CN1098785C - 自行车用内藏变速轮毂 - Google Patents

Abstract

内藏变速轮毂10具备：轮毂轴21、驱动体22、筒状的轮毂壳体23、行星齿轮机构24、操作机构25和摇杆26。驱动体旋转自由地被支撑在轮毂轴上并与小齿轮32连接。轮毂壳体在内部具有收容空间23a，能绕轮毂轴旋转并与后轮7连接。通过选择行星齿轮机构24多个动力传递路径中的一个将来自驱动体的动力传递到轮毂壳体。操作机构在轮毂轴向移动来选择其中一个路径。摇杆在轴端内侧安装在轮毂轴上，使操作机构在轴向移动。

Description

自行车用内藏变速轮毂

本发明涉及自行车用轮毂，具体是涉及到能够安装在自行车构架上并将来自输入体的动力以所选择的指定变速比传递到输出体的自行车用内藏变速轮毂。

自行车特别是被称为城市脚踏车的轻便车，因为价格便宜而且乘骑舒适而被广泛用于上下班及上下学。众所周知，为了能在平地上高速行驶或在上坡时用较少的力，在这种轻便车的后轮装有内藏变速轮毂。

内藏变速轮毂一般具有：固定在自行车构架上的轮毂轴、轮毂壳体、驱动体、行星齿轮机构、移动机构和操作机构。轮毂壳体能够绕着轮毂轴旋转，并在外周具有辐条孔。驱动体旋转自由地被支撑在轮毂轴上并且与小齿轮连接。行星齿轮机构配置在轮毂壳体的收容空间内并且具有：在轮毂轴形成的恒星齿轮、与恒星齿轮啮合的多个行星齿轮、与行星齿轮啮合的内齿轮、可旋转自由地连接各行星齿轮并且能绕着轮毂轴转动的齿轮环架。在3段变速的场合，该行星齿轮机构具有：不通过行星齿轮机构的直接路径、通过行星齿轮机构的行星齿轮使内齿轮旋转的增速路径、通过行星齿轮机构的内齿轮使行星齿轮旋转的减速路径这样3个动力传递路径。操作机构具有：配置在轮毂轴内部并在轴向可自由移动的操作杆、与操作杆连动而移动的离合器部件，操作机构是通过移动来选择行星齿轮机构的多个动力传递路径的部件。

使操作机构在轴向移动的移动机构有摇杆式机构和由链条或金属丝构成的直接牵引式机构。摇杆式机构具有安装在轮毂轴端部的支撑部件、被支撑部件可自由摇动所支撑的摇动连杆。前端与变速控制杆连接的变速缆线被卡在摇动连杆的一端。而从轮毂轴的端部突出的操作杆与摇动连杆的另一端当接，通过利用摇动连杆按压操作杆来进行变速操作。直接牵引式机构具有与操作杆的前端连接的链条或金属丝。直接牵引式机构中，链条或金属丝从轮毂轴的轴端伸出，然后弯曲而与变速缆线连接，通过牵引操作杆来进行变速操作。

在这种内藏变速轮毂中，通过操作变速控制杆牵引变速缆线或放松变速缆线，以此使操作杆移动，由离合器部件来切换动力传递路径进行变速。

直接牵引式机构与摇杆式机构相比，构造简单易实现低成本。但是，因为直接牵引式机构是利用链条或金属丝来直接牵引操作杆，所以和通过摇动连杆而使操作杆移动的摇动式机构相比，操作效率低。这里所谓操作效率是指实际使用的操作力相对输入的操作力的比率。而且，因为直接牵引式机构是在轮毂轴内将操作杆与链条或金属丝连接，所以，与摇动式机构相比，不容易进行组装作业以及操作杆的更换作业等。因此，一般的内藏变速轮毂，特别是三段变速的内藏变速轮毂广泛采用摇杆式的移动机构。

但是，无论移动机构采取何种形式，因为移动机构从轮毂轴伸出，所以，当自行车翻倒时容易损坏移动机构。这样，如果损坏了移动机构，则不能进行变速。

本发明的目的在于在内藏变速轮毂中防止移动机构的损伤。

方案1的自行车用内藏变速轮毂是能够安装在自行车构架上并将来自输入体的动力以选择的规定变速比传递到输出体的轮毂，该自行车周内藏变速轮毂具备：轮毂轴、驱动体、筒状的从动体、动力传递机构、操作机构和移动机构。轮毂轴能够固定在构架上。驱动体旋转自由地被支撑在轮毂轴上并能与输入体连接。从动体在内部具有收容空间，而且能绕着轮毂轴旋转并能与输出体连接。动力传递机构配置在从动体的收容空间内，并且具有多个动力传递路径，通过选择多个动力传递路径中的一个路径而将来自驱动体的动力传递到从动体。操作机构配置在轮毂轴的内部且在轴向可自由移动，并通过移动来选择多个动力传递路径中的一个路径。移动机构安装在构架上，能够在轮毂轴的轴端内侧安装在轮毂轴上，移动机构是用于使操作机构在轴向移动的机构。

该内藏变速轮毂中，例如当通过变速缆线用手操作移动机构时，移动机构在轴向移动并选择动力传递路径的一个路径，从输入体通过驱动体并经由从动体将动力传递到输出体。因为该移动机构安装在轮毂轴端内侧，所以，移动机构不会从轮毂轴端向外方伸出，可以防止移动机构的损伤。

方案2的自行车用内藏变速轮毂是在方案1所述的轮毂中，还具备将操作机构向轴向一个方向作用力的施力部件，移动机构使操作机构向轴向的另一方向移动。这种场合，因为移动机构将操作机构向另一方向按压，所以操作机构的结构很简单。

方案3的自行车用内藏变速轮毂是在方案1或2所述的轮毂中，移动机构通过摇动来按压操作机构而使其移动。这种场合，能够在狭窄的空间内通过摇动来按压操作机构。而且，利用该原理可以用轻松的力来按压操作机构。

方案4的自行车用内藏变速轮毂是在方案3所述的轮毂中，移动机构具有：在轮毂轴的轴端内侧安装的支撑部件、中间处被支撑部件支撑并可自由摇动的连杆部件，连杆部件的基端可卡在变速操作缆线上，而前端具有能够与操作机构当接的连杆部件。这种场合，通过使连杆部件在轴端内侧摇动，由此而将支撑部件安装在轮毂轴上，当变速操作缆线卡在连杆部件上时，摇动的连杆部件也不会从轴端伸出。

方案5的自行车用内藏变速轮毂是在方案4所述的轮毂中，支撑部件能够在构架内侧安装在轮毂轴上。这种场合，因为是在轴端的内侧安装支撑部件，所以支撑部件以及连杆部件由构架保护，可以确切地防止移动机构的损伤。

方案6的自行车用内藏变速轮毂是在方案4或5所述的轮毂中，变速操作缆线具有内部缆线和外套管，内部缆线能够卡在连杆部件上，外套管能够卡在支撑部件上。这种场合，通过使内部缆线相对外套管移动而使连杆部件摇动，能够使操作机构在轴向移动。

方案7的自行车用内藏变速轮毂是在从方案4至6任一项方案所述的轮毂中，在轮毂轴中形成为露出操作机构端部的槽，前述连杆部件的前端在槽的内部与操作机构当接。这种场合，由于在轮毂轴上形成槽，因而即使在轮毂轴端内侧安装支撑部件，也能够确切地使连杆部件与操作机构当接。

方案8的自行车用内藏变速轮毂是在从方案1至7任一项方案所述的轮毂中，操作机构具有配置在轮毂轴内部的杆状部件、与杆状部件连动移动而切换动力传递路径的离合器部件。这种场合，通过使移动机构与杆状部件当接，离合器部件在轴向移动，可确切地切换动力来进行变速。

图1是采用本发明一实施形式的自行车的侧面图。

图2是其内藏变速轮毂的纵剖面结构图。

图3是其内藏变速轮毂的减速位置的重要部分的局部放大图。

图4是操作机构的重要部分的斜视图。

图5是表示变速键和凸轮面关系的模式图。

图6是推杆侧面部分的截面图。

图7是摇杆的斜视图

图8是摇杆的侧面剖面图。

图9是内藏变速轮毂在直接位置的图3的相当图。

图10是内藏变速轮毂在增速位置的图3的相当图。

〔整体结构〕

图1是采用本发明一实施形式的轻便自行车，该车具备：具有双梁形的构架体2与前叉3的构架1、车把4、驱动部5、前轮6、安装3段变速的内藏变速轮毂10的后轮7、前车闸装置8以及用手来操作内藏变速轮毂10的变速操作部9。

在构架1安装包括车座11、车把4、前轮6以及后轮7的各个部件。

车把4具有固定在前叉3上部的车把轴杆14和固定在车把轴杆14上的车把杆15。在车把杆15的右端安装构成前车闸装置8的刹车杆16与把手17及变速操作部9。变速操作部9安装在刹车杆16内侧的车把杆15上，并且通过由内部缆线与外套管所组成的变速操作缆线73而与内藏变速轮毂10连接。变速操作部9具有用于卷绕操作内部缆线的卷绕控制杆，并且具有解除由卷绕控制杆的卷绕操作并放松内部缆线的解除控制杆，因为是一般构造，故省略详细说明。

驱动部5具有设在构架体2的下部(梁托)的齿轮曲柄18、挂在齿轮曲柄18上的车链19和内藏变速轮毂10。

〔内藏变速轮毂的结构〕

内藏变速轮毂10是带有包括减速、直接以及增速的动力传递路径共计3段结构的倒轮车闸的轮毂。如图2所示，该内藏变速轮毂10具有：固定在自行车构架体2的后棘爪2a上的轮毂轴21、配置在轮毂轴21一端侧外周的驱动体22、配置在轮毂轴21以及驱动体22外周的轮毂壳体23、行星齿轮机构24、用于选择动力传递路径的操作机构25、为使操作机构25动作的摇杆26、倒轮车闸27。

如图2以及图3所示，轮毂轴21是杆状部件，其中间部为大直径而两端部为小直径，而且在两端形成螺纹。在轮毂轴21的轴芯部，在从图2的右端向中间部形成操作孔21a。而且在右端部形成第1贯通槽21b，该第1贯通槽21b在安装在构架体2的状态下，从后棘爪2a在内侧贯通轴芯并具有规定长度。而且，在第1贯通槽21b形成部分的外周面形成一对相对的安装摇杆26用的倒角21c(参照图7)。而且，在操作孔21a的底部附近形成贯通轴芯的第2贯通槽21d。第2贯通槽21d贯通轮毂轴21的轴芯，而且相对轴芯倾斜既定的槽倾斜角度β(参照图5)，并随着从图5右向左在与行进方向相反侧扭转。在使用规定直径的立铣刀形成贯通轴芯的孔之后，使轮毂轴21在行进方向一边缓慢地旋转，一边向轴向中央侧送进而形成这样的第2贯通槽21d。因此，这样的第2贯通槽21d是两端交叉的贯通孔随着轴向的移动而逐渐旋转所形成螺旋状连续的形状。该槽倾斜角度β最好是从10度至50度的范围。

驱动体22一端通过滚珠30以及滚珠承受座31被支撑在轮毂轴21上并可自由旋转，在一端的外周固定小齿轮32。而且在驱动体22的另一端内周沿轴向形成多个花键内齿22a。

轮毂壳体23是筒状部件，在其内周的收容空间23a收容驱动体22以及行星齿轮机构24。轮毂壳体23通过滚珠33、34以及滚珠承受座35而能绕着轮毂轴21旋转。而且，在轮毂壳体23的外周两端固定有用于支撑辐条7a(参照图1)的轮毂36、37。

〔行星齿轮机构的结构〕

行星齿轮机构24具有：与轮毂轴21同芯而且形成整体的恒星齿轮40、配置在轮毂轴21外周的齿轮环架41、与恒星齿轮40啮合的3个行星齿轮42(图中仅示出了1个行星齿轮)、内齿轮43。

齿轮环架41是筒状的部件，可自由旋转地被支撑在轮毂轴21。在齿轮环架41沿圆周方向形成3个凹口41a，由销44将行星齿轮42支撑在该各凹口41a上并可自由旋转。而且，在齿轮环架41的一端内周形成花键内齿41b，在另一端外周形成花键外齿41c(图1)。

内齿轮43大致形成为圆筒状，并从行星齿轮42延伸至驱动体22的外周。在内齿轮43的另一端内周形成内齿43b。如前所述，当行星齿轮42与恒星齿轮40啮合的同时，也与内齿轮43的内齿43b啮合。

而且，在内齿轮43的一端形成凹口43a，如图4所示，构成第1单向超越离合器50的离合器棘爪53由销54支撑在该凹口43a上并可自由摇动。该离合器棘爪53被扭转螺旋弹簧55向立起的方向施加力。第1单向超越离合器50从内齿轮43向轮毂壳体23仅传递行进方向的旋转驱动力。仅在当内齿轮43在行进方向旋转时，离合器棘爪53才与轮毂轴23内周面所形成的棘轮齿23b啮合。该第1单向超越离合器50能够进行动力传递状态与动力切断状态的切换，动力传递状态是能够传递内齿轮43在行进方向旋转的状态，也即离合器棘爪53通过后述的离合器部件的移动而与棘轮爪23b相啮合的动力传递状态，而当离合器棘爪53从棘轮爪23b避开则成为动力切断状态。

在驱动体22与内齿轮43之间配置第2单向超越离合器51，该第2单向超越离合器51从驱动体22向内齿轮43仅传递行进方向的旋转驱动力。而且，在齿轮环架41与轮毂壳体23之间配置第3单向超越离合器52，该第3单向超越离合器52从齿轮环架41在轮毂壳体23仅传递行进方向的旋转驱动力。另外，第3单向超越离合器52在一端内周具有形成花键内齿56a的筒状的离合器壳体56。该花键内齿56a与齿轮环架41的花键外齿41c配合，离合器壳体56与齿轮环架41一体旋转。这两个单向超越离合器51、52与第1单向超越离合器50不同，不进行在能够传递状态下的切换。

〔操作机构的结构〕

操作机构25是选择动力传递路径的部件，具有离合器部件45和离合器操作部46。

离合器部件45是用于将驱动体22与齿轮环架41进行连接状态与脱离状态的切换，而且对第1单向超越离合器50进行动力传递状态与动力切断状态的切换。离合器部件45配置在轮毂轴21的外周，沿轴向可自由移动并能自由转动。如图4所示，离合器部件45为筒状部件，在其一端的外周形成花键外齿45a，花键外齿45a与花键内齿22a可自由滑动地相配合。而且，在离合器部件45的另一端形成大直径部分45b，并在其外周形成花键外齿45c。花键外齿45c能够与在齿轮环架41上形成的花键内齿41b相配合。大直径部分45b在与一端之间形成圆锥面45d。设置该圆锥面45d是为了把第1单向超越离合器50的离合器棘爪53从以实线表示的立起位置(动力传递位置)放倒成为以双点划线表示的避开位置(动力切断位置)。当离合器部件45从左侧向右端的减速位置移动时，离合器棘爪53沿圆锥面45d上到大直径部分45b而放倒成为避开状态。在离合器部件45的内周面，形成如图3所示在轴向相隔间距的2个阶梯部45e、45f。如图4所示，左侧的阶梯部45f上形成在周向相隔间距的多个凸轮面47。如图5所示，凸轮面47具有：一端凹入的平面47a、与平面47a的行进方向A的下流侧相连的圆弧面47b、与上流侧相连的倾斜面47c。该倾斜面47c相对轴芯的倾斜角度α比第2贯通槽21b的槽倾斜角度β大，而且理想情况是在20度至70度的范围。

离合器操作部46使离合器部件45在轮毂轴21的轴向移动，并且与离合器部件45配合，将离合器部件45的旋转驱动力转换为轴向的位移。如图3所示，离合器操作部46具有在操作孔21a内轴向移动的推杆48以及由推杆48向齿轮环架41侧按压的变速键49。

如图6所示，推杆48具有：既定长度的操作体65、安装在操作体65的前端并能在轴向移动的动作体66、在操作体65与动作体66之间配置的第1螺旋弹簧60。操作体65具有杆68以及拧入杆68的当接部69。在杆68的基端形成螺纹部68a，在前端形成大直径部68b。将当接部69拧入该螺纹部68a。另外，大直径部68b可自由滑动地安装在动作体66内部所形成的导向孔66a内。另外，导向孔66a在操作体66一侧的直径变小，以使不能拔出动作体66。第1螺旋弹簧60以压缩状态安装在动作体66的端面与当接部69的端面之间，并在动作体66与操作体65相离开的方向作用力，当动作体66按压变速键49时，第1螺旋弹簧60将离合器部件45向齿轮环架41一侧施加力。

如图4所示，变速键49是截面为三角形状的杆状部件，当被按压时，变速键49在第2贯通槽21b内在周向旋转，即一边扭转一边在轴向移动。而且，由于安装在离合器部件45的另一端内周的挡圈63使变速键49在离合器部件45的内部向外方的移动被限制。因此，实际如图4所示，不会向离合器部件45外方飞出。由此，变速键49被推杆48按压，使离合器部件45向图3左方移动。

而且，变速键49在离合器部件45的内部能够与凸轮面47当接。在变速键49与凸轮面47的平面47a当接的状态下，当离合器部件45在行进方向旋转时，变速键49被凸轮面47的倾斜面47c向第2贯通槽21d侧按压，被限制了向轴向左方的移动，而离合器部件45向轴向右方移动。即：将离合器部件45的旋转驱动力转换为轴向的位移，辅助变速操作。

在变速键49的两端形成凹口49a，在此处卡住第2螺旋弹簧61，该第2螺旋弹簧的一端卡在轮毂轴21上。由该第2螺旋弹簧61对变速键49总是向离合器部件45侧施加力。而且，在变速键49与离合器部件45之间安装第3螺旋弹簧62。第3螺旋弹簧62的全长限制在规定长度，当第3螺旋弹簧62被压缩时，在变速键49与离合器部件45当接之前对两部件在相离开方向施加力。由此，移动中离合器部件45与变速键49相隔一定距离而被正确地确定位置。

这里，第1～第3螺旋弹簧60、61、62的作用力是按该顺序减小。即：弹簧力按此顺序减小。此处如果第1螺旋弹簧60的弹簧力比第2螺旋弹簧61小，则即使用推杆48按压变速键49，第1螺旋弹簧60也会变形，而变速键49不移动。而且，如果第2螺旋弹簧61的弹簧力比第3螺旋弹簧62小，则即使用第2螺旋弹簧61按压变速键49，变速键49也不会到达凸轮面47，不能辅助变速操作。

另外，因为第1螺旋弹簧60在操作孔21a内配置在操作体65与动作体66之间的比较大的空间内，所以容易增加圈数而减小弹簧常数和弹簧力。因此，能够进而减小第2以及第3螺旋弹簧61、62的弹簧常数和弹簧力，可以减小向增速侧变速时按压推杆48的力，即，能够减小变速操作部9的卷绕控制杆的操作力。结果，也减小了内部缆线的张力，内部缆线不容易破断。

〔摇杆结构〕

如图3、图7以及图8所示，摇杆26是在将轮毂轴21安装在构架体2的状态下，安装在后棘爪2a内侧。摇杆26具备：安装在倒角21c上的支撑托架70、由支撑托架70支撑并可自由摇动的连杆部件71。

支撑托架70具有：在基端夹住倒角21c的安装部70a、在中间部支撑可自由摇动的连杆部件71的支撑部70b、在前端部用于卡住变速操作缆线73的外套管73a的卡住部70c。在倒角部21c上由安装部70a以及一端被安装部70a卡住的安装型套配件72来夹住轮毂轴21，由此而将支撑托架70安装在轮毂轴21上，并使其不能转动而且不能轴向移动。用于使连杆部件71摇动的连杆轴74安装在支撑部70b上。卡住外套管73a的外卡螺栓76拧入卡住部70c，通过该螺栓76可以调节连杆部件76的摇动形态。

连杆部件71是由槽形截面的弯曲的板状部件构成，具有底部71a和从底部71a的一端延伸至轮毂轴21侧的动作曲柄71b，而且具有从底部71a另一端延伸至轮毂轴21内侧的内部缆线卡住曲柄71c，该内部缆线卡住曲柄71c与曲柄71b的方向垂直。沿该底部71a配置连杆轴74，连杆轴74贯通动作部71b以及卡住部71c的各个基端而安装在支撑托架70的支撑部70b上。在动作曲柄71b的前端形成圆形的当接部71d，当接部71d与推杆48的后端当接。而且，在卡住曲柄71c的前端安装可自由旋转的缆线挂75。在该缆线挂75上卡住变速操作缆线73的内部缆线73b，由变速操作部9牵引内部缆线73b，以此来摇动连杆部件71而进行变速操作。

〔倒轮车闸的结构〕

如图2所示，倒轮车闸27安装在车闸壳体56中。倒轮车闸27具备：由车闸壳体56支撑的车闸辊57、在齿轮环架41的另一端外周形成的凸轮面4d、在轮毂壳体23的另一端内面起制动作用的车闸闸瓦58。当驱动体22在逆方向旋转时，车闸辊57由凸轮面41d向径向外方推压。结果，车闸闸瓦58与轮毂壳体23的内面接触而进行制动。

安装倒轮车闸27容易发生车闸锁定(抱死)的现象。车闸锁定现象是在逆转制动时，当第1单向超越离合器50为动力传递状态，在使用车闸的状态下传递驱动力而出现的不能解除刹车的现象。为了防止这种现象，在该实施形式中，在第1单向超越离合器50上安装棘爪架59。

棘爪架59在轮毂壳体23的棘轮爪23b与第1单向超越离合器50的离合器棘爪53之间设有一定角度的间隙，设置此间隙是为了在内齿轮43旋转时能够解除制动。即，棘爪架59使离合器棘爪53不能立起一定角度，或者即使立起一定角度，也是使其立起在不会被棘轮爪23b卡住的位置，使得驱动开始时的离合器棘爪53被棘轮爪23b卡住的时间滞后些。

〔变速动作〕

通过这样的行星齿轮机构24以及单向超越离合器50～52，该内藏变速轮毂10具有：由驱动体22-内齿轮43-行星齿轮机构24-齿轮环架41-轮毂壳体23构成的减速动力传递路径，由驱动体22-内齿轮43-轮毂壳体23构成的直接动力传递路径，由驱动体22-离合器部件45-齿轮环架71-行星齿轮机构54-内齿轮43-轮毂壳体23构成的增速动力传递路径。

用摇杆26通过变速操作缆线73来操作推杆48，由此来进行变速。

〔减速-增速侧的动作〕

在图3所示推杆48没有被压入的状态下，离合器部件45配置在右端的减速位置，来自驱动体22的旋转通过减速动力传递路径被减速，传递到轮毂壳体23。即，输入驱动体22的旋转通过第2单向超越离合器51而传递到内齿轮43。此时，第1单向超越离合器50的棘爪53由离合器部件45而旋转到图4中以双点划线所示的避开状态，第1单向超越离合器50成为动力切断状态。因此，传递给内齿轮43的旋转进而通过行星齿轮机构24、齿轮环架41以及第3单向超越离合器52而传动到轮毂壳体23。这种场合，输入的旋转由恒星齿轮40、行星齿轮42以及内齿轮43的齿数所确定的变速比被减速输出。

另外，当操作变速操作部9的卷绕控制杆时，摇杆26的连杆部件71摇动，推杆48被推进一段。结果，因为第1螺旋弹簧60的弹簧力比第2螺旋弹簧61的弹簧力大，所以变速键49通过推杆48由连杆部件71推压而被导入第2贯通槽21d内，一边绕着轮毂轴旋转一边向图3左方移动，离合器部件45通过挡圈63也被推压而移动。而后，当离合器部件45配置在图9所示的直接位置时，通过圆锥面45d而成为避开状态的第1单向超越离合器50的棘爪53由于扭转螺旋弹簧55的弹簧力而恢复到图4中以实线所示的立起状态。在该状态下，第1单向超越离合器50从内齿轮43向轮毂壳体23仅能传递行进方向的旋转。因此，来自驱动体22的旋转通过直接动力传递路径就此而传递到轮毂壳体23。即，输入驱动体22的旋转通过第2单向超越离合器51传递到内齿轮43，进而通过第1单向超越离合器50传递到轮毂壳体23，驱动体22的旋转通过内齿轮43直结传递到轮毂壳体23。另外，此时，旋转从内齿轮43通过行星齿轮机构24传递到齿轮环架41，齿轮环架41减速旋转，但因为轮毂壳体23的旋转比齿轮环架41快，所以旋转不会从齿轮环架41通过第3单向超越离合器52而传递到轮毂壳体23。

当从直接状态操作卷绕控制杆并进一步压入推杆48时，变速键49进一步向左方移动，离合器部件45也相应随此向增速位置移动。而后，当离合器部件45配置在图10所示的增速位置时，离合器部件45的花键外齿45c与齿轮环架41的花键内齿41b啮合。在向该增速位置移动时，当离合器部件45配置在离合器部件45的花键外齿45c与齿轮环架41的花键内齿41b相啮合的位置时，在离合器部件45与齿轮环架41当接之后，离合器部件45就此而向左方的增速位置移动。但是，当离合器部件45配置在未相啮合的位置时，在离合器部件45与齿轮环架41当接时，变速键49以及离合器部件45-度停止向左方的移动。这样，推杆48的动作部66后退，第1螺旋弹簧60压缩，变速键49被按压。而后，当离合器部件45旋转并且2个齿45c、41b成为啮合位置时，由于第1螺旋弹簧60的弹簧力，离合器部件45通过变速键49而移动，2个齿45c、41b相啮合。

在该状态下，传递至驱动体22的旋转通过增速传递路径而传递到轮毂壳体23。即，从驱动体22通过离合器部件45而传递到齿轮环架41.进而，传递到齿轮环架41的旋转通过行星齿轮机构24、内齿轮43以及第1单向超越离合器50而传递到轮毂壳体23。这种场合，输入的旋转由恒星齿轮40、行星齿轮42以及内齿轮43的齿数所确定的变速比被增速输出。另外，虽然此时通过第2单向超越离合器51从驱动体22向内齿轮43传递旋转，但因为内齿轮43的旋转比驱动体22快，所以不会从第2单向超越离合器51传递旋转。

这样从减速侧向增速侧变速时，因为是在驱动体22与内齿轮43之间传递直接旋转，所以，可以使没有作用力的离合器部件45移动。因此，可以使用于推压离合器部件45的第1螺旋弹簧60的弹簧力小些，可以实现轻松的变速操作。

当在图10所示的增速位置操作变速操作部9的解除控制杆时，第1螺旋弹簧60的作用力消失，变速键49由第2螺旋弹簧61按压，推杆48a向右方移动一段。而后，变速键49通过第3螺旋弹簧62而按压离合器部件45，使离合器部件45向直接位置移动。在没有踏着脚蹬不传递驱动力时，离合器部件45从齿轮环架41脱离，离合器部件45移动至直接位置。但是，因为当踏着脚蹬时是从离合器部件45向齿轮环架41传递驱动力，所以，由于摩擦力会有花键内齿41b与花键外齿45b相啮合的情况。这种场合，仅由第2螺旋弹簧的61的作用力，离合器部件45不会向图10右方移动。在这种状态下，如图5所示，当变速键49与离合器部件45的凸轮面47的平面47a当接时，通过离合器部件45向行进方向A的旋转，变速键49插入第2贯通槽21d部分的整个长度被按压在第2贯通槽21d的壁面而由于摩擦力很难在轴向避开。结果，当变速键49上到倾斜面47c时，离合器部件45向右方移动。而后，当花键内齿41b与花键外齿45c的啮合脱开，离合器部件45通过变速键49由第2螺旋弹簧61按压并向直接位置移动。即，通过变速键49与离合器部件45的凸轮面47c的接触，将离合器部件45的旋转运动转换为轴向的位移来辅助变速。

这里，因为变速键49由第2螺旋弹簧61按压，而且第2贯通槽21d相对轴芯倾斜而且被螺旋状拧入，所以，如前所述，变速键49很难向轴向避开。因此，在传递的驱动力比第2螺旋弹簧61的作用力以及变速键49与第2贯通槽21d的壁面的摩擦力小时，变速键49在轴向不避开。但是，当作用比该力大的驱动力时，则会出现离合器部件45不移动而变速键49克服第2螺旋弹簧61的作用力以及与壁面的摩擦力向轴向左方避开。这里，上述摩擦力可通过槽倾斜角度β来设定。如果使该槽倾斜角度β过大，则当用推杆48按压变速键49时，变速键49难以向左方移动。而且如果使该槽倾斜角度β过小，则虽然使推杆48按压时的阻力减小，但摩擦力也减小。因此，该槽倾斜角度β最好是在10度至50度的范围。另外，通过调整该角度β和凸轮面47的倾斜面47c的倾斜角度α以及3个螺旋弹簧60～62的弹簧力，则可以调整辅助时变速键49移动的临界驱动力。

另外，即使作用比所设定的驱动力大的驱动力，变速键49在轴向避开并且离合器部件45不移动的场合，当齿轮曲柄18到达上死点或者下死点附近驱动力减小时，离合器部件45由变速键49的辅助力按压而向右方移动。因此，在上陡坡作用非常大的驱动力时不进行变速，减少了变速冲击，而且花键齿以及单向超越离合器等驱动力的传递部分也不容易损坏。

当离合器部件45移动时，变速键49通过第3螺旋弹簧62而离开凸轮面47。因此，既使离合器部件45旋转，也不会产生由于同变速键49接触而引起的异常噪音。而且，当配置在图9所示的直接位置时，如前所述，旋转通过直接传递路径从驱动体22传递到轮毂壳体23。

当离合器部件45配置在直接位置的状态下操作解除控制杆时，推杆48a进一步后退，变速键49按压离合器部件45。此时，离合器部件45的圆锥面45d与第1单向超越离合器50的离合器棘爪53接触，使离合器棘爪53从立起状态倒放成为避开状态。但是，因为离合器棘爪53从内齿轮43向轮毂壳体23传递动力，所以，仅由第2螺旋弹簧61的作用力难以将离合器棘爪53放倒成为避开状态。这种场合与前述相同，也是当变速键49与离合器部件45的凸轮面47当接时，产生辅助力而使离合器部件45在轴向移动，能够将离合器棘爪53放倒。

这里，在从减速侧向增速侧的增速变速操作时，因为不通过离合器部件45而将旋转直接传递到内齿轮43，所以，能够减小变速时的操作力。而且，在从增速侧向减速侧的减速变速操作时，因为将离合器部件45的旋转力转换为轴向的位移而辅助变速操作，所以，在向增速侧变速时踏着脚蹬也可以用轻松的操作力来进行变速。

而且，因为摇杆26安装在轮毂轴端内侧，所以摇杆不会从轮毂轴端向外方伸出，能够防止损伤摇杆26。

〔其它实施形式〕

(a)摇杆26的结构并不限定前述实施形式，可以有各种变形。

(b)摇杆26的安装位置并不限定前述实施形式，在不操作内部缆线并配置在增速位置的场合，也可以将摇杆26安装在图2的左侧。

(c)旋转的传递机构也不限定行星齿轮机构，可以有外齿方式的传递机构以及皮带和滚柱方式的传递机构等各种变形，而且，行星齿轮机构的构造同样也可以有各种构造。例如，用左右2个并列的行星齿轮组构成行星齿轮机构，也可以在该行星齿轮组之间配置单向超越离合器。

如上所述，因为在本发明的内藏变速轮毂中，移动机构是安装在轮毂轴端内侧，所以，移动机构不会从轮毂轴端向外方伸出，能够防止移动机构的损坏。

Claims (7)

1.一种自行车周内藏变速轮毂，该自行车用内藏变速轮毂是能够安装在自行车构架上并将来自输入体的动力以选择的指定变速比传递到输出体的轮毂，该自行车用内藏变速轮毂具备：轮毂轴、驱动体、筒状的从动体、动力传递机构、操作机构和移动机构；轮毂轴能够固定在前述构架上；驱动体旋转自由地被支撑在前述轮毂轴上并能与前述输入体连接；从动体在内部具有收容空间，而且能绕着前述轮毂轴旋转并能与前述输出体连接；动力传递机构配置在前述从动体的收容空间内，并具有多个动力传递路径，通过选择前述多个动力传递路径中的一个路径而将来自前述驱动体的动力传递到前述从动体；操作机构选择前述多个动力传递路径中的一个路径；在安装在前述构架上的状态下，移动机构能够在前述轮毂轴的轴端内侧安装在前述轮毂轴上，用来使前述操作机构移动，其特征在于：

所述操作机构在轴向上可自由移动地配置在前述轮毂轴的内部；

前述移动机构具有：在前述轮毂轴的轴端内侧安装的支撑部件、中间处被前述支撑部件支撑并可自由摇动的连杆部件，连杆部件的基端能够卡在变速操作缆线上，前端能够与前述操作机构当接；在前述轮毂轴上形成为露出前述操作机构端部的槽，前述连杆部件的前端在前述槽的内部与前述操作机构当接。

2.如权利要求1所述的自行车周内藏变速轮毂，其特征在于：还具备将前述操作机构向前述轴向的一个方向作用力的施力部件，前述移动机构使前述操作机构向前述轴向的另一方向移动。

3.如权利要求1或2所述的自行车用内藏变速轮毂，其特征在于：前述移动机构通过摇动来按压前述操作机构使其移动。

4.如权利要求1所述的自行车周内藏变速轮毂，其特征在于：前述支撑部件能够在前述构架内侧安装在前述轮毂轴上。

5.如权利要求1或4所述的自行车用内藏变速轮毂，其特征在于：前述变速操作缆线具有内部缆线和外套管，前述内部缆线能够卡在前述连杆部件上，前述外套管能够卡在前述支撑部件上。

6.如权利要求1或2所述的自行车用内藏变速轮毂，其特征在于：前述操作机构具有：配置在前述轮毂轴内部的杆状部件、与前述杆状部件连动移动来切换前述动力传递路径的离合器部件。

7.如权利要求1或2所述的自行车用内藏变速轮毂，其特征在于，所述支撑托架利用安装型套配件而被固定在轴上。

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