1225453 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關-_料變速裝置，尤有關—種作鱗踏車及使用 鏈輪與鏈條者之變速機構之腳踏車變速裝置，其使用位於—後 之内:輪=變:踏車速度，並以安裝於—輪㈣之控制器來控_齒 輪’俾腳，車具有良好外觀，變速操控方便，在操 力，腳踏車變速日轉音極少，且速度段易於擴展。 【先前技術】 c .及後踏:一= 連置’ I::同直_輪安裝於+間車架 _ .聯結來改變。 〃接則、後鏈輪。因此，速度藉由改變鍵輪之 積太:大習=:: 叩文文腳踏車速度時，會發生噪音及衝擊。 Γ(· 有—種絲於—後雜之内錄變速裝置。 《.藉由改變輪齒比㈣輪及一控制裝置裝設於輪數殼内，俾 型變速裝置寺==069公報所揭露之一内遣輪型變速輪轂係此内齒輪 穀軸=圖所=等内齒輪型變速機構包括—變速部10,其由-輪 由變換複數恒星齒輪^ J ' llb ^合’以及—變速控制部20，其H 裝麵動本體==二之旋轉狀態來㈣變速部1G，且含有‘ 動裝置7,以及1=間以使輪^較驅動本體2先旋轉之單向驅 :輪Ιι 1而與行星齒輪11嚙合之環形齒輪部〗C。 1225453 因此，變速裝置可將腳踏車之速度改變成三種狀態，亦即，藉 制變速控制部20，透過單向驅動裝置7，將驅動本體2之驅動力^至ς 轂1之低速狀態，以及藉由增速，透過行星齒輪u，將驅動本體2之 動力傳至環形齒輪部1C之至少二高速狀態。 ° 亦即，處於低速狀態時，驅動本體2之驅動力藉單向驅動 接傳至輪數1。 夏 惟，騎乘者控制變速控制部20時，係選擇性固定諸怪星齒輪12 =之-。於此狀態下，驅動本體2旋轉，藉由行星齒輪u與選二性固 疋之恆星齒輪响合，環形齒輪部1C旋轉。
C c 於此情形下’藉由固定恆星齒輪、行星齒輪u及環形齒輪部 度。由於固_星齒輪具有較行星齒輪11多的輪齒，故 衣、，堯口疋怪生齒輪之行星齒輪„之速度超過單向驅動裝置7之 而可達到高速狀態。 a攸 如第2A至2C圖所示，藉安裝於恆星齒輪12，13 一側之擎爪1 來:f齒Γ突起^以及一控制套筒21，以進行變迷控制部 。亦即’使用固定於控制套筒21之擎幻％、以來固定 ^輪’或自f爪i2a、13a釋放恆星齒輪，藉此操作各變速段。 如第2A圖所示之低速狀態，二擎爪❿、叫藉用來固 起6a自控制套筒21釋放。 輪之大 第犯圖所不之第1高速狀態下’由於一掣爪12“爪緊控制套 固定之怪星齒輪12。齒合轉因此订生齒輪U之較大直役部份與 #結另方面，另一掣爪13a抓緊控制套筒21時，另一恒星齒鈐 旋轉，因此，如第2C圖所干，杆田絲” ± 心輪12可 齒於13请人切 厅 齒輪之較小徑部份與固定之恆星 ^輪13嚙合。亦即，此為第2高速狀態。 至 互對丨於上述此種速度控制類型中，由於二掣爪12a、13a安裝在相 ，故有缺點。亦即，騎乘者操作一槓桿以改變腳踏車逮度時， 操作效應遲至掣爪12a、l3a起 轉半圈後才發生。 T 4生尤甚者’操作效應於輪子 2!^衫掣爪__ ’ _改變控制套筒 2目上受至二Γ文變用來固定齒輪之突起6a之形狀，故在增力= Η 21 ^在寧爪未操作時，摩擦亦一直發生在擎爪以、以_制奈 同21之間。且摩擦亦造《音及磨損，這也是-缺點。 制套 點更力 =在勤包姆行_俾包括㈣速段情形下，上述缺 【發明内容】 轂内—後輪 制内齒輪，俾腳踏車具有良好外觀^摔广^之控制器來控 操控效力，腳踏車變物音極少，且變驗她作即發生 括裝置，包 齒輪另-側喷出$沿=形成棘輪齒’一環形齒輪，其與行星 -後輪之輪敍殼；一離錢n二藉托架及環形齒輪將驅動力傳至 以及環形*触輪蚀之c雜性歧紗與触殼之間， 齒嚙合或麟；-轉爪，其與至少二怪《輪之棘輪 其沿外周具有制至少二組擎爪之位置；-變位盤， 部變換擎爪控制環之位置成於外周之某一位置，俾經由-中間 間隔部，其使變位盤可自峻^，用來使變位伽復至原來位置；— 丄225453 【實施方式】 餘ΓΓ岡3及、4圖所示，本發明腳踏車變速裝置大體上包括一接受驅動 刀、二r之驅動力之從動鍵輪100，—速度控制部，一輸出部以 及一％連控制部。 ，速度控制部包括—把架210，其固定於從驗輪議―側，並安 ^數=齒輪22〇;至少二怪星齒輪231、232，其與祕行星齒輪22〇 ΐ二2内周形成棘輪齒231a、232a;以及—環形齒輪240，其與行 星歯輪220 —側σ齒合。 她輸出部包括一輪較殼310，其藉由托架210及環形齒輪將 盘沖ϊί—後輪；以及-離合裝置320，其藉由選擇性處於托架210 ^穀烈0之間，以及獅齒輪謂與輪較殼训之間，以便傳輸驅 動力。 k速控制部包括-輪轂軸，其具有一掣爪定位部々η ;至少二 =爪42卜422，其與至少二怪星齒輪23卜232之棘輪齒⑽、‘ 。齒S或脫離；-f爪控制環43〇 ,其控制至少二組f爪42ι、似之定位. 二變位盤，其具有-沿外周而設之溝槽如，且一扣接部Μ2形成於 外周之某-位置上’俾經由—中間部_變換掣爪控制環·之位、
C :彈簧46〇 ,用來使變位盤回復至原來位置；以及—間隔部4吏 變位盤450可自由旋轉。
C 於本實施例中，離合裝置320包括—内部形成一組銷之離合環 及-形成於触21G及環軸輪24〇之外表面之離合環旧此托 (或環形齒輪240)與輪章後310藉由離合環才睛位移成一體旋轉。 惟，依情況而定，棘輪纽攀爪可替代離合環及傾斜部24ι。 /如第5及6圖所示，於掣爪控制環之内表面上相對於中心 稱形成溝槽’俾控制掣爪421、422之位置。 十 溝槽包含一對傾斜溝槽431及一對有角度溝槽极，且傾斜溝槽 與有角度溝槽432交錯形成於掣爪控制環43〇之内表面。 〜固然溝槽未隔相同間隔形成，掣爪421、422以相同間隔安装於掣 爪定位部411，俾選擇性且平穩地僅控制一組掣爪。 〇且，如第7圖示，掣爪421、422包含下陷部421a、422a，其位於 掣爪控制裱430内部；以及止動部421b、422b，其與沿恆星齒輪231、 232内周形成之棘輪齒23h、232&嚙合或脫離。 相對遠離掣爪控制環43〇之掣爪々㈡進一步包括一較掣爪本體薄之 伸延部422c，俾防止掣爪422與其他元件嚙合。 以下，為求方便，掣爪421表示為第}掣爪，其與接近掣爪控制環 430之(互生齒輪231 (表示為第i恆星齒輪），且掣爪表示為第2掣 爪’其與恆星齒輪232 (表示為第2恆星齒輪）喷合。 ^中間部440包括-形成於掣爪控制環43〇 一側之花鍵槽433 ; _與 花，槽433嚙合之連接部44ia ,及形成於其内部之聯結溝槽441 ;以及 二安裝於聯結溝槽441内之套環442 ’其藉由與形成於變位盤柳之― 花鍵部453喷合，以便傳輪旋轉力。 红間隔部470亦包括一支持部W，其支持-安裝於托架21〇與支持 4 471間之軸承；一固定於輪較抽仙之固定盤472 ;以及複數間隔銷 473 ’其固定於固定盤472，並經由—形成於變位盤45〇之弧形溝槽， 與支持部471接觸。 且’支持部47丨可旋轉’ 一通孔47la形成於其内，俾不致於阻礙 中間部440旋轉。 曰第8圖顯示本發明另-實施例之剖視圖，亦即，此裝置包括三段行 玍齒輪220,二個與各段行星齒輪22〇喃合之怪星齒輪η、^、如， 以及-用來將速度狀態控制細段狀態之擴展變速控制部。 亦即’在包括多於二組以上擎爪情形τ，複數觀控制環安裝於各 組掣爪之間。 惟’除形狀改變外，其他元件與前述實施例相同。 10 如以上所述’輯本發明，可進—步擴展料段，f原因在於 際變速段控概生在綠㈣部，在增加速纽上限制極少。 因此，四個以上變速段亦有可能。 置之操作及功效如以下 根據本發明’具有上述構造之腳踏車變速農 所述。 ▲以下參考第3至7圖及第9A至9C圖所示本發明第i實施例說明 變速段，亦即低速狀態、中速狀態及高速狀態。 1.低速狀態 如第9A圖所示，於低速狀態’第丨及第2掣爪42卜似2二者未在 掣爪控制環430之構槽43卜432内，亦即，未與第丨及第2怪 •231、232 嗤合。 藉由踩踏腳踏車而使從動鏈輪卿旋轉時，與從動鍵輪_响合之 托架210亦旋轉。接著’托架210之驅動力經由離合農置32〇傳至二 殼 310 〇 於此情形下，固然與恆行齒輪231、232喷合之行星齒輪22〇與托 架210 —起旋轉，惟由於恆星齒輪231、232處於自由狀態，故行星齒 220惰轉。 , 2.中速狀態 於中速狀態，變速控制部如第9B圖所示配置，亦即，騎乘者操作 一槓桿（未圖示）時’變位盤45〇藉由以諸如金屬線之連接裝置與槓浐 連接，而旋轉達某一程度。 干 變位盤450旋轉達某一程度時，連接於變位盤45〇之花鍵部々η之 套環442旋轉’掣爪控制環430亦旋轉。. ° 因此，第1掣爪421位於傾斜溝槽431並向外突出。結果，第丄掣 爪421與第1恆星齒輪231之棘輪齒231a嚙合。 “J453 此時，第2掣爪422未全部突出，此情形因對掣爪控制環“ο之下 —個動作敏感故為較佳，且造成之。喿音亦甚少。 於上述中速狀態下’藉由踩踏腳踏車，從動鏈輪1〇〇旋轉時，與從 動鏈輪100嚙合之托架210亦旋轉。接著，行星齒輪220亦旋轉，惟於 此情形下，由於行星齒輪220之一大直徑（第1段）齒部藉第工掣爪^ 與固定之第1恆星齒輪231嚙合，故行星齒輪220旋轉得較托架21〇快。 於托架210之轉速不變情形下，中速之速率比（以輪齒數來計算） 如下： ^ 速fit第1段行星齒輪 X 第1恒星齒輪_ 環形齒輪 段行星齒輪~ __1 +第1恒星齒輪 環形齒輪 於本實施例中’速度增加約為低速狀態之1.5倍。 結果，行星齒輪220旋轉下，環形齒輪240之轉速超過托架之 速度，且離合裝置320成為一將旋轉傳至輪轂殼31〇之較快部份。 3.高速狀態 於上述中速狀態下，騎乘者操作一槓桿時，變位盤45〇如第9c圖 所示，成高速狀態旋轉。 變位盤450旋轉達某一程度時，如同中速狀態，連接於變位盤45〇 之花鍵部453之套環442旋轉，掣爪控制環43〇亦作更大的旋轉。 因此’第1掣爪421朝輪轂轴41〇之掣爪定位部々η之内側位置移 動，且第2掣爪422位於有角度槽溝432並向外突出。結果，第2掣爪 422與第2恆星齒輪232之棘輪齒232a嚙合。 於上述高速狀態下’藉由踩踏腳踏車而使從動鏈輪旋轉時，與 從動鏈輪100嚙合之托架210亦旋轉。接著，行星齒輪220亦旋轉，惟， 於此情形下，由於行星齒輪22〇之小徑（第2段）齒部藉第2掣爪422 與固定之第2恆星齒輪232嚙合，故如同中速狀態，行星齒輪220旋轉 12 1225453 得較托架210快。 下： 且，托架⑽之轉速不變時，高速之速率比（藉輪齒數計算），如 速率比=1+差
環形齒輪 SiSiSS 於本實施例令，速度增加約為低速狀態之二倍。 、.σ果如同中速狀態，行星齒輪no旋轉下，環形齒輪携之轉速 超，托架咖之速度，且離合裝置32〇僅成為將旋轉傳至 1〇之 一較快速部份。 . —如以上所述之第2實施例，提供三組掣爪似.,，因此，可〔 實現包括低、中、高速狀態之較高速狀。 —圖1G為本發明第二實施例之剖視圖。此實施例之整體結構與上一 貫施例類似。 但订星齒輪22G之裝配方向與上—實施例相反^且第—擎爪321裝 ，於□又換行星齒輪220方向所生之空間，並由一輪穀殼31〇形成内 圓週之環齒輪部份322作為離合裝置（32〇參照圖3及圖8)。
C ，，且使用固疋於掣爪控制環430之一邊上的銷444，銷444並穿 過一裝置在掣爪控制環43〇與變位盤450間之圓盤443而連接變位盤45〇 (如圖10所示，圓盤443亦支持軸承50)。 命掣爪321藉由一安裝於行星齒輪220上之彈簧321a的運作而 與％齒輪部份322相嚆合。 因此，從動鏈輪100的旋轉力藉由第一掣爪321與環齒輪 的嚅合傳遞至輪轂殼310 ’而不需考慮速度的狀態。 圖11為第四實施例之剖面圖。在此實施例中，其結構與第三實施 例1同。其中，行星齒輪220的裝配方向與第三實施例相反，並且一第 奪爪323 (文裝於於一因變換行星齒輪22〇方向所生之空 合裝置320。 ^作馬離 13 WZD453 一環齒輪242同時與行星齒輪220及第二掣爪323嚅合，並安裝於 第二輩爪323外面，並且一第三掣爪324安裝於環齒輪242與輪轂殼310 之間。 其他元件與第三實施例相同。 “ 因此，在低速狀態下，從動鏈輪100的旋轉力經由第三掣爪324， 藉著第二掣爪323與環齒輪242的嚅合傳遞至輪轂殼310。 且在中速狀態及向速狀態下，從動鏈輪100的旋轉力經由環齒輪 42與第二掣爪324 ’藉由行星齒輪22〇的喃合而傳遞至輪穀殼則。 八，，ΐ在中速 1 犬態及高速狀態下，第二擎爪323亦與環齒輪242嚅 旋轉為快柯生實卜、之嗜合’因行星齒輪22G的旋轉較從動鏈輪100的 產業上可利用柹 之腳使祕輪、祕者之變絲構之本發明 安裝於内:内齒輪改變腳踏車速度， 控方便，操控效應立即:踏車具有良好外觀，變速操 展。 腳奋車给速¥噪音很少，且變速段易於擴 【圖式簡單說明】 第2圖係習知腳踏車傳數之部份剖視圖； 第3圖係本發明之剖視^又逮段之變速控制部之略示圖；
第4圖係沿第3圖之A 第5圖係本發明變^視圖； 第6圖係本發明變迷圖； 第7圖係本發明變速=/之立體圖； 支速控制部之分解立體圖； 14 1225453 第8圖係本發明另一實施例之剖視圖； 第9A圖係本發明變速控制部處於低速狀態之略示圖； 第9B圖係本發明變速控制部處於中速狀態之略示圖； 第9C圖係本發明變速控制部處於高速狀態之略示圖； 第10圖係本發明第三實施例之剖視圖； 第11圖係本發明第四實施例之剖視圖。 圖式主要元件符號對照說明 473 間隔銷 421,422 掣爪 6 輪轂軸 472 固定盤 411 掣爪定位部 2 驅動本體 471a 通孔 410 輪轂軸 lc環形齒輪部 471 支持部 320 離合裝置 1 輪轂 470 間隔部 310 輪轂殼 460 彈簧 241 傾斜部 454 溝槽 240 環形齒輪 453 花鍵部 231a，232a 棘輪齒 452 扣接部 231,232, 233怪星齒輪 451 溝槽 220 行星齒輪 450 變位盤 210 托架 442 套環 100 從動鏈輪 441a 連接部 21 控制套筒 440 中間部 20 變速控制部 433 花鍵槽 12a, 13a 掣爪 432 溝槽 12, 13 恆星齒輪 431 溝槽 11a, lib 齒部 430 掣爪控制環 11 .行星齒輪 422c 伸延部 10 變速部 421b，422b止動部 7 驅動裝置 421a，422a下陷部 6a 突起 15