CN1091051C - 自行车脚踏板的省力装置 - Google Patents

Abstract

一种自行车脚踏板的省力装置，由侧板、齿轮组及活塞机构组成，侧板呈板片状固设于车体上，脚踏板心轴穿过侧板，供齿轮组的大齿轮固定于心轴，小齿轮枢设于侧板的适当位置并与大齿轮啮合；活塞机构设于小齿轮末侧，以一栓轴将连杆枢设于小齿轮上。脚踏板回转时即使齿轮组旋转，同时使连杆另一端的活塞柱直线运动，压缩缸体内的弹簧储存动力，在人体不易踩动脚踏板位置时，亦由该弹簧释放储存的动力，该动力辅助出力推动脚踏板持续旋转，而可达到省力效果。

Description

自行车脚踏板的省力装置

技术领域

本发明涉及一种交通运输领域一般车辆中的辅助驱动装置，特别是涉及一种在左、右踏板杆的心轴处固设一齿轮组及活塞机构，当人体脚部在最易踩动脚踏板的施力阶段时，同时使齿轮组带动活塞作直线运动，并以该活塞压缩一弹簧储存动力，供人体在不易施力于脚踏板的阶段时，由该弹簧释放出储存的动力于齿轮组及脚踏板，以辅助人体的出力，而可达到省力功效的自行车脚踏板的省力装置。

背景技术

请参阅图1所示，是现有的脚踏车踏板的结构及动作示意图，现有的脚踏板装置常见于脚踏车身上，其主要是提供使用者脚部踩踏，使其大链轮经由链条及齿数比传动关系，带动小链轮及脚踏车的后轮快速旋转，由于该脚踏板装置所具有的实用性，长久以来即成为脚踏车不可或缺的部分，也因此使脚踏车成为相当方便的代步工具。但是骑乘者使用后定会发觉，当其左、右脚分别踩踏而使脚踏板作为360℃回转时，该脚踏板回转至某一阶段时均有不易供使用者施力之感，又当脚踏板回转至某一阶段时甚至可借体重的压力，使脚踏车快速行进或爬坡；而该脚踏板提供使用者最佳施力的阶段与最不易施力的阶段如图1所示，其最佳施力阶段是右脚踩右踏板杆10至前适当点后，接下去的施力段A即为使用者踩脚踏车的最佳角度，而右踏板杆10回转至下摆阶段B与上摆阶段D时，即为上述使用者最不易施力的角度；同理可推，使用者左脚踩左踏板杆20至施力段A亦为其左踏板的最佳角度，又下摆阶段B及上摆阶段D亦为较难施力的角度。就上所述，若能够针对左踏板杆20、右踏板杆10回转至下摆阶段B与上摆阶段D的施力方式加以改进，即可供使用者在骑乘脚踏车时更加省力，且可持续带动后轮保持一定速度旋转。由此可见，上述现有的自行车脚踏板装置仍存在有诸多的缺陷，而丞待加以改进。

发明内容

本发明的主要目的在于，克服现有的自行车脚踏板装置存在的缺陷，而提供一种新型结构的自行车脚踏板的省力装置，使其主要在左、右踏板杆相连的心轴处固设有一齿轮组及侧板，该侧板设有一活塞机构，活塞机构的连杆枢设于齿轮组上，可提供使用者有踩动脚踏板回转时，在最佳施力阶段同时使齿轮组带动活塞作直线运动，使顶持于活塞端的弹簧受压缩而储存动力，供人体在不易施力于脚踏板的阶段时，由该弹簧释放出储存的动力于活塞，再由连杆推动齿轮组及脚踏板继续回转，可辅助人体推动脚踏板不易施力的阶段，而可达到省力的效果，且可增加骑乘速度。

本发明的另一目的在于，提供一种自行车脚踏板的省力装置，使其中的齿轮组及侧板可装设于自行车脚踏板杆的左侧心轴处或可设置于与链轮的同侧，并使其组装于自行车时不干扰右侧链轮的装配构造，而成为容易附加于自行车的省力装置，且该侧板及活塞机构可供由固定于自行车的骨架上，而能获得更稳固的装配效果，以辅助使用者的施力。

本发明的目的是由以下的技术方案来实现的。依据本发明提出的一种自行车脚踏板的省力装置，由一侧板、一齿轮组及一活塞机构组成，装设于自行车上，借以达到骑乘的省力效果，其特征在于：该侧板，是呈一长方形板片状，其前侧适当处设置设有一圆通孔，而后侧面形成设有一凸出呈圆柱型的缸体，该缸体的中央设有一圆形容置室，该容置室的开口朝向侧板的前端侧，且在该容置室内设有一弹簧；该齿轮组，由一大齿轮及小齿轮组成，该大齿轮的中央固设有一单向棘轮组，该小齿轮与大齿轮相互啮合，并设有一从动轴将小齿轮枢设在侧板一侧面的适当位置；该活塞机构，是以一活塞柱及一连杆配合侧板的缸体所组成，该活塞柱是呈中空的圆筒状，套入于缸体的容置室内，并设有弹簧顶持在活塞柱的端面，该活塞柱其中空部位的适当处横穿设有一活塞轴，长杆状的连杆其前端以活塞轴枢设于活塞柱的中空部，而连杆的后端则穿设有一栓轴枢设于小齿轮的边缘侧面；借由上述结构相组合，该侧板的圆通孔内穿没一与左踏板杆、右踏板杆相连的心轴，该侧板以其圆通孔套设在自行车脚踏板的心轴一侧，大齿轮以其中央单向棘轮组的轴心孔固设于心轴并与小齿轮啮合，当脚踏板及心轴回转时，经由枢设于小齿轮边缘侧的连杆，将大齿轮及小齿轮的回转运动，转变为活塞柱在缸体容置室内的直线运动，并以该活塞柱压缩顶持于其端部的弹簧。

本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现。

前述的自行车脚踏板的省力装置，其中所述的大齿轮可为一环形，并设有一肋板固定于大齿轮的四周，该肋板的中央固设有该单向棘轮组。

前述的自行车脚踏板的省力装置，其中所述的单向棘轮组的轴心孔是为方形通孔，单向棘轮组与肋板相组合将大齿轮装配于踏板杆的心轴上。

前述的自行车脚踏板的省力装置，其中所述的侧板可锁设有一包覆侧板、齿轮组及活塞机构的外盖。

前述的自行车脚踏板的省力装置，其中所述的侧板其背面适当位置螺设有一Ω形的固定片，以该固定片将已套设于心轴的侧板固定于自行车的骨架上。

前述的自行车脚踏板的省力装置，其中所述的活塞机构的缸体亦可设计为圆形管状柱体的缸体，以直接固定于车体的预定位置。

前述的自行车脚踏板的省力装置，其中所述的省力装置可装设固定于车体的后叉管上。

前述的自行车脚踏板的省力装置，其中所述的省力装置可装设固定于车体的座椅管上。

前述的自行车脚踏板的省力装置，其中所述的省力装置可装设固定于车体的下管上。

前述的自行车脚踏板的省力装置，其中所述的大齿轮及小齿轮其传动齿数比为1∶2。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和积极效果。由以上技术方案可知，本发明自行车脚踏板的省力装置适用于具有脚踏板装置的车辆，是一种可应用于如脚步踏车、电动脚踏车、三轮车等车辆的省力结构设计，使其成为一种更为省力的代步工具，是一种借人体在最佳出力状态踩下脚踏板时，除带动轮胎旋转外，同时压缩一弹簧储存动力，供人体在最不容易对脚踏板施力时，由储存的动力推动脚踏板持续施转的省力结构设计。其主要是在与该左、右踏板杆相连的心轴处固设有一齿轮组及侧板，该侧板设有一活塞机构，该活塞机构的连杆枢设于齿轮组上，可提供使用者在踩动脚踏板回转时，在最佳施力阶段同时使齿轮组带动活塞作直线运动，使顶持于活塞端的弹簧受压缩而储存动力，供人体在不易施力于脚踏板的阶段时，可由该弹簧释放出储存的动力于活塞，再由连杆推动齿轮组及脚踏板继续回转，而可辅助人体推动脚踏板不易施力的阶段，进而可达到省力的效果，且可增加骑乘速度。本发明中的齿轮组及侧板可装设于车辆脚踏板杆的左侧心轴处或可设置于与链轮的同侧，并使其组装于车辆时不干扰右侧链轮的构造装配，而成为容易附加于车辆的省力装置，且该侧板及活塞机构可借由固定于车辆的骨架上，而能获得更稳固的装配效果，以辅助使用者的施力。本发明可装配于车体的角度是呈可随意改变的结构，其装配的构造亦属简易方便，故其应用于脚踏车、电动脚踏车或三轮车等上均为可行，因此其应用的范围非常广泛，更加适于实用。

综上所述，本发明自行车脚踏板的省力装置，其由一侧板、一齿轮组及活塞机构组成，侧板呈板片状且固设于车体上，脚踏板心轴穿过侧板后，供齿轮组的大齿轮固定于心轴，小齿轮则枢设于侧板的适当位置，并与大齿轮啮合，活塞机构设于小齿轮的末侧，由一栓轴将其连杆枢设于小齿轮上。其主要是在左、右踏板杆的心轴处固设一齿轮组及活塞机构，借此当脚踏板回转时即可使齿轮组旋转，同时使连杆另一端的活塞柱直线运动，压缩缸体内的弹簧储存动力。当人体脚部在最易踩动脚踏板的施力阶段时，同时使齿轮组带动活塞作直线运动，并以该活塞压缩弹簧而储存动力，在人体处于不易施力于脚踏板的阶段时，亦由该弹簧释放出储存的动力于齿轮组及脚踏板，以辅助人体的出力，而可达到省力的功效。其不论在结构上或功能上皆有较大改进，并产生了好用及实用的效果，而确实具有增进的功效。

本发明的具体结构由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

图1是现有的脚踏车踏板的结构及动作示意图。

图2是本发明自行车脚踏板的省力装置外正面侧剖面示意图。

图3是本发明自行车脚踏板的省力装置前侧大齿轮处的剖面图。

图4是本发明俯视全剖面示意图。

图5是本发明外侧正面的示意图。

图6是本发明自行车脚踏板的省力装置背面图。

图7是本发明的连贯动作示意图一。

图8是本发明的连贯动作示意图二。

图9是本发明的连贯动作示意图三。

图10是本发明的连贯动作示意图四。

图11是本发明自行车脚踏板的省力装置固定于后叉管的位置示意图。

图12是本发明自行车脚踏板的省力装置固定于座椅管的位置示意图。

图13是本发明自行车脚踏板的省力装置固定于下管的位置示意图。

具体实施方式

以下结合附图及较佳期实施例，对依据本发明提出的自行车脚踏板的省力装置其具体结构、特征及其功效，详细说明如后。

请参阅图2至图4所示，并结合参阅图1所示，本发明自行车脚踏板的省力装置，其主要由一侧板1、一齿轮组2及一活塞机构3组成，其中：

该侧板1，是呈一长方形薄板片状，其前侧适当处设有一圆通孔11，供与左踏板杆20、右踏板杆10相连的心轴30可穿过该圆通孔11，该侧板1侧面适当处形成设有一凸出呈圆柱型的缸体12，该缸体12的中间形成设有一圆形的容置室121，且在该容置室121内部置入设有一弹簧122，该容置室121的开口侧恰好朝向侧板1的前端，又该侧板1的背面设有一Ω形的固定片13，可供侧板1固定于车架(结合参阅图6所示)；

该齿轮组2，是由一大齿轮21及小齿轮22所组成，其传动齿数比恰为1∶2，即大齿轮21转动一圈则小齿轮22回转动二圈，但其中大齿轮21是呈环状，其中间另固设有一呈十字状的肋板23，该肋板23的中央装设有一单向棘轮组24，该单向棘轮组24的轴心孔是为方形通孔241，而单向棘轮组24只允许右踏板杆10、左踏板杆20踏板向前方带动大齿轮21动作，踏板向后旋转时则无法使齿轮组2动作，以免增加后退的阻力，该单向棘轮组24为普通技术人员熟知的常规技术，故此不再赘述；借由单向棘轮组24及肋板23的组合结构，即可使大齿轮21装配于左踏板杆20的心轴30上；该小齿轮22与大齿轮21相啮合，其只是借由设有一从动轴221枢设在侧板1的适当位置；

该活塞机构3，主要是以活塞柱31及一连杆32与侧板1的缸体12相互配合所构成，该活塞柱31是呈一中空的圆筒状，但其前端可为封闭结构状态，而圆筒状的活塞柱31的中央穿设有一活塞轴311，连杆32的前端枢设于活塞轴311上，连杆32后端则穿设有一栓轴321而枢设于小齿轮22的边缘侧；

上述齿轮组2的小齿轮22是由从动轴221枢设于侧板1的中间适当位置，而活塞机构3的活塞柱31是容置于侧板1缸体12的容置室121内，该连杆32则以栓轴321枢设在小齿轮的边缘侧，由此而构成齿轮组2的回转运动转变为活塞机构3的直线运动，以使活塞柱31可在直线运动时压缩容置室121内的弹簧122，借该弹簧122具有储存力量的特性，而反推该活塞柱31，再将直线运动的作用力转变为齿轮组2的回转运动力而呈回转运动状态。因此，将本发明自行车脚踏板的省力装置，以其侧板1的圆通孔11套设在左踏板杆20、右踏板杆10的心轴30处，并使大齿轮21借单向棘轮组24的方形通孔241固设于心轴30处，即可供使用者在最佳施力于左踏板杆20、右踏板杆10阶段时，即储存动力于弹簧122，再借由该弹簧122释放所储存力量的结构特性与所形成的运动状态，可以辅助使用者在不容易施力于左踏板杆20、右踏板杆10的阶段，而可获得一种省力且持续使自行车行进的优良效果。

本发明主要是借由侧板1、齿轮组2及活塞机构3所组成，为了使其在装配于车体时更美观，且保持齿轮组2及活塞机构3不受外力损坏，以及不受灰尘泥沙的污染，其亦可再设有一冲压成型的外盖4螺设在侧板1的背面(如图5、图6所示)，将齿轮组2及活塞机构3施予密封，而可达到美观且能保持清洁的另一优良效果。

以下将本发明自行车脚踏板的省力装置的工作状态及可提供使用者的省力具体运行方式说明如下。请参阅图7、图8、图9及图10所示，是本发明的连贯动作结构示意图，首先如图7所示，当使用者踩右踏板杆10回转到自行车前侧a点时，左踏板杆20即位于c点，而a点以下的施力段A为该右踏板杆10的最佳施力状态，且施力段A为大齿轮21的四分之一行程，故右踏板杆10被施力回转至b点后，如图8所示，即可使与大齿轮21相啮合的小齿轮22回转二分之一圈，且带动在小齿轮22上枢设的连杆32，使活塞柱31产生直线运动，将弹簧122施予压缩以储存力量，但此时的左踏板杆20即位于d点；又如图8、图9所示，该右踏板杆10从b点至c点的下摆阶段B，即为该右踏板杆10较难施力的阶段，而从d点至a点的上摆阶段D，即为左踏板杆20较难施力的阶段，此时弹簧122将会释放出所储存的力量，经由活塞柱31、连杆32、小齿轮22输出而辅助推动大齿轮21，进而供辅助推动右踏板杆10及左踏板杆20，当其分别位于下摆阶段B及上摆阶段D时，可持续施力而使自行车的速度保持于一定速；如图10所示，同理，左踏板杆20从a点回转至b点，亦可使弹簧122被压缩而储存力量。故换言之，不论是右踏板杆10或左踏板杆20其在施力段A均可使弹簧122压缩，而位于下摆阶段B或上摆阶段D时该弹簧122均可进行辅助推动，而可达到省力且保持定速的优良效果。

请参阅图3、图6所示，本发明主要是将侧板1的圆通孔11及单向棘轮24的方形通孔241套设于心轴30的一侧，故侧板1背面的Ω形固定片13即可将本发明自行车脚踏板的省力装置固定为任何角度。如图11所示，其是将本发明自行车脚踏板的省力装置固定于脚踏车的后叉管40处。如图12所示，其是将本发明自行车脚踏板的省力装置固定于脚踏车的座椅管50处，又如图13所示，其是将本发明自行车脚踏板的省力装置亦可固定在脚踏车骨架的下管60处。由此可知，本发明自行车的省力装置其装配于车体的角度是呈可随意改变的结构，其装配的构造亦属简易方便，故将其应用于脚踏车、电动脚踏车或三轮车等上均可行，因此其应用的范围非常广泛。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1、一种自行车脚踏板的省力装置，由一侧板、一齿轮组及一活塞机构组成，装设于自行车上，其特征在于：

该侧板，是呈一长形板片状，其前侧适当处设有一圆通孔，而后侧面形成设有一凸出呈圆柱型的缸体，该缸体的中央设有一圆形容置室，该容置室的开口朝向侧板的前端侧，且在该容置室内设有一弹簧；

该齿轮组，由一大齿轮及小齿轮组成，该大齿轮的中央固设有一单向棘轮组，该小齿轮与大齿轮相互啮合，并设有一从动轴将小齿轮枢设在侧板一侧面的适当位置；

该活塞机构，是以一活塞柱及一连杆配合侧板的缸体所组成，该活塞柱是呈中空的圆筒状，套入于缸体的容置室内，并设有弹簧顶持在活塞柱的端面，该活塞柱其中空部位的适当处横穿设有一活塞轴，长杆状的连杆前端以活塞轴枢设于活塞柱的中空部，而连杆的后端则穿设有一栓轴枢设于小齿轮的边缘侧面；

借由上述结构相组合，该侧板的圆通孔内穿设一与左踏板杆、右踏板杆相连的心轴，该侧板以其圆通孔套设在自行车脚踏板的心轴一侧，大齿轮以其中央单向棘轮组的轴心孔固设于心轴并与小齿轮啮合，当脚踏板及心轴回转时，经由枢设于小齿轮边缘侧的连杆，将大齿轮及小齿轮的回转运动，转变为活塞柱在缸体容置室内的直线运动，并以该活塞柱压缩顶持于其端部的弹簧。

2、根据权利要求1所述的自行车脚踏板的省力装置，其特征在于所述的大齿轮可为一环形，并设有一肋板固定于大齿轮的四周，该肋板的中央固设有该单向棘轮组。

3、根据权利要求1所述的自行车脚踏板的省力装置，其特征在于所述的单向棘轮组的轴心孔是为方形通孔，单向棘轮组与肋板相组合将大齿轮装配于踏板杆的心轴上。

4、根据权利要求1所述的自行车脚踏板的省力装置，其特征在于所述的侧板可锁设有一包覆侧板、齿轮组及活塞机构的外盖。

5、根据权利要求1所述的自行车脚踏板的省力装置，其特征在于所述的侧板其背面适当位置螺设有一Ω形的固定片，以该固定片将已套设于心轴的侧板固定于自行车的骨架上。

6、根据权利要求1所述的自行车脚踏板的省力装置，其特征在于所述的活塞机构的缸体亦可设计为圆形管状柱体的缸体，以直接固定于车体的预定位置。

7、根据权利要求1所述的自行车脚踏板的省力装置，其特征在于所述的省力装置可装设固定于车体的后叉管上。

8、根据权利要求1所述的自行车脚踏板的省力装置，其特征在于所述的省力装置可装设固定于车体的座椅管上。

9、根据权利要求1所述的自行车脚踏板的省力装置，其特征在于所述的省力装置可装设固定于车体的下管上。

10、根据权利要求1至9中任一权利要求所述的自行车脚踏板的省力装置，其特征在于所述的大齿轮及小齿轮其传动齿数比为1∶2。

Images