本發(fā)明涉及交通工具領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，特別涉及一種變速器及自行車。

背景技術(shù)：

自行車(bicycle)又稱腳踏車或單車，通常是二輪的小型陸上車輛，為現(xiàn)代人們常用的一種綠色環(huán)保型交通工具。現(xiàn)代社會(huì)中，自行車已成為世界各國(guó)特別是發(fā)達(dá)國(guó)家居民喜愛(ài)的交通、健身工具。同時(shí)，世界自行車行業(yè)的重心也從傳統(tǒng)的代步型交通工具向運(yùn)動(dòng)型、山地型、休閑型轉(zhuǎn)變，在美、歐、日等發(fā)達(dá)國(guó)家，自行車更是成為了一種普遍的運(yùn)動(dòng)、健身、休閑和娛樂(lè)性產(chǎn)品。

自行車前進(jìn)時(shí)，騎車人員蹬動(dòng)腳踏旋轉(zhuǎn)，腳踏帶動(dòng)前齒盤旋轉(zhuǎn),前齒盤通過(guò)鏈條把力量轉(zhuǎn)遞到后齒盤，后齒盤進(jìn)而帶動(dòng)車輪旋轉(zhuǎn)前進(jìn)。自行車前行時(shí)，前齒盤的大小(齒數(shù))和后齒盤的大小(齒數(shù))決定蹬動(dòng)腳踏時(shí)的力度，一般而言，前齒盤越大，后齒盤越小，腳蹬時(shí)越感到費(fèi)力；前齒盤越小，后齒盤越大，腳蹬時(shí)越感到輕松。實(shí)際操作中，為使自行車快速與慢速前進(jìn)都能保持一定的腳蹬步速和力矩，常常需要在自行車上安裝變速器。變速器原理即通過(guò)改變鏈條與不同的前、后大小的齒輪盤配合從而改變車速快慢。

圖1即提供了一種現(xiàn)有的變速器，如圖1所示，該變速器包括控制套筒01、離合器02與行星架03，控制套筒01、離合器02、行星架03均套裝在中軸04上，控制套筒01與外部換擋器連接，行星架03與車輪連接。換擋時(shí)，騎車人員旋轉(zhuǎn)推動(dòng)控制套筒01，控制套筒01進(jìn)而推動(dòng)離合器02向行星架03方向運(yùn)動(dòng)，當(dāng)離合器02與行星架03相對(duì)應(yīng)端面的凸塊020與凹槽030卡嵌在一起時(shí)，離合器02與行星架03便可以實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)成功換擋成功。實(shí)際操作中，換擋前，正常騎行狀態(tài)下，騎車人員蹬動(dòng)腳踏通過(guò)行星架03帶動(dòng)車輪旋轉(zhuǎn)，如此，當(dāng)自行車停車換擋時(shí)，凸塊020與凹槽030有可能并未處于正對(duì)的位置，此時(shí)，凸塊020會(huì)抵死在行星架03的端面上從而導(dǎo)致凸塊020無(wú)法進(jìn)入凹槽030內(nèi)，進(jìn)而導(dǎo)致?lián)Q擋器旋轉(zhuǎn)推動(dòng)行程受限，導(dǎo)致?lián)Q擋器無(wú)法推動(dòng)至規(guī)定的擋位，從而造成換擋失敗，極大影響了自行車的正常使用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題為提供一種變速器，該變速器通過(guò)其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，能夠有效實(shí)現(xiàn)換擋成功，確保自行車的正常使用。

一種變速器，包括主軸，所述主軸上從前往后依次套裝有行星架、離合器及控制筒，所述離合器及所述控制筒活動(dòng)安裝在所述主軸上且可沿所述主軸的軸線方向滑動(dòng)，所述離合器與所述主軸的外圓柱面之間設(shè)置有安裝腔，所述安裝腔內(nèi)設(shè)置有伸縮機(jī)構(gòu)，所述伸縮機(jī)構(gòu)前端與所述離合器連接，所述伸縮機(jī)構(gòu)后端與所述控制筒連接，所述行星架后端設(shè)置有卡槽，所述離合器前端設(shè)置有凸塊，所述凸塊與所述卡槽相互匹配。

優(yōu)選地，所述卡槽呈環(huán)狀間隔設(shè)置在所述行星架后端的端面上，所述凸塊呈環(huán)狀間隔設(shè)置在所述離合器前端的端面上。

優(yōu)選地，所述伸縮機(jī)構(gòu)為緩沖彈簧。

優(yōu)選地，所述離合器的安裝腔內(nèi)設(shè)置有卡板，所述伸縮機(jī)構(gòu)前端抵壓在所述卡板的后端面上。

優(yōu)選地，所述伸縮機(jī)構(gòu)與所述控制筒之間設(shè)置有墊圈。

優(yōu)選地，所述控制筒上連接有控制桿。

優(yōu)選地，所述控制筒上設(shè)置有孔體，所述控制桿上設(shè)置有卡體，所述卡體嵌裝在所述孔體內(nèi)。

優(yōu)選地，所述主軸的外圓柱面上設(shè)置有環(huán)臺(tái)，所述環(huán)臺(tái)位于所述離合器前端，所述環(huán)臺(tái)與所述離合器之間設(shè)置有復(fù)位彈簧。

優(yōu)選地，所述凸塊與所述卡槽之間相對(duì)應(yīng)設(shè)置有反轉(zhuǎn)導(dǎo)出斜面。

本發(fā)明還提供了一種自行車，所述自行車上安裝有上述任意一項(xiàng)所述的變速器。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提供的該變速器需要換擋時(shí)，若停車時(shí)凸塊正對(duì)卡槽，旋轉(zhuǎn)推動(dòng)連接在控制筒上的外設(shè)換擋器，由于換擋器行程不受限制，換擋器便可以直接轉(zhuǎn)動(dòng)至規(guī)定擋位，換擋時(shí)同步推動(dòng)控制筒朝離合器方向滑動(dòng)，該過(guò)程中，換擋器壓緊伸縮機(jī)構(gòu)，伸縮機(jī)構(gòu)進(jìn)而壓緊離合器，離合器進(jìn)而朝行星架方向滑動(dòng)，直至凸塊嵌入卡槽內(nèi)從而使離合器與行星架實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)；此外，若停車時(shí)凸塊沒(méi)有正對(duì)卡槽，由于有伸縮機(jī)構(gòu)的存在，伸縮機(jī)構(gòu)的壓縮長(zhǎng)度可以抵消換擋器換擋時(shí)的推動(dòng)行程，從而換擋器還是可以轉(zhuǎn)動(dòng)至規(guī)定擋位，此時(shí)，伸縮機(jī)構(gòu)呈壓縮狀態(tài)，當(dāng)車輛準(zhǔn)備騎行時(shí)，騎車人員蹬動(dòng)腳踏帶動(dòng)離合器一起旋轉(zhuǎn)，一旦旋轉(zhuǎn)到凸塊正對(duì)卡槽的位置，伸縮機(jī)構(gòu)的壓力便會(huì)推動(dòng)離合器朝行星架方向移動(dòng)，從而致使凸塊嵌入卡槽內(nèi)而實(shí)現(xiàn)離合器與行星架兩者的聯(lián)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)換擋成功，確保自行車的正常使用。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)一種變速器的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例所公開(kāi)的一種變速器的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例所公開(kāi)的一種變速器的軸向剖視圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例所公開(kāi)的伸縮機(jī)構(gòu)處放大示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例所公開(kāi)的行星架的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例所公開(kāi)的離合器的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本申請(qǐng)中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本申請(qǐng)實(shí)施例中的附圖，對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本申請(qǐng)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。

基于本申請(qǐng)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本申請(qǐng)保護(hù)的范圍。

參見(jiàn)圖2至圖6，圖2至圖6提供了本發(fā)明一種變速器的具體實(shí)施例，其中，圖2為本發(fā)明實(shí)施例所公開(kāi)的一種變速器的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例所公開(kāi)的一種變速器的軸向剖視圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例所公開(kāi)的伸縮機(jī)構(gòu)處放大示意圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例所公開(kāi)的行星架的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施例所公開(kāi)的離合器的結(jié)構(gòu)示意圖。

本發(fā)明中，“前”、“后”等方位詞語(yǔ)是為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好的理解不同機(jī)構(gòu)的相對(duì)位置關(guān)系而做出的限定，本實(shí)施例中，前方即為主軸的左側(cè)方向，后方即為主軸的右側(cè)方向。當(dāng)然，如果將本實(shí)施例的主軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90度，前方即變成了主軸的上端方向，后方即變成了主軸的下端方向。

如圖2至圖6所示，本發(fā)明提供了一種變速器的具體實(shí)施例，該變速器通過(guò)其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，能夠有效實(shí)現(xiàn)換擋成功，確保自行車的正常使用。該變速器包括主軸1，行星架2，離合器3，控制筒4，安裝腔5，伸縮機(jī)構(gòu)6，卡槽201及凸塊301。

本實(shí)施例中，主軸1上從前往后依次套裝有行星架2、離合器3及控制筒4，離合器3及控制筒4活動(dòng)安裝在主軸1上且可沿主軸1的軸線方向滑動(dòng)。

具體地，主軸1為變速器的主體支撐機(jī)構(gòu)。行星架2用于與外設(shè)車輪連接?？刂仆?用于與外設(shè)換擋器連接。離合器3用于行星架2與控制筒4之間連接與分離的切換控制。

離合器3與主軸1的外圓柱面之間設(shè)置有安裝腔5，安裝腔5內(nèi)設(shè)置有伸縮機(jī)構(gòu)6，伸縮機(jī)構(gòu)6前端與離合器3連接，伸縮機(jī)構(gòu)6后端與控制筒4連接。安裝腔5用于給伸縮機(jī)構(gòu)6的安裝提供空間。伸縮機(jī)構(gòu)6用于給換檔器換擋行程受限時(shí)提供緩沖從而確保換檔器可以推動(dòng)至規(guī)定擋位，同時(shí)給離合器3向行星架2方向的滑動(dòng)提供推力。具體地，伸縮機(jī)構(gòu)6優(yōu)選為緩沖彈簧。

行星架2后端設(shè)置有卡槽201，離合器3前端設(shè)置有凸塊301，凸塊301與卡槽201相互匹配?？ú?01與凸塊301用于行星架2與離合器3兩者之間的聯(lián)動(dòng)控制。優(yōu)選地，卡槽201呈環(huán)狀間隔設(shè)置在行星架2后端的端面上，凸塊301呈環(huán)狀間隔設(shè)置在離合器3前端的端面上。

當(dāng)然，本發(fā)明的卡槽201與凸塊301僅僅為相對(duì)應(yīng)設(shè)置的機(jī)構(gòu)，具體的，也可以將行星架2后端所設(shè)置卡槽201的外緣部分稱為凸塊，然后將離合器3前端所設(shè)置凸塊301的外緣部分稱為卡槽，只要凸塊與卡槽能夠相互匹配，可以實(shí)現(xiàn)行星架2與離合器3之間的聯(lián)動(dòng)與分離即可。

具體實(shí)施中，本發(fā)明提供的該變速器需要換擋時(shí)，若停車時(shí)凸塊301正對(duì)卡槽201，旋轉(zhuǎn)推動(dòng)連接在控制筒4上的外設(shè)換擋器，由于換擋器行程不受限制，換擋器便可以直接轉(zhuǎn)動(dòng)至規(guī)定擋位，換擋時(shí)同步推動(dòng)控制筒4朝離合器3方向滑動(dòng)，該過(guò)程中，換擋器壓緊伸縮機(jī)構(gòu)6，伸縮機(jī)構(gòu)6進(jìn)而壓緊離合器3，離合器3進(jìn)而朝行星架2方向滑動(dòng)，直至凸塊301嵌入卡槽201內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)離合器3與行星架2之間的聯(lián)動(dòng)。

若停車時(shí)凸塊301沒(méi)有正對(duì)卡槽201，由于有伸縮機(jī)構(gòu)6的存在，伸縮機(jī)構(gòu)6的壓縮長(zhǎng)度可以抵消換擋器換擋時(shí)的推動(dòng)行程，從而換擋器還是可以轉(zhuǎn)動(dòng)至規(guī)定擋位，此時(shí)，伸縮機(jī)構(gòu)6呈壓縮狀態(tài)，當(dāng)車輛準(zhǔn)備騎行時(shí)，騎車人員蹬動(dòng)腳踏帶動(dòng)離合器3一起旋轉(zhuǎn)，一旦旋轉(zhuǎn)到凸塊301正對(duì)卡槽201的位置，伸縮機(jī)構(gòu)6的壓力便會(huì)推動(dòng)離合器3朝行星架2方向移動(dòng)，從而致使凸塊301嵌入卡槽201內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)離合器3與行星架2兩者的聯(lián)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)換擋成功。

換擋成功需要行駛時(shí)，騎車人員踩動(dòng)腳踏，腳踏將驅(qū)動(dòng)力傳遞至離合器3，離合器3帶動(dòng)行星架2一起旋轉(zhuǎn)，行星架2進(jìn)而帶動(dòng)車輪在地面上旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)自行車的正常前行。

本實(shí)施例中，為進(jìn)一步方便伸縮機(jī)構(gòu)6將壓緊力傳導(dǎo)至離合器3上，優(yōu)選地，所述離合器3的安裝腔5內(nèi)設(shè)置有卡板7，所述伸縮機(jī)構(gòu)6前端抵壓在所述卡板7的后端面上。具體的，卡板7可以采用環(huán)狀卡板，在離合器3內(nèi)壁上設(shè)置環(huán)槽，然后將環(huán)狀卡板安裝在環(huán)槽內(nèi)即可。

本實(shí)施例中，為進(jìn)一步方便控制筒4將外部換擋器傳遞來(lái)的推力傳遞至伸縮機(jī)構(gòu)6，優(yōu)選地，所述伸縮機(jī)構(gòu)6與所述控制筒4之間設(shè)置有墊圈8。

本實(shí)施例中，為進(jìn)一步方便外設(shè)換擋器將推力傳遞至控制筒4，優(yōu)選地，所述控制筒4上連接有控制桿9。所述控制筒4上設(shè)置有孔體，所述控制桿9上設(shè)置有卡體，所述卡體嵌裝在所述孔體內(nèi)。具體實(shí)施中，控制桿9與外設(shè)換擋器連接在一起，換擋器動(dòng)作時(shí)，可以推動(dòng)控制桿9沿主軸1軸線方向滑動(dòng)，控制桿9進(jìn)而帶動(dòng)控制筒4一起滑動(dòng)。

本實(shí)施例中，為方便換擋器退擋時(shí)離合器3與行星架2的分離，優(yōu)選地，所述主軸1的外圓柱面上設(shè)置有環(huán)臺(tái)101，所述環(huán)臺(tái)101位于所述離合器3前端，所述環(huán)臺(tái)101與所述離合器3之間設(shè)置有復(fù)位彈簧10。

本實(shí)施例中，考慮到停車進(jìn)檔狀態(tài)下，腳踏的停留方位剛好處于騎車人員不好用力的位置，此時(shí)，騎車人員常常需要控制腳踏反轉(zhuǎn)一定角度，從而使腳踏轉(zhuǎn)動(dòng)到騎車人員好著力的位置，此時(shí)，行星架2一般與車輪一起保持靜止，如此，為方便騎車人員控制腳踏反轉(zhuǎn)，優(yōu)選地，所述凸塊301與所述卡槽201之間相對(duì)應(yīng)設(shè)置有反轉(zhuǎn)導(dǎo)出斜面11。如此，騎車人員控制腳踏反轉(zhuǎn)時(shí)，會(huì)一起帶動(dòng)離合器3一起反轉(zhuǎn)，此時(shí)，凸塊301便可以順著反轉(zhuǎn)導(dǎo)出斜面11從卡槽201內(nèi)滑出，從而實(shí)現(xiàn)離合器3與行星架2之間的分離，使離合器3單獨(dú)旋轉(zhuǎn)。

也就是說(shuō)，換擋完全后倒踩時(shí)，離合器3反向旋轉(zhuǎn)，離合器3可沿行星架2反向?qū)С鲂泵?1沿軸向退出，通過(guò)壓縮緩沖彈簧，而不會(huì)影響控制筒4。

本發(fā)明還提供了一種自行車，所述自行車上安裝有上述任意一項(xiàng)所述的變速器。如此，該自行車可以在任何狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)有效換擋。

以上對(duì)本發(fā)明所提供的一種變速器及自行車進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。