一種自行車內變速器的製造方法

2023-05-28 15:03:36 1

一種自行車內變速器的製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種自行車內變速器，設有檔位控制機構，包括一個操縱組件和若干個執行組件；所述操縱組件包括一個空套在車輪軸上的操縱凸輪環，所述操縱凸輪環的兩端均設有操縱凸起；通過一個操縱組件控制多個杆狀執行組件進一步控制內變速器內部的各個離合器動作，杆狀執行組件可嵌裝在車輪軸上，極大精簡了內變速器的結構，減輕了內變速器的重量，通過設置操縱凸輪環上凸起的輪廓與執行組件的動作進行匹配，只需要一個自行車指撥即可實現整個內變速器的操作，自行車的檔位操作更簡單方便，同時本實用新型能夠適用不同速別內變速器，有效提高了內變速器的實用性。
【專利說明】一種自行車內變速器

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種自行車內變速器。

【背景技術】
[0002]隨著自行車內變速器的普及，其變速檔位也越來越高，目前已出現有十速以上的自行車內變速器，但隨之而來的是，檔位的增加導致自行車內變速器的換擋控制的複雜，傳統的內變速器單獨地控制行星齒輪機構的齒輪之間離合器的棘爪動作實現變速，因此在控制變檔過程中，需要設置多個操縱機構實現，操作複雜，同時，這種變速器的控制執行機構是套裝在自行車後車輪軸上實現，一般內變速器的檔位越多，控制的執行機構也越多，一來造成內變速器的尺寸增大，結構冗雜，二來控制起來困難，並且不利於自行車輕量化發展。
[0003]本 申請人:申報的專利號為「201320733795.8」的中國實用新型專利，公開了一種新型的自行車內變速器，其通過一個操縱凸輪環同時控制兩根杆件對自行車內部的離合機構進行操控，這種控制結構有效改善了傳統的自行車內變速器內部控制機構複雜導致的變速器結構複雜，並且操作起來十分方便，只需要一個自行車指撥控制操縱凸輪環即可。但是，隨著自行車內變速器的變速檔位的增加，自行車內部出現多級行星齒輪機構，內部離合機構的增加導致該專利的中的技術方案已無法滿足十速以上變速器的需要。
實用新型內容
[0004]本實用新型的目的是提供一種結構簡單、操縱簡單方便的自行車內變速器，換擋結構簡單，換擋操作方便，可以適用於高檔位的自行車內變速器，有利於進一步推廣內變速器在自行車上的應用。
[0005]本實用新型採用如下技術方案實現:一種自行車內變速器，包括車輪軸18、行星齒輪傳動機構和檔位控制機構，所述行星齒輪傳動機構設置在車輪軸上，行星齒輪傳動機構的輸入端連接自行車飛輪6，輸出端連接車輪花鼓29，所述檔位控制機構包括一個操縱組件以及若干個執行組件，所述操縱組件設置在車輪軸18上，包括一個空套在車輪軸18上的操縱凸輪環4，所述操縱凸輪環的兩端均設有操縱凸起3，並且至少其中一端設有內外兩圈操縱凸起；所述執行組件設置在所述行星齒輪傳動機構的內齒圈內部，包括中控控制杆9、軸控控制杆10和至少一根推桿59,所述中控控制杆9、軸控控制杆10和推桿59均可沿車輪軸18的軸向移動，其中，所述中控控制杆9的一端與所述行星齒輪傳動機構的行星架以及內齒圈的離合機構連接，所述軸控控制杆10的一端與所述車輪軸18與行星齒輪傳動機構的中心輪之間的離合機構連接，所述推桿59 —端與飛輪6和行星齒輪傳動機構之間的離合機構連接；所述中控控制杆9、軸控控制杆10以及推桿59的另一端分別與操縱凸輪環4兩端的操縱凸起接觸；所述操縱凸輪環4一側固設有定位圈35，其上設有與執行組件的杆件截面對應的凹槽用於執行組件的徑向定位；所述操縱凸輪環4與拉線33連接實現轉動。
[0006]進一步的，所述行星齒輪傳動機構包括並排套裝在車輪軸上的兩級行星齒輪傳動機構，所述飛輪6的飛輪座36通過滾珠式超越離合器28與第一內齒圈43連接，兩級行星齒輪傳動機構的內齒圈之間通過內齒圈超越離合器46連接，其中第二級行星齒輪傳動機構的內齒圈和行星架作為輸出端與車輪花鼓通過超越式離合器連接。
[0007]進一步的，所述中控控制杆9連接的離合機構為實現第一內齒圈43和第二行星架51連接和分離的第二離合器49，所述第二離合器49的外圈與位於第二內齒圈53內壁的可打開的第二內齒圈棘爪52接觸，所述第二離合器49通過套裝在車輪軸上的第二推環48與中控控制杆9連接，所述第二離合器49通過第二離合器軸承47套裝在第二推環48上，所述第二推環48連接有第二離合器回位彈簧50。
[0008]進一步的，所述軸控控制杆10連接的離合機構為控制車輪軸18與第二級行星齒輪傳動機構的行星輪之間實現連接和分離的可控棘爪14。
[0009]進一步的，所述推桿59通過套裝在車輪軸上的第一推環39與設置在飛輪座36與第一行星架42之間的第一離合器37連接，所述第一離合器37通過第一離合器軸承38套裝在第一推環39上，所述第一推環39連接有第一離合器回位彈簧40。
[0010]進一步的，所述操縱組件還包括套裝在車輪軸18上與操縱凸輪環4連接的操縱回位扭簧2。
[0011]進一步的，所述操縱凸輪環4 一側固設有定位圈35，其上設有與執行組件的杆件截面對應的凹槽用於執行組件的徑向定位。
[0012]進一步的，所述操縱組件設置在操縱固定外殼I內，所述操縱固定外殼I固設在車輪軸18 —端，其上設有將拉線沿操作凸輪環4切線方向引入的拉線定向套34。
[0013]本實用新型通過一個操縱組件控制多個杆狀執行組件，實現變速器檔位的變換，操縱組件設置在車輪軸一端，杆狀執行組件可嵌裝在車輪軸上，極大精簡了內變速器的結構，可將內變速器的尺寸做得更小，有效減輕了內變速器的重量，離合裝置的設置更加合理，通過設置操縱凸輪環上兩端的凸起輪廓與執行組件的運動匹配，只需要一個自行車的指撥即可實現整個內變速器的操作，通過執行組件之間的配合實現連續換擋，自行車的檔位操作更簡單方便。針對變速檔位的增加，通過增加推桿以及操縱凸輪環上凸起的設置，即可實現多離合器控制，通過定位圈可穩定杆狀執行部件的動作，提高裝置穩定性。
[0014]由上所述，本實用新型能夠適用更變速檔位的內變速器上，可以進一步將內變速器推廣到自行車應用中。
[0015]以下結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型做進一步說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為實施例中的十速內變速器的轉配示意圖A。
[0017]圖2為實施例中的十速內變速器的轉配示意圖B。
[0018]圖3為實施例中的十速內變速器的整體分解示意圖。
[0019]圖4為實施例中的十速內變速器的局部分解示意圖A。
[0020]圖5為實施例中的十速內變速器的局部分解示意圖B。
[0021]圖6為實施例中的操縱凸輪環展開示意圖。
[0022]圖7為實施例中的第一離合器示意圖。
[0023]圖8為實施例中的第一行星架示意圖。
[0024]圖9為實施例中的第一內齒圈示意圖。
[0025]圖10為實施例中的第二離合器示意圖。
[0026]圖11為實施例中的第二行星架示意圖。
[0027]圖12為實施例中的第二內齒圈示意圖。

【具體實施方式】
[0028]實施例
[0029]參見圖1至圖5，圖示中的為十個變速檔位的十速內變速器，其變速機構包括兩級行星齒輪傳動機構，第一級行星齒輪傳動機構與飛輪連接作為輸入端，第二級行星齒輪傳動機構的第二內齒圈和第二行星架與花鼓連接作為輸出端，其中第一級行星齒輪傳動機構只有一個第一中心輪41，與其嚙合的三組第一行星輪44通過第一行星輪軸45設置在第一行星架42上，第二級行星輪齒輪傳動機構包括第二中心輪56和第三中心輪57，與第二中心輪56和第三中心輪57嚙合的雙聯第二行星輪55通過第二行星輪軸54設置在第二行星架51上，花鼓的裝配與實施例1相同，飛輪6的飛輪座36通過滾珠式超越離合器28與第一內齒圈43連接，第一內齒圈43與第二內齒圈53之間設有內齒圈超越離合器46，第二內齒圈53上設有可打開的第二內齒圈棘爪52與車輪花鼓29內壁的花鍵槽連接，第二行星架51的外圈上設有第二行星架超越離合器58與車輪花鼓29內壁連接。
[0030]具體的，本實施例的檔位控制機構的執行組件包括中控控制杆9、軸控控制杆10和推桿59，中控控制杆9、軸控控制杆10和推桿59均可沿車輪軸18的軸向移動，其中，中控控制杆9的一端與行星齒輪傳動機構的行星架以及內齒圈的離合機構連接，軸控控制杆10的一端與車輪軸18與行星齒輪傳動機構的中心輪之間的離合機構連接，推桿59 —端與飛輪座36和行星齒輪傳動機構之間的離合機構連接；中控控制杆9的另一端以及軸控控制杆10的另一端分別與操縱凸輪環4兩端的操縱凸起接觸，推桿59的另一端與中控控制杆9同一端的內圈操縱凸起接觸。
[0031]由於本實施例中有三個執行組件，因此，本例中的操縱凸輪環4如附圖6所示，靠近行星齒輪機構的一端設有內外兩圈操縱凸起3，分別用於控制中控控制杆9和推桿59，另一端設有一圈操縱凸起，用於控制軸控控制杆10。在操縱凸輪環4靠近行星齒輪傳動機構的一側固定套裝定位圈35，其上分別設有與執行組件中的杆件對應的凹槽，用於操縱組件的徑向定位。
[0032]在其他的超過十速的內變速器上，可更近一步在操縱凸輪環的兩端均設置內外兩圈操縱凸起，同時控制四根杆狀執行元件，此原理應為本領域技術人員可預見的，因此不再此另作贅述。
[0033]具體參見圖2，軸控控制杆10連接的離合機構為控制車輪軸18與第二級行星齒輪傳動機構的行星輪之間連接和分離的可控棘爪14。
[0034]結合參見圖7至圖12，推桿59通過第一推環39連接的離合機構為控制飛輪座36與第一行星架42連接和分離的第一離合器37,第一離合器37通過第一離合器軸承38套裝在第一推環39上，第一推環39連接有第一離合器回位彈簧40。如圖7所示，第一離合器37 —端與飛輪座36的內孔通過滑移花鍵配合，另一端設有離合連接齒與圖8中的第一行星架42內孔連接。
[0035]中控控制杆9連接的離合機構為控制第一內齒圈43和第二行星架51實現連接和分離的第二離合器49，第二離合器49的外圈與位於第二內齒圈53內壁的可打開的第二內齒圈棘爪52接觸，第二離合器49通過套裝在車輪軸上的第二推環48與中控控制杆9連接，第二離合器49與第二推環48之間設有第二離合器軸承47，第二推環48連接有第二離合器回位彈簧50。如圖10所不,第二離合器49 一端設有與圖9中的第一內齒圈43內孔連接的花鍵，另一端設有與圖11中的第二行星架51連接的離合連接齒。
[0036]本實施例的變速器通過前後兩級的行星齒輪傳動機構進行疊加，取得十個檔位的速比，其中第一級行星齒輪傳動機構具有兩個速比的變化，第二級行星齒輪傳動機構具有五個速比的變化，以下結合圖1至圖12說明操作本實施例的十個檔位的具體變化過程:
[0037]a、首先一檔的動力傳遞路線是:飛輪座36—滾珠式超越離合器28—第一內齒圈43---內齒圈超越尚合器46---第二內齒圈53---第二行星輪55和第二中心輪57哨合---第二行星架51---第二行星架超越尚合器58---車輪花鼓29。
[0038]然後，轉動操縱凸輪驅動軸控控制杆10將第二中心輪56與車輪軸之間的可控棘爪14打開，此時第二中心輪56與第二行星輪55的雙聯齒輪的速比增大，第三中心輪57的轉速超越車輪軸的轉速，此時產生第二檔位的速比，其動力傳遞路線為:飛輪座36滾珠式超越尚合器28 第一內齒圈43 內齒圈超越尚合器46 第二內齒圈53 第二行星輪55和第二中心輪56哨合---第二行星架51---第二行星架超越尚合器58---車輪花鼓29。
[0039]上述兩檔位中，第二級行星齒輪傳動機構的輸入端為第二內齒圈，輸出端為第二行星架51。
[0040]b、控制操縱凸輪環驅動中控控制杆9向前推進，與之連接的第二離合器49前移，將其壓制的第二內齒圈53上的第二內齒圈棘爪52打開，實現第二內齒圈53與車輪花鼓內壁直接連接，此時的速比又較第二檔增大，達到第三檔位的速比，其動力傳遞的路線為:飛輪座36 滾珠式超越尚合器28 第一內齒圈43 內齒圈超越尚合器46 第二內齒圈53第二內齒圈棘爪52車輪花鼓29。
[0041]C、控制操縱凸輪環驅動中控控制杆9進一步向前推進，第二離合器49進一步將第一內齒圈43與第二行星架51直接連接，此時第二行星架51與第一內齒圈同步作為第二級行星齒輪傳動機構的輸入端，第二內齒圈53的轉速在行星齒輪傳動機構的增速下超過第一內齒圈作為第二級行星齒輪傳動機構的輸出端，此時，軸控控制杆10收回第二中心輪56與車輪軸之間的可控棘爪14，由第三中心輪57與第二行星輪55嚙合，形成第四檔位的速比:其動力傳遞路線如下:飛輪座36 滾珠式超越尚合器28 第一內齒圈43 第二行星架51---第二行星輪55和第二中心輪57哨合---第二內齒圈53---第二內齒圈棘爪
52車輪花鼓29。
[0042]然後，轉動操縱凸輪環驅動軸控控制杆10再次推進將第二中心輪56與車輪軸之間的可控棘爪14打開，此時第二中心輪56與第二行星輪55的雙聯齒輪的速比增大，第三中心輪57的轉速被帶動超越車輪軸的轉速，此時產生第五檔位的速比，其動力傳遞路線如下:飛輪座36—滾珠式超越離合器28—第一內齒圈43—第二行星架51—第二行星輪55和第二中心輪56嚙合第二內齒圈53第二內齒圈棘爪52車輪花鼓29。
[0043]上述五個檔位中，第一級行星齒輪傳動機構中的第一中心輪41和第一行星輪44空轉，均不參與動力傳動。
[0044]d、在完成上述五個檔位後，此時轉動操縱凸輪環驅動軸控控制杆10和中控控制杆9回到第一檔位的位置，同時驅動第一推環39前移，與之連接的第一離合器37將飛輪座36與第一行星架42連接，此時，第一行星架42作為第一級行星齒輪傳動機構的輸入端參與動力傳遞，此時第一內齒圈43的轉速經行星齒輪傳動後超越飛輪座36的轉速成為第一級行星齒輪傳動機構的輸出端，此時操縱凸輪環保持第一離合器的位置的同時，重複控制軸控控制杆10和中控控制杆9實現上述a、b、c三個階段，實現第六至第十檔位的變化。
[0045]上述僅為本實用新型在十速內變速器上的實施例，但所屬領域的技術人員應該明白，本實用新型所涉及的內變速器應該不限定於上述的變速器，在不脫離所附權利要求書所限定的本實用新型的精神和範圍內，在其他速別的內變速器上對本實用新型所作出的各種應用，都屬於本實用新型的保護範圍。
【權利要求】
1.一種自行車內變速器，包括車輪軸(18)、行星齒輪傳動機構和檔位控制機構，所述行星齒輪傳動機構設置在車輪軸上，行星齒輪傳動機構的輸入端連接自行車飛輪￠)，輸出端連接車輪花鼓(29)， 所述檔位控制機構包括一個操縱組件以及若干個執行組件，其特徵在於: 所述操縱組件設置在車輪軸(18)上，包括一個空套在車輪軸(18)上的操縱凸輪環(4)，所述操縱凸輪環的兩端均設有操縱凸起(3)，並且至少其中一端設有內外兩圈操縱凸起; 所述執行組件設置在所述行星齒輪傳動機構的內齒圈內部，包括中控控制杆(9)、軸控控制杆(10)和至少一根推桿(59),所述中控控制杆(9)、軸控控制杆(10)和推桿(59)均可沿車輪軸(18)的軸向移動，其中，所述中控控制杆(9)的一端與所述行星齒輪傳動機構的行星架以及內齒圈的離合機構連接，所述軸控控制杆(10)的一端與所述車輪軸(18)與行星齒輪傳動機構的中心輪之間的離合機構連接，所述推桿(59) —端與飛輪(6)和行星齒輪傳動機構之間的離合機構連接；所述中控控制杆(9)、軸控控制杆(10)以及推桿(59)的另一端分別與操縱凸輪環(4)兩端的操縱凸起接觸；所述操縱凸輪環(4) 一側固設有定位圈(35)，其上設有與執行組件的杆件截面對應的凹槽用於執行組件的徑向定位； 所述操縱凸輪環(4)與拉線(33)連接實現轉動。
2.根據權利要求1所述的一種自行車內變速器，其特徵在於:所述行星齒輪傳動機構包括並排套裝在車輪軸上的兩級行星齒輪傳動機構，所述飛輪(6)的飛輪座(36)通過滾珠式超越離合器(28)與第一內齒圈(43)連接，兩級行星齒輪傳動機構的內齒圈之間通過內齒圈超越離合器(46)連接，其中第二級行星齒輪傳動機構的內齒圈和行星架作為輸出端與車輪花鼓通過超越式離合器連接。
3.根據權利要求2所述的一種自行車內變速器，其特徵在於:所述中控控制杆(9)連接的離合機構為實現第一內齒圈(43)和第二行星架(51)連接和分離的第二離合器(49)，所述第二離合器(49)的外圈與位於第二內齒圈(53)內壁的可打開的第二內齒圈棘爪(52)接觸，並且，所述第二離合器(49)通過套裝在車輪軸上的第二推環(48)與中控控制杆(9)連接，所述第二離合器(49)通過第二離合器軸承(47)套裝在第二推環(48)上，所述第二推環(48)連接有第二離合器回位彈簧(50)。
4.根據權利要求3所述的一種自行車內變速器，其特徵在於:所述軸控控制杆(10)連接的離合機構為控制車輪軸(18)與第二級行星齒輪傳動機構的行星輪之間實現連接和分離的可控棘爪(14)。
5.根據權利要求4所述的一種自行車內變速器，其特徵在於:所述推桿(59)通過套裝在車輪軸上的第一推環(39)與設置在飛輪座(36)與第一行星架(42)之間的第一離合器(37)連接，所述第一離合器(37)通過第一離合器軸承(38)套裝在第一推環(39)上，所述第一推環(39)連接有第一離合器回位彈簧(40)。
6.根據權利要求1-5中任一項所述的自行車內變速器，其特徵在於:所述操縱組件還包括套裝在車輪軸(18)上與操縱凸輪環(4)連接的操縱回位扭簧(2)。
7.根據權利要求6所述的一種自行車內變速器，其特徵在於:所述操縱組件設置在操縱固定外殼(I)內，所述操縱固定外殼(I)固設在車輪軸(18) —端，其上設有將拉線沿操作凸輪環(4)切線方向引入的拉線定向套(34)。
【文檔編號】B62M11/14GK204056187SQ201420462509
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年8月15日 優先權日:2014年8月15日
【發明者】李激初 申請人:李激初