CN105775027B - 自行车液压变速器装置 - Google Patents

Abstract

自行车液压变速器装置，涉及自行车或摩托车变速装置，包括设置于外壳主体上的一端的叶片马达单元，及在外壳主体的另一端的变量叶片泵单元。所述的叶片马达单元含有叶片马达的定子，在其定子圆环内设有偏心的转子，在转子径向均匀设有通槽，在通槽内设有可径向滑动及与转子轴向长度相当的叶片，实现从进油口进入的压力油驱动相对定子的偏心的转子旋转实现动力输出。所述的变量叶片泵单元含有可定向滑动的变量叶片泵的定子。该装置传递扭矩大、可静止调节变速，且调速迅速，对自行车的批量配套生产及对现有自行车改装，提供方便的变速器，针对自行车市场会带来更大的应用范围。

Description

自行车液压变速器装置

技术领域

本发明涉及自行车或摩托车变速装置，特别是涉及一种自行车液压变速器装置。

背景技术

自行车变速系统的作用就是通过改变链条和不同的前、后大小的齿轮盘的配合来改变车速快慢。前齿盘的大小和后齿盘的大小决定了自行车旋动脚蹬时的力度。前齿盘越大，后齿盘越小时，脚蹬时越感到费力。前齿盘越小，后齿盘越大时，脚蹬时越感到轻松。根据不同车手的能力，即可通过调整前、后齿盘的大小调整自行车的车速，或是应对不同的路段、路况。缺点是静止时无法变速，行进时调节变速麻烦，且易发生掉链等故障。

现有的自行车无级变速器主要有芬兰的 NuVinci无级变速行星传动装置，该装置由两个旋转的圆盘和位于它们之间的一组滚珠来进行变速。工作时，输入盘从踏板获得动力，输出盘则驱动后轮推动自行车前进。调整滚珠旋转轴的角度，就能改变滚珠与输入盘的接触位置。

当遇到上坡需要用到低挡时，可以转动拨盘让滚珠轴向输入盘倾斜，输入盘与滚珠接触的圆周直径变大，就像传统自行车变速器把链条拨到较大的后齿轮上。而这时在输出轴一端，则会沿着较小的圆周转动。缺点是生产成本过高及现有自行车改装比较繁琐，传动扭矩小在急加速或打坡度前行时易打滑。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自行车液压变速器装置，该装置传递扭矩大、可静止调节变速，且调速迅速，对自行车的批量配套生产及对现有自行车改装，提供方便的变速器，针对自行车市场会带来更大的应用范围。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明自行车液压变速装置，包括在外壳主体上的一端设有叶片马达单元，及在外壳主体的另一端设有变量叶片泵单元。所述的叶片马达单元含有叶片马达的定子，在其定子圆环内设有偏心的转子，在转子径向均匀设有通槽，在通槽内设有可径向滑动及与转子轴向长度相当的叶片，实现从进油口进入的压力油驱动相对定子的偏心的转子旋转实现动力输出。所述的变量叶片泵单元含有可定向滑动的变量叶片泵的定子，在定子的一端设有偏心量调节齿条及与之配合的设定在外壳主体上的偏心量调节齿轮，该定子圆环内安装有转子，在转子径向均匀设有通槽，在通槽内设有可径向滑动及与转子轴向长度相当的叶片，在外壳主体两侧的端盖内侧设有与叶片马达及变量叶片泵配合的进油道及出油道，其中叶片马达进油道与变量叶片泵出油道通过联通油道相连，叶片马达出油道与变量叶片泵进油道通过联通油道相连，其变量叶片泵的定子可在壳体内通过调速齿轮的转动调节定子的定向移动来改变变量叶片泵的流量，从而驱动叶片马达的旋转。其叶片马达转子设在空心轴套上，在空心轴套内设有棘轮及与旋式飞轮自行车后轮花鼓通过螺纹连接的基座，其变量叶片泵转子的轴上设有链轮并通过链条与脚蹬部的大链轮链接，由此可见，当通过踩踏脚蹬来驱动变量叶片泵转动时压力油通过联通的油道进入叶片马达，推动叶片马达旋转，随着叶片马达的旋转液压油通过联通的油道流回到变量叶片泵进行下一个工作循环，而变量叶片泵的排量与叶片马达的排量比值决定变量叶片泵与叶片马达的转速比，通过偏心量调节齿轮的转动调节定子的定向移动来改变变量叶片泵的转子与定子的偏心距来获得不同流量以设定叶片马达不同的输出转速，从而达到其变速的目的。

根据本发明所提供的自行车液压变速装置，为了适用于卡式飞轮自行车，可取消叶片马达空心轴套内的棘轮、基座而直接将轴套内孔加工成与卡式飞轮自行车后轴上用于安装飞轮组件的塔基相配合的凹凸键槽来适用于卡式自行车使用。

根据本发明所提供的自行车液压变速装置，为了调速方便，防止变量叶片泵定子受波动的径向力影响而左右移动，在变量叶片泵定子上与壳体接触面的部位设有若干个轴向凸齿，在外壳主体上与变量叶片泵定子接触面的部位设有若干个轴向凹齿，在变量叶片泵工作时定向移动的定子在压力油的作用下压紧在外壳主体的面上，因凹凸齿的横向啮合使得变量叶片泵移动定子不能左右移动而锁定在设定的位置。

根据本发明所提供的自行车液压变速装置，为了降低加工成本，同时为保持叶片两端压力的平衡以减少叶片的端面磨损，在外壳主体的左右两个端盖中可只选择一端设有配油通道及联通油道，而另一端可取消联通油道而只设置配油通道。

根据本发明所提供的自行车液压变速装置，为了保证链轮与车轮的同向旋转，叶片马达的转子相对定子的偏心方向与变量叶片泵的转子相对定向滑动的变量叶片泵的定子偏心方向相反。

根据本发明所提供的自行车液压变速装置，为了安装装配方便在轴套与叶片马达均设有凹型键槽并通过滑键装配后加楔的方式予以固定。

根据本发明所提供的自行车液压变速装置，为了防止液压油的泄漏在轴、轴套与外壳主体处设有橡胶密封圈。

根据本发明所提供的自行车液压变速装置，为了保证低转速时叶片顶部与定子工作面的密封良好，在叶片底部设有预压弹簧。

根据本发明所提供的自行车液压变速装置，为了保证叶片顶部与定子工作面的密封良好及减少磨损，在叶片底部设有平衡油压油道。

根据本发明所提供的自行车液压变速装置，为了便于与现有自行车配合应用，而将叶片马达与变量叶片泵设定在一个壳体中，但实际上可分开使用，如：将变量叶片泵直接设定在脚蹬处取代脚蹬处的链轮并通过联通油道连接或将变量叶片泵单独应用在摩托车、汽车等变速器上。本发明的优点与效果是：

本发明的一种自行车液压变速装置的优点在于结构简单，为解决现有自行车变速装置存在的不足，提供了一种可以在高低转速均可正常运转，传递功率、扭矩大，调速简单、迅速，故障率低的一种自行车液压变速装置。

附图说明

图1是示出实施例的液压变速器的整体结构示意图；

图2是本发明的示例性实施例的液压变速器的应用示意图；

图3是本发明的示例性实施例的液压变速器的主视图；

图4是沿图3的A-A线剖开的示意性的剖视图；

图5是沿图4的B-B线剖开的示意性的剖视图；

图6是沿图4的C-C线剖开的示意性的剖视图；

图7是图6的A1局部放大图；

图8是图6的A2局部放大图。

具体实施方式

以下，将参照附图描述实施例，解释本发明的总体构思。

图1示出了本发明实施例的液压变速器的工作原理。

参照图1，本发明示例性实施例的自行车液压变速器的动力输入轴11与动力输出轴套6横向布置，其中的叶片马达100的结构和变量叶片泵101的结构相似，只是定子固定与定子移动的不同，下面参照图1-8予以详细说明：

本发明为了实现上述的发明目的而提供的自行车液压变速装置，包括在外壳主体上的一端设有叶片马达单元100，及在外壳主体的另一端设有变量叶片泵单元101。所述的叶片马达单元100包括在外壳主体9上的一端设有定量叶片马达的定子1，在其定子1圆环内内设有偏心的转子2，在转子2径向均匀设有通槽7，在通槽7内设有可径向滑动及与转子2轴向长度相当的叶片3，实现从进油道25进入的压力油驱动相对定子1的偏心的转子2旋转实现动力输出。

所述的变量叶片泵单元101包括在外壳主体9的另一端设有可定向滑动的变量叶片泵的定子16，在定子16的一端设有偏心量调节齿条18及与之配合的设定在外壳主体9上的偏心量调节齿轮17，该定子16圆环内安装有转子14，在转子14径向均匀设有通槽10，在通槽10内设有可径向滑动及与转子14轴向长度相当的叶片15，在外壳主体9两侧的端盖19内侧设有与定量叶片马达进油道25及出油道22及变量叶片泵配合的进油道29及出油道26，其中叶片马达进油道25与变量叶片泵出油道26通过联通油道31相连，叶片马达出油道22与变量叶片泵进油道29通过联通油道30相连，其变量叶片泵的定子16可在外壳主体9内通过偏心量调节齿轮17的转动调节定子16的定向移动来改变变量叶片泵的流量，从而驱动叶片马达的旋转。需要说明的是在本发明中，为了便于与现有自行车配合应用，而将叶片马达与变量叶片泵设定在一个壳体中，但实际上可分开使用，如：将变量叶片泵直接设定在脚蹬处取代脚蹬处的链轮并通过联通油道连接或将变量叶片泵单独应用在摩托车、汽车等变速器上，其叶片马达转子2设在空心轴套5上，在空心轴套5内设有棘轮4及与旋式飞轮自行车后轮花鼓通过螺纹连接的基座6，其变量叶片泵转子14的轴11上设有链轮36并通过链条37与脚蹬39部的大链轮38链接，由此可见，当通过踩踏脚蹬39来驱动变量叶片泵转动时压力油通过联通的油道31进入叶片马达，推动叶片马达旋转，随着叶片马达的旋转液压油通过联通的油道30流回到变量叶片泵进行下一个工作循环，而变量叶片泵的排量与叶片马达的排量比值决定变量叶片泵与叶片马达的转速比，通过偏心量调节齿轮17的转动调节定子16的定向移动来改变变量叶片泵的转子14与定子16的偏心距来获得不同流量以设定叶片马达不同的输出转速，从而达到其变速的目的，具体来说：当变量叶片泵的转子14与定子16的偏心距变小时相当于脚蹬链轮通过链条带动大飞轮，属低速档，当变量叶片泵的转子14与定子16的偏心距变大时相当于脚蹬链轮通过链条带动小飞轮，属高速档。

根据本发明所提供的自行车液压变速装置，为了适用于卡式飞轮自行车，可取消叶片马达空心轴套5内的棘轮4、基座6而直接将空心轴套5内孔加工成与卡式飞轮自行车后轴上用于安装飞轮组件的塔基相配合的凹凸键槽来适用于卡式自行车使用。

根据本发明所提供的自行车液压变速装置，为了调速方便，防止变量叶片泵定子16受方向波动的径向力影响而左右移动，在变量叶片泵定子16上与外壳主体9接触面的部位设有若干个轴向凸齿35，在外壳主体9上与变量叶片泵定子16接触面的部位设有若干个轴向凹齿34，在变量叶片泵工作时定向移动的定子16在压力油的作用下压紧在外壳主体的面上，因凹凸齿的横向啮合使得变量叶片泵移动定子不能左右移动而锁定在设定的位置。

根据本发明所提供的自行车液压变速装置，为了降低加工成本，同时为保持叶片3、15两端压力的平衡以减少叶片3、15的端面磨损，在外壳主体9的左右两个端盖19中可只选择一端设有配油通道及联通油道，而另一端可取消联通油道而只设置配油通道。

根据本发明所提供的自行车液压变速装置，为了保证链轮36与车轮的同向旋转，叶片马达的转子2相对定子1的偏心方向与变量叶片泵的转子14相对定向滑动的变量叶片泵的定子16偏心方向相反。

根据本发明所提供的液压无级变速器，为了安装装配方便在空心轴套5与叶片马达转子2均设有凹型键槽并通过滑键33装配后加楔32的方式予以固定。

根据本发明所提供的自行车液压变速装置，为了防止液压油的泄漏在轴、轴套与外壳主体16处设有橡胶密封圈21。

根据本发明所提供的自行车液压变速装置，为了保证低转速时叶片3、15顶部与定子1、16工作面的密封良好，在叶片底部设有预压弹簧8、13。

根据本发明所提供的自行车液压变速装置，为了减少磨损，提高效率，在叶片3、15底部设有与相应的进油道25、29相通的平衡油压油道24、28，及与出油道26、22相通的平衡油压油道27、23以保持叶片3、15顶部与底部的压力平衡。

Claims (7)

1.自行车液压变速器装置，其特征在于，所述装置包括在外壳主体上的一端设有叶片马达单元，在外壳主体的另一端设有变量叶片泵单元；所述的叶片马达单元含有叶片马达的定子，在其定子圆环内设有偏心的转子，在转子径向均匀设有通槽，在通槽内设有可径向滑动及与转子轴向长度相当的叶片，实现从进油口进入的压力油驱动相对定子的偏心的转子旋转实现动力输出；所述的变量叶片泵单元含有可定向滑动的变量叶片泵的定子，在定子的一端设有偏心量调节齿条及与之配合的设定在外壳主体上的偏心量调节齿轮，该定子圆环内安装有转子，在转子径向均匀设有通槽，在通槽内设有可径向滑动及与转子轴向长度相当的叶片，在外壳主体两侧的端盖内侧设有与叶片马达及变量叶片泵配合的进油道及出油道，其中叶片马达进油道与变量叶片泵出油道通过联通油道相连，叶片马达出油道与变量叶片泵进油道通过联通油道相连，其变量叶片泵的定子可在外壳主体内通过调节齿轮的转动调节定子的定向移动来改变变量叶片泵的流量，从而驱动叶片马达的旋转；其叶片马达转子设在空心轴套上，在空心轴套内设有棘轮及与旋式飞轮自行车后轮花鼓通过螺纹连接的基座，其变量叶片泵转子的轴上设有链轮并通过链条与脚蹬部的大链轮链接，由此可见，当通过踩踏脚蹬来驱动变量叶片泵转动时压力油通过联通的油道进入叶片马达，推动叶片马达旋转，随着叶片马达的旋转液压油通过联通的油道流回到变量叶片泵进行下一个工作循环，而变量叶片泵的排量与叶片马达的排量比值决定变量叶片泵与叶片马达的转速比，通过偏心量调节齿轮的转动调节定子的定向移动，来改变变量叶片泵的转子与定子的偏心距，来获得不同流量以设定叶片马达不同的输出转速达到变速。

2.根据权利要求1所述的自行车液压变速器装置，其特征在于，所述变量叶片泵定子上与外壳主体接触面的部位设有若干个轴向凸齿，在外壳主体上与变量叶片泵定子接触面的部位设有若干个轴向凹齿，在变量叶片泵工作时定向移动的定子在压力油的作用下压紧在外壳主体的面上，因凹凸齿的横向啮合使得变量叶片泵移动定子不能左右移动而锁定在设定的位置。

3.根据权利要求2所述的自行车液压变速器装置，其特征在于，所述外壳主体的左右两个端盖中选择一端设有配油通道及联通油道，而另一端取消联通油道而只设置配油通道。

4.根据权利要求1所述的自行车液压变速器装置，其特征在于，所述叶片马达的转子相对定子的偏心方向与变量叶片泵的转子相对定向滑动的变量叶片泵的定子偏心方向相反。

5.根据权利要求1所述的自行车液压变速器装置，其特征在于，所述轴套与叶片马达均设有凹型键槽并通过滑键装配后加楔的方式予以固定。

6.根据权利要求1所述的自行车液压变速器装置，其特征在于，所述叶片底部设有预压弹簧。

7.根据权利要求6所述的自行车液压变速器装置，其特征在于，所述叶片底部设有平衡油压油道。