[发明专利]一种自行车内变速器及其调速装置

说明书

技术领域

本发明属于自行车变速器领域，涉及一种自行车内变速器及其调速装置。

背景技术

现有的自行车变速系统大致分为两种，一种为在自行车后轮轴内通过齿轮变速的内变速系统，另一种为在自行车中轴上设置多级牙盘及后车轮轴上设置多级链轮的外变速系统，其中，作为结构简单的多级可调速的外变速系统得到了广泛的应用，但也存在一些不足，如：在车辆静止时无法变速，在车辆行驶中变速时，链条与链轮容易脱落，由于变速零件暴露在外，需频繁保养才能保证其正常运转，而内变速系统则解决了链条与链轮在变速时容易脱落的问题，同时因其变速传动零件基本都封闭在壳体内，使得其保养简单、容易，但与外变速系统相比，其最大的不足就是其变速档位过少，传动力矩波动过大，特别是在一些特殊路段时，无法调整到骑行者所需要的力矩，即档位太少，从而限制了其在自行车领域的全面应用，随着技术的进步，一些自行车厂家相继研制出了多档位自行车内变速系统，但从变速档位来说还远未达到现有的外变速自行车的变速档位，且随着档位的增加，内变速调速系统的结构复杂程度也随之大大增加，其成本过高，体积、重量过大等因素也使得其无法在自行车行业普及应用。

发明内容

为了解决上述问题而提供本发明，其目的在于提供可按档位的需求增加或减少行星齿轮组及行星模块的数量，即可达到设计需求的，且重量轻、体积小，调速简单、易维护的一种自行车内变速器及其调速装置。

本发明为了实现上述的发明目的而提供的一种自行车内变速器及其调速装置，包括设置于车架上的一种自行车内变速器及与之配合联动的一种调速装置。

所述的一种自行车内变速器，包括车架、车把、脚蹬轴、牙盘等，在自行车架安装中轴的套筒内设有至少一组行星模块，该行星模块由一组在太阳轮与内齿圈之间设有棘轮的行星齿轮组成，其中，在行星齿轮组的内齿圈外圆上设有轴向的凹槽，以配合调速装置的凸起对行星齿轮内齿圈的锁定，行星齿轮组的行星架与作为动力输入的脚蹬轴同轴固定，行星齿轮组的太阳轮与动力输出轴固定连接并与脚蹬轴呈同轴圆周滑动设置，牙盘与动力输出轴固定连作为动力输出，通过凸起对行星齿轮组的内齿圈外圆上凹槽的锁定与解锁来达到不同的转速输出，从而达到变速的目的。

所述的一种自行车内变速器，为了扩大内变速器的总变比，减小速比级差，在自行车架安装中轴的套筒内设有至少一组行星齿轮组成的前级及至少一组由行星模块所组成的后级，其中，在前级及后级行星齿轮组的内齿圈外圆上均设有轴向的凹槽，以配合调速装置的凸起的锁定，前级行星齿轮行星架与后级行星模块的行星架刚性连接，前级行星齿轮的太阳轮与作为动力输入的脚蹬轴同轴固定，后级行星模块的太阳轮与动力输出轴固定连接并与脚蹬轴呈同轴圆周滑动设置，牙盘与动力输出轴固定连作为动力输出，通过凸起对前级或后级不同的行星齿轮组的内齿圈外圆上凹槽的锁定与解锁来达到不同的转速输出，从而达到变速的目的。

所述的一种自行车内变速器，为了在扩大内变速器的总变比的同时提供更小的速比级差，在自行车架安装中轴的套筒内设有由多组同轴并行的不同变比的行星齿轮所组成的前级，及多组同轴串行的由不同变比的行星模块所组成的后级，其中，在前级及后级行星齿轮组的内齿圈外圆上均设有轴向的凹槽，以配合调速装置的凸起的锁定，前级各组行星齿轮的太阳轮与作为动力输入的脚蹬轴同轴固定，前级各组行星齿轮的行星架与后级第一组行星模块的行星架均互相刚性连接，后级每组行星模块的太阳轮与下一组行星模块的行星架相连，最后一组行星模块的太阳轮与动力输出轴固定连接并与脚蹬轴呈同轴圆周滑动设置，牙盘与动力输出轴固定连接作为动力输出，由于前级多组并行的行星齿轮设定及后级多组串行的行星模块设定，在扩大变速器的总变比的同时，还可带来更多的变速档位调节，通过对前级或后级不同的行星齿轮组内齿圈的锁定与解锁，来达到不同的转速输出。

需要说明的是：所谓行星齿轮组的并行可以解释为：各组行星齿轮组的太阳轮同轴刚性连接及行星架同轴刚性连接，所谓行星模块的串行可以解释为：后级前组行星模块的太阳轮作为动力输出与后组行星模块作为动力输入的行星架同轴刚性连接。

在后级行星模块的内齿圈解除锁定后，行星架作为动力输入带动内齿圈与太阳轮同向转动，当太阳轮作为动力输出时，由于棘轮的单向锁定限制，内齿圈只能与太阳轮同向同速转动，此时行星模块的内齿圈与行星架及太阳轮同向同速转动，相当于前级行星齿轮组的行星架与动力输出轴直连，前级最低变比的行星齿轮组即为变速器的最低变比。