一种自行车储能齿盘的制作方法

本实用新型涉及一种自行车的齿盘，具体涉及一种自行车储能齿盘。

背景技术：

现有自行车为与传动轴固定死的齿盘，通过骑行人通过曲柄驱动齿盘带动链条和后车轮进行驱动，在自行车起步阶段，当人用力蹬踏时，由于阻力大，需要比正常骑车阶段更大的力进行蹬踏齿盘，导致力量使出去了，但是自行车行驶的距离却不远，大量的力气浪费在起步提速蹬踏的时候。

特别是在上坡时，这种现象更加明显，目前有部分设置有变速器的自行车，可通过在上坡起步时手动调节一个较低的齿速比，在上完坡之后在调回正常安全驱动齿速比，但是这种设置变速器结构较复杂，大多应用在运动类的高档自行车上，普通的自行车上通常并未设置。

申请号为97219744.3的中国专利公开过一种自行车省力器，该装置安装在自行车中轴的两端，采用螺旋式大拐(即自行车曲柄)，始端与自行车中轴连接，终端与脚蹬踏板连接，通过杠杆螺旋原理，能使汽车人在坡度路面或逆风情况下轻松行驶。这种省力器采用螺旋式大拐替代传统的自行车曲柄，能够解决普通自行车在起步阶段需要更大力量的问题，但是其结构简单，该种螺旋式大拐具有一定的柔性，运动的方向性不能够准确控制，当用力踏时，两个踏板的相对位置发生变动，两个踏板和轴，3点不在一条线上，从而影响骑行的连贯性。尤其上坡时，很变扭，容易与自行车曲柄或链条发生干涉，不能够很好地应用在传统的链条式自行车上，实用性不高。

技术实现要素：

本实用新型解决的技术问题是：针对现有的自行车存在的起步用力较大的缺陷，提供一种新型的自行车齿盘，能够与现有链条式自行车较好地进行结合使用。

本实用新型采用如下技术方案实现：

一种自行车储能齿盘，包括齿盘和弹性连接件2，所述齿盘为自行车的前齿盘或后齿盘，采用环形盘结构，与齿盘对应的轴部件同轴布置，该环形盘结构的内圈通过弹性连接件2与自行车车架上安装的轴部件连接，本实用新型中的轴部件是相对于齿盘而言，在自行车上，前齿盘安装的轴部件为自行车的中轴，后齿盘安装的轴部件为自行车后车轴组件中的轴套。

作为本实用新型的一种优选方案，所述弹性连接件为螺旋截面的板簧，所述板簧的中心固定在轴部件上，外端与齿盘的内圈固定连接。

进一步的，所述板簧的数量为至少两个，并且以轴部件的轴线均匀布置。

进一步的，所述板簧的螺旋方向与齿盘的前进转动方向相反。

作为本实用新型的又一种优选方案，所述弹性连接件为若干波纹截面的板簧，所述板簧沿齿盘的径向均匀布置，板簧一端与齿盘的内圈固定连接，另一端拉紧固定在轴部件上。

在本实用新型的一种自行车储能齿盘中，所述齿盘的内圈同轴设有一安装筒5，所述板簧固定连接在安装筒5的内壁，实现板簧与齿盘之间连接。

优选的，所述板簧为等宽板簧，所述板簧的宽度与安装筒5的轴向长度一致，并且大于齿盘的厚度。

另优选的，所述板簧为变宽板簧，所述板簧的宽端与轴部件固定连接，窄端与安装筒5的内壁固定连接。

进一步的，所述板簧通过焊接或螺钉连接的方式固定。

本实用新型将齿盘与对应的轴部件之间通过弹性连接件连接安装，在起步蹬踏时，弹性连接件首先产生弹性形变，蹬踏的作用力转换为弹性势能储存在弹性连接件上，在弹性连接件达到形变的临界点后，曲柄带动齿盘转动，驱动自行车开始行驶，随着自行车开始向前行驶，弹性连接件内储存的弹性势能释放，在使弹性连接件恢复原形的同时，将弹性势能转换成动能驱动车轮转动。由于弹性势能的储能作用，在骑行起步阶段，可通过较小的蹬踏作用使自行车启动，然后通过弹性势能转换成动能驱动自行车实现启动至正常骑行。

同时，自行车的齿盘和弹性连接件之间通过安装筒进行安装，通过设置等宽的弹性连接件或变宽连接件，增加弹性连接件和齿盘及中轴之间的连接宽度，避免齿盘在蹬踏过程中发生左右偏摆，不会对曲柄及链条的传动造成影响。

由上所述，本实用新型结构简单，可应用在自行车的前齿盘或后齿盘上，同样也可以应用在通过带传动的自行车带盘上，由于齿盘的储能特性，实现了自行车省力启动，同时能够适应传统自行车结构，实用性强、安装成本低，可在现有的自行车结构上进行推广应用。

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。

附图说明

图1为实施例1中的自行车前齿盘主视图。

图2为实施例1中的自行车前齿盘俯视图。

图3为实施例2中的自行车前齿盘主视图。

图4为实施例3中的自行车前齿盘主视图。

图5为实施例4中的自行车后齿盘主视图。

图中标号：1-前齿盘，1’-后齿盘，2-弹性连接件，3-中轴，3’-轴套，4-曲柄，5-安装筒。

具体实施方式

实施例1

参见图1和图2，图示中的自行车齿盘为本实用新型的一种优选实施方式，可应用在自行车的前齿盘或后齿盘上，具体包括前齿盘1、弹性连接件2、中轴3、曲柄4和安装筒5。

本实施例以驱动齿轮为例进行说明，自行车的前齿盘1通过中轴3安装在自行车车架上，通过中轴连接的曲柄4带动前齿盘1转动，在图1中的前齿盘1采用不同于传统齿盘的环形齿盘结构，前齿盘1为自行车链条传动系统的主动齿盘，与自行车曲柄4安装的中轴3同轴布置，齿盘内圈和中轴之间形成一个空缺的环形区域，在该环形区域内，通过弹性连接件2将前齿盘1的内圈和自行车车架上安装的中轴3外圆周连接，中轴3转动安装于自行车车架的五通(图中未示出)中，通过两端安装的曲柄带动中轴转动，进而通过弹性连接件2带动前齿盘1转动，通过链传动机构驱动自行车车轮转动。

在本实施例中，弹性连接件2采用的是螺旋截面的板簧，板簧由弹簧钢板按照一定的螺旋方向卷制，在板簧的中心固定在中轴的外圆周上，外端与前齿盘1的内圈固定连接。具体的，板簧的中心设置成与中轴直径相当的圆弧形，通过焊接或螺钉连接固定包覆在中轴上，板簧的外端设置成弧形并与齿盘的内圈相切连接，通过焊接或螺钉连接固定。

本实施例中的板簧只设置第一个，其螺旋角度应当超过360°，安装后的板簧能够完全分布在齿盘内圈和中轴之间的环状空间内，板簧具备一定的强度，能够360°支撑齿盘。同时，板簧应当具备一定的厚度，能够保证板簧的弹性强度，避免板簧在弹性变形后造成齿盘和中轴之间的不可恢复的变形。

如图2所示，本实施例在齿盘的内圈同轴设置一个安装筒5，用于提高板簧的安装稳定性，安装筒与齿盘的内圈通过焊接或法兰固定连接，使安装筒5随前齿盘1一同转动。安装筒5的轴向长度大于前齿盘1的厚度，板簧固定连接在安装筒5的内壁，同时，可将板簧的宽度设置成安装筒5的轴向长度一致，通过远大于齿盘厚度的安装筒和板簧的横向限定作用，可保障在骑行过程中，骑行的蹬踏力不会使前齿盘1左右摇摆，造成前齿盘1与曲柄或链条的干涉。

实施例2

参见图3，本实施例在实施例1的基础上，将弹性连接件设置三个，并且以中轴的轴线均匀分布，本实施例中的板簧数量多于实施例1，因此板簧的螺旋角度可不用设置得过大，保证四个板簧的螺旋角度加起来超过360°即可，本实施例通过增加板簧的数量，提高了弹性连接件的弹性储能效率，并且均匀布置的板簧受力更均匀，能够避免单个螺旋板簧存在的部分方向强度较弱的缺点。

本实施例和实施例1中的板簧螺旋方向与自行车的前齿盘1前进转动方向相反设置，能够提高弹性连接件的承力效果。

实施例3

参见图4，本实施例中的弹性连接件2采用不同于实施例1和实施例2中波纹截面的板簧，板簧沿前齿盘1的径向均匀布置，板簧一端与前齿盘1内圈安装筒固定连接，另一端拉紧固定在中轴3上，本实施例中将板簧拉紧固定，可保证前齿盘1和中轴3之间的位置稳定性，同时可通过拉紧力保障骑行起步具备一定的阻尼作用，避免蹬踏过猛导致失去平衡。

板簧沿前齿盘1的径向均匀布置，板簧一端与前齿盘1内圈固定连接，另一端固定在中轴3上，板簧的固定方式可参照实施例1和实施例2，采用板簧端部弧面通过焊接或螺钉连接。

实施例4

参见图5，本实施例在实施例3的基础上，以后齿盘1’为例进行说明，自行车的后齿盘1’直接安装在自行车后车轴的轴套3’上，通过与前齿盘连接的链条将动力传递至后齿盘，带动自行车的后车轮转动。本实施例中的后齿盘1’采用与实施例1、实施例2、实施例3中相同的环形齿盘结构，在后齿盘1’的内圈和与自行车后车轴的轴套3’之间通过六组波纹状板簧作为弹性连接件进行连接安装，波纹板簧的设置方式与实施例3相似，骑行时，用力蹬踏自行车曲柄，前齿盘带动链条对后齿盘产生拉力，后齿盘通过弹性连接件带动后车轴的轴套3’旋转,而后车轴的轴套3’与车轮的花鼓轴套之间的连接方式可以是直接固定连接或者通过棘轮等传统的自行车的连接方式连接。当弹性连接受力时产生变形，存储了弹性势能，通过弹性势能转换成动能驱动自行车实现启动至正常骑行。

在以上的实施例中，板簧均采用的等宽板簧，即板簧的为宽度一致并且远大于前齿盘或后齿盘的厚度，将板簧的宽度与安装筒5的轴向长度设置成相同，有效提高前齿盘或后齿盘在蹬踏过程中的横向稳定性。另外也可将板簧设置成变宽板簧，板簧的宽度沿径向方向逐渐减小至与前齿盘或后齿盘厚度一致，将板簧的宽端与中轴固定连接，窄端与安装筒5的内部固定连接，可将安装筒设置成与前齿盘或后齿盘厚度相同，这样同样可起到横向稳定前齿盘或后齿盘的作用，同时还可减小前齿盘或后齿盘连接处的轴向宽度，提高结构的紧凑性。

以上实施例是对本发明的说明，并非对本发明的限定，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的具体工作原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。