CN2871369Y - 多功能自行车传动机构改良 - Google Patents

Abstract

多功能自行车传动机构改良，于车架五通管位置端设置主轴机构，于该车架五通管略后方处设置副轴构件，该副轴构件于副轴轴杆两端串结有副轴齿盘、套合片，该主轴机构具有中心轴杆、副轴控制块，其两端结合有踏板曲柄，该踏板曲柄结合端孔内串套单向轴承，其中一端的单向轴承内侧串结主轴齿盘；主轴齿盘内侧方处，同轴串结一于主轴齿盘端移动的驱动座与离合环块；于驱动座间则配合套设于控制机构的一卡夹端；一控制机构，其控制机构的卡夹是于一端设置支杆，于中间端设置拉引缘并藉三连座分别以连接索连接，再经一配合弹簧固定的拉索操作控制，且藉支杆间的固定块固定于车架的控制机构座端。采用上述结构，构成简单且使用轻便，故障率低可延长使用寿命。

Description

多功能自行车传动机构改良

技术领域

本实用新型提供一种使用离合器操控，以可以产生多种运动模式的室内外自行车传动机构，且免用专用花毂及具有控制机构的卡夹控制功效。

背景技术

目前自行车虽均已具备变速器装置，使得其可以提供不同行车速度变化，对于运动健身方面所可以提供的功能亦极其有限，因此，本案创作人前曾提出第91226879.4号新型专利“多功能自行车的传动机构”，其即可改变自行车使其除具备传统自行车的回转传动方式外，更可提供杠杆式运动，以及二踏板的独立运动，藉由此种多功能的传动机构，使得其可以提供更多种的运动模式，而此机构亦可应用在室内健身车上。

然而，上述习用机构经实际使用后发现，其具有以下的缺点：

(A)其后车轮的花毂为配合产生杠杆式运动，因此必须限制使用专用的改良式花毂，造成其制造成本高昂。

(B)专用后轮花毂重量大，造成使用者的不便。

(C)上述机构极易于使用中发生故障。

有鉴于此，本案创作人特针对诸多项缺失，加以研究观察，开发出本案“多功能自行车传动机构改良”。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种使用离合器操控，以可以产生多种运动模式的室内外自行车传动机构，且免用专用花毂及具有控制机构的卡夹控制功效。

为达上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：一种多功能自行车传动机构改良，其重点在于，其主要是于自行车或室内运动健身车的车架五通管位置端设置一主轴机构，于该车架五通管略后方处设置一副轴构件，该副轴构件其是于副轴轴杆两端串结有副轴齿盘、套合片，该主轴机构具有一中心轴杆、副轴控制块，于其两端方别结合有踏板曲柄，且该踏板曲柄结合端孔内均串套有单向轴承，于其中一端的单向轴承内侧串结有主轴齿盘，以与后轮花毂链接；于主轴齿盘内侧方处，同轴串结有一于主轴齿盘端移动的驱动座与离合环块；于驱动座间则配合套设于控制机构的一卡夹端；

一控制机构，其控制机构的卡夹是于一端设置支杆，于中间端设置拉引缘并藉三连座分别以连接索连接，再经一配合弹簧固定的拉索操作控制，且藉支杆间的固定块固定于车架的控制机构座端。

本实用新型的多功能自行车传动机构改良是供设置在自行车的车架上，特别是自行车车架的五通管上；此自行车具有一曲柄轴，其构成为本实用新型自行车传动机构中的主轴机构的中心轴杆，故下文中亦称为“中心轴杆”；此中心轴杆具有二侧末端，可供踏板曲柄分别结合至其上，而每一踏板曲柄均设有一踏板，以供自行车骑士的脚踩踏，而在中心轴杆上产生一扭矩；本实用新型的自行车传机构是可在多种作动模式间切换，包括可供此自行车以一般自行车方式的骑乘的“正常模式”，亦即踏板曲板及踏板为连续向前(或顺时钟方向)转动；二踏板曲柄可互相独立个别转动的“独立模式”；以及踏板曲柄可做往复旋转运动的“健身动模”。

本实用新型的主要特点如下：

一、本实用新型的主要特点乃在于构成简单，而且不必配合专用花毂，即可以达成变换各种运动模式，所以制造成本低廉，深具经济、实用的价值。

二、本实用新型的另一特点在于整体重量较为轻盈，而且使用上更为轻便。

三、本实用新型的又一特点，在于设计精良、故障率低，可以延长使用寿命。

四、本实用新型的再一特点，在其具有控制机构及其卡夹的控制，使其动作更为精准、确实。

附图说明

图1为本实用新型的主轴机构构件分解示意图；

图2为本实用新型的副轴构件分解示意图；

图3为本实用新型的控制构件分解示意图；

图4为本实用新型的组立剖示图；

图5为本实用新型的主轴与副轴于车架的装设示意图；

图6为本实用新型的主轴与副轴于车架的装设立体图；

图7为链条作动示意图(一)；

图7A为链条作动示意图(二)；

图8为主、副轴配合图9、图10作动示意图；

图8A为主、副轴配合图9、图10作动放大示意图；

图9为踏板可左右双边同步上下踩踏作动正视示意图；

图9A为踏板可左右双边同步上下踩踏作动侧视示意图；

图10为踏板双边同步上下、旋转踩踏或交叉上下踩踏作动正视示意图；

图10A为踏板双边同步上下、旋转踩踏或交叉上下踩踏作动侧视示意图；

图11为主、副轴配合图12作动示意图；

图11A为主、副轴配合图12作动放大示意图；

图12为踏板单边上下、旋转踩踏作动正视示意图；

图12A为踏板单边上下、旋转踩踏作动侧视示意图；

图13为主、副轴配合图14作动示意图；

图13A为主、副轴配合图14作动放大示意图；

图14为踏板传统对向交互连续旋转踩踏作动示意图；

图14A为踏板传统对向交互踩踏作动侧视示意图；

图15为逆转锯齿键脱离情形动作示意图(一)；

图15A为逆转锯齿键脱离情形动作示意图(二)；

图16为离合环块与副轴控制块啮合关系立体图。

[图号说明]

10车架                       104五通管

106控制机构座                200主轴机构

201中心轴杆                  207a、207b弹簧

208a、208b驱动座             214a、214b管状延伸部

215主轴齿盘                  215a、215b驱动盘

2152a、2152b、2152d孔        2153d中心孔

216a、216b固定环             217a、217b连杆

218a、218b弹簧               219a、219b螺帽

223a、223b交叉控制块         224a、224b离合环块

2241a、2241b内牙             2243b第一牙齿

2242b第二牙齿                2244环状沟槽

226a、226b锯齿键             229a、229b副轴控制块

2291b突齿                    2294b离合面

231a、231b导环               2311a、2311b齿状表面

240a、240b单向轴承           243a、243b踏板曲柄

300副轴构件                  301副轴轴杆

308a、308b副轴齿盘           3081a、3081b调整位孔

312a、312b套合片             40拉索

400控制机构                  401a、401b卡夹

4011a、4011b顶端勾部         402a、402b支杆

403a、403b拉引缘             405a、405b枢销

406固定块                    407三连座

4071a、4071b连接索           408弹簧

50后轮花毂                   501链条

501a、501b链条               502踏板

503脚                506勾槽

具体实施方式

参阅图4及图5所示，本实用新型的多功能自行车传动机构改良是供设置在自行车的车架10上，特别是自行车车架的五通管104上；此自行车10具有一曲柄轴201，其构成为本实用新型自行车传动机构中的主轴机构200的中心轴杆，故下文中亦称为“中心轴杆”；此中心轴杆201具有二侧末端，可供踏板曲柄243a、243b分别结合至其上，而每一踏板曲柄243a、243b均设有一踏板502(参见图6)，以供自行车骑士的脚503踩踏，而在中心轴杆201上产生一扭矩；本实用新型的自行车传动机构是可在多种作动模式间切换，包括可供此自行车以一般自行车方式的骑乘的“正常模式”，亦即踏板曲板243a、243b及踏板502为连续向前(或顺时钟方向)转动；二踏板曲柄243a、243b可互相独立个别转动的“独立模式”；以及踏板曲柄243a、243b可做往复旋转运动的“健身动模”。下面将分别针对本实用新型的自行车传动机构的各部零件加以说明：

如图1所示，本实用新型的自行车传动机构包含有一主轴机构200，其具有前述的中心轴杆201，两端分别结合踏板曲柄243a、243b，其中踏板曲柄243a、243b结合端孔内串套有单向轴承240a、240b，以供中心轴杆201的末端插入，其中的一单向轴承240b的旁侧设置有主轴齿盘215，以与后轮花毂50链接；该等单向轴承240a、240b可供在给定的转动方向上，例如向前转动或顺时钟方向转动，将扭矩自踏板502经由踏板曲柄243a、243b传递至中心轴杆201上，但无法在相反的转动方向(即向后转动或逆时钟方向)时传递扭矩，主轴齿盘215是结合至中心轴杆201上，而可与之一起转动；在此例中，该主轴齿盘215是经由一链条(未显示)加以连接至后轮花毂50上，因此自行车骑士透过踏板曲柄243a、243b而施加至中心轴杆201上的扭矩将可传递至后轮花毂50上，以供带动自行车移动。

参阅图2、图7、图7A所示，本实用新型的自行车传动机构包含有一副轴构件300，是设置在车架10的五通管104上而位在该主轴机构200后方处(参见图5及图6)。该副轴构件300包含有一副轴轴杆301，其两端分别串结有副轴齿盘308a、308b，使得该等副轴齿盘308a、308b可随该副轴轴杆301一起转动；等副轴齿盘308a、308b设有数调整位孔3081a、3081b，可供枢结套合片312a、312b后，再分别连结于链条501a、501b的一端。该等链条501a、501b的另一端则枢结至副轴控制块229a、229b(将于下文说明)。副轴控制块229a并枢结一链条501，链条501的另端则固定于车架10上适当的位置处；该等链条501、501a、501b是用来限制健身模式中的往复旋转运动所能转动的角度，这将说明于后。

参阅图3、图5、图6所示，控制机构400固定在控制机构座106上，该控制机构座106为一自车架10的五通管104上突出的突出部位。该控制机构400包含有一固定块406，以扣件或任何已知的技术加以结合至控制机构座106上，以及二卡夹401a、401b，该卡夹401a、401b是由枢销405a、405b加以枢接至固定块406的二侧末端上，并互相分离开，以供相对于固定块406转动，因此卡夹401a、401b可在第一位置及第二位置间移动(分别对应于正常模式及健身模式)，以及一中间位置，位在第一及第二位置之间，是对应于独立模式；三连座407设置于二卡夹401a、401b之间，并以连接索4071a、4071b连接至以支杆402a、402b枢设于卡夹401a、401b上的拉引缘403a、403b，并以一弹簧408连接拉索40做操作而控制卡夹401a、401b。

参阅图4所示，主轴机构200是装设于车架10的五通管104上，且其两侧延伸设有位在五通管104二侧的踏板曲柄243a、243b。车架10上并设有该控制机构400，以操控主轴机构200作传动模式的切换，并藉由该副轴构件300的辅助，而进行正常模式、健身模式、独立模式。

主轴机构200包含有对应于踏板曲柄243a、243b的离合环块224a、224b及锯齿键226a、226b，其功能将于下文中说明：如图1所示，离合环块224a、224b与锯齿键226a、226b是分别制作而后再结合在一起，但为简化制程及组装作业，另一种方式是将离合环块224a、224b及锯齿键226a、226b一体成型直接而制成包含有锯齿键的离合环块224a、224b，如图16所示，为简化说明，下文中所述的离合环块224a、224b均是以一体成型的离合环块224a、224b为例；也就是说，除图1以外，所有图式中的离合环块224a、224b均是一体式的离合环块；而在此种情形下，如图16所示，离合环块224a、224b在轴向二侧末端上设有多个第一及第二牙齿2243b、2242b，其每一种牙齿均是沿着环周间隔开配置的，故第二牙齿2242b可取代锯齿键226b；在离合环块224a、224b上，在第一和第二牙齿之间设有一环状沟槽2244。

离合环块224a、224b具有内牙2241a、2241b，是活动套置于导环231a、231b的齿状表面2311a、2311b上，而该等导环231a、231b则是压配于踏板曲柄243a、243b上而可随之一起转动，这可使得离合环块224a、224b相对中心轴杆201及踏板曲柄243a、243b做轴向移动。

于主轴齿盘215内侧处，同轴串结有一驱动座208a、208b与一驱动盘215a、215b，并可沿着一管状延伸部214a、214b做轴向移动，该管状延伸部214a、214b系套置于主轴齿盘215的中心孔2153d内；驱动盘215a、215b是藉由数根轴向延伸的连杆217a、217b(图1中仅显示出其中一根连杆)而连接固定于离合环块224a、224b上；连杆217a、217b的一端固定于一固定环216a、216b上，而另一端设有螺纹，是贯穿过驱动盘215a、215b上的孔2152a、2152b而与螺帽219a、219b相结合；连杆217b并贯穿过主轴齿盘215上的孔2152d，而可相对的做轴向上的移动。

固定环216a、216b是容置于离合环块224a、224b的环状沟槽2244内；一弹簧218a、218b套置于连杆217a、217b上，并固定于固定环216a、216b与主轴齿盘215之间，以在其间提供一推压的弹力，以确保离合环块224a、224b与驱动盘215a、215b间的相对位置，并可让该相对位置在有足够外力作用下改变，此将说明于后。

驱动座208a、208b可由卡夹401a、401b带动而在第一及第二位置之间做轴向移动，当驱动座208a、208b被驱动而移动时，经由驱动盘215a、215b与连杆217a、217b连动离合环块224a、224b于第一第二位置间移动。在第一位置时，离合环块224a、224b会与交叉控制块223a、223b相啮合，而在第二位置时，则会与副轴控制块229a、229b相啮合；该等交叉控制块223a、223b与副轴控制块229a、229b是位在驱动座208a、208b的二侧；副轴控制块229a、229b可藉由链条501a、501b与副轴构件300的副轴齿盘308a、308b连结驱动。

参阅图5及图6所示，车架10上延伸出控制机构座106以供卡夹401a、401b锁设，车架上相关控制设备经由拉索40、弹簧408、三连座407、连接索4071a、4071b，而得以控制卡夹401a、401b作夹收动作。拉索40放开则卡夹401a、401b会被弹力弹张而互相远离，拉索40拉紧则会令卡夹401a、401b互相靠近。

以下如图标未出现图号的，其a与b是相互对称，故省略a位置图标与图号。

参阅图6所示，踏板曲柄243a、243b提供踩踏连动中心轴杆201动作，得以驱动主轴齿盘215转动，卡夹401a、401b枢设于固定块406上，得作相互夹或放的动作，其夹放动作乃由相关控制设备经由拉索40、弹簧408、三连座407、连接索4071a、4071b连接驱动，卡夹401a、401b的最顶端勾部4011a、4011b勾扣于驱动座208a、208b的勾槽506内，据以卡夹401a、401b动作时，驱动座208a、208b也会被拉动，驱动座208a、208b驱动离合环块224a、224b游移于交叉控制块223a、223b与副轴控制块229a、229b之间，达到啮合副轴控制块229a、229b或啮合交叉控制块223a、223b或位于其间的完全未啮合三种情形。

在每一驱动座208a、208b与中心轴杆201之间设有一弹簧207a、207b，用以将驱动座208a、208b朝向第二位置推压，以使其啮合至副轴控制块229a、229b。

参阅图8、图8A所示，该驱动座208b被拨动时，乃得以带动连杆217b动作，连杆217b上乃套设有弹簧218b顶住固定环216b，而固定环216b卡迫离合环块224b，使其因为离合环块224b受副轴控制块229b斜面的离合面反转驱离推力而跳脱副轴控制块229b时，弹簧218b让固定环216b、离合环块224b具有退缩的裕度，并在外力消失时又可卡入副轴控制块229b定位。

参阅图8、图8A、图9、图9A、图10、图10A所示，使用者藉由车架适当位置端设置的控制设备控制拉索40动作，经弹簧408、三连座407到卡夹401a、401b，当拉索40令卡夹401a、401b放松，弹簧207a、207b立即推动驱动座208a、208b进给并卡夹401a、401b外张，以控制离合环块224a、224b迫合于副轴控制块229a、229b凹槽，此时使用者脚踩的动力经由副轴控制块229a、229b导引至副轴构件300(参阅图4所示)的副轴齿盘308a、308b，藉由副轴齿盘308a、308b的连结二踏板曲柄243a、243b，且链条501、501a、501b作限位角度的连动关系，而踏板曲柄243a、243b配合单向轴承240a、240b产生间歇的连续动力，令中心轴杆201获得持续的踏板曲柄243a、243b双边同步上下、旋转踩踏或交叉上下踩踏的转动动力，此时，踏板曲柄243a、243b可做同方向的上、下运动，以令主轴齿盘215传动后轮花毂。

上述图8、图8A所示该踏板曲柄243a、243b踩踏传动时，是藉由单向轴承240a、240b直接传输至中心轴杆201而到达主轴齿盘215以传动后轮花毂而其离合环块224a、224b仅是定位用，并非用其传送大扭力，其无法承受。

参阅图11、图11A、图12、图12A所示，当拉索40令卡夹401a、401b控制驱动座208a、208b经连杆217a、217b连动固定环216b及离合环块224a、224b脱离副轴控制块229a、229b位置且未与交叉控制块223a、223b接触时，踏板曲柄243a、243b间是呈各别独立的动作，踏板曲柄243a、243b各别藉由单向轴承240a、240b直接驱动中心轴杆201，而可令中心轴杆201获得持续或断续的动力，踏板曲柄243a、243b得以各别单边上、下踩踏或单边旋转踩踏的转动动力，达到多种型式踩踏变化，以令主轴齿盘215直接传输动力予后轮花毂。

参阅图13、图13A、图14、图14A所示，当拉索40令卡夹401a、401b控制驱动座208a、208b、连杆217a、217b、固定环216b而令离合环块224a、224b贴近扣合于交叉控制块223a、223b时，踏板曲柄243a、243b可转换成传统的对向交互状，故踏板曲柄243a、243b可以交互连续旋转踩踏的方式令中心轴杆201获得动力以令主轴齿盘215传输动力予后轮花毂。

整体操作中藉由拉索40控制卡夹401a、401b以令驱动座208a、208b产生偏移，而可令离合环块224a、224b于交叉控制块223a、223b及副轴控制块229a、229b间选择扣合方式，而可令中心轴杆201获得需要的动力，以作用于后轮花毂50端。

参阅图15、图15A所示，逆转情形仅在离合环块224a、224b与副轴控制块229a、229b啮合时才会发生，啮合上请再配合参阅图16所示，副轴控制块229a、229b设有突齿2291b往轴向突出，而离合环块224a、224b亦配合设有内牙2241b与副轴控制块229a、229b突齿2291b抵靠啮合而达到限位的目的，该操作上造成逆转时，是其踏板曲柄243a、243b在进行踩踏完成的回复动作，也会带动副轴控制块229a、229b逆转，但由于主轴齿盘215产生停止回转，因此，踏板曲柄243a、243b无法逆转，迫使副轴控制块229a、229b斜面形状的离合面2294b倾斜推力超过弹簧218a、218b的压力，造成离合环块224a、224b会从副轴控制块229a、229b脱离，并压迫弹簧218b，使其因为副轴控制块229a、229b反转期间，会造成空转，所以不需要有特殊专用的后轮花毂50，直接以传统的后轮花毂50即可。

再将本实用新型的主要特点一一详述于后：

一、本实用新型的主要特点在于构成简单，而且不必配合专用花毂，即可以达成变换各种运动模式，所以制造成本低廉，深具经济、实用的价值。

二、本实用新型的另一特点在于整体重量较为轻盈，而且使用上更为轻便。

三、本实用新型的又一特点，在于设计精良、故障率低，可以延长使用寿命。

四、本实用新型的再一特点，在其具有控制机构及其卡夹的控制，使其动作更为精准、确实。

Claims (8)

1、一种多功能自行车传动机构改良，其特征在于，其主要是于自行车或室内运动健身车的车架五通管位置端设置一主轴机构，于该车架五通管略后方处设置一副轴构件，该副轴构件其是于副轴轴杆两端串结有副轴齿盘、套合片，该主轴机构具有一中心轴杆、副轴控制块，于其两端方别结合有踏板曲柄，且该踏板曲柄结合端孔内均串套有单向轴承，于其中一端的单向轴承内侧串结有主轴齿盘，以与后轮花毂链接；于主轴齿盘内侧方处，同轴串结有一于主轴齿盘端移动的驱动座与离合环块；于驱动座间则配合套设于控制机构的一卡夹端；

一控制机构，其控制机构的卡夹是于一端设置支杆，于中间端设置拉引缘并藉三连座分别以连接索连接，再经一配合弹簧固定的拉索操作控制，且藉支杆间的固定块固定于车架的控制机构座端。

2、如权利要求1所述的多功能自行车传动机构改良，其特征在于，该主轴机构具有一中心轴杆，于其两端方别结合有踏板曲柄，且该踏板曲柄结合端孔内均串套有单向轴承，于其中一端的单向轴承内侧乃串结有主轴齿盘，以与后轮花毂链接。

3、如权利要求1所述的多功能自行车传动机构改良，其特征在于，于主轴齿盘内侧方处同轴串结有一驱动座，并藉数连杆连接固定于一离合环块端，该驱动座与离合环块于主轴齿盘端移动，游移于交叉控制块与副轴控制块间，该副轴控制块藉由链条与副轴构件的副轴齿盘连结驱动。

4、如权利要求1所述的多功能自行车传动机构改良，其特征在于，于驱动座间则配合套设于控制机构的一卡夹端，该卡夹是于一端设置支杆，于中间端设置拉引缘，并藉三连座分别以连接索连接，再连接一配合弹簧固定的拉索，支杆间的固定块固定于车架的控制机构座端。

5、如权利要求1所述的多功能自行车传动机构改良，其特征在于：

该中心轴杆，可转动的设置于自行车车架上，并具有二轴向末端，二踏板曲柄藉由单向轴承结合至其上，而在踏板曲柄与中心轴杆间在给定的转动方向上形成驱动联结；

该中心轴杆上套设可转动的交叉控制块；

该副轴控制块，转动地设置在踏板曲柄上，并沿着轴向与交叉控制块分离开一段给定距离，该副轴控制块在作动上是与一角度控制装置相联结；

该离合环块，转动地设置在该中心轴杆上。

6、如权利要求5所述的多功能自行车传动机构改良，其特征在于，每一踏板曲柄均设有一交叉控制块及一副轴控制块，以及一离合环块，选择性地与该交叉控制块及该副轴控制块啮合。

7、如权利要求5所述的多功能自行车传动机构改良，其特征在于，该交叉控制块与离合环块设牙齿，交叉控制块与离合环块通过控制块侧牙齿与离合环块侧牙齿相啮合。

8、如权利要求7所述的多功能自行车传动机构改良，其特征在于，交叉控制块侧牙齿与离合环块侧牙齿二者中至少有一者设有一供在逆转时将二者沿轴向分离开的斜面。

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