TW536505B - A pedal crank drive for a bicycle - Google Patents

Description

536505 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ------------^ 五、發明說明（1·) 發明背景 本發明係關於-種具有二踏板曲柄之自行車蹲板曲柄 傳動器，其藉由一底部托架轉軸以可扭轉之方式彼此剛性連 接，其包含一以可旋轉之方式支承，並限制於其中一踏板曲 柄上之軸承鼻狀物之止動器上之鏈輪，以及一沿上述踏板曲 柄與鏈輪間之周圍方向延伸之壓縮彈簧，該鏈輪係用於承接 一壓縮彈簧之支座。 習知技術之描述 為使自行車之踏板曲柄傳動器一次旋轉能夠達成有利 之扭矩分佈，在習知之專利案（Ερ〇546〇〇4Β1)中，係將 鏈輪以可旋動之方式支承於—踏板曲柄之—軸向軸承鼻狀 物上，並藉由該述踏板曲柄上之一壓縮彈簧支撐，以致於壓 縮彈簧藉由踏板曲柄在向下踩踏期間拉緊，其移至鏈輪之 鈾，並且在個別傳送扭力至鏈輪之下，在踏板曲柄傳動器之 死點中心範目綱類。由於壓麟菁之貞載增加，其必須 藉由一自行車騎乘者之運用而避免踏板曲柄回轉之支撐力 矩又變得枝，在位於麟巾心棚之壓轉練開期間， 會造成踏板曲柄之運動有相當大之延遲。為確保踏板曲柄及 鏈輪間之能量傳輸之壓縮彈簧，不會由於缺少自行車騎乘者 支撐力矩而突然鬆開，該能量傳輸彈簧之鬆開係藉由一緩衝 彈簧而延缓，以致於可使用極大彈力之壓縮彈簧，而不必擔 心平滑之旋轉驅動有任何損害。該等習知之踏板曲柄驅動器 之缺點係在於，藉由一額外之缓衝彈簧，不僅增加結構上之 負載亦增加重量。 α 本紙張尺度適用中國國豕標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公爱） ----------------I I ^___ 訂---卜4--丨4--線—秦 (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) -4- 五、發明說明（2·) 於—專利案（FR2 409 183 A1)中進一步習知，—:、 底部托架轉軸延伸人—雙臂之槓捍，其藉t 相對‘7_之方式麟，其鑛於底部縣轉軸徑向 可傳動之方式，與可旋轉支承於底部托ί 二輪連接。絲力彈簧不能吸收介於踏板曲柄及趟輪 :’在可允許之旋轉角度細内所產生之力量，在— 2係具有—包_域柄之鱗，該絲藉由—設定 =一方柯設定料預狀較，另—相可設定旋轉之 ⑽t、=外《托架係導致额外結構上之負擔，造成其連結 吐、《I ’並且需要一離心之施力，其導致鍵輪之軸承產 $2利之壓力。此外，使雕力彈簧之絲為，該踏板曲 ::紅轉動在-平滑之扭矩分佈上，僅有極小之力量可 發明大綱 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 你^發明之目的在於’提供一種如上述之自行車轉板曲柄 專動器，其具有簡單之結構裝置，其優點為，在介於踏板曲 柄及鏈輪間具有-可壓縮之能量傳餅簧，其以可轉動之方 式支承在鏈輪上，且不需要使用额外之緩衝彈簧，即可使踏 板曲柄轉動能有更平滑之扭矩分佈。 本發明疋目的轉&下列核稍，g卩承舰輪之踏板 曲柄藉由於在鏈輪之鼻狀物，&人鍵輪之凹室，而該踏 板曲柄係在周圍二方向上形成旋轉限制止動器。 基於该方法’踏板曲柄相對於鏈輪可能之扭矩係藉由止 動器限制，壓麟簧之彳t進於湖躺倾關，至於

本紙張尺度義甲國國家標準（CNS)A4規 X 297公釐） A7 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（3·) 角度之調整將導致該壓縮彈簧 内鬆開之結果，其中，仍可藉由磚板曲柄之旋轉角度範圍 撐力矩，以避免踏板曲柄之亍車騎乘者施加足夠之支 傳動器反料，必日·1之延遲。在踏板曲板 束。鏈科搶_、會因此結 需之旋轉驅_，亦提供踏:曲轉工界 =: 相對：板：：: 二置係允許壓娜簧之簡單預拉設定。 2輪^板曲柄之相互旋轉_之結構解決辦法並不需要 任^別额外之努力，因為僅需轉板曲柄提供-朝鏈輪突出 《狀物’並提供鏈輪上有_凹室’倾鼻祕能夠沿周圍 万向嵌入並有間隙。該間隙係決定鏈輪與踏板曲柄間可轉動 之角度’該角度不應超過10度’且最佳為介於7度至9度 間。朝鏈輪突出之鼻狀物亦允許在止動位置内，在鍵輪之轴 承中央平面區域内施加一壓力，其導致有利於軸承負載。 該壓縮彈簧係與鏈輪侧邊相鄰並朝周圍方向延伸，而且 在鏈輪侧邊係發現其支座，其最好以螺絲固定在鏈輪之支承 托架上，以在鏈輪上產生一橫於鏈輪轉軸而繞著軸所延伸之 傾斜力矩。為使有效移除上述特別於騎上坡時會變得相當大 之傾斜力矩，該鏈輪可藉由二針狀滾柱軸承支承於踏板曲柄 軸承之鼻狀物上，其具有圓錐狀之軸承軌道並且相對於圓錐 狀開角而設置。由於該圓錐狀之軸承軌道不僅可接受徑向亦 可接受軸向鏈輪之負載，既不管介於踏板曲柄之軸承鼻狀物 與鏈輪之輪軸間之空間有多狹小，其滾柱只能使用針狀滾 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -6 - " -----------ry—·ι- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 536505 A7 B7 五、發明說明（4, 子。 為降低關於安裝該類針狀滾柱軸承結構上之負擔，承載 鏈輪之踏板曲柄可藉由底部托架轉軸延伸入一雙臂槓桿，並 且在踏板曲柄與鏈輪之間提供二壓縮彈簧，其壓縮彈簧各支 摒於槓彳干之一槓桿臂上’並在底部托架轉軸上彼此徑向對 拉。由於該分開二旋轉對稱之壓縮彈簧可抵消其所產生之傾 斜力矩’其允許使用傳統之滾柱軸承來承接鏈輪，在有利之 負載情況下，由於限制止動器限制轉動，係出現藉由踏板曲 柄之鼻狀物突出於鏈輪並施加力量在鏈輪上。尤其是當鏈輪 之輪軸，以可交換之方式接收至少一鏈輪，其具有用於二壓 縮彈簧之整體附著支座時，則在此關係下可獲得簡單之結構 條件，如此係確定在不會危及所需之力量下，有一相當輕之 重量。 圖式簡單說明 本發明之目的係以實例之方式更詳細地說明，圖式内容 為· 圖一顯示根據本發明之一自行車踏板曲柄傳動器之簡單 側視圖； 圖二顯示組合之踏板曲柄自底部托架轉軸移開之鏈輪内 部侧視圖； 圖三顯示貫穿支承於踏板曲柄上之軸承區域内之鏈輪之 放大尺寸之轉軸截面圖，以及 圖四顯示相應於圖一之根據本發明之踏板曲柄傳動器之 結構變化之視圖。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） I1IIIIII11I — - — II. 先閱磧背面之注意事項再填寫本頁) 訂——ιί Γ線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -7 - 536505 A7 B7 五、發明說明（5 較佳之具體實例詳細說明 根據圖一至圖三之轎板曲柄傳動器之具體實例，其實質 上係由-底雜架雜i触，其以可躺核支承於自行 車車架之轴承’並JL承載二踏板曲柄2，其具有—般形式之 踏板，以及至少裝有—齒輪環4之鏈輪3。麟輪3以傳統 《不可扭狀赚方式與底部托架雜丨雜，但以可轉動 之方式支承於一踏板曲柄2之軸承鼻狀物5上。該鏈輪軸承 具有穿透二針狀滾絲承6及7之圓錐狀軸承軌道8及9。 如圖三所示，該針狀滾柱軸承6及7以絲承軌道8及9 對拉之方式而置，以形成一錐狀開口角度之方式安裝。反之 二針狀滾柱軸承6及7之外侧軸承軌道9係在鏈輪3之輪轴 10之個別圓錐肩部上，針狀滾柱軸承6之内侧軌道8則在 鍵輪輪軸10《圓錐接觸表面上。二針狀滚柱軸承6及7藉 由針狀滾柱軸承7之内侧軌道8以無間隙之方式拉緊，亦即 4曰助螺絲栓於踏板曲柄2之轉軸鼻狀物5上之圓錐形螺帽 11來完成。由於該方法，鏈輪10在轴向及徑向二方向上可 以無間隙之方臺支撐於踏板曲柄2上。 -壓縮·Ι2係用作騎於踏板曲柄2及支承於該踏 板曲柄2上足鏈輪3間之能量傳輸，其壓縮彈簧12係靠在 踏板曲柄2之支撐鼻狀物U上，以及藉由支承托架15卿 成之支座14上。該支承托架15係與根據圖一中之具有齒輪 環4之鍵輪3检在一起。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -i丨丨丨丨丨丨tri丨：

線-I 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 蹲板曲柄2具有-朝鏈輪3突出之鼻狀物16，並且嵌 入鏈輪3之凹室Π &。如在圖二中所示，踏板曲柄2

536505 五 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 A7 ‘發明說明（6·) 狀物16係於周圍方向有間隙地支承於凹室17内，以致於凹 立17之徑向定界使踏板曲柄2在周圍二方向上形成旋轉限 制止動器18及19。用於向前驅動之踏板曲柄2係因此藉由 壓縮彈簧12抵抗轉動】^^之力量，而壓靠在轉動限制止 動器18上。相對於上述之旋轉限制止動器18，其亦可因此 藉由一調節器21來設定預拉壓縮彈簧12。此外，嵌入凹室 17之鼻狀物16係導致一作用在鏈輪3上之力量，其沿著相 對於鏈輪3之軸承之中央軸承平面區域延伸，以致於在鼻狀 物16 <限制止動位置内，鏈輪軸承可獲得最有利之負載條 件。 如果壓縮彈簧12藉由踏板曲柄2沿方先將鏈輪 3拉緊’其在踏板曲柄傳動器之死點中央區域，將因減少踏 板曲柄負載之效果而放鬆，麟當騎乘者藉由踏板曲柄2 施加足夠之支撐力矩時，放鬆之彈力將祕軸鏈輪3。藉 由踏板曲柄2相對於鏈輪3之旋轉定界是確定的，因 放鬆之壓力科12之鏈輪3之前進軸，騎乘者施加支^ 力矩且允許踏板曲柄傳動器延遲前，係藉由旋轉限制止動器 18相對於踏板曲柄2作界限，其將損害一平滑之踏板。意 即，壓轉簧I2不可任意壓縮，其可藉由旋轉限制止動器 I9而確定。如實際上所見，踏板曲柄2之旋轉角度不可大 於介於旋轉關錢H 18及19間之ω度之夾角，以致於 在不使驗娜艇轉t 12之放鬆情形τ，亦可確 保踏板曲柄麟器能麵渴望之平雜動。祕轉夢η 拉緊制，由於壓縮_ U之一側施加之力量會有一相當 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4 297公爱γ -9 -----------·丨丨丨- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) itr---—^1!線· 536505 A7 - -——____B7_ 五、發明說明（7· ) ~ /大足傾斜力矩作用在鏈輪3上，其讀確定鏈輪3在轴向及 佐向上有-侧之支撐，其借麟具有雜之滾柱轴承 6及7，以及具有_狀軸承執道8及9之軸承而達成，而 不需任何特別之結構作用。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 、根據圖四中之踏板曲柄傳動器不必使職針狀滾柱轴 承就可以，因為根據圖一中之壓縮彈簧12，其係由二以旋 轉對稱方式設置之壓力彈簧12a、12b所取代。為此目的， 為板曲柄2係藉由踏板曲柄軸1延伸入一雙臂槓桿22，以 致於壓縮彈簧12a、12b可設置於雙臂槓桿22之二臂上。用 在鏈輪3範圍内之壓縮彈簧12a、12b之支座14,係由整體 安裝於鏈輪3之輪軸1〇上之鼻狀物23所形成。該輪軸1〇 係承載一或多個齒輪環4，其係以傳統方式替換。藉由使用 二壓縮彈簧12a、12b，除此之外可避免設置於一侧之彈簧 產生傾斜力矩，其允許使用傳統之滾柱軸承承接鏈輪3。該 二壓縮彈簧12a、12b很難導致任何主要之重量負荷，因為 二壓縮彈簧可以一較差方式之尺寸，以及鏈輪3之輪軸10 之鼻狀物23，相較於根據圖一之托架15，代表較輕之重量 負荷。該踏板曲柄傳動器之功能相較於根據圖一至圖三之設 置’不會藉由二分開之壓縮彈簧12a、12b而受到影響。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） -10- 536505 A7 B7 五、發明說明（8·) 元件符號說明 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 底部托架轉軸 2 踏板曲柄 3 鏈輪 4 齒輪根 5 軸承鼻狀物 6 針狀滚柱軸承 7 針狀滚柱軸承 8 軸承軌道 9 軸承軌道 10 輪軸 11 圓錐形螺帽 12 壓縮彈簧 12a 壓縮彈簧 12b 壓縮彈簧. 13 支撐鼻狀物 14 支座 15 支承托架 16 鼻狀物 17 凹室 18 旋轉限制止動器 19 旋轉限制止動器 20 方向 21 調節器 22 雙臂槓桿 23 鼻狀物 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -10-1 -

Claims (1)

1. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 536505 έΐ ---—g| __ 六、申請專利範圍 L 自行車踏板曲柄傳動器，其具有二踏板曲柄（2)， 其藉由一底邵托架轉軸（）以可扭轉之方式彼此剛性連 接，其包含一以可旋轉之方式支承、並限制在二踏板曲 柄（2)之一之軸承鼻狀物（5)之止動器上之鏈輪（3)， 以及至少一沿上述踏板曲柄⑵與鏈輪（3)間之周圍 方向延伸'^壓縮彈簧（12 )，該鏈輪係用於承接壓縮彈簧 〇2)之支座（14)，其特徵為，承載鏈輪（3)之踏板 曲柄⑵係藉由突出於鏈輪⑶之鼻狀物（16)，嵌入 鍵輪（3)之凹室（17)，而該踏板曲柄⑵係在周圍二 方向上形成旋轉限制止動器（18、19)。 2·根據帽柄翻帛丨爾狀踏 徵為’鏈輪⑶可借助於二針狀滾柱轴承fr7)j 於踏板曲柄⑵之軸承鼻狀物⑸上，二針狀滚柱抽 承係具有圓錐狀軸承執道（8、9)，並且以錐形張 相對設置。 3·根據憎柄細第丨爾述之踏板 哭 «，承_⑴之編柄⑵，可藉=部= 轉軸⑴延伸人-雙臂娜㈤，並且在踏板曲柄⑵ 與鏈輪（3)之間提供二壓縮彈篑（12a、 彈簧恤、既）各支承於槓桿（22)之一積桿臂^ 並且在底部托架轉軸（丨）上彼此徑向對立。 4.根據申請專利範圍第3項所述之踏板曲柄傳鮮，並特 徵為’以可更換之方式容納至少一鏈輪(3)之齒輪環⑷ 之輪軸（10) ’孩鏈輪係包含用於二壓縮彈簧（、丨⑪） 本紙張尺度迺用中關家標準（CNS}A4規格（21〇 χ 2·97公爱） -11 - 费--------訂·----厂N-線-拳--------- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 536505 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 之整體所附之支座（14) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 T * ^ * n IB n n· l i n J a n n sfl 1 1_· 1 l I I n n n I n n _1 Βϋ n n n n 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -12 -