专利名称：自行车用内装有变速装置的轮毂的制作方法
技术领域：
本发明系关于自行车用内装有变速装置的轮毂，在其轮毂筒内侧具备轮毂轴，和安装在此轮毂轴上可自由转动的轮毂筒以及驱动体，同时利用行星齿轮将前述驱动体的转动驱动力以数段变速方式变速后传递到前述轮毂筒之变速装置。
在上述内装变速装置的轮毂中，具备与行星齿轮啮合之环齿轮，并且构成可传递驱动体之转动力至此环齿轮；在支撑行星齿轮之载体上，具备有时能使驱动体一体转动自如地连结有时能将此连结解除之传动离合器，而且，使此传动离合器进行入档或出档之切换，并且，利用使啮合行星齿轮之太阳齿轮，进行可以转动和不能转动之切换操作，可使驱动体的转动力由环齿轮传递至行星齿轮而变速，也可使驱动体的转动力传逆至行星齿轮之载体上而变速，因而变速之段数变多。于是，邻接高速侧变速段和低速侧变速段之变速比差小，能够以小幅度之变速进行适当地变速后行走。
因此，以往，例如日本特开平5-65094号公报所示，具备与驱动体分别形成的与行星齿轮啮合的环齿轮；环齿轮与驱动体之间，驱动体与载体之间，分别具备有离合器机构；可以将驱动体之转动力由环齿轮传递至行星齿轮，也可传递至载体上。
在以往之变速技术中，环齿轮与驱动体分别地形成后必须再加以组合，因此费用增加同时构造变复杂。而且，必须要有连结环齿轮与驱动体之离合器机构，由此而变成高价化而且复杂化。又，驱动体与环齿轮之间也担心有由于制作误差而发生摇晃不稳之情况。
本发明的目的在于提供变速段数多且传动性优异，构造简单且价廉之自行车用内装有变速装置的轮毂。
根据权利要求1，本发明之构成、作用、效果如以下所述。
一种自行车周内装有变速装置的轮毂，具备轮毂轴；转动自如地安装在上述轮毂轴之轮壳筒；以及驱动体；同时，在所述轮毂筒之内侧，具有利用行星齿轮将前述驱动体之转动力以复数段之变速方式变速后，传递至前述轮毂筒之变速装置；其特征在于该轮毂具备其内周侧与所述行星齿轮啮合之环齿轮，与所述驱动体形成为一体构件；设置在转动自如地支撑行星齿轮的载体与所述驱动体之间的可在使所述驱动体一体转动自如地连结到所述载体的连结状态以及解除连结状态之间切换自如的传动离合器；以及用以切换操作所述传动离合器，并且使啮合于所述行星齿轮的太阳齿轮切换成可以转动状态和不能转动状态的对所述变速装置进行变速操作的操作机构。
若利用操作机构操作传动离合器至出档侧，则驱动体与环齿轮为形成一体之构件，一体地转动，所述驱动体的转动力由环齿轮传递至行星齿轮。若利用操作机构操作传动离合器至入档侧，则由于利用此传动离合器来连结驱动体与载体，所以驱动体的转动传递至载体。在前者之情况与后者之情况中，由于变速装置是以不同之变速比来进行变速，所以利用环齿轮与驱动体形成为一体化，可使得制作及组装变容易，并且，可避免以往可能发生之摇晃不稳之情况，而且，以往驱动体与环齿轮之间所具备的离合器变成不需要，如此便能将驱动体的转动力由环齿轮有时传递至行星齿轮上，有时传递至载体上而能变速驱动轮毂筒。
能将驱动体的转动力由环齿轮传递至行星齿轮上，对轮毂筒作变速驱动，也能传递至载体上而对轮毂筒作变速驱动，由此可将变速之段数变多，能以适当地变速后行走。并且，在环齿轮与驱动体之间的摇晃不稳之情况不会发生，能顺畅地驱动，同时，环齿轮以及驱动体之制作及组装变成容易化，同时，以往所具备的离合器变成不需要，如此可得到价廉且简单之构造。
根据权利要求2，本发明之构成、作用、效果，如以下所述。
根据权利要求1所述的自行车用内装有变速装置的轮毂，其特征在于，所述驱动体形成为筒状，使用于安装在所述轮毂轴上的安装孔位于其一端侧上，使所述环齿轮位于其另一端侧上，使用于组装所述传动离合器的离合器组装孔位于所述安装孔与所述环齿轮之间；使所述环齿轮之内径比所述离合器安装孔之内径大，并使所述离合器组装孔之内径比所述安装孔之内径大。
装配之时，能使传动离合器由直径较大之环齿轮侧，容易地插入离合器组装孔中来安装。将驱动体安装在已安装有行星齿轮、载重架以及太阳齿轮等之轮毂轴上，及由于环齿轮和离合器安装孔之间直径之差异，载重架或行星齿轮能自然而然地入档驱动体内，与传动离合器或环齿轮连结，而能组装变速装置。
由传动离合器之组装或变速装置之组装来全面提高组装效率。
根据权利要求3，本发明之构成、作用、效果，如以下所述。
根据权利要求2所述的自行车用内装有变速装置的轮毂，其特征在于，在所述驱动体之所述安装孔所在位置部分之外周侧上，具备链轮安装部；在所述驱动体之所述离合器安装孔所在位置部分之外周侧上，具备支撑所述轮毂筒可使其相对转动自如之轮毂筒支撑部；以及所述链轮安装部之外径形成小于所述轮毂筒支撑部之外径。
利用链轮安装部与轮毂筒支撑部之前述直径差，可使设在驱动体上的链轮之外径比轮毂锷之外径小，作为链轮可采用较小之直径。
采用小直径之链轮，由于小型而可以得到容易搬运之轮毂，也可获得小型且灵巧之车轮驱动部。
附面简单说明如下
图1是自行车用内装有变速装置的轮毂的断面图。
图2是第1传动离合器之断面图。
图3是第1太阳离合器之断面图。
图4是操作筒之分解斜视图。
图5是第1操作筒部分与第2操作筒之连接处之断面图。
图6是第2至第3太阳离合器之断面图。
图7是支持具之倾斜引导部之说明图。
图8是驱动体之断面图。
图9是驱动体之侧面图。
图10是离合器控制之说明图。
如图1所示，具备能使链轮1在一端侧一体转动之驱动体10；以及，将在外周侧上具备有左右一对之轴环2a之轮毂筒2，转动自如地安装在轮毂轴3上；在轮毂筒2的内侧具备，利用4个行星齿轮21至24将上述驱动体10之转动力，经第1速至第7速变速后，传递至轮毂筒2之变速装置20；同时，利用具备有外嵌在轮毂轴3上转动操作自如的操作筒45之操作机构40，来进行上述变速装置20之变速操作。轮毂筒2之驱动体10所在位置之另一边横侧位置上，具备有与轮毂筒2之端部连结之刹车鼓71之刹车70；由此来构成附有刹车之自行车用内装有变速装置的轮毂。该内装有变速装置之轮毂，在轮毂轴环2a处连结自行车用车轮之后下叉(图中未示)，同时，利用设置在轮毂轴3之两端侧上之安装螺丝4，将轮毂轴3锁紧使其不能转动地固定在自行车车体框架5上，利用驱动链条(图中未示)将链轮1与自行车之前齿轮(图中未示)连动，由该前齿轮使驱动体10向转动方向F驱动，使车轮向前进方向驱动；刹车70之操作部与由刹车杆(图中未示)来之刹车线连结，由刹车杆制动操作刹车70来对车轮刹车。又，由操作筒45之滚珠承盘6往外侧突出之端部与由具备有一体转动自如之线挂钩之自行车变速杆装置(图中未示)来之变速线7连结，利用变速杆装置转动操作操作筒45，使车轮驱动速度以7段变速，详细说有如下之构成。
驱动体10外嵌在轮毂轴3上，同时内嵌在轮毂筒2之一端侧形成筒状，以具有一端侧之滚珠接触面介由滚珠8及滚珠承盘6转动自如地安装在轮毂轴3上。
轮毂筒2之一端侧上，具备有滚珠接触面同时装配有形成环状之安装部2b，外嵌在驱动体10上，可一体转动自如；此安装部2b介由滚珠8转动自如地安装在驱动体10上。轮毂筒2之另一端侧上，具备利用栓槽部2c一体转动自如地卡合的侧壁部2d，此侧壁部2d介由滚珠8及滚珠承盘9转动自如地安装在轮毂轴3上。由此，轮毂筒2被转动自如地支撑在轮毂轴3上，同时，轮毂轴3与驱动体10可以相对地转动。
变速装置20是如图1所示之组成。
即，上述4个行星齿轮21至24中的第1行星齿轮21与比该行星齿轮21之外径大之第2行星齿轮22形成可一体转动之一体齿轮，同时介由转动支轴25被转动自如地支撑在第1载重架26上。上述4个行星齿轮21至24中的第3行星齿轮23与比该行星齿轮23之外径大之第4行星齿轮21至24中的第3行星齿轮23与比该行星齿轮23之外径大之第4行星齿轮24形成可一体转动之一体齿轮，同时介由转动支轴27被转动自如地支撑在第2载重架28上。转动自如地外嵌在第1载重架26之一端侧上所构成之第1环齿轮29之内周侧使其与第1行星齿轮21啮合，转动自如地外嵌在第2载重架28之一端侧上所构成之第2环齿轮30之内周侧使其与第3行星齿轮23啮合。构成相对转动自如地外嵌在轮毂轴3上之环状的4个太阳齿轮31至34中，第1太阳齿轮31之外周侧与第1行星齿轮21互相啮合，第2太阳齿轮32之外周侧与第2行星齿轮2互相啮合，第3太阳齿轮33之外周侧与第3行星齿轮23互相啮合，第4太阳齿轮34之外周侧与第4行星齿轮24互相啮合。深入第1载重架26之驱动体10之内部的载重架端部26a与驱动体10之间设置第1传动离合器35，在第2环齿轮30之外周侧与轮毂筒2之间设置第2传动离合器36，在第2载重架28之行星齿轮支持侧之相反侧之端部与轮毂筒2之侧壁部2d之间设置第3传动离合器37。
在第2载重架28之一端部上设置之栓槽部28a，使其不能相对转动地卡合在第1载重架26之端部上。由此，第1载重架26与第2载重架28形成为一体，相对轮毂轴3转动。
上述第1环齿轮29在驱动体10成形之时，同时在其一端侧成形，使其与驱动体10形成为一体构件。由此，驱动体10之转动力可由第1环齿轮29传递至第1行星齿轮21及第2行星齿轮22。
上述第1传动离合器35是如图2所示之组成。即，是由安装在驱动体10之内周侧之圆周方向之二处上的起伏摇动自如之棘爪35a与可与两棘爪35a、35a之爪顶端卡脱的形成在载重架端部26a之外周面上的棘轮齿35b构成的。两棘爪35a、35a具备爪弹簧，此爪弹簧弹压棘爪35a至直立侧，使棘爪35a的爪顶端卡止在棘轮齿35b上。也就是说，第1传动离合器35成为单方向离合器当驱动体10往转动方向F转动的话，可将此转动力传递至第1载重架26，而且，第1载重架26即使往转动方向F转动，其转动力也不会传递至驱动体10。因此，驱动体10之转动方向F之转动能传递至第1载重架26上。
上述第2传动离合器36，是由安装在第2环齿轮30之外周侧上的起伏摇动自如的棘爪36a，与可与两棘爪36a之爪顶端卡脱的设置在轮毂筒2之内周面上的棘轮齿36b构成的。棘爪36a具备爪弹簧，此爪弹簧弹压棘爪36a至直立侧，使棘爪36a之爪顶端卡止在棘轮齿36b上。也就是说，第2传动离合器36为当第2环齿轮30往转动方向F转动的话，可将此转动力传递至轮毂筒2，而且，容许轮毂筒2往转动方向F以比第2环齿轮30更高速转动之单方向离合器。
上述第3传动离合器37，是由安装在第2载重架28之外周侧上的起伏摇动自如之棘爪37a，与可与两棘爪37a之爪顶端卡脱的设置在侧壁部2d之内周面上的棘轮齿37b构成的。棘爪37a具备爪弹簧，此爪弹簧弹压棘爪37a至直立侧，使棘爪37a之爪顶端卡止在棘轮齿37b上。也就是说，第3传动离合器37为当第2载重架28往转动方向F转动的话，可将此转动力传递至轮毂筒2，并且，容许轮毂筒2往转动方向F以比第2载重架28更高速转动之单方向离合器。
操作机构40是由以下构件所构成在上述第1太阳齿轮31与轮毂轴3之间设置第1太阳离合器41，在上述第2太阳齿轮32与轮毂轴3之间设置第2太阳离合器42，在上述第3太阳齿轮33与轮毂轴3之间设置第3太阳离合器43，在上述第4太阳齿轮34与轮毂轴3之间设置第3太阳离合器44，上述操作筒45，轮毂轴3在上述滚珠承盘6的附近具备有不能相对转动之位于支持具47的轮毂轴芯方向滑动自如地被支撑的离合器切换体48，弹压此离合器切换体48使其滑动之螺旋弹簧制的第1复位弹簧49，可一体转动地安装在操作筒45上以使上述离合器切换体48滑动操作之切换操作具50，弹压操作筒45使其转动之螺旋弹簧制的第2复位弹簧50。
上述第1太阳离合器41是如图3所示之构成。即，是由安装在外嵌于轮毂轴3上之如图4所示之环状的爪支持构件52之外周侧的圆周方向复数处上的棘爪41a，与可与这些棘爪41a之爪顶端卡脱的形成在第1太阳齿轮31之内周侧上的棘轮齿41b构成的。爪支持构件52通过以配置在其内周侧之卡合部52a卡止在轮毂轴3之转动停止凸起上，使其与轮毂轴3连结而不能转动。棘爪41a具备爪弹簧，此爪弹簧弹压棘爪41a至直立侧，使棘爪41a之爪顶端卡止在棘轮齿41b上。棘爪41a与棘轮齿41b之构成为，系使第1太阳齿31对轮毂轴3不能在逆转动方向F的方向上转动之状态下卡合。
第2太阳离合器42是如图6所示之构成。即，是由安装在第2太阳齿轮32的内周侧的圆周方向复数处的棘爪42a，与可与这些棘爪42a之爪顶端卡止的在轮毂轴3上形成之挚子凸起42b构成的。棘爪42a具备爪弹簧，此爪弹簧弹压棘轮爪42a至直立侧，使棘爪42a之爪顶端卡止在挚子凸起42b上。棘轮爪42a与挚子凸起42b之构成为，系使第2太阳齿轮32对轮毂轴3不能在转动方向F的逆方向上转动之状态下卡合。第3太阳离合器43以及第4太阳离合器44，与第2太阳离合器42同样地，是由安装在太阳齿轮33、34的内周侧的圆周方向上的棘爪43a、44a，与形成在轮毂轴3上的挚子凸起43b、44b所构成，同时各棘爪43a、44a具备爪弹簧，将爪顶端弹压至直立侧使爪顶端卡止在挚子凸起42b、44b上。第2太阳离合器42与第3太阳离合器43之挚子凸起42b为兼用。
即，各太阳离合器41至44构成为单方向离合器，太阳齿轮31、32、33、34相对轮毂轴3可以往转动方向F转动，但是不能在转动方向F的逆方向上转动。
操作筒45系由，如图4所示，在一端侧上具有一对挂缆线用之连结臂53、53，在另一端侧上具有一对筒部连结片54、54之第1操作筒部45a，及在一端侧上具有一对筒部连结臂55、55之第2操作筒部45b所构成。第1操作筒部45a系以，此挂缆线用之连结臂53转动自如地卡入于，由前述支持具47之内周侧之切口所构成之支持具47与轮毂轴3之间隙中，以及由前述滚珠承盘6之内周侧之切口所构成之滚珠承盘6与轮毂轴3之间隙中；挂缆线用之连结臂53之顶端侧系与由滚珠承盘6往横外侧凸出之挂缆线用之凸起46，一体转动自如地相连结的状态下，转动自如地外嵌在轮毂轴3上。第2操作筒部45b系以，此筒部连结臂55转动自如地卡入于，由前述爪支持构件52之内周侧与轮毂轴3之间隙中，同时以卡入第2操作筒部45b之筒部连结片54之连结片间之状态下，转动自如地外嵌在轮毂轴3上。如图5所示，在第1操作筒部45a的筒部连结片54与第2操作筒部45b之筒部连结臂55之间，具备使两操作部分45a、45b能以设定之转动角度作相对转动之融通D。如图4所示，利用弹簧悬挂体56以及前述切换体操作具50之各自的内周侧，与第2操作筒部45b之筒部连结臂55卡合，使弹簧悬挂体56与前述切换体操作具50以及第2操作筒部45b构成能一体地转动；弹簧悬挂体56以及切换体操作具50各自的弹簧安装孔56a、50a上，安装成为螺旋弹簧之连动弹簧57之一端侧，此连动弹簧57之另一端侧安装在第1操作筒部45a之弹簧安装孔45c上。由此，若利用变速缆线7使第1操作筒部45a作转动操作，在第1传动离合器35以及第2至第4太阳离合器42至44之切换反作用力小之情况，连动弹簧57不弹性变形便将第1操作筒部45a之转动力传递至第2操作筒部45b，使第2操作筒部45b与第1操作筒部45a同时地转动。在第1传动离合器35以及第2至第4太阳离合器42至44之切换反作用力大之情况，连动弹簧57以弹性变形来蓄积转动操作筒部45b之操作力，当前齿轮行至上死点或下死点，第1传动离合器35以及第2至第4太阳离合器42至44之切换反作用力降低之时，以连动弹簧57所蓄积之操作力来转动第2操作筒部45b。由此，有时拉紧变速缆线7有时放松变速缆线7，来对第1操作筒部45a作转动操作，可使操作筒部45全体能够转动操作。
前述第2复位弹簧51之一端侧卡入如图4所示之前述爪支持构件52之弹簧安装孔52b内，以此与爪支持体52卡止；另一端侧卡入如图6所示之前述弹簧悬挂体56之弹簧安装切口56b内，以此与弹簧悬挂体56卡止；第2复位弹簧51系，伴随着由于变速缆线7之拉紧操作力使操作筒45作转动操作，而发生扭曲变形；变速缆线7之拉紧操作力使操作筒45之转动方向，系为逆转动方向之复位操作。
前述离合器切换体48，系具备有在其内周侧凸出之操作栓部48a，此操作栓部48a系滑动自如地卡入在，如图7所示设在前述支持具47的外周侧之切口的内部，以及前述切换体操作具50所具有之如图4所示之一对操作臂部50b、50b之间。若利用第1操作筒部45a之转动操作使第2操作筒部45b转动，则切换体操作具50与第2操作筒部45b一起转动，利用操作臂部50b使操作栓部48a，如图7所示，有时被压住操作在支持具47之倾斜引导部47a中，有时解除此压住操作。若使操作栓部48a压住操作在引导部47a中，则离合器切换体48，利用倾斜引导部47a之凸轮作用，沿着倾斜引导部47a与操作臂部50b对抗第1复位弹簧49，往第1传动离合器35移动，与此离合器35之棘爪35a之游离端侧抵接，使此棘爪35a由棘轮齿35b松开，使第1传动离合器35出档。若使操作栓部48a对引导部47a解除压入操作，则离合器切换体48，利用第1复位弹簧49之回复操作力，往离开第1传动离合器35之方向移动，解除对此离合器35之棘爪35a之压下操作，利用爪弹簧使此棘爪35a与棘轮齿45b卡合，使第1传动离合器35卡入。
如图4所示，第2操作筒部45b，系具备有配合第2太阳离合器42之第2控制部58、配合第3太阳离合器43之第3控制部59、配合第4太阳离合器44之第4控制部60。第2控制部58，系利用第2操作筒部45b之转动来切换，如图6(B)所示之离合器出档位置，和如图6(A)所示之离合器入档位置。切换至离合器出档位置之第2控制部58系，若欲利用转动第2行星齿轮22之操作力，使第2太阳齿轮32对轮毂轴3之转动为转动方向F之逆方向，则为了使棘爪42a不被挚子凸起42b卡止而越过，将棘爪42a压上，能使第2太阳齿轮32对轮毂轴3在转动方向F之逆方向上转动。即，使第2太阳离合器42作出档操作，能使第2太阳齿轮32对轮毂轴3之转动方向为转动方向F之逆方向。切换至离合器入档位置之第2控制部58系，即使欲利用转动第2行星齿轮22之操作力，使第2太阳齿轮32对轮毂轴3之转动为转动方向F之逆方向，然而由于挚子凸起42b卡止棘轮爪42a，使得第2太阳齿轮32对轮毂轴3之转动方向不能为转动方向F之逆方向。即，使第2太阳离合器42作入档操作，能使第2太阳齿轮32对轮毂轴3之转动方向不能为转动方向F之逆方向。第3控制部59以及第4控制部60也与第2控制部58同样地，系利用第2操作筒部45b之转动来切换离合器出档位置与离合器入档位置，操作太阳离合器43、44使其作出档操作，可使太阳齿轮33、34对轮毂轴3之转动方向为转动方向F之逆方向；操作太阳离合器43、44使其作入档操作，可使太阳齿轮33、34对轮毂轴3之转动方向不能为转动方向F之逆方向。
操作筒45不具有对第1太阳离合器41之控制部。然而，进行第2太阳离合器42入档之操作后，在第1环齿轮29往转动方向F转动，第2行星齿轮22往转动方向F公转转动之情况，虽然第1行星齿轮21与第2行星齿轮22皆是自转转动，但是由于第1行星齿轮21的外径比第2行星齿轮22之外径小，且，第1太阳离合器41为前述之单方向离合器，所以第1太阳齿轮31与第1行星齿轮21皆是往转动方向F自由地转动。接着，进行第2太阳离合器42出档之操作后，在第1环齿轮29往转动方向F转动，第1行星齿轮21自转转动之情况，虽然对第1太阳齿轮31施加与转动方向F逆方向之操作力，但是第1太阳齿轮31由于第1太阳离合器41之棘爪41a之制动作用，不能往转动方向F之逆方向转动。
由此，若转动操作操作筒45，则操作机构40利用离合器切换体48，切换控制第1传动离合器35，又将由驱动体10至载体26之传动，以出档及入档之方式作切换操作。更加地，利用第2操作筒部45b切换控制第2至第4太阳离合器42、43、44，使第2至第4太阳齿轮32、33、34对轮毂轴3之转动方向F，切换控制操作成，可以逆方向之转动与不可以逆方向之转动，同时，利用第2太阳离合器42的控制及第1太阳离合器41的单方向作用，使第1太阳齿轮31对轮毂轴3之转动方向F，切换控制操作成，可以逆方向之转动与不可以逆方向之转动。接着，若操作筒45转动切换至第1至第7速之各操作位置上，则在前述操作臂部50b以及第2至第4控制部58、59、60之操作筒圆周方向上，利用配置关系之设定，如图10所示，第1传动合器35、第1至第4太阳离合器41、42、43、44变成入档、出档或不动作状。又，在图10中“-”表示单方向离合器35至37、41至44不动作，容许此相对转动之状态，称为“不动作状态”。“○”表示单方向离合器动作，阻止相对转动之状态，称为“入档”。“×”表示强制地阻止单方向离合器之卡合，容许此相对转动之状态，称为“出档”。没有“×”之离合器，意味着不需要控制。
也就是说，若有时拉紧操作变速缆线7，有时放松操作，则变速筒45利用变速缆线7之张力或是第2复位弹簧51之弹性恢复力转动切换至第1至第7速之7个操作位置上。若变速筒45在第1速位置上，则在第1传动离合器35以及第2、第3、第4太阳离合器42、43、44为出档，第2传动离合器36为不动作之状态下，第3传动离合器37以及第1太阳离合器41变为入档，变速装置20变为第1速。然后，驱动体10之转动力介由第1行星齿轮21、第1载体26、第2载体28、第3传动离合器37，传递至轮毂筒2上。若变速筒45在第2速位置上，则在第1传动离合器35以及第3、第4太阳离合器43、44为出档，第2传动离合器36以及第1太阳离合器41为不动作之状态下，第3传动离合器37以及第2太阳离合器42变为入档，变速装置20变为第2速。然后，驱动体10之转动力介由第1环齿轮29、第2行星齿轮22、第1载体26、第2载体28、第3传动离合器37，传递至轮毂筒2上。
若变速筒45在第3速位置上，则在第1传动离合器35以及第2、第3太阳离合器42、43为出档，第2传动离合器36以及第1、第4太阳离合器41、44为入档之状态下，第3传动离合器37变为不动作之状态，变速装置20变为第3速。然后，驱动体10之转动力介由第1环齿轮29、第1行星齿轮21、第1载体26、第2载体28、第4行星齿轮24、第2环齿轮30、第2传动离合器36，传递至轮毂筒2上。
若变速筒45在第4速位置上，则在第1传动离合器35以及第2太阳离合器42为出档，第2传动离合器36以及第1、第3太阳离合器41、43为入档之状态下，第3传动离合器37以及第4太阳离合器44变为不动作之状态下，变速装置20变为第4速。然后，驱动体10之转动力介由第1环齿轮29、第1行星齿轮21、第1载体26、第2载体28、第3行星齿轮23、第2环齿轮30、第2传动离合器36，传递至轮毂筒2上。
若变速筒45在第5速位置上，则在第1传动离合器35为出档，第3传动离合器37以及第1、第4太阳离合器41、44变为不动作之状态下，第2传动离合器36以及第2、第3太阳离合器42、43变为入档，变速装置20变为第5速。然后，驱动体10之转动力介由第1环齿轮29、第2行星齿轮22、第1载体26、第2载体28、第3行星齿轮23、第2环齿轮30、第2传动离合器36，传递至轮毂筒2上。
若变速筒45在第6速位置上，则在第1传动离合器35、第2传动离合器36以及第4太阳离合器44为入档，第3传动离合器37以及第1、第2太阳离合器41、42为不动作之状态下，第3太阳离合器43变为出档，变速装置20变为第6速。然后，驱动体10之转动力介由第1传动离合器35、第1载体26、第2载体28、第4行星齿轮24、第2环齿轮30、第2传动离合器36，传递至轮毂筒2上。
若变速筒45在第7速位置上，则在第1传动离合器35、第2传动离合器36以及第3太阳离合器43为入档之状态下，第3传动离合器37以及第1、第2、第4太阳离合器41、42、44变为不动作状态，变速装置20变为第7速。然后，驱动体10之转动力介由第1传动离合器35、第1载体26、第2载体28、第3行星齿轮23、第2环齿轮30、第2传动离合器36，传递至轮毂筒2上。
若使驱动体10进行与转动方向F之逆方向的转动操作，则在第1至第7速之任一情况中。第1至第4太阳离合器41、42、43、44之任一个皆为单方向离合器之故，所以任一个太阳齿轮31至34对于轮毂轴3，往转动方向F自由地转动，驱动体10系空转。又，若使车体后退操作，车轮往后进方向转动，与轮毂筒2之转动方向F逆方向之转动由第2载体28传递至第1载体26上，第1载体26对轮毂轴3作与转动方向F逆方向之转动。于是，第1太阳离合器41或第2太阳离合器42之任一的棘爪41a、42a直立起来，第1环齿轮29系往转动方向F逆方向作增速之转动操作。此时，即使第1传动离合器35为入档之状态，此第1传动离合器35为前述之单方向离合器之故，驱动体10系一边使棘爪35a压出转动棘轮齿35b外，一边与第1载体26作相对转动。因此，即使驱动体10被往前进方向(转动方向F)之逆方向转动操作时，即使车体被后退操作也不会发生卡死。
驱动体10系由，如图8所示，小直径筒部和连结此小直径筒部之一端侧同时在小直径筒部侧之相反侧之端部上具备前述第1环齿轮29之大直径筒部，设置成同心状而形成筒状。接着，在小直径筒部之内周面上具备，有为了安装在轮毂轴3之滚珠受面11a之安装孔11，小直径筒部之外周面上具备使链轮1之内周侧之回止凸起入档之凹入部12a，具有入档链轮固定用环13之环状沟12b之链轮安装部12；在大直径筒部之外周面上具备，有滚珠受面14a之轮毂筒支撑部14，在大直径筒部之内周面之前述安装孔11和第1环齿轮29之间具备，有前述棘爪基端部转动自如地入档之如图9之凹入部15a及爪弹簧卡入之环状沟15b之离合器安装孔15，利用以上之构成，可使驱动体10转动自如地安装在轮毂轴3上，使链轮一体转动自如地支撑在驱动体10上，使轮毂筒2介由驱动体10转动自如地安装在轮毂轴3上，使第1传动离合器组装在驱动体10上等等之事成为可能。
形成使前述第1环齿轮29之内径D1比前述离合器安装孔15之内径D2大，也使离合器安装孔15之内径D2比前述安装孔11之内径D3大，如此使棘爪35a由第1环齿轮29之方向，容易地插入安装在离合器安装孔15中，也使安装在轮毂轴3上之变速装置20或操作机构40，能与轮毂轴2一起由第1环齿轮29之方向插入驱动体10中。形成前述链轮安装部12之外径D4比前述轮毂筒支撑部14之外径D5小，使链轮1，采用小直径之链轮来安装成为可能。
刹车70系具备有安装在轮毂轴3上之刹车箱72，位于前述刹车鼓71之内侧的刹车块73，位于此刹车块73之内周侧同时介由滚子箱(图中未示)构成支撑刹车箱72之滚子74，以及外嵌在前述滚珠承盘9上同时构成能转动自如地支撑刹车箱72之操作凸轮75。刹车鼓71系利用栓槽部71a可自如地拆卸且转动自如地连结在轮毂筒2之前述侧臂部2d上。操作凸轮75系与刹车用缆线连结而被转动操作，若被转动操作至制动位置上，操作滚子74使其由滚子箱压出至刹车块73侧，介由滚子74操作刹车块73使其压往刹车鼓71之内周面。以此，刹车70介由刹车块73对车轮施加摩擦刹车。
本发明也可适用于，省略第2至第4行星齿轮22、23、24中之一个或复数个，使变速段数少于7段等，构成7段变速以外之内装变速装置的轮毂之场合。
又，在权利要求中，虽然为了便利与图面对照而记载有标号，但是本发明并不被限定于由此标号表示的附图之构成中。
权利要求
1.一种自行车用内装有变速装置的轮毂，具备轮毂轴(3)；转动自如地安装在上述轮毂轴(3)之轮壳筒(2)；以及驱动体(10)；同时，在所述轮毂筒(2)之内侧，具有利用行星齿轮(21)将前述驱动体(10)之转动力以复数段之变速方式变速后，传递至前述轮毂筒(2)之变速装置(20)；其特征在于该轮毂具备其内周侧与所述行星齿轮(21)啮合之环齿轮(29)，与所述驱动体(10)形成为一体构件；设置在转动自如地支撑行星齿轮(21)的载体(26)与所述驱动体(10)之间的可在使所述驱动体(10)一体转动自如地连结到所述载体(26)的连结状态以及解除连结状态之间切换自如的传动离合器(35)；以及用以切换操作所述传动离合器(35)，并且使啮合于所述行星齿轮(21)的太阳齿轮(31)切换成可以转动状态和不能转动状态的对所述变速装置(20)进行变速操作的操作机构(40)。
2.根据权利要求1所述的自行车用内装有变速装置的轮毂，其特征在于，所述驱动体(10)形成为筒状，使用于安装在所述轮毂轴(3)上的安装孔(11)位于其一端侧上，使所述环齿轮(29)位于其另一端侧上，使用于组装所述传动离合器(35)的离合器组装孔(15)位于所述安装孔(11)与所述环齿轮(29)之间；使所述环齿轮(29)之内径(D1)比所述离合器安装孔(15)之内径(D2)大，并使所述离合器组装孔(15)之内径(D2)比所述安装孔(11)之内径(D3)大。
3.根据权利要求2所述的自行车用内装有变速装置的轮毂，其特征在于，在所述驱动体(10)之所述安装孔(11)所在位置部分之外周侧上，具备链轮安装部(12)；在所述驱动体(10)之所述离合器安装孔(15)所在位置部分之外周侧上，具备支撑所述轮毂筒(2)可使其相对转动自如之轮毂筒支撑部(14)；以及所述链轮安装部(12)之外径(D4)形成小于所述轮毂筒支撑部(14)之外径(D5)。
全文摘要
本发明提供构造简单且价廉之自行车用内装有变速装置的轮毂。变速装置20具有第1至第4行星齿轮21、22、23、24，啮合第1行星齿轮之第1环齿轮29，啮合第3行星齿轮之第2环齿轮30，分别地啮合第1至第4行星齿轮21、22、23、24之第1至第4太阳齿轮31、32、33、34；将驱动体10连结到供支撑第1以及第2行星齿轮之第1载体26上的第1传动离合器35等。此变速装置20可将驱动体10之转动力，以7段变速方式传递至轮毂筒2上。第1环齿轮29与驱动体10形成为一体构件。
文档编号B62M11/16GK1163218SQ97103070
公开日1997年10月29日 申请日期1997年3月15日 优先权日1996年3月15日
发明者正下昭彦 申请人:株式会社岛野