CN1541889A - 用于自行车的传动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一传动装置，即使在与两转动元件每一个驱动连接的两旋转轴之间保持一小的轴间距，此传动装置也能将一环形的传动链保持在一旋转元件上。此传动装置包括一驱动(主动)链轮元件用于连接到一主驱动轴。此传动装置还包括一从动链轮元件，连接到与主驱动轴平行的输出轴并且包括多个传动链轮。变速器还包括一连接两链轮的链条和用于在传动链轮中定位链条的一传动转换机构。驱动链轮元件在旋转中心线方向上被支持在主驱动轴上，链条以平行于与主驱动轴的旋转中心线呈锐角穿过的一平面的方式应用在两链轮元件上。

Description

用于自行车的传动装置

技术领域

本发明涉及一应用在第一和第二旋转元件上的具有环形传送链圈的传动装置，它可以在第一旋转元件和第二旋转元件之间传递旋转。更明确地，本发明涉及一使用在自行车中的传动装置，具有应用在第一和第二旋转轴上的环形传送链圈，可以将旋转从第一旋转轴传递到第二旋转轴，如在自行车中所使用的那样。

背景技术

许多不同类型的传动组件已经是周知的，并且已经有了商业化的应用。其中的一个例子就是使用在自行车上，例如，日本实用新型申请No.Sho 59(1984)-172882示出了此例，同样日本实用新型公开No.Sho 61(1986)-87190也示出了此例。

示出在日本实用新型申请No.Sho 59(1984)-172882中的传动装置组成有主驱动轴驱动相连的一单级或多级前链条传动装置；一与后轮毂驱动相连的多级链轮装置并且它的级数要多于前链条传动装置；以及一应用在前链条传动装置和多级链轮装置上的链条。然后，在执行齿轮变速的情况下，通过操作一操纵绳，经由后变速器，链条从多级链轮装置上的其中一链轮被传送到另一链轮上。

在这些文献所指出的传动中，因为前链条传动装置的星形轮不能被轴向移动并且由多个轴向安装链轮所组成的多级链轮装置显示出一大的轴向宽度尺寸，当链条应用于在轴向不同方向放置的星形轮和链轮上时，链条相对于一与轴向方向呈锐角穿过的一平面被倾斜，有时会发生链条从星形轮或链轮上移走的可能。然后，当在前链条传动装置和多级链轮装置之间保留一小的间隙时，因为相对于锐角交叉平面链条的倾斜变得更大了，所以链条可以更容易地被移走。

发明内容

本发明已经涉及了上面所述的情况，本发明的一个目的就是即使在两旋转轴之间保留小的轴间距、具有环形传送链圈的两个旋转元件中的每一个被驱动连接到两旋转轴的情况下，提供一种传动装置能够防止环形传送链圈从旋转元件上脱离。

本发明的另一目的就是将传动装置的尺寸减少或最小化。

尽管已知的装置有用于特定目的的用途，可是还是需要提供一改进的传动装置可以减少用于自行车的传统链传动系统。更确切地就是，需要一包括零件设计的改进的自行车传动装置来解决上述问题。

根据本发明的第一方面，一传动装置包括一与一第一旋转轴驱动相连的第一旋转元件，以及包括一个或多个第一旋转元件。此传动装置还包括一与第二旋转轴驱动相连的第二旋转元件，平行于第一旋转轴安装。此第二旋转轴被安装在第二旋转轴的旋转中心线方向并且具有比第一旋转元件数量多的第二旋转元件。

此传动装置还包括一个环形传送链圈，连接第一旋转元件和第二旋转元件用于在第一旋转轴和第二旋转轴之间传递旋转。链圈可以是皮带或链条。此传动装置还包括一个传动齿轮变速机构用于在所选择的其中一用于传动操作的第二旋转元件上定位环形传送链圈。

根据本发明的第一实施例，第一旋转元件被移动支撑在第一旋转轴上，此轴的旋转中心线方向的定位使得环形传送链圈被应用在第一旋转元件和第二旋转元件上，平行于以锐角穿过第一旋转轴的旋转中心线的平面。

根据本发明，可以完全防止环形传送链圈相对于锐角交叉平面的倾斜，这是因为第一旋转元件以下面的方式移动在一旋转中心线方向上，也就是在环形传送链圈在第二旋转元件其中之一上预先设定盘绕的数量多于在第一旋转元件上的数量的情况下，沿相对于旋转中心线的锐角交叉平面环形传送链圈被应用在第一旋转元件和第二旋转元件上。

作为结果，根据本发明的第一方面，可以获得下面的作用。也就是，环形传送链圈被保持在第一和第二旋转元件上与第一旋转轴和第二旋转轴之间的轴间距没有任何的关系，在短轴间矩的情况下也是一样，这是因为防止了环形传送链圈相对于与旋转中心线呈锐角穿过的平面的倾斜。

在第二方面中所述的本发明由通过第一旋转部件元件在第一方面中所述传动装置中的第一旋转元件；安装在第一旋转元件和第二旋转元件之间允许第一旋转元件在它的旋转轴上移动的滑动机构所组成，并且通过此滑动机构第一旋转元件被驱动连接到第一旋转轴。

根据上述情况，第一旋转元件在旋转中心线方向的移动范围被最小化，因为第一旋转元件的宽度在旋转中心线方向上被最小化。

作为结果，根据在第二方面中所述的本发明，除了在第一方面中所述本发明的效果之外可以获得下列的效果。也就是，在旋转中心线方向上传动装置的尺寸做得小，因为第一旋转元件的移动范围在旋转中心线方向上被最小化。

为了更完全地理解本发明，读者应结合附图参考下列详细的说明。在下列的详细说明以及附图中，相同的标记指示相同的零件。

附图说明

图1是配装有根据本发明一选定例示性实施例的传动装置的自行车的示意性左视立面图；

图2是安装在图1的自行车上的传动装置的截面图，沿图3中的II-II线截取；

图3是图2中传动装置的截面图，沿图2中的III-III线截取，为了展示目的传动装置的第二壳体部分被删除；

图4是图2和图3中部分传动装置的详细截面图，沿图2中的IV-IV线截取；

图5是图2和图3中部分传动装置的详细截面图，沿图3中的V-V线截取；

图6是图2和图3中部分传动装置的详细截面图，示出了变速器和张紧装置，沿图3中的VI-VI线截取；

图7是图2和图3中部分传动装置的详细视图，从图5中的箭头VII看过去；以及

图8是图2和图3中部分传动装置的详细截面图，沿图2中的VIII-VIII线截取。

具体实施方式

参考图1至图8，对所选择的本发明的例示性实施例进行解释。应该认识到下面的说明仅是对本发明进行解释，而不是对本发明进行限制。

参考图1中所示的自行车B，其中使用了根据本发明的传动装置T。此自行车B是通常所指的“山地自行车”类型，可用于越野以及坡路骑乘。自行车B可以使用在记时赛中，在未铺路的具有急转弯的赛道上下行，在林间的起伏区，和/或其它相似的地貌。

自行车B的主体框架F包括一个用于以转向方式枢轴支撑前叉5的头管1，导引在其下端处的前轮W_F的运动。前叉5包括一对在顶部连接的左右叉件。

主框架F还包括从头管1向下和向后延伸的一对分开的左右主框架部分2，以及在下部处从两主框架部分2的前端沿向后和向下的倾斜方向向下延伸的下管3。主框架F也包括一个呈鞍状的框架4，从每一主框架部分2的中心部分向后延伸以在其上支撑一个座椅或鞍状物6。

使用在这里的，在说明中“上和下”，“前和后”以及“左和右”的技术表达方式是相对于一自行车而言的，并且分别与自行车中的“上和下”，“前和后”以及“左和右”相对应，从一个坐在座位6上并且面对前方的骑车者这个角度来考虑的。另外，从一侧所看到的图是指从左或从右方向所看到的图。

一对包括前端8a的左右摇臂8，它与主框架部分2通过一旋转臂7枢转相连。摇臂8通过一固定在每个摇臂后端的轮轴9枢转支撑后轮W_R。摇臂以摆动方式在枢轴7处受到支撑，作为枢转部分被安装在主框架部分2的后部2a处。两摇臂8还通过一具有压缩弹簧10a和阻尼10b的悬架10被连接到两主框架部分2。摇臂8随同后轮W_R可以绕枢轴7按向上和向下两方向摆动。

包括传动装置T以及一驱动传送机构的主驱动轴11和传动装置被作为自行车B的组成部件被安装。如图1所示，传动装置T被安装在两主框架部分2的后部2a和下管3的后部元件3a之间，位于主体框架F的下部的后部2a的前面。

传动装置T装接于主驱动轴11的主轴11a以及上述的后框架部分2a，3a。当在俯视图中从上和下方向看时，驱动力传送机构位于主体中心线L1的右侧(如图2)，自行车车体的宽度方向(对应于右和左方向)以及传动装置T。

除图1以外参考图3，传动装置T具有一金属壳体20，包括一对右和左第一和第二壳体部分21，22，在许多形成在周边的螺栓连接区21a，22a(图2)处通过螺栓B1连接，以及后面所述的盖25。此壳体20在一对连接区20a处通过螺栓B2被固定于主框架2和下管3，此连接区形成在传动装置壳体20的外部边缘部分处。

作为踏板操纵主驱动轴的主驱动轴11具有一从右向左穿过壳体20下部的主轴11a，以及一对连接到突出在壳体20外侧的主轴11a的左右端的踏板臂踏板臂11b。然后，踏板12(如图1)被旋转安装在每一踏板臂11b上。

一输出轴24、一传动装置T的变速轴61以及枢轴7被安装在主驱动轴11的主轴11a的上面，并且延伸在壳体20的外侧，向左向右的延伸使它们的旋转中心线L4和中心轴线L5，L2可以彼此平行，而且每一L4，L5和L2可以平行于主驱动轴11的旋转中心线L3。然后，主驱动轴11，输出轴24，变速轴61和枢轴7在左右方向上占据重叠的位置，与此同时，从俯视图中看，它们交叉于主体的中心线L1。

枢轴7穿过并延伸在一对圆柱形衬套13中，此衬套保持在形成在每一主框架部分2的后部2a的枢轴毂2b处的每一通孔2c处以及形成在第一和第二壳体部分21，22的圆柱形元件21b，22b的每一通孔23处。枢轴7也被固定在每一主框架部分2的后部2a，如所述及的那样。

每一摇臂8通过下面一种结构以可摆动方式被支撑在枢轴7处，其中位于壳体20左右侧以及沿左右方向位于壳体20与每一主框架部分2的后部2a之间的前端8a通过一套环18和一轴承14被支撑在壳体20外侧突出的枢轴7上。

参考图1，输出轴24和枢轴7位于踏板臂11b的旋转轨迹中。于是，输出轴24和枢轴7相对于主体框架F的配置方式是，输出轴24的旋转中心线L4位于包括用于两摇臂8的摆动中心线L2(与枢轴7的中心线L2对应)和后轮W_R的旋转中心线L6(与轮轴9的中心线对应)的想象平面H中的一想象的摆动范围内。

亦即，尽管想象平面H围绕摆动中心线L2在上述想象摆动范围内对应于两摇臂8的摆动范围进行摆动，可是输出轴24的旋转中心线L4位于想象的摆动范围内。

参考图2和图3，壳体20中的输出轴24具有一右末端24a作为从第二壳体22向外突出的一端，并且主驱动链轮15作为一输出驱动旋转元件被连接到右末端24a。与这些图一起参考图1，一链条16，作为一柔性环形传送输出链圈被配置在主驱动链轮15和从动链轮17之间，从动链轮17作为输出从动旋转元件与后轮W_R驱动相连。应理解到如果作出适当的修改，一传送带可作为链圈来替代链条。

在这种情况下，主驱动链轮15，链条16和从动链轮17构成上述的驱动传送机构，用于驱动后轮W_R作为驱动轮。于是，输出轴24总是与后轮W_R协同操作并沿着名义旋转方向A0旋转(自行车向前行驶的旋转方向，其中当主驱动轴11按名义旋转方向A0旋转时各种轴和链轮的名义旋转方向在后面用符号A0代表)，并且有时沿着与名义旋转方向A0相反的方向旋转。

另外，本发明的主要说明将参考主驱动轴11和传动装置T。

参考图2和图3，传动装置T包括壳体20，连同一传动机构M1和一变速机构M2，两者都存在于壳体20中。主驱动轴11安放就位而延伸穿过壳体20并被壳体20保持。变速机构M2安装在壳体上以使传动机构M1变换到希望的传动位置，并被操作地连接到传动机构M1。

另外，传动机构M1提供有一单向离合器32，滑动机构S，主驱动链轮30，从动链轮件40，链条48以及输出轴24，在后面将对它们作出描述。

主驱动轴11，作为第一旋转轴，通过一对左右轴承25被转动支撑在壳体20上。每一安装在靠近主轴11a两端的轴承25被保持在壳体20里的相应壳体部分21、22之一处。主链轮元件30，作为第一旋转元件或驱动旋转元件被同轴地支撑在主轴11a上，处于两轴承25之间。主链轮元件30包括一主驱动链轮31。

主驱动链轮31通过一与主轴11a同轴设置的单向离合器32以及滑动机构S被驱动连接到主轴11a，然后主驱动链轮31被主驱动轴11旋转驱动。然后，如图2所示，主驱动链轮31和单向离合器32设置在沿主驱动轴11的旋转中心线L3的A3方向彼此不重叠的各位置上。

结合这些图参考图4，单向离合器32提供有一对棘轮爪32c作为离合元件，由主轴11a的一部分构成的离合器内部驱动部分32a，由会在后面进行描述的内圆柱体34一部分构成的离合器中间套环32b，以及由离合器内部驱动部分32a所保持的一环形弹簧32d。

每一棘轮爪32c以摆动方式在其底部32c1处被支撑在支撑部分32d1中，支撑部分32d1由在离合器内驱动部分32a的外部圆周表面上形成的槽口构成，每一棘轮爪32c由环形弹簧32d偏压使得它的末端32c2可以与形成在离合器中间套环32b的内部圆周表面上的许多齿32b1相啮合。

然后，当离合器内部驱动部分32a沿主驱动轴11的名义旋转方向A0相对于离合器中间套环32b旋转时，每一棘轮爪32c的末端32c2与爪32b1相啮合，因此离合器内部驱动部分32a和离合器中间套环32b被同时旋转。

相反地，当离合器内部驱动部分32a沿与名义准旋转方向A0相反的方向相对旋转时，每一棘轮爪32c的末端32c2不与齿32b1相啮合，作为其结果，离合器内部驱动部分32a和离合器中间套环32b能越过彼此独立地旋转。由于这个事实，单向离合器32只传送按主驱动轴11的名义旋转方向A0的旋转到主驱动链轮31，并且当主驱动轴11以相反的方向旋转时允许滑移。

参考图2和图3，一滑动机构S提供在单向离合器32和主驱动链轮31之间，能使主驱动链轮31在轴11上朝向旋转中心线方向A3相对于主轴11a轴向移动，并且同时与单向离合器32的离合器中间套环32b一起旋转。

滑动机构S提供有一内圆柱体34，其部分构成离合器中间套环32b，并且经由一对主轴11a外部圆周上的轴承33被旋转支撑在主轴11a，并与之同轴。

滑动机构S还包括一外圆柱体35，同轴心安装在内圆柱体34的外部，以及作为接合机构的球花键机构安装在内圆柱体34的外部圆周表面和外圆柱体35的内部圆周表面之间的球花键机构(ball spline mechaicsm)36。然后，主驱动链轮31和链条导引件37被连接到外圆柱体35并且被螺栓B3整体紧固；主驱动链轮31，链条导引件37以及外圆柱体35以整体方式被旋转，并且一起沿主轴11a在旋转中心线的方向上轴向移动。

提供的球花键机构36用于整体旋转内圆柱体34，主驱动链轮31和外圆柱体35，也就是整体旋转滑动机构S和主驱动链轮31并使主驱动链轮31和外圆柱体35能相对于内圆柱体34和主轴11a在旋转中心线方向A3上被移动。

球花键机构36包括一对半圆形截面的存储凹槽36a，36b，形成得在直径方向上彼此面对，在内圆柱体34的外部圆周表面和外圆柱体35的内部圆周表面上沿圆周方向处于相同的角位置上；并且包括由多个滚珠36c组成的一排滚珠作为接合元件可旋转地存储在一对存储凹槽36a，36b中并且在圆周方向与内圆柱体34和外圆柱体35相接合。

作为所述对存储凹槽36a、36b，有多组，在此优选实施例中设置有五组，每个存储凹槽36a，36b在旋转中心线方向A3的宽度大于所述排滚珠在旋转中心线方向A3的宽度，并且主驱动链轮31能够在旋转中心线A3方向上在一移动范围内被平移，该移动范围与后述的变速器60的导向滑轮63的换位移动范围的平移活动范围相同。

然后，内圆柱体34和外圆柱体35提供有第一止动器34a，35a以及第二止动器34b，35b，用于限制所述排滚珠在旋转中心线A3方向上的移动以便限定主驱动链轮31和外圆柱体35的上述移动范围并且防止滚珠36c的掉落。

作为第二旋转轴的输出轴24通过一对轴承38被旋转支撑在壳体20中，每一轴承被保持在壳体20中的壳体部分21，22处。出于这个事实，壳体20是一被固定在及安装在主体框架F上的元件以便能以可旋转的方式支撑主驱动轴11和输出轴24并且通过轴11和轴24支撑传动机构M1中的其它组成元件，而且还支撑变速机构M2。

用于传动的多级从动旋转元件作为第二旋转元件由多于主驱动链轮31数量的预定数量所组成并与输出轴24驱动相连。多级从动旋转元件在与主体中心线L1交叉的各位置上提供有主驱动链轮30的各旋转元件，如俯视图所示，其方式使得从动旋转元件总是与在两轴承38之间的输出轴24一起旋转。

本优选实施例中所述的多级从动旋转元件是一由传动链轮41至47所组成的多级从动链轮元件40，各传动链轮用作具有所述预定数量7和不同的外径(也就是，顶部直径)的用于7种不同传动的第二旋转元件。

然后，7个传动链轮41至47，范围从最快速度7-具有最小外径的速度传动链轮47到最慢速度1-具有最大外径的速度传动链轮41，在也作为从动链轮元件40的旋转中心线的旋转中心线L4的方向44上被一个靠一个安装，用花键联接在外圆周表面上与输出轴24同轴并且与输出轴24驱动连接。

传动链条48作为柔性环形链圈被应用在主链轮元件30和从动链轮元件40上，然后旋转运动通过链条48在主驱动轴11和输出轴24之间被传送。更实际地，变速机构M2被设定以使链条48被应用在主驱动链轮31和一作为某一传动链轮的操作链轮之间，操作链轮由变速机构M2从传动链轮41至47中选择，并且通过在传动链轮41到47中重新放置链条48而使得链条48盘绕其上(图2中的传动链轮47)。

作为上述各元件配置的结果，输出轴24在由通过链条48驱动连接到主驱动链轮31的上述操作链轮所确定的传送比下通过主驱动轴11被旋转驱动的。然后，输出轴24的动力通过主驱动链轮15，链条16以及从动链轮17(参考图1)被传递到后轮W_R。

参考图3，图5和图6，经由传动操作机构50操作的变速机构M2由一具有导引滑轮63以及具有张紧紧滑轮72的张紧张紧施加装置70的变速器60所组成。然后，链条48被盘绕在主驱动链轮31和所述链轮上，以及导引滑轮63和安装于链条48松驰一侧的张紧张紧滑轮72上。

结合这些附图并参考图1，传动操作机构50包括有一由操作者进行操作的传动杆或类似物组成的一传动操作元件51；一用于操作连接传动操作元件51与变速器60来传递传动操作元件51的操作至变速器60的线52；一覆盖线52的外管53。然后，线52的靠近线壳体20的延伸长于外管53的部分被一用于防水和防尘的波纹管57所覆盖。

参考图2、3以及图5至图7，变速器60包括有一旋转支撑在壳体20上的变速轴61；一基端62a1，62b1滑动安装于变速轴61并支撑在变速轴61上的变速臂62，安装方式使得它们可以转动和在中心轴线方向上平移；一作为导向旋转元件、旋转支撑在变速臂62的末端62a2，62b2上的导向滑轮63；一作为响应传动操作机构50所执行的传动操作来相对于变速轴61移动变速臂62的操作元件的销65；一相对于变速轴61施加平衡力矩Tb来平衡从变速器62作用于变速轴61的力矩Ta的平衡弹簧66；以及后面所要讲到的用于使变速臂62回到第一位置的复位弹簧64。

变速轴61被支撑在壳体20上使其中心轴线5平行于导向滑轮63的旋转中心线17和从动链轮元件40的旋转中心线L4。更实际地，变速轴61的一端61a被安装在通过螺栓B4连接到第一壳体21的盖25的圆柱体25a的一个保持孔25c里，并且通过盖25被支撑在第一壳体21上，另一端61b被安装在第二壳体22的一个保持孔22c里并且被支撑在第二壳体22上。

变速器轴61在中心轴线方向A5沿一个方向上的移动(在图2和图5中向左的方向)通过下述机理被限制，即安装在一形成在变速轴61外部圆周表面上的台阶部的垫圈67抵靠于形成于盖25上的具有保持孔25c的圆柱25a的末端。

变速器轴61在中心轴线方向A5沿另一个方向上的移动(在图2和图5中向右的方向)在允许变速器轴61旋转的状态下通过下述机理被限制，即安装在一形成在外部圆周表面上的环形凹槽的定位环69在一端61a抵靠配装于从盖25突出部分的外部圆周表面的一垫圈68。

包括一端66a与盖25相接合的一扭转线圈弹簧的平衡弹簧66的另一端66b与具有固定于它的用于导引线52的导向管56线并具有线52插入其中的插入孔61c的一端61a相接合。

于是，在变速轴61随同变速臂62的旋转而旋转的情况下，平衡弹簧66产生基于弹簧力的平衡力矩Tb会作用在变速轴61上，因此变速轴61在它旋转方向上的一位置被确定并且变速臂62和导向滑轮63在旋转支撑于壳体20上的变速轴61上以这样一种方式旋转，即链条48能够响应于传动操作机构M2的传动操作重新放置于具有不同外径的传送链轮41至47之一中。

变速轴61形成有一储放孔61d用于可动地储放一圆柱体形状的操作元件54，此元件通过定位螺丝55连接到线52，定位螺丝在中心轴线L5的方向A5上紧固线52；以及作为导向部的导向孔61e，用于导引通过与操作元件54相接合而由上述操作元件54移动的销65。

存储孔61d是一个圆柱形孔，变速轴61的中心轴线L5作为它的中心轴线。导向孔61e被开通于存储孔61d并且由一对沿其直径方向上位于变速轴61相对侧的纵向孔所组成。每一所述的纵向孔延伸在中心轴线方向A5上并且同时形成为沿圆周方向上。

销65被插入在导向孔61e中，与变速轴61相接合(参考图2和图6)，导致变速臂62和导向滑轮63相对于变速器轴61在后面所述的换挡移动范围内旋转，同时由导向孔61e导引并响应于由传动操作装置M2所执行的传动操作而移动，且同时朝向变速轴61的中心轴线方向A5被平移。

变速臂62具有一个滑动配装于变速器轴61的外部圆周以在中心轴线方向A5上移动并转动的圆柱形毂62c；一对第一和第二臂62a，62b，其基端62a1，62b1被压装配合于毂62c的外部圆周并且被固定在此处；铆钉62e，作为一连接元件插入到安装在两臂62a、62b末端处的一套环62d以连接两臂62a、62，套环限定位于两臂62a、62b之间的间隙b；以及一旋转支撑在与铆钉62e外部圆周相配合的套环62d的外部圆周上并且用于在第一和第二臂62a、62b之间旋转支撑导向滑轮63的支撑轴62f。

然后，链条48盘绕在其上的导向滑轮63绕支撑轴62f被旋转，支撑轴62f的中心线平行于从动链轮40和输出轴24的旋转中心线L4并且被使用为旋转中心线L7。

还是根据图8，变速臂62由销65所驱动，销65响应于基于传动操作元件51的操作所产生的传动操作而移动，并且插入到导向孔61e中以便在中心轴线方向A5上平移并且在变速轴61的圆周方向上旋转的销65被固定于变速臂62。因为这一事实，延伸穿过导向孔61e和毂62c的一对通孔62c1的销65的两末端被压装于形成在第二臂62b的基端62b1的一对通孔62b1中并固定在此处。

另外，第二臂62b的末端形成有弹簧储放部分62b2，用于存储张紧装置70的张紧弹簧73，这一点在后面会被描述到，并且张紧弹簧被设置在弹簧储放部分62b2中以围住铆钉62e。

参考图5，由压缩线圈弹簧构成的一复位弹簧64以这样的方式被安装壳体20中，也就是它的一端紧靠着盖25的弹簧槽，并且另一端紧靠着第一臂62a的基端62b1。于是，复位弹簧64以这样的一种方式偏置变速臂62，使得当变速臂62占据链条48被盘绕在传动链轮47上的最大速度传动位置的第一位置时，第二臂62b的基端62b1紧靠形成在第二壳体22上并形成有保持孔22c的止动器22d。在此时，销65被定位在导向孔61e的一端并且在它和此孔一边缘61f之间形成一小的间隙。

参考图3和图4，张紧装置70包括一被旋转支持在第一和第二臂62a、62b之间的变速臂62的套环62d上的保持装置71；作为张紧旋转元件旋转支撑在保持装置71上的张紧滑轮72；以及一张紧弹簧73。保持装置71包括有一对在其底端压装在和固定在支撑轴62f的外部圆周上的第一和第二臂71a，71b；安装在两臂71a，71b末端的套环71c限定了在两71a，71b之间的间隙并且作为张紧滑轮72的支撑轴；插入在套环71c中并且作为一连接件而保持套环71c连接到两臂71a，71b的铆钉71d；以及一与套环71c的外部圆周相配合的轴承71e。

张紧滑轮72通过轴承71e被旋转支撑在处于第一和第二臂71a，71b之间的套环71c上。然后，在第一和第二臂71a，71b被用作链导向元件的同时，链条48被盘绕在一导向滑轮63和一张紧滑轮72上。

如图3所示，包括有扭转线圈弹簧的张紧弹簧73在一端73a与第二臂62b相配合而在另一端73b与张紧装置70的第二臂71b相配合，它的弹力偏置保持装置71以及从而张紧滑轮72，对链条48施加适合的张紧力以防止链条48的松驰。

现在参考图2、3和图5，描述导向滑轮63的换挡运动范围以及在换挡运动范围内的使由导向滑轮63所导引的链条48的重新置放于传动链轮41至47中的每一个的导向滑轮63的移动轨迹。

在传动操作机构50的传动操作下所述导向滑轮36的换挡运动范围由在复位弹簧64的弹力作用下变速臂62紧靠止动器22d的第一位置以及销65在一个方向上(图2和图5中向左方向)移动并且变速轴臂62紧靠用作止挡件的垫圈67以使在中心轴线方向A5上的位置由盖25的圆柱体25a所设定的第二位置所限定。

在上述换挡运动范围内的沿中心轴线方向A5的运动范围的平移运动范围以下面这种方式来设定，即导向滑轮63能够在相同中心轴线方向上占据各传动链轮中的、沿中心轴线方向A4位于从动链轮件40两端处的最小外部直径的传动链轮47以及最大外部直径的传动链轮41的位置，并且在这种情况下，其根据所述第一位置处的止动器22d的位置以及在所述第二位置上垫圈67的沿中心轴线方向A5的位置来确定。

而在所述换挡移动范围内在旋转方向上移动范围的旋转移动范围对应于最小外部直径的传动链轮47和最大外部直径的传动链轮41按下面这种方式来设定，导向滑轮63占据在直径方向上与这些传动链轮47、41向外间隔开预设距离的位置。

在这种情况下，变速轴61相对于壳体20是可旋转的，且变速轴在沿中心轴线方向A5上的运动被基本禁止的状态下被支撑，使得所述旋转移动范围按照导向孔61e的形状以及作用在变速臂62上的张紧弹簧73的弹力而产生，并且其按照变速轴61在旋转方向上的平衡位置来确定，在该平衡位置力矩Ta与平衡力矩Tb在所述第一位置和所述第二位置处于平衡，力矩Ta通过销65作用在变速轴61上而平衡弹簧66的弹力产生作用在变速轴61上的平衡力矩Ta以便平衡力矩Tb。

两个力矩Ta，Tb的方向和大小受诸如张紧弹簧73的弹簧常量、平衡弹簧66的弹簧常量、每一弹簧73，66弹力的作用位置以及变速轴61，变速臂62以及导向孔61e中的每一个的形状的影响。因此，将对某一情况作为一实例进行描述，在此情况中所述旋转移动范围和所述移动路经按照张紧弹簧73和平衡弹簧66的弹力设定。

如图2和图3中实线所示，当变速臂62从而导向滑轮63占据所述第一位置时，作用在变速轴61上的两力矩Ta，Tb，即由一端73a与第二臂62b相接合的张紧弹簧73的弹力产生的力矩Ta以及平衡力矩Tb被保持在它们的平衡状态。

调整所述平衡位置以便导致导向滑轮63占据所述设定的第一位置是通过在所述第一位置调整平衡弹簧66的弹力的初始负载进行的。更具体际地，图7所示，盖25形成有一对插入孔25b，此孔包括弧形纵向孔，一对螺栓B4中的每一个被插入其中，平衡弹簧66的初始负载通过沿这些插入孔25b调节盖25在其圆周方向上的位置进行调整。

另外，如图2和图3中一列双虚线所示，作用在变速轴61上的力矩Ta以及平衡力矩Tb在变速臂62因而导向滑轮63占据所述第二位置的情况下也被保持在平衡状态。于是，平衡弹簧66的弹性常量以导向滑轮可以占据所述设定的第二位置的方式来设定。

更具体地，在变速臂62占据由于通过传动操作机构50作用在销65上的作用力而相对于所述第一位置绕以顺时钟方向旋转的所述第二位置的情况下，如图3所示，由变速臂62和张紧装置70的保持装置71所保持的角度的增加导致了张紧弹簧73弹力的增加，于是作用在变速器轴61上的力矩Ta也被增加了。

平衡弹簧66可以产生与上述预设的角度成比例增加的弹力，因为变速轴61在变速臂62旋转而力矩Ta增加时仅只在第一位置上沿旋转方向从一位置逆时针方向旋转一预定角度。也是，平衡弹簧的弹性常数通过下面的方式设定，就是基于弹力的增加了的平衡力矩Ta以及增加了的力矩Tb可以被平衡在导向滑轮63占据所述第二位置的所述平衡位置。

因为这一事实，在所述第二位置上从所述平衡位置上的所述第一位置获得的导向滑轮63的旋转角变为一个小的角度，在假设变速轴61不旋转时，其以所述预定角度(例如10度)小于根据导向孔61e的形状所确定的旋转角度(例如40度)。

于是，如上面所述的这种张紧弹簧73以及一平衡弹簧66的弹力的设定导致了导向滑轮63在除了所述第一位置和所述第二位置以外的所述换挡移动范围内在所述移动路经上以这样一种方式被移动，也就是当变速轴61占据所述平衡位置时，其可以相对于在每一传动位置上的每一传动链轮42至46在中心轴线方向A5上占据相同的位置，以及它可以占据沿直径向外方向以预设距离间隔开的位置。

因为这一事实，当传动操作元件51被操作以及连接到线52的操作元件54朝中心轴线方向A5的一个方向(向左方向，如图2和图5)被移动以便指向存储孔61d中的一端61a用于执行朝向慢速一侧的换链时，在通过移动操作元件54施加的操作力作用下，变速臂62连同由导向孔61e导引的销65在所述换挡移动范围内、沿中心轴线方向A5在变克服平衡弹簧66的弹力旋转的速轴61上克服复位弹簧64的弹力被平移，并且它同时绕变速轴61旋转。

由与变速臂62一起移动的、占据由传动操作元件51的操作量所决定的传动位置的导向滑轮63所导引的链条48被盘绕在所述操作链轮上，所述操作链轮是对应于传动位置、另外从一组传动链轮41至47中选择的链轮，并且主驱动链轮31和所述操作链轮通过链条48驱动相连。

然后，对于上述所构成的优选实施例的作用和效果做出描述。

如图2和图3所示，在传动链轮47通过具有放置在所述第一位置的变速臂62的变速器60从一组传动链轮41至47中被选择作为所述操作链轮的状态下，亦即7速位置被选择作为传动位置的状态下，通过骑乘者操作踏板12沿名义旋转方向A0被旋转的主驱动轴11通过单向离合器32和滑动机构S旋转驱动主驱动链轮31。基于这个事实，单向离合器32和滑动机构S被安装在从主驱动轴11至主驱动链轮13的动力传送路经上。

在由两链轮31、47所确定的传动比下，主驱动链轮31通过链条48旋转驱动传动链轮47，输出轴24和主驱动链轮15。主驱动链轮15通过链条16旋转驱动从动链轮17(参考图1)以及后轮W_R。由驾驶员旋转驱动的主驱动轴11的动力通过主驱动链轮31、链条48以及传动链轮47被传送到输出轴24，输出轴24的动力通过所述驱动力传递机构被传送到后轮W_R，因此自行车可运行在7速位置上。

当变速操作元件51被操作用来例如从低速传动链轮41到46选择传动链轮41作为所述操作链轮以便通过变速器60变换传动位置时，通过线52在中心轴线方向A5上沿向左方向移动的操作元件54推动销65使得由导向孔61e导向的销65朝向导向孔61e的另一边缘61g被移动，如图2所示。

在此时，如图2所示，与销65和导向滑轮63一起移动的变速臂62在变速轴61上以向左方向在中心轴线方向A5上被平移并且同时它们以顺时针方向绕变速轴61旋转，如图3所示，并且当变速臂62抵靠垫圈67时，它们可占据第一速度位置(这个第一速度位置也是所述第二位置)，在图2和图3中这一传动位置由双点化线示出。此时销61p的状态在图5中以双点化线示出。

然后，在图2中与导向滑轮63一起向左移动的链条48被从传动链轮47替换至传动链轮41并且与主驱动链轮31通过链条48驱动连接。在此时，通过滑动机构S可旋转中心线方向A移动的主驱动链轮31通过沿旋转中心线方向A3的链条48的部分张紧力沿旋转中心线方向A3在主轴11a上移动并且占据如图2中双点化线所示的位置。另外，张紧轮72占据通过张紧弹簧73向链条48施加适合张紧的位置。

另外，当传动操作元件51被操作以便使线52这样一种方式松驰，使得所述操作链轮从传动链轮41以外的较快的速度传动链轮42至47中被选择时，复位弹簧64导致了变速臂62朝向所述第一位置移动，导向滑轮63选择快速传动链轮42至47作为所述操作链轮并且链条48被替换至所述操作链轮。而且在此时，链条48导致主驱动链轮31在旋转中心线方向A3上移动至对应于新的传动位置的位置，同步于变速臂62的运动，并且自行车在新的变速位置上以传动速率运动。

在传动位置以相似方式被改变的情况下，变速臂62，导向滑轮63和张紧轮72响应于传动操作元件51的操作被朝向希望的传动位置移动，而且与此同时，主驱动链轮31沿旋转中心线方向在主轴11a上通过在旋转中心线方向A3上的链条48的部分张紧力被移动。然后，对应于希望变速位置的所述一个操作链轮从一组链轮41至47中通过变速器60被选择，并且主驱动链轮31和操作链轮通过链条48被驱动相连。

通过这种方法，链条48沿与主驱动轴11的旋转中心线13呈直角交叉的平面(这个直角平面在图2中平行于主体中心线L1)，也就是与所述直角交叉平面相平行地被套在主驱动链轮31和从动链轮40的所述传动链轮，这是因为主驱动链轮31在顺从用于转换传动位置的变速臂62的运动的同时在与变速臂62的在上述换挡移动范围内的平移方向相同的方向上移动。

因为这一事实，在其中套在与主驱动轴11驱动相连的主驱动链轮30和与平行于主驱动轴11的输出轴24驱动相连的、排列在旋转中心线方向A4并且由多于主驱动链轮31的数量的预设数量的传动链轮41至47所组成的从动链轮上的链条48由变速机构M2移位的传动装置T的情况下，主链轮件30的主驱动链轮31在旋转中心线方向A3上以下面的方式被可移动地支撑在主驱动轴11上，也就是，链条48沿着以直角与旋转中心线L3交叉的所述直角交叉平面套在主链轮件30的主驱动链轮31以及从动链轮件40的传动链轮41至47的每一个即所述操作链轮上，因此即使在链条48被盘绕在传动链轮41至47中的任何一个上的情况下，主链轮件30以下面的方式移动在旋转中心线方向，即链条48沿相对于旋转中心线L3的所述直角交叉平面被套在主链轮件30以及从动链轮40上，这样可以防止链条48相对于所述直角交叉平面发生倾斜，并且可以防止链条48从主驱动链轮31或传动链轮41至47上松脱，而与主驱动轴11和输出轴24之间的轴间距没有任何关系(这个轴间距对应于旋转中心线L3和旋转中心线L4之间的距离)，即使在轴间距小的情况下。另外，在自行车惯性运动状态过程中，以及在骑乘者在自行车B运动过程中停止操作踏板12以使主驱动轴11停止时或在主驱动轴按反方向旋转的状态下的行驶过程中，链条48可以被防止从主驱动链轮31或传动链轮41至47上脱落。

另外，主链轮件30由一主驱动链轮31构成，主链轮件30能够通过安装在主驱动轴11和主链轮件30之间的滑动机构S移动在旋转中心线方向A3上，并且同时，主驱动链轮件被驱动连接到主驱动轴11，因此主链轮件30在旋转中心线方向A3上的移动范围被最小化并且传动装置T的尺寸在旋转中心线方向上被做得小。

在单向离合器32设置在所述动力传递路经上和滑动机构S的情况下，滑动机构S被设置在单向离合器32和主链轮件30之间，因此与其中一中间元件，例如单向离合器出现在滑动机构S和主链轮件30之间的情形相比较，当主链轮件30在旋转中心线方向A3上移动时的惯性变得低，使得主链轮件30的运动在传动过程中变快并且防止链条的松脱效果会得到进一步的改善。

在其中套在主链轮件30和由多个传动链轮41至47组成的多级从动链轮件40上的链条48通过变速机构M2在多个传动链轮41至47中替换的传动装置T的情况下，驱动连接到总是与后轮W_R协同操作并且旋转的输出轴24的从动链轮件40被设置装成总是以整体的方式旋转，用于向主链轮件30传送主驱动轴11的沿名义旋转方向A0的转动的单向离合器32被设置在从主驱动轴11至主链轮元件30的所述动力传送路经上，因此即使在自行车B的惯性操作时间下，与总是与后轮W_R协同操作并且旋转的输出轴24一起旋转的从动链轮元件40以及通过链条48盘绕在从动链轮元件40并且与之驱动连接的保持于运行状态的主链轮件30也处于转动状态且链条48也保持在其运行状态，这样传动可以通过变速机构M2被执行，导致了如果自行车B处于运行状态传动总是可以按希望进行，并且自行车B的运行性能被改进。

主链轮件30和单向离合器32与主驱动轴11同轴设置并且位于在主驱动轴11的旋转中心线方向A3它们不重叠的一位置上，因此安装成与主驱动轴11同轴的主链轮元件30和单向离合器32在直径方向上的尺寸不会被主驱动轴11和主驱动链轮件30所限制，使得离合器性能例如一离合器容量或类似性能可以被轻易地保证并且它们可以被设置而不会产生任何的单向离合器32性能减少。另外，确保主驱动轴11的所希望的刚度是容易的，因为主驱动轴11的轴元件11a的轴直径不需为了安装单向离合器32而变得小。

沿中心轴线方向A5以可旋转和可平移方式支撑用于旋转支撑使链条48盘绕在构成从动链轮件40的多个传动链轮41至47之一的导向滑轮63的变速臂62的变速轴61通过以下方式被支撑在壳体20上，也就是，它的中心轴线L5变为与导向滑轮63的旋转中心线L7以及从动链轮元件40的旋转中心线L4平行，因此变速臂62绕平行于从动链轮元件40和导向滑轮63的旋转中心线L7的中心轴线L4旋转，使得不需要设置任何特定的元件用于保持与导向滑轮63的旋转中心线L7和从动链轮元件40的旋转中心线L4的平行关系，除了支撑变速臂62的变速轴61以外。因此，变速器60的结构被简化并且元件的数量被减少，后续的成本也被减少了。

另外，变速轴61被旋转支撑在壳体20上，变速器60设置有平衡弹簧66用于响应通过变速轴61的旋转所产生的弹力产生作用在变速轴61上的平衡力矩Tb，变速轴61的旋转伴随着变速臂62随同销65的旋转，销65在响应传动操作机构50的传动操作由导向孔61e引导的同移动，以使此平衡力矩与变速臂62通过销65作用在变速轴61的力矩Ta平衡，因此当链条48在多个变速链轮41至47之间被替换时，变速臂62通过销65相对于变速轴61平移和旋转，并且同时变速轴61由变速臂62通过销65作用在变速轴61的力矩Ta被旋转，尽管响应所述旋转产生的平衡弹簧66的弹力生成的平衡力矩Tb与力矩Ta平衡并且导向滑轮63占据预定的替换位置。在此时，变速轴61不是固定于壳体20，可是它的旋转仅受平衡弹簧66的制约，于是通常超过外力的额外的外部力作用在变速臂62，例如，在驾驶者骑车的状态下自行车B向后运动，当链条48与从动链轮元件40在传送操作过程中配合时产生的过度的张紧，并且当锁定时链条与从动链轮一起旋转导致了过度的力矩产生在变速臂62处并且当过度的力矩作用在销61和变速轴61上时，变速轴61变形平衡弹簧66并旋转，导致了过度的力矩被松开并且作用在变速臂62、销65和变速轴61上的过度的力矩会被减少，可以防止这些元件在过度力矩下的变形并且使得变速器60和后续的变速装置T表现出改善的耐久性。

处于传动装置T的输出轴24在它位于传动装置T中的布局中可以被容易地换掉并且在其布局中的自由度可以被增加以适合主体框架F或枢轴7在位置上的改变，因为链条48被用于驱动连接所述链轮，此所述链轮驱动连接到具有驱动连接链条16的输出轴24和主驱动链轮31上。

下面将对一部分所述优选实施例中涉及优选实施例的修改结构作出说明。

传动装置T的壳体20可以由合成树脂制成。另外，传动装置T可能不设置壳体20，并且在这种情况下，主驱动轴11，输出轴24和变速器60装设于主体框架F上或通过一支撑元件例如与主体框架F形成一体的支架和类似物被支撑在主体框架F上。

链圈被用作环形传动链圈用于传动操作并且另外的滑轮被用作驱动旋转元件以及从动旋转元件也是可行的。另外，环形链圈用作用于后轮W_R的输出环形链圈并且滑轮被用作输出驱动旋转元件和输出从动旋转元件也是可行的。

在所述优选实施例中，尽管主驱动链轮30是由用作一旋转元件的主驱动链轮31所组成，可是由设置在旋转中心线方向A3并且具有不同顶端直径的多个主驱动链轮所组成的主驱动链轮也是可行的。

同样可行的是，设置于滑动机构S的所述接合机构是由几个形成在内圆柱34的外部圆周表面上和外圆柱35的内部圆周表面上的突起以及几个与这些突起相配的凹槽所构成的花键。

在主驱动链轮件是与主驱动轴11分开并且同轴设置在通过传动机构由主驱动轴11所旋转驱动的中间旋转轴上的情况下，单向离合器32被设置在范围从主驱动轴11到所述主驱动链轮件的动力传送路经上，例如，在所述中间旋转轴和主驱动链轮件之间。

尽管本发明在这里已经通过示出的实施例进行了说明，可是在前的描述是用于说明而不是用于限定的。本领域技术人员应认识到本实施例的许多可以进行的修改是可行的。所有在权利要求范围内的这些修改应在本发明的范围和精神内。

Claims (15)

1、一种传动装置，包括：

一第一可旋转构件，包括第一可旋转轴以及至少一个操作装接于所述第一可旋转轴上的第一可旋转元件；

一第二可旋转构件，包括平行于所述第一可旋转轴设置的第二可旋转轴，所述第二可旋转构件还包括操作装接于所述第二可旋转轴上的多个第二可旋转元件，所述第二可旋转元件数量大于所述第一可旋转构件的可旋转元件的数量；

一环形链圈，相互连接所述第一可旋转构件和所述第二可旋转构件以在其间传递旋转；和

一变速机构，用于在所述预定数量的所述第二可旋转元件中定位所述环形传动链圈用于传动操作；

其中所述环形链圈平行于以直角与所述第一可旋转轴中心线交叉的平面套装在所述第一可旋转构件以及所述第二可旋转构件上。

2、根据权利要求1所述的传动装置，其中，所述第一可旋转构件还包括一设置在所述第一可旋转轴和第一可旋转元件之间的、使得所述第一可旋转元件可以相对于它的旋转中心线轴向移动的滑动机构，而且其中所述第一可旋转元件通过所述滑动机构被连接到所述第一可旋转轴上。

3、根据权利要求2所述的传动装置，其中，所述滑动机构包括一球花键机构。

4、根据权利要求2所述的传动装置，其中，所述滑动机构包括一内管套，一同轴心围绕所述内管套的外管套，以及多个设置在所述内、外管套之间的球轴承。

5、根据权利要求1所述的传动装置，还包括一装放所述第一和第二可旋转元件以及所述链圈的中空壳体。

6、一种自行车，包括权利要求1所述的传动装置。

7、根据权利要求1所述的传动装置，其中，所述链圈是一链条，其中所述第一可旋转元件包括一链轮，并且还包括一邻近所述第一可旋转元件的所述链轮的链条防护装置。

8、一种传动装置，包括：

一第一可旋转构件，包括第一可旋转轴以及至少一个驱动连接于第一可旋转轴的第一可旋转元件；

一第二可旋转构件，包括平行于所述第一可旋转轴设置的第二可旋转轴，所述第二可旋转构件还包括多个数量大于所述第一可旋转元件的第二可旋转元件；

一环形链圈，相互连接所述第一可旋转构件和所述第二可旋转构件以在其间传递旋转；

变速机构，用于在所述预定数量的所述第二可旋转元件中定位所述环形传动链圈用于传动操作；和

一设置在所述第一可旋转轴和所述第一可旋转元件之间的、能使第一可旋转元件相对于其旋转中心线轴向移动的滑动机构，并且其中所述第一可旋转元件通过所述滑动机构被连接到所述第一可旋转轴。

9、根据权利要求8所述的传动装置，其中，所述滑动机构包括有一球花键机构。

10、根据权利要求8所述的传动装置，其中，所述滑动机构包括一内管套，一同轴围绕所述内管套的外管套，以及多个设置在所述内、外管套之间的球轴承。

11、根据权利要求8所述的传动装置，还包括一装放所述第一和第二可旋转元件以及所述链圈的中空壳体。

12、一种自行车，包括权利要求8所述的传动装置。

13、根据权利要求8所述的传动装置，其中，所述链圈是一链条，其中所述第一可旋转元件包括一链轮，并且还包括一邻近所述第一可旋转元件的所述链轮的链条防护装置。

14、一种用于自行车的传动装置，设置有一变速器，包括：

一变速轴，支撑在设置在主体框架上的支撑构件上并且形成有导引部；

一可动地支撑在所述变速轴上的变速臂；

一可旋转导引件，可旋转地支撑在所述变速臂上并具有盘绕构成传动可旋转构件的多个可旋转元件的环形传动链圈；和

一操作元件，用于通过在响应传动操作由所述导引部导引的同时移动且同时朝向所述变速轴的中心轴线平移所述变速臂而相对于所述变速轴旋转所述变速臂，其特征在于：

所述变速轴通过这样一种方式被支撑，使得所述中心轴线平行于可旋转导引件的旋转中心线以及传动可旋转构件的旋转中心线。

15、根据权利要求14所述的用于自行车的传动装置，其中，所述变速轴可旋转支撑在所述支撑构件上；所述变速器具有一平衡弹簧，以使与从所述变速臂作用于所述变速轴的力矩平衡的平衡力矩作用于所述变速轴；并且所述平衡力矩是基于所述平衡弹通过伴随有所述变速臂的旋转的所述变速轴的旋转产生的弹簧力。

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