自行車助力裝置的製作方法
2023-06-02 17:10:26 2
專利名稱：自行車助力裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及自行車助力裝置，特別涉及使用一原動機(諸如內燃機，電動機)通過特殊的傳動裝置將該原動機的動力傳至自行車車輪的自行車助力裝置。該裝置用手拉起動的，而且在助力狀態下可直接手拉起動，並且可在自行車爬坡過程中，在被蹬踏的同時將原動機動力傳至車輪，起到助力功效，也可以單獨由該原動機驅動車輪使自行車行進，還可以使原動機完全與車輪脫離而由人力蹬踏驅動自行車。
現有自行車助力裝置有的是用一原動機通過變速裝置以驅動自行車的驅動鏈條，這種裝置結構複雜，故障也就較多，特別是自行車驅動鏈條本身的強度設計是依據人力蹬踏的作用力而確定的，若加上原動機的驅動力，該鏈條的負荷則會過大，容易磨損或斷裂。另一種現有的自行車助力裝置，是將原動機樞裝在車架上，原動機的動力輸出軸端裝有一摩擦輪，通過該摩擦輪與車輪輪胎的對滾，而驅動車輪達到助力的功效。但是這種摩擦輪和輪胎的摩擦傳動常因輪胎氣壓變化其傳動率相差甚大，特別是由於車輪由原動機直接驅動，這就不能保證該原動機在最佳工況的轉速下運轉。以致於使該原動機耗能過大，這尤其是當原動機為小型汽油機時尤為明顯。至於車輪上粘有泥土砂石時，更影響摩擦傳動效率甚至不能正常工作。
因此，本實用新型的目的是提出一種結構簡單，傳動效率高，能源損耗(例如油耗)低的自行車助力裝置，而且該裝置操作簡便，使用安全，且噪聲也較小。
本實用新型提出的自行車助力裝置包含原動機(諸如小型汽油機，直流電動機)、離合器及減速裝置、摩擦滾輪及圓形滾輪軌道、重力調整彈簧，接合鬆開裝置、原動機支架。
所述原動機支架位於自行車座墊後側，其前端固接在自行車豎梁上，其後端用二根折支杆支承在後輪軸上，也可在其大致中部處用兩根傾斜杆支承在自行車後支撐架上。
一圓形滾輪軌道用夾片和螺釘使其夾持在車輪輻條上，從而使該圓形滾輪軌道同心地定位於車輪鋼圈的內側，該圓形滾輪軌道具有斷面是楔形的部分。該圓形滾輪軌道可為一整圓件，也可分割成二段或三段弧形件而拼成一圓形件。
所述原動機通過一螺栓和一限位彈簧可擺動地樞裝在所述原動機支架的一側；該原動機的輸出軸與離合器的輸入件相接，離合器的輸出件通過一對減速斜齒輪與摩擦輪軸相接，裝在摩擦輪軸端的摩擦滾輪具有斷面呈「V」的周邊形狀，並與所述圓形滾輪軌道具有斷面呈楔形的部分相適配。由於原動機的懸掛擺動而可使摩擦滾輪與圓形滾輪軌道斷面呈楔形的部分相結合或相分離。
重力調整彈簧包含上調整彈簧和下調整彈簧，該上、下二調整彈簧不在同一方向上，並且相互呈拉持狀以使原動機穩定而不任意擺動，但是，當接合於裝置位於鬆開位置時，即摩擦滾輪與圓形滾輪軌道脫開時，上調節彈簧的張緊力為零。上調節彈簧一端固定在原動機一側的外殼體上，另一端固定在接合鬆開裝置的拉杆的一端，拉杆另一端通過帶手柄的轉動件而與自行車豎梁相接，當原動機支架採用折支杆下部支承時，下調整彈簧一端固定在該折支杆下部的斜杆上，另一端固定在原動機的外殼上。當原動機支架採用傾斜杆支承時，下調整彈簧一端固定在自行車後輪輪軸上，另一端固定在原動機的外殼上。
接合鬆開裝置包含可調節長度的拉杆與一帶手柄的轉動件，該轉動件可轉動地樞裝在與自行車豎梁垂直延伸的銷軸上，該轉動件距其轉動中心適當距離處具有一柱銷，拉杆的一端樞裝在該柱銷上，拉杆的另一端與上調節彈簧相接。
離合器與減速裝置為一整體，其中的離合器採用離心式離合器，該離合器只有在達到預定轉速時(例如2200轉／分)才能結合傳遞動力，並且採用一對斜減速齒輪，離合器與減速斜齒輪均被裝在一殼體中並用油浸潤。
原動機起動後，當其轉速達到預定轉速轉速時，離合器結合，動力經離合器片、減速齒輪傳到摩擦滾輪軸，使裝在摩擦滾輪軸端的摩擦滾輪轉動，通過摩擦滾輪和圓形滾輪軌道間相互楔形的結合以摩擦傳動方式帶動固裝在自行車輪鋼圈內側的圓形滾輪軌道，從而使車輪一起轉動達到助力功效。若撥轉接合松形裝置的轉動件，則拉杆松馳對動機外殼的張緊，在下調整彈簧的作用下，擺動原動機，這時，摩擦滾輪則與圓形滾輪軌道脫離，原動機不再起助力作用。由於採用在預定轉速才結合的離心式離合器，所以無論在原動機起動、助力，或由原動機單獨驅動自行車時摩擦滾輪和圓形滾輪軌道均為結合狀態，唯有作人力自行車時，它們才分離。
所述自行車助力裝置結構簡單，特別是採用擺形嚙合摩擦轉動，因此傳動效率高，採用斜減速齒輪噪聲也小，不會因輪胎氣壓和所粘泥土而影響傳動效率。
也就是說本實用新型提出一種自行車助力裝置，該裝置包含原動機、減速裝置和摩擦輪，其特徵是所述原動機可擺動地樞裝在位於座墊後方的原動機支架的一側，在原動機外殼和自行車梁架之間，於不同的方向上分別裝有上調整彈簧和下調整彈簧；原動機輸出軸與離心式離合器的輸入件相接，離合器輸出件上的小減速齒輪與摩擦滾輪軸上的大減速齒輪相嚙合，摩擦輪軸的端頭裝有摩擦滾輪，所述摩擦滾輪斷面的外周邊形狀為「V」形，即摩擦滾輪外圓周面上具有V形凹槽；一圓形滾輪軌道固裝在自行車輪鋼圈的內側，該圓形滾輪軌道具有斷面呈楔形的部分；所述摩擦滾輪圓周面上的「V」形凹槽與所述圓形滾輪軌道的斷面呈楔形的部分是相適配的，依據原動機擺移的位置，摩擦滾輪與圓形滾輪軌道呈嚙合狀或脫離狀；所述助力裝置還包含一使摩擦輪和圓形滾輪軌道嚙合或脫離的接合鬆開裝置；所述原動機支架一端固裝在自行車豎梁上另一端用折支杆支撐在後輪輪軸上，所述上調節彈簧的一端固定於原動機外殼上，另一端通過接合鬆開裝置的拉杆與自行車豎梁相接、下調整彈簧一端固定在原動機外殼上，另一端固定在折支杆下部的斜杆上；也可以是所述原動機支架一端固裝在自行車豎梁上，在其大致中部以一傾斜杆支撐在自行車後支撐架上，上調整彈簧的一端固定在原動機外殼上，另一端通過接合鬆開裝置的拉杆與自行車豎相接，下調節彈簧一端固定在原動外殼上，另一端固定在後輪輪軸上；也可以是所述原動機支架一端固裝在自行車豎梁上，其後端以折支杆支撐在後輪輪軸上，其大致中部用傾斜杆支撐在自行車後支撐架上；所述原動機的樞裝軸心的位置在通過後輪軸心垂直地面的垂線的前後50毫米範圍內；
原動機的樞裝軸固定在原動機支架上，在原動機懸掛樞裝處與原動機支架之間，在該樞裝軸上套裝一限位彈簧；所述接合鬆開裝置包含一轉動件和拉杆，轉動件具有手柄及位於偏心位置的柱銷，拉杆以螺紋連接件裝置可調長度地連接；所述拉杆當被調節其長度時可調節上調節彈簧的張力的，撥轉轉動件、拉杆是可使原動機擺動而使摩擦滾輪與圓形滾輪軌道結合或分離，從而形成助力自行車或人力自行車的；所述圓形滾輪軌道用夾片和螺釘使其固定在車輪輻條上，定位於車輪鋼圈內側；所述圓形滾輪軌道為整圓形件，或者，所述圓形滾輪軌道可分離成2至3段弧形段的圓形件；所述離合器為離心式離合器，所述大、小減速齒輪為斜齒輪，該離合器與減速齒輪包容在一個殼體中，並且以油浸潤；所述離合器的結合轉速是原動機的最佳動行工況的轉速。
為了對本實用新型有更細有了解，現結合最佳實施例及附圖詳細說明如下，其中
圖1是本實用新型提出的自行車助力裝置裝在自行車上時的總體布置示意圖；圖2是本實用新型提出的自行車助力裝置裝在自行車上時的另一實施例的總體布置示意圖；圖3是離合器與減速裝置以及摩擦滾輪與圓形滾輪軌道的結合剖視局部示意圖；圖4是原動機懸掛示意圖；圖5是圓形滾輪軌道平面示意圖，A表示該軌道為整圓形件，B和D表示該軌道可分為二段弧形段的圓形件，C表示可分為三段弧形段的圓形件；圖6是接合鬆開裝置的操作示意圖。
請參考
圖1，手拉的起動器1作為原動機起動用，拉動起動器1即可起動原動機，控制油門2裝在扶把上。原動機3(在本實施例中為排量為25立方釐米的二衝程汽油發動機，該發動機的最佳工況運行轉速為2200轉／分)通過螺栓22和限位彈簧23可擺動地樞裝在原動機支架8上一側(請同時結合見圖4)，螺栓22固定在原動機支架8上，原動機3懸掛在螺栓22上，在支架8和原動機懸掛點之間，在螺栓22上套裝有一限位彈簧，該彈簧有助於摩擦滾輪14與圓形滾輪軌道12的嚙合。原動機懸掛點的位置應在通過後輪輪軸中心的垂直地面的垂直的前後50毫米範圍內。原動機支架一端固接在自行車豎梁24上，其大致中部處用傾斜杆4′支撐在自行車後支撐架25上。一端固定在原動機外殼上的上調節彈簧6通過拉杆5和轉動件9與自行車豎梁24相接，一端固定在原動機殼體上的下調節彈簧7的另一端固定在自行車後車輪軸上。上、下調節彈簧以不同的方向張緊原動機而使其不能隨意擺動。
在本實用新型的另一實施例中，原動機支架8的後端可通過折支杆4支撐在後車輪輪軸上，這時，一端固定在原動機外殼上的下調節彈簧7的另一端可以固接在折支杆4的下部的斜杆上(見圖2)。
當然，本實用新型再一個實施例中，原動機支架可同時具有折支杆4和傾件杆4′。
請參閱圖3，一圓形滾輪軌道12，用夾片14和螺釘15將其夾持在輪輻條上，從而使圓形滾輪軌道同心地定位於車輪鋼圈26的內側，所述圓形滾輪軌道12可為一整圓件，也可為等分為三段的圓形件；也可為分為二段的圓形件，其中一段對應的圓心角為90°；也可為分為二段的圓形件，而其中的一段對應的圓心角為120°，所述圓形滾輪軌道12具有斷面為楔形的部件。所述圓形滾輪軌道12，可用鋁或塑料或鋼製成。
原動機3的輸出軸與離合器的輸入件相接，離合器的輸出件上的小減速齒19和摩擦輪軸上的大減速輪20相嚙合，所述離合器為離心式離合器，其結合轉速是原動機的最佳工況的運行轉速，所述大、小減速齒輪19和20為斜齒輪，離合器與減速齒輪包容在同一殼體中被用油浸潤。而在摩擦輪軸21端頭裝有摩擦輪14，該摩擦輪的斷面具有周邊是「V」形的槽，摩擦輪14可為鋼製件，也可在其「V」形槽中鑲裝「V」形SRB橡膠墊16，所述「V」形槽和所述圓形滾輪軌道斷面呈楔形的部分是相適配的。
接合鬆開裝置包含一可調長度的拉杆5和轉動件9(圖6)，調節拉杆5的長度則可調節上調節彈簧6的張緊力，而拉杆與的另一作用是使摩擦滾輪14與圓形滾輪軌道12脫開，不使自行車具有助力功效。該拉杆5以螺紋連接件27將其二段相連接，轉動該螺紋連接件27則可調節拉杆的長度，從而調整上調節彈簧6的張緊程度。轉動件9具有手柄10，它可轉動地樞裝在自行車豎梁相垂直延伸的柱銷上，該轉動件9距其轉動中心適當距離處具有一柱銷28，拉杆5的一端樞裝在該柱銷28上，其另一端與上調節彈簧6相接。
撥轉手柄10，則可通過拉杆5使原動機3擺動，從而達到摩擦滾輪14和圓形滾輪軌道12相嚙合或脫離。在一般使用情況下摩擦滾輪14和圓形滾輪軌道12都在接合狀態，唯有作人力自行車時才脫開。
權利要求1.一種自行車助力裝置，該裝置包含原動機、減速裝置和摩擦輪，其特徵是所述原動機可擺動地樞裝在位於座墊後方的原動機支架的一側，在原動機外殼和自行車梁架之間，於不同的方向上分別裝有上調整彈簧和下調整彈簧；原動機輸出軸與離心式離合器的輸入件相接，離合器輸出件上的小減速齒輪與摩擦滾輪軸上的大減速齒輪相嚙合，摩擦輪軸的端頭裝有摩擦滾輪，所述摩擦滾輪斷面的外周邊形狀為「V」形，即摩擦滾輪外圓周面上具有V形凹槽；一圓形滾輪軌道固裝在自行車輪鋼圈的內側，該圓形滾輪軌道具有斷面呈楔形的部分；所述摩擦滾輪圓周面上的「V」形凹槽與所述圓形滾輪軌道的斷面呈楔形的部分是相適配的，依據原動機擺移的位置，摩擦滾輪與圓形滾輪軌道呈嚙合狀或脫離狀；所述助力裝置還包含一使摩擦輪和圓形滾輪軌道嚙合或脫離的接合鬆開裝置。
2.如權利要求1所述的自行車助力裝置，其特徵是，所述原動機支架一端固裝在自行車豎梁上另一端用折支杆支撐在後輪輪軸上，所述上調節彈簧的一端固定於原動機外殼上，另一端通過接合鬆開裝置的拉杆與自行車豎梁相接、下調整彈簧一端固定在原動機外殼上，另一端固定在折支杆下部的斜杆上。
3.如權利要求1所述的自行車助力裝置，其特徵是，所述原動機支架一端固裝在自行車豎梁上，在其大致中部以一傾斜杆支撐在自行車後支撐架上，上調整彈簧的一端固定在原動機外殼上，另一端通過接合鬆開裝置的拉杆與自行車豎相接，下調節彈簧一端固定在原動外殼上，另一端固定在後輪輪軸上。
4.如權利要求1所述的自行車助力裝置，其特徵是，所述原動機支架一端固裝在自行車豎梁上，其後端以折支杆支撐在後輪輪軸上，其大致中部用傾斜杆支撐在自行車後支撐架上。
5.如權利要求1或2或3或4所述的自行車助力裝置，其特徵是，所述原動機的樞裝軸心的位置在通過後輪軸心垂直地面的垂線的前後50毫米範圍內；原動機的樞裝軸固定在原動機支架上，在原動機懸掛樞裝處與原動機支架之間，在該樞裝軸上套裝一限位彈簧。
6.如權利要求5所述的自行車助力裝置，其特徵是所述接合鬆開裝置包含一轉動件和拉杆，轉動件具有手柄及位於偏心位置的柱銷，拉杆以螺紋連接件裝置可調長度地連接；所述拉杆當被調節其長度時是可調節上調節彈簧的張力的，撥轉轉動件、拉杆是可使原動機擺動而使摩擦滾輪與圓形滾輪軌道結合或分離，從而形成助力自行車或人力自行車的；所述圓形滾輪軌道用夾片和螺釘使其固定在車輪輻條上，定位於車輪鋼圈內側。
7.如權利要求6所述的自行車助力裝置，其特徵是，所述圓形滾輪軌道為整圓形件。
8.如權利要求6所述的自行車助力裝置，其特徵是，所述圓形滾輪軌道可分離成2至3段弧形段的圓形件。
9.如權利要求1所述的自行車助力裝置，其特徵是，所述離合器為離心式離合器，所述大、小減速齒輪為斜齒輪，該離合器與減速齒輪包容在一個殼體中，並且以油浸潤。
10.如權利要求9所述的自行車助力裝置，其特徵是，所述離合器的結合轉速是原動機的最佳運行工況的轉速。
專利摘要一種自行車助力裝置，該裝置包含原動機、離合器與減速裝置、摩擦滾輪、固裝在車輪鋼圈內側的圓形滾輪軌道，以及接合鬆開裝置。原動機可擺動地樞裝在位於座墊後方的原動機支架的一側，並用上、下調節彈簧將其張緊避免晃動。摩擦滾輪圓周面上的V形凹槽與圓形滾輪軌道的楔形部分相嚙合而將動力使遞給車輪。這種助力裝置傳動效率高，結構簡單，操作安全方便。
文檔編號B62M7/00GK2101635SQ9122426
公開日1992年4月15日 申請日期1991年9月5日 優先權日1991年9月5日
發明者蔡高德 申請人:蔡高德