TWI555674B

TWI555674B - Self-propelled bicycle automatic transmission

Info

Publication number: TWI555674B
Application number: TW102122619A
Authority: TW
Inventors: Chien Ping Sung
Original assignee: Chien Ping Sung
Priority date: 2013-06-26
Filing date: 2013-06-26
Publication date: 2016-11-01
Also published as: TW201500261A

Description

可自行調速之腳踏車自動變速裝置

本發明為一種可自行調速之腳踏車自動變速裝置，當行車至一定速度時，藉由離心力的作用，而產生機械零件位移動作，進而達到自動變速的目的；使用者可免於手動變速或手動變速時變到不適合的檔位之情況，解決不善於變速者的困擾；當腳踏車停車時，大多數是停在高速檔位，而再度騎車時，必須立即動手將檔位換至低速檔位，此時將產生鏈條齒與鏈條的過度磨損；或當腳踏車行車速度慢下來之前，立即動手變回低速檔位，而有一定速度時，動手進一檔位，此反反覆覆進檔、退檔，及進檔時機與退檔時機，實在是費心思；本發明在行車速度低時或腳踩踏板極為費力之時，只須停頓一下或往後踩半圈，自動變速系統會自動退檔，此為本發明之特有功能；當行車速度處於低速或停車時，離心臂由彈性元件拉回低速檔位，再次騎車時，速度若達到設定公里數時，自動變速將會自動進一檔位。

之前雖有離心式自動變速裝置，但因結構面積過大或重量過重，在市面上不普及或不實用；而市面上電子自動變速裝置多屬於高價位的裝置系統，一般人為了讓腳踏車產生自動變速，而必須購買整輛全新的腳踏車，實在浪費與不合理。根據中華民國專利申請案號081100910，專利編號192499其中，動力傳動方式被動齒輪與被動齒輪之間沒有間隔開，造成齒輪與齒輪之間互相摩擦與動力內耗，亦即磨損，且一旦組裝之後，變速時機難以調校及控制，即沒有空間可調整彈力，其機械結構傳動原理及設計理念與本發明均有不同之處。

本發明係一種可自行調速之腳踏車自動變速裝置，允許使用者調整變速時機之構造，每一段變速齒輪之間都有鋼珠隔離，可減少摩擦，被動齒輪與被動齒輪之間設計成一邊為錐形，一邊為凹槽，而形成堆疊方式，非大小齒輪緊靠在一起；本發明離心甩臂與爪勾設計成分離狀態之後再與扭力桿結合，方可做到細部微調動作。

本發明係一種可自行調速之腳踏車自動變速裝置，用以解決腳踏車變速之問題；如手動變速時，檔位不適合該行車速度的檔位，低速時用高速檔極為費力，高速時用低速檔即為踩空的感覺，而需要頻頻換檔的困境，對於不善於變速的使用者，可免於手動變速；本發明可自行調速之腳踏車自動變速裝置會依照使用者的行車速度，變換至適合的檔位，即自動變速；自動變速的功能又可讓使用者設定變速時機，且每一檔位均可反覆調整至適合每一位使用者體能舒適範圍內之變速時機；本產品可自行換裝在腳踏車後輪上，也可由店家代為組裝，讓腳踏車升級為自動變速之腳踏車，且本發明不使用電源，因此無電源耗盡及更換電池、充電之慮；本發明是以平價化、改裝化為出發點，實用性與便利性之考量而開發，適合一般大眾人士、上班族及學生上下課或近距離騎腳踏車之利器。

T01‧‧‧常態齒

T02‧‧‧低速齒

T03‧‧‧中速齒

T04‧‧‧高速齒

T05‧‧‧副齒輪組

T06‧‧‧齒輪箱

T07‧‧‧齒輪箱蓋

T08‧‧‧力臂

T09‧‧‧鏈條齒

T110‧‧‧常態齒之內齒

T130‧‧‧中速齒之內齒

A23‧‧‧迴轉片

A25‧‧‧調整元件

A26‧‧‧固設元件

G37‧‧‧離心面

G38‧‧‧軸承

G39‧‧‧輪殼

G41‧‧‧調速孔

H71‧‧‧調整螺絲座A

H72‧‧‧調整螺絲座B

F51‧‧‧爪勾A

F52‧‧‧爪勾B

P18‧‧‧後輪主軸

P19‧‧‧變速軸A端

P20‧‧‧變速軸B端

P21‧‧‧調整螺絲

P22‧‧‧爪勾槽

P23‧‧‧變速軸平面

D60‧‧‧離心臂

D61‧‧‧擋釘

D62‧‧‧離心臂鉚釘

D63‧‧‧離心臂固定釘

K01‧‧‧鋼珠

K02‧‧‧錐狀

K03‧‧‧凹槽

S11‧‧‧C型彈簧扣

S13‧‧‧扭力桿

S16‧‧‧彈性元件

第一圖係本發明之變速軸剖面圖。

第二圖係本發明之腳踏車自動變速前，離心臂尚未甩出時，爪勾B為閉合狀態與連動要件之示意圖。

第三圖係本發明之變速齒輪與副齒輪的結構之示意圖。

第四圖係本發明之自動變速時，離心臂甩出，爪勾B為掀起狀態與連動要件之示意圖。

第五圖係本發明之爪勾A與常態齒之內齒咬合之示意圖。

第六圖係本發明之爪勾B為閉合，與中速齒之內齒脫離之示意圖。

第七圖係本發明之輪殼上，設有調速孔之示意圖。

第八圖係本發明之安裝於腳踏車上之示意圖。

本發明係一種可自行調速之腳踏車自動變速裝置，下列圖文所示各項為本發明設計形式、物件與各實施方式，茲舉較佳圖文詳述如後，此僅供說明用，在專利申請上並不受此限制。

請參閱第一圖，本發明係一種可自行調速之腳踏車自動變速裝置，於腳踏車後輪主軸(P18)上，設有變速軸，此一變速軸為一管狀體，各端以變速軸A端(P19)與變速軸B端(P20)區別，各端由軸承(G38)固設於後輪主軸(P18)中，變速軸B端(P20)設有離心面(G37)、迴轉片(A23)與扭力桿(S13)，此迴轉片(A23)與扭力桿(S13)相對應而有至少三個，在此僅供簡潔說明。

請參閱第二圖，本發明係一種可自行調速之腳踏車自動變速裝置，變速軸A、B兩端中設有變速爪勾槽(P22)，此一爪勾槽(P22)由C型彈簧扣(S11)，扣住爪勾A(F51)與另一C型彈簧扣(S11)，扣住爪勾B(F52)，以便於呈現爪勾A(F51)為開啟咬合之角度，而爪勾B(F52)所呈現為閉合之角度，此為變速之基礎；離心面(G37)中設有三處固設元件，每一處均設有調整螺絲座A(H71)、調整螺絲座B(H72)、調整螺絲(P21)、調整元件(A25)、彈性元件(S16)、離心臂(D60)、擋釘(D61)、離心臂鉚釘(D62)、離心臂固定釘(D63)；而迴轉片(A23)設於變速軸中，扭力桿(S13)設於變速軸平面(P23)，與爪勾B(F52)互動；形成至少三個不同速度之檔位，而每一檔位均為相同之結構。

請參閱第三圖，本發明係一種可自行調速之腳踏車自動變速裝置，於腳踏車後輪主軸(P18)同軸心處，設有變速軸A、B兩端(P19)與(P20)其中有：常態齒(T01)、中速齒(T03)、高速齒(T04)、低速齒(T02)、與副齒輪組(T05)，相對咬合而分別對應一常態檔及前述三個不同速度之檔位，由齒輪箱(T06)與齒輪箱蓋(T07)鎖合，再由力臂(T08)鎖回後輪主軸(P18)，其中鏈條齒(T09)與低速齒(T02)鎖合；而常態齒(T01)、中速齒(T03)、高速齒(T04)、低速齒(T02)之形狀，設計成一邊為錐狀(K02)，另一邊為凹槽(K03)，由鋼珠(K01)間隔開。

請參閱第四圖，配合第六圖與第三圖，本發明係一種可自行調速之腳踏車自動變速裝置，當行車速度所產生之離心力，使其中至少一離心臂(D60)甩出至擋釘(D61)，此位移行程連動至該至少一迴轉片(A23)壓制該至少一扭力桿(S13)，而該至少一扭力桿(S13)另一端則掀起爪勾B(F52)，使爪勾B(F52)與第六圖之中速齒之內齒(T130)咬合，迫使第三圖之副齒輪組(T05)之動力傳動至中速齒(T03)、高速齒(T04)、低速齒(T02)之中至少一個，進而帶動後輪主軸(P18)使腳踏車後輪轉動。

前述結構方式：離心臂(D60)甩出，此甩出的行程，帶動迴轉片(A23)的角度，此角度壓制扭力桿(S13)，而扭力桿(S13)之另一端則掀起爪勾B，使爪勾B與中速齒之內齒產生咬合。

請參閱第五圖、第六圖，本發明係一種可自行調速之腳踏車自動變速裝置，爪勾A(F51)與常態齒之內齒(T110)咬合，而第六圖，爪勾B(F52)為閉合，與中速齒之內齒(T130)脫離，而爪勾B(F52)為經常性之閉合，只有行車速度達到一速限時，離心力的位移作用，最後使其爪勾B(F52)掀起，使得動力轉移至前述三個不同速度之檔位之一檔位，此為本發明之自動變速原理。

請參閱第七圖，本發明係一種可自行調速之腳踏車自動變速裝置，其中輪殼(G39)設有調速孔(G41)，方便使用者透過調速孔(G41)進行調速，轉動調整螺絲(P21)，使彈性元件(S16)鬆緊作用及改變角度，使得變速時機或快、或慢。

亦即，調整螺絲(P21)正反轉，可調出彈性元件(S16)之鬆緊度與距離，距離越遠則彈性元件(S16)越緊，即延遲換檔的調整方式；反之，彈性元件(S16)越鬆，即提早換檔的調整方式。

請參閱第八圖，本發明係一種可自行調速之腳踏車自動變速裝置，安裝於腳踏車架上適當處，由固設元件(A26)定位。