自行车无级变速技术的专利技术发展分析
2017-05-30陈启军
摘要：中国是一个自行车大国，自行车在国内得到了良好的发展和充分的应用，本文主要以无极变速技术为切入点，详细论述了自行车无级变速技术的专利申请发展路线以及相关的重点申请人的技术发展路线，以期为国内相关企业的发展和创新提供一定的参考。
关键词：自行车；无级变速；专利；应用
1 无级变速技术的基本概念
无级变速是指能连续无级地改变输入轴与输出轴的传动比或输出轴转速的传动。具有无级变速传动（Continuously Variable Transmission，简称CVT）的变速器称为无级变速器。目前无级变速器主要分为以下三类：机械无级变速器、液压传动无级变速器和电力传动无级变速器，而应用在自行车上的无级变速器一般为机械无级变速器。
2 自行车无级变速技术的专利申请发展路线
无级变速在自行车中的应用是最初由LOUIS ADOLPHE HAYOT在1947年的专利申请（GB632873A）中首次提出了连续变速自行车，其通过在主链盘上设置多个自由链轮来实现主链轮驱动半径的变化从而连续改变自行车的驱动速度。1980年FULLERTON Robert L.（US4373926A）、1982年FISCHER E（DE3236001A1）、1985年SCHONELL J（DE3516348A1）均申请了自行车的无级变速相关的专利。国内最早的相关专利是1986年池洪（CN86205408U）提出的。
20世纪90年代，无级变速器开始进入快速发展时期，多个国家和申请人都对自行车无级变速问题进行了研究，并取得了一系列成果。1990年日本的五十铃自动车株式会社（JPH04169390A）、1991年德国的FICHTEL SACHS（DE4127030A1）、1993年荷蘭的范.道内斯传动公司（NL9301646A）、1996年美国的Transmission Technologies公司（US5681235A）均在该领域做出了相关的研究和专利申请。
2000年以后至今，无级变速技术在自行车上的应用进入了高速发展期，技术日趋成熟。美国、日本、德国等国家都申请了大量的专利，并且这一时期的无级变速技术在自行车上的应用的相关专利申请量几乎占到整个无级变速技术在自行车上的应用的专利申请的一半。2003年英国Orbital Traction Ltd公司（GB2394519A）、2007年中国香港的麦妙玲（CN101398069A）、2010年中国的王骁杰申请的专利（CN201723669U）、2010年OKULOV P D（WO2011113149A1）、2012年日本的株式会社岛野（CN103204218）等等。
由此可见，无级变速器在国外发展较早，并且技术相对成熟，市场化也相对完善，尤其是美国、日本、德国等国家；而国内的无级变速器起步较晚，并且技术也相对落后，国内的专利申请大部分都是个人申请，市场化也相对落后。
3 自行车无级变速技术的重要专利申请人的技术路线
无级变速技术在自行车的应用，至今约有480篇专利申请文件公开。在这480篇专利申请中，排名第一的是美国的瀑溪技术公司，申请量为20件，其专利申请分布如下：2002年申请量为1件，2005年申请量为2件，2006年申请量为2件，2007年申请量为6件，2008年申请量为3件，2012年申请量為2件，2013年申请量为1件，2014年申请量为3件。申请的相关专利主要有：US2007270267A1、US2010173743A1、US2005096176A1、US2013331218A1、WO2014172422A1、CN101166922A、CN101526133A、CN102084155A等。下面以该公司2008年的一篇专利申请（CN102084155A）为例进行详细描述。
该专利申请公开了一种无级变速器，其工作过程如下：输入动力通过链轮传输给输入子组件110，输入子组件110与行星自组建108之间通过牵引或摩擦界面将动力传送到轮毂壳102上。其传动比的改变是通过在主轴112中对换挡杆120进行轴向运动或转动运动，从而促使惰轮组件109轴向平移，从而带动行星子组件108的转动轴向的倾斜，达到改变输入输出速度比的改变。
4 结语
本文主要研究了无级变速技术在自行车上的应用以及国内外相关技术的发展历程，总的来说，国外的发展较为迅速，专利申请量大、并且市场应用广泛；而国内的发展相对落后，市场化也相对不足，导致我国虽然是自行车大国，但并不掌握自行车发展的先进技术。本文希望在此基础上，能够为国内自行车的发展和创新提供指导方向。
参考文献：
[1]李华英，秦大同.牵引式锥盘滚轮CVT的研究现状及发展趋势[J].重庆大学学报，2003，（4）：1519.
[2]瀑溪技术公司.无级变速器[P].中国专利：CN200880129965，20110601.
作者简介：陈启军，男，硕士，国家知识产权局专利局专利审查协作河南中心专利审查员。
