[发明专利]电动机和脚踏装置兼用的变速器和变速方法

说明书

技术领域

本发明涉及内置在自行车轮毂内的变速器和变速方法，更具体地说，涉及能够适用于内置有电动机的电动自行车或小型摩托车、普通所有脚踏装置自行车的电动机和脚踏装置兼用的变速器和变速方法。

背景技术

通常自行车是利用骑车人自己的脚踩蹬踏板使车轮旋转来进行行驶的交通工具。

这种自行车已经发展为由用于替代人力的电动机驱动的电动式自行车。

电动式自行车通过操作加速装置调整电动机的旋转力，能对自行车的速度从低速至高速进行控制，将这种利用加速装置的驱动方式称作小型摩托车式。

另外，电动式自行车还具有踩蹬踏板时能够感知该踩蹬并使电动机自动旋转的踏板辅助式或PAS方式。

将电动机内置在轮毂内的轮毂型电动机与普通电动机相同，当转速降低时则效率急剧下降，电动自行车或小型摩托车的驱动能力变差。因而，为了改进低速下的驱动力，需要变速器。最近正在开发一种将变速器和电动机都内置在轮毂内的轮毂型电动机。

这种变速器通常是仅对电动机的输入进行变速，而且，现实情况为在自行车利用电动机或踏板的驱动行驶期间，如果负荷施加在变速控制部，则不能进行速度变换。

如果电动机的输入和踏板的输入被输入到一个变速器，则在电动机或踏板的驱动中也存在难以立刻变换到所希望的变速级的问题。

发明内容

本发明是鉴于所述问题而提出的，其目的在于提供一种能够适用于电动自行车或小型摩托车以及普通自行车的轮毂内置型变速器的变速器及其变速方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供的电动机和脚踏装置(ペダリング)兼用的变速器使电动机和链轮的动力经由变速装置输出到轮毂壳的，其特征在于，所述变速装置具备：行星轮架，其一侧与所述电动机啮合，另一侧单向嵌合或嵌合结合在与所述链轮连接的主动轮(ドライバ)上；齿圈，其与所述行星轮架连接并进行变速且将速度传递给所述轮毂壳；一速用杆，其安装在所述行星轮架内并与所述齿圈直接连接；多级行星齿轮，其安装在所述行星轮架内并使所述齿圈增速；二速用太阳齿轮和三速用太阳齿轮，其与所述多级行星齿轮啮合，滑动接触地被轴支承并选择性地被轴限制，且能够变换速度；变速控制部，其通过外部的变速杆操作，选择性地控制二速用杆和三速用杆；滑环，其使主动轮的旋转力选择性地输入到所述变速控制部内。

在此，电动机和行星轮架也可以利用减速行星齿轮连接以提供减速比。

另外，齿圈和轮毂壳通过输出杆连接，在轮毂壳以比齿圈更快的速度旋转时，动力不能逆向输入。

另外，优选所述变速控制部具备：二速用杆和三速用杆，其安装在轴上，用于选择性地限制与所述多级行星齿轮内侧啮合的二速用太阳齿轮和三速用太阳齿轮；杆控制环，其以选择性地推压所述二速用杆和三速用杆的方式进行控制，并通过复位弹簧与所述变速杆弹性连接；滑环，以在杆控制环的另一侧突出的延长片贯穿内侧游离槽的方式配置在杆控制环的扣锁槽的侧方；强制复位杆，其安装在所述主动轮的内侧面上并延长至所述杆控制环的扣锁槽和滑环外周面，在所述杆控制环的外周面上形成有被所述强制复位杆限制的扣锁槽(ラツチ溝)，在扣锁槽的前方、在所述滑环的外周面上形成有选择性地使所述强制复位杆空转的滑槽。

另外，插入固定在延长片上并能与杆控制环一体旋转的旋转环利用第二复位弹簧以与弹簧固定环弹性连接的方式配置在所述滑环的侧方，利用所述变速杆传递旋转力的传递环利用第一复位弹簧以与弹簧固定环弹性连接的方式配置在所述旋转环的内侧，以使所述旋转环和滑环仅在一个方向旋转的方式而延伸的第二臂形成在所述传递环上。

此时，在二速用太阳齿轮的内侧和三速用太阳齿轮的内侧形成有与装配在轴上的杆啮合的扣锁齿。在二速用太阳齿轮和三速用太阳齿轮的另一侧上设置有与轴侧滑动旋转被支承的接触支承部，其一体地形成了从扣锁齿的内周面延伸至轴向下方的内周面，以齿轮系不晃动的方式将齿轮系支承在轴上。另外，在轴上仅幅度宽地切削出杆能立起的卡止部和能够组装控制部的部分，能够组装的薄的延伸部的部分仅开口至能够安装薄的延伸部并能旋转的程度，圆周方向上残余部分维持圆形，圆滑地旋转支承太阳齿轮的导向部。

另外，所述轴如下述方式而形成，即、在二速用杆和三速用杆安装在轴上时，二速用杆和三速用杆的运动根据杆座部的形状被限制，从而使杆在轴的杆座部从立起或倒下的旋转中心旋转一定角度，或仅被限制在夹持旋转轴的轴线方向上，不能在与旋转轴垂直的方向上被拔出，二速用杆和三速用杆以与轴的晃动少的方式被安装。