自行车后变速器的制作方法

本实用新型与自行车后变速器有关；特别是指一种具有稳定链条张力功能的自行车后变速器。

背景技术：

一般来说，自行车的后变速器主要包含有一基座、一移动件以及一导链器等，该基座安装于自行车后端车架靠近后链轮处；该移动件通常通过一连杆组以可活动的方式连结在该基座上；该导链器受控制而可在多个链轮之间作切换，以引导链条于特定链轮上运动或引导链条进行上下链动作。

其中，该导链器通常以可相对于该移动件旋转的方式枢接于该移动件上，并且受到偏压元件的弹性偏压朝顺时针方向转动(由自行车右侧观之)，以当链条由直径较大的链轮切换至直径较小的链轮时，该导链器可提供一收紧该链条的张力。

然而，当骑士于崎岖路面骑行自行车(例如行经路面的凸丘或坑洞)，而产生颠簸、陡震等情形时，链条可能会产生晃动而拉扯导链器朝逆时针方向旋转，使得导链器给予链条的张力衰减，导致链条产生松弛的现象，而无法与链轮保持稳定的咬合，如此一来，恐导致链条无预警地由一链轮切换至另一链轮，更严重者，链条可能自链轮上脱离，而给予自行车骑士不良的骑乘体验。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种自行车后变速器，可确保链条不易产生松弛的现象，而可提升骑行自行车的安全性。

缘以达成上述目的，本实用新型提供自行车后变速器设置于一自行车的车架上，该后变速器包括一平行连杆机构、一枢轴、一导链器、一摆动限制组件以及一摩擦力施加元件。该平行连杆机构包含有一基座、一连杆组以及一移动件；该基座设置于该车架上；该连杆组枢接于该基座与该移动件之间，以使该移动件可相对于该基座移动；该移动件具有一容室；该枢轴设置于该容室中，且可相对于该移动件枢转；该导链器固定于该枢轴上；该摆动限制组件包含有一第一棘轮、一第二棘轮以及一弹性件，该第一棘轮以无法相对该枢轴转动的方式套设于该枢轴上；该第二棘轮以可相对于该枢轴转动的方式套设于该枢轴上，且该第二棘轮的棘齿与该第一棘轮的棘齿相对；该弹性件设置于该容室中，其一端抵于该第一棘轮与该第二棘轮的其中的一者，用以维持该第一棘轮与该第二棘轮相互接触；该摩擦力施加元件设置于该容室中，该摩擦力施加元件用以施予该第二棘轮一转动摩擦阻力；因此，当该导链器受一作用力而朝第一方向摆动时，将带动该枢轴以及该第一棘轮朝该第一方向转动，且该第一棘轮与该第二棘轮的棘齿相互滑脱使该第一棘轮与该第二棘轮可相对旋转；当该导链器受另一作用力而朝相反于该第一方向的一第二方向摆动时，该第一棘轮与该第二棘轮的棘齿相限制使该第一棘轮与该第二棘轮无法相对旋转。

其中，该摩擦力施加元件抵于该第二棘轮的一端面，其中该端面与该第二棘轮的棘齿相背对。

其中，该摩擦力施加元件包含有一摩擦片，设置于该容室中，该摩擦片抵于该第二棘轮的该端面，用以对该第二棘轮产生该转动摩擦阻力。

其中，该摩擦力施加元件还包含有一O型环，设置于该摩擦片与该第二棘轮之间，用以对该第二棘轮产生转动摩擦阻力。

其中，该摩擦片朝向该第二棘轮的端面形成有一环槽；该O型环设置于该环槽中。

其中，该摩擦片的外周面形成有多个间隔排列的凹槽；该移动件的该容室的内表面形成有多个间隔排列的凸块，这些凸块各别对应容置于这些凹槽中，使得该摩擦片无法相对于该移动件转动。

其中，该枢轴具有一螺纹段；该摩擦力施加元件还包含有一螺帽，该螺帽以可调整的方式设置于该螺纹段上并与该摩擦片抵接，用以施予该摩擦片朝向该第二棘轮的压力。

其中，该弹性件套设于该枢轴上，一端抵于该第一棘轮的一端面，另一端抵于该移动件，该弹性件提供一弹力作用于该第一棘轮，使该第一棘轮与该第二棘轮保持接触。

其中，该枢轴的外环面形成有一圈凸垣以及一环槽；该第一棘轮位于该凸垣以及该环槽之间；该第二棘轮位于该环槽背离该凸垣的一侧。

其中，该摆动限制组件还包含一C型环，固定于该环槽上，用以供该第一棘轮或该第二棘轮抵靠。

本实用新型的效果在于，通过该摩擦力施加元件提供予该摆动限制组件转动摩擦阻力，以及该摆动限制组件的棘轮的配合，使用上可允许该导链器朝第一方向摆动，而在导链器朝与第一方向相反方向的第二方向摆动时，则施予一摆动阻力，从而在骑乘的过程中，该导链器可提供自行车链条一稳定的张力，使得链条不会无预期松脱。

附图说明

图1为本实用新型第一较佳实施例自行车后变速器的立体图；

图2为上述较佳实施例自行车后变速器的分解立体图；

图3为图2的3-3方向剖视图；

图4为图1的4-4方向剖视图；

图5为以自行车后变速器的导链器、枢轴、第一棘轮与第二棘轮为主的立体图，其中移动件的主体以假想线表示；

图6为本实用新型第二较佳实施例自行车后变速器的立体图；

图7为上述较佳实施例自行车后变速器的分解立体图；

图8为图6的8-8方向剖视图。

附图标记说明

100 自行车后变速器

10 基座

12 安装部

20 连杆组

22 连杆

221 枢孔

30 移动件

32 主体

32a 开口

32b 开口

32c 内表面

33 凸块

34 枢接部

35 凸垣

35a 表面

35b 表面

36 筒状部

320 容室

40 枢轴

42 凸垣

43 垫片

44 环槽

46 螺纹段

40a 螺纹段

50 摆动限制组件

S1 第一弹性件

C 型环C

52 第一棘轮

52a 端面

521 凸环

54 第二棘轮

54a 端面

60 摩擦力施加元件

61 O型环

62 摩擦片

622 凹槽

64 轴衬套

642 套筒部

644 环部

66 垫圈

68 螺帽

70 导链器

72 第一摆臂

722 穿孔

724 定位孔

724’ 定位孔

74 第二摆臂

76 导轮

78 张力轮

80 端盖

a1、a2 定位轴

A1 顺时针方向

A2 逆时针方向

B1 螺栓

S2 第二弹性件

200 自行车后变速器

240 枢轴

242 凸垣

244 环槽

246 凸肋

250 摆动限制组件

T1 第一弹性件

252 第一棘轮

254 第二棘轮

260 摩擦力施加元件

262 摩擦片

262a 凹槽

264 轴衬套

264a 套筒部

264b 环部

266 固定环

266a 穿孔

266b 螺纹段

T2 第二弹性件

268 调整钮

321 螺孔

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。

请参图1至图2所示，为本实用新型第一较佳实施例的自行车后变速器100，包括：一包含有基座10、连杆组20以及移动件30的平行连杆机构、一枢轴40、一摆动限制组件50、一摩擦力施加元件60以及一导链器70。

该基座10具有一安装部12，该安装部12可通过一螺丝或螺栓等扣件而固定于一自行车的车架后端部靠近链轮的一侧。其中，该基座10可作为该平行连杆机构的固定杆。

该连杆组20包含有二连杆22，这些连杆22的一端分别枢接于该基座10上；这些连杆22的另一端分别具有一枢孔221。

该移动件30包含有一主体32以及与该主体32连接的二枢接部34。配合图2及3所示，该主体32内部具有一容室320，且两端分别形成有连通该容室320的开口32a以及开口32b，该容室320的内表面32c邻近该开口32a处形成间隔排列的三凸块33。该容室320的内表面32c另形成有一环型的凸垣35，该凸垣35朝向该开口32b的表面35a更凸出形成一筒状部36。其中该移动件30可作为该平行连杆机构的浮杆。该二枢接部34分别与各该连杆22的枢孔221配合，并分别通过定位轴a1、a2枢接固定，从而使得该移动件30可相对于该基座10在相互平行的平面上移动。

该枢轴40的外环面沿轴向依序形成有一圈凸垣42、一环槽44以及一螺纹段46，该枢轴40自该主体32的开口32a伸入而设置于该主体32的容室320中，并可相对于该主体32枢转，且该枢轴40的凸垣42抵于该主体32的凸垣35的另一侧表面35b(配合图3及图4所示)。此外，于该凸垣42与该侧表面35b间更可另外设置一橡胶制或硅胶制的垫片43，用以防止如润滑油等流体沿枢轴40泄漏，以及具有防水防尘的密封效果。

该摆动限制组件50包含有一第一弹性件S1、第一棘轮52、一C型环C以及一第二棘轮54。该第一弹性件S1套于该枢轴40上，且一端抵于该凸垣35的侧表面35b。该第一棘轮52以无法相对于该枢轴40转动的方式套设于该枢轴40上，且该第一棘轮52位于该凸垣42以及该环槽44之间，该第一棘轮52的一端面52a抵靠于该第一弹性件S1的另一端，受该第一弹性件S1的弹力推顶；该第一棘轮52的内环面突出形成有凸环521。于本实施例中，该第一弹性件S1以压缩弹簧为例，而于其他实际实施上，也可由其他形式的弹性件代替之。

于本实施例中，该第一棘轮52的内环面具有两平面，而该枢轴40的外环面具有与该第一棘轮52相对的两个平面，以使得该第一棘轮52套设于该枢轴40上时，两两相对应的平面抵接，进而使得该第一棘轮52不会相对于该枢轴40转动。于其他实际实施中，也可在第一棘轮的内环面形成有一凹槽，于枢轴外环面沿轴向形成有一凸肋，使得第一棘轮套设于枢轴时，凹槽与凸肋相卡合，从而限制第一棘轮与枢轴的相对转动。

该C型环C卡扣于该枢轴40的环槽44上，并可抵于该第一棘轮52的凸环521上，以防止该第一棘轮52沿该枢轴40的轴向方向滑脱；或可抵靠于第二棘轮54上，以限制第二棘轮54于枢轴40的轴向方向的位移。该第二棘轮54以可相对于该枢轴40转动的方式套设于该枢轴40上，且位于该环槽44背离该凸垣42的一侧，该第二棘轮54的棘齿与该第一棘轮52的棘齿相面对。其中，受该第一弹性件S1的弹力推抵，可维持该第一棘轮52与该第二棘轮54相互接触。

该摩擦力施加元件60套设于该枢轴40上，并设置于该容室320当中，于本实施例当中，该摩擦力施加元件60依据组装顺序依据包含有一摩擦片62、一轴衬套64、一垫圈66以及一螺帽68。其中：

该摩擦片62呈环状，其外环面(外周面)形成有间隔排列的三个凹槽622，这些凹槽622为与该移动件30的主体32的这些凸块33相对应的大小，因此，于该摩擦片62与该主体32结合后，这些凸块33各别对应容置于这些凹槽622当中，从而避免该摩擦片62相对于该移动件30转动。其中，该摩擦片62抵于该第二棘轮54的一端面54a上，且可沿该枢轴40的轴线方向上施予该第二棘轮54一朝向该第一棘轮52的压力(作用力)，以及施予该第二棘轮54一转动摩擦阻力以限制该第二棘轮54相对于该主体32转动。另外，于该摩擦片62朝向该第二棘轮54的端面上，形成有一环槽622；一O型环61设置于该环槽622中，且位于该摩擦片62与该第二棘轮54之间，用以额外提升对于该第二棘轮54的转动摩擦阻力。

该轴衬套64具有相连的套筒部642以及环部644；该套筒部642位于枢轴40外环面以及摩擦片62内环面之间；该环部644的一端面贴靠于该摩擦片62的另一端面上。该轴衬套64为具有低摩擦系数的材质所制成，用以减少枢轴40与摩擦片62之间的摩擦损失。

该垫圈66套于该枢轴40后，再将该螺帽68旋入枢轴40的螺纹段46，从而依序推抵并迫紧该垫圈66、该轴衬套64、该摩擦片62以及该第二棘轮54，从而在枢轴40的轴线方向上施予该第二棘轮54朝该第一棘轮52的该压力，以及施予该第二棘轮的该转动摩擦阻力；并且配合该第一弹性件S1提供一弹力推顶该第一棘轮52，以产生自第一棘轮52朝向该第二棘轮54的压力，从而使得该第一棘轮52与该第二棘轮54间的棘齿相接触。另一提的是，于一实施例中，第一弹性件也可以提供弹力推顶第二棘轮，以产生自第二棘轮朝向第一棘轮的压力，从而使得第二棘轮与第一棘轮的棘齿保持接触，而不以上述实施例为限。

其中，该螺帽68向内旋入该枢轴40螺纹段46的深浅，可依照使用者所欲施加在该第二棘轮54的压力大小自由调整，若该螺帽68旋入较深，则施加于第二棘轮54的压力较大，第二棘轮54与第一棘轮52间的棘齿啮合更紧密、咬合力较强；反之，若该螺帽68旋入较浅，则施加于第二棘轮54的压力较小，第二棘轮54与第一棘轮52间棘齿啮合相对较松、咬合力较弱。

接着，再将一端盖80锁设于该主体32的开口32a，以封闭该开口32a，从而防止如外在的沙尘、水气、泥水等异物侵入该主体32内。

该导链器70包含有一第一摆臂72、一第二摆臂74、一导轮76以及一张力轮78。该第一摆臂72与该第二摆臂74并排固定设置；该导轮76及该张力轮78分别以可旋转的方式枢设于第一、第二摆臂72、74之间，并且受该二摆臂的支撑。该第一摆臂72具有一穿孔722以及环列于该穿孔722周围的多定位孔724。组装时，通过一螺栓B1的螺柱穿过该穿孔722并旋入该枢轴40内环面的一螺纹段40a，该螺栓B1的头部抵于该第一摆臂72的侧面，使得该第一摆臂72固定于该枢轴40上，进而使得该拨链器70与该枢轴40成为一整体而可同步转动。

另外，还有一第二弹性件S2设置于该主体32内，并套于该筒状部36的外环面，该第二弹性件S2具有两自由端部S21、S22，其中一该自由端部S21插入固定于该凸垣35表面35a的一凹槽(图未示)中；另一该自由端部S22系插入其中一该定位孔724中。因此，该第二弹性件S2可提供该导链器70一弹性偏压力，使得该导链器70朝逆时针或顺时针方向旋转。于本实施例中，该第二弹性件S2以扭转弹簧为例，而于其他实际实施上，也可由其他弹性件代替之。

值得一提的是，由于这些定位孔724呈环状排列于该穿孔722的不同径向延伸线上，因此，可通过将第二弹性件S2插入不同的定位孔724，来改变该导链器70相对于该移动件30的初始角度位置。举例来说，若该第二弹性件S2的自由端部S22插于最右侧的定位孔724时，该导链器70概呈指向六点钟方向；若该第二弹性件S2的自由端部S22插于最左侧的定位孔时724’，该导链器70概呈指向八点钟方向。如此一来，可因应自行车不同齿盘的直径、齿盘的数量、链条的长度或是所需施加于导链器的偏压强度，依据使用需求由使用者选择调整。

参图5所示，为本实用新型后变速器100隐藏移动件30、第二弹性件S2的局部放大图，请配合图4及图5所示，可以理解的是，当自行车由直径较大链轮切换为直径较小的链轮时，该导链器70受该第二弹性件S2的作用力时，可朝顺时针方向A1(第一方向)摆动，而收紧松弛的链条。其中，在该导链器70朝顺时针方向A1摆动时，将带动该枢轴40以及该第一棘轮52朝顺时针方向A1转动，且该第一棘轮52与该第二棘轮54的棘齿相互滑脱使该第一棘轮52与该第二棘轮54可相对旋转，更详而言之，通过枢轴40带动该第一棘轮52的棘齿斜面沿该第二棘轮54的棘齿斜面顺向滑动，且于第一棘轮52的棘齿沿斜面逐渐滑动时，由于第二棘轮54一侧并无压缩空间，因此该第一棘轮52沿轴向朝第一弹性件S1运动而压缩该第一弹性件S1，且当第一棘轮52的棘齿斜面滑动至第二棘轮54的棘齿斜面终点后，该第一弹性件S1复沿轴向将第一棘轮52推向第二棘轮54，使第一棘轮52的棘齿与第二棘轮54的另一棘齿再度啮合。

值得一提的是，由于第一棘轮52与第二棘轮54之间的棘齿设计，当该导链器70受另一作用力(例如自行车骑行于崎岖路面产生颠簸、陡震等情形时，链条产生晃动而拉扯导链器70的作用力)而朝逆时针方向(第二方向)A2摆动时，该第一棘轮52与该第二棘轮54的棘齿相限制，使该第一棘轮52与该第二棘轮54无法相对旋转。并且配合将摩擦力施加元件60所施予第二棘轮54的压力及转动摩擦阻力作适当的设计，例如，将摩擦力施加元件60施予第二棘轮54的作用力调整为略大于前述链条拉扯导链器70的作用力，使得第二棘轮54无法克服与摩擦片62之间的最大静摩擦力，而不会产生相对的转动，就可确保导链器70受到第一、第二棘轮棘齿咬死的效果，不会朝逆时针方向A2枢摆，进而确保链条不会产生非预期的松弛。

如此一来，本实用新型的自行车后变速器100通过摆动限制组件50与摩擦力施加元件60的作用，可确保导链器70不会朝逆时针方向A2摆动，进而促使导链器70的张力轮78时刻提供足够的张力予链条，使链条稳定地保持于收紧的状态，以及免除了链条无预期跳脱链轮的风险。

另外，值得注意的是，前述摩擦力施加元件60所施予第二棘轮54的作用力必须小于一默认值，从而当自行车链条由直径较小的链轮切换至直径较大的链轮时，导链器70所受之链条收紧的作用力，足以一并带动枢轴40、第一棘轮52以及第二棘轮54朝逆时针方向A2转动，并克服第二棘轮54以及摩擦片62之间的最大静摩擦力而朝逆时针方向A2枢摆，以维持给予链条适当的张力。其中，前述之默认值须依据实际实施的自行车的尺寸、链条重量等种种因素而定，于此容不详述。

请参阅图6至图8所示，为本实用新型第二较佳实施例的自行车后变速器200，其具有与第一实施例的自行车后变速器100相同的基座10、连杆组20、移动件30以及导链器70，因此，于本实施例中所提到的基座、连杆组、移动件以及导链器请参考前述实施例的说明。另外，本实施例的后变速器200也具有一枢轴240、一摆动限制组件250、一摩擦力施加元件260。其中：

该枢轴240的外环面沿轴向依序形成有一圈凸垣242以及一环槽244，且于凸垣242与环槽244之间另外形成有一凸肋246。该枢轴240由移动件30的开口32a伸入而设置于该主体32中，并可相对于该主体32枢转，且该枢轴240的凸垣242抵于该主体32的凸垣35侧表面35b。

该摆动限制组件250包含有一第一弹性件T1、一第一棘轮252以及一第二棘轮254。该第一弹性件T1套于该枢轴240上，且一端抵于该凸垣35的侧表面35b。该第一棘轮252的内环面沿轴向形成有一道缺槽(图未示)，于该第一棘轮252套设于该枢轴240上而位于该凸垣242与该环槽244之间时，该缺槽与该凸肋246相卡合，以使得该第一棘轮252固定于该枢轴240上，而不会相对于该枢轴240转动；该第一棘轮252的一侧表面252a抵靠于该第一弹性件T1的另一端，受该第一弹性件T1的弹力推顶。于本实施例中，该第一弹性件T1以压缩弹簧为例，而于其他实际实施上，也可由其他形式的弹性件代替之。

该第二棘轮254以可相对于该枢轴240转动的方式套设于该枢轴240上，且该第二棘轮254的棘齿与该第一棘轮252的棘齿相啮合。

该摩擦力施加元件260包含有一摩擦片262、一轴衬套264、一固定环266、一第二弹性件T2以及一调整钮268。其中：

该摩擦片262呈环状，其外环面形成有间隔排列的三个凹槽262a，这些凹槽262a为与该移动件30的主体32的这些凸块33相对应，因此，于该摩擦片262与该主体32结合后，使得这些凸块33各别容置于这些凹槽262a当中，从而避免该摩擦片262相对于该移动件30转动。其中，该摩擦片262提供该第二棘轮254一转动的摩擦力。

该轴衬套264具有相连的套筒部264a以及环部264b；该套筒部264a位于枢轴240外环面以及摩擦片262内环面之间；该环部264b的一端面贴靠于该摩擦片262的另一端面上。该轴衬套264为具有低摩擦系数的材质所制成，用以减少枢轴240与摩擦片262之间的摩擦损失。

该固定环266上具有三个穿孔266a，这些穿孔266a分别与该主体32的螺孔321对齐后，再分别以一扣件锁入固定，以将该固定环266固定于该主体32的开口32a处；另外，该固定环266的内环面形成有螺纹段266b。

该第二弹性件T2套于该枢轴240的一端，且一端抵于该轴衬套264的环部264b；该调整钮268以其圆柱螺纹段锁入该固定环266的螺纹段266b，并且该调整钮268的一端面抵于该第二弹性件T2的另一端。其中，该调整钮268旋入该固定环266的深浅，决定了施加于该轴衬套264、该摩擦片262以及该第二棘轮254的压力，例如若该调整钮268旋入较深，则施加于该第二棘轮254的压力较大，第二棘轮254与第一棘轮252之间的棘齿啮合更紧密、咬合力较强；反之，若该调整钮268旋入较浅，则施加于该第二棘轮254的压力较小，第二棘轮254与第一棘轮252之间的棘齿啮合相对较松、咬合力较弱。于本实施例中，该第二弹性件T2以压缩弹簧为例，而于其他实际实施上，也可由其他弹性件代替之。

其中，本实施例的第一棘轮252、第二棘轮254与该枢轴240以及该导链器70之间的配合及作动方式与前述实施例大致相同，且同样可以达到允许导链器朝顺时针方向摆动，以收紧链条；以及防止导链器非预期地朝逆时针方向摆动，而可避免导链器施予链条的张力减弱，导致链条松脱。

值得一提的是，上述两实施例的自行车后变速器的导链器采后摆式的设计，也就是说，通过其第一棘轮与第二棘轮之间棘齿齿向的设计，第一棘轮可相对于第二棘轮朝顺时针方向滑脱，进而使得导链器可朝顺时针方向摆动(如同朝自行车后方摆动)而收紧链条。而于其他实际实施上，本实用新型的自行车后变速器只要改变部分构件的方向，其导链器也可改变成采用前摆式的设计，简述如后，例如：改变第一棘轮与第二棘轮之间棘齿的齿向设计，使其齿向相反于前述的实施例，以使得第一棘轮可相对于第二棘轮朝逆时针方向滑脱，如此一来，导链器便可朝逆时针方向摆动(如同朝自行车前方摆动)而同样可达到收紧链条的效果，而且于相反方向仍是会提供该导链器一摆动阻力，而同样具有避免链条有非预期性松弛的功效。

值得一提的是，施于第二棘轮转动摩擦力的方式并不以沿枢轴的轴线方向施予第二棘轮一朝向第一棘轮的压力为限，也可以是施予第一棘轮一朝向第二棘轮的压力，以使第二棘轮产生转动摩擦力，而不以上述实施例为唯一具体实施方式。

再一提的是，本实用新型的摩擦力施加元件主要是用来提供第二棘轮一转动的摩擦力，除上述结构外，也可以是单纯由一个摩擦片或一个设置于主体内部的容室的摩擦力施加结构或是一个螺栓等，以一个或多个构件直接抵于该第二棘轮上的方式提供第二棘轮转动摩擦力，而不以上述所提供的实施例为限。

另一提的是，上述实施例是以第一弹性件施予第一棘轮朝向第二棘轮的弹力，以维持第二棘轮与第一棘轮相互接触。而于其他的实际实施上，也可以设置有一端抵于第二棘轮的弹性件，并通过该弹性件施力于该第二棘轮上，用以维持第二棘轮与第一棘轮相互接触，而不以前述实施例为限。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。