CN1110951A - 自行车用拨链器 - Google Patents

Abstract

一种自行车用拨链器，包含由连在车体上的基 座、支持链条换挡体的支架及连接支架与基座的一对 摆动连杆组成的四连杆机构和回程弹簧。连接变速 钢丝索的变速操作构件可摆动地支持在四连杆机构 上，能在与四连杆机构靠接的第1姿态和解除靠接的 第2姿态之间位移。拉伸螺旋型回程弹簧二端与变 速操作构件及四连杆机构连接，靠变速操作构件使支 架靠向一个方向。通过变速钢丝索的操作，变速操作 构件靠回程弹簧使支架在回程弹簧定的靠接方向的 反向上位移。

Description

本发明涉及一种自行车用的拨链器，它具有由用于连接到自行车车体上的基座、支撑链条换档体的支架、与上述支架和基座相连接的一对摆动连杆构成的四连杆机构，并且能用变速钢丝索的牵引力使上述的支架相对于基座向小直径链轮侧和大直径链轮侧之中的一方移动，同时能用回程弹簧的恢复力使上述的支架相对于基座向小直径链轮侧和大直径链轮侧之中的另一方移动。

现有的上述自行车用拨链器，如日本专利公报特开昭61-12486号中所公开的那样。在这现有技术中，在一对摆动连杆的一方上、可转动地支承着操作构件、在可转动地支承这操作构件的支轴上安装着扭转螺旋弹簧、这个扭转螺旋弹簧的一对弹簧支脚中的一个被系紧在上述操作构件上、另一个弹簧支脚通过摆动构件系紧在与可转动地支承上述操作构件的一方相反一侧的摆动连杆上。并且，当拉动与上述操作构件相连接的变速钢丝索时，该操纵力通过扭转螺旋弹簧而传递给摆动连杆，由此，使摆动连杆相对于基座、向大直径链轮侧摆动，同时，使支架相对于基座移动，从而也使导向轮相对于基座移动，把链条转换到多片链轮中的大直径链轮侧上。相反，当放松变速钢丝索时，由扭转螺旋弹簧的弹性恢复力使摆动连杆相对于基座、向小直径链轮侧摆动，随此，由于支架相对于基座移动，从而使导向轮相对于基座移动，把链条转换到多片链轮中的小直径链轮侧上。

另外，在向大直径链轮侧进行变速时，在链轮不转动并处在停止的状态下，因有高于正常的链条换挡阻力的作用，扭转螺旋弹簧受变速钢丝索的操作拉力作用而弹性变形时，操作构件只对摆动连杆起摆动作用。支架仍处在变速前的位置。此后，当链轮开始转动时，链条换档阻力降低到正常值，这样，扭转螺旋弹簧由先前的弹性变形而积蓄了操作力，摆动构件开始向与操作构件的位置相对应的位置移动。随着这移动，支架也移动，使导向轮相对基座移动，从而将链条转换到所规定的大直径侧链轮上。

也就是说，在向小直径链轮侧变速时，扭转螺旋弹簧起到回程弹簧的作用。产生变速操作力，当向大直径链轮侧变速时，由于变速阻力大，扭转螺旋弹簧成为辅助弹簧，把操作力积蓄起来。可是，在上述的现有技术的结构中，当变速时，弹簧产生操作力情况下，弹簧的螺旋部分相互磨擦、这种磨擦力会抵消和弹簧自身本来积蓄的弹力相等的操作力，从而使这操作力在实际的链条换档中不起作用。而且，落入或附着在弹簧螺旋部分上的土和砂是很难脱落的，这同样也能使弹簧弹力损失。因此，为了克服这些现象，就采用能补偿弹簧弹力损失的具有强弹力的弹簧，这样，即使有弹力损失也能达到所要求变速。不过，这样一来，使克服弹簧弹力并在变速方向上进行的变速变成比所要求的还沉重。

本发明的目的在于提供一种不但具有回程弹簧的机能和辅助弹簧的机能，而且不增大操作力，还能适用于被设计成在变速位置以外的变速阻力比在变速位置上的阻力大的特殊齿轮的自行车用拨链器。

为了达到上述的发明目的所作出的本发明的自行车用拨链器是把包括连接上述变速钢丝索的连接件和靠接上述四连杆机构的靠接部分的变速操作构件可摆动地安装在上述的四连杆机构上，上述的回程弹簧是拉伸螺旋弹簧，它是能使上述变速操作构件趋向于上述变速操作构件的靠接部分靠接四连杆机构的方向上地与上述的变速操作构件和四连杆机构上连续地安装着。

采用上述的结构，当拉伸变速钢丝索时，上述的拉伸螺旋弹簧发生变形，其一边积蓄弹性恢复力、一边使四连杆机构变形，使支架相对于基座、向小直径链轮侧和大直径链轮侧的一方移动。因此，链条换档体随着支架一起移动，使链条转换到小直径链轮侧和大直径链轮侧的一侧上。并且，当放松变速钢丝索时，拉伸螺旋弹簧积蓄的弹性恢复力使变速操作构作的靠接部分靠上四连杆机构，使四连杆机构变形，使支架相对于基座向小直径链轮侧和大直径链轮侧的另一方移动。因此，使链条换档体随着支架一起移动，从而使链条挂到小直径链轮侧和大直径链轮侧的另一侧上。也就是说，当放松变速钢丝索时，拉伸螺旋弹簧成为回程弹簧，在与拉伸变速钢丝索引起变速的方向相反的方向上进行变速。

这里，为了使上述的拉伸螺旋弹簧在拉伸变速钢丝索进行变速时具有作为辅助弹簧的机能，把拉伸弹簧的强度设定成当高于正常值的变速阻力作用在链条换档体上时、使四连杆机构不变形，只有变速构件能单独进行摆动。这样，当拉伸变速钢丝索、进行变速时、在链轮不转动场合下、当将高于上述设定值的变速阻力作用在链条换档体上时，由于受变速钢丝索拉伸力作用，变速构件就单独地摆动，使拉伸螺旋弹簧变形，积蓄弹性恢复力，使四连杆机构不变形，将链条换档体仍保持在变速前的位置。这之后，当链轮开始转动、使变速阻力降低到正常值时、由拉伸螺旋弹簧积蓄的弹性恢复力形成的操作力使先行单独摆动的变速构件的靠接部分靠上四连杆机构使其变形，使支持构件随着移动，从而使链条换档体从变速前的位置移动到由变速构件和四连杆机构靠上所确定的位置，这样，链条就被转换到规定的链轮上。也就是说，当拉伸螺旋弹簧成为回程弹簧，在与变速方向相反方向上进行变速时，拉伸螺旋弹簧可成为辅助弹簧，积蓄操作力。因此，在回程弹簧上附加了辅助弹簧的机能，即，由于用一个弹簧就能兼有回程弹簧和辅助弹簧的作用，因而这与分别用两个独立的弹簧的情况相比，能使所要求的回程力设定值减小。

另外，由于拉伸螺旋弹簧与扭转螺旋弹簧相比，钢丝之间难产生磨擦，所以不易发生弹力损失。而且，即使土砂进入或附着在弹簧上，在拉伸弹簧变形、线材间产生间隙时，土砂也能从这间隙自然地拨落。因此，与现有技术中的扭转螺旋弹簧相比，在拉伸螺旋弹簧被土砂进入附着上的情况下，也难对弹簧的动作构成障碍。因此，不易发生弹力损失，即使回程弹簧在回程时输出的弹簧力比较弱，同样能用回程弹簧的回程操作进行所希望的变速、这样就能比较容易实现与回程弹簧的变速方向相反的方向上的变速。还由于弹簧力做得比较弱能带来其他的优点。即，利用把多个齿中的一部分齿加工成特殊的形状等方法、也就是设置容易进行链条转换的、特定的变速用位置上的特殊齿轮，当回程弹簧的弹簧力过强时，有时会产生链条与齿的形状无关地用一般的变速阻力比较大的齿变速的问题。不过，用本发明的拨链器，如上所述，由于可将弹力设定成比较弱，在变速的位置以外可不进行变速，在进行到变速用位置以前，能很好地进行操作力的积蓄，这样就能确实地只在变速用位置进行变速。换言之，即使在不是变速位置上的一般齿的变速阻力设定成比较小，在那里也不进行变速，使回程弹簧成为辅助弹簧，能很好地进行操作力的积蓄。

图1是本发明的自行车用后拨链器全体的主视图;

图2是四连杆机构的断面图;

图3至图5是本发明的回程弹簧的一系列连续动作的说明图;

图6是本发明的回程弹簧的配置件的断面图;

图7是本发明的另一实施例的后拨链器的四连杆机构的断面图。

下面，结合附图详细说明本发明的最佳实施例。

图1和图2表示了本发明的后拨链器的结构。安装着导向轮1和张紧轮2的导向板3能绕着轴P摆动地连接在支架4上，这支架4通过一对摆动连杆7、8与基座6连接，该基座6绕着轴B可相对摆动地连接在安装托架5上，该安装托架5安装在自行车车架14上。位于安装托架5和基座6的连接部位上的第1张紧弹簧9是使基座6相对安装托架5、可摆动地沿图1所示的X方向靠上、使支架4绕着轴B也在X方向摆动，通过导向轮1和张紧轮2使链条10保持张紧地动作。位于支架4和导向板3的连接部分上的第2张紧弹簧11、使导向板3相对于支架4、绕轴P、按图1所示的y方向摆动;使导向轮1和张紧轮2也绕轴P、沿y方向摆动;通过导向轮1和张紧轮2链条10仍能保持张紧地动作。在上述的基座6上可自由拆装地安装着一对调节螺栓12、13和能复盖这调节螺栓12、13的第1盖板C₁，而且，在上述的支架4上安装着复盖支架4的车体外侧端第2盖板C₂。

并且，这样构成的后拨链器，用如图1所示的安装托架5将其安装在自行车车架14上，并用由变速杆装置（图中未表示）引出的变速钢丝索15进行操作，就能使链条10转换地挂在后多级齿轮16的7片链轮G₁-G₇上。即，在安装托板5上的在与基座6连接端的相反端的端部加工出缺口安装孔5a，该缺口安装孔5a中可插入后轮中心轴17。也就是说，后轮中心轴17和安装托架5是同时拧紧在自行车车架14的后叉端部14a上的，这样，安装托架5就连接在自行车车架14上。通过这样的连接操作，后拨链器就安装在自行车车架14上。

如图2所示，由上述的基座6和支架4及一对摆动连杆7、8构成四连杆机构、通过转轴18将变速操作构件19装在摆动连杆7上，摆动连杆7是在一对摆动连杆7、8内的后多级齿轮16的小直径链轮侧的位置上，同时用回程弹簧20将变速操作构件19的有弹簧挂孔19a的安装部分和上述的支架4的由弹簧挂销4a构成的弹簧安装部分连接起来，所说的回程弹簧20是拉伸螺旋弹簧。通过保持架支承件21将外保持架22安装在基座6上，在变速操作构件19上设置着有钢丝索连接螺栓23的内钢丝索连接部分19b和能与摆动连杆7的内侧面靠接的靠接部分19c，这样就能用变速钢丝索15进行操作。

即，将变速钢丝索15的钢丝外皮的端部安装在外保持架22之中，这样就将其连接支持在基座6上，并且用上述的内钢丝索连接螺栓23将变速钢丝索15的内钢丝索15a拧紧固定，这样就将上述的内钢丝索15a连接在变速操作构件19的内钢丝索的连接部分19b上。并且，当拉伸或放松内钢丝索15a时，由于拉伸操作力或拉伸螺旋弹簧20的操作力的作用，使导向轮1沿车体横向移动，这样就能使链条10挂到后齿轮G₁-G₇中所希望的链轮上的操作位置上。

以下，以链条10挂在后齿轮G₁-G₇之中的外径最小的第7速链轮G₇上的第7速度状态和链条10挂在比上述第7速链轮G₇的外径大一点的第6速链轮G₆上的第6速度状态间的变速动作为例子来说明上述的拨链器的操作。

图3中，导向轮1位于第7速度位置A，链条10挂在第7速链轮G₇上，变速操作件19的靠操接部分19c，由於回程弹簧20的拉伸操作力的作用，使其与摆动连杆7靠接。后多级齿轮16处在转动中，在变速阻力处于正常状态下，从上述的状态拉伸内钢丝索15a时，回程弹簧20将拉伸操作力传递给支架4的弹簧挂接件4a上，从而对支架4进行拉伸，摆动连杆7仍在与变速操作构件19的靠接部分19c靠接情况下，随着变速操作构件19而摆动，当摆动行程与内钢丝索15a的操作行程相对应时，使摆动停止。也就是说，变速操作构件19通过内钢丝索15a的拉伸操作，从图3的操作位置成为图5的操作位置的同时，由基座6、支架4和摆动连杆7、8构成的四连杆机构通过回程弹簧20的拉伸，也随着从图3的状态变成图5的状态。这样，支架4相对基座6移动到后多级齿轮16的大直径链轮侧，从而使导向轮1从第7速度位置A移动到第6速度位置B。这时，为使支架4和摆动连杆7相对摆动，通过使变速操作构件19的弹簧连接点P₁和支架4的弹簧连接点P₂之间的间隔从图3的D₁增大变为图5的D₃，回程弹簧20一边不迟后地将来自内钢丝索15a的操作力递给支架4，一边被拉伸地弹性变形、积蓄回程操作力。

接着，不管后多级齿轮16的转动是否停止，即使后多级齿轮16在转动，在链条的换档阻力比第7速度链轮G₇的变速位置上的还大的非变速位置上，使链条10处于被推压时，在导向轮1上作用比较大的链条换档阻力的条件下，在拉伸内钢丝索15a时，如图4所示，只是变速操作构件19在内钢丝索15a的操作力作用下，绕轴18的轴心摆动，摆动连杆7相对于基座6并不摆动，也就是说，由基座6、支架4和摆动连杆7、8构成的四连杆机构不变形、导向轮1仍然保持在第7速度位置A上，另一方面，这期间由于支架4和摆动连杆7的相对摆动，变速操作构作19的弹簧连接点P₁和支架4的弹簧连接点P₂的间隔从图3的D₁增大变化到图4的D₂，从而使回程弹簧20拉伸变形。即，回程弹簧20成为辅助弹簧，并积蓄来自内钢丝索15a的拉伸操作力。并且，这之后，不管后多级齿轮16是否开始转动，在第7速度链轮G₇的变速用的位置上，进行推压链子10操作等，当导向轮1上作用的变速阻力低于正常值时，由回程弹簧20积蓄的操作力使摆动连杆7相对基度6摆动，由基座6、支架4和摆动连杆7、8构成的四连杆机构从图4的状态变成图5所示的变速操作构件19和摆动连杆7成靠接状态。这样，支架4相对基座6移动到大直径链轮侧、从而使导向轮1从操作位置A移动到操作位置B。

如图5所示，在导向轮1进到第6速度位置B、链子10挂在第6速度链轮G₈的状态下，由于回程弹簧20的拉伸操作力的作用，变速操作构件19的靠接部分19c与摆动连杆7靠接。当从这种状态放松操作内钢丝15a时，回程弹簧20用积蓄的回程操作力使摆动连杆7仍在靠着变速操作构作19的靠接部分19c的情况下，随着变速操作构件19而摆动、当内钢丝索15a把放松解除，成为拉伸地支持变速操作构件19的状态时，摆动连杆7停止摆动。即，由于来自回积弹簧20的恢复力的回程操作力的作用，变速操作构件19从图5的操作位置转换到图3的操作位置，与此同时，由基座6、支架4和摆动连杆7、8构成的四连杆机构也从图5的状态变成图3的状态。为此，支架4相对基座6移动到后多级齿轮16的小直径链轮侧，从而使导向轮1从第6速度位置B移动到第7速度位置A。

上述的保持架支承件21通过将一对摆动连杆7、8可转动地安装在基座6上的转轴24、25连接在基座6上。即，还将上述的转轴24、25作为连接轴使用，用其将保持架支承件21连接在基座6上。

上述的变速操作构件19被加工成如图2和图6所示的。即，在设有用上述的转轴18将其安装在摆动连杆7上的轴孔19d及上述的弹簧吊挂孔19a的构件19和与形成上述内钢丝索连接部位19b的构件部分上下方向相互重叠状态下构成。也就是说，内钢丝索的连接部分19b和回程弹簧20是成上下平列状态下，利用这样组装的变速操作构件19，从而使回程弹簧20的两侧包围在摆动连杆7、8之间，这样的设置就能使砂土等难于附着在回程弹簧20上。

而在上述一对的调节螺栓12、13的一方与大直径链轮侧的摆动连杆7靠接，使摆动连杆7的摆动界限设定在规定的位置，这样，导向轮1在车体内侧的行程终点被设定了，另一方面，当与小直径链轮侧的摆动连杆8靠接，使摆动连杆8的摆动界限设定在规定的位置，这样，导向轮1在车体外侧的行程终点也被设定了。也就是说，用调节螺栓12、13调节摆动连杆7、8的摆动界限、就能分别调节支架4相对于基座6沿车体横向移动的行程、支架4相对基座6沿车体横向移动的行程终点及支架4向小直程链轮侧移动时的行程终点，这样，在变速操作时，导向轮1就能移动到规定的操作位置上，使链子10在全部的链轮G₁-G₇中能准确地进行换档调节。

上述实施例的结构，是将变速操作构件19和摆动连杆7的转轴18和将摆动连杆7的可转动地安装在基座6上的转轴24上的连杆部分设置在连杆不同的部分上。也就是说，摆动连杆7的与基座6连接的位置和变速操作构件19支承在连杆上的部分是不同的。不过，也可采用如图7所示的结构来实施。即，将变速操作构件19可转动地安装在摆动连杆7和基座6的转轴24上，这样，上述转轴24就被做成使变速操作构件19可转动地安装在摆动连杆7上的结构，并且，做成将变速操作构件19可转动地安装在摆动连杆7上的转轴与将摆动连杆7可转动地安装在基座6的转轴置于同一轴心上的结构。

也可以将变速操作构件可转动地装在小直径链轮侧的摆动连杆上。

另外，也可以将变速操作构件可转动地安装在基座上。

重要的是，变速操作构件必须是可转动地安装在构成四连杆机构的基座和支架及一对摆动连杆之中的任意一个上，也可做成回程弹簧使支架向大直径链轮侧和小直径链轮侧的一方回程的同时，当与该回程相反方向上进行变速操作时能起辅助弹簧的作用。因此，可以说是把变速操作构件19能独立自由摆动地安装成四连杆机构的，而靠接部分19c可称为对应于四连杆机构的靠接部分。

本发明也适用于前拨链器。因此，导向轮1可以叫做链条换档体1。

Claims (9)

1、自行车用拨链器，它是通过操作变速钢丝索(15a)使链子在大直径链轮和小直径链轮之间转换位置的，包括以下的构件：

(A)含有可与自行车车体连接的基座(6)、支架(4)及连接上述的支架(4)和基座(6)的一对摆动连杆(7)、(8)的四连杆机构；

(B)被固定在上述的支架(4)上的链条换档体(1)、上述的链条换档体(1)通过上述的四连杆机构的变形，进行上述的转换位置动作；

(C)使上述的支架(4)向一个方向靠的回程弹簧(20)；

其特征在于：连接上述的变速钢丝索(15a)的变速操作构件(19)可相对位移地被安装在上述的四连杆机构上，上述的变速操作构件(19)可在上述的四连杆机构靠接的第1姿态和解除靠接的第2姿态之间位移；

上述的回程弹簧(20)是一端与上述的变速操作构件(19)连接，另一端与上述的四连杆机构连接的拉伸螺旋型回程弹簧(20)，上述的回程弹簧(20)通过上述的变速操作构件(19)使上述的四连杆机构变形，由此使上述的支架(4)靠向一个方向；

通过与上述的变速操作构件(19)相对应的变速钢丝索(15a)的操作，上述的变速操作构件(19)通过回程弹簧(20)使上述的支架(4)朝着与上述的一个方向相反的方向位移。

2、根据权利要求1的自行车用拨链器，其特征在于，上述的变速操作构件（19）是相对于上述的四连杆机构可摆动地被支持着的。

3、根据权利要求2的自行车用拨链器，其特征在于，上述的变速操作构件（19）实质上是在上述的四连杆机构的变形的平面内摆动的。

4、根据权利要求2或3的自行车用拨链器，其特征在于，上述的变速操作构件（19）是可摆动地支持在上述的一对摆动连杆（7）、（8）的一方上的，上述的靠接部分（19c）与上述的一对摆动连杆（7）、（8）的一方靠接，上述的回程弹簧（20）的另一端与上述的支架（4）连接着。

5、根据权利要求2、3或4的自行车用拨链器，其特征在于，上述的变速操作构件（19）被支持在位于上述的小直径链轮侧的摆动连杆（7）上，上述的回程弹簧（20）使上述的支架（4）靠向上述的小直径链轮侧。

6、根据权利要求2的自行车用拨链器，其特征在于，上述的变速操作构件（19）的摆动轴心和上述的一对摆动连杆（7）、（8）的一方相对于上述基座（6）的摆动轴心是同心的。

7、根据上述权利要求中的任意一项的自行车用拨链器，其特征在于，上述的回程弹簧（20）实质上被支持在上述的变速操作构件（19）上，能被收容在由上述的一对摆动连杆（7）、（8）形成的空间里。

8、根据上述权利要求中的任意一项的自行车用拨链器，其特征在于，上述的变速操作构件（19）含有相互在上下方向上分开的上平板部分和下平板部分;上述的回程弹簧（20）与上述的上平板部分连接，上述的连接部分（19b）设置在上述的下平板部分上。

9、根据上述权利要求中的任意一项的自行车用拨链器，其特征在于，当存在超过上述的四连杆机构的变形的阻力时，上述的变速钢线索的操作实质上不使上述的四连杆机构变形，只能使上述的变速操作构件相对上述的四连杆机构摆动地位移。

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