CN106926969B - 一种自行车换挡器 - Google Patents

Abstract

本发明提供的自行车换挡器包括基座构件、进档组件、棘爪构件和棘轮构件；棘轮构件于基座构件上沿第一转轴转动；进档组件可抵接于棘轮构件；棘轮构件由止动棘齿组和截获棘齿组围绕；棘爪构件包括连接部以及分别固定设置在连接部两端的止动棘爪和截获棘爪；棘爪构件滑动于基座构件上的第一位置与第二位置之间滑动，棘爪构件处于第一位置时，止动棘爪与进档棘齿配合，截获棘爪与退档棘齿分离；棘爪构件处于第二位置时，截获棘爪与退档棘齿配合，止动棘爪与进档棘齿分离，止动棘齿组与截获棘齿组之间形成断面，进档组件可抵接于断面。传动构件更少，构件之间配合精度提高，构件位置精度提高和更好的防滑档效果。

Description

一种自行车换挡器

技术领域

本发明涉及一种换挡器，尤其是一种自行车换挡器。

背景技术

现有的一种自行车换挡器包括基座、进档棘轮、定位棘轮、进档棘爪、定位棘爪和释放构件，进档棘爪相对于基座可转动地安装；进档棘轮与定位棘轮均相对于基座绕第一枢轴线可转动地安装且进档棘轮与定位棘轮固定在同一轴构件上，进档棘爪响应进档棘爪的卷绕操作与进档棘轮相接合并使棘轮构件在卷绕方向上绕第一枢轴线转动；定位棘爪相对于基座在保持位置和释放位置之间可转动地安装。当定位棘爪处于保持位置时，定位棘爪阻止定位棘轮转动，当定位棘爪处于释放位置时，定位棘爪释放棘轮构件。

当释放构件设置在第一位置时，释放构件推动进档棘爪，使进档棘爪脱离进档棘轮，同时定位棘爪处于保持位置，定位棘爪阻止定位棘轮在释放方向上绕第一枢轴线转动。

当释放构件设置在第二位置时，释放构件推动定位棘爪，使定位棘爪处于释放位置，定位棘爪释放定位棘轮，棘轮构件在释放方向上转动；随后进档棘爪与棘轮构件的传动齿相互啮合而与释放构件相脱离，进档棘爪处于定位保持位置。

现有的该种自行车换挡器存在的问题是，进档棘爪以及定位棘爪实施的相对于棘轮构件的配合运动实现了棘轮构件的退档以及退档后保持定位，而进档棘爪与定位棘爪之间相对独立而存在相对运动；进档棘轮和定位棘轮虽同轴固定安装，但二者间存在安装误差，进档棘爪还存在摆动自由度以驱动棘轮构件实施进档，在多个部件的多级传动过程中，进档棘爪与定位棘爪之间的位置精度下降，容易出现滑档和卡档等问题。

发明内容

本发明的发明目的在于提供一个防滑档且构件位置精度高的自行车换挡器。

本发明提供的自行车换挡器包括基座、进档组件和棘轮构件；棘轮构件转动连接于基座上并沿第一转轴转动，棘轮构件与基座之间连接有第一弹性构件；进档组件转动连接于基座，进档组件可抵接于棘轮构件；棘轮构件由止动棘齿组和截获棘齿组围绕；自行车换挡器还包括棘爪构件，棘爪构件包括连接部以及分别固定设置在连接部两端的止动棘爪和截获棘爪；棘爪构件滑动连接于基座上，棘爪构件可于第一位置与第二位置之间滑动；棘爪构件处于第一位置时，止动棘爪与止动棘齿组配合，截获棘爪与截获棘齿组分离；棘爪构件处于第二位置时，截获棘爪与截获棘齿组配合，止动棘爪与止动棘齿组分离，止动棘齿组与截获棘齿组在棘轮构件的径向上具有高度差而在止动棘齿组与截获棘齿组之间形成断面，进档组件可抵接于断面。

由上述方案可见，由于截获棘爪与止动棘爪同固定于棘爪构件上，当棘爪构件被驱动时，截获棘爪与止动棘爪同步运动，止动棘齿组和截获棘齿组围绕在棘轮构件上，同步运动的截获棘爪与止动棘爪实现棘轮构件的退档以及退档定位。棘轮构件的进档工作由相对于棘爪构件独立的进档构件实现，截获棘爪与止动棘爪仅满足实现棘轮构件的退档以及退档定位的滑动自由度即可，构件位置精度提高且采用更少的构件以实现更好的防滑档效果。进档组件抵接在断面上并施加周向上的力，实现对棘轮构件的转动驱动；转动后的棘轮构件由止动棘爪定位，由于止动棘齿组与截获棘齿组在棘轮构件的径向上具有高度差，此时进档组件后退工作不存在干涉问题，保证换挡器的进档工作流畅。

进一步的方案是，截获棘齿组的齿根圆直径大于止动棘齿组的齿根圆直径。

由上可见，截获棘齿组的齿根圆直径大于止动棘齿组的齿根圆直径，即截获棘齿组的棘齿间距具有更大的设置空间，更有利于截获棘爪切入与截获棘齿组的棘齿之间。

进一步的方案是，连接部为弧形，连接部半环绕于棘轮构件外，且止动棘爪与截获棘爪相对而设。

由上可见，连接部避开棘轮构件，使止动棘爪与截获棘爪分别面对止动棘齿组和截获棘齿组，防止棘爪构件与棘轮构件产生干涉，同时保证止动棘爪与截获棘爪同步运动。

进一步的方案是，止动棘齿组在棘轮构件上经过的弧线为优弧，截获棘齿组在棘轮构件上经过的弧线为劣弧。

进一步的方案是，棘爪构件上设置有相互平行两个直线槽，基座上固定安装有两个固定件，每个固定件分别装配于一个直线槽中并与该直线槽滑动配合。

由上可见，棘爪构件上设置两个相互平行的直线槽可保证棘爪构件沿直线槽的延伸方向滑动，保证棘爪构件的移动轨迹，保证换挡器的工作精度。

进一步的方案是，棘爪构件与基座之间连接有第二弹性构件。

由上可见，第二弹性构件实现棘爪构件的弹性复位运动。

进一步的方案是，进档组件包括进档构件与进档驱动件，进档驱动件转动连接于基座并沿第一转轴转动，进档构件连接在进档驱动件的周向位置上。

由上可见，进档驱动件沿第一转轴转动，而进档构件设置在进档驱动件的周向上，故进档构件可在第一转轴的周向上摆动，保持进档构件与断面之间的稳定配合。

进一步的方案是，进档构件包括抵接面，进档构件转动连接在进档驱动件上，抵接面可抵接于断面上。

由上可见，在进档构件摆动的同时，进档构件可相对于进档驱动件转动，因此进档构件可保持其与断面之间的持续抵接配合。

进一步的方案是，进档驱动件与基座之间连接有第三弹性构件。

由上可见，第三弹性构件实现进档驱动件与进档构件的弹性复位运动。

进一步的方案是，棘爪构件一体成型。

由上可见，棘爪构件上的止动棘爪与截获棘爪之间一体成型，二者之间的相对位置精度不因磨损破坏以外的因素发生改变，进一步保证换挡器的退档工作以及退档定位工作。

附图说明

图1为本发明自行车换挡器实施例的结构图。

图2为本发明自行车换挡器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实施例中棘轮构件的结构图。

图4为本发明自行车换挡器实施例中棘爪构件的结构图。

图5为本发明自行车换挡器实施例进档预备的工作状态图。

图6为本发明自行车换挡器实施例进档工作的工作状态图。

图7为本发明自行车换挡器实施例退档预备的工作状态图。

图8为本发明自行车换挡器实施例退档工作的工作状态图。

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，图1为一种拨杆式自行车换挡器，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形成中部具有工作腔的换挡器主体1。换挡器主体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；换挡器主体1的下端转动连接有进档拨杆23，换挡器主体1在出线口13相对一侧设置有退档拨杆22。

参见图2，图2为本发明自行车换挡器实施例隐藏盖体的结构分解图。自行车换挡器包括有安装在基座11内的隔板111、棘轮构件3、棘爪构件4、绕线盘5、第一弹性构件61、第二弹性构件62、第三弹性构件63、退档连接件222、锁紧螺柱71和锁紧螺栓72。基座11底部敞口。进档组件包括进档拨杆23、进档转盘231和进档构件24，进档拨杆23的进档转盘231从基座11的底部敞口安装至基座11内，且进档转盘231可在基座11内以第一转轴转动。相对固定的进档拨杆23和进档转盘231为进档驱动件，进档构件24转动连接于进档转盘231上端面的周向位置上。

基座11内在进档转盘231上方铺设有一块隔板111，隔板111与基座11之间预留有避让位和通孔，避让位可让隔板111下方的进档构件24到达隔板111上方且有一定的摆动空间；基座11内固定连接有两个固定件，两个固定件分别为第一固定柱112和第二固定柱113，第一固定柱112和第二固定柱栓113分别穿过隔板111上的一个通孔并与基座11下的孔座配合连接。优选地，第一固定柱112和第二固定柱113均为螺栓柱，而孔座为螺孔座。

棘轮构件3和棘爪构件4均设置在隔板111上方，锁紧螺栓72依此穿过第一弹性构件61、绕线盘5、棘轮构件5、隔板11以及第三弹性构件63并与从进档转盘231底部往上穿透的锁紧螺柱71螺纹连接，使过第一弹性构件61、绕线盘5、棘轮构件5、隔板11、第三弹性构件63以及进档拨杆23固定在基座11上。退档拨杆22包括拨杆部221和连接在拨杆部222一端的拨动构件222，拨动构件222通过第二固定柱113转动固定在基座11上，拨动构件222可扣动棘爪构件4，实现棘爪构件4的工作。

绕线盘5下端的凸起部与棘轮构件3中部的凹槽配合，绕线盘5与棘轮构件3相对固定且二者均以第一转轴为轴心转动。第一弹性构件61的两端分别扣合连接在绕线盘5和基座11上，当第绕线盘5和棘轮构件3同步转动时可实现第一弹性构件61的蓄能或能量释放；棘爪构件4与基座11之间连接有第二弹性构件62，进档转盘231与基座11之间连接有第三弹性构件63，第一弹性构件61、第二弹性构件62以及第三弹性构件63均为卷簧。

参见图3，图3为本发明自行车换挡器实施例中棘轮构件的结构图。棘轮构件3为盘状构件，棘轮构件3包括位于其中部的轴孔以及设置在棘轮构件3周向上由止动棘齿组31和截获棘齿组32围绕，止动棘齿组31由连续设置的多个止动棘齿组成，截获棘齿组32由连续设置的多个截获棘齿组成。止动棘齿组31在棘轮构件3的周向上经过的弧线为优弧，截获棘齿组32在棘轮构件3的周向上经过的弧线为劣弧，且止动棘齿组31的齿根圆直径比截获棘齿组32的齿根圆直径小，止动棘齿组31和截获棘齿组32在棘轮构件3的径向上具有高度差H，因而止动棘齿组31和截获棘齿组32之间的连接处形成位于截获棘齿组32一端的断面33。

参见图4，图4为本发明自行车换挡器实施例中棘爪构件的结构图。棘爪构件4一体成型且棘爪构件4采用刚性材料制成，棘爪构件4包括有弧形的连接部41，在连接部41的两端分别设置有第一直线槽44和第二直线槽45，第一直线槽44的长度延伸方向和第二直线槽45的长度延伸方向相同，即第一直线槽44和第二直线槽45之间相互平行。连接部41的两端内侧还分别设置有止动棘爪42与截获棘爪43，止动棘爪42与截获棘爪43因连接部41为弧形而相对而设。

参见图5和图6，图5为本发明自行车换挡器实施例进档预备的工作状态图，图6为本发明自行车换挡器实施例进档工作的工作状态图。自行车换挡器装配完成后，棘爪构件4由第一固定柱112插装在第一直线槽44以及第二固定柱113插装在第二直线槽45中完成装配，棘爪构件4仅余在与第一直线槽44延伸方向相同方向上的滑动自由度。棘爪构件4半环绕于棘轮构件3的外围。

结合图2，当自行车换挡器需要进行进档工作时，自行车换挡器处于进档准备阶段，即静止阶段。处于静止阶段时，棘爪构件4处于第一位置，棘爪构件4的止动棘爪42在第二弹性构件62的作用力下抵接在棘轮构件3的止动棘齿组31上的棘齿之间，而截获棘爪43与截获棘齿组32之间分离，且进档构件24的抵接面24经A方向转动后可抵接在断面33上以推动棘轮构件3实现在A方向上的转动。进档构件24推动棘轮构件3而使之发生转动后，止动棘爪42在止动棘齿组31棘齿齿面的导向作用下沿配合松脱方向（直线槽的长度延伸方向）滑动，直至止动棘爪42进入下一个棘齿相邻处，使棘轮构件3再次间歇定位，从而实现进档。

参见图7和图8，图7为本发明自行车换挡器实施例退档预备的工作状态图，图8为本发明自行车换挡器实施例退档工作的工作状态图。结合图2，自行车换挡器处于退档准备状态时，棘爪构件4处于第一位置，止动棘爪42与止动棘齿组31配合，截获棘爪43与截获棘齿组32之间分离而进档构件24没有抵接于断面33上，且此时连接在棘轮构件3与基座11之间的第一弹性构件61处于蓄能状态。

操作者牵动棘爪构件4使棘爪构件4沿B方向滑动，此时止动棘爪42与止动棘齿组31之间将趋于松脱状态。由于止动棘爪42与截获棘爪43之间相对固定且二者相对而设，当止动棘爪42与止动棘齿组31之间趋于松脱时，截获棘爪43与截获棘齿组32即趋于卡合；止动棘爪42与止动棘齿组31之间松脱分离后，第一弹性构件61能量释放，使棘轮构件3以第一转轴为轴心转动一个棘齿位，随后截获棘爪43卡合在截获棘齿组32的棘齿之间，棘轮构件3暂停转动，此时棘轮构件4位于第二位置，实现退档工作的预定位。随后操作者释放对棘爪构件4的操作，棘爪构件4在第二弹性构件62的作用下进行回程运动，使止动棘爪42卡合于止动棘齿组31上前一对棘齿之间，棘轮构件3停止转动，完成退档工作。

自行车换挡器的进档工作与退档工作同由其他构件的作用力实施于一体的棘轮构件3实现，且实现退档工作的棘爪构件4也为一体化构件，构件之间传动级数最低化，构件之间配合精度提高。棘轮构件3的进档工作由相对于棘爪构件4独立的进档构件24实现，截获棘爪43与止动棘爪42仅满足实现棘轮构件的退档以及退档定位的滑动自由度即可，更少的构件和一体化的棘爪构件4，使构件位置精度提高以实现更好的防滑档效果。进档组件抵接在断面33上并施加周向上的力，实现对棘轮构件的转动驱动；转动后的棘轮构件由止动棘爪42定位，由于止动棘齿组与截获棘齿组在棘轮构件的径向上具有高度差，进档组件在复位工作时不与棘齿产生触碰和干涉问题，保证换挡器的进档工作流畅。

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，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 (10)

1.一种自行车换挡器，包括：

基座构件、进档组件和棘轮构件；

所述棘轮构件转动连接于所述基座构件上并沿第一转轴转动，所述棘轮构件与所述基座构件之间连接有第一弹性构件；

所述进档组件转动连接于所述基座构件，所述进档组件可抵接于所述棘轮构件；

其特征在于：

所述棘轮构件由止动棘齿组和截获棘齿组围绕；

所述自行车换挡器还包括棘爪构件，所述棘爪构件包括连接部以及分别固定设置在所述连接部两端的止动棘爪和截获棘爪；所述棘爪构件滑动连接于所述基座构件上，所述棘爪构件可于第一位置与第二位置之间滑动；

所述棘爪构件处于第一位置时，所述止动棘爪与所述止动棘齿配合而所述截获棘爪与所述截获棘齿分离；

所述棘爪构件处于第二位置时，所述截获棘爪与所述截获棘齿配合而所述止动棘爪与所述止动棘齿分离;

所述止动棘齿组与所述截获棘齿组在所述棘轮构件的径向上具有高度差而在所述止动棘齿组与所述截获棘齿组之间形成断面，所述进档组件可抵接于所述断面；

所述止动棘爪与所述进档组件均位于所述止动棘齿组的外周。

2.根据权利要求1所述的自行车换挡器，其特征在于：

所述截获棘齿组的齿根圆直径大于所述止动棘齿组的齿根圆直径。

3.根据权利要求2所述的自行车换挡器，其特征在于：

所述连接部为弧形，所述连接部半环绕于所述棘轮构件外，且所述止动棘爪与所述截获棘爪相对而设。

4.根据权利要求3所述的自行车换挡器，其特征在于：

所述止动棘齿组在所述棘轮构件上经过的弧线为优弧，所述截获棘齿组在所述棘轮构件上经过的弧线为劣弧。

5.根据权利要求2所述的自行车换挡器，其特征在于：

所述棘爪构件上设置有相互平行两个直线槽，所述基座构件上固定安装有两个固定件，每个所述固定件分别装配于一个所述直线槽中并与该直线槽滑动配合。

6.根据权利要求5所述的自行车换挡器，其特征在于：

所述棘爪构件与所述基座构件之间连接有第二弹性构件。

7.根据权利要求5所述的自行车换挡器，其特征在于：

所述进档组件包括进档构件与进档驱动件，所述进档驱动件转动连接于所述基座构件并沿第一转轴转动，所述进档构件连接在所述进档驱动件的周向位置上。

8.根据权利要求7所述的自行车换挡器，其特征在于：

所述进档构件包括抵接面，所述进档构件转动连接在所述进档驱动件上，所述抵接面可抵接于所述断面上。

9.根据权利要求8所述的自行车换挡器，其特征在于：

所述进档驱动件与所述基座构件之间连接有第三弹性构件。

10.根据权利要求1至9任一项所述的自行车换挡器，其特征在于：

所述棘爪构件为刚性一体件。

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