CN102442403A - 具有旋转阻力的自行车变速器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自行车变速器，其包括：基座构件、可移动构件，该可移动构件可移动联接至基座构件；以及链导向件，该链导向件联接至可移动构件，用于绕着旋转轴线旋转。阻力施加元件对链导向件的旋转施加阻力，阻力控制元件在不同的至少第一位置和第二位置之间移动。阻力控制元件可操作地联接至阻力施加元件，以使得在阻力控制元件布置在相应的第一位置和第二位置时，阻力施加元件对链导向件的旋转施加不同的第一阻力和第二阻力。

Description

具有旋转阻力的自行车变速器

相关专利的交叉引用

本申请是于2010年9月30日提交的标题为“具有旋转阻力的自行车变速器”的美国专利申请No.12/895,705的部分继续申请。

技术领域

本发明针对自行车传动装置，更特别地，针对具有旋转阻力的自行车变速器。

背景技术

典型的自行车变速器传动装置包括：多个链轮，该多个链轮与前曲柄一起旋转或者与后轮一起旋转；链；以及变速器，该变速器选择性地使链在多个链轮之间变换(shift)。典型的变速器包括：基座构件，该基座构件适于安装到自行车车架；可移动构件，该可移动构件可移动地联接至基座构件；以及链导向件，该链导向件联接至可移动构件。该链导向件接合链，以在可移动构件相对于基座构件移动时选择性地使链在多个链轮之间转换。

后变速器的链导向件通常可旋转地安装到可移动构件，并且在顺时针方向上被弹性偏压(spring-biased)，以使得该链导向件可在链接合较小直径的链轮时调紧链中的松弛。然而，在崎岖的骑行期间，颠簸和震动可导致链导向件逆时针旋转，从而在链中产生不期望的松弛。为了防止发生这种现象，运动抑制结构已被添加到一些后变速器。在美国专利公开文献US2009/0054183A1中公开了一种运动限制结构的实例。如在其中所示出的，自行车变速器包括：基座构件，该基座构件适于安装到自行车；可移动构件，该可移动构件可移动地联接至基座构件；以及链导向件，该链导向件联接至可移动构件。链导向件被联接用于绕着旋转轴线旋转，并且偏压元件在绕着旋转轴线的选定旋转方向上偏压链导向件。阻力施加单元在与选定的旋转方向相反的方向上对链导向件的旋转施加阻力，以及调整单元调整由阻力施加单元所施加的阻力量。

发明内容

本发明针对自行车传动装置的各个特征。在一个实施例中，自行车变速器包括：基座构件，该基座构件适于安装到自行车；可移动构件，该可移动构件可移动地联接至基座构件；以及链导向件，该链导向件联接至可移动构件，以用于绕着旋转轴线旋转。阻力施加元件对链导向件的旋转运动施加阻力。阻力控制元件在至少第一位置和不同的第二位置之间移动。阻力控制元件操作地联接至阻力施加元件，以使得在阻力控制元件布置在第一位置时，阻力施加单元对链导向件的旋转运动施加第一阻力，以及当阻力控制元件布置到第二位置时，阻力施加元件对链导向件的旋转运动施加不同的第二阻力。

在另一个实施例中，自行车变速器包括：基座构件，该基座构件适于安装到自行车；可移动构件，该可移动构件可移动地联接至该基座构件；以及链导向件，该链导向件联接至可移动构件，以用于绕着旋转轴线旋转。单向离合器沿预定方向对链导向件的旋转运动施加阻力。该单向离合器包括内部构件和外部构件，其中内部构件布置在外部构件的径向内部，并且随着链导向件一起旋转。阻力施加构件接合外部构件，并且当阻力控制元件被操作时，阻力控制元件使得阻力施加构件将阻力施加到外部构件。

另外的有创造性的特征将通过下述描述变得显而易见，并且这些特征单独或者与上述特征及它们的等同特征相组合可形成如权利要求书所述的进一步发明的基础。

附图说明

图1是自行车的侧视图，该自行车采用了变速器自行车传动装置的一个特定实施例；

图2是后变速器的特定实施例的侧视图；

图3是图2所示的变速器的主视图；

图4是与变速器的余下部分拆分开的可移动构件和链导向件的侧视图；

图5是沿着图4中的线V-V剖切的剖视图；

图6是用于链导向件的枢轴和滚柱离合器的主视图；

图7是可移动构件的立体图，示出了阻力控制杆；

图8是可移动构件在阻力控制杆处于第一位置时的主视图；

图9是图8所示的可移动构件将罩移除后的侧视图；

图10是沿着图8中的线X-X剖切的剖视图；

图11是沿着图6中的线XI-XI剖切的剖视图；

图12是用于滚柱离合器的滚柱保持器的立体图；

图13是可移动构件在阻力控制杆位于第二位置时的主视图；

图14是图13所示的可移动构件将罩移除后的侧视图；

图15是沿着图13中的线XV-XV剖切的剖视图；

图16是后变速器的另一个实施例的立体图，其中阻力控制杆处于第一位置；

图17是图16所示后变速器的立体图，其中阻力控制杆处于第二位置；

图18是可移动构件和阻力控制机构的部分分解图；

图19是凸轮安装单元的特定实施例的立体图；

图20是初调凸轮的特定实施例的立体图；

图21是控制凸轮的特定实施例的立体图；

图22是控制杆的特定实施例的立体图；

图23是阻力控制机构的可替代实施例的示意图；

图24是与图10类似的视图，示出了阻力控制单元的另一个实施例；

图25是阻力控制单元的另一个实施例的示意图；

图26是阻力控制单元的另一个实施例的示意图；

图27A和27B分别是示出了枢轴与单向离合器联接和枢轴与单向离合器脱开联接的立体图；

图28是与图5类似的剖视图，示出了变速器的一个实施例，该变速器具有可选择地将枢轴与单向离合器联接和将枢轴与单向离合器脱开联接的机构；

图29A和29B分别是示出了枢轴与单向离合器联接和枢轴与单向离合器脱开联接的另一实施例的立体图；

图30是与图5类似的剖视图，示出了变速器的另一个实施例，该变速器具有可选择地将枢轴与单向离合器联接和将枢轴与单向离合器脱开联接的机构；

图31是可移动构件和链导向件的另一实施例的侧视图；

图32是沿着图31中的线32-32剖切的剖视图；

图33是当从图32左侧观察时滚柱保持器的一个实施例的示意性立体图；

图34是如图32所示的单向离合器的外部构件的一个实施例的更详细视图；

图35是处于激活状态的单向离合器的细节示意图；以及

图36是处于非激活状态的单向离合器的细节示意图。

具体实施方式

图1示出了一种自行车10，该自行车包括车架14，其中前轮18和后轮22以传统方式可旋转地联接至车架14。前变速器26安装到车架14的座管14a，而后变速器30安装到车架14的后部。前变速器26将链C在多个前链轮FS之间转换，而后变速器30将链C在多个后链轮RS之间转换。传统的切换控制装置34和38安装到手把42，用于分别通过传统的鲍登拉索46和50控制前变速器26和后变速器30的操作。自行车10除了后变速器30之外是传统的自行车，所以仅仅对后变速器30进行进一步详细的论述。

如图2所示，后变速器30包括：基座构件54、可移动构件58、连杆组件62和链导向件66。基座构件54构造成为通过安装螺栓70可旋转地安装到后变速器安装构件68，而连杆组件62联接在基座构件54与可移动构件58之间，以使得链导向件66可移动到与后链轮RS数量对应的多个变换位置。后变速器安装构件68构造成为通过安装螺栓74固定地安装到车架14的后部。根据本申请，复位弹簧(未示出)将可移动构件58相对于多个后链轮RS横向向内偏压或者横向向外偏压。在该实施例中，复位弹簧将可移动构件58横向向外偏压。

连杆组件62包括一对平行连杆78和82。连杆78是上部/外部连杆，而连杆82是下部/内部连杆。连杆78和82通过枢转销(未示出)枢转地联接至基座构件54，而且连杆78和82通过枢转销86和90(图3)枢转地联接至可移动构件58。变速器驱动臂94从连杆82的下侧向后延伸。鲍登拉索50的外部壳体50a以传统方式终止于基座构件54处，并且鲍登拉索50的内部金属线50b以传统方式附连至驱动臂94。

如图4和5所示，可移动构件58包括套98和连杆附连部分102。套98固定地附连到(例如，套与连杆附连部分一体地形成)连杆附连部分102，并且容纳阻力施加元件106的一部分，下面将进一步详细描述阻力施加元件。连杆附连部分102包括一对管状连杆安装耳110和114，所述连杆安装耳具有相应的圆筒形开口118和122，用于在其中接收相应的枢轴86和90。

套98包括大致管状部分126、板导向耳128和阻力元件安装凸缘130。阻力元件安装凸缘130的径向内部部分形成安装凸架134，该安装凸架具有内圆周表面138，该内圆周表面限定出安装孔142。管状衬套146附连到安装凸架134的内圆周表面138，以便布置在安装孔142内。管状轴支承件150附连到安装凸架134并且附连到管状衬套146。更具体的说，轴支承件150包括管状的第一部分154、管状的第二部分158、径向向外延伸的凸缘部分162和管状的安装轴环166。第二部分158径向地布置在管状衬套146内并与管状衬套接触。凸缘部分162在第一部分154与第二部分158之间的接合处径向向外延伸，而安装轴环166从凸缘部分162的外端部轴向延伸(到图5的右边)。安装轴环166环绕安装凸架134并且与安装凸架接触。

枢轴170布置在轴支承件150内。如图5和6所示，枢轴170包括第一部分170a、减小直径的第二部分170b和径向向外延伸的保持器肩部170c，该保持器肩部设置在第一部分170a与第二部分170b之间的接合处。第一部分170a布置在轴支承件150内，而第二部分170b从阻力元件安装凸缘130轴向延伸(到图5的右边)。保持器垫片174配合在保持器肩部170c与轴支承件150之间。在该实施例中，枢轴170的第二部分170b形成阻力施加元件106的单向离合器178的一部分。枢轴170还包括在其右端部上的六边形工具接合开口170d，以及在其左端部上的带螺纹内圆周表面170e。

链导向件66通过链导向件接合轴182和链导向件安装轴186而安装到枢轴170。如图4和5所示，链导向件66包括：第一链导向板190；第二链导向板194；导向轮198，该导向轮由链导向件安装轴186可旋转地支承在第一链导向板190与第二链导向板194之间；以及张力轮202，该张力轮由枢轴206可旋转地支承在第一链导向板190与第二链导向板194之间，该枢轴206联接至第一链导向板190并且联接至第二链导向板194。如图5所示，链导向件接合轴182包括头部部分182a和带螺纹的轴部分182b。带螺纹的轴部分182b旋入枢轴170的带螺纹的内圆周表面170e，以使得枢轴170和链导向件接合轴182作为一体单元一起旋转。头部部分182a具有三梯级头部的形式，该三梯级头部包括第一梯级部分182a’、第二梯级部分182a”和第三梯级部分182a’”。第一梯级部分182a’用作导向轮198与第二链导向板194之间的分隔件，而第二梯级部分182a”固定地支承第二链导向板194。第二链导向板194包括弓形导向槽194a，该导向槽在其中接收螺纹轴210和支承螺母214。螺纹轴210从套98的管状部分126的板导向耳128轴向延伸。第三梯级部分182a’”支承帽构件216，该帽构件有助于防止污染物进入套98的管状部分126。最后，头部部分182包括带螺纹的内圆周表面182a””。

链导向件安装轴186包括头部部分186a、中间枢轴部分186c和带螺纹的端部部分186d，该头部部分具有六边形工具接合开口186b。头部部分186a固定地支承第一链导向板190，而中间枢轴部分186c可旋转地支承导向轮198。带螺纹的端部部分186d旋入链导向件接合轴182的带螺纹的内圆周表面182a””，以使得枢轴170、链导向件接合轴182、链导向件安装轴186、第一链导向板190和第二链导向板194作为一体单元一起旋转。盘簧217具有：安装到阻力元件安装凸缘130的第一端部，以及安装到第二链导向板194的第二端部，以沿顺时针方向偏压链导向件66，从而调紧链C的松弛。

如图7-10所示，阻力施加元件106包括单向离合器178和摩擦施加构件218。单向离合器178沿预定方向对链导向件66的旋转运动施加阻力，而且摩擦施加构件218通过对单向离合器178的旋转施加摩擦阻力而对链导向件66的旋转运动施加摩擦阻力。保护罩224通过螺钉225安装到阻力元件安装凸缘130，以保护所封装的元件免受外部环境影响。

如图6和图9-12所示，单向离合器178包括：形式为枢轴170的第二部分170b的内部构件、外部构件226、多个滚柱230和滚柱保持器234。因而，在该实施例中，单向离合器178是滚柱离合器。如图11中更加清楚地示出的，枢轴170的第二部分170b具有用于支承多个滚柱230的光滑的圆形外圆周表面170f。另一方面，外部构件226具有内圆周表面226a和多个凸轮坡道226b，所述凸轮坡道从内圆周表面226a径向向外延伸。每个凸轮坡道226b与多个滚柱230中的一个相关联。

滚柱保持器234由合成树脂制成，并且其将多个滚柱230中的每一个定位在相对于相关联的凸轮坡道226b的适当圆周位置，并且还将多个滚柱230中的每一个朝向其相关联的凸轮坡道226b的径向内部部分偏压。如图12所示，滚柱保持器234包括上部保持器环238、下部保持器环242、多个保持器柱246以及弹簧组件250。该多个保持器柱246布置在上部保持器环238与下部保持器环242之间并且联接至上部保持器环238和下部保持器环242，以形成多个滚柱接收空间254。

如图11和12所示，每个保持器柱246具有通常倒置的L形的横截面，该横截面形成保持器柱与其相关联的滚柱230之间的弹性空间262。每个保持器柱246包括大致长方形的沿圆周定向的旋转止动凸台258，该凸台接合外部构件226的内圆周表面226a，以阻止滚柱保持器234相对于外部构件226反向旋转(在图11中为逆时针方向)。下部保持器环242包括另外的凸台266，其接合外部构件226中的相应凹口(未示出)，以将滚柱保持器234不旋转地锁定到外部构件226。

图12示出了恰好在弹簧组件250最终扣紧到上部保持器环238之前处于组装状态的滚柱保持器234。在该实施例中，弹簧组件250包括薄的盘形顶板270和多个沿圆周布置的板簧274。顶板270配合在形状相符的凹入表面275内，该凹入表面形成在上部保持器环238的顶部处。顶板270包括：与形成在上部保持器环238的中央开口286对准的中央开口282；多个沿圆周布置的扣件开口290；以及多个弹性保持臂294，该多个弹性保持臂在圆周方向上并且径向向外地延伸。每个弹性保持臂294附连到相应的板簧274(例如与相应的板簧一体形成)，该板簧穿过上部保持器环238中的相应弹性开口298向下延伸。该板簧然后延伸到相应的弹性空间262中，以偏压相应的滚柱230(在图11中沿逆时针方向)。形成在上部保持器环238上的多个扣件柱300延伸穿过形成在顶板270中的多个扣件开口290。如在300’处所示的，扣件柱300在所示组装之后变平，以形成将顶板270扣紧到上部保持器环238的铆接。因此，上部保持器环238、下部保持器环242、多个保持器柱246和多个扣件柱300是一件式部件。

单向离合器178以下面的方式操作。当枢轴170在图11中沿逆时针方向旋转时，于是，多个滚柱230抵抗板簧274的偏压力而移动到多个凸轮坡道226b的径向外部部分。因此，枢轴170相对于外部构件226沿顺指针方向自由旋转。另一方面，当枢轴170沿逆时针方向旋转时，于是多个滚柱230根据板簧274的偏压力而移动到多个凸轮坡道226b的径向内部部分。因此，枢轴170非旋转地联接至外部构件270，以使得枢轴170和外部构件270作为一个单元一起旋转。

如图9和10所示，摩擦施加构件218包括摩擦施加部分218a和两个可移动端部部分218b和218c。在该实施例中，摩擦施加部分218a沿着单向离合器178的外部构件226的外圆周表面圆周地延伸，而可移动端部部分218b和218c从摩擦施加部分218a的相反端部径向向外延伸。摩擦施加部分218a具有宽度近似等于单向离合器178的外部构件226的宽度的带形。摩擦施加构件218是由金属或合金制成的弹力构件，例如弹簧构件。

阻力控制单元310设置用于通过阻力施加元件106来控制施加到枢轴170和链导向件66的阻力量。在该实施例中，阻力控制单元310包括诸如初调凸轮314的阻力控制元件、控制凸轮326和控制杆330。初调凸轮314通过轴318而可旋转地安装到阻力元件安装凸缘130。初调凸轮314被定位成接触摩擦施加构件218的可移动端部部分218b。初调凸轮314具有凸轮表面314a，该凸轮表面包括径向内部凸轮表面314b和径向外部凸轮表面314c。在该实施例中，径向内部凸轮表面314b相对于径向外部凸轮表面314c径向向外地逐渐锥变，但是根据本申请凸轮表面314a可是台阶状的或者具有任何其它沿径向变化的表面。优选地，凸轮表面314a包括多个表面，以使得在使用后变速器30期间保持初调凸轮314的旋转位置。这些表面可由从径向内部凸轮表面314b到径向外部凸轮表面314c的逐渐过渡而形成。可替代地，这些表面可由凸轮表面314a上的平坦或凹入表面(诸如在径向内部凸轮表面314b和径向外部凸轮表面314c处)而形成。这些表面可足以将初调凸轮314指引到预定位置，以使得需要明显更大的力以使初调凸轮314旋转离开所指定的位置。在该实施例中，初调凸轮314非旋转但可分离地安装到轴318。轴318包括波浪状或花键状表面，以使得初调凸轮314的取向可通过下述方式而被调整：从轴318移除初调凸轮314、使初调凸轮314旋转到期望位置、然后在新的旋转位置将初调凸轮314附连到轴318。

控制凸轮326和控制杆330布置在摩擦施加构件218的可移动端部部分218c处，其中控制凸轮326通过联接轴334而相对于控制杆330非旋转地联接。联接轴334穿过阻力元件安装凸缘130，以使得控制杆330布置在可移动构件58的外部。因此，控制杆330可由用户在没有移除保护罩224的情况下操作。

控制凸轮326被定位成接触摩擦施加构件218的可移动端部部分218c。控制凸轮326具有凸轮表面326a，该凸轮表面包括径向内部凸轮表面326b和径向外部凸轮表面326c。在该实施例中，径向内部凸轮表面326b以非线性方式相对于径向外部凸轮表面326c径向向外地逐渐锥变，但是根据本申请，凸轮表面326a可为台阶状或者具有任何其它沿径向变化的表面。例如，凸轮表面326a可包括多个表面，以使得在使用后变速器30期间保持控制凸轮314的旋转位置。这些表面可由从径向内部凸轮表面326b到径向外部凸轮表面326c的逐渐过渡而形成。可替代地，这些表面可由凸轮表面326a上的平坦或凹入表面而形成(诸如在径向内部凸轮表面326b和径向外部凸轮表面326c处)。这些表面可足以将控制凸轮326指引到预定位置，以使得需要明显更大的力以使控制凸轮326旋转离开所指定的位置。

如图7和9所示，联接轴334包括布置在联接构件334b内的内部圆柱形轴芯334a。联接构件334b具有带花键的外圆周表面334b’、管状部分334b”和安装耳334b’”。带花键的外圆周表面334b’接合控制凸轮326的带花键的内圆周表面326d，以使得控制凸轮326和联接轴334作为一个单元一起旋转。控制凸轮326可与联接轴334分离。因而，控制凸轮326相对于联接轴334的旋转位置可以与初调凸轮314相同的方式被调整。管状部分334b”穿过阻力元件安装凸缘130，以使得联接轴334可相对于阻力元件安装凸缘130旋转。安装耳334b’”从管状部分334b”大致垂直地延伸，并且从轴芯334a径向向外地延伸。

如图7中更加清楚地示出的，控制杆330包括轴安装部分330a、径向向外延伸的部分330b和指形接触部分330c。轴安装部分330a具有第一开口330a’和第二开口330a”，其中第一开口330a’在其中接收轴芯334a，而第二开口330a”在其中接收扣件338，用于将控制杆330牢固且非旋转地附连到联接轴334的联接构件334b。当扣件338被移除时，控制杆330与联接轴334分离。控制杆330可由金属(例如铝)或合成树脂制成。轴芯334a和联接构件334b可形成为单件式部件，和/或控制杆330和联接轴334形成为单件式部件。径向向外延伸的部分330b从轴芯334a和扣件338径向向外延伸，而指形接触部分330c布置在径向外部延伸的部分330b的端部处。指形接触部分330c从径向向外延伸部分330b大致垂直地延伸，以形成大致长方形的指形操作柄(paddle)，该指形桨紧靠阻力元件安装凸缘130布置。如图7和8更详细地示出的，指形接触部分330c包括螺纹孔330c’，该螺纹孔容纳指引球342和指引弹簧(未示出)。指引弹簧和指引球342通过调整螺钉346保持在孔330c’内，该调整螺钉可用于调整对指引球342的弹簧力。可替代地，球342可由弹性树脂制成，以使得球342的一部分布置在无螺纹的孔330’中，或者结合在指形接触部分330c上。

阻力元件安装凸缘130形成一对指引凸台130a，指引凹口130b位于这一对指引凸台之间。当控制杆330处于图9和10所示的位置时，指引球342布置在指引凹口130b内，以将控制杆330指引到该位置。换句话来说，控制杆330稳定地保持在该位置中，以使得需要明显更大的力来使控制杆330旋转离开该位置。阻力元件安装凸缘130还形成指引邻接部130c和指引表面130d。指引邻接部130c和指引表面130d与指引球342协作，以将控制杆330指引到图14和15所示的位置。更具体地，指引邻接部130c接触控制杆330的指形接触部分330c，以限制控制杆330逆时针旋转，而且指引表面130d具有直接向指引球342右边的暂时增大的曲率半径(当控制杆330布置在如图14和15所示的位置中时)，以使得指引弹簧必须被进一步压缩，以使控制杆330顺时针旋转。因而，需要明显更大的力以使控制杆330顺时针旋转离开如图14和图15所示的位置。在另一实施例中，径向外部的凸轮表面326c而不是指引邻接部130c和指引表面130d可指引控制杆330。在该实施例中，当摩擦施加构件218的可移动端部部分218c从径向内部凸轮表面326b移动到径向外部凸轮表面326c，或者从径向外部凸轮表面326c移动到径向内部凸轮表面326b，这些表面产生了听觉的和/或触觉的卡嗒感觉。

在操作中，控制杆330被旋转到如图8-10所示的位置，以使得指引球342布置在指引凹口130b内，并且控制凸轮326的凸轮表面326a的径向内部部分接触摩擦施加构件218的可移动端部部分218c。可替代地，可能的是，当指引球342布置在指引凹口130b内时，控制凸轮326的凸轮表面326a的径向内部部分并不接触摩擦施加构件218的可移动端部部分218c。然后，保护罩224被移除，并且初调凸轮314被旋转，以使得摩擦施加构件218的可移动端部部分218b和218c布置在期望位置处，以调整摩擦施加构件218的摩擦施加部分218a的直径，从而将所期望的初始摩擦力施加到单向离合器178的外部构件226。例如，初调凸轮314可被调整成使得径向内部凸轮表面314b接触可移动端部218b，其中径向内部凸轮表面314b的半径使得摩擦施加部分218a并不将可操作的相当大的摩擦力施加给单向离合器178的外部构件226。因此，单向离合器178沿顺时针和逆时针方向自由旋转，并且除了由盘簧217施加的阻力，在顺时针方向或逆时针方向上没有对链导向件66的旋转施加额外的阻力。保护罩224在初调凸轮314被调到期望位置之后被重新附连。

然而，通常，初调凸轮314被调整成使得凸轮表面314a的径向外部部分使得可移动端部部分218b朝向可移动端部部分218c移动。因此，摩擦施加构件218的摩擦施加部分218a的直径被减小，以将较小或中等的摩擦施加给单向离合器178的外部构件226。因而，当链导向件66顺时针旋转以调紧链C中的松弛时，单向离合器178中的滚柱230运动到凸轮坡道226b的径向外部部分，没有对枢轴170的旋转施加阻力，并且链导向件66沿顺时针方向自由旋转。另一方面，当链导向件66由于崎岖骑行而试图在逆时针方向上旋转时，枢轴170的逆时针旋转导致单向离合器178中的滚柱230朝向凸轮坡道226b的径向内部部分运动，从而将枢轴170锁定到外部构件226，以使得枢轴170和外部构件226作为一个单元旋转。然而，由于由摩擦施加构件218施加到外部构件226的摩擦，外部构件226和枢轴170的逆时针旋转被限制，从而产生对链导向件66逆时针旋转的阻力。

如果骑车人期望在非常恶劣的地形中骑行，则可期望对链导向件66的逆时针旋转施加附加阻力。为了适应这种骑行，控制杆330被旋转到如图13-15所示的位置。控制凸轮326的凸轮表面326a的径向外部部分将摩擦施加构件218的可移动端部部分218c向左压，从而进一步减小摩擦施加构件218的摩擦施加部分218a的直径，并且增大由摩擦施加构件218施加给单向离合器178的外部构件226的摩擦力。由摩擦施加构件218施加给单向离合器178的外部构件226的增大的摩擦力在不影响链导向件66的顺时针旋转的情况下进一步增大对枢轴170和链导向件66的逆时针旋转的阻力。在该实施例中，初调凸轮314和控制凸轮326构造成对枢轴170的旋转施加阻力，该阻力从2N·m到15N·m，优选地从3.5N·m到5.4N·m。

图16-22图示了具有旋转阻力的后变速器30’的另一个实施例。该实施例与图1-15所示的实施例相同，只是用于控制由摩擦施加构件218施加给单向离合器178的外部构件226的摩擦力的控制杆350安装到保护罩224’的外面。图16示出与图8-10中的控制杆330对应的处于第一位置的控制杆350，而图17示出了与图13-15中的控制杆330对应的处于第二位置的控制杆350。除非另有说明，该操作与第一实施例中操作相同。因而，仅仅详细描述该实施例与第一实施例之间的差异。

图18是用于该实施例的可移动构件58’和阻力控制机构354的局部分解图。除了替代在第一实施例中用于联接轴334的开口的椭圆形安装凹口358之外，阻力元件安装凸缘130’具有与第一实施例中的阻力元件安装凸缘130相同的结构。安装凹口358用于附连阻力控制单元354。

如图18-22所示，阻力控制单元354包括：安装架362、附连到安装架362的一个端部的初调凸轮安装轴366、安装到初调凸轮安装轴366的初调凸轮370、附连到安装架362的另一端部的控制凸轮安装轴374、可旋转地安装到控制凸轮安装轴374的控制凸轮378以及通过花键联接至控制凸轮378的控制杆350。更具体地，控制凸轮378包括多个花键386，该多个花键接合布置在控制杆350的凸轮安装部分350a中的互补的多个花键390，以使得控制凸轮378和控制杆350作为一个单元绕着控制凸轮安装轴374旋转。控制凸轮378还包括支承部分394，该支承部分接合保护罩224’中的开口(未示出)，以使得花键386以及因此控制杆350布置在保护罩224’的外面。控制杆350还包括径向延伸部分350b和大致圆柱状指形接触部分350c，该指形接触部分从径向延伸部分垂直延伸。初调凸轮370可与初调凸轮安装轴366分离，以使得初调凸轮370的取向可通过下述方式而被调整：从初调凸轮安装轴366移除初调凸轮370；使初调凸轮370旋转到期望位置；然后在新的旋转位置中将初调凸轮370附连到初调凸轮安装轴366。

在该实施例中，控制凸轮378包括第一表面378a和第二表面378b，该第一表面和第二表面接合摩擦施加构件214的可移动端部部分218c。第一表面378a和第二表面378b是平坦的表面，这些平坦的表面与摩擦施加构件284的可移动端部部分218c协作，以在第一指引位置和第二指引位置对控制凸轮378进行指引，进而对控制杆350进行指引，该第一指引位置和第二指引位置与抑制链导向件66的逆时针旋转的两个可用阻力相对应。因而，在本实施例中不需要阻力元件安装凸缘130’上的指引表面。

虽然上述是由有创造性的特征构成的各实施例的描述，在不脱离本发明的教导和范围的情况下，还可以采用进一步的修改。例如，当控制杆330和350用于选择对链导向件66的旋转而言所期望的阻力时，可使用不需要工具的其它人工操作构件，诸如旋钮。当控制杆330和350安装到它们各自的可移动构件58和58’处时，这种构造不是必需的。如图23所示，控制杆398或其它人工操作构件可安装到手把42或一些其它结构，控制杆398可联接至控制杆或控制盘，该控制板或控制盘通过诸如鲍登拉索400的控制拉索安装到可移动构件，其中控制杆/控制盘可操作地安装到控制凸轮。摩擦施加构件218、阻力控制单元310的一部分以及单向离合器178可布置在可移动构件58的套98中。虽然控制杆显示为位于可移动构件和罩的横向内部表面或横向外部表面处时，控制杆可布置在由可移动构件(包括任何所设置的罩)所限定的横向内部表面和横向外部表面之间的任何位置，例如图3中的平面P1和P2之间。

图24是与图10类似的视图，示出了阻力控制单元310’的另一个实施例。在该实施例中，初调凸轮314已由调节螺钉410代替，该调节螺钉旋入支承件418的螺纹开口414中。随着调节螺钉410顺时针和逆时针旋转，调节螺钉410的尖端422将摩擦施加构件218的可移动端部部分218b朝向和远离可移动端部部分218c移动。

图25是阻力控制单元310”的另一个实施例的示意图。在该实施例中，摩擦施加构件218’包括可移动端部部分218d和218e，其中每个可移动端部部分218d和218e包括开口218f(仅仅示出用于可移动端部部分218d的开口218f)，其用于接收贯穿其中的控制螺栓430。控制螺栓430包括带螺纹的轴部分430a、大致圆柱形头部部分430b和杆状手柄安装部分430c。头部部分430b邻靠可移动端部部分218e，而手柄434附连到手柄安装部分430c的自由端。大致圆柱形的螺纹螺母438附连到可移动端部部分218d，以用于接收贯穿其中的带螺纹的轴部分430a。因此，随着手柄434顺时针和逆时针旋转，可移动端部部分218d朝向和远离可移动端部部分218e运动。

图26是阻力控制单元310’”的另一个实施例的示意图。该实施例与图25所示的实施例基本相同，仅仅详细描述它们的差异。在该实施例中，摩擦施加构件218”包括与可移动端部部分218d和218e相对的可移动端部部分218g和218h，其中每个可移动端部部分218g和218h包括开口218j(仅仅示出用于可移动端部部分218g的开口218j)，以用于接收贯穿其中的第二控制螺栓442。第二控制螺栓442包括带螺纹的轴部分442a和具有工具接合开口442c的大致圆柱形头部部分442b。头部部分442b邻靠可移动端部部分218h。大致圆柱形的螺纹螺母446附连到可移动端部部分218g，以用于接收贯穿其中的带螺纹的轴部分442a。因此，随着第二控制螺栓442的头部部分442b顺时针和逆时针旋转，可移动端部部分218g朝向和远离可移动端部部分218h运动。

在上述实施例中，枢轴170可滑动且可拆卸地安装到如图27A和27B所示的单向离合器178的滚柱保持器234和滚柱230内。枢轴170的这种可拆卸的安装使得单向离合器178可容易移除，以用于修理或更换。

图28是与图5类似的剖视图，示出了变速器的一个实施例，该变速器具有可选择地使枢轴480与单向离合器178联接和使枢轴与单向离合器178脱开联接的机构，该枢轴类似于枢轴170。在该实施例中，枢轴480包括具有环形槽480b的第一部分480a、第二部分480c和细的杆状第三部分480d。第一部分480a被布置在改进的轴支承件150’内，而第二部分480c与第一实施例一样地形成单向离合器178的内部部分。第三部分480d延伸穿过滚柱保持器234的上部保持器环238中的中央开口286，以及穿过罩224的侧壁224b中的开口224a。第三部分480d用作人工操作手柄。

枢轴480的第一部分480a例如通过链导向件接合轴182的外圆周表面与枢轴480的第一部分480a的内圆周表面之间的花键联接被非旋转地联接链导向件接合轴182，但其相对于链导向件接合轴182可轴向移动。呈盘簧484形式的偏压构件具有：附连到链导向件安装轴186的第一端部484a；以及附连到枢轴480的第二部分480c的第二端部484b，以将枢轴480朝向第二链导向板194偏压。

在该实施例中，轴支承件150’的凸缘部分162’轴向变厚，并且包括多个沿圆周布置且径向延伸的盲孔162a。棘爪簧(detent spring)488和定位销(detent pin)492布置在每个盲孔162a中，以使得每个定位销492朝向枢轴480偏压。

图28示出了处于离合器激活状态的枢轴480。在该状态下，定位销492通过弹簧488被偏压成与枢轴480中的环形槽480b接合，以使得枢轴480的第二部分480c布置在单向离合器178的滚柱保持器234内，并且单向离合器178如在第一实施例中一样地操作。如果期望使单向离合器178不激活，用户抓紧枢轴480的第三部分480d，并且将枢轴480推到左边，以使定位销494从环形槽480b脱出。因此，弹簧484将枢轴480推到左边，直到枢轴480的第二部分480c被轴向布置到左边并且在滚柱保持器234的外面，从而将单向离合器178与枢轴480脱开联接，以便允许链导向件66自由枢转。当期望将单向离合器178重新激活时，用户牵拉枢轴480的第三部分480d，直到定位销492接合环形槽480b，而且枢轴480的第二部分480c布置在滚柱保持器234内。如果期望的话，枢轴480的第三部分480d可具有铰链480e，以使得第三部分480d的自由端可朝向罩224的侧壁224b弯曲。这种构造有助于使第三部分480d在骑行期间冲击附近物体的机会最小。

在该实施例中，摩擦施加构件218设置在单向离合器178的外面。然而，摩擦施加构件218可被省略，而单向离合器178的外部构件226可直接或间接地固定到阻力元件安装凸缘130。

图29A和29B分别是示出了枢轴500的另一个实施例的立体图，该枢轴可分别与单向离合器178联接以及与单向离合器178脱开联接。在该实施例中，枢轴500包括第一枢轴部分500a和第二枢轴部分500b。第二枢轴部分500b布置在单向离合器178的滚柱保持器234内，并且包括轴向延伸的六边形通孔500c。第二枢轴部分500b形成单向离合器178的内部部分。第一枢轴部分500a包括轴向延伸的六边形凸台500d，该凸台被可滑动地接收在六边形通孔500c内，以在枢轴500处于如图29A所示的组装状态时将第一枢轴部分500a非旋转地联接至第二枢轴部分500b。这种可拆卸的安装使得单向离合器178可容易移除，以用于修理或更换。

图30是与图28类似的剖视图，示出了变速器的一个实施例，该变速器具有可选择地将枢轴550与单向离合器178联接和将枢轴550与单向离合器178脱开联接的机构，该枢轴类似于图29A和29B所示的枢轴500。在该实施例中，枢轴550包括第一枢轴部分550a和第二枢轴部分550b。第二枢轴部分550b布置在单向离合器178的滚柱保持器234内，并且包括轴向延伸的六边形通孔550c。第二枢轴部分550b形成单向离合器178的内部部分。

第一枢轴部分550a包括圆周槽550d、轴向延伸的六边形凸台550e和轴向延伸的手柄部分550f。六边形凸台550e被可滑动地接收在第二枢轴部分550b中的六边形通孔550c内，以在枢轴550处于如图30所示的组装状态时将第一枢轴部分550a非旋转地联接至第二枢轴部分550b。手柄部分550f延伸穿过滚柱保持器234的上部保持器环238中的中央开口286，并且穿过罩224的侧面224b中的开口224a。手柄部分550f比六边形凸台550e在径向上更细，并且用作人工操作手柄。

如在图28所示的实施例中，该实施例包括：盘簧484、改进的轴支承件150’的轴向变厚的凸缘部分162’、盲孔162a、棘爪簧488和定位销492。第一枢轴部分550a布置在改进的轴支承件150’内，以使得定位销492被朝向第一枢轴部分550a偏压。第一枢轴部分550a例如通过链导向件接合轴182的外圆周表面与第一枢轴部分550a的内圆周表面之间的花键连接非旋转地联接到链导向件接合轴182，但其相对于链导向件接合轴182可轴向运动。盘簧484的第一端部484a附连到链导向件安装轴186，而盘簧484的第二端部484b附连到第一枢轴部分550a，以将第一枢轴部分550a朝向第二链导向板194偏压。

图30示出了处于离合器激活状态的枢轴550。在该状态下，定位销492被弹簧488偏压成与第一枢轴部分550a中的环形槽550d接合，以使得六边形凸台550e布置在六边形通孔550c内，并且单向离合器178如第一实施例中一样地操作。如果期望将单向离合器178重新激活，则用户抓紧第一枢轴部分550a的手柄部分550f，并且将第一枢轴部分550a推到左边以将定位销494从环形槽550d中脱出。因此，弹簧484将第一枢轴部分550a牵拉到左边，直到第一枢轴部分550a的六边形凸台550e被轴向布置在左边并且布置在第二枢轴部分500b中的六边形通孔550c的外面。由于手柄部分550f在径向上比六边形凸台550e更细，手柄部分550f并不接合第二枢轴部分550b中六边形通孔550c的内圆周表面。因此，第一枢轴部分550a与单向离合器178脱开联接，以允许链导向件66自由枢转。当期望将单向离合器178重新激活时，用户牵拉第一枢轴部分550a的手柄部分550f，直到定位销492接合环形槽550d并且六边形凸台550e布置在六边形通孔550c内，从而将第一枢轴部分550a联接至第二枢轴部分550b和单向离合器178。如果期望的话，手柄部分550f可具有铰链550g，以使得手柄部分550f的自由端可朝向罩224的侧壁224b弯曲。这种构造有助于使手柄部分550f在骑行期间冲击附近物体的机会最小。

在该实施例中，摩擦施加构件218设置在单向离合器178的外面。然而，摩擦施加构件218可被省略，以及单向离合器178的外部构件226可直接或间接地固定到阻力元件安装凸缘130。

图31是可移动构件58和链导向件66的另一个实施例的侧视图，以及图32是沿着图31中的线32-32剖切的剖视图。该实施例与第一实施例基本相同，因此仅仅论述差异。基本上，对单向离合器178的外部构件226和滚柱保持器234进行修改，以使得转换手柄570可用于激活或不激活单向离合器178。

如图32-34所示，多个制动开口和凹口238a沿圆周形成在改进的滚柱保持器234’的改进的上部保持器环238’的表面238b中，其中表面238b面向改进的单向离合器178’的改进的外部构件226’。转换手柄570附连到上部保持器环238’。改进的下部保持器环242’具有带有径向延伸的止挡凸台242a的大致圆形板形状。呈弹簧574形式的偏压构件具有：附连到下部保持器环242’的第一端部，和邻靠止挡柱578的第二端部574b，该止挡柱附连到阻力元件安装凸缘130，以用于在图33中顺时针偏压滚柱保持器，直到止挡凸台242a邻靠止挡柱578。滚柱保持器234’的保持器柱246与第一实施例中的相同。

如图32和34中所示，单向离合器178’的外部构件226’包括多个沿圆周布置且轴向延伸的盲孔226a。棘爪簧582和定位销586布置在每个盲孔226a中，以使得每个定位销586被朝向上部保持器环238’的表面238b偏压。

图35是处于激活状态的单向离合器178’的细节示意图。在这种状态下，如图33所示，下部保持器环242’的止挡凸台242a邻靠止挡柱578，以使得定位销586从定位凹口238a偏离。因此，外部构件226’相对于滚柱保持器234’自由旋转，单向离合器178’如第一实施例中一样地操作。如果用户期望使滚柱离合器178’不激活，则用户如在图31所示地顺时针方向旋转转换手柄570，以使得滚柱保持器234’如图35所示逆时针方向旋转，直到外部构件226’中的定位销586接合定位凹口238a(如图36所示)。在该状态下，外部构件226’非旋转地联接至滚柱保持器234’，其中滚柱230保持在外部构件226’上的多个凸轮坡道226b的径向外部部分处，而且枢轴170自由枢转。

各种部件的尺寸、形状、位置或者取向可根据期望而改变。所示的直接联接或彼此接触的部件可具有布置在它们之间的中间结构。单独的部件可被组合，反之亦然。一个元件的功能可由两个元件实现，反之亦然。一个元件的功能可由另一个元件实现，并且可在这些元件之间互换这些功能。阻力控制元件可使用线代替杆进行操作。可在另一个实施例中采用一个实施例的结构和功能。对于所有优点，不必同时存在于一个特定实施例中。相对于现有技术独特的每个特征单独或者与其它特征组合还应被申请人认为是对另外发明的单独描述，包括由这个或这些特征所包含的结构原理和/或功能原理。程度术语，诸如在此使用的“基本上”、“约”和“大约”，其包括改进术语的合理偏差量，以使得最终结果不发生明显改变。因此，本发明的范围应不受所公开的具体结构限制，或者不受对于特定结构或特征的明显初期的关注或重视所限制。

Claims (43)

1.一种自行车变速器，所述自行车变速器包括：

基座构件，所述基座构件适于安装至自行车；

可移动构件，所述可移动构件可移动地联接至基座构件；

链导向件，所述链导向件联接至可移动构件，用于绕着旋转轴旋转；

阻力施加元件，所述阻力施加元件对链导向件的旋转施加阻力；

阻力控制元件，所述阻力控制元件在至少第一位置与不同的第二位置之间运动；

其中，所述阻力控制元件操作地联接至阻力施加元件，以使得在阻力控制元件布置在第一位置时，阻力施加元件对链导向件的旋转运动施加第一阻力，以及在阻力控制元件布置到第二位置时，阻力施加元件对链导向件的旋转运动施加不同的第二阻力。

2.根据权利要求1所述的变速器，其中，阻力控制元件布置成使得阻力控制元件能由用户在不使用工具的情况下直接操作。

3.根据权利要求1所述的变速器，其中，阻力控制元件至少部分地布置在可移动构件的外面。

4.根据权利要求1所述的变速器，其中，第二阻力包括零阻力。

5.根据权利要求1所述的变速器，其中，阻力控制元件包括将阻力控制元件保持在至少第一位置和第二位置的第一定位结构。

6.根据权利要求5所述的变速器，其中，可移动构件包括将阻力控制元件保持在至少第一位置和第二位置的第二定位结构。

7.根据权利要求1所述的变速器，其中，阻力控制元件包括杆。

8.根据权利要求7所述的变速器，其中，阻力控制元件还包括凸轮，所述杆与凸轮联接。

9.根据权利要求7所述的变速器，其中，杆布置在可移动构件的横向内部表面处或者可移动构件的横向外部表面处之一。

10.根据权利要求1所述的变速器，其中，阻力施加元件包括沿预定方向对链导向件的旋转运动施加阻力的单向离合器。

11.根据权利要求1所述的变速器，其中，阻力施加元件包括摩擦施加构件，所述摩擦施加构件对链导向件的旋转施加摩擦阻力。

12.根据权利要求11所述的变速器，其中，阻力施加元件还包括沿预定方向对链导向件的旋转施加阻力的单向离合器。

13.根据权利要求12所述的变速器，其中，摩擦施加构件将摩擦阻力施加给单向离合器。

14.根据权利要求13所述的变速器，其中，单向离合器包括内部构件和外部构件，内部构件布置在外部构件的径向内部，内部构件或外部构件中的一个构件随着链导向件旋转，摩擦施加构件将摩擦阻力施加给内部构件或外部构件中的另一个构件。

15.根据权利要求14所述的变速器，其中，摩擦施加构件包括弹性构件。

16.根据权利要求15所述的变速器，其中，弹性构件沿着内部构件或外部构件中的另一个构件沿圆周延伸，并且具有可移动端部部分，阻力控制元件接合可移动端部部分。

17.根据权利要求16所述的变速器，其中，单向离合器包括滚柱离合器。

18.根据权利要求17所述的变速器，其中，阻力控制元件包括第一凸轮，所述第一凸轮操作摩擦施加构件，以将摩擦阻力施加给单向离合器。

19.根据权利要求18所述的变速器，其中，阻力控制元件还包括不同的第二凸轮，所述第二凸轮选择摩擦施加构件的初始位置。

20.根据权利要求1所述的变速器，其中，链导向件通过枢轴可选择地联接至阻力施加元件，在阻力控制元件处于第一位置时，枢轴从阻力施加元件脱开，而在阻力控制元件处于第二位置时，枢轴联接至阻力施加元件。

21.根据权利要求20所述的变速器，其中，阻力施加元件包括沿预定方向对链导向件的旋转运动施加阻力的单向离合器，枢轴可分离地联接至单向离合器。

22.根据权利要求21所述的变速器，其中，单向离合器包括内部构件和外部构件，内部构件布置在外部构件的径向内部，枢轴可分离地联接至内部构件。

23.根据权利要求22所述的变速器，其中，枢轴布置在内部构件的径向内部。

24.根据权利要求23所述的变速器，其中，枢轴包括第一部分和第二部分，第一部分联接至链导向件，第二部分布置在内部构件的径向内部。

25.根据权利要求24所述的变速器，其中，枢轴的第二部分可分离地联接至内部构件。

26.根据权利要求24所述的变速器，其中，枢轴的第一部分可分离地联接至枢轴的第二部分。

27.根据权利要求26所述的变速器，其中，枢轴的第一部分包括凸台或凹口，所述凸台或凹口接合枢轴的第二部分处的互补的凹口或凸台。

28.根据权利要求1所述的变速器，其中，阻力施加元件包括：

单向离合器，所述单向离合器沿预定方向对链导向件的旋转施加阻力，其中所述单向离合器包括：

内部构件；

外部构件；

多个滚柱，所述多个滚柱布置在内部构件与外部构件之间；

以及

滚柱保持器，所述滚柱保持器保持所述多个滚柱；以及

其中，阻力控制元件包括锁定元件，所述锁定元件将滚柱保持器相对于内部构件或外部构件锁定在选定的旋转位置。

29.根据权利要求28所述的变速器，其中，内部构件或外部构件具有凸轮表面，锁定元件将滚柱保持器相对于具有凸轮表面的内部构件或外部构件锁定在选定的旋转位置。

30.根据权利要求28所述的变速器，其中，锁定元件包括凸台或凹口，所述凸台或凹口接合内部构件、外部构件或者滚柱保持器处的互补的凹口或凸台。

31.根据权利要求30所述的变速器，其中，锁定元件包括制动构件，所述制动构件相对于内部构件、外部构件或滚柱保持器中的至少一个可移动地联接。

32.根据权利要求31所述的变速器，其中，制动构件相对于内部构件、外部构件和滚柱保持器可移动地联接。

33.根据权利要求31所述的变速器，其中，制动构件包括凸起构件。

34.根据权利要求33所述的变速器，其中，制动构件相对于滚柱保持器可移动地联接。

35.根据权利要求34所述的变速器，其中，凸起构件由内部构件、外部构件或滚柱保持器中的一个承载。

36.根据权利要求35所述的变速器，其中，凸起构件由外部构件承载。

37.根据权利要求36所述的变速器，其中，凸起构件接合滚柱保持器中的凹口，以将滚柱保持器相对于外部构件锁定在选定的旋转位置。

38.根据权利要求37所述的变速器，其中，凸起构件被朝向滚柱保持器偏压。

39.根据权利要求38所述的变速器，其中，阻力控制元件联接至滚柱保持器，以使得阻力控制元件能由用户在不使用工具的情况下直接操作。

40.根据权利要求39所述的变速器，其中，阻力控制元件至少部分地布置在可移动构件的外面。

41.根据权利要求1所述的变速器，其中，第一阻力或第二阻力中的至少一个是从2N·m到15N·m。

42.根据权利要求41所述的变速器，其中，第一阻力或第二阻力中的至少一个是从3.5N·m到5.4N·m。

43.一种自行车变速器，所述自行车变速器包括：

基座构件，所述基座构件适于安装到自行车；

可移动构件，所述可移动构件可移动地联接至基座构件；

链导向件，所述链导向件联接至可移动构件，以用于绕着旋转轴旋转；

单向离合器，所述单向离合器沿预定方向对链导向件的旋转施加阻力，其中所述单向离合器包括：

内部构件；和

外部构件；

其中内部构件布置在外部构件的径向内部；以及

内部构件随着链导向件旋转；

阻力施加构件，所述阻力施加构件接合外部构件；以及

其中，阻力控制元件使得阻力施加构件在阻力控制元件被操作时将阻力施加给外部构件。

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