一種具有附加旋轉阻力功能的后撥鏈器的制作方法

本實用新型涉及一種自行車變速裝置，具體為一種具有附加旋轉阻力功能的后撥鏈器。

背景技術：

在自行車變速裝置中，通過將鏈條切換至不同直徑的鏈輪上實現變速。在變速調節過程中，由于鏈條的長度固定，因此鏈條在不同直徑的鏈輪之間切換時鏈條呈現松緊的變化，具體是當從小鏈輪切換至大鏈輪時，鏈條會變緊，而當從大鏈輪切換至小鏈輪時，鏈條會變松。為了確保鏈條在變速過程中始終處于合適的張緊狀態，自行車變速裝置中通過設置在后撥鏈器中的鏈引導件對進行張緊，所述鏈條導向件通過轉動結構連接在后撥鏈器的可移動件上，鏈條從設置在鏈條導向件上的張緊輪上繞過，鏈條導向件與變速調節支架之間設有用于產生偏壓的彈簧，該彈簧的彈力促使鏈條導向件向后轉動將鏈條張緊；鏈條在不同鏈輪之間切換時，如果鏈條變松，鏈條導向件在彈簧的作用下向后轉動一定角度將鏈條張緊，如果鏈條變緊，鏈條導向件則會克服彈簧的彈力向前轉動一定角度，使得在變速過程中鏈條始終處于合適的張緊狀態。

然而，自行車在騎行過程中，由于道路的崎嶇會造成引起顛簸和振動，顛簸和振動過程中的慣性會促使鏈條導向件克服彈黃的彈力向前轉動，該過程中鏈條發生松弛，從而容易造成鏈條脫落，影響騎行的安生。為了解決該問題，授權公告號為CN103373435B的發明專利公開了“一種自行車變速器”，該自行車變速器通過設置阻力施加元件對鏈引導件(即本申請所述鏈條導向件)施加阻力，使得鏈引導件不能輕易向前轉動。所述阻力施加元件主要包括單向離合器和摩擦施加構件，其中，單向離合器為一個單向軸承，鏈引導件的轉軸與單向軸承的內圈連接，所述摩擦施加構件為一個包裹在單向軸承外圈外的彈性摩擦片，用于對軸承外圈施加阻止其轉動的阻力，其中，單向軸承的可轉動方向對應于鏈引導件向后轉動時的方向，這樣，當在調速過程中鏈條變松時，鏈引導件可以在彈簧的作用下自由向后轉動張緊鏈條，而當在調速過程中鏈條變緊時，騎行者操控變速器時對鏈引導件產生的向前的力矩大于所述摩擦施加構件對軸承外圈施加的摩擦阻力力矩，使得鏈引導件依然能夠向前轉動使鏈條處于合適的張緊狀態，而摩擦施加構件對軸承外圈施加的摩擦阻力力矩則能夠抵擋自行車在顛簸時對鏈引導件產生的向前轉動的力矩，從而解決鏈條在顛簸過程中容易脫落的問題。然而上述專利方案仍然存在以下的不足：需要設置摩擦施加構件以及控制摩擦施加構件產生阻力的阻力控制元件，使得結構復雜，增加制造成本。

技術實現要素：

針對上述存在的問題，本實用新型旨在提供一種具有附加旋轉阻力功能的后撥鏈器，該后撥鏈器不但能夠有效防止鏈條在顛簸過程中脫落，而且結構簡單，成本低，更便于推廣應用。

本實用新型的另一個目的在于提供一種對后撥鏈器中的鏈條導向件施加阻力的阻力施加方法。

本實用新型的目的通過下述技術方案來實現：

一種具有附加旋轉阻力功能的后撥鏈器，包括基座構件、連桿組件、可移動構件和鏈條導向件，其中，基座構件安裝在車架上，連桿組件可活動地連接在基座構件和可移動構件之間，鏈條導向件通過阻力轉動結構與可移動件連接；所述阻力轉動結構包括旋轉軸、單向軸承以及阻力施加彈簧，其中，所述旋轉軸設在可移動件或鏈條導向件上，與旋轉軸配合的單向軸承相應的設置在鏈條導向件或可移動件上；所述旋轉軸與單向軸承的內孔過盈配合，其中，單向軸承的自由轉動方向對應于鏈條導向件向后轉動時的方向；所述旋轉軸與單向軸承的內孔之間的過盈量為x，與該過盈量x對應的旋轉阻力力矩為M(x)；在進行變速操控時對鏈條導向件產生的操控力矩為M1，自行車顛簸時鏈條導向件能抵抗的最大設定力矩為M2，M2＜M(x)＜M1。

本實用新型的一個優選方案，其中，所述旋轉軸設在可移動件上，所述單向軸承設置在鏈條導向件上。

本實用新型的一個優選方案，其中，所述鏈條導向件包括第一鏈條導向板、第二鏈條導向板、導向輪、張緊輪以及單向軸承座，其中，導向輪和張緊輪分別通過螺栓固定在第一鏈條導向板和第二鏈條導向板之間，所述單向軸承座通過螺栓固定在第一鏈條導向板上；所述單向軸承設置在單向軸承座內。

本實用新型的一個優選方案，其中，所述單向軸承包括滾針、支持架以及外殼，其中，所述外殼為多邊形，所述單向軸承座中設有與單向軸承的多邊形外殼匹配的多邊形槽，所述單向軸承嵌入在所述多邊形槽中。

本實用新型的一個優選方案，其中，所述多邊形槽中在單向軸承的兩側設有密封圈。

本實用新型的一個優選方案，其中，所述可移動構件包括殼體，所述旋轉軸通過其端部的安裝部安裝在殼體的安裝槽內，并通過螺栓鎖緊。

本實用新型的一個優選方案，其中，所述阻力施加彈簧為扭簧，該阻力施加彈簧的第一端插進可移動構件的殼體的內槽中，第二端插進單向軸承座的槽中，該阻力施加彈簧產生促使鏈條導向件向后轉動的偏壓力。

本實用新型的一個優選方案，其中，所述基座構件安裝到車架尾溝上，所述連桿組件通過銷軸聯接在基座構件和可移動構件之間，連桿組件包括第一連桿構件和第二連桿構件；所述基座構件、第一連桿構件、第二連桿構件和移動構件組成一個平行四邊形結構；所述可移動構件上連接有復位彈簧，該復位彈簧將可移動構件相對于多個后鏈輪橫向向外偏壓，使平行四邊形結構體始終具有處于最小收縮位置趨勢。

一種對后撥鏈器中的鏈條導向件施加阻力的阻力施加方法，包括以下步驟：

(1)在后撥鏈器的可移動件與鏈條導向件之間設置阻力轉動結構，該阻力轉動結構包括旋轉軸、單向軸承和阻力施加彈簧，其中，旋轉軸設置在可移動件上、單向軸承設置在鏈條導向件；或者旋轉軸設置在鏈條導向件上、單向軸承設置在可移動件上；

(2)讓阻力施加彈簧對鏈條導向件施加的彈力使鏈條導向件始終具有向后轉動的趨勢；所述旋轉軸與單向軸承的內孔采用過盈配合，單向軸承的自由轉動方向對應于鏈條導向件向后轉動時的方向；

(3)將轉軸與單向軸承的內孔之間的過盈量設置為x，單向軸承在非自由轉動方向上對旋轉軸產生與該過盈量x對應的旋轉阻力力矩M(x)；在進行變速操控時對鏈條導向件產生的操控力矩為M1，自行車顛簸時鏈條導向件能抵抗的最大設定力矩為M2，M2＜M(x)＜M1。

本實用新型與現有技術相比具有以下的有益效果：

1、本實用新型利用單向軸承可單向轉動的特性，使鏈導向件可以自由向后轉動；同時巧妙地利用單向軸承另一個方向轉動受阻的特性來抵抗鏈導向件在顛簸時向前的轉動力矩，通過合理設置旋轉軸與單向軸承內孔之間的過盈量x，使得單向軸承在非自由轉動方向上對旋轉軸產生一個旋轉阻力力矩M(x)，這個旋轉阻力力矩M(x)與過盈量x相關，過盈量x越大，旋轉阻力力矩M(x)也越大，反之亦然，因此旋轉阻力力矩M(x)的大小可以通過設計特定的過盈量x的方式設置；而在進行變速操控時對鏈條導向件產生的操控力矩M1也是可以確定的，該操控力矩M1促使鏈條導向件向前轉動，同時，自行車顛簸時鏈條導向件能抵抗的最大力矩為M2是一個期望值，是可以根據實際情況設定的，因此，通過讓M(x)大于M2且小于M1，就可以達到既不影響正常的變速操作又能抵抗顛簸時的力矩的目的。在傳統思維中，設置旋轉軸與單向軸承內孔之間的過盈量都是從能夠有效阻止兩者相對轉動的角度出發，而沒有想到適當減小過盈量使之既具備阻力特性有具有轉動特性，結合具體的需要而打破這一思維慣勢對單向軸承進行“反其道而行”的應用是本實用新型的技術構思的核心。

2、本實用新型僅僅采用單向軸承即可實現現有技術中需要采用單向軸承、摩擦施加構件以及阻力控制元件的功能，從而大大簡化了結構，降低了生產成本，更有利于推廣應用。

3、由于單向軸承通常為標準件，因此調節旋轉阻力力矩M(x)的大小只需通過在加工時控制旋轉軸的尺寸即可實現，無需像現有技術那樣需要采用復雜的阻力控制元件來控制。

附圖說明

圖1為設有有變速器的自行車的側視圖。

圖2為本實用新型的后拔鏈器的安裝在車架上的正面外視圖；

圖3為本實用新型的后拔鏈器的側視圖；

圖4為本實用新型中鏈條導向件的側視圖；

圖5為本實用新型中單向軸承的側視圖；

圖6為本實用新型中鏈條導向件和阻力施加彈簧裝配的側視圖；

圖7為本實用新型中阻力施加彈簧的立體結構示意圖；

圖8為本實用新型中可移動構件的側視圖；

圖9為本實用新型中可移動構件和鏈條導件的立體結構示意圖；

圖10為圖9中沿著H-H線的剖視圖；

圖11為沿著圖9的K-K線的剖視圖；

圖12為本實用新型的單向軸承的剖視圖；

圖13為本實用新型的旋轉軸的側視圖。

具體實施方式

為了使本領域技術人員更好地理解本實用新型的技術方案，下面結合附圖和實施例對本實用新型作進行進一步解釋，但本實施例不應看作是對本實用新型的限定。

圖1是一種變速自行車50，該自行車包括車架30，其中前輪31和后輪32以傳統方式可旋轉地聯接至車架30。前拔鏈器33安裝在車架30的座管30a上，后拔鏈器34安裝在車架30的后部。前拔鏈器33將鏈條C在多個前鏈輪FS之間轉換，而后拔鏈器34將鏈條C在多個后鏈輪RS之間轉換。傳統的變速切換控制裝置35和36安裝在車把37上，用于分別通過傳統的導繩構件38和39來控制前拔鏈器33和后拔鏈器34。本實用新型是對自行車50的后拔鏈器34的改進，下面僅對后拔鏈器34進行詳細的討論。

參見圖2和圖3，圖2是本實用新型的后拔鏈器34安裝在自行車上的正面外視圖，圖3為后拔鏈器34的立體結構示意圖，后拔鏈器34通過其基座固定螺栓2可旋轉地安裝在自行車車架30的后尾溝上。導繩構件39安裝在后拔鏈器34基座構件1上，導繩構件39的線芯39a穿過變速驅動臂3，被導線壓塊5通過螺栓4而鎖緊固定。自行車的后鏈輪RS通過連接軸連接在自行車車架30上。

如圖3所示，本實用新型的后拔鏈器34包括：基座構件1、連桿組件6、可移動構件7和鏈條導向件8。基座構件1安裝到車架尾溝上，連桿組件6通過銷軸11聯接在基座構件1和可移動構件7之間，連桿組件6包括第一連桿構件9和第二連桿構件10，鏈條導向件8通過阻力轉動結構可旋轉地與可移動構件7聯接，這樣基座構件1、第一連桿構件9、第二連桿構件10和移動構件7組成一個平行四邊形結構，使得鏈條導向件8可移動到與后鏈輪RS數量對應的多個變換位置，可移動構件7上連接有復位彈簧12，復位彈簧12將可移動構件6相對于多個后鏈輪RS橫向向外偏壓，使平行四邊形結構體始終具有處于最小收縮位置趨勢。

如圖4所示，鏈條導向件8包括第一鏈條導向板13、第二鏈條導向板14、導向輪15、張緊輪16和單向軸承座17。導向輪15和張緊輪16分別通過螺栓18和19固定在第一鏈條導向板13和第二鏈條導向板14之間，單向軸承座17通過螺栓20和21固定在第一鏈條導向板13上。

圖5顯示的是本實用新型的后拔鏈器34的一種實例所使用的單向軸承22，此單向軸承22外形為非圓的多邊形。圖6顯示的是移開可移動構件7后鏈條導向件8的側視圖，圖6和圖7上顯示的是對鏈條導向件8施加向后轉動力矩的阻力施加彈簧23，此阻力施加彈簧23為扭簧，此阻力施加彈簧23裝配后對鏈條導向件8預先產生向后(順時針)的偏壓力，圖8顯示的是可移動構件7的側視圖，包括可移動構件殼體24和旋轉軸25。

由圖9和圖10可看到，這是本實用新型的后拔鏈器34的各個構件裝配后的正確位置圖，可移動構件7的旋轉軸25由安裝部25a安裝在殼體24的安裝槽24b內，并通過螺栓26鎖緊固定；阻力施加彈簧23的第一端23a插進可移動構件7的殼體24的內槽24a中，第二端23b插進軸承座17b的定位槽17b中(參見圖4、圖6和圖7)，并使阻力施加彈簧23產生對鏈條導向件8的順時方向的偏壓力；單向軸承22(本實施例為多邊形的滾針軸承)安裝在單向軸承座17的多邊形槽17a中，并牢固固定；鏈條導向件8可旋轉地通過單向軸承22的內孔22a與可移動構件8的旋轉軸25相聯，并由安裝在旋轉軸25的旋轉軸槽25c(參見圖13)中的卡簧片28，防止鏈條導向件松脫，密封圈27和29分別對單向軸承22的兩端進行密封，防止灰塵等臟的物體對單向軸承22侵襲和破壞。當鏈條導向件8產生逆時針方向旋轉時，阻力施加彈簧23就會對其施加順時針的旋轉阻力。

參見圖8和圖10，所述旋轉軸、單向軸承以及阻力施加彈簧構成了阻力轉動結構。所述旋轉軸25與單向軸承的內孔22a為過盈配合。

如圖11和圖12所示，單向軸承22在工業中的許多方面都已得到運用，其原理也是眾所周知的，即單向軸承22與其對應的旋轉軸25配合，當旋轉軸25或單向軸承22旋轉時，一個方向不受阻力而順利旋轉，另一個方向會受到阻力不能旋轉。如圖12所示，單向軸承22包括滾針22c、支持架22b和外殼22d，由于單向軸承22內的滾針22c在單向軸承順時針旋轉時會擠到軸承外殼22d的比滾針寬的滾道22d1處，此時旋轉軸和滾針22c是間隙配合，所以旋轉軸不會受到滾針22c的擠壓力，自然不受到阻力，當單向軸承逆時針旋轉時，滾針22c會擠壓到窄的滾道22d2上，此時滾針22c和旋轉軸25是過盈配合，旋轉會產生摩擦力，自然就會受到阻力。

參見圖11和圖12，通過合理設置旋轉軸25與單向軸承22內孔之間的過盈量x(是指當滾針22c位于滾道22d2上時，旋轉軸25的外徑與滾針22c構成的孔徑之間的差值)，使得單向軸承,2在非自由轉動方向上對旋轉軸25產生一個旋轉阻力力矩M(x)，這個旋轉阻力力矩M(x)與過盈量x相關，過盈量x越大，旋轉阻力力矩M(x)也越大，反之亦然，因此旋轉阻力力矩M(x)的大小可以通過設計特定的過盈量x的方式設置；而在進行變速操控時對鏈條導向件8產生的操控力矩M1也是可以確定的，該操控力矩M1促使鏈條導向件8向前轉動，同時，自行車顛簸時鏈條導向件8能抵抗的最大力矩為M2是一個期望值，是可以根據實際情況設定的，因此，通過讓M(x)大于M2且小于M1，就可以達到既不影響正常的變速操作又能抵抗顛簸時的力矩的目的。由于單向軸承22通常為標準件，因此調節旋轉阻力力矩M(x)的大小只需通過在加工時控制旋轉軸的尺寸即可實現。例如，對于A款單向軸承，當與之配合的旋轉軸25的直徑為8.0mm時，旋轉阻力力矩M(x)是12Nm，通過減小與單向軸承配合的旋轉軸直徑大小就可以改變旋轉阻力力矩M(x)的大小，如當旋轉軸的大小在7.92mm～7.93mm之間時，則旋轉阻力力矩M(x)則是1.5Nm～3.5Nm。

圖13為旋轉軸25的側視圖，旋轉軸25的連接段25b是與單向軸承22配合的部位，也是產生摩擦阻力的部位。

參見圖1-圖13，本實用新型的對后撥鏈器34中的鏈條導向件施加阻力的阻力施加方法，包括以下步驟：

(1)在后撥鏈器34的可移動件7與鏈條導向件8之間設置阻力轉動結構，該阻力轉動結構包括旋轉軸25、單向軸承22和阻力施加彈簧23，其中，旋轉軸設置在可移動件上、單向軸承設置在鏈條導向件；或者旋轉軸設置在鏈條導向件上、單向軸承設置在可移動件上；

(2)讓阻力施加彈簧23對鏈條導向件8施加的彈力使鏈條導向件8始終具有向后轉動的趨勢；所述旋轉軸與單向軸承22的內孔采用過盈配合，單向軸承的自由轉動方向對應于鏈條導向件向后轉動時的方向；

(3)將轉軸與單向軸承22的內孔之間的過盈量設置為x，單向軸承22在非自由轉動方向上對旋轉軸25產生與該過盈量x對應的旋轉阻力力矩M(x)；在進行變速操控時對鏈條導向件產生的操控力矩為M1，自行車顛簸時鏈條導向件8能抵抗的最大設定力矩為M2，M2＜M(x)＜M1。

上述為本實用新型較佳的實施方式，但本實用新型的實施方式并不受上述內容的限制，其他的任何未背離本實用新型的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本實用新型的保護范圍之內。