CN1147468A

CN1147468A - 带有双弹簧驱动装置的自行车

Info

Publication number: CN1147468A
Application number: CN95119172A
Authority: CN
Inventors: 大谷文美
Original assignee: Asaoka Co Ltd
Current assignee: Asaoka Co Ltd
Priority date: 1995-10-09
Filing date: 1995-10-09
Publication date: 1997-04-16

Abstract

将两根在螺旋拉簧内装有螺旋压簧的双重构造弹簧件分别安装在两脚蹬与车架的后方上部之间，构成带有双弹簧驱动装置的自行车。由于安装廉价的辅助驱动装置，使自行车走行时用脚力的驱动力矩的变化减小，因而容易达到较高的推进力及平稳的行走性。

Description

带有双弹簧驱动装置的自行车

本发明涉及一种带有简单驱动装置的自行车。

以往，作为自行车的驱动手段有变速机构，这种机构主要在上坡时使用有效果，其反面是，由于有减速比，使曲柄的转数增加，脚的运动激烈，从而有无法减轻疲劳的缺点。另外，在日本，用小型电动机及可充电电池作为辅助驱动手段，将其装载在车体上，用检测***检出踩脚蹬的力及走行速度，同时驱动电机与负荷的辅助动力，可以在重负荷及脚蹬受负荷的情况下轻快地行走的自行车的组件已为一部分人所利用，但是具有充电作业时间、一次充电的走行距离及重量等问题，加之价格太高是很大的缺点。

用脚力驱动的自行车毕竟在长距离、坡道及负重的场合能量消耗很大，容易疲劳，另外在往下踩脚蹬并当曲柄成为垂直时，由于曲柄回转的驱动力矩为零或接近零，在上坡时慢速、大阻力的情况下，驱动力矩中断时会有自行车速度降低而翻倒的危险。

本发明的目的是只用附加在通常的自行车上的廉价的辅助动力装置来解决自行车自身的缺陷以及解决此类问题的以往技术上的缺点。

本发明的有双弹簧驱动装置的自行车将由拉伸弹簧件产生的驱动力进一步加在由脚力来转动的曲柄轴上，用以防止行走力的增大及速度的降低，其特征在于，在脚蹬的内侧板上设有下部支持片，在该下部支持片上分别连接着二根拉伸弹簧件的前端的左右脚蹬可各自绕曲柄轴的前端回转，前述拉簧件的后端分别与设在车架后方上部的上部支持片的左右两侧连接。前述拉簧件为将螺旋压簧装在螺旋拉簧之内的双重弹簧构造，螺旋拉簧的外端设有连接件以作为拉簧件的后端，内端设有用滑管自由支持带挂钩的拉杆的导向件，带挂钩的拉杆的外端设有作为拉簧件前端的挂钩，贯穿上述螺旋拉簧内部的带挂钩的拉杆的内端固定有弹簧支承件，螺旋压簧被夹在导向件及弹簧支承件之间，在拉簧件缩短时，在呈缩短状态的螺旋拉簧内部，弹簧支承件向螺旋拉簧的外端接近，而螺旋压簧则呈伸长状态，在拉簧件伸长时，首先，随着带挂钩的拉杆的伸出，螺旋压簧被压缩，当其达到缩短极限后，螺旋拉簧伸长，并以此来确定螺旋拉簧及螺旋压簧的弹簧常数。

本发明所述自行车由于采用了连结有拉伸弹簧件的脚蹬的曲柄回转驱动机构，根据曲柄臂的原理，在动作最为有效之时，能将脚力的一部分作为弹性能量在伸长侧的拉簧件的螺旋拉簧和螺旋压簧中储蓄，另一方面，将在缩短侧的拉簧件的螺旋拉簧及螺旋压簧中蓄积的弹簧能量在曲柄臂几乎垂直、脚力驱动力矩中断时作为脚力的辅助力而有效地放出，因而驱动力矩常常连接，无力矩中断现象，可减少上坡时速度低下的情况，使行走性能得到很大改善。

附图简单说明：

图1为本发明自行车的侧面图。

图2(a)、(b)为说明本发明原理的侧面图。

图3为拉簧件的纵剖面图。

图4为拉簧件伸长时的部分纵剖面图。

图5(a)、(b)示出了普通自行车与本发明自行车的驱动力矩的差别。

以下根据附图对本发明的实施例加以说明。

在图1中，1为车架，2、2′为设在车架1的左右两侧的拉弹簧件。3、3′为曲柄臂，4、4′为脚蹬，5、5′为设在脚蹬4、4′内侧板上的下部支持片，以此来拉住各拉簧件2、2′的前端。6为设在车架后方上部的上部支持片，此支持片6的左右两侧分别连接拉簧件2、2′的后端。上部支持片6的左右两侧预设有数个安装孔、以便随时根据拉簧件的长短来改变其固定位置。8为曲柄轴。

另外，上述拉簧件2、2′如图3所示，为在螺旋拉簧9内设有螺旋压簧11的双重弹簧结构，螺旋拉簧9的外端设有作为拉簧2、2′后端的连接件15，内端设有用滑管自由支持的导向件13中的带挂钩的拉杆12。带挂钩的拉杆12的外端设有作为拉簧件2、2′的前端的挂钩16，贯穿于螺旋压簧11中的带挂钩的拉杆12的内端固定有弹簧支承件17，螺旋压簧11夹持在导向件13与弹簧支承件17之间。

同时，螺旋拉簧9与螺旋压簧11的弹簧常数分别设定为：在拉簧件2、2′缩短时，螺旋拉簧9缩短，螺旋压簧11伸长，弹簧支承件17向螺旋拉簧9的外端接近，而在拉簧件2、2′伸长时，随着带挂钩的拉杆的伸出，螺旋压簧11被压缩，如图4所示，当达到缩短极限后，螺旋拉簧9才开始伸长的关系。

再者，在拉簧件的螺旋拉簧9与螺旋压簧11之间，设有其一端固定在导向件13上的用于停止的钢管14，如图4所示，当拉簧件伸长时，螺旋压簧件11向钢管内侧压缩，弹簧支承件17与钢管14的外端接触，钢管14阻止了带挂钩的拉杆12再向外伸出，使得螺旋压簧11不至受到过大的压缩力。

此外，拉簧件2、2′的外周，特别是螺旋拉簧部分的外周应装置合适长度的塑料做的或金属做的管子，以美化外观，同时可对螺旋拉簧9夹以衣类等，以防止在两弹簧9、11内附着尘土或砂子。

本发明的自行车由于按以上构造，则像通常那样，当双足踩在脚蹬4、4′上踏动时，图2(a)中的脚蹬4这一侧的拉簧件2随着曲柄臂3的回转被渐渐拉长，反之，另一侧的拉簧件2’则收缩。这样，与利用脚力及缩短侧的拉伸弹簧2′的拉力相比，在此伸长侧的拉簧2中储蓄的弹簧能量更容易地被积蓄。这样，在曲柄臂3的前半行程中积蓄的弹簧能量在图2(b)所示的曲柄臂3的位置上一举释放，将曲柄臂3由下部死点牵引到回转的后半行程的中间位置。与此相对应，另一方的曲柄臂3′将拉簧件2渐渐地拉长，同时回转到图2(a)的曲柄臂3的位置。在这期间，用曲柄臂3、3′产生的驱动力距，在普通自行车上，如图5(a)所示，几乎从零开始经过最大力矩，再变为零；而在本发明的自行车中，如图5(b)所示，在由左、右脚驱动产生的力矩a，b的中断期间，增加了由虚线表示的由拉伸弹簧件产生的力矩c，合成力矩没有为零的情况，而是成为连续的。这样，即使在上坡等情况下，也不会产生一时的速度降低而发生停止翻倒的情况。而且，这种以弹簧能量为基础的驱动力矩的作用可以达到曲柄臂3、3′全回转范围的80％左右。

本发明的自行车在不使用的状态时，由图1的曲柄臂3、3′的位置所示明的，脚蹬的其中一个的静止位置通常是曲柄臂回转的最前方的位置。这是由于脚蹬4、4′的下部支持片5、5′与上部支持片6的安装位置距离相等，两拉簧件2、2′的长度相等，两拉簧件2、2′对脚蹬4、4′均等施力，相互平衡的结果。这样，这种脚蹬4、4′的通常的静止位置是脚的往下踏的最为有利的位置，同时也是上下车时方便的位置。

本发明的自行车由于采用了特殊结构的拉簧件与和脚蹬相连的曲柄回转机构作为辅助驱动装置，可以减轻脚的疲劳，骑乘时感觉愉快的情绪，同时由于推进力大，在坡道大、距离远及负重的场合，可以较轻快地行走。

可是，在自行车安装完成后，拉簧件的弹簧部分的长度可能例如变为安装前的自由长度的两倍左右，还有，在走行时，当曲柄臂回转到下死点附近时，大约为自由长度的三倍。

如此，由于拉簧件的最大伸长量等于曲柄臂的回转直径，如果拉簧件由单一的螺旋拉簧形成，则具有弹簧受到较强的重复应力，寿命短的缺点。

对于这一点，本申请使用的拉簧件由于是双重弹簧构造，可以分别减少螺旋拉簧及螺旋压簧的伸长及压缩量，不至使各弹簧过份受力，从而保证了弹簧件的寿命长，并减少了驱动装置的故障。

Claims

1.一种带有双弹簧驱动装置的自行车，其特征是：在脚蹬的内侧板上设有下部支持片，在该下部支持片上分别连接着二根拉簧件的前端的左右脚蹬可各自绕曲柄轴的前端回转，前述拉簧件的后端分别与设在车架后方上部的上部支持片的左右两侧连接，在此利用弹簧驱动装置的自行车中，该拉簧件为将螺旋压簧内装在螺旋拉簧之内的双重弹簧构造，螺旋拉簧的外端设有连接件，作为拉簧件的后端，内端设有用滑管自由支持带挂钩的拉杆的导向件，带挂钩的拉杆的外端设有作为拉簧件前端的挂钩，贯穿上述螺旋拉簧内部的带挂钩的拉杆的内端固定有弹簧支承件，螺旋压簧被夹在导向件及弹簧支承件之间，在拉簧件缩短时，在呈缩短状态的螺旋拉簧内部，弹簧支承件向螺旋拉簧的外端接近，而螺旋压簧则呈伸长状态，在拉簧件伸长时，首先，随着带挂钩的拉杆的伸出，螺旋压簧被压缩，当其达到缩短极限后，螺旋拉簧伸长，并以此确定螺旋拉簧及螺旋压簧的弹簧常数。

2.一种利用弹簧的自行车驱动装置用的拉簧件，其特征是：在内装有螺旋压簧的螺旋拉簧件的外端设有连接件，成为整个弹簧件的一端，同时，在螺旋拉簧的内端设有用滑管自由支持带挂钩的拉杆的导向件，在带挂钩的拉杆的外端，设有作为整个弹簧件的另一端的挂钩，贯穿上述螺旋拉簧内部的带挂钩的拉杆的内端固定有弹簧支承件，螺旋压簧被夹在导向件及弹簧支承件之间，在整个弹簧件缩短时，在呈缩短状态的螺旋拉簧内部，弹簧支承件向螺旋拉簧的外端接近，而在压缩弹簧呈伸长状态时，在弹簧件伸长时，首先，随着带挂钩的拉杆的伸出，螺旋压簧被压缩，当其达到缩短极限后，螺旋拉簧伸长，以此来确定螺旋拉簧及螺旋压簧的弹簧常数。