专利名称：自行车用多级链轮装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及自行车用多级链轮装置。
近来，多通过将装设在曲轴上的前齿轮及装设在后轮毂上的后齿轮都采用齿数不同的多个链轮这一结构来增加自行车的变速级数。
在上述那些前齿轮和后齿轮之间有链条卷绕着，蹬踩踏板向曲轴输入的转动力从前齿轮经过链条传递到后齿轮，因而使后车轮转动，行车前进。
自行车的变速是这样实现的，即，在多级链轮装置处在转动的状态下，用换档变速器将欲进入该多级链轮的链条强行向横方向推压以使其斜行，并在使链条脱离正与其啮合的链轮的同时，迅速地使链条与目标链轮啮合。该种变速的优劣，取决于如何使链条迅速地脱离与其啮合的链轮并迅速地与目标链轮相啮合。
链条在换档变速器的作用下被赋予一定的张力。因此，当链条从大直径链轮改挂到小直径链轮上时，只要能使链条脱离大直径链轮，就能在上述张力的作用下自动地落到小直径链轮上。
但当链条从小直径链轮改挂到大直径链轮上时，光靠使链条从小直径链轮上脱离还不够，需要克服链条的张力，将该链条提升到能改挂到大直径链轮上的高度。
因此，一般来说，链条从小直径链轮改挂到大直径链轮要比从大直径链轮改挂到小直径链轮困维。
特别是当大直径链轮与小直径链轮的齿数差大时，链轮的直径差也变大，处在从小直径链轮向大直径链轮转移途中的链条的长度也变长，这样就很难平稳地将上述链条引入大直径链轮的设定齿槽中。
为解决上述问题，比如实公昭63-2392号公报所记载的发明，该发明提出一种多级链轮装置，在大直径链轮的面对小直径链轮的侧面上设置一导向壁，用以承接沿着从小直径链轮的一个齿槽的中心延伸出的切线进行移动的链条。
在上述公报记载的多级链轮装置中，链条从小直径链轮的一个齿槽中心到大直径链轮的齿槽中心作直线移动，并且沿着该直线状移动路线设置着承接上述链条的链节板的导向壁。
但是在上述多级链轮装置中，被提升到上述大直径链轮轮齿附近的链条，为了能与大直径链轮啮合，必须将其走向改变到大直径链轮的圆周方向上。
为此，在即将与大直径链轮进行啮合的链节板附近，上述链条便会产生一个很大的曲折。
这样就使位于首先与大直径链轮啮合的链节板的在链轮转动方向上的前方的链节板呈现被挤压到大直径链轮侧面上的状态。而且，在上述产生曲折的链节板的近傍，集中了使链条在侧方向上的挠曲。为此，便有一个大的力作用于链条以及链轮轮齿上。
特别是在前齿轮中，如果在上述状态中受到驱动力的作用，大直径链轮的轮齿便会以楔子的状态插入对置的链节板之间，从而容易发生使链条或链轮齿受到损伤的问题。
本发明的目的在于，提供一种不会使链条在侧方向上的挠曲集中于即将与大直径链轮进行啮合的那部分链条上，并且能使链条准确而顺畅地改挂到大直径链轮上的自行车多级链轮装置。
本发明的特点是，在具有至少一个大直径链轮和至少一个小直径链轮的自行车用多级链轮装置中，在大直径链轮的面对小于直径链轮的侧面上设置用于承接从小直径链轮向大直径链轮移动的链条的链节板缘部、并能使上述链条沿着设定的圆弧进行曲折的同时改挂到上述大直径链轮上的链节板支持构件。
关于本发明的其它目的、特征以及效果等将在下面结合附图和最佳实施例加以说明。
图1是本发明的多级链轮装置的侧视图。
图2是从图1中箭头Ⅱ的方向所见本发明多级链轮装置的视图，用以说明动作。
图3是相当于图2的视图，示出链条的其它改挂状态。
图4是沿图1中Ⅳ-Ⅳ线的剖视图。
图5是图1的主要部分的放大图，用于说明本发明的作用情况。
首先说明一个将本发明应用于自行车前齿轮的实施例。
图1是本发明多级链轮装置1的侧视图。为了便于理解，图中只选用一个小直径链轮2和与之相邻的一个大直径链轮3作为代表加以示出，但以下说明的小直径链轮2与大直径链轮3之间的关系也适用于具有三个以上链轮的链轮装置中的相邻的大小二个链轮之间的关系。
如图1所示，在各个链轮2、3的外周上分别以相等间距形成有多个轮齿4、5。另一方面，如图2所示，链条C由一对外链节板16a、160b和一对内链节板17a、17b相互交替连结而成，在链节板的连结部分上设有圆筒状辊子R。在上述一对外链节板16a、16b之间的空间或是上述一对内链节板17a、17b之间的空间，有上述轮齿4、5插入，同时，在相邻的轮齿与轮齿之间形成的齿槽6、7中有链节板连结部分上的辊子R嵌入，这样便使链条C与链轮2、3相啮合。
上述齿槽6、7的底部形成为其曲率半径略大于辊子R半径的圆弧状，使上述辊子R嵌入上述齿槽6、7中时留有一定的间隙。
在本实用新型中，如图1所示，在大直径链轮3的面对着小直径链轮的侧面上设置有用于承接从小直径链轮2向大直径链轮3移动的链条C的链节板缘部的链节板支持构件12。
上述链节板支持构件12是通过将具有圆弧状承接面12a的支持板22用固定销12b固定到上述大直径链轮3的面对小直径链轮2的侧面上的链轮半径方向的外侧而设置的。
上述承接面12a如图5所示，从侧视角度可见它形成为链轮转动方向的前方乃至向着半径方向的外侧凸出的圆弧状，其链轮转动方向上的后端部能与沿着大直径链轮3的齿槽底形成的圆弧平缓地对接。
上述承接面的圆弧长度如图5所示，被设定为能承接大致二个相连的链节板的长度。
而且，如图4所示，上述承接面12a被设置成靠小直径链轮那一侧的缘部比靠大直径链轮那一侧的缘部更加位于半径方向外方的倾斜状。
另一方面，在上述大直径链轮3的侧面形成了具有能与上述承接面12a相连续的台阶面13a的切除部分13。上述切除部分13是对大直径链轮3的本体部分乃至轮齿10部分加以切除而形成的。
以下对具有上述结构的多级链轮装置1的动作加以说明。
首先，如图5所示，链条C沿着从小直径链轮2的齿槽中心O5延延伸出的切线S朝着大直径链轮3的外周移动。
由于上述链节板支持构件12具有链轮转动方向的前方乃至半径方向的外方凸出的圆弧状承接面12a，因此，被上述链节板承接面12a承接的链节板18a便以连接部分R4为中心相对于上述切线S作图5中的顺时针方向转动，并以与上述承接面12a相应的角度受到支持。接着，与上述链节板18a、18b相连续的链节板17a、17b以连结部分R3为中心进行转动并也沿着上述承接面12a的圆弧形状受到支持，而与链节板17a、17b相连续的链节板16a、16b则越过大直径链轮3的外周轮齿11而与大直径链轮3相啮合。
也就是说，在本实施例中，链条C在从位于小直径链轮的齿槽中心O5的连接部分R5到连接部分R4之间，即符号H所示的区间内是作直线移动的，而从连接部分R4到与大直径链轮3的外周轮齿11相啮合的区间内是作圆弧状移动的。
因此，随着链条C与大直径链轮3外周轮齿的接近，链节板的方向便沿着上述圆弧平缓地得到改变，然后与大直径链轮3的外周轮齿11相啮合。因此，紧接在与大直径链轮3相啮合的链节板16a、16b前面的链节板便不会出现集中性挠曲。
因此，位于与上述大直径链轮3相啮合的链节板16a、16b的在链轮转动方向上的前方链节板17a、17b，18a、18b不会被大力地挤压到大直径链轮3的侧面。因此，不会产生链条的一部分向侧面的挠曲集中的现象。这样，作用于链条C及大直径链轮3的外周轮齿11上的力也得到缓和，从而能避免链条C或大直径链轮3的外周轮齿11受到损伤。
而且，借助上述链条板构件12，能够使处在从小直径链轮2向大直径链轮3移动途中的链条C受到稳定的承接，从而使链条C能够准确而顺畅地从小直径链轮2改挂到大直径链轮3上。而且，即使在大直径链轮3与小直径链轮2之间的齿数差大的情况下，也能使链条C平稳地改挂到大直径链轮3上，从而能准确地进行变速操作。
而且，在本实施例中，越过大直径链轮3的外周轮齿11进行啮合的链节板16a、16b被支持成朝向大直径链轮3的节圆M的切线方向，因此，上述链节板16a、16b能够大致沿着大直径链轮3的节圆M的切线方向上与外周轮齿11相啮合。
由于能够使上述链条C沿着大直径链轮3的节圆M的切线方向进行啮合，因此消除了以往的由小直径链轮2与大直径链轮3的直径差所带来的弊病，能够如同在并列的并且齿数相同的两个链轮之间改挂链条那样地改挂链条。这样就能使链条的改挂进行得顺畅而准确。
而且在本实施例中，如图4所示那样，在上述接承接面12a上形成有倾斜，同时，在大直径链轮3上设置着具有能与上述承接面12a相连续的台阶面13a的切除部分13，这样就能稳妥地将链条C的链节板支持在上述承接面12a上，而且由于设置了上述切除部分13，因此能够防止链节板与大直径链轮3的侧面的干涉。
在本实施例中，如图1所示，上述大直径链轮3与小直径链轮2在圆周方向上的相对位置按如下设定，即，使位于从小直径链轮2的齿槽中心O5引出的切线S与大直径链轮3的节圆的交点O3附近的齿槽中心O0与上述小直径链轮2的齿槽中心O5之间的距离L为np+α(其中p是链节距、n是整数、α是小于大直径链轮轮齿高度的一个尺寸)。
在以往的多级链轮装置中，链条从小直径链轮的一个齿槽中心朝着大直径链轮的一个齿槽中心作直线状移动，因此，若将沿着小直径链轮和大直径链轮之间的上述切线上的齿槽中心之间的距离设定为大致是链节距的整数倍，那么当链条到达大直径链轮的外周时，其连结部分便能顺畅地与大直径链轮的齿槽啮合。
但是在本申请的发明中，由于链条C不作直线移动，而且作圆弧状移动，这就需要将其移动距离设定成多出一个与此相应的量。因此，在本实例中，大直径链轮3的齿槽中心并不位于从小直径链轮2的齿槽中心O5引出的切线与大直径链轮3的节圆的交点O3上。
为此，在本发明中，通过将该齿槽中心O0与小直径链轮2的齿槽中心O5之间距离L设定为np+α来设定上述小直径链轮2与大直径链轮3在圆周方向上的相对位置，并以此使链条C的连结部分R1能够嵌入上述齿槽中心O0的在链轮转动方向上的后方的齿槽中。
上述α值，可采用小于例如大直径链轮3的轮齿高度的值。
如上所述，由于设定了大直径链轮3与小直径链2在圆周方向上的相对位置，同时在上述齿槽中心O0的附近设置了上述链节板支持构件12，因此，能用上述链节板支持构件12稳妥地支持上述链条C，并能使其顺畅地改挂到大直径链轮3上。
本发明的范围不限于上述实施例。
在实施例中，示出了将本发明应用于前齿轮中的一个例子，本发明也可以应用于后齿轮中。
此外，链节板支持构件的形状及其安装位置也不限于上述实施例，例如可以设置具有能够承接三个链节板圆弧状承接面的链节板支持构件。
另外，链节板支持构件的设置方式也不限于上述实施例，例如可以如权利要求4所记载的那样，用冲压成型来与链轮共为一体地设置具有圆弧状承接面的凸出部分。
另外，在上述实施例中，示出的是用圆弧状链节板承接面12a的几乎全部来承接链节板缘部的情形，但也可以如图3所示那样，只用上述承接面12a的一部分来承接链节板的下缘，也能达到同样的效果。
此外，在上述实施例中，将链条C的移动设定为作直线状移动的部分和作圆弧状移动的部分，但也可以在脱离开小直径链轮以后立即作圆弧状移动。
权利要求
1.一种自行车用多级链轮装置，具有至少一个大直径链轮和至少一个小直径链轮，其特征在于，在大直径链轮的面对着小直径链轮的侧面上设置有用以承接从小直径链轮向大直径链轮移动的链条的链节板缘部、以使上述链条在沿着设定的圆弧进行曲折的同时改挂到上述大径链轮上的链节板支持构件。
2.如权利要求1所述的自行车用多级链轮装置，其特征在于，所述链节板节支持构件能将越过大直径链轮轮齿的那个链节板支持成朝向上述大直径链轮的节圆在那个点的大致切线方向。
3.如权利要求1所述的自行车用多级链轮装置，其特征在于，所述链节板支持构件是通过在上述大直径链轮的面对小直径链轮的侧面上附加固定一块具有圆弧形承接面的支持板而设置的。
4.如权利要求1所述的自行车用多级链轮装置，其特征在于，所述链节板支持构件是通过在上述大直径链轮的面对着小直径链轮的侧面上与链轮成一体并凸出地形成一个具有圆弧状承接面的凸出部分而设置的。
5.如权利要求3所述的自行车用多级链轮装置，其特征在于，所述承接面形成为靠小直径链轮那一侧的缘部比靠大直径链轮那一侧的缘部更加位于半径方向外方的倾斜状。
6.如权利要求4所述的自行车用多级链轮装置，其特征在于，所述承接面形成为靠小直径链轮那一侧的缘部比靠大直径链轮那一侧的缘部更加位于半径方向外方的倾斜状。
7.如权利要求3所述的自行车用多级链轮装置，其特征在于，所述承接面具有能够承接二个以上链节板的长度。
8.如权利要求4所述的自行车用多级链轮装置，其特征在于，所述承接面具有能够承接二个以上链节板的长度。
9.如权利要求3所述的自行车用多级链轮装置，其特征在于，所述大直径链轮上形成有能与上述支持板的承接面相连续的台阶面。
全文摘要
自行车用多级链轮装置，具有至少一个大直径链轮3和至少一个小直径链轮2，在大直径链轮的面对着小直径链轮的侧面上设置有用以承接从小直径链轮向大直径链轮移动的链条的链节板缘部、以使上述链条在沿着设定的圆弧进行曲折的同时改挂到上述大直径链轮上的链节板支持构件12。本发明可克服链条在侧方向上的挠曲集中于即将与大直径链轮啮合的那部分上以便使链条能准确而顺畅地改挂到大直径链轮上。
文档编号B62M9/10GK1091373SQ93112739
公开日1994年8月31日 申请日期1993年12月28日 优先权日1992年12月28日
发明者小林顺 申请人:株式会社森.森图尔