具有多方向釋放操作的自行車變速換擋機構的製作方法

2023-05-13 11:08:01

專利名稱：具有多方向釋放操作的自行車變速換擋機構的製作方法
具有多方向釋放操作的自行車變速換擋機構技術領域：
本發明涉及一種自行車變速機構，更特別而言，本發明涉及到一種具有多方向釋放功能的自行車變速機構。背景技術：
撥杆式自行車變速系統主要包括一個固定在自行車把手上的固定環，一個用於捲起或釋放變速拉線的捲軸，一個用於捲起(拉緊)變速拉線操作的張緊撥杆，一個用於釋放(鬆開)變速拉線操作的釋放撥杆。對於這類自行車變速控制機構而言，一部分機構採用向同一方向扳動張緊撥杆或釋放撥杆來實現變速功能，一部分機構是採用向不同方向扳動張緊撥杆或釋放撥杆來實現變速功能。但是對於一些騎行者而言，希望能有同時具備兩種操作方式的變速機構既可以用拇指向同一方向推動張緊撥杆或釋放撥杆達到變速功能，又可以用拇指推動張緊撥杆， 用食指拉動釋放撥杆達到變速功能。專利號為US7，762，157的美國專利，披露了具有這種功能的變速換擋機構，騎行者可以使用拇指向同一方向推動張緊撥杆或釋放撥杆變速；同時也可以用拇指推動張緊撥杆，用食指向相反方向拉動釋放撥杆達到相同的變速功能。在該機構中，釋放撥杆可以向兩個相對方向運動來達到相同的變速功能。為實現這個功能， 該釋放機構裝備了一個輸入件，一個與之配合的執行件，一個具有扇形齒的定位盤，和一個與定位盤保持嚙合的棘爪單元。輸入件通過一個樞軸固定在支承底板上並圍繞樞軸向不同方向轉動，執行件通過另一個樞軸固定在支承底板上並圍繞該樞軸轉動，棘爪單元通過又一個樞軸固定在支承底板上並圍繞該樞軸轉動。當使用者向不同方向扳動輸入件上的手柄時，輸入件壓迫執行件向同一方向轉動，執行件在轉動的同時壓迫棘爪單兀轉動，使棘爪單元與定位盤上的扇形齒的嚙合產生瞬間脫離，在彈簧力的作用下定位盤也會相應的轉動來實現變速的功能。為實現上述功能，需要有三條樞軸才能實現，其中輸入件和執行件需要圍繞不同的樞軸轉動，每個樞軸之間必須有足夠的空間，同時需要許多部件，例如輸入件， 執行件，樞軸，棘爪單元等。這麼多尺寸和形狀要相互協調的部件不僅要求相當高的生產成本，安裝成本以及相應的在變速器殼體內的安裝空間；而且這麼多部件在生產時的工藝要求和組裝要求高，在變速過程時容易出現因部件之間動作不協調而導致實現不了變速，帶來維修機率增多。由於上述原因，需要一種能克服上述技術問題的自行車變速換擋新機構。
發明內容
本發明的目的是在於克服現有技術的不足，提供了一種結構更合理、使用穩定、生產成本和安裝成本低的具有多方向釋放操作的自行車變速換擋機構，其大大減少了零部件的數量和安裝空間和整體的重量。為了解決上述存在的技術問題，本發明採用下述技術方案
一種具有多方向釋放操作的自行車變速換擋機構，包括
將變速換檔機構安裝到自行車上的固定環；
安裝到固定環上的上、下支承板，在上、下支承板之間連接有主軸；
由鋼絲捲軸、定位盤、張緊棘輪組成的整體組件,和使整體組件復位的組件復位扭簧；所述的組件復位扭簧和整體組件穿過套在主軸中部的襯套設在上、下支承板之間，在定位盤和張緊棘輪的外圓周上分別設有扇形分布的外齒；
張緊撥杆和使撥杆復位的撥杆扭簧，所述的張緊撥杆通過與主軸連接的主軸螺母安裝在下支承板底部；
設在位於張緊撥桿頭部的棘爪軸上的與張緊棘輪上的外齒相匹配的張緊棘爪；
其特徵在於
在定位盤上設有扇形槽，在該扇形槽中設有與定位盤外周上的外齒相錯開的呈扇形分布的內齒；
在下支承板上設有樞軸，在該樞軸上設有釋放撥杆、棘爪單元和棘爪單元復位扭簧，所述的釋放撥杆通過大扇形孔、棘爪單元通過圓孔套在樞軸外；在所述棘爪單元的上方設有供釋放撥杆上的小扇形孔繞之滑動的銷軸，下方設有能分別與定位盤上的外、內齒相錯嚙合的外、內棘爪；所述的釋放撥杆的尾部為便於操作的手柄，前部是能作用在下支承板的施力部。在對上述具有多方向釋放操作的自行車變速換擋機構的改進方案中，在所述下支承板上設有供釋放撥杆前部作用在其上的凸起部分。在對上述具有多方向釋放操作的自行車變速換擋機構的改進方案中，在所述棘爪單元上方的銷軸是軸類或凸臺類。與現有技術相比，本發明的有益效果是I)、由於它是利用同一條樞軸上的釋放撥杆和棘爪單元來操作退檔動作，然後由棘爪單元上的外、內齒與定位盤外、內圓周上呈扇形分布並相錯開的外、內棘爪之間對應地嚙合和脫離嚙合來實現定位盤轉動後釋放拉線來退檔變速的，因此只需要作為輸入件的釋放撥杆，而省去了執行件和另外兩條樞軸，也就是說節省三個部件，這可使整個變速機構設計得小巧，節省安裝空間及減輕變速器的整體重量， 從而降低生產成本和安裝成本；2)、與此同時，省去了兩條樞軸後的退檔操縱方式，帶來在變速過程中的動作更加協調和靈活，大大降低了維修機率，所以本發明的結構更加合理和緊湊，使用更加穩定。下面結合附圖與具體實施方式
對本發明作進一步的詳細描述


圖I是本發明實施例的立體示意圖2是本發明實施例的組裝示意圖3是本發明實施例的棘爪單元與定位盤在正常狀況下的嚙合狀態圖(由底部往上
看);
圖4是本發明實施例的釋放撥杆的立體示意圖5是本發明實施例的棘爪單元的立體示意圖6示出了當釋放撥杆向順時針(第一)方向運動時，釋放撥杆與棘爪單元以及定位盤之間的運動關係；
圖7示出了當釋放撥杆向逆時針(第二)方向運動時，釋放撥杆與棘爪單元以及定位盤之間的運動關係。具體實施方式

本發明為一種具有多方向釋放操作的自行車變速換擋機構，如圖I所示，包括將變速換檔機構安裝到自行車把手上的固定環3 ；
通過螺釘6安裝到固定環3上的上、下支承板2、14，在上、下支承板2、14之間連接有主軸I ;
由鋼絲捲軸8、定位盤7和張緊棘輪12不可互相轉動地裝在一起所組成的整體組件， 以及使整體組件復位的組件復位扭簧4，所述的組件復位扭簧4和整體組件穿過套在主軸I 中部的襯套5設在上、下支承板2、14之間，整體組件繞襯套5轉動，在定位盤7和張緊棘輪 12的外圓周上分別設有扇形分布的外齒7a、12a，定位盤7的外齒7a和張緊棘輪12的外齒 12a以主軸為圓心來分布在不同位置的半圓上，在圖I中，它大致分布在上、下半圓上；
張緊撥杆18和使撥杆復位的撥杆扭簧16，所述的張緊撥杆18通過與主軸I連接的主軸螺母19安裝在下支承板14底部，使張緊撥杆18繞主軸螺母19轉動；
設在位於張緊撥杆18頭部的棘爪軸20上的與張緊棘輪12上的外齒12a相匹配的張緊棘爪10和棘爪復位扭簧(圖中未示出)，當使用者推動張緊撥杆18完成上檔操作時，安裝在張緊撥杆18上的張緊棘爪10與張緊棘輪12上的外齒12a嚙合，然後推動張緊棘輪12繞主軸I旋轉，由於張緊棘輪12，捲軸8和定位盤7是安裝成不可互相轉動的一個整體組件， 因此當張緊棘輪12旋轉時也相應的帶動捲軸8和定位盤7隨之繞主軸轉動，從而使捲軸8 上的變速鋼線收緊，達到變速的功能。對於變速換擋機構中的張緊機構是公有技術，對於本領域的技術人員而言是顯而易見的，本文不做過多的描述。而在本發明中,在定位盤7上設有扇形槽7c,在該扇形槽7c中設有與定位盤7外周上的外齒7a相錯開的呈扇形分布的內齒7b ；
在下支承板14上設有樞軸17，在該樞軸17上設有釋放撥杆9、棘爪單元13和棘爪單元復位扭簧15，所述的釋放撥杆9通過大扇形孔9e、棘爪單元13通過圓孔13c套在樞軸17 外；在所述棘爪單元13的上方設有供釋放撥杆9上的小扇形孔9d繞之滑動的銷軸11，下方設有能分別與定位盤7上的外、內齒7a、7b相錯嚙合的外、內棘爪13a、13b，其中外棘爪 13a在棘爪單元復位扭簧15的作用下和定位盤7上的外齒7a保持長久嚙合。當定位盤7 在張緊棘爪10的帶動下繞主軸I旋轉時，也就是所說的上檔操作時，棘爪單元13上的外棘爪13a和定位盤7上的某一指定的外齒7a嚙合並保持在相應的位置，達到操作者需要的檔位，同時在外棘爪13a與外圓周的外齒7a的嚙合作用下，阻止定位盤7在彈簧彈力作用下迴轉。如圖4所示，所述的釋放撥杆9的尾部為便於操作的手柄9a，前部是能作用在下支承板14上的施力部9f，在本實施例中，如圖6所示，在所述下支承板14上設有供釋放撥杆9 前部作用在其上的凸起部分14a。在使用時，為完成變速換擋機構的多向釋放操作，下面通過圖6及圖7做詳細的說明。在圖6中，當操作者扳動釋放撥杆9向箭頭所示的順時針(第一)方向運動時，釋放撥杆 9上較大扇形孔9e的一側9c部分圍繞樞軸17轉動，同時釋放撥杆上的小扇形孔9d壓迫棘爪單元上的銷軸11向一側運動，從而帶動棘爪單元13也圍繞樞軸17同步向一側運動， 這時棘爪單元上的外棘爪13a與定位盤上外圓周上的外齒7a在力的作用下脫離嚙合，但是棘爪單元上的另一個相對的內棘爪13b則與定位盤內圓周上的內齒7b隨著棘爪單元的運動進入嚙合。由於定位盤內排圓周上的內齒7b和外排圓周上的外齒7a的布置是相互錯開的，即當外棘爪13a與外齒7a脫離嚙合而內棘爪13b與內齒7b嚙合時，外棘爪13a的尖點剛好離開並躍過外齒7a的最高點，當操作者鬆開施加在釋放撥杆上的力時，在棘爪單元復位扭簧15的彈簧力作用下，釋放撥杆會回到正常位置，通過釋放撥杆上小扇形孔9d施加給棘爪單元上銷軸11的力也隨之消失，在棘爪單元復位扭簧15的扭力作用下，棘爪單元13 上的內棘爪13b與定位盤上的內齒7b脫開嚙合，而外棘爪13a由於躍過並離開前一嚙合外齒7a的最高點，在棘爪單元復位扭簧15作用下，外棘爪13a與定位盤上外排圓周的下一個外齒7a進入嚙合並保持定位盤在相應的位置，完成第一個方向即順時針的退檔操作。在圖7中，當使用操作者按箭頭所示向與第一方向相反的逆時針(第二)方向推動釋放撥杆時，釋放撥杆9上的施力部9f先與下支承板14上的凸起部分14a接觸，阻止釋放撥杆圍繞樞軸17的進一步轉動，這時在操作者推力的作用下，釋放撥杆的運動軌跡變成沿大扇形孔9e繞樞軸17滑動，當釋放撥杆滑動到較大扇形孔的另一側9b處時，釋放撥杆本身也相應的向一側移動了一個距離，因此相應的由釋放撥杆上較小扇孔9d壓迫棘爪單元 13上的銷軸11也隨之移動，從而帶動棘爪單元圍繞樞軸17同時向一側運動，這時棘爪單元的外棘爪13a與定位盤外圓周上的外齒7a在力的作用下脫離嚙合，但是棘爪單元上的另一個相對的內棘爪13b則與定位盤扇形槽7c上的內齒7b隨著棘爪單元的運動進入嚙合。由於定位盤上的內齒7b和外齒7a的布置是相互錯開的，即當外棘爪13a與外齒7a脫離嚙合而內棘爪13b與內齒7b嚙合時，外棘爪13a的尖點剛好離開並躍過外齒7a的最高點，當操作者鬆開施加在釋放撥杆上的力時，在彈簧力的作用下，釋放撥杆會回到正常位置，通過釋放撥杆上的小扇形孔9d施加給棘爪單元上銷軸的力也隨之消失，在棘爪單元復位扭簧15 的扭力作用下，棘爪單元上的內棘爪13b與定位盤上的內齒7b脫開嚙合，而外棘爪13a由於躍過並離開前一嚙合外齒7a的最高點，在棘爪單元復位扭簧15作用下，外棘爪13a與定位盤上外排圓周齒的下一個外齒7a進入嚙合並保持定位盤在相應的位置，完成第二個方向即逆時針的退檔操作。從上可以看出，使用者可以根據自己的使用習慣用拇指順時針或用食指逆時針操縱釋放撥杆9來退檔變速，所以它具有多方向釋放操作變速功能。綜上所述，本發明是利用同一條樞軸17上的釋放撥杆9和棘爪單元13來操作退檔動作，然後由棘爪單元13上的外、內齒13a、13b與定位盤7上呈扇形分布並相錯開的外、 內齒7a、7b之間對應地嚙合和脫離嚙合來來實現定位盤轉動後釋放拉線來退檔變速的，只需要作為輸入件的釋放撥杆9，而省去了專利號為US7，762，157的美國專利中所必須的執行件和另外兩條樞軸，也就是說節省三個部件，這可使整個變速機構設計得小巧，節省安裝空間及減輕變速器的整體重量，從而降低生產成本和安裝成本；與此同時，省去了兩條樞軸後的退檔操縱方式，帶來在變速過程中的動作更加協調和靈活，大大降低了維修機率，所以本發明的結構更加合理和緊湊，使用更加穩定。在本實施例中，如圖I所示，在所述棘爪單元13上方的銷軸11是為圓軸類，當然， 它也可以是凸臺類。儘管參照上面實施例詳細說明了本發明，但是通過本公開對於本領域技術人員顯而易見的是，在而不脫離所述的權利要求限定的本發明的原理及精神範圍的情況下，可對本發明做出各種變化或修改。因此，本公開實施例的詳細描述僅用來解釋，而不是用來限制本發明，而是由權利要求的內容限定保護的範圍。
權利要求
1.一種具有多方向釋放操作的自行車變速換擋機構，包括將變速換檔機構安裝到自行車上的固定環(3)；安裝到固定環(3)上的上、下支承板(2、14)，在上、下支承板(2、14)之間連接有主軸(O;由鋼絲捲軸(8 )、定位盤(7 )、張緊棘輪(12 )組成的整體組件，和使整體組件復位的組件復位扭簧(4);所述的組件復位扭簧(4)和整體組件穿過主軸(I)後設在上、下支承板(2、 14 )之間，在定位盤(7 )和張緊棘輪(12 )的外圓周上分別設有扇形分布的外齒(7a、12a);張緊撥杆(18)和使撥杆復位的撥杆扭簧(16)，所述的張緊撥杆(18)通過與主軸(I)連接的主軸螺母(19)安裝在下支承板(14)底部；設在位於張緊撥杆(18)頭部的棘爪軸(20)上的與張緊棘輪(12)上的外齒(12a)相匹配的張緊棘爪(10)；其特徵在於在定位盤(7)上設有扇形槽(7c),在該扇形槽(7c)中設有與定位盤(7)外周上的外齒 (7a)相錯開的呈扇形分布的內齒(7b)；在下支承板(14)上設有樞軸(17)，在該樞軸(17)上設有釋放撥杆(9)、棘爪單元(13) 和棘爪單元復位扭簧(15)，所述的釋放撥杆(9)通過大扇形孔(9e)、棘爪單元(13)通過圓孔(13c)套在樞軸(17)外；在所述棘爪單元(13)的上方設有供釋放撥杆(9)上的小扇形孔 (9d)繞之滑動的銷軸(11)，下方設有能分別與定位盤(7 )上的外、內齒(7a、7b )相錯嚙合的外、內棘爪(13a、13b);所述的釋放撥杆(9)的尾部為便於操作的手柄(9a)，前部是能作用在下支承板(14)的施力部(9f)。
2.根據權利要求I所述的具有多方向釋放操作的自行車變速換擋機構，其特徵在於 在所述下支承板(14)上設有供釋放撥杆(9)前部作用在其上的凸起部分(14a)。
3.根據權利要求I或2所述的具有多方向釋放操作的自行車變速換擋機構，其特徵在於在所述棘爪單元(13)上方的銷軸(11)是軸類或凸臺類。
全文摘要
一種具有多方向釋放操作的自行車變速換擋機構，在定位盤上設有扇形槽，在該扇形槽中設有與定位盤外周上的外齒相錯開的呈扇形分布的內齒；在下支承板上設有樞軸，在該樞軸上設有釋放撥杆、棘爪單元和棘爪單元復位扭簧，所述的釋放撥杆通過大扇形孔、棘爪單元通過圓孔套在樞軸外；在所述棘爪單元的上方設有供釋放撥杆上的小扇形孔繞之滑動的銷軸，下方設有能分別與定位盤上的外、內齒相錯嚙合的外、內棘爪；所述的釋放撥杆的尾部為便於操作的手柄，前部是能作用在下支承板的施力部。它的結構更合理、使用穩定、生產成本和安裝成本低，並大大減少了零部件的數量和安裝空間和整體的重量。
文檔編號B62M25/04GK102582780SQ20121003528
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月17日 優先權日2012年2月17日
發明者覃紹卷, 錢海澤 申請人:中山新寶五金彈簧有限公司