CN1064912C - 自行车控制装置 - Google Patents

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Abstract

一种自行车控制装置，其中一基座件可联结至自行车的结构件上，一控制件可相对基座件移动。一中继缆线的第一端固定于基座件上，第二端固定于控制件上，故控制件相对基座件移动时，缆线的第一端即相对其第二端移动。一连接件置于缆线的第一端与第二端之间以与中继缆线共同移动。连接件具有一联结处供自行车的控制元件联结至连接件。本装置可根据滑块原理操作。

Description

自行车控制装置
本发明涉及一种控制自行车操作组件的控制装置，更明确地，涉及一种可操作刹车如轮毂及变速装置等自行车传动及其他装置的控制装置。
在传统的自行车控制装置中，由使用者的手控制的手把位移可传送至连接于控制缆线一端的绕线器上，绕线器视位移的方向卷入或卷出控制缆线。控制缆线的移动导致如连接至控制缆线另一端的变速装置或刹车的运作装置的运动。当手把与绕线器间有大间隙时，缆线控制机构可运作良好。
在日本公开专利申请5-270475号中披露了一种采用缆线机构的自行车变档控制装置。在此变档控制装置中，以中继缆线连接手把及绕线器，连接至变档器的变档缆线亦连接至绕线器。为减轻手把操作负担，中继缆线的缠绕直径较变档缆线的缠绕直径大。然而欲以此类装置减轻作用者一半力量负担时，中继缆线的缠绕直径需为变档缆线缠绕直径的两倍，导致绕线器过大。因此整个变档控制装置很大。于是，上述变档控制器在选择安装位置及设计自由度方面即产生问题。
本发明的目的在于提出一种自行车控制装置，以减轻操作负担且具有轻巧的结构。
在一个实施例中，一基座件可联结于自行车结构件上，一控制件可相对基座件移动。一细长的第一端固定于基座件上，第二端固定于控制件上。故控制件相对基座件移动时，细长件第一端可相对第二端移动。一连接件装于第一端与第二端之间以配合构件移动。连接件有一联结处供将自行车的控制元件连结至连接件。本装置可根据滑动原理而操作。
在一较具体的实施例中，该件为一缆线，当控制件相对基座件移动时，连接件可沿缆线运动。连接件包含可由缆线缠绕的弧形表面，其中缆线在连接件转向形成的角度约于120度至180度之间。另一实施例中，连接件包含用于缆线缠绕的滑轮。基座件可包含一弧形周面及其上的导件，故连接件可于导件上滑动。导件通常垂直于轴线，而轴线通常平行于控制件转轴。作为替代方案，轴线亦可倾斜于转轴。
另一实施例提供了多块式力量倍增结构，一基座件联结于自行车的结构件上，一控制件可相对基座件移动。第一件的第一端固定于基座件上，第二端固定于控制件上，故控制件相对基座件移动时，使第一件的第一端相对第一件的第二端移动，第一连接件置于第一件的第一端与第一件第二端之间，以与第一件共同移动。第二件的第一端固定于基座件上，第二端固定于第一连接件上，故第一连接件相对基座件移动可使第二件的第一端相对第二件的第二端移动。第二连接件位于第二件的第一端与第二件的第二端之间，以与第二件共同移动，第二连接件有一联结处，可将自行车的控制件连接至第二连接件。
以下结合附图对本发明进行详细描述。其中：
图1为根据本发明的自行车控制装置一具体实施例的外部图；
图2A-2B说明本发明各实施例的操作原理；
图3为图1所示变档控制装置实施例的部分切开斜视图；
图4为图1所示变档控制装置实施例的前视图；
图5为图1所示变档控制装置实施例的侧视截面图；
图6为图1变档控制装置所采用的基座件的前视图；
图7为根据本发明的用以拉动作用缆线的滑件的侧视图；
图8为图7滑件内的弧形开口的详细图；
图9为图1变档控制装置中所用基座件的另一实施例的前视图；及
图10为根据本发明的可拉动作用缆线的滑件的另一实施例的侧视图。
图1示出的装于自行车(未图示)手把上的变档控制装置1，通过控制缆线2以控制变速装置或其他变档装置(如自行车的运转装置)。变档控制装置1嵌入固定于手把3中，紧挨着手把3一端的握柄4，并设有可被握住手把的拇指、食指等绕手把3转动的转动控制轮20。
图2A示出变档控制装置1的结构原理。控制装置1的详细情况可见图4，该图4为图3的前视图，而图3为部分切开的斜视图。变档控制装置1具有环形的基座件10及转动控制轮件20，该基座件10套合固定于手把3上。转动控制轮20为可环绕基座件101表面转动的控制件。中继缆线40一端以第一连接机构50连接至基座件10，另一端以第二连接机构60连接至转动控制轮20。一转向机构30由环绕上述基座件10外侧表面的螺旋导槽11所导引。转向机构30缠绕中继缆线40中间部位以将中继缆线40引向相反方向。
第一连接机构50包含：(1)位于上述基座件10的凹缘内并与轴线X平行的阶梯通孔12，及(2)一接至中继缆线40端的防滑接头，中继缆线40通过阶梯通孔12的小直径部12a并套于阶梯通孔12的大直径部12b处。第二连接机构60的基本结构与上述第一连接机构50相同，故不再说明。
为便利了解，图6显示出基座件10联接前的状态。其基本结构为一薄壁圆柱形，内有具轴线X的通孔，手把3沿该轴线X嵌入其中。一控制缆线导嘴13具有一供控制缆线2的内线2a通过的小直径孔，还具有将外线2b固定于其内的大直径孔，导嘴13由基座件10一侧沿直径方向外突。一导槽11沿微倾斜于平面直径方向的方向，形成在对应嘴13的圆柱外表面上。换言之，导槽11为螺旋形。
多个可弹性变形的啮合齿14成列沿圆周方向环绕形成在该圆柱另一侧的外表面上，用以转动支承上述转动控制轮20并施加摩擦力。除此之外，多个与上述啮合齿14啮合的啮合掣子21环绕形成在上述转动控制轮20的内表面上，如图5所示。啮合齿14及啮合掣子21的形状与尺寸决定后，转动控制轮20可平顺环绕基座件10外侧转动而可发出卡搭声。再者，多个突起22环绕形成在转动控制环20外表面上，故可实现良好的触觉效果。
此实施例中，如图7所示，转向机构30为一滑件，可沿基座件10的导槽11滑动，其形状基本上为部分螺旋形。一缆线固定孔32可固定控制缆线2的内线2a的一端，一缆形开口31可供中继缆线40穿入通过。一基板33充当滑件30的滑动表面，可运转配合于导面11a中，导面11a为导槽11的底部，导槽11可供滑件30平顺滑动。如图8所示，弧形开口31可供中继缆线40自滑件30之一方向进入，由另一方向出去。可采用模制加工或烧结制造可使中继缆线40顶部被弧形表面转向的结构，因而大量生产转向机构30时可降低成本。
当中继缆线40受拉动时，使滑件30滑动的力量作用于弧形开口31内侧的弧形表面31a上。控制缆线2的内线2a如上述乃固定于滑件30中，故滑件30的运动乃经由内线2a传递至变档器成其他自行车运转装置。换言之，滑件30即为图2a原理图中的滑块。
上述变档控制装置的操作现在将说明之。
图3中，转动控制轮20依箭头方向(后文中均称为逆时针方向)转动，当中继缆线40拉力增加时，滑件30沿导槽11逆时针滑动。图4可看出，滑件30逆时针滑动时，拉动控制缆线2的内线2a，内线2a的位移再传至变速装置(此处未图示)，于是变了一档(例如上高档)。变速装置常配有回归弹簧，该弹簧趋于将转动控制轮20顺时针转动，使滑件30亦顺时针滑动。然而由于上述弹性变形啮合齿14及啮合掣子21的定位力作用，转动控制轮20乃留于所欲位置。经相同的运转过程，逆时针连续转动转动控制轮20，变速装置的速度档位就可连续变换。
图2A说明本发明变档控制装置的原理。从该图可见变档是很轻松的，此乃因为转动控制轮20拉动内线2a的力量，约为滑件施于中继缆线40的两倍。
另外，当转动控制轮20顺时针转动时，中继缆线40拉力降低，滑件30沿导槽11顺时针滑动并受内线2a拉扯，内线2a相对前述方向位移导致变速装置反向变档(例如下低档)。
为方便使用者目视确认转动控制轮20的转动控制位移位置与变档装置速度档位的关系，可于盖件70外侧表面设置刻度，如图3所示部分简图，转动控制环20有一指针指出刻度(图3未示)。但是刻度与指针的位置也可于盖件70及转动控制环20间互换，或采用直接可视及滑件30移动位置的结构。
图4中标号80所调整弹簧用于调整施于滑件30力量的平衡，即来自中继缆线40及内线2a的拉力。
上述为本发明的实施例，但是还可以有其他变化例而未脱离本发明的范围。例如，图9所示基座件10带有轴线Y，轴线Y决定与基座件100的轴线X同心的导槽111的延伸方向，导槽所决定的导径非上述螺旋形而为一段弧形。此结构中，控制缆线嘴113亦沿直径方向笔直延伸。当变档控制装置的位置设置成可使控制缆线2垂直于基座件100的轴线X延伸时，这种基座件110特别具有优点。自然地，导槽形状的改变，必伴随滑件30形状的改变，若导槽为一段弧形，滑件则可为部分环形。
通过采用上述结构，位移传递机构可位于环形空间中，故控制装置1的整体结构比较精巧。即使转向机构30的行程拉长以增加控制缆线2的位移量，圆柱控制装置1仍可保持整体同一尺寸，此乃因为所采用的可加长的导槽环绕基座件10外侧表面延伸的结果，此即导槽11有一导面延伸于具有轴线Y的圆周的圆周方向的优点。若决定导槽11延伸方向的轴Y方向与基座件的轴X方向一致，则转向机构30的移动轨迹为圆形，有利导槽及附于其上的转向装置30的生产。若决定导槽11延伸方向的轴Y方向倾斜于基座件的轴X方向，换言之，导槽乃螺旋环绕于基座件的外侧表面上，则可以相同直径获得较长导径，此亦对控制缆线2自转向机构30延伸的方向与基座件的轴线方向垂直的情况特别有利。
上述实施例中，控制件20为完整环形并套合环绕于基座件10外侧表面上，但其亦可为沿基座件上导径移动的部分环形，还可采用人体工程学构形，其中控制件20的转轴可倾斜于基座件的轴X方向，转动控制位移可尽量反映拇指的动作。另外，视需要还可采用沿直线导径滑动的滑片构形。
在图10所述实施例的构形中，充当通孔的弧形开口31被设置于作为转向机构30的滑件130中，中继缆线40延伸方向在通过通孔后改变约90度，但为消除中继缆线40与弧形面31a之间的摩擦问题，如图9所示，亦可将小滑轮131可旋转地设置于滑件130上，滑件本身则充当滑块。转向机构改变中继缆线40延伸方向的角度较佳在120至180度之间。此乃因为，超过180度后即不会产生更多操作省力效果，小于120度亦然，而且小于120度会使整个装置轴向长度拉长。当然，其他实施例也可支持不同角度。
将中继缆线40固定于基座件10的第一连接机构50相当简单，其由基座件的通孔和一接头15构成，该接头15可防止孔内中继缆线的滑动，但中继缆线40无须一定固定于基座件上，其还可固定于自行车的结构件上，实现相同功效而不脱本发明范围，而且这时基座件亦固定于自行车的该结构件上。
上述实施例为采用图2A原理的变档控制装置，即具有一单一滑块。也可采用图2B原理所示的变档控制装置，即包括结构相似的一组滑块(图示为2个)。例如，具有两个滑块时，基座件10上可设置并排的二个导槽11，缠绕滑过第一导槽11的滑件30的中继缆线一端固定于基座件10上，另一端固定于滑过第二导槽11的第二滑件30a上，缠绕第二滑件30a的中继缆线40的一端固定于基座件上，另一端固定于控制件20上。因此可轻松操作控制件20。若欲制造具有更多滑块的变档控制装置，可类似增加导槽、滑片及中继缆线数，并将组件连续类似连接。

Claims (23)

1、一种自行车控制装置，其特征在于，包含：
一基座件(10)，可联结于自行车的结构件(3)上；
一控制件(20)，可相对基座件(10)移动；
一细长件(40)，其第一端固定于基座件(10)上，第二端固定于控制件(20)上，故控制件(20)相对基座件(10)移动时可使细长件(40)的第二端相对细长件(40)的第一端移动；及
一连接件(30)，位于细长件(40)第一端与第二端之间，可与细长件(40)共同移动，连接件(30)有一固定处，用于供自行车的控制元件(2a)固定于连接件(30)上。
2、如权利要求1所述的控制装置，其中，构件(40)为一挠性构件。
3、如权利要求2所述的控制装置，其中，构件(40)为一缆线。
4、如权利要求2所述的控制装置，其中，当控制件(20)相对基座件(10)移动时，连接件(30)可与挠性件移动。
5、如权利要求4所述的控制装置，其中，连接件(30)包含可由挠性件缠绕的弧形表面(31a)。
6、如权利要求5所述的控制装置，其中，挠性件在连接件(30)以介于约120度至180度之间的角度转向。
7、如权利要求4所述的控制装置，其中，连接件(30)包含可由挠性件缠绕的滑轮(131)。
8、如权利要求2所述的控制装置，其中，挠性件第一端直接固定于基座件(10)上，挠性件第二端直接固定于控制件(20)上。
9、如权利要求1所述的控制装置，其中，控制件(20)支承于基座件(10)上并可绕轴(X)转动。
10、如权利要求9所述的控制装置，其中，基座件(10)包含一弧形圆周表面及其上的导件(11a)，且连接件(30)可沿导件(11a)移动。
11、如权利要求10所述的控制装置，其中，导件(11a)通常垂直于轴(Y)，且轴(Y)通常平行于轴(X)。
12、如权利要求10所述的控制装置，其中，导件(11a)通常垂直于轴(Y)，且轴(Y)倾斜于轴(X)。
13、如权利要求9所述的控制装置，其中，另包含位于基座件(10)与控制件(20)之间的阻力机构(14，21)。
14、如权利要求13所述的控制装置，其中，阻力机构(14，21)包含与啮合掣子(21)配合的弹性变形啮合齿(14)。
15、如权利要求9所述的控制装置，其中，另包含位于基座件(10)与控制件(20)之间的弹簧(80)。
16、一种自行车控制装置，其特征在于，包含：
一基座件(10)，可联结至自行车的结构件(3)上；
一控制件，可相对基座件(10)移动；
第一件(40a)，其第一端固定于基座件上，而第二端固定于控制件(20)上，故控制件(20)相对基座件(10)移动时，可使第一件(40a)的第二端相对第一件(40a)的第一端移动。
第一连接件(30a)，位于第一件(40a)的第一端与第一件(40a)的第二端之间，以与第一件(40a)共同移动；
第二件(40)，其第一端固定于基座件(10)上，而第二端固定于第一连接件(30a)上，故第一连接件(30a)相对基座件(10)移动时，可使第二件(40)的第二端相对第二件(40)的第一端移动；及
第二连接件(30)，位于第二件(40)的第一端与第二件(40)的第二端之间，以与第二件(40)共同移动，第二连接件(30)有一固定处，可供自行车的控制元件固定于第二连接件(30)上。
17、如权利要求1所述的自行车控制装置，其中，它可联结于手把(3)上，藉控制缆线以控制自行车的运转装置，并包含：
一圆柱基座件(10)，可与手把(3)同轴安装；
一控制件(20)，支承于基座件(10)的外周表面上并可绕手把轴线转动；
一中继缆线(40)，其第一端连接至基座件(1)上，第二端连接至控制件(20)上；
一连接件(30)，位于中继缆线(40)第一端与中继缆线(40)第二端间；
其中，连接件(30)当控制件(20)相对基座件(10)转动时，可沿基座件(10)上的导件移动；及
其中，当控制件(20)相对基座件(10)转动时，中继缆线(40)通过连接件(30)而形成一转向角度，连接件(30)有一固定处可供控制缆线固定其上。
18、如权利要求17所述的控制装置，其中，基座件包含一弧形圆周表面及其上的导件(11a)。
19、如权利要求18所述的控制装置，其中，导件(11a)通常垂直于轴(Y)，且轴(Y)通常平行于轴(X)。
20、如权利要求18所述的控制装置，其中，导件(11a)通常垂直轴(Y)，且轴(Y)倾斜于轴(X)。
21、如权利要求17所述的控制装置，其中，另包含位于基座件(10)与控制件(20)之间的阻力机构(14，21)。
22、如权利要求21所述的控制装置，其中，阻力机构(14，21)包含与啮合掣子(21)配合的弹性变形啮合齿(14)。
23、如权利要求21所述的控制装置，其中，另包含位于基座件(10)与控制件(20)之间的弹簧(80)。
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