TWI342851B - Automatic derailleur for bicycles - Google Patents

Description

I342S51 修正日期：100年2月22曰 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明應用於腳踏車齒輪組式變速系統，不論後齒輪組變速 系統或前、後都有齒輪組變速系統均可使用，依車速達到自動變 速之效果。該裝置係利用輪框與摩擦輪帶動，藉由車速所產生離 心力再連動裝置’因而依車速選擇最合適之傳動檔位。 【先前技術】 目前市面上最廣泛使用的齒輪組變速系統，係前後齒輪盤組 藉由鏈條帶動。換檔時依變速桿位置拉動變速導線改變變速器位 置，進而換檔無法達到自動變速之效果。 【發明内容】 已知腳踏車自動變速系統：例如V型皮帶盤或行星齒輪組都 需大幅變更腳踏車結構，另外靠電路控制則需繁複的感知元件與 控制電路。本裝置是純機械構造、零件數少成本低廉，而且可直 接加裝在市面上最廣泛使用的變速腳踏車上，不需更動腳踏車的 主體結構設計。 本發明包括在腳踏車前、後變速器裝上回拉彈簧，使起始位 置在扭力最大檔位’由輪圈帶動一個摩擦輪以驅動裝置，請參考 第一圖。再藉由齒輪與配重驅動盤等，傳遞動力到離心力配重以 媒動換檔機構進行換檔。當腳踏車行駛速度加快，自動依據速度 快慢逐步更換檔位。最後，重力配重在上坡路段藉由片狀彈簧束 緊離心力配重的彈簧’使延遲更換檔位以增加上坡所需扭力，但 非競速車輛可不加裝重力配重，請參考第二圖。 本發明的效果使腳踏車能根據行駛速度自動更換檔位，起始 位置在最低速樓位’當腳踏車車速加快，自動依據速度逐步更換 檔位，速度愈快則愈用高速檔。但當車輛停止時又自動回復為最 低迷檔，以利下次起步；且在上坡路段能延遲更換檔位，以增加 s 5 修正曰期：100年2月22曰 上坡時所需扭力。 本發明裝置的運作情形，當腳踏車行駛時，車輪圈帶動摩擦 輪旋轉，摩擦輪再經由齒輪帶動配重驅動盤與離心力配重旋轉， 旋轉時隨時保持至少有一個離心力配重與換檔環接觸。車速愈快 整個系巧轉速也就愈快，離心力愈大帶動離心力配重甩出量也愈 多，壓著換檔環向外推連動換檔控制臂拉動變速導繩連動變速 器，再藉由變速器使腳踏車換檔。車子減速時，離心力變小配重 與換檔環因彈簧拉回，因而降低檔位，請參考第三圖。 本發明中的換檔環卡在外殼導槽中，只能向内或外移動不隨 離心力配重旋轉；換檔環之設計弧度等同於離心力配重飛出最大 距離所形成之圓弧，約等同本裝置外殼之弧度，且頭尾兩端磨平 以減少離心力配重之磨損。換檔控制臂末端有二孔以安裝前、後 ，檔導巧，外側端之換檔導繩控制後變速器、另一換檔導繩控制 月’J變速器使腳踏車換檔；若僅有一組齒輪組變速系統則可省略一 ，換檔，繩。離心力配重回拉彈簧一端固定於離心力配重上，另 端固疋於轴心之孔上；以配合離心力大小控制離心力配重甩出 量。摩擦輪帶動兩個角齒輪改變旋轉方向並傳遞動力，且兩個角 齒輪之齒數比與輪圈直徑有關；例如12、16、2〇、邡吋腳踏車 數比皆不相同。 本f明可再加裝一重力配重同換擋控制臂裝置於下方，回拉 =簧固疋孔改成槽溝向圓心方向延伸；離心力配重回拉彈簧末端 卡入配重驅動盤槽溝後，固定於片狀彈簧上；止制使其只能在 亡坡路段能旋轉，重力配重擁有與地面鋪垂直的力量，在平面 或下坡路段無作用。當腳踏車行經上坡路段，隨坡度因地心引力 ^己重轉動-個角度，經連動機構拉緊片狀彈簧產生束緊作用， 這動作使離心力配重回拉彈簧拉緊，進聽心力配重甩出量 也變小’延遲更換檔位的速度明加上坡時所f扭力，請參考第 期：丨00年2月22曰 【實施方式】 可利用目前最普遍之自行車變速系概裝，如第 統1固定在前又或後車架上，並調整角度使重力配重 : 位置。利用摩擦輪2與車輪框緊密接觸以帶動系統i 兰 變速器裝上回拉彈簧4與後變速器也裝上回拉彈黃5,係扭私則 在最低速檔位。再將前換檔導織18與後換檔導繩$ 中的換播控㈣10上，完成系統的設置。 改裝到裝置 裝置内部構造請參考第二圖，摩擦輪2帶動兩個角 變旋轉方向並傳遞動力，角齒輪6連動配重驅動盤14 =重15，當離心力配重15向外甩出時把換檔環u向外 = 換檔控制臂1G拉動祕料繩18與後換檔導绳19 ^ =連，前變速器20、後換檔導㈣連動後變速器21 檔。重力配重13同換檔控制臂1()裝置於下層， =『坡==力配重13旋轉時以= 端點在束緊魏離心力配重雜科丨7内側 ==移動’但非親迷車輛可不加裝重力配重… 圖係本發明裝置於腳踏車上示意圖。 第=圖係本發明裝置構造分解圖。‘、

Si ίίϊ明之離心力配重動作示意圖。 圏發明之離心力配重、換檔環與換檔控制臂動作示 【主要元件符號說明】 1、 腳踏車自動變速裝置 2、 摩擦輪 3、 換檔導繩改裝至裝置上 4、 前變速器回拉彈簧 5、 後變速器回拉彈簧 1342851 修正日期：100年2月22曰 6、 角齒輪 7、 外殼 8、 換檔環導槽 9、 止檔片 10、 換檔控制臂 11、 換檔環 12、 片狀彈簧 13、 重力配重 14、 配重驅動盤 15、 離心力配重 16、 外殼蓋 17、 離心力配重回拉彈簧 18、 前換檔導繩 19、 後換檔導繩 20、 前變速器與前齒輪盤組 21、 後變速器與後齒輪盤組

Claims (1)

1. 修正日期：100年2月22曰 十、申請專利範園： 1. 一種腳踏車自動變速裝置；本裴置包括一固定外殼内有一組 利用離心力控制變換檔位機構’離心力控制變換檔位機構包 括：一配重驅動盤和多個設置於其上的離心力配重與回拉彈 簧；離心力配重推動一換檔環間接連動一換檔控制臂；在換 檔控制臂末端安裝一或二條換檔導繩，分別控制前、後變速 器使腳踏車換檔’此機構依腳踏車行敬速度所產生的離心力自 動變換齒輪盤至最合適檔位；該裝置使用一個摩擦輪 與車輪圈接觸帶動兩個角齒輪改變旋轉方向並傳遞動力，為 裝置的動力來源；且本裝置可再加裝一重力配重機構，上坡 時延遲更換檔位的速度以增加所需扭力。 2. 根據申請專利範圍第1項之腳踏車自動變速裝置，是純機械 的自動變速裝置，利用腳踏車行駛速度所產生的離心力直接連 不需使用任何磁力或電力。 3·根據申請專利範圍第1項之腳踏車自動變速裝置，本裝置直 接利用摩擦輪與輪框接觸而帶動，可設置於前叉或後車架上，八 別利用前輪圈或後輪圈帶動。 77 4·根據申請專利範圍第1項之腳踏車自動變速裝置，摩擦輪帶 動兩個角齒輪改變旋轉方向並傳遞動力；兩個角齒輪之齒數比與 輪圈直徑有關；例如12、16、20、26吋腳踏車齒數比皆不相同， 使不同輪圈直徑的腳踏車在相同行駛速度下所產生的離心力相 等。 5·根據申請專利範圍第1項之腳踏車自動變速裝置，離心力控 制變換播位機構的配重驅動盤上凹槽數與離心力配重數目相 等’旋轉時隨時保持至少有一個離心力配重與換檔環接觸；回拉 彈簧一端固定在離心力配重，另一端卡入配重驅動盤固定孔。 6·根據申請專利範圍第1項之腳踏車自動變速裝置，換檔環之 設計狐度等同於離心力配重飛出最大距離所形成之圓弧，且兩端 磨平以減少摩擦；換檔環卡在外殼導槽中，只能向内或外移動不 隨離心力配重旋轉。 1342851 „ _ _ . ^ ^ 修正曰期：100年2月22日 7. 根據申請專利範圍第1項之腳踏車自動變速裝置，換檔控 臂末端有二孔安裝二條換擋導繩，外側端之換檔導繩控制後變 器、另一換檔導繩控制前變速器使腳踏車換檔；若僅有後齒輪 變速系統則可省略一條換檔導繩。 、且 8. 根據申請專利範圍第1項之聊踏車自動變速裝置，在腳 則、後變啦各裝上雜彈f，使起始位置在最低賴位；若: 前齒輪組變速系統則可省略前變速器之回拉彈簧。 …、 里申請專利範圍· 1項之腳踏車自動變速裝置，競速車輕 在裝置内可再加裝-重力配重機構同換樓控制臂裝置於 坡時延遲更換檔位的速度以增加所需扭力；重力配重機構包括上 一重力配重與其連桿末端所連動之片狀彈簧和一止擋片。 · 10. 根據申請專利範圍第1項之腳踏車自動變速裝置加 f力配重之裝置配重驅動盤上回拉彈簧固定孔改成槽溝，^ t轉&端卡入配重絲盤槽溝 ί，Γίΐί f旋轉時藉由連桿拉動片狀彈 向内移動，增加彈簧彈力以減少離心力配重甩出量。價屏干 11. 根據申請專利範圍第1項之腳踏車自動變 使重力配重在下坡路段被^1住；只能在上坡路段二 旋轉產生功效，在平面或下坡路段無作用。 S 10