專利名稱：組合式自行車變速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是關(guān)于自行車變速機構(gòu)的改進，具體說是一種組合式自行車變速器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的自行車的傳動方式是靠腳蹬曲柄轉(zhuǎn)動，由曲柄帶動中軸上的前齒輪(一般稱作鏈輪或牙盤)通過鏈條傳動后軸上的后齒輪(一般稱作飛輪)，使自行車輪子轉(zhuǎn)動前行。為適應(yīng)不同路況和滿足騎乘者的需要，已有帶變速器的自行車問世?，F(xiàn)有的自行車變速器一般為機械式結(jié)構(gòu)，其后軸上的飛輪是由多個直徑不同的齒盤重疊在一起，通過傳動鏈條與不同的齒盤掛接改變飛輪與鏈輪的直徑比實現(xiàn)變速目的。這種變速器在變速過程中動力損耗大，機械磨損大，變速過程是將鏈條從一個塔輪齒片撥到另一個塔輪齒片，變速過程中主、從動齒輪不在同一平面，易出現(xiàn)卡鏈掉鏈現(xiàn)象。另外，現(xiàn)有變速器需要多次操作才能夠完成越級變速，操作復雜。由于現(xiàn)有變速器結(jié)構(gòu)復雜、體積大、操作不便、易壞等缺點，使這種變速器得不到充分利用。很多變速車裝有的變速器基本處于閑置狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足提供一種組合式自行車變速器，其結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，變速方便、快捷，運行穩(wěn)定、可靠，并可直接越級變速。
本實用新型的目的是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種組合式自行車變速器，包括后軸上的飛輪、中軸上的鏈輪、鏈條及變速調(diào)節(jié)機構(gòu)，其特征在于所述的飛輪或鏈輪是由一個齒輪框和齒輪框內(nèi)搭接成套疊的組合式齒輪的齒輪塊組構(gòu)成，齒輪框是由整體的外圓框和與其同圓心的整體小齒輪通過連接片連為一體，齒輪框中的組合式齒輪內(nèi)面與套在其中的組合式齒輪或整體小齒輪的齒相吻合，最外層組合式齒輪的齒與齒輪框的外圓框內(nèi)面相吻合，所述的齒輪塊的齒前端頂面設(shè)置容納鏈條鏈片的齒槽，在齒輪塊的背面設(shè)有磁塊，在處于不附著鏈條狀態(tài)的齒輪塊組背面水平設(shè)置一變速調(diào)節(jié)機構(gòu)連接驅(qū)動的磁條，磁條由兩段磁塊組成，兩磁塊接近齒輪塊組背面的一面磁極相反，齒輪框中每一個齒輪塊在磁條磁力作用下只能沿齒輪框軸向前后伸縮。
所述的齒輪框的外圓框與整體小齒輪的連接片呈輻射狀設(shè)置，連接片兩側(cè)伸出與其基本垂直的齒輪塊導向片，齒輪塊導向片后段設(shè)置缺口，所述的齒輪塊兩端面各設(shè)置一長槽，長槽后段內(nèi)設(shè)置一凸塊，長槽內(nèi)凸塊高度小于或等于齒輪塊導向片的缺口的高度，凸塊軸向長度小于齒輪塊導向片的缺口軸向長度，齒輪塊導向片嵌入齒輪塊上對應(yīng)的長槽中。長槽內(nèi)凸塊的作用是在齒輪塊伸出齒輪框時阻礙齒輪塊由于磁塊的磁力作用而脫落。
所述中間層的組合式齒輪的齒輪塊后端頂面設(shè)置缺口，齒輪塊后端底面設(shè)置與下面的齒輪塊后端頂面缺口對應(yīng)的凸臺，最外層組合式齒輪的齒輪塊后端只在底面設(shè)置凸臺，最內(nèi)層組合式齒輪的齒輪塊后端只在頂面設(shè)置缺口。使某一組合式齒輪向前伸出時，帶動其內(nèi)層的所有組合式齒輪一起伸出，而使某一組合式齒輪向后縮進齒輪框時，帶動其外層的所有組合式齒輪一起縮進齒輪框。
為了減少整個飛輪的重量，所述的齒輪塊的內(nèi)部為空心結(jié)構(gòu)；為了能夠更好的潤滑，在齒輪塊的上層面設(shè)置蚯蚓狀儲油線槽，儲存潤滑油。
在齒輪塊組的后面設(shè)置背部罩板，罩板的上下端分別固定在最外面的外圓框和最里面的整體小齒輪上。罩板及最外面的外圓框的作用是防塵和防水。
為了防止齒輪塊之間由于磁極的排斥作用而使齒輪塊不能夠保持在同一垂直面，在罩板上對應(yīng)齒輪塊鑲磁塊位置安裝鐵片，其作用是吸住縮回的齒輪塊；所述的磁條貼近罩板，而不與罩板構(gòu)成摩擦。保證選中擋位的齒輪塊層由于磁條的排斥作用而被頂出，覆蓋住下面的已伸出的齒輪塊層，這樣下面的齒輪塊層對上面的齒輪塊層構(gòu)成支撐作用，所以，堅固耐用。
所述的變速調(diào)節(jié)機構(gòu)安裝在自行車把上，它由變速拉線、變速轉(zhuǎn)把、刻度尺組成，變速拉線與磁條連接，整個變速調(diào)節(jié)機構(gòu)構(gòu)成一個回路，刻度尺隱藏在變速轉(zhuǎn)把里面，變速轉(zhuǎn)把上面有一個透明窗口顯示刻度，選中的擋位顯示在透明的窗口里面。因無拉簧拉扯所以變速簡單易行。
所述的變速調(diào)節(jié)機構(gòu)中的扯鏈器是由兩個小齒輪分別設(shè)置在一根轉(zhuǎn)動桿的兩端組成，轉(zhuǎn)動桿中間的轉(zhuǎn)軸設(shè)置在靠近飛輪的自行車架下面，并由一個拉簧拉扯，這樣在由低速變到高速時扯鏈器能夠?qū)⑺沙诘逆湕l扯直。
本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比有很多優(yōu)點和積極效果1、本實用新型自行車變速器的飛輪(或鏈輪)是將所有組合式齒輪套疊搭接設(shè)置在同一齒輪框面內(nèi)，內(nèi)外層組合式齒輪之間緊密扣連，在圓周方向上不存在相互移動，齒輪框中每一個齒輪塊在磁條磁力作用下只能沿齒輪框軸向前后伸縮，變速拉線上的磁條的位置決定了當前擋位。鏈輪和飛輪變速前后在各擋位上始終處在同一平面上，并通過磁塊磁力控制齒輪塊伸縮實現(xiàn)變換擋位。其結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，減少摩擦，力傳動比高，變速方便、快捷，運行穩(wěn)定、可靠?？芍苯釉郊壸兯?，無論是由最高速變到最低速還是由最低速變到最高速均可一次完成。
2、本實用新型自行車變速器變速過程中力傳動均勻穩(wěn)定。無論是正方向蹬車還是逆方向蹬車均可達到變速目的，而且其過程原理一致。
3、本實用新型自行車變速器工作穩(wěn)定，不易損壞，經(jīng)久耐用，不會出現(xiàn)卡鏈掉鏈現(xiàn)象。由于傳統(tǒng)變速器采用鏈掛齒的形式實現(xiàn)變速，對鏈條和齒輪的磨損均很大，而且其本身的結(jié)構(gòu)決定其必須要精確調(diào)節(jié)和妥善保護才能穩(wěn)定工作。而本變速器將變速環(huán)節(jié)融合到變速的齒輪盤里面，只要內(nèi)部足夠潤滑就不需要任何維護和調(diào)節(jié)。
4、本實用新型自行車變速器加工簡單，用料節(jié)省，可降低成本。
5、本實用新型自行車變速器適用范圍廣。山地車、公路車、小輪車、休閑車、折疊車、童車都可以采用本實用新型的技術(shù)方案。


圖1是本實用新型自行車變速器飛輪盤的正視圖；圖2是本實用新型自行車變速器飛輪盤的后視圖；圖3是本實用新型自行車變速器附著鏈條的飛輪盤示意圖；圖4是本實用新型自行車變速器飛輪盤變速過程示意圖；圖5是本實用新型自行車變速器由高速變到低速再由低速變到高速狀態(tài)的對比圖。
圖6是本實用新型自行車變速器車把變速機構(gòu)原理圖；圖7是本實用新型自行車變速器一種齒輪框的主視圖；圖8是本實用新型自行車變速器齒輪框的局部立體圖；圖9是本實用新型自行車變速器齒輪塊的局部立體圖；圖10是本實用新型自行車變速器的齒輪框與齒輪塊局部組合狀態(tài)示意圖。
具體實施方式
一種組合式自行車變速器的實施例，主要包括后軸上的飛輪、中軸上的鏈輪6、鏈條4及變速調(diào)節(jié)機構(gòu)。
參見圖1、圖2、圖3、圖7，飛輪(或/和鏈輪)是由一個齒輪框1和齒輪框1內(nèi)搭接成套疊的組合式齒輪的齒輪塊3組構(gòu)成。齒輪框1是由整體的外圓框和與其同圓心的整體小齒輪2通過6條連接片14連為一體，連接片14呈輻射狀設(shè)置，連接片14兩側(cè)對稱設(shè)置與其基本垂直的齒輪塊導向片13，齒輪塊導向片13與連接片14形成“豐”字形狀。
參見圖4、圖5，在齒輪塊3的背面設(shè)有磁塊，在處于不附著鏈條4狀態(tài)的齒輪塊3組背面水平設(shè)置一變速調(diào)節(jié)機構(gòu)連接驅(qū)動的磁條5，磁條5由兩段磁塊組成，兩磁塊接近齒輪塊3組背面的一面磁極相反，磁條5中離飛輪較近的左段磁塊與齒輪塊3背面的磁塊磁極相同。齒輪框1中每一個齒輪塊3在磁條5磁力作用下只能沿齒輪框1軸向前后伸縮。
變速調(diào)節(jié)機構(gòu)中的扯鏈器是由兩個小齒輪8分別設(shè)置在一根轉(zhuǎn)動桿7的兩端組成，轉(zhuǎn)動桿7中間的轉(zhuǎn)軸設(shè)置在靠近飛輪的自行車架下面，并由一個拉簧拉扯，這樣在由低速變到高速時扯鏈器能夠?qū)⑺沙诘逆湕l扯直。
參見圖8、9、10，在齒輪塊3的齒前端頂面設(shè)置容納鏈條鏈片的齒槽20，其作用是容納鏈條4的鏈片之用。在長方形齒輪塊導向片13后段設(shè)置長方形缺口15，所述的齒輪塊3兩端面各設(shè)置一長槽16，長槽16后段內(nèi)設(shè)置一凸塊17，長槽16內(nèi)的凸塊17高度小于或等于齒輪塊導向片缺口15的高度，凸塊17軸向長度小于齒輪塊導向片缺口15的軸向長度，齒輪塊導向片13嵌入齒輪塊3上對應(yīng)的長槽16中。長槽16內(nèi)凸塊17的作用是在齒輪塊3伸出齒輪框1時阻礙齒輪塊3由于磁力作用而脫落。
在中間層的組合式齒輪的各齒輪塊3后端頂面設(shè)置缺口18，齒輪塊3后端底面設(shè)置與下面的齒輪塊3后端頂面缺口18對應(yīng)的凸臺19，最外層組合式齒輪的齒輪塊3后端只在底面設(shè)置凸臺19，最內(nèi)層組合式齒輪的齒輪塊3后端只在頂面設(shè)置缺口18。由于內(nèi)外層齒輪塊3上的凸臺19與缺口18搭扣作用，使某層組合式齒輪向前伸出齒輪框1時，帶動其內(nèi)層的所有組合式齒輪一起伸出，而使某層組合式齒輪向后縮進齒輪框1時，帶動其外層的所有組合式齒輪一起縮進齒輪框1。
齒輪塊3的內(nèi)部可設(shè)置為空心結(jié)構(gòu)，使其重量減輕。在齒輪塊的上層面設(shè)置蚯蚓狀儲油線槽，用于儲存潤滑油。
在齒輪塊3組的后面設(shè)置背部罩板，罩板的上下端分別固定在齒輪框1最外面的外圓框和最里面的整體小齒輪2上。罩板及最外面的外圓框的作用是防塵和防水。為了防止齒輪塊3之間由于磁極的排斥作用而使齒輪塊3不能夠保持在同一垂直面，在罩板上與齒輪塊上的磁塊相對應(yīng)的位置安裝鐵片，其作用是吸住縮回的齒輪塊3。
圖1中的飛輪盤設(shè)置為A、B、C、D四個擋位，包括齒輪框1中的三層組合式齒輪B、C、D三個擋位和最中間的整體小齒輪2的A擋。外層組合式齒輪凹凸的內(nèi)面與內(nèi)層組合式齒輪的齒相吻合，最內(nèi)層組合式齒輪凹凸的內(nèi)面套在整體小齒輪2上并相吻合，最外層組合式齒輪的齒與齒輪框1的外圓框凹凸的內(nèi)面相吻合。
圖1中標號為B5、C5、D5和B2、C2、D2齒輪塊3對照圓心對稱分布。其面積要小于其余齒輪塊3。這樣設(shè)計的目的是為了在變速過程中改變牙輪盤背部的磁條5的位置時，這兩個部分最外圈的齒輪塊3能夠通過上下鏈條4之間的空間，這樣就為在這個空間里的各個層次的齒輪塊3都能夠自由伸縮。這樣在伸出的齒輪塊3附著鏈條4之后就會引導鏈條4拉大與上面鏈條4之間的距離，從而制造更大的空間為后面的齒輪塊3的自由伸縮創(chuàng)造更大的可能。
圖3中鏈條附著在B擋位上。這個時候B擋位以里的所有擋位的齒輪塊3全部伸出支撐鏈條4。而B擋位以外的所有組合式齒輪的齒輪塊3全部縮回空置。
當所有擋位的齒輪塊3都縮回去的時候，整體小齒輪2就露出來附著鏈條4，這也是默認的擋位。
圖4中飛輪盤正在由B擋變到D擋。鏈條從D4開始附著到D擋上。這樣如上所說D4、C4、B4全部在飛輪軸心和鏈輪6軸心連線位置伸出，當他們運轉(zhuǎn)到圖3所示下方鏈條4位置時就會取代B擋位上面的齒輪塊3從而繼續(xù)扯動鏈條4運轉(zhuǎn)。這樣在D4、C4、B4以后D、C、B三個擋位的所有齒輪塊3經(jīng)過飛輪軸心和鏈輪6軸心連線位置時都會伸出附著鏈條4。當D擋上的所有齒輪塊3全部伸出以后，一個變速過程完成，鏈條4就會全部附著到D擋組合式齒輪上運轉(zhuǎn)。同樣道理，如果要向里層的組合式齒輪變，經(jīng)過飛輪軸心和鏈輪6軸心連線位置的當選擋位以外的所有齒輪塊3將會全部縮回空置，這樣就會將當選擋位的組合式齒輪的所有齒輪塊3露出，當所有的齒輪塊3全部露出之后一個變速過程完成，鏈條4全部附著到露出的組合式齒輪上。選中擋位的齒輪塊3由于磁條5的排斥作用而被頂出，覆蓋住下層的齒輪塊3，這樣下層的齒輪塊3對上層的齒輪塊3構(gòu)成支撐作用，所以，堅固耐用。
參見圖6，變速調(diào)節(jié)機構(gòu)主要部分安裝在自行車的車把11上，它由變速拉線9、變速轉(zhuǎn)把10、刻度尺組成，變速拉線9與磁條5連接，整個變速調(diào)節(jié)機構(gòu)構(gòu)成一個回路，刻度尺隱藏在變速轉(zhuǎn)把10里面，變速轉(zhuǎn)把10上面有一個透明窗口12顯示刻度，選中的擋位顯示在透明窗口12里面。因無拉簧拉扯，所以變速簡單易行。轉(zhuǎn)動變速轉(zhuǎn)把10改變磁條5的位置從而改變擋位。
圖5是由高速變到低速和由低速變到高速狀態(tài)的對比圖。圖5中的(a)圖是正常運轉(zhuǎn)狀態(tài)，(b)圖是由高速向低速變換的過程，(c)圖是由低速向高速變換的過程。
現(xiàn)舉例說明本實用新型自行車變速器的工作過程當欲將擋位由A變到D時，將磁條5左段磁塊向右移到最外圈組合式齒輪層，也就是期望擋位。這樣再經(jīng)過磁條5的齒輪塊3就會由于磁條5的排斥作用力而改變狀態(tài)。所有的齒輪塊3都會伸出，這樣伸出的齒輪塊3轉(zhuǎn)經(jīng)鏈條4位置時就會附著鏈條4從而變到新的擋位。欲將擋位變到更高的擋位，可以將磁條5向飛輪軸心方向移動，這樣在當選擋位之外的所有齒輪塊3都會由于磁條5吸引力的作用縮回，這樣鏈條4就會附著到當選擋位齒輪塊3的齒上，變速完成。
權(quán)利要求1.一種組合式自行車變速器，包括后軸上的飛輪、中軸上的鏈輪、鏈條及變速調(diào)節(jié)機構(gòu)，其特征在于所述的飛輪或鏈輪是由一個齒輪框和齒輪框內(nèi)搭接成套疊的組合式齒輪的齒輪塊組構(gòu)成，齒輪框是由整體的外圓框和與其同圓心的整體小齒輪通過連接片連為一體，齒輪框中的組合式齒輪內(nèi)面與套在其中的組合式齒輪或整體小齒輪的齒相吻合，最外層組合式齒輪的齒與齒輪框的外圓框內(nèi)面相吻合，所述的齒輪塊的齒前端頂面設(shè)置容納鏈條鏈片的齒槽，在齒輪塊的背面設(shè)有磁塊，在處于不附著鏈條狀態(tài)的齒輪塊組背面水平設(shè)置一變速調(diào)節(jié)機構(gòu)連接驅(qū)動的磁條，磁條由兩段磁塊組成，兩磁塊接近齒輪塊組背面的一面磁極相反，齒輪框中每一個齒輪塊在磁條磁力作用下只能沿齒輪框軸向前后伸縮。
2.按照權(quán)利要求1所述的組合式自行車變速器，其特征在于所述的齒輪框的外圓框與整體小齒輪的連接片呈輻射狀設(shè)置，連接片兩側(cè)伸出與其基本垂直的齒輪塊導向片，齒輪塊導向片后段設(shè)置缺口，所述的齒輪塊兩端面各設(shè)置一長槽，長槽后段內(nèi)設(shè)置一凸塊，長槽內(nèi)凸塊高度小于或等于齒輪塊導向片的缺口的高度，凸塊軸向長度小于齒輪塊導向片的缺口軸向長度，齒輪塊導向片嵌入齒輪塊上對應(yīng)的長槽中。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的組合式自行車變速器，其特征在于所述中間層的組合式齒輪的齒輪塊后端頂面設(shè)置缺口，齒輪塊后端底面設(shè)置與下面的齒輪塊后端頂面缺口對應(yīng)的凸臺，最外層組合式齒輪的齒輪塊后端只在底面設(shè)置凸臺，最內(nèi)層組合式齒輪的齒輪塊后端只在頂面設(shè)置缺口。
4.按照權(quán)利要求1或2所述的組合式自行車變速器，其特征在于所述的齒輪塊的內(nèi)部為空心結(jié)構(gòu)，在齒輪塊的上層面設(shè)置儲存潤滑油的蚯蚓狀儲油線槽。
5.按照權(quán)利要求3所述的組合式自行車變速器，其特征在于所述的齒輪塊的內(nèi)部為空心結(jié)構(gòu)，在齒輪塊的上層面設(shè)置儲存潤滑油的蚯蚓狀儲油線槽。
6.按照權(quán)利要求1或2所述的組合式自行車變速器，其特征在于在齒輪塊組的后面設(shè)置背部罩板，罩板的上下端分別固定在最外面的外圓框和最里面的整體小齒輪上，在罩板上對應(yīng)齒輪塊鑲磁塊位置安裝鐵片；所述的磁條貼近罩板，而不與罩板構(gòu)成摩擦。
7.按照權(quán)利要求5所述的組合式自行車變速器，其特征在于在齒輪塊組的后面設(shè)置背部罩板，罩板的上下端分別固定在最外面的外圓框和最里面的整體小齒輪上，在罩板上對應(yīng)齒輪塊鑲磁塊位置安裝鐵片；所述的磁條貼近罩板，而不與罩板構(gòu)成摩擦。
8.按照權(quán)利要求1或2所述的組合式自行車變速器，其特征在于所述的變速調(diào)節(jié)機構(gòu)安裝在自行車把上，它由變速拉線、變速轉(zhuǎn)把、刻度尺組成，變速拉線與磁條連接，整個變速調(diào)節(jié)機構(gòu)構(gòu)成一個回路，刻度尺隱藏在變速轉(zhuǎn)把里面，變速轉(zhuǎn)把上面有一個透明窗口顯示刻度，選中的擋位顯示在透明的窗口里面。
9.按照權(quán)利要求7所述的組合式自行車變速器，其特征在于所述的變速調(diào)節(jié)機構(gòu)安裝在自行車把上，它由變速拉線、變速轉(zhuǎn)把、刻度尺組成，變速拉線與磁條連接，整個變速調(diào)節(jié)機構(gòu)構(gòu)成一個回路，刻度尺隱藏在變速轉(zhuǎn)把里面，變速轉(zhuǎn)把上面有一個透明窗口顯示刻度，選中的擋位顯示在透明的窗口里面。
10.按照權(quán)利要求1或2所述的組合式自行車變速器，其特征在于所述的變速調(diào)節(jié)機構(gòu)中的扯鏈器是由兩個小齒輪分別設(shè)置在一根轉(zhuǎn)動桿的兩端組成，轉(zhuǎn)動桿中間的轉(zhuǎn)軸設(shè)置在靠近飛輪的自行車架下面，并由一個拉簧拉扯。
專利摘要本實用新型提供一種組合式自行車變速器，包括飛輪、鏈輪、鏈條及變速調(diào)節(jié)機構(gòu)，其特點是所述的飛輪是由一個齒輪框和齒輪框內(nèi)搭接成套疊的組合式齒輪的齒輪塊組構(gòu)成，齒輪框是由整體的外圓框和與其同圓心的整體小齒輪通過連接片連為一體，齒輪框中的組合式齒輪內(nèi)面與套在其中的組合式齒輪或整體小齒輪的齒相吻合，最外層組合式齒輪的齒與齒輪框的外圓框內(nèi)面相吻合，齒輪塊背面設(shè)有磁塊，在齒輪塊組背面設(shè)置一變速調(diào)節(jié)機構(gòu)連接驅(qū)動的磁條，磁條由兩段磁塊組成，兩磁塊接近齒輪塊組背面的一面磁極相反，齒輪框中每一個齒輪塊在磁條磁力作用下只能沿齒輪框軸向前后伸縮。其結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，變速方便、快捷，運行穩(wěn)定、可靠，并可直接越級變速。
文檔編號B62M25/00GK2887739SQ20062008237
公開日2007年4月11日 申請日期2006年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月22日
發(fā)明者劉宇思 申請人:劉宇思