CN102874374A - 自行车换挡操作装置 - Google Patents

Abstract

一种自行车换挡操作装置，设置有基座构件、换挡单元和位置感测装置。基座构件包括具有内腔的本体部分。换挡单元设置在本体部分的内腔中。换挡单元包括在多个预定操作位置之间选择性地移动的可移动部分。位置感测装置在基座构件接附到自行车时可移除地接附到本体部分。位置感测装置包括感测可移动部分的操作位置的传感器部件。

Description

自行车换挡操作装置

技术领域

本发明总地涉及一种自行车换挡操作装置。更特别地，本发明涉及一种具有用于确定设置在自行车换挡操作装置的基座构件中的换挡操作单元的操作位置的位置感测装置的自行车换挡操作装置。

背景技术

大多数自行车设置有具有多个齿轮的传动系，该传动系允许骑车者选择特定的齿轮用于特定的情形。目前在市场上可买到多种类型的换挡设备和传动系。在大多数情况下，齿轮位置指示器设置为通知骑车者当前的齿轮选择。在机械换挡操作装置的情况下，经常使用机械齿轮位置指示器以指示齿轮位置。这些机械齿轮位置指示器中的一些由连接到换挡操作装置的缆线操作。典型地，为换挡操作装置中的每个提供分离的齿轮位置指示器。

近来，自行车已经设置有自行车计算机，以通知骑车者自行车的各种行驶状况。这些自行车计算机典型地向骑车者提供关于当前齿轮位置的信息。当使用自行车计算机时，自行车计算机可以在手把的中央位置的单个显示单元中显示换挡操装置中的每个的齿轮位置。这对于骑车者来说非常的方便。为了使用自行车计算机来显示拨链器的当前齿轮位置，自行车计算机需要接收指示拨链器的齿轮位置的电信号。歌美斯公司（Campagnolo）的第6,142,281号美国专利公开了这种装置的一个实例。在此专利中，自行车变速装置设置有换能器装置，用于发送指示由变速装置选择的传动比的电信号。当自行车变速装置接附到自行车的手把时，换能器装置安装到定位在自行车的主支撑本体和手把之间的辅助支撑本体。第2009/0054182号美国专利申请公开文件中公开了带有电子齿轮位置指示器的自行车变速装置的另一个实例。

发明内容

本公开的一个方面是提供一种自行车换挡操作装置，其设置有在自行车换挡操作装置接附到自行车时可以被替换的位置感测装置。

考虑到现有技术的状态，提供了自行车换挡操作装置，其基本包括基座构件、换挡单元和位置感测装置。基座构件包括具有内腔的本体部分。换挡单元设置在本体部分的内腔中。换挡单元包括在多个预定操作位置之间选择性地移动的可移动部分。位置感测装置在基座构件接附到自行车时可移除地接附到本体部分。位置感测装置包括感测可移动部分的操作位置的传感器部件。

从结合附图公开了自行车换挡操作装置的两个实施例的以下详细描述中，本公开的各种目的、特征、方面和优点对于本领域技术人员将是显然的。

附图说明

现在参照形成本原始公开的一部分的附图：

图1是装备有根据第一实施例的一对自行车换挡操作装置的自行车的一部分的前面立体图，其中一对自行车换挡操作装置在它们的安装位置联接到下垂式手把；

图2是右手侧换挡操作装置的内侧正视图，其中选定部分以截面示出；

图3是图1和2中图示的右手侧换挡操作装置的内侧正视图，其中制动/换挡操作杆和换挡（释放）杆处于它们的静止位置；

图4是图3中图示的右手侧换挡操作装置的内侧正视图，其中制动/换挡操作杆枢转到制动位置；

图5是图1-4中图示的右手侧换挡操作装置的前面正视图，其中制动/换挡操作杆和换挡（释放）杆处于它们的静止位置；

图6是图5中图示的右手侧换挡操作装置的前面正视图，但其中右手侧换挡操作装置的制动/换挡操作杆移动到缆线卷绕位置；

图7是图1-6中图示的右手侧换挡操作装置的后面正视图，其中制动/换挡操作杆和换挡（释放）杆处于它们的静止位置；

图8是图7中图示的右手侧换挡操作装置的后面正视图，但其中换挡（释放）杆移动到缆线释放位置；

图9是支架（基座构件）和换挡操作单元的侧面正视图，其中底入口覆盖件安装在支架的插入开口的一部分之上；

图10是支架和换挡操作单元的底平面视图，其中底入口覆盖件安装在支架的插入开口的一部分之上；

图11是支架和换挡操作单元的侧面正视图，其中底入口覆盖件和换挡操作单元被移除；

图12是支架和换挡操作单元的立体图，其中底入口覆盖件和换挡操作单元被移除；

图13是右手侧换挡操作装置的支架的分解立体图；

图14是换挡操作单元的选定部分的前面正视图，其中选定部分处于它们的静止位置；

图15是图14中示出的换挡操作单元的选定部分的后面正视图，其中选定部分处于它们的静止位置；

图16是支架（基座构件）和换挡操作单元的侧面正视图，其中底入口覆盖件安装在支架的插入开口的一部分之上；以及

图17是支架和换挡操作单元的底平面视图，其中底入口覆盖件安装在支架的插入开口的一部分之上。

具体实施方式

现将参考附图来解释选定的实施例。本领域的技术人员从此公开可以了解，实施例的以下描述仅提供用于示例而无意于对由所附权利要求及其等同方式所限定的发明进行限制。

首先参照图1，图示了装备有一对自行车换挡操作装置12和14的自行车10的一部分。根据如图1中所示的图示实施例，自行车换挡操作装置12和14安装在下垂式手把16上。下垂式手把16典型地包括直的横跨部分16a和一对向下弯曲部分16b。直的横跨部分16a将向下弯曲部分16b的上端连接。换挡操作装置12和14安装到下垂式手把16的向下弯曲部分16b。

自行车10还装备有自行车计算机18。自行车计算机18安装在手把茎杆19上（如图所示）或手把16上，用于向骑车者提供包括但不限于如下文所解释的基于从自行车换挡操作装置12和14接收的电信号的当前齿轮或操作位置的信息。在图示实施例中，自行车换挡操作装置12和14的当前换挡或操作位置典型地对应于齿轮换挡装置（例如拨链器-未示出）的位置。因此，来自自行车换挡操作装置12和14的电信号优选地指示齿轮换挡装置的齿轮位置。

自行车计算机18由一对电线20电连接到自行车换挡操作装置12和14，用于接收指示自行车换挡操作装置12和14的当前操作位置的电信号。自行车计算机18典型地连接到一个或多个传感器（未示出），诸如检测自行车10的轮子中的一个的旋转以指示自行车10的行驶速度的传感器。自行车计算机18是相对常规的，本文将不详细地讨论和/或图示。

自行车换挡操作装置12是由骑车者的右手操作以操作第一制动装置（未示出）和第一齿轮换挡装置（例如缆线操作的后拨链器）的右手侧控制装置。自行车换挡操作装置14是由骑车者的左手操作以操作第二制动装置（未示出）和第二齿轮换挡装置（例如缆线操作的前拨链器）的左手侧控制装置。第一齿轮换挡装置和第二齿轮换挡装置是用于以相对常规的方式将自行车链条换挡，用于改变传动系的速度的常规的自行车驱动系统的一部分。在图示实施例中，自行车换挡操作装置12和14各自经由换挡控制缆线21可操作地联接到齿轮换挡装置和经由制动控制缆线22可操作地联接到制动装置。

如图2和3中所示，优选地，控制缆线21和22是具有覆盖内线的外壳的常规自行车操作缆线。换句话说，控制缆线21和22中的每个都是博登型（Bowden）缆线，其基本包括可滑动地接收在外壳内的内线。例如，如图3中所示，换挡控制缆线21具有内线21a，且外壳21b覆盖内线21a，而制动控制缆线22具有内线22a，且外壳22b覆盖内线22a。内线21a构成了可操作地将自行车换挡操作装置12连接到第一齿轮换挡装置的连接构件，用于响应于自行车换挡操作装置12的操作而将相应的齿轮换挡装置换挡。

虽然自行车换挡操作装置12和14图示为使用博登型缆线来结合换挡和制动的自行车换挡操作装置，但自行车换挡操作装置12和14并不限于使用博登型缆线来结合换挡和制动的自行车换挡操作装置。例如，自行车换挡操作装置12和14可以构造为仅用于执行换挡。自行车换挡操作装置12和14还可以构造为使用液压操作单元来执行制动。

在此实施例中，如图2中最佳地示出，自行车换挡操作装置12基本地包括支架24、手把安装结构26、换挡单元28、制动/换挡操作杆30（例如第一操作杆）和换挡操作杆32（例如第二操作杆）。自行车换挡操作装置12还包括位置感测装置34。位置感测装置34构成了操作位置指示器。因此，如下文所讨论的，位置感测装置34基于换挡单元28的可移动部分的当前位置而产生指示换挡单元28的操作（例如齿轮或档位）位置的电信号。位置感测装置34可移除地接附到本体部分24a，而支架24接附到自行车10的手把16。

如图2中所示，支架24构成了基本包括本体部分24a和入口覆盖件24b的基座构件。本体部分24a和入口覆盖件24b限定了支架24的内部空间或内腔36。典型地，支架24的本体部分24a和入口覆盖件24b由刚性硬塑料材料制成。骑车者在骑车期间有时会抓握支架24并倚靠在支架24上。期望在骑车者抓握支架24时为骑车者的手提供舒适的感觉。因此，支架24具有覆盖有柔软的外弹性抓握覆盖件38的刚性主体。如图3所示，抓握覆盖件38部分地覆盖支架24。特别地，抓握覆盖件38在支架24的抓握部分之上伸展。

如图2中所示，换挡单元28设置在本体部分24a的内腔36中。制动/换挡操作杆30和换挡操作杆32可操作地联接到换挡单元28，用于执行如下文所解释的换挡操作。特别地，制动/换挡操作杆30和换挡操作杆32相对于支架24的本体部分24a可移动，以操作换挡单元28。在图示实施例中，制动/换挡操作杆30和换挡操作杆32是以常规方式偏置到静止位置的扳柄型杆。本文所使用的术语“静止位置”是指一种状态，在该状态中，部分（例如制动/换挡操作杆30和换挡操作杆32）保持不动，而不需要使用者将该部分保持在对应于静止位置的状态下。如下文所讨论的，制动/换挡操作杆30和换挡操作杆32是用于操作换挡单元28的使用者操作杆的示例。

如图3和图4中所示，制动/换挡操作杆30用来执行制动操作。图3图示了制动/换挡操作杆30处于静止位置，而图4则图示了制动/换挡操作杆30处于制动位置。制动/换挡操作杆30相对于支架24的本体部分24a绕横向延伸到支架24的侧向表面的制动（第一）枢转轴线P1枢转地安装，以执行制动操作。制动/换挡操作杆30沿着非换档操作路径从静止位置到制动位置的此枢转移动拉动制动缆线22的内线22a，以操作制动装置（未示出）。因此，制动/换挡操作杆30用作制动杆。

如图5和6中所示，制动/换挡操作杆30还用来执行换挡操作。图5图示了制动/换挡操作杆30处于静止位置，而图6则图示了制动/换挡操作杆30处于换挡操作位置。换挡（第二）枢转轴线P2相对于制动（第一）枢转轴线P1不同轴。制动/换挡操作杆30还相对于支架24的本体部分24a绕换挡（第二）枢转轴线P2沿着横向于制动/换挡操作杆30的制动平面的平面枢转地安装。具体地，骑车者在朝向自行车纵向中心平面的方向上绕换挡（第二）枢转轴线P2枢转制动/换挡操作杆30。制动/换挡操作杆30的从静止位置到换挡操作位置的此枢转移动拉动换挡缆线21的内线21a。因此，制动/换挡操作杆30用作缆线拉动杆。

如图2中所示，制动/换挡操作杆30设置有支撑构件40，用于将制动/换挡操作杆30和换挡操作杆32可移动地支撑在支架24的本体部分24a上。支撑构件40由限定制动枢转轴线P1的枢轴销42枢转地接附到支架24的本体部分24a。枢轴销42位于支架24的本体部分24a的枢转接附部分的孔中。偏置元件44设置在本体部分24a和支撑构件40之间。如图2中所示，偏置元件44设置为将支撑构件40和制动/换挡操作杆30偏置到静止位置。在图示实施例中，偏置元件44为扭簧，且它的盘绕部分设置在枢轴销42上且它的第一自由端和第二自由端分别接触本体部分24a和支撑构件40。

依然参照图2，制动/换挡操作杆30由限定换挡枢转轴线P2的枢轴销46枢转地接附到支撑构件40。偏置元件48设置在制动/换挡操作杆30和支撑构件40之间。偏置元件48设置为将制动/换挡操作杆30偏置到静止位置。在图示实施例中，偏置元件48为扭簧，且它的盘绕部分设置在枢轴销46上且它的第一自由端和第二自由端分别接触制动/换挡操作杆30和支撑构件40。

如图7和8中所示，换挡操作杆32可操作地联接到换挡单元28，用于执行换挡操作（即缆线释放操作）。图7图示了换挡操作杆32处于静止位置，而图8图示了换挡操作杆32处于换挡操作位置。特别地，换挡操作杆32枢转地安装在制动/换挡操作杆30上，使得换挡操作杆32相对于制动/换挡操作杆30绕换挡（第三）枢转轴线P3在静止位置和换挡位置之间枢转。制动/换挡操作杆30和换挡操作杆32设置为使换挡枢转轴线P2和P3偏移。换挡操作杆32仅执行换挡操作。当制动/换挡操作杆30绕换挡（第二）枢转轴线P2枢转时，换挡操作杆32不操作换挡单元28。在图示实施例中，当换挡操作杆32绕换挡枢转轴线P3朝向自行车10的中心纵向平面枢转时，换挡操作杆32从换挡单元28释放内线21a。因此，换挡操作杆32构成为缆线释放杆。

在图示实施例中，如图4和图6中所示，随着制动/换挡操作杆30移动，换挡操作杆32与制动/换挡操作杆30一起移动，以执行制动操作和换挡操作。但是，如图8中所示，在换挡操作杆32的移动期间，制动/换挡操作杆30大体上保持不动，以执行换挡操作。

如图7和8中所示，换挡操作杆32还由限定换挡枢转轴线P3的螺栓50枢转地安装到制动/换挡操作杆30。换挡枢转轴线P3可以如所图示地平行于换挡枢转轴线P2，或沿平行于制动枢转轴线P1的方向观看时相对于换挡枢转轴线P2成角度。偏置元件52设置在制动/换挡操作杆30和换挡操作杆32之间，用于将换挡操作杆32偏置到静止位置。在图示实施例中，偏置元件52为扭簧，且它的盘绕部分设置在枢轴销50上且它的第一自由端和第二自由端分别接触制动/换挡操作杆30和换挡操作杆32。

返回参照图1和3，本体部分24a具有带有手把安装结构26（图2）的第一端，该手把安装结构26用于将支架24固定地安装到下垂式手把16（图1）的弯曲部分16b中的一个。当安装到手把16时，支架24是不动的构件。由于支架24由手把安装结构26固定到下垂式手把16，因此支架24构成了相对于下垂式手把16的固定构件。手把安装结构26优选地为常规的带夹或在公路换挡器中使用用于安装到诸如下垂式手把16的下垂类型手把的类似结构。因此，本文将不对手把安装结构26a进行详细地讨论。

现参照图9和10，入口覆盖件24b由一对紧固件54（例如螺钉）可移除地接附到支架24的本体部分24a。当然，入口覆盖件24b可以以诸如卡扣配合结构、一个紧固件或多于三个紧固件的其他方式可移除地接附到支架24的主体。入口覆盖件24b至少部分地封闭本体部分24a的插入开口56。本体部分24a的插入开口设置在本体部分24a的底表面上，用于提供进入到本体部分24a的内腔36中的入口。但是，本体部分24a的插入开口56不限于本体部分24a的底表面。而是，本体部分24a可以重新构造为使插入开口56在本体部分24a的侧向侧面上或在本体部分24a的顶表面上。

现在参照图9-13，位置感测装置34基本包括支撑部分60、印刷电路板62、传感器部件64和使用者操作开关66。位置感测装置34构成了操作位置指示器。因此，如下文所讨论的，位置感测装置34基于换挡单元28的可移动部分的当前位置而产生指示换挡单元28的操作（例如齿轮或档位）位置的电信号。位置感测装置34可移除地接附到本体部分24a，而支架24接附到自行车10的手把16上。以此方式，在不将支架24从自行车10的手把16上移除的情况下，就可以维修或更换位置感测装置34。

支撑部分60将印刷电路板62、传感器部件64和使用者操作开关66支撑在支架24的本体部分24a上。在图示实施例中，支撑部分60以可释放和可重新安装的方式由一对紧固件68接附到支架24的本体部分24a。当然，支撑部分60可以以诸如卡扣配合结构、一个紧固件或多于三个紧固件的其他方式可移除地接附到支架24的主体。紧固件68的轴线方向是不同的。如上文所提到的，本体部分24a具有与本体部分24a的内腔36连通的用于安装换挡单元28的插入开口56。此插入开口56还用于插入和移除位置感测装置34的一部分到本体部分24a的容纳换挡单元28的内腔36中。特别地，支撑部分60具有第一部分60a和第二部分60b。第一部分60a支撑印刷电路板62和使用者操作开关66。第一部分60a由紧固件68可释放地接附到支架24的本体部分24a。当支撑部分60接附到本体部分24a时，第二部分60b从第一部分60a延伸到本体部分24a的内腔36中。结果，当支撑部分60接附到本体部分24a时，第二部分60b支撑传感器部件64的在本体部分24a的内腔36的内侧的部分。以此方式，随着支撑部分60接附到本体部分24a和从本体部分24a拆除，位置感测装置34的印刷电路板62和传感器部件64通过本体部分24a的插入开口56插入和移除。

如下文所解释的，传感器部件64感测换挡单元28的操作位置，以便可以经由印刷电路板62和电线20将换挡单元28的换挡或操作位置发送到自行车计算机18。换句话说，电线20将自行车计算机18电连接到印刷电路板62，用于接收来自传感器部件64和使用者操作开关66的电信号或命令。电线20为具有多个导体的电线构件。在图示实施例中，电线20至少部分地设置在支架24的本体部分24a的内侧，并且至少部分地设置在支架24的本体部分24a的外侧。电线20的一些导体经由印刷电路板62电连接到传感器部件64，而电线20的其他导体经由印刷电路板62电连接到使用者操作开关66。

当然，自行车领域的技术人员可以了解，自行车计算机18可以设置有无线接收器，且印刷电路板62可以设置有无线发射器或其他无线通信装置以进行无线通信。例如，位置感测装置34可以具有在印刷电路板62上的无线发射器，该无线发射器将来自传感器部件64的位置信号无线地通信到自行车计算机18的无线接收器并将来自使用者操作开关66的使用者输入信号无线地通信到自行车计算机18的无线接收器。此外，如图13中所示，印刷电路板62可以包括微处理器62a，用于处理来自传感器部件64和使用者操作开关66的信号。然后位置感测装置34经由线20或无线地将已处理的信号传输到自行车计算机18。可替换地，来自传感器部件64的信号可以完全由自行车计算机18中的微处理器来处理。通过提供具有微处理器62a的印刷电路板62，校正和操作模式可以由位置感测装置34来设定，使得自行车计算机18仅用作用于位置感测装置34的远程显示器。

现在参照图13，现在将更详细地讨论位置感测装置34的传感器部件64。基本地，在图示实施例中，传感器部件64构造为检测十个预定操作位置。为了检测十个预定操作位置，传感器部件64包括多个传感器元件64a和模数转换单元64b。传感器元件64a电连接到模数转换单元64b，以形成三个霍尔效应数字传感器。模数转换单元64b可以由几个分离的模数转换单元形成，其中为传感器元件64a中的每个分配一个，或者如所图示的可以组合在一起作为单个的模数转换单元。当然，自行车领域的技术人员可以了解，根据需要和/或期望，传感器部件64可以构造为仅有单个传感器元件，该单个传感器元件可以电连接到模数转换单元64b以形成单个霍尔效应数字传感器。例如，如果传感器部件64构造为仅检测两个预定操作位置，那么传感器部件64可以优选地仅包括电连接到模数转换单元64b的传感器元件64a中的一个。

在任何情况下，在图示实施例中，传感器元件64a直接安装在支撑部分60的第二部分60b上，而模数转换单元64b设置在直接安装在支撑部分60的第一部分60a上的印刷电路板62上。在图示实施例中，位置感测装置34包括形成具有传感器元件64a和模数转换单元64b的三个霍尔效应数字传感器。传感器元件64a中的每个与模数转换单元64b一起形成了霍尔效应数字传感器，其是响应于传感器元件64a附近的磁场中的变化而切换的集成电路。换句话说，传感器元件64a中的每个构成了磁性感测部分。因此，如下文所讨论的，霍尔效应数字传感器（即部分64a和64b）通过本体部分24a的插入开口56插入并设置在内腔36中，以感测换挡单元28的移动。

参照图12和13，使用者操作开关66为设置在支撑部分60的第一部分60a上的推按型接触开关。优选地，使用者操作开关66设置在骑车者可以容易接近但在正常骑行期间不会意外地推按的位置。如需要和/或期望，可以通过抓握覆盖件38中的开口接近使用者操作开关66。如图12和13中所示，支撑部分60的第一部分60a具有在其中设置了使用者操作开关66的凹陷部60c。使用者操作开关66部分地或者完全地设置在此凹陷部60c中，以避免骑车者意外按压使用者操作开关66。换句话说，通过使使用者操作开关66从支撑部分60的第一部分60a的外表面凹陷，可以最大可能地防止意外操作使用者操作开关66。

在此实施例中，当支撑部分60接附至本体部分24a且支架24如图1所示地安装在手把16上时，使用者操作开关66设置在本体部分24a的相对于自行车10的垂直中心纵向平面的内侧表面上。但是，当支撑部分60接附至本体部分24a且支架24安装在手把16上时，使用者操作开关66可以设置在本体部分24a的相对于自行车10的垂直中心纵向平面的外侧表面或者底表面。

如图13中所示，本体部分24a具有构成位置调节部分的凹陷部R，其调节支撑部分60相对于本体部分24a的位置和取向。传感器部件64应该相对于线收紧构件72精确地设置，以保证线收紧构件72的位置的准确检测。换句话说，支撑部分60接附到本体部分24a，本体部分24a的位置调节部分（例如凹陷部R）调节支撑部分60的位置和取向，以使传感器部件64可以相对于线收紧构件72精确地设置。本体部分24a的位置调节部分（例如凹陷部R）在线收紧构件72的轴线方向和线收紧构件72的轴线的旋转方向上调节传感器部件64的位置。

在图示实施例中，凹陷部R包括本体部分24a的形成本体部分24a的位置调节部分的几个接触表面。特别地，在图示实施例中，凹陷部R优选地至少包括第一接触表面S1、第二接触表面S2、第三接触表面S3和第四接触表面S4。这些接触表面S1到S4分别地接触支撑部分60的四个匹配的接触表面。第一接触表面S1和第二接触表面S2是平行的且在线收紧构件72的轴线方向上间隔开。当支架24接附至手把16时，第三接触表面S3面向下。当支架24接附至手把16时，第四接触表面S4朝向自行车10的中心纵向平面面向内。第三接触表面S3和第四接触表面S4相互垂直。第三接触表面S3和第四接触表面S4还垂直于第一接触表面S1和第二接触表面S2。但是，凹陷部R可以具有少于用于形成本体部分24a的位置调节部分的这四个接触表面S1到S4。优选地，凹陷部R优选地包括接触支撑部分60的至少两个匹配接触表面的至少两个接触表面。

如图12中所示，当支撑部分60接附到本体部分24a时，支撑部分60的第一部分60a构成了支架24的一部分。特别地，随着支撑部分60接附到本体部分24a，第一部分60a设置在本体部分24a的凹陷部R内，以使第一部分60a的外表面与本体部分24a的外表面平滑地相接。换句话说，本体部分24a和第一部分60a的外表面大致以连续方式连接。此外如图9和10中所示，当支撑部分60接附到本体部分24a时，第一部分60a的外表面与入口覆盖件24b的外表面平滑地相接。支撑部分60可以从本体部分24a拆除，而入口覆盖件24b保持接附到本体部分24a。随着支撑部分60从本体部分24a拆除，凹陷部R的一部分形成连接到本体部分24a的内腔36的槽。

支撑部分60的第一部分60a设置在凹陷部R的槽内。支撑部分60设置在手把16附近。但是，本体部分24a的一部分位于支撑部分60和接附到手把16的本体部分24a的后表面之间。在此实施例中，沿着线收紧构件72的轴线方向观看，支撑部分60的第一部分60a具有大致L形构造。紧固件68设置在支撑部分60的第一部分60a的相对端。因此，第一部分60a的L形的每个端部都具有紧固件孔，用于将紧固件68中的一个接收穿过其中。第一部分60a设置有分别在第一部分60a的端部围绕紧固件孔的两个凹陷部。紧固件孔的每个构成了接收紧固件68中的一个的螺钉部分的第一部分。凹陷部的每个构成了接收紧固件68中的一个的头部分的第二部分，以使紧固件68的头不会从支撑部分60的外表面向外突出。

可替换地，抓握覆盖件38可以盖在使用者操作开关66上，以使骑车者推按抓握覆盖件38来压下使用者操作开关66。当骑车者压下使用者操作开关66时，使用者操作开关66优选地设置为接合印刷电路板62上的电触点。使用者操作开关66可以用于多种功能，包括但不限于改变位置感测装置34的操作模式、在自行车计算机上显示模式和校正位置感测装置34。

返回参照图2，现在将简要地讨论换挡单元28。在图示实施例中，换挡单元28为缆线操作装置，其除了别的部分以外包括换挡单元轴或转轴70、缆线或线收紧构件或线轴72、缆线拉动机构74、缆线释放机构76和位置维持机构78。换挡单元轴70限定了换挡单元28的主枢转轴线A。这些机构74、76和78优选地为在诸如公路换挡器的自行车换挡器中使用以控制线收紧机构72的移动的常规机构或其他合适机构。因此，本文将不对换挡单元28的这些机构74、76和78进行详细讨论。而是，仅将换挡单元28的这些机构74、76和78讨论和图示到所需程度，以便于理解换挡单元28和位置感测装置34之间的相互作用。

线收紧构件72构成了换挡单元28的在多个预定操作位置之间选择性移动的可移动部分的一个实例。线收紧构件72包括多个磁体或磁性部分80。特别地，收紧构件72包括五个磁性部分80，以使传感器部件64可以使用传感器元件64a中的三个来检测十个预定操作位置。在图示实施例中，磁性部分80的每个构成了换挡单元28的被感测部件。可替换地，磁性部分80可以接附到以某种方式移动以能够指示线收紧构件72的位置的一些其他部分。

线收紧构件72的磁性部分80响应于骑车者操作操作杆30和32而围绕换挡单元28的换挡单元轴70旋转。位置感测装置34（霍尔效应数字传感器）为响应于在传感器元件64a附近的由磁性部分80的移动引起的磁场中的变化而切换的集成电路，其至少部分地围绕换挡单元28的换挡单元轴70。特别地，传感器元件64a在围绕换挡单元28的换挡单元轴70间隔开的位置处设置在支撑部分60的第二部分60b上。支撑部分60的第二部分60b具有跨越换挡单元28的换挡单元轴70的U形部分。在图示实施例中，磁性部分80中的每个都是具有北极和南极的永磁性条形磁体。由于图示实施例的自行车换挡操作装置12仅具有10个位置，因此磁性部分80包括五个条形磁体，其中每个都具有南极S和北极N。当然，从此公开可以了解，根据需要的/或期望，磁体的数量可以更多或更少。

传感器元件64a对磁场的存在是敏感的，以形成模拟信号。因此，当传感器元件64a位于磁性部分80中的一个的南极S的磁场中时，传感器元件64a检测到磁性部分80中的一个而产生第一模拟信号，当传感器元件64a位于磁性部分80中的一个的北极N的磁场中时，产生第二模拟信号。模数转换单元64b配置为将来自传感器元件64a中的每个的模拟信号转换为数字信号，以识别线收紧构件72（即可移动部分）的预定操作位置中的一个。特别地，当传感器元件64a中的一个感测到磁性部分80中的一个的南极S时，模数转换单元64b输出指示线收紧构件72（即可移动部分）的预定操作位置的第一操作（齿轮）位置的第一数字信号。当传感器元件64a中的一个感测到北极N时，模数转换单元64b输出指示线收紧构件72（即可移动部分）的预定操作位置的第二操作（齿轮）位置的第二数字信号。

当磁性部分80中的一个的南极S的磁场靠近以在传感器元件64a中的一个处产生足够的强度时，位置感测装置34大体切换到第一信号状态，而当磁性部分80中的一个的北极的磁场靠近以在传感器元件64a中的一个处产生足够的强度时，切换到第二信号状态。但是，如果磁场从传感器元件64a移除，则不产生输出信号（例如第三信号状态）。霍尔效应数字传感器是众所周知的市场上可以买到的装置。因此，本文不对位置感测装置34进行详细讨论和/或图示。而且，如上文提到的，尽管在图示实施例中位置感测装置34产生第一和第二电信号，但从此公开可以了解，位置感测装置34可以产生指示线收紧构件72（即可移动部分）的一个操作位置的单个信号，然后当线收紧构件72的操作位置为线收紧构件72（即可移动部分）的另一个操作位置时，则不产生信号。

基本地，响应于由骑车者操作操作杆30和32中的一个而对机构74、76和78的操作，收紧构件72绕主枢转轴线A在相反的旋转方向上枢转。收紧构件72具有换挡线接附结构72a，用于将缆线21的内线21a接附到其上。大体上，如图14和15中所示，制动/换挡操作杆30可操作地联接到换挡单元28的缆线拉动机构74，以绕换挡单元28的换挡单元轴70在第一操作方向R1上操作换挡单元28（主要是线收紧构件72），用于拉动缆线21的内线21a。换句话说，制动/换挡操作杆30的此操作导致线收紧构件72在第一旋转方向R1（即缆线拉动方向）上旋转。如图14和15中所示，换挡操作杆32可操作地联接到换挡单元28的缆线释放机构76，以绕换挡单元28的换挡单元轴70在第二操作方向R2上操作换挡单元28（主要是线收紧构件72），用于释放缆线21的内线21a。换句话说，换挡操作杆32的此操作导致线收紧构件72在第二旋转方向R2（即缆线释放方向）上旋转。如图14和15中所示，第二旋转方向R2与第一旋转方向R1相反。

如图14和15中所示，缆线拉动机构74和位置维持机构78的选定部分图示为用于响应于操作杆30和32的操作而控制线收紧构件72的移动。缆线拉动机构74包括固定到线收紧构件72的缆线拉动棘轮74a和设置为选择性地接合缆线拉动棘轮74a的缆线拉动棘爪74b。位置维持机构78包括固定到线收紧构件72的位置维持棘轮78a和设置为选择性地接合位置维持棘轮78a的位置维持棘爪78b。由于位置感测装置34不取决于换挡单元28的确切结构，因此本文将不对换挡单元28的其余部分进一步详细地讨论。事实上，位置感测装置34可以应用于其他类型的换挡控制单元和/或带有具有多个预定操作位置的可移动部分的其他自行车部件。

现在将较详细地讨论位置感测装置34的操作。位置感测装置34可以构造为与具有多种不同数量的操作位置的自行车换挡操作装置一起使用。例如，位置感测装置34可以构造为与以下自行车换挡操作装置一起使用，该自行车换挡操作装置操作用于具有两个或更多个前链轮的传动系的前拨链器或操作用于具有两个或更多个后链轮的传动系的后拨链器。

在自行车换挡操作装置12用于操作与具有十个齿轮位置的传动系协作的后拨链器的情况下，线收紧构件72的位置由位置感测装置34感测，以指示后拨链器的十个齿轮位置中的每个。特别地，位置感测装置34产生指示线收紧构件72的当前位置的十个不同的电信号。这些电信号被发送到自行车计算机18，在此处后拨链器的当前齿轮位置显示给骑车者。因此，位置感测装置34配置并设置为产生多个电信号，以基于换挡单元28的当前操作位置来指示后拨链器的当前操作（齿轮）位置。

在自行车换挡操作装置12用于操作与仅具有两个前链轮的传动系协作的前拨链器的情况下，线收紧构件72的位置由位置感测装置34感测，以指示前拨链器的顶和下齿轮位置。特别地，例如在已经操作制动/换挡操作杆30之后，位置感测装置34产生指示线收紧构件72正处于拉动位置（其对应于顶齿轮位置）的第一电信号。第一电信号被发送到自行车计算机18，在此处前拨链器的顶齿轮位置显示给骑车者。当线收紧构件72处于释放位置时（例如已经操作换挡操作杆32），产生指示线收紧构件72正处于释放位置（其对应于前拨链器26的下齿轮位置）的第二电信号。此第二电信号被发送到自行车计算机18，在此处将前拨链器26的下齿轮位置显示给骑车者。当然，根据需要和/或期望，位置感测装置34可以修改为产生附加的信号或不产生信号来指示前拨链器的特定位置。因此，位置感测装置34配置并设置为产生一个或多个电信号，以基于换挡单元28的当前位置来指示前拨链器的位置。

在任何情况下，自行车计算机18用作齿轮位置识别单元，其配置为基于来自位置感测装置34的模数转换单元64b的数字信号来识别线收紧构件72（即可移动部分）的预定操作（齿轮）位置中的一个。特别地，当传感器元件64a中的一个感测到磁性部分80中的一个的南极S时，自行车计算机18（位置识别单元）识别线收紧构件72（即可移动部分）的预定操作位置的第一操作（齿轮）位置。当传感器元件64a中的一个感测到磁性部分80中的一个的北极N时，自行车计算机18（位置识别单元）识别线收紧构件72（即可移动部分）的预定操作位置的第二操作（齿轮）位置。

在上文讨论的实施例中，位置感测装置34安装在缆线操作换挡操作装置上，其仅为选定的实例。换句话说，位置感测装置34不限于在缆线操作换挡系统中使用，而是位置感测装置34可以与其他类型的装置一起使用。例如，位置感测装置34可以与气动操作的换挡系统或液压操作的换挡系统一起使用。

参照图16和17，图示了安装到支架24的可替换的支撑部分160。支撑部分160以与支撑部分60相同方式由紧固件68可释放地接附到支架24的本体部分24a。在此实施例中，使用者操作开关166设置在支撑部分160的底表面上。使用者操作开关166优选地部分地或者完全地设置在凹陷部中，以避免由骑车者意外地按压使用者操作开关166。在图16和17的此实施例中，支架24安装在手把16上时，印刷电路板优选地由支撑部分160以大体水平取向而非大体垂直取向支撑。

在上文讨论的实施例中，传感器部件64构造为检测十个预定操作位置，但传感器部件64可以构造为检测六个、七个、八个、九个或十一个预定操作位置。尽管在上文讨论的实施例中，使用者操作开关66位于支撑部分60上，但使用者操作开关66并不一定设置在支撑部分60上。而且，可以在支撑部分60上设置多个开关而非如图示实施例中所示使用单个的使用者操作开关。在上文讨论的实施例中，传感器元件64a直接安装在支撑部分60的第二部分60b上，但传感器元件64a可以直接安装在印刷电路板上。在此情况下，支撑部分60的第二部分60b构造为具有在其上的传感器元件64a的印刷电路板，或者具有在其上的传感器元件64a的印刷电路板安装在支撑部分60的第二部分60b上。

在理解本发明的范围的过程中，本文所使用的术语“包括”及其派生词意图为开放性术语，其指明所记载的特征、元件、部件、群组和/或整体的存在，但并不排除其它未记载的特征、元件、部件、群组和/或整体的存在。前述还适用于具有类似含义的词汇，诸如术语“包含”、“具有”及其派生词。如本文所使用以描述上文的实施例，下面的方向性术语“向前”、“向后”、“顶”、“底”、“上面”、“下面”、“向下”、“垂直”、“水平”、“内”、“外”和“横向”以及任何其它的类似方向性术语是指装备有自行车换挡操作装置的自行车在平坦的水平表面上的那些方向。于是，使用以描述自行车换挡操作装置的这些术语应当相对于在平坦的水平表面上在正常骑行位置中使用的装备有自行车换挡操作装置的自行车来解释。最后，本文所使用的诸如“大致”、“大约”和“近似”的程度术语意味着所修饰术语的合理量的偏差，使得最终结果不会明显改变。

虽然仅选择选定的实施例来图示本发明，但是本领域技术人员从本公开可以了解，在不脱离所附权利要求所限定的本发明的范围的情况下，本文可以做出各种改变和修改。所示的彼此直接连接或接触的部件可以具有设置在它们之间的中间结构。在特定实施例中所有优点并非必须同时存在。从现有技术看是独特的每个特征，无论单独的或与其它特征相结合，也应当被认为是申请人的进一步发明的单独描述，包括由这种特征所体现的结构性构思和/或功能性构思。因此，根据本发明的实施例的上述描述仅仅是图示性的，且无意于对由所附权利要求及其等同方式所限定的本发明进行限制。

Claims (18)

1.一种自行车换挡操作装置，包括：

基座构件，其包括具有内腔的本体部分；

换挡单元，其设置在所述本体部分的所述内腔中，所述换挡单元包括在多个预定操作位置之间选择性地移动的可移动部分；以及

位置感测装置，其在所述基座构件接附到自行车时可移除地接附到所述本体部分，所述位置感测装置包括感测所述可移动部分的所述操作位置的传感器部件。

2.根据权利要求1所述的自行车换挡操作装置，其中

所述基座构件进一步包括自行车安装结构，以及

所述本体部分具有与所述本体部分的所述内腔连通的开口，以使所述位置感测装置通过所述开口插入和移除。

3.根据权利要求1所述的自行车换挡操作装置，其中

所述位置感测装置由紧固件接附到所述本体部分。

4.根据权利要求1所述的自行车换挡操作装置，其中

所述可移动部分包括被感测部件。

5.根据权利要求1所述的自行车换挡操作装置，其中

所述换挡单元的所述可移动部分为线收紧构件的一部分。

6.根据权利要求1所述的自行车换挡操作装置，其中

所述换挡单元包括可旋转地安装在转轴上的线收紧构件，以及

所述位置感测装置部分地围绕所述换挡单元的所述转轴。

7.根据权利要求6所述的自行车换挡操作装置，其中

所述换挡单元的所述可移动部分为所述线收紧构件的一部分。

8.根据权利要求6所述的自行车换挡操作装置，其中

所述位置感测装置包括支撑部分，以及

所述传感器部件包括在绕所述换挡单元的所述转轴间隔开的位置处设置在所述支撑部分上的多个传感器元件。

9.根据权利要求8所述的自行车换挡操作装置，其中

所述支撑部分由紧固件接附到所述本体部分。

10.根据权利要求1所述的自行车换挡操作装置，其中

所述换挡单元的所述可移动部分包括至少一个磁性部分。

11.根据权利要求1所述的自行车换挡操作装置，其中

所述传感器部件包括至少一个霍尔效应数字传感器。

12.根据权利要求11所述的自行车换挡操作装置，其中

所述霍尔效应数字传感器通过在所述本体部分中的开口插入并设置在所述内腔中。

13.根据权利要求1所述的自行车换挡操作装置，其中

所述位置感测装置包括至少一个磁性感测部分。

14.根据权利要求1所述的自行车换挡操作装置，其中

所述位置感测装置包括使用者操作开关。

15.根据权利要求14所述的自行车换挡操作装置，其中

所述位置感测装置电联接到至少部分地设置在所述基座构件的外侧的电线构件。

16.根据权利要求15所述的自行车换挡操作装置，其中

所述使用者操作开关电联接到所述电线构件。

17.根据权利要求1所述的自行车换挡操作装置，进一步包括

第一操作构件，其绕第一轴线枢转地安装到所述本体部分，以执行制动操作，所述第一操作构件还枢转地设置以绕第二轴线枢转，以操作所述换挡单元，所述第二轴线相对于所述第一轴线不同轴。

18.根据权利要求17所述的自行车换挡操作装置，进一步包括

第二操作构件，其可操作地联接到所述换挡单元，以使所述第一操作构件的操作导致所述换挡单元的线收紧构件在第一旋转方向上旋转，且所述第二操作构件的操作导致所述换挡单元的所述线收紧构件在与所述第一旋转方向相反的第二旋转方向上旋转。

Images