具有一朝向该外套件内部的凸部，将外套件套设于内套件外时，该凸部是嵌置于该内套件的卡制槽内；以此达到内套件与外套件相互连结并能同步旋转的目的。

8.如权利要求5所述的改进的内变速器轮毂轴，其特征在于所述的控制件的朝向内套件的一端具有一斜面，以利控制件于内套件与外套件间的沟槽内滑行；另，该控制件的远离内套件的一端具有一凸部，藉由该凸部使控制件的一端卡制于变档玉压内，使控制件与变档玉压具有机构连动关系，当变档玉压转动时，可连动控制件，并将动力传输至其它相关动力转换构件。

9.一种改进的内变速器，其包括有：

一轮毂；以及

一轮毂轴，轴向枢设并贯穿前述该轮毂；

一动力传输机构，其主要是于轮毂轴的一侧边设有线索导轮、变档玉压、玉压、链轮，该线索导轮藉由导线连接变速把手，链轮上套设有链条，变档玉压轴设于玉压内，链轮轴设于玉压外，变档玉压藉由弹簧弹性顶抵于一离合器，玉压的朝向离合器的一端轴设有一传动棘爪，该离合器卡制于一行星齿轮系，再于轮毂轴远离线索导轮的一端的该轮毂内部设有可与行星齿轮系咬合的棘爪机构；

其特征在于所述的轮毂轴具有一动力转换机构，该动力转换机构主要包括：

一套件，轴套设于轮毂轴外部，该套件具有一斜向延伸且径向贯穿该套件的透空路径，以及轴向延伸的一沟槽；

一定位销，设置于前述套件的透空路径内，并固设于轮毂轴上，该定位销可于透空路径内滑移；

一控制件，嵌设于前述该套件的沟槽内，该控制件的远离套件的一端系连设于动力传输机构；

以此，将离合器枢设于轮毂轴上，并将前述套件、定位销、控制件包覆于内；由动力传输机构输入变速动力并带动控制件于轮毂轴外表面转动，由控制件推动套件，套件因受限于定位销、透空路径而产生旋转与轴旋，藉此可将输入的旋转动力转换为离合器的轴向直线运动，使形成不同变速路径，达成不同变速比输出。

10.如权利要求9所述的改进内变速器，其特征在于所述的离合器的远离行星齿轮系的一端具有朝向轮毂轴的凸缘，该套件的朝向离合器的凸缘的一端，设有一适当高度的凸缘，藉由该凸缘使得内套件可卡置于离合器的凸缘内，当套件于轮毂轴上轴旋并轴向移动时，可由套件的凸缘直接推动离合器。

11.如权利要求9所述的改进的内变速器，其特征在于所述的离合器的远离行星齿轮系的一端具有朝向轮毂轴的凸缘，该套件的朝向离合器的凸缘的一端具有适当厚度，藉此可使套件卡置于离合器的凸缘内，当套件于轮毂轴上轴旋并轴向移动时，可由套件的凸缘直接推动离合器。

12.如权利要求9所述的改进的内变速器，其特征在于所述的控制件的朝向套件的一端具有一斜面，以利控制件于套件的沟槽内滑行；另，该控制件的远离套件的一端具有一凸部，藉由该凸部使控制件的一端卡制于变档玉压内，使控制件与变档玉压具有机构连动关系，当变档玉压转动时，可连动控制件，并将动力传输至其它相关动力转换构件。

13.如权利要求9所述的改进的内变速器，其特征在于所述的套件系由一内套件及一外套件构成：

该内套件，是轴套设于轮毂轴外部，该内套件具有一斜向延伸且径向贯穿该内套件的透空路径，以及轴向延伸的一沟槽；

该外套件，轴套设于前述内套件外，该外套件与内套件相互连结，使外套件与内套件可同步旋转。

14.如权利要求13所述的改进的内变速器，其特征在于所述的轮毂轴外套设有至少一弹性件，该弹性件弹性顶抵于外套件与离合器之间；藉由该弹性件提供该外套件与离合器作动时具有一适当的轴向缓冲作用。

15.如权利要求13所述的改进的内变速器，其中特征在于内套件具有一轴向延伸的卡制槽，该外套件具有一朝向该外套件内部的凸部，将外套件套设于内套件外时，该凸部系嵌置于该内套件的卡制槽内；藉此达到内套件与外套件相互连结并能同步旋转的目的。

16.如权利要求13所述的改进的内变速器，其特征在于所述的控制件的朝向内套件的一端具有一斜面，以利控制件于内套件与外套件间的沟槽内滑行；另，该控制件的远离内套件的一端具有一凸部，藉由该凸部使控制件的一端卡制于变档玉压内，使控制件与变档玉压具有机构连动关系，当变档玉压转动时，可连动控制件，并将动力传输至其它相关动力转换构件。

Images