專利名稱：自行車的輪轂傳動裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及自行車的傳動裝置和特別是涉及有帶兩個或多個不同直徑部段的行星齒輪的內輪轂自行車的傳動裝置。
背景技術：
歐洲專利EP 0 531 608號公開了高達7速的多速輪轂傳動裝置，其中裝設兩個行星齒輪機構，每個包括一組行星齒輪和對應的齒圈。隨著齒輪速度數目的增加，必需增加離合器的數目以便將驅動力通過關聯的中心齒輪、行星齒輪和齒圈最終傳給輪轂體。
此外，由于需要提供兩個和有時多個齒輪比，行星齒輪結構的復雜性也不斷增加。因此行星齒輪有兩個或多個不同直徑部段和在行星齒輪不同部段上的機械負荷可以不同。例如，用于低速傳送的行星齒輪的直徑較大的齒輪部段可以經受比行星齒輪其他直徑較小部段更大的轉矩。這可能在由支承銷不適當地支承的行星齒輪內造成橫切的力以及扭轉力，行星齒輪安裝在支承銷上。這樣的支承銷常規地是線性的銷和沒有考慮到行星齒輪的一部分會經受比行星齒輪的其他部分更高的機械應力。
發明內容
因此，本發明的一個目的是提供一種改進的多速輪轂傳動裝置，其中將支承銷加強以便考慮到它支承的行星齒輪中的不同負荷。
按照本發明，自行車的輪轂傳動裝置裝設驅動部件和輪轂體，每一個使其圍繞輪轂軸轉動地安裝。提供至少一個行星齒輪機構用于將轉矩從驅動部件通過多個轉動力傳送路徑傳給輪轂體。行星齒輪機構包括安裝在支承銷上的至少一個行星齒輪，支承銷連接到行星齒輪支架。改變速度控制機構包括至少一個用于選擇一個轉動力傳送路徑的離合器。行星齒輪包括至少一個大直徑齒輪部段和至少一個小直徑齒輪部段，每個限定不同的齒輪比。此外，支承銷包括至少一個大直徑銷釘部段和至少一個小直徑銷釘部段。
通過提供與行星齒輪各個直徑的齒輪部段相關聯的支承銷的不同直徑部段，從而在由于行星齒輪的大直徑部段引起的較高的機械負荷的區域內，加強或提高支承銷的機械強度。
在一個實施例中，支承銷的大直徑銷釘部段支承行星齒輪的大直徑齒輪部段超過大直徑齒輪部段軸向寬度的50％。在另一個實施例中，支承銷的小直徑銷釘部段支承行星齒輪的小直徑齒輪部段超過其軸向寬度的50％。以這種結構構造的支承銷確保經受最高機械負荷的大直徑齒輪部段總是基本上由支承銷的加強部段支承。
所以本發明的原理是使支承銷的負荷承擔能力與行星齒輪各部段中實際產生的負荷相匹配。當應用于多速輪轂傳動裝置，其中行星齒輪常有兩個或3個不同直徑部段對應不同的齒輪比時本發明特別有利。
從下面與附圖一起各實施例的描述中可以了解本發明其他的目的和各優點。
圖1表示按照本發明的7速輪轂傳動裝置的第一實施例，其中行星齒輪包括兩個不同直徑部段和支承銷包括兩個不同直徑部段。
圖2表示圖1實施例的行星齒輪機構的放大圖。
圖3表示本發明的第二實施例，其中改進了支承銷的結構。
具體實施例方式
下面與附圖一起更加充分地解釋本發明的各實施例。
圖1表示第一實施例的7速輪轂傳動裝置，其中驅動部件2將轉動力傳送給可轉動地支承在輪轂軸1上的輪轂體3。從驅動部件2到輪轂體3的驅動傳動齒輪系包括有齒圈15的第一行星齒輪機構4。第二行星齒輪機構5也裝設第二齒圈16。取決于所選擇的轉動力傳送路徑，或更特別地取決于所選擇的速度，使齒圈15和16分別與行星齒輪13和14嚙合。
使第一和第二行星齒輪機構4，5的支承銷40和40a分別支承在行星齒輪支架4a和5a中。將行星齒輪13和14分別支承在支承銷40和40a上并與輪轂軸1上的中心齒輪嚙合，中心齒輪是由離合器控制部件8選擇的。
離合器控制部件8和離合器操作機構7限定改變速度控制機構，控制機構給定中心齒輪的位置和在輪轂傳動裝置中的離合器。例如，改變速度控制機構的第一低速設定限定轉矩從驅動部件2到輪轂體3的傳送路徑，通過傳送離合器3、第二齒圈16、行星支架5a、行星支架4a、第一齒圈和第二傳送離合器。
圖2給出第一行星齒輪機構4的放大說明，它清楚地說明本實施例的細節。支承銷40被支承在齒輪支架4a中和包括大直徑銷釘部段9和小直徑銷釘部段10。行星齒輪13被支承在支承銷40上和包括大直徑齒輪部段11和小直徑齒輪部段12。大直徑齒輪部段11與中心齒輪11a嚙合和小直徑齒輪部段12與另一個中心齒輪12a嚙合。小直徑齒輪部段12還與齒圈15嚙合。
在本實施例中，行星齒輪13的兩個齒輪部段11和12是整體構成一件。但是也可能是由互相連接的獨立件制成的兩個齒輪部段構成行星齒輪13。在其他的實施例中，也可能是行星齒輪13有3個不同的直徑部段。
如在圖2中可見，行星齒輪13的大直徑齒輪部段11有寬度W1，它從齒輪部段11的左側伸展到分割線c。還指出大直徑齒輪部段11的中心線a。支承銷40的大直徑銷釘部段9有直徑d1，同時小直徑銷釘部段10有直徑d2。
代表支承銷40加強部段的大直徑銷釘部段9伸展超過大直徑齒輪部段11的軸向寬度W1的50％。從圖2中可見，大直徑銷釘部段9從左邊伸展到右邊超過中心線a直到徑向臺階20，該臺階代表從大直徑銷釘部段9到小直徑銷釘部段10的過渡。在圖2的實施例中，大直徑銷釘部段9支承約70％的大直徑齒輪部段11的軸向寬度。一般來說，大直徑銷釘部段9將支承50％或更大的寬度W1，優選地大直徑銷釘部段9支承70％或更大的寬度W1。
在另一個實施例中，可能希望大直徑銷釘部段9伸展到小直徑齒輪部段12的區域中。但是，在任何情況下有直徑d2的小直徑銷釘部段10將支承小直徑齒輪部段12大于它軸向寬度W2的50％。優選地，小直徑銷釘部段10支承小直徑齒輪部段12大于80％的軸向寬度W2。
大直徑銷釘部段9的直徑d1和和小直徑銷釘部段10的直徑d2之間的關系將取決于特定的應用。即行星齒輪13的齒輪部段11和12的各個直徑。也可以取決于是否存在行星齒輪13的第三齒輪部段。但是，大直徑銷釘部段9的直徑d1，它在支承大直徑齒輪部段11時提供加強，正常情況下將是這樣，它至少10％大于小直徑銷釘部段10的直徑d2。在其他實施例中，大直徑銷釘部段9的直徑d1可以是20％大于小直徑銷釘部段10的直徑d2。
如上所述，在圖2的實施例中由徑向的臺階20構成從大直徑銷釘部段9到小直徑銷釘部段10的過渡。形成徑向臺階20的軸向位置b位于大直徑齒輪部段11的軸向寬度W1的中心線a和分割線c之間，分割線c是在大和小直徑齒輪部段11和12之間。這個徑向臺階20的位置限定大直徑銷釘部段9的承力延伸。在大多數情況下，軸向位置b將定位在中心線a和分割線c之間，但是在其他的實施例中，徑向臺階20的軸向位置b可以伸展到小直徑銷釘部段10的區域內。
圖3說明支承銷40的另一個實施例。從大直徑銷釘部段9到小直徑銷釘部段10的過渡形成圓錐30，它圍繞支承銷40的圓周伸展。圓錐30從位于大直徑齒輪部段11的軸向寬度W1的中心線a和分割線c之間的軸向位置b′開始，分割線位于大和小直徑齒輪部段11和12之間。圓錐30在位于分割線c和小直徑齒輪部段12的軸向寬度W2的中心線e之間的軸向位置f結束。在這個實施例中，大直徑銷釘部段9的承力部分伸展超過大直徑齒輪部段11的軸向寬度W1至少50％。小直徑銷釘部段10的承力部分略為小于小直徑齒輪部段12的軸向寬度W2的100％。但是小直徑銷釘部段10的承力部分是大大超過小直徑齒輪部段12的軸向寬度W2的50％。
如在圖3中所示，在行星齒輪13中形成的圓錐30和裝設在支承銷40上的圓錐30′之間可以留有小的間隙。在這種情況下，圓錐區本身將不會代表支承銷40的承力部分。在其他的實施例中，可以對各部件機加工使其具有很高的精度，從而在圓錐30和30′之間不留下間隙。那么圓錐在圖3中線b′和f之間的軸向伸展將是承力部分。
代替圖3的實施例，從橫截面看可以形成圓錐30有曲率。在任一種結構，不管圓錐是線性或曲線的，傳送區的斜度提供由行星齒輪13引起的機械應力的更加均勻的分布，行星齒輪是由加強的支承銷40支承。
將能理解，上述的各實施例僅是為了說明的目的，同時發明本身并不局限于這些實施例。對本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，很顯然其他的修改也是可能的，這些修改都屬于由附錄的權利要求書所定義的本發明的這個范疇內。
權利要求
1.一種自行車的輪轂傳動裝置包括輪轂軸(1)；可轉動地支承在所述輪轂軸(1)上的驅動部件(2)和輪轂體(3)；用于將轉動力從驅動部件(2)通過多個轉動力傳送路徑傳給輪轂體(3)的至少一個行星齒輪機構(4，5)，所述行星齒輪機構包括安裝在行星齒輪支架(4a)內行星齒輪支承銷(40)上的至少一個行星齒輪(11，12)；包括用于選擇轉動力傳送路徑之一的至少一個離合器(17，18，19)的改變速度控制機構(7，8)；其中行星齒輪包括至少一個大直徑齒輪部段(11)和至少一個小直徑齒輪部段(12)，每個限定不同的齒輪比，和支承銷(40)包括至少一個大直徑銷釘部段(9)和至少一個小直徑銷釘部段(10)。
2.如權利要求1所述的輪轂傳動裝置，其特征在于，支承銷(40)的大直徑銷釘部段(9)在超過大直徑齒輪部段(11)的50％軸向寬度(W1)上支承行星齒輪的大直徑齒輪部段(11)。
3.如權利要求1或2所述的輪轂傳動裝置，其特征在于，支承銷(40)的小直徑銷釘部段(10)在超過小直徑齒輪部段(12)的50％軸向寬度(W2)上支承行星齒輪的小直徑齒輪部段(12)。
4.如權利要求1、2和3所述的輪轂傳動裝置，其特征在于，支承銷(40)的大直徑銷釘部段(9)的直徑(d1)比小直徑銷釘部段(10)的直徑(d2)大10％以上。
5.如權利要求1至4中任一項所述的輪轂傳動裝置，其特征在于，支承銷(40)從大直徑銷釘部段(9)到小直徑銷釘部段(10)的過渡形成徑向臺階(20)。
6.如權利要求5所述的輪轂傳動裝置，其特征在于，在大直徑齒輪部段(11)的軸向寬度(W1)的中心線(a)和分割線(c)之間的軸向位置(b)上形成徑向臺階(20)，分割線(c)位于大和小直徑齒輪部段(11，12)之間。
7.如權利要求1至4中任一項所述的輪轂傳動裝置，其特征在于，支承銷(40)從大直徑銷釘部段(9)到小直徑銷釘部段(10)的過渡形成圓錐(30)。
8.如權利要求7所述的輪轂傳動裝置，其特征在于，圓錐(30)從大直徑齒輪部段(11)的軸向寬度(W1)的中心線和分割線(c)之間的軸向位置(b′)處開始，分割線(c)位于大和小直徑齒輪部段(11，12)之間。
9.如權利要求7或8所述的輪轂傳動裝置，其特征在于，圓錐(30)終止在分割線(c)和小直徑齒輪部段(12)的軸向寬度(W2)的中心線(e)之間的軸向位置(f)處，分割線(c)位于大和小直徑齒輪部段(11，12)之間。
10.如權利要求7，8和9所述的輪轂傳動裝置，其特征在于，當從橫剖面看時圓錐(30)是線性圓錐和曲線圓錐中之一。
11.如前述權利要求中任一項所述的輪轂傳動裝置，其特征在于，行星齒輪包括兩個不同直徑的齒輪部段(11，12)并且支承銷(40)包括兩個不同直徑的銷釘部段(9，10)。
全文摘要
一種為自行車裝設的輪轂傳動裝置包括可轉動地支承在輪轂軸(1)上的驅動部件(2)和輪轂體(3)。裝設至少一個行星齒輪機構(4，5)用于將轉動力從驅動部件(2)通過多個轉動力傳送路徑傳送給輪轂體(3)，其中行星齒輪機構包括安裝在行星齒輪支架(4a)內支承銷(40)上的至少一個行星齒輪(11，12)。行星齒輪包括至少一個大直徑齒輪部段(11)和至少一個小直徑齒輪部段(12)，每個限定不同的齒輪比。支承銷包括至少一個大直徑銷釘部段(9)和至少一個小直徑銷釘部段(10)。大直徑銷釘部段(9)為支承大直徑齒輪部段(11)上的機械負荷提供加強作用。
文檔編號B62M11/16GK1445136SQ0312052
公開日2003年10月1日 申請日期2003年3月13日 優先權日2002年3月14日
發明者正下昭彥 申請人:株式會社島野