專利名稱：變速裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種安裝在自行車上使腳蹬踏板更輕便的變速裝置。
在常規(guī)的這類變速裝置中，例如某些采用了大小齒輪嚙合的不同組合來改變幾檔不同的速度，某些采用了滾動摩擦輪的不同組合來改變幾檔不同的速度，或者使用三用皮帶和彈簧的組合來改變速度。
然而，上述常規(guī)的變速裝置在結(jié)構(gòu)上特別復(fù)雜并且需要許多零件。因而裝配這些零件是困難的，即使這些零件都很精密也容易發(fā)生損壞，此外，在裝配前管理這些零件也是很麻煩的。
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種能精確地改變轉(zhuǎn)速的變速裝置，該裝置所需要的零件較少并且很少產(chǎn)生麻煩。
本發(fā)明將參照下述附圖進(jìn)行說明，其中

圖1是示出本發(fā)明變速裝置的一個局部剖開的立視圖；圖2是該變速裝置的一個局部剖開的側(cè)視圖；圖3是該變速裝置的一個局部剖開的分解的側(cè)視圖；圖4是該變速裝置的框圖；以及圖5是應(yīng)用于自行車上的該變速裝置的說明圖。
下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的最佳實施例進(jìn)行說明。
圖1～3中示出了本發(fā)明的變速裝置，該裝置上裝有一個具有圓周壁2的轉(zhuǎn)動體3，在該圓周壁2的內(nèi)圓周面上形成了嚙合部分1；一個插入轉(zhuǎn)動體3內(nèi)并能自由轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動軸4；一個整體地設(shè)置在轉(zhuǎn)動軸4的外圓周面上的齒輪5以及與該齒輪5相嚙合的行星齒輪6。在該圖中，沿著圓周方向互相之間相隔90°設(shè)置了4個行星齒輪6。
轉(zhuǎn)動體3具有一個短圓柱主體7，嚙合部分1在該主體7的內(nèi)圓周面上形成。換句話說，該主體7變成了上述圓周壁2。齒輪齒設(shè)置在該主體7的外圓周表面上從而形成鏈輪部分9(即一個輸入齒輪)，側(cè)板8裝入該主體7的內(nèi)部并且蓋住了該主體7的開口端。
轉(zhuǎn)動軸4可以例如是一個曲柄12的曲柄軸(一個腳蹬軸)，該曲柄與自行車10(見圖5)的腳蹬11相連接。一對環(huán)形凹槽13，14在轉(zhuǎn)動軸4的外圓周上形成，在該環(huán)形凹槽13，14之間設(shè)置有一個大直徑部分，上述齒輪5就在該大直徑部分的外圓周表面上形成。該齒輪5被放入轉(zhuǎn)動體3的主體7的內(nèi)部，并且齒輪5的外徑被設(shè)計成比嚙合部分1的內(nèi)徑小得多。
轉(zhuǎn)動軸4的端部4a與輸出齒輪15(一個大齒輪)的通孔24的內(nèi)側(cè)相配合。如圖5所示，該輸出齒輪15與一根和小齒輪(附圖中未示出)相嚙合的鏈條16相嚙合，因此當(dāng)該大齒輪轉(zhuǎn)動并且小齒輪也轉(zhuǎn)動時，自行車10的后輪17就轉(zhuǎn)動，隨即該自行車10就前進(jìn)。
側(cè)板8與環(huán)形凹槽14相對應(yīng)，輸出齒輪15與環(huán)形凹槽13相對應(yīng)，行星齒輪6配置在轉(zhuǎn)動體3的側(cè)板8與輸出齒輪15之間。側(cè)板8和輸出齒輪15上分別具有通孔18，19，各行星輪6的軸20的端部20a、20b裝在面向它的通孔18，19內(nèi)，齒輪5設(shè)置在側(cè)板8與輸出齒輪15之間。由圓周壁2所圍繞的行星齒輪6分別與齒輪5和嚙合部分1相嚙合。順便說一下，附圖中的標(biāo)號25表示其中插有轉(zhuǎn)動軸4的側(cè)板8的通孔。
當(dāng)轉(zhuǎn)動軸4旋轉(zhuǎn)而轉(zhuǎn)動體3處于停止?fàn)顟B(tài)時，與齒輪部分1和齒輪5相嚙合的行星齒輪6同齒輪5一道轉(zhuǎn)動。如圖1所示，當(dāng)轉(zhuǎn)動軸4向右(順時針)沿箭頭A所示的方向轉(zhuǎn)動時，行星齒輪6向左(反時針)沿箭頭B所示的方向轉(zhuǎn)動，并且由于行星齒輪與嚙合部分1相嚙合因而還沿圓周壁2的內(nèi)圓周面繞轉(zhuǎn)動軸4旋轉(zhuǎn)。當(dāng)行星齒輪6繞轉(zhuǎn)動軸4旋轉(zhuǎn)時，裝有行星齒輪6的軸20的側(cè)板8和輸出齒輪15就轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)動軸4和輸出齒輪15之間按照至該齒輪齒的齒頂與齒根之間的中心線的距離之比來減速。
當(dāng)轉(zhuǎn)動體3與轉(zhuǎn)動軸4同步地轉(zhuǎn)動時，行星齒輪6不轉(zhuǎn)動，并且轉(zhuǎn)動軸4與輸出齒輪15的轉(zhuǎn)速比為1比1，并且轉(zhuǎn)動體3和大齒輪15一起轉(zhuǎn)動。這就是說，當(dāng)轉(zhuǎn)動體3向右轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)動軸4與輸出齒輪15之間的減速比由于轉(zhuǎn)動體3的轉(zhuǎn)動速度而變化。
上述轉(zhuǎn)動體3由圖4中所示的電動機(jī)21的驅(qū)動力驅(qū)動而轉(zhuǎn)動。該電動機(jī)21由來自例如一個充電蓄電池(例如鉛蓄電池、鎳-鎘蓄電池)電源所驅(qū)動。電動機(jī)21的輸出軸與轉(zhuǎn)動體3通過一個互鎖連接件而聯(lián)接在一起?？梢园才懦墒挂粋€鏈輪與電動機(jī)21的輸出軸相連接，而一條環(huán)鏈懸掛在該鏈輪和轉(zhuǎn)動體3的鏈輪部分9上，或者把一個皮帶輪與電動機(jī)21的輸出軸相連接，而把一條環(huán)帶懸掛在電動機(jī)21的皮帶輪與代替鏈輪部分9并在轉(zhuǎn)動體3上形成的一個皮帶輪部分上。該蓄電池不限于充電蓄電池。
當(dāng)電動機(jī)21運(yùn)轉(zhuǎn)并且?guī)釉撾姍C(jī)的輸出軸轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)動體3通過該互鎖連接件也產(chǎn)生轉(zhuǎn)動。如圖5所示，電動機(jī)21和蓄電池都安裝在一個固定在自行車10的框架26上的盒27中。
設(shè)置在盒27內(nèi)的控制裝置22(見圖4)控制著電動機(jī)21的輸出軸的轉(zhuǎn)數(shù)。探測器23探測出該自行車的腳蹬11的轉(zhuǎn)數(shù)，然后將該轉(zhuǎn)數(shù)輸入該控制裝置22中，根據(jù)該轉(zhuǎn)數(shù)，控制裝置22再決定電動機(jī)21的轉(zhuǎn)數(shù)。轉(zhuǎn)數(shù)計可用來作為該探測器23。
按照上述構(gòu)成的該變速裝置，當(dāng)自行車的腳蹬11工作和轉(zhuǎn)動軸4轉(zhuǎn)動時，探測器23就檢測出該腳蹬11的轉(zhuǎn)數(shù)。控制裝置22根據(jù)該轉(zhuǎn)數(shù)驅(qū)動電動機(jī)21，從而使轉(zhuǎn)動體3轉(zhuǎn)動。電動機(jī)21由于腳蹬11的轉(zhuǎn)動速度(轉(zhuǎn)數(shù))的改變，而使轉(zhuǎn)動體3轉(zhuǎn)動，腳蹬11和輸出齒輪15的傳動比發(fā)生改變，這樣電動機(jī)21的輸出就與轉(zhuǎn)動軸(腳蹬軸)4的轉(zhuǎn)動相結(jié)合。這可以在上坡路上行駛時更加輕便地蹬該自行車。
當(dāng)該自行車負(fù)載很重時，例如當(dāng)開始腳蹬該自行車或在上坡路上蹬車時，可以改變其傳動比，該電動機(jī)21就可以在一種有效情況(轉(zhuǎn)數(shù))下使用。因此，可以有效地利用蓄電池容量和降低電動機(jī)21的最大輸出。
根據(jù)本發(fā)明，轉(zhuǎn)動速度的傳動比可以精確地進(jìn)行改變，只需要少量零件并且這些零件裝配方便以及可以最大限度地防止故障的發(fā)生。可以有效地利用蓄電池容量和降低電動機(jī)21的最大輸出，從而使該變速裝置變得非常有效。此外，與常規(guī)的這種變速裝置相比，該裝置總的來說重量較輕并且結(jié)構(gòu)比較簡單，因此它可以方便地用于普通的自行車上而無需大量的改型，并且成本較低。轉(zhuǎn)動體3的轉(zhuǎn)數(shù)由于腳蹬11的轉(zhuǎn)數(shù)而改變，所以作用在腳蹬11上的力無論在平坦路上和在上坡路上都不變，因而就可以在一種穩(wěn)定的情況下踩動該自行車10的腳蹬11。
雖然在本說明書中已經(jīng)對本發(fā)明的最佳實施例作了說明，但應(yīng)當(dāng)指出，對本發(fā)明的這些說明不是限制性的，因為在不脫離本發(fā)明的精神和必要特征的情況下，還可以對本發(fā)明作出各種改變。
這就是說，行星齒輪6的數(shù)目可以自由增加或減少，可以改變齒輪5和行星齒輪6的輪齒的數(shù)目和節(jié)圓直徑，以及與上述這些相適應(yīng)可以改變圓周壁2的嚙合部分1的齒輪。
權(quán)利要求
1.一種變速裝置，包括一個具有一個圓周壁的轉(zhuǎn)動體，在該圓周壁的內(nèi)圓周面上形成一個嚙合部分；一個插入該轉(zhuǎn)動體內(nèi)并能自由轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動軸；一個整體地設(shè)置在該轉(zhuǎn)動軸的外圓周面上的齒輪；設(shè)置在該齒輪的外圓周面上的行星齒輪，該行星齒輪由該轉(zhuǎn)動體的該圓周壁所包圍，與該齒輪和該圓周壁的嚙合部分相嚙合并且能夠繞該轉(zhuǎn)動軸旋轉(zhuǎn)；以及一個由于該行星齒輪的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動的輸出齒輪。
2.如權(quán)利要求1中所述的變速裝置，其特征在于該行星齒輪為4個，它們沿該轉(zhuǎn)動軸的外圓周面上的圓周方向互相之間相隔90°設(shè)置。
3.一種用于自行車的變速裝置，包括一個具有一個圓周壁的轉(zhuǎn)動體，在該圓周壁的內(nèi)圓周面上形成一個嚙合部分；一個用來使該轉(zhuǎn)動體轉(zhuǎn)動的電動機(jī)；一個與該自行車的一個腳蹬聯(lián)合轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動軸，該轉(zhuǎn)動軸插入該轉(zhuǎn)動體內(nèi)并能自由轉(zhuǎn)動；一個整體設(shè)置在該轉(zhuǎn)動軸的外圓周面上的齒輪；設(shè)置在該齒輪的外圓周面上的行星齒輪，該行星齒輪由該轉(zhuǎn)動體的該圓周壁所包圍，與該齒輪和該圓周壁的嚙合部分相嚙合并且能夠繞該轉(zhuǎn)動軸旋轉(zhuǎn)；一個由于該行星齒輪的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動的輸出齒輪；一個用來檢測該腳蹬的轉(zhuǎn)數(shù)的探測器；以及一個用來根據(jù)由該探測器檢測到的該轉(zhuǎn)數(shù)來調(diào)整該電動機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)的控制裝置。
4.如權(quán)利要求3中所述的變速裝置，其特征在于該電動機(jī)是一個充電蓄電池。
5.如權(quán)利要求3中所述的變速裝置，其特征在于該行星齒輪為4個，它們沿該轉(zhuǎn)動軸的外圓周面上的圓周方向互相之間相隔90°設(shè)置。
6.如權(quán)利要求3中所述的變速裝置，其特征在于一個轉(zhuǎn)數(shù)計用來作為該探測器。
全文摘要
一種變速裝置，該裝置設(shè)有一個具有一個圓周壁的轉(zhuǎn)動體，在該圓周壁的內(nèi)圓周面上形成一個嚙合部分，和一個插入該轉(zhuǎn)動體內(nèi)并能自由轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動軸。一個整體地設(shè)置在該轉(zhuǎn)動軸的外圓周面上的齒輪。由該轉(zhuǎn)動體的該圓周壁所包圍的行星齒輪設(shè)置在該齒輪的外圓周側(cè)。該行星齒輪與該轉(zhuǎn)動軸的齒輪和該轉(zhuǎn)動體的嚙合部分相嚙合并且能夠繞該轉(zhuǎn)動軸旋轉(zhuǎn)。一個由于該行星齒輪的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動的輸出齒輪。
文檔編號B62M11/00GK1154322SQ9612284
公開日1997年7月16日 申請日期1996年10月7日 優(yōu)先權(quán)日1996年10月7日
發(fā)明者下本賢吉 申請人:M及C株式會社