CN113928469B - 一种控制机构及自行车内变速器 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种控制机构，用于控制自行车内变速器多个行星齿轮机构，其特征在于，包括，套设在轮毂轴上的座体，座体绕所述轮毂轴的旋转自由度受限；安装在座体上的限定件，限定件具有限制行星齿轮机构的中心轮转动的第一状态与释放中心轮绕轮毂轴转动的第二状态；设置在座体上，作用于限定件并使限定件保持第一状态的弹性件；套设在轮毂轴上的控制环，控制环能够绕轮毂轴转动，且控制环圆周面作用于限定件，使限定件从第一状态切换至第二状态；作用于控制环，能够沿座体的外周面移动以带动控制环绕轮毂轴转动的控制件，控制件的移动范围对应的圆心角为α，其中，α≧180°。本申请提供的控制机构与自行车内变速器，能够实现多档位的精准控制。

Description

一种控制机构及自行车内变速器

技术领域

本申请涉及自行车变速器领域，更具体地说，尤其涉及一种控制机构，还涉及一种带有该控制机构的自行车内变速器。

背景技术

自行车变速器分为外变速器和内变速器两大类。

外变速器是采用开放式链条机构为传动系统，通过拨动链条到不同的齿盘或飞轮上实现不同的链条传动比。外变速器的构件外露，容易受到外力的干扰，产生换挡动作不稳定，并且普遍具有使用寿命不长的缺点，换挡过程中噪音较大。

内变速器是以行星齿轮机构作为传动主体，同时封闭装配在自行车的后车轮轴的轮毂内，能够克服外变速器存在的上述缺陷，提供自行车较佳的传动性能，其在自行车的生产应用中越来越普及。

当自行车内变速器涉及多档位(如十二速)时，一般通过控制机构的多个棘爪的转动来控制不同行星齿轮机构的中心轮的转动来实现变速。现有技术中的控制机构，用于按压棘爪的按压件由于安装原因导致工作区域过小，使得多档位情况下换档出现跳档现象，档位控制不精准。

发明内容

为解决上述技术问题，本申请提供一种自行车内变速器，相较于现有技术而言，能够实现多档位的精准控制。

本申请提供的技术方案如下：

一种控制机构，用于控制自行车内变速器多个行星齿轮机构，包括，套设在轮毂轴上的座体，所述座体绕所述轮毂轴的旋转自由度受限；

安装在所述座体上的限定件，所述限定件具有限制所述行星齿轮机构的中心轮转动的第一状态与释放所述中心轮绕所述轮毂轴转动的第二状态；

设置在所述座体上，作用于所述限定件并使所述限定件保持第一状态的弹性件；

套设在所述轮毂轴上的控制环，所述控制环能够绕所述轮毂轴转动，且所述控制环内周面作用于所述限定件，使所述限定件从所述第一状态切换至所述第二状态；

作用于所述控制环，能够沿所述座体的外周面移动以带动所述控制环或所述座体绕所述轮毂轴转动的控制件，所述控制件的移动范围对应的圆心角为α，其中，α≧180°。

优选的，所述座体绕所述轮毂轴轴线的旋转自由度受限，具体为，

所述座体上设置有第一限位部；

所述轮毂轴上设置有第二限位部；

所述第一限位部与所述第二限位部配合以限制所述座体绕所述轮毂轴转动。

优选的，

所述第一限位部为设置在所述座体内侧的平面；

所述第二限位部为扁位。

优选的，

所述第一限位部为设置在所述座体内侧的凸块；

所述第二限位部为槽。

优选的，

所述第一限位部为设置在所述座体内侧的槽；

所述第二限位部为凸块。

优选的，所述限定件包括，

能够以卡合方式作用于所述中心轮的内周部的工作端；

能够在所述座体上转动，以切换所述工作端与所述中心轮的内周部卡合的状态与分离状态的保持端。

优选的，所述座体上设置有，

用于容纳所述保持端的第一容纳部以及用于容纳所述工作端的第二容纳部。

优选的，所述限定件还包括，

受所述控制环作用，带动所述保持端在所述第一容纳部内转动的第一臂。

优选的，所述限定件还包括，

受所述弹性件作用，使所述工作端保持卡合状态的第二臂。

优选的，

所述第二臂上设置有用于容纳所述弹性件的第一凹部。

优选的，

所述座体上设置有用于容纳所述弹性件的第二凹部。

优选的，

所述控制环的内周部设置有用于按压所述第一臂的斜面。

优选的，所述控制件包括，

与所述控制环连接的控制杆；

与所述控制杆连接的控制套，所述控制套套设于所述轮毂轴上。

优选的，

所述控制环外周面上设置有第三凹部，所述控制杆置于所述第三凹部内。

一种自行车内变速器，包括，

轮毂轴；

可旋转地安装于所述轴上的轮毂壳体；

安装于所述轮毂轴上，且置于所述轮毂壳体内，用于向所述轮毂壳体多速比传递驱动力的多组行星齿轮构件；

可旋转地安装于所述轮毂轴上，用于向所述行星齿轮构件输入驱动力的动力输入构件；

以及上述任意一项所述的控制机构。

本发明提供的控制机构，与现有技术相比较，由于座体套设在轮毂轴上，便于控制环的安装，得以通过控制环作用于限定件，加之控制件沿座体的外周面移动范围对应的圆心角大于等于180°，多档位(多个限定件)情况下，控制环内周面上每个限定件对应的工作区域较大，如此，在多档位变速的情况下，能够实现档位的精准控制。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的控制机构的结构示意图；

图2为本发明实施例中座体的结构示意图；

图3为本发明实施例限定件安装在座体上的示意图；

图4为本发明实施例中控制环的结构示意图；

图5为本发明实施例中控制机构侧向示意图；

图6为本发明实施例中控制机构作用于中心轮的示意图；

图7为本发明实施例中控制机构安装示意图；

图8为本发明实施例中带控制机构的自行车内变速器的轴向剖面示意图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上，它可以直接在另一个元件上或者间接设置在另一个元件上；当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，多个”、“若干个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本申请可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本申请所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本申请所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

请如图1至图8所示，本发明实施例提供一种控制机构10，用于控制自行车内变速器多个行星齿轮机构，包括：套设在轮毂轴100上的座体200，座体200绕轮毂轴100的旋转自由度受限；安装在座体200上的限定件300，限定件300具有限制行星齿轮机构的中心轮410转动的第一状态，以及释放中心轮410绕轮毂轴100转动的第二状态；设置在座体200上，作用于限定件300并使限定件300保持第一状态的弹性件500；套设在轮毂轴100上的控制环600，控制环600能够绕轮毂轴100转动，且控制环600内周面作用于限定件300，使限定300从第一状态切换至第二状态；作用于控制环600，能够沿座体200的外周面移动以带动控制环600绕轮毂轴100转动的控制件700，控制件700的移动范围对应的圆心角为α，其中，α≧180°。

本发明实施例提供的控制机构，由于用于安装限定件300的座体200套设在轮毂轴100上，使得座体200不会妨碍控制环600的安装，得以通过控制环600对限定件300进行控制，控制环600内周面任意位置均可设置为作用区域，控制件700沿座体200的外周面移动范围对应的圆心角大于等于180°，能够实现大角度转动，控制环600对限定件300进行控制时，使得控制环600能够实现大角度转动，从而使得控制环600上作用于限定件300的区域较大，在多档变速的况下，不会出现跳档现象，能够实现对档位的精准控制，与此同时，加工装配方便。

本发明实施例中，座体200套设在轮毂轴100上是指，座上200上设置有供轮毂轴100穿过的孔，轮毂轴100穿过该孔从而实现座体200套设在轮毂轴100上。

本发明实施例中的控制环600可以是闭合完整的环，也可以是圆心角大于或等于180°未闭合的环。

本发明实施例中，座体200绕轮毂轴100轴线的旋转自由度受限指座体200不能够相对于轮毂轴100转动。

其中，座体200绕轮毂轴100轴线的旋转自由度受限，具体为，在座体200上设置有第一限位部210；轮毂轴100上设置有第二限位部110；第一限位部210与第二限位部110配合以限制座体200绕轮毂轴100转动。

作为一种优选的实施方式，第一限位部210为设置在座体200内侧的平面211；第二限位部110为扁位111。当座体200套设在轮毂轴100上时，平面211与扁位111接触，二者作用能够使得座体200不会相对于轮毂轴100转动。

当然，也可以是第一限位部210为设置在座体200内侧的凸块；第二限位部110为槽。当座体200套设在轮毂轴100上时，凸块置于槽内，同样能够防止座体200相对于轮毂轴100转动。

当然，还可以是，第一限位部210为设置在座体200内侧的槽；第二限位部110为凸块。当座体200套设在轮毂轴100上时，凸块置于槽内，同样能够防止座体200相对于轮毂轴100转动。

本发明实施例的限定件300优选包括：能够以卡合方式作用于中心轮410的内周部的工作端310；能够在座体200上转动，以切换工作端310与中心轮410的内周部卡合的状态与分离状态的保持端320。

其中，当工作端310作用于中心轮410的内周部使得中心轮410处于卡合状态时，此时为限定件300的第一状态；当工作端310与中心轮410的内周部分离时，此时为限定件300的第二状态。

具体的，在中心轮410的内周部周向设置有与工作端310配合的限定槽411。控制环600作用于限定件300，使得保持端320在座体200上转动时，弹性件500受压，工作端310从限定槽411内移出，与中心轮410分离；当随着控制环600转动，限定件300未受控制环600下压的力或者下压的力未达预设值时，限定件300的保持端320在弹性件500的作用下在座体200上转动，使得工作端310置于限定槽411内，此时，在限定槽411与工作端310的共同作用下，中心心轮410不转动。

本发明实施例中，座体200上设置有用于容纳保持端320的第一容纳部220以及用于容纳工作端310的第二容纳部230。其中，保持端320的外周面为弧面，第一容纳部220为内周面为弧面的槽，便于保持端320在第一容纳部220内转动；只有当控制环600按压限定件300时，工作端310才置于第二容纳部230内，当工作端310工作时，工作端310在保持端320转动的作用下从第二容纳部230内移出置于限定槽411内。

本发明实施例中的限定件300还包括：受控制环600作用，带动保持端320在第一容纳部220内转动的第一臂330。其中，第一臂330处于限定件300的一侧，此处的一侧是指，当保持端320处于第一容纳部220时，限定件300上沿轮毂轴100轴线方向的侧面。无论保持端320是否在第一容纳部220内转动，第一臂330始终与控制环600的内周面接触。

本发明实施例中的限定件300还包括：受弹性件500作用，使工作端310保持卡合状态的第二臂340。其中，第二臂340处于限定件300上远离第一臂330的一侧。第二臂340上设置有用于容纳弹性件500的第一凹部341，座体200上设置有用于容纳弹性件500的第二凹部240。

其中，第二凹部240设置在座体200的外周面，且绕座体200周向设置。其具体为，第二凹部240在座体200上形成的轮廓所在的面垂直或基本垂直于轮毂轴100的轴线。

为了使控制机构的结构更加紧凑，可以两个限定件300共用一个座体200，此时，一个座体200上设置有两个第二凹部240。

为了使控制机构的结构更加紧凑，也可以两个限定件300共用一个控制环600，此时，控制环600处于相邻两限定件300之间。

本发明实施例中的弹性500优选采用盘簧，盘簧通过设置在第二凹部240内从而套设在座体200上，且同时置于第一凹部341内。通过盘簧作用于第第二臂340，从而使得工作端310保持卡合状态。

本发明实施例中，控制环600的内周面设置有用于按压第一臂330的斜面610。相邻两斜面610相对设置，形成释放槽。其中，当第一臂330处于释放槽内时，工作端310置于限定槽411内，使得工作端310保持卡合状态；当控制环600转动，斜面610按压第一臂330，使第一臂330移出释放槽，此时，工作端310处于第二容纳部230，中心轮410可相对于轮毂轴100转动。

本发明实施例中，的控制件700包括：与控制环600连接的控制杆710；与控制杆710连接的控制套720，控制套720套设于轮毂轴100上。其中，控制环600外周面上设置有第三凹部620，控制杆710置于第三凹部620内。

其中，控制杆710置于每一个控制环600的第三凹部620内时，每一个控制环600上的斜面610错位设置。

本发明实施例提供的控制机构其安装方式如下，先将限定件300通过弹性件500安装在座体200上，然后将控制环600套在第一臂330如此多组沿轮毂轴100轴线设置，然后将控制杆710安装在每个控制环的第三凹部620内，使每个控制环600的斜面错位设置，最后，将轮毂轴100穿过控制套720、座体200与控制环600，完成安装。与现有技术将座体200直接与轮毂轴100一体成型相比较，轮毂轴100加工难底低，整个控制机构安装方便。

本发明实施例提供的控制机构的控制过程如下，通过控制控制套720转动，控制套720带动控制杆710绕轮毂轴100转动，从而带动控制环600绕轮毂轴100转动，在控制环600转动的过程中，控制环600的斜面610按压限定件300的第一臂330，从而将工作端310压加第二容纳部230，释放中心轮410转动。

本发明实施例还提供一种自行车内变速器，包括：轮毂轴100；可旋转地安装于轮毂轴100上的轮毂壳体800；安装于轮毂轴100上，且置于轮毂壳体800内，用于向轮毂壳体800多速比传递驱动力的多组行星齿轮机构400；可旋转地安装于轮毂轴100上，用于向行星齿轮机构400输入驱动力的动力输入构件900；以及上述任意一控制机构10。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (15)

1.一种控制机构，用于控制自行车内变速器多个行星齿轮机构，其特征在于，包括：

套设在轮毂轴上的座体，所述座体绕所述轮毂轴的旋转自由度受限；

安装在所述座体上的限定件，所述限定件具有限制所述行星齿轮机构的中心轮转动的第一状态与释放所述中心轮绕所述轮毂轴转动的第二状态；

设置在所述座体上，作用于所述限定件并使所述限定件保持第一状态的弹性件；

套设在所述轮毂轴上的控制环，所述控制环能够绕所述轮毂轴转动，且所述控制环内周面作用于所述限定件，使所述限定件从所述第一状态切换至所述第二状态；

作用于所述控制环，能够沿所述座体的外周面移动以带动所述控制环绕所述轮毂轴转动的控制件，所述控制件的移动范围对应的圆心角为α，其中，α≧180°。

2.根据权利要求1所述的控制机构，其特征在于，所述座体绕所述轮毂轴轴线的旋转自由度受限，具体为，

所述座体上设置有第一限位部；

所述轮毂轴上设置有第二限位部；

所述第一限位部与所述第二限位部配合以限制所述座体绕所述轮毂轴转动。

3.根据权利要求2所述的控制机构，其特征在于，

所述第一限位部为设置在所述座体内侧的平面；

所述第二限位部为扁位。

4.根据权利要求2所述的控制机构，其特征在于，

所述第一限位部为设置在所述座体内侧的凸块；

所述第二限位部为槽。

5.根据权利要求2所述的控制机构，其特征在于，

所述第一限位部为设置在所述座体内侧的槽；

所述第二限位部为凸块。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的控制机构，其特征在于，所述限定件包括：

能够以卡合方式作用于所述中心轮的内周部的工作端；

能够在所述座体上转动，以切换所述工作端与所述中心轮的内周部卡合的状态与分离状态的保持端。

7.根据权利要求6所述的控制机构，其特征在于，所述座体上设置有，

用于容纳所述保持端的第一容纳部以及用于容纳所述工作端的第二容纳部。

8.根据权利要求7所述的控制机构，其特征在于，所述限定件还包括：

受所述控制环作用，带动所述保持端在所述第一容纳部内转动的第一臂。

9.根据权利要求8所述的控制机构，其特征在于，所述限定件还包括：

受所述弹性件作用，使所述工作端保持卡合状态的第二臂。

10.根据权利要求9所述的控制机构，其特征在于，

所述第二臂上设置有用于容纳所述弹性件的第一凹部。

11.根据权利要求10所述的控制机构，其特征在于，

所述座体上设置有用于容纳所述弹性件的第二凹部。

12.根据权利要求10所述的控制机构，其特征在于，

所述控制环的内周面设置有用于按压所述第一臂的斜面。

13.根据权利要求1所述的控制机构，其特征在于，所述控制件包括，

与所述控制环连接的控制杆；

与所述控制杆连接的控制套，所述控制套套设于所述轮毂轴上。

14.根据权利要求13所述的控制机构，其特征在于，

所述控制环外周面上设置有第三凹部，所述控制杆置于所述第三凹部内。

15.一种自行车内变速器，其特征在于，包括：

轮毂轴；

可旋转地安装于所述轴上的轮毂壳体；

安装于所述轮毂轴上，且置于所述轮毂壳体内，用于向所述轮毂壳体多速比传递驱动力的多组行星齿轮构件；

可旋转地安装于所述轮毂轴上，用于向所述行星齿轮构件输入驱动力的动力输入构件；

以及权利要求1至14任意一项所述的控制机构。