專利名稱：自行車用內(nèi)置變速輪轂的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及自行車輪轂，特別是安裝在自行車用車架上，將輸入體的旋轉(zhuǎn)傳遞到輸出體上的自行車用內(nèi)置變速輪轂。
背景技術(shù)：
作為安裝在自行車的后輪上的內(nèi)置變速輪轂，以往已知有2級(jí)變速的輪轂(參照專利文獻(xiàn)1)。以往的內(nèi)置變速輪轂包括可固定在車架的后端部上的輪轂軸、可圍繞輪轂軸旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)體、與驅(qū)動(dòng)體并列地配置且可圍繞輪轂軸旋轉(zhuǎn)的從動(dòng)體、配置在驅(qū)動(dòng)體的內(nèi)周部上的動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)?？稍隍?qū)動(dòng)體的外周安裝鏈輪，鏈輪經(jīng)由鏈條來傳遞踏板的旋轉(zhuǎn)，由此使驅(qū)動(dòng)體旋轉(zhuǎn)。在驅(qū)動(dòng)體與從動(dòng)體之間安裝有可連結(jié)·隔斷的離合器機(jī)構(gòu)。此外，在托架與從動(dòng)體之間安裝有將托架的一方向(行進(jìn)方向)的旋轉(zhuǎn)傳遞到從動(dòng)體上的單向離合器。動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)具有形成在驅(qū)動(dòng)體的內(nèi)周面上的內(nèi)齒齒輪、形成于輪轂軸的外周的太陽齒輪、旋轉(zhuǎn)自如地安裝在輪轂軸上的托架、旋轉(zhuǎn)自如地安裝在托架上且與太陽齒輪及內(nèi)齒齒輪嚙合的行星齒輪。
在從動(dòng)體與輪轂軸之間設(shè)有左右一對(duì)的第1及第2軸承。第1軸承具有第1及第2推球器、設(shè)于從動(dòng)體的第1及第2接球器、可與上述兩者接觸地設(shè)置的第1及第2球體。第1推球器雖然在專利文獻(xiàn)1中未圖示，但通常為了可以調(diào)整推抵球的程度而擰入并固定在輪轂軸上。第2推球器一體形成在輪轂軸上。此外，在驅(qū)動(dòng)體與從動(dòng)體之間以及驅(qū)動(dòng)體與輪轂軸之間安裝有第3及第4軸承。
專利文獻(xiàn)1實(shí)公昭57-42792號(hào)公報(bào)在前述現(xiàn)有的構(gòu)成中，因?yàn)榈?推球器及太陽齒輪兩者與輪轂軸一體形成，所以輪轂軸的外徑最大的部分成為太陽齒輪形成部分。因此，在組裝輪轂之際必須從太陽齒輪的兩側(cè)來安裝零件。例如，在裝入托架之際，若考慮到空間的問題，則必須從從動(dòng)體一側(cè)將驅(qū)動(dòng)體內(nèi)部安裝在輪轂軸上。因此，位于托架的從動(dòng)體一側(cè)的第2推球器的外徑就必須比托架要小，第2軸承變?yōu)樾讲考?。若?軸承為小徑，則配置在推球器與接球器之間的球體的數(shù)量變少。因此，若以軸承來承受較大的負(fù)載，則作用于推球器及接球器的壓力變高，軸承的壽命有降低的危險(xiǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的課題在于在自行車用內(nèi)置變速輪轂中，即使在輪轂軸上一體形成了太陽齒輪，也可抑制由高負(fù)載所導(dǎo)致的壽命的降低。
發(fā)明1的自行車用內(nèi)置變速輪轂安裝在自行車用車架上，將輸入體的旋轉(zhuǎn)傳遞到輸出體上，包括輪轂軸、驅(qū)動(dòng)體、從動(dòng)體、動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)、第1單向離合器、第2單向離合器、離合器控制機(jī)構(gòu)、第1及第2軸承、第3及第4軸承。輪轂軸是可固定在自行車用車架上的軸。驅(qū)動(dòng)體是可圍繞輪轂軸旋轉(zhuǎn)且可連結(jié)在輸入體上的筒狀驅(qū)動(dòng)體。從動(dòng)體是鄰接驅(qū)動(dòng)體地配置，可圍繞輪轂軸旋轉(zhuǎn)且可連結(jié)在輸出體上的從動(dòng)體。動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)具有一體形成在輪轂軸上的太陽齒輪、旋轉(zhuǎn)自如地安裝在輪轂軸上的托架、在托架的圓周方向上留有間隔地配置且與太陽齒輪嚙合的至少一個(gè)行星齒輪、以及設(shè)于驅(qū)動(dòng)體的內(nèi)側(cè)并與行星齒輪嚙合的內(nèi)齒齒輪，用于將來自驅(qū)動(dòng)體的旋轉(zhuǎn)傳遞給從動(dòng)體。第1單向離合器是將托架的一方向的旋轉(zhuǎn)傳遞到從動(dòng)體上的離合器。第2單向離合器是配置在驅(qū)動(dòng)體與從動(dòng)體之間，可連結(jié)·隔斷驅(qū)動(dòng)體與從動(dòng)體的離合器。離合器控制機(jī)構(gòu)是用于進(jìn)行連結(jié)·隔斷第2單向離合器的操作的機(jī)構(gòu)。第1及第2軸承是具有在軸方向上留有間隔地安裝于輪轂軸的第1及第2推球器、分別設(shè)于從動(dòng)體的可與第1及第2推球器對(duì)置的位置上的第1及第2接球器、可與第1推球器及第1接球器接觸地安裝的多個(gè)第1球體以及可與第2推球器及第2接球器接觸地安裝的多個(gè)第2球體，用于將從動(dòng)體旋轉(zhuǎn)自如地安裝在輪轂軸上的左右一對(duì)的軸承。第3及第4軸承是用于相對(duì)于輪轂軸旋轉(zhuǎn)自如地安裝驅(qū)動(dòng)體的左右一對(duì)的軸承。
在該內(nèi)置變速輪轂中，若經(jīng)由例如鏈條將旋轉(zhuǎn)從鏈輪等的輸入體傳遞到驅(qū)動(dòng)體上，則在第2單向離合器處于連結(jié)狀態(tài)時(shí)，驅(qū)動(dòng)體的旋轉(zhuǎn)經(jīng)由第2單向離合器而直接傳遞給從動(dòng)體，例如車輪等的輸出體以與驅(qū)動(dòng)體相同的轉(zhuǎn)速而高速地旋轉(zhuǎn)。在第2單向離合器處于隔斷狀態(tài)時(shí)，旋轉(zhuǎn)從驅(qū)動(dòng)體傳遞給內(nèi)齒齒輪，內(nèi)齒齒輪的旋轉(zhuǎn)被傳遞給行星齒輪，托架以比驅(qū)動(dòng)體低的速度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。該旋轉(zhuǎn)經(jīng)由第1單向離合器而傳遞給從動(dòng)體，輸出體以低速進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。為了旋轉(zhuǎn)自如地支承該從動(dòng)體，在從動(dòng)體與輪轂軸之間配置第2軸承，其中，第2推球器安裝在輪轂軸上并與輪轂軸兩者分體地設(shè)置。因此，能夠在裝入托架后再裝入推球器，與第2推球器一體形成在輪轂軸上的情況相比，可增大第2推球器的外徑。在此，因?yàn)榈?推球器與輪轂軸分體地設(shè)置，所以即使太陽齒輪一體地形成在輪轂軸上也可使第2軸承為大徑，使第2球體的數(shù)目增加。因此，作用在第2推球器及第2接球器上的壓力變低，能夠抑制由高負(fù)荷而導(dǎo)致的軸承壽命的降低。
發(fā)明2的自行車用內(nèi)置變速輪轂，在發(fā)明1所述的輪轂中，從動(dòng)體與驅(qū)動(dòng)體的外周鄰接地配置，使得從動(dòng)體的一部分與驅(qū)動(dòng)體的外周重疊，內(nèi)齒齒輪一體形成在驅(qū)動(dòng)體的內(nèi)周面上。此時(shí)，在驅(qū)動(dòng)體與從動(dòng)體重合的部分上易于配置將驅(qū)動(dòng)體與從動(dòng)體連結(jié)·隔斷的第2單向離合器，并且內(nèi)齒齒輪的構(gòu)成也變得簡(jiǎn)潔，整體的構(gòu)成也變得簡(jiǎn)潔。發(fā)明3的自行車用內(nèi)置變速輪轂，在發(fā)明1或2所述的輪轂中，第3及第4軸承具有設(shè)于從動(dòng)體的第3推球器及裝卸自如地安裝在前述輪轂軸上的第4推球器、留有間隔地配置在驅(qū)動(dòng)體上的第3及第4接球器、可與第3推球器及第3接球器接觸地安裝的多個(gè)第3球體以及可與第4推球器及第4接球器接觸地安裝的多個(gè)第4球體，托架夾著行星齒輪而旋轉(zhuǎn)自如地支承在輪轂軸與第4推球器上。此時(shí)，因?yàn)橥屑軍A著行星齒輪而被兩端支承，所以托架難于傾斜，支承在托架上的行星齒輪難于相對(duì)于太陽齒輪或內(nèi)齒齒輪傾斜，可高效地傳遞旋轉(zhuǎn)。發(fā)明4的自行車用內(nèi)置變速輪轂，在發(fā)明1～3的任一項(xiàng)所述的輪轂中，第1推球器螺合并擰入固定在輪轂軸上，第2推球器壓入固定在輪轂軸的外周面上。此時(shí)，因?yàn)橥ㄟ^壓入的方式將第2推球器固定在輪轂軸上，所以固定結(jié)構(gòu)變得簡(jiǎn)潔，并且因?yàn)閿Q入固定第1推球器，所以可調(diào)整球體的抵接程度。
發(fā)明5的自行車用內(nèi)置變速輪轂，在發(fā)明1～3的任一項(xiàng)所述的輪轂中，第1及第2推球器螺合并擰入固定在輪轂軸上。此時(shí)，因?yàn)閿Q入固定著兩推球器，所以兩推球器的安裝變得容易。
發(fā)明6的自行車用內(nèi)置變速輪轂，在發(fā)明1～5的任一項(xiàng)所述的輪轂中，第2推球器的內(nèi)徑比托架的內(nèi)徑小。此時(shí)，因?yàn)榘惭b著第2推球器的部分比托架的內(nèi)徑小，所以托架的安裝變得容易，并且可利用托架安裝部分與第2推球器的安裝部分兩者的階差而容易地對(duì)第2推球器進(jìn)行定位。
發(fā)明7的自行車用內(nèi)置變速輪轂，在發(fā)明1～6的任一項(xiàng)所述的輪轂中，由第2推球器與第2球體相接觸的部分所形成的圓弧的直徑比托架的內(nèi)徑大。此時(shí)，因?yàn)榭稍龃蟮?軸承中安裝第2球體的部分的第2推球器的直徑，所以可增多第2球體的數(shù)量。
發(fā)明8的自行車用內(nèi)置變速輪轂，在發(fā)明1～7的任一項(xiàng)所述的輪轂中，第1單向離合器具有可自由起立·臥倒地安裝在托架上的第1離合器爪；在旋轉(zhuǎn)方向上留有間隔地設(shè)置在從動(dòng)體上，且可與起立的第1離合器爪的前端相卡止的第1棘輪齒；朝著起立姿勢(shì)而向第1離合器爪施力的第1施力部件。此時(shí)，能夠以爪式的單向離合器來簡(jiǎn)潔地構(gòu)成第1單向離合器。
發(fā)明9的自行車用內(nèi)置變速輪轂，在發(fā)明1～8的任一項(xiàng)所述的輪轂中，第2單向離合器具有擺動(dòng)自如地安裝在從動(dòng)體上的第2離合器爪；在旋轉(zhuǎn)方向上留有間隔地設(shè)置在驅(qū)動(dòng)體的內(nèi)周面上，且可與第2離合器爪的前端相卡止的第2棘輪齒；離合器控制機(jī)構(gòu)具有沿軸向移動(dòng)自如地安裝在輪轂軸的中心部上的推桿；與推桿的移動(dòng)相對(duì)應(yīng)地移動(dòng)，且可在第2離合器爪的前端卡止在第2棘輪齒上的連結(jié)姿勢(shì)與前端從第2棘輪齒離開的隔斷姿勢(shì)之間對(duì)第2離合器爪進(jìn)行控制的離合器凸輪；將離合器凸輪向連結(jié)姿勢(shì)一側(cè)施力的第2施力部件。此時(shí)，可通過推桿而簡(jiǎn)單地對(duì)第2單向離合器進(jìn)行連結(jié)·隔斷的控制。
發(fā)明10的自行車用內(nèi)置變速輪轂，在發(fā)明9所述的輪轂中，第2推球器具有對(duì)第2施力部件的一端進(jìn)行保持的保持部。此時(shí)，因?yàn)榭梢岳玫?推球器來保持第2施力部件的一端，所以不必設(shè)置用于保持第2施力部件的一端的專用保持部。
發(fā)明11的自行車用內(nèi)置變速輪轂，在發(fā)明1～10的任一項(xiàng)所述的輪轂中，還備有對(duì)第1軸承一側(cè)的間隙進(jìn)行密封的第1密封部件、分別對(duì)第3軸承一側(cè)及第4軸承一側(cè)的間隙進(jìn)行密封的第2及第3密封部件。此時(shí)，可通過3個(gè)密封部件來防止液體或異物侵入到輪轂內(nèi)部。
發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，因?yàn)榈?推球器與輪轂軸分體地設(shè)置，所以即使太陽齒輪一體地形成在輪轂軸上也可使第2軸承為大徑，使第2球體的數(shù)目增加。因此，作用在第2推球器及第2接球器上的壓力變低，能夠抑制由高負(fù)荷而導(dǎo)致的軸承壽命的降低。


圖1是采用了本發(fā)明的一實(shí)施方式的自行車的側(cè)視圖。
圖2是其內(nèi)置變速輪轂的縱剖視圖。
圖3是內(nèi)置變速輪轂的主要部分剖視放大圖。
圖4是其它實(shí)施方式的相當(dāng)于圖3的圖。
具體實(shí)施例方式
(整體構(gòu)成)在圖1中，采用了本發(fā)明的一實(shí)施方式的自行車包括車架1，具有車架體2與前叉3；把手部4；驅(qū)動(dòng)部5；前輪6；安裝著兩級(jí)變速的內(nèi)置變速輪轂10的后輪7；對(duì)前后輪6、7進(jìn)行制動(dòng)的前后制動(dòng)器裝置9f、9r。
在車架1上安裝有包括車座12、把手部4、前輪6及后輪7在內(nèi)的各部分。
把手部4具有把手支架14，固定在前叉3的上部；把手桿15，固定在把手支架14上。在把手桿15的右端安裝有構(gòu)成后制動(dòng)器裝置9r的制動(dòng)器桿16與握柄17。此外，在把手桿15上安裝有用于進(jìn)行變速操作的變速桿8。
驅(qū)動(dòng)部5具有設(shè)于車架體2的下部(懸架部)的齒輪曲柄18、架設(shè)在齒輪曲柄18上的鏈條19、安裝著鏈輪20(圖2)的內(nèi)置變速輪轂10。在內(nèi)置變速輪轂10中安裝有通過變速纜線(未圖示)而與變速桿8連結(jié)在一起的鐘形曲柄11，用于進(jìn)行變速動(dòng)作。
(內(nèi)置變速輪轂的構(gòu)成)內(nèi)置變速輪轂10是包括減速及直結(jié)的動(dòng)力傳遞路徑的2級(jí)構(gòu)成的輪轂。如圖2及圖3所示，該內(nèi)置變速輪轂10安裝在自行車的車架體2的一對(duì)后爪2a之間。內(nèi)置變速輪轂10包括可固定在后爪2a上的輪轂軸21；可圍繞輪轂軸21旋轉(zhuǎn)且可連結(jié)在鏈輪20上的筒狀驅(qū)動(dòng)體22；鄰接驅(qū)動(dòng)體22地配置，可圍繞輪轂軸21旋轉(zhuǎn)且可連結(jié)在后輪7上的從動(dòng)體23；行星齒輪機(jī)構(gòu)24，作為動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)，用于將來自驅(qū)動(dòng)體22的旋轉(zhuǎn)傳遞給從動(dòng)體23；僅將行進(jìn)方向的旋轉(zhuǎn)從行星齒輪機(jī)構(gòu)24傳遞到從動(dòng)體23上的第1單向離合器25；可連結(jié)·隔斷驅(qū)動(dòng)體22與從動(dòng)體23的第2單向離合器26；用于切換第2單向離合器26的離合器控制機(jī)構(gòu)27；用于將從動(dòng)體23旋轉(zhuǎn)自如地安裝在輪轂軸21上的左右一對(duì)的第1及第2軸承28、29；用于相對(duì)于輪轂軸21旋轉(zhuǎn)自如地安裝驅(qū)動(dòng)體22的左右一對(duì)的第3及第4軸承30、31。
輪轂軸21是固定在自行車的車架體2的后爪2a上的部件。在輪轂軸21的兩端形成有用于將其固定在后爪2a上的第1及第2陽螺紋部21a、21b。又，與第2陽螺紋部21b鄰接地形成有比其直徑要大的第3陽螺紋部21c。在輪轂軸21的中央部的稍稍靠圖2右側(cè)形成大徑部21d，在大徑部21d的右側(cè)形成有行星齒輪機(jī)構(gòu)24的太陽齒輪50。又，在輪轂軸21的大徑部21d上形成有長圓形的長孔槽21e，其收納離合器控制機(jī)構(gòu)27且在直徑方向貫通。進(jìn)而，在輪轂軸21上朝著長孔槽21e而從右側(cè)軸端部開始沿著軸心形成推桿收納孔21f。
驅(qū)動(dòng)體22是用于傳遞鏈輪20的旋轉(zhuǎn)的帶有階梯部的圓筒狀部件。如圖3所示，驅(qū)動(dòng)體22在右端部外周面上具有由例如花鍵構(gòu)成的鏈輪安裝部22a，因此不能旋轉(zhuǎn)地安裝鏈輪20。此外，在兩端部內(nèi)周面上形成第3及第4接球器30a、31a，其構(gòu)成第3及第4軸承30、31且截面為1/4圓弧狀，在第4接球器31a的左側(cè)形成構(gòu)成行星齒輪機(jī)構(gòu)24的內(nèi)齒齒輪51，在第3接球器30a的右側(cè)形成有構(gòu)成第2單向離合器26的第2棘輪齒65。
如圖2所示，從動(dòng)體23包括右輪轂殼40、左輪轂殼41、用兩端連結(jié)兩輪轂殼40、41的管狀連結(jié)部42。如圖3所示，右輪轂殼40具有右殼主體43，其大致為筒狀，一部分配置在驅(qū)動(dòng)體22的內(nèi)周一側(cè)且左端縮徑；右輪轂凸緣44，不能旋轉(zhuǎn)地嵌合在右殼主體43上。在右殼主體43的外周面上左右并列地形成有由例如鋸齒形花鍵構(gòu)成的輪轂凸緣安裝部43a，以便不能旋轉(zhuǎn)地安裝右輪轂凸緣44；安裝有密封部件70的密封安裝槽43b，所述密封部件70對(duì)與驅(qū)動(dòng)體22之間的間隙進(jìn)行密封；第3軸承30的第3推球器30a、防止后述的擺動(dòng)銷68脫落用的環(huán)狀槽43c。在右殼主體43的內(nèi)周面上形成有第2軸承29的第2接球器29a以及構(gòu)成第1單向離合器25的第1棘輪齒60。又，在右殼主體43的中間部上形成有收納切口43d，其貫通內(nèi)外周且形成為圓弧狀，以便收納第2單向離合器26，并且在右殼主體43的中間部上形成有穿過收納切口43d而與輪轂軸21平行地配置的擺動(dòng)銷68的安裝孔43e。右殼主體43的左端部不能旋轉(zhuǎn)地嵌合固定在連結(jié)部42的外周面上。右輪轂凸緣44是通過壓力加工而成形的帶有鍔部的圓筒狀部件，具有外凸緣部44a、內(nèi)凸緣部44b、連結(jié)兩凸緣部44a、44b的圓筒部44c。內(nèi)凸緣部44b的內(nèi)周面壓入固定于右輪轂凸緣安裝部43a中。在外凸緣部44a上沿圓周方向留有間隔地設(shè)有卡止輻條(未圖示)的多個(gè)輻條卡止孔44d。
如圖2所示，左輪轂殼41具有左殼主體45、不能旋轉(zhuǎn)地安裝在左殼主體45上的左輪轂凸緣46。左殼主體45是截面為大致C字狀且由壓力加工而成形的部件，具有小徑圓筒45a、大徑圓筒45b、連結(jié)小徑圓筒45a及大徑圓筒45b的圓板部45c。小徑圓筒45a的內(nèi)周面嵌合固定在連結(jié)部42的外周面上。帶有鍔部的圓筒狀的左輪轂凸緣46通過鋸齒形花鍵等的適當(dāng)固定機(jī)構(gòu)而不能旋轉(zhuǎn)地安裝在大徑圓筒45b的外周面上。
左輪轂凸緣46是帶有鍔部且由壓力加工而成形的帶有鍔部的圓筒狀部件，具有比外凸緣部44a直徑要小的外凸緣部46a、從外凸緣部46a的內(nèi)周向軸向外側(cè)延伸的帶有階梯部的筒狀部46b。在外凸緣部46a上形成有與輻條卡止孔44d錯(cuò)開半個(gè)節(jié)距的相位地形成的輻條卡止孔(未圖示)。筒狀部46b的內(nèi)周面嵌合固定在左殼主體45的外周面上。又，在筒狀部46b的左端外周面上形成有安裝螺紋部46c，以便不能旋轉(zhuǎn)地安裝后述的制動(dòng)器裝置9r(圖1)。
如圖3所示，行星齒輪機(jī)構(gòu)24包括形成于輪轂軸21的太陽齒輪50、形成于驅(qū)動(dòng)體22的內(nèi)周面上的內(nèi)齒齒輪51、旋轉(zhuǎn)自如地安裝在輪轂軸21的大徑部21d上的托架52、旋轉(zhuǎn)自如地支承在托架52上的例如4個(gè)行星齒輪53。托架52是帶有鍔部的凸緣狀的部件，具有輪轂軸21在內(nèi)部貫通的筒狀部52a、從筒狀部52a的右端沿徑向延伸的鍔部52b，為了使內(nèi)外周貫通而在鍔部52b上形成有兩個(gè)齒輪收納部52c。又，在筒狀部52a的外周面上，安裝著第1單向離合器25的單向離合器安裝部52d凹陷地形成。在托架52上固定有用于旋轉(zhuǎn)自如地支承行星齒輪53的4根齒輪軸54。托架52的筒狀部52a支承在輪轂軸21的大徑部21d上，并且鍔部52b的內(nèi)周面支承在第4軸承31的后述第4推球器31b上。這樣，通過兩端支承托架52而使其難于傾斜。行星齒輪53嚙合在內(nèi)齒齒輪51與太陽齒輪50上。另外，托架52通過安裝于輪轂軸21上的止動(dòng)環(huán)90而限制在軸向上的移動(dòng)。
在行星齒輪機(jī)構(gòu)24中，若將來自內(nèi)齒齒輪51的輸入用托架52輸出，則可將驅(qū)動(dòng)體22的旋轉(zhuǎn)向從動(dòng)體減速并輸出。此時(shí)的減速比GR用以下的式子表示。
GR＝1/(1+(Zs/Zr))在此，僅由內(nèi)齒齒輪51的齒數(shù)Zr與太陽齒輪50的齒數(shù)Zs來確定變速比GR。若將太陽齒輪50的齒數(shù)Zs設(shè)為例如15T，將內(nèi)齒齒輪51的齒數(shù)Zr設(shè)為例如46T，則GR＝1/(1+(15/46))＝0.753第1單向離合器25是例如爪式離合器，如圖3所示，包括形成于從動(dòng)體23的內(nèi)周面上的第1棘輪齒60、在連結(jié)姿勢(shì)與隔斷姿勢(shì)之間起立·臥倒自如地安裝在行星齒輪機(jī)構(gòu)24的托架(carrier)52的單向離合器安裝部52d上的第1離合器爪61、對(duì)第1離合器爪61向起立的連結(jié)姿勢(shì)施力的環(huán)狀的第1彈簧部件62。第1棘輪齒60呈鋸齒狀地形成在從動(dòng)體23的右殼主體43的內(nèi)周面上。第1離合器爪61在處于連結(jié)姿勢(shì)時(shí)起立，前端嚙合在第1棘輪齒60上。由此，托架52的行進(jìn)方向的旋轉(zhuǎn)傳遞給從動(dòng)體23。第1彈簧部件62卷掛在第1離合器爪61上。在該第1單向離合器25中，第1離合器爪61由于第1彈簧部件62的彈性力而一直以連結(jié)姿勢(shì)保持起立狀態(tài)，若托架52沿行進(jìn)方向旋轉(zhuǎn)，則將其旋轉(zhuǎn)傳遞給從動(dòng)體23。但是，在從動(dòng)體23比托架52更快速地沿行進(jìn)方向旋轉(zhuǎn)的情況下不傳遞旋轉(zhuǎn)。又，若托架52沿相反方向旋轉(zhuǎn)，則不傳遞旋轉(zhuǎn)。
第2單向離合器26具有形成于驅(qū)動(dòng)體22的內(nèi)周面上的第2棘輪齒65、可與第2棘輪齒65嚙合的例如2個(gè)離合器爪66、對(duì)第2離合器爪66施力的第2彈簧部件67。第2棘輪齒65呈鋸齒狀地形成在驅(qū)動(dòng)體22的的內(nèi)周面上。第2離合器爪66收納在右殼主體43的收納切口43d中，擺動(dòng)自如地安裝在固定于右殼主體43上的擺動(dòng)銷68中，可以在與第2棘輪齒65嚙合的連結(jié)姿勢(shì)以及從第2棘輪齒65脫離的隔斷姿勢(shì)兩者之間擺動(dòng)。擺動(dòng)銷68如前所述，通過安裝在環(huán)狀槽43c上的防脫環(huán)69而防止脫落。第2彈簧部件67由例如卷掛在擺動(dòng)銷68的外周一側(cè)的扭轉(zhuǎn)螺旋彈簧構(gòu)成，對(duì)第2離合器爪66向連結(jié)姿勢(shì)時(shí)施力。在該第2單向離合器26中，在第2離合器爪66處于連結(jié)姿勢(shì)時(shí)，僅在驅(qū)動(dòng)體22向行進(jìn)方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，其旋轉(zhuǎn)傳遞給從動(dòng)體23。
離合器控制機(jī)構(gòu)27包括離合器凸輪75，用于在連結(jié)姿勢(shì)與隔斷姿勢(shì)之間切換第2離合器爪66、移動(dòng)機(jī)構(gòu)76，用于使離合器凸輪75在輪轂軸方向上往復(fù)移動(dòng)。
離合器凸輪75是帶有鍔部的圓筒狀部件，安裝在輪轂軸21的大徑部21d上，可沿軸向在圖3輪轂軸心X的上方所示的連結(jié)位置與輪轂軸心X的下方所示的隔斷位置之間自由移動(dòng)。由長孔槽21e進(jìn)行導(dǎo)引的圓棒狀的鍵部件80的兩端卡止在離合器凸輪75上。鍵部件80由長孔槽21e進(jìn)行導(dǎo)引并沿輪轂軸方向移動(dòng)自如。在離合器凸輪75的外周面上安裝有彈簧承接部件77。又，在離合器凸輪75上，盤片狀的凸輪面75a沿徑向突出地形成。該凸輪面75a若與第2離合器爪66接觸，則第2離合器爪66向離開姿勢(shì)擺動(dòng)。
如圖2所示，移動(dòng)機(jī)構(gòu)76具有安裝在輪轂軸21的推桿收納孔21f內(nèi)的推桿79、與推桿79的前端接觸來使離合器凸輪75移動(dòng)到隔斷位置的前述鍵部件80、在壓縮狀態(tài)下配置于第2軸承29與離合器凸輪75之間的回動(dòng)彈簧81。推桿79安裝在輪轂軸21的右端，通過公知的鐘形曲柄11(圖1)而被推壓，從而在輪轂軸方向上往復(fù)移動(dòng)，所述鐘形曲柄11通過變速纜線(未圖示)來連結(jié)變速桿8。推桿79包括通過鐘形曲柄11而被推壓的棒狀的受壓體79a、右端被擰入受壓體79a中的軸部件79b、沿軸向移動(dòng)自如地安裝在軸部件79b的左端，并推壓鍵部件80的推壓體79c、在受壓體79a與推壓體79c之間，在壓縮狀態(tài)下配置于軸部件79b的外周的螺旋彈簧79d。推桿79若被鐘形曲柄11推壓，則向圖3左側(cè)前進(jìn)，推壓鍵部件80而使離合器凸輪75移動(dòng)到隔斷位置一側(cè)。又，若鐘形曲柄11后退，則通過回動(dòng)彈簧81而對(duì)離合器凸輪75施力，使其移動(dòng)到連結(jié)位置一側(cè)，推桿79也經(jīng)由鍵部件80后退到圖3右方?；貏?dòng)彈簧81的一端(右端)卡止在安裝于離合器凸輪75上的彈簧承接部件77上，另一端(左端)卡止在第2推球器29b上。
如圖2所示，第1軸承28包括安裝于左輪轂凸緣46的內(nèi)周面上的第1接球器28a、擰入到輪轂軸21的第1陽螺紋部21a中的第1推球器28b、可與第1接球器28a及第1推球器28b接觸地配置的多個(gè)第1球體28c。第1推球器28b通過擰入到第1陽螺紋部21a中的鎖定螺母85而不會(huì)旋轉(zhuǎn)。第1接球器28a是壓力加工成形的環(huán)狀部件，嵌合固定在連結(jié)部42的左端部內(nèi)周上。另外，在第1推球器28b與左輪轂凸緣46的間隙中安裝有密封部件71。由此，異物或液體難于從外部進(jìn)入第1軸承28中。
第2軸承29包括形成于右殼主體40的第2接球器29a、壓入并固定于輪轂軸21的第2推球器29b、可與第2接球器29a及第2推球器29b接觸地配置的多個(gè)第2球體29c。第2推球器29b安裝成由其與輪轂軸21的大徑部21d的邊界部分的階梯部進(jìn)行定位。因此，第2推球器29b的內(nèi)徑比安裝于大徑部21d的托架52的內(nèi)徑要小。在第2推球器29b上形成有用于卡止回動(dòng)彈簧81的環(huán)狀突起29d。又，由第2球體29c與第2推球器29b兩者接觸的部分所形成的圓弧的直徑比托架52的內(nèi)徑要大。這樣，通過分體地設(shè)置第2推球器29b與輪轂軸21，即使在輪轂軸21上一體地形成太陽齒輪50也可使第2軸承29為大徑，從而增加第2球體29c的數(shù)量。因此，作用在第2推球器29b及第2接球器29a上的壓力變低，能夠抑制由高負(fù)載導(dǎo)致的軸承壽命的降低。
第3軸承30包括形成于驅(qū)動(dòng)體22上的第3接球器30a、形成于右殼主體43上的第3推球器30b、可與第3接球器30a及第3推球器30b接觸地配置的多個(gè)第3球體30c。如前所述，在驅(qū)動(dòng)體22與右殼主體43的間隙中安裝有密封部件70。由此，異物或液體難于從外部進(jìn)入第3軸承30中。
第4軸承31包括形成于驅(qū)動(dòng)體22上的第4接球器31a、擰入輪轂軸21的第3陽螺紋部21c中的第4推球器31b、可與第4接球器31a及第4推球器31b接觸地配置的多個(gè)球體第4球體31c。第4推球器通過擰入到第3陽螺紋部21c中的鎖定螺母86而不會(huì)旋轉(zhuǎn)。在驅(qū)動(dòng)體22與第4推球器31b的間隙中安裝有密封部件72。由此，異物或液體難于從外部進(jìn)入第4軸承3 1中。
另外，第1球體28c～第4球體31c通過環(huán)狀的保持器(未圖示)而在圓周方向上被等間隔地保持。又，輪轂軸21通過螺合在其兩端的安裝螺母87、88而固定在車架體2的后爪2a上。
(變速動(dòng)作)這樣的構(gòu)成的內(nèi)置變速輪轂10具有由驅(qū)動(dòng)體22-內(nèi)齒齒輪50-行星齒輪機(jī)構(gòu)24-托架52-第1單向離合器25-從動(dòng)體23構(gòu)成的減速動(dòng)力傳遞路徑、和由驅(qū)動(dòng)體22-第2單向離合器26-從動(dòng)體23構(gòu)成的直結(jié)動(dòng)力傳遞路徑。
通過離合器控制機(jī)構(gòu)27來進(jìn)行這兩個(gè)傳遞路徑的切換。如前所述，若操作變速桿8而使離合器凸輪75移動(dòng)到隔斷位置，則第2離合器爪66如圖3的輪轂軸心X的下方所示地?cái)[動(dòng)成離開姿勢(shì)，托架52的旋轉(zhuǎn)經(jīng)由第1單向離合器25而傳遞給從動(dòng)體23。因此，通過減速動(dòng)力傳遞路徑而使驅(qū)動(dòng)體22的旋轉(zhuǎn)減速地傳遞給從動(dòng)體23。另一方面，若離合器凸輪75回到連結(jié)位置，則第2離合器爪66回到連結(jié)姿勢(shì)，通過直結(jié)動(dòng)力傳遞路徑，驅(qū)動(dòng)體22的旋轉(zhuǎn)經(jīng)由第2單向離合器26而原樣傳遞給從動(dòng)體23。
在組裝這樣構(gòu)成的內(nèi)置變速輪轂10之際，首先，將安裝著行星齒輪53的托架52從輪轂軸21的左端一側(cè)安裝到輪轂軸21上，通過止動(dòng)環(huán)90而防止脫落。接著從輪轂軸21的左端一側(cè)安裝離合器凸輪75。若安裝離合器凸輪75，則貫通長孔槽21e地將鍵部件80安裝在離合器凸輪75上，進(jìn)而安裝彈簧承接部件77來防止鍵部件80脫落。這些作業(yè)結(jié)束后，在安裝了回動(dòng)彈簧81后，將第2推球器29b壓入并固定在輪轂軸21上。其后，安裝第2球體29a，進(jìn)而，在安裝了從動(dòng)體23之后，安裝行星齒輪機(jī)構(gòu)24、第1及第2單向離合器25，26、離合器控制機(jī)構(gòu)27、其它軸承等，完成內(nèi)置變速輪轂10的組裝。
在此，因?yàn)榉煮w地設(shè)置第2推球器29b與輪轂軸21，即使在輪轂軸21上一體地形成太陽齒輪50也可使第2軸承29為大徑，從而增加第2球體29c的數(shù)量。因此，作用在第2推球器29b及第2接球器29a上的壓力變低，能夠抑制由高負(fù)載導(dǎo)致的軸承壽命的降低。又，因?yàn)橥屑?2夾著行星齒輪53而旋轉(zhuǎn)自如地支承在輪轂軸21及第4推球器31b上，所以托架52難于傾斜，支承在托架52上的行星齒輪53難于相對(duì)于太陽齒輪50或內(nèi)齒齒輪51傾斜，可高效地傳遞旋轉(zhuǎn)。
其它實(shí)施方式(a)在前述實(shí)施方式中，雖然將第2推球器29b壓入到輪轂軸21中，但如圖4所示，也可以將第2推球器129b擰入并固定到輪轂軸121上。在該情況下，與輪轂軸121的大徑部121d鄰接地形成第4陽螺紋部121g，將第2軸承129的第2推球器129b擰入并固定在第4陽螺紋部121g中即可。其它的構(gòu)成與前述實(shí)施方式相同，所以省略其說明。
(b)在前述實(shí)施方式中，雖然例舉了以變速桿來進(jìn)行操作的2級(jí)變速的內(nèi)置變速輪轂，但本發(fā)明也可應(yīng)用于以離心力來變速的2級(jí)變速的內(nèi)置變速輪轂或3級(jí)變速的內(nèi)置變速輪轂中。
權(quán)利要求
1.一種自行車用內(nèi)置變速輪轂，安裝在自行車用車架上，將輸入體的旋轉(zhuǎn)傳遞到輸出體上，包括可固定在前述自行車用車架上的輪轂軸；可圍繞前述輪轂軸旋轉(zhuǎn)且可連結(jié)在前述輸入體上的筒狀驅(qū)動(dòng)體；鄰接前述驅(qū)動(dòng)體地配置，可圍繞前述輪轂軸旋轉(zhuǎn)且可連結(jié)在前述輸出體上的從動(dòng)體；動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)，其具有一體形成在前述輪轂軸上的太陽齒輪、旋轉(zhuǎn)自如地安裝在前述輪轂軸上的托架、在前述托架的圓周方向上留有間隔地配置且與前述太陽齒輪嚙合的至少一個(gè)行星齒輪、以及設(shè)于前述驅(qū)動(dòng)體的內(nèi)側(cè)并與前述行星齒輪嚙合的內(nèi)齒齒輪，該動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)用于將來自前述驅(qū)動(dòng)體的旋轉(zhuǎn)傳遞給前述從動(dòng)體；將前述托架的一方向的旋轉(zhuǎn)傳遞到前述從動(dòng)體上的第1單向離合器；配置在前述驅(qū)動(dòng)體與前述從動(dòng)體之間，可連結(jié)·隔斷前述驅(qū)動(dòng)體與前述從動(dòng)體的第2單向離合器；用于進(jìn)行連結(jié)·隔斷前述第2單向離合器的操作的離合器控制機(jī)構(gòu)；具有在軸方向上留有間隔地安裝于前述輪轂軸的第1及第2推球器、分別設(shè)于前述從動(dòng)體的可與前述第1及第2推球器對(duì)置的位置上的第1及第2接球器、可與前述第1推球器和前述第1接球器接觸地安裝的多個(gè)第1球體以及可與前述第2推球器和前述第2接球器接觸地安裝的多個(gè)第2球體，用于將前述從動(dòng)體旋轉(zhuǎn)自如地安裝在前述輪轂軸上的左右一對(duì)的第1及第2軸承；用于相對(duì)于前述輪轂軸旋轉(zhuǎn)自如地安裝前述驅(qū)動(dòng)體的左右一對(duì)的第3及第4軸承。
2.如權(quán)利要求1所述的自行車用內(nèi)置變速輪轂，前述從動(dòng)體與前述驅(qū)動(dòng)體的外周鄰接地配置，使得前述從動(dòng)體的一部分與前述驅(qū)動(dòng)體的外周重疊，前述內(nèi)齒齒輪一體形成在前述驅(qū)動(dòng)體的內(nèi)周面上。
3.如權(quán)利要求1或2所述的自行車用內(nèi)置變速輪轂，前述第3及第4軸承具有設(shè)于前述從動(dòng)體的第3推球器及裝卸自如地安裝在前述輪轂軸上的第4推球器、留有間隔地配置在前述驅(qū)動(dòng)體上的第3及第4接球器、可與前述第3推球器和前述第3接球器接觸地安裝的多個(gè)第3球體以及可與前述第4推球器和前述第4接球器接觸地安裝的多個(gè)第4球體，前述托架夾著前述行星齒輪而旋轉(zhuǎn)自如地支承在前述輪轂軸與前述第4推球器上。
4.如權(quán)利要求1～3的任一項(xiàng)所述的自行車用內(nèi)置變速輪轂，前述第1推球器螺合并擰入固定在前述輪轂軸上，前述第2推球器壓入固定在前述輪轂軸的外周面上。
5.如權(quán)利要求1～3的任一項(xiàng)所述的自行車用內(nèi)置變速輪轂，前述第1及第2推球器螺合并擰入固定在前述輪轂軸上。
6.如權(quán)利要求1～5的任一項(xiàng)所述的自行車用內(nèi)置變速輪轂，前述第2推球器的內(nèi)徑比前述托架的內(nèi)徑小。
7.如權(quán)利要求1～6的任一項(xiàng)所述的自行車用內(nèi)置變速輪轂，由前述第2推球器與前述第2球體相接觸的部分所形成的圓弧的直徑比前述托架的內(nèi)徑大。
8.如權(quán)利要求1～7的任一項(xiàng)所述的自行車用內(nèi)置變速輪轂，前述第1單向離合器具有可自由起立·臥倒地安裝在前述托架上的第1離合器爪；在旋轉(zhuǎn)方向上留有間隔地設(shè)置在前述從動(dòng)體上，且可與起立的前述第1離合器爪的前端相卡止的第1棘輪齒；朝著起立姿勢(shì)而向前述第1離合器爪施力的第1施力部件。
9.如權(quán)利要求1～8的任一項(xiàng)所述的自行車用內(nèi)置變速輪轂，前述第2單向離合器具有擺動(dòng)自如地安裝在前述從動(dòng)體上的第2離合器爪；在旋轉(zhuǎn)方向上留有間隔地設(shè)置在前述驅(qū)動(dòng)體的內(nèi)周面上，且可與前述第2離合器爪的前端相卡止的第2棘輪齒；前述離合器控制機(jī)構(gòu)具有沿軸向移動(dòng)自如地安裝在前述輪轂軸的中心部上的推桿；與前述推桿的移動(dòng)相對(duì)應(yīng)地移動(dòng)，且可在前述第2離合器爪的前端卡止在前述第2棘輪齒上的連結(jié)姿勢(shì)與前述前端從前述第2棘輪齒離開的隔斷姿勢(shì)之間對(duì)前述第2離合器爪進(jìn)行控制的離合器凸輪；將前述離合器凸輪向前述連結(jié)姿勢(shì)一側(cè)施力的第2施力部件。
10.如權(quán)利要求9所述的自行車用內(nèi)置變速輪轂，前述第2推球器具有對(duì)前述第2施力部件的一端進(jìn)行保持的保持部。
11.如權(quán)利要求1～10的任一項(xiàng)所述的自行車用內(nèi)置變速輪轂，還備有對(duì)前述第1軸承一側(cè)的間隙進(jìn)行密封的第1密封部件、分別對(duì)前述第3軸承一側(cè)及第4軸承一側(cè)的間隙進(jìn)行密封的第2及第3密封部件。
全文摘要
本發(fā)明的課題在于即使在輪轂軸上一體地形成太陽齒輪，也可抑制由高負(fù)載所導(dǎo)致的軸承壽命的降低。內(nèi)置變速輪轂(10)包括固定在車架上的輪轂軸(21)、驅(qū)動(dòng)體(22)、從動(dòng)體(23)、行星齒輪機(jī)構(gòu)(24)、第1單向離合器(25)、第2單向離合器(26)、離合器控制機(jī)構(gòu)(27)、第1及第2軸承(28、29)、第3及第4軸承(30、31)。
文檔編號(hào)B62M11/18GK1640763SQ200510004549
公開日2005年7月20日 申請(qǐng)日期2005年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月16日
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