CN101254819B - 自行车换档操纵装置 - Google Patents

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Abstract

一种自行车换档操纵装置，其设置有支撑结构、拉紧单元和换档定位机构。支撑结构具有内索固定部。拉紧单元包括：转动本体，安装在支撑结构上以绕第一轴线转动；以及内索定向滑轮，安装在转动本体上以与转动本体一起绕第一轴线转动并且独立于转动本体绕第二轴线转动，第二轴线偏离于转动本体的第一轴线。换档定位机构可操纵地连接到拉紧单元上以选择性地将拉紧单元保持于多个换档位置中的一个中。

Description

自行车换档操纵装置
技术领域
本发明一般涉及自行车换档操纵装置。更具体地，本发明涉及一种自行车换档操纵装置，其相对于操纵件的活动量具有增加的缆线行程(cable stroke)。
背景技术
骑自行车正在变成一种越来越流行的休闲方式和一种交通运输方式。另外，骑自行车已经成为一种非常流行的业余和专业的竞技运动。不论是自行车用于休闲、运输或比赛，自行车产业一直在改进自行车的各种部件。一种已经被广泛再设计的部件是自行车传动系统。
自行车传动系统通常包括前和后换档操纵装置，这些装置分别操纵前和后变速器以将链条在前和后链轮之间横向换档。前和后链轮通常分别连接到前曲柄和后轮上，使得骑车人的脚踏力通过链条传输至后轮。根据链条在前和后链轮上的位置，可以提供各种变速比率。
在过去，已经采用包括一个和多个控制杆(lever)的换档操纵装置，控制杆是枢转的，以便卷绕和松开控制缆线的内索(innerwire)。可替换地，转动手柄也已经用来作为换档操纵装置以卷绕和松开控制缆线的内索。在多速自行车中通常设置两个换档操纵装置。通常，一个换档操纵装置是前换档机构，而另一个换档操纵装置是后换档机构。每个换档操纵装置通常连接到控制缆线的内索上。控制缆线的内索从前和后一个换档操纵装置延伸到前和后变速器以使链条分别在不同的前和后链轮上换档。通常，拉紧轮或件用于绕其周缘卷绕和松开内索。一些变速器需要比其它变速器更长的缆线行程。因而，当变速器的缆线行程变得较长时，拉紧轮也变得较大。虽然这些现有换档装置工作良好，但是期望使自行车换档操纵装置尽可能地相对紧凑。然而，当缆线拉紧单元变得较小时，那么对于相同的传动系统来说换档操纵装置的操纵件必须移动的量变得较大。换句话说，如果缆线拉紧单元变得较小，那么操纵件的行程变得较大，使得其更加较难操纵。
考虑到上述问题，对于本领域技术人员来说，通过本公开显而易见的是存在对改良自行车换档操纵装置的需要。本发明满足了这种需要和其它需要，这通过本公开内容对于本领域技术人员来说显而易见的。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种相对于操纵件的活动量具有增加的缆线行程的自行车换档操纵装置。
本发明的另一目的在于提供一种相对紧凑简单并且制造和/或组装简单的自行车换档操纵装置。
通过提供基本上包括支撑结构、拉紧单元和换档定位机构的自行车换档操纵装置可以基本实现上述目的。支撑结构具有内索固定部。拉紧单元包括安装在支撑结构上以绕第一轴线转动的转动本体、安装在转动本体上以与转动本体一起绕第一轴线转动并且独立于转动本体绕第二轴线转动的内索定向滑轮，该第二轴线偏离于转动本体的第一轴线。换档定位机构可操纵地连接到拉紧单元上以选择性地将拉紧单元保持于多个换档位置中的一个中。
对于本领域技术人员来说，通过以下参照附图公开本发明优选实施例的描述，本发明的这些和其它目的、特征、方面和优点将变得显而易见。
附图说明
下面参照构成本原始公开的一部分的附图：
图1是根据本发明的优选实施例装配有左和右手换档操纵装置的自行车的正视图；
图2是图1中所示自行车的左手侧换档操纵装置的放大俯视透视图；
图3是图2所示左手侧换档操纵装置的俯视平面图；
图4是图2和图3所示左手侧换档操纵装置的上部分解透视图；
图5是图2-4所示左手侧换档操纵装置的上部放大透视图；
图6是图2-4所示的左手侧换档操纵装置的下部放大透视图；
图7是图5和图6所示的拉紧单元的上部分解透视图；
图8是图5至7所示拉紧单元在完全释放位置时的简化透视图；以及
图9是图5至7所示拉紧单元在完全卷绕位置时的简化透视图。
具体实施方式
现在将参照附图对本发明所选的实施例进行解释。本领域的技术人员通过本公开可显而易见的是，以下对本发明的实施例的描述仅仅是为了说明，并不是为了限制本发明的范围，本发明的范围由所附的权利要求书及其等同物来限定。
首先参照图1和图2，所示自行车10基本上包括具有车把13的车架12、驱动或传动系统14、前轮16和后轮18。车把13设置有安装在其上的后或右手换档操纵装置20(图1)以及安装在其上的前或左手换档操纵装置22(图2)，换档操纵装置20和22根据如下所述的本发明优选实施例来构造和设置。除了后和前换档操纵装置20和22之外，自行车10的各种部件是传统的。因此，在本文中对自行车10的其余部件不进行详细讨论或说明。本领域技术人员通过本公开显而易见的是，在不背离本发明范围的情况下，可以对自行车10的各种部件或部分进行各种改变。
另外，前(左)换档操纵装置22基本上与右(后)换档操纵装置20相同，只不过前换档操纵装置22是后换档操纵装置20的镜像并且具有较少的换档位置。在所示的实施例中，换档操纵装置20和22中的每个均与各自的刹车操纵装置(图1中仅示出一个)分开。然而，本领域技术人员通过本公开显而易见的是，如果需要和/或期望的话，换档操纵装置20和22可以被设计成具有一体的刹车操纵装置。另外，虽然前换档操纵装置22位于车把13的左侧上而后换档操纵装置20位于车把13的右侧上，但是如果需要和/或期望的话，可以将它们调换。
车把13被固定连接于车架12的前叉以便通过前轮16驾驶自行车10。驱动或传动系统14包括后变速器15、前变速器17、链条C、连接至后轮18的多个后链轮RS、以及具有多个连接至其上的前链轮FS的前曲柄FC。后和前变速器15和17连接到车架12上，以便分别以传统方式使链条C在不同的链轮RS和FS之间横向地移动/换档。后链轮RS通过飞轮(未示出)连接到后轮18上，以通过链条C选择性地转动后轮18，以便以传统方式推动自行车10。
后和前换档操纵装置20和22分别通过一对换档控制缆线21可操纵地连接至后和前变速器15和17，以便选择性地使链条C在链轮RS和FS上横向换档。除了长度之外，后和前换档控制缆线21相同，并且基本上是传统的。如图2所示，控制缆线21包括滑动地容纳在外壳21b内的内索21a。
现在参照图2-9，下面更详细讨论前换档操纵装置22。前换档操纵装置22主要包括支撑结构30、拉紧单元32和换档定位机构34。支撑结构30容纳拉紧单元32和换档定位机构34。支撑结构30也以传统方式被构造成固定连接至自行车10的管状部(诸如把手13)。
由于可以根据本发明的前换档操纵装置的安装方式对支撑结构30的精确形状和安装布置进行改变，所以对支撑结构30的形状和安装布置仅进行简要讨论。如图4所示，支撑结构30基本上具有安装部件40、上壳体部件42、下壳体部件44和紧固件45。部件40、42和44由诸如硬塑料、或金属的刚性材料制成。安装部件40以传统方式被构造成夹紧于把手13上。紧固件45是将部件40、42和44固定在一起的螺栓。如图3所示，支撑结构30的上壳体部件42包括具有孔的缆线接合部42a，该孔形成用于引导控制缆线21的内索21a的内索引导部42b。同样如图3所示，支撑结构30的上壳体部件42包括突出部或突起42c。如图4所示，下壳体部件44包括用于支撑拉紧单元32和换档定位机构34的安装轴44a。安装轴44a通过螺纹容纳紧固件45，将上壳体部件和下壳体部件42和44固定地连接在一起，从而可操纵地保持拉紧单元32和换档定位机构34。
如图4所示，支撑结构30还包括第一固定支撑件46和第二固定支撑件48，拉紧单元32可转动地安装在两者之间。第一和第二固定支撑件46和48优选是金属板，该金属板是如图5和6所示的固定在一起的单独件。第一和第二固定支撑件46和48不可转动地安装在安装轴44a上。套管(bushing)49不可转动地设置在安装轴44a上，以便将拉紧单元32可转动地支撑在第一和第二固定支撑件46和48之间。
支撑结构30的第一固定支撑件46包括内索固定部46a，用于将内索21a的一端连接至前换档操纵装置22的固定部(不动部)。内索引导部42b和内索固定部46a相对于拉紧单元32进行设置，以便形成如下所述的U形内索引导路径。
如图4至9所示，拉紧单元32基本上包括具有枢转安装结构52的转动本体50、具有枢转销56的内索定向滑轮54以及拉紧偏压件58。转动本体50枢转地安装在支撑结构30上，以便绕由安装轴44a和紧固件45形成的第一轴线A1转动。转动本体50沿释放方向(即从如图3和4中所示的上方观看时的逆时针方向)被偏压。内索定向滑轮54通过枢转销56可转动地安装在转动本体50上。从而，内索定向滑轮54与转动本体50一起绕第一轴线A1转动。同样如图3所示，内索定向滑轮54独立于转动本体50而绕第二轴线A2转动，该第二轴线A2偏离(offset)于转动本体50的第一轴线A1。
优选地，如图4和7所示，转动本体50基本上包括用硬的、刚性的材料(诸如硬塑料材料)构造为一体式整体件的基体部50a和滑轮支撑部50b。枢转安装结构52被压配合于基体部50a中的第一枢转开口50c中。因而，转动本体50的基体部50a通过紧固件45而被可转动地支撑在支撑结构30上。滑轮支撑部50b具有限定槽(slot)50e的一对平行的凸缘50d，内索定向滑轮54通过枢转销56固定在槽50e中。换句话说，转动本体50的滑轮支撑部50b通过枢转销56可转动地支撑内索定向滑轮54，枢转销56容纳在穿过两个凸缘50d延伸的第二枢转开口50f中。内索定向滑轮54优选用硬的、刚性的材料(诸如硬塑料材料)构造为一体式整体件。
如图8和9所示，内索引导部42b和内索固定部46a相对于内索定向滑轮54进行设置，以便形成U形内索引导路径。具体地说，内索固定部46a相对于内索定向滑轮54定位以限定U形内索引导路径的第一段(leg)，同时内索引导部42b相对于内索定向滑轮54定位以限定U形内索引导路径的第二段，内索定向滑轮54限定U形内索引导路径的基部。
换档定位机构34可操纵地连接至拉紧单元32，以便选择性地将拉紧单元32保持在多个换档位置中的一个上。换档定位机构34基本上包括换档位置控制件或板60、定位爪62、定位爪偏压元件64、选择性地移动定位爪62以释放换档位置控制板60的换档释放组件、以及选择性地卷绕换档位置控制板60的换档卷绕组件。换档释放组件基本上包括具有释放突出部或突起72的换档释放杆70和换档释放杆复位弹簧74。换档卷绕组件基本上包括具有卷绕爪82、卷绕爪偏压元件84的换档卷绕杆80以及换档卷绕杆复位弹簧86。由于换档释放组件和换档卷绕组件的基本结构与在其它换档操纵装置中使用的那些类似，对换档释放组件和换档卷绕组件的基本结构不再进行详细讨论和/或解释说明。当然，本发明的换档释放组件和换档卷绕组件与传统的换档操纵装置中的那些存在区别，以便实现本发明。
换档位置控制板60被固定安装到转动本体50的下表面以与其一起转动。具体地说，换档位置控制板60包括非圆形开口60a，该非圆形开口与在转动本体50的下表面上的非圆形配合突起相接合。换档位置控制板60的外周缘包括多个定位齿60b和多个卷绕齿60c。定位齿60b的数量和卷绕齿60c的数量取决于特定换档操纵装置所需要的和/或所期望的换档位置的数量。在前换档操纵装置22的情况下，存在三个定位齿60b和三个卷绕齿60c，以便提供用于前变速器17的低速档位置、调整位置和高速档位置。在后换档操纵装置20的情况下，定位齿60b的数量和卷绕齿60c的数量等于后齿轮或链轮RS的数量。
由于来自定位爪偏压元件64的推动力，所以定位爪62被设置成选择性地接合定位齿60b。因此，定位爪62通常与定位齿60b中的一个相接合，以便由于拉紧偏压件58的偏压力而保持换档位置控制板60和转动本体50不转动。释放杆70是触发型杆，其通常被换档释放杆复位弹簧74偏压至静止(rest)位置。当释放杆70从静止位置枢转到换档(爪释放)位置时，换档释放杆70的释放突出部72被设置成选择性地接合定位爪62的突起62a。这样，释放突出部72被设置成一旦释放杆70从静止位置移动到换档(爪释放)位置就将定位爪62从与定位齿60b的接合中移出来。
卷绕爪82通常通过突出部42c保持不与卷绕齿60c接合。当卷绕杆80从静止位置枢转到换档(爪卷绕)位置时，卷绕爪82选择性地接合卷绕齿60c中的一个。因而，卷绕杆80被设置成将卷绕爪82移动到与卷绕齿60c相接合。卷绕杆80是触发型杆，其通常被换档卷绕杆复位弹簧86偏压到静止位置。由于来自卷绕爪偏压元件84的推动力，卷绕爪82被朝向卷绕齿60c偏压。
因而，通过使用具有内索定向滑轮54的拉紧单元32，与内索直接安装在拉紧轮的外周缘上的拉紧单元相比，转动本体50的少量移动可产生较长的缆线行程。
术语的一般解释
在理解本发明的范围时，本文所用来描述装置的部件、部分或部的术语“构造的”包括被构造成和/或被程序化为进行所需功能的硬件和/软件。在理解本发明的范围时，本文所用的术语“包括”和其衍生词应理解为开放式术语，其指定了所说明的特征、元件、部件、组、整体件、和/或步骤的存在，但是不排除存在其它未说明的特征、元件、部件、组、整体件、和/或步骤。上述也适用于具有类似含义的词语，诸如术语“包含”、“具有”和它们的衍生词。还有，术语“部”、“部分”、“部件”、“件”或“元件”当用作单数时可以具有单个部分或多个部分的双重含义。如本文所用来描述本发明的以下方向术语“向前、向后、上方、朝下、垂直、水平、下方和横向”以及其它类似方向术语是指装配有本发明的自行车的这些方向。因此，用来描述本发明的这些术语应该相对于装配有本发明的、如在正常驾驶位置中所使用的自行车来解释。
虽然仅仅选择用所选取的实施例来说明本发明，但是本领域技术人员通过本公开显而易见的是，在不背离如在所附的权利要求中所限定的本发明的范围的情况下，可以进行各种改变和变更。另外，前面对根据本发明的实施例的描述仅仅是用来说明，并不是用来限定本发明，本发明由所附的权利要求及其等同物来限定。

Claims (12)

1.一种自行车换档操纵装置，包括：
支撑结构，具有内索固定部；
拉紧单元，包括：转动本体，安装在所述支撑结构上以绕第一轴线转动；内索定向滑轮，安装在所述转动本体上以与所述转动本体一起绕所述第一轴线转动并且独立于所述转动本体绕第二轴线转动，所述第二轴线偏离于所述转动本体的所述第一轴线；以及
换档定位机构，可操纵地连接到所述拉紧单元上以选择性地将所述拉紧单元保持于多个换档位置中的一个中。
2.根据权利要求1所述的自行车换档操纵装置，其中，
所述支撑结构包括内索引导部，所述内索引导部相对于所述内索固定部和所述拉紧单元设置以形成U形内索引导路径，所述内索固定部相对于所述内索定向滑轮定位以限定所述U形内索引导路径的第一段，所述内索引导部相对于所述内索定向滑轮定位以限定所述U形内索引导路径的第二段，并且所述内索定向滑轮限定所述U形内索引导路径的基部。
3.根据权利要求2所述的自行车换档操纵装置，其中，
所述支撑结构包括壳体，所述内索引导部形成在所述壳体上。
4.根据权利要求1所述的自行车换档操纵装置，其中，
所述支撑结构包括第一固定支撑件和第二固定支撑件，所述拉紧单元可转动地安装在所述第一固定支撑件与所述第二固定支撑件之间。
5.根据权利要求4所述的自行车换档操纵装置，其中，
所述第一和第二固定支撑件是固定在一起的单独件。
6.根据权利要求1所述的自行车换档操纵装置，其中，
所述转动本体包括可转动地支撑在所述支撑结构上的基体部和可转动地支撑所述内索定向滑轮的滑轮支撑部。
7.根据权利要求6所述的自行车换档操纵装置，其中，
所述基体部具有第一枢转开口，并且所述滑轮支撑部具有第二枢转开口。
8.根据权利要求7所述的自行车换档操纵装置，其中，
所述滑轮支撑部具有槽，所述内索定向滑轮设置于所述槽中。
9.根据权利要求1所述的自行车换档操纵装置，其中，
所述换档定位机构包括固定安装到所述转动本体上以便与所述转动本体一起转动的换档位置控制件。
10.根据权利要求9所述的自行车换档操纵装置，其中，
所述换档位置控制件包括多个定位齿和多个卷绕齿。
11.根据权利要求10所述的自行车换档操纵装置，其中，
所述换档定位机构进一步包括被设置成接合所述定位齿的定位爪以及被设置成接合所述卷绕齿的卷绕爪。
12.根据权利要求11所述的自行车换档操纵装置，其中，
所述换档定位机构进一步包括：释放杆，其被设置成使所述定位爪移动而与所述定位齿脱开；卷绕杆，被设置成使所述卷绕爪移动至与所述卷绕齿相接合。
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