TWI750796B - 自行車變速機構 - Google Patents

Abstract

本發明是一種自行車變速機構，其設置於動力軸位置，變速機構主要包括：第一鏈輪、第二鏈輪、外部鏈輪組、第一帶動鏈條及第二帶動鏈條，第一鏈輪及第二鏈輪分別設置於動力軸，第一鏈輪具備第一齒部且於一側設置第一帶動鏈輪，第二鏈輪具備第二齒部且於一側設置第二帶動鏈輪，其中第二齒部高度鄰近第一齒部，外部鏈輪組包含有第一變速鏈輪及連接第一變速鏈輪的第二變速鏈輪，第一帶動鏈條嚙合於第一帶動鏈輪及第一變速鏈輪，第二帶動鏈條嚙合於第二帶動鏈輪及第二變速鏈輪，藉由上述的變速機構使第一鏈輪及第二鏈輪可在不同轉速下達到改變減速或增速比的目的。

Description

自行車變速機構

本發明係一種變速機構，尤指一種自行車變速機構。

按，傳統自行車前位在踩踏板位置的鏈輪，使用上為了要變速而會有齒數不同的結構，因此導致鏈輪會有尺寸上的差異，如果要達到較大的減速，最尺寸的鏈輪跟最小尺寸的鏈輪落差會很大，因此導致鏈條爬升不易。

以一般常見三種尺寸的鏈輪為例，在鏈輪尺寸上由大到小的齒數依序為50齒、39齒及30齒，此種組合最大的減速比為30/50=0.6，需要經過39/50=0.78，再降一次才能達到最終0.6的減速比。

為了簡化及順暢鏈條變速過程，且同時兼顧減速比，發展出不同齒數組合，當鏈輪以兩種尺寸為例例時，其齒數組合可為34/50=0.68或36/52=0.69的組合，以34/50的組合而言，50t鏈輪的外徑為208mm，34t鏈輪的外徑為144mm，(208-144)/2=32mm，變速時，撥鏈器需讓鏈條靠摩擦爬升32mm的距離，已經是目前的極限了，所以，無法再有更低的減速比以利爬坡。

以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者瞭解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。

本發明之主要目的在於：利用變速機構中的第一鏈輪、第二鏈輪、外部鏈輪組、第一帶動鏈條及第二帶動鏈條，使第一鏈輪及第二鏈輪可在不同轉速下達到改變減速或增速比的目的，同時透過第二鏈輪可以略大於或略小於或等於第一鏈輪的尺寸，使主帶動鏈條在變換第一鏈輪或第二鏈輪時就會更加順暢，且解決過往有爬升不易的問題。

為達上述目的，本發明係一種自行車變速機構，其設置於一動力軸位置，該變速機構包括：一第一鏈輪，其固定於該動力軸，且具備一第一齒部，該第一鏈輪一側設置一第一帶動鏈輪；一第二鏈輪，其樞設於該動力軸，且具備一第二齒部，該第二鏈輪一側設置一第二帶動鏈輪，其中該第二齒部高度鄰近該第一齒部；一外部鏈輪組，其包含一第一變速鏈輪及一連接該第一變速鏈輪之第二變速鏈輪；一第一帶動鏈條，其嚙合於該第一帶動鏈輪及該第一變速鏈輪；及一第二帶動鏈條，其嚙合於該第二帶動鏈輪及該第二變速鏈輪。

根據本發明之一實施例，其中該第一鏈輪與該第二鏈輪間界定一空間。

根據本發明之一實施例，更包括一架設於該動力軸位置且位於該空間處之支架，該支架一端供該外部鏈輪組設置。

根據本發明之一實施例，其中該支架一端遠離該空間處。

根據本發明之一實施例，其中該支架一端位於該空間處。

根據本發明之一實施例，其中該第一帶動鏈輪及該第二帶動鏈輪設置的位置分別位於該空間，且鄰近該外部鏈輪組。

根據本發明之一實施例，其中該外部鏈輪組架設於該自行車且位於該前輪與該後輪之間。

根據本發明之一實施例，其中該第一帶動鏈輪及該第二帶動鏈輪設置的位置分別不位於該空間，且遠離該外部鏈輪組。

根據本發明之一實施例，更包括一撥鍊器，其設置於該自行車且靠近該第一鏈輪一側。

根據本發明之一實施例，更包括一主帶動鏈條，其穿設於該撥鍊器以及由該撥鍊器選擇鏈結該第一齒部或該第二齒部。

1:自行車

10:動力軸

12:後輪

14:齒盤

2:變速機構

20:第一鏈輪

200:第一齒部

201:第一帶動鏈輪

21:第二鏈輪

210:第二齒部

212:第二帶動鏈輪

22:外部鏈輪組

220:第一變速鏈輪

222:第二變速鏈輪

23:第一帶動鏈條

24:第二帶動鏈條

25:空間

3:支架

4:撥鍊器

5:主帶動鏈條

圖1為本發明較佳實施例之立體示意圖。

圖2為本發明較佳實施例之立體分解示意圖。

圖3為本發明較佳實施例之另一角度立體分解示意圖。

圖4為本發明較佳實施例進行減速運作之使用狀態示意圖。

圖5為本發明第二種實施例之結構示意圖。

圖6為圖5之立體分解示意圖。

圖7為圖5之另一角度立體分解示意圖。

圖8為圖5減速運作之使用狀態示意圖。

圖9為本發明第三種實施例之結構示意圖。

圖10為圖8之立體分解示意圖。

圖11為圖8之另一角度立體分解示意圖。

圖12為圖8增速運作之使用狀態示意圖。

以下藉由具體實施例說明本發明之實施方式，熟悉此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本發明之其他優點及功效。

本說明書所附圖式所繪示之結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示之內容，以供熟悉此技藝之人士之瞭解與閱讀，並非用以限定本發明可實施之限定條件，故不具技術上之實質意義，任何結構之修飾、比例關係之改變或大小之調整，在不影響本發明所能產生之功效及所能達成之目的下，均應仍落在本發明所揭示之技術內容得能涵蓋之範圍內。同時，本說明書中所引用之如“一”、“兩”、“上”等之用語，亦僅為便於敘述之明瞭，而非用以限定本發明可實施之範圍，其相對關係之改變或調整，在無實質變更技術內容下，當亦視為本發明可實施之範疇。

請參閱圖1、圖2及圖3所示，為本發明較佳實施例之立體示意圖、立體分解示意圖及另一角度立體分解示意圖。本發明是一種自行車變速機構，其設置於自行車1之動力軸10位置，變速機構2主要包括：第一鏈輪20、第二鏈輪21、外部鏈輪組22、第一帶動鏈條23及第二帶動鏈條24，第一鏈輪20及第二鏈21輪分別設置於動力軸10，其中第一鏈輪20具備第一齒部200且於一側設置第一帶動鏈輪201，第二鏈輪21具備第二齒部210且於一側設置第二帶動鏈輪212，其中第二齒部210高度鄰近第一齒部200，外部鏈輪組22包含有第一變速鏈輪220及連接第一變速鏈輪220的第二變速鏈輪222，第一帶動鏈條23嚙合於第一帶動鏈輪201及第一變速鏈輪220，第二帶動鏈條24嚙合於第二帶動鏈輪212及第二變速鏈輪222。

前述中的第一鏈輪20及第二鏈輪21間界定一空間25，以及在外部鏈輪組22架設於自行車1。

一併參考圖4所示，為本發明較佳實施例進行減速運作之使用狀態示意圖。以減速為例，依據上述結構運作方式，導入具體齒數後能更清楚如何透過上述的變速機構2達到減速目的，本實施例中的外部鏈輪組22主要設置於 自行車1上，而外部鏈輪組22的位置介於前輪及後輪之間，其中外部鏈輪組22包含的第一變速鏈輪220及第二變速鏈輪222為一體式結構，也就是會同步轉動。當第一鏈輪20中的第一齒部200與第二鏈輪21中的第二齒部210設定為22齒時，固定在動力軸10上的第一鏈輪20靠外側的第一帶動鏈輪201則設定為11齒，同時外部鏈輪組22中的第一變速鏈輪220及第二變速鏈輪222均設定為11齒，而樞接在在動力軸10上的第二鏈輪21靠外側的第二帶動鏈輪212則設定為22齒。

各齒數設定完成後，主帶動鏈條5嚙合第一鏈輪20以及位於自行車1後輪12上的齒盤14(可單齒盤或多齒盤)，同時主帶動鏈條5穿設撥鍊器4，撥鍊器4主要設置於自行車1且靠近第一鏈輪20一側，因此可由撥鍊器4選擇主帶動鏈條5鏈結第一鏈輪20的第一齒部200或第二鏈輪21的第二齒部210。而後，當主帶動鏈條5由第一鏈輪20帶動時，除了會帶動後輪12轉動外，第一鏈輪20的轉動使第一帶動鏈輪201同步轉動，並藉由第一帶動鏈條23連動第一變速鏈輪220，由於第二變速鏈輪222與第一變速鏈輪220為一體結構，因此第二變速鏈輪222會同步轉動，此時透過第二帶動鏈條24嚙合於第二變速鏈輪222及第二帶動鏈輪212，因此讓被連動進而讓第二鏈輪21被驅動，由於透過上述的各種齒數配置，因此可透過撥鍊器4(為避免線條過多遮蔽作動方式故圖4中省略撥鍊器4，撥鍊器4位置請參考圖1至圖3)改變主帶動鏈條5選擇一般轉速(鏈結於第一鏈輪20)或是已被減速的轉速(鏈結於第二鏈輪21)。由上述可知，此齒數配置的第一鏈輪20轉一圈，第二鏈輪21則轉半圈，藉此達到減速的目的。

倘若要減速效果需更明顯時，可將第一鏈輪20靠外側的第一帶動鏈輪201維持設定為11齒，外部鏈輪組22中的第一變速鏈輪220齒數改為19齒， 第二變速鏈輪222維持為11齒，而樞接在在動力軸10上的第二鏈輪21靠外側的第二帶動鏈輪212改設定為19齒，如此一來，可以前述的減速效果更明顯。

一併參考圖5、圖6及圖7所示，為本發明第二種實施例之結構示意圖、圖5之立體分解示意圖及為圖5之另一角度立體分解示意圖。此實施例中的變速機構2主要包括：第一鏈輪20、第二鏈輪21、外部鏈輪組22、第一帶動鏈條23及第二帶動鏈條24，主要在第一鏈輪20及第二鏈輪21間的空間25位置設置有支架3，支架3一端架設於動力軸10位置，另一端則設置外部鏈輪組22且遠離空間25，其中第一帶動鏈輪201及第二帶動鏈輪212設置的位置分別不位於空間25，也就是第一帶動鏈輪201設於第一鏈輪20外側，第二帶動鏈輪212設於第二鏈輪21外側。

一併參考圖8所示，為圖5減速運作之使用狀態示意圖。以減速為例，依據上述結構運作方式，導入具體齒數後能更清楚如何透過上述的變速機構2達到減速目的，本實施例中的外部鏈輪組22主要設置於支架3，支架3位於第一鏈輪20及第二鏈輪21間的空間25位置，其中外部鏈輪組22的位置介於前輪及後輪之間，其中外部鏈輪組22包含的第一變速鏈輪220及第二變速鏈輪222為一體式結構，也就是會同步轉動。當第一鏈輪20中的第一齒部200與第二鏈輪21中的第二齒部210設定為22齒時，固定在動力軸10上的第一鏈輪20靠外側的第一帶動鏈輪201則設定為11齒，同時外部鏈輪組22中的第一變速鏈輪220及第二變速鏈輪222均設定為11齒，而樞接在在動力軸10上的第二鏈輪21靠外側的第二帶動鏈輪212則設定為22齒。

各齒數設定完成後，主帶動鏈條5嚙合第一鏈輪20以及位於自行車1後輪12上的齒盤14(可單齒盤或多齒盤)，同時主帶動鏈條5穿設撥鍊器4，撥鍊器4主要設置於自行車1且靠近第一鏈輪20一側，因此可由撥鍊器4選擇主帶動 鏈條5鏈結第一鏈輪20的第一齒部200或第二鏈輪21的第二齒部210。而後，當主帶動鏈條5由第一鏈輪20帶動時，除了會帶動後輪12轉動外，第一鏈輪20的轉動使第一帶動鏈輪201同步轉動，並藉由第一帶動鏈條23連動第一變速鏈輪220，由於第二變速鏈輪222與第一變速鏈輪220為一體結構，因此第二變速鏈輪222會同步轉動，此時透過第二帶動鏈條24嚙合於第二變速鏈輪222及第二帶動鏈輪212，因此讓被連動進而讓第二鏈輪21被驅動，由於透過上述的各種齒數配置，因此可透過撥鍊器4(為避免線條過多遮蔽作動方式故圖8中省略撥鍊器4，撥鍊器4位置請參考圖5至圖7)改變主帶動鏈條5選擇一般轉速(鏈結於第一鏈輪20)或是已被減速的轉速(鏈結於第二鏈輪21)。由上述可知，此齒數配置的第一鏈輪20轉一圈，第二鏈輪21則轉半圈，藉此達到減速的目的。

倘若要減速效果需更明顯時，可將第一鏈輪20靠外側的第一帶動鏈輪201維持設定為11齒，外部鏈輪組22中的第一變速鏈輪220齒數改為19齒，第二變速鏈輪222維持為11齒，而樞接在在動力軸10上的第二鏈輪21靠外側的第二帶動鏈輪212改設定為19齒，如此一來，可以前述的減速效果更明顯。

一併參考圖9、圖10及圖11所示，為本發明第三種實施例之結構示意圖、圖8之立體分解示意圖。變速機構2主要包括：第一鏈輪20、第二鏈輪21、外部鏈輪組22、第一帶動鏈條23及第二帶動鏈條24，主要在第一鏈輪20及第二鏈輪21間的空間25位置設置有支架3，支架3一端架設於動力軸10位置，另一端設置外部鏈輪組22且位於空間25處，其中第一帶動鏈輪201及第二帶動鏈輪212設置的位置分別位於空間25間，也就是第一帶動鏈輪201設於第一鏈輪20內側，第二帶動鏈輪212設於第二鏈輪21內側，因此第一帶動鏈輪201及第二帶動鏈輪212相對應設置。由上述結構可了解，第一帶動鏈輪201、第二帶動鏈輪212、外部鏈輪組22、第一帶動鏈條23、第二帶動鏈條24及支架3均設於第一鏈 輪20及第二鏈輪21間的空間25，也就是說，由第一鏈輪20及第二鏈輪21外觀看不到任何變速結構。

一併參考圖12所示，為圖8增速運作之使用狀態示意圖。以增速為例，依據上述結構運作方式，導入具體齒數後能更清楚如何透過上述的變速機構2達到增速目的，當第一鏈輪20中的第一齒部200與第二鏈輪21中的第二齒部210設定為22齒時，固定在動力軸10上的第一鏈輪20靠內側的第一帶動鏈輪201則設定為14齒，同時外部鏈輪組22中與第一帶動鏈輪201同側的第一變速鏈輪220設定為10齒，而樞接在在動力軸10上的第二鏈輪21靠內側的第二帶動鏈輪212則設定為10齒時，同時外部鏈輪組22中與第二帶動鏈輪212同側的第二變速鏈輪222設定為14齒。

各齒數設定完成後，主帶動鏈條5嚙合第一鏈輪20以及位於自行車1後輪12上的齒盤14(可單齒盤或多齒盤)，同時主帶動鏈條5穿設撥鍊器4，撥鍊器4主要設置於自行車1且靠近第一鏈輪20一側，因此可由撥鍊器4選擇主帶動鏈條5鏈結第一鏈輪20的第一齒部200或第二鏈輪21的第二齒部210。而後，當主帶動鏈條5由第一鏈輪20帶動時，除了會帶動後輪12轉動外，第一鏈輪20的轉動使第一帶動鏈輪201同步轉動，並藉由第一帶動鏈條23連動第一變速鏈輪220，由於第二變速鏈輪222與第一變速鏈輪220為一體結構，因此第二變速鏈輪222會同步轉動，此時透過第二帶動鏈條24嚙合於第二變速鏈輪222及第二帶動鏈輪212，因此讓被連動進而讓第二鏈輪21被驅動，由於透過上述的各種齒數配置，因此可透過撥鍊器4(為避免線條過多遮蔽作動方式故圖12中省略撥鍊器4，撥鍊器4位置請參考圖9至圖11)改變主帶動鏈條5選擇一般轉速(鏈結於第一鏈輪20)或是已被增速的轉速(鏈結於第二鏈輪21)。由上述可知，此齒數配置能讓第二鏈輪21轉速增加約2倍，藉此達到增速的目的。

倘若需將第二鏈輪21轉速再次提升，可將固定在動力軸10上的第一鏈輪20靠內側的第一帶動鏈輪201則設定為19齒，同時外部鏈輪組22中與第一帶動鏈輪201同側的第一變速鏈輪220設定為11齒，而樞接在在動力軸10上的第二鏈輪21靠內側的第二帶動鏈輪212則設定為11齒時，同時外部鏈輪組22中與第二帶動鏈輪212同側的第二變速鏈輪222設定為19齒，其中第一帶動鏈輪201、第一變速鏈輪220、第二帶動鏈輪212及第二變速鏈輪222的齒輪尺寸配置主要是第一帶動鏈條23、第二帶動鏈條24兩邊長度會相等，不會一長一短，相對簡單。透過改變第一帶動鏈輪201、第一變速鏈輪220、第二帶動鏈輪212及第二變速鏈輪222齒數以調整第二鏈輪21的轉速。

由上述各實施例可知，藉由不同帶動第一帶動鏈輪201、第一變速鏈輪220、第二帶動鏈輪212及第二變速鏈輪222的齒數配合，可調整第二鏈輪21有不同的轉速，此外，由各實施例中可見的撥鍊器4及主帶動鏈條5，撥鍊器4設置於自行車1且靠近第一鏈輪20一側，主帶動鏈條5穿設於撥鍊器4以及由撥鍊器4選擇鏈結第一齒部200或第二齒部210，由於第一鏈輪20與第二鏈輪21數與尺寸大致相同，且並排在一起，如此主帶動鏈條5在變換第一鏈輪20或第二鏈輪21時就會更加順暢，且不會有爬升不易的問題。第二鏈輪21的尺寸，可以略大於或略小於或等於第一鏈輪20，主要依目的不同而有所變化。

上述實施例僅為例示性說明本發明的原理及其功效，而非用於限制本發明。任何熟悉此項技藝的人士均可在不違背本發明的精神及範疇下，對上述實施例進行修改。因此本發明的權利保護範圍，應如後述申請專利範圍所列。

1:自行車

10:動力軸

2:變速機構

20:第一鏈輪

200:第一齒部

201:第一帶動鏈輪

22:外部鏈輪組

220:第一變速鏈輪

222:第二變速鏈輪

23:第一帶動鏈條

24:第二帶動鏈條

25:空間

4:撥鍊器

5:主帶動鏈條

Claims (10)

1. 一種自行車變速機構，其設置於該自行車之動力軸位置，該變速機構包括：

   一第一鏈輪，其固定於該動力軸，且具備一第一齒部，該第一鏈輪一側設置一第一帶動鏈輪；

   一第二鏈輪，其樞設於該動力軸，且具備一第二齒部，該第二鏈輪一側設置一第二帶動鏈輪，其中該第二齒部高度鄰近該第一齒部；

   一外部鏈輪組，其包含一第一變速鏈輪及一連接該第一變速鏈輪之第二變速鏈輪；

   一第一帶動鏈條，其嚙合於該第一帶動鏈輪及該第一變速鏈輪；及

   一第二帶動鏈條，其嚙合於該第二帶動鏈輪及該第二變速鏈輪。
2. 如請求項1所述之自行車變速機構，其中該第一鏈輪與該第二鏈輪間界定一空間。
3. 如請求項2所述之自行車變速機構，更包括一架設於該動力軸位置且位於該空間處之支架，該支架一端供該外部鏈輪組設置。
4. 如請求項3所述之自行車變速機構，其中該支架另一端遠離該空間處。
5. 如請求項3所述之自行車變速機構，其中該支架另一端位於該空間處。
6. 如請求項5所述之自行車變速機構，其中該第一帶動鏈輪及該第二帶動鏈輪設置的位置分別位於該空間，且鄰近該外部鏈輪組。
7. 如請求項2所述之自行車變速機構，其中該外部鏈輪組架設於該自行車。
8. 如請求項7所述之自行車變速機構，其中該第一帶動鏈輪及該第二帶動鏈輪設置的位置分別不位於該空間，且遠離該外部鏈輪組。
9. 如請求項1所述之自行車變速機構，更包括一撥鍊器，其設置於該自行車且靠近該第一鏈輪一側。
10. 如請求9所述之自行車變速機構，更包括一主帶動鏈條，其穿設於該撥鍊器以及由該撥鍊器選擇鏈結該第一齒部或該第二齒部。

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