CN1197746A - 用于自行车的后拨链器 - Google Patents

Abstract

一种后拨链器,包括可变动的连杆机构和导链器,连接件通过连接销连接在基件和可动件上。复位弹簧向内偏置导链器。第一水平轴可摆动地将基件支承在自行车的固定件上;第二水平轴可摆动地将导链器支承在可动件上。第一弹簧位于基件和第一水平轴之间,沿导向轮离开链轮组轴线的方向偏置连杆机构,第二弹簧位于导链器和可动件之间,对链条施加张力。可变动的连杆机构和第一及第二弹簧配合,强迫使导链器的位置沿链轮的轴向和径向改变,由连杆机构建立的导链器已改变位置通过第一和第二弹簧的平衡被相对于链轮组调整。

Description

用于自行车的后拨链器

本发明涉及一种自行车组件，更具体说涉及一种平常处于低速挡的后拨链器，带有一个双随动缩放仪式机构，该机构可相对于后链轮组沿轴向和径向移动导向轮。

从USP4,610,644中可得知带有一个双随动缩放仪式机构的后拨链器，该机构可沿后链轮组的轴向和径向移动拨链器导向轮。在该专利的图1中所示出的拨链器包括一个可变动的连杆机构和一个导链器6，所述连杆机构包括一个基件2，两个连杆件3和4和一个可动件5，所述导链器具有一个导向轮61和一个张紧轮62。连杆件3和4相对于一个与后链轮组的轴线垂直的平面是倾斜的，这样当可变动的连杆机构操作时导向轮就可以沿轴向和径向移动。一第一弹簧14位于基件2和固定件1之间，并且一第二弹簧13位于可动件5和导链器6之间。当可变动的连杆机构沿后链轮组S的轴向和径向移动导向轮61时，第一和第二弹簧14和13相互平衡以建立基件2和可动件5的位置，以便进一步相对于后链轮组S建立导向轮61的径向位置。

通过调节连杆件3和4的角度以及弹簧13和14的张力，可以获得一大致恒定的小链条间隔(即导向轮61和后链轮组S中所选链轮之间的距离)。这样，由于当从一个链轮到另一个链轮移动链条时不再需要过度移动链条，就允许拨链器平稳地换挡。过度移动是指这种现象，即在链条与所选链轮啮合之前必须使链条移动超过所选链轮。过度移动是不理想的，因为这可能造成链条刮伤所选链轮或从所选链轮脱离的危险。

采用上述专利技术的典型拨链器通常带有一个复位弹簧，它偏置可变动的连杆机构，使导链器被迫朝向后链轮组中的最小链轮。这种拨链器被称为平常处于高速挡的拨链器。这样，当链条要被移动到一较大链轮时(当骑车者在上山或在粗糙路面骑行时常须如此)，手动换挡控制必须克服复位弹簧的力。在许多情况下，复位弹簧的力相当大，这样骑车者必须花相当大的力来移动拨链器。当在负载之下必须移动拨链器时例如当骑车者上山时，该力需进一步增加。这对骑车者而言是一很大的麻烦，因为骑车者已经在上山或在粗糙路面上骑行时耗费了很大体力。此外，在严酷条件下用平常处于高速挡的拨链器操作自行车时，链条有时会在所选链轮附近跳动，不能与所选链轮适当啮合。结果，骑车者不能用力蹬车，以允许链条与所选链轮适当啮合。可以理解，在比赛时所导致的迟缓会使一流运动员失败。

已知的平常处于高速挡拨链器的另一缺点是必须沿这样一个方向转动用以操作后拨链器的换挡杆，该方向与用以移动前拨链器的换挡杆的转动方向相反，以获得相同的结果。例如，如果骑车者希望换挡到一省力齿轮，他或她就必须或是向下转动前拨链器换挡杆或是向上转动后拨链器换挡杆。这种反向的动作往往会对不熟悉自行车操作的人造成混淆。

本发明的目的是提供一种带有双随动缩放仪式机构的平常处于低速挡的后拨链器，该机构可以相对于后链轮组轴向和径向地移动导向轮。通过在这样一个拨链器中设置一个将导链器朝后链轮组中的最大直径链轮偏置的复位弹簧，可大为减小将拨链器换挡到一较大链轮时所需的力。而且可沿同一方向操作前、后换挡杆，以获得同样的结果，并且业已发现尽管没有完全消除但链条在所选链轮附近跳动的问题减至最小。

在本发明的一个实施例中，后拨链器包括一个可变动的连杆机构，由一个基件，两个连杆件和一个可动件构成。一个导链器由可动件支承并设置有一个用以在链轮组之间引导链条的导向轮。连接件通过连接销连接在基件上和可动件上，其中连接销相对于垂直于链轮组轴线的平面是倾斜的，这样当连杆机构变动时导链器沿链轮组的轴向和径向移动。设置有一个复位弹簧，用以相对于自行车侧向向内偏置导链器。一第一水平轴可摆动地将基件支承在自行车的固定件上，并且一第二水平轴可摆动地将导链器支承在可动件上。一第一弹簧位于基件和第一水平轴之间，用以沿导向轮离开链轮组轴线的方向偏置连杆机构，并且一第二弹簧位于导链器和可动件之间，用以对链条施加张力。可变动的连杆机构和第一及第二弹簧一起配合，这样可变动的连杆机构强迫地使导链器的位置沿链轮的轴向和径向改变，并且由连杆机构建立的导链器已改变位置通过第一和第二弹簧的平衡被相对于链轮组调整。

如果需要，拨链器可以包括一个用以调节第一弹簧扭转角度的调节机构，并且在第一水平轴和基件之间可设置一个轴承，以便稳定地将基件支承在轴上。为形成调节机构，基件可带有一第一档块，并且一个止挡板可转动地安装在第一水平轴上。该止挡板包括一个相对于靠抵凸起定位的定位凸块，该靠抵凸起相对于自行车车架是固定的，和一个第二档块，用以支顶在基件上的第一档块上。调节机构可包括一个位于定位凸块和靠抵凸起之间的调节螺钉，用以改变靠抵凸起和定位凸块之间的相对位置，以便调节第一弹簧的扭转角度。为便于在粗糙地面上操作，可在基件上加工一个槽，用以容纳止挡板上的档块，使之不会干涉基件相对于止挡板的转动。

图1是一侧视图，示出了根据本发明的后拨链器的一个特定实施例，该拨链器安装在自行车车架上，图中显示了拨链器相对于多级链轮组件的位置；

图2是图1所示拨链器的后视图；

图3和图4示出了图1所示拨链器的操作；

图5示出了图1所示拨链器所用的第一和第二弹簧的弹簧特性一个特殊实施例；

图6是图1所示拨链器的侧视图，示出了连杆机构的变动；

图7是拨链器的更详细的视图，示出了一复位弹簧的一特殊实施例；

图8是一分解图，示出了图1所示拨链器所用弹簧调节机构的一个特殊实施例；

图9是一剖视图，示出了图8所示的基件和弹簧调节机构；

图10是一详细视图，示出了位于基件上的一个槽的特殊实施例；

图11是一详细视图，示出了基件上的槽如何容纳图8所示止挡板上的一个档块。

图1是一侧视图，示出了安装在自行车车架上的根据本发明的一后拨链器的实施例，图中显示了该拨链器相对于一个多级链轮组件的位置。该后拨链器是US4,610,644和4,690,663所示后拨链器的一种改进，这两篇文件通过参考引用在本文中。如图1和2所示，根据本发明的后拨链器包括一个固定件1；由一基件2，两连杆件3和4以及一可动件5构成的缩放仪式机构A；和一个带有导向轮61和张紧轮62的导链器6。

固定件1固定在自行车叉架的端部H，基件2通过一第一水平轴7被支承在固定件1上。基件2在一侧支承一对彼此相对的安装部分，其中连杆件3和4即通过一对销8和9可转动地安装在所述安装部分上。可动件5通过一对销10和11枢轴连接在连杆件3和4的相对的自由端。可动件5的形状与基件2类似，并在一侧设置有一对彼此相对且枢轴连接于连杆件3和4的安装部分。可动件5在另一侧通过一平行于第一水平轴7的第二水平轴12可转动地支承导链器6。

一复位弹簧70(图7)介于连杆件3、4和可动件5或基件2之间，以便将导链器6沿多级链轮组件的轴向朝最大直径的链轮S2偏置。在该实施例中，复位弹簧70的一端连接于连接销9，复位弹簧70的另一端连接于连接销10。当然，只要复位弹簧能够将导链器6朝最大直径链轮S2偏置，可以采用许多结构的复位弹簧70及其连接方式。

在此实施例中，基件2通过第一水平轴7可摆动地安装在固定件1上，相应地使导向轮61可以离开或者朝向链轮组件S的轴线往复移动(沿图1中箭头Z的方向)。在固定件1和基件2之间设有一个第一弹簧14，将导向轮61朝离开链轮组件S轴线的方向偏置(图1中的顺时针方向)，并在导链器6的导向架63和可动件5之间设有一个第二弹簧13，将导链器6相对于可动件5沿图1中的顺时针方向偏置。设置有一个用以调节第一弹簧14扭转角度的调节螺钉140，下文中将详细讨论。设置有一个强迫移动机构，当缩放仪式机构A变动时，该强迫移动机构使导向轮61沿链轮组件S的轴向移动并在垂直于链轮组件轴线的平面内沿链轮组件S的径向移动。强迫移动机构具有连接销8，9，10和11，它们相对于与链轮组件S的轴线垂直的平面是倾斜的，这样当缩放仪式机构变动时，导链器6就沿链轮组件S的轴向移动，并且也在垂直于链轮组件S轴线的平面内径向移动。导向架63在一个与导向轮61的轴线隔开的位置上可摆动地支承在可动件5上，因此形成所谓的三角平衡。

在该实施例中，强迫移动机构使导向轮61越过较小直径链轮S1和较大直径链轮S2移动的路径如此确定，即使导向轮61和链轮S2之间的间隔l2大于导向轮61和链轮S1之间的间隔l1，如图3和4所示。这样，当导向轮61对应于较大直径链轮S2时第一弹簧14所具有的回弹力就比当导向轮61对应于较小直径链轮S1时它所具有的回弹力大。

第一和第二弹簧14和13相互平衡，以便在由强迫移动机构通过倾斜销8和11所确立的沿链轮组件S径向位置上调节导向轮61，第二弹簧13赋予链条张力并比第一弹簧14的弹簧力小。当导向轮61通过导链器6的摆动对应于链轮S2时，弹簧13的回弹力比对应于链轮S1时大，如图5中的虚线所示，因此赋予链条恒定的张力。

尽管第一弹簧14沿图1中的顺时针方向偏置导向轮61，换句话说使导向轮61离开链轮组件S的轴线，当导向轮61对应于较大直径链轮S2时它所具有的回弹力比导向轮对应于较小链轮S1时它所具有的回弹力大，这是因为强迫移动机构强迫地使导向轮61离开所对应的链轮S2，这样第一弹簧14与第二弹簧13平衡，使缩放仪式机构A沿图1中的逆时针方向摆动。缩放仪式机构A沿逆时针方向的摆动允许导向轮61接近较大直径链轮S2，如图3和4所示。

第一和第二弹簧14和13被成形为螺旋弹簧，其中间部分分别缠绕在水平轴12和7上，第二弹簧13的一端支承在导链器6上，另一端支承在可动件5上，第一弹簧14的一端支承在止挡板130上(下文将详细讨论)，其另一端支承在基件2上。

导链器6包括导向轮61，张紧轮62和用以支承轮61和62的导向架63，这样导向和张紧轮61和62以这样一个位置被支承在可动件5上，即在此位置绕导向架63的枢轴位置形成一个三角形，因此形成所谓的三角平衡。轮61和62支承图1中以点划线表示的链条C，并且导向轮61将链条C引导到链轮组件S中的一个所希望的链轮上，图中所示的链轮组件包括五个链轮。

从图7可更清楚看出，一控制线W安装在一个从连杆件4延伸到卡紧装置15的安装臂76上。一个引导控制线W的护套O在销8处支承在一支承16上。

在图8和9中，详细表示了基件2，第一弹簧14，止挡板130和调节螺钉140的结构。基件2在沿其长度方向的一端设置有一个凸台114，所述凸台114带有一个用以在其内可转动地支承第一水平轴7的通孔111，一个容纳第一弹簧14的空腔112，和一第一挡块113。如图9所示，第一水平轴7在其头部设置有一个凸缘和一个转动控制部分161，并在其最远端的外周面上设置有螺纹162和环形槽163。螺纹162与固定件1上的螺纹孔1b螺纹接合，因此将第一水平轴7固定在其上。

止挡板130可转动地支承在第一水平轴7上，并带有一个与固定件1上的靠抵凸起1a相对的定位凸块131。如图1所示，第一弹簧14包括一个螺旋部分和从螺旋部分的两端轴向延伸的第一和第二弹簧端部181和182。第一弹簧14的第一端部181夹持在止挡板130上的一夹持孔130c之内，第一弹簧14的第二端部182则夹持在设置在基件2上一夹持孔116内。定位凸块131带有一个与靠抵凸起1a相对的宽支承表面和一个用以拧入调节螺钉140的螺孔132。在该实施例中，调节螺钉140支顶在靠抵凸起1a上，以调节第一弹簧14的扭转角度。

止挡板130包括一个圆形板，在其中心带有一个通孔130a并在其一侧带有一个第二挡块130b，第二挡块130b背离固定件1延伸并与基件2上的第一挡块113相对而置。第一弹簧14成形为螺旋状，这样止挡板130上的第二挡块130b就支顶在凸台114上的第一挡块130b上。止挡板130的通孔130a装在第一水平轴7最远端的外周面上，这样止挡板130就被可转动地支承在其上。装入环形槽163内的开口环124阻止止挡板130的轴向位移。因此，即使当第一水平轴7被拧入固定件1的螺纹孔1b之内时，止挡板130仍然可以转动。一个由合成树脂制成的衬套126介于第一水平轴7和凸台114之间并与止挡板130相邻，以防止污物进入空腔112。为了同一目的，一密封129被设置在轴7的另一端。另一个衬套127支承滚子轴承或摩擦轴承之类的轴承，以便将凸台114稳定地支承在第一水平轴7上，并减少转动阻力。

如图10和11所示，基件2包括一个槽190，该槽沿圆周方向以与挡块130b大致相同的半径(从第一水平轴7的中心起)延伸。如果如图11所示基件2摆动一个较宽的角度，槽190的深度应足以自由地在其内容纳挡块130b。如下面将详细讨论的，在非常粗糙的地面上用力骑车时，可能会发生如此摆动。

以上所述方式构成的后拨链器如此安装在固定件1上，即第一水平轴7拧入固定件1上的螺纹孔1b内，以允许调节螺钉140以其顶端支顶在固定件1的靠抵凸起1a上。因此，第一水平轴7就被固定在固定件1上，但由于开口环124的功能止挡板130并未固定在其上，而是可以相对于第一水平轴7转动。这样，基件2就相对于第一水平轴7可摆动地安装在固定件1上。

在这种安装条件下，第一弹簧14就被给予一预定的扭转角度，基件2上的第一挡块113借助于弹簧14的弹簧反作用力靠抵在止挡板130上的第二挡块130b上，并如图1所示基件2相对于轮毂轴的轴线以一预定角度安装在固定件1上，这样就确立了拨链器本体的初始位置。当驱动链条与导向和张紧轮61和62啮合时，基件2就反抗第一弹簧14的偏置力逆时针方向(图1)摆动并且导链器6反抗第二弹簧13类似地摆动，因此第一挡块113逆时针方向离开第二挡块130b。

如果拨链器本体相对于轮毂轴的轴线以不当的角度安装在固定件1上，就可以用螺丝刀之类的普通工具转动调节螺钉140，以便相对于第一水平轴7转动止挡板130并相对于固定件1上的靠抵凸起1a移动止挡板130上的定位凸块131，因此可以调节待调节的第一弹簧14的扭转角度。结果，可以将拨链器6相对于每个后部链条齿轮S校正到适当的位置，从而改善了变速效率。

在骑车时拨链器如下操作。

参照图1和2，开始导链器6被定位成与较小直径链轮S1对应。释放控制线W以(通过复位弹簧70)使缩放仪式机构A变动，这样带有倾斜销8到11的强迫移动机构就使导链器6沿链轮组件S的轴向朝链轮S2移动并同时在垂直于链轮组件S的轴线的平面内沿其径向移动。

此时，第一和第二弹簧14和13相互平衡，以相对于固定件1致动缩放仪式机构A并相对于可动件5致动导链器6。因此，图3和4中以点划线所示的导向轮61的位置，相对于由强迫移动机构所建立的位置，被沿链轮组件S的径向调整。

详细说，当缩放仪式机构A变动时，强迫移动机构使导链器6与可动件5一起沿链轮组件S的轴向并朝较大直径链轮S2移动，同时也径向向外移动，然后导向轮61和较大直径链轮S2之间的间隔l2变得比导向轮61和较小直径链轮S1之间的间隔l1大。

所以，对链条C施加张力的第二弹簧13偏转程度增大并增加了它的回弹力，并且克服第一弹簧14，以便将缩放仪式机构A从图1所示的位置逆时针方向摆动到图6所示的位置，因此导向轮61接近较大直径链轮S2。结果，如图3和4所示，导向轮61相对于较大直径链轮S2的位置得以调整。当缩放仪式机构A摆动时，第一弹簧14偏转以增加它的回弹力，缩放仪式机构A的摆动取决于第一和第二弹簧14和13之间的平衡。

然后，拉动控制线W，使得带倾斜销8到11的强迫移动机构将导链器6沿链轮组件S的轴向朝链轮S1移动并且也在垂直于链轮组件的轴线的平面内向内径向移动。在这种情况下，第一和第二弹簧14和13也相互平衡，使得缩放仪式机构A相对于固定件1移动，导链器6相对于可动件5移动。

换句话说，当缩放仪式机构A朝较小直径链轮S1变动时，与上述情况相反，强迫移动机构允许导向轮61移近小直径链轮S1，并且它移动到链轮S1。因此第二弹簧13的偏转量被减小，并且第一弹簧14克服第二弹簧13相对于固定件1顺时针方向复位缩放仪式机构A。缩放仪式机构A的这种摆动使得导向轮61离开较小直径链轮S1，但强迫移动机构可以在导向轮61和链轮S1之间建立所需的最小间隔。

即使在最高速挡当导向轮61被定位在对应于较小直径链轮S1时，第一和第二弹簧14和13的弹簧力也可被改变，以允许缩放仪式机构A从图1所示的位置逆时针方向摆动，从而使导向轮61能够进一步接近较小直径链轮S1。在这种情况下，当在低速挡导向轮61处于与较大直径链轮S2对应的位置时，第一弹簧13的回弹力增加，因此缩放仪式机构A当然可以逆时针方向大幅摆动。

在这种情况下，强迫移动机构可以强迫地使导链器6沿特定方向移动，并且第一和第二弹簧14和13相互平衡以允许相对于固定件1摆动缩放仪式机构A，因此可以使导向轮61根据链轮组件S中的链轮设置来操作。相应地，可以确立强迫移动机构使导链器6移动的方向，以减小导向轮61和较小直径链轮S1之间的间隔，并根据实际应用中最大直径链轮的设置，增加导向轮61和较大直径链轮S2之间的间隔。因此，即使当链轮组件在链轮设置上从图3变化到图4时，在较大和较小直径链轮之间的直径上的差别特别大，或者较大直径链轮的直径比预定值大，导向轮61和各链轮之间的间隔也可保持在一适当的允许范围内，因此改善了变速效率。

如果在一粗糙的地面上用力骑车，从张紧轮61到安装在踏板上的前链轮延伸的链条往往会上下大幅抖动。这样，就往往使基件2绕第一水平轴7来回摆动很大的角度。结果，就存在止挡板130上的第二挡块130b撞击基件2的危险。当这种情况发生时，缩放仪式机构往往会朝较小链轮S1侧向向外移动，这可能引起偶然换挡到较小链轮上。上面参照图10和11所讨论的槽190防止挡块130b撞击基件2，这样允许弹簧14和衬套126吸收振动，并防止这种偶然的换挡。

尽管上面是对本发明多种实施例的描述，也可以作进一步的改动，而不偏离本发明的精神和范围。本发明的范围不应限定在所公开的具体结构。相反，本发明的范围应当由后面的权利要求书限定。

Claims (12)

1.一种拨链器，用以在一组链轮之间有选择地使一驱动链条换档，所述链轮同轴地安装在一自行车的后轮上，包括：

一个可变动的连杆机构，包括一个基件，两个连杆件和一个可动件；

一个导链器，由可动件支承并设置有一个用以在链轮组之间引导链轮的导向轮；

其中连接件通过连接销连接在基件上和可动件上，其中连接销相对于垂直于链轮组轴线的平面是倾斜的，这样当连杆机构变动时导链器沿链轮组的轴向和径向移动；

一个复位弹簧，用以相对于自行车侧向向内偏置导链器；

一第一水平轴，用以可摆动地将基件支承在自行车的固定件上；

一第二水平轴，用以可摆动地将导链器支承在可动件上；

一位于基件上的第一弹簧，用以沿导向轮离开链轮组轴线的方向偏置连杆机构；

一位于导链器和可动件之间的第二弹簧，用以对链条施加张力；

其中可变动的连杆机构和第一及第二弹簧一起配合，这样可变动的连杆机构强迫地使导链器的位置沿链轮的轴向和径向改变，并且由连杆机构建立的导链器已改变位置通过第一和第二弹簧的平衡被相对于链轮组调整。

2.如权利要求1所述的拨链器，进一步包括一个位于第一水平轴和基件之间的轴承。

3.如权利要求1所述的拨链器，其中基件带有一第一档块，并且进一步包括一个可转动地安装在第一水平轴上的止挡板，其中止挡板包括：

一个相对于靠抵凸起定位的定位凸块，该靠抵凸起相对于自行车车架是固定的；和

一个第二档块，用以支顶在基件上的第一档块上。

4.如权利要求3所述的拨链器，进一步包括一调节机构，用以改变定位凸块相对于靠抵凸起的位置，因此调节第一弹簧的扭转角度。

5.如权利要求4所述的拨链器，其中调节机构包括一个与定位凸块接触的调节螺钉。

6.如权利要求5所述的拨链器，其中调节螺钉位于定位凸块和靠抵凸起之间。

7.如权利要求6所述的拨链器，其中调节螺钉拧入定位凸块。

8.如权利要求3所述的拨链器，其中基件包括一个槽，当止挡板上的第二档块离开基件上的第一档块时用以容纳第二档块。

9.如权利要求8所述的拨链器，进一步包括一调节机构，用以改变定位凸块相对于靠抵凸起的位置，因此调节第一弹簧的扭转角度。

10.如权利要求9所述的拨链器，其中调节机构包括一个与定位凸块接触的调节螺钉。

11.如权利要求10所述的拨链器，其中调节螺钉位于定位凸块和靠抵凸起之间。

12.如权利要求11所述的拨链器，其中调节螺钉拧入定位凸块。

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