TWI439392B - Bicycle with built-in variable speed wheels - Google Patents

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TWI439392B
TWI439392B TW099109911A TW99109911A TWI439392B TW I439392 B TWI439392 B TW I439392B TW 099109911 A TW099109911 A TW 099109911A TW 99109911 A TW99109911 A TW 99109911A TW I439392 B TWI439392 B TW I439392B
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Akihiko Shoge
Tatsushi Okamoto
Naoto Migita
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Shimano Kk
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Description

自行車用內裝變速輪轂
本發明，是有關於變速輪轂，特別是，被配置於自行車的車架後部的後輪用的輪轂之自行車用內裝變速輪轂。
習知的被配置於自行車的車架後部的後輪用的輪轂是可複數變速段變速的內裝變速輪轂。這種的內裝變速輪轂具備：可裝設於自行車的車架後部的輪轂軸、及在輪轂軸周圍可旋轉自如的輪轂套罩、及驅動體、及具有行星齒輪機構的旋轉傳達機構、及切換機構(例如專利文獻1參照)。驅動體，是在輪轂軸及輪轂套罩之間可旋轉自如地裝設於兩者。旋轉傳達機構的行星齒輪機構，可將驅動體的旋轉朝高低複數變速段的任一變速並朝輪轂套單傳達。切換機構，是將旋轉傳達機構切換至複數變速段的任一。
在習知的內裝變速輪轂中，是由複數變速段的高速的變速段將驅動體的旋轉直接傳達至輪轂套罩的方式構成。由此，特別是，在由馬達輔助踏力的輔助自行車中，在頻繁地被使用的高速段中的耐久性變高，可以提高整體內裝變速輪轂的耐久性。在習知的內裝變速輪轂中，設有只有將行星齒輪機構的支架的驅動方向的旋轉傳達至輪轂套罩的單向離合器。由此，在下坡等不踩踏板的惰性行走的情況，輪轂套罩的不旋轉會朝驅動體被傳達，旋轉力也不會被傳達至踏板。
[先行技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本實用新型登錄3146138號公報
在前述習知的內裝變速輪轂中，惰性行走的情況，輪轂套罩的不旋轉會被傳達至驅動體。因此，在馬達將曲軸驅動的輔助自行車使用的情況，無法進行將馬達作為發電機使用的回收充電。
本發明的課題，是對於在馬達將曲軸驅動的輔助自行車所使用的內裝變速輪轂，可進行由馬達所產生的回收充電。
發明1的內裝變速輪轂，是具備：可裝設於自行車的輪轂軸、及輪轂套罩、及驅動體、及複數驅動體旋轉傳達機構、及切換機構、及輪轂套罩旋轉傳達機構。輪轂套罩是在輪轂軸周圍可旋轉自如。驅動體，是在輪轂軸及輪轂套罩之間可旋轉自如地裝設於兩者。複數驅動體旋轉傳達路徑，是透過被設於輪轂套罩及驅動體之間的行星齒輪機構將驅動體的特定方向的旋轉傳達至輪轂套罩。切換機構，是切換至複數驅動體旋轉傳達路徑的任一。輪轂套罩旋轉傳達路徑，是將輪轂套罩的特定方向的旋轉傳達至驅動體。
在此內裝變速輪轂中，踩踏板並透過鏈條和皮帶等的驅動力傳達構件使特定方向的旋轉被傳達至驅動體。被傳達至驅動體的特定方向的旋轉，是透過藉由切換機構被切換的驅動體旋轉傳達路徑從驅動體朝輪轂套罩被傳達，使輪轂套罩朝特定方向旋轉。另一方面，不踩踏板的惰性行走的情況，即，旋轉未從驅動力傳達構件朝驅動體被傳達的狀態下使輪轂套罩朝特定方向旋轉的話，輪轂套罩的旋轉是從輪轂套罩旋轉傳達路徑被傳達至驅動體。在此，因為設有將輪轂套罩的旋轉傳達至驅動體的輪轂套罩旋轉傳達路徑，所以惰性行走時驅動體旋轉，該旋轉可以透過驅動力傳達構件使曲軸或曲軸的周邊的構件旋轉。因此，藉由被傳達至曲軸或曲軸的周邊的構件旋轉使馬達旋轉的話，由馬達所產生的回收充電成為可能。
發明2的自行車用內裝變速輪轂，是如發明1的輪轂，行星齒輪機構的驅動體旋轉傳達路徑的輸出端，是可一體旋轉地連結於輪轂套罩。此情況，因為驅動體旋轉傳達路徑的輸出端是可一體旋轉地連結於輪轂套罩，所以在輪轂套罩旋轉傳達路徑，可以使用驅動體旋轉路徑的輸出端將輪轂套罩的旋轉朝驅動體傳達。
發明3的自行車用內裝變速輪轂，是如發明2的輪轂，行星齒輪機構的驅動體旋轉傳達路徑的輸出端是行星齒輪機構的支架，支架可一體旋轉地連結於輪轂套罩。此情況，因為從可與輪轂套罩一體旋轉地被連結的支架使被旋轉輸出，所以在輪轂套罩旋轉傳達路徑，可以簡單地將旋轉從支架朝驅動體傳達，輪轂套罩旋轉傳達路徑的結構可以簡素化。
發明4的自行車用內裝變速輪轂，是如發明4的輪轂，行星齒輪機構，具有：被配置於驅動體的外周側的環齒輪；及對於輪轂軸可旋轉的第1太陽齒輪；及對於輪轂軸可旋轉，比第1太陽齒輪齒數多的第2太陽齒輪；及與環齒輪及第1太陽齒輪嚙合的至少一枚第1行星齒輪；及與第1行星齒輪可一體旋轉，與第2太陽齒輪嚙合的至少一枚第2行星齒輪；及與輪轂套罩可一體旋轉地連結，將第1行星齒輪及第2行星齒輪可旋轉自如地支撐且在輪轂軸周圍可旋轉自如的支架。
此情況，透過行星齒輪機構，可以由與驅動體相同旋轉速度及與其不同的2個旋轉速度的合計3個旋轉速度使輪轂套罩旋轉。且，可以透過支架將驅動體直接驅動，輪轂套罩旋轉傳達路徑的結構可簡素化。
發明5的自行車內裝變速輪轂，是如發明4的輪轂，在驅動體旋轉傳達路徑中，設有：只有驅動體的特定方向的旋轉傳達至環齒輪的第1單向離合器、及只有與特定方向相反方向使第1太陽齒輪不轉動的第2單向離合器。此情況，在使旋轉由第1單向離合器從驅動體朝環齒輪被傳達的驅動體旋轉傳達路徑，可以獲得2個不同的旋轉速度。
發明6的自行車用內裝變速輪轂，是如發明5的輪轂，在前述輪轂套罩旋轉傳達路徑中，設有：將支架的特定方向的旋轉傳達至驅動體的第3單向離合器、及輪轂套罩朝特定方向旋轉的話使第1單向離合器成為連結解除狀態的第1單向離合器切換部。此情況，在輪轂套罩旋轉傳達路徑中，當旋轉從支架朝驅動體被傳達時，來自環齒輪的旋轉因為被遮斷，所以驅動體不會被鎖定。
發明7的自行車用內裝變速輪轂，是如發明6的輪轂，第1單向離合器，具有：在驅動體的外周面可擺動自如地裝設於立起姿勢及伏臥姿勢的離合器爪；及在環齒輪的內周面使離合器爪的先端可接觸的棘輪齒；及將離合器爪朝立起姿勢方向推迫的推迫構件；第1單向離合器切換部，具有：在驅動體的外周面朝旋轉方向在第1位置及從第1位置遠離的第2位置之間可轉動地被裝設，在第1位置可將離合器爪立起，在第2位置可使離合器爪成為伏臥姿勢的離合器爪切換部；及藉由支架的特定方向的旋轉將離合器爪切換部從第1位置朝第2位置移動的移動機構。此情況，來自輪轂套罩的旋轉使支架旋轉的話離合器爪切換部可以使第1單向離合器成為連結解除狀態。
發明8的自行車用內裝變速輪轂，是如發明5至7的任一的輪轂，切換機構，具有：移動構件、及可對應移動構件的移動將驅動體及支架切換至連結狀態及連結解除狀態的第1離合器機構、及可對應移動構件的移動將第2太陽齒輪的特定方向的旋轉切換至可狀態及不可狀態的第2離合器機構、及可對應移動構件的移動將第1離合器機構及第2離合器機構切換動作的動作機構。此情況，藉由第1離合器機構將支架與驅動體連結的話，驅動體的旋轉是直接被傳達至支架並至輪轂套罩。且，將第1離合器機構成為連結解除狀態的話，驅動體的旋轉是透過環齒輪被傳達，第2離合器機構為不可狀態的情況，其旋轉是由第2太陽齒輪及第2行星齒輪的嚙合所產生的減速比被減速地被傳達至輪轂套罩。且，第2離合器機構為可狀態的情況，由第1太陽齒輪及第1行星齒輪的嚙合所產生的減速比被減速。在此，因為是直結的驅動體旋轉傳達路徑被頻繁地使用的高速的變速段，所以內裝變速輪轂的耐久性可提高。
依據本發明，因為設有將輪轂套罩的旋轉傳達至驅動體的輪轂套罩旋轉傳達路徑，所以惰性行走時驅動體旋轉，該旋轉可以透過驅動力傳達構件使曲軸或曲軸的周邊的構件旋轉。因此，藉由被傳達至曲軸或曲軸的周邊的構件的旋轉使馬達旋轉的話，就可進行由馬達所產生的回收充電。
在第1圖中，採用本發明的一實施例的自行車101，具備：設有前叉102a的車架102、及手把104、及裝設有鏈條110和踏板111的由曲軸112等構成的驅動部105、及前輪106、及後輪107。內裝變速輪轂10組入此自行車101的後輪107。驅動部105，具備：包含馬達的輔助機構105a、及作為輔助機構105a的電源的可裝卸的充電池105b。輔助機構105a，是對於藉由人力作用於曲軸的扭矩補助地發生特定的扭矩(例如作用於曲軸的扭矩的2倍的扭矩)使曲軸旋轉。驅動部105，是透過鏈條(或是皮帶)110朝內裝變速輪轂10傳達動力。
<內裝變速輪轂的結構>
內裝變速輪轂10，如第2圖所示，具備：不可旋轉地裝設在車架102後部的輪轂軸12、及輪轂套罩14、及筒狀的驅動體16、及旋轉傳達機構18、及切換機構20。輪轂套罩14的一端(第2圖左端)，是透過軸承22a可旋轉自如地被支撐於輪轂軸12。驅動體16，是透過軸承22b可旋轉自如地被支撐在輪轂軸12。輪轂套罩14的另一端(第2圖右端)，是透過軸承22c可旋轉自如地被支撐在驅動體16。
軸承22a，具有：與輪轂軸12的後述的第2公螺紋部26螺合的壓珠部23a、及形成於輪轂套罩14的一端內周面的受珠部23b、及被配置在壓珠部23a及受珠部23b之間的鋼珠23c。軸承22b，具有：在輪轂軸12的後述的止轉溝27b被止轉的壓珠部23d、及形成於驅動體16的一端內周面的受珠部23e、及被配置在壓珠部23d及受珠部23e之間的鋼珠23f。軸承22c，具有：形成於驅動體16的外周面的壓珠部23g、及形成於輪轂套罩14的另一端內周面的受珠部23h、及被配置在壓珠部23g及受珠部23h之間的鋼珠23i。
<輪轂軸的結構>
輪轂軸12，如第3圖所示，在兩端部具有藉由螺帽(無圖示)固定在形成於車架102後部的後爪部(無圖示)用的第1公螺紋部24a、24b。在第1公螺紋部24a、24b，形成有在後爪部被止轉的平行形成的止轉部25a、25b。在第1公螺紋部24a的軸方向內側，形成有將軸承22a裝設用的第2公螺紋部26。在第1母螺紋部24b的軸方內側，將軸承22b及切換機構20的構成構件止轉用的寬度不同的2個止轉溝27a、27b是以180度間隔沿著軸方向形成。在輪轂軸12的軸方向的中央部，作為切換機構20的單向離合器功能的第1突起部28、及作為止轉功能的第2突起部29，是以180度間隔朝徑方向突出形成。在第2突起部29的軸方向的中央部，形成有定位凹部29a。
<輪轂套罩的結構>
輪轂套罩14，是在輪轂軸12周圍可旋轉自如。輪轂套罩14，如第2圖所示，是從一端(第2圖左端)朝向另一端(第2圖右端)階段狀地擴徑的筒狀的構件。輪轂套罩14的外周面，是使後輪107的輻絲被連結的1對輪轂凸緣30a、30b在軸方向隔有間隔且可一體旋轉地被裝設。在輪轂套罩14的一端，形成有將後輪的制動器裝置31裝設用的例如花鍵形態的制動器裝設部14a。且，在輪轂套罩14的內周面，形成有可與旋轉傳達機構18一體旋轉地被連結之例如花鍵形態的連結突起14b。
<驅動體的結構>
驅動體16，是在輪轂軸12及輪轂套罩14之間可旋轉自如地裝設於兩者的筒狀的構件。驅動體16，是從另一端朝向一端(第2圖右端)階段狀地縮徑。在驅動體16的一端外周面中，將鏈條110嚙合的鏈輪33裝設用的鏈輪裝設部16a，是由例如花鍵形態形成。
<旋轉傳達機構的結構>
旋轉傳達機構18，具有將驅動體16的旋轉傳達至輪轂套罩14並且將輪轂套罩14的旋轉傳達至驅動體16的行星齒輪機構32。行星齒輪機構32，具有：將在第4圖由箭頭A所示的驅動體16的進行方向(特定方向的一例)的旋轉朝輪轂套罩14呈三階段不同的旋轉速度傳達的第1驅動體旋轉傳達路徑32a、及第2驅動體旋轉傳達路徑32b、及第3驅動體旋轉傳達路徑32c。且，行星齒輪機構32，具有將輪轂套罩14的進行方向的旋轉傳達至驅動體16的輪轂套罩旋轉傳達路徑32d。對於這些的第1驅動體旋轉傳達路徑32a~第3驅動體旋轉傳達路徑32c及輪轂套罩旋轉傳達路徑32d，是與行星齒輪機構32的動作一起如後說明。
行星齒輪機構32，具有：環齒輪34、及第1行星齒輪36、及第2行星齒輪38、及將第1行星齒輪36及第2行星齒輪38可旋轉自如地支撐的支架40、及與第1行星齒輪36嚙 合的第1太陽齒輪42、及與第2行星齒輪38嚙合的第2太陽齒輪44。環齒輪34，是被配置於驅動體16的另一端側(第2圖左側)的外周側，在輪轂軸12周圍可旋轉自如。環齒輪34，是在內周面具有內齒齒輪34a。
第1行星齒輪36，是與環齒輪34的內齒齒輪34a嚙合的至少一枚(例如3枚)的齒輪。第2行星齒輪38，是可與第1行星齒輪36一體旋轉，齒數比第1行星齒輪36多的至少一枚(例如3枚)的齒輪。在此實施例中，第1行星齒輪36及第2行星齒輪38雖是被一體形成但是由別體形成也可以。第2行星齒輪38是與第1行星齒輪36別體形成的情況時，有需要作成內齒齒輪34a也嚙合於第2行星齒輪38的構造。
支架40，是將在周方向等間隔被配置的3個第1行星齒輪36及第2行星齒輪38各別可旋轉自如地支撐，且在輪轂軸12周圍可旋轉自如。第1太陽齒輪42，是在輪轂軸12周圍旋轉，與第1行星齒輪36嚙合的齒輪。第2太陽齒輪44，是在輪轂軸12周圍旋轉，與第2行星齒輪38嚙合的齒輪。支架40，是藉由與輪轂軸12平行配置的複數根(例如3根)的支撐軸40a將第1行星齒輪36及第2行星齒輪38支撐。支架40，是藉由可旋轉自如地裝設於輪轂軸12的連結構件46可與輪轂套罩14一體旋轉被連結。
連結構件46，是如第2圖所示，大致筒狀的構件，具有在一端側(第2圖右側)的外周面可一體旋轉地連結於支架40的內周部的例如花鍵形態的第1連結部46a。且，在另一端側(第2圖左側)的外周面具有可一體旋轉地連結於輪轂套罩14的內周面的連結突起14b的例如花鍵形態的第2連結部46b。連結構件46，是藉由被裝設於輪轂軸12的外周面的扣環53使軸方向的移動被限制。
且，旋轉傳達機構18，進一步具有：第1單向離合器50、及第2單向離合器52、及第3單向離合器54、及第1單向離合器切換部51。
第1單向離合器50，是如第4圖及第5圖所示，將驅動體16的如第4圖箭頭A所示的進行方向的旋轉傳達至環齒輪34。第1單向離合器50，具有：在形成於驅動體16的另一端側(第2圖左側)的外周面的第1裝設凹部16b被裝設成可立起及伏臥自如的複數(例如2個)第1離合器爪55、及與第1離合器爪55嚙合的方式形成於環齒輪34的內周面的第1棘輪齒56。第1離合器爪55，是藉由在被裝設於驅動體16的外周面的C字狀彎曲的彈性線材製的第1彈簧構件57，而朝向與第1棘輪齒56嚙合的立起姿勢被推迫。
第2單向離合器52，是如第6圖及第7圖所示，阻止第1太陽齒輪42的進行方向的相反方向的如箭頭B所示的旋轉。第2單向離合器52，是如第2圖所示，具有與輪轂軸12不可旋轉地被連結的筒狀的第2爪支撐部58。第2爪支撐部58，是如第6圖及第7圖所示，在內周面具有卡合於輪轂軸12的第2突起部29的卡合凹部58a的止轉部58b是朝徑方向內方突出形成。第2爪支撐部58，是藉由卡合於定位凹部29a的定位銷59使輪轂軸12方向的移動被限制。定位銷59，是被配置於沿著第2爪支撐部58的徑方向被配置的固定孔58c。由此，第2爪支撐部58是與輪轂軸12不可旋轉且軸方向不能移動地連結。
第2爪支撐部58，是在外周面具有將後述的第2離合器爪60呈立起及伏臥自如地裝設的周方向隔有間隔地被配置的複數(例如2個)第2裝設凹部58d。且，在外周面具有將切換機構20的後述的第1扭轉彈簧97的另一端97b卡止用的彈簧卡止孔58e(第7圖)。
第2單向離合器52，進一步具有：被配置於第2裝設凹部58d且被裝設成可立起及伏臥自如的複數(例如2個)第2離合器爪60、及與第2離合器爪60嚙合的方式形成於第1太陽齒輪42的內周面的第2棘輪齒61。第2離合器爪60，是藉由被裝設於第2爪支撐部58的外周面的C字狀的彈性線材製的第2彈簧構件62，朝向與第2棘輪齒61嚙合的立起姿勢被推迫。
第3單向離合器54，是如第4圖所示，在惰性行走時將從輪轂套罩14被傳達至支架40的進行方向的旋轉(第4圖的箭頭D)從支架40傳達至驅動體16。第3單向離合器54，具有：在驅動體16的內周面在周方向隔有間隔地被配置的複數(例如2個)第3裝設凹部16c被裝設成可立起及伏臥自如的第3離合器爪74、及形成於支架40的一端外周面的第3棘輪齒75。第3離合器爪74，是藉由呈C字狀彎曲的彈性線材製的第3彈簧構件76朝向與第3棘輪齒75嚙合的立起姿勢被推迫。
第3棘輪齒75，是梯形的形狀的齒。形成有第3棘輪齒75的支架40的一端外周面，是在形成有第3裝設凹部16c的驅動體16的內周面隔有間隙地相面對配置。
第3裝設凹部16c，具有第3離合器爪74可朝周方向移動預定距離的周方向長度。此周方向長度，是第1單向離合器切換部51可從第1位置朝第2位置移動的長度。第3裝設凹部16c，是為了裝設第3離合器爪74，並且在支架40的相反方向的旋轉(第4圖的箭頭D的相反方向的逆時針的旋轉)時藉由第1單向離合器切換部51將第1單向離合器50切換成為連結解除狀態而形成。
第1單向離合器切換部51，是在支架40的相反方向的旋轉時使旋轉從輪轂套罩14朝驅動體16被傳達時，將第1離合器爪55切換成伏臥姿勢將第1單向離合器50切換成連結解除狀態。此理由是因為，相反方向的旋轉從輪轂套罩14朝支架40被傳達的話，環齒輪34會對於支架40朝相同的相反方向高速旋轉。因此，放著不管的話，內裝變速輪轂10會被鎖定。為了防止這種情況發生而在支架40的相反方向的旋轉時將第1單向離合器50切換成連結解除狀態。
第1單向離合器切換部51，具有：在驅動體16的另一端側外周面在第1位置及第2位置之間可轉動地被裝設的離合器爪切換部47、及使離合器爪切換部47在第1位置及第2位置之間移動的移動機構48、及環齒輪滑動彈簧(摩擦卡合構件的一例)49。離合器爪切換部47，是呈C字狀圓形彎曲的板狀構件。離合器爪切換部47，具有：第1離合器爪55可立起及伏臥的大致矩形的缺口部47a、及與第3離合器爪74的周方向的移動連動將離合器爪切換部47從第1位置朝第2位置移動用的複數(例如2枚)卡止片47b。
缺口部47a，在第1位置成為可將第1離合器爪55立起的姿勢，在第2位置成為可抵抗第1彈簧構件57的推迫力強制地伏臥的姿勢。因此，離合器爪切換部47被配置於第2位置的話，第1單向離合器50成為連結解除狀態。
卡止片47b，是在離合器爪切換部47的側線部曲折並朝徑方向內方突出地形成。卡止片47b，是與第3離合器爪74的基端部接觸地配置。離合器爪切換部47的轉動範圍，是使卡止片47b藉由形成於驅動體16的另一端側端面的移動限制部16d被限制。由移動限制部16d所產生的被限制的轉動範圍，只比從第1位置至第2位置為止的轉動範圍稍大。
移動機構48，具有：將離合器爪切換部47從第1位置朝第2位置移動的第3離合器爪74、及將離合器爪切換部47從第2位置返回至第1位置的返回彈簧79。返回彈簧79，是第1端被卡止在離合器爪切換部47，第2端被卡止在驅動體16的外周面的扭轉捲簧，將離合器爪切換部47朝第1位置側推迫。第3離合器爪74，是支架40朝相反方向(第4圖的逆時針)旋轉的話，藉由第3棘輪齒75被推壓而在第3裝設凹部16c內朝第4圖順時針移動。且，基端部接觸第3裝設凹部16c的壁面的話第3離合器爪74會停止第3裝設凹部16c內的移動，使離合器爪切換部47被配置於第2位置。因此，支架40朝相反方向旋轉的話，在第1位置至第2位置之間，只有支架40旋轉，到達第2位置的話，第3離合器爪74會與第3裝設凹部16c的壁面接觸，支架40會與驅動體16一體旋轉。此時，第1離合器爪55成為藉由缺口部47a被推壓的伏臥姿勢，第1單向離合器50成為連結解除狀態。
環齒輪滑動彈簧49，是彈性線材製的C字狀的構件，可摩擦卡合地裝設在被形成於環齒輪34的內周面的環狀的彈簧裝設溝34b。環齒輪滑動彈簧49，具有將離合器爪切換部47維持在第2位置的功能，朝相反方向的旋轉時，維持驅動體16及環齒輪34的連結解除狀態。
<切換機構的結構>
切換機構20，是如第2圖所示，具有藉由作為與被裝設於例如手把104的變速操作部(無圖示)連結的連結構件的變速拉索(無圖示)的移動而可移動的移動構件63。且，切換機構20，進一步具有：對應移動構件63的移動可將驅動體16及支架40切換至連結狀態及連結解除狀態的第1離合器機構64、及對應移動構件63的移動可將第2太陽齒輪44切換至旋轉狀態及不可旋轉狀態的第2離合器機構66、及對應移動構件63的移動可將第1離合器機構64及第2離合器機構66切換操作的操作機構70。
<移動構件的結構>
移動構件63，是如第2圖及第7圖所示，具有：可與變速拉索連結的拉索卡止體88(第2圖)、及可與拉索卡止體88連動的第1操作筒90、及可與第1操作筒90連動的第2操作筒92。
拉索卡止體88，是在藉由與第1公螺紋部24b螺合的螺帽99朝軸承22b的壓珠部23d被推壓狀態下在輪轂軸12的外周面被配置成可轉動自如。變速拉索可卡止於拉索卡止體88，藉著由變速操作部的操作所產生的變速拉索的移動而轉動。拉索卡止體88，是藉由變速操作部被定位在高速位置及中間位置及低速位置的3個位置，變速拉索被拉引的話，朝向低速位置轉動，變速拉索的拉伸被解除的話，藉由後述的第1扭轉彈簧97的作用朝向高速位置轉動。
第1操作筒90，是在輪轂軸12的外周面被裝設成可轉動自如。第1操作筒90，是如第7圖所示，在一端(第7圖右端)具有朝卡合於拉索卡止體88的軸方向延伸的圓弧狀的1對卡合突起90a。在此卡合突起90a的先端，形成有在卡合於拉索卡止體88的周方向長度上稍短的卡止部90c。此卡止部90c是藉由卡合於拉索卡止體88的內周面，使第1操作筒90與拉索卡止體88的轉動連動且被定位在前述的3個位置的任一。卡合突起90a，是通過後述的凸輪構件80的通過凹部80b被卡止在拉索卡止體88。
在第1操作筒90的另一端(第7圖左端)，形成有與第2操作筒92連結的1對第1連結片90b。第1連結片90b的先端部90d的周方向長度是比基端部短。且，在第1操作筒90的外周面，形成有後述的第2扭轉彈簧98的一端(第7圖右端)98a被卡止的彈簧卡止孔90e。
第2操作筒92，是在一端(第7圖右端)具有卡合於第1操作筒90的第1連結片90b的圓弧狀的1對第2連結片92a。第2連結片92a的先端部92b的周方向長度是比基端部短。第1連結片90b及第2連結片92a，是如第12圖所示，形成可進行預定角度α(例如40度)程度的相對轉動。且，在第2操作筒92的另一端(第7圖左端)，將第2離合器機構66控制用的1對第2控制構件85被一體形成。
<第1離合器機構的結構>
第1離合器機構64，是如第2圖、第4圖、第5圖及第7圖所示，具有：被配置在驅動體16及支架40之間的第4單向離合器72、及將第4單向離合器72控制成連結狀態及連結解除狀態的第1控制構件73。
第4單向離合器72，是只有朝驅動體16的進行方向的如第4圖箭頭A所示的旋轉被傳達至支架40。第4單向離合器72，是如第6圖所示，具有：在形成於驅動體16的內周面的複數(例如2個)的第4裝設凹部16e被裝設成可立起伏臥自如的第4離合器爪77、及與第4離合器爪77嚙合的第3棘輪齒75。因此，第4單向離合器72，是與第3單向離合器54相同與第3棘輪齒75嚙合。但是，如第6圖所示，第3棘輪齒75，是如前述梯形的形狀，第4離合器爪77，是與第3離合器爪74的相反側的齒面嚙合。因此，第3離合器爪74及第4離合器爪77被配置成反向。第4裝設凹部16e，是在驅動體16的內周面與第3裝設凹部16c交互地被配置。第4離合器爪77，是藉被裝設於驅動體16的內周面的呈C字狀彎曲的彈性線材製的第4彈簧構件78，朝向與第3棘輪齒75嚙合的立起姿勢被推迫。
第1控制構件73，是如第7圖所示，具有：與輪轂軸12不可旋轉地連結的凸輪構件80、及朝輪轂軸12周圍可旋轉的凸輪承接構件81。
凸輪構件80，是有底筒狀的構件，在內周面具有卡合於輪轂軸12的止轉溝27a的卡止突起80a。且，在內周面具有讓第1操作筒90的卡合突起90a通過的圓弧狀的通過凹部80b。通過凹部80b的周方向長度，是容許第1操作筒90的預定範圍(例如略40度)的轉動的方式形成比卡合突起90a的周方向長度長。在凸輪構件80的筒狀部的端面，形成有卡合於凸輪承接構件81的1對傾斜凸輪80c。傾斜凸輪80c，是由朝周方向傾斜的傾斜面所構成。
凸輪承接構件81，如第8圖及第9圖所示，是環狀的構件，在其內周面，卡合於傾斜凸輪80c的1對凸輪承接銷81a是朝徑方向內方突出形成。且，在一端面(第7圖深側端面)，形成有供切換至將第4離合器爪77與第3棘輪齒75嚙合的立起姿勢及遠離第3棘輪齒75的伏臥姿勢用的複數(例如8個)控制面81b。控制面81b，是在周方向隔有間隔地被配置且具有朝周方向及徑方向傾斜的凸輪面。又，在與第4離合器爪77相同被配置於圓周上的第3離合器爪74，如第5圖所示，形成有使不與控制面81b接觸的的缺口部74a。
凸輪承接構件81，是如第2圖所示，藉由被配置在與支架40之間的捲簧83朝輪轂軸方向外方(第2圖右方)被推迫。凸輪承接構件81，當操作機構70的後述的轉動構件94朝第7圖順時針轉動的話，藉由此轉動使凸輪承接銷81a卡合在凸輪構件80的傾斜凸輪80c並抵抗捲簧83的推迫力朝輪轂軸方向內方(第2圖左方)移動。藉由朝此輪轂軸方向內方的移動使控制面81b將第4離合器爪77從立起姿勢朝向伏臥姿勢推壓。由此，第4單向離合器72成為連結解除狀態。且，轉動構件94朝第7圖逆時針轉動的話，返回至連結狀態。
<第2離合器機構的結構>
第2離合器機構66，是如第10圖及第11圖所示，具有：被配置在輪轂軸12及第2太陽齒輪44之間的第5單向離合器84、及將第5單向離合器84控制成連結狀態及連結解除狀態的第2控制構件85。
第5單向離合器84，是在第10圖所示的連結狀態時，禁止第2太陽齒輪44的進行方向的如箭頭E所示的旋轉。第5單向離合器84，具有：在形成於第2太陽齒輪44的內周面的複數(例如2個)的第5裝設凹部44a被裝設成可立起及伏臥自如的第5離合器爪86、及與第5離合器爪86嚙合的方式形成於輪轂軸12的外周面的第1突起部28。第5離合器爪86，是藉由被裝設於第2太陽齒輪44的內周面的呈C字狀彎曲彈性線材製的第5彈簧構件87，朝向與第1突起部28嚙合的立起姿勢被推迫。
第2控制構件85，是一體形成於第2操作筒92的圓弧狀剖面的1對構件。第2控制構件85，被配置成接近輪轂軸12的第1突起部28的第2圖右側面。第2控制構件85，是藉由第2操作筒92的輪轂軸周圍的轉動，在第10圖所示的連結位置、及第11圖所示的連結解除位置之間轉動。在連結解除位置第2控制構件85轉動的話，第5離合器爪86朝伏臥姿勢側被推壓使第5單向離合器84成為連結解除狀態，第2太陽齒輪44成為可朝進行方向旋轉。
<操作機構的結構>
操作機構70，是如第2圖及第7圖所示，具有：與第2操作筒92連動轉動的轉動構件94、及與第2操作筒92連動轉動的復歸構件96。且，操作機構70，具有：第1扭轉彈簧97、及第2扭轉彈簧98。
轉動構件94，是將金屬板沖床成形而形成的圓板狀的構件。轉動構件94，是為了將凸輪承接構件81對應拉索卡止體88的轉動而轉動地被設置。轉動構件94，具有：略墊圈狀的本體部94a、及從本體部94a的外周部兩側90度曲折突出的1對卡合片94b。在本體部94a的內周面，形成有：卡合於第1操作筒90的第1連結片90b的先端部90d的第1卡合凹部94c、及卡合於第2操作筒92的第2連結片92a的先端部92b的第2卡合凹部94d。在卡合片94b的中央部分，形成有將凸輪承接構件81的凸輪承接銷81a朝輪轂軸方向可移動自如地挾持的挾持溝94e。在一方的卡合片94b中，形成有將第2扭轉彈簧98的另一端98b卡止的彈簧卡止孔94f。
復歸構件96，是將金屬板沖床成形而形成的圓板狀的構件。復歸構件96，是為了將第1扭轉彈簧97的推迫力朝第1操作筒90及第2操作筒92傳達並將第1操作筒90及第2操作筒92朝第7圖逆時針轉動而被設置。復歸構件96，是在內周側具有：卡合於第1操作筒90的第1連結片90b的先端部90d的第1卡合凹部96a、及卡合於第2操作筒92的第2連結片92a的先端部92b的第2卡合凹部96b。且，在側部形成有將第1扭轉彈簧97的一端(第7圖右端)97a卡止的彈簧卡止孔96c。
第1扭轉彈簧97，是例如扭轉捲簧，作為第1操作筒90及第2操作筒92的返回彈簧作用。即，變速拉索的拉伸被解除時，使第1操作筒90及第2操作筒92一起將拉索卡止體88朝第7圖逆時針轉動。第1扭轉彈簧97，是如前述，一端97a被卡止在復歸構件96，另一端97b被卡止對於輪轂軸12不可旋轉的第2爪支撐部58。
第2扭轉彈簧98，是例如扭轉捲簧，使第1操作筒90及第2操作筒92連動。具體而言，第4單向離合器72或是第5單向離合器84無法在動力傳達狀態下進行切換操作時，為了從動力傳達狀態被解除之後將第2操作筒92轉動而被設置。如前述第2扭轉彈簧98，一端98a被卡止在第1操作筒90，另一端被卡止在轉動構件94。因此，在第2操作筒92中，透過第2扭轉彈簧98及轉動構件94使第1操作筒90的轉動被傳達。
<切換機構的動作>
接著說明由變速操作部的操作所產生的切換機構20的動作。
藉由變速操作部使拉索卡止體88被定位在高速位置的話，在第1離合器機構64中，第1控制構件73的凸輪承接構件81被配置於遠離第4單向離合器72的第4離合器爪77。因此，第4單向離合器72成為連結狀態。此時，第3單向離合器54的第3離合器爪74，因為是與第4離合器爪77的相反側的齒面嚙合，所以第3單向離合器54不會作動。因此，驅動體16的如第4圖如箭頭A所示的進行方向的旋轉朝支架40被傳達，使支架40朝如第4圖的箭頭D所示的進行方向旋轉。此時，行星齒輪機構32不動作，如第13圖所示，驅動體16的旋轉，是透過支架40及連結構件46被直接傳達至輪轂套罩14。從此驅動體16透過支架40及連結構件46被傳達至輪轂套罩14的路徑不使用行星齒輪機構32的功能而使驅動體16將行星齒輪機構32的支架40直接旋轉的第1驅動體旋轉傳達路徑32a。
藉由變速操作部從高速位置朝中間位置使拉索卡止體88被定位的話，拉索卡止體88轉動，對應其使第1操作筒90朝第7圖逆時針轉動。由此在第1離合器機構64中，第1控制構件73的凸輪承接構件81會朝第7圖順時針轉動且朝第2圖左方移動，將第4單向離合器72的第4離合器爪77朝伏臥姿勢推壓。但是，乘坐者踩踏板111時，第4單向離合器72的第4離合器爪77因為成為動力傳動狀態，所以凸輪承接構件81無法將第4離合器爪77推壓。因此，第1操作筒90即使旋轉，轉動構件94及第2操作筒92不旋轉，由第2扭轉彈簧98彎曲使該力被儲存。且，乘坐者停止踩踏板111的話，藉由第2扭轉彈簧98的推迫力使轉動構件94及第2操作筒92朝順時針轉動。由此第1離合器機構64的第4單向離合器72成為連結解除狀態，驅動體16的進行方向的旋轉是透過第1單向離合器50朝環齒輪34被傳達使環齒輪34朝第4圖箭頭C所示的進行方向旋轉。藉由此環齒輪34的旋轉使行星齒輪機構32動作。
拉索卡止體88位於中間位置時，第2離合器機構66成為第10圖及第14圖所示的連結狀態。因此，第2太陽齒輪44，是使相反方向的旋轉被阻止當環齒輪34朝進行方向旋轉時第2太陽齒輪44不旋轉，以藉由第2行星齒輪38及第2太陽齒輪44的嚙合被決定的減速比將驅動體16的旋轉減速使支架40朝進行方向旋轉。此旋轉是透過連結構件46被傳達至輪轂套罩14。因此，比高速位置的情況相比，輪轂套罩14的旋轉被減速。又，乘坐者未踩踏板111時，轉動構件94及第2操作筒92是與第1操作筒90連動而轉動。
從此驅動體16藉由第2行星齒輪38及第2太陽齒輪44的作用使支架40減速的路徑，是高速側的減速路徑，第14圖所示的第2驅動體旋轉傳達路徑32b。
藉由變速操作部從中速位置朝低速位置將拉索卡止體88轉動的話，第1離合器機構64，是被維持在連結解除狀態。因此，環齒輪34朝進行方向旋轉，使行星齒輪機構32動作。
另一方面，在第2離合器機構66中，如第11圖及第15圖所示，第2控制構件85是在轉動方向與輪轂軸12的第1突起部28重疊。因此，第5離合器爪86成為無法與第1突起部28嚙合，第2離合器機構66成為連結解除狀態。因此，第2太陽齒輪44可以朝雙方向轉動，成為可達成作為太陽齒輪的功能。此結果，以藉由第1行星齒輪36及第1太陽齒輪42的嚙合被決定的減速比將驅動體16的旋轉減速使支架40朝進行方向旋轉。此時，第1太陽齒輪42的齒數因為比第2太陽齒輪44多所以比中間位置更被減速使支架40朝進行方向旋轉。此旋轉是透過連結構件46被傳達至輪轂套罩14。
從此驅動體16藉由第1行星齒輪36及第1太陽齒輪42的作用使支架40更被減速的路徑，是第15圖所示的第3驅動體旋轉傳達路徑32c。
且，藉由變速操作部將變速拉索朝拉伸解除方向操作的話，藉由第1扭轉彈簧97的推迫力透過復歸構件96使第2操作筒92朝第7圖順時針轉動，第1操作筒90及轉動構件94也對應其朝第7圖逆時針轉動，朝高速位置側進行變速動作。
另一方面，在下坡等不踩踏板地惰性行走的話，如第4圖及第16圖所示，輪轂套罩14的進行方向的旋轉，是透過連結構件46朝支架40被傳達，使支架40朝第4圖箭頭D所示的進行方向旋轉。支架40朝進行方向旋轉的話，第3單向離合器54的第3離合器爪74是從第4圖位置將第3裝設凹部16c內朝順時針移動。且第3離合器爪74與第3裝設凹部16c壁面接觸的話在由二點鎖線所示的位置由第3離合器爪74停止第3裝設凹部16c內的移動。由此，支架40的進行方向的旋轉朝驅動體16被傳達，驅動體16與支架40一起朝進行方向一體旋轉。
從輪轂套罩14透過支架40將驅動體16朝進行方向旋轉的傳達路徑，是第16圖所示的輪轂套罩旋轉傳達路徑32d。
<特徵>
(A)內裝變速輪轂10，具備：可裝設於車架102的輪轂軸、及輪轂套罩14、及驅動體16、及複數驅動體旋轉傳達路徑(例如第1驅動體旋轉傳達路徑32a～第3驅動體旋轉傳達路徑32c)、及切換機構20、及輪轂套罩旋轉傳達路徑32d。輪轂套罩14是在輪轂軸12周圍可旋轉自如。驅動體16，是在輪轂軸12及輪轂套罩14之間可旋轉自如地裝設於兩者。驅動體旋轉傳達機構，是透過設在輪轂套罩14及驅動體16之間的行星齒輪機構32將驅動體16的進行方向的旋轉由複數旋轉速度傳達至輪轂套罩14。切換機構20，是切換至複數驅動體旋轉傳達路徑的任一。輪轂套罩旋轉傳達路徑32d，是將輪轂套罩14的進行方向的旋轉傳達至驅動體16。
在此內裝變速輪轂10中，踩踏板111透過鏈條110使進行方向的旋轉朝驅動體16被傳達。朝驅動體16被傳達的進行方向的旋轉，是透過藉由切換機構20被切換的驅動體旋轉傳達機構的任一從驅動體16朝輪轂套罩14被傳達，使輪轂套罩14朝進行方向旋轉。另一方面，不踩踏板111地惰性行走的情況，輪轂套罩14朝進行方向，比驅動體更高速旋轉的話，從輪轂套罩旋轉傳達路徑32d使輪轂套罩14的旋轉被傳達至驅動體16。在此，因為設有將輪轂套罩14的旋轉傳達至驅動體16的輪轂套罩旋轉傳達路徑32d，所以惰性行走時驅動體16旋轉，其旋轉可以透過鏈條110使曲軸或曲軸的周邊的構件旋轉。因此，藉由朝曲軸或曲軸的周邊的構件被傳達的旋轉使馬達旋轉的話，可進行由馬達所產生的回收充電。
(B)在內裝變速輪轂10中，行星齒輪機構32的驅動體旋轉傳達機構的輸出端，是可一體旋轉地連結於輪轂套罩14。此情況，驅動體旋轉傳達路徑(例如第1驅動體旋轉傳達路徑32a～第3驅動體旋轉傳達路徑32c)的輸出端因為是可一體旋轉地連結於輪轂套罩14，所以在輪轂套罩旋轉傳達路徑32d，可以使用驅動體旋轉傳達路徑的輸出端將輪轂套單14的旋轉朝驅動體16傳達。
(C)在內裝變速輪轂10，行星齒輪機構32的驅動體旋轉傳達路徑(例如第1驅動體旋轉傳達路徑32a～第3驅動體旋轉傳達路徑32c)的輸出端，是行星齒輪機構32的支架40，支架40是可一體旋轉地連結於輪轂套罩14。此情況，因為從可與輪轂套罩14一體旋轉地連結的支架40使旋轉被輸出，所以在輪轂套罩旋轉傳達路徑32d中，可以從支架40朝驅動體16簡單地將旋轉傳達，可以將輪轂套罩旋轉傳達路徑32d的結構簡素化。
(D)在內裝變速輪轂10中，行星齒輪機構32，具有：被配置於驅動體16的外周側的環齒輪34、及第1太陽齒輪42、及第2太陽齒輪44、及至少一枚第1行星齒輪36、及至少一枚第2行星齒輪38、及支架40。第1太陽齒輪42，是對於輪轂軸12可旋轉。第2太陽齒輪44，是對於輪轂軸12可旋轉，齒數比第1太陽齒輪42多。第1行星齒輪，是與環齒輪34及第1太陽齒輪42嚙合。第2行星齒輪38，是與第1行星齒輪36可一體旋轉，與第2太陽齒輪44嚙合。支架40，是與輪轂套罩14可一體旋轉地連結，將第1行星齒輪36及第2行星齒輪38可旋轉自如地支撐且在輪轂軸周圍可旋轉自如。
此情況，可以透過行星齒輪機構32，由與驅動體16相同旋轉速度及與其不同的2個旋轉速度的合計3個旋轉速度使輪轂套罩14旋轉。且，可以透過支架40將驅動體16直接驅動，輪轂套罩旋轉傳達路徑32d的結構可簡素化。
(E)在內裝變速輪轂10中，在驅動體旋轉傳達路徑(例如第1驅動體旋轉傳達路徑32a～第3驅動體旋轉傳達路徑32c)中，設有：只有驅動體16的進行方向的旋轉傳達至環齒輪34的第1單向離合器50、及使第1太陽齒輪42只有特定方向的相反方向不能轉動的第2單向離合器52。此情況，在由第1單向離合器50從驅動體16朝環齒輪34使旋轉被傳達的驅動體旋轉傳達路徑(例如第1驅動體旋轉傳達路徑32a～第3驅動體旋轉傳達路徑32c)中，可以獲得2個不同的旋轉速度。
(F)在內裝變速輪轂中，在輪轂套罩旋轉傳達路徑32d中，設有：將支架40的特定方向的旋轉傳達至驅動體的第3單向離合器54、及輪轂套罩14朝特定方向旋轉的話使第1單向離合器50成為連結解除狀態的第1單向離合器切換部51。此情況，在輪轂套罩旋轉傳達路徑32d，從支架40朝驅動體16將旋轉傳達時，來自環齒輪34的旋轉因為被遮斷，所以驅動體16不會被鎖定。
(G)在內裝變速輪轂10中，第1單向離合器50，具有：在驅動體16的外周面可擺動自如地裝設成立起姿勢及伏臥姿勢的第1離合器爪55、及在環齒輪34的內周面與第1離合器爪55的先端可接觸的第1棘輪齒56、及將第1離合器爪55朝立起姿勢方向推迫的第1彈簧構件57，第1單向離合器切換部51，具有：在驅動體16的外周面在旋轉方向在第1位置及遠離第1位置的第2位置之間可轉動地被裝設且在第1位置可將第1離合器爪55立起且在第2位置可使第1離合器爪55成為伏臥姿勢的離合器爪切換部47、及藉由支架40的特定方向的旋轉將離合器爪切換部47從第1位置朝第2位置移動的移動機構48。此情況，來自輪轂套罩14的旋轉將支架40旋轉的話，離合器爪切換部47可以使第1單向離合器50成為連結解除狀態。
(H)在內裝變速輪轂10中，切換機構20，具有：移動構件63、及對應移動構件63的移動可將驅動體16及支架40切換至連結狀態及連結解除狀態的第1離合器機構64、及對應移動構件63的移動可將第2太陽齒輪44的進行方向的旋轉切換至可狀態及不可狀態的第2離合器機構66、及對應移動構件63的移動可將第1離合器機構64及第2離合器機構66切換動作的操作機構70。此情況，藉由第1離合器機構64將支架40及驅動體16連結的話，驅動體16的旋轉直接被傳達至支架40並到達輪轂套罩14。且，將第1離合器機構64切換至連結解除狀態的話，驅動體16的旋轉是透過環齒輪34被傳達，第2離合器機構66是不可狀態的情況，藉著由第2太陽齒輪44及第2行星齒輪38的嚙合所產生的減速比被減速，其旋轉被傳達至輪轂套罩14。且，第2離合器機構66是可狀態的情況，藉著由第1太陽齒輪42及第1行星齒輪36的嚙合所產生的減速比被減速。在此，因為是直結的第1驅動體旋轉傳達路徑32a被頻繁使用的高速的變速段，所以內裝變速輪轂的耐久性提高。
<其他的實施例>
以上，雖說明了本發明的一實施例，但是本發明不限定於上述實施例，在不脫離發明的實質範圍內可進行各種變更。
(a)在前述實施例中，拉索卡止體88及第1操作筒及第2操作筒雖以在輪轂軸周圍旋轉的型式的內裝變速輪轂為例說明本發明，但是本發明不限定於此。例如，藉由鐘形曲軸及鐘形曲軸朝輪轂軸方向移動的具有推桿的內裝變速輪轂也可以適用本發明。
(b)在前述實施例中，雖藉由第2離合器機構66將第2太陽齒輪44切換至可動作狀態及不可動作狀態，但是藉由第2離合器機構將第1太陽齒輪切換的構成也可以。
(c)在前述實施例中，雖以3段變速的內裝變速輪轂10為例說明本發明，但是內裝變速輪轂的變速段數，不限定於前述實施例。
(d)在前述實施例中，皆以由手動的變速操作部***作的內裝變速輪轂10為例說明本發明，但是藉由具有電開關等的電動的變速操作部***作，藉由馬達等的致動器被驅動的電動內裝變速輪轂也可以適用本發明。
(d)在前述實施例中，在輪轂套罩旋轉傳達路徑32d中，為了配合輪轂套罩14的旋轉方向及驅動體16的旋轉方向，設有第1單向離合器50，但是在驅動體的內周面形成環齒輪也可以。此情況，第4單向離合器成為不需要，並且輪轂套罩的旋轉是朝相反方向且被增速地被傳達至驅動體。
10．．．內裝變速輪轂
12．．．輪轂軸
14．．．輪轂套罩
14a．．．制動器裝設部
14b．．．連結突起
16．．．驅動體
16a．．．鏈輪裝設部
16b．．．第1裝設凹部
16c．．．第3裝設凹部
16d．．．移動限制部
16e．．．第4裝設凹部
18．．．旋轉傳達機構
20．．．切換機構
22a．．．軸承
22b．．．軸承
22c．．．軸承
23a．．．壓珠部
23b．．．受珠部
23c．．．鋼珠
23d．．．壓珠部
23e．．．受珠部
23f．．．鋼珠
23g．．．壓珠部
23h．．．受珠部
23i．．．鋼珠
24a．．．第1公螺紋部
24b．．．第1母螺紋部
25a，25b．．．止轉部
26．．．第2公螺紋部
27a．．．止轉溝
27b．．．止轉溝
28．．．第1突起部
29．．．第2突起部
29a．．．定位凹部
30a，30b．．．輪轂凸緣
31．．．制動器裝置
32．．．行星齒輪機構
32a．．．第1驅動體旋轉傳達路徑
32b．．．第2驅動體旋轉傳達路徑
32c．．．第3驅動體旋轉傳達路徑
32d．．．輪轂套罩旋轉傳達路徑
33．．．嚙合的鏈輪
34．．．環齒輪
34a．．．內齒齒輪
34b．．．彈簧裝設溝
36．．．第1行星齒輪
38．．．第2行星齒輪
40．．．支架
40a．．．支撐軸
42．．．第1太陽齒輪
44．．．第2太陽齒輪
44a．．．第5裝設凹部
46．．．連結構件
46a．．．第1連結部
46b．．．第2連結部
47．．．離合器爪切換部
47a．．．缺口部
47b．．．卡止片
48．．．移動機構
49．．．環齒輪滑動彈簧
50．．．第1單向離合器
51．．．第1單向離合器切換部
52．．．第2單向離合器
53．．．扣環
54．．．第3單向離合器
55．．．第1離合器爪
56．．．第1棘輪齒
57．．．第1彈簧構件
58．．．第2爪支撐部
58a．．．卡合凹部
58b．．．止轉部
58c．．．固定孔
58d．．．第2裝設凹部
58e．．．彈簧卡止孔
59．．．定位銷
60．．．第2離合器爪
61．．．第2棘輪齒
62．．．第2彈簧構件
63．．．移動構件
64．．．第1離合器機構
66．．．第2離合器機構
70．．．操作機構(動作機構的一例)
72．．．第4單向離合器
73．．．第1控制構件
74．．．第3離合器爪
74a．．．缺口部
75．．．第3棘輪齒
76．．．第3彈簧構件
77．．．第4離合器爪
78．．．第4彈簧構件
79．．．返回彈簧
80．．．凸輪構件
80a．．．卡止突起
80b．．．通過凹部
80c．．．傾斜凸輪
81．．．凸輪承接構件
81a．．．凸輪承接銷
81b．．．控制面
83．．．捲簧
84．．．第5單向離合器
85．．．第2控制構件
86．．．第5離合器爪
87．．．第5彈簧構件
88．．．拉索卡止體
90．．．第1操作筒
90a．．．卡合突起
90b．．．第1連結片
90c．．．卡止部
90d．．．先端部
90e．．．彈簧卡止孔
92．．．第2操作筒
92a．．．第2連結片
92b．．．先端部
94．．．轉動構件
94a．．．本體部
94b．．．卡合片
94c．．．第1卡合凹部
94d．．．第2卡合凹部
94e．．．挾持溝
94f．．．彈簧卡止孔
96．．．復歸構件
96a．．．第1卡合凹部
96b‧‧‧第2卡合凹部
96c‧‧‧彈簧卡止孔
97‧‧‧第1扭轉彈簧
97a‧‧‧一端
97b‧‧‧另一端
98‧‧‧第2扭轉彈簧
98a‧‧‧一端
98b‧‧‧另一端
99‧‧‧螺帽
101‧‧‧自行車
102‧‧‧車架
102a‧‧‧前叉
104‧‧‧手把
105‧‧‧驅動部
105a‧‧‧輔助機構
105b‧‧‧充電池
106‧‧‧前輪
107‧‧‧後輪
110‧‧‧鏈條
111‧‧‧踏板
112‧‧‧曲軸
[第1圖]採用本發明的一實施例的自行車的側面圖。
[第2圖]本發明的一實施例的內裝變速輪轂的縱剖面圖。
[第3圖]其輪轂軸的立體圖。
[第4圖]第1單向離合器的橫剖面圖。
[第5圖]第2單向離合器的橫剖面圖。
[第6圖]第3單向離合器的橫剖面圖。
[第7圖]切換機構的分解立體圖。
[第8圖]凸輪承接構件的前視圖。
[第9圖]凸輪承接構件的半裁斷面圖。
[第10圖]第2離合器機構的連結狀態時的橫剖面圖。
[第11圖]第2離合器機構為連結解除狀態時的橫剖面圖。
[第12圖]顯示第1操作筒及第2操作筒的可相對轉動範圍的橫剖面圖。
[第13圖]說明第1驅動體旋轉傳達路徑的相當於第2圖的圖。
[第14圖]說明第2驅動體旋轉傳達路徑的相當於第2圖的圖。
[第15圖]說明第3驅動體旋轉傳達路徑的相當於第2圖的圖。
[第16圖]說明輪轂套罩旋轉傳達路徑的相當於第2圖的圖。
10．．．內裝變速輪轂
12．．．輪轂軸
14．．．輪轂套罩
14a．．．制動器裝設部
14b．．．連結突起
16．．．驅動體
16a．．．鏈輪裝設部
18．．．旋轉傳達機構
20．．．切換機構
22a．．．軸承
22b．．．軸承
22c．．．軸承
23a．．．壓珠部
23b．．．受珠部
23c．．．鋼珠
23d．．．壓珠部
23e．．．受珠部
23f．．．鋼珠
23g．．．壓珠部
23h．．．受珠部
23i．．．鋼珠
24a．．．第1公螺紋部
24b．．．第1母螺紋部
26．．．第2公螺紋部
27a．．．止轉溝
27b．．．止轉溝
28．．．第1突起部
29．．．第2突起部
29a．．．定位凹部
30a，30b．．．輪轂凸緣
31．．．制動器裝置
32．．．行星齒輪機構
33．．．嚙合的鏈輪
34．．．環齒輪
34a．．．內齒齒輪
36．．．第1行星齒輪
38．．．第2行星齒輪
40．．．支架
40a．．．支撐軸
42．．．第1太陽齒輪
44．．．第2太陽齒輪
46．．．連結構件
46a．．．第1連結部
46b．．．第2連結部
47．．．離合器爪切換部
49．．．環齒輪滑動彈簧
50．．．第1單向離合器
52．．．第2單向離合器
53．．．扣環
54．．．第3單向離合器
58．．．第2爪支撐部
59．．．定位銷
63．．．移動構件
64．．．第1離合器機構
66．．．第2離合器機構
70．．．操作機構
72．．．第4單向離合器
73．．．第1控制構件
75．．．第3棘輪齒
80．．．凸輪構件
81．．．凸輪承接構件
83．．．捲簧
84．．．第5單向離合器
88．．．拉索卡止體
94．．．轉動構件
96．．．復歸構件
97．．．第1扭轉彈簧
98．．．第2扭轉彈簧
99．．．螺帽
110．．．鏈條

Claims (8)

  1. 一種自行車用內裝變速輪轂，具備：可裝設於前述自行車的輪轂軸、及在前述輪轂軸周圍可旋轉自如的輪轂套罩、及在前述輪轂軸及前述輪轂套罩之間可旋轉自如地裝設於兩者的驅動體、及透過被設於前述輪轂套罩及前述驅動體之間的行星齒輪機構將前述驅動體的進行方向的旋轉傳達至前述輪轂套罩的複數驅動體旋轉傳達路徑、及切換至前述複數驅動體旋轉傳達路徑的任一的切換機構、及將前述輪轂套罩的前述進行方向的旋轉傳達至前述驅動體的輪轂套罩旋轉傳達路徑。
  2. 如申請專利範圍第1項的自行車用內裝變速輪轂，其中，前述行星齒輪機構的前述驅動體旋轉傳達路徑的輸出端，是可一體旋轉地連結於前述輪轂套罩。
  3. 如申請專利範圍第2項的自行車用內裝變速輪轂，其中，前述行星齒輪機構的驅動體旋轉傳達路徑的輸出端是前述行星齒輪機構的支架，前述支架可一體旋轉地連結於前述輪轂套罩。
  4. 如申請專利範圍第3項的自行車用內裝變速輪轂，其中，前述行星齒輪機構，具有：被配置於前述驅動體的外周側的環齒輪；及對於前述輪轂軸可旋轉的第1太陽齒輪；及 對於前述輪轂軸可旋轉，比前述第1太陽齒輪齒數多的第2太陽齒輪；及與前述環齒輪及前述第1太陽齒輪嚙合的至少一枚第1行星齒輪；及與前述第1行星齒輪可一體旋轉，與前述第2太陽齒輪嚙合的至少一枚第2行星齒輪；及與前述輪轂套罩可一體旋轉地連結，將前述第1行星齒輪及第2行星齒輪可旋轉自如地支撐且在前述輪轂軸周圍可旋轉自如的前述支架。
  5. 如申請專利範圍第4項的自行車用內裝變速輪轂，其中，在前述驅動體旋轉傳達路徑中，設有：只有前述驅動體的前述進行方向的旋轉傳達至前述環齒輪的第1單向離合器、及只有與前述進行方向相反方向使前述第1太陽齒輪不轉動的第2單向離合器。
  6. 如申請專利範圍第5項的自行車用內裝變速輪轂，其中，在前述輪轂套罩旋轉傳達路徑中，設有：將前述支架的前述進行方向的旋轉傳達至前述驅動體的第3單向離合器、及前述輪轂套罩朝前述進行方向旋轉的話使前述第1單向離合器成為連結解除狀態的第1單向離合器切換部。
  7. 如申請專利範圍第6項的自行車用內裝變速輪轂，其中，前述第1單向離合器，具有：在前述驅動體的外周面可擺動自如地裝設於立起姿勢 及伏臥姿勢的離合器爪；及在前述環齒輪的內周面使前述離合器爪的先端可接觸的棘輪齒；及將前述離合器爪朝前述立起姿勢方向推迫的推迫構件；前述第1單向離合器切換部，具有：在前述驅動體的外周面朝旋轉方向在第1位置及從前述第1位置遠離的第2位置之間可轉動地被裝設，在前述第1位置可將前述離合器爪立起，在前述第2位置可使前述離合器爪成為伏臥姿勢的離合器爪切換部；及藉由前述支架的前述進行方向的旋轉將前述離合器爪切換部從前述第1位置朝前述第2位置移動的移動機構。
  8. 如申請專利範圍第5至7項的任一項的自行車用內裝變速輪轂，其中，前述切換機構，具有：移動構件、及可對應前述移動構件的移動將前述驅動體及前述支架切換至連結狀態及連結解除狀態的第1離合器機構、及可對應前述移動構件的移動將前述第2太陽齒輪的進行方向的旋轉切換至可狀態及不可狀態的第2離合器機構、及可對應前述移動構件的移動將前述第1離合器機構及第2離合器機構切換動作的動作機構。
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