[发明专利]转矩传动轮

说明书

本发明涉及转矩传动轮，更具体地是涉及对因为加在所用之动力系统上的限制，而无法传送均匀转矩的机构的改进。这种系统的一个典型的例子便是自行车的链轮，和它的左右曲柄以及踏板。

在自行车骑行中，每一个承受一垂直向下力的踏板，对于曲柄的旋转中心作用一转矩，其大小从曲柄为水平时的最大值，变化到曲柄为垂直时的零。将该不均匀转矩从曲柄传送到自行车后轮的传统装置，包括附着在曲柄上的链齿，一链条以及一个附装于自行车后轮上的较小的链轮。该链轮仅具有传送所获得之顺时针方向转矩的能力，且因此而称之为自由轮(free wheel)，因为它无法在逆时针方向传送转矩。对于曲柄的每一完整回转，这种不均匀转矩传送到链轮两次。右侧曲柄经历前180°或前半圈，而左侧曲柄经历剩下的180°或后半圈。

US3304924公开了一种转矩传动轮，包括一内环，一外环和多条沿圆周间隔分布的肋，所述的肋一端与内环相连，而另一端与外环相连，所述的肋是可以弹性变形的，使得由转矩传动轮传送转矩时，所述的外环可以相对所述的内环偏转。但是这种传动轮是用于内燃机，保持传动带(或链)的张紧。传动轮中的肋是螺旋形的，在用于减小自行车链轮之类的曲柄传动机构的传送转矩的不均匀性时是不适用的。

US3828621公开了一种传动轮，包括一链轮，一曲柄及设在曲柄及链轮之间的弹性装置，用来减小自行车链轮传送的转矩的不均匀性，但是这种装置比较复杂。

本发明的目的是提供一种减小自行车链轮之类的曲柄传动机构传送的转矩的不均匀的转矩传送轮，其结构简单制造成本低。

为实现本发明的上述目的，本发明提供了一种转矩传动轮，包括一内环，一外环和多条沿周向间隔分布的肋，所述的肋一端与内环相连，而另一端与外环相连，所述的肋是可以弹性变形的，使得由转矩传动轮传送转矩时，所述的外环可以相对所述的内环偏转，其特征在于所述的肋是多条等厚的、薄的辐射状肋。

本发明在每个曲柄传送主要的转矩时，吸收并且暂时将链轮外环的周边的弹性能贮存于链轮中，而将转矩的不均匀性减到最低，而这些能量几乎是在当曲柄传送最小力矩时，释回到链轮外环。

本发明将通过附图及实施例进行详细的说明，附图中：

图1为本发明的转矩传动轮的正视图，图中示出的为一链轮，只显示出少量链轮的齿10及辐射状肋12,12a,12b。

图2为图1的侧视图，其上半部为沿图1中X-X线剖切的剖面图。

图3为一个三链轮组的实施例的部分侧视图，其中链轮齿10直接或间接地通过链轮外环32,34,36，可永久或暂时地安装于链轮外环22上。图中也示出护链装置38为永久或暂时安装于最大的链轮环上。

在图1中示出了本发明的一个转矩传动轮，图中示出的为一链轮。链轮包括一中央金属板18、一轮毂或内环20、一链轮缘或外环22、及辐射状肋12、12a、12b。曲柄14所显示的位置，为通过中央金属板18，链轮轮毂或内环20，辐射状肋12,12a,12b，链轮缘或外环22及链轮齿10，把最大转矩传送到链条16的位置。辐射状肋12,12a,12b几何形状的选择，将视链轮的负载，制造的过程及材料，可利用性以及使用者的喜好而视其程度而定。

根据本发明，依靠曲柄施加到称为链轮毂之链轮本体的中央部分的转矩，通过多个具有用来支持横向力的等厚的，薄的辐射状肋，或有改变几何形状的肋，而传送到称为链轮缘之链轮的环的部分。

这一实施例在当曲柄传送大的转矩时，如处在水平位置时，由于肋是可以弹性变形的，外环22相对内环20偏转，外环22吸收并且暂时贮存一周边的弹性能，且在当曲柄传送小的转矩时，如处在垂直位置时将该能量的大部分以转矩释回到链轮外环。

对于这样的构造，薄的辐射状肋可由金属或非金属材料制成，然而对于诸如自行车链轮，它们能经济地以适合的聚合物铸成。

将所选择之聚合物的使用扩展到几乎整个链轮，有下列优点：比在金属链轮情况负载分布于更多链轮齿上；可明显地减轻重量；无需腐蚀防护及润滑；对链条较柔顺；可内装护链装置；颜色选择范围较宽，因此使美观上令人满意，而且保持技术上的及商业上的竞争性。

链轮外环22可以设有与其成整体的齿10。图1及图2中显示了不具链轮防护罩的单链轮。图3为多链轮之实施例，装有链轮防护罩。

虚线24及26显示在自行车骑乘的过程中，齿10的肋12,12a,12b分别所在的粗略而放大的位置。该位置是在材料的弹性限度范围内。然后在曲柄14到达垂直位置A的时候，产生弹性位移之链齿10及肋12,12a,12b将回复到它们变形前的正常位置。