CN109533189B - 拨链机构、拨链器及自行车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自行车拨链机构，包括安装架、驱动构件和拨链构件，安装架的一端安装在自行车车架靠近飞轮组的一侧上；驱动构件可转动安装在安装架的另一端上，输入端通过变速线与换挡器连接，其输出端设置有驱动齿轮；拨链构件一端可滑动安装在安装架上，另一端可拨动链条；其上设置有与驱动齿轮啮合的齿条。本拨链机构及拨链器采用可转动安装在安装架上的驱动构件驱动驱动齿轮转动，通过与驱动齿轮啮合的齿条带动拨链构件在在安装架上滑动，进而向外或者向内进行拨动链条，实现变速。拨链机构摒弃了传统的平行四边形机构进行驱动拨链架拨链，减少了杆件铰接运动的卡滞性；整体结构小巧，动作流畅性好，方便保护活动部件的安全性。

Description

拨链机构、拨链器及自行车

技术领域

本发明涉及自行车技术领域，尤其涉及一种应用于自行车的拨链机构及拨链器。

背景技术

拨链器是自行车用于换挡变速的一种结构，其一般安装在自行车后轮的车架上，其主要通过拨链架将链条上一级或者下一级飞轮，进而根据飞轮的直径变化进行变速。

目前自行车的拨链器大多采用的平行四边形机构进行拨动链条变速，但是平行四边形机构都是采用杆件铰接的结构，由于控制方便，动作指向性强，而被自行车广泛使用。但是由于铰接的特性使得这类换挡器在换挡的时候容易出现卡滞现象，换挡动作僵硬，换挡感觉不明显。此外，传统的平行四边形机构由于铰接的杆件比较多，导致了整体结构体型大，导致了链条与最外侧的飞轮配合时，平行四边形机构的活动部件外凸现象特别明显，在发生意外摔车的情况下，外凸的活动部件容易被摔坏，导致平行四边形机构变形卡滞，甚至无法进行正常换挡，只能进行更换，维修成本大。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种结构简单，运动流畅性好，不容易摔坏的自行车拨链机构及拨链器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：

一种自行车拨链机构，包括

安装架，一端安装在自行车车架靠近飞轮组的一侧上；

驱动构件，可转动安装在安装架的另一端上，输入端通过变速线与自行车的换挡器连接，输出端设置有驱动齿轮；

拨链构件，一端可滑动安装在安装架上，另一端可拨动链条；设置有与驱动齿轮啮合的齿条；

当换挡器换挡时，变速线可带动驱动构件转动，驱动构件通过驱动齿轮与齿条的配合驱动拨链构件在安装架上滑移并拨动链条上一级或下一级飞轮。

作为上述技术方案的改进，所述驱动构件还设有可转动安装在安装架上的转动轴，所述转动轴的输入端与变速线偏心连接，所述驱动齿轮安装在转动轴的输出端上；所述转动轴的轴线方向与自行车前进方向一致，所述齿条可滑动安装在安装架上，且运动方向与自行车轮毂轴的轴心线方向平行，所述齿条上安装有拨链架，当换挡器换挡时，变速线可带动转动轴转动，驱动齿轮与齿条配合驱动拨链架沿轮毂轴的轴心线方向运动，并拨动链条上一级或下一级飞轮。

作为上述技术方案的改进，所述转动轴上设置有复位单元，所述复位单元包括套装在转动轴上的法兰套和套装在转动轴上的扭簧，所述法兰套与转动轴同步转动，所述扭簧的一端与法兰套连接，另一端与安装架连接，所述扭簧对法兰套保持有扭力。

作为上述技术方案的改进，所述法兰套上固定套装有卡环，所述卡环外沿的一侧向外凸出并形成驱动部，所述驱动部与变速线连接；所述卡环外沿的另一侧设置有限位凸起，限位凸起可被安装架所抵挡。

作为上述技术方案的改进，所述安装架位于驱动轴输出端伸出的一侧设置有至少两组卡钉，所有卡钉成排设置，所述齿条上设置有长腰孔，所述卡钉通过穿过长腰孔的方式将齿条活动限制在安装架上，所述长腰孔的长度方向与轮毂轴的轴心线方向平行，当换挡器换挡时，转动轴通过驱动齿轮与齿条啮合的方式驱动齿条沿长腰孔的长度方向运动，拨链架拨动链条上一级或下一级飞轮。

作为上述技术方案的改进，所述拨链架包括L型块、拨链框和与链条啮合的张链导轮，所述拨链框的下部一侧通过L型块与齿条连接，链条穿行于拨链框内，所述拨链框框体的两侧沿其高度方向设置有滑槽，所述张链导轮转轴的两端分别活动穿过滑槽，且轴心线方向与转毂轴芯线方向一致，所述拨链框框体的两侧设置有与张链导轮转轴连接的弹性件。

作为上述技术方案的改进，所述弹性件为拉簧，所述弹性件的一端与拨链框上部向外凸出的钩块连接，另一端与张链导轮转轴连接。

作为上述技术方案的改进，所述安装架包括安装部以及叉部，所述安装部与车架连接，所述驱动构件可转动安装在叉部上，且转动轴心线方向与自行车行车方向一致；所述安装部靠近驱动构件输入端的一侧设置有用于限位变速线的限位孔，所述叉部位于限位孔的对应一侧设置有伸出臂，穿过限位孔的变速线绕过伸出臂与驱动构件的输入端偏心连接。

作为上述技术方案的改进，包括保护盖和拨链机构，所述保护盖安装在自行车的轮毂轴上，且位于拨链机构的外侧。

作为上述技术方案的改进，包括自行车本体和拨链器，所述拨链器安装在自行车本体位于后轮的车架上。

本发明的有益效果有：

本拨链机构及拨链器通过安装架的一端进行安装在车架上，使得拆装方便；其次采用可转动安装在安装架上的驱动构件驱动驱动齿轮转动，通过与驱动齿轮啮合的齿条带动拨链构件在在安装架上滑动，进而向外或者向内进行拨动链条，实现变速。这个拨链机构摒弃了传统的平行四边形机构进行驱动拨链架拨链，减少了杆件铰接运动的卡滞性；采用齿轮与齿条啮合的驱动关系进行动作，整体结构小巧，动作流畅性好，方便保护活动部件的安全性。

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是本发明实施例的部分结构示意图；

图3是本发明实施例中拨链机构的结构示意图一；

图4是本发明实施例中拨链机构的结构示意图二；

图5是本发明实施例中驱动构件的结构示意图；

图6是本发明实施例中驱动构件的部分结构示意图；

图7是本发明实施例中拨链构件的结构示意图。

具体实施方式

参见图1至图7，本发明的一种自行车包括车架4、第一链轮、后轮、轮毂轴7、飞轮组6、换挡器、拨链机构以及变速线。

车架4包括两个相对设置的第一后叉和第二后叉，轮毂轴7安装在第一后叉和第二后叉之间，轮毂轴7上套装有轮毂壳，轮毂壳绕轮毂轴7的轴线与轮毂轴7可转动地连接。轮毂壳通过辐条和轮辋组成车轮，飞轮组6套装在轮毂壳相连接的塔基上，且飞轮组6位于轮毂壳和第一后叉之间。车架4的中部可转动地连接有绕自身的轴线转动的第一链轮。换挡器安装在车架4的把手上，变速线穿行于车架4 上，一端与换挡器输出端连接，另一端与拨链机构输入端连接。

参见图2至图7，本发明中的拨链机构，包括一端安装在车架4 靠近飞轮组6一侧上的安装架1、驱动构件2和拨链构件3。安装架 1的上端套装在轮毂轴7上，并锁紧在第一后叉之间，轮毂轴7位于第一后叉的外侧通过锁紧螺母进行锁紧。其中，驱动构件2，可转动安装在安装架1的另一端上，输入端通过变速线与自行车的换挡器连接，输出端设置有驱动齿轮21；拨链构件3一端可滑动安装在安装架1上，另一端可拨动链条5；拨链构件3设置有与驱动齿轮21啮合的齿条31；当换挡器换挡时，变速线可带动驱动构件2转动，驱动构件2通过驱动齿轮21与齿条31的配合驱动拨链构件3在安装架 1上滑移并拨动链条5上一级或下一级飞轮61。

在本实施例中，所述安装架1包括安装部12以及叉部13，所述安装部12与车架4连接，所述驱动构件2可转动安装在叉部13上，且转动轴22心线方向与自行车行车方向一致；所述安装部12靠近驱动构件2输入端的一侧设置有用于限位变速线的限位孔14，所述叉部13位于限位孔14的对应一侧设置有伸出臂15，穿过限位孔14的变速线绕过伸出臂15与驱动构件2的输入端偏心连接。伸出臂15的主要作用是变向变速线，由于变速线的输出端与驱动构件2的输入端连接，是利用抽动变速线进行驱动驱动构件2转动，因此伸出臂15 通过变向变速线，使得将变速线与驱动构件2提供一个力矩，进而通过力矩带动驱动构件2进行转动。

参见图3至图4，所述驱动构件2还设有可转动安装在叉部13 上的转动轴22，所述转动轴22的输入端与变速线偏心连接，所述驱动齿轮21安装在转动轴22的输出端上；所述转动轴22的轴线方向与自行车前进方向一致，所述齿条31可滑动安装在安装架1上，且运动方向与自行车轮毂轴7的轴心线方向平行，所述齿条31上安装有拨链架32，当换挡器换挡时，变速线可带动转动轴22转动，驱动齿轮21与齿条31配合驱动拨链架32沿轮毂轴7的轴心线方向运动，并拨动链条5上一级或下一级飞轮61。在本实施例中，由于飞轮组6 上的飞轮61设置有多组，飞轮61的直径沿背离自行车运动中心平面的方向向外逐渐变小。链条均啮合飞轮61与第一链轮，连接在两者之间。由于链条的拨动方向只能沿着轮毂轴7轴线方向进行运动，因此，拨链架32的运动方向应与轮毂轴7轴线方向一致。因此，齿条 31与驱动齿轮21的方向基本可以确定，齿条31与轮毂轴7轴线方向一致，驱动齿轮21的转动中心与轮毂轴7轴线方向垂直。为了便于安装，转动轴22的轴心线方向与自行车前进方向一致，这样使得整个驱动构件2所向外的部分体积更小，减少凸出部分被摔坏的可能。

参见图5和图6，为了实现换挡的可持续性，所述转动轴22上设置有复位单元23，所述复位单元23包括套装在转动轴22上的法兰套24和套装在转动轴22上的扭簧25，所述法兰套24与转动轴22 同步转动，所述扭簧25的一端与法兰套24连接，另一端与安装架1 连接，所述扭簧25对法兰套24保持有扭力。其中，法兰套24包括内筒和外筒的结构，扭簧25的一端套装在内筒与外筒之间，另一端与安装架1连接，使得在换挡的时候转动轴22转动后，扭簧25的扭力出现变化，便于操作以及复位的工作。而在本申请中，无论链条在哪个挡位，扭簧25对法兰套24均保持有扭力，使得在进行下一个换挡动作的时候，转动轴22能具有足够的转动力带动驱动齿轮21进行转动。

参见图5和图6，为了提高变速线带动转动轴22转动的扭力，所述法兰套24上固定套装有卡环26，所述卡环26外沿的一侧向外凸出并形成驱动部27，所述驱动部27与变速线连接；所述卡环26 外沿的另一侧设置有限位凸起28，限位凸起28可被安装架1所抵挡。利用驱动部27偏心设置的结构，使其相对于转动轴22形成一个力臂，变速线在抽动驱动部27时，变速线的方向配合驱动部27相对转动轴 22产生一个更大的力臂，减少了骑行者在换挡时所需要的作用力，提高换挡的操作性。

参见图3、图4和图7，在本实施例中，所述安装架1位于驱动轴输出端伸出的一侧设置有至少两组卡钉11，所有卡钉11成排设置，所述齿条31上设置有长腰孔311，所述卡钉11通过穿过长腰孔311 的方式将齿条31活动限制在安装架1上，所述长腰孔311的长度方向与轮毂轴7的轴心线方向平行，当换挡器换挡时，转动轴22通过驱动齿轮21与齿条31啮合的方式驱动齿条31沿长腰孔311的长度方向运动，拨链架32拨动链条5上一级或下一级飞轮61。卡钉11 的主要作用是固定齿条31，使其能稳固地安装在安装架1上，第二个作用为了实现齿条31的运动，因此长腰孔311配合卡钉11的结构，使得齿条31能沿轮毂轴7的轴心线方向运动，卡钉11设置两组的组要作用防止齿条31转动。为此，在本实施例中卡钉11可以是一个长方块，只需能防止齿条31不转动并将齿条31活动限制在安装架1上的结构即可满足需求。

为了提高整个结构的稳定和，拨链动作的方便，本实施例中拨链架32设置在飞轮61与第一链轮之间，而且拨链架32是拨动链条的下部。所述拨链架32包括L型块321、拨链框322和与链条5啮合的张链导轮323，所述拨链框322的下部一侧通过L型块321与齿条 31连接，链条5穿行于拨链框322内，所述拨链框322框体的两侧沿其高度方向设置有滑槽324，所述张链导轮323转轴的两端分别活动穿过滑槽324，且轴心线方向与转毂轴芯线方向一致，所述拨链框 322框体的两侧设置有与张链导轮323转轴连接的弹性件325。其中链条是穿过拨链框322的，使得在拨动链条的时候能有效限制链条的运动，L型块321的主要作用是调整拨链框322与齿条31的方向问题。由于飞轮61的直径不同，因此，链条的周长是必须满足最大飞轮61直径的要求，因此链条在啮合直径小于最大飞轮61直径的飞轮时，链条必然是存在挠度，影响第一链轮带动飞轮61的运动，因此需要利用张链导轮323进行调节整个链条的松紧度。为了限定和适用不同的调节范围，拨链框322倾斜向第一链轮的方向，因此滑槽324亦可以与拨链框322一样进行倾斜设置。在本实施例中无论滑槽324 的开设方向朝向何处，只要张链导轮323在其上滑动的时能调节链条的松紧度即可。弹性件325的使得张链导轮323能自动适应不同张紧度的链条。

在本发明的优选方案中，所述弹性件325为拉簧，所述弹性件 325的一端与拨链框322上部向外凸出的钩块326连接，另一端与张链导轮323转轴连接。在该实施例中是采用拉动的形式，弹性件325 也可以设置弹簧，只要能复位并不限制张链导轮323在滑槽324上的运动即可。

本拨链机构及拨链器通过安装架1的一端进行安装在车架4上，使得拆装方便；其次采用可转动安装在安装架1上的驱动构件2驱动驱动齿轮21转动，通过与驱动齿轮21啮合的齿条31带动拨链构件 3在在安装架1上滑动，进而向外或者向内进行拨动链条5，实现变速。这个拨链机构摒弃了传统的平行四边形机构进行驱动拨链架32 拨链，减少了杆件铰接运动的卡滞性；采用齿轮与齿条31啮合的驱动关系进行动作，整体结构小巧，动作流畅性好，方便保护活动部件的安全性。

本发明还提供一种自行车拨链器，还包括保护盖8和上述拨链机构，所述保护盖8安装在自行车的轮毂轴7上，且位于拨链机构的外侧。在拨链机构外设置保护盖8，能有效防止自行车在意外摔车或者是不小心剐蹭到外物的时候，保护盖8能有效保护拨链机构的活动部件，防止出现摔坏以及防止泥浆粘附上述拨链机构，安全防护性好。

此外，本发明还提供一种自行车，该自行车包括自行车本体和上述的拨链器，所述拨链器安装在自行车本体位于后轮的车架4上。该自行车由于拨链结构简单，结构新颖，不同于传统的平行四杆结构，因此整个换挡过程不会出现卡滞，流畅性好，整个自行车的操控性强。

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 (8)

1.一种自行车拨链机构，其特征在于：包括

安装架(1)，一端安装在车架(4)靠近飞轮组(6)的一侧上；

驱动构件(2)，可转动安装在安装架(1)的另一端上，输入端通过变速线与自行车的换挡器连接，输出端设置有驱动齿轮(21)；

拨链构件(3)，一端可滑动安装在安装架(1)上，另一端可拨动链条(5)；设置有与驱动齿轮(21)啮合的齿条(31)；

所述驱动构件(2)还设有可转动安装在安装架(1)上的转动轴(22)，所述转动轴(22)的输入端与变速线偏心连接，所述驱动齿轮(21)安装在转动轴(22)的输出端上；所述转动轴(22)的轴线方向与自行车前进方向一致，所述齿条(31)可滑动安装在安装架(1)上，且运动方向与自行车轮毂轴(7)的轴心线方向平行，所述齿条(31)上安装有拨链架(32)，当换挡器换挡时，变速线可带动驱动构件(2)的转动轴(22)转动，通过驱动齿轮(21)与齿条(31)的配合驱动拨链构件(3)在安装架(1)上沿轮毂轴(7)的轴心线方向运动，并拨动链条(5)上一级或下一级飞轮(61)；

所述拨链架(32)包括L型块(321)、拨链框(322)和与链条(5)啮合的张链导轮(323)，所述拨链框(322)的下部一侧通过L型块(321)与齿条(31)连接，链条(5)穿行于拨链框(322)内，所述拨链框(322)框体的两侧沿其高度方向设置有滑槽(324)，所述张链导轮(323)转轴的两端分别活动穿过滑槽(324)，且轴心线方向与转毂轴芯线方向一致，所述拨链框(322)框体的两侧设置有与张链导轮(323)转轴连接的弹性件(325)。

2.根据权利要求1所述的一种自行车拨链机构，其特征在于：所述转动轴(22)上设置有复位单元(23)，所述复位单元(23)包括套装在转动轴(22)上的法兰套(24)和套装在转动轴(22)上的扭簧(25)，所述法兰套(24)与转动轴(22)同步转动，所述扭簧(25)的一端与法兰套(24)连接，另一端与安装架(1)连接，所述扭簧(25)对法兰套(24)保持有扭力。

3.根据权利要求2所述的一种自行车拨链机构，其特征在于：所述法兰套(24)上固定套装有卡环(26)，所述卡环(26)外沿的一侧向外凸出并形成驱动部(27)，所述驱动部(27)与变速线连接；所述卡环(26)外沿的另一侧设置有限位凸起(28)，限位凸起(28)可被安装架(1)所抵挡。

4.根据权利要求1所述的一种自行车拨链机构，其特征在于：所述安装架(1)位于驱动轴输出端伸出的一侧设置有至少两组卡钉(11)，所有卡钉(11)成排设置，所述齿条(31)上设置有长腰孔(311)，所述卡钉(11)通过穿过长腰孔(311)的方式将齿条(31)活动限制在安装架(1)上，所述长腰孔(311)的长度方向与轮毂轴(7)的轴心线方向平行，当换挡器换挡时，转动轴(22)通过驱动齿轮(21)与齿条(31)啮合的方式驱动齿条(31)沿长腰孔(311)的长度方向运动，拨链架(32)拨动链条(5)上一级或下一级飞轮(61)。

5.根据权利要求1所述的一种自行车拨链机构，其特征在于：所述弹性件(325)为拉簧，所述弹性件(325)的一端与拨链框(322)上部向外凸出的钩块(326)连接，另一端与张链导轮(323)转轴连接。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种自行车拨链机构，其特征在于：所述安装架(1)包括安装部(12)以及叉部(13)，所述安装部(12)与车架(4)连接，所述驱动构件(2)可转动安装在叉部(13)上，且转动轴(22)心线方向与自行车行车方向一致；所述安装部(12)靠近驱动构件(2)输入端的一侧设置有用于限位变速线的限位孔(14)，所述叉部(13)位于限位孔(14)的对应一侧设置有伸出臂(15)，穿过限位孔(14)的变速线绕过伸出臂(15)与驱动构件(2)的输入端偏心连接。

7.一种自行车拨链器，其特征在于：包括保护盖(8)和如权利要求1-6任一项所述的拨链机构，所述保护盖(8)安装在自行车的轮毂轴(7)上，且位于拨链机构的外侧。

8.一种自行车，其特征在于：包括自行车本体和如权利要求7所述的拨链器，所述拨链器安装在自行车本体位于后轮的车架(4)上。