CN108928430A - 一种自行车操作机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自行车操作机构，包括基座壳体、可转动安装在基座壳体内并可复位的棘轮组件、于第一位置与第二位置之间滑动以使棘轮组件逆时针转动或停止转动的棘钩构件以及用于驱动棘钩构件的拨杆组件，还包括棘爪构件以及用于驱动棘轮组件顺时针转动的进档组件，所述棘爪构件可摆动安装在进档组件的一侧，所述棘爪构件包括可与棘轮组件啮合的齿形部以及与棘爪构件抵接的摆动部。本申请中通过棘钩构件推动摆动部迫使齿形部与棘轮组件啮合，通过进档组件控制齿形部与棘轮组件脱离，实现无论在棘轮组件正转或反转的时候，进档组件和拨杆组件均能控制棘爪构件的动作，使得棘爪构件的无效行程减小，整个控制流程流畅不卡滞。

Description

一种自行车操作机构

技术领域

本发明涉及换挡器技术领域，尤其涉及一种操作机构。

背景技术

现有的一种自行车换挡器包括有基座外壳，基座外壳内设置有固定座、棘轮构件、棘钩构件、棘爪构件、拨杆组件以及进档组件。棘轮构件可在基座外壳内转动，棘钩构件上具有对立而设的止动棘爪和截获棘爪，棘钩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。棘钩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，拨杆组件均可与棘钩构件抵接，进而推动或牵引棘钩构件实施滑动而对棘轮构件进行止动工作。

在需要反向转动棘轮构件时，需要通过进档构件驱动棘轮构件转动，而原始状态时，棘爪构件由于固定座的限位作用，与棘轮构件保持脱离状态。当推动棘钩构件时，棘爪构件失去限位，在弹簧的作用下，向棘轮转动，最终与棘轮啮合。在这个过程中棘爪构件有一段无效的行程，传递到其推杆后，无效行程放大，使人的手指操作行程加大，不舒适。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种操作行程小，传递力效果好的操作机构。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：

一种自行车操作机构，包括基座壳体、可转动安装在基座壳体内并可复位的棘轮组件、于第一位置与第二位置之间滑动以使棘轮组件逆时针转动或停止转动的棘钩构件以及用于驱动棘钩构件的拨杆组件，还包括棘爪构件以及用于驱动棘轮组件顺时针转动的进档组件，所述棘爪构件可摆动安装在进档组件的一侧，所述棘爪构件包括可与棘轮组件啮合的齿形部以及与棘爪构件抵接的摆动部，当拨杆组件驱动棘钩构件带动棘轮组件逆时针转动时，棘钩构件推动摆动部迫使齿形部与棘轮组件啮合；当进档组件带动棘轮组件顺时针转动时，齿形部与棘轮组件脱离。

作为上述技术方案的改进，所述齿形部与摆动部通过转动部连接，所述进档组件的一侧向外凸设有安装部，转动部通过转动轴可摆动安装在安装部上。

作为上述技术方案的改进，所述摆动部设有导柱，所述导柱与转动轴的轴线同向设置，所述齿形部至少设有两组与棘轮组件啮合的齿，所有齿中至少一个与棘轮组件啮合。

作为上述技术方案的改进，所述转动轴上套设有复位弹簧，所述复位弹簧迫使摆动部上的导柱抵紧在棘钩构件上。

作为上述技术方案的改进，所述棘钩构件与摆动部抵接一侧设有推动爪，所述推动爪的外侧与导柱抵接，当棘轮组件逆时针转动时，复位弹簧迫使齿形部与棘轮组件啮合，并带动导柱在推动爪外侧上滑动。

作为上述技术方案的改进，所述棘钩构件还包括与拨杆组件连接的驱动部以及用于带动棘轮组件转动的截获爪，所述驱动部靠近棘轮组件一侧设有用于止动棘轮组件的止动爪，所述推动爪设置在驱动部的一侧上。

作为上述技术方案的改进，所述驱动部和截获爪上均设置有长腰孔，所述基座壳体上设有配合长腰孔的限位柱，棘钩构件通过两组长腰孔滑动配合在基座壳体内。

作为上述技术方案的改进，所述拨杆组件包括拨杆构件和T型件，所述T型件转动连接于基座壳体内，所述T型件可向第一方向或第二方向摆动后抵接于棘钩构件。

作为上述技术方案的改进，所述进档组件还包括设置在基座壳体外的拨动手柄、用于连接拨动手柄与棘轮组件的驱动轴以及套装在驱动轴外的转动座，所述转动座通过复位卷簧与驱动轴连接，所述安装部设置在转动座的外侧上。

作为上述技术方案的改进，所述驱动轴与棘轮组件同轴设置且通过卡齿进行连接。

本发明的有益效果有：

本自行车操作机构利用拨杆组件带动棘钩构件滑动，使得棘钩构件松开对棘轮构件的位置限制，棘轮构件在自身复位弹簧的作用限进行逆时针转动，从而实现退档；进档组件控制棘爪构件与棘轮构件啮合，并且控制棘轮构件顺时针间歇性转动进而实现进档；本申请中通过棘钩构件推动摆动部迫使齿形部与棘轮组件啮合，通过进档组件控制齿形部与棘轮组件脱离，实现无论在棘轮组件正转或反转的时候，进档组件和拨杆组件均能控制棘爪构件的动作，使得棘爪构件的无效行程减小，整个控制流程流畅不卡滞。

附图说明

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步说明，其中：

图1是本发明实施例的结构示意图；

图2是本发明实施例的局部结构示意图一；

图3是本发明实施例的局部结构示意图二；

图4是本发明实施例的局部结构示意图三；

图5是本发明实施例的局部结构示意图四；

图6是本发明实施例中棘爪构件的结构示意图；

图7是本发明实施例中在初始退档状态时棘轮组件与棘爪构件配合的结构示意图；

图8是本发明实施例中在中间退档状态时棘轮组件与棘爪构件配合的结构示意图；

图9是本发明实施例中在最终退档状态时棘轮组件与棘爪构件配合的结构示意图。

具体实施方式

参见图1至图6，本发明的一种自行车操作机构，包括基座壳体1、可转动安装在基座壳体1内并可复位的棘轮组件2、于第一位置与第二位置之间滑动以控制棘轮组件2顺时针转动或停止转动的棘钩构件3以及用于驱动棘钩构件3动作的拨杆组件4，还包括棘爪构件5以及用于驱动棘轮组件2顺时针转动的进档组件6，为了便于区分转动方向，本申请中从附图1至图5中进行规定，图中I向是逆时针，II是顺时针转动。所述棘爪构件5可摆动安装在进档组件6的一侧，所述棘爪构件5包括可与棘轮组件2啮合的齿形部51以及与棘爪构件5抵接的摆动部52。齿形部51上至少设有两个与棘轮组件2啮合的齿，包括第一齿51a和第二齿51b，其中，第一齿51a和第二齿51b中总有一个齿始终与棘轮组件2啮合，使得进档组件6操作棘轮组件2，减少棘爪构件5的空行程。

本申请中，所述基座壳体1由上盖11和下盖12扣合而成，所述下盖12上设有支撑板14，所述棘轮组件2可转动安装在支撑板14上，棘轮组件2包含绕线盘和棘轮，所述棘钩构件3可往复摆动安装在支撑板14上，且与棘轮组件2啮合，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6，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组件4。

进一步参见图2至图4，下盖12中部设置有工作腔，棘轮构件2、棘钩构件3和棘爪构件5安装在工作腔内；所述进档组件6还包括设置在基座壳体1外的拨动手柄64、用于连接拨动手柄64与棘轮组件2的驱动轴65以及套装在驱动轴65外的转动座66，其中，转动座66与拨动手柄64为一体成型结构，驱动轴65在本申请中为了便于安装，选用螺钉或螺栓结构，即驱动轴65与支撑板14上的孔相配合，并通过固定螺母配合驱动轴65锁死在支撑板14上，驱动轴65上置有可绕其旋转的钢线轮，钢线轮与棘轮构件2中的棘轮固定联结，绕线盘与基座壳体1之间设有第一回位弹簧。转动座66可旋转的安装在驱动轴65上，在转动座66与基座壳体1之间设有第二回位弹簧，第二回位弹簧有保持棘爪靠近止动爪34的趋势。

所述转动座66通过复位卷簧67与驱动轴65连接，所述安装部61设置在转动座66的外侧上，其中复位卷簧67用来连接转动座66和驱动轴65，使得拨动手柄64载驱动棘轮组件2转动后，由于拨动手柄64在复位卷簧67的作用下，自动复位方便进行下一次的进档动作，而驱动轴65以及转动座66不会转动，保持已经转动好的位置。所述驱动轴65与棘轮组件2同轴设置且通过卡齿进行连接。其中，棘轮组件2的转动中心设置有与卡齿配合的卡孔，驱动轴65穿过卡孔，且其上的卡齿正好卡在卡孔内，此外驱动轴65的一端不可转动安装在支撑板14上，另一端是穿过下盖12，这样可以迫使整个棘轮构件2和进档组件6均牢固地安装在基座壳体1内。

此外，棘轮构件2转动连接在下盖12内并以驱动轴65为轴心转动，棘轮构件2与下盖12之间连接有第一弹性构件，第一弹性构件为扭簧，其主要作用是为了复位棘轮构件2；进档组件6与下盖12转动连接，且进档组件6从下盖12底部伸入工作腔中，棘轮构件2由进档组件6驱动而实现逆时针转动，即进档。

参见图2至图5，所述棘钩构件3还包括与拨杆组件4连接的驱动部32以及用于限制棘轮组件2转动的截获爪33，所述驱动部32靠近棘轮组件2一侧设有用于止动棘轮组件2的止动爪34，所述推动爪31设置在驱动部32的一侧上。截获爪33可以限制棘轮组件2在自身第一回位弹簧的作用下进行顺时针转动，而止动爪34是为了方便止动棘轮组件2的转动。本申请中，棘钩构件3设置在棘轮组件2的一侧，设置在棘轮组件2的外侧。所述驱动部32和截获爪33上均设置有长腰孔35，所述基座壳体1上设有配合长腰孔35的限位柱，棘钩构件3通过两组长腰孔35滑动配合在基座壳体1内。棘钩构件3通过两组长腰孔35滑动配合在支撑板14内，并通过限位柱限制在支撑板14上，且棘钩构件3与支撑板14之间连接有第二弹性构件，利用第二弹性构件进行控制棘钩构件3复位。棘钩构件3半围绕于棘轮组件2外，棘钩构件3可于第一位置与第二位置之间滑动，棘钩构件3通过滑动使止动棘爪或截获棘爪卡合到棘轮组件2上的棘齿之间，实现对棘轮组件2的止动或截获。由于绕线盘与棘轮组件2同轴布置且二者相对固定，因此棘轮组件2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。

为了驱动棘钩构件3，本申请中利用拨杆组件4进行驱动，所述拨杆组件4包括拨杆构件41和T型件42，所述T型件42转动连接于基座壳体1内，所述T型件42可向第一方向或第二方向摆动后抵接于棘钩构件3，其中，T型件42的两端设有相互连接的横向部和纵向部，横向部和纵向部垂直分布，其中拨杆构件41与纵向部连接，纵向部伸出基座壳体1外，与此同时拨杆构件41位于基座壳体1外部，便于操作者进行操控。横向部和纵向部连接处设有活动孔，其中固定轴穿过活动孔，使得整个T型件41围绕固定轴进行转动。此外，在横向部两端横向向外延伸形成位于第一凸肩部和第二凸肩部，在T型件42向第一方向或第二方向摆动后，第一凸肩部和第二凸肩部分别与棘钩构件3对应一侧的驱动部32进行抵接，进而推动棘钩构件3在支撑板14上运动。

参见图2至图6，本申请中齿形部51与摆动部52直接呈锐角进行分布设置的，这样的设计使得操作空间变小，方便在基座壳体1内进行安装。所述齿形部51与摆动部52通过转动部53连接，所述进档组件6的一侧向外凸设有安装部61，转动部53通过转动轴62可摆动安装在安装部61上。所述摆动部52设有导柱54，所述导柱54与转动轴62的轴线同向设置。所述转动轴62上套设有复位弹簧63，所述复位弹簧63迫使摆动部52上的导柱54抵紧在棘钩构件3上。所述棘钩构件3与摆动部52抵接一侧设有推动爪31，所述推动爪31的外侧与导柱54抵接，即推动爪31的外侧与导柱54进滑动接触。推动爪31通过控制导柱54的摆动方向，进而推动摆动部52围绕转动轴62进行转动，而齿形部51也随即运动，类似齿形部51、摆动部52和转动部53组成一个杠杆系统。复位弹簧63的设计是为了迫使摆动部52上的导柱54能时刻与推动爪31进行一个接触，使得在控制推动爪31运动时候，推动爪31与导柱54时刻保持接触状态，避免出现空行程操作的现象。

在本申请中，当棘钩构件3带动棘轮组件2逆时针转动时，复位弹簧63迫使齿形部51与棘轮组件2啮合，并带动导柱54在推动爪31外侧上滑动。当拨杆组件4驱动棘钩构件3带动棘轮组件2逆时针转动时，棘钩构件3推动摆动部52迫使齿形部51与棘轮组件2啮合；当进档组件6带动棘轮组件2顺时针转动时，齿形部51与棘轮组件2脱离。拨动手柄64带动安装部61围绕驱动轴65进行转动，由于安装部61的偏心设置，安装部61运动后会带动转动轴62围绕驱动轴65转动，进而推动棘爪构件5运动，棘爪构件5推动棘轮组件2进档。在本申请中，棘钩构件3的作用是在整个操作机构进档和退档的过程中，限制棘轮组件2的位置；其中，棘轮组件2上设有两种齿，一种是限位齿21，一种是中间过渡齿22，限位齿21正常状态时始终与棘钩构件3上的止动爪34啮合；而中间过渡齿22的作用是在退档时，避免一次退多个档。在本申请的棘轮组件2中，限位齿21与中间过渡齿22采用不同半径设置，限位齿21所在弧面的半径小于中间过渡齿22的弧面，截获爪33始终与中间过渡齿22进行啮合。可以参见图7，在进档后，由于第一齿51a和第二齿51b均是设计在齿形部51上，第二齿51b设置在齿形部51远离其转动中心导柱54的一端，因此第一齿51a与限位齿21的距离较远，第二齿51b相对第一齿51a靠近限位齿21，所以第二齿51b优先与棘轮的限位齿21进行啮合；进一步参见图8，在初步退档的时候，由于拨杆组件4进行顺时针摆动，及图中的I方向转动，推动爪31相应顺时针摆动，使得其推动导柱54并转动整个棘爪构件5，使得齿形部51整体围绕导柱54顺时针转动，因此在齿形部51最外端的第二齿51b会被带离限位齿21，第一齿51a变得与棘轮组件2的限位齿21距离最近，第一齿51a优先与限位齿21啮合，这样的设计使得在棘轮组件2在退档转动的时候，其退档过程所接触到的限位齿21之间的齿距变化较大的时候，拨杆组件4的操作距离能因为齿形部51的存在而保持这最小。最后参见图9，在退档到最低档的时候，截获爪33与棘轮组件2上的中间过渡齿22最末端凸台向对应，而止动爪34还继续与限位齿21进行啮合，但是此时处于止动爪34右侧一方的齿形部51中的第一齿51a和第二齿51b正好与限位齿21最后的两个齿进行啮合，导致了拨杆组件4想要顺时针继续拨动退档时，由于限位齿21所在弧面与中间过渡齿22所在弧面的高度差，限位齿21中已经没有齿与第二齿51b进行啮合，第二齿51b也无法再被带动，更不可能阶跃到中间过渡齿22上，此时齿形部51将其作用力反馈给棘钩构件3，棘钩构件3再反馈给拨杆组件4，骑行者在操作拨杆组件4退档时明显感觉到操作空间变小，无法进行继续退档，进而明白目前整个操作机构处于最低档的初始位置上。

总之，可以简单理解为推动拨杆组件4时，棘钩构件3优先推动导柱54，使棘爪构件5绕转动轴62转动，齿形部51上的两个齿从限位齿21的齿槽中滑出，使其不限制棘轮组件2沿退档方向旋转。同时，棘钩构件3的止动爪34逐渐从棘轮组件2的限位齿21中滑出，截获爪33滑入两个中间过渡齿22之间，当止动爪34越过限位齿21后，棘轮组件1在自身内部的复位弹簧作用下沿退档方向转动，在转至下一个限位齿21前，中间过渡齿22与截获爪33碰撞啮合，松开拨杆组件4，截获爪33逐渐滑出中间过渡齿22，止动爪34逐渐滑入两个限位齿21之间，当截获爪33越过中间过渡齿22时，止动爪34与下一个限位齿21碰撞啮合，从而实现退档。

本自行车操作机构利用拨杆组件4带动棘钩构件3滑动，使得棘钩构件3松开对棘轮构件2的位置限制，棘轮构件2在自身复位弹簧的作用限进行逆时针转动，从而实现退档；进档组件6控制棘爪构件5与棘轮构件2啮合，并且控制棘轮构件2顺时针间歇性转动进而实现进档；本申请中通过棘钩构件3推动摆动部52迫使齿形部51与棘轮组件2啮合，通过进档组件6控制齿形部51与棘轮组件2脱离，实现无论在棘轮组件2正转或反转的时候，进档组件6和拨杆组件4均能控制棘爪构件5的动作，使得棘爪构件5的无效行程减小，整个控制流程流畅不卡滞。

以上所述，只是本发明的较佳实施方式而已，但本发明并不限于上述实施例，只要其以任何相同或相似手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种自行车操作机构，其特征在于：包括基座壳体(1)、可转动安装在基座壳体(1)内并可复位的棘轮组件(2)、于第一位置与第二位置之间滑动以使棘轮组件(2)逆时针转动或停止转动的棘钩构件(3)以及用于驱动棘钩构件(3)的拨杆组件(4)，还包括棘爪构件(5)以及用于驱动棘轮组件(2)顺时针转动的进档组件(6)，所述棘爪构件(5)可摆动安装在进档组件(6)的一侧，所述棘爪构件(5)包括可与棘轮组件(2)啮合的齿形部(51)以及与棘爪构件(5)抵接的摆动部(52)，当拨杆组件(4)驱动棘钩构件(3)带动棘轮组件(2)逆时针转动时，棘钩构件(3)推动摆动部(52)迫使齿形部(51)与棘轮组件(2)啮合；当进档组件(6)带动棘轮组件(2)顺时针转动时，齿形部(51)与棘轮组件(2)脱离。

2.根据权利要求1所述的一种自行车操作机构，其特征在于：所述齿形部(51)与摆动部(52)通过转动部(53)连接，所述进档组件(6)的一侧向外凸设有安装部(61)，转动部(53)通过转动轴(62)可摆动安装在安装部(61)上。

3.根据权利要求2所述的一种自行车操作机构，其特征在于：所述摆动部(52)设有导柱(54)，所述导柱(54)与转动轴(62)的轴线同向设置，所述齿形部(51)至少设有两组与棘轮组件(2)啮合的齿，所有齿中至少一组与棘轮组件(2)啮合。

4.根据权利要求3所述的一种自行车操作机构，其特征在于：所述转动轴(62)上套设有复位弹簧(63)，所述复位弹簧(63)迫使摆动部(52)上的导柱(54)抵紧在棘钩构件(3)上。

5.根据权利要求3所述的一种自行车操作机构，其特征在于：所述棘钩构件(3)与摆动部(52)抵接一侧设有推动爪(31)，所述推动爪(31)的外侧与导柱(54)抵接，当棘轮组件(2)逆时针转动时，复位弹簧(63)迫使齿形部(51)与棘轮组件(2)啮合，并带动导柱(54)在推动爪(31)外侧上滑动。

6.根据权利要求5所述的一种自行车操作机构，其特征在于：所述棘钩构件(3)还包括与拨杆组件(4)连接的驱动部(32)以及用于带动棘轮组件(2)转动的截获爪(33)，所述驱动部(32)靠近棘轮组件(2)一侧设有用于止动棘轮组件(2)的止动爪(34)，所述推动爪(31)设置在驱动部(32)的一侧上。

7.根据权利要求6所述的一种自行车操作机构，其特征在于：所述驱动部(32)和截获爪(33)上均设置有长腰孔(35)，所述基座壳体(1)上设有配合长腰孔(35)的限位柱，棘钩构件(3)通过两组长腰孔(35)滑动配合在基座壳体(1)内。

8.根据权利要求1或6所述的一种自行车操作机构，其特征在于：所述拨杆组件(4)包括拨杆构件(41)和T型件(42)，所述T型件(42)转动连接于基座壳体(1)内，所述T型件(42)可向第一方向或第二方向摆动后抵接于棘钩构件(3)。

9.根据权利要求1或2所述的一种自行车操作机构，其特征在于：所述进档组件(6)还包括设置在基座壳体(1)外的拨动手柄(64)、用于连接拨动手柄(64)与棘轮组件(2)的驱动轴(65)以及套装在驱动轴(65)外的转动座(66)，所述转动座(66)通过复位卷簧(67)与驱动轴(65)连接，所述安装部(61)设置在转动座(66)的外侧上。

10.根据权利要求9所述的一种自行车操作机构，其特征在于：所述驱动轴(65)与棘轮组件(2)同轴设置且通过卡齿进行连接。