CN1086352C - 自行车的自动变速装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自行车的自动变速装置，该装置包括：具有由一中空轴形成的一内部的支撑轴，在其内钻有一长孔，并且在其外表面上以规则的间隙形成有定位槽；一安装在该支撑轴上的可移动的壳体；一连在可移动壳体的内部以与支撑轴的定位槽相配合的定位球；一插入可移动壳体内并穿过支撑轴的长孔的销；一与该销相连的变速线；一位于可移动壳体的一端和一夹紧螺栓之间的盘簧；位于可移动壳体的一外部槽内并从该外部槽略微突出以便可沿形成在一旋转体的内表面上的螺纹底部旋转的多个旋转球；设在该旋转体的一外表面上的多个滚针轴承；一位于滚针轴承的外侧且其一侧固定到一转动轴上的摩擦带；以及一位于摩擦带的另一侧并通过一出口暴露在转动轴的外面的配重。

Description

自行车的自动变速装置
本发明涉及一种自行车的自动变速装置。更具体地说，本发明涉及一种不需要额外的操作通过利用其旋转车轮的速度来改变自行车速度的自行车自动变速装置。
如今大多数的自行车都装备有变速系统，当骑车者要爬上一陡峭的山坡或想要高速行驶时，该变速系统会使骑车者感到更方便。然而，普通的变速系统具有一变速杆，该变速杆位于自行车操纵杆手柄的一侧或自行车框架的一侧。骑车者要改变车速，必须在行驶过程中选择换挡。因此，要频繁地改变驱动齿轮以得到所需要的车速是很不方便的。如果骑车者将变速杆放置在一不合适的位置上，则在自行车链条和扣链齿之间就会出现不正确的齿轮啮合，这会带来很大的噪音、异常磨损及齿轮副之间的磨损。另外，变速会分散自行车初学者的注意力，极易导致交通事故。
本发明的目的是提供一种自行车的自动变速装置，它可以根据自行车的旋转车轮的速度来改变速度，而不需要额外的操作。
为了实现以上目的，本发明提供了一种自行车的自动变速装置，该装置包括：具有由一中空轴形成的一内部的支撑轴，在其内钻有一长孔，并且在其外表面上以规则的间隙形成有定位槽；一安装在该支撑轴上的可移动的壳体；一连在可移动壳体的内部以与支撑轴的定位槽相配合的定位球；一插入可移动壳体内并穿过支撑轴的长孔的销；一与该销相连的变速线；和一位于可移动壳体的一端和一夹紧螺栓之间的盘簧；位于可移动壳体的一外部槽内并从该外部槽略微突出以便可沿形成在一旋转体的内表面上的螺纹底部旋转的多个旋转球；设在该旋转体的一外表面上的多个滚针轴承；一位于滚针轴承的外侧且其一侧固定到一转动轴上的摩擦带；以及一位于摩擦带的另一侧并通过一出口暴露在转动轮轴的外面的配重。在可移动壳体的内部提供一变速装置，安装在定位槽的一给定点内。
从以下的附图和详细描述中，可以更清楚地理解本发明，这些附图仅是为了示出本发明，并不是对本发明的限制，附图包括：
图1是从后面剖视本发明的一放大的剖视图；
图2示出了本发明的第一优选实施例的操作状态；
图3是一本发明摩擦带的一立体图；
图4示出了本发明的第二优选实施例的一可移动的壳体；
图5是一本发明的纵向剖视图；而
图6示出了本发明摩擦带的操作状态。
下面将参照附图更详细地描述本发明。
具有由一中空轴1a形成的一内部的支撑轴1在其内钻有一长孔101，并且在其外表面上以规则的间隙形成有定位槽102，以及一可移动的壳体2安装在其上。一定位球201连在可移动壳体2的内部，与支撑轴1的定位槽102相配合。一销103插入可移动壳体2内，穿过支撑轴1的长孔101。一变速线106与销103相连，并且一盘簧105位于可移动壳体2的一端和一夹紧螺栓104之间。多个旋转球202位于可移动壳体2的一外部槽203内，从该外部槽203略微突出，以便旋转球202沿形成在一旋转体3的内表面上的螺纹底部301旋转。在旋转体3的外表面上提供有多个滚针轴承4。在滚针轴承4的外侧提供有一摩擦带5，且其一侧固定到一转动轴6上。在摩擦带5的另一侧提供一配重501，该配重501通过一出口601暴露在转动轴6的外面。
变速线106的一端固定到链移动体(chain-moving body)7上，用于动力传送，其另一端连接到可移动壳体2的销103上，穿过支撑轴1的长孔101。当自行车静止时，由于可移动壳体2由位于可移动壳体2和夹紧螺栓104之间的盘簧105推向左边，使可移动壳体2继续拉伸位于支撑轴1的一端的一外表面上的变速线106，链移动体7的一导向件701保持一第一自行车速度。
一旦自行车开始运转，转动轴6开始与位于支撑轴1的外表面的车轮一同旋转。此时，位于摩擦带5的一端并通过转动轴6的出口601暴露在外边的配重501与转动轴6一同转动，有两个力施加在配重501上。也就是，配重501由于惯性的作用倾向于静止，同时由于离心力的作用而偏离转动轴6。这两个力在旋转过程中产生空气阻力。换言之，由于摩擦带5包围滚针轴承4，且其另一外端固定到转动轴6上，空气阻力被增加到作用在位于摩擦带5的一端上的配重501上的惯性力和离心力上，进而压紧摩擦带5。
一旦摩擦带5被压紧，则摩擦带5和滚针轴承4之间的摩擦力增加了，进而转动位于滚针轴承4的外侧的旋转体3。也就是，由于当转动轴6转动时，惯性力、离心力和空气阻力同时作用在配重501上，使配重501偏离转动轴6，并且包围滚针轴承4的圆形的摩擦带5被逐渐向内压紧以增加多个滚针轴承4和摩擦带5之间的摩擦力，进而使旋转体3转动。
多个旋转球202位于相应于螺纹底部301形成的外部槽203内，并从槽203略微向外突出，当旋转球202由旋转体3带动沿螺纹底部301移动时，其旋转球202的突出部分插入其螺纹底部301的可移动壳体2向右移动，如图2中所示。与插入可移动壳体2穿过长孔101的销103相连的变速线106由盘簧702和可移动壳体2拉动，并根据车轮的旋转速度，导向件701由低速移动到高速(从第一速度到第六速度)。由于具有位于其内部的定位球201的可移动壳体2由旋转体3带动沿支撑轴1移动，定位球201沿以规则的间隙形成在支撑轴1的外表面上的定位槽102移动，当自行车以一给定速度行驶使旋转体3的旋转力没有变化时，定位球201固定在定位槽102的一给定点，以阻止可移动壳体2移动。这还阻止链移动体7的导向件701移动，并防止链轮扣链齿9和链10的不正确啮合，进而可以降低链轮扣链齿和链的异常磨损。如图4所示，可使用一种V形件201a来代替定位球201。如上所述，本发明的重要性在于对普通的人力自行车的变速系统的改进，并根据车轮的旋转速度自动地改变自行车的车速。本发明解决了频繁变速可能带来的不便，进而使骑车行驶更方便。本发明还增加了对自行车的需求，因此对提高人们的健康水平和保护环境都大有好处。
虽然以上为了示出本发明，描述了本发明的最佳实施例，但本领域的技术人员可以想到，在不偏离由所附的权利要求所限定的本发明范围和宗旨的前提下，可以对本发明进行多种修改、增加和替换。

Claims (2)

1.一种自行车的自动变速装置，该装置包括：
具有由一中空轴形成的一内部的支撑轴，在其内钻有一长孔，并且在其外表面上以规则的间隙形成有定位槽；
一安装在该支撑轴上的可移动的壳体；
一连在可移动壳体的内部以与支撑轴的定位槽相配合的定位球；
一插入可移动壳体内并穿过支撑轴的长孔的销；
一与该销相连的变速线；
一位于可移动壳体的一端和一夹紧螺栓之间的盘簧；
位于可移动壳体的一外部槽内并从该外部槽略微突出以便可沿形成在一旋转体的内表面上的螺纹底部旋转的多个旋转球；
设在该旋转体的一外表面上的多个滚针轴承；
一位于滚针轴承的外侧且其一侧固定到一转动轴上的摩擦带；以及
一位于摩擦带的另一侧并通过一出口暴露在转动轴的外面的配重。
2.一种自行车的自动变速装置，该装置包括：
具有由一中空轴形成的一内部的支撑轴，在其内钻有一长孔，并且在其外表面上以规则的间隙形成有定位槽；
一安装在该支撑轴上的可移动的壳体；
一连在可移动壳体的内部以与支撑轴的定位槽相配合的V形件；
一插入可移动壳体内并穿过支撑轴的长孔的销；
一与该销相连的变速线；
一位于可移动壳体的一端和一夹紧螺栓之间的盘簧；
位于可移动壳体的一外部槽内并从该外部槽略微突出以便可沿形成在一旋转体的内表面上的螺纹底部旋转的多个旋转球；
设在该旋转体的一外表面上的多个滚针轴承；
一位于滚针轴承的外侧且其一侧固定到一转动轴上的摩擦带；以及
一位于摩擦带的另一侧并通过一出口暴露在转动轴的外面的配重。
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