1335889 九、發明說明 * 【發明所屬之技術領域】 本發明相關於根據申請專利範圍請求項第1項的前言 部份的自行車的輪轂傳動裝置。此類型的輪轂傳動裝置可 從例如 DE 10 2004 011 052 A1 得知。 【先前技術】 內部安裝的多速輪轂傳動裝置被安裝於自行車的後車 輪，且容許自行車的騎車者選擇不同的齒輪比（gear· ratio )以改變踩踏力。典型上，輪轂傳動裝置包含安裝於 自行車車架的輪轂軸。輪轂軸可旋轉地支撐驅動件，以用 來將踩踏力經由鏈輪及鏈條而傳遞至輪轂傳動裝置。輪轂 傳動裝置另外包含同樣地由輪轂軸可旋轉地支撐的輪轂殼 輪轂殼收納動力傳輸機構，而此動力傳輸機構被設置 在驅動件與輪轂殼之間，以用來將旋轉動力從驅動件傳遞 至輪轂殼。動力傳輸機構提供可藉由換檔機構來選擇的具 有不同齒輪比的多個動力傳輸路徑，其中每一個動力傳輸 路徑典型上產生特定的齒輪比。爲建立此多個動力傳輸路 徑，動力傳輸機構一般包含數個行星齒輪機構。 目前的內部輪轂傳動裝置被設計來提供十個或十個以 上的速率級。根據DE 10 2004 011 052 A1的輪轂傳動裝 置容許在由多個行星齒輪機構提供的九個速率級之間做選 擇。此已知的輪轂傳動裝置包含三個行星齒輪機構，其容 -4- 1335889 許將三個速率級與另外五個速率級組合，以有右 齒輪比之下的總共九個速率級。此輪轂傳動裝置 行星齒輪機構，其包含不可旋轉地安裝於輪轂軸 心齒輪、由第一行星齒輪托架可旋轉地支撐的第 輪、及第一環形齒輪。第一行星齒輪被設置在第 輪與第一環形齒輪之間，且與第一中心齒輪及第 輪嚙合。 第二行星齒輪機構包含被配置在第一行星齒 的第二中心齒輪。第二行星齒輪被安裝在第一環 〇 第三行星齒輪機構類似於第二行星齒輪機構 且包含安裝在第一行星齒輪托架上的第三中心齒 中心齒輪與第三行星齒輪嚙合，而第三行星齒輪 不可旋轉地結合於各別的第二行星齒輪。藉此， (two-step )行星齒輪。第三行星齒輪與第二環 合，以將第三行星齒輪機構的轉矩傳遞至第二行 構。此輪轂傳動裝置的換檔機構包含棘爪托 carrier)，其容許將驅動件選擇性地與各別行星 的組件耦接，以產生不同的齒輪比。爲此目的， 包含藉由三個換檔凸輪來致動的多個可控制的棘 六個棘爪）。 二階行星齒輪在第一環形齒輪上的配置結合 行星齒輪嚙合的第二環形齒輪導致堆疊式的內部 裝置。因爲第二環形齒輪與三個行星齒輪機構的 :’3 4 0 % 的 包含第一 的第一中 —行星齒 —*中心齒 一環形齒 輪托架上 形齒輪上 而形成， 輪。第三 的每一個 形成二階 形齒輪嚙 星齒輪機 架（pawl 齒輪機構 棘爪托架 爪（亦即 上與二階 輪轂傳動 其他組件 -5- 1335889 重疊，所以第二環形齒輪的直徑且因此內部輪轂傳‘裝置 的直徑增大。另外，內部輪轂傳動裝置的堆疊式構造導致 輪轂的總重量增大。 如前所述，第二及第三中心齒輪的每一個都被安裝在 第一行星齒輪托架上。因此，第二及第三中心齒輪的每一 ' 個都與第一行星齒輪托架一起繞輪轂軸旋轉。特別是，速 率級8、9的動力傳輸路徑包含驅動件、第六棘爪、及第 φ 一行星齒輪托架，其中第一行星齒輪繞第一中心齒輪旋轉 。動力傳輸路徑另外包含第一環形齒輪、第二環形齒輪、 第一棘爪、將動力傳輸機構與輪轂殼連接的棘爪、及輪轂 殻。於速率級8，第三行星齒輪繞第三中心齒輪旋轉，且 於速率級9，第二行星齒輪繞第二中心齒輪旋轉。 由於行星齒輪機構的此有差別的旋轉型式，動力傳輸 路徑很複雜，特別是速率級8、9的動力傳輸路徑，因此 其傳遞動力的效率極低。 • 類似的輪轂傳動裝置可從DE I97 20 796 A1得知， 其揭示具有串聯配置的多個行星齒輪機構的多速輪轂。所 揭示的輪轂傳動裝置可達成7速換檔或14速換檔。14速 輪轂傳動裝置包含五個行星齒輪機構，其組件可被選擇性 . 地鎖定以建立所想要的動力傳輸路徑。第一行星齒輪機構 包含由輪轂軸可旋轉地支撐的第一中心齒輪，其可與輪轂 軸鎖定在一起。第一中心齒輪與由第一行星齒輪托架可旋 轉地支撐的二階行星齒輪的較小直徑嚙合。第一行星齒輪 托架與輪轂殼不可旋轉地連接。 -6 - 1335889 二階行星齒輪的大直徑與環形齒輪嚙合’而環形 可與輪轂軸或與第一中心齒輪鎖定在一起。 第二行星齒輪機構包含由輪轂軸可旋轉地支撐且 輪轂軸鎖定在一起的第二中心齒輪。第二行星齒輪與 中心齒輪及第二環形齒輪嚙合，其中第二環形齒輪與 中心齒輪不可旋轉地連接。 第三行星齒輪機構包含由輪轂軸可旋轉地支撐且 輪轂軸鎖定在一起的第三中心齒輪。第三行星齒輪與 中心齒輪嚙合，而第三中心齒輪與各別第二行星齒輪 旋轉地連接。第二中心齒輪與階狀（stepped )行星 的小直徑階段嚙合，且第三中心齒輪與階狀行星齒輪 直徑階段嚙合。 第四及第五行星齒輪機構類似於第二及第三行星 機構，且對稱地形成及被配置。因此，第四及第五行 輪機構同樣地包含二階行星齒輪，其中第二及第三行 輪機構的行星齒輪及第四及第五行星齒輪機構的行星 藉著共同的行星齒輪托架而被可旋轉地支撐。第四及 行星齒輪機構的階狀行星齒輪的小直徑階段與和驅動 可旋轉地連接的環形齒輪嚙合。 14速輪轂傳動裝置的另外實施例是根據上述輪 動裝置的修改實施例，且包含與對稱地配置的階狀行 輪的二小直徑階段均嚙合的第二環形齒輪。共同的行 輪托架由兩個分開的行星齒輪托架取代，其中第二及 行星齒輪機構的行星齒輪托架與第一中心齒輪不可旋 齒輪 可與 第二 第一 可與 第三 不可 齒輪 的大 齒輪 星齒 星齒 齒輪 第五 件不 轂傳 星齒 星齒 第三 轉地 1335889 連接。第四及第五行星齒輪機構的行星齒輪托架與驅動件 不可旋轉地連接。 由於鎖定行星齒輪機構的分開的組件（例如環形齒輪 與中心齒輪）所需的離合器的數目增加，因此根據DE 1 97 20 796 A1的輪轂傳動裝置很複雜且相較之下很昂貴 【發明內容】 本發明的目的爲提供一種自行車的輪轂傳動裝置，其 包含多個速率級且可達成重量輕及小型的構造。 根據本發明，此目的是藉著包含申請專利範圍請求項 第1項所載的特徵的自行車的輪轂傳動裝置而達成。 本發明根據其技術思想提供一種自行車的輪轂傳動裝 置，其包含輪轂軸、驅動件、及輪轂殼，而驅動件及輪轂 殼的每一個都是由輪轂軸可旋轉地支撐。輪轂傳動裝置另 外包含動力傳輸機構，其被設置在驅動件與輪轂殼之間， 用來將旋轉動力從驅動件經由多個動力傳輸路徑而傳遞至 輪轂殼；及換檔機構，用來選擇上述的多個動力傳輸路徑 中的一個。動力傳輸機構包含多個行星齒輪機構，其中下 游行星齒輪機構的行星齒輪托架與上游行星齒輪機構的行 星齒輪嚙合。 根據本發明而形成的輪轂傳動裝置具有多項有利點。 因爲下游行星齒輪機構的行星齒輪托架與上游行星齒輪機 構的行星齒輪嚙合，所以達成小型的設計，其容許在保持 -8- 1335889 輪轂的小直徑之下實現多個動力傳輸路 托架與上游行星齒輪的上述耦接進一步 簡單的結構來實現多個動力傳輸路徑， 組件故障的危險。由於本發明的輪轂傳 的簡單結構，因此可用相當低的成本生 更多數的齒輪比的輪轂傳動裝置。 在較佳實施例中，動力傳輸機構包 四個行星齒輪機構。藉此，可用小型設 直徑來實現11速輪轂傳動裝置。 較佳地，下游行星齒輪機構包含至 構，且上游行星齒輪機構包含至少第二 星齒輪機構。 第一行星齒輪機構可包含下游行星 輪托架。第三行星齒輪機構可包含上游 星齒輪。此表示第一及第三行星齒輪機 三行星齒輪嚙合的下游或第一行星齒輪 較佳地，下游行星齒輪機構的行星 部份、及與上游行星齒輪機構的行星齒 部份，其中托架部份與環形齒輪部份不 別是成整體地形成。因此，要強調的是 的行星齒輪托架履行兩項功能，亦即對 構的行星齒輪的支撐功能，以及對於上 行星齒輪的動力傳輸功能。由於托架部 之間的不可旋轉的連接，因此輪轂傳動 徑。下游行星齒輪 容許藉著相較之下 此降低傳動裝置的 動裝置的令人驚異 產可達成相較之下 含串聯配置的至少 計及相當小的輪轂 少第一行星齒輪機 、第三、及第四行 齒輪機構的行星齒 行星齒輪機構的行 構藉著與上游或第 機構而耦接。 齒輪托架包含托架 輪嚙合的環形齒輪 可旋轉地連接，特 下游行星齒輪機構 於第一行星齒輪機 游行星齒輪機構的 份與環形齒輪部份 裝置的小型設計被 -9- 1335889 最佳化。 較佳地’下游行星齒輪機構的行星齒輪托架可與第四 行星齒輪機構連接。藉此，可實現數個另外的動力傳輸路 徑。 下游行星齒輪機構的行星齒輪托架與第四行星齒輪機 構的連接可例如藉著一較佳實施例而實現，其中下游行星 齒輪機構的行星齒輪托架包含離合器接合部份，而此離合 器接合部份可與第四行星齒輪機構的行星齒輪托架連接。 爲使旋轉力從下游行星齒輪機構的行星齒輪托架傳輸 至輪轂殼，下游行星齒輪機構的行星齒輪托架較佳地可藉 著第一離合器而與輪轂殻連接。 在較佳實施例中，第一行星齒輪機構另外包含由輪轂 軸可旋轉地支撐且可與輪轂軸鎖定在一起的第一中心齒輪 、與第一中心齒輪同軸地配置的第一環形齒輪、及與第一 中心齒輪及第一環形齒輪嚙合的多個第一行星齒輪，其中 第一行星齒輪由第一行星齒輪機構的行星齒輪托架可旋轉 地支撐。第一行星齒輪機構相應於下游行星齒輪機構。 較佳地，第一環形齒輪可藉著第二離合器而與輪轂殼 連接，以用來將旋轉力從第一環形齒輪傳遞至輪轂殼。 第二行星齒輪機構可包含由輪轂軸可旋轉地支撐且可 與輪轂軸鎖定在一起的第二中心齒輪、相對於輪轂軸被可 旋轉地支撐的第二行星齒輪托架、及由第二行星齒輪托架 可旋轉地支撐且與第二中心齒輪嚙合的多個第二行星齒輪 -10- 1335889 第三行星齒輪機構可包含由輪轂軸可旋轉地支撐且可 與輪轂軸鎖定在一起的第三中心齒輪，其中行星齒輪由第 二行星齒輪托架可旋轉地支撐且與第三中心齒輪嚙合。 第三行星齒輪機構的行星齒輪與第二行星齒輪機構的 第二行星齒輪分別不可旋轉地連接，特別是成整體地形成 ，以形成階梯狀行星齒輪。 在另外的較佳實施例中，第四行星齒輪機構包含不可 旋轉地固定於輪轂軸的第四中心齒輪、與第四中心齒輪同 軸地配置的第二環形齒輪、及由第三行星齒輪托架可旋轉 地支撐的多個第四行星齒輪，其中第四行星齒輪與第四中 心齒輪及第二環形齒輪嚙合。 第三行星齒輪托架可與第二行星齒輪托架接合。 第三離合器可被設置在第三行星齒輪托架與第一行星 齒輪托架特別是離合器接合部份之間，以用來將旋轉力從 第三行星齒輪托架傳遞至第一行星齒輪托架。第四離合器 可被設置在驅動件與第二環形齒輪之間，以用來將旋轉力 從驅動件傳遞至第二環形齒輪。第五離合器被設置在驅動 件與第三行星齒輪托架之間，以用來將旋轉力從驅動件傳 遞至第三行星齒輪托架。 以下會藉著例子且參考圖式來敘述本發明。 【實施方式】 圖I顯示可被安裝於自行車的後車輪的根據本發明的 輪轂傳動裝置的第一實施例。此輪轂傳動裝置包含輪轂軸 -11 - 1335889 1、及由輪轂軸1可旋轉地支撐的驅動件2。輪轂傳動裝 置另外包含由輪轂軸1可旋轉地支撐的輪轂殼3。動力傳 輸機構4被設置在驅動件2與輪轂殻3之間，用來將旋轉 動力從驅動件2經由可依騎車者所想要的被選擇以改變齒 輪比的多個動力傳輸路徑而傳遞至輪轂殼3。換檔機構5 / 被設置來選擇上述多個動力傳輸路徑中的一個。 換檔機構5相應於此處所提及的EP I 323 627 A2及 • 美國專利第6,607,465B1號中詳細敘述的換檔機構。 動力傳輸機構4包含包括下游行星齒輪機構及上游行 星齒輪機構的多個行星齒輪機構6、7、8、9，其中上游 行星齒輪機構被配置成爲比下游行星齒輪機構較爲靠近驅 動件2。如在旋轉動力流程的方向中所見的，下游行星齒 輪機構被配置在上游行星齒輪機構之後。例如，下游行星 齒輪機構包含第一行星齒輪機構6，而上游行星齒輪機構 包含第三行星齒輪機構8。 • 上述多個行星齒輪機構6、7、8'9被串聯配置，且 包含至少四個行星齒輪機構6、7、8' 9。 如從圖1很明顯的，下游行星齒輪機構包含行星齒輪 托架31，並且上游行星齒輪機構包含行星齒輪43，其中 - 下游或第一行星齒輪機構6的行星齒輪托架31與上游或 . 第三行星齒輪機構8的行星齒輪43嚙合。 —般而言，行星齒輪托架31具有縱向延伸的形狀， 其可與配置在第一行星齒輪機構6的上游的動力傳輸機構 4的組件重疊，且因此與下游行星齒輪機構6相比較爲靠 -12-
1335889 近驅動件2。 特別是，下游行星齒輪機構6的行星齒輪托架31 下游或第一行星齒輪機構6的區域軸向延伸至上游或身 行星齒輪機構8的區域。如圖1所示，行星齒輪托架 軸向延伸超過輪轂傳動裝置的整個長度的1/3以上至 。行星齒輪托架31的軸向延伸係成爲使得配置在下访 星齒輪機構6與上游行星齒輪機構8之間的第二行星谨 機構7被行星齒輪托架31重疊。在根據圖1的實施疲 ’第二行星齒輪機構7不與行星齒輪托架31接合。 行星齒輪托架31包含階梯狀形狀，其中後續階賴 內部直徑朝向驅動件2增大。行星齒輪托架31的階存 形狀會在以下連同與其相關聯的各別組件被更詳細地f 行星齒輪托架31另外包含離合器接合部份31c， 被配置在靠近驅動件2的行星齒輪托架31的軸向端部 。離合器接合部份31c被設置來接合/脫離離合器53( 三離合器），此會在以下相關於第四行星齒輪機構9被 詳細地敘述。 行星齒輪托架31另外包含環形齒輪部份31b。環 齒輪部份31b與離合器接合部份31c成整體地連接，且 成爲具有比離合器接合部份31c小的內部直徑。環形齒 部份31b與上游或第三行星齒輪機構8的行星齒輪43 合。環形齒輪部份31b的內部直徑比第二行星齒輪機賴 的第二行星齒輪42的外部直徑大，以避免與其接合或 從 3 1 1/2 行 輪 丨中 ，的 狀 述 其 上 第 更 形 形 輪 嚙 I 7 ，碰 -13- 1335889 撞。 . 環形齒輪部份31b與托架部份31a成整體地連接，而 托架部份31a支撑下游或第一行星齒輪機構6的第—行星 • 齒輪41。第一行星齒輪41由第一行星齒輪軸41a可旋轉 地支撐’而第一行星齒輪軸41a被設置在行星齒輪托架 31的托架部份31a中。典型上，三個或三個以上的第— 行星齒輪41被設置在第一行星齒輪機構6中。 φ 另一個離合器接合部份31d與托架部份31a成整體地 形成，且被設置用來接合/脫離第一離合器51，以建立/中 斷從行星齒輪托架31至輪轂殼3的動力傳輸。另—個或 第二離合器接合部份31d被配置在行星齒輪機構6的下游 。環形齒輪部份31b及（第一）離合器接合部份31c位在 行星齒輪機構6的上游。再次地，組件的下游或上游配置 是在動力流程的方向中所見及應從動力流程的方向來瞭解 的。 # 以下敘述上述的多個行星齒輪機構6、7、8、9。 第一行星齒輪機構6被配置在最下游或最遠離驅動件 2，且包含由輪轂軸1可旋轉地支撐且可與輪轂軸1鎖定 在一起的第一中心齒輪II。在第一中心齒輪11的內周邊 . 表面與輪轂軸1之間，第一中心齒輪導環61被不可旋轉 地固定於輪轂軸1。第一中心齒輪導環61容許藉著換檔 機構5而鎖定及釋放第一中心齒輪11。第一環形齒輪21 相對於輪轂軸1被同軸地配置且由輪轂軸1可旋轉地支撐 ，其中上述的多個第一行星齒輪41由（第一）行星齒輪 -14- 1335889 托架31可旋轉地支撐，且與第一中心齒輪11及第一 齒輪2】嚙合。 如圖1所示，第一行星齒輪41包含兩個齒輪階 gear stage)，其中大直徑齒輪階段與第一中心齒輪 合，且小直徑齒輪階段與環形齒輪2]嚙合。第一行 ’ 輪41的小直徑齒輪階段被配置成爲靠近第二行星齒 構7。環形齒輪21可藉著設置在第一環形齒輪21與 φ 殼3之間的第二（單向）離合器52而與輪轂殼3連 分離。 如上所述，第一行星齒輪機構6的行星齒輪托| 於輪轂傳動裝置的縱向方向軸向延伸超過行星齒輪 因而與至少接續地配置的上游第二及第三行星齒輪機 '8重疊。第一行星齒輪托架31的外部輪廓可部份 納環形齒輪2 1且形成肩部3 1 e，使得環形齒輪2 1被 在肩部31e與第一行星齒輪41的大直徑齒輪階段之間 • 第二行星齒輪機構7位在第一行星齒輪機構6的 ，且包含由輪轂軸1可旋轉地支撐且可與輪轂軸1鎖 —起的第二中心齒輪在第二中心齒輪12的內表 輪轂軸1之間，第二中心齒輪導環62被不可旋轉地 . 於輪轂軸1。多個第二行星齒輪42由被輪轂軸1可 地支撐的第二行星齒輪托架32可旋轉地支撐。爲此 ，第二行星齒輪42由被第二行星齒輪托架32支撐的 行星齒輪軸42a可旋轉地支撐。典型上，設置有三個 個以上的第二行星齒輪42。 環形 段（ ί 1嚙 星齒 輪機 輪轂 接或 5 3 1 41， 構Ί 地收 配置 卜 上游 定在 面與 固定 旋轉 目的 ΑΜι· — 弟一 或三 -15- 1335889 第三行星齒輪機構8被配置在第二行星齒輪機構7的 上游’且包含由輪轂軸丨可旋轉地支撐且可與輪轂軸〗鎖 定在一起的第三中心齒輪13。在第三中心齒輪13的內周 . 邊表面與輪穀軸1之間，第三中心齒輪導環63被配置且 不可旋轉地固定於輪轂軸1。第三中心齒輪導環63可藉 € 仲 著換檔機構5而被致動來鎖定/釋放中心齒輪13。多個第 三行星齒輪43與第三中心齒輪丨3嚙合，且由第二行星齒 # 輪托架32可旋轉地支撐。特別是，第三行星齒輪43被配 置在第二行星齒輪軸42a上，而第二行星齒輪軸42a因此 代表第二及第三行星齒輪42、43的共同行星齒輪軸。 如從圖1很明顯的，第二及第三行星齒輪不可旋轉地 連接且成整體地形成階梯狀行星齒輪402。階梯狀行星齒 輪402的小直徑齒輪階段與第二中心齒輪12嚙合，且階 梯狀行星齒輪402的大直徑齒輪階段與第三中心齒輪13 嚙合。 # 另外，階梯狀行星齒輪402的大直徑齒輪階段與下游 的行星齒輪托架3】的環形齒輪部份31b嚙合。如此，可 建立將第三中心齒輪13與第一行星齒輪托架31連接的傳 輸路徑。 . 第四行星齒輪機構9被配置在第三行星齒輪機構8的 上游，且代表最靠近驅動件2的行星齒輪機構。第四行星 齒輪機構9包含不可旋轉地固定於輪轂軸1的第四中心齒 輪14。第二環形齒輪22與輪轂軸]同軸地配置且由輪轂 軸1可旋轉地支撐。在第二環形齒輪22與第四中心齒輪 -16 - 1335889 I4之間’多個第四行星齒輪44被配置成爲形成爲二階行 星齒輪。行星齒輪44的大直徑齒輪階段與環形齒輪22嚙 合’且第四行星齒輪44的小直徑齒輪階段與第四中心齒 輪14嚙合。典型上，設置有三個或三個以上的第四行星 齒輪44。 第四行星齒輪44由可繞輪轂軸1旋轉的第三行星齒 輪托架33可旋轉地支撐。第三行星齒輪托架33包含可旋 轉地支撐第四行星齒輪44的第三行星齒輪軸44a。第三 行星齒輪托架33與第二行星齒輪托架32接合，以將動力 從第三行星齒輪托架33傳遞至第二行星齒輪托架32。 如從圖1非常明顯的，第二行星齒輪軸4 2 a的中心軸 線與第三行星齒輪軸44 a的中心軸線在徑向上間隔開。第 三行星齒輪軸44a的中心軸線被配置在一圓柱形平面上， 而此圓柱形平面具有比含有第二行星齒輪軸42a的中心軸 線的圓柱形平面大的直徑。含有第一行星齒輪軸41a的中 心軸線的圓柱形平面相應於第三行星齒輪軸44a的中心軸 線的圓柱形平面。如此，被配置在第一行星齒輪機構6與 第四行星齒輪機構9之間的第二行星齒輪軸42a的中心軸 線比第一及第三行星齒輪軸4 1 a、44a各別的中心軸線較 爲靠近輪轂軸1。 第四行星齒輪機構9的第三行星齒輪托架33可連接 於下游的行星齒輪托架31。爲此目的’以上提及的第三 離合器53被設置在第三行星齒輪托架33與第一行星齒輪 托架31之間。特別是’第三離合器53被配置在遠離驅動 -17- 1335889 件2的第三行星齒輪托架33的端部處，且接合/脫離下游 的第一行星齒輪托架3]的離合器接合部份31c。對於從 驅動件2至第四行星齒輪機構9的動力傳輸，設置有第四 離合器54及第五離合器55。 第四離合器54爲設置在驅動件2與第二環形齒輪22 之間的單向離合器。第二環形齒輪22包含朝向驅動件2 延伸的軸向凸出部22a。軸向凸出部22a在其內周邊表面 上包含離合器接合部份22b，其與第四離合器54合作以 將第二環形齒輪22與驅動件2鎖定在一起或互相釋放。 第四離合器54由平行於環形齒輪22的軸向凸出部22a延 伸的驅動件2的軸向凸出部2a支撐。 對於速率級1至6，第四離合器54與環形齒輪22接 合，以將動力從驅動件2傳遞至環形齒輪22。 對於速率級7至11，在驅動件2與第三行星齒輪托 架33之間設置有第五離合器55，以用來將旋轉動力從驅 動件2傳遞至第三行星齒輪托架33。第五離合器55形成 爲離合器環，且可於輪轂軸1的縱向方向軸向移動。第五 離合器55包含兩個接合部份55a、55b，其可分別與設置 在驅動件2及第三行星齒輪托架33上的離合器接合部份 2b及33a接合。 驅動件2的離合器接合部份2b形成在軸向凸出部2a 的內周邊表面上，且與第五離合器55的上方或徑向接合 部份55b接合。第三行星齒輪托架33的離合器接合部份 33a可接合/脫離第五離合器55的下方或軸向接合部份 -18- 1335889 55a 〇 對於速率級7至11，第五離合器55的軸向接合部份 5 5a與第三行星齒輪托架33的離合器接合部份33a耦接 . ’而第四離合器54分離》 前述的離合器機構包括第四及第五離合器54及55的 r· 更詳細敘述揭示在均爲本案申請人所擁有的EP 1 323 627 A2 以及歐洲專利申請案07 001 076.4中。 # 根據圖1的輪轂傳動裝置的作用及功能可參考圖2至 12來說明，其中各圖顯示對於每一個速率級的不同組件 的耦接以及藉此實現的特定動力傳輸路徑。圖2至12中 所示的粗線及箭頭顯示通過動力傳輸機構4的旋轉動力流 程。不同組件的耦接以及動力傳輸路徑顯示在以下的表1 及2中，其中表1是關於組件的耦接，而表2是關於特定 的動力傳輸路徑。 表1 速率級 離合器環55 (驅動件與第三行星齒輪 托架33) 第一中心 齒輪1] 第二中心 齒輪12 第三中心 齒輪13 齒輪比 1 脫離 自由 自由 自由 0.527 2 脫離 鎖定 自由 自由 0.681 3 脫離 自由 自由 鎖定 0.770 4 脫離 自由 鎖疋 自由 0.873 5 脫離 鎖定 自由 鎖定 0.995 6 脫離 鎖定 鎖定 自由 1.127 7 接合 鎖定 自由 自由 1.292 8 接合 自由 自由 鎖定 1.462 9 接合 自由 鎖定 自由 1.656 10 接合 鎖定 自由 鎖定 1.888 11 接合 A/l、/ * r 鎖疋 鎖定 自由 2.139 -19- 1335889 表2 速率級 動力傳輸路徑 1 驅動件-第四離合器54-第二環形齒輪22-(第四行星齒輪44繞第四中心 齒輪Η旋轉）-第三行星齒輪托架33-第三離合器53-第一行星齒輪托架 31-第一離合器51-輪轂殼 2 驅動件-第四離合器54-第二環形齒輪22-(第四行星齒輪44繞第四中心 齒輪14旋轉）-第三行星齒輪托架33-第三離合器53·第一行星齒輪托架 31-(第一行星齒輪41繞第一中心齒輪11旋轉）-第一環形齒輪21-第二 離合器52-輪轂殻 3 驅動件-第四離合器54-第二環形齒輪22-(第四行星齒輪44繞第四中心 齒輪14旋轉）-第三行星齒輪托架33-第二行星齒輪托架32-(第三行星 齒輪43繞第三中心齒輪13旋轉）-第一行星齒輪托架31-第一離合器51-輪轂殼 4 驅動件·第四離合器54-第二環形齒輪22-(第四行星齒輪44繞第四中心 齒輪14旋轉）-第三行星齒輪托架33-第二行星齒輪托架32-(第二行星 齒輪42繞第二中心齒輪12旋轉）-第一行星齒輪托架31-第一離合器51-輪轂殼 5 驅動件-第四離合器54-第二環形齒輪22-(第四行星齒輪44繞第四中心 齒輪14旋轉）-第三行星齒輪托架33_第二行星齒輪托架32-(第三行星 齒輪43繞第三中心齒輪13旋轉）-第一行星齒輪托架31-(第一行星齒 輪41繞第一中心齒輪11旋轉）-第一環形齒輪21-第二離合器52-輪轂殼 6 驅動件-第四離合器54-第二環形齒輪22-(第四行星齒輪44繞第四中心 齒輪14旋轉）-第三行星齒輪托架33-第二行星齒輪托架32-(第二行星 齒輪42繞第二中心齒輪12旋轉）-第一行星齒輪托架31_ (第一行星齒 輪41繞第一中心齒輪11旋轉）-第一環形齒輪21-第二離合器52-輪轂殼 7 驅動件-第五離合器55-第三行星齒輪托架33-第三離合器53-第一行星齒 輪托架31-(第一行星齒輪41繞第一中心齒輪11旋轉）-第一環形齒輪 21-第二離合器52-輪轂殼 8 驅動件-第五離合器55-第三行星齒輪托架33-第二行星齒輪托架32-(第 三行星齒輪43繞第三中心齒輪13旋轉）-第一行星齒輪托架31-第一離 合器51-輪轂殼 9 驅動件-第五離合器55-第三行星齒輪托架33-第二行星齒輪托架32-(第 二行星齒輪42繞第二中心齒輪12旋轉）-第一行星齒輪托架3卜第一離 合器51-輪轂殼 10 驅動件-第五離合器55-第三行星齒輪托架33-第二行星齒輪托架32-(第 三行星齒輪43繞第三中心齒輪13旋轉）-第一行星齒輪托架31-(第一 行星齒輪41繞第一中心齒輪11旋轉）-第一環形齒輪21-第二離合器52-輪轂殼 11 驅動件·第五離合器55-第三行星齒輪托架33-第二行星齒輪托架32-(第 二行星齒輪42繞第二中心齒輪12旋轉）-第一行星齒輪托架31-(第一 行星齒輪41繞第一中心齒輪11旋轉）-第一環形齒輪21-第二離合器52-輪轂殼 -20- 1335889 綜上所述，根據所敘述的本發明的實施例的輪轂傳動 裝置容許實現]1速內部輪轂傳動裝置，其中輪轂殼2的 直徑類似於目前可得的8速輪轂傳動裝置的直徑。此表示 本發明的輪轂傳動裝置在不增加輪轂直徑之下提供比傳統 輪轂傳動裝置多的速率級。另外，根據圖1的輪轂傳動裝 置提供所有的傳輸路徑均簡單的有利點，此導致有效率的 動力傳輸。 • —般而言，下游的行星齒輪機構6的行星齒輪托架 31具有可與上游的行星齒輪機構8的行星齒輪43嚙合的 軸向伸長形狀。另外，行星齒輪托架31的軸向伸長形狀 容許行星齒輪托架31與更上游的行星齒輪機構9的行星 齒輪托架33耦接/分離。特別是，下游的行星齒輪機構6 的軸向伸長的行星齒輪托架31可選擇性地從上游的行星 齒輪機構8的行星齒輪43傳輸旋轉動力，且可選擇性地 從更上游的行星齒輪機構9的行星齒輪托架33傳輸旋轉 • 動力。 下游的行星齒輪托架31的軸向伸長形狀容許有具有 極高效率的傳輸路徑的自行車用的小型、小直徑的內部輪 轂傳動裝置。 【圖式簡單說明】 圖1爲根據本發明的實施例的輪轂傳動裝置的縱向剖 面圖。 圖2爲根據圖1的輪轂傳動裝置於速率級1的縱向剖 -21 - 1335889 面圖。 圖3爲根據圖1的輪轂傳動裝置於速率級2的縱向剖 面圖。 圖4爲根據圖1的輪轂傳動裝置於速率級3的縱向剖 面圖。 ^ 圖5爲根據圖1的輪轂傳動裝置於速率級4的縱向剖 面圖。 φ 圖6爲根據圖1的輪轂傳動裝置於速率級5的縱向剖 面圖。 圖7爲根據圖1的輪轂傳動裝置於速率級6的縱向剖 面圖。 圖8爲根據圖1的輪轂傳動裝置於速率級7的縱向剖 面圖。 圖9爲根據圖1的輪轂傳動裝置於速率級8的縱向剖 面圖。 • 圖10爲根據圖1的輪轂傳動裝置於速率級9的縱向 剖面圖。 圖11爲根據圖1的輪轂傳動裝置於速率級10的縱向 剖面圖。 . 圖12爲根據圖1的輪轂傳動裝置於速率級11的縱向 剖面圖。 【主要元件符號說明】 ]:輪轂軸 -22- 1335889 2 :驅動件 2a :軸向凸出部 2b :離合器接合部份 3 :輪穀殻 4 :動力傳輸機構 * 5 :換檔機構 6:第一行星齒輪機構 φ 7:第二行星齒輪機構 8:第三行星齒輪機構 9:第四行星齒輪機構 1 1 :第一中心齒輪 1 2 :第二中心齒輪 1 3 :第三中心齒輪 1 4 :第四中心齒輪 2 1 :第一環形齒輪 Φ 22:第二環形齒輪 22a·軸向凸出部 22b :離合器接合部份 31 :第一行星齒輪托架 - 3 1 a :托架部份 31b :環形齒輪部份 31c :離合器接合部份 3 1 d :離合器接合部份 3 1 e ·肩部 -23- 1335889 32:第二行星齒輪托架 33:第三行星齒輪托架 3 3 a :離合器接合部份 4 1 :第一行星齒輪 41a:第一行星齒輪軸 ' 42 :第二行星齒輪 42a :第二行星齒輪軸 φ 43 :第三行星齒輪 44 :第四行星齒輪 44a :第三行星齒輪軸 51 :第一離合器 52 :第二離合器 53 :第三離合器 54 :第四離合器 55:第五離合器，離合器環 # 55a:下方或軸向接合部份 5 5 b :上方或徑向接合部份 6 1 :第一中心齒輪導環 62 :第二中心齒輪導環 . 63:第三中心齒輪導環 402 :階梯狀行星齒輪 -24