CN100430287C - 自行车传动装置辅助机构用的驱动机构 - Google Patents

Abstract

自行车传动装置辅助机构的驱动机构包括一具有驱动件的曲柄臂。驱动件包括面向曲柄臂的向前旋转方向的第一抵靠件和面向曲柄臂的向后旋转方向的非凹倾斜面。

Description

自行车传动装置辅助机构用的驱动机构

技术领域

本发明涉及自行车传动装置的控制装置，并特别涉及利用来自旋转的曲柄、轴或某些其它部件的旋转动力辅助操作自行车传动装置的设备。

背景技术

通常的自行车传动装置是通过变速操作钢丝操作的，该钢丝连接在传动装置和安装在车把上的手动操作的变速操作装置之间。骑车人操作变速操作装置以选择地拉紧或释放变速操作钢丝，钢丝则以希望的方式操作传动装置。

自行车传动装置设计的一个目的是使得能够以最小的力量轻松操作传动装置。这包括使操作变速操作装置所需的力量最小，和使变速操作装置的不必要的移动量最小。在如用于将链条从一个链轮转换到另一个链轮的拨链器的自行车传动装置情况下，将链条从一个链轮移出并将其移动到另一个链轮上所需要的力量可能相当大，特别是在目标链轮比起始链轮大得多并且骑车向链条施加相当大的踩踏时。可以通过只在向链条施加小的踩踏力时才操作变速操作装置来减少必需的操作力，但这需要骑车人有意识的改变他或她的踩踏技术和/或有意识地只在向链条施加小的踩踏力时才操作变速操作装置。这样做是非常分散注意力的，特别是在竞赛环境中。而且，某些拨链器的致动比可能稍大一些。从而，变速操作钢丝必须移动相当大的距离以将链条从一个链轮完全移到另一个链轮上，从而需要骑车人以相应大的量移动变速操作装置。

发明内容

本发明涉及用于转换自行车传动装置的辅助装置，其中只需要非常小的力就能操作传动装置，变速操作钢丝仅拉动或释放很小的星，并且辅助装置自动确定何时进行变速操作。更具体地，本发明涉及操作这种辅助装置的驱动机构。

根据本发明，提供一种用于变速转换自行车传动装置的辅助机构的驱动机构，包括：一曲柄臂，其具有一绕旋转轴线的曲柄臂安装孔；其中，一被支承成与旋转轴线同轴的驱动件，包括：一面向曲柄臂向前旋转方向的第一抵靠件；一第一非凹斜面，该斜面从抵靠件的径向外部延伸并面向曲柄臂的向后旋转方向；其中，所述驱动件用以将所述曲柄臂与辅助机构相耦合；所述辅助机构包括：安装件；可转动地安装在安装件上的凸轮件以绕旋转轴线转动；可枢转地安装在安装件上的凸轮随动件，其第一端具有与凸轮件的凸轮表面接合的滚子，以响应凸轮件的旋转而移动；设置在凸轮随动件第二端的传动装置致动元件联接件，用于将凸轮随动件的移动传递给传动装置致动元件；设置在凸轮件上的第一联接件，可在第一接合位置和第一脱开位置之间移动，在第一接合位置时使第一联接件与所述驱动件的所述第一抵靠件接触，使凸轮件可随所述驱动件旋转，在第一脱开位置时使第一联接件与所述驱动件的所述第一抵靠件脱开，使凸轮件停止转动；可枢转地联接在安装件上的操作件，其第一端用以将第一联接件移动到第一接合位置，其第二端通过操作元件与变速操作装置联接；以及设置在安装件上的爪分离斜坡，其用于将第一联接件移动到第一脱开位置。

附图说明

图1为自行车底架组件的局部横截面视图，该组件结合了根据本发明用于转换自行车传动装置的辅助设备的特定实施例；

图2A为根据本发明右侧曲柄臂组件特定实施例的斜视图；

图2B为根据本发明右侧曲柄臂组件替代实施例的斜视图；

图3为根据本发明左侧曲柄臂组件替代实施例的斜视图；

图4为根据本发明辅助设备特定实施例的斜视图；

图5为处于空闲状态的图4辅助设备的侧视图；

图6为第一次移动操作钢丝时的图4辅助设备的侧视图；

图7为图4辅助设备的侧视图，其表示了拨链器定位凸轮与旋转的元件一起旋转以拉紧拨链器致动钢丝；

图8为刚好使拨链器定位凸轮与旋转的元件脱开之前的图4辅助设备的侧视图；

图9为图4辅助设备的侧视图，其表示了拨链器定位凸轮与旋转的元件脱开；

图10为辅助设备完成了变速操作时的图4辅助设备的侧视图；

图11为第二次移动操作钢丝时的图4辅助设备的侧视图；

图12为图4辅助设备的侧视图，其表示了拨链器定位凸轮与旋转的元件一起旋转以释放拨链器致动钢丝；

图13为自行车底架组件的斜视图，该组件结合了根据本发明用于转换自行车传动装置的辅助设备的另一个实施例；

图14为去掉了拨链器和曲柄臂的图13辅助设备的斜视图；

图15A为表示控制表面构造的与图13中所示辅助设备一起使用的安装件的侧视图；

图15B为沿图15A的线16B-16B的视图；

图16为处于空闲状态的图13中所示辅助设备的侧视图；

图17为向第一方向移动操作钢丝时的图13中所示辅助设备的侧视图；

图18为图13辅助设备的侧视图，其表示了拨链器定位凸轮与旋转的元件一起旋转以拉紧拨链器致动钢丝；

图19为辅助设备完成了变速操作时的图13辅助设备的侧视图；

图20为向第二方向移动操作钢丝时的图13中所示辅助设备的侧视图；

图21为为图13辅助设备的侧视图，其表示了拨链器定位凸轮与旋转的元件一起旋转以释放拨链器致动钢丝；

图22为自行车底架组件的局部横截面视图，该组件结合了根据本发明用于转换自行车传动装置的辅助设备的替代实施例；

图23为与图22中所示辅助设备一起使用的右侧曲柄臂组件特定实施例的侧视图；

图24为图23中所示驱动件的更详细的视图；

图25为表示图23中所示密封件形状的更详细的视图。

具体实施方式

图1为自行车底架组件10的局部横截面视图，该组件结合了根据本发明用于转换自行车传动装置的辅助设备14的特定实施例。底架组件10包括安装在通常的自行车车架(未示出)上的底架壳体18、管形轴支撑套筒22、套筒联接器26、轴30、滚珠轴承34和38、曲柄组件42和46。轴支撑套筒22具有位于其第一端的径向向外延伸的凸缘50、轴承支承面58和62、位于其第二端的外周表面66，其中所述凸缘50用于将辅助设备14的安装件300保持在底架壳体18上，所述轴承支承面58和62用于分别与滚珠轴承34和38接合，所述外周表面66用于与套筒联接器26的内周表面70接合。套筒联接器70包括用于与底架壳体18的侧面接合的径向向外延伸的凸缘74。

在该实施例中，轴30基本为中空的管形件，其具有用于分别与滚珠轴承34和38接合的轴承支承面78和82、用于分别与在曲柄臂组件42和46的曲柄轴安装孔99和100的内周表面上形成的互补花键94和98接合的花键86和90、用于分别与螺栓108和112接合的带螺纹的内周表面102和104，其中螺栓108和112分别将曲柄臂组件42和46安装在轴30上。因此，轴30和曲柄臂组件42及46一起通过滚珠轴承34和38在底架壳体18内可旋转地支撑。

如图1和2A中所示，曲柄臂组件46包括细长的曲柄臂主体120、位于第一端的曲柄轴安装凸台124和位于第二端的带螺纹的踏板安装孔128，其中安装凸台124具有限定曲柄轴安装孔100和花键98的内周表面。多个，例如五个链轮安装件132从绕曲柄轴安装凸台124安装的密封支撑凸台133径向向外延伸。密封支撑凸台133具有用于支撑环形密封件135的环形凹槽134，环形密封件135与辅助设备14的侧盖137的外表面密封接合。

在该实施例中，整体环形的大直径链轮136与多个链轮安装件132作为单个元件形成，链轮136带有多个径向向外凸出的轮齿138和内周表面140。整体环形的小直径链轮144通过螺栓156和垫片160安装在多个链轮安装件132上，链轮144带有多个径向向外凸出的轮齿148和内周表面152。与曲柄轴安装孔100同轴的环形驱动环170的内周表面上形成有多个花键174，花键174用于与在密封支撑凸台133横向内侧的曲柄轴安装凸台124的外周表面上的互补花键178不可旋转地接合。每个花键174具有第一圆周侧面180、第二圆周侧面182和径向最里面的侧面184，其中侧面184跨接第一圆周侧面180和第二圆周侧面182的径向最里端。在该实施例中，第一圆周侧面180和第二圆周侧面182都是平面的，并且与曲柄臂组件46的旋转方向垂直。曲柄轴安装凸台124上的花键178具有相同的结构。当然，花键还可能有其它的形状和方位。而且，驱动环170可以和曲柄轴安装凸台124一起作为单个元件形成。

驱动环170的外周表面形成一对驱动凸起190A和190B，凸起分别具有抵靠件192A和192B，这两个抵靠件布置成相互距离180°并且面向曲柄臂组件46的向前旋转方向。换句话说，在图2A中抵靠件192A和192B面向逆时针方向。抵靠件192A和192B沿着从曲柄臂组件46的旋转轴线X径向向外延伸并垂直于曲柄轴安装凸台124的外周表面的假想直线。在图2A中，与抵靠件192A和192B相交处的驱动环170外周表面以恒定曲率半径逆时针延伸大于20°，在该实施例中大于45°，直到其接近后面的驱动凸起的后部为止，在此曲率半径以非凹形式一直增加到凸起的尖端。在该实施例中，驱动环170的外周表面形成一个平面斜坡，一直到达相应凸起的尖端，但其也可以是弓形的。如在图2A中清楚地看到的，驱动凸起190A和190B仅从驱动环170的外周表面稍稍伸出。驱动凸起190A和190B的直径明显小于小链轮144内周表面的直径和环形密封凹槽134的直径。

图2A中所示的曲柄臂组件46的抵靠件192A和192B的方向为基本横切曲柄臂主体120的纵向中间(曲柄臂)轴线R。但是，根据链轮的设计或考虑到其它方面，抵靠件192A和192B的位置也可布置在其它位置。例如，图2B为根据本发明曲柄臂组件46’替代实施例的侧视图。该实施例也具有细长的曲柄臂主体120、曲柄轴安装孔100、花键98和带螺纹的踏板安装孔128。但是，在该实施例中，驱动环170’具有平滑的内周表面171’，该内周表面压配合在曲柄臂凸台124’的外周表面123上。如图2A中所示的实施例，抵靠件192A和192B沿着从曲柄臂组件46的旋转轴线X径向向外延伸并垂直于曲柄轴安装凸台(未示出)的外周表面的假想直线，其中曲柄轴安装凸台的形状与图1中所示的曲柄轴安装凸台124相同。但是，在该实施例中，抵靠件192A和192B在与曲柄臂主体120的纵向中轴线R平行的方向上延伸。这允许抵靠件在踏板处于踏板行程的最高点或最低点时开始操作辅助机构14(下面要描述)。

在该实施例中，四个链轮安装件132’从曲柄轴安装凸台124’径向向外延伸。基本环形的大直径链轮136与多个链轮安装件132’作为单个元件形成，其中链轮136带有多个径向向外凸出的轮齿138和内周表面140。基本环形的小直径链轮144以与图2A中所示实施例相同的方式通过螺栓156和垫片(未示出)安装在多个链轮安装件132’上，其中链轮144带有多个径向向外凸出的轮齿148和内周表面152。但是，在该实施例中，换高档链条支撑件201A-201H布置在大直径链轮136的面向小直径链轮144的侧面203上，以将链条(未示出)从小直径链轮144上抬起并引导到大直径链轮136。这种链条支撑件201A-201H是公知的，它们可包括带有面向大直径链轮136的侧面203的斜面的圆锥形件，它们也可只包括从大直径链轮136的侧面203凸出的圆柱形件，或者它们也可包括某些其它的支撑钩或抵靠件。

在该实施例中，链条支撑件201A位于从与纵向中轴线R对齐的下轮齿148B顺时针数的小直径链轮144的第三个轮齿148上方；链条支撑件201B位于从下轮齿148B顺时针数的第四和第五轮齿148的上方并位于它们之间；链条支撑件201C位于从下轮齿148B顺时针数的第六轮齿148的上方；链条支撑件201D位于从下轮齿148B顺时针数的第七和第八轮齿148的上方并位于它们之间。类似地，链条支撑件201E位于从与纵向中轴线R对齐的上轮齿148T顺时针数的第三轮齿148的上方；链条支撑件201F位于从上轮齿148T顺时针数的第四和第五轮齿148的上方并位于它们之间；链条支撑件201G位于从上轮齿148T顺时针数的第六轮齿148的上方；链条支撑件201H位于从上轮齿148T顺时针数的第七和第八轮齿148的上方并位于它们之间。

最后，换低档促进轮齿203D-203F可以形成在大直径链轮136上以在换低档操作过程中将链条引导到直径较小的链轮144上。这种换低档促进轮齿也是公知的，它们可以包括带有倾斜并而面向小直径链轮144的侧面的齿轮，相对大直径链轮136的平面旋转的轮齿，带有截头顶部(如轮齿203A和203F)的齿轮和通常称为小块或凸尖的整体较小的轮齿。在该实施例中，换低档促进轮齿203A和203B布置在大直径链轮136的底部，位于纵向中轴线R的相对侧，换低档促进轮齿203C布置在紧靠换低档促进轮齿203B的逆时针侧。类似地，换低档促进轮齿203D和203E布置在大直径链轮136的顶部，位于纵向中轴线R的相对侧，换低档促进轮齿203F布置在紧靠换低档促进轮齿203E的逆时针侧。

如图1中所示，左侧曲柄臂组件42包括细长的曲柄臂主体220、位于第一端的曲柄轴安装凸台224和位于第二端的带螺纹的踏板安装孔228，其中凸台224具有限定曲柄轴安装孔99和花键86的内周表面。

尽管在该实施例中，辅助设备14位于底架壳体18的右侧，但在其它的实施例中设备14可位于底架壳体18的左侧。在那样的情况下，左侧曲柄臂组件42可如图3中所示地构造。在那样的实施例中，环形驱动环270具有在其内周表面上形成的多个花键274，用于与在曲柄轴安装凸台224横向最里面的外周表面上的互补花键278不可旋转地接合。曲柄轴安装凸台224和驱动环270的结构通常和右曲柄臂组件46的曲柄轴安装凸台124和驱动环170相同，但不一定相同。而且，在这种情况下，凸起290A和290B的直径不大于，最好小于与曲柄臂220纵向中轴线L横切的曲柄臂安装凸台224的外径。

图4为根据本发明辅助设备14’特定实施例的斜视图。除要安装在自行车左侧并与驱动环270’配合以外，该辅助设备14’的构造与图1中所示辅助设备14相同，驱动环270’的构造可以与图3中所示的驱动环270相同，但在图4中，驱动环270’具有如图5中所示可压配合在曲柄轴30上的光滑圆形内周表面271’，以易于解释辅助设备14’的操作。无论如何，辅助设备14’包括安装件300’；带有凸轮表面308的凸轮件(拨链器定位凸轮)304，该凸轮件联接在安装件300’上以绕凸轮轴线Y(该轴线通常与曲柄臂组件42的旋转轴线X重合，但不一定重合)旋转；凸轮随动件311，其与凸轮表面318配合以响应凸轮件304的旋转而移动；传动装置致动元件联接件316，其用于将凸轮随动件311的移动传递给传动装置致动元件320；第一联接件324，其联接以使凸轮件304旋转，其中第一联接件324在第一接合位置和第一脱开位置之间移动；第二联接件326，其联接以使凸轮件304旋转，其中第二联接件326在第二接合位置和第二脱开位置之间移动；操作件323，用于将第一联接件324移动到第一接合位置。

在该实施例中，凸轮随动件311包括凸轮随动杠杆312，其中凸轮随动杠杆312的中间部分通过枢轴330枢转安装在安装件300’上。凸轮随动杠杆312的第一端包括用于与凸轮表面308接合的滚子334，凸轮随动杠杆312的第二端包括传动装置致动元件联接件316。传动装置致动元件320包括波顿拉索，其中传动装置致动钢丝340在外壳344内滑动。从而，传动装置致动元件联接件316为钢丝接头形，其中钢丝紧固螺钉350拧在凸轮随动杠杆312的第二端中。安装件300’具有传动装置致动元件联接臂354，用于以已知方式终止传动装置致动元件320的外壳344。例如，传动装置致动元件联接臂354可具有带螺纹的孔358(图5)，该孔与调整筒套360的带螺纹部分359接合，筒套360用于终止外壳344和调整外壳344相对传动装置致动钢丝340的位置。

图7表示了相对图4所示位置逆时针旋转的凸轮件304，如在该图中清楚地表示的，第一联接件324包括第一爪370和第一爪安装件374。第一爪370的第一端通过第一枢轴378枢转连接在第一爪安装件374上，第一爪370的第二端具有径向向内延伸的第一爪齿382。第一爪安装件374通过螺钉386固定在凸轮件304上。第一偏压机构的形式为第一片簧388，其第一端390固定在凸轮件304上，第二端394抵靠在位于第一爪370第二端的第一爪控制抵靠件398上。第一片簧388向第一接合位置径向向内偏压第一瓜齿382，其中如下所述，第一爪370与驱动环270’的抵靠件292A或292B接合。

类似地，第二联接件326包括第二爪400和第二爪安装件404。第二爪400的第一端通过第二枢轴408枢转连接在第二爪安装件404上，第二爪400的第二端具有径向向内延伸的第二爪齿412。第二爪安装件404通过螺钉416固定在凸轮件304上。第二偏压机构的形式为第二片簧，其第一端422固定在凸轮件304上，第二端424抵靠在位于第二爪400第二端的第二爪控制抵靠件428上。第二片簧向第二接合位置径向向内偏压第二爪齿412，其中如下所述，第二爪400与驱动环270’的抵靠件292A或292B接合。

在该实施例中，操作件323的形状为操作杠杆325，其中操作杠杆325的中间部分通过枢轴450枢转安装在安装件300’上以绕操作杠杆轴线Z枢转。操作杠杆325的第一端为带有控制表面454的钩形，如下面更完整地描述的，控制表面454用于支撑第一爪370的第一爪控制抵靠件398或第二爪400的第二爪控制抵靠件428。操作杠杆325的第二端包含操作元件联接件458。在该实施例中，操作元件的形式为操作钢丝460，其联接在安装在自行车车把(未示出)上的变速操作装置和操作元件联接件458之间。因此，操作元件联接件458的形式为钢丝接头，其中钢丝紧固螺钉470拧在操作杠杆325的第二端中。操作件偏压弹簧474连接在安装件300’和操作杠杆325之间，用于逆时针方向偏压操作杠杆325。

最后，安装件300’包括爪分离斜坡476和480，如下所述，这两个斜坡用于使第一爪370和第二爪400径向向外移动到第一脱开位置和第二脱开位置以使第一爪370和第二爪400从驱动环270’脱开。爪分离斜坡476还用作挡块以限制操作杠杆325在逆时针方向的旋转。

可能通过参考图5-12来理解变速辅助设备14’的操作。图5所示为处于稳定的空闲状态的变速辅助设备14’。在该状态，操作杠杆325的控制表面454支撑第一爪控制抵靠件398，使得第一爪齿382被径向向外固定在第一脱开位置，爪分离斜坡480支撑第二爪控制抵靠件428，使得第二爪齿412被径向向外固定在第二脱开位置。因此，驱动环270’与轴30一起旋转，而对变速辅助设备14’没有任何作用。

图6表示的是当向左侧拉动操作钢丝460时发生的情况，向左侧拉动钢丝460使辅助设备14’向换高档方向移动传动装置致动钢丝340。拉动操作钢丝460使操作杠杆325顺时针旋转，从而将控制表面454从第二爪控制抵靠件398移开。其结果是，第一片簧388使第一爪370顺时针旋转，从而将第一爪齿382径向向内移动到第一接合位置。从而，当驱动环270’的抵靠件292A和292B之一(例如抵靠件292A)旋转到第一爪齿382的圆周位置时，第一爪齿382与抵靠件接触，并且凸轮件304与驱动环270’和轴30一起逆时针旋转到图7中所示的位置。此时，第二爪控制抵靠件428滑离爪分离斜坡480，第二片簧418使第二爪400顺时针旋转，使得第二爪齿412径向向内移动到第二接合位置以与抵靠件292A和292B中的另一个(例如抵靠件292B)接触。当然，只要凸轮件304能够在第一爪齿382的联接力作用下旋转，第二爪齿412就不必与驱动环270’上的任何抵靠件接触。

凸轮表面308在顺时针方向上的半径逐渐增加，因此凸轮随动杠杆312上的滚子334径向向外移动，从而使传动装置致动元件联接件316拉动传动装置致动钢丝340。凸轮件304继续逆时针旋转，直到如图8中所示凸轮表面308使凸轮随动杠杆312几乎完成拉动传动装置致动钢丝340所必需的量为止。此时，第一瓜控制抵靠件398接近爪分离斜坡480，第二爪控制抵靠件428接近爪分离斜坡476。

如图9中所示，当凸轮件304继续旋转时，第一爪控制抵靠件398滑上爪分离斜坡480以将第一爪齿382径向向外移动到第一脱开位置，第二爪控制抵靠件428滑上爪分离斜坡476以将第二爪齿412径向向外移动到第二脱开位置。然后，如图10中所示，凸轮件304稍稍移动，一直到第二爪控制抵靠件428被操作杠杆325的控制表面454支撑在第二脱开位置，并且第一爪控制抵靠件398被爪分离斜坡480支撑在第一脱开位置为止。此时，凸轮件304停止旋转，传动装置致动钢340保持在换高档位置。

为将传动装置致动钢丝340释放回换低档位置，如图11中所示，再一次拉动操作钢丝460。其结果是，操作杠杆325再一次顺时针旋转，从而将控制表面454从第二爪控制抵靠件428移开。第二爪400根据第二片簧418的偏压力顺时针旋转，从而将第二爪齿412径向向内移动到第二接合位置。因此，当驱动环270’的抵靠件292A和292B之一(例如，抵靠件292A)旋转到第二爪400的圆周位置时，第二爪齿412与抵靠件接触，并且凸轮件304与驱动环270’和轴30一起旋转到图12中所示的位置。此时，第一爪控制抵靠件398滑离爪分离斜坡480，第一爪370根据第一片簧388的偏压力顺时针旋转，使得第一爪齿382径向向内移动到第一接合位置以与抵靠件292A和292B中的另一个(例如抵靠件292B)接触。

现在凸轮表面308的半径在顺时针方向快速减少，使得凸轮随动杠杆312上的滚子334径向向内移动，从而使传动装置致动元件联接件316释放传动装置致动钢丝340。凸轮件304继续逆时针旋转，直到辅助设备14’返回到图5中所示的初始位置为止。即，第一爪控制抵靠件398滑上爪分离斜坡476并被控制杠杆325的控制表面454支撑，使得第一爪齿382被固定在第一脱开位置。类似地，第二爪控制抵靠件428滑上爪分离斜坡480并被爪分离斜坡480支撑，使得第二爪齿412被固定在第二脱开位置。

应该很明显地看出，图3-12中所示的实施例通过在相同方向上连续拉动操作钢丝进行操作以实现换高档和换低档操作。图13为自行车底架组件10的斜视图，该组件10结合了根据本发明用于转换自行车传动装置的辅助设备的另一个实施例514。底架组件10以及曲柄臂组件42和46的结构与图1和2中所示实施例相同，因此去掉了对这些部分的详细描述。如在下面更详细地描述的，辅助设备514通过顺时针移动操作杠杆524来使前拨链器520换高档，通过逆时针移动操作杠杆524来使前拨链器520换低档。操作杠杆524包括用于附着在操作钢523上的钢丝联接器525，操作钢丝523连接在车把(未示出)上的变速操作装置上。

在该实施例中，前拨链器520与辅助设备514一体形成。更具体地，辅助设备514包括安装件526，该安装件也作为前拨链器520的基础件。在所有的其它方面前拨链器520具有传统的结构，其中传统的连杆机构528连接在基础(安装)件526和链条导向件532之间，使得拉紧和释放联接在连杆机构528上的致动臂536能够横向向内和向外移动链条导向件532，以在大链轮136和小链轮144之间移动链条(未示出)。

图14为辅助设备514的斜视图，其中去掉了拨链器520和曲柄臂组件46。如第一实施例，所示驱动环170’带有平滑的内周表面171’，并且在图16-21中其附着在轴30上以帮助理解装置的操作。弓形操作杠杆530的第一端通过枢轴534枢转连接在安装件526上，枢轴534还连接在操作臂524上以绕操作杠杆轴线W枢转。弹簧535围绕枢轴534布置并连接在安装件526和操作杠杆530之间，用于向逆时针方向偏压操作杠杆530。第一控制凸出部分538从操作杠杆530的中间部分径向向内伸出并终止为横向向内延伸的第一爪控制凸棱542(图16)，该凸棱542具有方向为径向向外的第一爪控制表面544。类似地，第二控制凸出部分548从操作杠杆530的第二端径向向内伸出，并终止为横向向内延伸的第二爪控制凸棱552，该凸棱552具有方向为径向向内的第二爪控制表面554。

图15A和15B更详细地表示了安装件526。安装件526包括用于接收从中穿过的第一爪控制凸棱542的第一凸棱开口562，用于接收从中穿过的第二爪控制凸棱552的第二凸棱开口566，由方向为径向向外的爪控制表面574和方向为径向向内的爪控制表面578构成的爪控制凹槽570。除用于允许第一控制凸棱542径向向内运动的第一控制凸棱通道582、爪分离斜坡586和爪分离斜坡590外，爪控制表面574基本为圆形。类似在，除用于允许第二控制凸棱552径向向外运动的第二控制凸棱通道594、爪分离斜坡596和爪分离斜坡598外，爪控制表面578基本为圆形。爪分离斜坡586、590、596和598的功能在下面描述。

如图16中所示，具有凸轮表面608的凸轮604安装在安装件526上，以绕图14中所示的轴线Y旋转。凸轮随动件612的形式为两件式杠杆(612A，612B)，其中杠杆件612A的第一端通过枢轴616枢转安装在安装件526上，杠杆件612A的第二端包括用于与凸轮表面608接合的滚子620。枢轴616穿过安装件526的侧面并联接在杠杆件612B的第一端。杠杆件612B的第二端包含形式为孔626的传动装置致动联接件，用于接收从中穿过的拨链器致动钢丝630。拨链器致动钢丝630的钢丝末端小珠634用于防止拨链器致动钢丝630被从孔626中向上拉出。

在第二实施例中，第一联接件654联接以使凸轮件604旋转，其中第一联接件654在第一接合位置和第一脱开位置之间移动；第二联接件656联接以使凸轮件604旋转，其中第二联接件656在第二接合位置和第二脱开位置之间移动。

第一联接件654包括第一爪670和第一爪安装件674。第一爪670的第一端通过第一枢轴678枢转连接在第一爪安装件674上，第一爪670的第二端具有径向向内延伸的第一爪齿682和第一爪控制抵靠件684。第一爪安装件674通过螺钉686固定在凸轮件604上。第一偏压机构的形式为第一片簧688，其第一端690固定在凸轮件604上，第二端694抵靠在第一爪670的第二端。第一片簧688向第一接合位置径向向内偏压第一爪齿682，其中如下所述，第一爪670与驱动环170’的抵靠件192A或192B接合。

类似在，第二联接件656包括第二爪700和第二爪安装件704。第二爪700的中间部分通过第二枢轴708枢转连接在第二爪安装件704上。第二爪700的第一端具有径向向内延伸的第二爪齿712，第二爪700的第二端具有第二爪控制抵靠件714。第二爪安装件704通过螺钉716固定在凸轮件604上。第二偏压机构的形式为第二片簧718，其第一端722固定在凸轮件604上，第二端724抵靠在第二爪700的第一端。第二片簧向第二接合位置径向向内偏压第二爪齿712，其中如下所述，第二爪700与驱动环170’的抵靠件192A或192B接合。

可通过参考图16-21来理解变速辅助设备514的操作。图16表示的是处于稳定空闲状态的变速辅助设备514。在该初始状态，第一爪控制凸棱542的第一爪控制表面544支撑第一爪控制抵靠件684，使得第一爪齿682被径向向外固定在第一脱开位置，爪分离斜坡598径向向内偏压第二爪控制抵靠件714，使得第二爪齿712被径向向外固定在第二脱开位置。因此，驱动环170’与轴30一起旋转，而对变速辅助设备514没有任何作用。

图17所示为当向上拉动操作钢丝523时发生的情况。在这种情况下，操作杠杆524和530克服弹簧535的偏压力绕枢轴534顺时针枢转，第一爪控制凸棱542允许第一爪控制抵靠件684径向向内移动。其结果是，第一爪670根据第一片簧688的偏压力逆时针旋转，从而将第一爪齿682径向向内移动到第一接合位置。因此，当驱动170’的抵靠件192A或192B之一(例如抵靠件192A)旋转到第一爪670的圆周位置时，第一爪齿682与抵靠件接触，凸轮件604与驱动环170’和轴30一起顺时针旋转到图18中所示的位置。同时，第二爪控制抵靠件714滑离爪分离斜坡598，第二爪700根据第二片簧718的偏压力绕枢轴708逆时针旋转，使得第二爪齿712径向向内移动到第二接合位置以与抵靠件192A和192B中的另一个(例如抵靠件192B)接触。

凸轮表面608的半径在顺时针方向上逐渐增加，使得杠杆件612上的滚子620径向向外移动，从而使杠杆件612B向下拉动致动钢丝630。凸轮件604继续顺时针旋转，直到如图18中所示，凸轮表面608使凸轮随动件612接近完成拉紧拨链器致动钢丝630的必需量为止。此时，第一爪控制抵靠件684接近爪分离斜坡590，第二爪控制抵靠件714滑上爪分离斜坡596(使第二爪700顺时针旋转)，与第二爪控制凸棱552的第二爪控制表面554接触并使第二爪齿712与抵靠件192B脱开。而且，杠杆件612A上的滚子620布置在紧靠凸轮604上的凸轮脊部730逆时针侧。

如图19中所示，当凸轮件604继续旋转时，第一爪控制抵靠件684滑上爪分离斜坡590，使得第一爪670顺时针旋转并将第一爪齿682移动到第一脱开位置。而且，第二爪控制抵靠件714移动到第二爪控制表面554的顺时针端。滚子620向凸轮脊部730施加的径向向内的力保证凸轮件604稍稍顺时针旋转，使得第一爪控制抵靠件684正确定位在爪分离斜坡590上并且第一爪齿682与抵靠件192A脱开。此时，凸轮件604停止旋转，并且拨链器致动钢丝630被保持在换高档位置。

为释放致动钢丝630以将自行车传动装置转换到换低档位置，如图20中所示，释放操作钢丝523。在这种情况下，操作杠杆524和530根据弹簧535的偏压力绕枢轴534逆时针枢转，第二爪控制凸棱552允许第二爪控制抵靠件714径向向外移动。其结果是，第二爪700根据第二片簧718的偏压力绕枢轴708逆时针旋转，从而将第二爪齿712移动到第二接合位置，从而当驱动环170’的抵靠件192A和192B之一(例如抵靠件192A)旋转到第二爪700的圆周位置时，第二爪齿712与抵靠件接触，凸轮件604与驱动170’和轴30一起顺时针旋转到图21中所示的位置。同时，第一爪控制抵靠件684滑离爪分离斜坡590，第一爪670根据第一片簧688的偏压力绕枢轴678逆时针旋转，使得第一爪齿682径向向内移动到第一接合位置以与抵靠件192A和192B之一(例如抵靠件192B)接触。

如图21中所示，凸轮表面608的与滚子620接触部分的半径在逆时针方向上逐渐减小，使得杠杆件612A上的滚子620径向向内移动，从而使杠杆件612B释放拨链器致动钢丝630。凸轮件604继续顺时针旋转，直到如图21中所示，凸轮表面608使凸轮随动件612接近完成释放致动钢丝630的必需量为止。此时，第二爪控制抵靠件714接近爪分离斜坡598，第一爪控制抵靠件684滑上爪分离斜坡586(从而使第一爪670顺时针旋转)，与第一爪控制凸棱542的第一爪控制表面544接触并使第一爪齿682与抵靠件192B脱开。而且，凸轮随动杠杆612上的滚子620布置在紧靠凸轮604上的凸轮脊部逆时针侧。

当凸轮件604继续旋转时，第二爪控制抵靠件714滑上爪分离斜坡598，使得第二爪700顺时针旋转以将第二爪齿712移动到第二脱开位置，第一爪控制抵靠件684移动到第一爪控制表面544的顺时针端。滚子620向凸轮脊部734施加的径向向内的力保证凸轮件604继续旋转，直到第二爪控制抵靠件714正确定位在爪分离斜坡598上并且第二爪齿712与抵靠件192A脱开。此时，凸轮件604停止旋转，致动钢丝630被保持在如图16初始位置所示的换高档位置。

图22为自行车底架组件10的局部横截面视图，该组件结合了根据本发明用于转换自行车传动装置的辅助设备14’的另一个实施例。该实施例可以使用除图1-22中所示结构以外的任何其它结构。该设备与图1-22中所示设备的区别主要在于，曲柄臂组件46”的构造与图2B中所示曲柄臂组件46’类似但不相同。因此，与图1和2B中的元件相同的元件具有相同的参考标号，并且去掉了对这些元件的详细描述。

在该实施例中，提供了换高档链条支撑元件201A、201B、201E和201F，换高档链条支撑元件201B和201F位于曲柄臂120纵向中间轴线R的顺时针约57.55°的位置。具有斜削侧表面203Y的换低档促进齿203X位于紧靠链条接收凹口203Z的顺时针侧，凹口203Z位于曲柄臂120纵向中间轴线R的顺时针约11.74°的位置。这些结构及其方向的结果是，驱动环170”以特定的方向安装在曲柄轴安装凸台124”上，其中驱动环170”包括形成抵靠件192A’和192B’的驱动凸出部分190A’和190B’。

如图2B中所示的实施例，抵靠件192A’和192B’沿从曲柄臂组件46”旋转轴线X径向向外延伸并垂直于曲柄轴安装凸台124”外周表面123’的假想直线。但是，在该实施例中抵靠件192A’和192B’位于曲柄臂主体120纵向中间轴线R的顺时针约75°的位置。这允许抵靠件选择辅助机构14’的操作时间，使得链条处于正确的位置以最大地利用换高档链条支撑件201A、201B、201E和201F以及换低档链条促进齿203X。

如图23和24中所示，驱动环170”具有平滑的内周表面171”，该内周表面压配合在曲轴安装凸台124”的外周表面123’上。内周表面171”包括弓形凹口172A和172B，它们分别与位于曲轴安装凸台124’外周表面123’上的相应的弧形凸出部分125A和125B接合，以保证驱动环170”安装在曲轴安装凸台124”上，使得抵靠件192A’和192B’具有适当的安装角。为在不影响驱动环170”的强度并保持驱动环170”的直径最小的情况下安置弓形凹口172A和172B，凸出部分190A’和190B’分别具有带有基本平坦顶面194A和194B的加厚的抵靠件形成部分193A和193B。弓形凹口172A和172B分别布置在这些加厚的抵靠件形成部分193A和193B中。倾斜面195A和195B分别从表面194A和194B的顺时针端径向向内延伸。

如图22中所示，驱动环170”在旋转轴线X方向上与小直径链轮144和花键98具有特殊的关系。在该实施例中，驱动环170”在旋转轴线X方向上的厚度为3.0毫米。包含驱动环170”内侧面176A的平面P与小直径链轮144内侧面145的距离为3.3毫米。因此，在该实施例中，包含驱动环170”外侧面176B的平面Q与小直径链轮144内侧面145的距离约为0.3毫米。平面P与花键98的最内端97的距离约为9.5毫米。有利的是，平面P与花键98最内端97的距离至少为5毫米。

在该实施例中，曲轴安装凸台124”的外周表面123’限定用于支撑环形橡胶密封件800的密封支撑凹槽126和密封支撑凸棱127。如在图25中更具体地表示的，密封件800具有环形基础件802，其中基础件802包括径向向内凸出的接合凸出部分804和接合凸棱808，其中接合凸出部分804用于与密封支撑凹槽126接合，接合凸棱808用于与密封凸棱127接合。唇形密封829从基础件802径向向外延伸以与盖137’的方向为径向向内的表面137A接触。通过这种密封结构，落入在曲柄臂组件46”之间的污染物过早地磨损密封件的可能性很小。

尽管在上面描述了本发明的各种实施例，但在不偏离本发明的精神和范围的情况下还可利用其它的变型。例如，驱动凸出部分190A和190B还可以直接形成在曲轴安装凸台124或224的横向侧壁或外周表面上，并横向向内凸出。各种部件的尺寸、形状、位置或方向可根据需要进行改变。一个元件的功能可以由两个元件实现，并且反之亦然。在一个特定实施例中不必同时存在所有的优点。与现有技术不同的每个特征，单独地或与其它特征组合，都应理解为对本申请人其它发明的独立描述，这些发明包括由这个或这些特征实施的结构性和/或功能性概念。因此，本发明的范围不限于所公开的具体结构，也不限于表面上对特定结构或特征原始描述。

Claims (32)

1、一种用于变速转换自行车传动装置的辅助机构的驱动机构，包括：

一曲柄柄臂，其具有一绕旋转轴线的曲柄轴安装孔；

一被支承成与旋转轴线同轴的驱动件，包括：

一面向曲柄臂向前旋转方向的第一抵靠件；

一非凹第一斜面，该斜面从抵靠件的径向外部延伸并面向曲柄臂的向后旋转方向；

其中，所述驱动件用以将所述曲柄臂与辅助机构相耦合；

所述辅助机构包括：

安装件；

可转动地安装在安装件上的凸轮件以绕旋转轴线转动；

可枢转地安装在安装件上的凸轮随动件，其第一端具有与凸轮件的凸轮表面接合的滚子，以响应凸轮件的旋转而移动；

设置在凸轮随动件第二端的传动装置致动元件联接件，用于将凸轮随动件的移动传递给传动装置致动元件；

设置在凸轮件上的第一联接件，可在第一接合位置和第一脱开位置之间移动，在第一接合位置时使第一联接件与所述驱动件的所述第一抵靠件接触，使凸轮件可随所述驱动件旋转，在第一脱开位置时使第一联接件与所述驱动件的所述第一抵靠件脱开，使凸轮件停止转动；

可枢转地联接在安装件上的操作件，其第一端用以将第一联接件移动到第一接合位置，其第二端通过操作元件与变速操作装置联接；以及

设置在安装件上的爪分离斜坡，其用于将第一联接件移动到第一脱开位置。

2、根据权利要求1所述的驱动机构，其特征在于，第一抵靠件与曲柄臂的外周表面基本垂直。

3、根据权利要求1所述的驱动机构，其特征在于，第一斜面为弓形。

4、根据权利要求1所述的驱动机构，其特征在于，驱动件与曲柄臂是一个整体元件。

5、根据权利要求1所述的驱动机构，其特征在于，驱动件包括绕旋转轴线安装的环形驱动环。

6、根据权利要求5所述的驱动机构，其特征在于，驱动环的内周表面包括多个驱动环花键，并且曲柄臂的外周表面包括与多个驱动环花键接合的多个曲柄臂花键。

7、根据权利要求1所述的驱动机构，其特征在于，所述驱动件还包括：

面向曲柄臂向前旋转方向的一第二抵靠件；

面向曲柄臂向后旋转方向的一非凹第二斜面；

其中，所述辅助机构还包括设置在凸轮件上的第二联接件，可在第二接合位置和第二脱开位置之间移动，在第二接合位置时使第二联接件与所述驱动件的所述第二抵靠件接触，使凸轮件可随所述驱动件旋转，在第二脱开位置时使第二联接件与所述驱动件的所述第二抵靠件脱开，使凸轮件停止转动。

8、根据权利要求7所述的驱动机构，其特征在于，第一抵靠件与第二抵靠件基本成180°。

9、根据权利要求8所述的驱动机构，其特征在于，驱动件与曲柄臂是一个整体元件。

10、根据权利要求9所述的驱动机构，其特征在于，第一抵靠件与曲柄臂的外周表面基本垂直，并且第二抵靠件与曲柄臂的外周表面基本垂直。

11、根据权利要求10所述的驱动机构，其特征在于，第一斜面为弓形，并且第二斜面为弓形。

12、根据权利要求8所述的驱动机构，其特征在于，驱动件包括绕旋转轴线安装的环形驱动环。

13、根据权利要求12所述的驱动机构，其特征在于，第一抵靠件与曲柄臂的外周表面基本垂直，并且第二抵靠件与曲柄臂的外周表面基本垂直。

14、根据权利要求13所述的驱动机构，其特征在于，第一斜面为弓形，并且第二斜面为弓形。

15、根据权利要求14所述的驱动机构，其特征在于，驱动环的内周表面包括多个驱动环花键，并且曲柄臂的外周表面包括与多个驱动环花键接合的多个曲柄臂花键。

16、根据权利要求1所述的驱动机构，其特征在于，曲柄臂是左侧曲柄臂。

17、根据权利要求1所述的驱动机构，其特征在于，曲柄臂是右侧曲柄臂。

18、根据权利要求1所述的驱动机构，其特征在于，旋转轴线位于曲柄臂的第一端，并且包括位于曲柄臂的相对的第二端的踏板安装孔。

19、根据权利要求1所述的驱动机构，其特征在于，曲柄臂包括用于将链轮安装在曲柄臂上的链轮安装件。

20、根据权利要求19所述的驱动机构，其特征在于，链轮安装件包括四个链轮安装臂。

21、根据权利要求19所述的驱动机构，还包括：

一保持在链轮安装件上的大直径链轮；和

一保持在链轮安装件上的小直径链轮。

22、根据权利要求21所述的驱动机构，其特征在于，大直径链轮包括用于辅助链条在小直径链轮和大直径链轮之间移动的变速辅助机构。

23、根据权利要求22所述的驱动机构，其特征在于，变速辅助机构包括链条支撑件，该链条支撑件设置在面向小直径链轮的大直径链轮侧面上。

24、根据权利要求21所述的驱动机构，其特征在于，包含驱动件内侧面的第一平面设置在从小直径链轮内侧面横向向内的位置上。

25、根据权利要求24所述的驱动机构，其特征在于，包含驱动件外侧面的第二平面设置在从小直径链轮内侧面横向向内的位置上。

26、根据权利要求1所述的驱动机构，还包括沿曲柄臂圆周表面布置的防尘密封件。

27、根据权利要求1所述的驱动机构，其特征在于，曲柄臂的内侧面包括一凹槽。

28、根据权利要求27所述的驱动机构，其特征在于，凹槽是环形凹槽。

29、根据权利要求1所述的驱动机构，其特征在于，曲柄臂具有曲柄轴安装孔，并且还包括多个布置在曲柄轴安装孔内的花键。

30、根据权利要求1所述的驱动机构，其特征在于，与第一抵靠件径向内部相交处的驱动件外周表面以基本恒定的曲率半径延伸超过20°。

31、根据权利要求1所述的驱动机构，其特征在于，曲柄臂具有曲轴安装孔和布置在曲轴安装孔内的多个花键，并且包含驱动件内侧面的平面布置在多个花键横向内端的横向向内处。

32、根据权利要求31所述的驱动机构，其特征在于，该平面布置为从多个花键的横向内端横向向内至少5毫米。

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