CN100422035C - 自行车扳柄式变速器 - Google Patents

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Abstract

一种用于操纵自行车换档装置的扳柄式变速器，它包括可以安装在把手上的外壳、用于拉紧和放松与换档装置连接的控制缆索的缆索卷轴、拉杆机构和放松杆机构。拉杆机构包括可以绕着第一轴线转动的拉杆，从而限定了与所述第一轴线垂直的第一运动平面。该放松杆机构包括可绕着第二轴线转动的放松杆，从而限定了与第二轴线垂直的第二运动平面。第一和第二运动平面之间形成20至70度的夹角。

Description

自行车扳柄式变速器
技术领域
本发明涉及自行车变速器，更具体地说涉及具有可以运动穿过第一运动平面的拉杆和可运动穿过第二运动平面的放松杆的扳柄式变速器(trigger shifter)，其中第一和第二运动平面形成20至70度的夹角。
背景技术
典型的自行车扳柄式变速器包括可以与可转动地连接在缆索卷轴上的带齿圆盘接合的放松杆推动爪和拉杆，从而该变速器拉紧和放松与换档装置连接的控制缆索。当拉杆被促动时，缆索卷轴沿着缆索拉紧方向转动。当放松杆被促动时，该缆索卷轴沿着缆索放松方向转动。这些拉杆和放松杆受到偏压以在每次促动之后返回到其停靠位置。该变速器还可以包括用于将缆索卷轴保持在选定的档位中的棘爪机构。
专利EP 1 270 396 A2披露了一种具有拉杆和放松杆的扳柄式变速器。该变速器安装在支撑着制动杆的杆托上。或者，该变速器可以为与制动杆分开的单元。这些拉杆和放松杆设置在制动杆装置下面。这些杆与缆索卷轴一样绕着与把手垂直延伸的公共轴线枢转。通过拇指沿着向前骑行方向运动来促动拉杆，并且通过食指与骑行方向相反向后运动促动放松杆。形状独特的指针将当前档位反应在位于把手上方的指示器上。变速器外壳位于把手下面并且沿着骑行方向向前延伸。拉杆和放松杆也设置在把手下面。该放松杆设置在把手前面，并且拉杆直接设置在把手下面。
这种变速器的缺点在于，放松杆设置在把手和制动杆之间，从而放松杆在食指握住把手时挡在中间，因而在制动杆被促动期间食指不能够到达制动杆。这种结构妨碍了沿着松开方向同时进行制动和换档。因此，需要提供一种能够沿着松开方向同时进行制动和换档的扳柄式变速器。
发明内容
本发明提供了一种用于操纵自行车换档装置的扳柄式变速器，它通过使拉杆和放松杆构成为由拇指促动而允许沿着松开方向同时进行制动和换档。该扳柄式变速器包括可安装在把手上的外壳、用于拉紧和放松控制缆索的缆索卷轴、拉杆机构和放松杆机构。拉杆机构使缆索卷轴沿着缆索拉紧方向转动，并且放松杆机构使缆索卷轴沿着缆索放松方向转动。该拉杆机构包括可绕着第一轴线转动的拉杆，从而限定了与所述第一轴线垂直的第一运动平面。放松杆机构包括可绕着第二轴线转动的放松杆，从而限定了与第二轴线垂直的第二运动平面。第一和第二运动平面之间形成20至70度的夹角。在优选实施方案中，第一和第二运动平面形成大约为60度的夹角。
拉杆和放松杆布置在把手下面并且包括构成为由拇指操作的接触面。拉杆的接触面的形状和尺寸设置成与放松杆的接触面不同。拉杆的接触面朝向与向前骑行方向相反的向后方向，并且设置在放松杆后面。放松杆的接触面局部倾斜以使得在骑乘者使其拇指沿着骑行方向运动时，拇指能够沿着该倾斜接触表面滑动。另外，在这些杆上的接触面如此取向，从而当骑乘者的手指握在把手上时，拇指容易达到这些接触面。
拉杆足够长，从而具有足够的机械优点，以允许用沿着骑行方向的轻微拇指压力来进行换档。拉杆具有明显长于放松杆的枢转臂的枢转臂。拉杆的枢转范围使得用一个拇指运动能够得到多个档位或换档。当拉杆松开时，它在弹簧力的作用下回到其停靠位置。为了松开控制缆索，向放松杆施加轻微的拇指压力，从而使放松杆沿着向前或骑行方向和垂直方向运动。由于放松操作所需的力小于用于拉紧操作所需的力，所以放松杆构成为比拉杆更短。放松杆的换档运动为枢转运动。放松杆的第二轴线设置在缆索卷轴的轴线附近，并且部分沿着骑行方向并且部分向下指向。放松杆的第二轴线和缆索卷轴轴线之间形成基本上大于90度并且优选为120度的夹角。
该放松杆机构还包括一锁紧元件，它包括第一和第二锁紧棘爪，所述第一和第二锁紧棘爪可以与在缆索卷轴上的多个齿接合以将缆索卷轴保持在选定档位中。在促动放松杆时，该放松杆绕着第二轴线枢转并且使锁紧元件移动。该放松杆包括与位于锁紧元件上的相应表面接合的驱动面，用来将放松杆的枢转运动转换成锁紧元件的线性运动。在放松杆和锁紧元件上的表面中的至少一个具有凸形外形以降低在这些部件之间的摩擦。当锁紧元件移动离开其停靠位置时，第一锁紧棘爪与缆索卷轴脱开，从而导致缆索卷轴转动直到由第二锁紧棘爪接合。当松开放松杆时，该杆受到弹簧的偏压以返回到其停靠位置，从而使得锁紧元件也返回到其停靠位置。第二锁紧棘爪松开缆索卷轴，从而使得缆索卷轴进一步转动直到第一锁紧棘爪再次接合缆索卷轴齿。与拉杆相反，在促动放松杆期间只能进行一次换档。
在另一个实施方案中，所述外壳包括上壳体、下壳体和夹具。下壳体包围着拉杆和放松杆机构以及缆索卷轴。夹具将该变速器固定在把手上。夹具和上壳体可以形成为单个部件。该夹具包括一档位显示装置。该档位显示装置包括指示器窗口和可以通过缆索卷轴运动以通过指示器窗口指示出所选档位的扁平指示带。优选的是，使轴向和径向夹具尺寸保持尽可能小以便防止与制动杆的安置和功能发生干涉。在另一个实施方案中，外壳的上壳体和制动杆外壳可以形成为一个部件，由此去掉了夹具，并且档位指示器结合在剩余的夹具中。
从下面本发明一个或多个实施方案的说明中并且接合附图将更全面地理解本发明的这些和其它特征和优点。
附图说明
在附图中：
图1为根据本发明一个实施方案的自行车扳柄式变速器的立体图；
图2为图1的扳柄式变速器的侧视图；
图3为图1的扳柄式变速器的顶视图；
图4为图1的扳柄式变速器的放松杆机构的顶视图；
图5为没有图1的外壳的扳柄式变速器的底视图；和
图6为图1的扳柄式变速器的局部视图，显示出在放松杆和锁紧元件之间的相互作用。
附图标记列表
1.   上壳体
2.   下壳体
3.   拉杆
4.   放松杆
5.   枢转臂
6.   接触面
7.   夹具
8.   指示器窗口
9.   夹具开口
10.  缆索卷轴
11.  缆索槽
12.  插口
13.  齿
14.  调节装置
15.  传动臂
16.  驱动面
17.  枢轴
18.  锁紧元件
19.  第一锁紧元件
20.  保持齿
21.  第二锁紧棘爪
22.  相应表面
23.  支撑件
24.  外壳
26.  拉杆机构
28.  放松杆机构
30.  放松杆的接触面
32.  放松杆的枢转臂
34.  档位显示装置
36.  指示带
38.  扳柄式变速器
40.  缆索引导件
具体实施方式
图1-6显示出根据本发明一个实施方案的自行车扳柄式变速器38。该扳柄式变速器38通常包括外壳24、缆索卷轴10、拉杆机构26和放松杆机构28。外壳24可安装在自行车的把手上。该外壳24包括夹具7和用螺栓连接在一起的上下壳体1、2。或者，该外壳24可以为单个部件。参照图2，外壳24的上壳体1具有位于夹具开口9的中央下方的上边缘，用来为其上方的制动杆机构提供空间。在外壳24的上壳体1和下壳体2之间的分隔线与把手大致平行地延伸(图3)。夹具7将外壳24的上壳体1安装在把手上。夹具7和外壳24的上壳体1形成单个部件。或者，夹具7可以与外壳24的上壳体1分开形成。该夹具7包括一档位显示装置34，它具有指示器窗口8，该指示器窗口8用来显示延伸穿过夹具7并且接合着可以与缆索卷轴10一起转动的一带齿圆盘13(图4)的线性运动指示带，以便通过该指示器窗口8显示出当前档位。
参照图4，缆索卷轴10绕着中心轴线转动并且具有用来容纳控制缆索的缆索槽11。该缆索槽11具有用于固定控制缆索的端部的插口。外壳24的下壳体2包括用于将控制缆索引导至缆索卷轴10的缆索引导件40。调节装置14拧入到缆索引导件40中，用来调节控制缆索的长度。
参照图2和5，拉杆机构26包括可以绕着第一轴线X转动的拉杆3，该拉杆的摆动运动限定了与第一轴线X垂直的第一运动平面。放松杆机构28包括可以绕着第二轴线Y转动的放松杆4，从而限定了与第二轴线Y垂直的第二运动平面。优选的是，第一轴线X与缆索卷轴10的中心轴线同轴地延伸，并且在安装时大致垂直。第二轴线Y靠近中央轴线延伸并且沿着行驶方向向下倾斜，从而该放松杆4同时向前和向上枢转。第一和第二运动平面之间形成20至70度的夹角。在优选实施方案中，第一和第二运动平面形成大约60度的夹角。
拉杆和放松杆3、4设置在把手下面，并且包括构成为由拇指操作的接触面6、30。放松杆4沿着骑行方向与拉杆3偏置大约1个拇指宽度，并且设置在拉杆3上方。拉杆3的接触面6的形状和尺寸设置成与放松杆4的接触面30不同。拉杆3的接触面6稍微凸起，而放松杆4的接触面30沿着垂直方向凹入并且在该表面30的下面区域中向下倾斜。该倾斜使得拇指能够有意地从接触面30脱开，从而导致快速的换档操作。放松杆4绕着与其接触面30大致垂直的枢轴17枢转，并且具有沿着向前或骑行方向的运动分量和沿着向上或垂直方向的运动分量。拉杆3的促动运动基本上沿着向前或骑行方向。连杆3的接触面6大致垂直地设置在夹具开口9的中心下方，并且放松杆4的接触面30设置在把手前面。
拉杆3包括枢转臂5。该放松杆4包括具有接触面30的枢转臂32和具有驱动面16的传动臂15。枢转臂32可由拇指促动，并且枢转臂32长于传动臂15。拉杆3的枢转臂5明显长于放松杆4的枢转臂32(图3)。当促动放松杆4时，传动臂15朝着具有第一和第二锁紧棘爪19、21的锁紧元件18枢转。该传动臂15使锁紧元件18移动直到第一锁紧棘爪19与一组保持齿20脱开。这些保持齿20可转动地连接在缆索卷轴10上。通过松开第一锁紧棘爪19，使得缆索卷轴10沿着缆索松开方向转动直到第二锁紧棘爪21接合这些保持齿20。
参照图6，驱动面16在放松杆4促动时压在位于锁紧元件18上的支撑件23的相应表面22上。该驱动面16和相应的表面22配合接合以将放松杆4的枢转运动转换成锁紧元件18的位移。为了降低摩擦，驱动面16具有一凸形形状，并且相应表面22为平坦的。这些表面16、22沿着水平方向平行延伸以在它们之间形成线性接触，而不管这些表面16、22如何进行相对运动。或者，相应表面22具有凸形形状，而驱动面16为平坦的。
虽然已经参照一个或多个优选实施方案对本发明进行了说明，但是应该理解的是，在不脱离所述本发明原理的精神和范围的情况下可以作出各种变化。因此，本发明并不局限于所披露的实施方案，而是其整个范围由所附权利要求限定。

Claims (14)

1. 一种用于操纵自行车换档装置的扳柄式变速器(38)，该扳柄式变速器包括：
外壳(24)，其可安装在把手上；
缆索卷轴(10)，用于拉紧和放松与所述自行车换档装置连接的控制缆索；
拉杆机构(26)，用于使所述缆索卷轴(10)沿着缆索拉紧方向转动，所述拉杆机构(26)包括可绕着第一轴线(X)转动的拉杆(3)，从而限定了与所述第一轴线垂直的第一运动平面，其中所述拉杆(3)构造成可由拇指促动；以及
放松杆机构(28)，用于使缆索卷轴(10)沿着缆索松开方向转动，该放松杆机构(28)包括可绕着第二轴线(Y)转动的放松杆(4)，从而限定了与第二轴线垂直的第二运动平面，所述第一和第二运动平面之间形成20至70度的夹角，其中所述放松杆(4)构造成可由拇指促动。
2. 如权利要求1所述的扳柄式变速器(38)，其特征在于，所述第一和第二运动平面形成大约为60度的夹角。
3. 如权利要求1所述的扳柄式变速器(38)，其特征在于，所述拉杆和放松杆(3，4)包括构成为由拇指操作的接触面(6，30)，这些接触面(6，30)位于拉杆和放松杆(3，4)的端部处。
4. 如权利要求1所述的扳柄式变速器(38)，其特征在于，所述缆索卷轴(10)绕着缆索卷轴轴线转动，所述第一轴线(X)与该缆索卷轴轴线同轴，第二轴线(Y)布置在该缆索卷轴轴线附近。
5. 如权利要求4所述的扳柄式变速器(38)，其特征在于，所述拉杆(3)和所述放松杆(4)布置在所述把手下面。
6. 如权利要求5所述的扳柄式变速器(38)，其特征在于，所述拉杆(3)的促动运动将基本上沿着骑行方向，并且放松杆(4)的促动运动具有沿着骑行方向的运动分量和垂直于骑行方向的运动分量。
7. 如权利要求3所述的扳柄式变速器(38)，其特征在于，所述拉杆(3)的接触面(6)的形状和尺寸与所述放松杆(4)的接触面(30)不同。
8. 如权利要求3所述的扳柄式变速器(38)，其特征在于，所述拉杆(3)的接触面(6)朝向与向前骑行方向相反的向后方向，并且设置在所述放松杆(4)后面，所述拉杆(3)具有枢转臂(5)，所述放松杆具有枢转臂(32)，所述拉杆(3)的枢转臂(5)明显长于所述放松杆(4)的枢转臂(32)。
9. 如权利要求3所述的扳柄式变速器(38)，其特征在于，所述放松杆(4)的接触面(30)局部倾斜，以使拇指在沿着骑行方向运动时能够沿着该倾斜接触面(30)滑动。
10. 如权利要求5所述的扳柄式变速器(38)，其特征在于，所述放松杆机构(28)包括一锁紧元件(18)，并且所述放松杆(4)包括一枢转臂(32)和一传动臂(15)，所述枢转臂(32)由拇指促动，所述传动臂(15)可以与所述锁紧元件(18)接合，所述枢转臂(32)长于所述传动臂(15)。
11. 如权利要求10所述的扳柄式变速器(38)，其特征在于，所述放松杆(4)具有一驱动面(16)，该驱动面(16)可以与锁紧元件(18)的相应表面(22)接合，以将所述放松杆(4)的枢转运动转换成所述锁紧元件(18)的线性运动，所述驱动面(16)位于所述传动臂(15)上并且具有凸形外形。
12. 如权利要求1所述的扳柄式变速器(38)，其特征在于，所述外壳(24)包括上壳体(1)、下壳体(2)和夹具(7)，所述外壳(24)布置在把手前面并且位于制动杆下方。
13. 如权利要求12所述的扳柄式变速器(38)，其特征在于，所述夹具(7)和所述外壳的上壳体(1)形成单个部件，并且所述夹具(7)包括档位显示装置(34)。
14. 如权利要求12所述的扳柄式变速器(38)，其特征在于，所述外壳(24)的上壳体(1)和所述制动杆的外壳形成单个部件，所述夹具(7)可以安装在把手上，所述夹具(7)包括档位显示装置(34)，该档位显示装置(34)包括用来显示线性运动指针的指示器窗口(8)。
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