具有均衡张力的传动机构的制作方法

本实用新型涉及一种自行车的技术领域，特别是指可应用于脚踏自行车及电动自行车的具有均衡张力的传动机构。

背景技术：

请参阅图1，自行车的传动机构包含一齿盘10与一对曲柄12的组合(图中仅显示一曲柄)，以及一传动件14，例如皮带或链条，绕置在该齿盘10的外围，特别是指十二点钟方向至六点钟方向。此外，还包含一从动齿轮(未显示)位于该齿盘10的后方且啮合该传动件14。

一般该齿盘10的外缘为圆形，所以在该曲柄12未带动该齿盘10时，依图式方向，该传动件14的上部16及下部18的张力呈现均衡状态。

请参阅图2，当该曲柄12带动该齿盘10转动，则该齿盘10转动所形成的拉动作用力，致使该传动件14的上部16及位于十二点钟至三点钟的部分形成过紧(更绷紧)的状态，而该传动件14的下部18及位在三点钟至六点钟的该传动件14部分，则因该传动件14朝转动方向的挤压而形成过松的情形。

由于该传动件14的转动存在过松的区段，故容易使得该传动件14产生跳脱的情形。此外该传动件14转动过程的张力不均衡，容易导致该传动件14及该齿盘10使用寿命减短的情形。

中国专利第2584945号揭示一种链轮传动装置，特别是一椭圆形链轮啮接一链条。然而，该椭圆形链轮的外缘曲线的变化率大，所以该链轮转动过程除了会产生扭力不稳定的状态外，更会对该链条产生不同程度的拉扯作用，导致该链条的张力不均衡。

技术实现要素：

本实用新型目的在于解决上述技术问题提供一种具有均衡张力的传动机构，解决了该传动机构的链条转动过程张力不均衡的缺点。

为达成上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种具有均衡张力的传动机构，一齿盘的外围啮接一链条，该齿盘的外缘包含由复数齿块排列成的一环状齿部用以啮接该链条，该齿盘的径向包含一长轴与一短轴，该长轴与该短轴正交；该齿盘的该短轴一端为一第一短轴端，另一端为一第二短轴端；该长轴的一端为一第一长轴端，另一端为一第二长轴端；致使该环状齿部的外缘曲线包含一第一渐伸段、一第一渐缩段、一第二渐伸段及一第二渐缩段，且该第一渐伸段连接该第一渐缩段，该第一渐缩段连接该第二渐伸段，该第二渐伸段连接该第二渐缩段，该第二渐缩段连接该第一渐伸段；

其中，该第一渐伸段自该第一短轴端延伸至该第一长轴端；该第一渐缩段自该第一长轴端延伸至该第二短轴端；该第二渐伸段自该第二短轴端延伸至该第二长轴端；第二渐缩段自该第二长轴端延伸至该第一短轴端；

其中，该齿盘转动且该第一短轴端自十二点钟方转动至三点钟方向，则该链条的上部受该第二渐缩段的外径变化而提升张力；该第一长轴端自三点钟方向转动至六点钟方向，则该链条的下部受该第一渐伸段的外径变化而提升张力。

所述的具有均衡张力的传动机构更包含一曲柄连结该齿盘，其中该齿盘的该第一短轴端对应十二点钟方向，则该曲柄的轴向对应一点钟方向。

该短轴的该齿块的齿根圆小于位在该长轴的该齿块的齿根圆，且在该短轴的该齿根圆能够对应分布的该齿块数量为t1；该长轴的该齿根圆能够对应分布的该齿块数量为t2，t1与t2的齿数差小于或等于3。

该齿数差的数量值为1。

本实用实用新型的有益效果：本新型在于解决现有传动机构的链条转动过程张力不均衡的缺点。

附图说明

图1是现有传动机构的结构示意图。

图2是现有传动机构的作动示意图。

图3是本实用新型的结构示意图。

图4是本实用新型长轴、短轴、各渐伸段与渐缩段相对位置示意图。

图5是本实用新型链条与第一渐伸段的配接示意图。

图6是本实用新型链条与第一渐缩段的配接示意图。

图7是本实用新型第二渐缩段转动位于十二点钟至三点钟区域及链条绕置状态示意图。

图8是本实用新型第一渐伸段转动位于三点钟至六点钟区域及链条绕置状态示意图。

图9的本实用新型短轴齿数及长轴齿的齿数差结构示意图。

10齿盘12曲柄

14传动件16上部

18下部

20齿盘22齿块

24环状齿部26长轴

261第一长轴端262第二长轴端

28短轴281第一短轴端

282第二短轴端30第一渐伸段

32第一渐缩段34第二渐伸段

36第二渐缩段40曲柄

50链条52上部

54下部60齿根圆

62齿根圆

具体实施方式

请参阅图3，图中揭示一传动机构用以安装在一自行车以及提供驱动扭矩。该传动机构包含一齿盘20、二曲柄40、42，以及一链条50。其中该齿盘20的外缘具有由复数齿块22所排列成的一环状齿部24，该链条50绕置在该驱动齿20外缘的该环状齿部24。其次，该传动机构的该曲柄40为右侧(右脚)曲柄，另一该曲柄42为左侧(左脚)曲柄。为了方便说明本实例的技术特征以及界定本实施例的专利范围，以下说明仅以该曲柄40与该驱动齿轮盘20的组配形式为例。

请参阅图4，该齿盘20的径向包含一长轴26及一短轴28(参照图中虚线所示的圆形)，且该长轴26正交该短轴28。该环状齿部24的外缘曲线包含一第一渐伸段30连接一第一渐缩段32；该第一渐缩段32连接一第二渐伸段34，该第二渐伸段34连接一第二渐缩段36，且该第二渐缩段36连接该第一渐伸段30。上述的该渐伸的定义指该曲线半径逐渐加大；该渐缩的定义指该曲线半径逐渐减小。

进一步，该长轴26具有一第一长轴端261及一第二长轴端262。该短轴28具有一第一短轴端281及一第二短轴端282。该第一渐伸段30自该第一短轴端281延伸至该第一长轴端261；该第一渐缩段32自该第一长轴端261延伸至该第二短轴端282；该第二渐伸段34自该第二短轴端282延伸至该第二长轴端262；第二渐缩段36自该第二长轴端262延伸至该第一短轴端281。

该曲柄40安装在该齿盘20。特别是，该齿盘20的该短轴28的该第一短轴端281对应十二点钟方向，则该短轴28的该第二短轴端282对应六点钟方向，该长轴26的该第一长轴端281对应三点钟方向，以及该长轴28的该第二长轴端282对应九点钟方向，如此一来，该曲柄40的一端安装在该长轴26与该短轴28的相交位置，且该曲柄40的轴向对应该第一渐伸段30。进一步，该曲柄40的轴向对应十二点钟至三点钟方向，其中以一点钟方向为优选方向。

请参阅图5，在该短轴28的该第一短轴端281位于十二点钟方向的状态下，该链条50绕置于该齿盘20外缘，且该链条50与该齿盘20的啮合位置呈现位于较低位置的状态(相对于虚线所示的圆形齿盘)。是以，该链条50的上部52以及该链条50绕置该第一渐伸段30的部分，呈现较松的张力状态。

请参阅图6，在该第二短轴端282位于六点钟方向及该长轴26的该第一长轴端261位于三点钟方向的状态下，该链条50绕置于该齿盘20外缘下方的啮合齿数多于上方啮合齿数(如图5所示状态)，故该链条50位在该齿盘20的下方啮合该第一渐缩段32的部分，且该链条50的下部54与该齿盘20的啮合位置超过六点钟位置。

一般而言，自行车的有效踩踏区间优点为该曲柄40自一点钟方向转动至4点钟方向。换言之，该齿盘20转动九十度。

请参阅图7，以该曲柄(未显示)驱动该齿盘20转动，则该第一短轴端281自十二点钟方向转动至三点钟方向，且该第二长轴端262自该九点钟方向转动至十二点钟方向；如此该齿盘20转动，致使该链条50位在该齿盘20转动变换位置后的该第二渐缩段36上，且该链条50所啮合的位置为该齿盘20为十二点位置，且为该长轴24的该第二长轴端262。换言之，该齿盘20转动过程，可使得该链条50的该上部52受拉动及该齿盘20外缘的曲率变化而提高张力。

请参阅图8，该齿盘20转动致使该第一长轴端261自三点钟方向转动至六点钟方向。在转动的过程中，因为该齿盘20的该第一渐伸段30的曲率变化，以及该链条50在该齿盘20下方啮合较多齿数，故该链条50所啮合的位置为位在该齿盘20转动变换位置后的该第一渐伸段30的部分，致使该链条50的下部54的张力得以提高。

换言之，在自行车的有效踩踏区间，该齿盘20转动使得该第二渐缩段36上的该第二长轴端262逐渐移动至十二钟方向，该第一渐伸段30上的该第一长轴端261移动至六点钟方向，是以该链条50的上部52受该第二渐缩段36的外径变化而提升张力；同理，该链条50的下部54受该第一渐伸段30的外径变化而提升张力；如此该链条50不致形成过松的状态，且能够稳定及确实地传递扭力。

再者，该链条50的上部52及该下部54皆提高张力，使得该上部52与该下部54的张力相近或相同，进而使该链条50达到张力均衡的状态，以及使该链条50能够稳固结合该齿盘20，不致因为该上部52与该下部54的张力差而产生跳脱的情形。此外，因该链条50保持在稳定的张力状态，可使得该链条50及该齿盘20之间的作用力稳定，可以提高该链条50及该齿盘20的使用寿命。

根据图8所揭示的状态，吾人可知该右侧曲柄的轴向大约对应于四至五点钟方向，如此该右侧曲柄继续踩动至对应七至八点钟方向之前，该齿盘20所提供的扭力很小，可归为无效踩踏区。当该右侧曲柄的轴向转动至对应七至八点钟方向，则该左侧曲柄的长轴方向大约对应在一至二点钟方向，且该齿盘20的短轴的二端分别对应十二点钟及六点钟方向。换言之，该左侧曲柄位于有效踩踏位置，且该齿盘20可以经驱动而带动该链条50。值得注意的是，当该左侧曲柄自一点钟方向转动至四点钟方向，则该齿盘20带动对该链条50所造成的张力变化，如同前述说明，可致使该链条50的张力提升，且该链条50的上部52及下部54的张力相当，形成张力均衡的状态。

请参阅图9，根据上述的说明，本实施例揭示的该短轴28系缩向该齿盘20中，因此位在该短轴28(或附近)的该齿块22的齿根圆60小于位在该长轴26(或附近)的齿块22的齿根圆62。如此一来，该齿根圆60所对应的该齿块22数量(指完整的该齿根圆所能形成的齿数)可为t1；该齿根圆62所对应的该齿块22的数量(指完整的该齿根圆所能形成的齿数)可为t2，且t1与t2的差小于或等于三，最佳实施例则是该t1与t2的齿数差等于一。

举例而言，以一个具三十八齿的正圆形齿盘为参考，本实施例的齿盘20的外缘具有渐伸及渐缩变化，故位在该短轴28或附近的该齿块22依三十七点五(37.5)齿的形式来设计，而位在该长轴26或附近的齿块22则依三十八点五(38.5)齿的形式来设计。如此该第一渐伸段30二端的齿块形式相差1齿。同理各渐伸段及各渐缩段二端齿数形式皆差一个齿数。如此该齿盘20转动过程，该齿盘20外缘的运动轨迹不致产生过度的曲线变化，故该齿盘20可以提供缓和的非圆运动轨迹。

本实施揭示该齿盘20啮接该链条20的结构形式可应用于一电动自行车(电动助力车)，且该齿盘50可受该电动自行车的电机装置驱带动。值得注意的是，该电动自行车的曲柄被踩动而产生的扭力系传递至该电机装置，该电机装置再提供适当的扭力驱动该齿盘20。

是以，该电动自行车启步时，用户的踩动位置仍需位在有效的踩动位置，即曲柄位于一点钟至二点钟方向，且踩踏区间为有效踩踏区间。此时该电机装置将适当扭力传递至该齿盘20，则该齿盘20与该链条50一同转动，特别是，该链条50的该上部52及下部54因该齿盘20外缘的曲线变化而能够达到张力均衡的效果，且启步的过程可以减少顿挫的情形，如此自可使得该链条50及该齿盘20之间的作用力稳定，以及提高该链条50及该齿盘20的使用寿命。

上述实施例仅为例示性说明本实用新型的技术及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟于此项技术人士均可在不违背本实用新型的技术原理及精神的情况下，对上述实施例进行修改及变化，因此本实用新型的权利保护范围应如后所述的申请专利范围所列。