CN105102315B - 单枢轴前变速器及双侧挡链器 - Google Patents

Abstract

本发明揭示包含附接到单个枢转点且从所述单个枢转点操作的各种独特链条导板的前变速器齿轮换挡系统的实施例。此变速器系统在换挡技术方面提供比常规横向运动前变速器简单但优良且稳健的改进。本发明还揭示具有用于在换挡期间作用于自行车链条上的特殊形状的提升及拉动表面的开放及封闭环形链条导板的实施例。另外，本发明揭示防止任一方向上的无意过换挡的双侧挡链器作为任选增强。

Description

单枢轴前变速器及双侧挡链器

相关申请案的交叉参考

本非临时专利申请案主张2013年3月15日提出申请的标题为“单枢轴前变速器及双侧挡链器(SINGLE PIVOT FRONT DERAILEUR AND DUAL-SIDED CHAIN CATCHER)”的第61/788,063号美国临时专利申请案的申请的权益及优先权，所述美国临时专利申请案的内容如同完全陈述一般以引用方式并入本文中。

技术领域

本发明一般来说涉及自行车组件。更特定来说，本发明涉及自行车传动系统组件。另外更特定来说，本发明涉及一种单枢轴前变速器及一种可与任何前变速器一起使用的任选双侧挡链器。

背景技术

大多数自行车具有多个齿轮，所述多个齿轮具有前及后变速器以改变齿轮。前变速器用于使自行车链条在齿盘的两个或两个以上链环之间换挡。齿盘通常包含两个曲柄臂，所述两个曲柄臂在一端以旋转方式连接到底部托架主轴，且在相对端具有踏板。链环在直径上不同，每一链环具有用于与自行车链条啮合的不同数目个齿。转换齿盘所需的力部分由自行车链条所啮合的特定链环的大小来决定。链环的大小还可决定齿盘为了行进特定距离将需要的转数。通过改变从一个大小的链环到另一链环的链条啮合，骑车者可在战略上挑选将需要把多少力施加到齿盘，以及为行进相对距离所述齿盘将进行多少转。

常规自行车架经配置具有在一端处接合到具有底部托架凸缘或壳的下管的座管。所述底部托架凸缘支撑底部托架，所述底部托架通常由经配置以与齿盘耦合且允许齿盘旋转的底部托架主轴、轴承、座圈、密封环、间隔件等等组成。座管的相对端照惯例支撑座杆及骑车者的车座。前变速器通常安装于自行车架的座管上及链环附近。并非所有自行车架具有完整座管。举例来说，一些全避震山地自行车具有短座管接头，所述短座管接头用于安装前变速器，服务于用于安装前变速器的车架结构部件的目的。出于论述的简单性，将假设术语座管表示完全常规的座管或用于安装前变速器的一些其它车架部件，例如，短座管接头。

齿盘附接到底部托架主轴的相对端。齿盘的一个臂仅为具有经设计以按旋转方式啮合底部托架主轴的踏板的曲柄臂。齿盘的另一臂可包含支撑于第二踏板所附接的曲柄臂齿轮架(spider)上的多达3个链环。前变速器有必要使链条在链环之间换挡。所述链环通常经布置以便彼此同轴及平行。最小链环通常最靠近于自行车架，其中随着链环距脚踏车车架越来越远，链环的直径逐渐增加。常规前变速器的目的是推动自行车链条横向远离当前啮合的链环且使其朝向骑车者通过以下操作所选择的链环：借助于适当连接的换挡装置(也称为换挡器)的手段，通常使用弹簧张力下的变速器缆线。各种设计的前变速器已用于执行此功能且大多数前变速器具有类似特征。

颁予长野(Nagano)的美国专利第4,734,083号中描述了常规前变速器的构造及操作。长野前变速器包含用于将前变速器固定到自行车的部件、用以实现两个导板部件的伸缩类型的移动的四销连杆机构，所述导板部件通常设计为内导板部件及外导板部件。当激活组合件以远离自行车架且朝向较大链环移动时，内导板推动自行车链条横向远离脚踏车车架直到自行车链条离开当前啮合的链环且啮合下一链环为止。将自行车链条推动到较大链环上的动作通常涉及抵靠较大链环的侧按压自行车链条的步骤。通过抵靠链环按压自行车链条，摩擦力与链环的圆形运动组合以上拉自行车链条且将其上拉于链环上。当激活组合件以朝向自行车架且朝向较小链环移动时，外导板以类似方式推动自行车链条，其中外导板将自行车链条按压出较大链环，且然后允许自行车链条掉落在较小链环上。

所述内导板及外导板以比自行车链条的宽度宽的宽度(通常是自行车链条的1.5倍或2倍)间隔开。此允许自行车链条在不接触导板的情况下在所述导板之间运行，同时还允许自行车链条的横向移动，所述横向移动在后链轮组(也称为盒或组)上的后变速器将自行车链条从一个齿轮改变为另一齿轮时发生。所述内导板及外导板通常各自包括实质上平坦的细长表面。所述导板实质上彼此平行放置且借助前链节及后链节连接在一起。通常称为笼架的细长空间沟道因此由内导板及外导板以及前链节及后链节界定。在正常操作期间自行车链条则在不触碰内导板及外导板或前链节及后链节的情况下通过笼架。在任一给定时间在由笼架或链条导板界定的空间区内通常存在多个链条链节。

自行车链条可能换挡超过最小内链环，尤其在内链环极小的情况下。此甚至可发生于专业赛车机械工调整的脚踏车上。此内链条脱轨可导致链条不给后轮递送力量，或可陷入或纠缠于移动部件之间，任一情形是受挫的且可能危险的。因此，称为防掉链器的小型售后市场附加产品存在以帮助防止此类内脱轨发生。这些常规防掉链器中的一些常规防掉链器夹在座管周围、变速器下方，且至少一者附接到前变速器座架。然而，此类常规防掉链器并不防范将允许链条掉落在最大链环外侧或越过最大链环的过换挡。

常规前变速器的组件可由任何适合材料构造，例如，铝合金、钢、塑料或碳纤维复合物。移动机构的链节中所使用的枢转点通常为通常需要润滑的衬套。

存在可与常规前变速器的换挡机构一起用来达成链条导板的移动的各种缆线拉动类型或配置。下拉类型通常用于公路脚踏车及旅行脚踏车。下拉类型的变速器是通过相对于前变速器的位置向下拉动缆线而激活。下拉配置的缆线通常在缆线导板上跨越底部托架壳顶部或沿其底部路由，缆线导板将缆线重新引导于自行车架下管的下部边缘上。全避震山地自行车通常具有下拉布线，这是因为后避震架阻碍或防止经由自行车架的顶管的布线。

上拉缆线配置较常见于不具有后避震架的山地自行车上。前变速器是通过相对于前变速器向上拉动缆线而激活的，所述缆线通常沿着自行车架顶管路由，使用缆线停止件及短长度的外壳来改变缆线的方向。此上拉配置保持缆线远离在越野时经受泥土及污垢的底部托架及下管的底侧。最后，存在能够上拉或下拉及因此可用于任一应用中的一些前变速器。

常规前变速器还能够取决于链条导板相对于连杆或移动机构所安装的位置而实现一对不同摆动类型。在下摆配置中，变速器链条导板安装到载运链条导板的连杆机构的底部，例如四链节机构。或者，前变速器可经配置具有其中链条导板安装到移动机构的顶部的上摆配置。上摆配置经形成作为使变速器的车架夹具较靠近于底部托架以能够脱离较大避震组件且允许不同车架形状的方式。上摆变速器的紧凑构造可致使其比其下摆变速器较不稳健。上摆前变速器通常仅用于其中下摆变速器将不适合的应用中。且替代解决方案将是使用根本不夹在座管周围的E型前变速器(下文进一步所论述)。

已发明用以将前变速器紧固到自行车架部件的各种方法。绝大多数前变速器由车架座管周围的夹具或其结构等效件而安装到车架。前变速器在经设计以适合不同类型的车架管的数个不同夹具直径下可用。最近，已存在以下趋势：制作仅具有一个直径的夹具的前变速器且然后提供数组填片来间隔夹具直径直到车架管的适当大小。

夹具安装机构的替代方案是耳挂式(braze-on)变速器吊耳，其中通过铜焊、焊接或其它手段通过将前变速器上的突片螺栓连接到固定到自行车架座管的对应突片而安装前变速器。此耳挂式安装技术避免任何夹具大小问题，但需要具有适当耳挂的车架或模拟耳挂式变速器突片的适配器夹具。

夹具及耳挂式安装机构的替代方案包含E形及直接安装变速器(DMD)安装机构。E型前变速器并不夹在车架座管周围，而是通过安装于传动侧底部托架罩下方的板及螺旋到座管上的凸台中的螺钉而附接到车架。此类E型前变速器安装机构通常发现于具有不允许供正常前变速器夹具在座管周围经过的空间的后避震组件的山地自行车上。

由闪电牌(Specialized)自行车首先引入的DMD安装机构采用直接螺栓连接到自行车架的链柱上的凸台的前变速器。DMD配置通常用于双避震山地自行车上，其中避震架移动在其进入前变速器笼架中时导致链条角度改变。通过利用DMD系统，链条及变速器在避震架行进期间一起移动，从而允许在避震架作用时的较好换挡。

常规链条导板或前变速器笼架采用环绕自行车链条且在换挡期间横向地推动链条的两个平行(内及外)板。标准双笼架类型打算与具有两个链环的齿盘一起使用。当从自行车的侧观看时，双笼架类型的内板及外板大致上具有相同轮廓。或者，高山或三笼架类型与经设计以与具有三个链环的三个齿盘或与大小(直径)极为不同的两个链环一起使用的前变速器一起使用。高山或三笼架类型的链条导板采用朝向底部托架的旋转中心进一步延伸的较长内板(相对于外板)。此较长内板帮助将链条从最小链环换挡到中间链环上，此比借助标准双笼架更容易。在前变速器笼架设计的另一方法中，颁予克里斯多夫(Christopher)、A.威克利夫(Wickliffe)两人的美国专利第6,454,671号及第7,025,698号揭示了环形链条导板。

在前变速器的演进中，借助手动变速杆控制的在弹簧张力下的常规缆线已由电子换挡齿轮换挡系统替换。电子换挡齿轮换挡系统使得骑车者能够借助电子开关而非使用常规控制杆来换挡。所述开关通过电线或以无线方式连接到电池组及传动变速器笼架的小电子马达。然而，此类电子换挡齿轮换挡系统通常采用大多数非电子换挡机构的相同四链节移动机构。

在换挡时许多常规前变速器在远离或朝向自行车架的基本横向的移动中移动常规链条导板或变速器笼架。在经适当调整的前变速器上，在换挡期间自行车链条将仅触碰链条导板。链条导板由移动机构定位，最常使用四链节平行四边形机构来实施所述移动机构以在换挡期间在链条导板来回摆动时保持链条导板相对于链环与链条适当对准。通常存在控制所允许的横向行进的限制的两个调整螺钉。注意以下内容是重要的：常规四链节平行四边形机构将在链环之间“横向地”(即，左到右且反之亦然)移动链条导板。

用于前变速器的常规四链节移动机构的替代方案是已知的。举例来说，颁予克里斯多夫、A.威克利夫两人的美国专利第6,454,671号及第7,025,698号中已揭示采用前变速器链条导板的线性移动的前变速器。另外颁予威克利夫等人的美国专利第8,303,443号中揭示了六链节前变速器机构。

虽然所有这些常规前变速器能够足够使前变速器换挡，但每一常规前变速器具有其缺点。一般来说，尤其对四链节设计来说，存在与常规前变速器换挡相关联的极少垂直移动，但在相邻链环之间可能存在显著的垂直差异。另外，基本上不存在变速器笼架的从头到尾的移动或常规前变速器的变速器笼架的旋转移动。最后，常规前变速器往往是复杂的，这是因为移动机构中涉及许多机械链节。因此，解决现有技术的这些缺点中的至少一些缺点的经改进前变速器机构将为合意的。

发明内容

揭示用于使自行车链条在小链环与大链环之间换挡的单枢轴前变速器的实施例。前变速器的实施例可包含用于在结构上将所述前变速器紧固到自行车架的安装机构。前变速器的实施例可进一步包含连接到所述安装机构的移动机构。移动机构的实施例可进一步包含具有装纳单个枢轴的近端的臂。所述臂可经配置以在旋转平面中绕单个枢轴旋转。所述旋转平面可相对于所述自行车架的任何垂直平面成锐角。移动机构的实施例可进一步包含连接到所述臂的远端的链条导板。所述链条导板可经配置用于在换挡期间对所述自行车链条进行提升或下拉。

揭示用于使自行车链条在小链环与大链环之间换挡的单枢轴前变速器的实施例。前变速器的实施例可包含用于将所述前变速器紧固到自行车架结构部件的安装机构。前变速器的实施例可进一步包含经由位于近端处的单个枢轴以旋转方式连接到所述安装机构的臂。前变速器的实施例可进一步包含连接到所述臂的远端的链条导板。所述链条导板及臂可经配置以在换挡期间沿相对于所述安装机构向前或向后的方向绕所述单个枢轴选择性地旋转。

揭示用于使自行车链条在小链环与大链环之间换挡的前变速器的实施例。前变速器的实施例可包含链条导板，所述链条导板具有用于分别在向上换挡期间及向下换挡期间啮合所述自行车链条的向上及向外倾斜及仿形的提升表面以及向内及向下倾斜的外拉动表面。前变速器的实施例可进一步包含在远端处连接到所述链条导板的臂。所述臂可装纳所述远端及所述链条导板绕其旋转的枢转轴。前变速器的实施例可进一步包含经由装纳所述枢转轴的单个枢轴以旋转方式连接到所述臂的安装机构。

本文中揭示可调整地连接到前变速器的安装机构的双侧挡链器的实施例。所述双侧挡链器的实施例可包含内护板及外护板。所述内护板可防止所述自行车链条在向下换挡期间掉落在所述小链环内侧。所述外护板可防止所述自行车链条在向上换挡期间掉落在所述大链环外侧。

依据随附、结合附图的详细说明，本发明的额外特征及优点将变得显而易见，所述附图以实例方式一起图解说明本发明的实施例的特征。

附图说明

以下图式图解说明用于实施本发明的示范性实施例。在图式中相似元件符号是指本发明的不同视图或实施例中的相似部件。在图式中在适当的情况下，以虚拟方式用细线或虚线大体上展示其中本发明操作的环境以图解说明本发明如何处理自行车的其它特征。举例来说，在图1到7中，前变速器与其交互的自行车架、齿盘及底部托架全部以虚拟方式展示。然而，并未以虚拟方式展示自行车链条及变速器缆线。

图1是根据本发明的在低位置中的单枢轴前变速器的实施例的左侧视图。

图2是图1中所展示的根据本发明的单枢轴前变速器的实施例的后视图。图2进一步图解说明可附接到前变速器的任选新颖双侧挡链器的实施例。

图3是图1到2中所展示的单枢轴前变速器的实施例的左侧视图，其中链条处于从小链环向上换挡到大链环的过程中。

图4是图1到3中所展示的单枢轴前变速器在链条从小链环变换到大链环时的实施例的后视图。

图5是图1到4中所展示的单枢轴前变速器在自行车链条从小链环变换到大链环时的实施例的俯视图。图5进一步图解说明可附接到前变速器的任选新颖双侧挡链器的实施例。

图6是图1到5中所展示的单枢轴前变速器的其中自行车链条运行于大链环上的实施例的左侧视图。

图7是图1到6中所展示的单枢轴前变速器的其中自行车链条运行于大链环上的实施例的后视图。

图8是如图1到7中所展示的其自身且在低位置中的单枢轴前变速器的实施例的侧视图。

图9是图8中所展示的在低位置中的单枢轴前变速器的实施例的后视图。

图10是如图1到9中所展示的其自身在低换挡位置与高换挡位置之间的单枢轴前变速器的实施例的左侧视图。

图11是图10中所展示的在低换挡位置与高换挡位置之间的单枢轴前变速器的实施例的后视图。

图12是如图1到11中所展示的其自身在高换挡位置中的单枢轴前变速器的实施例的左侧视图。

图13是图12中所展示的在高换挡位置中的单枢轴前变速器的实施例的后视图。

图14及15是图1到13中所展示的具有双侧挡链器的单枢轴前变速器的实施例的前视图。更特定来说，在图14中自行车链条运行于小链环上。在图15中，自行车链条运行于大链环上。

图16及17是根据本发明的图1到15中所展示的不具有双侧挡链器的单枢轴前变速器的实施例的右侧视图，所述右侧视图图解说明如同链条正分别运行于小链环及大链环(未展示)上，变速器及链条导板的定位。

图18是图1到17中所展示的不具有双侧挡链器的单枢轴前变速器的实施例的后透视图。

图19是根据本发明的可组装成图1到18中所展示的具有双侧挡链器的单枢轴前变速器的实施例的组件的分解图。

图20到21是图解说明以第二优选链条导板为特征且不具有任选双侧挡链器的单枢轴前变速器的另一实施例的右侧视图。更特定来说，图20展示在其将运行于小链环(未展示)上时在低换挡位置中的变速器。类似地，图21展示在其将运行于大链环(也未展示)上时在高换挡位置中的变速器。

图22是图20到21中所展示的以第二优选链条导板为特征的单枢轴前变速器的后透视图，所述后透视图展示变速器及链条导板如何与其它自行车组件交互。

图23到24是图解说明以第三优选链条导板为特征且不具有任选双侧挡链器的单枢轴前变速器的另一实施例的右侧视图。更特定来说，图23展示在其将运行于小链环(未展示)上时在低换挡位置中的变速器。类似地，图24展示在其将运行于大链环(也未展示)上时在高换挡位置中的变速器。

图25是图23到24中所展示的以第三优选链条导板为特征的单枢轴前变速器的后透视图，所述后透视图展示变速器及链条导板如何与其它自行车组件交互。

图26是以第三优选链条导板为特征的单枢轴前变速器的第三实施例的实施例的后视图，所述后视图图解说明沿着第二优选链条导板的内板形成的截顶式提升锥体，所述锥体经配置以在向上换挡期间提升自行车链条。

图27是图1到19中所展示的在低换挡位置中的单枢轴前变速器的实施例的前透视图。

图28是图20到22中所展示的在低换挡位置中的以第二优选链条导板为特征的单枢轴前变速器的实施例的前透视图。

图29是图23到25中所展示的在低换挡位置中的以第三优选链条导板为特征的单枢轴前变速器的实施例的前透视图。

图30是根据本发明的以在向上换挡期间作用于自行车链条上的第一优选链条导板为特征的单枢轴前变速器的实施例的俯视图。

图31是图30中所展示的单枢轴前变速器的实施例的右侧视图，所述右侧视图指示图32中所展示的横截面。

图32是穿过如图31中所展示的第一优选链条导板及自行车链条的横截面图，所述横截面图图解说明在向上换挡期间啮合自行车链条的倾斜提升表面。

图33是根据本发明的以在向上换挡期间作用于自行车链条上的第三优选链条导板的实施例为特征的单枢轴前变速器的实施例的前视图。

图34是图33中所展示的单枢轴前变速器的实施例的俯视图。

图35是如图36中所指示穿过图33到34的第三优选链条导板的横截面图。

图36是图33到34中所展示的单枢轴前变速器的右侧视图，所述右侧视图指示图35中所展示的横截面图的位置。

图37是根据本发明的以在向下换挡期间作用于自行车链条上的第三优选链条导板的实施例为特征的单枢轴前变速器的实施例的前视图。

图38是图37中所展示的单枢轴前变速器的实施例的俯视图。

图39是如图40中所指示穿过图37到38的第三优选链条导板的横截面图。

图40是图37到38中所展示的单枢轴前变速器的右侧视图，所述右侧视图指示图39中所展示的横截面图的位置。

具体实施方式

单枢轴前变速器的实施例是在此说明书中参考图解说明所述前变速器的特征且展示其操作的图式而加以描述。如所属领域的技术人员所周知，前变速器是自行车链条可借以从一个自行车链环换挡到另一自行车链环以便改变自行车上的齿轮的机构。所述链环连接到曲柄臂，所述曲柄臂继而在自行车架的底部托架中绕轴承上的主轴旋转。曲柄臂(未在图式中的任一图式中展示)连接到踏板(也未展示)，自行车骑车者操作所述踏板以沿向前旋转方向(参见图1中的弯曲箭头R)绕底部托架的旋转轴旋转齿盘及其链环。

揭示单枢轴前变速器的实施例。借助于单个枢轴的移动被认为是比现有技术新颖及不明显且在换挡方面提供比现有技术前变速器简单但优良及稳健的改进。更特定来说，链条导板及臂以微小角度从头到尾进行的紧密跟随旋转链环的轮廓线的旋转移动被认为是新颖及不明显的。单枢轴前变速器包含数个链条导板或变速器笼架、封闭环或开放笼架中的任一者，在环绕自行车链条的环形区域内具有用于在向上换挡期间提升自行车链条的鞍座状点。链条导板也可具有用于在向下换挡期间对自行车链条进行下拉的倾斜外拉动表面。另一新颖特征是防止任一方向上的无意的过换挡的任选双侧挡链器。通过以一个实施例的分解图开始而开始我们对图式的详细说明。

图19是可根据本发明组装成大体上以箭头100展示的单枢轴前变速器的第一实施例的组件的分解图。大体来说，前变速器100包含大体上以箭头180展示的用于将前变速器100紧固到自行车架部件(未展示)的安装机构及大体上以箭头182展示的用于使自行车链条(未展示)在链环齿轮(未展示)之间选择性地换挡的移动机构。

前变速器100的移动机构182可包含枢轴隔板102，所述枢轴隔板包含枢轴104、安装孔106(展示两个)、用于接纳止动螺钉110(展示两个)的止动螺钉孔108(展示两个)。枢轴隔板102经配置以经由连接到枢转轴115的枢轴104以旋转方式连接到臂114且将回位弹簧112封围于凹部117内。前变速器100的一个新颖及不明显特征被认为是穿过枢转轴115的其单个枢轴104。也就是说，移动机构182的所有移动在绕穿过枢转轴115的单个枢轴104旋转时发生。常规前变速器通常具有四个或四个以上枢转点。

前变速器100的臂114可进一步包含用于紧固变速器缆线(未展示)的缆线紧定螺钉116及缆线紧定螺钉孔118，所述变速器缆线经配置以缠绕圆形枢轴外壳119。臂114还可包含用于接纳第一优选链条导板130的笼架安装件122的笼架安装孔120。第一优选链条导板130具有用于穿过其接纳自行车链条(图19中未展示)的环形开口及用于与自行车链条介接的特殊形状的内表面特征，如本文中进一步所论述。

前变速器100的安装机构180可包含内夹具140及对应外夹具142。内夹具140可进一步包含具有通过其的上部柄脚孔147的上部柄脚146及具有通过其的下部柄脚孔149的相对下部柄脚148。外夹具142可包含具有通过其的中间柄脚孔151的中间柄脚150。当孔147、149及151对准时，且同轴铰链衬套可插入其中以在内夹具140与外夹具142之间形成铰链。内夹具140及外夹具142经配置以环绕自行车架部件(例如，座管或等效件(未展示))且经由通过外夹具安装孔153且旋拧到内夹具安装孔155中的安装螺栓152而紧固到所述车架部件。

内夹具140可进一步包含装纳隔板槽160的安装凹部158。使用隔板螺钉162，移动机构182可通过与枢轴隔板102中的安装孔106配接而紧固到安装机构180。隔板槽160提供对移动机构182的从头到尾的调整以适应各种大小的链环及用于精确操作以及换挡性能。

内夹具140可进一步包含用于安装任选双侧挡链器170的双侧挡链器安装孔156。双侧挡链器170可包含用于接纳挡链器安装螺栓172的挡链器安装槽174，所述挡链器安装螺栓经配置以旋拧到内夹具140的双侧挡链器安装孔156中。挡链器安装槽174允许任选双侧挡链器170的横向调整。双侧挡链器170包含外护板176及内护板178，所述外护板及所述内护板彼此大体上平行且经配置以在运行于任一链环(均未展示)上时环绕自行车链条(未展示)。双侧挡链器170被认为是单枢轴前变速器的新颖特征，这是因为其在自行车链条的两侧同时操作且从齿盘(未展示)的顶部上方操作。防掉链器是此项技术中已知的，但不同于挡链器170其被认为是限制于链环组的单个侧。现在将参考其它图式来论述单枢轴前变速器的实施例的操作方面及额外特征。

在图1到7及14到17中大体上以虚拟方式展示其中单枢轴前变速器100操作的环境方面，除自行车链条200及变速器缆线202(其中其出现在图式中)之外。举例来说，在图1到7中，座管车架部件204、下管车架部件206、底部托架或主轴208、大链环210及小链环212大体上全部以虚线展示。通过以虚拟方式展示那些环境方面，在本文中更清晰地图解说明变速器100的新颖及不明显特征。未在图式中展示的自行车的其它方面及组件为所属领域的技术人员显而易见且不需要展示以描述本文中所展示的变速器100的基本工作方式。

存在与单枢轴前变速器100相关联的将所述单枢轴前变速器与常规前变速器相区分的若干个特征。举例来说，变速器100借助单个枢轴而非借助多个链节、接头及/或臂移动。移动机构182(图19)的此简单性急剧地增加稳定性且减小复杂性。另外，链条导板130在不同区中具有表面特征，使得其取决于其相对于枢转点104的定向而与自行车链条200以不同方式交互。如各种视图中所见，自行车链条200在运行于小链环212上时与链条导板130的前部分交互，且在运行于较大链环210上时与链条导板130的后部分交互。在当自行车链条200从小链环212移动到较大链环210时的向上换挡期间，自行车链条200及链条导板130的环形开口内部的作用交互点的变换改变。另一新颖特征是变速器100的锚定点对不同的链环组大小保持相同。根据一个实施例，变速器100的臂114可相对于单个枢轴104向外或向内调整以适应各种大小的链环组(参见(例如)以参考方式并入本文中的美国临时申请案第61/788,063号，使臂108具有图18中展示并在段落[0074]处论述的多个笼架安装孔)。链条导板130相对于链环210或212的旋转的相对运动对单枢轴前变速器100来说是独特的。在向上换挡期间的此独特运动允许链条导板130在其自然旋转R期间跟随链条200及链环210或212。换句话说，链条导板130围绕链环210、212的周边而跟随所述链环，而非如常规前变速器移动一般大体上垂直于链环的平面而移动。此独特运动包含在大体上平行于链环的旋转平面的平面中绕单个枢轴104枢转，只不过以微小角度α(例如，参见图4)枢转，从而允许链条导板130在其从小链环212位置移动到大链环210位置时稍微向外横向地移动。此允许链条导板130内的环形空间与运行于那些链环210、212上的自行车链条200的位置对准或以所述位置为中心。最后，变速器100及其独特链条导板130在向上换挡期间直接提升自行车链条200，而非依赖于链环210的移动及向上旋转来完成提升。

图1是根据本发明的在低位置中的大体上以箭头100展示的单枢轴前变速器的实施例的左侧视图。低位置是其中自行车链条运行于小链环212上的位置。变速器100经展示安装到座管204且邻近于大链环210及小链环212。自行车链条200通过第一优选链条导板130，所述第一优选链条导板继而连接到具有笼架安装孔120及笼架安装件122的臂114。图1进一步图解说明由安装螺栓152紧固的外夹具142。具有枢轴104的枢轴隔板102为臂114提供旋转支撑。圆形枢轴外壳119经展示具有缠绕缆线紧定螺钉116且由所述缆线紧定螺钉紧固的变速器缆线202。图1进一步图解说明任选双侧挡链器170，特定来说防止自行车链条200任何进一步向内移动的内护板178。齿盘的向前旋转方向由箭头R指示。还以虚拟方式展示其它结构特征，即在底部托架208处接合座管204的下管206。齿盘旋转轴以底部托架208为中心。前变速器的旋转轴以单个枢轴104为中心。

图2是图1中所展示的根据本发明的单枢轴前变速器100的实施例的后视图。图2进一步图解说明可附接到前变速器的任选新颖双侧挡链器170的实施例。图2尤其用于图解说明双侧挡链器170的外护板176及所述外护板如何防止自行车链条200掉落在大链环210的外侧(图2右侧)。图2的后视图还图解说明沿着链条导板130的内表面上的鞍座状表面的倾斜提升表面131。在此视图中，此倾斜提升表面131在自行车链条200下方，因此清晰地看到所述倾斜提升表面，但在向上换挡期间，当确实发生提升时(参见图4及下文的相关论述)，此倾斜提升表面131将接触自行车链条200，实际上从链条200的邻近于表面131的拐角将链条200向上提升离开小链环212。此与在向上换挡期间仅横向向外推动(图2右侧)的常规前变速器形成鲜明对比。图2图解说明安装机构180(图19)，所述安装机构包括由安装螺栓152围绕座管204紧固的内夹具140及外夹具142。较大直径的下管206以虚拟方式展示在座管204后方。此外，座管204及下管206在底部托架208处接合，其中以虚线展示齿盘的旋转轴A。

图3是图1到2中所展示的单枢轴前变速器100的实施例的左侧视图，其中自行车链条200正处于从小链环212向上换挡到大链环210的过程中。相对于图1，应显而易见，臂114已绕图3中的单个枢轴104逆时针旋转。在向上换挡期间，此逆时针移动已啮合链条导板130的倾斜提升表面131(未展示，但参见图2及30到32)以借此提升自行车链条200。注意，为清楚起见未在图3中展示变速器缆线202。

图4是图1到3中所展示的单枢轴前变速器100在自行车链条200从小链环212变换到大链环210时的实施例的后视图。图4最好地图解说明在鞍座状倾斜提升表面131啮合自行车链条200且将所述自行车链条提升离开小链环212的所述鞍座状倾斜提升表面。还应注意，单枢轴前变速器100的旋转移动并不相对于自行车架部件(座管204及下管206)的任何垂直平面完全垂直，而是成角度α。此角度α大致上跟踪延长穿过小链环212的齿的尖端到达大链环210的齿的尖端的切线，举例来说，如在图2或4中如从后部可见。支持具有某一预选角度α的理念是允许链条导板130较紧密地跟踪链环210及212的外周边且在链条从小链环212移动到大链环210时跟随链条位置。变速器100的其它方面及图4中所展示的其环境类似于图2，只不过出于图解说明的清楚同样未展示变速器缆线202。

图5是图1到4中所展示的单枢轴前变速器100在自行车链条200从小链环212变换到大链环210时的实施例的俯视图。图5进一步图解说明可使用挡链器安装螺栓172紧固到前变速器100的任选双侧挡链器170的实施例。如图5中所展示，挡链器170分别借助外护板176及内护板178环绕链环210及212，借此防止自行车链条200过换挡到链环210及212外侧或内侧。挡链器安装槽174允许任选双侧挡链器170的精确调整。移动机构182(即，枢轴隔板102(未展示))(图19)、臂114及链条导板130的从头到尾的调整也可使用隔板槽160中的隔板螺钉162来达成。最后，图5再次图解说明链条导板130的内表面上的鞍座状倾斜提升表面131，所述鞍座状倾斜提升表面展示为与自行车链条200接触。

图6是图1到5中所展示的单枢轴前变速器100的实施例的左侧视图，其中自行车链条200运行于大链环210上。可在图解说明从小链环212到大链环214的完整向上换挡的图1、3及6中所展示的进展中观察到臂114及链条导板130绕变速器100的单个枢轴104的逆时针旋转。注意，图1图解说明低位置，即，自行车链条200运行于小链环212上，而图6图解说明高位置，即，自行车链条200运行于大链环210上。在高位置中，自行车链条200自由通过链条导板130而不触碰其。图7中展示了此方面。

图7是图1到6中所展示的单枢轴前变速器的实施例的后视图，其中自行车链条200运行于大链环210上且以第一优选链条导板130的环形开口为中心。

图8、10及12是完全自身的不包含任何环境方面的单枢轴前变速器100的实施例的左侧视图，但分别在三个位置的每一者中：图8为低位置、图10为中间位置(在低换挡位置与高换挡位置之间)且图12为高位置。此顺序的图式(图8、10及12)清晰地图解说明在向上换挡(或相反，向下换挡)期间臂114及链条导板130绕单个枢轴104的旋转。此外，链条导板130从自行车(未展示)的后部(图8)朝向前部(图12)的此旋转移动是单枢轴前变速器100的独特及新颖特征。

图9、11及13是完全自身的不包含任何环境方面的单枢轴前变速器100的实施例的后视图，但同样分别在三个位置的每一者中：图9为低位置，图11为中间位置(在低换挡位置与高换挡位置之间)且图13为高位置。此顺序的图式(图9、11及13)清晰地图解说明链条导板130相对于在所有三个图9、11及13中保持静止的自行车(未展示)的向上及稍微向外(回想角度α，图4)移动。

图14及15是具有图1到13中所展示的双侧挡链器170的单枢轴前变速器100的实施例的前视图。更特定来说，在图14中自行车链条200运行于小链环212上。还应注意，双侧挡链器170的内护板178在最靠近于下管206的侧上接近于自行车链条200，但与所述自行车链条间隔开，且因此将防止自行车链条200任何程度地靠近于下管206。

在图15中，自行车链条200运行于大链环210上。如图15中所展示，双侧挡链器170的外护板176在距下管206最远的侧上接近于自行车链条200，但与所述自行车链条间隔开。外护板176将防止自行车链条200掉落在大链环210外侧。还应注意，在图14及15的前视图中，安装机构(参见图19中的箭头180)被下管206极大地遮盖。

图16及17是图1到15中所展示但不具有任选双侧挡链器170的单枢轴前变速器100的实施例的右侧视图。图16及17图解说明根据本发明如同自行车链条200分别运行于小链环212及大链环210(未展示)上，移动机构(但更特定来说，臂114及第一优选链条导板130)的大体上以箭头182展示的定位。大体上以箭头180展示的安装机构(图16)包含内夹具140。图16图解说明低换挡位置中的单枢轴前变速器100，即，自行车链条200运行于小链环212(未展示)上。图17图解说明高换挡位置中的单枢轴前变速器100，即，自行车链条200运行于大链环210(未展示)上。

图18是图1到17中所展示的不具有任选双侧挡链器170的单枢轴前变速器100的实施例的后透视图。在18中也展示了其中变速器100操作的环境(座管204、下管206、底部托架208以及大链环210及小链环212)，但未用(例如)图1到7中所使用的虚拟(点或虚)线。在图18中，单枢轴前变速器100是在低换挡位置中，即，自行车链条200运行于小链环212上且通过链条导板130的环形开口。臂114的旋转在枢转轴115处发生。

虽然单枢轴前变速器100已图解说明为具有第一优选链条导板130，但其它链条导板配置也是合适的。举例来说，以下各项中所揭示的环形链条导板也可适于与本文中所揭示的单枢轴前变速器100、300及400一起使用：颁予克里斯多夫、A.威克利夫两人的美国专利第6,454,671号及第7,025,698号、颁予威克利夫等人的美国专利第8,303,443号及也颁予威克利夫等人的美国临时专利申请案第61/788,063号。下文揭示用于与单枢轴前变速器100、300及400的实施例一起使用的链条导板的其它优选实施例。

图20到21是图解说明根据本发明的以第二优选链条导板132为特征且不具有任选双侧挡链器170的单枢轴前变速器300的第二实施例的右侧视图。变速器300类似于变速器100，只不过用第二优选链条导板132替换第一优选链条导板130。更特定来说，图20展示低换挡位置中的变速器300，即，其中自行车链条200运行于小链环212(未展示)上。类似地，图21展示高换挡位置中的变速器300，即，其中自行车链条200运行于大链环210(也未展示)上。

第二优选链条导板132的配置不同于图1到19中所展示的第一优选链条导板130。链条导板132不具有如同链条导板130的封闭环。而是，其具有允许较容易维修的开放笼架设计，这是因为不必破坏自行车链条200来从自行车拆卸前变速器300。链条导板132的开放笼架设计也被认为与现有技术相异，这是因为其不具有封闭环。开放笼架设计进一步允许链条导板132极靠近于链环210及212而不触碰所述链环而操作。链条导板132的此开放笼架特征允许链环210及212上的精确链条放置以用于快速换挡。链条导板132的此开放笼架特征将自行车链条200维持于适当位置中，同时跟踪每一链环210及212的周界。通过紧密跟踪每一链环210及212的周界，不存在充足空间使自行车链条200跳出大链环210与链条导板132笼架的部分之间。

单枢轴前变速器300的第二优选链条导板132的另一相异特征是形成于链条导板132的内侧表面上的截顶式提升锥体133特征。虽然锥体133在图式图(FIGS)中展示为大体上圆锥形特征，但将了解，仅部分锥体特征将执行相同功能，即，锥体形状不需要总是如此。举例来说且并非以限制方式，第一优选链条导板的表面131具有并非成为完整圆的大致锥形提升表面。因此，如本文中所使用的术语“截顶式提升锥体”反应达成本文中所描述及所展示的自行车链条提升效应的锥形提升表面的这些变化。截顶式提升锥体133形成用于在向上换挡期间朝向大链环210提升及偏置自行车链条200的向外逐渐缩小的表面。截顶式提升锥体133的凸出部分及动作角度甚至在向上换挡期间在第二优选链条导板132及移动机构182绕单个枢轴104及轴115旋转时持续。截顶式提升锥体133的形状及角度经仔细选择以获得促进向上换挡的直接且快速动作。截顶式提升锥体133的功能类同于上文所论述的第一优选链条导板130的鞍座状倾斜提升表面131的功能。下文关于额外图式阐释与截顶式提升锥体133有关的额外特征。

图22是单枢轴前变速器300的第二实施例的后透视图。变速器300以图20到21中所展示的第二优选链条导板132为特征。图22展示变速器300及链条导板132如何与以类同于图18的方式与其它自行车组件交互。注意，由于链条导板132的开放笼架特征，因此其可比常规闭合环形链条导板更紧密地跟踪大链环210及小链环212的周界。

图23到24是图解说明以第三优选链条导板134为特征且不具有任选双侧挡链器170的单枢轴前变速器400的第三实施例的右侧视图。更特定来说，图23展示低换挡位置中的变速器400，即，其中自行车链条200行于小链环212(未展示)上。类似地，图24展示高换挡位置中的变速器400，即，其中自行车链条200运行于大链环210(也未展示)上。

第三优选链条导板134的配置为类似于第二优选链条导板132的开放笼架设计。此开放笼架特征允许前变速器400的较容易维修，这是因为不需要破坏链条200来拆卸或安装变速器400。第三优选链条导板134也包含类似于第二优选链条导板132的锥体133的截顶式提升锥体135特征。截顶式提升锥体135也形成用于在向上换挡期间朝向大链环210提升及偏置自行车链条200的向外逐渐缩小的表面。截顶式提升锥体135的凸出部分及动作角度甚至也在向上换挡期间在第三优选链条导板134及移动机构182绕单个枢轴104及轴115旋转时持续。截顶式提升锥体135的形状及角度经仔细选择以获得促进向上换挡的直接且快速动作。截顶式提升锥体135的功能类同于上文所论述的第一优选链条导板130的鞍座状倾斜提升表面131及锥体133的功能。

图25是图23到24中所展示的以第三优选链条导板134为特征的单枢轴前变速器400的第三实施例的后透视图。图25图解说明变速器400及链条导板134如何以类同于图18及22的方式与其它自行车组件交互。如同链条导板132，链条导板134的开放笼架特征可比常规封闭环形链条导板更紧密地跟踪大链环210及小链环212的周界。

图26是以第三优选链条导板134为特征的单枢轴前变速器400的第三实施例的后视图，所述后视图图解说明沿着第三优选链条导板134的内板形成的截顶式提升锥体135。截顶式提升锥体135经配置以在向上换挡期间提升自行车链条200。图26中所展示的变速器400的视图已经简化以更清晰地展示其结构特征中的一些结构特征。举例来说，未在图26中展示任选双侧挡链器170及变速器缆线202。图26展示截顶式提升锥体135特征如何在向上换挡期间与自行车链条200的拐角交互。由于锥体135为圆形及锥形的，因此倾斜动作及随之而来的提升效应甚至维持于臂114的旋转期间。一旦自行车链条200已脱离大链环210的齿的内表面且变得以大链环210为中心，自行车链条200便从锥体135滑落且降落成与大链环210完全啮合。由本文中所揭示的所有单枢轴前变速器100、300、400达成的此独特旋转提升及降落动作无法由常规前变速器达成。

图27到29允许分别直接比较前变速器100、300及400的实施例的相异链条导板130、132及134。图27到29还图解说明定位于枢轴隔板102中的止动螺钉110(展示两个)。止动螺钉110提供对移动机构182(特定来说臂114)的旋转的限制。

更具体来说，图27图解说明图1到19中所展示的在低换挡位置中的单枢轴前变速器100的实施例的前透视图。同样注意，第一优选链条导板130具有用于环绕自行车链条200(未展示)的封闭环。鞍座状倾斜提升表面131形成于链条导板130的内下部表面上。

图28是图20到22中所展示的在低换挡位置中的以第二优选链条导板132为特征的单枢轴前变速器300的实施例的前透视图。如图28中所展示，第二优选链条导板132的内侧下部表面包含用于在向上换挡期间提升自行车链条200(未展示)的截顶式提升锥体133。

图29是图23到25中所展示的在低换挡位置中的以第三优选链条导板134为特征的单枢轴前变速器400的实施例的前透视图。如图29中所展示，第二优选链条导板134的内侧下部表面还包含用于在向上换挡期间提升自行车链条200(未展示)的截顶式提升锥体135。

图30是根据本发明的以在向上换挡期间作用于自行车链条200上的第一优选链条导板130为特征的单枢轴前变速器100的第一实施例的俯视图。更特定来说，自行车链条200在图30中从右移动到左且从小链环212(未展示)朝向大链环210(未展示)移动。

图31是图30中所展示的单枢轴前变速器100的实施例的右侧视图，所述右侧视图指示图32中所展示的横截面。注意，图31中的视图正交于图30中的视图。注意，在图30到31中，自行车链环210及212是不可见的，但链条200展示为骑乘于不可见链环210及212上。

图32是如图31中所展示穿过第一优选链条导板130及自行车链条200的横截面图，所述横截面图图解说明在向上换挡期间作用于自行车链条200上或啮合所述自行车链条的倾斜提升表面131。注意，相比来说，常规前变速器往往具有大体上平坦及垂直的内侧板表面。

图33到36图解说明以单枢轴前变速器400的第三实施例为特征的链条导板134的第三优选实施例的其它细节。更特定来说，图33图解说明根据本发明的以在向上换挡期间作用于自行车链条200上的第三优选链条导板134的实施例为特征的单枢轴前变速器400的第三实施例的前视图。图34是图33中所展示的单枢轴前变速器400的第一实施例的俯视图。更特定来说，自行车链条200在图34中从右移动到左且从小链环212(未展示)朝向大链环210(未展示)移动。

从图33及34显而易见，链条导板134的内侧表面在向上换挡期间作用于自行车链条200上且弯折所述自行车链条。图36是图33到34中所展示的单枢轴前变速器400的第三实施例的右侧视图，所述右侧视图指示图35中所展示的横截面图的位置。注意，在图33、34及36中，自行车链环210及212是不可见的，但链条200展示为骑乘于不可见链环210及212上。

图35图解说明如图36中所指示穿过图33到34中所展示的第三优选链条导板134的横截面图。自行车链条横截面为经展示恰好遮盖于截顶式提升锥体135上方的两个内板。穿过第二优选链条导板132的对应横截面将具有关于截顶式提升锥体133的类似外观。截顶式提升锥体135具有用于啮合自行车链条200的拐角的倾斜动作表面。此配置与往往具有大体上平坦及垂直的内侧板表面的常规前变速器形成对比。

一直到详细说明中的此点，所述论述已集中于单枢轴前变速器100、300及400的用于执行向上换挡的结构特征及操作。然而，变速器100、300及400也具有用于达成快速向下换挡的新颖特征。图37到40图解说明变速器100、300及400如何达成快速向下换挡，其在向下换挡期间实际上对自行车链条200进行下拉。

更特定来说，图37是根据本发明的以在向下换挡期间作用于自行车链条200上的第三优选链条导板134的实施例为特征的单枢轴前变速器400的第三实施例的前视图。图38是图37中所展示的单枢轴前变速器400的第三实施例的俯视图。更特定来说，自行车链条200在图38中从右移动到左且从大链环210(未展示)朝向小链环212(未展示)移动。图37及38展示在向下换挡期间第三优选链条导板134横向弯折自行车链条200。

图40图解说明图37到38中所展示的单枢轴前变速器400的第三实施例的右侧视图，所述右侧视图指示图39中所展示的横截面图的位置。图40中所展示的自行车链条200的弯曲部分支撑于大链环210(未展示)上。自行车链条200的展示为在链条导板134左侧的部分在张力下，从而旋转盒中的后齿轮或后轮的齿轮组(未展示)。注意，链条200的此部分在链条导板134的右边的部分下方，这是因为其被下拉于链条导板134的倾斜外拉动表面136(参见图39及下文的论述)处。

最后，图39图解说明如图40中所指示穿过图37到38的第三优选链条导板134的横截面图。第三优选链条导板134的横截面图解说明作用于自行车链条200的上部右拐角上的倾斜外拉动表面136。图39中所展示的横截面图解说明自行车链条200及臂114的部分的横截面，这是因为两者均被遮蔽。正是作用于自行车链条200的上部右拐角上的此独特倾斜外拉动表面136赋予变速器400快速向下换挡性能。将理解，类似倾斜外拉动表面在链条导板130及132中发现。

在图式中所展示的变速器100、300及400的实施例中，臂114经展示经由呈上拉配置的回位弹簧112朝向低换挡位置偏置。将理解，在单枢轴前变速器的其它实施例(未展示)中，回位弹簧可沿相对方向(即，上拉配置)偏置以用于等效机械操作。

还将理解，虽然截顶式提升锥体特征133及135分别展示于开放笼架链条导板132及134上，但此特征不限于开放笼架链条导板且可应用于类似于第一优选链条导板130的封闭环形链条导板。类似地，在未展示的其它实施例中，鞍座状倾斜提升表面131也可应用于开放笼架链条导板的上下文中。

事实上，所属领域的技术人员使用此书面说明应能够实践拉动类型配置的所有变化形式。因此，所有此类拉动类型视为在本发明的范围内。类似地，所有图式中所展示的安装机构为夹具类型。所属领域的技术人员使用此书面说明应能够实践安装类型的所有变化形式，例如，耳挂式、E型、DMD等。相应地，所有此类安装机构视为在本发明的范围内。

构造单枢轴前变速器100、300及400的材料包含适合轻量合金金属，例如，铝、钛、不锈钢、碳复合材料。

以下详细说明是可能或可能不与图式精确对应的单枢轴前变速器及用于描述所述图式中的组件及特征的名称的其它一般实施例，但然而是本文中所揭示的发明性概念的额外变化形式。

揭示用于使自行车链条在小链环与大链环之间换挡的单枢轴前变速器的实施例。前变速器的实施例可包含用于在结构上将前变速器紧固到自行车架的安装机构。安装部件可为一对铰链式夹具140及142，如本文中所揭示。到自行车架的连接通常经由结构部件，例如，座管204，如本文中所揭示。前变速器的实施例可进一步包含连接到安装机构的移动机构的实施例。移动机构的实施例可进一步包含具有装纳单个枢轴的近端的臂。所述臂可经配置以在旋转平面中绕单个枢轴旋转。旋转平面可相对于自行车架的任何垂直平面成锐角。举例来说，在存在座管204及下管206的情况下，座管204及下管206中的每一者的轴将位于相对于自行车架的垂直平面中。在另一实例中，如果要把车架切成两半以形成自行车架自身或整个自行车的左侧及右侧，那么此将为自行车架的用于参考锐角α的此垂直平面。移动机构的实施例可进一步包含连接到所述臂的远端的链条导板。链条导板可经配置用于在换挡期间对自行车链条进行提升或下拉。

根据另一实施例，前变速器可进一步包括可调整地连接到安装机构的双侧挡链器，所述双侧挡链器具有悬置于所述链环及所述自行车链条之间且重叠所述链环及所述自行车链条以防止在换挡期间自行车链条的无意过冲的内护板及外护板。根据另一实施例，链条导板可包含完全封围自行车链条的环形笼架，所述环形笼架具有经配置用于在向上换挡期间将自行车链条从小链环上的低位置提升到大链环上的高位置的下部内鞍座状倾斜提升表面。根据又一实施例，链条导板可包含部分封围自行车链条的开放笼架，所述开放笼架具有向外延伸的截顶式提升锥形表面，所述截顶式提升锥形表面经配置用于在向上换挡期间将自行车链条从小链环上的低位置提升到大链环上的高位置。

揭示用于使自行车链条在小链环与大链环之间换挡的单枢轴前变速器的实施例。前变速器的实施例可包含用于将前变速器紧固到自行车架结构部件的安装机构。安装部件同样可为一对铰链式夹具140及142，如本文中所揭示。自行车架结构部件也可为座管204，如本文中所揭示。前变速器的实施例可进一步包含经由位于近端处的单个枢轴以旋转方式连接到安装机构的臂。前变速器的实施例可进一步包含连接到臂的远端的链条导板。链条导板及臂可经配置以在换挡期间沿相对于安装机构向前或向后的方向绕单个枢轴选择性地旋转。

根据另一实施例，链条导板可包含环形链条导板或完全封围自行车链条的笼架。根据此实施例，环形笼架可具有经配置用于在向上换挡期间将自行车链条从小链环上的低位置提升到大链环上的高位置的下部内鞍座状倾斜提升表面。根据另一实施例，环形笼架可进一步包含形成于其中的经配置用于在向下换挡期间将自行车链条从大链环上的高位置下拉到小链环上的低位置的倾斜外拉动表面。

根据另一实施例，链条导板可包含部分封围自行车链条的开放笼架。开放笼架的实施例可进一步包含从内表面向外延伸的截顶式提升锥形表面。截顶式提升锥形表面的实施例可经配置用于在向上换挡期间将自行车链条从小链环上的低位置提升到大链环上的高位置。根据又一实施例，臂在旋转平面中绕单个枢轴旋转。旋转平面可相对于包含座管轴及下管轴的另一平面成锐角。

根据一个实施例，前变速器可进一步包含可调整地连接到安装机构的双侧挡链器，所述双侧挡链器具有悬置于所述链环及所述自行车链条之间且重叠所述链环及所述自行车链条以防止在换挡期间自行车链条的无意过冲的内护板及外护板。根据另一实施例，前变速器可进一步包含可调整地连接到安装机构的枢轴隔板。枢轴隔板可装纳臂以旋转方式连接到其的单个枢轴。根据另一实施例，安装机构可包含由安装螺栓152紧固的内夹具140及外夹具142，如本文中所展示。根据又一实施例，自行车架结构部件可为座管204，如本文中所展示。

揭示用于使自行车链条在小链环与大链环之间换挡的前变速器的实施例。前变速器的实施例可包含链条导板，所述链条导板具有用于分别在向上换挡及向下换挡期间啮合自行车链条的鞍座状提升表面(参见(例如)131，如本文中所描述)及倾斜外拉动表面(参见(例如)136，如本文中所描述)。前变速器的实施例可进一步包含在远端处连接到链条导板的臂。所述臂可装纳远端及链条导板绕其旋转的单个枢轴。前变速器的实施例可进一步包含经由单个枢轴以旋转方式连接到臂的安装机构。

根据一个实施例，安装机构可可调整地附接到自行车架结构部件。根据特定实施例，自行车架结构部件可为座管204。根据另一实施例，链条导板可在向上换挡期间绕单个枢轴向前及向上旋转。相对术语向前及向上均是相对于自行车上的骑车者而参考。根据另一实施例，链条导板可在向下换挡期间绕单个枢轴向后及向下旋转。根据又一实施例，链条导板可包含允许在不破坏自行车链条的情况下安装、拆卸及维修前变速器的开放笼架。

根据一个实施例，前变速器可进一步包含可调整地连接到安装机构的任选双侧挡链器(参见(例如)170，如本文中所揭示)，所述任选双侧挡链器具有内护板178及外护板176，内护板176防止自行车链条在向下换挡期间掉落在小链环212内侧且外护板176防止自行车链条200在向上换挡期间掉落在大链环210外侧。

将理解，本文中所揭示的任选双侧挡链器170不限于任何特定类型的移动机构，例如本文中所展示的前变速器的单枢轴移动。相应地，揭示可调整地连接到自行车架的结构部件的双侧挡链器170的实施例。此结构部件可为任何适合的结构部件，例如，座管204或链柱(未展示)。此外，双侧挡链器的此实施例可能或可能不附接到任何类型的前变速器的安装机构，并非仅本文中所揭示的单枢轴前变速器。因此，将理解，本文中所揭示的双侧挡链器设计及概念被认为是完全新颖及不明显的且不需要任何特定附接机构或与前变速器相关联。双侧挡链器(例如，170)的实施例可包含内护板(例如，178)及外护板(例如，176)。内护板(例如，178)可防止自行车链条200在向下换挡期间掉落在小链环212内侧。外护板(例如，176)可防止自行车链条200在向上换挡期间掉落在大链环210外侧。

在理解本发明的范围时，如本文中用于描述装置的组件、区段或部件的术语“经配置”包含经构造以实施所要功能的结构元件。在理解本发明的范围时，如本文中所使用的术语“包括”及其派生词打算为开放型术语，其指定所陈述特征、元件、组件、群组、整数及/或步骤的存在，但不排除其它未陈述特征、元件、组件、群组、整数及/或步骤的存在。上述内容也适用于具有类似含义的词语，例如术语“包含”、“具有”及其派生词。此外，术语“部件”、“区段”、“部分”、“部件”或“元件”在以单数形式使用时可具有单个部件或多个部件的双重含义。如本文中用于描述本发明，以下方向性术语“向前、向后、在.....上方、向下、垂直、水平、在......下方及横向”以及任何其它类似方向性术语是指用本发明装备的自行车的那些方向。相应地，如用以描述本发明的这些术语应相对于如用于正常骑乘位置(如由骑车者观看)中的用本发明装备的自行车而解释。最后，例如“实质上”、“约”及“大约”等程度术语(如果本文中使用)意指修饰术语的合理偏差量使得最终结果并未显著改变。

虽然在本发明的所图解说明实施例中证明了本发明的前述优点，但可对本发明的配置、设计及构造做出多种改变以达成那些优点。因此，本文中对本发明的结构及功能的具体细节的参考为仅通过实例方式而非限制方式。

Claims (22)

1.一种用于使自行车链条在小链环与大链环之间换挡的单枢轴前变速器，所述前变速器包括：

安装机构，其用于在结构上将所述前变速器紧固到自行车架；及

移动机构，其连接到所述安装机构，其中：

所述移动机构包括臂和连接到所述臂的远端的链条导板，所述臂具有装纳单个枢轴的近端，

所述臂和链条导板在旋转平面中绕所述单个枢轴旋转，

所述旋转平面相对于所述自行车架的垂直平面成锐角，且

所述链条导板经配置用于在换挡期间对所述自行车链条进行提升或下拉。

2.根据权利要求1所述的前变速器，其进一步包括可调整地连接到所述安装机构的双侧挡链器，所述双侧挡链器具有悬置于所述链环及所述自行车链条上的内护板及外护板，且所述内护板及外护板与所述链环及所述自行车链条重叠以在换挡期间防止所述自行车链条的无意过冲。

3.根据权利要求1所述的前变速器，其中所述链条导板包括完全封围所述自行车链条的环形笼架，所述环形笼架具有经配置用于在向上换挡期间将所述自行车链条从所述小链环上的低位置提升到所述大链环上的高位置的下部内鞍座状倾斜提升表面。

4.根据权利要求1所述的前变速器，其中所述链条导板包括部分封围所述自行车链条的开放笼架，所述开放笼架具有向外延伸的截顶式提升锥形表面，所述截顶式提升锥形表面经配置用于在向上换挡期间将所述自行车链条从所述小链环上的低位置提升到所述大链环上的高位置。

5.一种用于使自行车链条在小链环与大链环之间换挡的单枢轴前变速器，所述前变速器包括：

安装机构，其用于将所述前变速器紧固到自行车架结构部件；

臂，其经由位于近端处的单个枢轴以旋转方式连接到所述安装机构；及

链条导板，其连接到所述臂的远端，所述链条导板及臂经配置以在换挡期间沿相对于所述安装机构向前或向后的方向绕所述单个枢轴选择性地旋转。

6.根据权利要求5所述的前变速器，其中所述链条导板包括完全封围所述自行车链条的环形笼架，所述环形笼架具有经配置用于在向上换挡期间将所述自行车链条从所述小链环上的低位置提升到所述大链环上的高位置的下部内鞍座状倾斜提升表面。

7.根据权利要求6所述的前变速器，其中所述环形笼架进一步包括形成于其中的倾斜外拉动表面，所述倾斜外拉动表面经配置用于在向下换挡期间将所述自行车链条从所述小链环上的所述低位置下拉到所述大链环上的所述高位置。

8.根据权利要求5所述的前变速器，其中所述链条导板包括部分封围所述自行车链条的开放笼架，所述开放笼架具有从内表面向外延伸的截顶式提升锥形表面，所述截顶式提升锥形表面经配置用于在向上换挡期间将所述自行车链条从所述小链环上的低位置提升到所述大链环上的高位置。

9.根据权利要求5所述的前变速器，其中所述臂在旋转平面中绕所述单个枢轴旋转，所述旋转平面相对于垂直通过所述自行车将所述自行车划分成左半部分及右半部分的另一平面成锐角。

10.根据权利要求5所述的前变速器，其进一步包括可调整地连接到所述安装机构的双侧挡链器，所述双侧挡链器具有悬置于所述链环及所述自行车链条上的内护板及外护板，且所述内护板及外护板与所述链环及所述自行车链条重叠以在换挡期间防止所述自行车链条的无意过冲。

11.根据权利要求5所述的前变速器，其进一步包括可调整地连接到所述安装机构的枢轴隔板，所述枢轴隔板包含所述臂以旋转方式连接到的所述单个枢轴。

12.根据权利要求5所述的前变速器，其中所述安装机构包括由安装螺栓紧固的内夹具及外夹具。

13.根据权利要求5所述的前变速器，其中所述自行车架的结构部件包括座管。

14.一种用于使自行车链条在小链环与大链环之间换挡的前变速器，所述前变速器包括：

链条导板，其具有用于分别在向上换挡期间及向下换挡期间啮合所述自行车链条的向上及向外倾斜及仿形提升表面以及向内及向下倾斜外拉动表面；

臂，其在远端处连接到所述链条导板，所述臂装纳所述远端及所述链条导板绕其旋转的枢转轴；及

安装机构，其经由装纳所述枢转轴的单个枢轴以旋转方式连接到所述臂，

其中所述臂和所述链条导板的旋转平面相对于所述链环的旋转平面成锐角。

15.根据权利要求14所述的前变速器，其中所述安装机构可调整地附接到自行车架结构部件。

16.根据权利要求15所述的前变速器，其中所述自行车架结构部件包括座管。

17.根据权利要求14所述的前变速器，其中所述链条导板在向上换挡期间绕所述单个枢轴向前及向上旋转。

18.根据权利要求14所述的前变速器，其中所述链条导板在向下换挡期间绕所述单个枢轴向后及向下旋转。

19.根据权利要求14所述的前变速器，其中所述链条导板包括允许在不破坏所述自行车链条的情况下安装、拆卸及维修所述前变速器的开放笼架。

20.根据权利要求14所述的前变速器，其进一步包括可调整地连接到所述安装机构的双侧挡链器，所述任选双侧挡链器具有内护板及外护板，所述内护板防止所述自行车链条在向下换挡期间掉落在所述小链环内侧且所述外护板防止所述自行车链条在向上换挡期间掉落在所述大链环外侧。

21.一种可调整地连接到具有前变速器的自行车的自行车架的结构部件的双侧挡链器，

所述双侧挡链器包括内护板及外护板，所述内护板和外护板在所述自行车的齿盘的上方彼此连接，所述齿盘包括小链环和大链环，其中

所述内护板经定位以防止所述自行车链条在由所述前变速器向下换挡期间掉落在所述小链环内侧，且

所述外护板经定位以防止所述自行车链条在由所述前变速器向上换挡期间掉落在所述大链环外侧。

22.一种用于使自行车链条在自行车的小链环与大链环之间换挡的单枢轴前变速器，所述前变速器包括：

安装机构，其用于在结构上将所述前变速器紧固到自行车架；及

移动机构，其包括臂，所述臂具有装纳单个枢轴的近端和连接到链条导板的远端，其中所述臂和链条导板在旋转平面中绕所述单个枢轴旋转，所述旋转平面相对于所述链环的旋转平面成锐角，且所述链条导板在换挡期间将所述链条提升或下拉。