專利名稱：自動變速裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自動變速裝置，特別是涉及一種速度可根據(jù)預(yù)定旋轉(zhuǎn)量自動改變而無需用戶任意操縱的自動變速裝置。
背景技術(shù)：
一般，變速裝置安裝在自行車上，在有些情況下，也安裝在輪椅、使用踏板的玩具車、釣魚絞盤等上。例如，對于目前的自行車變速裝置，已經(jīng)開發(fā)出一般的變速裝置，在該變速裝置中，通過改變設(shè)置在自行車前后輪軸上的不同直徑的齒輪間傳遞能量的鏈條的位置以及安裝在自行車后輪轂內(nèi)的變速裝置來實現(xiàn)變速，并且在該變速裝置中，通過安排在轂殼內(nèi)的小齒輪齒數(shù)比來實現(xiàn)變速。
然而，因為上述裝置僅能在用戶執(zhí)行變速的預(yù)定變速操作時才能實現(xiàn)變速，所以存在某些問題，因為這使得用戶不方便并且不熟練的用戶可能在行駛過程中難以變速，這會導(dǎo)致交通事故。

發(fā)明內(nèi)容
設(shè)計本發(fā)明以解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題。本發(fā)明的目的是提供一種自動變速裝置，其中速度可根據(jù)預(yù)定的旋轉(zhuǎn)量自動改變而無需用戶的任何操作。
根據(jù)本發(fā)明為了實現(xiàn)所述目的一個方面，提供了一種自動變速裝置，包括輪轂單元，所述輪轂單元包括兩端由框架支撐并且在其中心處形成有恒星齒輪的輪轂軸和圍繞所述恒星齒輪的轂殼，并且所述轂殼具有形成在轂殼可被旋轉(zhuǎn)固定到所述輪轂軸一側(cè)的內(nèi)周表面上的第一棘輪環(huán)和內(nèi)齒輪；第一行駛單元，所述第一行駛單元包括用來旋轉(zhuǎn)所述轂殼同時閉合所述轂殼另一側(cè)并且被旋轉(zhuǎn)固定在所述輪轂軸上的主動輪，和通過接收來自主動鏈輪的能量以旋轉(zhuǎn)所述主動輪的從動鏈輪；第二行駛單元，所述第二行駛單元包括安置在所述轂殼內(nèi)的第一托架并且在所述第一托架一側(cè)安裝有與所述恒星齒輪和所述內(nèi)齒輪嚙合以快速旋轉(zhuǎn)所述轂殼的多個行星齒輪，以及從所述第一托架另一側(cè)延伸到所述主動輪的第二托架；和變換單元，所述變換單元包括安置在所述主動輪和所述第二托架之間以將旋轉(zhuǎn)力從旋轉(zhuǎn)的主動輪傳遞到第二托架和第一托架的行星齒輪的第二棘輪環(huán)，以及安置在第一和第二托架之間以在自行車踏板不被操作和自行車停止時恢復(fù)第二棘輪環(huán)的變換彈簧。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種自動變速裝置，包括輪轂單元，所述輪轂單元包括兩端由框架支撐并且恒星齒輪形成在其中心處的輪轂軸，環(huán)繞所述恒星齒輪并且具有第一棘輪環(huán)的轂殼，所述第一棘輪環(huán)形成在所述轂殼旋轉(zhuǎn)固定所述輪轂軸一側(cè)的內(nèi)周表面上，以及可拆卸地安裝在第一棘輪環(huán)一側(cè)并具有鄰近第一棘輪環(huán)整體形成在其內(nèi)周表面的第二棘輪環(huán)和內(nèi)齒輪的環(huán)形輪轂驅(qū)動體；第一行駛單元，所述第一行駛單元包括用來旋轉(zhuǎn)所述轂殼同時閉合所述轂殼另一側(cè)并且被旋轉(zhuǎn)固定在所述輪轂軸上的主動輪，和通過接收來自主動鏈輪的能量以旋轉(zhuǎn)所述主動輪的從動鏈輪；第二行駛單元，所述第二行駛單元包括安置在所述轂殼內(nèi)的第一托架并且在所述第一托架一側(cè)的外周表面上安裝有分別與第一棘輪環(huán)、恒星齒輪和內(nèi)齒輪嚙合以快速旋轉(zhuǎn)所述轂殼的第三棘爪和多個行星齒輪，以及從第一托架另一側(cè)延伸到所述主動輪的第二托架；和變換單元，所述變換單元包括安置在所述主動輪和所述第二托架之間以將旋轉(zhuǎn)力從旋轉(zhuǎn)的主動輪傳遞到第二托架和第一托架的行星齒輪的第三棘爪和行星齒輪，以及安置在第一和第三棘輪環(huán)之間以在自行車踏板不被操作和自行車停止時恢復(fù)第三棘輪環(huán)的變換彈簧。
根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步的方面，提供了一種自動變速裝置，包括輪轂單元，所述輪轂單元包括兩端由框架支撐并且在其中間部分具有外齒輪的輪轂軸，和圍繞所述外齒輪的轂殼，并且所述轂殼具有形成在轂殼可被旋轉(zhuǎn)固定到所述輪轂軸一側(cè)的內(nèi)周表面上的第三棘輪環(huán)和第二鍵形突起；第一行駛單元，所述第一行駛單元包括由所述輪轂軸旋轉(zhuǎn)支撐同時閉合所述轂殼另一側(cè)并且在其一側(cè)的外周表面形成有第二棘爪的主動輪，和通過接收來自主動鏈輪的能量以旋轉(zhuǎn)所述主動輪的從動鏈輪；第二行駛單元，所述第二行駛單元設(shè)置在所述轂殼內(nèi)，并且在其一側(cè)包括用來選擇性地旋轉(zhuǎn)所述轂殼同時與所述第三棘輪環(huán)嚙合的第三棘爪，以及安裝有多個與所述外齒輪嚙合和旋轉(zhuǎn)的行星齒輪的托架；和變換單元，所述變換單元安置在第一和第二行駛單元之間，并且包括齒圈，所述齒圈具有在其一側(cè)與所述行星齒輪嚙合的內(nèi)齒輪，在其另一側(cè)具有第一鍵形突起，以及設(shè)置在第一和第二鍵形突起之間的軸襯，從而選擇性地將旋轉(zhuǎn)力從所述主動輪傳遞到所述托架或所述轂殼。
如上所述，在本發(fā)明的第一和第三實施例中，速度可根據(jù)預(yù)定的旋轉(zhuǎn)量自動改變而無需用戶的任何操作。


圖1是剖視圖，示意性地示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的自動變速裝置的內(nèi)部。
圖2是分解透視圖，示出圖1所示的第二行駛單元和變換單元。
圖3a示意性地示出圖1所示變速裝置的低速行駛狀態(tài)。
圖3b示意性地示出圖1所示變速裝置的高速行駛狀態(tài)。
圖3c示意性地示出圖1所示變速裝置的行星齒輪和內(nèi)齒輪。
圖4是剖視圖，示意性地示出根據(jù)本發(fā)明第二實施例的自動變速裝置的內(nèi)部。
圖5是分解透視圖，示出圖4所示的第二行駛單元和變換單元。
圖6是分解透視圖，示出本發(fā)明自動變速裝置的第二行駛單元和變換單元的另一實例。
圖7a和7b示意性地示出本發(fā)明自動變速裝置低速和高速行駛狀態(tài)的另一實例。
圖8是剖視圖，示意性地示出根據(jù)本發(fā)明第三實施例的自動變速裝置的內(nèi)部。
圖9是沿圖8線A-A所做的剖視圖。
圖10是沿圖8線B-B所做的剖視圖。
圖11是沿圖8線C-C所做的剖視圖。
圖12是沿圖8線D-D所做的剖視圖。
具體實施例方式
下面將參考附圖描述本發(fā)明自動變速裝置的優(yōu)選實施例。
圖1是剖視圖，示意性地示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的自動變速裝置的內(nèi)部，圖2是分解透視圖，示出圖1所示的第二行駛單元和變換單元。
參考圖1和2，根據(jù)本發(fā)明第一實施例的自動變速裝置100包括輪轂單元110、第一行駛單元130、第二行駛單元150以及變換單元170。
首先，輪轂單元110包括輪轂軸112和轂殼114。輪轂軸112具有由框架(未示出)支撐的兩端并且在其中間形成有恒星齒輪116。具有如此形成的恒星齒輪116的輪轂軸112由轂殼114包圍。轂殼114采用兩端開放的形狀。轂殼114的一側(cè)通過第一錐形螺母118旋轉(zhuǎn)固定在輪轂軸112上。轂殼114另一側(cè)的內(nèi)周表面整體形成有第一棘輪環(huán)122，所述棘輪環(huán)122具有沿轂殼114的內(nèi)周表面徑向形成的多個第一棘輪凹槽120。在第一棘輪環(huán)122內(nèi)，沿轂殼114的內(nèi)周表面徑向形成有內(nèi)齒輪124。第一和第二行駛單元130和150以及變換單元170安排在上述構(gòu)造的輪轂單元110中。
第一行駛單元130包括主動輪132和從動鏈輪134。主動輪132在通過第二錐形螺母136旋轉(zhuǎn)固定在輪轂軸112上時可封閉轂殼113的另一側(cè)。這時，用來接收來自主動鏈輪(未示出)的能量的從動鏈輪134安裝在主動輪132暴露在轂殼114外部的另一側(cè)的外周表面上。環(huán)形接收凹槽138在主動輪132向著轂殼114內(nèi)部延伸的一側(cè)形成在主動輪132內(nèi)部。這時，選擇性地與第一棘輪環(huán)122的第一棘輪凹槽120緊密接觸以旋轉(zhuǎn)轂殼114的多個第一棘爪140安裝在接收凹槽138的外周表面上，并且多個第二棘爪142安裝在接收凹槽138的內(nèi)周表面上。優(yōu)選地，第一和第二棘爪140和142由于配合到形成在其中心的凹槽中的扣環(huán)而彈性突出。當(dāng)單向旋轉(zhuǎn)力傳遞到第一和第二棘爪140和142時，它們可傳遞旋轉(zhuǎn)力并保持其突出狀態(tài)。相反，當(dāng)反向旋轉(zhuǎn)力傳遞到其時，第一和第二棘爪140和142分別在第一和第二棘輪凹槽120和176處滑動并且彈性進(jìn)入形成在主動輪132外周和內(nèi)周表面處的凹槽，從而使得它們不能傳遞旋轉(zhuǎn)力。
第二行駛單元150包括第一托架152、和與第一托架152整體形成的第二托架154。第一托架152放置在轂殼114內(nèi)，同時第一托架的內(nèi)周表面包圍恒星齒輪116。第一托架152的外周表面定位成可閉合內(nèi)齒輪124。即，第一托架152采用環(huán)形形狀。多個行星齒輪156沿徑向旋轉(zhuǎn)布置在第一托架152的外周表面上。第一彈簧連接槽158形成在多個行星齒輪156另一側(cè)上的第一托架152的另一側(cè)表面中的某一位置處。這時，行星齒輪156外周表面徑向向內(nèi)的部分與恒星齒輪116嚙合，并且行星齒輪156外周表面徑向向外的部分與內(nèi)齒輪124嚙合。第二托架154從第一托架152的另一側(cè)表面向著主動輪132的接收凹槽138內(nèi)部延伸并環(huán)繞輪轂軸112。環(huán)形引導(dǎo)件160形成在第二托架154末端并具有小于第二托架154直徑的直徑。第一鍵形突起162從引導(dǎo)件160的一部分徑向突出。
同時，變換單元170包括第二棘輪環(huán)172和變換彈簧174。選擇性地與第二棘爪142緊密接觸的多個第二棘輪凹槽176形成在第二棘輪環(huán)172的外周表面上，并且第二棘輪環(huán)的內(nèi)周表面圍繞第二托架154的外周表面配合。這時，第二棘輪環(huán)172的內(nèi)周表面形成有第二鍵形突起178，所述第二鍵形突起178可選擇性地與第一鍵形突起162緊密接觸并沿引導(dǎo)件160轉(zhuǎn)動。第二彈簧連接槽180形成在第二棘輪環(huán)172的一側(cè)表面中，與第一彈簧連接槽158相對應(yīng)。同時，變換彈簧174的一端安裝在第一彈簧連接槽158中，其另一端安裝在第二彈簧連接槽180中，從而變換彈簧可環(huán)繞第二托架154。即，旋轉(zhuǎn)主動輪132的第二棘爪142可旋轉(zhuǎn)第二棘輪環(huán)172，旋轉(zhuǎn)第二棘輪環(huán)172的第二鍵形突起178可圍繞引導(dǎo)件160轉(zhuǎn)動并與第一鍵形突起162緊密接觸，從而旋轉(zhuǎn)了第二和第一托架154和152。結(jié)果，行星齒輪156快速旋轉(zhuǎn)了形成有圍繞恒星齒輪116的內(nèi)齒輪124的轂殼114。
下面將簡要說明根據(jù)本發(fā)明第一實施例的上述構(gòu)造的變速裝置100的運轉(zhuǎn)。
圖3a示意性地示出圖1所示變速裝置的低速行駛狀態(tài)，圖3b示意性地示出圖1所示變速裝置的高速行駛狀態(tài)，圖3c示意性地示出圖1所示變速裝置的行星齒輪和內(nèi)齒輪。
參考圖3a到3c，操作自行車的踏板(未示出)來驅(qū)動主動鏈輪(未示出)，所述主動鏈輪依次旋轉(zhuǎn)從動鏈輪134和通過鏈條(未示出)連接到其的主動輪132。當(dāng)主動輪132以這種方式旋轉(zhuǎn)時，主動輪132的第一棘爪140與第一棘輪環(huán)122的第一棘輪凹槽120緊密接觸，從而旋轉(zhuǎn)輪轂軸114。因此，自行車低速行駛。
同時，當(dāng)?shù)谝患?40與第一棘輪環(huán)122緊密接觸時，第二棘爪142與第二棘輪環(huán)172的第二棘輪凹槽176緊密接觸，從而旋轉(zhuǎn)第二棘輪環(huán)172。當(dāng)?shù)诙啳h(huán)172以這種方式旋轉(zhuǎn)時，形成在第二棘輪環(huán)172內(nèi)周表面上的第二鍵形突起178沿引導(dǎo)件160轉(zhuǎn)動，并且變換彈簧174沿一個方向壓縮。這時，沿引導(dǎo)件160轉(zhuǎn)動的第二鍵形突起178逆時針旋轉(zhuǎn)并且與第一鍵形突起162緊密接觸以旋轉(zhuǎn)第二和第一托架154和152。當(dāng)?shù)谝煌屑?52以這種方式旋轉(zhuǎn)時，安裝在第一托架152上的行星齒輪156快速旋轉(zhuǎn)圍繞恒星齒輪116旋轉(zhuǎn)的轂殼114的內(nèi)齒輪124。這時，當(dāng)行星齒輪156旋轉(zhuǎn)轂殼114時，第一棘爪140在第一棘輪凹槽120處滑動。
另一方面，當(dāng)不操作踏板或自行車停止時，從動鏈輪134和主動輪132的旋轉(zhuǎn)停止。因此，第二棘輪環(huán)172的旋轉(zhuǎn)也停止。這時，壓縮的變換彈簧174被釋放以順時針旋轉(zhuǎn)第二棘輪環(huán)172。第二棘輪環(huán)172停止第二和第一托架154和152的高速旋轉(zhuǎn)。
圖4是剖視圖，示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的自動變速裝置的內(nèi)部，圖5是分解透視圖，示出了圖4所示的第二行駛單元和變換單元。
參考圖4和5，根據(jù)本發(fā)明第二實施例的自動變速裝置200包括輪轂單元210、第一行駛單元230、第二行駛單元250和變換單元270。
首先，輪轂單元210包括輪轂軸212、轂殼214和輪轂驅(qū)動體216。輪轂軸212具有由框架(未示出)支撐的兩端并且在其中間形成有恒星齒輪218。具有如此形成的恒星齒輪218的輪轂軸212由轂殼214包圍。轂殼214采用兩端開放的形狀。轂殼214的一側(cè)通過第一錐形螺母220旋轉(zhuǎn)固定在輪轂軸212上。轂殼另一側(cè)的內(nèi)周表面整體形成有第一棘輪環(huán)224，所述棘輪環(huán)224具有沿轂殼的內(nèi)周表面徑向形成的多個第一棘輪凹槽222。同時，輪轂驅(qū)動體216采用環(huán)形環(huán)的形狀并且可拆卸地安裝在形成在轂殼214內(nèi)周表面上的第一棘輪環(huán)224的一側(cè)。輪轂驅(qū)動體216的內(nèi)周表面形成有內(nèi)齒輪226以閉合第一棘輪環(huán)224。具有多個第二棘輪凹槽227的第二棘輪環(huán)228整體形成在內(nèi)齒輪226一側(cè)。這時，輪轂驅(qū)動體216通過扣環(huán)229固定到轂殼214的內(nèi)周表面。內(nèi)齒輪226和第二棘輪環(huán)228被形成為階梯狀。第一和第二行駛單元230和250以及變換單元270設(shè)置在如上述構(gòu)造的輪轂單元210中。
第一行駛單元230包括主動輪232和從動鏈輪234。主動輪232在通過第二錐形螺母236旋轉(zhuǎn)固定在輪轂軸212上時可封閉轂殼214的另一側(cè)。這時，用來接收來自主動鏈輪(未示出)的能量的從動鏈輪124安裝在主動輪232暴露在轂殼214外部的另一側(cè)的外周表面上。環(huán)形接收凹槽238在主動輪232向著轂殼214內(nèi)部延伸的一側(cè)形成在主動輪232內(nèi)部。這時，選擇性地與輪轂驅(qū)動體216的第二棘輪環(huán)228的第二棘輪凹槽227緊密接觸以旋轉(zhuǎn)轂殼214的多個第一棘爪240安裝在接收凹槽238的外周表面上，并且多個第二棘爪242安裝在接收凹槽238的內(nèi)周表面上。優(yōu)選地，第一和第二棘爪240和242由于配合到形成在其中心的凹槽中的扣環(huán)而彈性突出。當(dāng)單向旋轉(zhuǎn)力傳遞到第一和第二棘爪240和242時，它們可傳遞旋轉(zhuǎn)力并保持其突出狀態(tài)。相反，當(dāng)反向旋轉(zhuǎn)力傳遞到它們時，第一和第二棘爪240和242分別在第二棘輪凹槽227和第三棘輪凹槽276處滑動并且彈性進(jìn)入形成在主動輪232外周和內(nèi)周表面處的凹槽，從而它們不能傳遞旋轉(zhuǎn)力。
第二行駛單元250包括第一托架252、和與第一托架252整體形成的第二托架254。第一托架252放置在轂殼214內(nèi)，同時第一托架的內(nèi)周表面包圍了恒星齒輪218。第一托架252的外周表面定位成可閉合內(nèi)齒輪226。即，第一托架252采用環(huán)形形狀并且放置在輪轂驅(qū)動體216的內(nèi)周表面上。多個行星齒輪256沿徑向旋轉(zhuǎn)布置在第一托架252的外周表面上。選擇性地與第一棘輪環(huán)224的第一棘輪凹槽222緊密接觸的第三棘爪258形成在所述多個行星齒輪256一側(cè)上的第一托架252的外周表面上。第一彈簧連接槽260形成在多個行星齒輪258另一側(cè)上的第一托架252另一側(cè)表面中的某一位置處。這時，行星齒輪256外周表面徑向向內(nèi)的部分與恒星齒輪218嚙合，并且行星齒輪256外周表面徑向向外的部分與輪轂驅(qū)動體216的內(nèi)齒輪226嚙合。第二托架254從第一托架252的另一側(cè)表面向著主動輪232的接收凹槽238內(nèi)部延伸并環(huán)繞輪轂軸212。環(huán)形引導(dǎo)件262形成在第二托架254末端并具有小于第二托架254直徑的直徑。第一鍵形突起264從引導(dǎo)件262的一部分徑向突出。
同時，變換單元270包括第三棘輪環(huán)272和變換彈簧274。選擇性地與第三棘爪242緊密接觸的多個第三棘輪凹槽276形成在第三棘輪環(huán)272的外周表面上，并且第三棘輪環(huán)的內(nèi)周表面圍繞第二托架254的外周表面配合。這時，第三棘輪環(huán)276的內(nèi)周表面形成有第二鍵形突起278，所述第二鍵形突起278可選擇性地與第一鍵形突起264緊密接觸并沿引導(dǎo)件262轉(zhuǎn)動。第二彈簧連接槽280形成在第三棘輪環(huán)272的一側(cè)表面中，與第一彈簧連接槽260相對應(yīng)。同時，變換彈簧274的一端安裝在第一彈簧連接槽260中，其另一端安裝在第二彈簧連接槽280中，從而變換彈簧可環(huán)繞第二托架254。即，旋轉(zhuǎn)的主動輪232的第二棘爪242旋轉(zhuǎn)第三棘輪環(huán)272，旋轉(zhuǎn)的第三棘輪環(huán)272的第二鍵形突起278可圍繞引導(dǎo)件262轉(zhuǎn)動并與第一鍵形突起264緊密接觸，從而旋轉(zhuǎn)了第二和第一托架254和252。結(jié)果，行星齒輪256圍繞恒星齒輪218與內(nèi)齒輪226嚙合，并且第三棘爪258與第一棘輪環(huán)224嚙合，從而快速旋轉(zhuǎn)了轂殼214。
下面將簡要說明根據(jù)本發(fā)明第二實施例的上述構(gòu)造的變速裝置200的運轉(zhuǎn)。
操作自行車的踏板(未示出)來驅(qū)動主動鏈輪(未示出)，所述主動鏈輪依次旋轉(zhuǎn)從動鏈輪234和通過鏈條(未示出)連接到其的主動輪232。當(dāng)主動輪232以這種方式旋轉(zhuǎn)時，主動輪232的第一棘爪240與第二棘輪環(huán)228的第二棘輪凹槽227緊密接觸，從而旋轉(zhuǎn)了轂殼214內(nèi)周表面上的輪轂驅(qū)動體216。因此，與輪轂驅(qū)動體216整體形成的內(nèi)齒輪226被轉(zhuǎn)動，同時與第一托架252的行星齒輪256的外周表面嚙合，從而轉(zhuǎn)動了第一托架252。此后，設(shè)置在第一托架252處的第三棘爪258旋轉(zhuǎn)轂殼214。結(jié)果，自行車低速行駛。
同時，當(dāng)?shù)谝患?40與第二棘輪環(huán)228緊密接觸時，第二棘爪242與第三棘輪環(huán)272的第三棘輪凹槽276緊密接觸，從而旋轉(zhuǎn)第三棘輪環(huán)272。當(dāng)?shù)谌啳h(huán)272以這種方式旋轉(zhuǎn)時，形成在第三棘輪環(huán)272內(nèi)周表面上的第二鍵形突起278沿引導(dǎo)件262轉(zhuǎn)動，并且變換彈簧274沿一個方向壓縮。這時，沿引導(dǎo)件262轉(zhuǎn)動的第二鍵形突起278逆時針旋轉(zhuǎn)并且與第一鍵形突起264緊密接觸以旋轉(zhuǎn)第二和第一托架254和252。當(dāng)?shù)谝煌屑?52以這種方式旋轉(zhuǎn)時，設(shè)置在第一托架252上的第三棘爪258更快速地旋轉(zhuǎn)轂殼214。這時，第一棘爪240在第二棘輪凹槽227處滑動。
另一方面，當(dāng)不操作踏板或自行車停止時，從動鏈輪234和主動輪232的旋轉(zhuǎn)停止。因此，第三棘輪環(huán)272的旋轉(zhuǎn)也停止。這時，壓縮的變換彈簧274被釋放以順時針旋轉(zhuǎn)第三棘輪環(huán)272。第三棘輪環(huán)272停止第二和第一托架254和252的高速旋轉(zhuǎn)。
在上述的本發(fā)明第一和第二實施例中，用來支撐變換彈簧174和274的第一彈簧連接槽158和260以及第二彈簧連接槽180和280可如圖6所示被排除。
此處，圖6是分解透視圖，示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的自動變速裝置的第二行駛單元和變換單元的另一實例。
在第一實施例中，當(dāng)已經(jīng)被從動鏈輪134和主動輪132旋轉(zhuǎn)的第二棘輪環(huán)172停止時，第二托架154不會立即停止而是由于慣性力而旋轉(zhuǎn)，而無需利用變換彈簧174將第二棘輪環(huán)172恢復(fù)到初始位置。因此，有可能得到與通過恢復(fù)到第二棘輪環(huán)172開始被驅(qū)動的初始狀態(tài)而變換到低速行駛狀態(tài)相同的效果。
然而，在第二實施例中，當(dāng)已經(jīng)被從動鏈輪234和主動輪232旋轉(zhuǎn)的第三棘輪環(huán)272停止時，在用來將第三棘輪環(huán)272恢復(fù)到初始位置的變換彈簧274不存在的情況下繼續(xù)維持高速行駛狀態(tài)。僅在轂殼214的旋轉(zhuǎn)最終停止時，才有可能得到與通過恢復(fù)到第三棘輪環(huán)272開始被驅(qū)動的初始狀態(tài)而變換到低速行駛狀態(tài)相同的效果。
圖7a和7b示意性地示出本發(fā)明自動變速裝置低速和高速行駛狀態(tài)的另一實例。
在本發(fā)明第一實施例中，如圖6、7a和7b所示，可在第二托架154的外周表面等距離形成兩個或多個第一鍵形突起162，可在第二棘輪環(huán)172的內(nèi)周表面上等距離形成兩個或多個第二鍵形突起178?？蛇M(jìn)一步在第二托架154的外周表面和第二棘輪環(huán)172的內(nèi)周表面之間設(shè)置環(huán)形軸襯190。軸襯190具有對應(yīng)于第一鍵形突起162的內(nèi)鍵形突起191和對應(yīng)于第二鍵形突起178的外鍵形突起192，它們分別等距離形成在軸襯內(nèi)周表面和外周表面上。
即，在低速行駛狀態(tài)下，轂殼114由多個第一棘爪140旋轉(zhuǎn)。相反，在高速行駛狀態(tài)下，旋轉(zhuǎn)力僅由形成在第二棘輪環(huán)172上的單個第二鍵形突起178和形成在第二托架154上的單個第一鍵形突起162傳遞，如圖3b所示。因此，由于大的旋轉(zhuǎn)力作用在第一和第二鍵形突起162和178上，所以第一和第二鍵形突起162和178容易損壞。
如果為了防止這種現(xiàn)象而在第二托架154和第二棘輪環(huán)172上簡單地形成兩個或多個第一和第二鍵形突起162和178，則變速計時被縮短到小于大約形成單個第一鍵形突起162和單個第二鍵形突起178情況下變速計時的一半。
為了克服該問題，如圖8到10所示，在第二托架154的外周表面和第二棘輪環(huán)172的內(nèi)周表面之間進(jìn)一步設(shè)置了軸襯190，所述軸襯190在內(nèi)周表面具有兩個對應(yīng)于第一鍵形突起162的內(nèi)鍵形突起191，在外周表面上具有兩個對應(yīng)于第二鍵形突起178的外鍵形突起192，因此旋轉(zhuǎn)力被兩個或多個第一和第二鍵形突起162和178分散然后傳遞。因此，可提前防止第一和第二鍵形突起162和178的損壞。
另外，有可能得到極好的優(yōu)點，因為從低速行駛狀態(tài)到高速行駛狀態(tài)的變速計時(即，第二托架開始被第二棘輪環(huán)旋轉(zhuǎn)時的時間)可通過合適地調(diào)節(jié)軸襯190上形成的內(nèi)和外鍵形突起191和192的間隔和數(shù)量而容易地受到控制。
相似地，即使在本發(fā)明第二實施例中，也可以在第二托架254的外周表面上等距離形成兩個或多個第一鍵形突起264，在第三棘輪環(huán)272的內(nèi)周表面上等距離形成兩個或多個第二鍵形突起278?？蛇M(jìn)一步在第二托架254的外周表面和第三棘輪環(huán)272的內(nèi)周表面之間設(shè)置環(huán)形軸襯190。軸襯190具有對應(yīng)于第一鍵形突起264的內(nèi)鍵形突起191和對應(yīng)于第二鍵形突起278的外鍵形突起192，它們分別等距離形成在軸襯內(nèi)周表面和外周表面上。因此，有可能得到與上述第一實施例相同的效果。
圖8是剖視圖，示意性地示出根據(jù)本發(fā)明第三實施例的自動變速裝置的內(nèi)部，圖9是沿圖8線A-A所做的剖視圖，圖10是沿圖8線B-B所做的剖視圖。另外，圖11是沿圖8線C-C所做的剖視圖，圖12是沿圖8線D-D所做的剖視圖。
參考圖8到12，根據(jù)本發(fā)明第三實施例的自動變速裝置300包括輪轂單元310、第一行駛單元330、第二行駛單元350和變換單元370。
首先，輪轂單元310包括輪轂軸312和轂殼314。輪轂軸312具有由框架(未示出)支撐的兩端并且在其中間部分形成有外齒輪324。如此形成的具有外齒輪324的輪轂軸312由轂殼314包圍。轂殼314采用兩端開放的形狀。轂殼314的一側(cè)通過第一錐形螺母318旋轉(zhuǎn)固定在輪轂軸312上。轂殼314中間部分的內(nèi)周表面整體形成有第三棘輪環(huán)372，所述棘輪環(huán)372具有沿轂殼314的內(nèi)周表面徑向形成的多個第三棘輪凹槽376。轂殼314另一側(cè)的內(nèi)周表面沿轂殼314的內(nèi)周表面徑向形成有兩個或多個第二鍵形突起378。第一和第二行駛單元330和350以及變換單元370設(shè)置在上述構(gòu)造的輪轂單元310中。
第一行駛單元330包括主動輪332和從動鏈輪334。主動輪332在通過第二錐形螺母336旋轉(zhuǎn)固定在輪轂軸312上時可封閉轂殼314的另一側(cè)。這時，用來接收來自主動鏈輪(未示出)的能量的從動鏈輪334安裝在主動輪332暴露在轂殼314外部的另一側(cè)的外周表面上。選擇性地與第二棘輪環(huán)328的第二棘輪凹槽327緊密接觸以旋轉(zhuǎn)齒圈354的多個第二棘爪342安裝在延伸到轂殼314中的主動輪332的外周表面上。這時，從動鏈輪334的內(nèi)周表面整體形成有第一棘輪環(huán)324，所述棘輪環(huán)324具有沿內(nèi)周表面形成的多個第一棘輪凹槽322。選擇性地與第一棘輪環(huán)324的第一棘輪凹槽322緊密接觸以旋轉(zhuǎn)主動輪322的多個第一棘爪340安裝在延伸到轂殼314外部的主動輪332的外周表面上。優(yōu)選地，第一和第二棘爪340和342由于配合到形成在其中心的凹槽中的扣環(huán)而彈性突出超過主動輪332的外周表面。當(dāng)單向旋轉(zhuǎn)力傳遞到第一和第二棘爪340和342時，第一棘爪340和第二棘爪342可分別將旋轉(zhuǎn)力傳遞到主動輪332和齒圈354，同時保持其突出狀態(tài)。相反，當(dāng)反向旋轉(zhuǎn)力傳遞到其時，第一或第二棘爪340或342分別在第一或第二棘輪凹槽322或327處滑動并且彈性進(jìn)入形成在主動輪332外周表面處的凹槽，從而它們不能傳遞旋轉(zhuǎn)力。
第二行駛單元350包括設(shè)置有多個第三棘爪358的環(huán)形托架352和行星齒輪356。托架352放置在轂殼314內(nèi)，同時托架的內(nèi)周表面包圍了外齒輪324。托架352的外周表面定位得可閉合內(nèi)齒輪326。選擇性地與第三棘輪環(huán)372的第三棘輪凹槽376緊密接觸以旋轉(zhuǎn)轂殼314的多個第三棘爪358形成在托架352一側(cè)的外周表面上。所述多個行星齒輪356沿徑向旋轉(zhuǎn)布置在托架352另一側(cè)的外周表面上，因此行星齒輪356外周表面徑向向內(nèi)的部分與外齒輪324嚙合，行星齒輪356外周表面的徑向向外的部分與內(nèi)齒輪326嚙合。這時，第三棘爪358也由于配合到形成在其中心的凹槽中的扣環(huán)而彈性突出超過托架352的外周表面。當(dāng)單向旋轉(zhuǎn)力傳遞到第三棘爪358時，它們可將旋轉(zhuǎn)力傳遞到轂殼314，同時保持其突出狀態(tài)。相反，當(dāng)反向旋轉(zhuǎn)力傳遞到其時，第三棘爪358在第三棘輪凹槽376處滑動并且彈性進(jìn)入形成在托架352外周表面處的凹槽，從而它們不能傳遞旋轉(zhuǎn)力。
同時，變換單元370包括齒圈354和軸襯390并且置于第一和第二行駛單元330和350之間。與行星齒輪356嚙合的內(nèi)齒輪326形成在齒圈354一側(cè)的內(nèi)周表面上，形成有選擇性地與第二棘爪342緊密接觸的多個第二棘輪凹槽327的第二棘輪環(huán)328整體形成在齒圈354另一側(cè)的內(nèi)周表面上。兩個或多個第一鍵形突起364等距離形成在齒圈354另一側(cè)的外周表面上，并且軸襯390配合在第一和第二鍵形突起364和378之間。這時，軸襯390具有對應(yīng)于第一鍵形突起364的內(nèi)鍵形突起391和對應(yīng)于第二鍵形突起378的外鍵形突起392，它們分別等距離形成在軸襯的內(nèi)周表面和外周表面上。當(dāng)?shù)谝绘I形突起364與齒圈354一起旋轉(zhuǎn)時，第一鍵形突起364旋轉(zhuǎn)軸襯390的內(nèi)鍵形突起391，產(chǎn)生預(yù)定量的旋轉(zhuǎn)。此后，軸襯390的外鍵形突起392旋轉(zhuǎn)第二鍵形突起378。結(jié)果，轂殼314高速旋轉(zhuǎn)。
下面將簡要說明根據(jù)本發(fā)明第三實施例的上述構(gòu)造的變速裝置300的運轉(zhuǎn)。
參考圖8到12，操作自行車的踏板(未示出)來驅(qū)動主動鏈輪(未示出)，所述主動鏈輪依次旋轉(zhuǎn)通過鏈條(未示出)連接到其的從動鏈輪334。主動輪332的第一棘爪340與形成在主動鏈輪334的第一棘輪環(huán)324上的第一棘輪凹槽322緊密接觸，從而旋轉(zhuǎn)主動輪332。如果反向旋轉(zhuǎn)力在這種狀態(tài)下傳遞到從動鏈輪334，則第一棘爪340在第一棘輪凹槽322處滑動，因此反向旋轉(zhuǎn)力不能傳遞到主動輪。當(dāng)主動輪322以這種方式旋轉(zhuǎn)時，主動輪332的第二棘爪342與第二棘輪環(huán)328的第二棘輪凹槽327緊密接觸，從而旋轉(zhuǎn)齒圈354。因此，齒圈354的內(nèi)齒輪326旋轉(zhuǎn)與外齒輪324嚙合的行星齒輪356，因此托架352繞輪轂軸312旋轉(zhuǎn)。設(shè)置在托架352上的第三棘爪358與形成在轂殼314第三棘輪環(huán)372處的第三棘輪凹槽376緊密接觸，從而旋轉(zhuǎn)了轂殼314。結(jié)果，自行車低速行駛。
同時，當(dāng)齒圈354旋轉(zhuǎn)時，行星齒輪356被旋轉(zhuǎn)，同時，形成在齒圈354處的第一鍵形突起364單一旋轉(zhuǎn)。因此，當(dāng)?shù)谝绘I形突起364轉(zhuǎn)過預(yù)定角度后，它們與軸襯390的內(nèi)鍵形突起391接觸，從而旋轉(zhuǎn)軸襯390。當(dāng)?shù)谝绘I形突起364與軸襯390一起進(jìn)一步繼續(xù)轉(zhuǎn)過預(yù)定角度后，軸襯390的外鍵形突起378與轂殼314的第二鍵形突起378接觸，從而快速旋轉(zhuǎn)轂殼314。這時，如果齒圈354高速旋轉(zhuǎn)轂殼314，則第三棘爪358在第三棘輪凹槽376處滑動。
相反，當(dāng)不操作踏板時，從動鏈輪334和主動輪332的旋轉(zhuǎn)停止，盡管轂殼314繼續(xù)旋轉(zhuǎn)直到自行車停止。因此，置于第一和第二鍵形突起364和378之間的軸襯390恢復(fù)到低速行駛狀態(tài)，即初始驅(qū)動狀態(tài)之前的狀態(tài)。
這時，通過合適地調(diào)節(jié)形成在軸襯390上的內(nèi)和外鍵形突起391和392的間距和數(shù)量，有可能得到極好的優(yōu)點，因為防止了大的旋轉(zhuǎn)力局部作用在第一和第二鍵形突起364和378上，防止了發(fā)生部件損壞，并且從低速行駛狀態(tài)到高速行駛狀態(tài)的變速計時(即，當(dāng)轂殼開始由齒圈以高速旋轉(zhuǎn)時的時間)容易受到控制。
雖然已經(jīng)結(jié)合自行車描述了本發(fā)明的第一到第三實施例，但是它們也可以容易地應(yīng)用到一般的機(jī)構(gòu)，包括輪椅、使用踏板的玩具車和釣魚絞盤、或工業(yè)機(jī)器以及速度需要改變的氣閥、鎖等。
因此，本發(fā)明的自動變速裝置可根據(jù)預(yù)定量的旋轉(zhuǎn)利用機(jī)械部件例如恒星齒輪和行星齒輪、棘爪和棘輪主動變速而無需額外操作。因為變速計時可根據(jù)形成在軸襯處的鍵形突起的數(shù)量和位置容易受到控制，所以本發(fā)明的自動變速裝置可廣泛應(yīng)用于并且方便地使用在能量傳遞機(jī)構(gòu)的整個領(lǐng)域。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明第一到第三實施例的自動變速裝置允許在自行車行駛期間自動變速而不是通過調(diào)節(jié)桿的操作傳統(tǒng)變速。因此，存在某些優(yōu)點，即用戶能得到最大方便、以及生產(chǎn)成本可減小并且由于其簡單的結(jié)構(gòu)而易于維護(hù)。
雖然已經(jīng)參考本發(fā)明的優(yōu)選實施例描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可容易地理解到，在不脫離由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的實質(zhì)和范圍內(nèi)可進(jìn)行各種修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種自動變速裝置，包括輪轂單元，所述輪轂單元包括兩端由框架支撐并且在其中心處形成有恒星齒輪的輪轂軸，和圍繞所述恒星齒輪的轂殼，并且所述轂殼具有形成在轂殼可被旋轉(zhuǎn)固定到所述輪轂軸一側(cè)的內(nèi)周表面上的第一棘輪環(huán)和內(nèi)齒輪；第一行駛單元，所述第一行駛單元包括用來旋轉(zhuǎn)所述轂殼同時閉合所述轂殼另一側(cè)并且被旋轉(zhuǎn)固定在所述輪轂軸上的主動輪，和通過接收來自主動鏈輪的能量以旋轉(zhuǎn)所述主動輪的從動鏈輪；第二行駛單元，所述第二行駛單元包括安置在所述轂殼內(nèi)的第一托架并且在所述第一托架一側(cè)安裝有與所述恒星齒輪和所述內(nèi)齒輪嚙合以快速旋轉(zhuǎn)所述轂殼的多個行星齒輪，以及從所述第一托架的另一側(cè)延伸到所述主動輪的第二托架；和變換單元，所述變換單元包括安置在所述主動輪和所述第二托架之間以將旋轉(zhuǎn)力從旋轉(zhuǎn)的主動輪傳遞到第二托架和第一托架的行星齒輪的第二棘輪環(huán)，以及安置在第一和第二托架之間以在自行車踏板不被操作和自行車停止時恢復(fù)第二棘輪環(huán)的變換彈簧。
2.一種自動變速裝置，包括輪轂單元，所述輪轂單元包括兩端由框架支撐并且在其中心處形成有恒星齒輪的輪轂軸，和圍繞所述恒星齒輪的轂殼，并且所述轂殼具有形成在轂殼可被旋轉(zhuǎn)固定到所述輪轂軸一側(cè)的內(nèi)周表面上的第一棘輪環(huán)和內(nèi)齒輪；第一行駛單元，所述第一行駛單元包括用來旋轉(zhuǎn)所述轂殼同時閉合所述轂殼另一側(cè)并且被旋轉(zhuǎn)固定在所述輪轂軸上的主動輪，和通過接收來自主動鏈輪的能量以旋轉(zhuǎn)所述主動輪的從動鏈輪；第二行駛單元，所述第二行駛單元包括安置在所述轂殼內(nèi)的第一托架并且在所述第一托架一側(cè)安裝有與所述恒星齒輪和所述內(nèi)齒輪嚙合以快速旋轉(zhuǎn)所述轂殼的多個行星齒輪，以及從所述第一托架的另一側(cè)延伸到所述主動輪的第二托架；和變換單元，所述變換單元包括安置在所述主動輪和所述第二托架之間以將旋轉(zhuǎn)力從旋轉(zhuǎn)的主動輪傳遞到第二托架和第一托架的行星齒輪的第二棘輪環(huán)。
3.如權(quán)利要求1所述的自動變速裝置，其中第一彈簧連接槽形成在第一托架另一側(cè)，第二彈簧連接槽形成在第二棘輪環(huán)一側(cè)，并且變換彈簧的一端安裝在第一彈簧連接槽中，而其另一端安裝在第二彈簧連接槽中，同時所述變換彈簧延伸以環(huán)繞第二托架。
4.如權(quán)利要求1或2所述的自動變速裝置，位置所述轂殼采取兩端開放的形狀，所述轂殼的一側(cè)通過第一錐形螺母旋轉(zhuǎn)固定在所述輪轂軸上，所述轂殼另一側(cè)的內(nèi)周表面形成有第一棘輪環(huán)，第一棘輪環(huán)具有多個沿所述轂殼內(nèi)周表面形成的第一棘輪凹槽，并且沿所述轂殼內(nèi)周表面形成有內(nèi)齒輪。
5.如權(quán)利要求4所述的自動變速裝置，其中所述主動輪通過第二錐形螺母旋轉(zhuǎn)固定在所述輪轂軸上，所述從動鏈輪安裝在所述主動輪暴露于所述轂殼外部的另一側(cè)，環(huán)形接收凹槽形成在所述主動輪延伸進(jìn)入所述轂殼的一側(cè)，選擇性地與第一棘輪環(huán)的第一棘輪凹槽緊密接觸以旋轉(zhuǎn)所述轂殼的多個第一棘爪安裝在所述接收凹槽的外周表面，選擇性地旋轉(zhuǎn)第二棘輪環(huán)的多個第二棘爪安裝在所述接收凹槽的內(nèi)周表面。
6.如權(quán)利要求5所述的自動變速裝置，其中第一托架的內(nèi)周表面被布置并圍繞所述恒星齒輪，第一托架的外周表面被定位成閉合所述內(nèi)齒輪，所述多個行星齒輪沿徑向旋轉(zhuǎn)布置在第一托架的外周表面，第二托架延伸進(jìn)入所述主動輪的接收凹槽同時環(huán)繞所述輪轂軸并具有形成在其末端的環(huán)形引導(dǎo)件以具有小于第二托架直徑的直徑，并且第一鍵形突起從所述引導(dǎo)件的一部分徑向突出。
7.如權(quán)利要求6所述的自動變速裝置，其中第二棘輪環(huán)安置在所述接收凹槽內(nèi)，第二棘輪環(huán)的外周表面形成有可選擇性地與第二棘爪緊密接觸的多個第二棘輪凹槽，并且第二棘輪環(huán)的內(nèi)周表面形成有可選擇性地與第一鍵形突起緊密接觸并沿所述引導(dǎo)件轉(zhuǎn)動以旋轉(zhuǎn)第二托架的第二鍵形突起。
8.一種自動變速裝置，包括輪轂單元，所述輪轂單元包括兩端由框架支撐并且恒星齒輪形成在其中心處的輪轂軸，環(huán)繞所述恒星齒輪并且具有第一棘輪環(huán)的轂殼，所述第一棘輪環(huán)形成在所述轂殼旋轉(zhuǎn)固定所述輪轂軸一側(cè)的內(nèi)周表面上，以及可拆卸地安裝在第一棘輪環(huán)一側(cè)并具有鄰近第一棘輪環(huán)整體形成在其內(nèi)周表面的第二棘輪環(huán)和內(nèi)齒輪的環(huán)形輪轂驅(qū)動體；第一行駛單元，所述第一行駛單元包括用來旋轉(zhuǎn)所述轂殼同時閉合所述轂殼另一側(cè)并且被旋轉(zhuǎn)固定在所述輪轂軸上的主動輪，和通過接收來自主動鏈輪的能量以旋轉(zhuǎn)所述主動輪的從動鏈輪；第二行駛單元，所述第二行駛單元包括安置在所述轂殼內(nèi)的第一托架并且在所述第一托架一側(cè)的外周表面上安裝有分別與第一棘輪環(huán)、恒星齒輪和內(nèi)齒輪嚙合以快速旋轉(zhuǎn)所述轂殼的第三棘爪和多個行星齒輪，以及從第一托架另一側(cè)伸入所述主動輪的第二托架；和變換單元，所述變換單元包括安置在所述主動輪和所述第二托架之間以將旋轉(zhuǎn)力從旋轉(zhuǎn)的主動輪傳遞到第二托架和第一托架的行星齒輪和第三棘爪的第三棘輪環(huán)，以及安置在第一和第三棘輪環(huán)之間以在自行車踏板不被操作和自行車停止時恢復(fù)第三棘輪環(huán)的變換彈簧。
9.一種自動變速裝置，包括輪轂單元，所述輪轂單元包括兩端由框架支撐并且恒星齒輪形成在其中心處的輪轂軸，環(huán)繞所述恒星齒輪并且具有第一棘輪環(huán)的轂殼，所述第一棘輪環(huán)形成在所述轂殼旋轉(zhuǎn)固定所述輪轂軸一側(cè)的內(nèi)周表面上，以及可拆卸地安裝在第一棘輪環(huán)一側(cè)并具有鄰近第一棘輪環(huán)整體形成在其內(nèi)周表面上的第二棘輪環(huán)和內(nèi)齒輪的環(huán)形輪轂驅(qū)動體；第一行駛單元，所述第一行駛單元包括用來旋轉(zhuǎn)所述轂殼同時閉合所述轂殼另一側(cè)并且被旋轉(zhuǎn)固定在所述輪轂軸上的主動輪，和通過接收來自主動鏈輪的能量以旋轉(zhuǎn)所述主動輪的從動鏈輪；第二行駛單元，所述第二行駛單元包括安置在所述轂殼內(nèi)的第一托架并且在所述第一托架一側(cè)的外周表面上安裝有分別與第一棘輪環(huán)、恒星齒輪和內(nèi)齒輪嚙合以快速旋轉(zhuǎn)所述轂殼的第三棘爪和多個行星齒輪，以及從第一托架另一側(cè)伸入所述主動輪的第二托架；和變換單元，所述變換單元包括安置在所述主動輪和所述第二托架之間以將旋轉(zhuǎn)力從旋轉(zhuǎn)的主動輪傳遞到第二托架和第一托架的行星齒輪和第三棘爪的第三棘輪環(huán)。
10.如權(quán)利要求8所述的自動變速裝置，其中第一彈簧連接槽形成在第一托架另一側(cè)，第二彈簧連接槽形成在第二棘輪環(huán)一側(cè)，并且變換彈簧的一端安裝在第一彈簧連接槽中，而其另一端安裝在第二彈簧連接槽中，同時所述變換彈簧延伸以環(huán)繞第二托架。
11.如權(quán)利要求8或9所述的自動變速裝置，位置所述轂殼采取兩端開放的形狀，所述轂殼的一側(cè)通過第一錐形螺母旋轉(zhuǎn)固定在所述輪轂軸上，所述轂殼另一側(cè)的內(nèi)周表面形成有第一棘輪環(huán)，第一棘輪環(huán)具有多個沿所述轂殼內(nèi)周表面形成的第一棘輪凹槽，所述輪轂驅(qū)動體的第二棘輪環(huán)和所述內(nèi)齒輪形成為階梯狀，并且第二棘輪環(huán)形成有多個第二棘輪凹槽并且通過扣環(huán)固定到所述轂殼。
12.如權(quán)利要求11所述的自動變速裝置，其中所述主動輪通過第二錐形螺母旋轉(zhuǎn)固定在所述輪轂軸上，所述從動鏈輪安裝在所述主動輪暴露于所述轂殼外部的另一側(cè)，環(huán)形接收凹槽形成在所述主動輪延伸進(jìn)入所述轂殼的一側(cè)，選擇性地與第二棘輪環(huán)的第二棘輪凹槽緊密接觸以旋轉(zhuǎn)所述轂殼的多個第一棘爪安裝在所述接收凹槽的外周表面，選擇性地旋轉(zhuǎn)第三棘輪環(huán)的多個第二棘爪安裝在所述接收凹槽的內(nèi)周表面。
13.如權(quán)利要求12所述的自動變速裝置，其中第一托架的內(nèi)周表面被布置并圍繞所述恒星齒輪，第一托架的外周表面被定位成閉合所述內(nèi)齒輪，所述多個行星齒輪沿徑向旋轉(zhuǎn)布置在第一托架的外周表面，用來選擇性地將旋轉(zhuǎn)力傳遞到形成在第一棘輪環(huán)上的多個第一棘輪凹槽的第三棘爪形成在所述行星齒輪一側(cè)，第二托架延伸進(jìn)入所述主動輪的接收凹槽同時環(huán)繞所述輪轂軸并具有形成在其末端的環(huán)形引導(dǎo)件以具有小于第二托架直徑的直徑，并且第一鍵形突起從所述引導(dǎo)件的一部分徑向突出。
14.如權(quán)利要求12所述的自動變速裝置，其中第三棘輪環(huán)安置在所述接收凹槽內(nèi)，第二棘輪環(huán)的外周表面形成有可選擇性地與第二棘爪緊密接觸的多個第三棘輪凹槽，并且第二棘輪環(huán)的內(nèi)周表面形成有可選擇性地與第一鍵形突起緊密接觸并沿所述引導(dǎo)件轉(zhuǎn)動以旋轉(zhuǎn)第二托架的第二鍵形突起。
15.如權(quán)利要求1或2所述的自動變速裝置，其中兩個或多個第一鍵形突起等距離地形成在第二托架的外周表面上，兩個或多個第二鍵形突起等距離地形成在第二棘輪環(huán)的內(nèi)周表面上，在第二托架的外周表面和第二棘輪環(huán)的內(nèi)周表面之間進(jìn)一步設(shè)置了環(huán)形軸襯，并且所述環(huán)形軸襯具有對應(yīng)于第一鍵形突起的內(nèi)鍵形突起和對應(yīng)于第二鍵形突起的外鍵形突起，所述內(nèi)外鍵形突起分別等距離地形成在所述軸襯的內(nèi)周表面上和外周表面上。
16.如權(quán)利要求8或9所述的自動變速裝置，其中兩個或多個第一鍵形突起等距離地形成在第二托架的外周表面上，兩個或多個第二鍵形突起等距離地形成在第三棘輪環(huán)的內(nèi)周表面上，在第二托架的外周表面和第三棘輪環(huán)的內(nèi)周表面之間進(jìn)一步設(shè)置了環(huán)形軸襯，并且所述環(huán)形軸襯具有對應(yīng)于第一鍵形突起的內(nèi)鍵形突起和對應(yīng)于第二鍵形突起的外鍵形突起，所述內(nèi)外鍵形突起分別等距離地形成在所述軸襯的內(nèi)周表面上和外周表面上。
17.一種自動變速裝置，包括輪轂單元，所述輪轂單元包括兩端由框架支撐并且在其中間部分具有外齒輪的輪轂軸，和圍繞所述外齒輪的轂殼，并且所述轂殼具有形成在轂殼可被旋轉(zhuǎn)固定到所述輪轂軸一側(cè)的內(nèi)周表面上的第三棘輪環(huán)和第二鍵形突起；第一行駛單元，所述第一行駛單元包括由所述輪轂軸旋轉(zhuǎn)支撐同時閉合所述轂殼另一側(cè)并且在其一側(cè)的外周表面形成有第二棘爪的主動輪，和通過接收來自主動鏈輪的能量以旋轉(zhuǎn)所述主動輪的從動鏈輪；第二行駛單元，所述第二行駛單元設(shè)置在所述轂殼內(nèi)，并且在其一側(cè)包括用來選擇性地旋轉(zhuǎn)所述轂殼同時與所述第三棘輪環(huán)嚙合的第三棘爪，以及安裝有與所述外齒輪嚙合和旋轉(zhuǎn)的多個行星齒輪的托架；和變換單元，所述變換單元安置在第一和第二行駛單元之間，并且包括齒圈，所述齒圈具有在其一側(cè)與所述行星齒輪嚙合的內(nèi)齒輪，在其另一側(cè)具有第一鍵形突起，以及設(shè)置在第一和第二鍵形突起之間的軸襯，從而選擇性地將旋轉(zhuǎn)力從所述主動輪傳遞到所述托架或所述轂殼。
18.如權(quán)利要求17所述的自動變速裝置，其中兩個或多個第一鍵形突起等距離地形成在所述齒圈的外周表面上，兩個或多個第二鍵形突起等距離地形成在所述轂殼的內(nèi)周表面上，在所述齒圈的外周表面和所述轂殼的內(nèi)周表面之間設(shè)置軸襯，并且所述軸襯具有對應(yīng)于第一鍵形突起的內(nèi)鍵形突起和對應(yīng)于第二鍵形突起的外鍵形突起，所述內(nèi)外鍵形突起分別等距離地形成在所述軸襯的內(nèi)周表面上和外周表面上。
19.如權(quán)利要求17所述的自動變速裝置，其中所述從動鏈輪的內(nèi)周表面形成有第一棘輪環(huán)，所述第一棘輪環(huán)具有多個沿所述從動鏈輪內(nèi)周表面形成的第一棘輪凹槽，選擇性地與第一棘輪環(huán)的第一棘輪凹槽緊密接觸的多個第一棘爪安裝在延伸到所述轂殼外部的主動輪的外周表面。
20.如權(quán)利要求17所述的自動變速裝置，其中所述轂殼采取兩端開放的形狀，所述轂殼的一側(cè)通過第一錐形螺母旋轉(zhuǎn)固定在所述輪轂軸上，所述轂殼中間部分的內(nèi)周表面整體形成有第三棘輪環(huán)，所述第三棘輪環(huán)具有多個沿所述轂殼內(nèi)周表面形成的第三棘輪凹槽，所述轂殼另一側(cè)的內(nèi)周表面形成有向內(nèi)突出的第二鍵形突起。
21.如權(quán)利要求20所述的自動變速裝置，其中所述主動輪通過第二錐形螺母旋轉(zhuǎn)固定在所述輪轂軸上，所述從動鏈輪安裝在所述主動輪暴露于所述轂殼外部的另一側(cè)上，用來旋轉(zhuǎn)所述齒圈的多個第二棘爪安裝在伸入所述轂殼的主動輪的外周表面。
22.如權(quán)利要求21所述的自動變速裝置，其中所述托架的內(nèi)周表面被布置并圍繞所述外齒輪，所述托架的外周表面被定位成閉合所述內(nèi)齒輪，所述多個行星齒輪沿徑向布置在所述托架的外周表面以與所述外齒輪和內(nèi)齒輪嚙合和旋轉(zhuǎn)，選擇性地與第三棘輪環(huán)的第三棘輪凹槽緊密接觸以旋轉(zhuǎn)所述轂殼的多個第三棘爪安裝在所述托架一側(cè)的外周表面上。
23.如權(quán)利要求21所述的自動變速裝置，其中所述齒圈一側(cè)的內(nèi)周表面整體形成有第二棘輪環(huán)，所述第二棘輪環(huán)具有多個選擇性地與第二棘爪緊密接觸的第二棘輪凹槽，所述齒圈的外周表面形成有第一鍵形突起，所述第一鍵形突起旋轉(zhuǎn)然后在通過所述軸襯旋轉(zhuǎn)預(yù)定的旋轉(zhuǎn)量之后將旋轉(zhuǎn)力傳遞到第二鍵形突起。
24.如權(quán)利要求7所述的自動變速裝置，其中在高速行駛狀態(tài)的情況下，在所述從動鏈輪的旋轉(zhuǎn)超過預(yù)定的旋轉(zhuǎn)量時，如果從動鏈輪停止，則第一鍵形突起轉(zhuǎn)動同時所述轂殼繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，從而執(zhí)行自動變換進(jìn)入低速行駛狀態(tài)。
25.如權(quán)利要求14所述的自動變速裝置，其中在高速行駛狀態(tài)的情況下，在所述從動鏈輪的旋轉(zhuǎn)超過預(yù)定的旋轉(zhuǎn)量時，即使從動鏈輪停止，但轂殼將繼續(xù)旋轉(zhuǎn)并保持高速行駛狀態(tài)，并且在轂殼停止時，執(zhí)行自動變化進(jìn)入低速行駛狀態(tài)。
26.如權(quán)利要求23所述的自動變速裝置，其中在高速行駛狀態(tài)的情況下，在所述從動鏈輪的旋轉(zhuǎn)超過預(yù)定的旋轉(zhuǎn)量時，如果從動鏈輪停止，則第二鍵形突起轉(zhuǎn)動同時所述轂殼繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，從而執(zhí)行自動變換進(jìn)入低速行駛狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種速度根據(jù)預(yù)定的旋轉(zhuǎn)量自動改變而無需用戶任意操作的自動變速裝置。本發(fā)明的自動變速裝置包括輪轂單元，所述輪轂單元包括形成有恒星齒輪的輪轂軸，并且轂殼環(huán)繞恒星齒輪并具有形成在轂殼內(nèi)周表面上的內(nèi)齒輪和第一棘輪環(huán)；第一行駛單元包括用來旋轉(zhuǎn)轂殼同時閉合轂殼另一側(cè)的主動輪，和通過接收來自主動鏈輪的能量以旋轉(zhuǎn)主動輪的從動鏈輪；第二行駛單元包括安置在轂殼內(nèi)的第一托架并且在所述第一托架一側(cè)安裝有與恒星齒輪和內(nèi)齒輪嚙合以快速旋轉(zhuǎn)轂殼的多個行星齒輪，以及從第一托架另一側(cè)延伸到主動輪的第二托架；和變換單元包括安置在主動輪和第二托架之間以將旋轉(zhuǎn)力從旋轉(zhuǎn)的主動輪傳遞到第二托架和第一托架的行星齒輪的第二棘輪環(huán)，以及安置在第一和第二托架之間以在自行車踏板不被操作和自行車停止時恢復(fù)第二棘輪環(huán)的變換彈簧。
文檔編號B62M11/16GK1852828SQ200480027164
公開日2006年10月25日 申請日期2004年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月6日
發(fā)明者劉文洙 申請人:吳鐘洙, 馬載烈, 吳炳鮮, 金春培, 安榮愛, 丁賢德