CN104118526A - 自行车部件控制装置 - Google Patents

Abstract

一种自行车部件控制装置，构造为控制至少一个自行车部件。自行车部件控制装置基本上包括使用者操作设备、电气致动单元和液压单元。电气致动单元响应于使用者操作设备的操作而被控制。液压单元流体地连接到至少一个自行车部件，以便于响应于电气致动单元的致动而流体地控制至少一个自行车部件。

Description

自行车部件控制装置

技术领域

本发明总体上涉及一种自行车部件控制装置。更具体而言，本发明涉及一种利用电气致动器液压地控制自行车部件的自行车部件控制装置。

背景技术

传统上，大多数自行车部件由传递来自由骑车者操作的控制设备的力的控制拉索操作。更近些年来，提出了利用来自流体例如空气、水、油等的流体压力来操作的自行车部件。用于液压操作式自行车部件的大多数控制设备包括操作构件，其使活塞在流体压力缸中运动，以便于流体地操作液压操作式自行车部件。这种液压操作式自行车部件的一个示例公开在美国专利No.8,056,467中（授予Shimano Inc.）。

发明内容

总体上，本发明涉及自行车部件控制装置的各个特征。鉴于现有技术的状态，一个目的在于提供一种自行车部件控制装置，其能够容易且精确地调节液压操作式自行车部件的操作状态或位置。

根据本发明的第一方面，一种自行车部件控制装置构造为控制至少一个自行车部件。自行车部件控制装置基本上包括使用者操作设备、电气致动单元和液压单元。电气致动单元响应于使用者操作设备的操作而被控制。液压单元流体地连接到至少一个自行车部件，以便于响应于电气致动单元的致动而流体地控制至少一个自行车部件。

根据本发明的第二方面，根据第一方面的自行车部件控制装置构造为，使用者操作设备通过电线电气地连接到电气致动单元。

根据本发明的第三方面，根据第一方面的自行车部件控制装置构造为，使用者操作设备通过电气无线连接件电气地连接到电气致动单元。

根据本发明的第四方面，根据第一方面的自行车部件控制装置构造为，液压单元包括响应于电气致动单元的致动而运动的主活塞。

根据本发明的第五方面，根据第四方面的自行车部件控制装置还包括响应于主活塞的运动而运动的从活塞。

根据本发明的第六方面，根据第五方面的自行车部件控制装置构造为，从活塞设置在至少一个自行车部件处。

根据本发明的第七方面，根据第五方面的自行车部件控制装置构造为，电气致动单元包括具有输出轴的电动马达，并且液压单元的主活塞连接到输出轴，以便主活塞响应于输出轴的旋转而运动。

根据本发明的第八方面，根据第一方面的自行车部件控制装置构造为，至少一个自行车部件包括多个自行车部件，并且还包括将自行车部件选择性地连接到液压单元的阀单元。

根据本发明的第九方面，根据第八方面的自行车部件控制装置构造为，阀单元构造为被电气控制。

根据本发明的第十方面，根据第一方面的自行车部件控制装置构造为，多个自行车部件包括前拨链器、后拨链器以及自行车避震器设备。

根据本发明的第十一方面，根据第一方面的自行车部件控制装置构造为，至少一个自行车部件包括前拨链器。

根据本发明的第十二方面，根据第一方面的自行车部件控制装置构造为，至少一个自行车部件包括后拨链器。

根据本发明的第十三方面，根据第一方面的自行车部件控制装置构造为，至少一个自行车部件包括自行车避震器设备。

根据本发明的第十四方面，根据第一方面的自行车部件控制装置还包括设置为检测自行车部件的当前位置的感测元件。

根据本发明的第十五方面，根据第十四方面的自行车部件控制装置还包括显示器，该显示器操作性地联接到感测元件，以接收感测元件的检测信号，并且构造为显示至少一个自行车部件的当前位置。

根据下面结合附图公开自行车部件控制装置的优选实施例的详细描述，本领域技术人员将清楚所公开的自行车部件控制装置的其他目的、特征、方面以及优点。

附图说明

现在参考附图，其形成该原始公开的一部分：

图1为根据第一实施例的自行车部件控制装置的示意图,具有用于操作电气致动单元的单个控制设备,电气致动单元致动液压单元以利用电气控制阀选择性地操作三个液压操作部件； 

图2为处于第一部件操作位置以允许选择性地调节液压操作部件中的第一个（例如第一示出实施例中的前拨链器）的电气控制三通输出阀的简化剖视图；

图3为处于第二部件操作位置以允许选择性地调节液压操作部件中的第二个（例如第一示出实施例中的后拨链器）的电气控制三通输出阀的简化剖视图；

图4为处于第三部件操作位置以允许选择性地调节液压操作部件中的第三个（例如第一示出实施例中的后减震器）的电气控制三通输出阀的简化剖视图；

图5为具有显示器的轨道记录器的放大俯视平面图，显示器向骑车者显示自行车部件控制装置的各种状态信息；

图6为示出根据第二实施例的两个分离的控制设备的示意图，每个控制设备操作液压单元以选择性地操作单个液压操作部件；以及

图7为根据第三实施例的无线自行车部件控制装置的示意图，具有用于操作电气致动单元的单个控制设备，电气致动单元致动液压单元，以利用电气控制阀选择性地操作三个液压操作部件。

具体实施方式

现在将参考附图对选定实施例进行说明。从本发明中本领域技术人员将会清楚，下面的实施例的描述仅提供用于例示，而不是为了对本发明进行限制，本发明由所附权利要求及其等同物限定。

首先参考图1，示出了根据第一实施例的自行车部件控制装置10。如后面说明的那样，自行车部件控制装置10构造为控制至少一个自行车部件。在第一实施例中，自行车部件控制装置10基本上包括使用者操作设备12、电气致动单元14和液压单元16。基本上，电气致动单元14响应于使用者操作设备12的操作而被控制，以操作液压单元16，液压单元16继而操作至少一个自行车部件。在第一实施例中，自行车部件控制装置10的至少一个自行车部件包括多个自行车部件。多个自行车部件包括前拨链器18、后拨链器20和自行车避震器设备22（例如后减震器）。

前拨链器18、后拨链器20和自行车避震器设备22是可以响应于使用者操作设备12的操作利用电气致动单元14和液压单元16控制的液压控制式自行车部件的三个示例。前拨链器18、后拨链器20和自行车避震器设备22流体地连接到液压单元16，并且响应于液压单元16的运动而由电气致动单元14流体地控制。

因为三个液压控制式自行车部件（即前拨链器18、后拨链器20和自行车避震器设备22）由单个使用者操作设备12控制，所以优选地自行车部件控制装置10还包括将自行车部件选择性地连接到液压单元16的阀单元24。如果仅控制一个自行车部件，那么可以去除阀单元24。阀单元24优选地构造为如下面说明的那样被电气控制。例如，自行车部件控制装置10还包括电气控制单元26（例如轨道记录器），其可以由骑车者操作来选择前拨链器18、后拨链器20和自行车避震器设备22中的一个由使用者操作设备12控制。电气控制单元26包括常规轨道记录器的微处理器、存储器和其他常规结构。因为轨道记录器是公知的常规设备，所以本文将不讨论和/或示出电气控制单元26，除了变更来操作自行车部件控制装置10以外。具体地，电气控制单元26由电线或电缆电气地连接到电气致动单元14和阀单元24。电气控制单元26从电气致动单元14接收各种操作和状态数据。电气控制单元26具有使用者输入部26a，用于操作阀单元24，以如下面说明的那样改变控制或部件操作位置。

优选地，如图1所示，自行车部件控制装置10还包括第一感测元件S1、第二感测元件S2和第三感测元件S3。第一感测元件S1设置为检测前拨链器18（其中一个自行车部件）的当前位置（例如当前齿轮位置）。第二感测元件S2设置为检测后拨链器20（其中一个自行车部件）的当前位置（例如当前齿轮位置）。第三感测元件S3设置为检测自行车避震器设备22（其中一个自行车部件）的当前位置（例如当前刚度位置）。

如图1和图5所示，自行车部件控制装置10还包括显示器26b，其在示出实施例中为电气控制单元26的一部分。当然，从本发明将会清楚，根据需要和/或期望，显示器26b可以为与电气控制单元26分离的构件。显示器26b电气地且操作性地联接到感测元件S1、S2、S3，以接收感测元件S1、S2、S3的检测信号。如图5所示，显示器26b构造为显示至少一个自行车部件的当前位置。例如，显示器26b可以用图表显示具有不同尺寸椭圆的前齿轮和后齿轮（例如示出了三个前齿轮和十个后齿轮），以指示前拨链器18和后拨链器20的当前位置。显示器26b可以显示自行车避震器设备22的各种刚度设定（例如示出了硬尾、刚尾和软尾）。并且，显示器26b可以显示阀单元24的当前部件操作位置（例如，用于前拨链器18的FD、用于前拨链器18的RD、和用于自行车避震器设备22的RS）。

如图2至图4所示，在第一实施例中，阀单元24为具有壳体32、活塞34和电磁阀致动器36的三通阀。电磁阀致动器36使活塞34移动到三个不同控制或部件操作位置中的一个。如图2至图4所示，阀单元24具有入口40，其如下面说明的那样流体地连接到液压单元16的出口16a。阀单元24具有第一出口41、第二出口42和第三出口43。第一出口41由液压软管44流体地连接到前拨链器18，用于选择性地供应液压流体（例如矿物油）到前拨链器18。第二出口42由液压软管46流体地连接到后拨链器20，用于选择性地供应液压流体到后拨链器20。第三出口43由液压软管48流体地连接到自行车避震器设备22，用于选择性地供应液压流体到自行车避震器设备22。

如图2所示，当活塞34处于第一部件操作位置时，入口40流体地连接到第一出口41，以允许选择性地调节液压操作部件中的第一个（例如第一示出实施例中的前拨链器18）。如图3所示，当活塞34处于第二部件操作位置时，入口40流体地连接到第二出口42，以允许选择性地调节液压操作部件中的第二个（例如第一示出实施例中的后拨链器20）。如图4所示，当活塞34处于第三部件操作位置时，入口40流体地连接到第三出口43，以允许选择性地调节液压操作部件中的第三个（例如第一示出实施例中的自行车避震器设备22）。

如图1所示，在第一实施例中，使用者操作设备12可以如图1所示安装在车把50上，或者安装在自行车的任何其他适当位置。在该实施例中，使用者操作设备12用来选择性地操作前拨链器18、后拨链器20和自行车避震器设备22中的每个。使用者操作设备12可以具有多种构造。这里，在图1的第一实施例中，使用者操作设备12包括能够运动地安装到壳体53的第一操作杆51和第二操作杆52。第一操作杆51是绕枢转轴线P沿着第一方向D1枢转以输出第一控制信号的触发杆。第二操作杆52是绕枢转轴线P沿着第二方向D2枢转以输出第二控制信号的触发杆。当然，替代地，从本发明将会清楚，使用者操作设备12可以是用于操作电气致动单元14的一个或多个按钮或单个杆。使用者操作设备12由电线54电气地连接到电气致动单元14，以向电气致动单元14发送第一和第二控制信号。在本文中使用的术语“控制信号”可以指由微计算机等接收的指令，或者可以仅指电流。例如，第一操作杆51和第二操作杆52可以仅对开闭向电气致动单元14供电的电路的开关进行操作。

这里，在图1的第一实施例中，电气致动单元14包括具有输出轴62的电动马达60。电气致动单元14优选地包括微处理器、存储器、马达驱动器以及其他常规结构，以控制电动马达60的操作，来获得输出轴62的期望旋转量，从而恰当地调节自行车部件（即前拨链器18、后拨链器20或自行车避震器设备22）。电动马达60是可逆电动马达。

当从静止位置向操作位置操作第一操作杆51时，电动马达60使输出轴62沿着第一旋转方向旋转。当从静止位置向操作位置操作第二操作杆52时，电动马达60使输出轴62沿着与第一旋转方向相反的第二旋转方向旋转。因此，电气致动单元14响应于使用者操作设备12的第一操作杆51和第二操作杆52（即使用者操作构件）的操作而被控制。

电气致动单元14还具有传动轮系，其将输出轴62的旋转运动转换为线性运动来操作液压单元16。这里，传动轮系具有小齿轮或正齿轮64和齿条66。正齿轮64固定地安装到输出轴62上以与其一起旋转。正齿轮64的齿与齿条66的齿啮合，齿条66能够滑动地安装到电气致动单元14的壳体结构上。因此，输出轴62与正齿轮64一起的旋转使齿条66线性地运动。

如图1示意所示，液压单元16具有与电气致动单元14形成为一体的壳体70。液压单元16包括响应于电气致动单元14的致动而运动的主活塞72。主活塞72固定到齿条66上以与其一起运动。因此，液压单元16的主活塞72经由正齿轮64和齿条66连接到输出轴62，以便主活塞72响应于输出轴62的旋转而运动。主活塞72的运动量将确定自行车部件（即在示出的实施例中为前拨链器18、后拨链器20或自行车避震器设备22）的操作量。液压单元16的主活塞72由电气致动单元14在至少两个不同位置之间能够运动地操作。液压单元16设置有用于以常规方向主缸供应液压流体的液压流体贮存器74。液压流体贮存器74可以与壳体70形成为一体，或者可以是由液压软管流体地连接的分离单元。

从活塞响应于主活塞72的运动而运动。具体地，每个自行车部件（即前拨链器18、后拨链器20或自行车避震器设备22）优选地设置有分别带有从活塞76a、78a或80a的从缸76、78或80。从缸76和从活塞76a设置在前拨链器18（至少一个自行车部件）处，从而以常规方式液压地操作前拨链器18。从缸78和从活塞78a设置在后拨链器20处，从而以常规方式液压地操作后拨链器20。从缸80和从活塞80a设置在自行车避震器设备22（其中一个自行车部件）处，从而以常规方式液压地操作自行车避震器设备22。

每个自行车部件构造为通过使用偏压构件（未示出）来维持运动构件（例如用于前拨链器18和后拨链器20的导链器）的初始位置。当主活塞72朝向与主缸72的出口16a相对的缩回位置运动时，运动构件朝向初始位置运动，并且然后流体从对应的从活塞朝向主缸72流动。

现在参考图6，现在将说明根据第二实施例的自行车部件控制装置110。在自行车部件控制装置110中，基本上去除了自行车避震器设备22和阀单元24，液压单元16直接连接到前拨链器18，并且增加了使用者操作设备12’、电气致动单元14’和液压单元16’来操作后拨链器20。使用者操作设备12’、电气致动单元14’和液压单元16’与上面讨论的使用者操作设备12、电气致动单元14和液压单元16基本上相同。液压单元16’设置有用于以常规方式向主缸供应液压流体的液压流体贮存器74’。

考虑到第一实施例和第二实施例之间的相似性，将对第二实施例的与第一实施例的部件相同的部件给予与第一实施例的部件相同的参考标记。并且，为了简洁而省略了第二实施例的与第一实施例的部件相同的部件的描述。

现在参考图7，现在将说明根据第三实施例的无线自行车部件控制装置210的示意图。这里，每个部件设置有包括无线发送器和无线接收器的无线通信单元T/R。因此，使用者操作设备12通过电气无线连接件电气地连接到电气致动单元14。同样，电气控制单元26由电气无线连接件电气地连接到电气致动单元14、阀单元24和感测元件S1、S2和S3。

考虑到第一实施例和第三实施例之间的相似性，将对第三实施例的与第一实施例的部件相同的部件给予与第一实施例的部件相同的参考标记。并且，为了简洁而可能省略了第三实施例的与第一实施例的部件相同的部件的描述。

在理解本发明的范围时，当在本文中使用时，术语“包括”及其派生词旨在成为开放式的术语，其明确说明所述特征、元件、部件、组、整体和/或步骤的存在，但不排除其他未述特征、元件、部件、组、整体和/或步骤的存在。还将理解虽然术语“第一”和“第二”在本文中可以用来描述各个部件，但是这些部件不应该由这些术语限制。这些术语仅用来将一个部件与另一个部件区分开。因此，例如在不脱离本发明的教导的情况下，上面讨论的第一部件可以称为第二部件，并且反之亦然。上述解释也适用于具有相似意思的词，例如术语“包含”、“具有”和它们的派生词。并且术语“部分”、“段”、“部”、“构件”或“元件”当以单数使用时，可以具有单个部分或多个部分的双重含义。最后，当在本文中使用时，程度术语例如“基本上”、“大约”、“近似”意味着被修饰术语的合理偏离量，以便使得最终结果不被显著改变。

虽然仅选择了选定实施例来例示本发明，但是本领域的技术人员从本发明将会清楚，在不脱离如所附权利要求限定的本发明范围的情况下，在本文中可以作出各种改变和变更。例如，各部件的大小、形状、位置或朝向可以根据需要和/或期望来改变，只要它们不显著地改变其预期功能。显示为直接互相连接或接触的部件可以具有设置在它们之间的中间结构，除非另外特别声明。一个元件的功能可以由两个来执行，反之亦然，除非另外特别声明。一个实施例的结构和功能可以在另一个实施例中采用。不需要将所有优点都同时展现在具体实施例中。对于与现有技术相比独特的每个特征，单独地或与其他特征组合，也应该被认为是申请人的进一步的发明的单独描述，包括由这样的特征（或多个特征）体现的结构和/或功能概念。因此，根据本发明的实施例的前述描述仅提供用于例示，而不是为了对本发明进行限制，本发明由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (15)

1. 一种自行车部件控制装置，用于控制至少一个自行车部件，所述自行车部件控制装置包括：

使用者操作设备；

电气致动单元，响应于所述使用者操作设备的操作而被控制；

液压单元，流体地连接到所述至少一个自行车部件，以便于响应于所述电气致动单元的致动而流体地控制所述至少一个自行车部件。

2. 根据权利要求1所述的自行车部件控制装置，其中

所述使用者操作设备通过电线电气地连接到所述电气致动单元。

3. 根据权利要求1所述的自行车部件控制装置，其中

所述使用者操作设备通过电气无线连接件电气地连接到所述电气致动单元。

4. 根据权利要求1所述的自行车部件控制装置，其中

所述液压单元包括响应于所述电气致动单元的致动而运动的主活塞。

5. 根据权利要求4所述的自行车部件控制装置，还包括：

响应于所述主活塞的运动而运动的从活塞。

6. 根据权利要求5所述的自行车部件控制装置，其中

所述从活塞设置在所述至少一个自行车部件处。

7. 根据权利要求5所述的自行车部件控制装置，其中

所述电气致动单元包括具有输出轴的电动马达，并且

所述液压单元的主活塞连接到所述输出轴，以便所述主活塞响应于所述输出轴的旋转而运动。

8. 根据权利要求1所述的自行车部件控制装置，其中

所述至少一个自行车部件包括多个自行车部件，并且还包括：

将所述自行车部件选择性地连接到所述液压单元的阀单元。

9. 根据权利要求8所述的自行车部件控制装置，其中

所述阀单元构造为被电气控制。

10. 根据权利要求8所述的自行车部件控制装置，其中

所述多个自行车部件包括前拨链器、后拨链器和自行车避震器设备。

11. 根据权利要求1所述的自行车部件控制装置，其中

所述至少一个自行车部件包括前拨链器。

12. 根据权利要求1所述的自行车部件控制装置，其中

所述至少一个自行车部件包括后拨链器。

13. 根据权利要求1所述的自行车部件控制装置，其中

所述至少一个自行车部件包括自行车避震器设备。

14. 根据权利要求1所述的自行车部件控制装置，还包括：

设置为检测所述自行车部件的当前位置的感测元件。

15. 根据权利要求14所述的自行车部件控制装置，还包括：

显示器，该显示器操作性地联接到所述感测元件以接收所述感测元件的检测信号，并且构造为显示所述至少一个自行车部件的当前位置。