[发明专利]脚踏式无级变速驱动器

说明书

本发明是一种能用于自行车、三轮车等以人为动力的无级变速驱动器。

变速自行车是当今人们需用的更为合意的一种代步工具。现市售的变速车可分为内变速式和外变速式。内变速式结构非常紧凑，显得十分精巧。但变速范围不宽，档数也不够多，难以充分满足人们需要。现市场上流行的外变速式为塔式链轮变速车，骑行效果不错，但也存在一些缺点和不足。如主要零件(拨链器、链条、链轮)不够壮实，拨链器易损坏。变速时当链条是从小轮变向大轮时还是较困难的。再者，单级传动，级数虽多(如：18速、15速)，其中不少级的速度是很接近、甚至一样的。特别是对省力问题没能给予较多的考虑。这种传统的传力方式本身也存在较大费力因素，是其固有弱点。

本发明的目的，是要提供一种能省力，无级变速，结构壮实，磨损小，调速方便的新型变速驱动机构。

本发明的目的是这样实现的：如图1所示，主要构成零件有四。带扇形内齿圈(1-1)的摆杆(1)，可以在A、B之间滑移的销轴(2)，小齿轮(3)，和滚轮(4)。销轴是支点，移位时，就导致摆杆动力臂与阻力臂之比的连续变化，摆杆以某一定速摆动，小齿轮断续转动的快慢就能无级改变。销轴离开B向A滑移时，要求扇形齿圈的半径变小，而齿圈半径R是固定的，则与小齿轮的啮合在离开齿圈中点后会有一小距离的脱离。为了克服这一“脱离”，设有滚轮(4)。当扇形齿圈摆向两外端与小齿轮啮合时，滚轮将迫使摆杆略向右移，而从两端向中点摆动时，在啮合分离力作用下，摆杆将略向左移。实际上，在摆动过程中，齿圈外园面始终是与固定的滚轮(4)相接触，以保持啮合正常。

本发明的具体结构由下述实施例及其附图给出。    

如图4所示。摆杆(1)，由踏板(1-1)、摆杆滑移段(1-2)、扇形内齿圈(1-3)等组成，销轴(2)，外缘为渐开线齿轮的飞轮(3)，滚轮(4)，挡杆臂(5)，滑座(6)，支承滚轮(7)等共同组成本发明。当脚蹬动摆杆时，扇形齿圈就通过飞轮使自行车向前滚动。

摆杆上下摆动时，将与车架平叉相撞。为此，需要将平叉作成下弯式。也可将摆杆作成弯曲的，如图2所示。位置一为摆杆处于水平位置时，位置二为摆杆处于下限位置时。为此，平叉只需向下平移一小距离即可。参见图4。    

销轴的结构如图5所示。摆杆滑动段(1-2)装在支承滚轮(7)上。滚轮(7)用钢球(8)、挡圈(9)、螺母(10)装在销轴(2)上。摆杆侧顶臂(2-2)牢焊在销轴(2)上，用来承受摆杆的侧倾，顶螺钉(14)应选用减摩性能优良的材料。螺母(13)为锁紧用。滑板(2-1)与销轴为紧配。滑座(6)通过螺杆(6-1)、长孔板(6-2)用螺母(11)、弧形垫(12)安装到车架平叉上，并能在水平方向调节移动，以便摆杆能对准飞轮。

销轴的又一结构如图6所示。销轴(2)装在挂板(18)、(19)上。支承滚轮(7)用钢球(8)、挡圈(22)、螺纹挡圈(21)装在销轴上。螺母(15)把顶螺钉(14)锁固在挂板(19)上。轴(16)焊在车架斜叉上，用来安装挂板(18)、(19)。挂板(19)的下端则用滑座(20)来导向。并能在水平方向调节摆杆，使能对准飞轮。螺母(11)、弧形垫圈(12)将滑座(20)安装在车架平叉上。

滚轮(4)的结构见图7。挡杆臂(5)的一端装有挡杆(24)，另一端则装在后轴上。钢球(23)、挡圈(27)、(28)、螺母(29)起滚动支承作用。挡杆用球形垫圈(25)、螺母(26)安装在挡杆臂(5)上。

此装置在后轮的两则各有一套。两摆杆之间有一细绳相连，细绳要绕过设在车架上部的一个滑轮上，以保证两摆杆能交替的上下运动。还有一固装在车架下部的托架，当摆杆在下限位置时，正好托住踏板。这些部分在图中均未绘出。

调速的传动，可有多种方式。如采用与车普通后闸传动相似的方式时，则由连接杆、杠杆、手柄等组成。不同的是行程较大、来回运动都要工作。由变速手把上下搬动来带动。变速柄上应有弹簧之类夹紧零件来起变速后的定位作用，还应有刻度盘以显示快慢的程度。变速手柄可安装在车把的立管或其它合适的位置上。示意如图8。

自行车采用本驱动器后，将有较大的省力作用。第一是显著的改善了因曲柄旋转所造成的较大传力损失。图3即表示因曲柄旋转而产生的力臂长度损失。第二，如果摆杆与车架相互之间的尺寸配合得当，将有很好的杠杆增力作用。