устройство для переключения передач велосипедов

Классы МПК:B62M11/16 встроенными или примыкающими к ступице колеса 
Автор(ы):
Патентообладатель(и):УОРЛД ИНДАСТРИ КО., ЛТД. (KR)
Приоритеты:
подача заявки:
2000-12-15
публикация патента:

Изобретение относится к планетарным трансмиссиям во втулке колеса. Включение повышенных передач осуществляется посредством стопорения собачками 421, 422 солнечных колес на неподвижном валу 410. Кольцо 430 для управления собачками управляет положением, по меньшей мере, двух комплектов собачек 421, 422. На внутренней поверхности кольца 430 образованы канавки для управления собачками 421, 422, причем канавки выполнены с неодинаковым угловым интервалом относительно центральной точки кольца 430. Собачки 422 управляют солнечным колесом, относительно далеким от кольца 430 для управления собачками, и поэтому дополнительно содержат удлиненную часть, которая тоньше основного корпуса собачки 422 для предотвращения зацепления собачки 422 с другими солнечными колесами. Предлагаемое техническое решение направлено на обеспечение удобного переключения передач. 14 з.п. ф-лы, 11 ил.

устройство для переключения передач велосипедов, патент № 2242397

Рисунки к патенту РФ 2242397

устройство для переключения передач велосипедов, патент № 2242397 устройство для переключения передач велосипедов, патент № 2242397 устройство для переключения передач велосипедов, патент № 2242397 устройство для переключения передач велосипедов, патент № 2242397 устройство для переключения передач велосипедов, патент № 2242397 устройство для переключения передач велосипедов, патент № 2242397 устройство для переключения передач велосипедов, патент № 2242397 устройство для переключения передач велосипедов, патент № 2242397 устройство для переключения передач велосипедов, патент № 2242397 устройство для переключения передач велосипедов, патент № 2242397 устройство для переключения передач велосипедов, патент № 2242397 устройство для переключения передач велосипедов, патент № 2242397 устройство для переключения передач велосипедов, патент № 2242397 устройство для переключения передач велосипедов, патент № 2242397 устройство для переключения передач велосипедов, патент № 2242397

Настоящее изобретение относится к устройству для переключения передач велосипедов, более конкретно используемому в качестве трансмиссии для велосипедов и каких-либо других средств, в которых используются колеса цепной передачи и цепи, к устройству для переключения передач велосипедов, которое изменяет скорость велосипедов с использованием внутренних зубчатых колес, расположенных внутри ступицы заднего колеса, посредством регуляторов, установленных на валу ступицы, таким образом, что велосипед имеет хороший внешний вид, манипуляции при переключении передач удобны, эффект от манипуляций возникает немедленно после операции, шумы при переключении передач велосипедов небольшие, и количество ступеней передач легко увеличивается.

Обычно устройство для переключения передач (или трансмиссию) устанавливают на велосипедах, и в некоторых других случаях трансмиссию устанавливают на креслах на колесах и игрушечных автомобилях, в конструкции которых используются педали.

В обычной трансмиссии для велосипедов на стороне средней рамы и на заднем колесе устанавливают колеса цепной передачи разных диаметров и цепь, которая соединяет переднее и заднее колеса цепной передачи. Таким образом, передачи переключают посредством изменения соединения цепных колес.

Однако обычная трансмиссия для велосипедов имеет несколько недостатков, состоящих в том, что она слишком громоздка из-за применения многих больших колес цепной передачи, а также в том, что при переключении передач велосипедов возникают шумы и удары.

Для устранения этих недостатков предложена трансмиссия с зубчатыми колесами внутреннего типа, установленная в ступице заднего колеса. Трансмиссия с зубчатыми колесами внутреннего типа является таким устройством, в котором малые зубчатые колеса и регуляторы расположены в полости ступицы таким образом, что передачи велосипедов переключаются посредством изменения передаточного числа по количеству зубцов.

В качестве примера трансмиссии с зубчатыми колесами внутреннего типа в патенте Японии № Hei 7-10069 описана ступица трансмиссии с зубчатыми колесами внутреннего типа для велосипедов.

Как показано на фиг.1, трансмиссия с зубчатыми колесами внутреннего типа содержит часть 10 для переключения передач, состоящую из вала 6 ступицы, ведущего корпуса 2, свободно вращающейся ступицы 1, по меньшей мере, двух солнечных зубчатых колес 12, 13, входящих в зацепление с по меньшей мере двумя зубчатыми частями 11а, 11b, и часть 20 для управления переключением передач, управляющую частью 10 для переключения передач посредством изменения режима вращения множества солнечных зубчатых колес 12, 13, которая состоит из одностороннего приводного средства 1, установленного между ведущим корпусом 2 и ступицей 1 для вращения поверх ведущего корпуса 2, часть 1с с зубчатым венцом, прикрепленным к ступице и входящим в зацепление с планетарными шестернями 11.

Таким образом, трансмиссия может изменять скорости велосипедов между тремя режимами, а именно режимом малой скорости, когда приводное усилие от ведущего корпуса 2 передается ступице 1 через одностороннее приводное средство 7 под управлением части 20 для управления переключением передач, и по меньшей мере двумя режимами высокой скорости, когда приводное усилие от ведущего корпуса 2 передается части 1с с зубчатым венцом через планетарные шестерни 11 с увеличением скорости.

А именно, когда включен режим малой скорости, приводное усилие от ведущего корпуса 2 передается непосредственно ступице 1 односторонним приводным средством 7.

Когда велосипедист управляет частью 20 управления переключением передач, избирательно фиксируется одно из солнечных зубчатых колес 12, 13. В этом режиме ведущий корпус 2 вращается, часть 1с с зубчатым венцом вращается, при этом планетарные шестерни 11 входят в зацепление с избирательно фиксированным солнечным зубчатым колесом.

В этом случае скорость регулируется передаточным числом зубцов между фиксированным солнечным зубчатым колесом, планетарными шестернями 11 и частью 1с с кольцевым колесом. Поскольку фиксированное солнечное зубчатое колесо имеет значительно больше зубцов, чем планетарные шестерни 11, скорость вращения планетарных шестерен 11, вращающихся вокруг фиксированного солнечного зубчатого колеса, превышает скорость одностороннего приводного средства 7 и, таким образом, возможна работа в режиме высокой скорости.

Работа части 20 управления переключением передач, как показано на фиг.2А-2С, обеспечивается собачками 12а, 13а, установленными на стороне солнечных зубчатых колес 12, 13, выступом 6а для фиксации зубчатых колес и управляющей муфтой 21. То есть каждая ступень переключения передач включается посредством фиксации солнечного зубчатого колеса посредством собачек 12а, 13а, при этом оно будет зафиксировано относительно управляющей муфты 21, или посредством освобождения солнечных зубчатых колес от собачек 12а, 13а.

В режиме малой скорости, как показано на фиг.2А, две собачки 12а, 13а освобождены от управляющей муфты 21 выступами 6а для фиксации зубчатых колес.

Но в первом режиме высокой скорости, как показано на фиг.2В, поскольку одна собачка 12а сцеплена с управляющей муфтой 21, одно солнечное зубчатое колесо 13 вращается. Таким образом, с фиксированным солнечным зубчатым колесом 12 входит в зацепление часть планетарных шестерен 11 большего диаметра.

С другой стороны, когда с управляющей муфтой 21 сцепляется другая собачка 13а, может вращаться другое солнечное зубчатое колесо 12, и, таким образом, как показано на фиг.2С, с фиксированным солнечным зубчатым колесом 13 входит в зацепление часть планетарных шестерен 11 меньшего диаметра. То есть этот режим является вторым режимом высокой скорости.

Однако такой показанный выше тип регулирования скорости из-за наличия двух собачек 12а, 13а, установленных против друг друга, имеет недостаток. То есть, когда велосипедист управляет рычагом для переключения передачи велосипеда, результат операции задерживается, пока одна из собачек 12а, 13а не будет в действии. В большинстве случаев результат операции будет получен после того, как колесо повернется на пол-оборота.

Хотя этот недостаток может быть немного смягчен применением большего количества собачек, это потребует изменения конфигурации управляющей муфты 21. Но поскольку это также потребует изменения конфигурации выступов 6а для фиксации зубчатых колес, увеличение количества собачек ограничено.

Даже когда собачки не находятся в действии, всегда существует трение между собачками 12а, 13а и управляющей муфтой 21. Трение также увеличивает шумы и износ, что тоже является недостатком конструкции.

Кроме того, в случае, когда применяется больше ступеней переключения скоростей посредством применения большего количества планетарных шестерен, указанные выше недостатки становятся более серьезными.

Наиболее близким к заявленному изобретению по технической сущности и достигаемому техническому результату является устройство для переключения передач велосипедов, содержащее:

ведомое колесо цепной передачи, принимающее приводное усилие от ведущего колеса цепной передачи;

часть для регулирования скорости, содержащую водило, прикрепленное к одной стороне ведомого колеса цепной передачи, и множество установленных на нем сателлитов;

по меньшей мере, два солнечных зубчатых колеса, входящих в зацепление со ступенями сателлитов, причем вдоль внутренней окружности солнечных колес выполнены храповые зубья;

кольцевое колесо, входящее в зацепление с другой стороной сателлитов;

выходную часть, содержащую:

корпус ступицы, передающий приводное усилие заднему колесу посредством водила и кольцевого колеса;

средство сцепления, служащее промежуточным звеном для избирательной передачи приводного усилия от водила к корпусу ступицы и

часть для управления переключением передач, содержащую:

вал ступицы, имеющий часть для позиционирования собачек;

по меньшей мере, два комплекта собачек, входящие в зацепление или выходящие из зацепления с храповыми зубьями по меньшей мере двух солнечных зубчатых колес;

кольцо для управления собачками, управляющее положением по меньшей мере двух комплектов собачек,

трансформирующий диск для изменения положения кольца для управления собачек (US 5078664, F 16 Н 3/44).

Недостатком такого устройства является недостаточно быстрое достижение результатов при переключении передач, а также возникновение при этом шумов и ударов.

Задачей настоящего изобретения является создание устройства для переключения скоростей велосипедов, которое позволяет устранить вышеуказанные недостатки, а также изменяет скорость велосипедов с использованием внутренних зубчатых колес внутри ступицы заднего колеса и управляет внутренними зубчатыми колесами посредством регуляторов, установленных на валу ступицы, таким образом, что велосипед имеет хороший внешний вид, манипулирование для переключения скоростей удобны, результат манипуляций получают немедленно после выполнения операции, шум при переключении скорости велосипедов небольшой, и количество ступеней передач может быть легко увеличено.

Поставленная задача решается за счет того, устройство для переключения передач велосипедов содержит ведомое колесо цепной передачи, принимающее приводное усилие от ведущего колеса цепной передачи; часть для регулирования скорости, содержащую водило, прикрепленное к одной стороне ведомого колеса цепной передачи, и множество установленных на нем сателлитов; по меньшей мере, два солнечных зубчатых колеса, входящих в зацепление со ступенями сателлитов, причем вдоль внутренней окружности солнечных колес выполнены храповые зубья; кольцевое колесо, входящее в зацепление с другой стороной сателлитов; выходную часть, содержащую:

корпус ступицы, передающий приводное усилие заднему колесу посредством водила и кольцевого колеса; средство сцепления, служащее промежуточным звеном для избирательной передачи приводного усилия от водила к корпусу ступицы, и часть для управления переключением передач, содержащую:

вал ступицы, имеющий часть для позиционирования собачек; по меньшей мере, два комплекта собачек, входящие в зацепление или выходящие из зацепления с храповыми зубьями по меньшей мере двух солнечных зубчатых колес; кольцо для управления собачками, управляющее положением по меньшей мере двух комплектов собачек, причем на внутренней поверхности кольца образованы канавки для управления собачками, причем канавки выполнены с неодинаковым угловым интервалом относительно центральной точки кольца, трансформирующий диск для изменения положения кольца для управления собачек.

Целесообразно расположение канавок на внутренней поверхности кольца для управления собачками симметрично относительно центральной части кольца.

Возможно также выполнение трансформирующего диска с канавкой вдоль наружной окружности, в котором на наружной окружности выполнена зацепляющая часть для изменения положения кольца для управления собачкой посредством промежуточной части; причем имеется пружина, предназначенная для возвращения трансформирующего диска в первоначальное положение, и распорная часть, обеспечивающая свободное вращение трансформирующего диска.

Кроме того, канавки могут состоять из пары канавок с наклонным дном и пары канавок с угловым дном, расположенных с чередованием.

В устройстве собачки могут быть установлены в части для позиционирования собачек вала ступицы с одинаковым угловым интервалом.

Собачки также могут содержать вогнутую часть, расположенную внутри кольца для управления собачками; и

стопорную часть, входящую в зацепление или выходящую из зацепления с храповыми зубьями, которые выполнены на внутренней окружности солнечного зубчатого колеса.

Кроме того, собачки, которые расположены относительно далеко от кольца для управления собачками, могут дополнительно содержать удлиненную часть, которая тоньше основного корпуса собачки, для предотвращения зацепления собачки с другими элементами.

В еще одном варианте выполнения устройства промежуточная часть может содержать шлицевую выточку, выполненную на одной стороне кольца для управления собачками; соединительную часть, входящую в зацепление со шлицевой выточкой, и выполненную в ней соединительную канавку; и кольцо с выступами, установленное в соединительную канавку, передающее вращательное усилие, будучи в зацеплении с частью с пазами, выполненной в трансформирующем диске.

Распорная часть может содержать опорную часть, удерживающую опорное кольцо, которое установлено между водилом и опорной частью; зафиксированный диск, прикрепленный к валу ступицы; и множество распорных штифтов, прикрепленных к зафиксированному диску и входящих в контакт с опорной частью сквозь дугообразную прорезь, выполненную в трансформирующем диске, причем опорная часть может быть выполнена с возможностью вращения, при этом в ней образовано сквозное отверстие.

В случае применения более двух комплектов собачек, между комплектами собачек может быть установлено множество колец для управления собачками.

Кроме того, средство сцепления может содержать кольцо сцепления, в котором выполнена группа штифтов; и наклонную часть, выполненную на наружной окружности водила и на кольцевом колесе.

Средство сцепления может также содержать первую собачку, установленную в пространстве между сателлитами; и часть кольцевого колеса, формирующего внутреннюю окружность корпуса ступицы.

Дополнительно, средство сцепления может содержать вторую собачку, установленную в пространстве между сателлитами; кольцевое колесо, входящее в зацепление с сателлитами, причем кольцевое колесо установлено снаружи от второй собачки; и третью собачку, установленную между кольцевым колесом и корпусом ступицы.

Промежуточная часть может содержать штифт, прикрепленный к одной стороне кольца для управления собачками, причем штифт соединен с трансформирующим диском сквозь диск, установленный между кольцом для управления собачками и трансформирующим диском.

Другие преимущества и особенности изобретения изложены в последующем описании различных вариантов осуществления изобретения, приведенных только в качестве не ограничивающих примеров и представленных на чертежах, на которых изображено:

Фиг.1 - в частичном сечении вид, показывающий трансмиссионную ступицу для велосипедов известного уровня техники;

фиг.2А-2С - схематические виды части для управления переключением скоростей каждой ступени передач для велосипедов известного уровня техники;

фиг.3 - вид сечения, соответствующего настоящему изобретению;

фиг.4 - вид сечения, выполненного по линии А-А на фиг.3;

фиг.5 - вид сечения части для управления переключением скоростей, соответствующей настоящему изобретению;

фиг.6 - вид в перспективе части для управления переключением скоростей, соответствующей настоящему изобретению;

фиг.7 - вид в перспективе с пространственным разнесением деталей части для управления переключением скоростей, соответствующей настоящему изобретению;

фиг.8 - вид сечения другого варианта осуществления настоящего изобретения;

фиг.9А - схематический вид части для управления переключением скоростей, соответствующей настоящему изобретению, в режиме малой скорости;

фиг.9В - схематический вид части для управления переключением скоростей, соответствующей настоящему изобретению, в режиме средней скорости;

фиг.9С - схематический вид части для управления переключением скоростей, соответствующей настоящему изобретению, в режиме высокой скорости;

фиг.10 - вид сечения, соответствующего третьему варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.11 - вид сечения, соответствующего четвертому варианту осуществления настоящего изобретения.

Как показано на фиг.3 и 4, соответствующее настоящему изобретению устройство для переключения скоростей велосипедов содержит в основном ведомое колесо 100 цепной передачи, принимающее приводное усилие от ведущего колеса цепной передачи (не показано), часть для регулирования скорости, выходную часть и часть для управления переключением скоростей.

Указанная часть для регулирования скорости содержит водило 210, прикрепленное к одной стороне ведомого колеса 100 цепной передачи, и множество установленных на нем планетарных передач 220, по меньшей мере два солнечных зубчатых колеса 231, 232, входящих в зацепление с каждой ступенью сателлитов 220, и храповые зубья 231а, 232а, выполненные вдоль их внутренней окружности, и кольцевое колесо 240, входящее в зацепление с другой стороной сателлитов 220.

Выходная часть содержит корпус 310 ступицы, передающий приводное усилие заднему колесу посредством водила 210 и кольцевого колеса 240, и средство 320 сцепления, избирательно передающее приводное усилие и установленное между водилом 210 и корпусом 310 ступицы и кольцевым колесом 240 и корпусом 310 ступицы.

Часть для управления переключением скоростей содержит вал 410 ступицы, имеющий часть 411 для позиционирования собачек, по меньшей мере два комплекта собачек 421, 422, которые входят в зацепление или выходят из зацепления с храповыми зубьями 231а, 232а по меньшей мере двух солнечных зубчатых колес 231, 232, кольцо 430 для управления собачками, которое регулирует положение по меньшей мере двух комплектов собачек 421, 422, трансформирующий диск 450, имеющий канавку 451 вдоль внешней окружности и зацепляющую часть 452, выполненную в заданном местоположении на внешней окружности для изменения положения кольца 430 для управления собачками посредством промежуточной части 440, пружину 460, предназначенную для возвращения трансформирующего диска 450 в первоначальное положение, и распорную часть 470, обеспечивающую свободное вращение трансформирующего диска 450.

В этом варианте осуществления изобретения средство 320 сцепления содержит кольцо сцепления, в котором выполнена группа штифтов, и на наружной поверхности водила 210 и кольцевого колеса выполнена наклонная часть 241. Таким образом, водило 210 (или кольцевое колесо 240) и корпус 310 ступицы вращаются как единое целое, будучи зафиксированными относительным смещением кольца сцепления.

Но в соответствии с обстоятельствами храповые зубья и собачки могут заменить кольцо сцепления и наклонную часть 241.

Как показано на фиг.5 и 6, на внутренней поверхности кольца 430 для управления собачками образованы канавки, расположенные симметрично относительно центральной точки для регулирования положения собачек 421, 422.

Канавки состоят из пары канавок 431 с наклонным дном и пары канавок 432 с угловым дном, при этом канавки 431 с наклонным дном и канавки 432 с угловым дном выполнены с чередованием на внутренней поверхности кольца 430 для управления собачками.

Хотя канавки размещены с разным интервалом, собачки 421, 422 установлены в части 411 для позиционирования собачек с одинаковым интервалом таким образом, что только один комплект собачек избирательно и плавно регулируется.

Как показано на фиг.7, собачки 421, 422 состоят из вогнутой части 421а, 422а, расположенной внутри кольца 430 для управления собачками, и стопорной части 421b, 422b, которая входит в зацепление и выходит из зацепления с храповыми зубьями 231а, 323а, выполненными вдоль внутренней окружности солнечного зубчатого колеса 231, 232.

Собачка 422, которая расположена относительно далеко от кольца 430 для управления собачками, дополнительно содержит удлиненную часть 422с, которая тоньше основного корпуса собачки, что предотвращает зацепление собачки 422 с другими элементами.

Далее для удобства описания собачка 421 будет называться первой собачкой, которая входит в зацепление с солнечным зубчатым колесом 231 (также называемым первым солнечным зубчатым колесом), которое находится вблизи кольца 430 для управления собачками, и собачка 422 будет называться второй собачкой, входящей в зацепление с солнечным зубчатым колесом 232 (также называемым вторым солнечным зубчатым колесом).

Промежуточная часть 440 содержит шлицевую выточку 433, выполненную на одной стороне кольца 430 для управления собачками, соединительную часть 441, входящую в зацепление с шлицевой выточкой 433, и выполненный в ней соединительный паз 441 и кольцо 442 с выступами, установленное в соединительный паз 441, передающее вращающее усилие при вхождении в зацепление с частью 453 с пазом, выполненным в трансформирующем диске 450.

Кроме того, распорная часть 470 содержит опорную часть 471, удерживающую подшипник, установленный между водилом 210 и опорной частью 471, зафиксированный диск 472, прикрепленный к валу 410 ступицы, и множество распорных штифтов 473, прикрепленных к зафиксированному диску 472 и входящих в контакт с опорной частью 471 через дугообразные прорези 454, выполненные в трансформирующем диске 450.

Опорная часть 471 может вращаться, и в ней выполнено сквозное отверстие 471а для предотвращения вращения промежуточной части 440.

На фиг.8 показан вид сечения другого варианта осуществления настоящего изобретения, в котором устройство содержит сателлиты 220, имеющие три ступени, три солнечных зубчатых колеса 231, 232, 233, входящих в зацепление с каждой ступенью сателлитов 220, и расширенную часть для управления переключением скоростей для регулирования скоростей в четырех режимах.

То есть в случае с применением более двух комплектов собачек между комплектами собачек устанавливают множество колец для управления собачками.

Но другие элементы аналогичны этим элементам предыдущего варианта осуществления изобретения, изменены только их конфигурации.

Как описано выше, согласно настоящему изобретению возможно увеличение количества ступеней скоростей, более того, поскольку фактическое управление переключением ступеней скоростей происходит в части для управления собачками, ограничения увеличения количества ступеней скоростей невелики.

Таким образом, также возможно получение более четырех ступеней переключения скоростей.

Ниже описана работа и действие устройства для переключения скоростей велосипедов, имеющего описанную выше конструкцию, соответствующую настоящему изобретению.

Далее со ссылками на первый вариант осуществления настоящего изобретения, показанный на фиг.3-7 и фиг.9А-9С, будут описаны ступени скоростей, а именно - режим малой скорости, режим средней скорости и режим высокой скорости.

1. Режим малой скорости

В режиме малой скорости, как показано на фиг.9А, и первая, и вторая собачки 421, 422 не входят в канавки 431, 432 кольца 430 для управления собачками, то есть они не входят в зацепление с первым и вторым солнечными зубчатыми колесами 231, 232.

Когда ведомое колесо 100 цепной передачи вращается при вращении педалей велосипеда, водило 210, входящее в зацепление с ведомым колесом 100 цепной передачи, также вращается. При этом приводное усилие передается от носителя 210 корпусу 310 ступицы через средство 320 сцепления.

В этом случае, хотя сателлиты 220, входящие в зацепление с солнечными зубчатыми колесами 231, 232, вращаются вместе с водилом 210, сателлиты 220 вращаются вхолостую, поскольку солнечные зубчатые колеса 231, 232 находятся в свободном состоянии.

2. Режим средней скорости

В режиме средней скорости часть для управления переключением скоростей располагается, как показано на фиг.9В, то есть когда велосипедист манипулирует рычагом (не показан), трансформирующий диск 450 поворачивается на определенный угол, будучи соединенным с рычагом соединительным средством, таким как тросик.

Когда трансформирующий диск 450 поворачивается на определенный угол, кольцо 442 с выступами, соединенное с частью 453 с пазами трансформирующего диска 450, поворачивается, и кольцо 430 для управления собачками также поворачивается.

Таким образом, первая собачка 421 помещается в канавку 431 с наклонным дном и выдвигается наружу. В результате, первая собачка 421 входит в зацепление с храповыми зубьями 231а первого солнечного зубчатого колеса 231.

В этот момент вторая собачка 422 выдвигается, но не полностью, что предпочтительно для того, чтобы она была восприимчива к следующему движению кольца 430 для управления собачками, при этом она также вызывает слабый шум.

В описанном выше режиме средней скорости, когда ведомое колесо 100 цепной передачи вращается при вращении педалей велосипеда, водило 210, входящее в зацепление с ведомым колесом 100, также вращается. При этом сателлиты 220 также вращаются, но в этом случае, поскольку зубчатая часть сателлитов 220 большего диаметра (т.е. первая ступень) входит в зацепление с зафиксированным первым солнечным зубчатым колесом 231 посредством первой собачки 421, сателлиты 220 вращаются быстрее, чем водило 210.

Передаточное число (вычисленное на основе количества зубцов зубчатых колес) при средней скорости в случае, когда скорость вращения водила 210 взята за единицу, составляет следующее значение:

устройство для переключения передач велосипедов, патент № 2242397

В этом варианте осуществления изобретения увеличение скорости составляет значение, приблизительно в полтора раза превышающее значение для режима малой скорости.

В результате, вращательная скорость кольцевого колеса 240 от вращения сателлитов 220 превышает скорость вращения водила 210, и средство 320 сцепления сцепляется только с самой быстрой частью для передачи вращения корпусу 310 ступицы.

3. Режим высокой скорости

В описанном выше режиме средней скорости, когда велосипедист манипулирует рычагом, трансформирующий диск 450 поворачивается, как показано на фиг.9С, то есть в режим высокой скорости.

Когда трансформирующий диск 450 поворачивается на определенный угол так же, как в режиме средней скорости, кольцо 442 с выступами, соединенное с частью 453 с пазами трансформирующего диска 450, поворачивается, и кольцо 430 для управления собачками также поворачивается дальше.

Таким образом, первая собачка 421 перемещается во внутреннее положение части 411 позиционирования собачек вала 410 ступицы, и вторая собачка 422 помещается в канавку 432 с угловым дном и выдвигается наружу. В результате, вторая собачка 422 входит в зацепление с храповыми зубьями 232а второго солнечного зубчатого колеса 232.

В описанном выше режиме высокой скорости, когда ведомое колесо 100 цепной передачи вращается при вращении педалей велосипеда, водило 210, входящее в зацепление с ведомым колесом 100 цепной передачи, также вращается. При этом сателлиты 220 также вращаются, но в этом случае, поскольку зубчатая часть сателлитов 220 малого диаметра (иначе, вторая ступень) сателлитов 220 входит в зацепление с фиксированным вторым солнечным зубчатым колесом 232 посредством второй собачки 422, сателлиты 220 вращаются быстрее водила 210 так же, как в режиме средней скорости.

Передаточное число (вычисленное на основе количества зубцов зубчатых колес) в режиме высокой скорости при условии, что вращательная скорость носителя 210 взята за единицу, составляет следующее значение:

устройство для переключения передач велосипедов, патент № 2242397

В этом варианте осуществления изобретения увеличение скорости составляет значение, приблизительно в два раза превышающее значение для режима малой скорости.

В результате, как и в режиме средней скорости, вращательная скорость кольцевого колеса 240 от вращения сателлитов 220 превышает скорость вращения водила 210, и средство 320 сцепления сцепляется только с самой быстрой частью для передачи вращения корпусу 310 ступицы.

Согласно второму варианту осуществления изобретения, как описано выше, применены три комплекта собачек, и, таким образом, возможны более высокие скоростные режимы, включающие режимы малой, средней и высокой скорости.

На фиг.10 показан вид сечения третьего варианта осуществления изобретения. Общая конструкция этого варианта почти аналогична конструкции предыдущего варианта осуществления изобретения.

Однако направление установки сателлитов 220 противоположно направлению в предыдущем варианте. И первая собачка 321, установленная в пространстве, полученном от изменения направления установки сателлитов 220, и часть 322 кольцевого колеса, образующая внутреннюю окружность корпуса 310 ступицы, используются как средство (320 на фиг.3 и 8) сцепления.

Используется штифт 444, прикрепленный к одной стороне кольца 430 для управления собачками, и штифт 444 соединен с трансформирующим диском 450 сквозь диск 443, установленный между кольцом 430 для управления собачками и трансформирующим диском 450 (кроме того, диск 443 удерживает подшипник 50, показанный на фиг.10).

Первая собачка 321 входит в зацепление с частью 322 кольцевого колеса под действием пружины 321а, установленной на валу сателлитов 220.

Таким образом, вращательное усилие от ведомого колеса 100 цепной передачи передается корпусу 310 ступицы при вхождении в зацепление собачки 321 и части 322 кольцевого колеса независимо от режимов скорости.

На фиг.11 показан вид сечения четвертого варианта осуществления настоящего изобретения. В этом варианте конструкция подобна конструкции третьего варианта осуществления изобретения в том, что направление установки сателлитов 220 противоположно направлению установки в предшествующем варианте, и вторая собачка 323, установленная в пространстве, полученном при изменении направления установки сателлитов 220, используется как средство 320 сцепления.

Кольцевое колесо 242, входящее в зацепление с сателлитами 220, и вторая собачка 323 одновременно установлены снаружи от второй собачки 323, и третья собачка 324 установлена между кольцевым колесом 242 и корпусом 310 ступицы.

Другие элементы аналогичны элементам третьего варианта осуществления изобретения.

Таким образом, в режиме малой скорости вращательное усилие от ведомого колеса 100 цепной передачи передается корпусу 310 ступицы посредством вхождения в зацепление второй собачки 323 и кольцевого колеса 242 через третью собачку 324.

В режиме средней скорости и в режиме высокой скорости вращательное усилие от ведомого колеса 100 цепной передачи передается корпусу 310 ступицы посредством вхождения в зацепление сателлитов 220 через кольцевое колесо 242 и третью собачку 324.

Даже в режиме средней скорости и в режиме высокой скорости вторая собачка 323 также входит в контакт с кольцевым колесом 242, но фактического зацепления не происходит, поскольку скорость вращения сателлитов 220 выше скорости ведомого колеса 100 цепной передачи.

Как описано выше, устройство для переключения передач велосипедов, соответствующее настоящему изобретению, в качестве трансмиссии для велосипедов и каких-либо средств с использованием колеса цепной передачи и цепи, изменяет скорость велосипедов с использованием внутренних зубчатых колес, расположенных внутри ступицы заднего колеса, и управления внутренними зубчатыми колесами посредством регуляторов, установленных на валу ступицы так, что велосипед имеет хороший внешний вид, манипуляции при переключении передач удобны, результат манипулирования получают немедленно, шумы при переключении передач велосипедов возникают небольшие, и количество ступеней передач может быть легко увеличено.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Устройство для переключения передач велосипедов, содержащее ведомое колесо цепной передачи, принимающее приводное усилие от ведущего колеса цепной передачи; часть для регулирования скорости, содержащую водило, прикрепленное к одной стороне ведомого колеса цепной передачи, и множество установленных на нем сателлитов; по меньшей мере два солнечных колеса, входящих в зацепление со ступенями сателлитов, причем вдоль внутренней окружности солнечных колес выполнены храповые зубья; кольцевое колесо, входящее в зацепление с другой стороной сателлитов; выходную часть, содержащую: корпус ступицы, передающий приводное усилие заднему колесу посредством водила и кольцевого колеса; средство сцепления, служащее промежуточным звеном для избирательной передачи приводного усилия от водила к корпусу ступицы, и часть для управления переключением передач, содержащую вал ступицы, имеющий часть для позиционирования собачек; по меньшей мере два комплекта собачек, входящих в зацепление или выходящий из зацепления с храповыми зубьями по меньшей мере двух солнечных зубчатых колес; кольцо для управления собачками, управляющее положением по меньшей мере двух комплектов собачек, на внутренней поверхности кольца образованы канавки для управления собачками, причем канавки выполнены с неодинаковым угловым интервалом относительно центральной точки кольца; трансформирующий диск для изменения положения кольца для управления собачками.

2. Устройство по п.1, в котором канавки на внутренней поверхности кольца для управления собачками расположены симметрично относительно центральной части кольца.

3. Устройство по п.1, в котором трансформирующий диск имеет канавку вдоль наружной окружности, в котором на наружной окружности выполнена зацепляющая часть для изменения положения кольца для управления собачкой посредством промежуточной части; имеется пружина, предназначенная для возвращения трансформирующего диска в первоначальное положение; имеется распорная часть, обеспечивающая свободное вращение трансформирующего диска.

4. Устройство по п.2, в котором канавки состоят из пары канавок с наклонным дном и пары канавок с угловым дном, расположенных с чередованием.

5. Устройство по п.1, в котором собачки установлены в части для позиционирования собачек вала ступицы с одинаковым угловым интервалом.

6. Устройство по п.1, в котором собачки содержат вогнутую часть, расположенную внутри кольца для управления собачками, и стопорную часть, входящую в зацепление или выходящую из зацепления с храповыми зубьями, которые выполнены на внутренней окружности солнечного зубчатого колеса.

7. Устройство по п.6, в котором собачки, которые расположены относительно далеко от кольца для управления собачками, дополнительно содержат удлиненную часть, которая тоньше основного корпуса собачки, для предотвращения зацепления собачки с другими элементами.

8. Устройство по п.3, в котором промежуточная часть содержит шлицевую выточку, выполненную на одной стороне кольца для управления собачками; соединительную часть, входящую в зацепление со шлицевой выточкой, и выполненную в ней соединительную канавку, и кольцо с выступами, установленное в соединительную канавку, передающее вращательное усилие будучи в зацеплении с частью с пазами, выполненной в трансформирующем диске.

9. Устройство по п.3, в котором распорная часть содержит опорную часть, удерживающую опорное кольцо, которое установлено между водилом и опорной частью; зафиксированный диск, прикрепленный к валу ступицы, и множество распорных штифтов, прикрепленных к зафиксированному диску и входящих в контакт с опорной частью сквозь дугообразную прорезь, выполненную в трансформирующем диске.

10. Устройство по п.3, в котором опорная часть выполнена с возможностью вращения, при этом в ней образовано сквозное отверстие.

11. Устройство по п.1, в котором в случае применения более двух комплектов собачек между комплектами собачек установлено множество колец для управления собачками.

12. Устройство по п.1, в котором средство сцепления содержит кольцо сцепления, в котором выполнена группа штифтов, и наклонную часть, выполненную на наружной окружности водила и на кольцевом колесе.

13. Устройство по п.1, в котором средство сцепления содержит первую собачку, установленную в пространстве между сателлитами, и часть кольцевого колеса, формирующего внутреннюю окружность корпуса ступицы.

14. Устройство по п.1, в котором средство сцепления содержит вторую собачку, установленную в пространстве между сателлитами, кольцевое колесо, входящее в зацепление с сателлитами, причем кольцевое колесо установлено снаружи от второй собачки, и третью собачку, установленную между кольцевым колесом и корпусом ступицы.

15. Устройство по п.3, в котором промежуточная часть содержит штифт, прикрепленный к одной стороне кольца для управления собачками, причем штифт соединен с трансформирующим диском сквозь диск, установленный между кольцом для управления собачками и трансформирующим диском.




Наверх