TWI843559B

TWI843559B - 自行車撥鏈器結構

Info

Publication number: TWI843559B
Application number: TW112117201A
Authority: TW
Inventors: 峰平林
Original assignee: 峰平林
Filing date: 2023-05-09
Publication date: 2024-05-21

Abstract

一種自行車撥鏈器結構，配置於一車架並對應一飛輪單元，該撥鏈器結構設有至少一支撐桿、一螺桿、一張力桿、一撥鏈單元、一驅動單元，該張力桿藉一端內部設一彈性件而可彈性擺動狀設於該支撐桿，該撥鏈單元設有二保護板、一第一導輪、一第二導輪，兩保護板螺接於該螺桿，該第一導輪、該第二導輪設於兩保護板之間。產生之有利效益：藉螺桿驅動該撥鏈單元使其移動、轉動，能帶動飛輪單元上之鏈條與撥鏈單元對齊，避免鏈條側彎以獲得最大效率，且變速換檔順暢，可增添更多不同速比之飛輪，可增加變速之檔數；提供撥鏈單元張力之彈性件沒有直接曝露在外，且藉保護板保護該第一導輪、該第二導輪，降低損壞、故障機率；避免撥鏈單元與地面的距離過短，減少衝擊損壞。

Description

自行車撥鏈器結構

本發明係有關於一種撥鏈器結構，特別是指其為一種藉由螺桿驅動撥鏈單元，避免鏈條側彎以獲得最大效率，變速換檔順暢，能夠達到變速之檔數更多，降低損壞、故障機率，避免撥鏈單元與地面的距離過短，減少碰撞地面衝擊損壞的自行車撥鏈器結構。

自行車之變速系統可說是自行車構造中最重要的部份，其主要功能是將騎士腳部踩踏的力量轉換成自行車動力，自行車之變速系統包含前撥鏈器及後撥鏈器，其機構上的要求必須精密且耐衝擊。

自行車之後撥鏈器其構造及原理，主要係移動後變速桿，變速桿拉緊變速線，藉變速線來移動後撥鏈器中之撥鏈輪，將鏈條移動到不同大小(即不同速比)的飛輪上，撥鏈器中設有兩個導輪，其中一個導輪可做為張力輪，可令鏈條不會因換檔時忽鬆忽緊。

但是上述常見之自行車後撥鏈器，具有至少以下之缺點：

1.鏈條前方為鏈接於曲柄齒輪盤，鏈條後方則鏈接於飛輪，飛輪上之鏈條與撥鏈器必須對齊以獲得最大效率，實際上通常在中速檔時對齊良好，但是在高、低速檔時則左右偏移較多，錯位導致鏈條側彎，這會產生摩擦並降低效率，變速換檔時常常卡住、不順暢，因此不容易變速換檔，也不利於再增加不同速比之飛輪。

2.撥鏈器安裝在後輪輪轂的底部，沒有封閉而直接曝露，直接地與塵土、泥水等接觸，特別是用來提供撥鏈器撥鏈張力之拉伸彈簧容易發生鏽蝕現象，而造成損壞、故障。

3.撥鏈器其底部導輪距離地面很近，很容易受到衝擊損壞。

爰是，本發明人基於產品不斷研究創新之理念，乃本著多年從事產品設計、開發的實務經驗，以及積極潛心研發思考，經由無數次之實際測試、實驗，致有本發明之產生。

本發明之目的，係在提供一種藉由螺桿驅動撥鏈單元，避免鏈條側彎以獲得最大效率，變速換檔順暢，能變速之檔數更多，降低損壞、故障機率，避免撥鏈單元與地面的距離過短，減少碰撞地面衝擊損壞的自行車撥鏈器結構。

為達上述之目的，本發明自行車撥鏈器結構係配置於一車架並對應一飛輪單元，該自行車撥鏈器結構設有至少一支撐桿、一螺桿、一張力桿、一撥鏈單元、一驅動單元所組成，其中，該支撐桿一端設於車架；該螺桿一端設於該支撐桿；該張力桿一端內部設有一彈性件，藉該彈性件使該張力桿可彈性擺動狀設於該支撐桿，該張力桿另一端設一導引桿；該撥鏈單元設有二保護板、一第一導輪、一第二導輪，兩保護板結合成一體，並同時一部份螺接於該螺桿，另一部份供導引桿活動狀穿設在其中，該第一導輪、該第二導輪設於兩保護板之間，並使鏈條繞設該第一導輪、該第二導輪；該驅動單元設於該支撐桿，用以驅動該螺桿轉動。

本發明產生之有利效益如下：

1.藉螺桿驅動該撥鏈單元使其移動、轉動，帶動飛輪單元上之鏈條與撥鏈單元對齊，避免鏈條側彎以獲得最大效率，且變速換檔順暢，可增添更多不同速比之飛輪，可增加變速之檔數。

2.提供撥鏈單元張力之彈性件主體部份沒有直接曝露在外，且藉保護板保護該第一導輪、該第二導輪，降低損壞、故障機率。

3.避免撥鏈單元與地面的距離過短，減少衝擊損壞。

以下僅藉由具體實施例，且佐以圖式作詳細之說明，俾使貴審查委員能對於本發明之各項功能、特點，有更進一步之了解與認識。

1:自行車撥鏈器

2:車架

3:飛輪單元

4:鏈條

10:支撐桿

11:套孔

12:孔座

13:卡槽部

14:止擋部

15:樞軸

16:張緊器

17:軸扣

20:螺桿

21:螺牙部

22:多邊形部

30:張力桿

31:彈性件

32:導引桿

33:突緣

40:撥鏈單元

41:保護板

42:第一導輪

43:第二導輪

44:螺套

45:軸套

46:軸體

50:驅動單元

51:線輪

52:變速線

53:螺帽

54:扭力彈簧

55:墊片

56:伺服減速馬達

511:多邊形孔

561:輸出軸

57:驅動套

第1圖係本發明之立體構造分解圖。

第2圖係本發明之立體圖。

第3圖係本發明之側視圖。

第4圖係本發明之俯視圖。

第5圖至第8圖係本發明之使用例圖。

第9圖係本發明螺桿、導引桿相對於飛輪單元之轉軸構成平行狀之實施例圖。

第10圖係本發明螺桿、導引桿相對於飛輪單元之轉軸構成傾斜角度狀之另一實施例圖。

第11圖係本發明另一構造實施例圖。

第12圖係本發明再一不同安裝構造實施例圖。

請參第1至4圖所示，本發明自行車撥鏈器1配置於車架2並對應於飛輪單元3，該自行車撥鏈器1結構設有至少一支撐桿10、一螺桿20、一張力桿30、一撥鏈單元40、一驅動單元50所組成。以下將做詳細說明：該支撐桿10，一端設於該車架2。

該螺桿20，一端設於該支撐桿10。

該張力桿30，一端內部設有一彈性件31，藉該彈性件31使該張力桿30可彈性擺動狀設於該支撐桿10，該張力桿30另一端設一導引桿32。

該撥鏈單元40，設有二保護板41、一第一導輪42、一第二導輪43，兩保護板41結合成一體，並同時一部份螺接於該螺桿20，另一部份供導引桿32活動狀穿設在其中，該第一導輪42、該第二導輪43設於該等保護板41之間，並使鏈條4繞設該第一導輪42、該第二導輪43。

該驅動單元50，設於該支撐桿10，用以驅動該螺桿20轉動。

該支撐桿10之一端設一套孔11，藉套孔11套接於該車架2。

該支撐桿10一側設有同心圓狀之一孔座12、一卡槽部13，該張力桿30一端之一側設有一突緣33，突緣33內部形成一凹槽供裝設彈性件31，將突緣33活動狀樞接於該孔座12，而彈性件31為扭力彈簧，將彈性件31一端卡掣固定於該卡槽部13，彈性件31另一端則穿設該突緣33並固接在該張力桿30表面。

據此，提供撥鏈單元40撥鏈張力之彈性件31主體部份狀似隱藏狀沒有直接曝露在外部，不會直接與塵土、泥水等接觸，避免發生鏽蝕現象，可降低自行車撥鏈器損壞、故障機率。

因此，藉彈性件31之彈力作用使該張力桿30可保持朝一方向彈性狀擺動，且可藉由導引桿32提供撥鏈單元40撥鏈張力；而當撥鏈單元40其移動、轉動進行撥鏈換檔變速動作(請配合參第5、6圖所示)，將鏈條4移動到不同大小的飛輪時，藉導引桿32的作用力可使該張力桿30朝反方向彈性狀擺動，此時張力桿30之彈性件31可儲存彈性回復力，同時也透過導引桿32提供撥鏈單元40撥鏈張力，而當導引桿32的作用力減低時，該張力桿30藉彈性力而可呈彈性回復狀。

進一步說明，當撥鏈單元40其移動、轉動進行撥鏈換檔變速動作，將鏈條4移動到不同大小的飛輪時，該張力桿30可呈彈性狀擺動並透過導引桿32提供撥鏈單元40撥鏈張力，撥鏈單元40以適當的力量撐緊鏈條4，如此令鏈條4不會因撥鏈換檔變速時發生忽鬆忽緊情形。

該支撐桿10一側設有一止擋部14，用以止擋該張力桿30，進而可對該張力桿30給予限位作用。

因此，藉止擋部14可避免張力桿30因彈性件31之彈力作用而超過預定角度之擺動。

該支撐桿10被一樞軸15穿設，該樞軸15活動樞接一張緊器(tensioner)16，該樞軸15一端設有一軸扣17扣合，達到止擋該支撐桿10表面，以限制該樞軸15、該張緊器16於一位置而不會滑脫，該張緊器16可選自彈性材料之彈性滑輪，並將張緊器16表面抵接於張力桿30一端之突緣33上。

據此，當自行車行駛於顛簸、崎嶇路面產生衝擊力進而衝擊彈跳該張力桿30時，該張緊器16可稍轉動且與突緣33之間可產生摩擦阻力、黏滯力，而能對該張力桿30施以緩衝作用降低擺動角度，避免該張力桿30不當、過大之擺動及晃動而致鏈條4跳脫。

該撥鏈單元40之二保護板41藉一螺套44接合而結合成一體，同時藉該螺套44螺接該螺桿20。因此，當螺桿20轉動產生之導螺作用可帶動該撥鏈單元40達到推進作用。

該撥鏈單元40之二保護板41藉一軸套45接合而結合成一體，同時藉軸套45供導引桿32活動狀穿設在其中。

當撥鏈單元40移動、轉動時，該導引桿32具有導引作用，且張力桿30、撥鏈單元40彼此間之作用力可藉由該導引桿32來傳動。

該第一導輪42、該第二導輪43藉由軸體46之穿設而活動樞接於兩保護板41之間。

該驅動單元50為一手動控制構造，該驅動單元50設有一線輪51、一變速線52、一螺帽53、一扭力彈簧54、一墊片55，該變速線52一端固定並繞設於該線輪51，該變速線52另一端連接一設於車把之傳統手動撥檔器(圖中未示)，該線輪51設有一多邊形孔511，而該螺桿20一端設有一螺牙部21、一多邊形部22，該螺桿20穿設樞接於該支撐桿10後，螺牙部21與螺帽53螺接結合，該多邊形部22與多邊形孔511相互套接，用以使螺桿20與線輪51結合並固定，而扭力彈簧54一端固定於該線輪51，該扭力彈簧54另一端固定於支撐桿10側面，用以當變速線52拉動或鬆放線輪51轉動後，藉扭力彈簧54釋放之彈性回復力，使線輪51可以保持撐緊變速線52，而墊片55設於該支撐桿10一側表面與線輪51之間，用以產生防磨作用。因此，騎士可藉由手動撥檔器之撥動，經由該變速線52拉動該線輪51轉動，進而驅動該螺桿20進行轉動。

上述為本發明之各部構件及其組成方式介紹，以下再將本發明之使用實施例、特點、效益介紹如下：

請參第3至7圖所示，當騎士欲進行變速換檔時，即將鏈條4移動到不同大小(不同速比)的飛輪，藉由驅動單元50驅動該螺桿20朝一方向進行轉動，進而配合該導引桿32而驅動該撥鏈單元40使其移動、轉動，撥鏈單元40同時帶動飛輪單元3上鏈條4與撥鏈單元40對齊，同時撥鏈單元40以適當的力量撐緊鏈條4，令鏈條4不會因撥鏈換檔變速時發生忽鬆忽緊情形，避免鏈條4側彎以獲得最大效率，且變速換檔順暢，可增添更多不同速比之飛輪，可增加變速之檔數。

請參第8圖所示，當騎士欲進行變速換檔，藉由驅動單元50驅動該螺桿20朝另一方向進行轉動時，即驅動該撥鏈單元40朝原來位置移動、轉動，也就是撥鏈單元40可順暢地將鏈條4由較大徑之飛輪移動到較小徑之飛輪，或者由較小徑之飛輪移動到較大徑之飛輪。

本發明有利效益在於：提供撥鏈單元40張力之彈性件31主體部份沒有直接曝露在外，且藉保護板41保護該第一導輪42、該第二導輪43，降低損壞、故障機率。同時達到縮短撥鏈單元40之第一導輪42、第二導輪43與地面之距離過短，減少衝擊損壞。

請參第9圖所示，於一實施例，該螺桿20、導引桿32相對於該飛輪單元3之轉軸構成平行狀，進而使該撥鏈單元40具有平行移動行程。

請參第10圖所示，於另一實施例，該螺桿20、導引桿32相對於該飛輪單元3之轉軸構成傾斜角度狀，進而使該撥鏈單元40具有斜角移動行程，其斜角移動行程從該飛輪單元3之較大徑飛輪到較小徑飛輪呈傾斜角度移動。

請參第11圖所示，再於另一實施例，該驅動單元50為一自動控制構造，該驅動單元50設有一伺服減速馬達56、一驅動套57，其中該伺服減速馬達56藉由螺件鎖固在該支撐桿10一側表面，伺服減速馬達56設有多角形輸出軸561，該驅動套57設於該螺桿20一端並與該輸出軸561加以配合套接固定。因此，伺服減速馬達56可使輸出軸561以較低轉速轉動，經由該驅動套57而可驅動該螺桿20進行轉動，達到以自動控制方式驅動該螺桿20之目的，進而使該撥鏈單元40具有電動撥鏈的效果。而騎士可藉由電動換檔器以無線或有線方式來操控該伺服減速馬達56。

請參第12圖所示，再於一實施例，該張力桿30與撥鏈單元40距離地面呈趨近於水平狀裝設，使該撥鏈單元40變速時行程朝遠離地面方向擺動。據此，該張力桿30與撥鏈單元40不使用時及換檔變速時之最低位置限制於趨近於水平狀，可與地面之間隨時保持較長之距離，當自行車轉彎或行駛於顛簸、崎嶇路面時，可降低該張力桿30與該撥鏈單元40所受到地面之衝擊損壞。

綜上所述，本發明自行車撥鏈器結構設計，藉由螺桿驅動撥鏈單元，避免鏈條側彎以獲得最大效率，達到變速換檔順暢，能變速之檔數更多，且能縮短撥鏈單元與地面之距離，減少衝擊損壞的疑慮，具有產業上利用之價值，爰依法提出專利申請。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍；故，凡依本發明申請專利範圍及發明說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。