TWI344429B - Hub transmission for a bicycle - Google Patents

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1344429 Ο) 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。此類型的輪毂傳動裝置可 從例如本案申請人所擁有的EP 0 6 79 5 70 B2得知。 【先前技術】 % 內部安裝的多速輪轂傳動裝置形成自行車的後車輪的 一部份，且包含安裝於自行車車架的輪轂軸、由輪轂軸可 旋轉地支撐以用來接收踩踏力的驅動件、及由輪轂軸可旋 轉地支撐的輪轂殻。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經由多個動力傳輸路 徑而傳遞至輪轂殼。輪轂傳動裝置另外包含用來作動動力 傳輸機構以選擇不同的齒輪比的離合器機構。 動力傳輸機構一般包含行星齒輪機構，其包含數個中 # 心齒輪、至少一個環形齒輪、及行星齒輪托架，而這些齒 輪及托架的每一個是由輪轂軸可旋轉地支撐。多個行星齒 輪由行星齒輪托架可旋轉地支撐而與中心齒輪及環形齒輪 嚙合。爲改變動力傳輸路徑及相應的齒輪比，上述的各種 不同齒輪組件是藉著操作離合器機構而選擇性地彼此不可 气 旋轉地耦接。 前案EP 0 679 570 B2揭示一種包含行星齒輪機構的 內部輪轂傳動裝置，而行星齒輪機構包含三個中心齒輪' 與中心齒輪嚙合的三個行星齒輪、及與行星齒輪嚙合的環 -4- (2) (2)1344429 形齒輪。爲選擇不同的動力傳輸路徑’可藉著棘爪來選擇 性地鎖定三個中心齒輪，其中棘爪係被安裝於各別中心齒 輪的內圓周部份且經由彈簧的操作而與各別中心齒輪的內 表面接合。套筒被插入輪轂軸的外圓周內’其可被旋轉以 因而耦接/脫離各別中心齒輪。 內有棘爪及套筒被設置在固定的輪轂軸與各別中心齒 輪的內側之間的棘爪移位離合器結構的配置導致相較而言 大的輪轂殻直徑。另外，藉著套筒來控制棘爪相當複雜。 前案EP 0 67 9 5 70 B2另外揭示一種包含行星齒輪機 構的內部輪穀傳動裝置，而行星齒輪機構包含與輪毂軸成 整體地形成的中心齒輪、與中心齒輪嚙合的一組行星齒輪 、及與行星齒輪嚙合的環形齒輪。環形齒輪進一步藉著離 合器而與驅動件耦接。爲選擇不同的齒輪比，設置有包含 離合器構件的離合器機構，而離合器構件繞輪穀軸的外圓 周被安裝成爲使得離合器構件可於軸向方向以及於旋轉方 向自由移動。離合器構件與驅動件嚙合，且可藉著利用與 離合器構件連接的桿件來離合器構件軸向移動而與行星齒 輪托架接合。 被設計成爲可在傳輸路徑從直接耦接的傳輸路徑改變 至速率減小的傳輸路徑時有藉由推動桿件而經由離合器構 件所造成的朝向驅動件的移動的環形齒輪必須有相較而言 大且重的設計，而此增加內部輪轂齒輪的重量。另外，當 傳輸路徑從直接耦接的傳輸路徑改變至速率減小的傳輸路 徑時’必須有相當強大的力來操作推桿。

(S -5- (3) (3)1344429 【發明內容】 因此，本發明的目的爲提供一種自行車的輪轂傳動裝 置，其包含簡單但是可靠的結構。 根據本發明’上述目的是藉著如申請專利範圍請求項 第1項所載的輪轂傳動裝置而達成。根據本發明的輪轂傳 動裝置的有利的進一步開發明確界定在附屬請求項中。本 發明根據其技術思想提供一種自行車的輪轂傳動裝置，包 含輪轂軸、相對於輪轂軸被可旋轉地支撐的驅動件、相對 於驅動件被可旋轉地支撐的輪轂殼、設置在驅動件與輪轂 殼之間的用來將旋轉動力從驅動件經由多個動力傳輸路徑 而傳遞至輪轂殼的行星齒輪機構 '及用來作動行星齒輪機 構以選擇不同齒輪比的離合器機構。離合器機構包含至少 一個離合器板件，其由輪轂軸不可旋轉地支撐且可相對於 輪轂軸軸向移動’以接合/脫離行星齒輪機構的至少一個 中心齒輪。 離合器機構的耦接/脫離功能是藉著由輪轂軸不可旋 轉地支撐且可相對於輪轂軸軸向移動的至少一個離合器板 件而達成。藉此’各別中心齒輪可與輪轂軸連接，且因此 可被鎖疋來啓動所想要的動力傳輸路徑。此至少一個離合 器板件的不可旋轉且可軸向移動的配置達成具有緊湊的設 計且只需很小空間的齒輪機構。 另外，根據本發明的輪轂傳動裝置所呈現的有利點爲 由於有相較而言簡單的結構，因此此種輪轂傳動裝置的製 -6- (4) (4)1344429 造成本低。實現根據本發明的輪轂傳動裝置所必要的部份 或零件的數目減小’而此不只是導致成本的降低，並且也 方便輪轂傳動裝置的組裝以及降低齒輪機構的組件的故障 危險。 相反於與從以上所述的前案EP 0 679 570 B2得知的 使用可旋轉的離合器構件的第二實施例，根據本發明的輪 轂傳動裝置採用由輪轂軸不可旋轉地支撐且可相對於輪轂 軸軸向移動的至少一個離合器板件。本發明的輪轂傳動裝 置的組態提供與從E P 0 6 7 9 5 7 0 B 2得知的輪轂傳動裝置 相比構造較爲緊湊或小型的益處。 在本發明的較佳實施例中，輪轂軸包含與離合器板件 接合的縱向引導機構。縱向引導機構在防止離合器板件繞 輪轂軸於周邊方向旋轉的同時容許離合器板件的軸向移動 。如果在旋轉上被固定的離合器板件藉著離合器板件的軸 向移動至接合位置而與中心齒輪接合，則被耦接的中心齒 輪在旋轉上被鎖定。因此，縱向引導機構提供簡單的結構 來實現不可旋轉但是可軸向移動的離合器板件的支撐。 較佳地’縱向引導機構包含在輪轂軸的外周邊表面上 的鋸齒’而此鋸齒與離合器板件的相應地形成的內周邊表 面接合。藉著鋸齒，可爲離合器板件提供於旋轉方向的穩 固固定以及精確的軸向引導。 在不被限制於特定數目的離合器板件之下，較佳地是 應用兩個至四個離合器板件，而此兩個至四個離合器板件 的每一個由輪轂軸不可旋轉地支撐且可相對於輪轂軸軸向 (5) (5)1344429 移動，以分別接合/脫離行星齒輪機構的兩個至四個中心 齒輪。如此，本發明可容許設計用於三個至八個速率級的 輪轂傳動裝置。離合器板件的每一個分別被彈簧軸向偏壓 。藉此，軸向力分別施加於每一個離合器板件，而此在行 星齒輪機構換檔時造成離合器板件的軸向移動。 較佳地，一移位套筒被設置，而此移位套筒相對於輪 轂軸至少可軸向移動且連接於一移位機構。移位套筒可容 許作動離合器機構，明確地說爲作動上述離合器板件或上 述的多個離合器板件。移位套筒可被配置成爲相對於輪轂 軸可旋轉地移動，使得移位套筒可有軸向移動以及旋轉移 動。移位套筒的旋轉及軸向移動能力提供不同功能，例如 對離合器板件的作動功能，及對於在連續踩踏力之卜從較 高檔位換檔至較低檔位有用的擴大換檔或操作力的支撐功 能。 在較佳實施例中，移位套筒包含用於離合器板件的止 擋機構。移位套筒的此種組態可容許將離合器板件偏壓抵 靠移位套筒，因而實現對於離合器板件的軸向移動的簡單 控制。 在較佳實施例中，旋轉轉換機構被設置用來將移位套 筒的旋轉移動轉換成爲移位套筒的軸向移動，因而輔助行 星齒輪機構的換檔。旋轉轉換機構可包含設置在移位套筒 的內周邊表面上的凸輪部份、及連接於移位機構且可與凸 輪部份接合的鍵構件。如果鍵構件與凸輪部份彼此接合’ 則移位套筒的旋轉被變換成爲移位套筒的軸向移動，因而 (S ) -8- (6) 1344429 . 迫使移位套筒且因此迫使上述合離器板件或多個離合器板 .· 件於輪轂軸的軸向方向移動。 鍵構件可被可移動地配置在—引導凹槽中，而此引_ 凹槽係形成於輪轂軸的外周邊表面且可將鍵構件軸向鎖定 於與凸輪部份接合的狀態中。藉此，鍵構件被使用成爲凸 輪部份的靜止不動的配對件’其於輪轂軸的縱向或軸向方 向產生反作用力。 Φ 爲防止鍵構件無意中與凸輪部份接合，可將彈簧設置 在移位套筒與鍵構件之間’而此彈簧將鍵構件偏壓於離開 凸輪部份的方向。 較佳地’移位套筒與行星齒輪機構的行星齒輪托架及 /或驅動件接合。此配置容許移位套筒的旋轉力被傳輸而 轉換成爲軸向力來支持移位套筒且因此支持相關聯的離合 器板件的軸向移劻。移位機構可包含桿件，而此桿件被可 軸向移動地設置在輪轂軸中且被偏壓於朝向驅動件的方向 以下會藉著例子且參考圖式來敘述本發日月。 【實施方式】 圖1顯示根據本發明形成的三個速率級輪轂傳動裝置 。本發明不限於三個速率級輪轂傳動裝置，而也含蓋被設 計成爲具有多於三個速率級例如四、五、六、七、或八個 速率級的輪轂傳動裝置。根據圖1的輪轂傳動裝置被安裝 於自行車的後車輪，且包含輪轂軸1 〇、驅動件Π、及輪 C S ) -9- (7) 1344429 • 轂殼]2，而驅動件1 1及輪轂殼1 2的每一個均由輪轂軸 .· 1 〇可旋轉地支撐。 輪轂傳動裝置另外包含行星齒輪機構1 3，此行星齒 輪機構13被設置在驅動件1丨與輪轂殼12之間，且將旋 轉動力從驅動件1 1經由多個動力傳輸路徑而傳遞至輪轂 殻1 2，而此多個動力傳輸路徑可被選擇性地作動來選擇 所想要的齒輪比。 % 行星齒輪機構13包含多個中心齒輪，特別是兩個中 心齒輪1 3 a、1 3 b。本發明不限於包含兩個中心齒輪的行 星齒輪機構，而也含蓋具有兩個以上的中心齒輪例如三個 或四個中心齒輪的齒輪機構。另外’可只設置一個中心齒 輪。中心齒輪1 3 a、1 3 b相對於輪轂軸1 0被同心地配置， 且在處於未鎖定狀態時可自由旋轉。 中心齒輪1 3 a、1 3 b與行星齒輪1 3 d嚙合，例如與被 配置在中心齒輪13a、l3b的周邊表面上的三個行星齒輪 Φ 13d嚙合。每一個行星齒輪13d由行星齒輪托架i3c可旋 轉地支撐。在此實施例中，行星齒輪托架1 3 c與驅動件 11成整體地形成且包含多個銷13g，而多個銷i3g的每一 個由驅動件1 1支撐。 本發明不限於驅動件Η與行星齒輪托架1 3 c的成整 體設計。行星齒輪托架1 3 c與驅動件1 1爲分開的組件的 其他組態同樣地被本發明含蓋。每一個行星齒輪1 3 d具有 有不同直徑的至少兩個不同的接合部份，其中大直徑接合 部份與第一中心齒輪1 3 a接合，而小直徑接合部份與第二 -10- (8)1344429 中心齒輪1 3 b接合。

行星齒輪機構1 3另外包含與行星齒輪1 3 d嚙合的環 形齒輪】3 e。特別是，環形齒輪1 3 e與行星齒輪1 3 d的每 一個的小直徑接合部份嚙合。爲將旋轉動力從行星齒輪機 構13傳遞至輪轂殼]2，設置有兩個離合器24、25。第一 離合器24將環形齒輪1 3 e與輪轂殼1 2耦接。第二離合器 2 5將行星齒輪托架1 3 c/驅動件1 1與輪轂殼〗2耦接。離 合器24、25二者均形成爲單向棘爪離合器（pawi ciuUh )。可使用其他類型的單向離合器，例如滑動離合器（ slip clutch)或滾柱離合器（r〇ller dutch)。 爲作動行星齒輪機構1 3，設置有包含至少一個離合 器板件1 4a的離合器機構1 4。此至少一個離合器板件1 4a 由輪轂軸10不可旋轉地支撐且可相對於輪轂軸10軸向移 動。離合器板件1 4a可接合/脫離行星齒輪機構1 3的至少 一個中心齒輪1 3 a。

特別是，離合器機構14包含兩個離合器板件14a、 14b。取決於中心齒輪的數目，可設置任何其他數目的離 合器板件’例如三個、四個、或甚至是更多個離合器板件 。另外’也可只設置可與兩個中心齒輪交替地接合的一個 離合器板件。如果設置多個離合器板件，則這些離合器板 件中的至少一個由輪轂軸1 〇不可旋轉地支撐且可相對於 輪轂軸1 〇軸向移動。在此實施例中，離合器板件1 4 a、 1 4b二者均相對於輪轂軸1 0不可旋轉但是可軸向移動。 離合器板件1 4a、1 4b的每一個可形成爲環件，其中 < S ) -11 - (9) (9)1344429 接合機構〗4c被分別設置在每一個環件（每一個離合器板 件14a、14b)的外周邊表面上且可包含凸出部或鋸齒。 也可用其他形式的離合器板件14a、]4b。接合機構14c 在接合狀態中與設置在中心齒輪13a、13b的每一個的內 周邊表面上的相應接合機構1 3 f合作。 如圖1所示，接合機構1 4 c被配置成離開驅動件1 1 有一段距離’亦即在圖1中的每一個中心齒輪13、13b的 內側。爲保證问時間只有一個離合器板件14a、14b與一 個中心齒fun 13a' 13b接合’弟一中心齒輪13a的接合機 構1 3f與第一離合器板件1 4a的接合機構1 4c之間的距離 至少在初始狀態中係小於第二中心齒輪1 3b的接合機構 1 3f與第二離合器板件1 4b的接合機構1 4c之間的距離。 另外，各別接合機構13f、] 4c之間的距離被選擇成 爲使得當第二中心齒輪13b與第二離合器板件14b接合時 ，第一中心齒輪1 3 a與第一離合器板件1 4a分離。輪轂軸 1 0在其外周邊表面上設置有引導機構1 5，而此引導機構 1 5在此實施例中是成爲鋸齒1 5 a的形式。也可用其他類 型的引導機構，例如於輪轂軸1 0的軸向方向延伸的至少 一個縱向凸出部。或者，至少一個凹部可於輪轂軸10的 縱向方向被設置於輪轂軸10的外周邊表面。 離合器板件1 4a ' Mb的每一個的內周邊表面相應地 形成，以與引導機構1 5 (明確地說，與鋸齒1 5 a )接合。 鋸齒〗5a容許離合器板件14a、14b沿著輪轂軸】0軸向移 動，並且防止離合器板件I 4 a、】4 b的旋轉移動。因此’ (S ) -12- (10)1344429 如果離合器板件14a、14b中的一個與中心齒輪1 3a， 中的一個接合，則各別中心齒輪1 3、1 3 b耦接於輪 1 〇且因此被鎖定。 離合器機構1 4的組態也顯示在圖5的立體圖中 圖5所示，離合器機構〗4的第一及第二離合器板件 、14b於輪轂軸10的軸向方向被配置在輪轂軸10上 鄰於第二離合器板件14b，移位套筒（shift sleeve) 配置在輪轂軸10上成爲使得第一及第二離合器板件 、14b的每一個與移位套筒17同心地環繞輪轂軸10 外，從圖5可輕易看出離合器板件14a、14b的每一 有環形組態，其中用來與各別中心齒輪1 3 a、1 3 b接 接合機構14c形成在環形或環狀的離合器板件】4a 的外周邊表面上。 如圖5所示，第一及第二離合器板件14a、14b 合機構14c形成爲鋸齒。移位套筒17的徑向凸出部 的外周邊表面也是如此，亦即同樣地形成爲鋸齒。徑 出部17的鋸齒或通稱的接合機構17c係被設置用來 星齒輪托架13c的內周邊表面接合，其中行星齒輪 1 3 c的此內周邊表面係以與移位套筒1 7的徑向凸出部 上的鋸齒或接合機構17c互補的方式形成。 如圖5另外所示的，輪轂軸丨〇的外周邊表面至 份地設置有引導機構1 5，明確地說亦即設置有鋸齒1 鋸齒1 5 a的軸向長度成爲可容許移位套筒1 7、第— 器板件1 4a '及第二離合器板件丨4b有充分的軸向移 13b 轂軸 。如 14a 。相 17被 1 4 a 。另 個具 合的 > 14b 的接 17b 向凸 與行 托架 i 1 7b 少部 5 a ° 離合 動，

C -13- (11)1344429 以滿足離合器機構1 4的接合/脫離功能。 離合器板件1 4a、1 4b的軸向移動是藉著彈簧 16b而實現’其中第一彈簧】6a被設置在離合器板 與在輪轂傳動裝置的驅動件n之側連接於輪轂軸 緊螺母26之間。因此，第—離合器板件〗4a被偏 開驅動件1 1的方向。第二彈簧]6b被設置在第一 板件1 4a與第二離合器板件〗4b之間，且將第二離 件1 4b偏壓於離開驅動件丨1的方向。第二離合 1 4b被第二彈簧丨6b推抵於移位套筒〗7的止擋機精 其由輪轂軸10至少可軸向移動地支撐。 在此實施例中，移位套筒17也由輪轂軸10可 支撐。移位套筒17具有控制第二離合器板件14b —離合器板件14a的軸向移動的功能。爲此目的， 筒1 7與包含鍵構件2 1的移位機構1 8耦接，其中 21係被配置於輪轂軸10的引導凹槽22中且從引 22徑向凸出。桿件23被配置在輪轂軸10的縱向 附著於鍵構件2 1。 桿件2 3及鍵構件2 1可沿著輪轂軸1 0軸向移 構件2 1於軸向方向與移位套筒1 7耦接，使得移 1 7可藉著鍵構件2 1及桿件2 3的移動而於軸向方 地移動離開驅動件1 1。也可設想移位機構1 8的另 置，其中移位套筒17可於相反方向被推動。 因爲離合器板件1 4 a、1 4 b二者均被偏壓抵靠 筒1 7，所以離合器板件1 4 a、I 4 b跟隨由移位機構 16a、 件 14a 1 0的鎖 壓於離 離合器 合器板 器板件 | 1 7a， 旋轉地 以及第 移位套 鍵構件 導凹槽 孔中且 動。鍵 位套筒 向相應 一種配 移位套 ί 18所 (S ) -14- (12) 1344429 • 造成的移位套筒1 7於軸向方向離開驅動件n的軸向移動 - 。因此，如從圖丨很明顯的，移位套筒1 7可從第一位置 I移動至弟一位置II且最終至第二位置I丨丨。顯示在圖2' 3、及4中的此三個位置丨、π、丨π相應於可由根據圖】 的輪轂傳動裝置實現的三級換檔。 爲使離合器機構14從第二位置II或第三位置π!返 回至第一位置I ’第三彈簧！ 6(1被設置於輪轂軸1 〇的孔 # 中’而此第三彈簧1 6 d將桿件2 3偏壓於朝向驅動件1 ]的 方向。亦即’如果桿件23被釋放，則彈簧丨6(1將桿件23 推回至初始位置。爲輔助換低檔操作，旋轉轉換機構】9 被設置來於與第一及第二彈簧16a、16b的偏壓方向相反 的方向在移位套筒17上且最終在離合器板件14b及離合 器板件1 4 a上施加軸向力。旋轉轉換機構1 9包含凸輪部 份20’其形成在移位套筒I?的內周邊表面上且其可與鍵 構件2 1接合。 # 凸輪部份2 0包含傾斜的接觸表面，其與鍵構件2 1合 作以使得移位套筒17的旋轉移動轉換成爲移位套筒17的 軸向移動。移位套筒17形成有兩階梯，其中第一階梯收 納設置在鍵構件21與移位套筒1 7之間的第四彈簧1 6 c。 第四彈簧1 6 c迫使鍵構件2 1離開凸輪部份2 0，以避免鍵 構件2 1無意中與凸輪部份2〇接合。 移位套筒1 7的旋轉移動是由分別與行星齒輪托架 1 3 c及驅動件η嚙合的徑向凸出部1 7 b造成。在接合狀 態中’鍵構件2 1形成與凸輪部份2 0合作的靜止不動的配 • 15 - (13) (13)1344429 對件。爲軸向鎖定鍵構件2 1，引導凹槽2 2相對於輪轂軸 1 〇的縱向軸線傾斜，如可在顯示引導凹槽2 2的部份平面 圖的圖1中看見的。傾斜的引導凹槽22也可在圖5中看 見。本發明不限於根據圖1或圖5的傾斜的引導凹槽，而 也可包含其他在鍵構件2 1與凸輪部份2 0接合時容許鍵構 件21被軸向鎖定的機構。 以下更詳細說明在根據上述結構的輪轂傳動裝置中所 用的四個彈簧的力的平衡情況。 第一彈簧16a的力大於在第一離合器板件14與第二 離合器板件Mb之間的第二彈簧]6b的力。作用在桿件 23上的第三彈簧16d的力大於在鍵構件21與移位套筒]7 之間的第四彈簧1 6 c的力，而第四彈簧1 6 c的力大於第一 及第二彈簧1 6 a ' 1 6 b的力的總和。 由於可藉著本發明而達成的行星齒輪機構的小型設計 ，因此輪轂傳動裝置中可有額外的空間被用來收納其他組 件，例如發電機2 7及/或制動器2 8。此從圖1很明顯。本 發明也含蓋其他實施例，例如只包含小型齒輪機構的重量 輕的實施例。 以下更詳細說明根據圖1的輪轂傳動裝置的操作。 圖2顯示輪轂傳動裝置處於第一速率級。從圖2很明 顯，中心齒輪13a、13b __者均自由’因爲離合器板件 1 4 a、1 4 b係處於初始的脫離位置1。因此，驅動力從驅動 件1 1直接經由單向離合器2 5而傳輸至輪轂殼1 2。 圖3顯示輪轂傳動裝置處於速率級2 (換高檔）。爲 -16- (14)1344429 從速率級〗（圖2)換檔至速率級2，桿件2 3從內 傳動裝置的外部被推動，使得附著於桿件2 3的鍵4 在引導凹槽22中從初始位置移動至圖3所示的中 。因爲移位套筒17在軸向上與鍵構件21連接，所 套筒1 7同樣地從初始位置移動至圖3所示的中間fi 因爲第一彈簧1 6a的彈簧偏壓力大於第二彈簧 彈簧偏壓力，所以離合器板件]4 a、1 4 b二者均被 簧1 6a的彈簧偏壓力推動而移動至中間位置II，亦 在輪轂軸1 〇的外周邊表面上的鋸齒1 5 a。於位置 合器板件14a與相對於輪轂軸10固定的第一中 1 3 a接合。在此狀態中，驅動力從驅動件1 1經由 輪機構13而傳輸至輪轂殼12»特別是，驅動力從 Π經由繞第一中心齒輪1 3 a旋轉的行星齒輪1 3 d、 形齒輪13e、及經由離合器24而傳輸至輪轂殻12。 圖4顯示當桿件23從內部輪轂傳動裝置的外 一步推動而將在引導凹槽22中移動的鍵構件21移 圖4所示的最終位置111時，輪轂傳動裝置處於速 (換高檔）。與鍵構件21 —起，移位套筒丨7於軸 圓周）方向移動，直到到達最終位置111。 因爲第一彈簧16a的彈簧偏壓力大於第二彈簧 彈簧偏壓力，所以離合器板件1 4 a、1 4 b均沿著鋸 被第一彈簧]6 a的彈簧偏壓力移動至位置丨Π。因 一離合器板件1 4a的接合機構1 4c脫離第一中心磨 的接合機構I 3 f，並且第二離合器板件】4 b的接 部輪轂 _件21 間位置 以移位 ί置。 1 6b的 第一彈 即沿著 II，離 心齒輪 行星齒 驅動件 經由環 部被進 位至如 率級3 向（及 ]6b的 齒 15a 此，第 輪13a 合機構 (S ) -17- (15) (15)1344429 1 4c與第二中心齒輪1 3 b的接合機構1 3 f接合。因此，第 二中心齒輪1 3 b相對於輪轂軸1 0被固定。在此狀態中， 驅動力從驅動件1 1經由繞第二中心齒輪1 3 b旋轉的行星 齒輪13d、經由環形齒輪13e、及經由離合器24而傳輸至 輪穀殼1 2。 移位套筒的不同位置以及藉此所建立的傳輸路徑綜合 在以下的表1中。 表1 速率級 移位套筒 的位置 中心齒輪1 13a 中心齒輪2 13b 傳輸路徑 1 I (直接連接） 自由 自由 驅動件11-離合器25-輪 轂殼12 2 II (小速率-加速） 被鎖定 自由 驅動件Π-繞中心齒輪 13a旋轉的行星齒輪13d-環形齒輪13e-離合器24-輪轂殻12 3 III (大速率-加速） 自由 被鎖定 驅動件11-繞中心齒輪 13b旋轉的行星齒輪13d-環形齒輪13e-離合器24_ 輪轂殼12 在從第三速率級至第二速率級或從第二速率級至第一 速率級的換低檔操作期間，如果高負荷在換檔操作期間被 施加，則有時離合器板件1 4 a ' 1 4 b及相關聯的中心齒輪 1 3a、I 3b可能會維持嚙合。在此情況中，第三彈簧1 6d 獨自的彈簧力不足以將移位套筒]7移動至位置11或位置 -18 - (16) (16)1344429 屆時，鍵構件2 1會抵抗在鍵構件2 I與移位套筒！ 7 之間的第四彈簧1 6c的彈簧力而相對於移位套筒1 7移動 ’直到鍵構件2 1與凸輪部份2 0接合。由於凸輪部份2 〇 的傾斜形狀’因此從驅動件1 1經由徑向凸出部丨7 b傳輸 的移ίϋ套南17的旋轉移動被轉換成爲移位套筒17於朝向 驅動件1 1的方向的軸向位移。由於引導凹槽22的傾斜形 狀’因此鍵構件2 1如果與凸輪部份20接合就會被軸向鎖 定。此所導致的軸向力甚至是在高負荷下也會將離合器板 件1 4b及離合器板件】4a於朝向驅動件1 1的方向推動。 本發明絕非受限於根據圖1至4的三個速率級輪轂傳 動裝置，而也含蓋具有不同數目的速率級例如4、5、6、 7、及8個速率級的其他輪轂傳動裝置。 【圖式簡單說明】 圖1爲顯示根據本發明的實施例的輪轂傳動裝置的縱 向剖面圖。 圖2顯示根據圖1的輪轂傳動裝置，其中離合器機構 處於第一位置I且二中心齒輪均自由。 圖3顯示根據圖1的輪轂傳動裝置，其中離合器機構 處於位置Π且第一中心齒輪被鎖定。 圖4顯示根據圖丨的輪轂傳動裝置，其中離合器機構 處於第三位置11丨且第二中心齒輪被鎖定。 圖5爲顯示根據圖1的輪轂傳動裝置的離合器機構的 立體圖。

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件符號說明】 輪轂軸 驅動件 輪穀殼 行星齒輪機構 :中心齒輪 :中心齒輪 行星齒輪托架 :行星齒輪 :環形齒輪 •接合機構 :銷 離合器機構 :離合器板件 :離合器板件 :接合機構 =距離保持件 引導機構 :鋸齒 :彈簧 :彈簧 :彈簧 =彈簧 -20- (18) 1344429 ， 1 7 :移位套筒 • 1 7 a :止擋機構 1 7b :徑向凸出部 17c :接合機構 1 8 :移位機構 1 9 :旋轉轉換機構 2 0 :凸輪部份 φ 2 1 :鍵構件 22 :引導凹槽 2 3 :桿件 24 :離合器 25 :離合器 2 6 :鎖緊螺母 2 7 :發電機 2 8 :制動器

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Claims (1)

1344429 年"月夕日修(更)正本 十、申請專利範圍 ;-·--•一J 第096 1 28430號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國99年1 1月5日修正 1‘一種自行車的輪毂傳動裝置，包含： 輪轂軸（1 0 ); % 驅動件（1 1 ) ’其相對於該輪轂軸（1 0 )被可旋轉地 支撐： 輪轂殻（1 2 )，其相對於該驅動件（1 1 )被可旋轉地 支撐； 行星齒輪機構（1 3 )，其被設置在該驅動件（1 1 )與 該輪轂殻（1 2 )之間，以用來將旋轉動力從該驅動件（1 ] )經由多個動力傳輸路徑而傳遞至該輪轂殼（丨2 ):及 離合器機構（M)，用來作動該行星齒輪機構（13) _ 以選擇不同齒輪比； 其中該離合器機構（14)包含至少一個離合器板件（ Ma)，該至少一個離合器板件（Ma)由該輪轂軸（1〇) 不可旋轉地支撐且可相對於該輪轂軸（10)軸向移動，以 接合/脫離該行星齒輪機構（13)的至少一個中心齒輪（ 13a)，且該輪轂軸（1〇)包含與該離合器板件（14a)接 合的縱向引導機構（15)， 其特徵在於： 該縱向引導機構（15)包含在該輪轂軸（1〇)的外周 1344429 邊表面上的鋸齒（15a)，而該鋸齒（15a)與該離合器板 . 件（1 4 a )的相應地形成的內周邊表面接合。 2.如申請專利範圍第1項所述的自行車的輪轂傳動裝 置，其中 該離合器機構（14)包含兩個至四個離合器板件（ 14a，14b)，而該兩個至四個離合器板件（14a，14b)的 每一個由該輪轂軸（10)不可旋轉地支撐且可相對於該輪 轂軸（1 〇 )軸向移動’以分別接合/脫離該行星齒輪機構 鲁 (13)的兩個至四個中心齒輪（13a，13b)。 3 ·如申請專利範圍第1項所述的自行車的輪轂傳動裝 置，其中 該離合器板件（l4a)被彈簧（16a)軸向偏壓。 4.如申請專利範圍第2項所述的自行車的輪轂傳動裝 置，其中 該離合器板件（14a，Mb )的每一個分別被彈簧（ 1 6a，1 6b )軸向偏壓。 _ 5 .如申請專利範圍第1項所述的自行車的輪轂傳動裝 置，其中 一移位套筒（1 7 )被設置，而該移位套筒（1 7 )相對 於該輪轂軸（1 〇 )至少可軸向移動且連接於一移位機構（ 18) ° 6 .如申請專利範圍第2項所述的自行車的輪轂傳動裝 置，其中 一移位套筒（1 7 )被設置，而該移位套筒（1 7 )相對 -2 - 1344429 於該輪轂軸（i〇)至少可軸向移動且連接於一移位機構（ ' 18)。 7 .如申請專利範圍第5項所述的自行車的輪穀傳動裝 置，其中 該移位套筒（1 7 )相對於該輪殺軸（1 0 )可旋轉地移 動。 8 .如申請專利範圍第6項所述的自行車的輪轂傳動裝 • 置，其中 該移位套筒（1 7 )相對於該輪轂軸（1 0 )可旋轉地移 動。 9 .如申請專利範圍第5項所述的自行車的輪轂傳動裝 ®，其中 該移位套筒（17 )包含用於該離合器板件（14a，14b )的止擋機構（1 7 Ο 。 ! 〇.如申請專利範圍第6項所述的自行車的輪轂傳動 •裝置，其中 該移位套筒（17 )包含用於該離合器板件（14a，l4b )的止擋機構（170 。 1 1 .如申請專利範圍第7項所述的自行車的輪轂傳動 裝置，其中 該移位套筒（17)包含用於該離合器板件（14a’ 14b )的止擋機構（17a)。 1 2 .如申請專利範圍第8項所述的自行車的輪轂傳動 裝置，其中 -3- 1344429 該移位套筒（17)包含用於該離合器板件（14a，I 4b · )的止擋機構（17a)。 1 3 .如申請專利範圍第7項所述的自行車的輪轂傳動 裝置，其中 一旋轉轉換機構（19)被設置用來將該移位套筒（17 )的旋轉移動轉換成爲該移位套筒（17)的軸向移動。 1 4.如申請專利範圍第8項所述的自行車的輪轂傳動 裝置，其中 _ 一旋轉轉換機構（19)被設置用來將該移位套筒（17 )的旋轉移動轉換成爲該移位套筒（1 7 )的軸向移動。 1 5 ·如申請專利範圍第9項所述的自行車的輪轂傳動 裝置，其中 一旋轉轉換機構（19)被設置用來將該移位套筒（17 )的旋轉移動轉換成爲該移位套筒（17)的軸向移動。 1 6 ·如申請專利範圍第1 〇項所述的自行車的輪轂傳動 裝置，其中 籲 一旋轉轉換機構（1 9 )被設置用來將該移位套筒（1 7 )的旋轉移動轉換成爲該移位套筒（17)的軸向移動。 1 7.如申請專利範圍第1 1項所述的自行車的輪轂傳動 裝置，其中 —旋轉轉換機構（1 9 )被設置用來將該移位套筒（17 )的旋轉移動轉換成爲該移位套筒（17)的軸向移動。 1 8 ·如申請專利範圍第1 2項所述的自行車的輪轂傳動 裝置，其中 1344429 ·—旋轉轉換機構（19)被設置用來將該移位套筒（17 - )的旋轉移動轉換成爲該移位套筒（17)的軸向移動。 1 9 ·如申請專利範圍第1 3項所述的自行車的輪轂傳動 裝置，其中 該旋轉轉換機構（1 9 )包含設置在該移位套筒（1 7 ) 的內周邊表面上的凸輪部份（20)、及連接於該移位機構 (1 8 )且可與該凸輪部份（20 )接合的鍵構件（2 1 )。 • 20.如申請專利範圍第1 4項所述的自行車的輪毂傳動 裝置，其中 該旋轉轉換機構（1 9 )包含設置在該移位套筒（1 7 ) 的內周邊表面上的凸輪部份（20)、及連接於該移位機構 (1 8 )且可與該凸輪部份（2 〇 )接合的鍵構件（2丨）。 2 1 ·如申請專利範圍第1 5項所述的自行車的輪轂傳動 裝置，其中 該旋轉轉換機構（19)包含設置在該移位套筒（17) # 的內周邊表面上的凸輪部份（20 )、及連接於該移位機構 (1 8 )且可與該凸輪部份（2 〇 )接合的鍵構件（2丨）。 22.如申請專利範圍第1 6項所述的自行車的輪轂傳動 裝置，其中 該旋轉轉換機構（19)包含設置在該移位套筒（17) 的內周邊表面上的凸輪部份（20 )、及連接於該移位機構 (18)且可與該凸輪部份（2〇)接合的鍵構件（21)。 2 3 .如申請專利範圍第1 7項所述的自行車的輪轂傳動 裝置，其中 1344429 該旋轉轉換機構（1 9 )包含設置在該移位套筒（i 7 ) · 的內周邊表面上的凸輪部份（20)、及連接於該移位機構 (丨8 )且可與該凸輪部份（2 0 )接合的鍵構件（2 1 )。 2 4 .如申請專利範圍第1 8項所述的自行車的輪轂傳動 裝置，其中 該旋轉轉換機構（1 9 )包含設置在該移位套筒（1 7 ) 的內周邊表面上的凸輪部份（20 )、及連接於該移位機構 (1 8 )且可與該凸輪部份（2 0 )接合的鍵構件（2 1 ) 。 · 2 5 .如申請專利範圍第】9項所述的自行車的輪轂傳動 裝置，其中 該鍵構件（2 1 )被可移動地配置在一引導凹槽（22 ) 中’而該引導凹槽（22)係形成於該輪轂軸（1〇)的外周 邊表面且可將該鍵構件（2 1 )軸向鎖定於與該凸輪部份（ 2 0 )接合的狀態中。 2 6 .如申請專利範圍第2 0項所述的自行車的輪轂傳動 裝置，其中 籲 該鍵構件（21)被可移動地配置在一引導凹槽（22) 中’而該引導凹槽（22)係形成於該輪轂軸（10)的外周 邊表面且可將該鍵構件（21)軸向鎖定於與該凸輪部份（ 2〇)接合的狀態中。 2 7 ·如申請專利範圍第21項所述的自行車的輪轂傳動 裝置，其中 該鍵構件（21)被可移動地配置在一引導凹槽（22) 中，而該引導凹槽（22 )係形成於該輪轂軸（1 0 )的外周 -6 - 1344429 •邊表面且可將該鍵構件（21 )軸向鎖定於與該凸輪部份（ - 20 )接合的狀態中。 28.如申請專利範圍第22項所述的自行車的輪轂傳動 裝置，其中 該鍵構件（21 )被可移動地配置在一引導凹槽（22 ) 中，而該引導凹槽（22)係形成於該輪轂軸（1〇)的外周 邊表面且可將該鍵構件（21)軸向鎖定於與該凸輪部份（ # 2〇 )接合的狀態中。 2 9 ·如申請專利範圍第2 3項所述的自行車的輪轂傳動 裝置，其中 該鍵構件（2 1 )被可移動地配置在一引導凹槽（22 ) 中’而該引導凹槽（22 )係形成於該輪毂軸（丨〇 )的外周 邊表面且可將該鍵構件（21)軸向鎖定於與該凸輪部份（ 2 〇 )接合的狀態中。 3 〇 ·如申請專利範圍第2 4項所述的自行車的輪穀傳動 • 裝置，其中 該鍵構件（21)被可移動地配置在—引導凹槽（22) 中’而該引導凹槽（22)係形成於該輪轂軸（10)的外周 邊表面且可將該鍵構件（2 1 )軸向鎖定於與該凸輪部份（ 2 〇 )接合的狀態中。 31 ·如申請專利範圍第1 9項所述的自行車的輪轂傳動 裝置，其中 一彈簧（16c)被設置在該移位套筒（I?)與該鍵構 件（2 1 )之間’該彈簧（丨6c)將該鍵構件（2】）偏壓於 1344429 離開該凸輪部份（20 )的方向。 . 3 2 .如申請專利範圍第2 0項所述的自行車的輪轂傳動 裝置，其中 一彈簧（16c)被設置在該移位套筒（17)與該鍵構 件（2 1 )之間，該彈簧（1 6c )將該鍵構件（2 1 )偏壓於 離開該凸輪部份（20 )的方向。 3 3 .如申請專利範圍第2 1項所述的自行車的輪轂傳動 裝置，其中 φ 一彈簧（1 6c )被設置在該移位套筒（1 7 )與該鍵構 件（2 1 )之間，該彈簧（1 6c )將該鍵構件（2 1 )偏壓於 離開該凸輪部份（20 )的方向。 3 4 .如申請專利範圍第2 2項所述的自行車的輪轂傳動 裝置，其中 一彈簧（16c)被設置在該移位套筒（17)與該鍵構 件（2 1 )之間，該彈簧（I 6c )將該鍵構件（2 1 )偏壓於 離開該凸輪部份（20 )的方向。 · 35. 如申請專利範圍第23項所述的自行車的輪轂傳動 裝置，其中 一彈簧（1 6c )被設置在該移位套筒（1 7 )與該鍵構 件（2 1 )之間，該彈簧（1 6 c )將該鍵構件（2 1 )偏壓於 離開該凸輪部份（20 )的方向。 36. 如申請專利範圍第24項所述的自行車的輪轂傳動 裝置，其中 一彈簧（1 6c )被設置在該移位套筒（1 7 )與該鍵構 -8 - 1344429 -件（2 1 )之間，該彈簧（1 6c )將該鍵構件（2 1 )偏壓於 .離開該凸輪部份（2 〇 )的方向。 3 7 .如申請專利範圍第1 3項至第3 6項中任一項所述 的自行車的輪轂傳動裝置，其中 該移位套筒（1 7 )與該行星齒輪機構（1 3 )的行星齒 輪托架（13c )及/或該驅動件（1 1 )接合。 3 8 ·如申請專利範圍第5項至第3 6項中任一項所述的 φ 自行車的輪轂傳動裝置，其中 該移位機構（1 8 )包含桿件（2 3 )，而該桿件（2 3 ) 被可軸向移動地設置在該輪轂軸（1 〇 )中且被偏壓於朝向 該驅動件（1 1 )的方向。 3 9 ·如申請專利範圍第3 7項所述的自行車的輪轂傳動 裝置，其中 該移位機構（1 8 )包含桿件（2 3 )，而該桿件（2 3 ) 被可軸向移動地設置在該輪轂軸（1〇)中且被偏壓於朝向 • 該驅動件（1 1 )的方向。 -9-