自行车液压变速机构的制作方法

本发明涉及自行车、助力电动自行车中使用的变速机构，具体来说就是左右变速手柄、前拨链器和后拨链器。

背景技术：

自行车、助力电动自行车中广泛使用变速机构，目前普遍使用的是钢丝拉线式变速机构。由于结构原理的原因，容易产生下列不足：一是，手感比较重，特别是钢丝和护套管生锈后阻力加大，更感费力；二是，调整比较麻烦，往往调好一个前拨链器或是后拨链器要调4至5颗螺丝，对于消费者来说是件不容易的事；三是，变速手柄的加档和减档分别是两个拨杆，不够方便。针对上述问题，液压传递操控力是一种解决办法，早在2002年日本株式会社岛野公开过一个液压变速机构(申请号：02122425.0申请日：2002-06-06，主分类号B62M25/08)，该发明的变速手柄采用齿条机构，拨链器还是采用四连杆机构，油缸的容积改变采用附加油缸的方式，这样的设计还是有待改进之处。

技术实现要素：

针对上述现有的技术存在的缺陷，本发明自行车液压变速机构的目的在于：提供一种自行车液压变速机构，在变速手柄中采用偏心凸轮加棘轮的机构，加档减档全部采用直接液压传递操控力，大大减轻了手感；在变速手柄中采用一指拨杆方式控制，去掉了回拨杆，方便了操控；在前拨链器和后拨链器的设计上去除了传统的四连杆机械机构和杠杆机构，将调整的螺丝减少为2至3颗，方便了消费者使用。

实现本发明的技术方案是这样的：一种自行车液压变速机构，包括手柄座、上油缸、拉杆、前活塞、后活塞、凸轮棘轮副、进退档锁、可折叠拨杆、调角度螺母、连接座、滑动头、调进退螺丝、后拨油缸座、后拨活塞、滑动活塞、调节器、扭力座、固定座、滑台、前拨调进退螺丝、滑套、拨链口、快拆螺母、前拨活塞、前拨油缸和前拨调角度螺丝副，其具体的技术细节和特征如下：所述的手柄座圆孔部分固定于自行车车把处，平板部分的孔洞为安装其他零件的基准位置，其背面安装有压簧；所述的上油缸内有复位弹簧、上密封圈、前活塞和后活塞；所述的拉杆两头有孔，拉住上油缸和凸轮棘轮副，其朝下的部位 有一凸出块与后活塞上的直槽滑动配合；所述的前活塞细端段为螺纹与后活塞螺配，其尾端有可供螺丝刀着力的沟槽；所述的后活塞的中间是螺孔，一端顶在凸轮棘轮副的凸轮上，后活塞上部有防转动的直沟槽；所述的凸轮棘轮副是由凸轮、齿轮、棘轮和档位指针四部分固化组成，凸轮部分顶在后活塞上，最下层的棘轮由外围一系列向下的齿组成，每个齿垂直向下，一边是垂直面，一边是斜面；所述的进退档锁是一个此起彼伏的杠杆机构，安装于手柄座的平板部分的背面，其中一颗活动销始终受到压簧的压力；所述的可折叠拨杆带有铰链结构，末端形状是一个圆管或是切掉一部分的圆管，人手的大拇指在管内带动可折叠拨杆向水平方向运动和向上运动；所述的调角度螺母通过连接座与滑动头螺配，用于调整后拨油缸座和塔轮轴之间的角度；所述的连接座一端与自行车尾钩吊耳固定，或者直接固定在后车架上，连接座另一端有一个腰子形孔；所述的滑动头上的螺孔与调进退螺丝螺配，在调进退螺丝的作用下，滑动头在后拨油缸座的滑槽中可滑动移动；所述的调进退螺丝用于调节后拨油缸座的移动位置；所述的后拨油缸座上有与滑动头配合的滑槽，带有一个推动后拨活塞的油缸和另一个增加强度的与滑动活塞配合的孔槽；所述的后拨活塞与滑动活塞平行，其端部通过销子与扭力座连接，连接处可转动；所述的调节器的两头为圆孔，中间的大螺母可调节两圆孔间的距离，调节器用于调节导轮组与塔轮平面的角度；所述的扭力座的突出部位通过销子和后拨活塞连接，同时和调节器连接；所述的固定座大圆孔部分与自行车车架部分固定，其带有一个与滑台配合的滑动体；所述的滑台带有一个与固定座配合的滑槽，带有和拨链口上的滑动杆配合的滑动孔，滑台的尾部有一个长方形或腰子形的通槽，该槽用于固定和调节前拨油缸的位置和角度；所述的前拨调进退螺丝用于调整滑台的进出和调整拨链口的位置；所述的滑套与前拨活塞通过固定销可转动连接，其与横杆滑动配合；所述的拨链口带有滑动杆、横杆，拨链口在拉簧甲和拉簧乙的作用下，始终保持朝向前拨活塞的压力；所述的快拆螺母一头是中空的螺丝，另一头是螺母，其与油管、紧固螺丝、橄榄套、快拆油针、小密封圈、堵头和小压簧组成快拆组合；所述的前拨活塞的前端是与滑套相连接的铰链结构；所述的前拨油缸朝上的螺孔安装快拆螺母，其后部有一与前拨调角度螺丝副配合的通孔；所述的前拨调角度螺丝副调整前拨活塞和滑动杆的角度。

所述的凸轮棘轮副的复位由凸轮复位弹簧承担。所述的可折叠拨杆的复位由拨杆复位弹簧承担，拨杆复位弹簧和凸轮复位弹簧套在一起，安装在同一位置。所述的后拨活塞在左拉簧和右拉簧的作用下，始终保持对后拨油缸座的压力。所述的快拆螺母内部的堵头在小压簧和小密封圈的作用下阻断了油 路，只有受到外力才能打开油路；所述的快拆油针的头部有一个裂槽或者是破口，只有快拆油针插入快拆螺母时才能顶开堵头接通油路。所述的上油缸里的液压油被凸轮棘轮副挤压到拨链器的油缸里，进而推动换挡拨链，不通过四连杆和杠杆机构，直接传递人的手指操控力。所述的进退档锁的中间的支撑销固定于手柄座上，左右的2个活动销呈翘翘板方式活动，2个活动销的端部为倒角斜面或者被切除一部分。

总之，后拨链器的调整，只需用手调3颗螺丝，前拨链器的调整，只需用手调2颗螺丝，这比起传统四连杆机构的钢丝拉线式拨链器的调整是简化了不少。本发明自行车液压变速机构采用了完全不同于传统四连杆机构的钢丝拉线式变速机构的调整方法。

本发明的有益效果是，相对于目前一般使用的钢丝拉线式变速机构，本发明加档减档全部采用直接液压传递操控力，大大减轻了手感；在变速手柄中采用一指拨杆方式控制，去掉了回拨杆，方便了操控；在前拨链器和后拨链器的设计上去除了传统的四连杆和杠杆机械机构，将调整的螺丝减少为2至3颗，方便了消费者使用。

附图说明

下面是附图说明：

图1是本发明自行车液压变速机构的一个具体实施方式的变速手柄图。

图2是变速手柄的立体爆炸图。

图3是快拆接头组成的爆炸图。

图4和图5是变速手柄上的上油缸的内部构成的立体爆炸图和仰视图。

图6是自行车液压变速机构的一个具体实施方式的后拨链器的左视图。

图7是后拨链器的正视图。

图8是后拨链器的立体爆炸图。

图9、图10、图11和图12是自行车液压变速机构的一个具体实施方式的前拨链器的立体爆炸图和相关视图。

图13是后拨链器的另一种固定方式示意图。

图14是变速手柄中进档退档方式的示意图。

图15和图16是可折叠拨杆的立体图。

具体实施方式

下面结合实施对本发明作进一步说明。

图1、图2、图4、图5和图14所示的是自行车液压变速机构的一个具体实施方式的变速手柄，该变速手柄采用了液压方式来传递手指的操控力，驱动活塞的关键是采用了凸轮加棘轮的机构。图6是后拨链器的左视图，图7是后拨链器的正视图，图8是后拨链器的立体爆炸图。后拨链器是液压直接驱动换挡拨链。

手柄座1.1将变速手柄装在自行车车把上，当大拇指水平方向推动可折叠拨杆1.2进档时，可折叠拨杆1.2就驱动棘爪1.12去推动凸轮棘轮副1.6转动一个角度，而且被进退档锁1.8锁定，凸轮棘轮副1.6上的偏心凸轮就将后活塞1.7挤压进上油缸1.3里去一段距离，活塞1.7挤压进去也就是前活塞1.3.3带着上密封圈1.3.2克服复位弹簧1.3.1的阻力和拨链器传过来的油压阻力，将一部分液压油通过油管1.5和紧固螺丝1.11挤到后拨链器的后拨油缸座2.8里，后拨油缸座2.8里面再推动后拨活塞2.12和滑动活塞2.13伸出一段距离，进而推动扭力座2.15伸出一段距离，扭力座2.15又将导轮组2.16推出一段距离，导轮组2.16对准了相应的塔轮的齿盘，就进了一档，就完成了一个进档的动作。当大拇指向上方向推动可折叠拨杆1.2退档时，可折叠拨杆1.2就碰到了进退档锁1.8的右边的那颗活动销(见图14)，当可折叠拨杆1.2继续克服压簧1.1.1的阻力将右边的那颗活动销推到底，左边的那颗活动销就缩回来，进退档锁1.8是一个此起彼伏的杠杆机构，安装于手柄座1.1的平板部分的背面，进退档锁1.8就放掉凸轮棘轮副1.6，让凸轮棘轮副1.6退了一档。这样就做到了一指操控变速，方便了消费者使用。

图2中所示的凸轮棘轮副1.6的复位由凸轮复位弹簧1.10承担；所示的可折叠拨杆1.2的复位由拨杆复位弹簧1.9承担；拨杆复位弹簧1.9和凸轮复位弹簧1.10套在一起，安装在同一位置；拉杆1.4两头有孔，拉住上油缸1.3和凸轮棘轮副1.6，其朝下的部位有一凸出块与后活塞1.7上的直槽滑动配合，拉杆1.4的作用就是在凸轮棘轮副1.6受力时将它拉住，同时让活塞1.7进出自由，但不能转动；棘爪弹簧1.13就是始终给棘爪1.12一个压力；档位指针1.6.1固定在凸轮棘轮副1.6上，它随着凸轮棘轮副1.6同步转动，它和外壳上的数字刻度一起组成档位指示仪表。

图4和图5说明了变速手柄的上油缸1.3里的机构，复位弹簧1.3.1和上密封圈1.3.2是油缸必备零件；前活塞1.3.3细端段为螺纹与后活塞1.7螺配，其尾端有可供螺丝刀着力的沟槽，当旋动前活塞1.3.3细端的螺丝时，就改变了上油缸1.3油缸里的容积，所以调整前活塞1.3.3可以调整拨链器的位置；后活塞1.7 的中间是螺母，一端顶在凸轮棘轮副1.6的凸轮上，上部有防止后活塞1.7转动的直沟槽。

图6、图7和图8说明了自行车液压变速机构的一个具体实施方式的后拨链器，调角度螺母2.1通过连接座2.2与滑动头2.3螺配，用于调整后拨油缸座2.8和塔轮轴2.18之间的角度，这种调节的意义在于：可以改变变速的范围，使拨链器有更好的适应性，特别对于不同的厂家的产品，其都有较好的适应。在调进退螺丝2.4的作用下，滑动头2.3在后拨油缸座2.8的滑槽中可滑动运动，调进退螺丝2.4用于调节后拨油缸座2.8的位置，这种调节的意义在于：便于找准拨链的起始位置和最终的位置。调节器2.14的两头为圆孔，中间的大螺母可调节两圆孔间的距离，调节器2.14用于调节导轮组2.16与塔轮平面的角度，这种调节的意义在于：调节器2.14的使用往往要结合调角度螺母2.1同时使用，这样能保证最佳的拨链效果。从中可以看出本发明自行车液压变速机构采用了完全不同于传统四连杆机构的钢丝拉线式变速机构的调整方法。

图6中塔轮的大齿盘2.18.1是塔轮最里面的齿盘，小齿盘2.18.2是塔轮最外面的齿盘。

图8中油管1.5、紧固螺丝1.11和快拆螺母3.9是油路必须的部件，后拨活塞2.12在左拉簧2.10和右拉簧2.9的作用下，始终保持对后拨油缸座2.8的压力；密封圈2.17是装在后拨活塞2.12上的。

图14的立体图表明凸轮棘轮副1.6和进退档锁1.8的关系。凸轮棘轮副1.6是由凸轮、齿轮、棘轮和档位指针1.6.1四部分固化组成，凸轮是2片结构，这2片凸轮的中间的空间供螺丝刀能去调节前活塞1.3.3，凸轮部分顶在后活塞1.7上，最下层的棘轮由外围一系列向下的齿组成，每个齿垂直向下，一边是垂直面，一边是斜面；进退档锁1.8是一个此起彼伏的杠杆机构，其中一颗活动销始终受到压簧(1.1.1)的压力，进退档锁1.8的中间的支撑销固定于手柄座1.1的平板部分上，左右的2个活动销呈翘翘板方式活动，这2个活动销的端部为倒角斜面或者切除一部分。

图15和图16是可折叠拨杆1.2的立体图，可折叠拨杆1.2带有铰链结构，末端形状是一个圆管或是切掉一部分的圆管，人手的大拇指在管内可带动可折叠拨杆1.2向水平方向运动和向上运动。

以上是自行车液压变速机构的一个具体实施方式的变速手柄和后拨链器的动作过程。操控前拨链器的变速手柄和操控后拨链器的变速手柄原理是一样的，它们的构造是镜像关系。

图9、图10、图11和图12所示的是自行车液压变速机构的一个具体实施 方式的前拨链器的立体爆炸图和相关视图。当从变速手柄挤压过来的液压油通过油管1.5、紧固螺丝1.11和快拆螺母3.9流到前拨链器的前拨油缸3.3里，进而推动前拨活塞3.19向前移动，进而推动滑套3.6和横杆3.5.2，进而推动拨链口3.5去拨链换挡，这是一个液压直接传递手指操控力的过程。

图9、图10、图11和图12所示的前拨链器中，固定座3.1大圆孔部分与自行车车架部分固定，其带有一个与滑台3.2配合的滑动体；滑台3.2带有一个与固定座3.1配合的滑槽，带有和拨链口3.5上的滑动杆3.5.1配合的滑动孔，滑台3.2的尾部有一个长方形或腰子形的通槽，该槽用于固定和调节前拨油缸3.3的角度；前拨调进退螺丝3.11用于调整滑台3.2的进出和调整拨链口3.5的位置；滑套3.6与前拨活塞3.19通过固定销3.17可转动连接，其与横杆3.5.2相对可滑动位移；拨链口3.5带有滑动杆3.5.1、横杆3.5.2；拨链口3.5在拉簧甲3.10和拉簧乙3.18的作用下，始终保持朝向前拨活塞3.19的压力；前拨活塞3.19的前端是与滑套3.6相连接的铰链结构；前拨油缸3.3朝上的螺孔安装快拆螺母3.9，其后部有一与前拨调角度螺丝副3.4配合的通孔；前拨调角度螺丝副3.4调整前拨活塞3.19和滑动杆3.5.1的角度。

图3是快拆接头组成的爆炸图。为了自行车美观和管路的防破损需要油管可拆卸，便于油管隐蔽在车架管内，这里公开一种可拆卸方式，快拆螺母3.9一头是中空的螺丝，另一头是螺母，其与油管1.5、紧固螺丝1.11、橄榄套3.12、快拆油针3.13、小密封圈3.14、堵头3.15和小压簧3.16组成快拆组合；快拆螺母3.9内部的堵头3.15在小压簧3.16和小密封圈3.14的作用下阻断了油路，只有受到外力才能打开油路；快拆油针3.13的头部有一个裂槽或者是破口，只有快拆油针3.13插入快拆螺母3.9时才能顶开堵头3.15接通油路。

图13是后拨链器的另一种固定方式示意图，传统四连杆拉线式拨链器的导轮的运动轨迹是一个弧线，并不能精准地定位，就需要一些附加的机械机构来弥补，本发明自行车液压变速机构采用液压传递操控力，导轮的运动轨迹是一条直线，所以，本发明的后拨链器通过连接座2.2可以直接固定在自行车尾钩吊耳上，或者将连接座2.2外形改变为图13中的变形连接座2.2a，就直接固定在后车架上。

总之，后拨链器的调整，只需用手调3颗螺丝，前拨链器的调整，只需用手调2颗螺丝，这比起传统四连杆机构的钢丝拉线式拨链器的调整是简化了不少。本发明自行车液压变速机构采用了完全不同于传统四连杆机构的钢丝拉线式变速机构的调整方法。