[发明专利]自行车的具有自动变速机构的内变速器装置

说明书

技术领域

本发明一般涉及自行车变速器，更确切地说，涉及与轮毂元件的旋转相适应地自动调档的内变速器装置。

背景技术

开始蹬一辆处于停止状态的自行车的踏板往往是困难的，因为骑车人在停放自行车时，常常使其自行车处于高速档，忘记变换到低速档。为了解决这个问题，人们已经提出了两种解决方法。一种是电气的解决办法而第二种则是机械的解决办法。具有代表性地，电气的解决办法包括马达、电路、电池和具有变速机构的控制装置。当自行车被停下来时，该控制装置则电动地变换成低齿速比。但这个解决办法太昂贵，骑车人须频频更换电池。

大多数机械的解决办法牵涉到该轮毂中的离心力机械，当自行车被停下来时，它把齿速比调定到低速档，而达到预定的轮速之后则变换齿速比。美国专利No.3,603,178示出一辆配备着一个内拨叉轮毂的自行车，其中齿速比可以与由旋转的车轮所产生的离心力而相应地被自动转换。这样一种内拨叉轮毂包括轮毂轴、能绕着该轮毂轴旋转的驱动器、轮毂外壳、变换该驱动器的旋转速度并把其结果传递到轮毂外壳的行星齿轮机构、把行星齿轮机构的输出传送到轮毂外壳或终止这种传递的离合器机构、由离心力转换离合器机构的离合器转换机构及设置在行星齿轮机构和轮毂外壳之间的支撑套。

行星齿轮机构包括内牙齿轮、恒星齿轮、许多与该内牙齿轮和恒星齿轮咬合起来的行星齿轮及支撑该诸多行星齿轮的行星齿轮托板。该行星齿轮托板与该驱动器整体地形成。支撑套被可旋转地支托在轮毂轴上并由锯齿形接头与行星齿轮托板结合起来。一个单向离合器被安装在支撑套和轮毂外壳之间。

离合器机构有一个设置在内牙齿轮和轮毂外壳之间的棘轮掣爪、当此棘轮掣爪处于啮合的位置时，它把二者连接，而当棘轮掣爪处于分离的位置时，它使二者脱离开。当离合器机构处于啮合的位置时，轮毂外壳通过行星齿轮机构以一种向上移位的方式被驱动，而当此棘轮掣爪处于分离的位置时，轮毂外壳则被直接连结到该驱动器上时被驱动。

离合器转换机构包括一个由于离心力而摇摆的重物部件和一个响应该重物部件之摇摆而旋转的控制部件。重物部件和控制部件被安装在一个本身被可旋转地安装在支撑套上的重物支架上。此重物支架不可转动地与内牙齿连接。

控制部件用圆周运动转换着处于啮合位置和分离位置之间的离合器机构的棘轮掣爪。一个与控制部件联动的立式控制销设置有一个与此控制销联锁的狭缝和一个控制离合器掣爪的控制孔。控制销与狭缝联锁把重物部件的摇摆运动转换成控制部件的圆周运动。

在这种传统的内拨叉轮毂中，离合器机构的棘轮掣爪被控制部件的控制孔保持在一个位置上，掣爪在其中与轮毂分开直至达到促进重物部件向外摇摆的旋转速度。在这段时间里，从链轮传递到驱动器的旋转通过支撑套和单向离合器被从托板传递到轮毂外壳上，而轮毂外壳则以直接耦合的方式被驱动。当获得一定的旋转速度时且重物部件已向外摇摆，控制销相对于狭缝滑动时转动并致使控制部件旋转。当这种情况发生时，由控制孔控制的棘轮掣爪上升到它在其中与轮毂外壳联锁的啮合位置上。在这种情况下，已被从链轮传递到驱动器的旋转向上移位并通过行星齿轮从托板输出到内牙齿轮，并通过离合器机构被进一步传递到轮毂外壳上，由此把轮毂外壳压入向上移位的方式。

在这种配置中，其中，离合器机构被转换利用离心力使速度变化，由于重物部件的受限的放置空间，所以它的摇摆范围很小。加之，由于控制销被设置在重物支架的摇摆中心的附近，所以它相对于重物部件的摇摆的旋转轨迹很短。因此，控制部件不能旋转超过有效的距离，使棘轮掣爪通过很少量的圆周运动在啮合位置和脱离开的位置之间转换成为必需。

另一个缺点是，由于重物部件的有限的放置空间，故难以得到大的离心力。因而，必须提高摇摆运动借以被转换成离合-转换机构中的圆周运动的效率。然而，在上述的通常的配置的情况下，摇摆运动借以被转成圆周运动的效率很低，控制部件的圆周运动受到了相对于重物部件的摇摆的阻碍，而且，因为与狭缝联锁的控制销必须沿着该狭缝滑动以把重物部件的摇摆运动转换成控制部件的旋转运动。

因此，提供一种结构简单、重量轻并克服了现有技术的不利因素的自行车的内变速器装置是最理想的。

发明内容