CN1056812C - 自行车用变速操作装置 - Google Patents

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Abstract

自行车用变速操作装置，包括卷绕变速钢丝绳的卷绕体，固定轴，使该卷绕体转动的变速杆和指示变速级的指示器，该卷绕体可转动地安装在固定轴上，变速杆连动地连接在上述卷绕体上，通过与该卷绕体的连动，来指示变速装置的变速级，其中指示器由转动部件和固定部件构成，用于指示变速级，这两个部件配置在同一的共用轴线上，并位于安装卷绕体的固定轴的上方，而且，使上述共用轴线相对于该固定固定轴的轴线成倾斜状。该装置结构紧凑，易操作。

Description

自行车用变速操作装置
本发明涉及一种对自行车的前飞轮和后飞轮进行变速操作的自行车用的变速操作装置。
更详细地说，涉及自行车用变速操作装置的改进，这种变速操作装置包括卷绕变速钢丝绳的卷绕体，固定轴，使该卷绕体进行转动操作的变速杆和指示变速级的指示器，该卷绕体可转动地安装在固定轴上，变速杆连动地连接在上述卷绕体上，指示器通过与该卷绕体的连动，来指示变速装置的变速级。
目前，作为这种变速操作装置，所公知的是如实开平2-68289号公报上所公开的那种。
从目前已知的，包括该公报中所公开的那种变速操作装置是把卷绕变速钢丝绳的卷绕体可转动地安装在固定轴上，而且，随着该卷绕体转动而连动、指示变速装置变速级的指示器的转动部件也可转动地配置在上述固定轴上。
在上述现有公知的变速操作装置中，由于在一个固定轴上可转动地配置了卷绕体和指示器的转动部件，因此，结构较为紧凑。然而，如果把用于使卷绕体进行转动操作的变速杆放置在易于操作的位置上，把该变速操作装置安装在把手杆上，虽然变速的确较为容易，但是指示器无论任何只能位于骑行者难以看得见的位置，就这一点还有可改进的余地。
当然，目前已知的变速操作装置中，有的具有指示器，卷绕体和变速杆是分体的、指示器和变速杆分别配置在易于看见和易于操作的位置上的结构，有的是卷绕体的固定轴和指示器的转动轴线错开较大的角度，并分别配置于易见及易操作的位置上的结构。但是，在这两种结构的变速操作装置中，仍然存在结构复杂整体形状大的缺点。
鉴于现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种实用的变速操作装置，这种变速操作装置结构紧凑，而且，可以把变速杆和指示器分别配置于易于操作和易于看见的位置上。
为完成该目的，本发明的自行车用变速操作装置的特征在于指示器由转动部件和固定部件构成，用于指示变速级，这两个部件配置在同一的共用轴线上，并位于安装卷绕体的固定轴的上方，而且，使上述共用轴线相对于该固定轴的轴线成倾斜状。
除了上述主要特征之外，还具有下述的附加特征：
把由上术固定轴固定的固定框配设在卷绕体附近，把该卷绕体的定位机构嵌装在该固定框和卷绕体之间。
在上术指示器的转动部件和卷绕体中的任何一方上设结合销，而在另一方上设与结合销相结合的结合部件，通过这些结合销和结合部件的嵌合，使上述卷绕体和指示器连动。
上述指示器的转动部件可转动地保持在固定框上，指示器的固定部件固定保持在固定框上。
上述卷绕体和变速杆用同一种材料制成一体，同时，定位机构由可弹性地进退的突起和该突起择一地嵌入的多个凹入部构成，上述突起配设在卷绕体上，而上述凹入部配设在固定框上。
把该卷绕体的定位机构嵌装在上术固定轴和卷绕体之间，使该定位机构位于形成在卷绕体内侧的凹入部内。
上述变速杆由第一和第二2个变速杆构成，它们是这样分别连动连接在卷绕体上的，即，第一变速杆通过第一棘轮机构使卷绕体朝一个方向转动，第二变速杆通过第二棘轮机构使卷绕体朝另外一个方向转动，同时，这两个变速杆可自动复位到各自的原位置上。
如上所述，由于本发明的自行车用变速操作装置的特征在于指示器由转动部件和固定部件构成，用于指示变速级，这两个部件配置在同一的共用轴线上，并位于安装卷绕体的固定轴的上方，而且，使上述共用轴线相对于该固定轴的轴线成倾斜状，因此，通过把卷绕体可转动地配置在上述固定轴上及把指示器配置在该固定轴上方，能够使整个结构紧凑。这样，通过适当选择指示器的共用轴线相对于上术固定轴的轴线的倾斜度，则可使变速杆位于易操作的位置上，同时，使指示器朝向易于看见的方向。
另外，通过把由上述固定轴固定的固定框配设在卷绕体附近，把该卷绕体的定位机构嵌装在该固定框和卷绕体之间，就可以以上述固定轴为中心合理地配置包含卷绕体的各种部件。
此外通过在上术指示器的转动部件和卷绕体中的任何一方上设结合销，而在另一方上设与结合销相结合的结合部件，这些结合销和结合部件的嵌合，使上述卷绕体和指示器连动，就能够以简单的结构实现该卷绕体和指示器的连动。
因把上述指示器的转动部件可转动地保持在固定框上，把指示器的固定部件固定保持在固定框上，所以能够利用该固定框来保持指示器。
因上述卷绕体和变速杆用同一种材料制成一体，所以能够实现结构的简单化和制造容易化。加之通过由可弹性地进退的突起和该突起择一地嵌入的多个凹入部构成定位机构，上述突起配设在卷绕体上，而上述凹入部配设在固定框上，就可以把保持指示器的固定框兼作为定位机构的一个部件。
通过把该卷绕体的定位机构嵌装在上术固定轴和卷绕体之间，使该定位机构位于形成在卷绕体内侧的凹入部内，就能够高精度地把该定位机构装在卷绕体的凹入部内。
另外，因上述变速杆由第一和第二2个变速杆构成，它们是这样分别连动连接在卷绕体上的，即，第一变速杆通过第一棘轮机构使卷绕体朝一个方向转动，第二变速杆通过第二棘轮机构使卷绕体朝另外一个方向转动，利用二个变速杆可以不会误操作地进行变速操作，同时，因可使这两个变速杆自动复位到各自的原位置上，所以，通常在一定位置上能够轻松地进行变速操作。
根据本发明的自行车用变速操作装置，装置的整体结构紧凑，变速杆可位于易操作的位置上，指示器可朝向易看见方向。
另外，能够合理地装配包括卷绕体在内的各个部件，同时，能够用一种简单的结构实现卷绕体和指示器的连动，能够使固定框一方面构成定位机构的一个部件，另一方面保持指示器。
此外，能够把定位机构精确地装入卷绕体的凹入部内，还能利用二个变速杆不会误操作地进行轻松的变速操作。
图1是表示第一实施例的平面图。
图2是表示第一实施例的纵截面图。
图3是表示图2中A-A线的截面图。
图4是表示第二实施例的纵截面图。
图5是表示图4中B-B线的截面图。
图6是表示第二实施例的主要部件的分解立体图。
根据图1说明本发明的第一实施例。图1是表示把具有右侧闸杆1的闸杆用的托架2安装在把手杆3上时的平面图，在该闸杆用的托架2上安装有带变速杆4和指示器5的变速操作装置。
如图2所示，一个中心位置具有阴螺纹孔的固定轴6位于闸杆用的托架2上面，该固定轴6以其轴线X相对于托架2的上面基本上呈垂直的状态由螺栓7b固定在该托架2上。一个卷绕体8可自由转动地外嵌在该固定轴6的下方，该卷绕体8用与上述变速杆4相同的材料与其根部形成一体，通过操作变速杆4，使卷绕体8转动，卷绕或反绕固定在该卷绕体8上的变速钢丝绳9，从而就可以对图外的飞轮进行变速操作。
具有圆形窗10a的固定框10通过花键嵌合不能转动地外嵌在上述固定轴6的上方，用螺栓7b将其固定在该固定轴6上。在该固定框10的窗10a内可相对转动地安装了构成指示器5的转动部件5a，而构成同一个指示器5的固定部件5b位于该转动部件5a的上方，通过可卸下地嵌合在固定框10上的罩11固定在该固定框10上。
因此，从图2可知，因为圆表窗10a的中心线相对于以花键方式嵌合在固定轴6上的固定框10的基端有一定倾斜度，所以，安装在该窗10a上的指示器5的转动部件5a和固定部件5b处于这样的状态，即，在固定轴6上方，位于该固定轴6的轴线X上，这些转动部件5a和固定部件5b的共同轴线Y相对于固定轴6的轴线只倾斜一角度θ。
在把闸杆用的托架2安装在把手杆3上的状态下，从平面视图1可知，构成指示器5的转动部件5a和固定部件5b不仅朝图1下方倾斜，而且还朝图1的左侧倾斜。关键是，因为该托架2是右侧闸杆用的，所以，在图1中应朝左侧倾斜，在左侧闸杆用的情况下，就要向右侧倾斜。换言之，骑自行车之际，指示器5要朝向骑行者的眼睛方向地倾斜。
指示器5的固定部件5b是用透明板状材料制成，对应于飞轮的变速级数的数字的变速级指示A是通过印刷或刻设的。另一方面，在指示器5的转动部件5a上设有指针B，用眼睛能够看见与转动部件5a带动的指针B指示的位置相对应的飞轮变速级。就是说，由2块板状体构成的结合部件12a突出在该转动部件5a的下面并与其成一体，而结合销12b一体地突出在卷绕体8的上面，该结合销12b位于2个结合部件12a之间，一旦卷绕体8绕轴线X转动，虽然转动部件5a的轴线Y相对于该卷绕体8的轴线X成倾斜状，但是因结合销12b和结合部件12a的结合，转动部件5a绕Y轴转动，因此就能用眼睛能看见飞轮的变速级。
如从图3中可知，在卷绕体8的外周的局部切削形成了切口部8a，一体地带有突起13a的可弹性变形的定位部件13b镶嵌在该切口部8a内，在对应于该定位部件13b的固定框10的内表面设置了数个相应于变速级位的凹入部13c，上述突起13a可插入该凹入部13c内。把由突起13a和凹入部13c等构成的定位机构13设置在卷绕体8和固定框10之间，则当卷绕体8转动，进行变速时，随着卷绕体8的转动，突起13a也转动，同时弹性地进退，嵌入多个凹入部13c中的一个内，弹性地保持卷绕全8的转动位置。
下面，说明第一个实施例的动作。首先，朝U方向转动变速杆4，定位机构13的定位部件13b与卷绕体8一起转动，突起13a从凹入部13c向外退出，卷绕体8从变速操作前的变速位置朝卷取侧转动，从而卷绕了变速钢丝绳9。变速杆4一达到所定的变速位置，突起13a就嵌入到另一个凹入部13c内，定位机构13使卷绕体8保持在新的变速位置上。
相反，使变速杆朝操作方向D转动，与刚才相同，定位机构13的突起13a从凹入部13c向外退出，卷绕体8从变速操作前的变速位置朝反绕侧转动。由设在飞轮上的复位弹簧的弹力使变速钢丝绳9退出。变速杆4一达到所定变速位置，突起13a再次嵌入另一个凹入部13c内，定位机构13使卷绕体8保持在新变速位置上。
如上所述的是进行变速操作，因为指示器5的转动部件5a和固定部件5b的共用轴线Y相对于轴线X，即卷绕体8的转动中心只倾斜一个角度θ，不仅可容易地用变速杆4进行变速操作，而且，容易看见指示器5指示的变速级。
即，使卷绕体8转动的是变速杆4，由于是需频繁地进行变速操作的装置，所以，在把该变速操作装置安装在把手杆1上之际，无论如何应该把变速杆4安装在骑行者易于操作的位置上。而在现有变速操作装置中，指示器5必定朝向骑行者难以看见的方向，而本发明的变速操作装置，通过适当选择角度θ的大小和方向，可以把变速杆4安装在便于操作的位置上，同时，能够使指示器5朝向容易看见的方向。
下面，说明本发明的第二实施例，为避免重复说明，对于与第一实施例具有相同作用的部件，通过使用相同的符号，尽可能省略对其说明。
从图4中所知，在该第二实施例中，固定轴6设置在闸杆用的托架2上面，用螺栓7a把固定轴6固定在该托架2上，并使固定轴6的轴线X相对于托架2的上面成基本垂直的状态。与第一实施例相同，卷绕体8可自由转动地外嵌在该固定轴6上，该卷绕体8外嵌在固定轴6的上方，使卷绕体8转动的变速杆可转动地外嵌在卷绕体8和托架2之间的固定轴6部分上。该变速杆与第一实施例不同，它是由2个变速杆4a和4b构成，第一变速杆4a通过带第一送爪14a的第一棘轮机构14，第二变速杆4b通过带第二送爪15a的第二棘轮机构15，分别连动地连接在卷绕体8上。
两变速杆4a和4b通过轴瓦16a及16b可转动地外嵌在固定轴6上，并分别在复位弹簧17a及17b作用下，彼此趋于反向地摆动。在两变速杆4a和4b及卷绕体8之间的固定轴6部分上固定着凸轮部件18，从该凸轮部件18上外设了第一挡块18a和第二挡块18b，第一变速杆4a因复位弹簧17a引起摆动，接触在第一挡块18a上，并保持在原位置N1上，而第二变速杆4b因复位弹簧17b引起摆动，接触在第二挡块18b上，并保持在原位置N2上。
如图5所示，在卷绕体8的外周面上，以固定轴6的轴线X为中心分开地配置了一对棘爪14b和15b，由第一棘爪14b和可转动地安装在从第一变速杆4a上外设的第一爪支轴14c上的第一送爪14a形成上述第一棘轮机构14。同样地，由第二棘爪15b和可转动地安装在从第二变速杆4b上外设的第二爪支轴5c上的第二送爪15a形成上述第二棘轮机构14。
上述第一棘轮机构14，当第一变速杆4a位于原位置N1上时，第一送爪14a的爪尖接触在上述凸轮部件18所带的第一凸轮部18c上，第一送爪14a因为凸轮部件18的第一凸轮部件18c外推操作，从第一棘爪14b处脱出，第二变速杆4b就可以进行使卷绕体8转动的操作。当第一变速杆4a从原位置N1朝操作方向U进行转动操作时，第一送爪14a从第一凸轮部18c退出，由第一爪簧14d的弹力使其朝第一棘爪14b方向摆动，与带第一棘爪14b的多个棘爪齿中的一个卡合，使第一变速杆4a和卷绕体8彼此连接并一起转动。在该第一变速杆4a从所定的变速操作位置转动到原位置N1之际，第一送爪14a因为第一棘爪14b的棘爪齿形状的顶推操作，自动地解除了与第一棘爪14b的卡合。
另外，第一棘轮机构14，在第一变速杆4a从原位置N1向变速操作位置摆动之际，通过第一送爪14a和第一棘爪14b的卡合，把该转动力传递给卷绕体8，就可卷绕变速钢丝绳9，而在从变速操作位置向原位置N1摆动时，解除第一送爪14a和第一棘爪14b的卡合，使卷绕体8停留在所定的变速位置上，而只有第一变速杆4a在复位弹簧17a的作用下自动地复位到原位置N1。
同样，上述第一棘轮机构15，当第二变速杆4a位于原位置N2上时，第二送爪14a的爪前端接触在上述凸轮部件18所带的第二凸轮部18d上，第二送爪15a因为凸轮部件18的第二凸轮部18d外推操作，从第二棘爪15b处退出，第一变速杆4a就可以进行使卷绕体8转动的操作。当第二变速杆4b从原位置N2朝操作方向D进行转动操作时，第二送爪15a从第二凸轮部18d退出由第二爪簧15d的弹力使其朝第二棘爪15b方向摆动，与第二棘爪15b的多个棘爪齿中的一个卡合，从而，第二变速杆4b和卷绕体8彼此连结并一起转动。在该第二变速杆4b从所定的变速操作位置转动到原位置N2之际，第二送爪15a因为第二棘爪15b的棘爪齿形状的顶推操作，自动地解除了与第一棘爪15b的卡合。
总之，第二棘轮机构15，在第二变速杆4b从原位置N2向变速操作位置摆动之际，通过第二送爪15a和第二棘爪15b的卡合，把第二变速杆4b的转动力传递给卷绕体8，就可进行使卷绕体8反绕的操作，在从变速操作位置向原位置N2摆动时，解除第二送爪15a和第二棘爪15b的卡合，使卷绕体8停留在所定的变速位置上，而只有第二变速杆4b在复位弹簧17b的作用下自动地复位到原位置N2。
与第一实施例相同，具有圆形窗10a的固定框10由螺栓7b固定在上述固定轴6的上方，构成指示器5的转动部件5a可相对转动地安装在该固定框10的窗10a内，而固定部件5b位于该转动部件5a的上方，它们是通过罩11可从固定框10上取下地固定着。而且，与第一实施例相同，安装在该窗10a内的指示器5的转动部件5a和固定部件5b在固定轴6的上方，并位于该固定轴6的轴线X上，同时，转动部件5a和固定部件5b的共用轴线Y相对于固定轴6的轴线X倾斜一个角度θ。
与第一实施例同样地，指示器5的固定部件5b由具有变速级指示A的透明板制成，指针B设在转动部件5a上，因该转动部件5a侧的结合部件12a和卷绕体8侧的结合销12b的结合连动，使卷绕体8绕轴线X转动时，转动部件5a就绕轴线Y转动，也就可以用眼睛看见飞轮的变速级。
上述卷绕体8内侧具有一安装用的凹入部19，在该凹入部19内部配置了定位机构20。该定位机构20由外嵌在固定轴6上的一对定位板21和22及外嵌在该定位板21和卷绕体8之间的固定轴6部分上的一对盘簧23构成，并被安装在上述凹入部19内部。
如图6所示，一对定位板21和22中的一块定位板21带有位于中心部的圆形安装孔21a和位于外周围的键槽突起21b，该定位板21相对于固定轴6既可朝圆周方向也可朝轴线X方向滑动地外嵌在固定轴6上，而且，该定位板21通过键槽突起21b以可一起转动的花键配合方式内嵌在卷绕体8的凹入部19。即，该定位板21也可以相对于固定轴6和卷绕体8中的任一个沿上述轴线X方向滑动，在卷绕体8转动时，可以随该卷绕体8一起转动。
另一块定位板22通过花键孔22a相对于固定轴6成键槽配合地外嵌在固定轴6上，由紧固螺母24通过垫圈紧固支持。因此，该定位板22相对于固定轴6也可以转动和滑动地支持着。
上述盘簧23把一块定位板21可滑动地顶紧在另一块定位板22上，如图6所示，定位板21上形成的多条突条21c分别嵌入在定位板22上形成的多条凹槽22b内而相互卡合。该定位板21与另一块定位板22卡合时，定位板22通过定位板21可阻止卷绕体8的转动，并进行定位。因此，若用由该盘簧23的弹力所决定的设定力以上的操作力使卷绕体8转动时，定位板21顶着盘簧23从脱离定位板22的方向滑动，突条21c就从定位板22的凹槽22b内拔出，切换成非卡合状态，就可使卷绕体8转动。
总之，该定位机构20可以用超过设定值以上的操作力使卷绕体8转动，而且，通过使定位板21与另一块定位板22卡合，顶着经变速钢丝绳作用的飞轮的复位弹簧使卷绕体8保持在所定的变速位置上。
下面，说明第二实施例的动作。首先，使第一变速杆4a从原位置N1朝操作方向U作转动操作时，经第一棘轮机构14使卷绕体8转动的同时，解除定位机构20，通过使卷绕体8从变速操作前的变速位置向卷绕侧转动，就可进行变速钢丝绳9的卷绕操作。若第一变速杆4a在到达所定变速位置的阶段，解除对于变速杆4a的操作力时，定位板21从非卡合状态切换到卡合状态，定位机构20将卷绕体8保持在新的变速位置上，而第一变速杆4a在复位弹簧17a的作用下自动复位到原位置N1处。
另一方面，使第二变速杆4b从原位置N2朝操作方向D作转动操作时，经第二棘轮机构15使卷绕体8转动的同时，解除定位机构20，通过使卷绕体8从变速操作前的变速位置向反绕侧转动，就可进行变速钢丝绳9的反绕操作。若第二变速杆4ba在到达所定变速位置的阶段，解除作用于变速杆4b上的操作力时，则定位板21从非卡合状态切换到卡合状态，定位机构20将卷绕体8保持在新的变速位置上，而第二变速杆4b在复位弹簧17b的作用下自动复位到原位置N2处。
因此，在第二实施例中，指示器5的转动部件5a和固定部件5b的共用轴线Y相对于轴线X，即卷绕体8的转动中心，也倾斜一角度θ，因此与第一实施例一样，不仅可以容易地利用第一和第二变速杆4a及4b进行变速操作，而且还可以容易地从指示器5上看见变速级。
以上所述的实施例中，均通过闸杆用的托架2把变速操作装置安装在把手杆3上，不过也可以把变速操作装置直接安装在把手杆3上。
另外，上述实施例中是把指针B安装在指示器5的转动部件5a上，把变速级指示A设置在固定部件5b上，与之相反，也可以把变速级指示A设在转动部件5a上，把指针B设在固定部件5b上。
作为卷绕体8的定位机构，除了如第一实施例的定位机构13和第二实施例的定位机构20以外，可以采用各种结构形式的定位机构。
此外，为了便于与图对照，在各项权利要求中添加了符号，但本发明并不限于附图所示的结构。

Claims (9)

1.一种自行车用变速操作装置，包括卷绕变速钢丝绳(9)的卷绕体(8)，固定轴(6)，使该卷绕体转动的变速杆(4)和指示变速级的指示器(5)，该卷绕体(8)可转动地安装在固定轴上，变速杆连动地连接在上述卷绕体(8)上，通过与该卷绕体(8)的连动，来指示变速装置的变速级；其特征在于，指示器(5)由转动部件(5a)和固定部件(5b)构成，用于指示变速级，这两个部件(5a)，(5b)配置在同.一的共用轴线上，并位于安装卷绕体(8)的固定轴(6)的上方，而且，使上述共用轴线相对于该固定轴(6)的轴线成倾斜状。
2.根据权利要求1所述的自行车用变速操作装置，其特征在于，由上述固定轴(6)固定的固定框(10)配设在卷绕体(8)附近，该卷绕体(8)的定位机构(13)嵌装在该固定框(10)和卷绕体(8)之间。
3.根据权利要求2所述的自行车用变速操作装置，其特征在于，在上述指示器(5)的转动部件(5a)和卷绕体(8)中的任何一方上设结合销(12b)，而在另一方上设与结合销(12b)相结构的结合部件(12a)，通过这些结合销(12b)和结合部件(12a)的嵌合，使上述卷绕体(8)和指示器(5)连动。
4.根据权利要求3所述的自行车用变速操作装置，其特征在于，上述指示器(5)的转动部件(5a)可转动地保持在固定框(10)上，指示器(5)的固定部件(5b)固定保持在固定框(10)上。
5.根据权利要求4所述的自行车用变速操作装置，其特征在于，上述卷绕体(8)和变速杆(4)用同一种材料制成一体，同时，定位机构(13)由可弹性地进退的突起(13a)和该突起(13a)择一地嵌入的多个凹入部(13c)构成，上述突起(13a)配设在卷绕体(8)上，而上述凹入部(13c)配设在固定框(10)上。
6.根据权利要求1所述的自行车用变速操作装置，其特征在于，该卷绕体(8)的定位机构(20)嵌装在上述固定轴(6)和卷绕体(8)之间，该定位机构(20)位于卷绕体(8)内侧的凹入部(19)内。
7.根据权利要求6所述的自行车用变速操作装置，其特征在于，在上述指示器(5)的转动部件(5a)和卷绕体(8)中的任何一方上设结合销(12b)，而在另一方上设与结合销(12b)相结合的结合部件(12a)，通过这些结合销(12b)和结合部件(12a)的嵌合，使上述卷绕体(8)和指示器(5)连动。
8.根据权利要求7所述的自行车用变速操作装置，其特征在于，上述指示器(5)的转动部件(5a)可转动地保持在固定框(10)上，指示器(5)的固定部件(5b)固定保持在固定框(10)上。
9.根据权利要求8所述的自行车用变速操作装置，其特征在于，上述变速杆(4)由第一和第二2个变速杆(4a)，(4b)构成，它们是这样连动连接在卷绕体(8)上的，即，第一变速杆(4a)通过第一棘轮机构(14)使卷绕体(8)朝一个方向转动，第二变速杆(4b)通过第二棘轮机构(15)使卷绕体朝另外一个方向转动，同时，这两个变速杆(4a)，(4b)可自动复位到各自的原位置(N1)、(N2)上。
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