自行車變速器的換檔控制裝置的製作方法
2023-07-05 07:59:46 3
專利名稱：自行車變速器的換檔控制裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及自行車，特別是自行車變速器的換檔控制裝置。
背景技術：
換檔控制裝置用來將自行車變速器從一種齒速比變換到另一種齒速比。例如，第5,400,675號美國專利示出了一種換檔控制裝置，包括操縱繞線裝置的第一和第二操縱杆，其中，將第一操縱杆從靜止位置移動到工作位置可以將變速器控制線繞在繞線裝置上，將第二操縱杆從靜止位置移動到工作位置可以將控制線從繞線裝置上退繞。繞線裝置包括一個圓柱形的繞線件，該繞線件具有用來卷繞和退繞變速器控制線的繞線槽，沿周向布置在繞線件外圓周面上的多個驅動齒，以及同樣沿周向布置在繞線件外圓周面上的多個定位齒。繞線件通過一彈簧沿線退繞方向被偏壓。一個驅動爪設置在第一操縱杆上，用於響應第一操縱杆從靜止位置旋轉至工作位置，壓靠在多個驅動齒中的一個齒上，從而使線軸部件沿線卷繞方向旋轉，一個定位爪選擇性地嚙合一個定位齒，使線軸部件保持在所需的旋轉位置。將第二操縱杆從靜止位置操作到工作位置以選擇性地嚙合和脫離定位爪，從而允許繞線裝置根據彈簧的偏壓力在線退繞方向上旋轉。
例如，第5,094,120號美國專利示出了另外一種換檔控制裝置，其也包括用來操縱繞線裝置的第一和第二操縱杆，其中，繞線裝置沿線的退繞方向受偏壓。在此換檔控制裝置中，繞線裝置包括一個隨第一操縱杆整體旋轉的繞線盤。一個變速盤(indexing plate)也隨第一操縱杆整體旋轉，變速盤上有一個變位槽(indexing slot)，限定了在變位槽的相對兩側交錯布置的多個變位齒(indexingteeth)。第二操縱杆包含一個用來連續嚙合變位槽裡的一個個變位齒的變位銷(indexing pin)，使繞線盤、變速盤和第一操縱杆一起被固定在與變位齒對應的多個旋轉位置上。將第二操縱杆從靜止位置操作到工作位置然後又回到靜止位置使得變位銷從一個變位齒連續移動到下一個變位齒。這進而使繞線盤、變速盤和第一操縱杆相應地移動到沿線退繞方向的多個位置。
發明內容
本發明涉及自行車變速器的換檔控制裝置的多種特徵。在一個實施例中，自行車變速器換檔控制裝置包括安裝件，適於將換檔控制裝置安裝到自行車上；第一操縱杆，可操作地連接到安裝件上，使第一操縱杆停止在與自行車變速器的檔位對應的多個位置上，其中，第一操縱杆在第一平面內移動；以及第二操縱杆，可操作地連接到安裝件上，用於在第二平面內在靜止位置與工作位置之間移動，使第二操縱杆在移動到工作位置後返回到靜止位置。在該實施例中，第一平面與第二平面大致平行。
在另一個實施例中，自行車變速器換檔控制裝置包括安裝件，適於將換檔控制裝置安裝到自行車上，第一操縱杆，可操作地連接到安裝件上，使第一操縱杆停止在與自行車變速器的檔位對應的多個位置處，以及第二操縱杆，可操作地連接到安裝件上，在第二個平面內在靜止位置與工作位置之間移動，從而使第二操縱杆在移動到工作位置後返回到靜止位置。定位部件旋轉到與自行車變速器的檔位對應的多個位置，運動限制件設置在第二操縱杆上，用來在第二操縱杆操作過程中限制定位部件的運動。
在另一個實施例中，自行車變速器換檔控制裝置包括安裝件，適於將換檔控制裝置安裝到自行車車把上，第一操縱杆，可操作地連接到安裝件上，使第一操縱杆停止在與自行車變速器的檔位對應的多個位置上，第二操縱杆，可操作地連接到安裝件上，用於在靜止位置和工作位置之間移動，使第二操縱杆在移動到工作位置後返回到靜止位置，以及定位部件，旋轉到與自行車變速器的檔位對應的多個位置上。第一操縱杆和第二操縱杆連接到安裝件上，從而當換檔控制裝置安裝在車把上時，第一操縱杆和第二操縱杆可以位於自行車車把的上方。
在另一個實施例中，一種自行車控制裝置包括安裝件，用來將自行車控制裝置安裝到自行車上，定位部件，連接到安裝件上，用來在多個位置之間移動，以及定位件，用來將定位部件保持在多個位置中的每個位置。定位件包括一種材料，這種材料響應作用在定位件和定位部件之間的過大的力而發生變形，以將定位部件從保持的位置釋放開來。
在另一個實施例中，自行車變速器換檔控制裝置包括安裝件，適於將換檔控制裝置安裝到自行車上，定位部件，連接到安裝件上，用來在多個位置之間移動，第一操縱杆，在第一操縱杆方向移動，用來在第一檔位方向上移動定位部件，以及第二操縱杆，在第二操縱杆方向上移動，用來在與第一檔位方向相反的第二檔位方向上移動定位部件，其中，第一操縱杆方向與第二操縱杆方向相同。運動允許件連接到安裝元件上，以使定位部件在第二檔位方向上運動，運動限制件，設置在第二操縱杆上，用於在第二方向上移動，以在第二操縱杆工作時限制定位部件在第二檔位方向上的運動。
在另一個實施例中，自行車變速器換檔控制裝置包括安裝件，適於將換檔控制裝置安裝到自行車車把上，操縱杆，可操作地連接到安裝件上，使操縱杆停止在與自行車變速器的檔位對應的多個位置上，按鈕，可操作地連接到安裝件上，用於在靜止位置和工作位置之間的運動，從而使按鈕在移動到工作位置後返回到靜止位置，以及定位部件，可以旋轉到與自行車變速器的檔位對應的多個位置。操縱杆和按鈕可操作地連接到定位部件上，使定位部件可以響應第一操縱杆的操作在第一方向上移動，也可以響應按鈕的操作在與第一方向相反的第二方向上移動。
另外的發明特徵通過以下說明將會很明顯，這些特徵單獨或與上述特徵一起組成權利要求和其等同方案的基礎。
圖1是一自行車變速器的換檔控制裝置的具體實施例的正視圖；圖2是換檔控制裝置的分解視圖；圖3是換檔控制裝置的相關部件的俯視圖，其中示出線卷繞操作情形；圖4是換檔控制裝置的相關部件的俯視圖，其中示出拉線退繞操作情形；圖5是一自行車變速器換檔控制裝置的另一實施例的正視圖；以及圖6是圖5中所示的與第一實施例不同的換檔控制裝置的相關部件的俯視圖。
具體實施例方式
例如，圖1是一種可以用於自行車變速器的換檔控制裝置10的一種具體實施例的正視圖，圖2是換檔控制裝置10的分解視圖。換檔控制裝置10包括一個連接箍14，該連接箍將換檔控制裝置10固定到車把18上；一個安裝件，如底盤22；一個卷繞操縱杆組件26，其包括一個整體形成的第一操縱杆(如卷繞操縱杆28)、一個收緊元件30和一個定位部件，如定位棘部34；一個回位彈簧38，用來沿線釋放(退繞)方向偏壓卷繞操縱杆組件26；一個第二操縱杆，如退繞操縱杆40；一個定位爪41(也可將其用作運動允許件)；一個爪偏壓彈簧42；一個襯套44，用來可旋轉地支撐卷繞操縱杆組件26；一個蓋盤46；一個組裝螺釘50，用來將連接箍14、底盤22、卷繞操縱杆組件26、襯套44和蓋盤46固定在一起；以及一個頂盤54，其連接到蓋盤46上。
連接箍14以傳統的方式，使用螺釘58，穿過一個連接耳66上的開孔62然後旋入另一連接耳74上的螺紋孔70，將換檔控制裝置10緊固到車把18上。連接箍14還包括一個支持杆78和一個底盤固定凸緣82。支持杆78包括一個用於接收組裝螺栓50的螺紋孔86，底盤固定凸緣82與底盤22上的槽90接合，用來將底盤22非旋轉地固定到連接箍14上。
底盤22包括一個直立的鋼絲繩引導凸緣94，其上帶有鋼絲繩引導開孔98，用來引入Bowden鋼絲繩組件(未示出)的內部鋼絲繩102(圖3)。一個直立的鋼絲繩卷繞擋塊106，設置用來限制卷繞操縱杆組件26的逆時針旋轉，一個直立的並用擋塊110，設置用來限制卷繞操縱杆組件26的順時針旋轉和釋放操縱杆40的逆時針旋轉。一個長形開孔114，設置用來將定位爪41的安裝軸118的下端容納於其中，以及一個彈簧安裝開孔122，設置用來將回位彈簧38的末端126安裝到其中。一個中心開孔127，設置用來接受從中穿過的支持杆78。支持開孔127包括一對相對的凹槽127A，用來與對應的襯套44的安裝耳44A接合，以將襯套44非旋轉地安裝到底盤22上。
如上所述，卷繞操縱杆組件26包括整體形成的卷繞操縱杆28、收緊元件30和定位棘部34。卷繞操縱杆28從收緊元件30階梯上升，這樣，當換檔控制裝置10安裝到車把18上時，卷繞操縱杆28的手指接觸部29被設置在車把18的上方。卷繞操縱杆28的相對的側部28A和28B(如圖3)分別接靠鋼絲繩卷繞擋塊106和並用擋塊110，以限制卷繞操縱杆組件26的運動範圍。在該實施例中，卷繞操縱杆28的手指接觸部29在平面P1內移動(圖3)。
收緊元件30是一個帶有鋼絲繩卷繞槽130的環形件，用來卷繞和退繞內部鋼絲繩102。收緊元件30中限定了一個用來接收襯套44的中心開孔131，這樣，收緊元件30可以沿徑向可旋轉地由襯套44支持。一個直立的指示器件138沿收緊元件30的上表面142在周向上靠近中心孔131延伸。多個檔位指示標記(例如數字)設置在指示器件138的上表面143上。回位彈簧38的一個端部132被安裝到收緊元件30下側的彈簧安裝開孔(未示出)處，這樣，回位彈簧38在順時針方向上偏壓收緊元件30從而卷繞操縱杆組件26。
定位棘部34包括多個沿圓周間隔的定位齒134，它們從收緊元件30沿徑向向外突出。定位齒134的間隔是這樣的，相鄰定位齒134之間的距離對應於將自行車變速器移動到相繼檔位所需要的內部鋼絲繩102的拉動量。例如，如果自行車變速器包括一個撥鏈器(derailleur)，那麼定位齒134的間隔就是這樣的，鄰近定位齒134之間的距離對應於將撥鏈器從一個鏈輪移動到下一個鏈輪所需要的變速內部鋼絲繩102的拉動量。
圖3更清楚地示出，定位爪41包括一個配置在爪體150的一端的爪齒146，和一個配置在爪體150的相對端的控制尾部158。爪齒146嚙合多個定位齒134中的一個個選擇性的齒，將收緊元件30進而將卷繞操縱杆28保持在與自行車變速器的檔位對應的多個位置上。在爪齒146與爪體150的徑向內部部分(相對於安裝軸118)之間形成一個狹縫154，使爪齒146能相對於爪體150撓曲。當收緊元件30在鋼絲繩退繞方向上承受過大的力時，允許爪齒146與當前嚙合的定位齒134脫開，這樣可避免對零件造成損害。
如上所述，定位爪41的安裝軸118的下端安裝在底盤22的長形開孔114內。安裝軸118的上端安裝在蓋盤46上的類似的長形開孔(未示出)內。長形開孔的大小可以使卷繞操縱杆組件26在爪齒146開始從棘齒134上脫開之前作大約5度的旋轉。當操作撥鏈器變速器時，該動作通常用來提供眾所周知的過位換檔(overshift)作用。下面將對此作用進行更詳細地描述。
釋放操縱杆40包括一個手指接觸部162，一個擋塊166，用於與底盤22上的並用擋塊110接觸，以限制釋放操縱杆40作逆時針旋轉，一個在操作過程中接收定位爪41的凹進部170，一個沿徑向向內(相對於支持杆78)延伸的運動控制件174，用於在釋放操縱杆40操作過程中與定位爪41的控制尾部158接觸，一個沿徑向向內(相對於支持杆78)延伸的運動限制件175，用於在釋放操縱杆40操作過程中與多個定位齒134中的一個個選擇性齒接觸，一個順時針擋塊部176，用於與底盤22上的鋼絲繩引導凸緣94接觸，以限制釋放操縱杆40的順時針旋轉，和一個釋放操縱杆軸178。釋放杆軸178的下部可旋轉地安裝到底盤22的一個開孔處(未示出)，釋放操縱杆軸178的上部可旋轉地安裝到蓋盤46的一個開孔處(未示出)。在此實施例中，釋放操縱杆40的手指接觸部162在平面P2(圖4)內移動，該平面P2與平面P1(圖3)大致平行。
如上所述，蓋盤46與底盤22通過組裝螺栓50連接。在連接時，外側殼體擋塊186的開孔182對準鋼絲繩引導凸緣94上的鋼絲繩引導開孔98，襯套44的安裝耳44B與蓋盤上的相應的槽(未示出)結合，收緊元件30上的指示器件138被設置在蓋盤46的指示器槽190內。外側殼體擋塊186被用來作為Bowden鋼絲繩組件的外側殼體(未示出)的末端。當頂盤54連接到蓋盤46的頂部時，頂盤54中的窗口194設置在指示器件138的上方，從而通過窗口194可以看到檔位指示標記。舉例來說，如果檔位指示標記採用數字的形式，那麼與當前變速器檔位對應的數字就可以顯示在窗口194中。
如圖3示出換檔控制裝置10沿線卷繞方向的操作。當卷繞操縱杆28沿逆時針方向A旋轉時，收緊元件30開始卷繞內部鋼絲繩102，在爪齒146開始相對於定位齒134B移動之前，安裝軸118從開孔114的左端(如圖4所示)向開孔114的右端(如圖3所示)移動。卷繞操縱杆28的進一步旋轉使得定位齒134C壓靠在爪齒146上，這樣使定位爪41沿順時針旋轉直到爪齒146越過定位齒134C，並與定位齒134C的順時針側嚙合。
如上所述，如果自行車變速器包括一個撥鏈器，那麼相鄰定位齒134之間的間隔足以拉動內部鋼絲繩102使撥鏈器移動相鄰鏈輪之間的距離。然而，在爪齒146開始移離定位齒134B之前，內部鋼絲繩102已經被拉動了一段距離。因此，到爪齒146越過定位齒134C時，內部鋼絲繩102已經被拉動了比將撥鏈器從起始的鏈輪移動到目標鏈輪所需要的距離更遠的一段距離。結果，撥鏈器會使鏈條移過目標鏈輪一點。本領域眾所周知，這有助於確保鏈條可靠地與目標鏈輪嚙合。當騎者將旋轉力從卷繞操縱杆28移除時，定位爪41的軸118會移回到開孔114的左端，這樣使收緊元件30可以稍微退繞內部鋼絲繩102，從而撥鏈器可以回移以使鏈條與目標鏈輪對正。
圖4示出了換檔控制裝置10沿線退繞方向的工作過程。當釋放操縱杆40沿逆時針方向B從如圖3所示的靜止位置向如圖4所示的工作位置旋轉時，運動控制件174壓靠在定位爪41的控制尾部158上，從而使定位爪41順時針旋轉。當定位爪41的爪齒146越過定位齒134B的齒尖時，由於回位彈簧38的順時針偏壓力(單獨或與自行車變速器的偏壓力結合)，卷繞操縱杆28作順時針旋轉。而後，運動限制件175接靠在定位齒134D上以防止卷繞操縱杆28不受控制地旋轉。當騎者從釋放操縱杆40上移除逆時針旋轉力時，運動控制件174就鬆開對定位爪41控制尾部158的壓力，從而根據爪偏移彈簧42的逆時針偏壓力，使定位爪41逆時針旋轉。釋放操縱杆40上的運動限制件175和定位爪41的爪齒146的結構設置成使得爪齒146在運動限制件175從定位齒134D脫離之前進入定位齒134A和134B之間的空間。結果，爪齒146接靠在定位齒134A上以防止收緊元件30在運動限制件175從定位齒134D脫離以後還繼續旋轉，收緊元件30定位內部鋼絲繩102，以將自行車變速器置於要求的檔位上。
圖5為自行車變速器換檔控制裝置200的另一個實施例的正視圖。本實施例與第一個實施例有許多特徵是相同的，所以相同的零件採用相同的標號。換檔控制裝置200的卷繞操縱杆組件26的工作方式與第一實施例的卷繞操縱杆組件26的工作方式是一樣的，所以省略掉對其的進一步描述。換檔控制裝置200與第一實施例的換檔控制裝置10的不同之處在於設置了一個用於執行線退繞操作的按鈕204。按鈕204可操作地連接到底盤22或沿Z軸(圖6)在靜止位置和工作位置之間運動的某些其它結構，從而使按鈕204在移動到工作位置後返回到靜止位置。按鈕204的結構可以設置為沿大致的直線進行運動或被鉸接以沿弧線擺動。在本實施例中，按鈕204被蓋盤46包圍，這樣當從靜止位置運動到工作位置時，按鈕204就被推進蓋盤46。在這種情況下，Z軸基本垂直於車把(18)及卷繞操縱杆組件26的旋轉軸。
如圖6所示，按鈕204壓靠在一個爪控制杆208上，該爪控制杆由引導銷212引導，引導銷212被安裝在底盤22上並且延伸進入爪控制杆208上的槽216中。爪控制杆208包括爪控制凸部220，該爪控制凸部從其自由端垂直向上延伸，用於控制作為定位件的定位爪224和作為運動限制件的運動限制爪228的操作。
在本實施例中，定位爪224和運動限制爪228繞一公共軸線旋轉，此公共軸線由安裝在底座件22上的樞軸232限定。定位爪224包括一個由樞軸232可旋轉地支持的爪體236，一個設置在爪體236一端的爪齒240，以及一個設置在爪體236的相對端的控制尾部244。類似地，運動限制爪228包括一個由樞軸232可旋轉地支持的爪體248，一個設置在爪體248一端的爪齒252和一個設置在爪體236的相對端的控制尾部256。一個爪彈簧的一端260與爪體236接合，爪彈簧的另一端264與爪體248接合。結果，定位爪224和運動限制爪228在逆時針方向上被偏壓。
假定卷繞操縱杆組件26處於圖6所示的位置，同時爪齒240接靠在定位齒134B上。當壓下按鈕204以進行線退繞操作時，爪控制凸部220進入定位爪224的控制尾部244和運動限制爪228的控制尾部256之間的空間。一開始，爪控制凸部220壓靠在運動限制爪228的控制尾部256上，並且逆時針轉動運動限制爪228，直到爪齒252被鎖定在定位齒134B和134C之間的位置。然後，爪控制凸部220壓靠在定位爪224的控制尾部244上，從而順時針轉動定位爪224，直到爪齒240與定位齒134B脫開。因此，定位爪224也起到運動允許件的作用，允許卷繞操縱杆組件26稍微順時針轉動直到運動限制爪228的爪齒252接靠在定位齒134B上。
當按鈕204被釋放時，爪控制凸部220開始從定位爪224的控制尾部244移動離開，這樣就使定位爪224的爪齒240停留在定位齒134B的頂部。然後，爪控制凸部220從運動限制爪228的控制尾部256移離，以使運動限制爪228不再被鎖定位置。由於運動限制爪228的爪齒252的外側圓周表面呈曲面形狀，當卷繞操縱杆組件26順時針旋轉時，定位齒134B沿爪齒252滑動並使運動限制爪228順時針轉動。然後，定位爪224的爪齒240進入定位齒134A和134B之間的空間，最後接靠在定位齒134A上，使卷繞操縱杆組件26保持在一新的位置。
與傳統結構相比，前述實施例非常容易操作，而且結構簡單、製造經濟。特別是因為在兩個實施例中，整體卷繞操縱杆組件26都提供了換檔操縱杆、收緊元件和齒輪指示器這三個功能。
雖然以上對發明特徵的不同實施例作了描述，但在不脫離本發明的精神和範圍的情況下，可以對其作進一步的修改。例如，各種零件的大小、形狀、位置、方向都可以根據需要進行改動。所示的直接連接或與其它零件接觸的零件，它們之間可以設置一些中間結構。一個元件的功能可以用兩個元件來完成，反之亦然。一個實施例的結構和功能可以用在另一個實施例中。在一個特定的實施例中沒有必要同時體現所有的優點。每個獨自或與其他的特徵結合與現有技術相比獨一無二的特徵，還應該考慮在申請人的進一步的發明中進行單獨的描述，包括這些特徵中體現的結構和/或功能原理。因此本發明的範圍不應該受限於公開的特定結構或明顯的發明初衷所集中或側重的特定結構或特徵。
權利要求
1.一種自行車變速器換檔控制裝置，包括安裝件，適於將所述換檔控制裝置安裝到自行車車把上；操縱杆，可操作地連接到所述安裝件上，使所述操縱杆停止在與所述自行車變速器的檔位對應的多個位置上；按鈕，可操作地連接到所述安裝件上，用於在靜止位置和工作位置之間運動，使所述按鈕在移動到所述工作位置後返回到所述靜止位置；定位部件，可轉動到與所述自行車變速器的檔位對應的多個位置上；並且其中，所述操縱杆和所述按鈕可操作地連接到所述定位部件上，使所述定位部件響應所述第一操縱杆的操作沿第一方向運動，以及響應所述按鈕的操作沿與所述第一方向相反的第二方向運動。
2.根據權利要求1所述的裝置，還包括定位件，其使所述定位部件保持在與所述自行車變速器的檔位對應的多個位置中的每個位置上。
3.根據權利要求2所述的裝置，其中，所述定位件響應所述按鈕的運動，允許所述定位部件沿所述第二定位部件方向運動。
4.根據權利要求3所述的裝置，還包括運動限制件，其響應所述按鈕的運動，限制所述定位部件的運動。
5.根據權利要求4所述的裝置，其中所述定位件包括第一爪，並且其中所述運動限制件包括第二爪。
6.根據權利要求5所述的裝置，其中，所述第一爪和所述第二爪繞公共軸線旋轉。
7.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述定位部件響應所述操縱杆和按鈕的運動而旋轉。
8.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述按鈕從所述靜止位置到所述工作位置沿大致的直線進行移動。
9.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述按鈕可操作地鉸接至所述安裝件。
10.根據權利要求1所述的裝置，還包括環繞所述按鈕的蓋部。
11.根據權利要求10所述的裝置，其中，當所述按鈕從所述靜止位置向所述工作位置運動時，所述按鈕被壓進所述蓋部。
12.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述定位部件與所述操縱杆一體形成。
13.根據權利要求12所述的裝置，其中，所述定位部件包括定位齒。
14.根據權利要求2所述的裝置，還包括爪控制件，其控制所述定位件。
15.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述操縱杆執行線卷繞操作，所述按鈕執行線退繞操作。
16.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述按鈕位於連接箍(14)的沿徑向向外的位置，從而所述按鈕沿所述連接箍的徑向方向與所述連接箍疊置。
17.根據權利要求1所述的裝置，還包括窗口，通過所述窗口可以看到自行車變速器的當前檔位。
全文摘要
本發明公開了一種自行車變速器換檔控制裝置，其包括一安裝件，適於將換檔控制裝置安裝到自行車上；第一操縱杆，可操作地連接到安裝件上，使第一操縱杆停止在與自行車變速器的檔位對應的多個位置上，其中，第一操縱杆在第一平面內移動；以及第二操縱杆，可操作地連接到安裝件上，以在第二個平面內在靜止位置和工作位置之間移動，使第二操縱杆在運動到工作位置後返回到靜止位置。在這種實施例中，第一平面與第二平面大致平行。
文檔編號B62M25/00GK1683207SQ20051007207
公開日2005年10月19日 申請日期2005年3月2日 優先權日2004年7月23日
發明者川上竜也 申請人:株式會社島野