CN1539700A - 自行车传动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的传动装置可以省去自行车中传递动力的链条，通过设置变速主动部和变速从动轴部，以较小的踏力便可驱动自行车。为此，该传动装置包括：在通过操纵变速杆使由行星齿轮部构成的主变速部变速的同时，通过冕状链轮将旋转力传递到后轮的变速主动部，其中旋转力是由作用在自行车脚踏部分的中心齿轮轴上的脚踏力产生；和连接从动轴的变速从动轴部，其通过后滚齿部传递变速旋转力，其中该变速旋转力通过二次改变辅助变速部而得以增加，并通过前滚齿部传递给后轮鼓轴上的鼓式冕型链轮。因此，本发明的效果在于不需要大力气就能驱动自行车。

Description

自行车传动装置
技术领域
本发明涉及自行车传动装置，更具体地说，涉及这样一种传动装置，其取消了自行车中传递动力的链条，通过设置变速主动部和变速从动轴部，能以较小的脚踏力驱动自行车。
背景技术
自行车一般包括：分别旋转安装在车架的前后位置的前后轮；通过骑车者的脚部产生动力的脚踏；以及将脚踏旋转产生的动力传递给后轮的传动部件。
此处，传动部件具有：靠近脚踏的主动链轮，带棘轮机构、仅以单方向传递动力的从动链轮，以及连接主动链轮和从动链轮的链条。
在从动链轮上安装棘轮机构，使其仅以单方向与后轮啮合。
根据具有上述技术构成的一般的自行车，当脚踏向一个方向，即向前进方向旋转时，通过连接主动链轮与从动链轮的链条，把旋转力传递给后轮，从而仅向前驱动自行车。
由于骑车者只能向前进方向旋转脚踏，因此，长期使用会引起腿部肌肉的不均衡发达。
同时，由于不断重复相同动作，不但使人感到单调，而且容易积累疲劳，并且在骑车过程中无法放松疲劳肌肉。
按照这里现有的驱动装置，若停止脚踏的旋转或使脚踏倒转，使主动链轮和链条反转，但由于单向棘轮机构切断动力传递，导致从动链轮空反转。
此外还公开了用于改善自行车传动的变速装置，该装置已经被安装在一些轮椅和带脚踏的儿童玩具车等上面。
近来，开发和使用的不仅有一般的变速装置，其把具有不同直径的齿轮安装在前后轮的轴上，通过改变传动链条在这些齿轮上的位置而实现变速；而且，还有在自行车等后轮的花鼓内安装变速装置，通过将小齿轮设置在该花鼓内来改变齿轮的齿数比而实现变速。
但所有这些前述的现有变速装置存在的共同问题是他们的组成结构复杂，因此重量和体积大，整体耐久性差。
另外，现有自行车大部分是通过链条来传递动力的，因此使用过程中容易发生裤脚或裙子被挟进去的现象。
而且，对于旧自行车，在行走过程中还会掉链，使骑车者不得不停下来将链条重新挂在链轮上，不仅浪费时间，还会弄脏手和衣服。
发明内容
因此，本发明是考虑到上述问题而提出的。本发明的目的是提供一种传动装置，其去掉了自行车中的传动链条，通过设置变速主动部和变速从动轴部，能以较小的脚踏力驱动自行车。
为了实现本发明的上述目的，本发明的自行车传动机构包括：在通过操纵变速杆使由行星齿轮部构成的主变速部变速的同时，通过冕状链轮将旋转力传递到后轮的变速主动部，其中旋转力是由作用在自行车脚踏部分的中心齿轮轴上的脚踏力产生；和连接从动轴的变速从动轴部，其通过后滚齿部传递变速旋转力，其中该变速旋转力通过二次改变辅助变速部而得以增加，并通过前滚齿部传递给后轮鼓轴上的鼓式冕型链轮。
根据本发明，如果通过踩蹬自行车的变速脚踏在脚踏轴的中心齿轮上产生旋转力，通过主变速部中的行星齿轮的齿数差能实现变速，然后该旋转力通过冕状链轮和前滚齿部传递到变速从动轴部。
若传到变速从动轴部上的旋转力在从动轴上的辅助变速部得到选择性变速之后，该旋转力则通过后滚齿部传递给后轮鼓轴上的鼓式冕状链轮。于是无需使用大力气就能驱驶自行车。
附图说明
图1是本发明的自行车传动装置的立体图。
图2是本发明的自行车传动装置的变速主动部和变速从动轴部的侧剖视图。
图3是本发明的行星齿轮部的示图。
图4是本发明的变速从动轴部的另一种实施方式的示图。
图5是说明采用链条的变速主动部的示图。
图6是将本发明的传动装置安装在自行车架上的实施方式的视图。
附图主要部分符号说明：
2.自行车传动装置         4.变速主动部            6.变速从动部轴
8.中心齿轮               10.脚踏轴               12.行星齿轮
14.主变速部              16.变速手动变速杆       18.冕状链轮
20.变速销部              22.多段保持架           24，26，28.1，2，3行星齿轮
30.销室                  32，34，36.1，2，3齿圈  38.销孔
40.外壳                  42.棘轮                 44.棘齿
46，48，50.1，2，3变速销 52.前滚齿部             54.后轮轴
56.后轴冕状链轮          58.辅助变速部           60.后滚齿部
62.从动轴                64.辅助中心齿轮         66.滚珠轴承制动器
68.辅助保持架            70.辅助行星齿轮         72.啮合爪
74.辅助齿圈              76.辅助变速孔           78.辅助外壳
80.辅助变速杆
具体实施方式
通过结合附图阅读下面的详细说明将更加清楚地理解本发明的上述及其他目的，特征及其他优点。
图1是本发明的自行车传动装置的立体图，图2是本发明的自行车传动装置的变速主动部和变速从动轴部的侧剖视图。
图3是本发明的行星齿轮部的示图，而图6是将传动装置安装在自行车架上的实施方式的视图。
自行车的传动装置(2)包括变速主动部(4)和变速从动轴部(6)。
变速主动部(4)在通过操纵变速杆(16)使由行星齿轮部(12)构成的主变速部(14)变速的同时，通过冕状链轮(18)将旋转力传递给后轮，其中旋转力是其由作用在自行车中带中心齿轮(8)的脚踏轴(10)上的脚踏力产生。
上述变速主动部(4)具有：主变速部(14)、冕状链轮(18)、和变速销部(20)。
主变速部(14)包括：安装成通过脚踏的踏力进行旋转且带有中心齿轮(8)的脚踏轴(10)；第一、第二、和第三组行星齿轮(24，26，28)，其设置在整体多段保持架(22)上，与脚踏轴(10)的中心齿轮(8)的圆周面啮合，并且沿轴向排列安装；行星齿轮部(12)，其具有在多段保持架(22)的外圆周上以不同厚度安装并使其内圆周恰好与第一、第二、和第三组行星齿轮(24，26，28)相啮合的第一、第二、和第三齿圈(32，34，36)，且在其外圆周上设置有销槽(30)；和外壳(40)，其内藏行星齿轮部(12)并具有销孔(38)，通过将销孔(38)对齐在第一、第二、和第三齿圈(32，34，36)的销槽(30)上而将其固定。
冕状链轮(18)花键连接在主变速部(14)中的行星齿轮部(12)的多段保持架(22)的内圆周的一侧。而且，该冕状链轮(18)通过与设在脚踏轴(10)一侧的棘轮(42)和形成在内圆周的棘齿(44)相啮合而以单方向低速旋转。
变速销部(20)通常在其一侧连接有第一、第二、和第三变速销(46，48，50)，通过操纵变速杆(16)使其相对于外壳(40)的销孔(38)前后移动。
变速从动轴部(6)连接从动轴(62)，并通过后滚齿部(60)传递变速旋转力。该变速旋转力通过二次改变辅助变速部(58)得以增加，并通过前滚齿(52)从变速主动部(4)传递给后轮鼓轴(54)上的鼓式冕型链轮(56)。
变速从动轴部(6)具有：前滚齿(52)、从动轴(62)、辅助变速部(58)、和后滚齿(60)。
前滚齿(52)以预定角度安装，使得能与变速主动部(4)的冕状链轮(18)啮合旋转。
从动轴(62)形成预定长度并装配到前滚齿(52)上。而且，在从动轴(62)的外圆周的一部分形成有辅助中心齿轮(64)。
辅助变速部(58)包括：辅助行星齿轮(70)，其通过由轴承制动器(66)支持其两侧的辅助保持架(68)进行旋转安装，并与形成在从动轴(62)的部分外圆周上的辅助中心齿轮(64)在预定空间内啮合；辅助齿圈(74)，其通过与辅助保持架(68)的外圆周上的辅助行星齿轮(70)相啮合来旋转装配，并在其一侧边缘上具有突出的啮合爪(72)；以及辅助变速杆(80)，其通过操纵辅助外壳(78)的外圆周上的变速杆(16)而与啮合爪(72)旋转连接并带有辅助变速孔(76)，其中辅助外壳设置在从动轴(62)上，用于内藏辅助变速部(58)的辅助齿圈。
后滚齿(60)以花键连接到辅助变速部(58)的辅助保持架(68)的一侧，并与后轮鼓轴(54)上的鼓式冕状链轮(56)啮合。
上述传动装置(2)安装在车架(F)上，而车架的样式不限定，可进行各种改变。
而且，传动装置(2)集成在外壳内，从而使外观精美，并可根据设计说明书进行各种改变。
下面给出了本发明的操作效果。
当骑车者在不变速的情况下踩蹬脚踏时，安装在脚踏轴(10)一侧的棘轮(42)仅以单向转动，与冕状链轮(18)的棘齿(44)相挂，于是脚踏力传递到变速从动轴部(6)的前滚齿部(52)，使自行车以第一速度行进。
然后，如果骑车者操纵变速杆(16)，使变速销部(20)的第一变速销(48)被压下并通过外壳上的销孔(38)与第一齿圈(32)上的销室(30)结合，则第一齿圈(32)停转，于是经过脚踏轴(10)的旋转力通过中心齿轮(8)传递给第一组行星齿轮(24)并使其旋转。
此时第一组行星齿轮(24)产生的旋转力增加的比中心齿轮(8)的旋转力要大。增加的旋转力传递给多段保持架(22)使其旋转。
因此，传递给多段保持架(22)的旋转力再传递给其一侧具有花键齿轮的冕状链轮(18)并使其旋转。这里，由于安装在脚踏轴(10)上的棘轮(42)的转速远低于棘齿(44)的转速，所以他们并不完全啮合，可以不受干扰地旋转。
同时，第一组行星齿轮(24)的旋转力通过冕状链轮(18)传到变速轴部(6)的前滚齿(52)，使从动轴(62)旋转。
因此，如果骑车者操纵变速杆(16)，并选择性地操纵辅助变速杆(80)，就能获得上述增加的旋转力。如果辅助变速杆(80)被打开，就能与辅助齿圈(74)的啮合爪(72)啮合，使辅助齿圈(74)固定。
然后，如果辅助行星齿轮(70)以辅助中心齿轮(64)为轴旋转，辅助保持架(68)也随着旋转，使第一组行星齿轮(24)的一次增加旋转力和辅助行星齿轮(70)的二次增加旋转力通过花键齿轮连接传递给后滚齿(60)。
如上所述，由于在第一和第二步中增加的旋转力通过后滚齿(60)传递给后轮鼓轴(54)上的鼓式冕状链轮(56)，因此自行车以增加的旋转力行进，不需要大的脚踏力就能实现满意的车速和安全的行驶。
图4是本发明的变速从动轴部的另一种实施方式。参考图4，省去了从动轴(62)上的辅助变速部(58)，仅在从动轴(62)的两端分别安装前后滚齿部(52，60)。
图5是说明在变速主动部采用链条的实施方式。参考图5，如通过改善变速主动部(4)的冕状链轮(18)而采用链条链轮(82)，并在后轮的鼓轴(54)上也采用链条链轮(84)，旋转力也可通过链条(86)传递给自行车的后轮。
如上所述，只在从动轴(62)上安装前后滚齿(52，60)或采用链条链轮(84)和链条(86)的方式传递动力时，自行车的行驶功能相同，因此不赘述。
工业实用性
本发明易于实现骑车这的变速意图，变速幅度大，可以完全满足骑车这对速度和行走稳定性的要求。
另外，由于采用了星轮结构，可减少噪音和提高舒适度，并且可以用较小的踏力提高驱动效率，因此本发明的技术对自行车制造业和旅游观光事业的发展非常作用。

Claims (3)

1、一种自行车传动装置，包括：
变速主动部，在通过操纵变速杆使由行星齿轮部构成的主变速部变速的同时，通过冕状链轮将旋转力传递给后轮，其中旋转力是由作用在自行车脚踏部分的中心齿轮轴上的脚踏力产生；和
连接从动轴的变速从动轴部，其通过后滚齿部传递变速旋转力，其中该变速旋转力通过二次改变辅助变速部而得以增加，并通过前滚齿部传递给后轮鼓轴上的鼓式冕型链轮。
2、如权利要求1所述的自行车传动装置，其中变速主动部包括：
主变速部，其包括：安装成通过脚踏的踏力进行旋转且带有中心齿轮的脚踏轴；第一、第二、和第三组行星齿轮，其设置在整体多段保持架上，与脚踏轴的中心齿轮的圆周面啮合，并且沿轴向排列安装；行星齿轮部，其具有在多段保持架的外圆周上以不同厚度安装并使其内圆周恰好与第一、第二、和第三组行星齿轮相啮合的第一、第二、和第三齿圈，且在其外圆周上设置有销槽；和外壳，其内藏行星齿轮部并具有销孔，通过将销孔对齐在第一、第二、和第三齿圈的销槽上而将其固定；
冕状链轮，其花键连接在主变速部中的行星齿轮部的多段保持架的内圆周的一侧，并通过脚踏轴的棘轮和棘齿以单方向旋转；
变速销部，其一侧连接有第一、第二、和第三变速销，通过操纵变速杆使其相对于外壳的销孔前后移动。
3、如权利要求1所述的自行车传动装置，其中变速从动轴部包括：
辅助变速部，其包括：前滚齿，其以预定角度安装，能与变速主动部的冕状链轮啮合旋转；从动轴，其形成预定长度并装配到前滚齿上；辅助行星齿轮，其通过由轴承制动器支持其两侧的辅助保持架进行旋转安装，并与形成在从动轴的部分外圆周上的辅助中心齿轮在预定空间内啮合；辅助齿圈，其通过与辅助保持架的外圆周上的辅助行星齿轮相啮合来旋转装配，并在其一侧边缘上具有突出的啮合爪；和辅助变速杆，其通过操纵辅助外壳的外圆周上的变速杆而与啮合爪旋转连接并带有辅助变速孔，其中辅助外壳设置在从动轴上，用于内藏辅助变速部的辅助齿圈；
后滚齿，以花键连接到辅助变速部的辅助保持架的一侧，并与后轮鼓轴上的鼓式冕状链轮啮合。
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