[发明专利]飞轮组转差变速装置

说明书

本发明涉及一种每速由一组链轮、链条、飞轮独立传动的飞轮组转差变速装置，适用于自行车和人力三轮车的变速。

由于自行车是以人力驱动的交通和体育工具，因此，力求结构简单，可靠耐用，重量轻，便于携带。为了提高自行车对山地的适用性，自行车问世一百多年来发展至今、变速机构一直成为人们最为关注和不断更新的重要技术。历史上出现过多种类型的变速机构，如手控双速双链，又分成中接头内安置离合机构；有离合机构的前链轮；后轮安置离合机构等三种型式。由于结构复杂，未能被市场接受。此后又有前链轮设置弹簧机构改变力臂的多种型式的天极自动变速装置，由于车速受有限力矩的限制，难以获得较高的转速。目前国内、外普及的链条爬挂宝塔轮方式的变速装置(后面简称宝塔式变速)，变速可达10档以上，其缺点为链条爬挂宝塔轮磨损大，控制机构复杂，成本高，易出故障，使用寿命短，负载力小，不适用于截重车及人力三轮车。因此，在国内自行车市场的占有率仅为20％，老式自行车仍占据着大部分市场。

发明人利用飞轮组合的转差原理，91年4月1日提出了“人力自行车转差变速装置”的专利申请，申请号91102160.4，95年7月1日又提出了“人力自行车转差自动变速装置”的专利申请，申请号95106449.5。前者因可控千斤的控制臂易磨损，后者因自动变速可靠性差，振动引发跳档而无实用价值。

本发明的目的，在原发明飞轮组转差原理的基础之上，克服可控千斤控制臂易磨损，自动变速振动引发跳档的缺点，提供一种能满足前述自行车特点要求，可广泛适用于轻便和载重自行车，以及人力三轮车使用的飞轮组转差变速装置。既能实现自动变速，也可用于手控变速。

实现本发明的技术方案，是在自行车常规飞轮与一个以上的变速飞轮，每速由一组链轮、链条、飞轮构成，利用飞轮组各飞壳的不同转速与同轴转动的飞芯之间的不同转差，高速飞壳内齿与千斤啮合时，带动飞芯及后轮高速转动，次速飞壳转速低于飞芯转速，相应的千斤处于滑动。变速飞轮内有可控千斤，控制千斤与飞壳内齿之间的啮合与脱扣。末级低速为常规飞轮，当前级各千斤受控皆与飞壳内齿脱扣后，则由常规千斤与飞壳内齿啮合，带动后轮作低速转动。可控千斤有控制臂，受飞芯内控制机构的控制。控制机构是利用后轮的转速在飞芯内产生摩擦力矩进位与弹簧扭矩复位的装置。摩擦力矩的大小，受正向压力大小与转速的高低决定。弹簧具有扭矩和轴向压力，由限定转速控制千斤的动作，可作成自动变速；当弹簧只有扭矩，轴向压力由手控获得，则为手控变速。手控变速适用于多速人力三轮车。

本发明用于自行车以双速双链为宜，虽比不上宝塔式变速档数多之优点，但由于控制机构极为简单，负载力强，自动变速，可靠耐用，价格低廉等优点方面是宝塔式所不及的。适用性方面，低速档解决了老式车爬坡难的问题，高速档又可以高于老式车的速度。在外形上相似于两组常规飞轮、链条、链轮的重叠，便于采用全封闭链盒，外观上比宝塔式美观，使用寿命长；比历史上任何类型的双速结构更为简单，非标件少，成本低；比前链轮设置弹簧机构变更力臂的无极自动变速的车速快。

本发明的实施方案飞轮的组合方式分为分散式和整体式。分散式的变速飞轮安装在自行车的左花盘上作为高速档，右花盘保留常规飞轮作为低速档。整体式后轮右花盘仍保留常规飞轮作为低速档，高速飞轮的飞芯与常规飞轮的飞芯内螺纹联接成整体。如果不考虑利用标准飞轮降低成本，从减轻重量出发，可将飞芯作成整体的轻型飞轮组。

以下结合附图说明：

图1是分散式自动变速飞轮图2的A-A剖视图；

图2是分散式自动变速飞轮的轴向视图；

图3是整体式自动变速飞轮飞芯为局部剖视图；

图4是图2飞芯内孔去掉弹簧和弹簧档圈后的轴向视图；

图5是分散式手控变速飞轮的剖视图；

图6是手控装置的剖视图；

图7是图6的B向视图。