CN2887739Y - 组合式自行车变速器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种组合式自行车变速器，包括飞轮、链轮、链条及变速调节机构，其特点是：所述的飞轮是由一个齿轮框和齿轮框内搭接成套叠的组合式齿轮的齿轮块组构成，齿轮框是由整体的外圆框和与其同圆心的整体小齿轮通过连接片连为一体，齿轮框中的组合式齿轮内面与套在其中的组合式齿轮或整体小齿轮的齿相吻合，最外层组合式齿轮的齿与齿轮框的外圆框内面相吻合，齿轮块背面设有磁块，在齿轮块组背面设置一变速调节机构连接驱动的磁条，磁条由两段磁块组成，两磁块接近齿轮块组背面的一面磁极相反，齿轮框中每一个齿轮块在磁条磁力作用下只能沿齿轮框轴向前后伸缩。其结构简单、紧凑，变速方便、快捷，运行稳定、可靠，并可直接越级变速。

Description

组合式自行车变速器

技术领域

本实用新型是关于自行车变速机构的改进，具体说是一种组合式自行车变速器。

背景技术

现有的自行车的传动方式是靠脚蹬曲柄转动，由曲柄带动中轴上的前齿轮(一般称作链轮或牙盘)通过链条传动后轴上的后齿轮(一般称作飞轮)，使自行车轮子转动前行。为适应不同路况和满足骑乘者的需要，已有带变速器的自行车问世。现有的自行车变速器一般为机械式结构，其后轴上的飞轮是由多个直径不同的齿盘重叠在一起，通过传动链条与不同的齿盘挂接改变飞轮与链轮的直径比实现变速目的。这种变速器在变速过程中动力损耗大，机械磨损大，变速过程是将链条从一个塔轮齿片拨到另一个塔轮齿片，变速过程中主、从动齿轮不在同一平面，易出现卡链掉链现象。另外，现有变速器需要多次操作才能够完成越级变速，操作复杂。由于现有变速器结构复杂、体积大、操作不便、易坏等缺点，使这种变速器得不到充分利用。很多变速车装有的变速器基本处于闲置状态。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的不足提供一种组合式自行车变速器，其结构简单、紧凑，变速方便、快捷，运行稳定、可靠，并可直接越级变速。

本实用新型的目的是通过如下技术方案实现的：一种组合式自行车变速器，包括后轴上的飞轮、中轴上的链轮、链条及变速调节机构，其特征在于所述的飞轮或链轮是由一个齿轮框和齿轮框内搭接成套叠的组合式齿轮的齿轮块组构成，齿轮框是由整体的外圆框和与其同圆心的整体小齿轮通过连接片连为一体，齿轮框中的组合式齿轮内面与套在其中的组合式齿轮或整体小齿轮的齿相吻合，最外层组合式齿轮的齿与齿轮框的外圆框内面相吻合，所述的齿轮块的齿前端顶面设置容纳链条链片的齿槽，在齿轮块的背面设有磁块，在处于不附着链条状态的齿轮块组背面水平设置一变速调节机构连接驱动的磁条，磁条由两段磁块组成，两磁块接近齿轮块组背面的一面磁极相反，齿轮框中每一个齿轮块在磁条磁力作用下只能沿齿轮框轴向前后伸缩。

所述的齿轮框的外圆框与整体小齿轮的连接片呈辐射状设置，连接片两侧伸出与其基本垂直的齿轮块导向片，齿轮块导向片后段设置缺口，所述的齿轮块两端面各设置一长槽，长槽后段内设置一凸块，长槽内凸块高度小于或等于齿轮块导向片的缺口的高度，凸块轴向长度小于齿轮块导向片的缺口轴向长度，齿轮块导向片嵌入齿轮块上对应的长槽中。长槽内凸块的作用是在齿轮块伸出齿轮框时阻碍齿轮块由于磁块的磁力作用而脱落。

所述中间层的组合式齿轮的齿轮块后端顶面设置缺口，齿轮块后端底面设置与下面的齿轮块后端顶面缺口对应的凸台，最外层组合式齿轮的齿轮块后端只在底面设置凸台，最内层组合式齿轮的齿轮块后端只在顶面设置缺口。使某一组合式齿轮向前伸出时，带动其内层的所有组合式齿轮一起伸出，而使某一组合式齿轮向后缩进齿轮框时，带动其外层的所有组合式齿轮一起缩进齿轮框。

为了减少整个飞轮的重量，所述的齿轮块的内部为空心结构；为了能够更好的润滑，在齿轮块的上层面设置蚯蚓状储油线槽，储存润滑油。

在齿轮块组的后面设置背部罩板，罩板的上下端分别固定在最外面的外圆框和最里面的整体小齿轮上。罩板及最外面的外圆框的作用是防尘和防水。

为了防止齿轮块之间由于磁极的排斥作用而使齿轮块不能够保持在同一垂直面，在罩板上对应齿轮块镶磁块位置安装铁片，其作用是吸住缩回的齿轮块；所述的磁条贴近罩板，而不与罩板构成摩擦。保证选中挡位的齿轮块层由于磁条的排斥作用而被顶出，覆盖住下面的已伸出的齿轮块层，这样下面的齿轮块层对上面的齿轮块层构成支撑作用，所以，坚固耐用。

所述的变速调节机构安装在自行车把上，它由变速拉线、变速转把、刻度尺组成，变速拉线与磁条连接，整个变速调节机构构成一个回路，刻度尺隐藏在变速转把里面，变速转把上面有一个透明窗口显示刻度，选中的挡位显示在透明的窗口里面。因无拉簧拉扯所以变速简单易行。

所述的变速调节机构中的扯链器是由两个小齿轮分别设置在一根转动杆的两端组成，转动杆中间的转轴设置在靠近飞轮的自行车架下面，并由一个拉簧拉扯，这样在由低速变到高速时扯链器能够将松弛的链条扯直。

本实用新型与现有技术相比有很多优点和积极效果：

1、本实用新型自行车变速器的飞轮(或链轮)是将所有组合式齿轮套叠搭接设置在同一齿轮框面内，内外层组合式齿轮之间紧密扣连，在圆周方向上不存在相互移动，齿轮框中每一个齿轮块在磁条磁力作用下只能沿齿轮框轴向前后伸缩，变速拉线上的磁条的位置决定了当前挡位。链轮和飞轮变速前后在各挡位上始终处在同一平面上，并通过磁块磁力控制齿轮块伸缩实现变换挡位。其结构简单、紧凑，减少摩擦，力传动比高，变速方便、快捷，运行稳定、可靠。可直接越级变速，无论是由最高速变到最低速还是由最低速变到最高速均可一次完成。

2、本实用新型自行车变速器变速过程中力传动均匀稳定。无论是正方向蹬车还是逆方向蹬车均可达到变速目的，而且其过程原理一致。

3、本实用新型自行车变速器工作稳定，不易损坏，经久耐用，不会出现卡链掉链现象。由于传统变速器采用链挂齿的形式实现变速，对链条和齿轮的磨损均很大，而且其本身的结构决定其必须要精确调节和妥善保护才能稳定工作。而本变速器将变速环节融合到变速的齿轮盘里面，只要内部足够润滑就不需要任何维护和调节。

4、本实用新型自行车变速器加工简单，用料节省，可降低成本。

5、本实用新型自行车变速器适用范围广。山地车、公路车、小轮车、休闲车、折叠车、童车都可以采用本实用新型的技术方案。

附图说明

图1是本实用新型自行车变速器飞轮盘的正视图；

图2是本实用新型自行车变速器飞轮盘的后视图；

图3是本实用新型自行车变速器附着链条的飞轮盘示意图；

图4是本实用新型自行车变速器飞轮盘变速过程示意图；

图5是本实用新型自行车变速器由高速变到低速再由低速变到高速状态的对比图。

图6是本实用新型自行车变速器车把变速机构原理图；

图7是本实用新型自行车变速器一种齿轮框的主视图；

图8是本实用新型自行车变速器齿轮框的局部立体图；

图9是本实用新型自行车变速器齿轮块的局部立体图；

图10是本实用新型自行车变速器的齿轮框与齿轮块局部组合状态示意图。

具体实施方式

一种组合式自行车变速器的实施例，主要包括后轴上的飞轮、中轴上的链轮6、链条4及变速调节机构。

参见图1、图2、图3、图7，飞轮(或/和链轮)是由一个齿轮框1和齿轮框1内搭接成套叠的组合式齿轮的齿轮块3组构成。齿轮框1是由整体的外圆框和与其同圆心的整体小齿轮2通过6条连接片14连为一体，连接片14呈辐射状设置，连接片14两侧对称设置与其基本垂直的齿轮块导向片13，齿轮块导向片13与连接片14形成“丰”字形状。

参见图4、图5，在齿轮块3的背面设有磁块，在处于不附着链条4状态的齿轮块3组背面水平设置一变速调节机构连接驱动的磁条5，磁条5由两段磁块组成，两磁块接近齿轮块3组背面的一面磁极相反，磁条5中离飞轮较近的左段磁块与齿轮块3背面的磁块磁极相同。齿轮框1中每一个齿轮块3在磁条5磁力作用下只能沿齿轮框1轴向前后伸缩。

变速调节机构中的扯链器是由两个小齿轮8分别设置在一根转动杆7的两端组成，转动杆7中间的转轴设置在靠近飞轮的自行车架下面，并由一个拉簧拉扯，这样在由低速变到高速时扯链器能够将松弛的链条扯直。

参见图8、9、10，在齿轮块3的齿前端顶面设置容纳链条链片的齿槽20，其作用是容纳链条4的链片之用。在长方形齿轮块导向片13后段设置长方形缺口15，所述的齿轮块3两端面各设置一长槽16，长槽16后段内设置一凸块17，长槽16内的凸块17高度小于或等于齿轮块导向片缺口15的高度，凸块17轴向长度小于齿轮块导向片缺口15的轴向长度，齿轮块导向片13嵌入齿轮块3上对应的长槽16中。长槽16内凸块17的作用是在齿轮块3伸出齿轮框1时阻碍齿轮块3由于磁力作用而脱落。

在中间层的组合式齿轮的各齿轮块3后端顶面设置缺口18，齿轮块3后端底面设置与下面的齿轮块3后端顶面缺口18对应的凸台19，最外层组合式齿轮的齿轮块3后端只在底面设置凸台19，最内层组合式齿轮的齿轮块3后端只在顶面设置缺口18。由于内外层齿轮块3上的凸台19与缺口18搭扣作用，使某层组合式齿轮向前伸出齿轮框1时，带动其内层的所有组合式齿轮一起伸出，而使某层组合式齿轮向后缩进齿轮框1时，带动其外层的所有组合式齿轮一起缩进齿轮框1。

齿轮块3的内部可设置为空心结构，使其重量减轻。在齿轮块的上层面设置蚯蚓状储油线槽，用于储存润滑油。

在齿轮块3组的后面设置背部罩板，罩板的上下端分别固定在齿轮框1最外面的外圆框和最里面的整体小齿轮2上。罩板及最外面的外圆框的作用是防尘和防水。为了防止齿轮块3之间由于磁极的排斥作用而使齿轮块3不能够保持在同一垂直面，在罩板上与齿轮块上的磁块相对应的位置安装铁片，其作用是吸住缩回的齿轮块3。

图1中的飞轮盘设置为A、B、C、D四个挡位，包括齿轮框1中的三层组合式齿轮B、C、D三个挡位和最中间的整体小齿轮2的A挡。外层组合式齿轮凹凸的内面与内层组合式齿轮的齿相吻合，最内层组合式齿轮凹凸的内面套在整体小齿轮2上并相吻合，最外层组合式齿轮的齿与齿轮框1的外圆框凹凸的内面相吻合。

图1中标号为B5、C5、D5和B2、C2、D2齿轮块3对照圆心对称分布。其面积要小于其余齿轮块3。这样设计的目的是为了在变速过程中改变牙轮盘背部的磁条5的位置时，这两个部分最外圈的齿轮块3能够通过上下链条4之间的空间，这样就为在这个空间里的各个层次的齿轮块3都能够自由伸缩。这样在伸出的齿轮块3附着链条4之后就会引导链条4拉大与上面链条4之间的距离，从而制造更大的空间为后面的齿轮块3的自由伸缩创造更大的可能。

图3中链条附着在B挡位上。这个时候B挡位以里的所有挡位的齿轮块3全部伸出支撑链条4。而B挡位以外的所有组合式齿轮的齿轮块3全部缩回空置。

当所有挡位的齿轮块3都缩回去的时候，整体小齿轮2就露出来附着链条4，这也是默认的挡位。

图4中飞轮盘正在由B挡变到D挡。链条从D4开始附着到D挡上。这样如上所说D4、C4、B4全部在飞轮轴心和链轮6轴心连线位置伸出，当他们运转到图3所示下方链条4位置时就会取代B挡位上面的齿轮块3从而继续扯动链条4运转。这样在D4、C4、B4以后D、C、B三个挡位的所有齿轮块3经过飞轮轴心和链轮6轴心连线位置时都会伸出附着链条4。当D挡上的所有齿轮块3全部伸出以后，一个变速过程完成，链条4就会全部附着到D挡组合式齿轮上运转。同样道理，如果要向里层的组合式齿轮变，经过飞轮轴心和链轮6轴心连线位置的当选挡位以外的所有齿轮块3将会全部缩回空置，这样就会将当选挡位的组合式齿轮的所有齿轮块3露出，当所有的齿轮块3全部露出之后一个变速过程完成，链条4全部附着到露出的组合式齿轮上。选中挡位的齿轮块3由于磁条5的排斥作用而被顶出，覆盖住下层的齿轮块3，这样下层的齿轮块3对上层的齿轮块3构成支撑作用，所以，坚固耐用。

参见图6，变速调节机构主要部分安装在自行车的车把11上，它由变速拉线9、变速转把10、刻度尺组成，变速拉线9与磁条5连接，整个变速调节机构构成一个回路，刻度尺隐藏在变速转把10里面，变速转把10上面有一个透明窗口12显示刻度，选中的挡位显示在透明窗口12里面。因无拉簧拉扯，所以变速简单易行。转动变速转把10改变磁条5的位置从而改变挡位。

图5是由高速变到低速和由低速变到高速状态的对比图。图5中的(a)图是正常运转状态，(b)图是由高速向低速变换的过程，(c)图是由低速向高速变换的过程。

现举例说明本实用新型自行车变速器的工作过程：

当欲将挡位由A变到D时，将磁条5左段磁块向右移到最外圈组合式齿轮层，也就是期望挡位。这样再经过磁条5的齿轮块3就会由于磁条5的排斥作用力而改变状态。所有的齿轮块3都会伸出，这样伸出的齿轮块3转经链条4位置时就会附着链条4从而变到新的挡位。欲将挡位变到更高的挡位，可以将磁条5向飞轮轴心方向移动，这样在当选挡位之外的所有齿轮块3都会由于磁条5吸引力的作用缩回，这样链条4就会附着到当选挡位齿轮块3的齿上，变速完成。

Claims (10)

1、一种组合式自行车变速器，包括后轴上的飞轮、中轴上的链轮、链条及变速调节机构，其特征在于所述的飞轮或链轮是由一个齿轮框和齿轮框内搭接成套叠的组合式齿轮的齿轮块组构成，齿轮框是由整体的外圆框和与其同圆心的整体小齿轮通过连接片连为一体，齿轮框中的组合式齿轮内面与套在其中的组合式齿轮或整体小齿轮的齿相吻合，最外层组合式齿轮的齿与齿轮框的外圆框内面相吻合，所述的齿轮块的齿前端顶面设置容纳链条链片的齿槽，在齿轮块的背面设有磁块，在处于不附着链条状态的齿轮块组背面水平设置一变速调节机构连接驱动的磁条，磁条由两段磁块组成，两磁块接近齿轮块组背面的一面磁极相反，齿轮框中每一个齿轮块在磁条磁力作用下只能沿齿轮框轴向前后伸缩。

2、按照权利要求1所述的组合式自行车变速器，其特征在于所述的齿轮框的外圆框与整体小齿轮的连接片呈辐射状设置，连接片两侧伸出与其基本垂直的齿轮块导向片，齿轮块导向片后段设置缺口，所述的齿轮块两端面各设置一长槽，长槽后段内设置一凸块，长槽内凸块高度小于或等于齿轮块导向片的缺口的高度，凸块轴向长度小于齿轮块导向片的缺口轴向长度，齿轮块导向片嵌入齿轮块上对应的长槽中。

3、按照权利要求1或2所述的组合式自行车变速器，其特征在于所述中间层的组合式齿轮的齿轮块后端顶面设置缺口，齿轮块后端底面设置与下面的齿轮块后端顶面缺口对应的凸台，最外层组合式齿轮的齿轮块后端只在底面设置凸台，最内层组合式齿轮的齿轮块后端只在顶面设置缺口。

4、按照权利要求1或2所述的组合式自行车变速器，其特征在于所述的齿轮块的内部为空心结构，在齿轮块的上层面设置储存润滑油的蚯蚓状储油线槽。

5、按照权利要求3所述的组合式自行车变速器，其特征在于所述的齿轮块的内部为空心结构，在齿轮块的上层面设置储存润滑油的蚯蚓状储油线槽。

6、按照权利要求1或2所述的组合式自行车变速器，其特征在于在齿轮块组的后面设置背部罩板，罩板的上下端分别固定在最外面的外圆框和最里面的整体小齿轮上，在罩板上对应齿轮块镶磁块位置安装铁片；所述的磁条贴近罩板，而不与罩板构成摩擦。

7、按照权利要求5所述的组合式自行车变速器，其特征在于在齿轮块组的后面设置背部罩板，罩板的上下端分别固定在最外面的外圆框和最里面的整体小齿轮上，在罩板上对应齿轮块镶磁块位置安装铁片；所述的磁条贴近罩板，而不与罩板构成摩擦。

8、按照权利要求1或2所述的组合式自行车变速器，其特征在于所述的变速调节机构安装在自行车把上，它由变速拉线、变速转把、刻度尺组成，变速拉线与磁条连接，整个变速调节机构构成一个回路，刻度尺隐藏在变速转把里面，变速转把上面有一个透明窗口显示刻度，选中的挡位显示在透明的窗口里面。

9、按照权利要求7所述的组合式自行车变速器，其特征在于所述的变速调节机构安装在自行车把上，它由变速拉线、变速转把、刻度尺组成，变速拉线与磁条连接，整个变速调节机构构成一个回路，刻度尺隐藏在变速转把里面，变速转把上面有一个透明窗口显示刻度，选中的挡位显示在透明的窗口里面。

10、按照权利要求1或2所述的组合式自行车变速器，其特征在于所述的变速调节机构中的扯链器是由两个小齿轮分别设置在一根转动杆的两端组成，转动杆中间的转轴设置在靠近飞轮的自行车架下面，并由一个拉簧拉扯。

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