1336672 (1) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 * 本發明槪括而言相關於具有包含棘爪的單向 自行車輪轂總成。更明確地說，本發明相關於包 ， 少兩個動力傳輸路徑的內部動力傳輸機構的自行 f 成，其中棘爪於一個動力傳輸路徑傳輸轉矩，且 k、 動力傳輸路徑不傳輸轉矩。 【先前技術】 騎自行車正成爲日益流行的娛樂形式以及運 另外，騎自行車對於業餘愛好者及專業人士而言 非常流行的競賽運動。不論自行車是用於娛樂、 競賽，自行車工業都在不斷地改進自行車的各種 件。已曾被廣泛地重新設計的一組件便是自行 成。 # 許多自行車輪轂總成包含具有兩個或兩個以 傳輸路徑的內部動力傳輸機構，其中每一個路徑 /的齒輪組合界定，而轉矩經由齒輪組合被傳輸。 -· 自行車輪轂總成揭示在美國專利第6,641，500號 .. Shimano, Inc.)中》在所揭示的此自行車輪轂總 部動力傳輸機構包含多個行星齒輪及環形齒輪， 行星齒輪及環形齒輪界定可由騎車者選擇以進行 輸的多個齒輪組合或速率（動力傳輸路徑）。 沿著一個動力傳輸路徑，轉矩從驅動器構件 離合器的 含具有至 車輪轂總 於另-·個 輸工具。 均已成爲 運輸、或 不同的組 車輪穀總 上的動力 是由獨特 一個此種 (譲渡給 成中，內 而此多個 轉矩的傳 經由棘爪 -4- (2) (2)1336672 (單向離合器）被傳輸至第一環形齒輪。環形齒輪於齒輪 組合中數個不同的齒輪組合將轉矩傳輸通過行星齒輪及環 形齒輪中數個被選擇的行星齒輪及環形齒輪中的一個。 類似地，沿著另一個動力傳輸路徑，轉矩在不使用棘 爪之下被傳輸。典型上，在沿著兩個動力傳輸路徑中的第 二個動力傳輸路徑傳輸轉矩之下，驅動器構件與第一環形 齒輪以不同的速率旋轉。因此，在轉矩沿著第二個動力傳 輸路徑被傳輸之下，棘爪在驅動器構件與第-·環形齒輪之 間鬆脫振動而發出瞎喇（clicking)噪音。 由於棘爪在驅動器構件與第一環形齒輪之問的此鬆脫 振動（ratcheting )的移動所造成的噪音對於許多騎車者 而言是不想要有的。一些騎車者深信此情況產生阻尼、浪 費能量、且造成棘爪及第一環形齒輪的磨耗。 鑑於以上，對於熟習此項技術者而言從此揭示很明 顯，對於消除由於棘爪在驅動器構件與環形齒輪以不同的 速率旋轉時所鹿生的噪音的創新的棘爪組態有需求。本發 明針對此技術領域中的此需求以及其他需求，此對於熟習 此項技術者而言從此揭示很明顯。 【發明內容】 本發明的一目的爲提供一種具有棘爪撤回機構的自行 車輪轂總成的內部動力傳輸機構，此棘爪撤回機構在棘爪 不在驅動器構件與環形齒輪之間傳輸轉矩時將棘爪撤冋。 上述目的基本上可藉著提供一種多速內部自行車輪轂 -5- (3) 1336672 傳動裝置總成而達成，此多速內部自行車輪穀傳動裝置總 成具有輪轂軸、驅動器、輪轂殼、動力傳輸機構、棘爪、 及棘爪撤回構件。驅動器被可旋轉地支撐於輪轂軸。輪穀 殻被可旋轉地支撐於輪轂軸。動力傳輸機構被設置在驅動 器與輪轂殻之間，用來將旋轉動力從驅動器經由至少第一 動力傳輸路徑及第二動力傳輸路徑而傳送至輪轂殻。棘爪 形成爲在轉矩沿著第一動力傳輸路徑被傳遞之下在驅動器 與輪轂殼之間傳遞轉矩。棘爪撤回構件形成爲在轉矩經由 第二動力傳輸路徑被傳輸之下限制棘爪的移動。 對於熟習此項技術者而言，本發明的這些及其他目 的、特徵、方面、及有利點從以下連同阔式揭示本發明的 較佳實施例的詳細敘述會顯明。 以下會參考形成此原始揭示的一部份的圖式。 【實施方式】 φ 以下參考圖式說明本發明的選定的實施例。對於熟習 此項技術者而言從此揭示很明顯，以下的本發明的實施例 -的敘述只是被提供來舉例說明，而非要限制由附隨的申請 .· 專利範圍及其等效物所界定的本發明。 . 首先參考圖1，圖中顯示根據本發明的第--實施例的 具有輪毂總成1 2的自行車1 0。如圖2所示，輪轂總成1 2 包含動力傳輸總成1 4，而動力傳輸總成丨4包含棘爪撤回 機構1 6，此棘爪撤回機構1 6容許棘爪1 8沿著第一組動力 傳輸路徑（圖1 3至1 6 )中的任一個傳輸轉矩，且在轉矩 Λ. £ ；) -6- (4) 1336672 沿著第二組動力傳輸路徑（圖1 7至20 )中的任一個被 輸時撤回棘爪1 8，如以下會更詳細敘述的。 如圖2所示，輪轂總成1 2基本上包含固定軸件20 輪轂殼22、及動力傳輸總成1 4。如圖3所示，軸件20 含被定尺寸成爲用來接收及扣持動力傳輸總成14的不 部份的凹部24及26，如以下會更詳細敘述的。 再次參考圖2，輪轂殻22藉著左杯體28、右杯 3 0、及軸承總成3 4 ' 3 5、及3 6而被支撐成爲可繞軸件 旋轉。輪轂殻22另外钽含輻條凸緣38及40。輻條凸 38及40形成爲以傳統方式支撐輻條及外部輪圈。軸承 成34被設置在左杯體28與軸件20之間。右杯體30被 定於輪轂殼22且沿著輪轂殻22的徑向向內表面延伸。 杯體3 0由軸承總成3 5可旋轉地支撐。 動力傳輸總成1 4爲多速內部輪轂傳動裝置。動力 輸總成14基本上包含驅動器46、離合器環件48、換檔 助機構50、第一中心齒輪52、第二中心齒輪54、第三 心齒輪5 6、第四中心齒輪5 8、第二中心齒輪棘爪60、 三中心齒輪棘爪62、第四中心齒輪棘爪64、行星齒輪 架66、第一組行星齒輪68、第二組行星齒輪70、棘 72、第一環形齒輪74、第二環形齒輪76、控制臂78、 爪撤回機構16、棘爪18、及一些其他構件。動力傳輸 成14被可操作地設置在驅動器46與輪轂殻22之間， 來將旋轉動力從驅動器4 6經由第一組動力傳輸路徑及 二組動力傳輸路徑而傳遞至輪轂殻22。第一及第二組動 傳 包 同 體 20 緣 總 固 右 傳 輔 中 第 托 爪 棘 總 用 第 力 (5) (5)
1336672 傳輸路徑會在以下被更詳細地界定。 再次參考圖2，驅動器46爲由軸承總成36支 可繞軸件2 0旋轉的大致環狀的構件。驅動器4 6另 軸承總成35，如圖2所示。驅動器46另外支撐固 著於驅動器46的鏈輪92。如圖6及7中最佳顯示 動器46包含內部齒輪齒46a。如圖1 2中最佳顯示的 動器46也包含一對棘爪凹部46b。鏈輪92形成爲接 自騎車者的踩踏動作的轉矩。因爲鏈輪92被固定於 器46，所以來自鏈輪92的轉矩被直接傳遞至驅動器 如圖6及7中最佳顯示的，離合器環件48包含 向外延伸的齒輪齒48a，其與驅動器46的徑向向內起 齒輪齒46a嚙合。離合器環件48也包含花鍵94。離 環件4 8可從圖2、6、及丨3至1 6所示的第一位置移 圖7及17至20所示的第二位置。於圖2、6'及13 所示的第一位置，離合器環件48空載且與驅動器46 旋轉。因此’在離合器環件48處於第一位置之下， 驅動器4 6的轉矩於第一組動力傳輸路徑經由棘爪！ 8 傳輸至第一環形齒輪74，如以下會更詳細敘述的。 及1 7至2 0所示的第二位置，離合器環件4 8的花鍵 合托架66，並且來_驅動器46的轉矩於第二組動： 路徑從驅動器4 6被傳輸至托架6 6，如以下會更詳4 的。離合器環件48藉著換檔輔助機構50而以傳統： 第一位置與第二位置之間移動。 換檔輔助機構5 0爲輔助在不同齒輪比（齒輪組 〖成爲 -支撐 :地附 I，驅 I，驅 [收來 、驅動 4 6° 「徑向 i伸的 丨合器 ;動至 至16 一起 來自 而被 t圖Ί 94接 傳輸 丨敘述 式在 合） -8 - (6) (6)1336672 之間的換檔的機構，如舉例而言在Shoge的美國專利第 6,641,500號（讓渡給Shimano, Inc.)中所更詳細地敘述 的。因爲換檔輔助機構50的操作及離合器環件48的移動 爲傳統式，所以爲簡潔起見省略其敘述。 第一中心齒輪5 2以傳統方式被不可旋轉地支撐在軸 件2 0上。第一中心齒輪5 2包含徑向向外延伸的齒輪齒 52b (顯示在圖2及5中）。 第二中心齒輪54、第三中心齒輪5 6、及第四中心齒 輪5 8均可選擇性地相對於軸件2 0旋轉。第二中心齒輪 5 4、第三中心齒輪5 6、及第四中心齒輪5 8各分別具有在 圖3中更清楚地顯示的內部棘輪齒54a、56a、及58a以及 外部齒輪齒54b、56b、及58b。 第二中心齒輪棘爪6 0的-·部份被不可旋轉地扣持在 軸件20的凹部24內以進行樞轉（pivoting )或鬆脫振動 (r a t c h e t i n g )的移動。明確地說，第二中心齒輪棘爪 6 0 相對於軸件2 0維持於定位，且選擇性地接合第二中心齒 輪54的內部棘輪齒54a。第二中心齒輪棘爪60可用傳統 方式經由藉由控制臂78的移動控制而被選擇性地操作。 主要地言之，控制臂78的一部份被侷限於在軸件20的凹 部26內移動。控制臂7 8的部份與第二中心齒輪棘爪60 的接合及脫離將第二中心齒輪棘爪60在相對於第二中心 齒輪5 4的操作定向與不操作定向之間移動。在第二中心 齒輪棘爪60操作之下，第二中心齒輪棘爪60接合第二中 心齒輪54的內部棘輪齒，因而容許第二中心齒輪54只於 -9- (7) (7)1336672 一個旋轉方向旋轉。換句話說，第二中心齒輪棘爪60作 用成爲單向離合器。在第二中心齒輪棘爪6 0藉著與控制 臂78接合而不操作之下’第二中心齒輪54可於任一旋轉 方向自由旋轉 （freely rotate ) 或自由輪轉 (freewhee 1 ) 〇 第三中心齒輪棘爪62的·一部份也被不可旋轉地扣持 在軸件20的凹部24內以進行樞轉或鬆脫振動的移動。第 三中心齒輪棘爪62相對於軸件20維持於定位，且選擇性 地接合第三中心齒輪5 6的內部棘輪齒5 6a。第三中心齒輪 棘爪62可用傳統方式經由藉由控制臂7 8以類似於控制第 二中心齒輪棘爪60的方式的移動控制而被選擇性地操 作。在第三中心齒輪棘爪62操作之下，第三中心齒輪棘 爪62接合第三中心齒輪56的內部棘輪齒，因而容許第三 中心齒輪5 6只於一個旋轉方向旋轉。換句話說，第三中 心齒輪棘爪62作用成爲單向離合器。在第三中心齒輪棘 爪62藉著控制臂78的定位而不操作之下，第三中心齒輪 56可於任一旋轉方向自由旋轉或自由輪轉。 第四中心齒輪棘爪6 4的一部份也被不可旋轉地扣持 在軸件2 0的凹部2 4內以進行樞轉或鬆脫振動的移動。明 確地說，第四中心齒輪棘爪64相對於軸件2 0維持於定 位，且選擇性地接合第四中心齒輪5 8的內部棘輪齒5 8 a。 第四中心齒輪棘爪6 4可用傳統方式經由藉由控制臂7 8的 移動控制而被選擇性地操作。在第四中心齒輪棘爪6 4操 作之下，第四中心齒輪棘爪6 4接合第四中心齒輪5 8的內 -10- (8) (8)1336672 部棘輪齒，因而容許第四中心齒輪5 8只於一個旋轉方向 旋轉。換句話說’第四中心齒輪棘爪6 4作用成爲單向離 合器。在第四中心齒輪棘爪64藉著與控制臂78的接合而 不操作之下，第四中心齒輪5 8可於任一旋轉方向自由旋 轉或自由輪轉。 行星齒輪托架66爲被支撐成爲可繞軸件20旋轉的環 形構件。托架66形成爲以傳統方式支撐及扣持第一及第 二組行星齒輪6 8及7 0。托架6 6包含較小直徑部份1 0 0及 較大直徑部份1 02。如圖2的左手側處所示，較小直徑部 份1 0 0的位置相鄰於軸承總成3 4。托架6 6的較大直徑部 份1 02包含多個軸部1 〇4 (較佳地包含三個軸部1 〇4，侃 是只有一個顯示在圖2中）。軸部1 04支撐第-·及第二組 行星齒輪68及70 ’使得第一及第二組行星齒輪68及70 繞軸部1 04自由旋轉。較大直徑部份】〇 2也包含相鄰於離 合器環件4 8的凹部1 1 〇。明確地說，凹部1 1 〇形成爲在離 合器環件48處於圖8及14所示的第二位置之下接合離合 器環件48的花鍵94。 托架66較佳地支撐三個第一組行星齒輪68 (只有一 個顯示在圖2中）及三個第二組行星齒輪70 (只有一個顯 示在圖2中）。第-組行星齒輪6 8的每一個包含一組小 直徑齒輪齒6 8 a及一組大直徑齒輪齒6 8 b。該組小直徑齒 輪齒6 8 a與第一中心齒輪5 2的外部齒輪齒5 2 b嚙合。該 組大直徑齒輪齒68b與第一環形齒輪74的內部齒輪齒74a 嚙合。 -11 - 1336672 ⑼ 第二組行星齒輪70的每一個包含一組小直徑齒輪齒 70a、一組中間直徑齒輪齒 70b、及一組大直徑齒輪齒 7〇c。該組小直徑齒輪齒70a與第二中心齒輪54的外部齒 輪齒54b及第二環形齒輪76的內部齒輪齒76a嚙合。該 組中間直徑齒輪齒70b與第三中心齒輪56的外部齒輪齒 56b嚙合。該組大直徑齒輪齒70c與第四中心齒輪58的外 部齒輪齒5 8 b嚙合。 棘爪72以傳統方式被扣持於托架66的較小直徑部份 1 〇〇的-部份。棘爪72作用成爲用來將轉矩從托架66傳 輸至輪轂殻22的單向離合器。 第一環形齒輪74爲包圍第一（組）行星齒輪68、托 架66的較大直徑部份1 00的-部份、及棘爪18的環狀構 件。第一環形齒輪74可相對於軸件20、輪轂殼22、及托 架66旋轉。第一環形齒輪74包含內部齒輪齒74a及多個 內部棘輪齒74b。內部齒輪齒74a與第一行星齒輪68的大 直徑齒輪齒68b嚙合。內部棘輪齒74b形成爲用來與棘爪 1 8接合》在棘爪1 8操作之下，棘爪1 8作用成爲容許第一 環形齒輪74相對於驅動器46只可於.-個方向旋轉的單向 離合器，如以下會敘述的。 第二環形齒輪7 6經由成爲具有多個傳統滾子及凸輪 表面的滾子離合器1 1 4的形式的單向離合器而耦接於右杯 體30，且因此耦接於輪轂殻22。 如圖3中最佳顯示的，控制臂7 8包含三個弧形控制 部份78a、78b、及78c。控制部份78a形成爲控制第二中 -12- (10) (10)1336672 心齒輪棘爪6 0的操作。控制部份7 8 b形成爲控制第三中 心齒輪棘爪6 2的操作。控制部份7 8 c形成爲控制第四中 心齒輪棘爪64的操作。控制臂78及中心齒輪棘爪60、 62 '及64的操作爲傳統式。控制臂78的操作的更詳細敘 述可參見例如Shoge的美國專利第6,6 07,465號（讓渡給 Shimano，lnc.)。爲簡潔起兒，此處省略控制臂78的操 作的進一步敘述。 以下特定參考圖6至1 2提供棘爪撤回機構1 6的敘 述。棘爪撤回機構16基本上包含環形構件140及滑動彈 簧1 4 2。環形構件1 4 0爲包含一對凸出部1 4 4及凹部1 4 6 的環狀迴圈形元件。 滑動彈簧142包含筆直端部150、線部152、及彎折 端部1 5 4。筆直端部1 5 0及線部1 5 2沿著第一環形齒輪74 的相鄰於內部棘輪齒74b的環狀表面延伸，且在此環狀表 面上接觸第一環形齒輪7 4，如圖1 2所示。彎折端部1 5 4 被插入棘爪撤回機構16的環形構件140的凹部146內。 明確地說，滑動彈簧1 4 2的彎折端部1 5 4經由凹部1 4 6而 被固定於環形構件140。 棘爪18爲被彈簧160徑向向外彈簧偏壓的傳統棘爪 構件。棘爪18及彈簧160被設置在驅動器46的凹部46b 內。 以下特定參考圖6至1 2提供棘爪撤回機構1 6的操作 的敘述。如上所述，轉矩沿著第一組動力傳輸路徑或第二 組動力傳輸路徑中的任一個被傳輸。棘爪1 8形成爲在驅 -13- (11) (11)1336672 動器46與輪轂殼22之間傳遞轉矩，因而界定第一組動力 傳輸路徑中的每一個路徑的基本特性。環形構件（棘爪撤 回構件）1 4〇形成爲在轉矩經由第二組動力傳輸路徑被傳 輸之下將棘爪1 8撤回（離開與第一環形齒輪74的接 合）。明確地說，環形構件（棘爪撤回構件）1 40包含滑 動彈簧1 42，而滑動彈簧1 42形成爲在轉矩經由第二組動 力傳輸路徑中的任一個被傳輸之下將環形構件1 40驅策至 與棘爪1 8接合。滑動彈簧1 42被設置在驅動器46與第… 環形齒輪74之間，並且滑動彈簧142的第二（彎折）端 部1 54連接於環形構件1 40。更明確地說，滑動彈簧1 42 被夾在第一環形齒輪74與環形構件1 40之間。 在離合器環件48如圖2、6、及丨3至1 6所示脫離托 架66之下（第一·組動力傳輸路徑），棘爪1 8被彈簧1 60 偏壓至與第一環形齒輪74的內部棘輪齒74b接合，如圖 6、8、及1 0所示。轉矩從驅動器46經由棘爪1 8而被傳 輸至第一環形齒輪74。 在離合器環件48如圖7及17至20所示與托架66的 較大直徑部份1 02的凹部1 1 0接合之下（第二組動力傳輸 路徑），托架66與驅動器46如同單一個體一起旋轉。行 星齒輪68與托架66 —起旋轉。當行星齒輪68與托架66 一起旋轉時，齒輪齒68b嚙合齒輪齒74a，造成第一環形 齒輪74以比驅動器46的旋轉速率大的速率旋轉。因此， 滑動彈簧142由於來自與第一環形齒輪74的接觸的摩擦 而張緊，因而驅策環形構件1 40將凸出部1 44移動至與棘 -14- (12) (12)1336672 爪1 8接觸，如圖7 ' 9 '及1 1所示。結果，棘爪18被移 動至撤回位置且完全脫離第一環形齒輪74的內部棘輪齒 74b。因此，於撤回位置，棘爪1 8寂靜無聲。 爲進一步瞭解輪轂總成12及動力傳輸總成14的操 作，特定參考圖13至20提供以下的敘述。在動力傳輸總 成1 4中，有八個不同速率（齒輪比）或動力傳輸路徑可 用來將轉矩從鏈輪92傳輸至輪轂殻22。所想要的速率是 由騎車者以傳統方式經由檔位選擇器（未顯示）來選擇， 而檔位選擇器藉著纜線或其他機構而連接於控制臂78及 換檔輔助機構5 0。控制臂7 8的移動以傳統方式啓動或接 合棘爪60、62、及64中的·-個或多個。換檔輔助機構50 以傳統方式接合或脫離離合器環件48。 圖1 3至1 6類似於圖2，顯示動力傳輸總成1 4的各種 不同組件。圖1 3至1 6進一步顯不可進行轉矩傳輸的速率 或齒輪比的四個例子。在圖1 3至1 6的每一個中’用來傳 輸轉矩的動力傳輸總成1 4的構件被劃上延伸通過這些構 件的粗黑線，因而界定該特定的動力傳輸路徑。圖1 3至 1 6所示的速率代表第一（組）動力傳輸路徑。第一（組） 動力傳輸路徑被界定成爲轉矩從驅動器46經由棘爪1 8而 傳輸至第一環形齒輪74的那些速率或齒輪比。以下會敘 述第一動力傳輸路徑或速率1、2、3、及4。 圖1 7至2 0類似於圖2，顯示動力傳輸總成1 4的各種 不同組件。在圖1 7至20的每一個中，用來傳輸轉矩的動 力傳輸總成1 4的構件被劃上延伸通過這些構件的粗黑 -15- (13) 1336672 線’因而界定該特定的動力傳輸路徑。在圖1 7至20中， 離合器環件48與托架66的凹部1丨0接合，使得驅動器46 與托架6 6 —起旋轉。圖1 7至2 0所示的速率代表第二 (組）動力傳輸路徑，且相應於轉矩從驅動器46經由離 合器環件4 8直接傳輸至托架6 6的速率或齒輪比。以下會 敘述第二動力傳輸路徑或速率5、6、7、及8。 每一速率的各種不同組件的狀態（脫離/接合及自由 旋轉/鎖定於定位）顯示在表1中’並且速率的組件組合 顯示在表2中。 表1 速率 _____ 離合器 中心齒輪54 中心齒輪56 中心齒輪58 齒輪比 1(低） 脫 自由 自由 S由 0.53 2 脫離一_-j 自由 自由 鎖定 0.64 3 脫唾___ 自由 鎖定 自由 0.74 4 脫睡一___ 鎖定 自由 白由 0.85 5 6 接合 自由 自由 自由 1.0 接 it一- 自由 自由 鎖定 1.22 7 8 (高） 棬合 自由 鎖定 自由 1.42 JiC V-*___-一^- 接鱼一^ 鎖定 自由 自由 1.62 -16- (14) 1336672 表2 速率 _ 組件組合 1 驅動器46—棘爪18—第一環形齒輪74—托架66 (第一行星齒輪68繞第一 中心齒輪52旋轉棘爪72—輪轂殻22 2 驅動器46—棘爪18—第一環形齒輪74->托架66 (第一行星齒輪68繞第一 中心齒輪52旋轉且第二行星齒輪70繞第四中心齒輪58旋轉）—第二環形 齒輪76θ滾子離合器114—輪轂殻22 3 驅動器46—棘爪18—第一環形齒輪74->托架66 (第一行星齒輪68繞第一 中心齒輪52旋轉且第二行星齒輪70繞第三中心齒輪56旋轉第二環形 齒輪76θ滾子離合器114—輪轂殻22 4 驅動器46—棘爪I8—第一環形齒輪74->托架66 (第一行星齒輪68繞第一 中心齒輪52旋轉且第二行星齒輪70繞第二中心齒輪54旋轉）—第二環形 齒輪76—滾子離合器114—輪轂殼22 5 驅動器46—離合器環件48—托架66—棘爪72—輪穀殼22 6 驅動器46—離合器環件48—托架66 (第二行星齒輪70繞第四中心齒輪58 旋轉第二環形齒輪76—滾+離合器114—輪轂殻22 7 驅動器46—離合器環件48—托架66 (第二行星齒輪7〇繞第三中心齒輪56 旋轉第二環形齒輪76—滾子離合器114—輪轂殼22 8 驅動器46—離合器環件48->托架06 (第二行星齒輪70繞第二中心齒輪54 旋轉第二環形齒輪76—滾子離合器114—輪穀殻22 以下提供表2所代表的速率的更詳細敘述。在第一速 率（速率1-第一轉矩傳輸路徑之一）中，從鏈輪92至驅 動器46的轉矩藉著棘爪18而被傳輸至第一環形齒輪74。 第一環形齒輪7 4使第一行星齒輪6 8繞固定的第一中心齒 輪52旋轉，而此又造成托架66旋轉。然後，托架66經 由棘爪72使輪轂殼22旋轉。 在第二速率（速率2 ·第一轉矩傳輸路徑之一）中，從 鏈輪92至驅動器46的轉矩藉著棘爪1 8而被傳輸至第--環形齒輪7 4。第一環形齒輪7 4使第一行星齒輪6 8繞固定 -17- (15) (15)1336672 的第一中心齒輪52旋轉，而此又造成托架66旋轉。但 是，此時第四中心齒輪5 8被第四中心齒輪棘爪64鎖定於 定位（單向旋轉）。因此，第二行星齒輪70繞第四中心 齒輪58旋轉。第二環形齒輪76被第二行星齒輪70旋 轉。此時’第二環形齒輪7 6經由滾子離合器1 1 4而使輪 轂殻22旋轉。 在第三速率（速率3-第一轉矩傳輸路徑之一）中，從 鏈輪92至驅動器46的轉矩藉著棘爪18而被傳輸至第一 環形齒輪74。第一環形齒輪74使第一行星齒輪68繞固定 的第一中心齒輪52旋轉，而此又造成托架66旋轉。此 時，第二行星齒輪70繞被第三中心齒輪棘爪62鎖定於定 位的第三中心齒輪56旋轉。第二行星齒輪7〇的旋轉又造 成第二環形齒輪76旋轉。第二環形齒輪76經由滾子離合 器1 14而使輪轂殼22旋轉。 在第四速率（速率4 -第‘轉矩傳輸路徑之一）中，從 鏈輪9 2至驅動器4 6的轉矩藉著棘爪1 8而被傳輸至第一. 環形齒輪74。第一環形齒輪74使第―行星齒輪68繞固定 的第-·中心齒輪52旋轉，而此又造成托架66旋轉。此 時，第二行星齒輪70繞被第二中心齒輪棘爪6〇鎖定於定 位的第一中心齒輪5 4旋轉。第二行星齒輪7 〇的旋轉又造 成第一環形齒輪7 6旋轉。第二環形齒輪7 6經由滾子離合 器1 1 4而使輪轂殻2 2旋轉。 在第五速+•(速·韦5 -第—轉矩傳輸路徑之一）中，離 合器環件48此時將驅動器46直接耦接於托架66。第一環 -18 - (16) 1336672 形齒輪74以比驅動器46大的速率旋轉，並且棘爪撤 構16將棘爪18撤回。在第五速率中，托架66經由 ' 72而使輪轂殼22旋轉。 - 在第六速率（速率6-第二轉矩傳輸路徑之一）中 . 矩從驅動器46經由離合器環件48而傳輸至托架66。 ‘ 中心齒輪58被第四中心齒輪棘爪64鎖定於定位（單 - 轉）。因此，第二行星齒輪70繞第四中心齒輪5 8旋 φ 第二環形齒輪76被第二行星齒輪70旋轉。此時，第 形齒輪76經由滾子離合器Π 4而使輪轂殻22旋轉。 在第七速率（速率7 -第二轉矩傳輸路徑之一）中 矩從驅動器46經由離合器環件48而傳輸至托架66 時，第二行星齒輪70繞被第三中心齒輪棘爪62鎖定 位的第三中心齒輪5 6旋轉。第二行星齒輪7 0的旋轉 第二環形齒輪76旋轉。第二環形齒輪76經由滾子離 1 14而使輪轂殻22旋轉。 # 在第八速率（速率8 -第二轉矩傳輸路徑之一）中 矩從驅動器46經由離合器環件48而傳輸至托架66 ”時，第二行星齒輪70繞被第二中心齒輪棘爪60鎖定 位的第二中心齒輪5 4旋轉。第二行星齒輪7 0的旋轉 • 第二環形齒輪76旋轉。第二環形齒輪76經凼滾子離 , 114而使輪轂殼22旋轉。 如上所述，速率1至4爲第一組動力傳輸路徑 是，應瞭解第一組動力傳輸路徑或者可只包含一個 (一個齒輪比）或是可包含數個速率。類似地’速率 回機 棘爪 ，轉 第四 向旋 轉。 二環 ，轉 。此 於定 又使 合器 ，轉 。此 於定 又使 合器 。但 速率 5至 -19- (17) 1336672 . 8爲第二組動力傳輸路徑。但是，應瞭解第二組動力傳輸 路徑或者可只包含一個速率（一個齒輪比）或是可包含數 個速率。 • 實際的速率數目可改變，只要是動力傳輸總成14提 • 供有至少兩個速率，其中一個速率中的轉矩經由棘爪傳 " 輸’而另一速率中的轉矩跳過棘爪且棘爪被撤回而寂靜無 · 聲。 • 在所示的實施例中，棘爪撤回機構1 6可被安裝於多 種不同的動力傳輸總成中的任何一個，例如以上所述的動 力傳輸總成1 4。另外，在第一動力傳輸路徑中，棘爪i 8 被用來將轉矩傳輸至輪轂殻2 2。在第二動力傳輸路徑中， 棘爪18不被用來傳輸轉矩，並且棘爪撤回機構16將棘爪 1 8撤回。因爲第一環形齒輪74在轉矩沿著第二動力傳輸 路徑被傳輸之下以比驅動器46大的速率旋轉，所以被撤 回的棘爪1 8寂靜無聲。 術語的槪括解讀 在瞭解本發明的範圍時，此處所用的敘述裝置的組 件、區段、或部份的術語「形成爲或構成爲」包含被建構 • 及/或被程式規劃來執行所想要的功能的硬體及/或軟體。 在瞭解本發明的範阐時，此處所用的術語「包含」及其衍 . 生字是指明確界定所述的特徵、元件、組件、群類、整 數 '及/或步驟的存在但是不排除其他未述及的特徵、元 件、組件、群類、整數、及/或步驟的存在的開放式術 -20- (18) (18)1336672 語。此也適用於具有類似意義的字眼’例如術語「包 括」、「具有」、及其衍生字。並且’術語「零件」、 「區段」、「部份」、「構件」、或「元件」在以單數使 用時可具有單一部件或多個部件的雙重意義。此處所用來 敘述本發明的以下方向術語「向前、向後、上方、向下、 直立、水平、下方、及橫向」以及任何其他類似的方向術 語指的是配備有本發明的自行車的方向。因此，這些術語 在被用來敘述本發明時應相對於配備有本發明的自行車於 常態騎行位置所使用者被解讀。餒後，此處所用的程度術 語例如「大致或實質上」、「大約」、及「幾近」表示其 所修飾的術語具有使得最終結果不會大幅改變的合理偏差 量。 雖然只選擇選定的實施例來舉例說明本發明，但是對 於熟習此項技術者而言從此揭示很明顯，在不離開由附隨 的申請專利範圍所界定的本發明的範圍下，可實施各種不 同的改變及修正。另外，以上根據本發明的實施例的敘述 只是舉例說明用’而非以限制由附隨的申請專利範圍及其 等效物所界定的本發明爲目的。 【圖式簡單說明】 圖1爲顯示後車輪及根據本發明的一個實施例的輪轂 總成的自行車的側視圖。 圖2爲輪穀總成的剖面圖，顯示包含根據本發明的-一 個實施例的棘爪撤回機構的動力傳輸總成。
.(S -21 - -丨丨丨〜 (19) (19)1336672 圖3爲根據本發明的一個實施例的動力傳輸總成的一 部份的立體分解圖，顯示軸件、數個中心齒輪、及控制 臂。 圖4爲根據本發明的一個實施例的圖3所示的動力傳 輸總成的部份的立體圖，顯示組裝在軸件上的中心齒輪及 控制臂。 圖5爲根據本發明的一個實施例的圖3及4所示的動 力傳輸總成的部份的立體圖，顯示安裝在軸件上的中心齒 輪、控制臂、及換檔輔助機構的部份。 圖6爲根據本發明的一個實施例的阈2所示的動力傳 輸總成的一部份的剖面側視圖，顯示處於脫離位置的離合 器構件、處於脫離位置的棘爪撤回機構、及處於用來在驅 動器構件與第一環形齒輪之間傳輸轉矩的轉矩傳輸位置的 棘爪。 圖7爲根據本發明的一個實施例的類似於圖6的剖面 側視圖，顯示處於接合位置的離合器構件、處於接合位置 的棘爪撤回機構、及處於在驅動器構件與第一環形齒輪之 間沒有任何轉矩是藉由棘爪來傳輸的撤回位置的棘爪。 圖8爲根據本發明的一個實施例的相應於圖6的動力 傳輸總成的一部份的立體圖，顯示處於脫離位置的棘爪撤 回機構及處於轉矩傳輸位置的棘爪。 圖9爲根據本發明的一個實施例的相應於圖7的動力 傳輸總成的一部份的立體圖，顯示處於接合位置的棘爪撤 回機構及處於撤回位置的棘爪。 -22 - 一 (20) (20)1336672 圖1 0爲根據本發明的一個實施例的相應於圖6及8 的沿圖6中的線1 〇-1 〇所取的動力傳輸總成的部份的剖面 圖，顯示處於脫離位置的棘爪撤回機構及處於轉矩傳輸位 置的棘爪。 圖11爲根據本發明的一個實施例的相應於圖7及9 的沿圖7中的線1 1 -1 1所取的動力傳輸總成的部份的剖面 圖，顯示處於接合位置的棘爪撤回機構及處於撤回位置的 棘爪。 圖1 2爲根據本發明的一個實施例的動力傳輸總成的 一部份的分解圖’顯示棘爪撤回機構的部份、第一環形齒 輪、棘爪、及驅動器構件。 圖1 3爲根據本發明的一個實施例的類似於圖2的剖 面圖，顯示在第-·齒輪速率被選擇之下的第一齒輪傳輸路 徑。 圖1 4爲根據本發明的-個實施例的類似於圖1 3的剖 面圖，顯示在第二齒輪速率被選擇之下的第二齒輪傳輸路 徑。 圖1 5爲根據本發明的一個實施例的類似於圖1 3的剖 面圖，顯示在第三齒輪速率被選擇之下的第三齒輪傳輸路 徑。 _ 1 6爲根據本發明的一個實施例的類似於圖1 3的剖 面圖，顯示在第四齒輪速率被選擇之下的第四齒輪傅輸路 徑。 圖1 7爲根據本發明的一個實施例的類似於丨爾2的剖 -23- (21) (21)J^〇〇72 面圖，顯示在第五齒輪速率被選擇之下的第五齒輪傳輸路 徑。 圖1 8爲根據本發明的一個實施例的類似於圖1 7的剖 面圖’顯示在第六齒輪速率被選擇之下的第六齒輪傳輸路 徑。 圖1 9爲根據本發明的一個實施例的類似於圖1 7的剖 圖’顯示在第七齒輪速率被選擇之下的第七齒輪傳輸路 徑。 圖2 0爲根據本發明的一個實施例的類似於圖1 7的剖 面圖，顯示在第八齒輪速率被選擇之下的第八齒輪傳輸路 徑。 【主要元件符號說明】 1 〇 :自行車 1 2 :輪毂總成 1 4 :動力傳輸總成 1 6 :棘爪撤回機構 1 8 :棘爪 20 :固定軸件 22 :輪轂殼 24 :凹部 26 :凹部 2 8 :左杯體 3 0 :右杯體 -24- (22) 1336672 3 4 :軸承總成 3 5 :軸承總成 ' 3 6 :軸承總成 • 3 8 :輻條凸緣 4 0 :輻條凸緣 ‘ 46 :驅動器 46a:內部齒輪齒 φ 46b :棘爪凹部 48 :離合器環件 4 8 a :齒輪齒 5 〇 :換擋輔助機構 5 2 :第一·中心齒輪 5 2 b ‘·齒輪齒 5 4 :第二中心齒輪 5 4 a :內部棘輪齒 φ 54b :外部齒輪齒 5 6 :第二中心齒輪 • 5 6 a :內部棘輪齒 5 6 b :外部齒輪齒 . 5 8 :第四中心齒輪 5 8 a :內部棘輪齒 . 5 8 b :外部齒輪齒 6 0 :第二中心齒輪棘爪 6 2 :第二中心齒輪棘爪 -25 (23)1336672 64 ： 第四中心齒輪棘爪 6 6: 行星齒輪托架 68 ： 第一組行星齒輪，第一行星齒輪 . 68a :小直徑齒輪齒 68b :大直徑齒輪齒 - 70 : 第二組行星齒輪，第二行星齒輪 70a :小直徑齒輪齒 • 70b :中間直徑齒輪齒 70c :大直徑齒輪齒 72 : 棘爪 74 : 第一環形齒輪 74a :內部齒輪齒 74b :內部棘輪齒 76 : 第二環形齒輪 76a :內部齒輪齒 • 78 : 控制臂 78a :控制部份 • 78b :控制部份 . 78c :控制部份 92 : 鏈輪 94 : 花鍵 1 00 :較小直徑部份 102 :較大直徑部份 104 :軸部 -26- -26- (24) (24)1336672 1 1 〇 :凹部 1 1 4 :滾子離合器 140 :環形構件 142 :滑動彈簧 144 :凸出部 146 :凹部 150 :筆直端部 1 5 2 :線部 154 :彎折端部 1 60 :彈簧