一种内变速花鼓

技术领域

本发明属于车辆领域，特别涉及对具有内变速功能车辆花鼓的改进。

背景技术

现有自动内变速的轴向尺寸较大，不能于将其直接应用于单臂车和中置电机中。并且由于轴向尺寸较大自动内变速采用的珠档结构，安培和维护均不便。

参照图1所示内变速花鼓在一级驱动时速度最低，驱动体102的动力通过轴向的传动组件106传动至轴向另一端的，并通过轴向另一端的爪座体104和爪座体104上的爪棘108驱动花鼓壳体。

由于其轴向转动结构大所述花鼓轴受到的剪切力较大，为了避免剪切力对花鼓轴的影响，所述驱动体102和爪座体106与花鼓轴之间必须使用滚珠挡结构，此结构不易于防水。并且过长的轴向结构不能与中置电机结构结合。

发明内容

本发明的目的：减少轴向尺寸，并将接触珠档转为轴承的方案，从而实现将自动内二速装入单臂或中置电机，同时提高密封性也避免了雨水、灰尘、油垢等的进入侵。

为解决上述问题本发明提供的内变速花鼓包括：

轴；

花鼓壳体，可旋转地安装在所述轴上，用于驱动车轮转动；

一级驱动体，可旋转地安装在所述轴上并部分收容在所述花鼓壳体内，用于驱动所述花鼓壳体；

设置在所述一级驱动体上的一级爪棘，所述一级爪棘与花鼓壳体内壁上的一级齿环啮合以驱动所述花鼓壳体。

作为本申请一实施方式的进一步改进，所述一级爪棘可弹性复位地固定在所述一级驱动体上。

作为本申请一实施方式的进一步改进，所述一级爪棘通过弹性卡环固定在所述一级驱动体上；所述一级驱动体表面设置收容所述一级爪棘的凹部，所述一级爪棘表面设置可供所述弹性卡环固定的凹槽；所述一级驱动表面设置可通所述弹性卡环固定的凹槽。

作为本申请一实施方式的进一步改进，所述一级爪棘包括与所述一级齿环啮合的啮合部，以及用于提供一级爪棘转动支点的旋转部，所述旋转部具有弧形表面；所述驱动体表面的凹部内设置收容并允许所述旋转部在其内转动的腔体。

作为本申请一实施方式的进一步改进，还包括二级驱动体，所述一级驱动体和二级驱动体通过行星齿轮组连接；所述一级驱动体通过行星齿轮组驱动所述二级驱动提速转动。

作为本申请一实施方式的进一步改进，所述轴上设置行星齿轮组中的太阳轮；所述一级驱动体设置与所述太阳轮啮合的星轮；所述二级驱动体设置与所述星轮啮合的齿圈；转动时所述一级驱动体驱动星轮转动，所述星轮驱动齿圈提速转动；所述齿圈驱动二级驱动体整体转动。

作为本申请一实施方式的进一步改进，所述二级驱动体包括随所述齿圈转动的离心块、被所述离心块驱动的离合片以及二级爪棘；转速提高时所述离心块沿其固定轴转动并驱动所述离合片；所述离合片随所述离心块转动并驱动所述二级爪棘与壳体内壁上的二级齿环啮合；转速降低所述离心块驱动、离合片和二级爪棘各自复位。

作为本申请一实施方式的进一步改进，所述离合片上包括收容所述二级爪棘的爪棘槽，所述爪棘槽包括联通的第一收容部和第二收容部，所述第二收容部在第一收容部的径向外侧；所述离合片被所述离心块转动并驱动转动时，所述二级爪棘从第一收容部进入第二收容部；所述离合片复位时所述爪棘从第二收容部进入第一收容部。

作为本申请一实施方式的进一步改进，所述离心块通过固定轴固定在二级驱动体上；所述固定轴上设置扭簧提供所述离心块复位的复位力；所述离心块上设置与所述离合片连接的驱动轴，所述离心块绕固定轴转动时所述驱动轴驱动所述离合片转动。

作为本申请一实施方式的进一步改进，所述花鼓壳体内设置与所述二级爪棘啮合的传动齿环，所述传动齿环与所述二级齿环啮合。

本技术方案整一级驱动体与爪棘整合，省掉了原轴向另一端的爪座体，以及配合的防转垫片、波簧、卡簧等结构。极大节省了轴向空间。

现有方案驱动体需要通过花键先与爪座体啮合再由爪座体带动爪棘，爪棘带动花鼓壳上的齿环从而带动花鼓旋转，动力多级传递损失较高。而本发明是一级传动直接通过驱动体传导至一级爪棘，爪棘带动花鼓壳上的一级齿环从而带动花鼓旋转，动力直接传递效率高。

还避免了驱动体与爪座体连接花键可能的连接问题导致的转动风险。并且爪座体去除后其导致的花鼓轴受到的剪切力也直接消失，对轴承的磨损更小，并且可使用滚珠轴承从而提供更好的密封性能。

在应用方面：此结构取消了原有内二速单独爪座体结构，通过独特的爪棘结构与驱动体整合方式，解决了自动变速轴向长度较大的问题。此结构也满足了中置电机对轴向空间的要求，从而给中置电机物理变速提供了全新的解决方案。用于单臂自行车具有美观简便，易维护，骑行舒适，具有良好的防水特点。

附图说明

图1所示为现有技术内变速花鼓结构示意图。

图2所示为一种内变速花鼓立体结构示意图。

图3所示为内变速花鼓沿着图2中所示A-A方向剖面示意图。

图4所示为内变速花鼓轴向分解结构示意图，以及局部放大结构示意图。

图5所示为一级驱动体立体结构示意图。

图6所示为二级驱动体侧视结构示意图。

图7所示为二级驱动体侧视结构示意图，其中省略了图6中所示的一个离心块。

图8所示为二级驱动体侧视结构示意图，其中省略了图6中所示的两个离心块以及离合片。

具体实施方式

以下结合附图对本发明技术方案作进一步详尽的表述。

请参照图2所示的花鼓200立体图,其中省略了与一级驱动体202连接的电机或自行车飞轮结构。

花鼓200用于驱动自行车、电动车等车辆的车轮转动。所示内变速花鼓200起到支撑作用的轴204。所述轴204的端部设置固定在自行车、电动车等车辆的叉上。所述轴204内设置用于固定的内螺纹结构206，所述车辆的叉臂上可设置与所述内螺纹结构206啮合的固定螺杆。花鼓200上的一级驱动体202受到车辆的飞轮或电机等动力源驱动一级驱动体202驱动所述花鼓壳体208，花鼓壳体208进一步驱动车轮从而使得车辆行走。

图3中行星传动结构和离心块结构在剖面图中并不轴向对称。

花鼓壳体208和一级驱动体202可旋转地按照在所述轴204上。如图3所示花鼓壳体208远离所述一级驱动体202的一端通过轴承302安装在所述轴204上；所述轴204上设置防止轴承移动的轴向台阶304，所述轴承302在外部螺母306和轴向台阶的作用下轴向固定。花鼓壳体208的另一端通过轴承308与所述一级驱动体202连接，所述一级驱动体202内部通过轴承310与所述轴204连接。从图中可以看出上述的花鼓壳体208以及一级驱动体202与轴承308连接的部分都设置有收纳轴承的台阶或凹槽，这些台阶或凹槽共同配合防止所述轴承（标号302、308、310）、花鼓壳体208和所述一级驱动体202轴向移动。一级驱动体202的一部分收容在所述花鼓壳体208内，一级驱动体20远离所述花鼓壳体20的一端上设置固定螺纹312，该固定螺纹312可用于固定驱动所述一级驱动体202旋转的飞轮。

图4是变速花鼓200分解结构示意图，其中对花鼓外壳208与一级驱动体202进行了分解，对于一级驱动体202和二级驱动体320之间的连接关系并未作分解。

参照图3和图4，所述一级驱动体202上设置用于驱动花鼓壳体208转动的一级爪棘402。所述一级驱动体202表面设置爪棘座410，所述爪棘座410为一级驱动体202表面直径略小的台阶结构，所述爪棘座410上凹部404，该凹部404用于收容所述一级爪棘402。一级爪棘402包括旋转部408和啮合部406，凹部404内设置收容并允许所述旋转部408在其内转动的腔体。所述爪棘通过一弹性卡502（参照图5）环固定在所述爪棘座410上，自然状态下所述一级爪棘402受到弹性卡环502的压力其前端啮合部406向上翘起，其翘起的前端与花鼓壳体208内壁上的一级齿环412啮合，所述一级驱动体202转动时通过所述一级爪棘402驱动所述花鼓壳体208。当所述花鼓壳体208转速较快时，一级齿环412内的齿可下压所述一级爪棘402，在下压力消失后，由于弹性卡环502的作用所述一级爪棘402可自动复位重新与所述可弹性复位地固定在所述一级驱动体202上一级齿环412啮合。

继续按照图4，所述一级爪棘402表面设置可供所述弹性卡环502固定的凹槽414。所述一级爪棘402包括与所述一级齿环412啮合的啮合部406，以及用于提供一级爪棘402转动支点的旋转部408，所述旋转部408具有弧形表面；所述一级爪棘402整体结构大致呈哨子状结构，两个相同的哨子状结构中间设置有可供所述弹性卡环固定的凹槽414。卡环502卡入所述一级爪棘402中的凹槽410内时下压一级爪棘402的尾部，由于下压力的作用所述一级爪棘402以旋转部408为中心转动，使得所述爪棘的啮合部406翘起与所述花鼓壳体208内壁的一级齿环412啮合。

为了固定所述爪棘座410上设置卡环槽436，弹性卡环卡住所述爪棘的同时卡入所述卡环槽436从而将两者固定。

在图4中所述花鼓壳体208与内壁上的一级齿环412为分体结构。所述一级齿环412的外表面设置密集的安装齿432，花鼓壳体208内壁上设置与所述安装齿432啮合的齿结构。所述一级齿环412的内表面设置用于与所述爪棘啮合的驱动齿434。爪棘转动时通过所述驱动齿434带动齿环412进一步带动花鼓转动。

动力直接从一级驱动体202经过一级爪棘402传递至花鼓壳体208，动力直接传递效率高。并且一级速度下使用单驱动体避免了驱动体与爪座体连接花键可能的连接问题导致的转动风险，同时单驱动体使得花鼓壳体208与轴、花鼓壳体208与一级驱动体202、以及一级驱动体202与轴之间可使用轴承连接具有更好的密封性。并且爪座体消失后其导致的花鼓轴受到的剪切力也直接消失，对轴的磨损更小。同时解决了自动变速轴向长度较大的问题。满足了中置电机对轴向空间的要求，从而给中置电机物理变速提供了全新的解决方案。用于单臂自行车具有美观简便，易维护，骑行舒适，具有良好的防水特点。

图5为一级驱动体202整体结构示意图，其中包含了一级驱动体202与二级驱动体320传动的行星齿轮组的星轮部分。

参照图3至图5，所述一级驱动体202和二级驱动体320通过行星齿轮组连接。在所述一级驱动体202的端部设置有行星架504，所述行星架504上设置三个行星轮506，所述行星轮506与设置在花鼓轴204上的太阳轮啮合322。所述二级驱动体320设置与所述星轮506啮合的齿圈324，转动时所述一级驱动体202驱动星轮转动，所述星轮506驱动齿圈324提速转动；所述齿圈324驱动二级驱动体320整体转动。

图6至图8为二级驱动体320侧视图，图6保留了二级驱动体320的完整结构。图7隐去了二级驱动体320上的其中一个离心块428以便于看清离合片424和扭簧702结构。图8隐藏了离合片424和离心块428以及固定轴426，以便于看清二级爪棘802啮合和二级传动齿环416。

参照图6，二级驱动体320在转速达到换挡值时驱动所述花鼓壳体208转动。所述二级驱动体320包括随所述齿圈324转动的离心块428。所述离心块428通过固定轴436固定在所述二级驱动体320上。固定轴436穿过离合片424上提供的孔704固定在所述二级驱动体320上，所述离合片424上的孔的边缘与固定轴436之间具有较大的行程空间，以供所述离合片424驱动二级爪棘600与传动齿420环啮合动作。所述固定轴436上设置扭簧702提供所述离心块428复位的复位力；所述离心块428上设置与所述离合片424连接的驱动轴430，所述离心块428绕固定轴436转动时所述驱动轴驱动所述离合片424转动。

当转速逐渐提高至换挡值时离心块428沿其固定轴436转动并驱动所述离合片424，顺时针转动，所述离合片424在所述离心块428驱动作用下顺时针转动并驱动所述二级爪棘600与传动齿环420啮合。传动齿环420通过外部的传动齿422与设置在所述花鼓壳体208内部的二级齿环416啮合，进而驱动所述花鼓壳体208转动。值得注意的是所述传动齿环420不是必须的，本领域技术人员可通过合理设置花鼓壳体208的内径使得花鼓内壁的二级齿环416能够直接与二级爪棘600啮合，从而省略所述传动齿环420。本领域技术人员还可以合理设置所述二级驱动体320的外径使得所述二级爪棘600能够直接与花鼓内壁啮合。

所述二级爪棘600与一级爪棘402的固定方式相同，其也是通过弹性卡环固定在所述二级驱动体320上。二级驱动体320转速下降低于换挡值时，所述离心块428固定轴436上的扭簧驱动离心块428复位，所述离心块428驱动离合片424复位，所述离合片424进一步驱动所述二级爪棘复位600。所述二级爪棘600复位后二级驱动体430与花鼓壳体208之间驱动力传递断开，花鼓壳体208直接由一级驱动体202驱动。

参照图7和图8，所述离合片上包括收容所述二级爪棘600的爪棘槽，所述爪棘槽706包括联通第一收容部708和第二收容部710，所述第二收容部710在第一收容部708的径向外侧；在低转速时离合片424被未转动，二级爪棘600的啮合部602被收容在所述第一收容部708内部。所述离合片424被所述离心块428转动并驱动转动时，第一收容部708相对所述二级爪棘600的啮合部向前转动，所述第一收容部708不在对所述二级爪棘600有限位作用，由于弹性卡环502的作用，所述二级爪棘600从第一收容部708进入第二收容部710，进入第二收容部710后所述啮合部602与传动齿环420的传动齿422啮合。传动齿环420上设置用于与所述爪棘啮合的爪棘槽802，驱动力通过爪棘槽802传递至所述传动齿环420再传递给花鼓壳体208。

所述爪棘槽802内为平滑弧面，并且所述二级爪棘602上的啮合部前端边缘光滑，这样在所述离合片424复位时其能顺畅地将所述二级爪棘602从第二收容部710压缩回所述第一收容部708从而与传动齿环分离。