[发明专利]自行车内变速器

说明书

本发明涉及自行车内变速器，是一种将变速机构设置于车轮毂内，藉该变速机构所设齿轮系中的齿速比安排以及速比传输路径的选择与操纵来达到变速、省时或省力的目的，而完整的内变速器包含了行星齿轮系、动力输入源、单向离合器、动力切断机构以及弹簧和相关的输入、输出杆等等；利用动力源输入与动力传输路径的选择而得到至少一种以上不同的速比输出，而此种行星齿轮系的观念早在公元1880年即被提出，到了1895年融合了滑动太阳齿轮的观念产生出具有驱动机构的自行车轮毂技术，而真正商品化成功的内变速器为1896年所创造的利用一杠杆操作中空固定轴内控制杆，以控制太阳齿轮的滑动而得到不同的速比，直到目前有关的内变速器主要设计包含了三速、四速、五速、七速、十二速和将外变速器内变速器结合而成具有内三速外七速的的变速器。

由于内变速系统是将传动机构装设于车轮毂中，因此具有如下的功能：

1、内变速机构设于车轮毂中，可免于外界杂质的侵入，因此变速机构的使用寿命较长。

2、无外变速器油污弄脏骑乘者或其他使用者衣裤的缺点。

3、变速过程中噪音较外变速器小。

4、由于内变速器的变速原理在于运用行星齿轮、太阳齿轮等齿轮系的不同配合，配合离合器的使用，以达到不同的速比，因此内变速器变速过程没有如外变速器变速需考虑定位问题。

5、内变速机构主要是由行星齿轮系所组成，而行星齿轮系为一拘束运动链，故换挡动作与动力的传动较确实。

6、变速机构和车轮毂结合成一体，所以易于装置于自行车上。

因此，世界各国相关业界基于内变速机构的实用效益与预期可见的产业经济利益和发展，纷纷加以设计研发，诸如已知的：

台湾专利公告第330544号「自行车内变速机构」、公告第284734号「内装变速机」、公告第327160号「内装有离合器的轮毂」、公告第321624号「自行车用内装有变速装置的轮毂」等等。

美国专利第4842291号、第4854191号、第Re.33058号、第4947703号、第4973297号、第5011464号、第5069655号、第5078664号、第5083991号、第5236403号、第5273500号、第5273501号、第5318486号、第5322487号、第5378201号、第5399128号、第5443279号、第5445573号、第5469755号、第5527230号、第5540456号、第5556354号、第5590894号、第5769750号第5785625号、第5829563号、第5833040号等等。

然而，内变速器与外变速器相比较又发现，内变速器的重量、体积以及速比的选择范围较窄，因此不适用于竞赛用车和登山车，绝大部份适用于城市通勤用自行车、电动变速自行车以及折叠式自行车等等对象；而相关内部设计结构和复杂，元件多、重量重、体积大，速比选择范围受限等结果，均因各创作人创作思维与技术思想的不同而不同，就如上述列举的各种自行车内变速器，在技术原理上、行星齿轮系的技术运用和设计理念均大同小异，然在各创作中亦可见到不同设计所创新研发的控制机构与齿轮系的传运运用。

但直至目前所知，内变速器如何达到结构简单、操纵容易、速比变化范围大、体积小、重量轻，则仍是世界各产业界所极欲突破的技术瓶颈。

有鉴如此，本发明的目的是提供一种自行车内变速器，它具有结构简单、操纵容易、速比变化范围大、体积小、重量轻的特点。

本发明的技术方案是：一种自行车内变速器，系包含轮毂、动力输入驱动件、变速驱动件、固定轴、平面突轮机构、第一行星齿轮系、第一环齿轮、第二行星齿轮系、第二环齿轮、中间环主要部份，其特点是于轮毂以内部中央横置固定轴为圆心旋转，于固定轴上设有两个一组的多组太阳齿轮，并在各组太阳齿轮的外围设置以固定轴为圆心旋转的第一行星齿轮系、第二行星齿轮系，并使第一行星齿轮系的行星齿轮啮合于第一组太阳齿轮，而第二行星齿轮系的行星齿轮啮合于第二组太阳齿轮，在各行星齿轮系的外围则分别设有环齿轮，且于第一行星齿轮系、第一环齿轮及第二行星齿轮系、第二环齿轮间设动力传输中间环。