CN107284599A - 一种变速器及自行车 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种变速器，包括主轴，所述主轴上从前往后依次套装有行星架、离合器及控制筒，所述离合器及所述控制筒活动安装在所述主轴上且可沿所述主轴的轴线方向滑动，所述离合器与所述主轴的外圆柱面之间设置有安装腔，所述安装腔内设置有伸缩机构，所述伸缩机构前端与所述离合器连接，所述伸缩机构后端与所述控制筒连接，所述行星架后端设置有卡槽，所述离合器前端设置有凸块，所述凸块与所述卡槽相互匹配。本发明还提供了一种自行车。该变速器通过其结构设计，能够有效实现换挡成功，确保自行车的正常使用。

Description

一种变速器及自行车
技术领域
本发明涉及交通工具领域，更具体地说，特别涉及一种变速器及自行车。
背景技术
自行车(bicycle)又称脚踏车或单车，通常是二轮的小型陆上车辆，为现代人们常用的一种绿色环保型交通工具。现代社会中，自行车已成为世界各国特别是发达国家居民喜爱的交通、健身工具。同时，世界自行车行业的重心也从传统的代步型交通工具向运动型、山地型、休闲型转变，在美、欧、日等发达国家，自行车更是成为了一种普遍的运动、健身、休闲和娱乐性产品。
自行车前进时，骑车人员蹬动脚踏旋转，脚踏带动前齿盘旋转,前齿盘通过链条把力量转递到后齿盘，后齿盘进而带动车轮旋转前进。自行车前行时，前齿盘的大小(齿数)和后齿盘的大小(齿数)决定蹬动脚踏时的力度，一般而言，前齿盘越大，后齿盘越小，脚蹬时越感到费力；前齿盘越小，后齿盘越大，脚蹬时越感到轻松。实际操作中，为使自行车快速与慢速前进都能保持一定的脚蹬步速和力矩，常常需要在自行车上安装变速器。变速器原理即通过改变链条与不同的前、后大小的齿轮盘配合从而改变车速快慢。
图1即提供了一种现有的变速器，如图1所示，该变速器包括控制套筒01、离合器02与行星架03，控制套筒01、离合器02、行星架03均套装在中轴04上，控制套筒01与外部换挡器连接，行星架03与车轮连接。换挡时，骑车人员旋转推动控制套筒01，控制套筒01进而推动离合器02向行星架03方向运动，当离合器02与行星架03相对应端面的凸块020与凹槽030卡嵌在一起时，离合器02与行星架03便可以实现联动，从而实现成功换挡成功。实际操作中，换挡前，正常骑行状态下，骑车人员蹬动脚踏通过行星架03带动车轮旋转，如此，当自行车停车换挡时，凸块020与凹槽030有可能并未处于正对的位置，此时，凸块020会抵死在行星架03的端面上从而导致凸块020无法进入凹槽030内，进而导致换挡器旋转推动行程受限，导致换挡器无法推动至规定的挡位，从而造成换挡失败，极大影响了自行车的正常使用。
发明内容
本发明要解决的技术问题为提供一种变速器，该变速器通过其结构设计，能够有效实现换挡成功，确保自行车的正常使用。
一种变速器，包括主轴，所述主轴上从前往后依次套装有行星架、离合器及控制筒，所述离合器及所述控制筒活动安装在所述主轴上且可沿所述主轴的轴线方向滑动，所述离合器与所述主轴的外圆柱面之间设置有安装腔，所述安装腔内设置有伸缩机构，所述伸缩机构前端与所述离合器连接，所述伸缩机构后端与所述控制筒连接，所述行星架后端设置有卡槽，所述离合器前端设置有凸块，所述凸块与所述卡槽相互匹配。
优选地，所述卡槽呈环状间隔设置在所述行星架后端的端面上，所述凸块呈环状间隔设置在所述离合器前端的端面上。
优选地，所述伸缩机构为缓冲弹簧。
优选地，所述离合器的安装腔内设置有卡板，所述伸缩机构前端抵压在所述卡板的后端面上。
优选地，所述伸缩机构与所述控制筒之间设置有垫圈。
优选地，所述控制筒上连接有控制杆。
优选地，所述控制筒上设置有孔体，所述控制杆上设置有卡体，所述卡体嵌装在所述孔体内。
优选地，所述主轴的外圆柱面上设置有环台，所述环台位于所述离合器前端，所述环台与所述离合器之间设置有复位弹簧。
优选地，所述凸块与所述卡槽之间相对应设置有反转导出斜面。
本发明还提供了一种自行车，所述自行车上安装有上述任意一项所述的变速器。
本发明的有益效果是：本发明提供的该变速器需要换挡时，若停车时凸块正对卡槽，旋转推动连接在控制筒上的外设换挡器，由于换挡器行程不受限制，换挡器便可以直接转动至规定挡位，换挡时同步推动控制筒朝离合器方向滑动，该过程中，换挡器压紧伸缩机构，伸缩机构进而压紧离合器，离合器进而朝行星架方向滑动，直至凸块嵌入卡槽内从而使离合器与行星架实现联动；此外，若停车时凸块没有正对卡槽，由于有伸缩机构的存在，伸缩机构的压缩长度可以抵消换挡器换挡时的推动行程，从而换挡器还是可以转动至规定挡位，此时，伸缩机构呈压缩状态，当车辆准备骑行时，骑车人员蹬动脚踏带动离合器一起旋转，一旦旋转到凸块正对卡槽的位置，伸缩机构的压力便会推动离合器朝行星架方向移动，从而致使凸块嵌入卡槽内而实现离合器与行星架两者的联动，从而实现换挡成功，确保自行车的正常使用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为现有技术一种变速器的整体结构示意图；
图2为本发明实施例所公开的一种变速器的整体结构示意图；
图3为本发明实施例所公开的一种变速器的轴向剖视图；
图4为本发明实施例所公开的伸缩机构处放大示意图；
图5为本发明实施例所公开的行星架的结构示意图；
图6为本发明实施例所公开的离合器的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。
基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
参见图2至图6，图2至图6提供了本发明一种变速器的具体实施例，其中，图2为本发明实施例所公开的一种变速器的整体结构示意图；图3为本发明实施例所公开的一种变速器的轴向剖视图；图4为本发明实施例所公开的伸缩机构处放大示意图；图5为本发明实施例所公开的行星架的结构示意图；图6为本发明实施例所公开的离合器的结构示意图。
本发明中，“前”、“后”等方位词语是为了使本领域技术人员更好的理解不同机构的相对位置关系而做出的限定，本实施例中，前方即为主轴的左侧方向，后方即为主轴的右侧方向。当然，如果将本实施例的主轴顺时针旋转90度，前方即变成了主轴的上端方向，后方即变成了主轴的下端方向。
如图2至图6所示，本发明提供了一种变速器的具体实施例，该变速器通过其结构设计，能够有效实现换挡成功，确保自行车的正常使用。该变速器包括主轴1，行星架2，离合器3，控制筒4，安装腔5，伸缩机构6，卡槽201及凸块301。
本实施例中，主轴1上从前往后依次套装有行星架2、离合器3及控制筒4，离合器3及控制筒4活动安装在主轴1上且可沿主轴1的轴线方向滑动。
具体地，主轴1为变速器的主体支撑机构。行星架2用于与外设车轮连接。控制筒4用于与外设换挡器连接。离合器3用于行星架2与控制筒4之间连接与分离的切换控制。
离合器3与主轴1的外圆柱面之间设置有安装腔5，安装腔5内设置有伸缩机构6，伸缩机构6前端与离合器3连接，伸缩机构6后端与控制筒4连接。安装腔5用于给伸缩机构6的安装提供空间。伸缩机构6用于给换档器换挡行程受限时提供缓冲从而确保换档器可以推动至规定挡位，同时给离合器3向行星架2方向的滑动提供推力。具体地，伸缩机构6优选为缓冲弹簧。
行星架2后端设置有卡槽201，离合器3前端设置有凸块301，凸块301与卡槽201相互匹配。卡槽201与凸块301用于行星架2与离合器3两者之间的联动控制。优选地，卡槽201呈环状间隔设置在行星架2后端的端面上，凸块301呈环状间隔设置在离合器3前端的端面上。
当然，本发明的卡槽201与凸块301仅仅为相对应设置的机构，具体的，也可以将行星架2后端所设置卡槽201的外缘部分称为凸块，然后将离合器3前端所设置凸块301的外缘部分称为卡槽，只要凸块与卡槽能够相互匹配，可以实现行星架2与离合器3之间的联动与分离即可。
具体实施中，本发明提供的该变速器需要换挡时，若停车时凸块301正对卡槽201，旋转推动连接在控制筒4上的外设换挡器，由于换挡器行程不受限制，换挡器便可以直接转动至规定挡位，换挡时同步推动控制筒4朝离合器3方向滑动，该过程中，换挡器压紧伸缩机构6，伸缩机构6进而压紧离合器3，离合器3进而朝行星架2方向滑动，直至凸块301嵌入卡槽201内，从而实现离合器3与行星架2之间的联动。
若停车时凸块301没有正对卡槽201，由于有伸缩机构6的存在，伸缩机构6的压缩长度可以抵消换挡器换挡时的推动行程，从而换挡器还是可以转动至规定挡位，此时，伸缩机构6呈压缩状态，当车辆准备骑行时，骑车人员蹬动脚踏带动离合器3一起旋转，一旦旋转到凸块301正对卡槽201的位置，伸缩机构6的压力便会推动离合器3朝行星架2方向移动，从而致使凸块301嵌入卡槽201内，从而实现离合器3与行星架2两者的联动，从而实现换挡成功。
换挡成功需要行驶时，骑车人员踩动脚踏，脚踏将驱动力传递至离合器3，离合器3带动行星架2一起旋转，行星架2进而带动车轮在地面上旋转，从而实现自行车的正常前行。
本实施例中，为进一步方便伸缩机构6将压紧力传导至离合器3上，优选地，所述离合器3的安装腔5内设置有卡板7，所述伸缩机构6前端抵压在所述卡板7的后端面上。具体的，卡板7可以采用环状卡板，在离合器3内壁上设置环槽，然后将环状卡板安装在环槽内即可。
本实施例中，为进一步方便控制筒4将外部换挡器传递来的推力传递至伸缩机构6，优选地，所述伸缩机构6与所述控制筒4之间设置有垫圈8。
本实施例中，为进一步方便外设换挡器将推力传递至控制筒4，优选地，所述控制筒4上连接有控制杆9。所述控制筒4上设置有孔体，所述控制杆9上设置有卡体，所述卡体嵌装在所述孔体内。具体实施中，控制杆9与外设换挡器连接在一起，换挡器动作时，可以推动控制杆9沿主轴1轴线方向滑动，控制杆9进而带动控制筒4一起滑动。
本实施例中，为方便换挡器退挡时离合器3与行星架2的分离，优选地，所述主轴1的外圆柱面上设置有环台101，所述环台101位于所述离合器3前端，所述环台101与所述离合器3之间设置有复位弹簧10。
本实施例中，考虑到停车进档状态下，脚踏的停留方位刚好处于骑车人员不好用力的位置，此时，骑车人员常常需要控制脚踏反转一定角度，从而使脚踏转动到骑车人员好着力的位置，此时，行星架2一般与车轮一起保持静止，如此，为方便骑车人员控制脚踏反转，优选地，所述凸块301与所述卡槽201之间相对应设置有反转导出斜面11。如此，骑车人员控制脚踏反转时，会一起带动离合器3一起反转，此时，凸块301便可以顺着反转导出斜面11从卡槽201内滑出，从而实现离合器3与行星架2之间的分离，使离合器3单独旋转。
也就是说，换挡完全后倒踩时，离合器3反向旋转，离合器3可沿行星架2反向导出斜面11沿轴向退出，通过压缩缓冲弹簧，而不会影响控制筒4。
本发明还提供了一种自行车，所述自行车上安装有上述任意一项所述的变速器。如此，该自行车可以在任何状态下实现有效换挡。
以上对本发明所提供的一种变速器及自行车进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种变速器，其特征在于，包括主轴，所述主轴上从前往后依次套装有行星架、离合器及控制筒，所述离合器及所述控制筒活动安装在所述主轴上且可沿所述主轴的轴线方向滑动，所述离合器与所述主轴的外圆柱面之间设置有安装腔，所述安装腔内设置有伸缩机构，所述伸缩机构前端与所述离合器连接，所述伸缩机构后端与所述控制筒连接，所述行星架后端设置有卡槽，所述离合器前端设置有凸块，所述凸块与所述卡槽相互匹配。
2.根据权利要求1所述的变速器，其特征在于，所述卡槽呈环状间隔设置在所述行星架后端的端面上，所述凸块呈环状间隔设置在所述离合器前端的端面上。
3.根据权利要求1所述的变速器，其特征在于，所述伸缩机构为缓冲弹簧。
4.根据权利要求1所述的变速器，其特征在于，所述离合器的安装腔内设置有卡板，所述伸缩机构前端抵压在所述卡板的后端面上。
5.根据权利要求1所述的变速器，其特征在于，所述伸缩机构与所述控制筒之间设置有垫圈。
6.根据权利要求1所述的变速器，其特征在于，所述控制筒上连接有控制杆。
7.根据权利要求6所述的变速器，其特征在于，所述控制筒上设置有孔体，所述控制杆上设置有卡体，所述卡体嵌装在所述孔体内。
8.根据权利要求1所述的变速器，其特征在于，所述主轴的外圆柱面上设置有环台，所述环台位于所述离合器前端，所述环台与所述离合器之间设置有复位弹簧。
9.根据权利要求1所述的变速器，其特征在于，所述凸块与所述卡槽之间相对应设置有反转导出斜面。
10.一种自行车，其特征在于，所述自行车上安装有上述权利要求1至权利要求9任意一项所述的变速器。
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