一種自行車的無級變速方法和無級變速結構的制作方法
【專利摘要】一種自行車的無級變速方法以及一種與該變速方法相關的無級變速結構，尤其是能解決當今無級變速自行車和有級換檔變速自行車因其變速結構自身質量大而影響騎行速度的無級變速方法和無級變速結構。并且該無級變速方法和無級變速結構能與普通自行車結構結合起來，制成一種既能在平坦道路上高速行駛，又能在坎坷路段上負重緩行的自行車，實現變速自行車與普通自行車的功能合一。又因為該變速結構自身質量遠遠小于現今無級變速結構和有級換檔變速結構的自身質量，比普通自行車驅動結構的自身質量還要小，所以還能制成一種速度遠超當今現行變速自行車的新型無級變速自行車。
【專利說明】
一種自行車的無級變速方法和無級變速結構
所屬技術領域
[0001]本發明涉及一種自行車的無級變速方法以及一種與該變速方法相關的無級變速結構，尤其是能解決當今無級變速自行車和有級換檔變速自行車因其變速結構自身質量大而影響騎行速度的無級變速方法和無級變速結構，并且該無級變速方法和無級變速結構能與普通自行車結構結合起來，制成一種既能在平坦道路上高速行駛，又能在坎坷路段上負重緩行的自行車，實現變速自行車與普通自行車的功能合一，又因為該變速結構自身質量遠遠小于現今無級變速結構和有級換檔變速結構的自身質量，比普通自行車驅動結構的自身質量還要小，所以還能制成一種速度遠超當今現行變速自行車的新型無級變速自行車。
【背景技術】
[0002]當前，現行的變速自行車的變速結構，因自身質量大，嚴重影響了騎行的速度。尤其是在高速騎行過程中，自身重量的影響會成幾何的倍數增長，存在著制約高速騎行的瓶頸。同時現行的變速自行車造價昂貴，而且功能單一，不能與普通自行車的負載功能結合，使變速自行車的受眾人群范圍變小，不能作為一種普通自行車使用，而只能作為一種高檔消費品使用。
【發明內容】
[0003]為了克服當前變速自行車的不足，本發明提供一種自行車的無級變速方法和一種無級變速結構。本方法和結構，解決了變速自行車高速騎行的瓶頸問題和功能單一性問題，提高了騎行的速度，增加了變速自行車功能的實用性，騎行人能隨時將高速騎行功能與負載功能互換。
[0004]本發明解決其問題所采用的技術方案是:在通用自行車結構的基礎上，換裝上一種無級變速結構，該結構包括雙架鏈輪裝置、變速輪齒裝置、齒錠控制裝置和變速控制裝置。雙架鏈輪裝置安裝在自行車上。變速輪齒裝置套裝在雙架鏈輪裝置上。齒錠控制裝置固定在變速輪齒裝置上。變速控制裝置設置在自行車的適當位置上，實施變速時與齒錠控制裝置接觸，并控制齒錠控制裝置的操作繼而聯動變速輪齒裝置變速。
[0005]雙架鏈輪裝置包括外鏈輪柱⑴、外鏈輪梆(2)、內鏈輪柱(3)、內鏈輪梆⑷，中軸
(5)、，曲柄(6)、腳蹬(7)。內、外鏈輪柱平行并列成一對，在雙架鏈輪上必須設三對以上，可以根據需要多設，不受限制，最佳數是5對。每個鏈輪柱都通過鏈輪軸基(8)固定在中軸
(5)上。每個鏈輪柱兩邊都有制動齒(9)，鏈輪柱中間有輪柱滑道(10)。鏈輪梆安裝或固接在鏈輪柱的頂端。
[0006]變速輪齒裝置包括鏈輪齒錠(12)、輪柱套孔(13)、輪齒(14)、固定桿(15)、固定軸
(20)、可控轉桿(18)、轉柄(17)和橢圓軸突(16)。固定桿(15) 一端與鏈輪齒錠(12)固接，另一端與固定軸(20)固接，桿部中間留孔使可控轉桿(18)穿過。橢圓軸突(16)固定在可控轉桿(18)上。可控轉桿(18)外端有轉柄(17)。輪齒(14)固定在鏈輪齒錠的上端，是一種微動連接，可前后作適當的晃動，以便在調速過程中，能與自行車鏈條吻合。鏈輪齒錠(12)左右兩端留有輪柱套孔(13)，使變速輪齒裝置能套在內外鏈輪柱上，并能滑動。橢圓軸突為橢圓形，分長突部分和短突部分。
[0007]齒錠控制裝置包括固定軸(19)和控制器(20)。固定軸(19)與固定桿(15)的末端固接。控制器(20)包括控制器曲臂(21)、曲臂轉軸(23)、控制器卡榫(22)和彈簧(24)。控制器(20)通過曲臂轉軸(23)連接在固定軸(19)上。曲臂轉軸(23)可繞固定軸(19)轉動。控制器曲臂(21)固定于曲臂轉軸(23)上，一端圓滑并與橢圓軸突(16)接觸，另一端有控制器卡榫(22)。彈簧(24)連接在控制器曲臂(21)上。控制器曲臂(21)為兩個，左右對稱交叉連接在曲臂轉軸(23)上。
[0008]變速控制裝置包括擋臂(29)、控桿(28)、控桿拉線(27)、控桿通道(26)、控桿彈簧
(25)。擋臂(29)固定在控桿(28)上，控桿(28) —端連接著控桿彈簧(25)，控桿彈簧(25)在控桿通道(26)內，拉線(27) —端從控桿彈簧(25)內部間隙通過連接在控桿(28)上，另一端引出，連接在自行車的其他部件上，控桿通道(26)設置在自行車的適當位置上。通過操作拉線(27)控制控桿(28)的運動繼而改變擋臂(29)的位置，實現擋臂與齒錠控制裝置中轉柄(17)的接觸，控制轉柄(17)的運動而實現變速。轉柄(17)是一長方體，分長面和短面。
[0009]本發明的有益效果是:采用此方法和結構,可實現任意變速,變速空間在雙架鏈輪的半徑范圍內可設任意大，還可根據個人需要，改裝任意大的雙架鏈輪，實現最佳高速。而且操作簡單，方便靈活。其明顯優勢在于變速過程中高低速轉換的不間斷連接，既克服了有級換檔變速自行車在換檔時動能浪費的不足，又克服現今無級變速自行車的變速幅度小的缺陷，同時還大大減小了變速車驅動結構的自身質量，提高了騎行人能量利用效率，增大了個人的極限速度。
【附圖說明】
[0010]下面結合附圖和實例對本發明進一步說明。
[0011]圖1是單面鏈輪架的示意圖。
[0012]圖2是雙架鏈輪的結構示意圖。
[0013]圖3是單片鏈輪柱的結構示意圖。
[0014]圖4是變速輪齒裝置與齒錠控制裝置相結合的結構示意。
[0015]圖5是齒錠控制裝置在變速狀態下的結構示意圖。
[0016]圖6是齒錠控制裝置在定速狀態下的結構示意圖。
[0017]圖7是變速輪齒裝置與齒錠控制裝置和鏈輪柱相互結合的結構示意圖。
[0018]圖8是鏈輪在增速時的結構示意圖。
[0019]圖9是鏈輪在減速時的結構示意圖。
[0020]圖10是進入調速準備時的轉柄狀態示意。
[0021]圖11是開始調速時的轉柄狀態示意圖。
[0022]圖中:1.外鏈輪柱，2.外鏈輪梆，3.內鏈輪柱，4.內鏈輪梆，5.中軸，6.曲柄，
7.腳蹬，8.鏈輪軸基，9.制動齒，10.輪柱滑道，11.輪柱蓋帽，12.鏈輪齒錠，13.輪柱套孔，14.輪齒，15.固定桿，16.橢圓軸突，17.轉柄，18.可控轉桿，19.固定軸，20.控制器，21.控制器曲柄，22.控制器卡榫，23.曲臂轉軸，24.彈簧，25.控桿彈簧，26.控桿通道，27.拉線，28.控桿，29.擋臂。
【具體實施方式】
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[0023]當開始實施變速時，先操縱拉線(27)帶動控桿(28)將檔臂(29)移至調速位置固定不動，此時擋臂與轉柄接觸，利用鏈輪的轉動使轉柄受到檔臂的阻力，轉柄受阻力扭動至長面與檔臂接觸后就不再扭動，此時橢圓軸突(16)同步轉至長突部分與控制器曲柄(21)接觸，聯動控制器卡榫(22)與制動齒脫離，為變速狀態。這時，齒錠控制裝置處于解除制動狀態，能隨著變速輪齒裝置聯動。在轉柄扭轉到位之后，繼續受擋臂阻力作用而變為滑動，帶動變速輪齒裝置一起滑至擋臂末端，之后轉柄滑過擋臂端部落空，失去阻力控制，在控桿彈簧的作用下自然回復到新的定速狀態，控制器卡榫又進入到制動齒內實施制動。通過操縱拉線設定擋臂的長度、方向和位置，便可實現增減或減速。如果設置兩個不同方向的擋臂，便可實施鏈輪在正轉和倒轉時的任意增減速。
[0024]在圖1、圖2、和圖3中，鏈輪梆與鏈輪柱可以是固定連接，也可以是可折卸連接。固定連接前要將鏈輪齒錠(12)事先套在內外鏈輪柱上。這種情況下鏈輪齒錠不能更換。可折卸連接時可以更換鏈輪齒錠。當鏈輪柱與鏈輪梆連接好后可在鏈輪柱上套上輪柱蓋帽
(11)，起到一些加固作用。
[0025]在圖4中，控制器兩個為一對，示意圖中只列出了一對中的一個。
[0026]在圖5中、圖6中，控制器卡榫最少為一層，可根據需要多設，以每對控制器的卡榫綜合受力超過人的極限蹬力為好。
[0027]在圖7中，鏈輪軸基(8)可與中軸(5)固定為一體，也可以制成可連接方式，其作用是起到加固和穩定鏈輪柱的作用。鏈輪柱的厚度在等于現今普通自行車的鏈輪厚度一半時，每對鏈輪柱的可受力強度便可比普通鏈輪的可受力強度要大。
[0028]在圖8中，擋臂處在圖中所示位置時，鏈輪做箭頭所示順時針(正轉)轉動時，可進行增速操作。
[0029]在圖9中，擋臂處在圖中所示位置時，鏈輪做箭頭所示逆時針(反轉)轉動時，可進行減速操作。
[0030]在圖10中，在實施變速前，轉柄(17)在與檔臂(29)接觸前是轉柄短面與擋臂相鄰。做變速準備時，轉柄短面與擋臂接觸后，扭轉至長面與擋臂接觸為止，便開始實施變速。
[0031]在圖11中，在變速時，轉柄(17)長面與檔臂(29)接觸，并沿著擋臂滑行到擋臂端部，滑過擋臂端部，轉柄落空不受力，又回復到圖10中所處位置，隨即結束變速。
【主權項】
1.一種自行車的無級變速方法以及一種與該變速方法相關的無級變速結。該方法是通過在自行車上加裝該無級變速結構來實現變速。該無級變速結構包括雙架鏈輪裝置、變速輪齒裝置、齒錠控制裝置和變速控制裝置。雙架鏈輪裝置安裝在自行車上。變速輪齒裝置套裝在雙架鏈輪裝置上。齒錠控制裝置固定在變速輪齒裝置上。變速控制裝置設置在自行車的適當位置上。2.根據權利要求1所述的雙架鏈輪裝置，其特征在于，包括外鏈輪柱(I)、外鏈輪梆(2)、內鏈輪柱(3)、內鏈輪梆(4)，中軸(5)、，曲柄(6)、腳蹬(7)。內、外鏈輪柱平行并列成一對，在雙架鏈輪上必須設三對以上，可以根據需要多設。每個鏈輪柱都通過鏈輪軸基(8)固定在中軸(5)上。每個鏈輪柱兩邊都有制動齒(9)，鏈輪柱中間有輪柱滑道(10)。鏈輪梆安裝或固接在鏈輪柱的頂端。3.根據權利要求1所述的變速輪齒裝置，其特征在于，包括鏈輪齒錠(12)、輪柱套孔(13)、輪齒(14)、固定桿(15)、固定軸(20)、可控轉桿(18)、轉柄(17)和橢圓軸突(16)。固定桿(15) —端與鏈輪齒錠(12)固接，另一端與固定軸(20)固接，桿部中間留孔使可控轉桿(18)穿過。橢圓軸突(16)固定在可控轉桿(18)上。可控轉桿(18)外端有轉柄(17)。輪齒(14)固定在鏈輪齒錠的上端，是一種微動連接，可前后作適當的晃動，以便在調速過程中，能與自行車鏈條吻合。鏈輪齒錠(12)左右兩端留有輪柱套孔(13)，使變速輪齒裝置能套在內外鏈輪柱上，并能滑動。橢圓軸突為橢圓形，分長突部分和短突部分。4.根據權利要求1所述的齒錠控制裝置，其特征在于，包括固定軸(19)和控制器(20)。固定軸(19)與固定桿(15)的末端固接。控制器(20)包括控制器曲臂(21)、曲臂轉軸(23)、控制器卡榫(22)和彈簧(24)。控制器(20)通過曲臂轉軸(23)連接在固定軸(19)上。曲臂轉軸(23)可繞固定軸(19)轉動。控制器曲臂(21)固定于曲臂轉軸(23)上，一端圓滑并與橢圓軸突(16)接觸，另一端有控制器卡榫(22)。彈簧(24)連接在控制器曲臂(21)上。控制器曲臂(21)為兩個，左右對稱交叉連接在曲臂轉軸(23)上。5.根據權利要求1所述的變速控制裝置，其特征在于，包括擋臂(29)、控桿(28)、控桿拉線(27)、控桿通道(26)、控桿彈簧(25)。擋臂(29)固定在控桿(28)上，控桿(28) —端連接著控桿彈簧(25)控桿彈簧(25)在控桿通道(26)內，拉線(27) —端從控桿彈簧(25)內部間隙通過連接在控桿(28)上，另一端引出，連接在自行車的其他部件上，控桿通道(26)設置在自行車的適當位置上。通過操作拉線(27)控制控桿(28)的運動繼而改變擋臂(29)的位置，實現擋臂與齒錠控制裝置中轉柄(17)的接觸，控制轉柄(17)的運動而實現變速。轉柄(17)是一長方體，分長面和短面。6.根據權利要求1所述的無級變速方法，其前提是將雙架鏈輪裝置安裝在自行車上。
【文檔編號】B62M9/06GK105882875SQ201410558618
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2014年10月21日
【發明人】吳景全
【申請人】吳景全