CN207917077U - 一种辐板连接的一体式飞轮 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种辐板连接的一体式飞轮，包括齿圈以及多个环形的支撑部，第一级支撑部包括第一辐板以及均布在第一辐板上的若干个第一筒体，第二级支撑部包括第二辐板以及若干个均布在第二辐板上的第二筒体，以此类推；相邻的支撑部之间，第一辐板与下一级支撑部的筒体其中一端搭接形成第一搭接点，第一筒体的其中一端与第一辐板的内侧搭接，第一筒体的另一端与第二辐板外侧搭接固定形成第二搭接点；第一齿圈固定在第一搭接点，第二齿圈固定在第二搭接点上；第一辐板呈环形，第一辐板远离第一齿圈的内侧具有呈完整圆环形的板筋。本实用新型具有寿命长、高刚度并且抗扭能力强的优点。

Description

一种辐板连接的一体式飞轮

技术领域

本实用新型涉及一种自行车变速部件，尤其涉及一种辐板连接的一体式飞轮。

背景技术

随着社会的进步，现今各种交通工具对于轻量化、高强度的要求越来越高。目前自行车通常是通过材料轻量化与结构轻量化来进行减重，并且轻量化是以强度与刚度有足够的保障为前提，特别是对于运动型自行车来说，其对变速链轮的强度与刚度有更高的要求。而变速链轮为自行车中最重要的零部件之一，其基本的性能需求是在质量一定的情况下，强度与刚度越高越好。

变速链轮为多层齿圈结构，通常有两种典型结构形式，一种是以SHIMANO 公司为代表的冲压齿圈通过铆接叠装在一起形成变速链轮，另一种是以SRAM 公司为代表采用锥形空心体做支撑结构的一体式飞轮。前一种产品往往刚度与强度较小，承载能力较弱，并且质量较重，但加工工艺性相对较好；后一种为锥形空心体结构，且通常多数齿圈是由一块材料加工而成，因而具有较高的强度与刚度，但该种设计中，每层齿圈必对应有一个与回转轴线同轴的圆筒，这种结构在相临两层齿圈的齿数相差较小时工艺性很差，不利于加工出减重孔与正负齿，同时质量也较大，此外，如申请号为200910004713.4的专利所示，因产品减重需要，在齿的对应部位将筒体与辐板一起开出了大量的减重槽，形成了所谓的桥接部，该桥接部实际已为一种杆状的悬臂梁，其强度与刚性均因减重槽的开出而大大降低。

实用新型内容

本实用新型旨在解决上述所提及的技术问题，提供一种寿命长、高刚度并且抗扭能力强的辐板连接的一体式飞轮。

本实用新型是通过以下的技术方案实现的：

一种辐板连接的一体式飞轮，包括多个大小不同的、用于接纳链条且将由该链条传来的周向力传至自行车后轮轮毂的齿圈以及用于固定相邻齿圈的环形的支撑部，该链条可以通过变速机构从一个齿圈换至另一个齿圈；支撑部包括由辐板和筒体组成的第一级支撑部、第二级支撑部…以此类推；第一级支撑部包括第一辐板以及均布在第一辐板上的若干个第一筒体，第二级支撑部包括第二辐板以及若干个均布在第二辐板上的第二筒体，以此类推；相邻的支撑部之间，第一辐板与下一级支撑部的筒体一端搭接形成第一搭接点，第一筒体的其中一端与第一辐板的内侧搭接，第一筒体的另一端与第二辐板外侧搭接固定形成第二搭接点；第一齿圈固定在第一搭接点，第二齿圈固定在第二搭接点上；第一辐板呈环形，第一辐板远离第一齿圈的内侧具有呈完整圆环形的板筋。

优选的，支撑部的外径与相应齿圈的内径相同，任意两个支撑部形状相似；由此通过所有支撑部的辐板与筒体顺序搭接构成多级阶梯状的锥塔形构件，相应齿圈固定在锥塔形构件上形成飞轮或飞轮的其中一部分。

优选的，相邻的第一辐板与第二辐板之间通过第一筒体构成支撑，两个相邻的第一筒体、位于上侧的第一辐板以及位于下侧的第二辐板构成排污孔。

优选的，排污孔的数量与辐板所搭接的其中一层较小直径的齿圈的齿数差值为0～10，排污孔的数量m与第二辐板所搭接的第二齿圈的齿数Z关系为Z－(0.5*Z+2)≤m≤Z+(0.5*Z+2)，m、Z均为整数。

优选的，辐板上设置有第一减重孔，筒体上设置有第二减重孔。

优选的，辐板为0.5～2.5mm厚。

优选的，板筋上设置有减重槽。

优选的，减重槽是由支撑部的半成品在铣削过程中加工得到。

优选的，辐板、筒体以及齿圈为一块整体材料加工而成。

有益效果是：

与现有技术相比，本实用新型通过在环形的辐板上设置完整的板筋使得在周向上的刚度和抗扭变形能力较断开的形式要高出很多，齿圈传递过来的扭转力矩更好的均匀的被分散到锥塔形构件上进而传递至轮毂，因此在同等的质量下，飞轮可承受更高的扭转力矩，相应的在负荷不变的情况下其抗扭强度、刚度以及使用寿命相对现有技术均提高。

附图说明

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步的详细说明，其中：

图1为支撑部与齿圈关系局部示意图；

图2为飞轮的其中一段三维示意图。

具体实施方式

为了便于理解，本实施方式中的部件，如第一级支撑部1和第二级支撑部 1a、第一辐板2和第二辐板2a、第一筒体3和第二筒体3a以及第一齿圈6和第二齿圈6a等，其形态、结构以及尺寸相同或相似，在重复构件相应拓展时应具有代表性。

如图1所示，一种辐板连接的一体式飞轮，包括多个大小不同的、用于接纳链条且将由该链条传来的周向力传至自行车后轮轮毂的齿圈以及用于固定齿圈的环形的支撑部1，该链条可以通过变速机构从一个齿圈换至另一个齿圈；支撑部包括由辐板和筒体组成的第一级支撑部1、第二级支撑部1a…以此类推；第一级支撑部1包括第一辐板2以及均布在第一辐板2上的若干个第一筒体3，第二级支撑部1a包括第二辐板2a以及若干个均布在第二辐板2a上的第二筒体 3a，以此类推；相邻的支撑部之间，第一辐板2与下一级支撑部的筒体其中一端搭接形成第一搭接点4，第一筒体3的一端与第一辐板2的内侧搭接，第一筒体3的另一端与第二辐板2a外侧搭接固定形成第二搭接点4a；第一齿圈6固定在第一搭接点4，第二齿圈6a固定在第二搭接点4a上；第一辐板2根据材质的特性不同可选择0.5～2.5mm厚的环形板，过薄影响后续的加工工序如开减重孔或者减重槽，过厚一来使得材料成本浪费，加工刀具磨损相对较快，并且使得飞轮的体积增大；第一辐板2远离第一齿圈6的内侧具有呈完整圆环形的板筋5；链条传来的周向力通过第一齿圈6形成扭力作用到第一搭接点4，进而传递到第一辐板2上，由于第一辐板2是一块整板，传递的力矩被均匀的分散，因此在周向上的刚度和抗扭变形能力较断开的形式要高出很多，使得在同等的质量下，飞轮所具有的抗扭强度、刚度以及使用寿命寿命大大提高。

较优的实施方式，如图1和图2所示，支撑部1的外径与相应齿圈的内径相同，支撑部的外径与相应齿圈的内径相同，由此通过所有支撑部辐板与筒体顺序搭接构成多级阶梯状的锥塔形构件9，相应齿圈固定在锥塔形构件9上形成飞轮或飞轮的其中一部分，齿圈与锥塔形构件9的连接方式可以是一体连接的，也可以是加工成两个单独的模块再通过后续的工艺将两者连接为不可拆卸的一个单元，推荐是采用将辐板、筒体以及齿圈由一块整体材料加工而成，这样使得不同的部件间的连接更为紧固，通过链条传来的周向力通过第一齿圈6形成扭力作用到搭接点(图中未标号)，进而传递到第一辐板2上，第一辐板2再将力矩作用到第一筒体3上，第一筒体3将力矩传递至第一搭接点4再过渡到下一级支撑部的辐板上以此类推并最终作用到最小直径的支撑部(图中未标出) 上，最小直径的支撑部是与自行车上的转轴轮毂连接的，使得即便支撑部未设置轮毂，也可以使得飞轮实现整体扭力的传递并与轮毂相对。

较优的实施方式，如图2所示，相邻的第一辐板2与第二辐板2a之间通过第一筒体3构成支撑，任意两个相邻的第一筒体3、位于上侧的第一辐板2以及位于下侧的第二辐板2a构成排污孔8，有利于排出飞轮工作时的泥泞，并且排污孔8的设置有利于减少飞轮总的质量；排污孔8的数量m与第二辐板2a所搭接的第二齿圈6a的齿数Z关系为：Z－(0.5*Z+2)≤m≤Z+(0.5*Z+2)，m、 Z均为整数，例如当第二齿圈6a的齿数Z为20时，排污孔8的数量m为20±11范围内的任意整数值，这意味着第一筒体3可以与较小直径第二齿圈6a的齿部中心对齐或者不对齐，当齿数Z为20且缺口8的数量m为20时，差值为0 时，第一筒体3与第二齿圈6a的齿部中心对齐，刚度的均匀性较好，当差值不为0时，第一筒体3与第二齿圈6a的齿部中心错开一定角度，可更好的适应加工工艺性以及高强度高刚度的需要，排污孔8的宽度可根据需要进行一定调整，并且不同的排污孔8之间的宽度也是可以进行差量设置，方便加工。

较优的实施方式，如图2所示，第一辐板2上设置有第一减重孔21，第一减重孔21的形状可以是圆孔，也可以是腰形孔或方孔，且开孔后各孔之间并不连通，也没有第一减重孔21会延伸到板筋5上，从而保持板筋5的完整性，使得第一辐板2为一个整板而非断开板块，通过设置第一减重孔21，在抗扭能力以及刚性不受影响的同时有利于减少第一辐板2的质量从而降低飞轮总的质量，并且飞轮工作时的泥泞也可以顺着排污孔8再经过第一减重孔21排出。

较优的实施方式，如图2所示，第一筒体3上设置有第二减重孔31，开设第二减重孔31后在保证连接结构的抗扭能力以及刚性不受影响的同时有利于减少第一筒体3的质量从而降低飞轮总的质量。

较优的实施方式，如图2所示，板筋5上设置有减重槽51，有利于减少第一辐板2的质量进而减少飞轮总的质量，减重槽51优选的为圆弧形或者半方形两侧带圆弧过度，且不应当与第一减重孔21发生干涉以确保板筋5的完整性避免对；减重槽51是由支撑部1的半成品在铣削过程中加工得到，以确保工艺性。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而并非对其进行限制，凡未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本实用新型技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种辐板连接的一体式飞轮，包括多个大小不同的、用于接纳链条且将由该链条传来的周向力传至自行车后轮轮毂的齿圈以及用于固定相邻齿圈的环形的支撑部，该链条可以通过变速机构从一个齿圈换至另一个齿圈；其特征在于：

所述支撑部包括由辐板和筒体组成的第一级支撑部(1)、第二级支撑部(1a)…以此类推；所述第一级支撑部(1)包括第一辐板(2)以及均布在所述第一辐板(2)上的若干个第一筒体(3)，所述第二级支撑部(1a)包括第二辐板(2a)以及若干个均布在所述第二辐板(2a)上的第二筒体(3a)，以此类推；

相邻的支撑部之间，所述第一辐板(2)与下一级支撑部的筒体其中一端搭接形成第一搭接点(4)，所述第一筒体(3)的一端与所述第一辐板(2)的内侧搭接，所述第一筒体(3)的另一端与所述第二辐板(2a)外侧搭接固定形成第二搭接点(4a)；第一齿圈(6)固定在所述第一搭接点(4)，第二齿圈(6a)固定在所述第二搭接点(4a)上；

所述第一辐板(2)呈环形，所述第一辐板(2)远离所述第一齿圈(6)的内侧具有呈完整圆环形的板筋(5)。

2.根据权利要求1所述的辐板连接的一体式飞轮，其特征在于：所述支撑部的外径与相应齿圈的内径相同，任意两个支撑部形状相似；由此通过所有支撑部的辐板与筒体顺序搭接构成多级阶梯状的锥塔形构件(9)，相应齿圈固定在所述锥塔形构件(9)上形成飞轮或飞轮的其中一部分。

3.根据权利要求1或2所述的辐板连接的一体式飞轮，其特征在于：相邻的所述第一辐板(2)与所述第二辐板(2a)之间通过第一筒体(3)构成支撑，两个相邻的第一筒体(3)、位于上侧的所述第一辐板(2)以及位于下侧的所述第二辐板(2a)构成排污孔(8)。

4.根据权利要求3所述的辐板连接的一体式飞轮，其特征在于：所述排污孔(8)的数量m与所述第二辐板(2a)所搭接的所述第二齿圈(6a)的齿数Z关系为Z－(0.5*Z+2)≤m≤Z+(0.5*Z+2)，m、Z均为整数。

5.根据权利要求1或2所述的辐板连接的一体式飞轮，其特征在于：所述辐板上设置有第一减重孔(21)，所述第一筒体(3)上设置有第二减重孔(31)。

6.根据权利要求1或2所述的辐板连接的一体式飞轮，其特征在于：所述辐板为0.5～2.5mm厚。

7.根据权利要求1或2所述的辐板连接的一体式飞轮，其特征在于：所述板筋(5)上设置有减重槽(51)。

8.根据权利要求7所述的辐板连接的一体式飞轮，其特征在于：所述减重槽(51)是由所述支撑部的半成品在铣削过程中加工得到。

9.根据权利要求1或2所述的辐板连接的一体式飞轮，其特征在于：所述辐板、所述筒体以及所述齿圈为一块整体材料加工而成。