自行车、电动自行车、电动车自动变速结构 【技术领域】
本发明涉及一种自行车、电动自行车、电动车自动变速结构，特别涉及一种可作为花毂式或齿轮箱式，随飞轮或驱动齿轮带动飞轮座单向离合器，并串接各档变速单向离合器，配合其内侧具齿轮组及离合器配重的各档离合器及加速齿轮座组与各档离合器单向外套，分别作加速卡止及减速脱离，以提供自动变速将动力传输至主体的花毂或从动齿轮，或者以移位凸轮轴与具活动掣子板的可进退档离合器单向外套作用，而作限位定速。
背景技术
自行车、电动自行车及电动车由于环保意识抬头及能源的枯竭而被广泛利用，然而一般的自行车皆是由骑乘者随着自己脚踏速度的快慢，或上坡及下坡时的费力程度，随时随地用手不停的变换前把手的拨杆，以位移链条与前或后齿轮组作变速，使用上相当费时费力且不方便，另外，电动自行车或电动车虽有变速，却需要利用极高转速及极强力弹簧来控制强力靠合的磨擦板，并配合复杂齿轮箱或以高速旋转来扩开具弹簧皮带轮盘，或以结构复杂且需高速及电能的电控马达来作变档及退档，由于常用品需要以传动方式或需要作高速旋转或需要以高速旋转及极强大力量弹簧或需要另外以辅助电力来达成变档或退档的目的，常用品既费时又费力，更不适用于环保的低速运转的自行车或电动自行车或电动车。
【发明内容】
为克服上述缺陷，本发明的主要目的在于提供一种自行车、电动自行车、电动车自动变速结构。
为达到上述目的，本发明的自行车、电动自行车、电动车自动变速结构，依速度快慢自动变速或限速，包括：一飞轮座单向离合器，由主动座及从动座组成，于主动座上设有嵌凹，并在其内设有提供二者作单向卡止的滚子，滚子一侧顶止设有穿套于主动座内具滚子弹簧的滚子弹簧盖，从动座内侧则设有齿轮；至少二各档变速单向离合器，于前方外侧设有从动齿轮并向后延伸内侧设有驱动齿轮，从动齿轮内侧设有嵌凹，并在其内设有滚子，滚子一侧推顶穿套设于从动齿轮内具滚子弹簧的滚子弹簧盖，交迭于飞轮座单向离合器的从动座外侧及其驱动齿轮外侧与下一各档的从动齿轮内侧作单向卡止及松脱；各档离合器及加速齿轮座组，于其内侧中央透孔周围及外侧分别设有离合器配重组同步制止器及可拽开卡止的离合器配重，其外侧则设有与飞轮座单向离合器其从动座内侧齿轮及各档变速单向离合器串接的加速齿轮组，而中央透孔内另设有离合器单向外套固定套管；各档离合器单向外套，固设于各档离合器及加速齿轮座组其离合器配重一侧，其内侧周围设有供其嵌合固定的嵌槽，并在中央设有固定的嵌孔；一轴，设于各档离合器单向外套及离合器单向外套固定套管中央；一主体，由串接设于最后一各档变速单向离合器外侧提供动输出；飞轮座单向离合器速度加快，依序自动使每组空转的各档离合器及加速齿轮座组的离合器配重拽开，卡止于各档离合器单向外套，由外侧齿轮组与各档变速单向离合器的驱动齿轮串接加速于下一档的各档变速单向离合器及同时将原该组以滚子卡止的从动齿轮松脱提供主体自动变速。
上述结构，当飞轮带动飞轮座单向离合器由慢变快时，其会依序将主体内原本空转的各档离合器及加速齿轮座组固定，同时改由其外围齿轮组带动加速并作脱开，使转动动力传到主体作自动快慢变换，而其上另可以所设移位凸轮轴控制的可进退档离合器单向外套，作各档的限定。
【附图说明】
图1为本发明的组剖面图。
图2为本发明飞轮座单向离合器的剖面图。
图3为本发明各档变速单向离合器的剖面图。
图4为本发明各档离合器及加速齿轮组的剖面图。
图5为本发明各档离合器单向外套的剖面图。
图6为本发明离合器单向外套固定套管的剖面图。
图7为本发明的另一实施例剖面图。
图8为本发明可进退档离合器单向外套的剖面图。
图9为本发明移位凸轮的剖面图。
图10为本发明可为定速实施例的组合剖面图。
图11为本发明可为定速的另一实施例的组合剖面图。
【具体实施方式】
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
如图1、图2、图3、图4、图5、图6所示，为本发明的组合剖面图、飞轮座单向离合器剖面图、各档变速单向离合器剖面图、各档离合器及加速齿轮组的剖面图、各档离合器单向外套的剖面图、离合器单向外套固定套管的剖面图，其包括一主体9、一飞轮座单向离合器1、至少二各档变速单向离合器2、各档离合器及加速齿轮座组3、各档离合器单向外套37、一轴4或可进退档离合器单向外套7与移位凸轮轴8；其中，主体9设于最外侧，本发明的实施例可为花毂或其它可输出动力的组件，本发明于其中央设有一轴4，为了提供原始的动力，于其前方设有由主动座11及从动座12以滚子22串接的飞轮座单向离合器1，是外侧可通过飞轮或后述图7的驱动齿轮6作为原始动力；请配合图2所示，飞轮座单向离合器1，其由外侧主动座11及内侧从动座12组成，主动座11内设有呈梯形的嵌凹25，嵌凹25内设有滚子22，滚子22一侧设有穿套于主动座11内且推顶于滚子22具滚子弹簧23的ㄈ形滚子弹簧盖24，利用主动座11及从动座12只能单向卡止作同步旋转或朝反向则产生松脱。又从动座12为了配合与其串接外侧至少二各档变速单向离合器2与内侧的各档离合器及加速齿轮座组3，其端内设有齿轮121，而外侧则以滚子22与各档变速单向离合器2串接，即各档变速单向离合器2结构类似于飞轮座单向离合器1，于外侧设有从动齿轮21，于其内侧套设有内具齿轮的驱动齿轮26，在从动齿轮21内设有内置滚子22地梯形嵌凹25，滚子22一侧设有滚子弹簧盖24，其并穿套于从动齿轮21内的供推顶滚子22，并在滚子弹簧盖24内设有滚子弹簧23，通过飞轮座单向离合器1其从动座12端与第一档的各档变速单向离合器2作单向卡止，各档变速单向离合器2呈交迭，即前一各档变速单向离合器2的驱动齿轮26向后延伸，其内侧齿轮并与各档离合器及加速齿轮座组3的齿轮组30串接，位于前方的从动齿轮21则以滚子22与前一档的驱动齿轮26作单向卡止。
串接于各档变速单向离合器2其驱动齿轮26的各档离合器及加速齿轮座组3，请配合如图4、图5、图6，其中央透孔周围设有离合器配重组同步制止器36，透孔设有具可作卡止扇形状轴4及提供其旋转的离合器单向外套固定套管38，离合器配重组同步制止器36外围设有具复位弹簧353且可作拽开的弧形离合器配重35及弹簧353随档数不同，而可作重量及强度不同的变化，档数愈高需要离心力愈大才会作用，因此离合器配重35愈重且其弹簧353愈紧(强)，而低档弹簧353较弱，离合器较松，不需要太大的离心力即可轻容易被拽开，离合器配重35被拽开时由一侧轴354作为中心而偏转，为了提供该离合器配重35拽开偏位限定，于是中央设有长椭圆孔352，其内则设有固定于各档离合器及加速齿轮座组3底的配重开度固定档点351，再者，各档离合器及加速齿轮座组3的外围另设有加速齿轮组30，本实施例设有大小相串的四齿轮31、32、33、34，即位于前方大齿轮31与飞轮座单向离合器1或各档变速单向离合器2的齿轮121或驱动齿轮26串接，并经由串接的小齿轮32、33作变速及转向，再传至与齿轮33同轴的大齿轮34，大齿轮34再与后一各档变速单向离合器2的驱动齿轮26串接，如此，依序往下各档动作。
另外，为了提供空转的各档离合器及加速齿轮座组3的卡止，配合其离合器配重35处(即位于旁侧)设有各档离合器单向外套37，其于中央设有供轴4嵌合穿套的嵌孔372，其内围内侧设有扇叶形且可作单向卡止的嵌槽371，嵌槽371提供拽开的离合器配重35端部卡止，为了提供经自动变速的输出动力传输，于最后一档的各档变速单向离合器2外侧设有具嵌齿91的主体9，本实施例为花毂但本发明并不受此限制而可为其它，另外，飞轮座单向离合器1其主动座11及与盖座42间可设有油封40，而主动座11与轴4及主动座11与盖座42间或及主体9与轴4间设有轴承41以提供其旋转滑顺。
本发明其可于飞轮座单向离合器1的主动座11前端设有原始动力传输组件，如单向的飞轮或其它组件，动力由主动座11经过设于梯形嵌凹25的滚子22作单向带动从动座12，由于从动座12其内端设有齿轮121，同时与第一档的各档离合器及加速齿轮座组3外围的齿轮组30的齿轮31嵌合，使得各档离合器及加速齿轮座组3产生空转，其外侧所设的各档变速单向离合器2的从动齿轮21，则以其梯形嵌凹25内的滚子22将其作单向串接，而其向后一档处延伸的驱动齿轮26则串接由齿轮组30经大小齿轮31、32、33加速转向串接同轴的大齿轮34及与后一档的各档离合器及加速齿轮座组3的齿轮组30的齿轮31，依序同样该第一档驱动齿轮26外侧再以梯形嵌凹25内的滚子22，将其与后一档的各档变速单向离合器2其从动齿轮21作单向串接，而其向后一档处延伸的驱动齿轮26，再与后一档其齿轮组30的齿轮34串接及第三档的各档离合器及加速齿轮座组3的齿轮组30的齿轮31串接，依次类推直到最后各档变速单向离合器2，最后再与具嵌齿91的主体9，如花毂将动力输出。
本发明在低速时，由于其交迭各档变速单向离合器2设于嵌凹25的滚子22皆未脱离，所以飞轮座单向离合器1，将动力由其主动座11转至从动座12，再经其传至第一档各档变速单向离合器2，再经其向后延伸的驱动齿轮26，再传至第二档各档变速单向离合器2，直至最后各档变速单向离合器2(即没有延伸向后且上方设有嵌合部或嵌齿的驱动齿轮26)，此时于其外侧设有具嵌齿91的主体9(即花毂)动力即被输出。
当飞轮座单向离合器1的速度加快时，由于其从动座12端的齿轮121会因串接的第一档各档离合器及加速齿轮座3的齿轮组30而加速，一经加速造成原本空转的各档离合器及加速齿轮座组3的离合器配重35被拽开，而与固定于轴4的各档离合器单向外套37的嵌槽371嵌止而停止，使得其齿轮组30转动而传输至与第一档各档变速单向离合器2的驱动齿轮26，因为如此，造成其与从动座12外侧以滚子22单向卡止的第一各档变速单向离合器2的从动齿轮21速度，比从动座12端的齿轮121快，两者间的滚子22不再卡止而脱离，第一档各档变速单向离合器2向后延伸的驱动齿轮26，因齿轮组30其齿轮34而使驱动齿轮26加速，同时带动与其串接的第二档(后一档)的各档变速单向离合器2交迭位于外侧上方的从动齿轮21，当速度达到第二档速度时，其原本空转的第二档各档离合器及加速齿轮座3其离合器配重35拽开而卡止于第二组的各档离合器单向外套37的嵌槽371，而由其外围的齿轮组30转动及将交迭的第一各档变速单向离合器2脱离，如此依序使速度愈来愈快，当速度变慢时，离合器配重35被其轴354上的弹簧353恢复力量收回，而脱离各档离合器单向外套37的嵌槽371，如此又使各档离合器及加速齿轮座组3空转，此时交迭的各档变速单向离合器2又以滚子22而卡止，如此作自动变速，本发明其各档离合器及加速齿轮座组3不须按照各档顺序按装，因其动作按速度而作变化启动，所以相当方便。
如图7所示，为本发明的另一实施例剖面图，如齿轮箱的结构，其与图1结构大致相同，不同处是将本体9改良为具外内齿51、52的从动轮齿5，而飞轮座单向离合器1则将原始传输动力的飞轮改为驱动齿轮6，进而将动力由最后一档的各档变速单向离合器2从动齿轮5输出。
如图8、图9、图10，为本发明可进退档离合器单向外套的剖面图、移位凸轮轴的剖面图、本发明可为定速的实施例的组合剖面图，本发明为了提供限定速度可将前述各档离合器单向外套37改为可进退档离合器单向外套7，该结构主要是将其原本的嵌槽371设计为可活动，其于中央设有供轴4嵌止的嵌孔77，嵌孔77内设有复数(随档数)长短顶槽81的移位凸轮轴8，移位凸轮轴8为了提供其操控转动及定位，于端头盘体设有移位凸轮制止器82，使其上环设凹槽与具弹簧及滚珠卡止作用，可进退档离合器单向外套7向中央嵌孔381处凸设有嵌止于移位凸轮轴8其顶槽81的移位顶杆70，移位顶杆70尾端设有移位扇形齿轮71，其偏转而与两侧具同步做动齿轮齿区781作用的同步做动齿轮72产生同步偏转，并带动其外侧同步做动齿轮齿区781与活动掣子板扇形齿轮75齿轮嵌合活动掣子板76向外或向内，即活动掣子板76在未动作时凸出于嵌槽760外，该活动掣子板76(如图8)离开嵌槽760而凸出，形成如前述图5的各档离合器单向外套37提供离合器配重35的嵌槽371，同时掣子器73受到弹簧78、74的作用而嵌止于同步做动齿轮72内侧的嵌槽角及将同步做动齿轮72拉回保持定位，当移位凸轮轴8转动时就会带动移位顶杆偏转，且移位扇形齿轮71转动带动内侧同步做动齿轮齿区781的同步做动齿轮72偏转，其外端同步做动齿轮齿区781并带动活动掣子板76的活动掣子板扇形齿轮75转作而向外，活动掣子板76偏转进入可进退档离合器单向外套7外围的嵌槽760内，其原本可以供离合器配重35拽开嵌合的活动掣子板76则无法作用，造成该档的各档离合器及加速齿轮座组3虽到达该转速，因离合器配重35无法嵌合定位只能空转，而无法使各档变速单向离合器2加速，此时弹簧74及掣子器73的弹簧78分别作复位准备的拉伸及压缩，而掣子器73会脱离同步做动齿轮72内侧的嵌槽角；当本发明限速不动作时，只须将移位凸轮轴8转回恢复前述状态，此时，受到弹簧74的作用而使偏位的活动掣子板76拉回，及弹簧78的作用将掣子器73定位于同步做动齿轮72内侧嵌槽角。
本发明自动变速未动作时，移位凸轮轴8因没有转动，该档位的顶槽81未将移位顶杆70拨动，活动掣子板76端部凸出于可进退档离合器单向外套7的最外环内侧嵌槽760，当离合器配重35端到达一定各档转速拽开时，其可顶止于各活动掣子板76的突出侧而卡止而做变速；当本发明欲作各档限速时，只须将移位凸轮轴8转动，并利用具弹簧及滚珠的移位凸轮制止器82定位，此时移位顶杆70带动移位扇形齿轮71，再带动同步做动齿轮72其内外同步做动齿轮齿区781，再带动具活动掣子板扇形齿轮75的活动掣子板76，使其偏转而进入最外围内侧的嵌槽760内，而离合器配重35拽开时没有受到活动掣子板76端部卡止，所以不会使该档的各档离合器及加速齿轮座组3卡住停止而作加速，因此只能空转而保持定速，也就是位于前方的飞轮座单向离合器1速度或驱动齿轮6，其转动速度到达该档速度时，因离合器配重35被拽开，但无法与可进退档离合器单向外套7的活动掣子板76端部卡止，所以速度无法再以各档离合器及加速齿轮座组3的齿轮组30加速，因此速度即被限制在所设定的档数而呈限速，并将动力由最后一各档变速单向离合器2而串接具嵌齿91的花毂的主体9输出。
如图11，为本发明可为定速的另一实施例的组合剖面图，其不同于图10部份，将主体9的花毂改变成齿轮箱式，即前方飞轮改为驱动齿轮6，而后方花毂主体9改为具外内齿51、52从动齿轮5。
综上所述，本发明具有产业上利用性及进步性，且本发明未见于任何刊物，也具新颖性，符合专利法的规定，依法提出发明专利申请。
以上所述，仅为本发明其中较佳实施例而已，不能以此限定本发明的保护范围；凡依本发明权利要求范围所作的变化与修饰，皆应属本发明专利涵盖的范围内。