專利名稱：自行車用內(nèi)裝變速裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自行車用內(nèi)裝變速裝置，它包括與自行車的前進(jìn)方向所對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)方向以及沿與該驅(qū)動(dòng)方向相反的逆方向上繞上述固定軸可自由回轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)體，對(duì)應(yīng)于多個(gè)變速段選擇任一驅(qū)動(dòng)路徑的離合器及操縱上述離合器的離合器操作部。
以往，進(jìn)行自行車變速的裝置可分為2種類型，即，與鏈條配合，對(duì)應(yīng)于所設(shè)置的多個(gè)齒輪中的任意一個(gè)的撥鏈器的變速裝置和內(nèi)裝于在輪轂中的內(nèi)裝變速裝置。
作為上述兩種內(nèi)裝變速裝置的一例，有實(shí)公昭57-42792中揭示的一種裝置。內(nèi)裝變速裝置的基本原理是利用行星齒輪機(jī)構(gòu)來(lái)獲得的多個(gè)變速段的裝置。
這里，簡(jiǎn)單說(shuō)明一下內(nèi)裝變速裝置的結(jié)構(gòu)。內(nèi)裝變速裝置中的主要部件包括固定在自行車叉上的固定軸、通過(guò)軸承等回轉(zhuǎn)自由地支承在該固定軸上的通過(guò)齒輪傳遞來(lái)自鏈條驅(qū)動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)體，以及經(jīng)多條驅(qū)動(dòng)力傳遞路徑傳遞來(lái)自驅(qū)動(dòng)體驅(qū)動(dòng)力的輪轂。該輪轂上通過(guò)幅條支承著后輪。此外，驅(qū)動(dòng)體與輪轂之間設(shè)有形成多條驅(qū)動(dòng)力傳遞路徑的行星齒輪機(jī)構(gòu)。該行星齒輪機(jī)構(gòu)具有設(shè)置在固定軸上的中心齒輪和與該中心齒輪相配合的行星齒輪。這種行星齒輪一般是將齒輪的齒設(shè)置在外面的筒狀體，通過(guò)被稱為齒輪支架、旋轉(zhuǎn)自如地支承在固定軸上的支承部相對(duì)于固定軸在進(jìn)行自轉(zhuǎn)的同時(shí)進(jìn)行公轉(zhuǎn)。許多情況下是將與行星齒輪的齒相嚙合的內(nèi)嚙合齒輪設(shè)置在行星齒輪徑向外側(cè)。
當(dāng)踏動(dòng)自行車腳蹬時(shí)，驅(qū)動(dòng)力通過(guò)鏈條和與鏈條相嚙合的齒輪傳遞給驅(qū)動(dòng)體。來(lái)自驅(qū)動(dòng)體的驅(qū)動(dòng)力通過(guò)支承行星齒輪的齒輪支架傳遞給行星齒輪，并將該行星齒輪的自轉(zhuǎn)傳遞給支承著的車輪的輪轂。此外，來(lái)自驅(qū)動(dòng)體的驅(qū)動(dòng)力，通過(guò)位于行星齒輪徑向外側(cè)的內(nèi)嚙合齒輪，傳遞給行星齒輪，據(jù)此，在通過(guò)齒輪支架等將驅(qū)動(dòng)力傳遞給輪轂時(shí)，是通過(guò)減低來(lái)自驅(qū)動(dòng)體的旋轉(zhuǎn)速度后將動(dòng)力傳遞給輪轂的。
因此，在內(nèi)裝變速裝置中是通過(guò)齒輪來(lái)傳遞驅(qū)動(dòng)力，并通過(guò)離合器來(lái)選擇多個(gè)驅(qū)動(dòng)力傳遞路徑中的某一條路徑而進(jìn)行變速的，但由于需要利用驅(qū)動(dòng)力切換嚙合著的齒輪，故存在著在離合器操作方面需要比較大的操作力的問(wèn)題。該問(wèn)題在需用很輕的力蹬踏腳蹬等驅(qū)動(dòng)負(fù)荷很大時(shí)尤為顯著。
本發(fā)明是為了解決上述問(wèn)題而提出的，根據(jù)本發(fā)明提出的自行車用內(nèi)裝變速裝置的離合器操作部，備有利用來(lái)自驅(qū)動(dòng)體的驅(qū)動(dòng)力使沿驅(qū)動(dòng)方向的反向變位的逆轉(zhuǎn)裝置，通過(guò)與上述逆轉(zhuǎn)裝置的配合將與上述驅(qū)動(dòng)體反向的驅(qū)動(dòng)力傳遞給上述離合器的第1狀態(tài)和與上述逆轉(zhuǎn)裝置處于非配合狀態(tài)的第2狀態(tài)之間可以變位的第1動(dòng)力輸出部，選擇上述第1驅(qū)動(dòng)力輸出部的上述第1狀態(tài)和上述第2狀態(tài)的第1控制部，以及操縱上述第1控制部的變速操作部。
這樣，當(dāng)欲進(jìn)行變速操作時(shí)，通過(guò)利用在離合器操作上施加來(lái)自驅(qū)動(dòng)體的驅(qū)動(dòng)力，即使在驅(qū)動(dòng)負(fù)荷比較大的時(shí)候也可以用很小的操作力對(duì)離合器實(shí)施操作。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，上述離合器操作部上設(shè)置有通過(guò)與上述驅(qū)動(dòng)體的配合在將上述驅(qū)動(dòng)體的驅(qū)動(dòng)力傳遞給上述離合器的第1狀態(tài)和與上述驅(qū)動(dòng)體處于非配合狀態(tài)的第2狀態(tài)之間可變位的第2驅(qū)動(dòng)力輸出部，此外還可設(shè)置選擇上述第2驅(qū)動(dòng)力輸出部的上述第1狀態(tài)和第2狀態(tài)，對(duì)上述變速操作部進(jìn)行操作的第2控制部。
因此，例如，當(dāng)為進(jìn)行增速等變速而讓離合器沿某一方向變位時(shí)，可通過(guò)逆轉(zhuǎn)裝置和第1動(dòng)力輸出部，利用來(lái)自驅(qū)動(dòng)體的驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行變位，為使其沿相反方向進(jìn)行變速，可通過(guò)第2動(dòng)力輸出部利用來(lái)自驅(qū)動(dòng)體的驅(qū)動(dòng)力使離合器沿該方向變位。
由此，便可順利輕松地在兩個(gè)方向?qū)嵤┳兯佟?br> 另外，在本發(fā)明的實(shí)施例中，上述控制部具有與上述第1和第2驅(qū)動(dòng)力輸出部分別對(duì)應(yīng)的第1和第2控制部的結(jié)構(gòu)，上述第1驅(qū)動(dòng)力輸出部上設(shè)有沿與逆轉(zhuǎn)體相配合方向施壓的配合爪，上述第1控制部上設(shè)有阻止上述第1驅(qū)動(dòng)力輸出部的配合爪與上述逆轉(zhuǎn)體進(jìn)行配合的壓緊卡爪部，此外，上述第2驅(qū)動(dòng)力輸出部上設(shè)有沿與上述驅(qū)動(dòng)體相配合方向施壓的配合爪，也可以在上述第2控制部設(shè)置阻止上述第2驅(qū)動(dòng)力輸出部的配合爪與上述驅(qū)動(dòng)體進(jìn)行配合的壓緊卡爪部。這樣，通過(guò)將來(lái)自驅(qū)動(dòng)體輸出的驅(qū)動(dòng)力的機(jī)構(gòu)作為沿驅(qū)動(dòng)體方向施壓的配合爪，便可確實(shí)地進(jìn)行驅(qū)動(dòng)力傳遞，此外，解除該驅(qū)動(dòng)體與控制部的配合也可由控制爪的控制爪部進(jìn)行。這就是說(shuō)，結(jié)構(gòu)既簡(jiǎn)單，又能進(jìn)行確實(shí)的配合及解除配合。
另外，在本發(fā)明的實(shí)施例中，可在上述的離合器部設(shè)置彈性裝置。這樣，當(dāng)上述離合器的操作所必需的操作力比設(shè)定值小時(shí)，上述彈性裝置不發(fā)生變位，而上述離合器操作部將第1驅(qū)動(dòng)力輸出部保持在第2狀態(tài)的非傳動(dòng)狀態(tài)，并通過(guò)上述彈性裝置來(lái)操作離合器，當(dāng)上述離合器的操作所需的操作力大于其設(shè)定值時(shí)，上述變速操作部使上述彈性裝置變位，克服上述彈性裝置的彈性力，使上述第1驅(qū)動(dòng)力輸出部在第1狀態(tài)的傳動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行操作，將來(lái)自上述逆轉(zhuǎn)體的驅(qū)動(dòng)力通過(guò)上述第1驅(qū)動(dòng)力輸出部傳遞給上述離合器，這樣便構(gòu)成了可以操作上述離合器的結(jié)構(gòu)。象這樣，通過(guò)將彈性體設(shè)置在離合器操作部上，及利用變速操作部對(duì)離合器進(jìn)行操作，便可以提供一種具有簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)，并可以依據(jù)離合器操作時(shí)所需操作力變化選擇用來(lái)自驅(qū)動(dòng)體的驅(qū)動(dòng)力對(duì)離合器實(shí)施操作的操作機(jī)構(gòu)。
另外，本發(fā)明的實(shí)施例中，其變速操作部上設(shè)有馬達(dá)，可以利用上述馬達(dá)部對(duì)上述第1和第2控制部進(jìn)行操作。即，通過(guò)用馬達(dá)對(duì)內(nèi)裝變速裝置的變速，從而對(duì)自行車騎乘人員而言，便能夠以極小的操作力進(jìn)行必要的變速操作。
另外，較為理想的是上述逆轉(zhuǎn)裝置包括繞上述固定軸沿上述驅(qū)動(dòng)體的反向旋轉(zhuǎn)的逆轉(zhuǎn)體和設(shè)置在上述回轉(zhuǎn)軸上固定部件上的位于上述固定軸徑向外側(cè)位置的與上述驅(qū)動(dòng)體相配合并在徑向內(nèi)側(cè)位置上與上述逆轉(zhuǎn)體配合的小齒輪。通過(guò)利用固定部件上所設(shè)置的小齒輪，便能提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的逆轉(zhuǎn)裝置。


圖1(A)是裝備有本發(fā)明內(nèi)裝變速裝置的自行車的側(cè)面圖；(B)是表示裝備有操作內(nèi)裝變速裝置開(kāi)關(guān)和計(jì)程器的車把部的平面圖。
圖2是采用了第一實(shí)施例的自行車用內(nèi)裝變速裝置的剖面圖。
圖3表示中心爪的作用與變速段位之間關(guān)系的說(shuō)明圖。
圖4(A)表示與變速套筒相連動(dòng)的凸輪體的側(cè)視圖；(B)是與變速套筒連動(dòng)的凸輪體的正面圖。
圖5是變速套筒局部剖面圖的說(shuō)明圖。
圖6表示位于第6速度時(shí)變速套筒的各中心爪位置處的剖面圖。
圖7是表示由本發(fā)明提供的實(shí)施例動(dòng)力輸出部附近結(jié)構(gòu)的展開(kāi)立體圖。
圖8是表示第2動(dòng)力輸出部動(dòng)力傳遞狀態(tài)的剖面圖。
圖9(A)是沿軸向所視的表示馬達(dá)部構(gòu)造的剖面圖；(B)是表示沿與軸向相垂直方向所視的馬達(dá)部構(gòu)造的剖面圖。
圖10是表示操作內(nèi)裝變速裝置開(kāi)關(guān)的其它實(shí)施例的平面圖。
實(shí)施例圖1A表示將本發(fā)明的內(nèi)裝變速裝置設(shè)置在后輪軸上的自行車B。
這種自行車B具有將由腳蹬產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力傳遞給內(nèi)裝變速裝置A的鏈條C，設(shè)置在車把把手G附近的選擇變速段的開(kāi)關(guān)SW，將由該開(kāi)關(guān)產(chǎn)生的信號(hào)傳遞給上述內(nèi)裝變速裝置A的導(dǎo)線D，以及檢測(cè)自行車速度用的傳感器E。此外，如圖1B所示的那樣，在車把桿附近設(shè)置有操作用電池，并安裝有指示器I，該指示器I帶有顯示變速段及速度等用的顯示部。由開(kāi)關(guān)SW和指示器I構(gòu)成了變速操作裝置。
該開(kāi)關(guān)SW備有并排設(shè)置在沿車把把手G的圓周方向上的2個(gè)按鈕開(kāi)關(guān)，當(dāng)按下其中一個(gè)按鈕時(shí)，可使自行車朝增速方向進(jìn)行變速操作，按下另一個(gè)按鈕時(shí)可進(jìn)行沿減速方向的變速操作。一般情況下，利用該開(kāi)關(guān)SW可一級(jí)級(jí)地進(jìn)行變速，但也可按住按鈕使其保持在例如1秒鐘等設(shè)定時(shí)間以上進(jìn)行數(shù)段的變速?！矁?nèi)裝變速裝置〕圖2表示本發(fā)明的自行車用內(nèi)裝變速裝置。在該實(shí)施例中，雖然是對(duì)作為本發(fā)明元件的馬達(dá)和將在下面進(jìn)行說(shuō)明的驅(qū)動(dòng)力輸出部用于7段變速裝置的情形進(jìn)行說(shuō)明的，但正如下述說(shuō)明所闡述的那樣，也可將其應(yīng)用在4段、3段或者具有其它變速段的內(nèi)裝變速裝置上。
該變速裝置備有將驅(qū)動(dòng)自行車用的鏈條卷裝在驅(qū)動(dòng)齒輪部1a上、并使其沿驅(qū)動(dòng)方向F(之后，均將該方向稱為順時(shí)針?lè)较?進(jìn)行回轉(zhuǎn)的輸入用驅(qū)動(dòng)體1，便于將自行用車輪的幅條(圖中未示出)連接在輪轂凸緣2a上所形成的輪轂2，固定在自行車車體框架上的固定軸3，以及作為將回轉(zhuǎn)動(dòng)力自驅(qū)動(dòng)體1傳遞給輪轂2的動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)的行星齒輪機(jī)構(gòu)10，它們均通過(guò)鋼球4和滾珠止擋5等回轉(zhuǎn)自如地被支撐在固定軸3上。行星齒輪機(jī)構(gòu)10具有2個(gè)行星齒輪機(jī)構(gòu)60、70，它將驅(qū)動(dòng)體1的回轉(zhuǎn)力分成七個(gè)段而傳遞給輪轂2?！残行驱X輪機(jī)構(gòu)〕上述第1行星齒輪機(jī)構(gòu)60設(shè)有第1齒輪支架19，該第1齒輪支架19上嵌合著不能進(jìn)行相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置在倒輪閘49范圍內(nèi)的中繼體20。可各自獨(dú)立地相對(duì)固定軸3自由回轉(zhuǎn)，且沿軸向不能移動(dòng)地支承著隸屬于第1行星齒輪機(jī)構(gòu)的第1、第2中心齒輪21、22，作為由整體形成的其直徑各不相同的雙齒輪的第1、第2行星齒輪11a、11b分別與第1、第2中心齒輪21、22相嚙合，并被支承在第1齒輪支架上。第1內(nèi)嚙合齒輪17與第2行星齒輪11b相嚙合。上述第2行星齒輪機(jī)構(gòu)70設(shè)有與上述第1齒輪支架由花鍵配合且不能作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的第2齒輪支架15，可各自獨(dú)立地相對(duì)固定軸3自由回轉(zhuǎn)，但不能沿軸向移動(dòng)地支承著隸屬于該第2行星齒輪機(jī)構(gòu)70的第3、第4中心齒輪23、24，作為以不同直徑整體構(gòu)成的雙齒輪的第3、第4行星齒輪12a、12b分別與第3、第4中心齒輪23、24相嚙合，并被支承在第2齒輪支架15上。第2內(nèi)嚙合齒輪13與第4行星齒輪12b相嚙合。
此外，相對(duì)于固定軸3的各中心齒輪21、22、23、24的自由回轉(zhuǎn)(free wheeling)/固定控制，可通過(guò)后面將要描述的變速套筒而有選擇地進(jìn)行。
作為一種相對(duì)于輪轂2的行星齒輪機(jī)構(gòu)10的輸出部件可有選擇地采用第1內(nèi)嚙合齒輪17和中繼體20，另外，作為來(lái)自驅(qū)動(dòng)體2的輸入部件可有選擇地切換第2內(nèi)嚙合齒輪13和第2齒輪支架15。而且，為了實(shí)現(xiàn)其各部件之間的有選擇的動(dòng)力傳遞，采用了單向超越離合器。即，作為輸出用的單向超越離合器備有設(shè)置在中繼體20與輪轂2之間的輸出用第1傳動(dòng)離合器25和設(shè)置在第1內(nèi)嚙合齒輪17與輪轂2之間的輸出用第2傳動(dòng)離合器18，此外，作為輸入用單向超越式離合器備有設(shè)置在第2齒輪支架15與驅(qū)動(dòng)體1之間的輸入用第3傳動(dòng)離合器16和設(shè)置在第2內(nèi)嚙合齒輪13與驅(qū)動(dòng)體1之間的輸入用第4傳動(dòng)離合器14。這種輸入、輸出用單向離合器均分別由與棘輪齒相配合的棘輪爪形成。
也就是說(shuō)，作為離合器而發(fā)揮作用的第1～第4傳動(dòng)爪25、18、16、14在彈簧的作用下始終保持與相對(duì)應(yīng)的各傳動(dòng)齒2c、2b、15a、13a相配合的狀態(tài)。第1傳動(dòng)爪25被安裝在中繼體20上，第2傳動(dòng)爪18被安裝在第1內(nèi)嚙合齒輪17上，第3、第4傳動(dòng)爪16、14安裝在驅(qū)動(dòng)體1上，當(dāng)安裝了傳動(dòng)爪25、18、16、14的各部件在僅沿著由圖2所示的箭頭所表示的驅(qū)動(dòng)方向回轉(zhuǎn)時(shí)，為使各爪分別與相對(duì)應(yīng)的輪轂2、第2齒輪支架15或者第2內(nèi)嚙合齒輪13進(jìn)行從動(dòng)而定向配置有爪。而且，第3傳動(dòng)爪16與上述第3傳動(dòng)齒15a的整體相嚙合，作為第3傳動(dòng)離合器的第三傳動(dòng)爪16，可以通過(guò)后述的傳導(dǎo)爪操作體34實(shí)施接通、斷開(kāi)。
上述第4傳動(dòng)爪14通過(guò)爪彈簧(圖中未示出)而朝緊固立起的姿勢(shì)施壓，將驅(qū)動(dòng)體1的回轉(zhuǎn)力傳遞給內(nèi)嚙合齒輪13，而且，容許內(nèi)嚙合齒輪13由驅(qū)動(dòng)體1開(kāi)始進(jìn)行先行回轉(zhuǎn)。上述第2傳動(dòng)爪18，通過(guò)爪彈簧(圖中未示出)朝緊固立起的姿勢(shì)施壓，并將內(nèi)嚙合齒輪17的回轉(zhuǎn)力傳遞給輪轂2。上述第1傳動(dòng)爪25，通過(guò)爪彈簧(圖中未示出)朝緊固立起姿勢(shì)施壓，為使輪轂2由中繼體20開(kāi)始能以高速進(jìn)行回轉(zhuǎn)而形成有棘輪爪，將由第1行星齒輪11的齒輪支架傳遞給中繼體20的回轉(zhuǎn)力傳遞給輪轂2，并且，容許輪轂2由中繼體20開(kāi)始先行進(jìn)行回轉(zhuǎn)。
上述第3傳動(dòng)爪16，通過(guò)爪彈簧(圖中未示出)向緊固立起姿勢(shì)施壓，在緊固狀態(tài)下將驅(qū)動(dòng)體1的回轉(zhuǎn)力傳遞給齒輪支架15，并在脫離緊固狀態(tài)下切斷自驅(qū)動(dòng)體1向齒輪支架15的傳動(dòng)。第1齒輪支架19和第2齒輪支架15分別通過(guò)與所設(shè)置的齒部15b和19a的相互嚙合及連動(dòng)而進(jìn)行整體回轉(zhuǎn)。
如圖2和圖6A-D所示，在上述第1～第4中心齒輪21、22、23、24與固定軸3之間，為發(fā)揮作為單向超越式離合器的機(jī)能而設(shè)置有分別安裝在第1～第4中心齒輪內(nèi)圓周內(nèi)的可搖動(dòng)的第1～第4中心爪21a、22a、23a、24a，這些中心爪在正常狀態(tài)下均朝著固定軸3方向施壓。該固定軸上，分別形成有可與第1中心爪21a接合的第1限制突起3a、可與第2中心爪22a相接合的第2限制突起3b、以及可與第3和第4中心爪23a、24a相接合而共用的第3限制突起3c。通過(guò)諸中心爪與限制突起間的協(xié)調(diào)作用來(lái)限制各中心齒輪繞各自固定軸3沿一個(gè)方向回轉(zhuǎn)。因此，第1、第2中心爪21a、22a被設(shè)置成容許相對(duì)于固定軸沿與驅(qū)動(dòng)方向F反向旋轉(zhuǎn)的形式，第3、第4中心離合器23、24被設(shè)置成允許相對(duì)于固定軸3沿驅(qū)動(dòng)方向F旋轉(zhuǎn)的形式。此外，因第1中心齒輪21的直徑為小直徑形式，故其凸起部向左側(cè)伸出，該伸出部上設(shè)置有第1中心爪21a。
這種內(nèi)裝變速裝置的7個(gè)變速段按如下方式實(shí)現(xiàn)如圖3所歸納的那樣，由于第3傳動(dòng)爪16的進(jìn)入，不用控制第1中心爪21a，第2中心爪22a處于鎖住狀態(tài)，不需控制第3中心爪23a，當(dāng)不需控制第4中心爪24a時(shí)，便為第七速，驅(qū)動(dòng)體1的回轉(zhuǎn)力通過(guò)第3傳動(dòng)爪16、齒輪支架15和19、第1行星齒輪11、內(nèi)嚙合齒輪17及第2傳動(dòng)爪18傳遞給輪轂2。
由于第3傳動(dòng)爪16的進(jìn)入，第1中心爪21a處于鎖住狀態(tài)，第2中心爪22a位于解除鎖緊狀態(tài)，第3中心爪23a不需控制，當(dāng)?shù)?中心爪24a不需控制時(shí)，變?yōu)榈?速，驅(qū)動(dòng)體1的回轉(zhuǎn)力通過(guò)第3傳動(dòng)爪16、齒輪支架15和19、第1行星齒輪11、內(nèi)嚙合齒輪17及第2傳動(dòng)爪18而傳遞給輪轂2。
分離第3傳動(dòng)爪16、第1中心爪21a不需控制、第2中心爪22a為鎖住狀態(tài)，第3中心爪23a為鎖住狀態(tài)、當(dāng)?shù)?中心爪24a不需控制時(shí)，變?yōu)榈?速，驅(qū)動(dòng)體1的回轉(zhuǎn)力通過(guò)第4傳動(dòng)爪14、內(nèi)嚙合齒輪13、第2行星齒輪12、齒輪支架15和19、第1行星齒輪11、內(nèi)嚙合齒輪17、及第2傳動(dòng)爪18而傳遞給輪轂2。
第3傳動(dòng)爪16進(jìn)入，第1中心爪21a鎖住解除，第2中心爪22a鎖住解除、第3中心爪23a不需控制，當(dāng)?shù)?中心爪24a變?yōu)椴恍杩刂茣r(shí)，變?yōu)榈?速，驅(qū)動(dòng)體1的回轉(zhuǎn)力經(jīng)第3傳動(dòng)爪16、齒輪支架15和19、回轉(zhuǎn)傳動(dòng)體20，及第1傳動(dòng)爪25傳遞給輪轂2。
分離第3傳動(dòng)爪16、第1中心爪21a鎖住、第2中心爪22a處于鎖住解除狀態(tài)，第3中心爪23a處于解除狀態(tài)、當(dāng)?shù)?中心爪24a處于鎖住狀態(tài)時(shí)，變?yōu)榈?速，則驅(qū)動(dòng)體1的回轉(zhuǎn)力通過(guò)第4傳動(dòng)爪14、內(nèi)嚙合齒輪13、第2行星齒輪12、齒輪支架15和19、第1行星齒輪11、內(nèi)嚙合齒輪17、及第2傳動(dòng)爪18而傳遞給輪轂2。
分離第3傳動(dòng)爪16、第1中心爪21a鎖住解除、第2中心爪22a處于鎖住解除狀態(tài)，第3中心爪23a處于鎖住狀態(tài)、當(dāng)?shù)?中心爪24a不需控制時(shí)，變?yōu)榈?速，驅(qū)動(dòng)體1的回轉(zhuǎn)力通過(guò)第4傳動(dòng)爪14、內(nèi)嚙合齒輪13、第2行星齒輪12、齒輪支架15和19、回轉(zhuǎn)體20、第1傳動(dòng)爪25傳遞給輪轂2。
分離第3傳動(dòng)爪16、第1中心爪21a處于鎖住解除狀態(tài)、第2中心爪22a鎖住解除，第3中心爪23a處于鎖住解除狀態(tài)、一旦第4中心爪24a進(jìn)入鎖住狀態(tài)，變?yōu)榈?速，驅(qū)動(dòng)體1的回轉(zhuǎn)力通過(guò)第4傳動(dòng)爪14、內(nèi)嚙合齒輪13、第2行星齒輪12、齒輪支架15和19、中繼體20、第1傳動(dòng)爪25傳遞給輪轂2。
下面，將詳細(xì)說(shuō)明構(gòu)成離合器之一部分的變速套筒31附近的部件。
圖2所示的內(nèi)裝變速裝置具有外嵌在固定軸3上的可正反向回轉(zhuǎn)的上述變速套筒31、位于輪轂內(nèi)側(cè)自上述滾珠止擋5使變速套筒31沿逆回轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)施壓的返程彈簧32、位于上述滾珠止擋5的附近通過(guò)支撐部件33支撐固定軸3的傳導(dǎo)爪操作體34、以及作用在該傳導(dǎo)爪操作體34上的返程彈簧35等。
變速套筒31在固定軸3的軸心周圍沿順時(shí)針?lè)较蚝头磿r(shí)針?lè)较蚧剞D(zhuǎn)，并轉(zhuǎn)換成為由一方的旋轉(zhuǎn)行程結(jié)束側(cè)的第1速位置到另一方的回轉(zhuǎn)行程結(jié)束側(cè)的第7速位置的7個(gè)操作位置。如圖4B所示的那樣，凸輪體37上設(shè)有接收變速套筒31的一對(duì)突起的一對(duì)凹部37e，并可旋轉(zhuǎn)地與變速套筒31嵌合成一整體。一旦當(dāng)變速套筒31位于第1速位置～第3速位置時(shí)，凸輪體37的第1接觸部37a與上述傳導(dǎo)爪操作體34的操作銷部34a相接觸。于是，第1接觸部37a克服返程彈簧35操作傳導(dǎo)爪操作體34沿支撐部件33的導(dǎo)軌向第3傳動(dòng)爪16方向滑動(dòng)，傳導(dǎo)爪操作體34的凸輪部與第3傳動(dòng)爪16的端部相接觸并操作第3傳動(dòng)爪倒伏在驅(qū)動(dòng)體一側(cè)。這樣，變速套筒31便切斷對(duì)第3傳動(dòng)爪的操作。當(dāng)變速套筒31變?yōu)榈?速位置時(shí)，由凸輪體37的切口底部構(gòu)成的第2接觸部37b與傳導(dǎo)爪操作體34的操作銷釘部34a相對(duì)應(yīng)。于是，通過(guò)由返程彈簧35的彈性恢復(fù)產(chǎn)生的操作力使傳導(dǎo)爪操作體向著離開(kāi)第3傳動(dòng)爪16的位置滑動(dòng)，并通過(guò)爪彈簧產(chǎn)生的壓力使第3傳動(dòng)爪接合。這樣，變速套筒31便進(jìn)入到操作第3傳動(dòng)爪16的狀態(tài)。當(dāng)變速套筒進(jìn)入第5速位置時(shí)，凸輪體37的第3接觸部37c與操作銷釘部34a相接觸并克服返程彈簧35的作用而使傳導(dǎo)爪操作體34沿第3傳動(dòng)爪16的方向滑動(dòng)，使傳導(dǎo)爪操作體34的凸輪部與第3傳動(dòng)爪16的端部接觸并操作第3傳動(dòng)爪16倒伏驅(qū)動(dòng)體側(cè)。
于是，變速套筒31便操縱第3傳動(dòng)爪16成為分離狀態(tài)。當(dāng)變速套筒31進(jìn)入第6速位置及第7速位置時(shí)，在凸輪體37的切口底部所構(gòu)成的第4接觸部37d與操作銷釘部34a相對(duì)應(yīng)，傳導(dǎo)爪操作體34由于返回彈簧35的作用向離開(kāi)第3傳動(dòng)爪16的位置滑動(dòng)并依靠爪彈簧產(chǎn)生的壓力使第3傳動(dòng)爪16接合。這樣，變速套筒31將進(jìn)入操作第3傳動(dòng)爪16的狀態(tài)。
在變速套筒31分別與上述中心齒輪21～24相對(duì)應(yīng)的各處，備有如圖5所示的第1控制部31X、第2控制部31Y及第3控制部31Z。第1控制部31X隨著變速套筒31而回轉(zhuǎn)并相對(duì)于固定軸3的第1突起3a在固定軸心周圍移動(dòng)，這樣，既可將第1中心爪21a接合在第1突起3a上，也可將第一控制部31X作為導(dǎo)軌使第1中心爪21a跨過(guò)第1突起3a。第2控制部31Y隨著變速套筒的回轉(zhuǎn)并相對(duì)于固定軸3的第2突起3b在固定軸心周圍移動(dòng)，這樣，既可將第2中心爪22a接合在第2突起3b上，也可將第2控制部31Y作為導(dǎo)軌使第2中心爪22a跨過(guò)第2突起3b。第3控制部31Z隨變速套筒31回轉(zhuǎn)并相對(duì)固定軸3的第3突起3c在固定軸心周圍移動(dòng)，既可將第3中心爪23a接合在第3突起3c上，又可以第3控制部31Z作為導(dǎo)軌使第3中心爪23a跨過(guò)第3突起3c。
即，當(dāng)變速套筒31分別位于第1速位置～第7速位置時(shí)，通過(guò)上述控制部31X、31Y、31Z，可按圖3所示的那樣，對(duì)中心爪21a～24a實(shí)施不需控制和鎖住狀態(tài)及解除鎖住狀態(tài)的任一種操作。例如當(dāng)變速套筒31位于第6速位置時(shí)，其有關(guān)變速套筒31的控制部與4個(gè)中心爪之間的關(guān)系分別表示在圖6A、6B、6C、6D中。如圖所示，隨著第1控制部31X的局部對(duì)準(zhǔn)第1突起3a的同時(shí)，其它的第1控制部31X離開(kāi)第一突起部3a，使第1中心爪21a緊固在第1突起3a上，當(dāng)?shù)?控制部31Y的局部位于第2突起3b附近時(shí)，第2中心爪22a作為跨過(guò)第2控制部31Y的導(dǎo)軌而跨過(guò)第2突起3b并轉(zhuǎn)動(dòng)。因第3、第4中心爪23a、24a的回轉(zhuǎn)方向?yàn)樽杂尚D(zhuǎn)方向，故不需進(jìn)行控制。〔逆轉(zhuǎn)裝置〕本發(fā)明提供的內(nèi)裝變速裝置中備有將驅(qū)動(dòng)體1的回轉(zhuǎn)方向進(jìn)行逆變位的逆轉(zhuǎn)裝置，該逆轉(zhuǎn)裝置象如下說(shuō)明的那樣，是由小齒輪6和逆轉(zhuǎn)體7所構(gòu)成。
如圖2所示，在固定于固定軸3上的滾球止擋上設(shè)有與固定軸3相平行延伸的軸部6a和與上述軸部6a一體回轉(zhuǎn)的齒輪齒6b。通過(guò)該齒輪齒6b在直徑方向外側(cè)與設(shè)置在上述驅(qū)動(dòng)體1右端部?jī)?nèi)側(cè)面的齒輪部1b的配合，相對(duì)于該小齒輪6的固定軸3的直徑方向外側(cè)的部分將沿與上述驅(qū)動(dòng)體1的相同方向進(jìn)行變位。該小齒輪6的齒輪齒6b在相對(duì)于固定軸3的直徑方向內(nèi)側(cè)與逆轉(zhuǎn)體7相配合。因此，相對(duì)于小齒輪6的齒輪齒6b的固定軸3的徑向內(nèi)側(cè)部分將沿與上述驅(qū)動(dòng)體1的相反方向進(jìn)行變位。該逆轉(zhuǎn)體7自由回轉(zhuǎn)在固定軸3的周圍，并具有筒狀的小直徑部和大直徑部。小直徑部徑向外側(cè)備有與小齒輪6的齒牙6b相配合的齒輪7a，大直徑部徑向內(nèi)面設(shè)有與后面將要作詳細(xì)說(shuō)明的第1動(dòng)力輸出部120相配合的齒輪7b。與上述固定軸3相垂直的延伸面連接著小直徑部和大直徑部。該逆轉(zhuǎn)體7旋轉(zhuǎn)自如地被支承在設(shè)置在滾珠止擋5的徑向內(nèi)側(cè)的沿軸向伸出的圓筒狀延伸部5a上。該逆轉(zhuǎn)體7的旋轉(zhuǎn)方向與驅(qū)動(dòng)體1的回轉(zhuǎn)方向相反?！搽x合器操作部〕綜上所述，在本實(shí)施例所揭示的變速裝置中，采用了通過(guò)凸輪體37和變速套筒31的回轉(zhuǎn)便可得到全部變速段的結(jié)構(gòu)。所謂離合器是指為了選擇多種驅(qū)動(dòng)路徑而設(shè)置的機(jī)構(gòu)，本實(shí)施例中將這種凸輪體37和變速套筒31的組合稱作離合器。
本發(fā)明通過(guò)利用包括后面將作說(shuō)明的DC馬達(dá)101的離合器操作部操縱該離合器，便可提供一種即使在驅(qū)動(dòng)負(fù)荷很大時(shí)也只需很輕便的操作力便可變速的變速裝置。
接著，就通過(guò)與離合器的聯(lián)接，并使其沿驅(qū)動(dòng)方向或逆轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動(dòng)而操縱離合器的離合器部對(duì)照由圖2和圖7到圖9做一說(shuō)明?！柴R達(dá)部〕首先說(shuō)明馬達(dá)部100。來(lái)自設(shè)置在車把把手附近開(kāi)關(guān)SW的信號(hào)由設(shè)置在附近的通過(guò)圖1的導(dǎo)線D與馬達(dá)部進(jìn)行電路相連的控制器(圖中未示出)進(jìn)行處理。即，來(lái)自開(kāi)關(guān)SW的信號(hào)僅是與增速變速(UP)或減速變速(DOWN)相對(duì)應(yīng)的信號(hào)，例如，當(dāng)變速裝置處于最高段的第7速位置時(shí)即使輸入進(jìn)行增速的UP信號(hào)，也不能對(duì)此進(jìn)行處理。由于所輸入的來(lái)自開(kāi)關(guān)的信號(hào)并不是由控制器立即將其傳送給馬達(dá)101，而是由控制器首先確認(rèn)來(lái)自開(kāi)關(guān)SW的指令信號(hào)是否越過(guò)了最高變速位置或是低于變速位置，因此，盡管當(dāng)變速裝置位于最高變速位置，并由開(kāi)關(guān)SW發(fā)出了進(jìn)行增速變速的信號(hào)時(shí)，其控制器也并不驅(qū)動(dòng)馬達(dá)101。此外，當(dāng)按住開(kāi)關(guān)SW所持續(xù)的時(shí)間小于規(guī)定時(shí)間時(shí)，控制器只能驅(qū)動(dòng)馬達(dá)101進(jìn)行1段的變速，只有當(dāng)按住開(kāi)關(guān)SW的時(shí)間大于規(guī)定時(shí)間時(shí)，才能驅(qū)動(dòng)馬達(dá)101進(jìn)行多個(gè)變速段的變速。
馬達(dá)101整體被固定在圓筒狀的馬達(dá)殼體102的內(nèi)部。該馬達(dá)殼體102自身通過(guò)固定板99和螺釘99a不可旋轉(zhuǎn)地被固定在固定軸上。
馬達(dá)101的旋轉(zhuǎn)軸朝與固定軸3相垂直的方向，該回轉(zhuǎn)軸3的前端安裝著銅制蝸桿101a。該銅制蝸桿101a與繞平行于固定軸3延伸出的軸102a旋轉(zhuǎn)的第1齒輪103的大直徑齒輪部103a通過(guò)螺釘配合。該第1齒輪103的回轉(zhuǎn)軸102a是通過(guò)由馬達(dá)殼體102一側(cè)的側(cè)面向另一側(cè)的側(cè)面方向延伸而一體形成的。
上述第1齒輪103備有與上述大直徑齒輪部103a構(gòu)成一個(gè)整體的小直徑齒輪部103b，該小直徑齒輪部103b與第2齒輪104的大直徑齒輪部104a配合。該第2齒輪繞設(shè)置在與固定軸3相平行的馬達(dá)殼體102上的軸102b周圍旋轉(zhuǎn)。該第2齒輪104也具有與上述大直徑齒輪104a一體形成的小直徑部104b，該小直徑部104b與第3齒輪105相配合。第3齒輪105與設(shè)置在第4齒輪106外側(cè)筒部106a內(nèi)面的齒輪部相螺接。如圖9B所表示的那樣，第4齒輪106繞固定軸周圍旋轉(zhuǎn)，并設(shè)有與固定軸平行延伸的內(nèi)側(cè)筒部106b和與內(nèi)側(cè)筒部106b呈同心狀的外側(cè)筒部106a，這兩個(gè)筒狀部通過(guò)與固定軸3相垂直的延伸面106c而連接成一整體。馬達(dá)殼體102有放入第4齒輪106的內(nèi)側(cè)筒部106b和固定軸3之間的筒狀部102d。
如圖9B所表示的那樣，第1齒輪103、第2齒輪104、第3齒輪105被配置在位于上述第4齒輪的外側(cè)筒部106a與內(nèi)側(cè)筒部106b之間所形成的空間內(nèi)。來(lái)自第3齒輪105的回轉(zhuǎn)力，通過(guò)外側(cè)筒部106a，傳遞給與內(nèi)側(cè)筒部106b相聯(lián)接的由圖7所示的右套筒110。
通過(guò)上述多個(gè)齒輪可使馬達(dá)101的旋轉(zhuǎn)速度降低，但為了在采用小型馬達(dá)的條件下得到較大的旋轉(zhuǎn)力，理想的辦法是選用小減速比，比如，選減速比為1/500，可能的話也可選為1/700。
另外，馬達(dá)部100裝有帶電位器的變速段傳感部分。該電位器與上述控制器連接，并具有第1電阻部108a和第2電阻部108b，及帶有與上述第1電阻部108a和第2電阻部108b成電路接觸的4個(gè)接觸端107a的端子部107。如圖9B所示，該端子部107通過(guò)沿軸向延伸的支承部106d被支承在第4齒輪106上。此外，上述第1電阻部108a與第2電阻部108b被固定在馬達(dá)殼體102的內(nèi)面上。
如圖9B所示的那樣，上述第1電阻部108a，由規(guī)定為部分圓弧的基部和從基部沿徑向內(nèi)側(cè)延伸的多個(gè)延伸部組成。該多個(gè)延伸部設(shè)有規(guī)定間隔，并與多個(gè)變速位置相對(duì)應(yīng)。因此，當(dāng)?shù)?齒輪106通過(guò)馬達(dá)101而旋轉(zhuǎn)時(shí)，其端子部將隨之移動(dòng)，4個(gè)接觸端107a內(nèi)的2個(gè)將與上述多個(gè)延伸部的一個(gè)相接觸。其它的2個(gè)在一個(gè)接觸端107a內(nèi)處于經(jīng)常與第2電阻部接觸的狀態(tài)。因而，當(dāng)將第1、第2電阻部與電池一側(cè)的電極連接、并將端子部107與另外的電極相連時(shí)，根據(jù)相對(duì)于端子部107的2個(gè)電阻部的相對(duì)位置，再根據(jù)端子部107與第1電阻部108a接觸與否，而改變電阻。并將電位器的電阻值的變化通過(guò)上述控制器進(jìn)行檢測(cè)，并由控制器來(lái)檢測(cè)是否達(dá)到了下一個(gè)變速位置或是達(dá)到了多個(gè)變速位置中的其中任一個(gè)變速位置?！豺?qū)動(dòng)力輸出部〕下面，對(duì)照?qǐng)D7來(lái)介紹當(dāng)從馬達(dá)101經(jīng)多個(gè)齒輪而得到的操作力，比驅(qū)動(dòng)負(fù)荷大時(shí)操作離合器所必需的操作力要小時(shí)，輸出來(lái)自驅(qū)動(dòng)體1的驅(qū)動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)力輸出部。
該驅(qū)動(dòng)力輸出部構(gòu)成離合器操作部的一部分，并介于離合器與馬達(dá)部100之間。
首先，相對(duì)于設(shè)置在上述馬達(dá)部100上的第4齒輪106的內(nèi)側(cè)筒部106b配合著便于整體旋轉(zhuǎn)的右套筒110。這種配合是通過(guò)將自上述右套筒110沿軸向伸出的一對(duì)配合突起110a與設(shè)置在圖9所示的內(nèi)側(cè)筒部106c的內(nèi)徑側(cè)的一對(duì)凹部106e的配合而進(jìn)行的。這種配合，如果采用爪型離合器等，如果是整體旋轉(zhuǎn)式的配合，可采用任何方式進(jìn)行。右套筒110的整體形狀為筒狀，并能夠在固定軸3的周圍旋轉(zhuǎn)。
該右套筒110上設(shè)有配合突起110a和沿軸向相反側(cè)與第1控制部114配合的配合突起110b。此外，該配合突起110b的圓周方向的側(cè)面形成有與中套筒125的配合突起125a的圓周方向側(cè)面所形成的接觸面125b接觸的接觸面110c。
綜上所述，第1控制部114可與右套筒110進(jìn)行整體旋轉(zhuǎn)，從大的方面分，第1控制部114具有相對(duì)于固定軸、沿垂直方向延伸的環(huán)狀主體部，以及自主體部的圓周部沿固定軸3的軸心方向延伸的一對(duì)壓緊卡爪114a。此外，在第1控制部114的環(huán)狀主體部的內(nèi)側(cè)，配合著右套筒110的配合突起110b，并設(shè)置有貫通的配合槽114b。這樣，便構(gòu)成了馬達(dá)部100的第4齒輪106、右套筒110及第1控制部114一體旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)。
圖7中，第1控制部114左側(cè)所畫(huà)的是第1動(dòng)力輸出部120。該第1動(dòng)力輸出部120，其中心設(shè)有穿過(guò)固定軸的軸孔，并備有可相對(duì)固定軸作自由回轉(zhuǎn)而支承的圓盤(pán)狀主體部124。同時(shí)，為和逆轉(zhuǎn)體7進(jìn)行配合的配合爪122通過(guò)爪支承軸121可以在其端部搖動(dòng)地被支承地主體部124上。這種配合爪122通過(guò)施壓彈簧123而徑向向外，即，向與逆轉(zhuǎn)體7相配合的方向施壓。施壓彈簧123的一端與配合爪122相緊固，另一端與設(shè)置在主體部124上的孔120a相緊固。位于上述配合爪122徑向外側(cè)的面，在配合爪122與逆轉(zhuǎn)體7配合后的傳遞狀態(tài)下，是作為具有沿徑向傾斜延伸形狀的滑動(dòng)面而形成的。當(dāng)上述第1控制部114的壓緊卡爪部114a由徑向外側(cè)與該滑動(dòng)面122a相配合時(shí)，配合爪122與逆轉(zhuǎn)體7的配合解除，變?yōu)榉莻鬟f狀態(tài)。第1動(dòng)力輸出部120的主體部徑向內(nèi)側(cè)局部形成有自中套筒125與沿軸向延伸的配合突起125a配合的配合槽120b。通過(guò)這種配合便使第1動(dòng)力輸出部120與中套筒125一體旋轉(zhuǎn)。
中套筒125整體呈筒狀，可繞固定軸3的周圍旋轉(zhuǎn)。該中套筒125上設(shè)有配合突起125a和在軸向相反側(cè)與第2控制部129相配合的配合突起125d。此外，該配合突起125d的圓周方向側(cè)面，形成有接觸面125e，該接觸面125e與左套筒135的配合突起135b圓周方向側(cè)面上所形成的接觸面125b相接觸。
第2控制部129，具有與上述第1控制部114一樣的形狀，具有相對(duì)于固定軸3垂直延伸的環(huán)狀主體部、和自主體部向固定軸3的軸心方向延伸的一對(duì)壓緊卡爪部129a。此外，第2控制部129的環(huán)狀主體部?jī)?nèi)側(cè)，配合著中套筒125的配合突起125d，并設(shè)置有貫通配合槽129d。這樣，第1動(dòng)力輸出產(chǎn)部120和中套筒125及第2控制部129便構(gòu)成了可整體旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)。
圖7中，第2控制部129左側(cè)所畫(huà)的是第2動(dòng)力輸出部130。該第2動(dòng)力輸出部130，其中心設(shè)有固定軸的穿入孔，并備有可相對(duì)固定軸3作自由旋轉(zhuǎn)而支承的圓盤(pán)狀主體部134。此外，與設(shè)置在驅(qū)動(dòng)體1徑向內(nèi)側(cè)的齒輪1c進(jìn)行配合的配合爪132通過(guò)爪支承軸131可在其端部搖動(dòng)地支承在主體部134上。該配合爪132通過(guò)施壓彈簧133向徑向外側(cè)，即，與驅(qū)動(dòng)體1相緊固的方向施壓。施壓彈簧133的一端與配合爪132緊固，另一端則與設(shè)置在主體部134上的孔130a相緊固。位于上述配合爪132徑向外側(cè)的面，在配合爪132與驅(qū)動(dòng)體1相配合的傳遞狀態(tài)下，構(gòu)成了具有沿徑向傾斜延伸的滑動(dòng)面132a。如圖8所示，當(dāng)上述第2控制部129的壓緊卡爪部129a自徑向外側(cè)與該滑動(dòng)面132a接觸時(shí)，配合爪132與驅(qū)動(dòng)體1的配合被解除(非傳遞狀態(tài))。第2動(dòng)力輸出部130的主體部134的徑向內(nèi)側(cè)的局部上形成有自左套筒135與沿軸向延伸的配合突起135a相配合的配合槽130b。通過(guò)這種配合，第2動(dòng)力輸出部130與左套筒135可以一體地旋轉(zhuǎn)。該左套筒135的配合突起135a具有與沿中套筒125的配合突起125d的徑向延伸面相接觸的接觸面135b，正如后面將要說(shuō)明的那樣，這些面將通過(guò)第2成型(セ-バ)彈簧127沿接觸方向被壓緊。
為使左套筒135與離合器一起旋轉(zhuǎn)，左套筒135具有與設(shè)置在凸輪體37徑向內(nèi)側(cè)的凹部相配合的一對(duì)配合突起135c。
當(dāng)沒(méi)有來(lái)自馬達(dá)部的操作力時(shí)，在限制第1動(dòng)力輸出部120的配合爪122的狀態(tài)下配置著第1控制部114的壓緊卡爪部114a，在限制第2動(dòng)力輸出部132的配合爪的狀態(tài)下配置第2控制部129的壓緊卡爪部129a。
另外，右套筒110與中套筒125之間，設(shè)有作為扭轉(zhuǎn)彈簧的第1成型彈簧112，第1成型彈簧112的一端112a緊固在相對(duì)于上述右套筒110的配合突起110b上所形成的孔110d內(nèi)，另一端112b緊固在設(shè)置于中套筒125的配合突起125a上的孔125c內(nèi)。
此外，中套筒125與左套筒135之間，設(shè)有作為扭轉(zhuǎn)彈簧的第2成型彈簧127，第2成型彈簧127的一端127a被緊固在形成于上述中套筒125的配合突起125d上的孔125f內(nèi)，另一端127b則緊固在設(shè)置在左套筒135的配合突起135a上的孔135b內(nèi)。
第1成型彈簧112和第2成型彈簧127兩者均是在預(yù)加了初期彈性力的狀態(tài)下裝配上的。即，第一成型彈簧112是在右套筒110與中套筒125與各自分別對(duì)應(yīng)的接觸面相接觸的狀態(tài)下，沿右套筒110與中套筒125相接觸的方向施力而裝配上的。
同理，第2成型彈簧127是在中套筒125與左套筒135各自的接觸面125e和135b之間作用同樣的壓力而裝配上的。
在本實(shí)施例中，第1成型彈簧112的初彈性力之值，與第2成型彈簧127的初彈性力的值大體處于同種程度，但也可將2個(gè)彈簧的初彈性力的值設(shè)為不同。
本發(fā)明中，當(dāng)操作離合器所需的操作力大于設(shè)定值時(shí)，因是在將來(lái)自驅(qū)動(dòng)體1的驅(qū)動(dòng)力傳遞給離合器的狀態(tài)和將來(lái)自傳動(dòng)體1的驅(qū)動(dòng)力不傳遞給離合器的非傳遞狀態(tài)之間而使驅(qū)動(dòng)力的輸出部發(fā)生變位的，故下面將以第1動(dòng)力輸出部120與第1控制部114為例說(shuō)明這一設(shè)定值。如下說(shuō)明的那樣，馬達(dá)部100中，必需能夠讓第1控制部114搖動(dòng)操作必要的操作角度使第1輸出部120的配合爪122與逆轉(zhuǎn)體7剛好達(dá)到配合狀態(tài)。其所需要的操作力，是在上述初期的彈性力中增加其彈簧系數(shù)與第1成型彈簧112上述所必需的操作角度之積的值。將該值作為設(shè)定值。
上述設(shè)定值雖需要比馬達(dá)部100的操作力小，但也可自由選擇其它情況。例如，當(dāng)將該設(shè)定值定為極小而進(jìn)行變速操作時(shí)通常也可通過(guò)動(dòng)力輸出部利用來(lái)自驅(qū)動(dòng)體1的驅(qū)動(dòng)力對(duì)離合器進(jìn)行操作。不過(guò)在本實(shí)施例中，上述設(shè)定值被設(shè)定在接近馬達(dá)部100的操作力附近。
下面，說(shuō)明該動(dòng)力輸出部的作用。
在說(shuō)明時(shí)，將自馬達(dá)部100相對(duì)于右套筒110所傳遞的操作力稱為馬達(dá)操作力。此外，假設(shè)自行車B處于驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，并向行星齒輪機(jī)構(gòu)承受驅(qū)動(dòng)載荷。在此狀態(tài)下，操作離合器所需的操作力稱作必要操作力。
首先，說(shuō)明增速方向的變速。該場(chǎng)合，通過(guò)馬達(dá)部100向與F相反方向操作右套筒110。倘若此時(shí)，必要的操作力小于上面所述的設(shè)定值，通過(guò)第1成型彈簧112和第2成型彈簧127，使右套筒110與中套筒125及左套筒135整體回轉(zhuǎn)，并操作離合器，沿任意的變速位置方向變速。這時(shí)的第1動(dòng)力輸出部120處于一種未與逆轉(zhuǎn)體7相配合的非傳遞狀態(tài)。
然而，當(dāng)必要的操作力大于上述設(shè)定值時(shí)，右套筒110沿F的逆方向旋轉(zhuǎn)，中套筒125由于左套筒135與配合突起側(cè)面彼此間的接觸而不能旋轉(zhuǎn)。因此，克服由第1成型彈簧112產(chǎn)生的使右套筒110與中套筒125將要整體旋轉(zhuǎn)的壓力，讓右套筒10相對(duì)中套筒125沿F的逆方向回轉(zhuǎn)。于是，一直限制第1動(dòng)力輸出部120的配合爪122的第1控制部114的壓緊卡爪部114a也相對(duì)旋轉(zhuǎn)，使其達(dá)到允許逆轉(zhuǎn)體7與第1動(dòng)力輸出部接合的傳遞狀態(tài)。于是，與來(lái)自逆回轉(zhuǎn)體7的驅(qū)動(dòng)體1逆方向的驅(qū)動(dòng)力，通過(guò)配合爪122、中套筒125和左套筒135傳給離合器，進(jìn)行變速。
在朝著以上的增速方向進(jìn)行變速之際，中套筒125和左套筒135分別與各自的配合突起接觸，不會(huì)引起相對(duì)的變位，第2動(dòng)力輸出部130的配合爪133被第2控制部129的壓緊卡爪部129a所限制，使第2動(dòng)力輸出部130與驅(qū)動(dòng)體保持在不接合的非傳遞狀態(tài)。
下面，說(shuō)明沿減速方向進(jìn)行操作時(shí)動(dòng)力輸出部的作用。
此時(shí)，沿F的方向旋轉(zhuǎn)操作右套筒110。假如，當(dāng)必要的操作力，小于兩方的成型彈簧的預(yù)加初彈力設(shè)定值時(shí)，由于中套筒125相對(duì)右套筒110與相互的接觸突起相接觸而整體旋轉(zhuǎn)，另外，由于左套筒135與中套筒125和第2成型彈簧1 27的連結(jié)，通過(guò)其施力作用與中套筒125一起旋轉(zhuǎn)便可進(jìn)行變速操作。
不過(guò)，當(dāng)所需操作力超過(guò)驅(qū)動(dòng)操作力時(shí)，即使通過(guò)右套筒110讓中套筒125旋轉(zhuǎn)，由于左套筒135不動(dòng)，并克服第2成型彈簧127的壓力，中套筒125沿F方向相對(duì)左套筒135作相對(duì)回轉(zhuǎn)。這樣，第2控制部129的壓緊卡爪部129a，則相對(duì)第2動(dòng)力輸出部130的配合爪移動(dòng)，并允許相對(duì)于第2動(dòng)力輸出部130的驅(qū)動(dòng)體進(jìn)行配合。據(jù)此，驅(qū)動(dòng)體1沿F方向的驅(qū)動(dòng)力，通過(guò)配合爪132、左套筒135而傳遞給離合器，進(jìn)行變速。
這樣，通過(guò)利用馬達(dá)101對(duì)內(nèi)裝變速裝置實(shí)施操作，便可將自行車騎乘人所需提供的操縱力降至極小的程度。此外，一旦利用了上述的動(dòng)力輸出部，既使來(lái)自馬達(dá)部100的操作力很小，也可利用來(lái)自驅(qū)動(dòng)體1的驅(qū)動(dòng)力順利地進(jìn)行變速。若采用了這樣的結(jié)構(gòu)，所需的馬達(dá)100可采用小型的，電池也可采用小型的，從而使系統(tǒng)達(dá)到緊湊化。此外，由于所需的電量很小，故可以延長(zhǎng)電池的更換時(shí)期。〔其它的實(shí)施例〕在前述實(shí)施例中，雖對(duì)作為本發(fā)明應(yīng)用例的具有7段變速位置的內(nèi)裝變速裝置進(jìn)行了說(shuō)明，但這種內(nèi)裝變速裝置的變速段的段數(shù)也可選為7段以外的其它形式，作為選擇多個(gè)驅(qū)動(dòng)經(jīng)路的機(jī)構(gòu)只要是帶有回轉(zhuǎn)變位離合器的內(nèi)裝變速裝置均適用于本發(fā)明。
上述實(shí)施狀態(tài)中，盡管離合器采用的是在繞固定軸3進(jìn)行搖動(dòng)的結(jié)構(gòu)，但也可采用沿固定軸3的軸心方向變位的結(jié)構(gòu)，這種場(chǎng)合，可采用通過(guò)在離合器的操作部上設(shè)置相對(duì)于固定軸3傾斜的凸輪面等來(lái)操作離合器的結(jié)構(gòu)。
上述實(shí)施例中，逆轉(zhuǎn)裝置設(shè)有逆轉(zhuǎn)體7和小齒輪6，由于采用了通過(guò)讓第1動(dòng)力輸出部122與逆轉(zhuǎn)體7的配合而得到沿著與驅(qū)動(dòng)體1的回轉(zhuǎn)方向相反方向的驅(qū)動(dòng)力的結(jié)構(gòu)，并通過(guò)讓第1動(dòng)力輸出部122在小齒輪6的固定軸3一側(cè)直接接合，也可得到與驅(qū)動(dòng)體1的方向相反的驅(qū)動(dòng)力。因此，在本說(shuō)明書(shū)中，將提供與驅(qū)動(dòng)體1的旋轉(zhuǎn)方向相反的逆向驅(qū)動(dòng)力的裝置稱作逆轉(zhuǎn)裝置。
圖10表示選擇變速段開(kāi)關(guān)SW的其它實(shí)施例。這種開(kāi)關(guān)是一種能夠搖動(dòng)地設(shè)置在車把把手G附近的接線柱式控制桿，具有作為原點(diǎn)的初始位置，通過(guò)自該初始位置向一個(gè)方向的搖動(dòng)，使之朝增速方向進(jìn)行變速操作，也可通過(guò)向另外一方向的搖動(dòng)，使之朝減速方向進(jìn)行變速操作。每當(dāng)操作時(shí)，一旦放開(kāi)手，由于設(shè)置在初始位置方向上的彈簧的彈性力作用便會(huì)返回到初始位置。
權(quán)利要求
1.一種自行車用內(nèi)裝變速裝置，具有固定軸；沿與自行車前進(jìn)方向?qū)?yīng)的驅(qū)動(dòng)方向和與該驅(qū)動(dòng)方向相反的逆轉(zhuǎn)方向繞上述固定軸回轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)體；選擇多個(gè)變速段所對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)力路徑中的任一路徑的離合器；以及操作上述離合器的離合器操作部，其特征在于，它還具有上述離合器操作部借助來(lái)自上述驅(qū)動(dòng)體的驅(qū)動(dòng)力、沿驅(qū)動(dòng)方向的反向變位的逆轉(zhuǎn)裝置；在與上述逆轉(zhuǎn)裝置配合將上述驅(qū)動(dòng)體反向驅(qū)動(dòng)力傳遞給離合器的第1狀態(tài)及與上述逆轉(zhuǎn)裝置成非配合狀態(tài)的第2狀態(tài)之間可以變位的第1動(dòng)力輸出部；選擇上述第1驅(qū)動(dòng)力輸出部的上述第1狀態(tài)和上述第2狀態(tài)的第1控制部；及操作上述第1控制部的變速操作部。
2.如權(quán)利要求1所述的自行車用內(nèi)裝變速裝置，其特征在于，上述離合器操作部具有在通過(guò)與上述驅(qū)動(dòng)體接合將上述驅(qū)動(dòng)體的驅(qū)動(dòng)力傳遞給上述離合器的第1狀態(tài)，和與上述驅(qū)動(dòng)體成非配合狀態(tài)的第2狀態(tài)之間可以變位的第2驅(qū)動(dòng)力輸出部；選擇上述第2驅(qū)動(dòng)力輸出部的上述第1狀態(tài)和第2狀態(tài)，并操作上述變速操作部的第2控制部。
3.如權(quán)利要求2所述的自行車用內(nèi)裝變速裝置，其特征在于上述第1驅(qū)動(dòng)力的輸出部設(shè)有朝著與上述逆轉(zhuǎn)裝置接合方向施壓的配合爪，上述第1控制部備有阻止上述第1驅(qū)動(dòng)力輸出部的配合爪與上述逆轉(zhuǎn)裝置配合的壓緊卡爪部；上述第2驅(qū)動(dòng)力輸出部設(shè)有向與上述驅(qū)動(dòng)體接合方向施壓的配合爪，上述第2控制部備有阻止上述第2驅(qū)動(dòng)力輸出部的配合爪與上述驅(qū)動(dòng)體配合的壓緊卡爪。
4.如權(quán)利要求1所述的自行車用內(nèi)裝變速裝置，其特征在于上述離合器操作部備有彈性裝置，當(dāng)用于上述離合器操作所需的操作力小于設(shè)定值時(shí)，上述彈性裝置不變形，上述離合器操作部便將第1驅(qū)動(dòng)力輸出部保持在上述第2狀態(tài)，通過(guò)上述彈性裝置操作上述離合器，當(dāng)上述離合器所必需的操作力大于上述設(shè)定值時(shí)，上述變速操作部使上述彈性裝置變形，克服上述彈性裝置的彈性力而將上述第1驅(qū)動(dòng)力的輸出部操作在上述第1狀態(tài)，來(lái)自上述逆轉(zhuǎn)裝置的驅(qū)動(dòng)力通過(guò)上述第1驅(qū)動(dòng)力輸出部傳遞給上述離合器，從而操縱上述離合器。
5.如權(quán)利要求2所述的自行車用內(nèi)裝變速裝置，其特征在于上述變速操作部具有馬達(dá)部，通過(guò)馬達(dá)操作上述第1和第2控制部。
6.如權(quán)利要求1所述的自行車用內(nèi)裝變速裝置，其特征在于上述逆轉(zhuǎn)裝置具有繞上述固定軸沿上述驅(qū)動(dòng)體反向回轉(zhuǎn)的逆轉(zhuǎn)體；設(shè)置在上述固定軸上的不能回轉(zhuǎn)的固定部件上的小齒輪，該齒輪在上述固定軸的徑向外側(cè)與上述驅(qū)動(dòng)體配合，在徑向內(nèi)側(cè)位置與上述逆轉(zhuǎn)體相配合。
全文摘要
以往的自行車內(nèi)裝變速裝置中,特別是在承受驅(qū)動(dòng)載荷變速時(shí)往往需要很大的操作力。本自行車可內(nèi)裝變速裝置由固定在后輪轂上的固定軸3的馬達(dá)100進(jìn)行變速操作,為得到驅(qū)動(dòng)體1的驅(qū)動(dòng)力而設(shè)置驅(qū)動(dòng)力輸出部120、130。它們?cè)O(shè)有取出來(lái)自驅(qū)動(dòng)體1與驅(qū)動(dòng)體1同方向的驅(qū)動(dòng)力的輸出部及通過(guò)小齒輪6讓來(lái)自驅(qū)動(dòng)體1的驅(qū)動(dòng)力作逆回轉(zhuǎn),然后將其輸出的輸出部分。在增速與減速方向兩方面,利用驅(qū)動(dòng)力來(lái)輔助馬達(dá)部100。
文檔編號(hào)B62M25/08GK1178874SQ9711963
公開(kāi)日1998年4月15日 申請(qǐng)日期1997年9月24日 優(yōu)先權(quán)日1996年9月24日
發(fā)明者松尾信幸 申請(qǐng)人:株式會(huì)社島野