CN1324746A

CN1324746A - 自行车自动变速装置

Info

Publication number: CN1324746A
Application number: CN 01113775
Authority: CN
Inventors: 罗明端
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-07-09
Filing date: 2001-07-09
Publication date: 2001-12-05

Abstract

本发明涉及一种自行车变速装置,包括踏板轴、变速齿轮及变速机构,其特征在于变速齿轮组为一组三档不同速比的常啮合方式齿轮机构,其变速机构包括变档拨叉11、滑动轴13、变档移动板14、固定销9及顶杆8。该装置设于踏板轴上,其设计合理,结构简单,工作可靠性高,自动操作,变速快捷,具有骑行人可根据路况控制变速、配合良好等优越性。该装置不改变自行车原有链传动方式及链轮、轴距、链条长度尺寸,安装简便,维修方便。

Description

自行车自动变速装置

本发明涉及一种自行车变速装置，确切地说是自行车自动变速装置。

现有的自行车变速装置大多是以链条传动，通过主动与从动链轮直径的变化，达到改变传动速比的目的。该传动方式存在以下不足之处：一、变速档位过多，一般有10速以上，但实际骑行使用不需要过多的档位，过多档位的作用是快慢变速逐级调整链条换位，承担变速过渡作用。二、结构复杂，工作可靠性不高，因为有多组链轮，链条换位频繁，链条张紧力需要调节，使用中经常出现变速故障或链条脱落。三、手动操作，从快速到慢速要经过多速变档，作用不方便，手动操作难以实现路况、车速与骑行人作用力三方面的最佳配合状态。

本发明的目的在于：提供一种工作可靠，不改变自行车链传动方式及链轮、轴距、链条长度，在骑行中实现自动操作的自行车自动变速装置。

其发明目的是这样实现的：

自行车自动变速装置，包括踏板轴、变速齿轮组及变速机构，其特征在于：

A、与链轮2同轴的踏板轴16上套设着变档轴套22，变档轴套22的一端径向上设有一柱形键21，另一端内设有弹簧18，且弹簧18套设在踏板轴16上；踏板轴16上设有与柱形键21配合具有键槽作用的曲槽；在柱形键21一端嵌入固定于变档轴套22一端，变档轴套22上套设着花键套20，与花键套20配合的主动齿轮的外端面与链轮2内端面固定连接；主动齿轮4、齿轮5、齿轮6以及与之啮合的从动齿轮组23，均安装在壳体24内侧。左端盖3、中端盖7、右端盖15固定于壳体24，并支承齿轮4、齿轮6和踏板轴16。

B、变速机构包括变档拨叉11、滑动轴13、变档移动板14、固定销9及顶杆8；滑动轴13平行于踏板轴16，滑动轴13的径向上设有二个以上的凹槽口，变档拨叉11为U形的板，通过两侧的轴向孔套可在滑动轴承3上移动，其一端的拨叉开口卡住花键套20的一端外侧；变档轴套22一端外径上还套设着变档移动板14，变档移动板14的一端固定有弹簧杆12，弹簧杆12一端插入两档板19孔内以及两档板19之间的弹簧10孔内，与两档板19对应的变档拨叉11的顶部两侧分别设有可转动的顶杆8，顶杆8上部可顶起垂直于滑动轴13被压簧压在滑动轴13凹口内的固定销9。

所述踏板轴16上的曲槽为控制变档移动和止动的异形键槽，其形状为形。

所述变速齿轮为一组三档不同速比的常啮合方式齿轮机构，并由动力轴花键齿与齿轮内圆花键齿啮合传动。

本发明的自行车自动变速装置，设计合理，结构简单，工作可靠性高，自动操作，变速快捷，具有骑行人可根据路况控制变速、配合良好等优越性。该装置不改变自行车原有链传动方式及链轮、轴距、链条长度尺寸，安装简便，维修方便。

图1为本发明外观安装示意图，

图2为本发明结构示意图，

图3为图2的A向视图，

图4踏板轴与变档轴套等构件组合示意图，

图5为踏板轴径上曲槽展开示意图，

图6为变档拨叉结构及向右移位示意图，

图7为变档拨叉变位向左移位示意图，

图8为图5的俯视图。

以下结合附图，对本发明作进一步地说明。

实施例：

该自行车自动变速装置，包括脚踏柄1、踏板轴16、变速齿轮组和变速机构，见图2。在壳体24内，安装有三对常啮合齿轮，齿轮4为快速主动齿轮、齿轮5为中速主动齿轮、齿轮6为慢速主动齿轮，齿轮4、5、6与踏板轴16同轴安装，各自独立运转。与主动齿轮相啮合的从动齿轮23为三只联体齿轮同步运转。变速齿轮组常啮合工作状态；慢速运转为齿轮6与齿轮23啮合，齿轮23与齿轮4啮合，齿轮4左端面与链轮2连接同步运转，脚踏柄1与链轮2的传动比约为1∶0.3；中速运转为齿轮5与齿轮23啮合，齿轮23与齿轮4啮合，齿轮4与链轮2同步运转，脚踏柄1与链轮2的传动比约为1∶0.7；快速运转为齿轮4与链轮2、脚踏柄1同步运转，脚踏柄1与链轮2的传动比为1∶1。在骑行人踩脚踏柄1带动踏板轴16(动力输入轴)旋转时，踏板轴16作用于柱形键21，柱形键21作用于变档轴套22同步运转，变档轴套22外圆有花键与花键套20内径相配，花键套20左端有凸起有花键齿，右端有拨叉卡槽。花键套20左端外圆花键齿高、齿深、齿宽尺寸与齿轮4、5、6内圆花键齿相配或相等，齿轮4与齿轮5、齿轮5与齿轮6相对端面之间留有大于花键套20左端外圆花键齿宽的空档间隙。踏板轴16与变档轴套22、变档轴套22与花键套20之间能够作同轴两端移动(变档行程)，当花键套20左端外圆花键齿与齿轮4、5、6分别啮合时，分别为快速、中速、慢速档齿轮啮合传动状态。骑行旋转动力传递依次是由件1→件16→件21→件22→件20，由件20分别传动于件4、件5、件6内圆花键齿啮合形成快、中、慢三级变速。自动变速的过程是：踏板轴16的柱面上设有曲槽即异形键槽，套在踏板轴16上有变档轴套22，弹簧18、调节螺母17，见图4。将调节螺母17向左旋进压缩弹簧18，弹簧18左端压在变档轴套22内圆台阶处，将变档轴套22向左推进至柱形键21在踏板轴16上曲槽左端止住，该状态即为变速初始状态(快速状态)，如果在骑行中路况不好加大用力(扭力)骑行时，踏板轴16一段曲槽走向与轴向构成一斜角，见图5，曲槽斜角边作用于柱形键21，使柱形键21产生向右推力，其推力大于弹簧18向左压力时，变档轴套22随着骑行扭力加在而逐渐向右位移，变档轴套22右端装夹有变档移动板14，变档移动板14作用于弹簧杆12右移，弹簧杆12左端球帽压住档板19(左)，档板19(左)压缩弹簧10，弹簧10右端压住档板19(右)及变档拨叉11右端，将变档拨叉11向右推，变档拨叉11由于固定销9作用插入滑动轴13上的凹口处，变档拨叉11被固定销9止动，变档拨叉11同时止动花键套20，保障花键套20与齿轮4(或齿轮5、齿轮6)的正常啮合运转。如果变档轴套22向右位移至变速设定位置，即位移作用于变档移动板14，变档移动板14作用于弹簧杆12及档板19(左)，档板19(左)的上部顶起顶杆8，顶杆8转动顶起固定销9，变档拨叉11无固定销9止动受弹簧10向右压力作用，快速向右位移并被固定销9插入滑动轴13上中间凹口处(即中速啮合位置)止动，至此变速装置完成由快速向中速档位自动变速过程，见图6、图7。在中速位置需要向慢速变档，则继续加大扭力骑行，该装置重复上述变档过程。变档过程中，变档装置为满足人力骑行作用力(扭力)不是恒定力，而是或大或小的使用条件，因此变档装置的设计具有以下功能作用：1、骑行作用力(扭力)大小反复变化，只作用于变档轴套22往复位移，不影响花键套20移位，只有变档轴套22移位达到设定距离时，才作用于变档拨叉11、控制花键套20瞬时变档，确保骑行动力传递的连贯性、稳定性。2、为保持变档后稳定运转，克服因为骑行(滑动)时作用力(扭力)减小，弹簧18压力作用将变档自动返回原档位，踏板轴16柱面上的曲槽作用，能避免变档后自动返回原档位，曲槽走向与轴向构成的角度一种是斜角(左端)，另一种是直角(中端、右端)，曲槽斜角边作用于柱形键21产生向右推力完成变档，变档后柱形键21停留在曲槽中或右端直角边位置，弹簧18的压力作用被直角边挡住柱形键21，抵消了弹簧18的压作用，保证了变档骑行(滑行)稳定运转，如果需要返回原档位，只需骑行将脚踏柄1稍作倒转，柱形键21滑落至曲槽斜边，被弹簧18的压力作用压返回原档位。

Claims

1、自行车自动变速装置，包括踏板轴、变速齿轮组及变速机构，其特征在于：

A、与链轮2同轴的踏板轴16上套设着变档轴套22，变档轴套22的一端径向上设有一柱形键21，另一端内孔设有弹簧18，且弹簧18套设在踏板轴16上；踏板轴16上设有与柱形键21配合具有键槽作用的曲槽；在柱形键21一端嵌入固定于变档轴套22一端，变档轴套22上套设着花键套20，与花键套20配合的主动齿轮的外端面与链轮2内端面固定连接；由壳体24支承齿轮组及踏板轴16；

B、变速机构包括变档拨叉11、滑动轴13、变档移动板14、固定销9及顶杆8；滑动轴13的径向上设有二个以上的凹槽口，变档拨叉11为U形的板，通过两侧的轴向孔套可在滑动轴承3上移动，其一端的拨叉开口卡住花键套20的一端外侧；变档轴套22一端外径上还套设着变档移动板14，变档移动板14的一端固定有弹簧杆12，弹簧杆12一端插入两档板19孔内以及两档板19之间的弹簧10孔内，与两档板19对应的变档拨叉11的顶部两侧分别设有可转动的顶杆8，顶杆8上部可顶起垂直于滑动轴13被压簧压在滑动轴13凹口内的固定销9。

2、根据权利要求1所述的自行车自动变速装置，其特征在于：所述踏板轴16上的曲槽为控制变档移动和止动的异形键槽，其形状为形。

3、根据权利要求1所述的自行车自动变速装置，其特征在于：所述变速齿轮为一组三档不同速比的常啮合方式齿轮机构，并由动力轴花键齿与齿轮内圆花键齿啮合传动。