CN106892051B - 一种自行车换挡器 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种自行车换挡器包括基座外壳、棘轮构件、棘爪构件和拨杆组件；棘轮构件转动连接于述基座外壳内；自行车换挡器还包括滑动连接于基座外壳内的棘爪构件；棘爪构件滑动以驱使棘轮构件转动或停止；拨杆组件向第一方向或第二方向摆动后抵接于棘爪构件。拨杆构件内连接有两个从拨杆组件内伸出的弹性配合的滑动柱，两个滑动柱分别于拨杆组件的两侧，滑动柱的伸出端均抵接在基座外壳的外壁上。两个滑动柱抵接于基座外壳的外壁对于拨杆构件分别形成了方向相反的力矩，使拨杆构件处于力平衡状态，换挡器结构更紧凑，拨杆组件与棘爪构件之间相对运动时不存在摩擦和干涉外，同时拨杆组件的自我复位功能更利于操作者对换挡进行判断与感知。

Description

一种自行车换挡器

技术领域

本发明涉及一种自行车换挡器，尤其涉及一种具有多方向释放功能的自行车换挡器。

背景技术

现有的一种自行车换挡器包括有基座外壳，基座外壳内设置有棘轮构件、棘爪构件以及进档组件。棘轮构件可于基座外壳内转动，进档构件驱动棘轮构件转动，且棘爪构件上具有对立而设的止动棘爪和截获棘爪，棘爪构件滑动后可实现对棘轮构件的止动与截获，即实现棘轮构件的进档定位保持以及退档定位保持。棘爪构件由拨杆组件驱动，拨杆组件通过一转动点连接在基座外壳内，当拨杆组件以转动点作为摆动原点摆动，且拨杆组件以第一方向摆动或以第二方向摆动后，拨杆组件均可与棘爪构件抵接，进而推动或牵引棘爪构件实施滑动而对棘轮构件进行止动工作。

现有的自行车换挡器存在的问题是，当拨杆组件处于居中状态，即拨杆组件未发生第一方向摆动或第二方向摆动时，拨杆组件与棘爪构件之间存在一定的间隙，以保证拨杆组件与棘爪构件配合前，拨杆组件有一定的摆动余量，不至于因为拨杆组件与棘爪构件之间长期处于抵接状态或接触状态，而使拨杆组件与棘爪构件之间相对运动时因为摩擦和干涉而造成拨动操作困难或无法操作。

而当拨杆组件处于居中状态时，由于拨杆组件与棘爪构件之间存在一定空隙，拨杆组件在空隙内具有一定的摆动自由度，故造成未对拨杆组件操作，拨杆组件却有松动、摇晃问题，同时影响操作者的判断。

发明内容

本发明的发明目的在于提供一种结构紧凑且拨杆组件具有自我复位功能的自行车换挡器。

为实现上述的主要目的，本发明提供的自行车换挡器包括基座外壳、棘轮构件和棘爪构件；棘轮构件转动连接于述基座外壳内，棘轮构件与基座外壳之间连接有第一弹性构件；自行车换挡器还包括滑动连接于基座外壳内的棘爪构件，棘爪构件与基座外壳之间连接有第二弹性构件；棘爪构件于第一位置与第二位置之间滑动以驱使棘轮构件转动或停止转动；自行车换挡器还包括拨杆组件，拨杆组件包括拨杆构件和T型件，T型件转动连接于基座外壳内，T型件可向第一方向或第二方向摆动后抵接于棘爪构件。拨杆构件内滑动连接有两个从拨杆组件内伸出的滑动柱，两个滑动柱均与拨杆构件弹性配合；拨杆构件连接于T型件的伸出基座外壳外的一侧，两个滑动柱分别位于T型件与拨杆构件的连接处的两侧，两个滑动柱的伸出端均抵接在基座外壳的外壁上。

由上述方案可见，拨杆构件在其与T型件的连接处的两侧均设置一个滑动柱，且两侧的滑动柱与拨杆构件之间弹性连接且抵接在基座外壳的外壁上。以T型件与基座外壳之间的转动连接点作为轴心，两个滑动柱抵接于基座外壳的外壁对于拨杆构件分别形成了方向相反的力矩，进而使拨杆构件处于力平衡状态，换挡器结构更紧凑，保证拨杆组件与棘爪构件之间相对运动时不存在摩擦和干涉外的同时，拨杆组件的自我复位功能更利于操作者对换挡进行判断与感知。

进一步的方案是，两个滑动柱均位于T型件摆动所形成的平面上。

由上述方案可见，两个滑动柱均位于T型件摆动所形成的平面上可保证滑动柱抵接于基座外壳而对T型件只形成用于摆动驱动的力矩而不形成扭矩，保证构件之间的受力稳定性。

进一步的方案是，拨杆构件上盖合有可拆卸的封口板，每个滑动柱的周面上均设置有环状凸起，滑动柱穿过封口板且环状凸起的一端由封口板限位。

由上可见，滑动柱相对于封口板的伸出量由环状凸起与封口板之间的配合实现限制，从而对拨杆构件处于居中状态时的倾斜角度进行控制，同时可替换不同型号的滑动柱以适用于具有不同需求的操作者群。

进一步的方案是，两个滑动柱相对于封口板垂直伸出且两个滑动柱的相对于封口板的伸出长度相等。

由上可见，拨杆构件处于居中位置时，拨杆构件位于摆动中点，作为拨杆的摆动起点，更利于操作者对进档和退单操作的感知。

进一步的方案是，拨杆构件内设置有压力弹簧，压力弹簧抵接于环状凸起与拨杆构件之间。

进一步的方案是，T型件包括横向部和纵向部，T型件与基座外壳的转动配合处设置在横向部与纵向部的连接处；纵向部伸出基座外壳并与拨杆构件连接，横向部的两端可与棘爪构件抵接。

由上可见，拨杆构件连同纵向部一起摆动，进而实现横向部对棘爪构件的推动或牵引，T型件实现输入力与输出力之间的方向转化，结构简单且紧凑。

进一步的方案是，棘爪构件设置有扣合部，扣合部的两侧均设置有扣合凸起，两个扣合凸起均位于横向部与拨杆构件之间，横向部可抵接于扣合凸起上。

由上可见，棘爪构件的扣合凸起与T型件的横向部之间存在交错配合，对比起处于横向部外的扣合凸起和横向部之间的分离接近配合，交错配合可保证T型件与棘爪构件之间的联动，二者间具有更强的位置约束关系。

进一步的方案是，横向部与纵向部相互垂直。

进一步的方案是，拨杆构件中部设置有安装槽以及分别设置在安装槽两侧的两个滑动槽，纵向部穿过封口板插装到安装槽中，两个滑动柱分别安装于一个滑动槽中。

由上可见，位于同于水平位置的安装槽和两个滑动槽由同一块封口板进行盖合安装，拨杆构件结构简单、装配方便。

进一步的方案是，滑动柱的延伸末端周边倒圆角设置。

由上可见，拨杆构件摆动时，滑动柱倒圆角处的弧面与基座外壳的外壁之间形成接触，避免滑动柱与基座外壳之间的受力集中，对构件进行保护，保证使用寿命且提高拨杆构件的摆动流畅度。

附图说明

图1为本发明自行车换挡器第一实施例的结构图。

图2为本发明自行车换挡器第一实施例隐藏盖体的结构分解图。

图3为本发明自行车换挡器第一实施例的第一工作状态图。

图4为本发明自行车换挡器第一实施例的第二工作状态图。

图5为本发明自行车换挡器第一实施例的第三工作状态图。

图6为本发明自行车换挡器第一实施例中拨杆构件的截面示意图。

图7为本发明自行车换挡器第二实施例中拨杆构件的截面示意图。

图8为本发明自行车换挡器第三实施例中拨杆构件的截面示意图。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

参见图1，为本发明自行车换挡器第一实施例的结构图。自行车换挡器包括基座11和盖合在基座11上方的盖体12，基座11和盖体12组成中部具有工作腔的基座外壳1。基座外壳1的一侧设置有出线口13，出线口13用于从工作腔中引出变速线以及变速线管；基座外壳1的下端转动连接有进档拨杆15，基座外壳1在出线口13相对一侧设置有用于操控退档工作的拨杆构件22。

参见图2，图2为本发明自行车换挡器第一实施例隐藏盖体的结构分解图。结合图1，基座11中部设置有工作腔，工作腔内安装有棘轮构件3和棘爪构件4，棘轮构件3转动连接在基座11内并以第一转轴为轴心转动，棘轮构件3与基座11之间连接有第一弹性构件，第一弹性构件为扭簧；进档拨杆15与基座11转动连接，且进档拨杆15从基座11底部伸入工作腔中，进档拨杆15的周向上设置有进档构件151，棘轮构件3由进档构件151驱动而实现转动。

棘爪构件4上设置有直线槽44和直线槽45，棘爪构件4通过直线槽44和直线槽45滑动配合在基座11内，且棘爪构件4与基座11之间连接有第二弹性构件62，棘爪构件4半围绕于棘轮构件3外，棘爪构件4上具有相对而设的止动棘爪42和截获棘爪43，棘爪构件4可于第一位置与第二位置之间滑动，棘爪构件4通过滑动使止动棘爪42或截获棘爪43卡合到棘轮构件3上的棘齿32之间，实现对棘轮构件3的止动或截获。由于绕线盘与棘轮构件3同轴布置且二者相对固定，因此棘轮构件3的转动或停止转动则实现绕线盘对换挡线的缩放，进而实现换挡器的进档调节功能或退档调节功能。

自行车换挡器还包括拨杆组件2，拨杆组件2包括相互连接的拨杆构件22和T型件21，T型件21包括相互连接的横向部211和纵向部212，横向部211和纵向部212的连接处设置有转动配合孔213，T型件21通过转动配合孔213转动连接在基座11上的第二转轴Z处。横向部211两端横向直线延伸形成位于横向部211两端的第一凸肩部211a和第二凸肩部211b，纵向部212垂直于横向部211，纵向部212的末端连接有拨杆构件22。

拨杆构件22中部设置有截面呈矩形的安装槽221，安装槽221的左右两侧对称地设置有两个截面呈圆形的滑动槽222，安装槽221和两个滑动槽222均从拨杆构件22的内侧形成开口；拨杆组件2还包括矩形的封口板23，封口板23设置有分别与安装槽221以及两个滑动槽222配合的避让口231以及分别位于避让口231两侧的两个避让孔232，封口板23的两侧设置有卡扣凸起233，而拨杆构件22内设置有卡扣凹槽223，封口板23与拨杆构件22之间通过卡扣凸起233与卡扣凹槽223之间的配合实现可拆卸的安装。

结合图3，图3为本发明自行车换挡器第一实施例的第一工作状态图。拨杆构件22还包括滑动柱24和压力弹簧25，滑动柱24为圆柱体，滑动柱24中部设置有环状凸起241，滑动柱24的延伸末端周边设置倒圆角242。压力弹簧25以及滑动柱24均安装于滑动槽222中，压力弹簧25套装在滑动柱24上，且压力弹簧25的第一端地接在环状凸起241的第一侧上，压力弹簧225的第二侧抵接在滑动槽222的底面上，环状凸起241的第二侧由封口板23限位，滑动柱24的延伸端从封口板23的避让孔232中穿出。

棘爪构件4的一侧设置有扣合部46，扣合部46的两侧分别设置有一个凸起于棘爪构件4上表面的扣合凸起461和扣合凸起462，扣合凸起461和扣合凸起462分别位于第二转轴Z的两侧。棘爪构件4的直线槽44与T型件21上的转动配合孔213由同一安装件贯穿，棘爪构件4可相对于Z轴滑动，T型件21可相对于Z轴转动，此时扣合凸起461和扣合凸起462位于横向部211与基座外壳1的外壁14之间。T型件21的纵向部212伸出于基座11外并穿过封口板23的避让口231，最后插装固定在安装槽221中，实现与拨杆构件22连接，此时两个滑动柱24均位于外壁14与拨杆构件22之间。其中，外壁14不单包括围绕而形成工作腔的壁体，当T型件21安装至正确位置后，滑动柱24所面对抵接的与基座外壳1相对固定的部分均为外壁14。

两个滑动柱24相对于封口板23垂直伸出，滑动柱24的伸出长度大于或等于封口板23外侧到外壁14之间的距离，两个滑动柱24相对于封口板23的伸出长度相等。两个滑动柱24位于纵向部212的两侧且两个滑动柱24抵接于外壁14，T型件21上受到了两个方向相反的力矩，合力矩为零，拨杆构件22以及T型件21相对于第二转轴Z处于稳定状态。此时拨杆构件22处于居中位置。当拨杆组件2处于居中位置时，横向部211与扣合凸起261、扣合凸起262之间均具有间隙。

结合图4，图4为本发明自行车换挡器第一实施例的第二工作状态图。当操作者对拨杆构件22施予方向A的作用力时，拨杆组件2以第二转轴Z为摆动轴心进行逆时针摆动，此时位于横向部211的下侧（图4下侧）的第一凸肩部211a抵接到棘爪构件4的扣合凸起462上，在T型件21的牵引下，棘爪构件4滑动以致止动棘爪42与棘轮构件3分离，截获棘爪43与棘轮构件3卡合。由于拨杆构件22的摆动，此时拨杆构件22的上侧（图示上侧）与外壁14之间距离减小，安装于拨杆构件22上侧的滑动柱24滑动收缩，压力弹簧25蓄能，位于拨杆构件22下方的压力弹簧25脱离与外壁14之间的接触；由于此时操作者的作用力存在，拨杆组件2依然处于力矩平衡状态。

当操作者操作释放后，拨杆组件2的力矩平衡状态被打破，位于拨杆构件22上侧的压力弹簧25释放能量，以使拨杆组件2形成与操作者施予的作用力方向相反的作用力（即B方向的作用力），使拨杆组件2沿顺时针方向摆动，直至拨杆组件2回到上述居中位置。

结合图5，图5为本发明自行车换挡器第一实施例的第三工作状态图。同理地，当操作者对拨杆构件22施予方向B的作用力时，拨杆组件2以第二转轴Z为摆动轴心进行顺时针摆动，此时位于横向部211的上侧（图5上侧）的第二凸肩部211b抵接到棘爪构件4的扣合凸起461上。由于拨杆构件22的摆动，此时拨杆构件22的下侧（图5下侧）与外壁14之间距离减小，安装于拨杆构件22下侧的滑动柱24滑动收缩，压力弹簧25蓄能，位于拨杆构件22上方的压力弹簧25脱离与外壁14之间的接触；由于此时操作者的作用力存在，拨杆组件2依然处于力矩平衡状态。

当操作者操作释放后，拨杆组件2的力矩平衡状态被打破，位于拨杆构件22下侧（图5下侧）的压力弹簧25释放能量，以使拨杆组件2形成与操作者施予的作用力方向相反的作用力（即A方向的作用力），使拨杆组件2沿逆时针方向摆动，直至拨杆组件2回到上述居中位置。

两个滑动柱24抵接于基座外壳1的外壁14对于拨杆构件22分别形成了方向相反的力矩，进而使拨杆构件在不接受外力（操作者施予的作用力）的情况下处于力平衡状态或趋于力平衡状态，换挡器结构更紧凑，保证拨杆组件2与棘爪构件4之间相对运动时不存在摩擦和干涉外的同时，拨杆组件2的自我复位功能更利于操作者对换挡进行判断与感知。

参见图6，图6为本发明自行车换挡器第一实施例中拨杆构件的截面示意图。结合图2和图3，第一实施例中的两个滑动柱24分别设置在拨杆构件22与T型件21连接处的两侧。

当T型件21摆动时，T型件21上的任一点连续移动且将该点在时间轴上经过的所有位置连接，可形成以第二转轴Z为圆心的弧线，该弧线有其所在的唯一平面，滑动柱24的截面上至少有一个点或一条线位于该平面上。图6中，选取T型件21的中点作为参考点，形成位于T型件21中心的平面L，而两个滑动柱24的圆心均位于平面L上。此时滑动柱24不会在拨杆构件上形成弯矩和扭矩，力学性能最好。

滑动柱24还有多种布置方式，图7和图8分别为本发明自行车换挡器第二实施例和第三实施例中拨杆构件的截面示意图。除滑动柱的布置方式不同，第二实施例和第三实施例自行车换挡器与第一实施例中的自行车换挡器结构相同，故不赘述。参见图7，滑动柱93和滑动柱94设置在拨杆构件92上位于T型件91水平位置以上的两侧上，此时滑动柱93和滑动柱94的作用力在T型件91上形成向下的弯矩。参见图8，滑动柱97和滑动柱98分别设置在拨杆构件96的左下方和右上方，此时滑动柱97和滑动柱98的作用力在T型件95上形成扭矩。

最后需要强调的是，以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种变化和更改，如滑动柱可设置成具有方形截面的柱体，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种自行车换挡器，包括基座外壳、棘轮构件和棘爪构件；

所述棘轮构件转动连接于所述基座外壳内，所述棘轮构件与所述基座外壳之间连接有第一弹性构件；

所述自行车换挡器还包括滑动连接于基座外壳内的棘爪构件，所述棘爪构件与所述基座外壳之间连接有第二弹性构件；所述棘爪构件于第一位置与第二位置之间滑动以使所述棘轮构件转动或停止转动；

所述自行车换挡器还包括拨杆组件，所述拨杆组件包括拨杆构件和T型件，所述T型件转动连接于所述基座外壳内，所述T型件可向第一方向或第二方向摆动后抵接于所述棘爪构件；

其特征在于：

所述拨杆构件内滑动连接有两个从所述拨杆组件内伸出的滑动柱，两个所述滑动柱均与所述拨杆构件弹性配合；

所述拨杆构件连接于所述T型件的伸出所述基座外壳外的一侧，两个所述滑动柱分别位于所述T型件与所述拨杆构件的连接处的两侧，两个所述滑动柱的伸出端均抵接在所述基座外壳的外壁上；

所述拨杆构件中部设置有安装槽以及分别设置在所述安装槽两侧的两个滑动槽，所述拨杆构件内设有卡扣凹槽；

所述拨杆构件上盖合有可拆卸的封口板，所述封口板的两侧设置有卡扣凸起，所述卡扣凸起与所述卡扣凹槽配合；

所述T型件穿过所述封口板插装到所述安装槽中；

两个所述滑动柱分别安装于一个所述滑动槽中，每个所述滑动柱的周面上均设置有环状凸起，所述滑动柱穿过所述封口板且所述环状凸起的一端由所述封口板限位。

2.根据权利要求1所述的自行车换挡器，其特征在于：

两个所述滑动柱均位于所述T型件摆动所形成的平面上。

3.根据权利要求1所述的自行车换挡器，其特征在于：

两个所述滑动柱相对于所述封口板垂直伸出且两个所述滑动柱相对于所述封口板的伸出长度相等。

4.根据权利要求3所述的自行车换挡器，其特征在于：

所述拨杆构件内设置有压力弹簧，所述压力弹簧抵接于所述环状凸起与所述拨杆构件之间。

5.根据权利要求2所述的自行车换挡器，其特征在于：

所述T型件包括横向部和纵向部，所述T型件与所述基座外壳的转动配合处为所述横向部与所述纵向部的连接处；

所述纵向部伸出所述基座外壳并与所述拨杆构件连接，所述横向部的两端可与所述棘爪构件抵接。

6.根据权利要求5所述的自行车换挡器，其特征在于：

所述棘爪构件设置有扣合部，所述扣合部的两侧均设置有扣合凸起，两个所述扣合凸起均位于所述横向部与所述拨杆构件之间，所述横向部可抵接于所述扣合凸起上。

7.根据权利要求6所述的自行车换挡器，其特征在于：

所述横向部与所述纵向部相互垂直。

8.根据权利要求1所述的自行车换挡器，其特征在于：

所述滑动柱的延伸末端周边设置有倒圆角。

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