一种自行车变速离合装置的制作方法

1.本实用新型属于自行车变速离合装置领域，具体涉及一种自行车变速离合装置。


背景技术：

2.在现有的变速自行车中，大多是通过在后轮轴和/或中轴上设置一套牙盘组，然后加上后拔和/或前拔,以及一套指拔或两套指拔,实现不同速度的转换,但是，这种变速自行车不止价格贵、结构复杂还容易掉链条,除了专业公路自行车比赛或山地越野特殊场合,需要更多的传动比来实现速度和爬坡变换,大众场合更多只是需要简单的爬坡和平路骑行,所以需要设计一种简单可靠的变速自行车。
3.为了解决这一问题，在一些自行车变速机构中，通过活动阻挡机构对变速轮进行阻挡或让位，从而实现变速轮与中轴的分离或同步，但是在驱使阻挡机构活动时，需要人工直接对阻挡机构进行操作，尤其是在自行车行进时进行变速换挡极为不便，上述问题是本领域亟需解决的技术问题。


技术实现要素：

4.本实用新型为了解决上述技术问题，提供了一种自行车变速离合装置。
5.本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种自行车变速离合装置，包括离合机构，所述离合机构包括阻挡机构，所述阻挡机构包括导向件和阻挡件，所述导向件可随中轴转动，所述阻挡件可相对所述导向件活动，所述阻挡件通过活动用于驱使变速轮与中轴分离或同步；以及
6.切换机构，其用于在所述导向件随所述中轴反向转动时驱使所述阻挡件移动至设定位置。
7.本技术公开的自行车变速离合装置的有益效果是：本技术结构简单，通过设置切换机构，可使阻挡件活至设定位置，避免每次活动阻挡件时均需通过手工操作，实现在骑行过程中也可以操作阻挡件。
8.在一种可选的实施例中，所述阻挡件与所述导向件滑动配合。
9.在一种可选的实施例中，所述导向件固定于曲柄上，所述阻挡件可沿所述导向件在所述中轴的径向上滑动。
10.在一种可选的实施例中，所述切换机构仅在所述导向件随所述中轴反向转动时用于驱使所述阻挡件移动至设定位置。
11.在一种可选的实施例中，所述切换机构包括可活动的挤压组件，当所述阻挡件随所述中轴反向转动时，所述挤压组件用于引导所述阻挡件沿所述导向件滑动，当所述阻挡件随所述中轴正向转动时，所述阻挡件能带动所述挤压组件活动。
12.在一种可选的实施例中，所述挤压组件包括限位件和可转动的挤压件，所述挤压件的转轴与所述中轴平行，所述挤压件朝向所述中轴的一侧设置有过渡面，所述过渡面可在所述阻挡件随所述中轴反向转动时逐渐挤压所述阻挡件，所述限位件用于阻止所述阻挡
件在随所述中轴反向转动时带动所述挤压件转动，所述限位件上留有空间供所述阻挡件随所述中轴正向转动时通过。
13.在一种可选的实施例中，所述挤压件的轴设置于所述中轴的上方，所述过渡面为沿所述中轴反向转动的方向上逐渐靠近所述阻挡件的斜面。
14.在一种可选的实施例中，所述离合机构还包括定位组件和复位组件，所述复位组件用于驱使所述阻挡件复位，所述定位组件用于在所述阻挡件由所述设定位置复位时将所述阻挡件进行定位至能够驱使所述变速轮与所述中轴分离或同步的位置。
15.在一种可选的实施例中，所述定位组件包括滑槽和定位槽，以及设置于所述阻挡件上的定位块，所述定位块与所述滑槽滑动配合，当所述阻挡件由所述设定位置复位时能带动所述定位块按顺序在所述滑槽和所述定位槽之间切换。
16.在一种可选的实施例中，所述定位槽设置于所述滑槽内，所述滑槽包括复位部和若干引导部，所述复位部和各个所述定位槽通过引导部连接，所述定位块通过摆杆与所述阻挡件铰接，所述阻挡件由所述设定位置复位时能带动所述定位块按顺序通过所述引导部。
17.在一种可选的实施例中，所述复位组件包括复位弹簧，所述复位弹簧的两端分别与所述导向件和所述阻挡件连接。
附图说明
18.图1为本技术实施例中无切换机构时的爆炸图；
19.图2为本技术实施例的组装图；
20.图3为本技术实施例在中轴正向运动时与阻挡件与挤压件的位置关系图；
21.图4为本技术实施例在中轴反向运动时与阻挡件与挤压件的位置关系图；
22.图5为本技术实施例中曲柄和中轴部分的示意图；
23.图6为本技术实施例中阻挡件的示意图；
24.图7为本技术实施例无切换机构时的正视图；
25.图8为变速轮与中轴分离时图7中a处放大示意图；
26.图9为变速轮与中轴分同步时图7中a处放大示意图；
27.图10为具有多个变速轮的实施例中各变速轮的链接示意图；
28.附图标记说明：
29.11、中轴；12、飞轮；13、链条；14、曲柄；
30.21、变速轮；211、变速轴；22、固定轮；
31.31、凸块；32、导向件；33、阻挡件；34、滑槽；341、复位部；342、引导部；35、定位槽；36、定位块；37、摆杆；
32.41、挤压件；411、过渡面；42、限位件。
具体实施方式
33.以下结合附图和实施例对本技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本技术，并非用于限定本技术的范围。
34.下述公开了多种不同的实施所述的主题技术方案的实施方式或实施例。为简化公
开内容，下面描述了各特征存在的一个或多个排列的具体实施例，但所举实施例不作为对本说明书的限定,在说明书中随后记载的第一特征与第二特征连接，即可以包括直接联系的实施方式，也可以包括形成附加特征的实施方式，进一步的，也包括采用一个或多个其他介入特征使第一特征和第二特征彼此间接连接或结合，从而第一特征和第二特征可以不直接联系。
35.如图1至图10所示，本技术公开了一种自行车变速离合装置的实施例，包括离合机构和切换机构。
36.其中，离合机构包括阻挡机构，阻挡机构包括导向件32和阻挡件33，导向件32可随中轴11转动，阻挡件33可相对导向件32活动，阻挡件33通过活动用于驱使变速轮21与中轴 11分离或同步。
37.例如，使用本技术对一种自行车变速机构中的变速轮21进行分离或同步的实施方式进行说明，在自行车变速机构中包括动力输入机构和主动轮。
38.其中，动力输入机构包括用于安装曲柄14的中轴11，本技术将中轴11转动时能带动车轮运动的方向定义为中轴的正向转动，反之则为反向转动方向，上述主动轮包括一个固定轮 22和若干变速轮21，变速轮21均与中轴11同轴设置，其中，固定轮22的直径小于所有变速轮21的直径，即该固定轮22的传动比小于所有变速轮21的传动比，固定轮22和中轴11 直接固定连接，从而该固定轮22始终能够随中轴11同步转动，变速轮21则可相对中轴11 转动，例如，变速轮21中部内套设有轴承，变速轮21可通过轴承与中轴11连接，从而在没有向变速轮21施加外力的情况下，变速轮21不随中轴11转动。
39.各变速轮21上安装有同步结构，本技术公开的阻挡机构中通过其中的阻挡件33对同步结构进行阻挡或让位实现变速轮21与中轴11的同步或分离。
40.所应理解的是，当上述变速轮21的数量为两个以上时，每个变速轮21的传动比均不相同，阻挡机构上的阻挡件33通过活动可在转动时分别对各变速轮21上的同步结构进行阻挡或让位，即，在一些示例中，阻挡件33可以通过活动仅对变速轮21中的任一个进行阻挡或让位。
41.结合到自行车上时，动力输入机构还可以包括输入轴和套设于输入轴上的多个飞轮12，例如，该输入轴可以是自行车自身的轮轴，或为一个单独设置于车轮轮轴与中轴11之间的输入轴，该输入轴通过链条13再与自行车轮轴上的飞轮12连接，其中，作为动力输入机构的输入轴上的飞轮12与固定轮22和变速轮21一一对应，固定轮22和变速轮21用于驱使对应的飞轮12转动，例如，飞轮12可以通过链条13、齿轮或自啮合的方式与对应的固定轮22 或变速轮21连接。当一个或多个变速轮21随中轴11转动时，由于飞轮12的存在，传动比较小的变速轮21和固定轮22则会空带动与之对应的飞轮12空转，从而不影响较大传动比的变速轮21带动输入轴的转动。
42.在更加具体的示例中，中轴11与曲柄14连接，其中，同步结构包括固定于变速轮21靠近曲柄14的一侧的凸块31，当变速轮21包括多个时，凸块31也包括多个，如图5和图6 所示，导向件32设置于曲柄14上，阻挡件33与导向件32滑动配合，阻挡件33可通过滑动对凸块31进行阻挡或让位，更加具体的是，该导向件32沿变速轮21的径向固定于曲柄14 上，阻挡件33可沿变速轮21的径向滑动，阻挡件33上设置有同步区和分离区，通过滑动阻挡件33，使凸块31处于同步区或分离区的转动路径上，从而对凸块31进行阻挡或让位，例如，上述导向
件32可以是一固定于曲柄14上并沿变速轮21径向沿伸的套筒，阻挡件33为滑动套设于套筒内阻挡杆，该阻挡杆上开设有一豁口作为分离区其余部分作为同步区，通过滑动阻挡杆可使该豁口与凸块31相错或相对，从而对凸块31进行阻挡或让位，在具有多个变速轮21的实施例中，各个变速轮21上的凸块31在在径向上由中轴11向外按传动比由小至大排列，为了使各个变速轮21不互相干扰，变速轮21上设置有朝向曲柄14突出的变速轴 211，各个变速轴211通过轴承互相套接，从而使各个变速轮21及变速轴211可相对转动，考虑到大传动比的变速轮21尺寸大的情况，在具体的示例中，可以按变速轮21的传动比由大至小逐渐远离中轴11依次通过轴承套接，其中，凸块31则设置于各变速轴211朝向曲柄 14的一侧，从而，在阻挡件33对其中一个凸块31进行阻挡时，不会干扰到其他变速轮21 以及安装于该变速轮21上的链条13。
43.在本技术公开的切换机构用于在驱使阻挡件33活动至设定位置，该切换机构可以是能够推动阻挡件33活动的装置，该设定位置可以是但不限于阻挡件33对凸块进行阻挡或让位的位置。
44.其中，上述离合机构中还包括复位组件和定位组件，复位组件用于驱使阻挡件33复位，定位组件用于在阻挡件33由设定位置复位时，将阻挡件33定位至可以使变速轮21与中轴 11分离或同步的位置。
45.为了便于理解本技术，下述分别对挤压组件、定位组件和复位组件进行说明，为了便于描述，本技术以顺时针方向作为中轴11正向转动的方向，逆时针方向为中轴11反向转动的方向。
46.在一些具体的示例中，切换机构用于在导向件32随中轴11反向转动时驱使阻挡件33活动至设定位置，如图2至图3所示，上述挤压组件包括限位件42和可转动的挤压件41，挤压件41的转轴与中轴11平行，挤压件41朝向中轴11的一侧设置有过渡面411，当阻挡件 33绕中轴11逆时针转动经过上述过渡面411时，过渡面411逐渐挤压阻挡件33，例如，该过渡面411为以中轴11为中心的逆时针方向上逐渐靠近阻挡件33的斜面，更加具体的，该挤压件41整体为一个三角形，过渡面411为该三角形朝向阻挡件33的一侧的斜边，当阻挡件33绕中轴11逆时针转动经过过渡斜面时，阻挡件33沿过渡斜面运动，从而迫使其沿导向件32滑动。
47.限位件42用于阻止阻挡件33在随中轴11反向转动时带动挤压件41转动，例如，该限位件42可以是一个挡板，挤压件41抵靠在挡板的一侧，以挤压件41自身的转轴作为圆心，挡板位于挤压件41顺时针方向的一侧，具体的，如图3所示，当阻挡件33绕中轴11逆时针转动时，由于该挡板抵靠在挤压件41顺时针方向的一侧，从而能够阻止挤压件41顺时针转动起到限位作用。
48.如图4所示，限位件42上留有空间供阻挡件33随中轴11顺时针转动时通过，例如，过渡面411相较于限位件42更靠近与中轴11，当阻挡件33绕中轴11顺时针转动时，阻挡件 33则能够通过限位件42靠近中轴11的一侧，继而带动挤压件41转动，
49.在一些更加优选的示例中，挤压件41的轴设置于中轴11的上方，在该示例中，如阻挡件33随中轴11正向转动带动挤压件41转动后，挤压件41在重力作用下则能够实现自动复位。
50.所应理解的是，在部分示例中，上述挤压组件也可以通过一滑动部件与自行车连接，该滑动部件可以是当不限于滑轨等，具体的，通过将挤压件41设置于滑动部件内位于中
轴逆时针方向的远端，例如，当挤压件41设置于中轴11上方时，挤压件41则位于滑动部件的左侧，阻挡件33随中轴11反转时，由于挤压件41位于滑动部件左侧的端部，此时，挤压件41滑动受限，阻挡件33经过挤压件41时则受到挤压件41的引导朝向中轴运动，而当阻挡件33 随中轴11顺时针转动时，阻挡件则能够推动挤压件41沿滑动部件朝向右侧滑出阻挡件33的转动半径，在此实施例中，还可以在滑动部件内设置弹性件以驱使挤压件41复位。
51.在一种较为具体的示例中，定位组件包括开设在曲柄14上的滑槽34和定位槽35，其中，阻挡件33上的安装有定位块36，定位块36滑动卡合在滑槽34内，当阻挡件33由设定位置复位时，滑槽34可将定位块36引导至定位槽35或由定位槽35引导至滑槽34，定位块36 可以根据定位槽35与滑槽34的顺序进行移动，当定位块36位于定位槽35内时，阻挡件33 用于对凸块31进行阻挡。
52.具体的，该定位槽35偏离滑槽34存在一定夹角，定位块36沿滑槽34滑动时可以朝向定位槽35滑动，从而进入到定位槽35内，为了使得定位块36在沿滑槽34滑动时可以偏离滑槽34进入定位槽35，定位块36通过摆杆37与导向件32铰接，在更加具体的示例中，如图5和图7所示，定位槽35为滑槽34内的一个或多个特定的点，滑槽34包括复位部341和引导部342，复位部341和定位槽35通过阻挡部连接，定位块36通过摆杆37与阻挡件33 铰接，阻挡件33每次由设定位置复位时均能带动定位块36按顺序通过引导部342，例如，在具体的示例中，滑槽34整体结构可以为箭头形，其尖端朝向远离中轴11，本技术将箭头尾部凹陷处定义为定位槽35，在这种情况下，每当阻挡件33沿导向件32往复运动时，摆杆 37则能够带动定位孔沿整个由滑槽34和定位槽35构成的环形槽体中做循环运动，进而依次进入定位槽35和滑槽34，实现不同位置的切换，当具有多个变速轮21的情况下时，定位槽 35也可相应的设置为多个，该滑槽34的箭头尾部可以设置成多个倒v形结构，每个倒v形结构距离中轴11的距离均不同，在定位时，可以将每个倒v形的端点均分别作为不同的定位槽35，从而在阻挡件33每次往复运动后，阻挡件33可以按顺序依次在各个定位槽35内进行切换，使阻挡件33对不同的变速轮21上的凸块31进行阻挡。当定位块36位于不同的定位槽35内时，阻挡杆可以对不同的变速轮21进行阻挡。
53.所应理解的是，在其他的一些实施例中，定位组件还可以是类似按动笔按钮部的结构，其具体的结构可以参考中国专利文献cn87104631a，本技术不在此进行赘述。
54.在一些示例中，上述复位组件可以是套设在阻挡件33外侧的复位弹簧，复位弹簧同时与阻挡件33和导向件32连接，在滑槽34整体为箭头的示例中，复位弹簧用于驱使阻挡件33 远离中轴11，从而可以在定位块36位于滑槽34内时，复位件用于驱使阻挡件33对凸块31 让位，当定位块36位于定位槽35内时，复位组件用于对阻挡件33进行支撑。
55.本技术工作原理如下，在正常骑行时，阻挡件33处于对变速轮21上的凸块31让位的位置，此时变速轮21与中轴11分离，曲柄14带动中轴11转动，中轴11带动固定轮22转动，进而带动输入轴转动，自行车此时处于低转速较为省力的状态，当需要提高骑行速度，此时反向踏动踏板，使中轴11带动导向件32和阻挡件33随中轴11反向转动并经过挤压件41，阻挡件33在挤压件41的引导下沿导向件32运动至设定位置，在通过挤压件41后，阻挡件 33在复位机构的作用下由设定位置复位，此时由于定位组件的存在，定位组件将阻挡件33 定位至能够对凸块31进行阻挡的位置，此时变速轮21随中轴11转动，与固定轮22连接的飞轮12空转，此时实现使变速轮21与中轴11同步，自行车处于较为费力的高转速状态，当再次反转
中轴11时，阻挡件33在挤压件41和复位机构的带动下再次进行往复运动，此时，定位组件将阻挡件33引导至滑槽34中，从而使变速轮21与中轴11分离，在具有多个变速轮21的实施例中，定位组件还可以将阻挡件33引导至下一个定位槽35中，从而实现对不同变速轮21的控制。
56.本技术结构简单、造价便宜，通过设置切换机构，无需通过手动活动阻挡件33，只需从通过反向驱动曲柄14，使中轴11反转时就可以驱使阻挡件33进行运动，进而使阻挡件33 控制变速轮21与中轴11同步或分离。
57.在本说明书的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“内”、“外”、“周侧”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本说明书和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本说明书的限制。
58.在本说明书的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，“若干”的含义是一个及以上，例如一个，两个等，除非另有明确具体的限定。
59.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
60.本说明书中使用的术语是考虑到关于本公开的功能而在本领域中当前广泛使用的那些通用术语，但是这些术语可以根据本领域普通技术人员的意图、先例或本领域新技术而变化。此外，特定术语可以由申请人选择，并且在这种情况下，其详细含义将在本公开的详细描述中描述。因此，说明书中使用的术语不应理解为简单的名称，而是基于术语的含义和本公开的总体描述。
61.本说明书中使用了流程图或文字来说明根据本技术的实施例所执行的操作步骤。应当理解的是，本技术实施例中的操作步骤不一定按照记载顺序来精确地执行。相反，根据需要，可以按照倒序或同时处理各种步骤。同时，也可以将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。
62.以上所述仅为本技术的较佳实施例，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。