CN101734329B - 自行车部件致动装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种自行车致动部件装置，其设置有基底件、第一使用者操作件和锁定件。基底件包括管安装结构，管安装结构具有带中心安装轴线的管接收孔。第一使用者操作件相对于基底件可转动地安装，以围绕转动轴线在第一操作位置与第二操作位置之间转动，该转动轴线与管安装结构的中心安装轴线平行并且偏离该中心安装轴线。锁定件相对于基底件可移动地安装，以在将第一使用者操作件锁定在第二操作位置中的锁定位置与将第一使用者操作件从第二操作位置释放的释放位置之间选择性地移动。

Description

自行车部件致动装置

相关申请交叉参考

本申请是于2007年5月16日提交的美国专利申请No.11/749,245的部分继续申请。美国专利申请No.11/749,245的全部公开内容结合于此作为参考。

技术领域

本发明总体上涉及一种用于操作自行车部件的自行车部件致动装置。更具体地说，本发明涉及一种具有一对便于使用者地设置的操作件(member)的自行车部件致动装置。

背景技术

骑自行车正逐渐成为一种越来越流行的娱乐方式和出行方式。此外，无论是对于业余爱好者还是专业运动员，骑自行车已经成为一种非常流行的竞技性运动项目。不管自行车是用于娱乐、出行还是竞技，自行车行业都在不断地改进自行车的各种部件。过去，多数自行车都具有刚性的框架，其通常将由崎岖的骑行路面所导致的震动直接传递给骑车人。换句话说，多数自行车都没有设置任何前悬架或后悬架(suspension)。近来，一些自行车，尤其是山地车(MTB)和全地形车(ATB，all terrain bike)，已装备有前悬架组件和/或后悬架组件，以消减在崎岖路面上骑行时传递给骑车人的震动。

在这些具有悬架的自行车中，有时期望能够根据需要和/或意愿快速地调节或锁定悬架。因此，有人已提议在自行车的把手上设置悬架致动装置，以使骑车人在骑行时能够根据需要和/或意愿调节或锁定悬架。美国专利No.6,767,024、专利公开No.2005/0103149和美国专利公开No.2005/0252330中公开了用于自行车悬架的致动装置的三个实例。虽然这些致动装置也能起作用，但还是期望提供一种操作简单的致动装置，其通过独特的操作动作而在第一操作位置(例如，第一悬架设定位置)与第二操作位置(例如，第二悬架设定位置)之间切换。

考虑到上述内容，对于本领域技术人员从本公开中显而易见的是，存在改进自行车部件致动装置的需要。本发明致力于本领域的这种需要以及其他需要，对于本领域技术人员而言，这从本公开中将变得显而易见。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种自行车部件致动装置，其具有独特的操作动作，以在第一操作位置与第二操作位置之间切换。

本发明的另一目的是提供一种自行车部件致动装置，将其设置得便于使用者在骑行时在第一操作位置与第二操作位置之间切换。

上述目的基本可以通过提供一种这样的自行车部件致动装置而达到，该装置包括基底件、第一使用者操作件和锁定件。基底件包括管安装结构，该管安装结构具有带中心安装轴线的管接收(receiving)孔。第一使用者操作件相对于基底件可转动地安装，以围绕转动轴线在第一操作位置与第二操作位置之间转动，该转动轴线与管安装结构的中心安装轴线平行并且偏离该中心安装轴线。锁定件相对于基底件可移动地安装，以便在将第一使用者操作件锁定在第二操作位置中的锁定位置与将第一使用者操作件从第二操作位置释放的释放位置之间选择性地移动。

对于本领域技术人员而言，通过以下结合附图的详细描述，本发明的这些和其他目的、特征、方面以及优点将变得显而易见，以下详细描述公开了本发明的优选实施例。

附图说明

现在参照附图，其构成了本原始公开的一部分：

图1是具有根据一个实施例的自行车部件致动装置的自行车的前部的局部侧视图；

图2是由根据一个实施例的自行车部件致动装置操作的前悬架的主视图；

图3是安装至邻近液压制动杠杆的把手的自行车部件致动装置的俯视图；

图4是图3中所示自行车部件致动装置的侧面透视图；

图5是图4中所示自行车部件致动装置的分解的外侧透视图；

图6是图4和图5中所示自行车部件致动装置的外侧视图；

图7是图4至图6中所示自行车部件致动装置的内侧视图；

图8是图4至图7中所示自行车部件致动装置的分解俯视图；

图9是处于部分组装状态下的自行车部件致动装置的侧视图，其中，在对偏压件预加载之前，第一使用者操作件和小齿轮安装至基底件，偏压件沿该图中的顺时针方向推动第一使用者操作件；

图10是与图9类似的处于部分组装状态下的自行车部件致动装置的侧视图，但此时第一使用者操作件从第一操作位置状态向第二操作位置状态转动；

图11是与图9和图10类似的处于部分组装状态下的自行车部件致动装置的侧视图，但此时第一使用者操作件处于第二操作位置状态，在此状态中，前悬架处于悬架锁定位置、高阻尼特性位置、高弹簧振频(spring-rate)位置和长行程位置中的一个；

图12是自行车部件致动装置的基底件的第一侧视图；

图13是自行车部件致动装置的基底件的第二侧视图；

图14是自行车部件致动装置的盖部件、小齿轮件和第一使用者操作件的侧视图；

图15是盖部件的一部分的放大透视图，并且小齿轮和偏压件安装在该盖部件上；

图16是自行车部件致动装置的第一使用者操作件的第一侧视图；

图17是自行车部件致动装置的第一使用者操作件的第二侧视图；

图18是自行车部件致动装置的图解性局部横截面图，其示出了第一使用者操作件与小齿轮之间的弯曲的齿轮齿条副布置；

图19是自行车部件致动装置的局部横截面图，其示出了第一使用者操作件与小齿轮之间的弯曲的齿轮齿条副布置；

图20是自行车部件致动装置的俯视图，并且去除了一部分以展现出释放/锁定机构，此时第一使用者操作件处于第一操作位置状态中，在该状态中，前悬架处于悬架操作位置、低阻尼特性位置、低弹簧振频位置和短行程位置中的一个；以及

图21是自行车部件致动装置的俯视图，并且去除了一部分以展示出释放/锁定机构，此时第一使用者操作件处于第二操作位置状态中，在该状态中，前悬架处于悬架锁定位置、高阻尼特性位置、高弹簧振频位置和长行程位置中的一个。

具体实施方式

现在将参照附图来说明本发明的所选实施例。对于本领域技术人员从本公开中将显而易见的是，以下对本发明实施例的描述仅用于说明，而不是为了限制本发明，本发明由所附权利要求及其等同物来限定。

首先参照图1-图3，示出了自行车10，其装配有根据第一实施例的用于选择性地控制前悬架14的自行车部件致动装置12。具体地说，自行车部件致动装置12安装在自行车10的把手16上，并且可操作地接合至前悬架14，以便在第一操作位置(例如，第一悬架设定位置)与第二操作位置(例如，第二悬架设定位置)之间选择性地切换。虽然自行车部件致动装置12被示出为用于控制前悬架，但是自行车部件致动装置12并非限于用来控制前悬架。自行车部件致动装置12可以用于控制其他部件。例如，自行车部件致动装置12可用作具有多个变速(shifting)位置的自行车变速装置的释放机构的一部分。

如图2所示，前悬架14具有一对伸缩套管21和22，以消减在崎岖地形上骑自行车10时的震动。伸缩套管21设置有悬架设定机构23，以选择性地设定前悬架14来控制伸缩套管21和22的伸缩。悬架设定机构23设置有缆线操作的调节钮23a和致动件23b。缆线操作的悬架设定机构在自行车领域是公知的，因此，在此将不详细论述或说明悬架设定机构23的精确结构。优选地，悬架设定机构23是以下各项中的一种：悬架锁定机构、悬架阻尼机构、悬架弹簧调节机构、或悬架行程调节机构。如果悬架设定机构23是悬架锁定机构，则第一操作位置和第二操作位置对应于悬架操作位置和悬架锁定位置，其中，伸缩套管21和22的伸缩被选择性地锁定或解锁。如果悬架设定机构23是悬架阻尼机构，则第一操作位置和第二操作位置对应于这样的悬架设定状态：其中，在第一阻尼特性与第二阻尼特性(例如低阻尼特性与高阻尼特性)之间调节阻尼特性。如果悬架设定机构23是悬架弹簧调节机构，则第一操作位置和第二操作位置对应于这样的悬架设定状态：其中，在第一弹簧振频特性与第二弹簧振频特性(例如低弹簧振频特性与高弹簧振频特性)之间调节弹簧特性。如果悬架设定机构23是悬架行程调节机构，则第一操作位置和第二操作位置对应于这样的悬架设定状态：其中，在第一特性与第二特性(例如短行程特性与长行程特性)之间调节行程特性。此外，对于本领域技术人员从本公开中将显而易见的是，自行车部件致动装置12可以与后悬架一起使用。换句话说，根据需要和/或意愿，一辆自行车上可以设置有一对自行车部件致动装置12，其中一个控制前悬架，而另一个控制后悬架。

在所示实施例中，将自行车部件致动装置12构造并布置成操作调节钮23a来选择性地锁定或解锁前悬架14。因此，自行车部件致动装置12优选地通过控制缆线24连接至调节钮23a，该控制缆线具有内索(inner wire)24a和外壳24b。自行车部件致动装置12牵拉内索24a，以使前悬架14从第一操作位置(例如，解锁位置、低阻尼特性位置、低弹簧振频位置或短行程位置)切换至第二操作位置(例如，锁定位置、高阻尼特性位置、高弹簧振频位置和长行程位置)。自行车部件致动装置12释放内索24a，以使前悬架14从第二操作位置(例如，锁定位置、高阻尼特性位置、高弹簧振频位置和长行程位置)切换至第一操作位置(例如，解锁位置、低阻尼特性位置、低弹簧振频位置或短行程位置)。

现在参照图4至图11，将更详细地论述自行车部件致动装置12。自行车部件致动装置12基本包括基底件30、第一使用者操作件31、第二使用者操作件32、偏压件33、小齿轮(pinion)34和锁定件35。第二使用者操作件32、偏压件33和锁定件35基本一起配合工作，以形成释放/锁定机构36。对于所示实施例，基底件30由主体部件41、管夹42、盖部件43和内支撑环44形成。

如图3所示，自行车部件致动装置12通过基底件30的管夹42安装至把手16。换句话说，基底件30是一个固定件，其通过基底件30的管夹42固定地安装至把手16的端部。管夹在自行车领域是公知的，因此，在此将不详细论述管夹42。主体部件41包括形成在主体部件41的一侧中的管夹凹部48。管夹42通过螺栓50保持在管夹凹部48中(图13)，该螺栓还用于将管夹42上紧在把手16上。

基底件30设置在把手16上，以使骑车人可以在手不离开把手16的情况下容易地操作第一使用者操作件31和第二使用者操作件32。一般来说，第一使用者操作件31具有围绕把手16的中心轴线弯曲的操作路径，而释放/锁定机构36具有相对于把手16的中心轴线线性(例如，平行)延伸的操作路径，如以下所阐明的。

如图4至图7、图12和图13所示，主体部件41具有管安装结构52和内索引导结构54。主体部件41优选由诸如硬质刚性塑料材料的非金属材料制成。管安装结构52具有把手接收孔或管接收孔56，以接收穿过其中的把手16。管接收孔56具有中心安装轴线A。管接收孔56的直径略大于把手16的直径，以便将把手16的端部接收在其中。当自行车部件致动装置12安装至把手16的端部时，管接收孔56的中心安装轴线A大体上与把手16的端部的中心安装轴线重合。如图9至图11所示，管接收孔56的中心安装轴线A偏离第一使用者操作件31的转动轴线B，但是与第一使用者操作件的转动轴线B平行。如图8、图12和图13所示，内索引导结构54具有用于接收内索24a的内索引导通道58。内索引导通道58与可转动地接收第一使用者操作件31的环形凹部60相连通。由于这种管接收孔56的中心安装轴线A偏离第一使用者操作件31的转动轴线B的布置，在主体部件41内可以获得更多的可用空间。因此，增大了有关如何在主体部件41内布置内部零部件(诸如内索24a)的自由度。

盖部件43通过三个螺钉61可松开地接合至主体部件41，以盖住环形凹部60，并且将第一使用者操作件31保持在环形凹部60内。盖部件43优选由诸如硬质刚性塑料材料的非金属材料制成。盖部件43具有接收内支撑环44的把手接收孔62。内支撑环44由金属材料制成并支撑(加固)盖部件43。盖部件43还优选地具有用于可滑动地支撑锁定件35的引导结构64。

小齿轮34的一端可转动地支撑在盖部件43内的凹部中，而小齿轮34的另一端可转动地支撑在主体部件41内的凹部中。偏压件33为扭转弹簧，其盘绕部分安装在小齿轮34的轴部34a上。偏压件33的一端设置在小齿轮34的齿轮部分34b内的孔中。偏压件33的另一端接合可滑动地支撑锁定件35的引导结构64的一部分。如图9所示，偏压件33在空载状态下安装。于是，第一使用者操作件31相对于主体部件41(即，沿图9至图11中的逆时针方向)从图9的预加载状态转动至图10的第一操作位置状态。小齿轮34的齿轮部分34b的齿啮合第一使用者操作件31，如以下所论述的，以在第一使用者操作件31相对于主体部件41转动时支撑该第一使用者操作件。因此，基底件30的盖部件43作为设置在内支撑环44上的外支撑环，从而使该外支撑环(即，盖部件43)通过小齿轮34可转动地支撑第一使用者操作件31。

如图10和11最佳所示，第一使用者操作件31相对于基底件30可转动地安装，以围绕转动轴线B在第一操作位置与第二操作位置之间转动，该转动轴线与管安装结构52的中心安装轴线A平行并且偏离该中心安装轴线。因此，第一使用者操作件31相对于基底件30可移动地安装，以围绕转动轴线B在与转动轴线B相交的操作平面P(例如，在此实施例中，操作平面P在相交点处垂直于转动轴线B)中在第一操作位置(图10)与第二操作位置(图11)之间转动。第一使用者操作件31通过偏压件33而相对于基底件30被偏压至第一操作位置。

基本上，如图5、图16和图17最佳所示，第一使用者操作件31包括环形部分66和从环形部分66延伸的使用者接合部分(engagement portion)68。第一使用者操作件31的环形部分66围绕转动轴线B可转动地安装在主体部件41与盖部件43之间。第一使用者操作件31能够以单次连续渐进的运动从第一(解锁、低阻尼特性、低弹簧振频或短行程)操作位置(图10)移动至第二(锁定、高阻尼特性、高弹簧振频或长行程)操作位置(图11)。

如图5、图16和图17最佳所示，第一使用者操作件31的环形部分66包括内索穿过槽(inner wire pass through slot)70、第一接合件(abutment)71、第二接合件72、内索附着结构(inner wireattachment structure)73和形成弯曲齿条74的多个齿。将内索穿通槽70构造并布置成允许内索24a穿过第一使用者操作件31的环形部分66。将内索附着结构73构造并布置成用于将内索24a附着在其上。因此，当第一使用者操作件31转动时，内索24a在一个转动方向上被拉动，而在另一个转动方向上被释放。

第一接合件71和第二接合件72布置在第一使用者操作件31的环形部分66的面向主体部件41的管安装结构52的侧边上。如图8、图12和图13所示，第一接合件71和第二接合件72选择性地接合锁定件35，以将第一使用者操作件31分别锁定在第一操作位置和第二操作位置中。换句话说，锁定件35接合第一接合件71，以将第一使用者操作件31保持在第一操作位置中，而接合第二接合件72，以将第一使用者操作件31保持在第二操作位置中。

弯曲齿条74的齿沿着第一使用者操作件31的环形部分66的面向盖部件43的侧边设置在环形部分66的内周边表面上。弯曲齿条74的齿与小齿轮34的齿轮部分34b的齿相啮合。弯曲齿条74和小齿轮34的齿轮部分34b构成弯曲的齿轮齿条副布置或上条机构(winding mechanism)，以将第一使用者操作件31可转动地支撑在基底件30上。小齿轮34可围绕与第一使用者操作件31的转动轴线B平行的轴线C转动。第一使用者操作件31通过偏压件33而相对于基底件30被偏压至第一操作位置，该偏压件可操作地接合以使小齿轮34沿转动方向转动，从而将第一使用者操作件31朝向第一操作位置偏压。

因为偏压件33构建在自行车部件致动装置12的上条机构(弯曲的齿轮齿条副布置)，以使第一使用者操作件31返回到第一操作位置，所以悬架设定机构23中无需强力的复位弹簧来帮助第一使用者操作件31返回到第一操作位置。而是，悬架设定机构23可以设有相对无力的复位弹簧，从而内索24a中仅产生小的拉力来帮助第一使用者操作件31返回到第一操作位置。换句话说，偏压件33优选地与安装在例如悬架设定机构23中的另一个复位弹簧配合工作，以使上条机构返回到第一操作位置，从而有可能使用悬架设定机构23中的相对无力的弹簧。此外，即使管接收孔56的转动轴线A偏离第一使用者操作件31的转动轴线B，也有可能使第一使用者操作件31平稳地转动。

如图20和图21中最佳所示，第二使用者操作件相对于基底件30可移动地安装，以在非释放位置与释放位置之间选择性地运动。具体地，第二使用者操作件32由一对螺钉76固定至锁定件35。锁定件35保持在主体部件41的管安装结构52与盖部件43之间。盖部件43的引导结构64可滑动地支撑锁定部件35。主体部件41的管安装结构52具有支撑偏压件80的柱78，该偏压件接合锁定件35。偏压件80施加推动力于锁定件35上，以将锁定件35偏压至锁定位置。由于第二使用者操作件32固定至锁定件35，因而偏压件80将第二使用者操作件32偏压至非释放位置。因此，当第二使用者操作件32从非释放位置移动至释放位置时，第二使用者操作件32使锁定件35移动，以释放第一使用者操作件31。第二使用者操作件32可沿着相对于第一使用者操作件31的第一操作平面横向延伸的操作路径移动。第二使用者操作件32可沿其操作路径线性地滑动。第二使用者操作件32的操作路径平行于第一使用者操作件31的转动轴线B。

术语的一般性解释

在理解本发明的范围时，在此使用的术语“包括”及其派生词应被理解为开放性术语，其明确指明了所述特征、元件、部件、组、整体、和/或步骤的存在，但并不排除其他未陈述的特征、元件、部件、组、整体和/或步骤的存在。上述解释也适用于具有相似含义的词语，例如术语“包含”、“具有”及其派生词。另外，术语“零件”、“区段”、“部分”、“构件”或“元件”在以单数形式使用时可以具有单数或复数的双重含义。在此用于描述自行车部件致动装置的下列方向术语“向前、向后、以上、以下、垂直、水平、下方和横向”以及任何其他类似的方向术语都是指装备有本自行车部件致动装置的自行车的那些方向。因此，这些用于描述自行车部件致动装置的术语应当相对于装配有用在常规骑行位置中的本发明的自行车来解释。最后，在此使用的程度术语诸如“基本”、“大约”和“近似”意指所修饰术语的合理偏差量，以使最终结果没有显著改变。

虽然仅选择所选的实施例来描述本发明，但对于本领域技术人员从本公开中将显而易见的是，在不脱离所附权利要求所限定的本发明的范围的前提下，可以进行各种改变和修改。此外，对根据本发明的实施例的上述描述仅用于说明，而并非用于限制本发明，本发明由所附权利要求及其等同物来限定。

Claims (16)

1.一种自行车部件致动装置，包括：

基底件，包括管安装结构，所述管安装结构具有带中心安装轴线的管接收孔；

第一使用者操作件，相对于所述基底件可转动地安装，以围绕转动轴线在第一操作位置与第二操作位置之间转动，所述转动轴线与所述管安装结构的中心安装轴线平行并且偏离所述中心安装轴线；以及

锁定件，相对于所述基底件可移动地安装，以便在将所述第一使用者操作件锁定在所述第二操作位置中的锁定位置与将所述第一操作件从所述第二操作位置释放的释放位置之间选择性地移动，

其中，所述第一使用者操作件通过弯曲的齿轮齿条副布置可转动地支撑在所述基底件上。

2.根据权利要求1所述的自行车部件致动装置，其中，

所述弯曲的齿轮齿条副布置包括形成在所述第一使用者操作件上的弯曲齿条以及可转动地形成在所述基底件上的小齿轮。

3.根据权利要求2所述的自行车部件致动装置，其中，

所述小齿轮可围绕与所述第一使用者操作件的转动轴线平行的轴线转动。

4.根据权利要求2所述的自行车部件致动装置，其中，

所述第一使用者操作件通过偏压件而相对于所述基底件被偏压至所述第一操作位置，所述偏压件可操作地接合以使所述小齿轮沿转动方向转动，从而将所述第一使用者操作件朝向所述第一操作位置偏压。

5.根据权利要求1所述的自行车部件致动装置，其中，

所述基底件还包括内支撑环和设置在所述内支撑环上的外支撑环，所述外支撑环可转动地支撑所述第一使用者操作件。

6.根据权利要求5所述的自行车部件致动装置，其中，

所述内支撑环由金属材料制成，而所述外支撑环由非金属材料制成。

7.根据权利要求1所述的自行车部件致动装置，其中，

所述第一使用者操作件包括环形部分和从所述环形部分延伸的使用者接合部分。

8.根据权利要求1所述的自行车部件致动装置，其中，

所述基底件包括内索引导结构，并且所述第一使用者操作件包括相对于所述基底件的内索引导结构布置的索附着结构。

9.根据权利要求1所述的自行车部件致动装置，还包括：

第二使用者操作件，相对于所述基底件可移动地安装，以在非释放位置与释放位置之间选择性地移动，从而在所述第二使用者操作件从所述非释放位置移动至所述释放位置时选择性地操作所述锁定件来释放所述第一使用者操作件。

10.根据权利要求9所述的自行车部件致动装置，其中，所述第二使用者操作件可沿着相对于所述第一使用者操作件的第一操作平面横向延伸的操作路径移动。

11.根据权利要求9所述的自行车部件致动装置，其中，

所述第二使用者操作件可沿着所述第二使用者操作件的操作路径线性地滑动。

12.根据权利要求9所述的自行车部件致动装置，其中，

所述第二使用者操作件的操作路径平行于所述第一使用者操作件的转动轴线。

13.一种自行车部件致动装置，包括：

基底件，包括管安装结构，所述管安装结构具有带中心安装轴线的管接收孔；

第一使用者操作件，相对于所述基底件可转动地安装，以围绕转动轴线在第一操作位置与第二操作位置之间转动，所述第一使用者操作件通过弯曲的齿轮齿条副布置可转动地支撑在所述基底件上；以及

锁定件，相对于所述基底件可移动地安装，以便在将所述第一使用者操作件锁定在所述第二操作位置中的锁定位置与将所述第一操作件从所述第二操作位置释放的释放位置之间选择性地移动。

14.根据权利要求13所述的自行车部件致动装置，其中，

所述弯曲的齿条齿轮副布置包括形成在所述第一使用者操作件上的弯曲齿条以及可转动地形成在所述基底件上的小齿轮。

15.根据权利要求14所述的自行车部件致动装置，其中，所述小齿轮围绕与所述第一使用者操作件的转动轴线平行的轴线转动。

16.根据权利要求14所述的自行车部件致动装置，其中，

所述第一使用者操作件通过偏压件而相对于所述基底件被偏压至所述第一操作位置，所述偏压件可操作地接合以使所述小齿轮沿转动方向转动，从而将所述第一使用者操作件朝向所述第一操作位置偏压。

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