專利名稱：自行車裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及自行車裝置(當(dāng)然也不只是)，更具體地說，涉及自行車及類似裝置。然而，本發(fā)明的許多方面也可用于動力化自行車。
過去自行車有很多種型式，傳統(tǒng)型自行車是一個車架連接兩個車輪的結(jié)構(gòu)。前后輪間是一副可轉(zhuǎn)動安裝的腳蹬，用來驅(qū)動鏈條，鏈條本身帶動后輪，為自行車提供能量。
摩托車也是類似結(jié)構(gòu)，不過腳蹬由一個發(fā)動機來代替。還有三輪或四輪摩托車，它們其實也是將前后輪用一根裝有一個或多個車輪的軸代替而形成的。
近來，給自行車安裝一個齒輪系，使之產(chǎn)生變速的技術(shù)，受到普遍接受。通過在驅(qū)動鏈條的腳蹬和被鏈條驅(qū)動的后車輪軸兩處安裝兩組齒輪系，使得鏈條由兩個可變大小的齒輪來驅(qū)動。這樣，腳蹬和后車輪軸處當(dāng)前使用的齒輪間的傳動比就決定了整體的傳動比。
由于只有兩個軸能安裝齒輪，傳統(tǒng)型自行車的可用速比受到一定限制。傳統(tǒng)的布置是在腳蹬處安裝兩個齒輪，而在后車輪軸處安裝5至6個齒輪，這就有10或12個速比組合。盡管理論上通過在此兩處增加齒輪可以獲得更多的速比，但實際上很難實現(xiàn)。為了連接傳統(tǒng)型自行車的齒輪而要求的鏈條角度等因素增加了設(shè)計困難。一般情況下，這類傳統(tǒng)型自行車的傳動比范圍在1∶1到4∶1之間。
對傳統(tǒng)型自行車的改進(jìn)還包括減輕車體重量，為此也已做出了不少嘗試，使用高成本的材料可以達(dá)到減重的目的。但在簡化車架結(jié)構(gòu)和改進(jìn)腳蹬布置方式等方面的進(jìn)展幾乎沒有。
傳統(tǒng)型自行車，腳蹬設(shè)在車座的前方，而后車輪軸設(shè)在車座的后面一定距離處，腳蹬與后車輪軸之間加入驅(qū)動鏈條，所以就必須在前后輪之間的腳蹬軸上安裝腳蹬及與之相連的齒輪系，而這就使車架及整個車體的設(shè)計受到很多限制。
本發(fā)明的一個目的是提出一種自行車裝置，它克服了傳統(tǒng)的齒輪布置的缺點，另一(至少是裝置優(yōu)選形式的)目的是提供一簡化車架和車體整體構(gòu)成。至少，本發(fā)明的一個目的是提供一自行車裝置，它給大家提供一個更好的選擇。
因此，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明的自行車包括以下組成部分驅(qū)動元件，用于提供繞一第一軸的轉(zhuǎn)動；至少兩個齒輪，安裝在一第二軸上；與上述軸1相連的并從軸1接受動力的一第一傳動鏈條1，用以驅(qū)動上述兩個齒輪中的一個繞上述第2軸轉(zhuǎn)動；安裝在輪軸上的一車輪；以及一第二轉(zhuǎn)動鏈條，它接受來自上述第二軸周圍的至少第二齒輪的驅(qū)動，與上述輪軸配合，以驅(qū)動上述車輪的轉(zhuǎn)動。
因此，根據(jù)本發(fā)明的一第二方面，本發(fā)明的自行車包括以下組成部分一個前輪；一個后輪；一安裝在上述前后輪上的車架；安裝在腳蹬軸上的腳蹬；以及上述腳蹬軸與后車輪軸同軸或相鄰。
其中，對于熟悉本技術(shù)的人，通過下面的介紹可以了解本發(fā)明的其它方面。
以下參考附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進(jìn)行描述，其中

圖1是裝置的一實施例的側(cè)視圖；圖2是圖1所示實施例的前視圖圖3是經(jīng)過本發(fā)明的腳蹬和后車輪引橋的剖視圖；圖4是通過裝置的實施例的一第二引橋的剖視圖；圖5是裝置的一實施例的車架的一部分的側(cè)視圖；圖6A、6B、6C都是簡圖，示出了裝置的一實施例的驅(qū)動方式。
下面將參照自行車，對本發(fā)明，尤其是優(yōu)選實施例，進(jìn)行說明。雖然自行車專指兩輪車，但很明顯，本發(fā)明在許多方面同樣適用于三輪甚至四輪腳蹬車。
此外，本發(fā)明的一些方面還可以應(yīng)用于馬達(dá)驅(qū)動車，包括摩托車。這只是一種安裝了馬達(dá)的相對簡單的應(yīng)用特例。
必須指出，盡管在此不斷引用“自行車”一詞，它在此的含義也應(yīng)該包括上述結(jié)構(gòu)。
參考具體的優(yōu)選實施例，自行車1的整體設(shè)計如圖1、2所示。
在優(yōu)選實施例中，如圖1、2所示，可以看出自行車1提供有安裝在車架4上的前輪2和后輪3。車把5也安裝在車架4上，可自由轉(zhuǎn)動。而且，從圖2上也可看出，與傳統(tǒng)型自行車完全一樣，車把5的轉(zhuǎn)動也使自行車前輪繞著圖2中的縱軸轉(zhuǎn)動。車座6設(shè)計得應(yīng)該比較舒適，而且也與傳統(tǒng)型自行車一樣，車座的設(shè)計應(yīng)使騎車人能利用體重轉(zhuǎn)動腳蹬7。
下面將參考一實施例，主要對這種優(yōu)選形式進(jìn)行介紹，在該實施例中提供有傳統(tǒng)的腳蹬布置7。傳統(tǒng)型自行車的腳蹬分設(shè)在車的兩側(cè)，且兩只腳蹬相位角相差180度，因此，當(dāng)一只腳蹬受力向下運動時，另一只腳蹬向上運動。當(dāng)然，其它的腳蹬設(shè)置方式，甚至非腳蹬驅(qū)動方式也可使用于此。
為了闡明本發(fā)明的工作方式，以幫助介紹優(yōu)選實施例。為此，圖6A-6C示出了傳統(tǒng)型自行車和本發(fā)明實施例的簡圖。參考這些圖，傳統(tǒng)型自行車的方案如圖6A，其中，通過作用到用于接受轉(zhuǎn)動力的齒輪、鏈輪或其它部件8來驅(qū)動后輪3，這就意味著接受轉(zhuǎn)動力的部件8本身是由一合適的驅(qū)動鏈條9或類似部件驅(qū)動。在優(yōu)選實施例中，盡管其他的軸間傳動方式也可使用，在此還是采用鏈條傳動。
繼續(xù)參考圖6A，傳統(tǒng)型自行車中提供有與另一個齒輪或鏈輪10相連的腳蹬，齒輪或鏈輪10驅(qū)動鏈條9，進(jìn)而轉(zhuǎn)動與后輪3連接的鏈輪8。
在更先進(jìn)的自行車上，如圖示，在齒輪8和10的軸周圍提供有多個齒輪，鏈條9可在各個齒輪間運動，從而產(chǎn)生不同速比。為了簡化對本發(fā)明的描述，暫時忽略這些附加齒輪。
參考圖6B，示出了本發(fā)明實施例的另一種驅(qū)動機構(gòu)，在該機構(gòu)中，后車輪3也安裝在包含有齒輪、鏈輪或類似部件8的軸上，部件8從鏈條9接受動力，而鏈條9又由鏈輪12驅(qū)動。這些都與傳統(tǒng)型自行車是一樣的，不一樣的是鏈輪12與另一個鏈輪或齒輪14配合，齒輪14又從另一鏈條15接受動力，而鏈條15才是由與腳蹬或類似驅(qū)動部件11相連的鏈輪10驅(qū)動的。
從圖6B可以看出，腳蹬處的動力，由于齒輪10與齒輪14周向齒數(shù)不同，在其間發(fā)生了第一次變速。由于齒輪14與齒輪12相嚙合，因此其間的速比為1∶1。而后車輪3的動力又被齒輪12和與后車輪上的最后齒輪8間的速比進(jìn)行了改變?？梢钥闯鰣D6B中所示的裝置提供了一安裝齒輪12和14的中間軸，從而擴(kuò)展整個驅(qū)動鏈條并容納另外的齒輪。
圖6C示出本發(fā)明的一優(yōu)選布置方式。在此方式中，速比及驅(qū)動鏈條的操作與圖6B中所示相同，唯一的區(qū)別是齒輪10與腳蹬的位置發(fā)生了變化，放在了后車輪3的安裝軸上。盡管同軸布置，但齒輪10和8仍相互獨立地在軸上轉(zhuǎn)動。因此，腳蹬11驅(qū)動齒輪10，齒輪10又驅(qū)動鏈條15，而鏈條15帶動齒輪14轉(zhuǎn)動，齒輪14與12相固連，因此，齒輪12轉(zhuǎn)動，又驅(qū)動鏈條9，鏈條9再驅(qū)動齒輪8，齒輪8雖與齒輪10同軸，卻是獨立轉(zhuǎn)動，互不干擾，后車輪3的動力就是從齒輪8獲得的?？梢钥闯?，從最初的腳蹬動力到后車輪3之間的總傳動比，由齒輪10與14以及齒輪12與8之間的速比決定。
圖3所示是后車輪軸的剖面圖，示出了各零件的布置。
可以看出，腳蹬11通過其曲柄與軸16相連接，與傳統(tǒng)型自行車一樣，腳蹬分設(shè)在車體兩側(cè)。
齒輪10從腳蹬11接受動力，并與腳蹬11及軸16相連接，直接被腳蹬驅(qū)動而轉(zhuǎn)動。
車架4通過臂17、18與軸16相連接，軸承19、20允許軸16在與車架4上臂17、18的連接內(nèi)轉(zhuǎn)動。
安裝在軸16上的還有齒輪8，它的轉(zhuǎn)動與軸16的轉(zhuǎn)動獨立。后車輪3也以同樣的方式安裝在軸16上，獨立轉(zhuǎn)動。后輪3可以通過齒輪8和后輪3之間的連接直接從齒輪8處接受力。
參考圖4，它是獨立的第二軸的剖視圖，此軸上安裝的齒輪既不由腳蹬直接驅(qū)動，也不直接驅(qū)動車輪。其上的齒輪包括安裝在穿過車架4的軸21上的齒輪12。這里的軸承22、23也保證軸21在車架4內(nèi)自由轉(zhuǎn)動。
與軸21相連接的至少有一個齒輪，最好是一組齒輪24。可以看出，這組齒輪24代替了單個齒輪14。在傳動鏈的任意點上使用齒輪組都可以得到更多的傳動組合，從而增大傳動比的數(shù)目。在此實例中，齒輪組24可能包括安裝在傳統(tǒng)型自行車后車輪軸上的齒輪組。盡管在這種傳統(tǒng)型自行車中，齒輪組一般直接與后車輪軸相連接，但在這里，必須用鍵將齒輪組固定在軸21上，而連接套管25正好可以實現(xiàn)這一功能。如果需要，再加入外部緊固螺母和墊圈，此軸的設(shè)計就完成了。
如圖1中所示，不論齒輪組放在何處，都要加入轉(zhuǎn)轍器和其它對齊和鏈長調(diào)節(jié)器28、29來調(diào)節(jié)鏈長的變化，以及在確定了齒輪組合后進(jìn)行鏈條的對齊。這種裝置典型地使用于傳統(tǒng)型自行車，類似的裝置也可以用于本發(fā)明優(yōu)選實施例中。
從圖1中還可以看出，可以提供一相對簡單的車架結(jié)構(gòu)，因為腳蹬式驅(qū)動元件安裝在后車輪軸上，因此無須再在前后輪之間放入腳蹬，這就可以使車長變短，而且還可以去掉以前為安裝腳蹬而必需的車架下部分。本實例采用的車架是圖1中所示的結(jié)構(gòu)非常簡單的三角架。
如圖1所示，車架4包括支撐車座6的上橫梁29，車把軸套30可以連接到向下朝后車輪軸彎曲的管件31上，這些與傳統(tǒng)型自行車上的相應(yīng)部件大致相同。事實上，把一輛傳統(tǒng)型自行車從部件29和31的末端32、33處分別切開，就可以得到本設(shè)計實例自行車車架的前半部分、前車輪和車把。其它部分就只剩帶有第二軸齒輪組35，并與后車輪相連的部件34。最好用連接器36以樞軸連接方式將部件34與管件31安裝在一起。在上橫梁29和斜梁34之間可用吸震器或其它柔性支撐37進(jìn)行旋轉(zhuǎn)式連接，吸震器或其它柔性支撐37能緩沖車架的碰撞或震蕩而保持車形。
圖5所示是另一種設(shè)計，圖中車把套管30和斜管31中能容納一柱銷38，通過它與梁34直接相連，而部件39可直接支撐上橫梁29。
在所示的優(yōu)選設(shè)計中，用快速斷路連接器40直接操縱部件41內(nèi)部的齒輪組轉(zhuǎn)向節(jié)，從而實現(xiàn)在不同齒輪間進(jìn)行快速切換，以適應(yīng)不同環(huán)境下的速比要求。
因此，可以看出，該轉(zhuǎn)動型設(shè)備包括一驅(qū)動軸，一帶有用于增加或減小速比的齒輪組的軸和一帶有后輪的第三軸。盡管第一根軸與第三根軸可以同軸，但它們獨立旋轉(zhuǎn)，各自完成自己的功能。優(yōu)選實施例的這一同軸機制可以縮短車身和簡化車架。
第二軸齒輪組的附加齒輪可以使自行車的速比比傳統(tǒng)型自行車的速比加倍，速比范圍從以前十速的1∶1到4∶1提高到目前二十速的1∶0.5到8∶1。
簡化車架的實現(xiàn)降低了車重，而腳蹬安裝在后車輪軸上可以使腳蹬更加處于車座6的正下方，或者甚至偏后一些，這就為在設(shè)計自行車時，為了提高速度和降低成本而改變騎車位置，提供了更大的靈活性。
在本說明中提及的一些具體部件，只是用來示例。如果需要，都可用已知的可替代部件進(jìn)行替換。本發(fā)明并不只是局限于此優(yōu)化設(shè)計實例的上述描述，對某一點處部件的描述包括可用于此點的所有可使用部件。因此，本發(fā)明僅由下述權(quán)利要求嚴(yán)格定義。
權(quán)利要求
1．一種自行車裝置，包括驅(qū)動元件，以提供繞第一軸的轉(zhuǎn)動力；至少兩個齒輪，它們固定在一第二軸周圍；與上述第一軸相連并從其接受動力的一條第一驅(qū)動鏈條，用于驅(qū)動上述第二軸上的上述兩齒輪中的一個；安裝在一根輪軸上的一個車輪；以及一第二傳動鏈條，它接受來自上述第二軸周圍的至少第二齒輪的驅(qū)動，并與上述輪軸嚙合，以驅(qū)動上述車輪。
2．如權(quán)利要求1所述的自行車裝置，其特征在于上述第一軸，第二軸和輪軸基本相互平行。
3．如權(quán)利要求2所述的自行車裝置，其特征在于上述第一軸和輪軸基本同軸或相鄰。
4．如權(quán)利要求3所述的自行車裝置，其特征在于上述第一和第二驅(qū)動鏈條分設(shè)在上述自行車裝置的車架的兩側(cè)。
5．如權(quán)利要求2所述的自行車裝置，其特征在于上述驅(qū)動元件包括至少一對腳蹬，且這對腳蹬分設(shè)在上述自行車裝置的車架的兩側(cè)。
6．一種自行車裝置，包括一個前輪；一個后輪；一個安裝所述前后車輪的車架；安裝在腳蹬軸上的腳蹬；和其特征在于腳蹬軸與后輪軸同軸或相鄰。
7．如權(quán)利要求6所述的自行車裝置，其特征在于，上述車架包括一車把套管支撐和支撐上述前車輪的前叉，一個用于支撐車座的上部件，以及一個向下傾斜的部件組成，此向下傾斜的部件從上述車把套管支架延伸至后車輪軸，用于支撐上述的后車輪軸和腳蹬組件。
8．如權(quán)利要求7所述的自行車裝置，其特征在于，一個附加部件連接到上述上部件和上述向下傾斜部件上。
9．如權(quán)利要求8所述的自行車裝置，其特征在于，上述的附加部件可以產(chǎn)生用來緩沖和吸收車架震蕩的柔性壓縮運動。
全文摘要
本發(fā)明意在提供一種新型自行車,這種自行車的第一條驅(qū)動鏈條從與后輪軸同軸的腳蹬驅(qū)動的齒輪開始,連接至一個過渡的齒輪組。第二條驅(qū)動鏈條從上述的過渡齒輪組開始,連接并驅(qū)動后車輪。這種新型設(shè)計可以實現(xiàn)自行車速比數(shù)和變速范圍的增大。因為把腳蹬安裝在后車輪軸處,車架可以縮短和簡化,從而降低陣體的重量和尺寸。這種車架的一部分可以通過把一個傳統(tǒng)型自行車向本發(fā)明的自行車模型進(jìn)行改造而獲得。
文檔編號B62M1/00GK1221692SQ9810229
公開日1999年7月7日 申請日期1998年6月19日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月19日
發(fā)明者愛德華多·P·烏爾西亞 申請人:愛德華多·P·烏爾西亞