自行車變速器控制纜索用的力傳遞機構的製作方法
2023-05-24 22:38:01 2
專利名稱：自行車變速器控制纜索用的力傳遞機構的製作方法
技術領域：
本發明涉及自行車變速器用的控制裝置，尤其是涉及自行車變速器控制纜索用的力傳遞機構。
自行車變速器通常由包括槓桿或者由騎車人轉動的環的手工操縱變速控制單元進行控制。該變速控制單元被連接到一個具有內鋼絲索的這類控制纜索上，所述內鋼絲索在一個管狀外套內滑動，內鋼絲索的一端連接到變速控制單元上，而其另一端被連接到自行車變速器上。該變速器可以是一個撥鏈器或者一個內輪轂變速器，在此處變速控制單元可選擇地拉動或釋放內鋼絲索以便變換變速器內部的齒輪。這種傳動變速器通常設置在腳蹬曲柄(前變速器)和/或後輪(後變速器)處。用撥鏈器這種最普通類型的自行車變速器操縱的自行車通常既有前變速器又有後變速器。在這種自行車中用於前變速器的變速控制單元通常安裝在車把的左抓取端，而用於後變速器的變速控制單元通常安裝在車把的右抓取端。
典型的變速控制單元通常包括一個隨手工操縱的槓桿或環的轉動而纏繞或展開內鋼絲索的滑輪。在滑輪上的纜索纏繞溝槽可具有各種輪廓，例如圓形、半徑加大、半徑減少等等，以便產生一個適應該變速器齒輪移動特性的拉動或釋放內鋼絲索的速率。其結果是，通常必需製造不同的變速控制單元以便適應不同的變速器。
此外，一些變速控制單元具有一個用來指示自行車變速器現用齒輪位置的齒輪指示器。一些齒輪指示器做成隨滑輪轉動而轉動的圓盤或指針形狀。其他的齒輪指示器是一些在手工操縱的槓桿或環上的相對於變速控制單元外殼上一個固定刻度運動的簡單標記。在任何情況下，齒輪指示器總是與變速控制單元外殼放置在一起。因此，由於變速控制單元通常安裝在車把的相對抓取端，騎車人必需從道路上轉移其視線或者跟蹤和探望車把相對端以便確定當前被選定的齒輪。這是很不方便的，特別是在比賽期間由於全意識地比賽追逐而且附近的騎車人要贏得這場比賽時是如此。
本發明涉及一種自行車變速器用的力傳遞單元，它能用於許多類型的變速控制裝置和/或允許騎車人在筆直地向前看的同時確定一個或多個自行車變速器的齒輪位置或狀態。在本發明的一個實施例中，力傳遞單元被提供用來接合連接到一個手動變速控制單元的控制纜索。力傳遞單元包括一個車把固定構件和一個用來改變控制纜索方向的纜索轉向構件，其中該力傳遞單元是與變速控制單元分離的。在一個更加專門的實施例中，纜索轉向構件做成滑輪形狀，其中該滑輪的纜索纏繞溝槽具有適當的形狀以便適應變速控制裝置的纜索拉動需要。因此，力傳遞機構能用於不同類型的變速的控制單元，並且只需改變力傳遞單元內的滑輪就能適應具有不同纜索拉動需要的變速控制單元。該力傳遞單元能放置在傳統位置例如是車把中部。由於有這種輪廓控制纜索能方便地從變速控制單元與車把平行地延伸，並在然後轉向與自行車框架平行地延伸。
在另一個實施例中，力傳遞單元可包括一個用來指示自行車變速器的當前用齒輪的齒輪指示器。如果力傳遞單元安裝在車把中部，騎車人不必探望車把端部就能確定自行車變速器當前所工作的齒輪。當力傳遞單元與聯合式前和後自行車變速器一起使用時，這是特別方便的。
圖1是根據本發明的一個自行車變速控制裝置特殊實施例的頂視圖；圖2是沿圖1的2-2線畫出的視圖；圖3是沿圖1的3-3線畫出的視圖；圖4是在圖1中描述的力傳遞單元的局部剖出的前視圖；圖5是沿圖4的5-5線畫出的視圖；圖6是圖5所示力傳遞機構的分解圖；圖7是沿圖6的7-7線畫出的視圖；圖8是沿圖6的8-8線畫出的視圖；圖9是本發明滑輪和鋼索替代實施例的示意圖；圖10是另一個本發明滑輪和鋼索替代實施例的示意圖；圖11是沿著圖10的11-11線畫出的視圖；而圖12是沿著圖10的12-12線畫出的視圖。
圖1是安裝在車把14上的一個本發明特殊實施例自行車變速控制裝置10的頂視圖。車把14包括一個中央部分18、一個左抓取部分26以及一個右抓取部分34，所述中央部分18固定在安裝於傳統車把杆(未畫出)上的一個套管22的內部，左抓取部分26和右抓取部分30分別由一個橡膠或泡沫柄30和38覆蓋。在車把14的接近左抓取部分26處安裝一個用來控制一個前變速器例如內曲柄輪轂或者撥鏈式變速器的手動變速控制單元42，而在車把14的接近右抓取部分34處安裝一個用來控制一個後變速器例如內輪轂或者撥鏈式變速器的手動變速控制單元46。
變速控制單元42包括一個支承剎車槓桿54和環狀驅動器58的外殼50，而變速控制單元46包括一個支承剎車槓桿64和環狀驅動器66的外殼62。變速控制單元42被連接到一個具有一根內鋼絲索74(圖2)的控制纜索段70上，所述內鋼絲索74在一個管狀外套78內滑動，致使驅動器58的轉動可選擇地拉動或釋放內鋼絲索74以便移動在前自行車變速器中的多個齒輪中轉換。同樣，變速控制單元46被連接到一個具有一根內鋼絲索84(圖2)的控制纜索段80上，所述內鋼絲索80在一個管狀外套88內滑動，致使驅動器66的轉動可選擇地拉動或釋放內鋼絲索84以便在後自行車變速器中的多個齒輪中間轉換。在這個實施例中，變速控制單元42和46是分度轉位的變速控制單元，它們可根據由卓雄山根於1997年5月13日申請的名為「自行車變速控制裝置」的美國專利申請No.08/854,520製成，並收編於此作為參考。當然，扭轉手柄自行車變速器變速控制單元是很老和為人熟知的，因此變速控制單元42和46可由許多不同方式構成並且不必以分度轉位形式。
控制纜索段70和80分別連接在變速控制單元42和46上，然後與車把14平行地延伸並連接到一個力傳遞單元90上，力傳遞單元90進一步分別通過傳統的纜索調節圓筒102和112連接到控制纜索段100和110，在此，控制纜索段100具有一根在外套108內滑動的內鋼絲索104，而控制纜索段110具有一根在外套118內滑動的內鋼絲索114。控制纜索段70和100是總控制纜索120的一些區段，而控制纜索段80和110是總控制纜索130的一些區段。下文將更全面地討論，力傳遞單元90把控制纜索120的方向從控制纜索段70的水平取向改變為控制纜索段100的垂直取向，並且改變或者不改變變速控制單元42的轉動特性。同樣，力傳遞單元90把控制纜索130的方向從控制纜索段80的水平取向改變為控制纜索段110的垂直取向，並且改變或者不改變變速控制單元46的轉動特性。在此同時，力傳遞單元90包括一個用來指示前變速器狀態的前齒輪指示器134以及一個用來指示後變速器狀態的後齒輪指示器138。
如圖1所示，力傳遞單元90包括一個殼150、一個第一車把固定構件154以及一個第二車把固定構件158。所述第一車把固定構件154將力傳遞單元90附著在車把14的套管22左側，而第二車把固定構件158將力傳遞單元90附著在車把14的套管22右側。在這個實施例中，第一車把固定構件154基本上平行於第二車把固定構件158，如圖4-6所示，殼150包括一個頂壁160、一個後壁164以及一個底壁168。一個以滑輪170形狀的纜索變向構件通過樞軸螺釘174和墊圈178可轉動地安裝在後壁164上，而一個滑輪180形狀的纜索變向構件通過樞軸螺釘184和墊圈188可轉動地安裝在後壁164上。
在這個實施例中，滑輪170和180具有相同的一般結構，所以只對滑輪180的細節作詳細介紹。在圖6-8中看得更加清楚，滑輪180包括一個第一纜索纏繞溝槽190、一個第一纜索固定位置或者說止點194，一個第二纜索纏繞溝槽198以及一個第二纜索固定位置或者說止點202，所述溝槽190具有一個用來纏繞控制纜索段80的內鋼絲索84的基本不變的曲率半徑R1，止點194用來支承一個附著在內鋼絲索84上的傳統纜索端部小球(未示出)，所述溝槽198具有一個用來纏繞控制纜索段110的內鋼絲索114的基本不變的曲率半徑R2(至少對於實際纏繞纜索的部分)，而止點202用來支承一個附著在內鋼絲索114上的傳統的纜索端部小球(未示出)。通常，曲率半徑R2小於曲率R1，以便「降低」具有高驅動速率的後撥鏈器驅動器66的每單元轉動的纜索拉動速度。在具有低驅動速率的撥鏈器中曲率半徑R2可小於曲率半徑R1，而對於具有可變驅動速率的撥鏈器例如眾所周知的四桿聯接型撥鏈器而言曲率半徑R1或者曲率半徑R2可以是變化的。
圖9-12是可用於根據本發明的力傳遞單元的滑輪和纜索另一些實施例的示意圖。在圖4-8所示實施例中，每根控制纜索由具有兩根內鋼絲索的兩個控制纜索段製成。而在圖9-11所示的一些實施例中，雖然仍有兩個如同圖4-8實施例那樣固定在殼上的外套部分，每根控制纜索僅有一根內鋼絲索。尤其是，圖9顯示一個實施例，在其中滑輪170』和180』具有一個單一的螺旋線形纜索纏繞溝槽，以致於內鋼絲索300和304圍繞每個滑輪纏繞約270°。每個纏繞溝槽的曲率半徑是基本上不變的，因而產生一個1∶1的驅動速率。儘管每根纜索的淨轉向僅約90°，使纜索300和304纏繞約270°保證在纜索300、304和它們各自的滑輪170』、180』之間可靠接合。還有，纏繞270°允許每根纜索300和304從殼150底部進出，從而在使用者看來似乎纜索進行了一個很銳利的90°轉動。圖10-12示出了一個實施例，其中滑輪170″和180″的輸入曲率半徑R1大於輸出曲率半徑R2。其效果與第一實施例基本相同。當R2是輸入半徑並且R1是輸出半徑時，能使用同樣的輪廓便可增加從輸入到輸出的曲率半徑。
如圖5和6所示，在滑輪180的外圓周表面上具有一個斜齒齒輪350，它用來與一個布置在指示器傳動齒輪358的外圓周表面上的一個斜齒輪354嚙合。指示器傳動齒輪358通過一個可拆除緊固件364固定在一個指示器盤360上，致使指示器圓盤360與指示器傳動齒輪358一起轉動。如同圖5所示，滑輪180圍繞一根基本垂直於指示器圓盤360的轉動指示器軸線Y的滑輪軸線X轉動，從而提供一個非常緊湊的結構。
在這個實施例中，指示器圓盤360被固定在頂壁160的一個凹槽362內。指示圓盤360具有一個在上面形成或印製其上的指示指針，它與在殼上做成或印製的齒輪標記合作，形成如同圖1所示的後齒輪指示器138。一個類似的傳動齒輪和指示器圓盤(未示出)與齒輪170嚙合，以便形成前齒輪指示器134，而且一個帶有視窗370的蓋366(圖1)被放置在頂壁160上方，以便保護指示器134和138零件。
如圖6所示，車把固定構件158是一個具有一個孔378的「U」形構件，所述孔378與殼150的一個安裝凸緣380上的孔379對準。一根安裝螺栓384穿過孔378和379並與一個螺母(未畫出)接合，從而將車把固定構件158附著在殼150上。車把固定構件158相對於殼150的取向可以調節，其方法為擰松螺栓384，設定這兩個構件所需的相對位置，然後重新擰緊螺栓。車把固定構件158還包括用來接納緊固件392通過的孔388和390。緊固件392擰入一個不可轉動地安裝在孔390內的螺母394中，以致於車把固定構件158可夾緊在車把14上。車把固定構件158相對於車把14的取向可以調節，其方法是擰松螺栓392，設定這兩個構件所需的相對位置，然後擰緊該螺栓。車把固定構件154用相同的方法構成。
通過上述描述很容易明白，力傳遞機構90能用於任何所需的變速控制單元，只需改變滑輪170和180以便適應變速單元的不同變速特性即可。力傳遞機構允許控制纜索沿著車把再沿著自行車主框架整齊地達到它們各自的變速器。此外，由於力傳遞單元90被安裝在車把中央，騎車人不必注意車把的相對側面就能方便地看到齒輪指示器134和138。
上文已對本發明不同實施例進行描述，在不超越本發明的精神和範圍的情況下可進一步作出多種變形。例如，不同部件的尺寸、形狀、位置或取向可根據需要改變。一個構件的功能可由兩個構件執行，反之亦然。在此同時，在一個特殊實施例中出現所有優點是沒有必要的。因此，雖然力傳遞單元90安裝在車把的中央，但只要它與至少一個變速控制單元隔開，力傳遞單元可安裝在車把上的任何地方。滑輪轉動軸線X和Y不必相互垂直，而且滑輪可相互上下放置(例如垂直地對準車把杆)而不是如同圖4那樣水平地相互左右對準。
一個任選的分度轉位機構400可如同圖6中虛線所示那樣與一個或多個滑輪排列在一起。這種分度轉位機構是眾所周知的，不再詳細介紹。作為替代，這種分度轉位機構可與多個指示器傳動齒輪排列在一起。指示器圓盤的轉動方向可以顛倒，其方法是顛倒內部鋼絲索圍繞滑輪170和/或滑輪180的纏繞方向。
齒輪指示器可與力傳遞單元一起形成，也可獨自形成以致於齒輪指示器可設置在遠離變速控制單元處。在後一種情況下，控制纜索的內鋼絲索將在滑輪處終止，其方法例如是省略圖4-8實施例中的第二控制纜索段100和110，將內鋼絲索纏繞在指示器傳動齒輪周圍，或者一些其他方法。
顯而易見，對於已被描述的實施例可作出許多明顯的變形。因此本發明的範圍應不受所描述的專門結構限制。而是本發明的真實範圍由所附權利要求確定。
權利要求
1.一種用來接合連接到手動變速控制單元上的控制纜索的力傳遞單元，所述力傳遞單元包括一個第一車把固定構件以及一個用來改變該控制纜索方向的纜索變向構件，其中所述力傳遞單元與所述變速控制單元是分開的。
2.根據權利要求1的力傳遞單元，其特徵為，所述纜索變向構件包括一個滑輪。
3.根據權利要求2的力傳遞單元，其特徵為，所述滑輪具有一個纜索纏繞溝槽。
4.根據權利要求3的力傳遞單元，其特徵為，所述纜索纏繞溝槽具有螺旋線形狀並且圍繞所述滑輪延伸約270°。
5.根據權利要求3的力傳遞單元，其特徵為，所述纜索纏繞溝槽具有不變的曲率半徑。
6.根據權利要求3的力傳遞單元，其特徵為，所述纜索纏繞溝槽具有變化的曲率半徑。
7.根據權利要求2的力傳遞單元，其特徵為，所述滑輪包括一個用來固定一個第一纜索段的第一纜索固定位置；以及一個用來固定一個第二纜索段的第二纜索固定位置。
8.根據權利要求2的力傳遞單元，其特徵在為，進一步包括一個第二車把固定構件。
9.根據權利要求8的力傳遞單元，其特徵為，所述第一車把固定構件基本上平行於所述第二車把固定構件。
10.根據權利要求2的力傳遞單元，進一步包括一個隨所述滑輪轉動而運動的齒輪指示器。
11.根據權利要求10的力傳遞單元，其特徵為，所述滑輪圍繞一根滑輪軸線轉動，其中所述齒輪指示器圍繞一根指示器軸線轉動，而且所述滑輪軸線基本上垂直於所述指示器軸線。
12.根據權利要求2的力傳遞單元，進一步包括一個用來將所述滑輪設定在許多位置中的一個位置的分度轉位機構。
13.一種用來接合第一和第二控制纜索的力傳遞單元，所述第一和第二控制纜索被連接到各自的第一和第二手動變速控制單元上，所述力傳遞單元包括一個與所述第一和第二變速控制單元分離的殼；一個連接在所述殼上的車把固定構件，它用來將所述殼連接到一個車把上；一個布置在所述殼內並用來改變所述第一控制纜索方向的第一纜索變向構件；一個布置在所述殼內並用來改變所述第二控制纜索方向的第二纜索變向構件。
14. 一個變速控制裝置，它包括一個手動變速控制單元；一根控制纜索，它連接在所述變速控制單元上，使得所述控制纜索隨所述變速控制單元的動作而拉動和釋放；一個力傳遞單元，它包括一個與所述變速控制單元分離的殼；一個連結在所述殼上的車把固定構件，它用來將所述殼連接到一個車把上；以及一個布置在所述殼內用來改變所述控制纜索方向的纜索變向構件。
15.一種用來接合連接到手動變速控制單元上的控制纜索的力傳遞機構，它包括一個車把；一個力傳遞單元，它包括一個與所述變速控制單元分離的殼；一個連接到所述殼和所述車把上的第一車把固定構件；以及一個布置在所述殼內用來改變所述控制纜索方向的纜索變向構件。
16.根據權利要求15的力傳遞機構，其特徵為，所述車把包括一個中央布置的車把杆，而且所述殼設置在靠近所述車把杆處。
17.根據權利要求16的力傳遞機構，其特徵為，進一步包括一個連接到所述殼和所述車把上的第二車把固定構件，其中所述車把杆布置在所述第一車把固定構件和所述第二車把固定構件之間。
18.一種變速控制裝置，它包括一個車把；一個手動變速控制單元；一根控制纜索，它連接在所述變速控制單元上，使得所述控制纜索隨所述變速控制單元的動作而拉動和釋放；一個力傳遞單元，它包括一個與所述變速控制單元分離的殼；一個連結到所述殼和所述車把上的第一車把固定構件；以及一個布置在所述殼內並用來改變所述控制纜索方向的纜索變向構件。
19.根據權利要求18的變速控制裝置，其特徵為，所述車把包括一個中央布置的車把杆以及一個接近車把橫向端部的抓取部分，其中所述殼設置在靠近所述車把杆處，而且所述變速控制單元布置在靠近所述抓取部分處。
全文摘要
提供一種力傳遞單元來接合一根連接在手動變速控制單元上的控制纜索。該力傳遞單元包括一個車把固定構件以及一個用來改變控制纜索方向的纜索變向構件,其中所述力傳遞單元與所述變速控制單元分離。一個齒輪指示器可與力傳遞單元一起做成,也可代替力傳遞單元,使齒輪指示器設置在遠離變速控制單元處。
文檔編號B62M25/04GK1254665SQ9912446
公開日2000年5月31日 申請日期1999年11月19日 優先權日1998年11月20日
發明者尾瀨憲治 申請人:株式會社島野