能以最小的蹬踏力驱动的自行车制造技术

能以最小蹬踏力驱动的自行车，它包括设置在用于将驱动力施加到一车轮上的曲柄（１）的自由端的内齿轮（２）和可与内齿轮啮合转动的外齿轮（５）。内齿轮和外齿轮的传动比为２∶１。带有踏板（８ａ）的脚蹬子（８）固定到外齿轮（５）上，当曲柄自由端处于提供曲柄转动轴线的曲柄轴（３５）的向前水平位置时，踏板处于面朝上的水平位置，并且此时，内齿轮（２）上离曲柄轴（３５）最远的轮齿（２２）与外齿轮（５）相啮合。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总的涉及自行车，特别是涉及一种能以最小的蹬踏力驱动的自行车。一般市场上现有的自行车具有脚踏子(脚踏板)，脚蹬子分别可转动地安装在固定于曲柄的自由端的支承轴上。蹬踏脚蹬子而驱动曲柄，以便通过一般为环形的驱动链条将驱动力传到后轮。在此最标准的设计中，传到后轮上的驱动力取决于施加在脚蹬子上的蹬踏力以及曲柄轴和脚蹬子的轴之间的距离(力臂)，曲柄的相应根端通过曲柄轴连到一个链轮上。在此，若希望以小的蹬踏力获得大的驱动力，就必须增大曲柄轴和每个脚蹬子的支承轴之间的力臂。然而，上述为力臂一般有一个最佳值，该最佳值选定成能确保骑车人的脚平衡地运转和蹬衡踏，因此自行车制造者早就认识到这种局限性，这种局限性使得不能将力臂增大到超过该最佳值。鉴于此，人们早就认识到不能以最小的蹬踏力获得大的驱动力。因此，为了基本上消除自行车制造者至今为止遇到的上述问题，本专利技术的实质性目的在于提供一种改进的自行车，它可以利用最小的蹬踏力来获得大的驱动力。为此，本专利技术提供了一种能以最小的蹬踏力来驱动的自行车。此自行车包括一个设置在一个用于将驱动力施加到一个车轮上的曲柄的一个自由端上的内齿轮，和一个可转动地与该内齿轮相啮合的外齿轮。该内齿轮和外齿轮的传动比为2∶1。一个具有踏板的脚蹬子固定到外齿轮上，当曲柄自由端处于一个提供曲柄转动轴线的曲柄轴向前水平位置时，该踏板处于面朝上的水平位置，而且此时，内齿轮上离该曲柄轴最远的轮齿部分与外齿轮相啮合。利用本专利技术的这种自行车，当蹬踏时，曲柄的自由端向前水平设置，内齿轮上离曲柄轴最远的轮齿部分与外齿轮相啮合，因此，施加到脚蹬子上的蹬踏力的力臂达到一个高值，此值等于曲柄的转动轴线到内齿轮的中心的距离与内齿轮的中心到外齿轮的中心的距离之和。另外，由于此时踏板是面朝上水平设置的，因此骑车人很容易将脚放在脚蹬子上。因此，利用最小的蹬踏力就能获得较高的驱动力。此外，由于内齿轮与外齿轮间的传动比为2∶1，因此曲柄转动一整圈(由骑车人放脚的脚蹬子的踏板处于面向上位置)，将导致外齿轮在内齿轮内公转一周。因此，当从一个向上位置向前转动的曲柄进入曲柄被向前角转运动的蹬踏区时，外齿轮与内齿轮上沿前进方向离曲柄轴最远的轮齿部分相啮合，从而可使曲柄在蹬踏区内获得增大的力臂。在本专利技术的一个优选实施例中，该自行车还包括一个脚蹬臂，该脚蹬臂具有一个固定到外齿轮的转动轴上的根端并沿外齿轮的径向延伸，此时，脚蹬子固定到脚蹬臂上与其根端相对的一个自由端上。此脚蹬臂可以是S形结构，它具有水平延伸的根端和自由端以及与根端和自由端相连并垂直于它们延伸的中间部。根据这种结构，即使当曲柄处于任何角转位置时骑车人将脚离开脚蹬子，脚蹬子也会在其自重的作用下被带到外齿轮中心位置紧下面的位置，从而可让外齿轮转到一个啮合位置，此时脚蹬子处于水平位置而其踏板面朝上。因此，要驱动已停住的自行车时，骑车人能确定地将脚放在脚蹬子上，以准备蹬踏。在本专利技术的另一个优选实施例中，一个连接件可转动地装在内齿轮的中心且位于内齿轮的内部，而外齿轮可转动地装在该连接件上。利用这种结构，外齿轮能相对于内齿轮进行平稳的公转。在本专利技术的再一个优选实施例中，内齿轮具有一块固定于内齿轮一端的板。一个盖固定在该连接件上，用于封闭内齿轮上与该板相对的另一端的开口。使用这个盖能有效地封住内齿轮，以防任何异物进入内齿轮内部，从而确保内齿轮与外齿轮间的平稳啮合。在本专利技术的又一个优选实施例中，使用了一个强迫啮合装置，用于在蹬踏脚蹬子之前，迫使外齿轮与内齿轮在与蹬踏力传递方向一致的方向上啮合。此强迫啮合装置能在开始蹬踏时使外齿轮移动一段对应于轮齿啮合间隙的距离，从而最大限度地减小讨厌的卡嗒声的产生，否则，当内、外齿轮中之一的一个轮齿冲撞内、外齿轮中另一个的一个啮配轮齿时，就会发生上述声响。从下面结合附图对本专利技术的优选实施例的说明中，可更清楚地理解本专利技术。然而，这些实施例和附图仅是示例性的，不构成对本专利技术范围的任何限制，本专利技术的范围将由后附权利要求限定。在附图中，相同的标号表示相同的部件。附图说明图1是本专利技术自行车的示意性侧视图；图2是表示用于该自行车上的曲柄机构的放大透视图，其中去掉了曲柄盖；图3A是该曲柄机构的平面图，表示了一个曲柄与一个内齿轮组件的组合；图3B是部分剖开的曲柄机构的侧剖面图；图4A是构成曲柄机构的一个部件的连接件的平面图；图4B是图4A所示连接件的剖面图；图5A是表示与曲柄机构的一个外齿轮结合的一个脚蹬子的平面图；图5B是图5A所示的脚蹬子和外齿轮的部分剖开的侧剖面图；图5C是该脚蹬子和外齿轮的示意性正视图；图6A是一个曲柄盖的平面图；图6B是图6A所示曲柄盖的剖面图；图7是装有曲柄盖的曲柄机构的透视图；和图8是表示本专利技术的曲柄机构工作的解释性示意图。参见图1，所示的自行车包括一个众所周知的、大体为偏菱形的车架结构30，一个可转动地支承在车架结构30前部的前轮31，一个也支承在车架结构30前部并与前轮31连接以便可使前轮31转向的车把32，一个可转动地支承在车架结构30的后部的后轮33和一个大体安装在车架结构30的中间顶部的车座34。曲柄轴35可转动地安装在车架结构30的位于车座34下面的大体中间的底部，并在一个垂直于后轮33的转动平面的平面内延伸，其两相对端分别位于车架结构30的两侧。曲柄1各根端固连到曲柄轴35的相应端上。曲柄1用于利用链轮10和一般为环形的驱动链条11驱动后轮33转动，链轮10装在曲柄轴35上，以随之一起转动。上述结构的自行车是本领域的普通技术人员所周知的，因此为简洁起见不再对其进行详细说明。现参见图2，每个曲柄1具有一个固连到曲柄轴35上的根端和一个自由端，自由端上固定有或一体成形有一个内齿轮组件。图3A和3B分别示出了与每个曲柄1的自由端整体成形的内齿轮组件的组成部件的正视图和侧剖面图，图中局部剖分。曲柄1的根端制有一多边形孔12，用于接收曲柄轴35的相应端。该内齿轮组件为盘形，包括一个内齿轮2和一个固定于其上的圆板20，或者圆板20与内齿轮2制成一体，以封闭内齿轮2的一端。该内齿轮组件具有限定在圆板20中的与圆板20同心的轴承孔50。内齿轮组件接纳一个可转动地装在销轴3上的连接件4，销轴3装在轴承孔50中。图4A示出了连接件4的主视图，而图4B示出了连接件装在内齿轮组件上时的剖面图。连接件4大致为三角形板，其中部有一个第一轴承孔13，销轴3压配在该孔中。这个三角形连接件4还有一个偏离第一轴承孔13的第二轴承孔14，用于接纳一个外齿轮5的转轴6，下面将会对此进行说明。压装在第一轴承孔13中的销轴3的自由端具有一垫圈36和一个C形扣环37，安装成使垫圈36位于圆板20和C形扣环37之间。C形扣环37用于防止垫圈36从销轴3意外分离。这样，将容易理解，可转动地穿过三角形连接件4中的第一轴承孔13的销轴3由圆板20可转动地，但不能轴向运动地支承就位。为了下面将要明确说明的目的，三角形连接件4的顶角部位还形成有安装凸台4a，它们沿着垂直于三角形连接件4的平面的方向伸出，每个安装凸台4a具有一内螺纹孔15。内螺纹孔15用于接纳一组用来固定曲柄盖9的螺钉，以便封住内齿轮2的圆板20对面的开口，下面将对此进行说明。与内齿轮2啮合转动的外齿轮5的转轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能以最小的蹬踏力来驱动的自行车，它包括：一个设置在一个用于将驱动力施加到一个车轮上的曲柄（１）的自由端上的内齿轮（２）；一个可转动地与内齿轮（２）相啮合的外齿轮（５）；所述齿轮（２）和外齿轮（５）的传动比为２∶１；和一个 具有一踏板（８ａ）的脚踏子（８），它固定到外齿轮（５）上，当曲柄１的自由端处于一个提供曲柄（１）转动轴线的曲柄轴（３５）的向前水平位置时，踏板（８ａ）处于面朝上的水平位置，而且此时，内齿轮（２）上离曲柄轴（３５）最远的轮齿部分与外齿轮（５）相啮合。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：松浦宏武，
申请(专利权)人：松浦宏武，
类型：发明
国别省市：JP[日本]