健身車飛輪及飛輪制動裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種健身車飛輪及飛輪制動裝置，其飛輪結構是包括飛輪體，為黑色金屬制成的輪體，中心具有飛輪軸孔；以及隔磁外圈，為金屬圓環，且內環與飛輪體的輪廓面配合并固定連接；其中，隔磁外圈的徑向厚度，用于在徑向對飛輪體隔磁。從而，使得飛輪結構更緊湊，配合適配的制動裝置，具有更好的制動能力。
【專利說明】
健身車飛輪及飛輪制動裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種健身車飛輪及飛輪制動裝置，其中，健身車在運動科學技術領域又稱為功率自行車。
【背景技術】
[0002]飛輪具有比較大的轉動慣量而被應用于包括健身車在內的需要蓄能部件的機械設備中。通常，為了使健身車具有一定的阻力，從而健身人員需要消耗比較多的能量以使飛輪產生轉動，人們采用以下四種結構以產生所述阻力:
[0003]第一種結構是基于摩擦盤或者類似結構的阻力產生機制，由于該種結構容易產生摩擦盤的磨損而導致失效，目前已經較少使用。
[0004]第二種則是磁控健身車，是指產生阻力的金屬飛輪外圍(或內圍)有磁鐵挨近，通過人力旋鈕拉線方式，調節磁鐵與金屬飛輪的遠近調節阻力大小來實現不同運動強度的要求。
[0005]第三種是電磁控健身車，原理與磁控健身車類似，只是原先人力旋鈕調節更換為拉線馬達控制磁鐵與飛輪的遠近阻力來調節阻力大小，因為馬達的出現，加上電腦程序，電磁控健身車的阻力調節段數可以更細微，而且設定的程序允許在運動過程中自動變換阻力大小，形成模擬類似爬山、山地、間歇等自然環境的程序。以適合較高階使用者。當前此類健身車是高階家用和小型健身會所常用設備。
[0006]第四種自發電健身車，健身車的傳動系統中，設置有增速機構和發電裝置，能夠將人運動時所消耗的體力轉化為電能，儲存于健身操車中，需要用電時可自動逆變為220V交流電，也可以邊運動邊發電直接供電。
[0007]以上四種結構主要是健身車的阻力產生機制所必需的基本結構，在某些應用中也可以替換為飛輪的制動結構。
[0008]例如磁控健身車，只要將磁鐵靠近金屬飛輪，就會產生比較大的阻力，當人的驅動力消失后，該阻力會使金屬飛輪制動。
[0009]目前金屬飛輪并非全是金屬材質，一般而言，其具有一個金屬圈和為該金屬圈所箍固的柱形塑料容器，塑料容器內填充砂子等填充物。其中金屬圈可以切割磁力線，從而產生所需的阻力。塑料容器及所填充的砂子用以產生轉動慣量所需要的質量。
[0010]—方面，砂子的密度相對較小，為了獲得比較大的轉動慣量，不可避免的會使得飛輪個體相對較大。另一方面，金屬圈相對比較薄，一般還需要配置輪輻或者輻板結構，整體結構相對復雜。
[0011 ]關于制動，如中國專利文獻CN205042039U，是上述第一種結構的變形，其基于摩擦剎車塊進行制動，會產生如前所述的磨損失效問題。
[0012]中國專利文獻CN2236570Y則公開了一種健身車飛輪的剎車制動裝置，其采用電磁力進行制動，基本結構是采用具有中心孔洞的導磁飛輪，在孔洞內設置電磁制動結構，其整體上結構比較復雜，裝配和后期維護都相對比較困難。
【發明內容】
[0013]本實用新型的第一目的在于提供一種結構緊湊的飛輪，本實用新型的第二目的在于提供一種制動能力比較好的飛輪制動裝置。
[0014]為實現第一目的，本實用新型提供以下技術方案:
[0015]一種飛輪，用于健身車，包括:
[0016]飛輪體，為黑色金屬制成的輪體，中心具有飛輪軸孔；以及
[0017]隔磁外圈，為金屬圓環，且內環與飛輪體的輪廓面配合并固定連接；
[0018]其中，隔磁外圈的徑向厚度，用于在徑向對飛輪體隔磁。
[0019 ] 上述飛輪，優選地所述隔磁外圈為鋁圈。
[°02°] 上述飛輪，優選地，所述徑向厚度不小于5cm，且不大于7 cm。
[0021]可選地，所述飛輪體為鑄鐵輪體。
[0022]為實現第二目的，本實用新型提供以下技術方案:
[0023]一種飛輪制動裝置，包括:
[0024]飛輪體，為黑色金屬制成的輪體，中心具有飛輪軸孔；
[0025]隔磁外圈，為金屬圓環，且內環與飛輪體的輪廓面配合并固定連接；
[0026]制動瓦，配置在隔磁外圈的徑向外側，且朝向隔磁外圈的一面裝有磁鐵；以及
[0027]操縱機構，連接制動瓦以在隔磁外圈的徑向提供制動瓦的制動行程；
[0028]其中，隔磁外圈的徑向厚度，用于在徑向對飛輪體隔磁。
[0029]上述飛輪制動裝置，可選地，所述操縱機構為包括:
[0030]推桿，頭端連接所述制動瓦，沿隔磁外圈的徑向設置；
[0031]導套，套裝于所述推桿，用于對推桿進行導向；
[0032]按壓手柄，連接于推桿的末端；
[0033]復位彈簧，裝設在推桿上，用于推桿在按壓手柄按壓后的復位。
[0034]可選地，所述推桿向上傾斜設置，傾斜的方向為運動者座所在側。
[0035]可選地，在設有復位彈簧的位置，還包括用于容納所述復位彈簧的彈簧室。
[0036]可選地，所述彈簧室配有帶有推桿過孔的端蓋。
[0037]可選地，所述制動瓦裝設磁鐵后的內弧面的曲率與隔磁外圈的外環曲率相同，且所對應的圓心角為1?15度。
[0038]依據本實用新型，提供一個基體，即黑色金屬材質的飛輪體，具有比較大的密度，從而在具有相同轉動慣量的條件下，具有較小的形體;同時黑色金屬都是電的良導體，配合金屬的隔磁外圈，整體上都能夠切割磁力線，在相同的電勢條件下，所產生的渦流更大，因而可具有更好的制動能力。而隔磁外圈還用于避免黑色金屬被磁化，從而減少對健身狀態下的影響。
【附圖說明】
[0039]圖1為依據本實用新型的一種飛輪制動裝置的總裝結構示意圖(未圖示車架)。
[0040]圖2為一種飛輪制動裝置的分解結構示意圖。
[0041]圖中:1.飛輪體，2.制動瓦，3.推桿，4.導套，5.彈簧室，6.端蓋，7.過孔，8.按壓手柄，9.限位環，10.彈簧導柱，11.彈簧，12.磁鐵，13.隔磁外圈，14.飛輪軸，15.軸承。
【具體實施方式】
[0042]金屬區分為有效金屬和黑色金屬，黑色金屬的專有屬性是具有金屬光澤、有良好的導電性、導熱性與機械性能，并且能夠被磁化。
[0043]黑色金屬是鐵族元素的金屬材料，鐵族元素包含三種金屬元素，即鐵、鈷、鎳，黑色金屬指單質的鐵、鈷、鎳(自然條件下基本上不存在)及其合金。
[0044]黑色金屬最常見的是鐵合金，鐵合金包括鋼、生鐵、鑄鐵，以及以鐵為主要成分的
I=IO
[0045]純鐵或者單質鐵的密度為7.86g/cm3，遠高于砂石(密度一般是2.7 g/cm3)，并且例如鑄鐵，其成本相對較低。
[0046]黑色金屬的一個屬性是能夠被磁化，本申請采用黑色金屬取代填充有砂石的塑料容器，就需要避免被磁化。同時由于具備了良好的機械強度，而不必再提供金屬輻板以及相應的金屬輪轂，結構比較緊湊。
[0047]相對于既有的鋁薄片，在實用新型中，采用隔磁的金屬外圈，顯然為了隔磁，在此處不能使用黑色金屬作為隔磁外圈13。
[0048]先看飛輪結構，如圖2所示，圖中下部的主體結構是飛輪，該類飛輪用于健身車，相比于既有的健身車用的飛輪，其具有以下特定結構:
[0049]其飛輪體I不再采用塑料容腔填充砂石的結構，而是采用價格(相對于其他金屬)相對低廉的黑色金屬制成。
[0050]圖中可見，飛輪體I可以一體成型，例如采用鑄鐵直接鑄造而成，包括飛輪體I的轂孔，如圖中所示的飛輪體I的飛輪軸孔。
[0051 ]黑色金屬屬于鐵磁性材料，為避免其被磁化，而影響其正常運轉，區別于現有的采用比較薄的金屬圓環，此處需要相對比較厚的隔磁外圈13，換言之，隔磁外圈13是個短金屬筒結構，與飛輪體I之間可以直接采用過盈配合進行連接，也可以采用徑向連接結構進行連接，例如徑向設置的連接螺栓孔配合螺栓進行連接。在一些實施例中，還可以從側面進行連接，即隔磁外圈13設有徑向連接體，該徑向連接體與飛輪體I的側面進行連接。
[0052]從隔磁角度看，主要是從距離上進行隔離，同時，有些金屬也能夠有效的使磁通衰減比較快。進一步地，主要通過隔磁外圈13的徑向厚度，或者說其壁厚，用于在徑向對飛輪體I隔磁。
[0053]再看使用了上述飛輪的飛輪制動裝置，如圖2所示，圖2是一種飛輪制動裝置的總成結構，圖中，飛輪體I通過飛輪軸14和一對軸承15裝配在車架(圖中未示出)上，從而飛輪體I可以繞所述飛輪軸14自由轉動。
[0054 ]制動采用磁力制動，與圖1和圖2上所示的制動總成，該制動總成具有一個制動瓦2，其中“瓦”是弧板結構，此種結構與既有的磁制動結構基本類似，在結構配置上與飛輪的結構配置關系也基本類似。
[0055]具體是，制動瓦2配置在隔磁外圈13的徑向外側，且朝向隔磁外圈13的一面裝有磁鐵12。
[0056]弧面結構的磁鐵12比較難以制作，因此可以采用若干塊磁鐵沿弧向排列在制動瓦本體上，形成一個等效的弧形結構。
[0057]磁鐵在制動瓦本體上的裝配，一種是采用化學接合，即采用膠進行粘接，另一種則是采用緊固件進行裝配。
[0058]圖2中示出了一種操縱機構，其主要目的在于驅動所連接得制動瓦2以在隔磁外圈13的徑向提供該制動瓦2的制動行程。
[0059]由于如前所述，制動瓦2的制動行程在隔磁外圈13的徑向，屬于直線運動，而直線運動屬于機械中的最基本運動，因而，對于機械領域的技術人員來講，實現非常容易。
[0060]于一些實施例中，如圖2所示，所述操縱機構為包括:
[0061]推桿3，是一個桿性件，按照隔磁外圈13徑向進行設置，而具有向心端和離心端，其中向心端稱為頭端，該頭端用于連接所述制動瓦2。
[0062]推桿3使用導套4進行導向，導套4可以焊接在車架上，也可以直接在車架上支撐，例如在車架的大梁上開基準孔，在基準孔內安裝導套4，形成導向孔套結構。
[0063]于一些應用中，采用按壓結構，例如圖2中所示的按壓手柄8，連接于推桿3的末端，或者說推桿3的離心端。
[0064]按壓手柄8應位于使用者方便按壓的部位，因此在此條件下推桿3應該處于大致向上延伸的狀態，可以斜向上設置，也可以豎直向上設置。
[0065]相對而言，為了有利于操作者使用，按壓手柄8應當朝向操作者，一般而言，飛輪在下方，操作者的座位偏置于飛輪的上方，為了有利于操作者操作，推桿3最好傾斜設置，從而朝向操作者。
[0066]在推桿結構中，配置復位彈簧實現推桿的復位，例如圖2中所示的彈簧11，是壓縮彈簧，也是圓柱彈簧，從而可以套裝在推桿3上，并通過限位環9進行彈簧11的上限位，彈簧11的下端可以支撐在車架上或者其他不動的架體上。從而對推桿3在限位環9的支撐下，按壓手柄8按壓后可以進行復位。
[0067]為了便于手動控制，還可以采用剎車手柄通過剎車線進行控制的制動結構，剎車線所牽拉的是推桿3的直線運動，實現起來也非常容易。
[0068]關于所述隔磁外圈優選為鋁圈，也屬于常用金屬，導電率比鐵磁性材料更好。
[0069]鋁圈與黑色金屬的飛輪體I相結合，能夠形成一個良好的導體，容易形成渦流，從而可以形成更好的制動能力。
[0070]為了獲得良好的隔磁效果，所述徑向厚度不小于5cm，又由于有色金屬的價格相對比較貴，因此，為了降低成本，所述徑向厚度不宜大于7cm。
[0071 ]而關于飛輪體I則優選為價格想著比較便宜的鑄鐵輪體。
[0072]鑄鐵輪體的抗機械振動性比較好，飛輪的運行平穩性比較好。
[0073]圖2中所示，推桿3的一部分構成彈簧11的彈簧導柱10，用于彈簧11在推桿3上的套設。
[0074]彈簧導柱10部分配設有彈簧室5，套裝在彈簧11的外面，結構美觀性比較好。
[0075]進而，所述彈簧室5配有帶有推桿3過孔的端蓋6，如圖2上部左側所示。
[0076]優選地，所述制動瓦2裝設磁鐵12后的內弧面的曲率與隔磁外圈13的外環曲率相同，從而，做使用時，能夠提供相對均勻的磁通。
[0077]為了獲得良好的制動能力，制動瓦2的圓心角不小于10度，同時為了獲得良好的緊湊型，其圓心角不宜大于15度。
【主權項】
1.一種飛輪，用于健身車，其特征在于，包括: 飛輪體(1)，為黑色金屬制成的輪體，中心具有飛輪軸孔；以及 隔磁外圈(13)，為金屬圓環，且內環與飛輪體(I)的輪廓面配合并固定連接； 其中，隔磁外圈(13)的徑向厚度，用于在徑向對飛輪體(I)隔磁。2.根據權利要求1所述的飛輪，其特征在于，所述隔磁外圈為鋁圈。3.根據權利要求1或2所述的飛輪，其特征在于，所述徑向厚度不小于5cm，且不大于7cm04.根據權利要求1或2所述的飛輪，其特征在于，所述飛輪體(I)為鑄鐵輪體。5.一種飛輪制動裝置，其特征在于，包括: 飛輪體(I)，為黑色金屬制成的輪體，中心具有飛輪軸孔； 隔磁外圈(13)，為金屬圓環，且內環與飛輪體(I)的輪廓面配合并固定連接； 制動瓦(2)，配置在隔磁外圈(13)的徑向外側，且朝向隔磁外圈(13)的一面裝有磁鐵(12);以及 操縱機構，連接制動瓦(2)以在隔磁外圈(13)的徑向提供制動瓦(2)的制動行程； 其中，隔磁外圈(13)的徑向厚度，用于在徑向對飛輪體(I)隔磁。6.根據權利要求5所述的飛輪制動裝置，其特征在于，所述操縱機構為包括: 推桿(3)，頭端連接所述制動瓦(2)，沿隔磁外圈(13)的徑向設置； 導套(4)，套裝于所述推桿(3)，用于對推桿(3)進行導向； 按壓手柄(8)，連接于推桿(3)的末端； 復位彈簧，裝設在推桿(3)上，用于推桿(3)在按壓手柄(8)按壓后的復位。7.根據權利要求6所述的飛輪制動裝置，其特征在于，所述推桿(3)向上傾斜設置，傾斜的方向為運動者座所在側。8.根據權利要求6或7所述的飛輪制動裝置，其特征在于，在設有復位彈簧的位置，還包括用于容納所述復位彈簧的彈簧室(5)。9.根據權利要求8所述的飛輪制動裝置，其特征在于，所述彈簧室(5)配有帶有推桿(3)過孔的端蓋(6)。10.根據權利要求5所述的飛輪制動裝置，其特征在于，所述制動瓦(2)裝設磁鐵(12)后的內弧面的曲率與隔磁外圈(13 )的外環曲率相同，且所對應的圓心角為1?15度。
【文檔編號】A63B24/00GK205683477SQ201620527448
【公開日】2016年11月16日
【申請日】2016年6月2日 公開號201620527448.3, CN 201620527448, CN 205683477 U, CN 205683477U, CN-U-205683477, CN201620527448, CN201620527448.3, CN205683477 U, CN205683477U
【發明人】段鐵民
【申請人】山東布萊特威健身器材有限公司