CN1167715A - 自行车用变速操作装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种只需要简单的构造，且不必太大的操作力量就可确实地将卷取体定位的握把型变速操作装置。本发明用以解决课题的手段为：设有一个可与卷取体一体地转动且同时被卡止在操作部和固定部上的中间体，将该中间体作为可朝车把的轴方向改变位置，并在中间体上设有：用来对固定构件进行定位的位置保持面、以及当操作体被朝其中一方向转动时，用来解除该中间体对于固定部的定位的凸轮面。

Description

自行车用变速操作装置

本发明关于用来操作自行车变速装置的握把型操作装置。

目前已经有装置可在车把顶端附近，利用可在车把项端的长边方向的轴心外周上旋转自如的操作体来对变速操作用缆线的卷取体进行卷取操作或卷回操作。在这种方式的卷取操作后，必须在与被选择的变速档相对应的位置针对该卷取体进行定位。

至于这种定位的方法系有：单纯利用摩擦阻力的方法、或者如日本特开平3-176290号公报所揭示的在固定构件侧的变速档位置设有凹部，并将操作构件侧的凸部卡止到该凹部以保持位置的方法，或者如PCT/JP92/00138所示的利用具有单向棘轮机构的方法。

这种利用摩擦阻力、或者利用凹部与凸部卡合的定位机构，为了要在与被选择的变速档对应的位置针对卷取体确实地进行定位，必须加入卡合的力，如此一来，在进行操作时也就需要较大的力。

此外，如果采用棘轮机构之类的机构时，其零件数量变多，而且多需利用到金属零件，在成本效益上仍存有待改善的余地。

为了解决以上的课题，在本发明所提供的自行车用变速操作装置中，在操作体和卷取体之间设有一个可与所述卷取体在第1轴心外周一起旋转，且在对固定构件卡合的卡合位置以及已解除卡合的非卡合位置之间，可朝所述第1轴心方向进行相对移动的中间体；所述操作体具有：当朝其中一方向转动时，可藉由与所述中间体相抵接，而将所述中间体朝前述其中一方向驱动的驱动面；前述中间体则具有：可藉由抵接到前述固定部而将前述中间体之朝前述其中一方向的旋转变换成该中间体之朝前述非卡合位置的变位的第1凸轮面、以及当该中间体位于卡合位置时，藉由抵接到前述固定构件而可阻止该中间体在所述第1轴心外周的转动的多个位置保持面。

根据以上的构造，可与卷取体一起转动的中间体抵接到固定构件的话，就可让卷取体经由中间体相对于固定构件确实地固定，并且利用可将操作部朝其中一方向的转动变换成朝可解除该中间体与固定构件的卡合的方向的第1凸轮面，可很容易解除这种固定。

此外，在本发明的较佳实施例中，是以在所述中间体设有：将所述操作体朝所述另一方向的转动变成所述中间体之朝所述非卡合位置的变位的第2凸轮面为宜。藉由这种构成方式，即使将所述操作体朝另一方向的转动也可解除卷取体相对于固定构件的定位，可利用同样的方式进行朝多方向的变速。

此外，在本发明的较佳实施例中，是以将所述第1凸轮面和所述第2凸轮面设在对所述第1轴心垂直延伸的同一平面上，并且在所述第1轴心的径向上以错开关状态分别设成圆弧状为宜。如此一来，可使得中间体更为精巧化，进而可使得整个变速操作装置更为小型化。

此外，另一个较佳方式是将所述操作部的所述驱动面以及所述中间体的位置保持面都制作成朝所述第1轴心方向延伸，藉此可形成能够对于第1轴心的外周方向的力最有效地对应的面，使得中间体对固定构件的位置保持以及操作体对中间体的驱动都更为确实。

此外，另一个较佳方式是将所述操作部的所述驱动面在所述第1轴心方向上的高度设计成比所述位置保持面在所述第1轴心方向上的高度高，藉此可将操作体在第1轴心外周进行旋转操作，当令中间体朝第1轴心方向变位时，不必解除该中间体对于操作体的卡合就可以解除中间体对固定构件的卡合。藉此，操作部可一直都利用中间体与卷取体一起旋转，可固定在固定构件的不同位置上。

至于本发明的其他特征以及优点，将结合附图配合本发明的实施形态详细说明如下。

附图图面简单说明如下：

图1是具备本发明的变速操作装置的自行车的立体图。

图2是本发明的变速操作装置的立体图。

图3是本发明的变速操作装置的重要部分的断面图。

图4是显示本发明的变速操作装置的重要部分的位置关系的部分断面图。

图5是显示中间部和固定构件和操作部的各个齿轮部的形状的断面图。

图6是显示图5所示的齿轮部进行卷取动作时的动作的断面图。

图7是显示图5所示的齿轮部进行回卷动作时的动作的断面图。

兹结合附图，说明本发明的实施形态。

图1是显示设有本发明的自行车用变速操作装置的登山车1。这种自行车具有：前轮2、后轮3、踏板4、用来将链条5换挂到设在后轮3的链轮群7中的其中一个链轮上之变换器6，以及制动机构9等。安装于车把8的握把型变速操作装置10经由变速用缆线11来操作变速器6。

在本说明书中，经常使用到前方向、后方向、横方向等有关于方向的表达用语，这是相对自行车的方向而言。因此，例如右方向是指：当骑乘者坐在座垫的状态时的右方向而言。

如图1所示，在典型的登山车上，车把8是朝自行车1的横方向延伸，而本发明的装置是关于被装设在车把8的顶端的变速操作装置10，因此对于车把本身的形状并无限定。但是，车把8的顶端是具有长筒形状，所以可明确地定义出长边方向。

如图2所示，将安装于车把顶端的变速用操作部，也就是操作部16沿着车把8的长边方向绕第1轴心X转动，藉以对变速用缆线11进行拉紧操作或放松操作，进而操作变速器6。又，本实施例的变速装置可为7段变速。

如图3所示，用来卷取变速用缆线11的卷取体18虽然是在第1轴心X的外周旋转，但是缆线11在变速操作装置10的外方是被偏向用滑轮21改变该缆线11的延伸方向而沿着车把8延伸。这个偏向用滑轮21被安装在用以支撑制动装置9的制动臂9a的托架9b上，可在与第1轴心呈直角的第2轴心Y的外周旋转。因此，变速用缆线11被卷绕在卷取体18上的部分虽然是位于对第1轴心X呈垂直的面内，但在变速操作装置10外方的部分则是沿着第1轴心X。

其次，详细说明变速操作装置10的构造。

此处虽然是就被安装在自行车车把8的右端部分的用来操作后变速器6的变速操作装置10进行说明，但是也可将同样的变速操作装置设置在车把的左端。

这个变速操作装置10具备：被安装于车把而保持无法相对旋转状态的固定构件15；和在这个固定构件上且可在第1轴心X的外周旋转的变速用操作体、即握把部16；和同时卡合在固定构件15和操作体16、可在第1轴心X的外周旋转、并可沿着第1轴心X移动被称为“惰轮”的中间体17；以及一直与这个中间体保持在啮合状态而能够一起转动的卷取体18等。

其次，对照图3和图4说明变速操作装置10的各个构件。

固定构件15是以采用树脂制为佳，其整体上具有可配合车把8的外周的长筒形状。在筒体壳体15a的右端部设有限制用突起15b，可藉将其抵接操作体16而限制该操作体16朝右方向移动。

在这个限制用突起15b的相反侧，与中间体17抵接的部分设有大径部分15c，在这个大径部分15c垂直于第1轴心X且与中间体17相对向的面15s上，设有固定构件齿轮部151。将这个与第1轴心X保持垂直且面对于中间体17的面15s称为“固定构件的基准15s”。固定构件齿轮部151具有从固定构件15的基准面15s朝第1轴心X方向延伸的复数个齿轮齿，用标号15h代表从基准面15s起算的这个齿轮齿的高度。

中径筒状部15d较这个大径部分15c更朝中间体17的方向延伸，而形成可抵接且支撑中间体17的内径面17a的面。这个中径筒状部15d的外径大于筒状壳体15a的外径，但小于大径部分15c的外径。

握把部也就是操作体16是外嵌在前述固定构件15的外周面上，且被支撑在固定构件15上保持不能朝第1轴心X方向移动但可在第1轴心X的外周转动的状态。这个操作体16整体而言，具有筒状的形状，在与中间体17相对向的部分具有其外径更大于壳体部16a的大径部分16b。在这个大径部分16b之与中间体17相对向的基准面16s上，设有齿轮部160。这个齿轮部160具有从操作体16的基准面16s朝第1轴心X方向延伸的复数个齿轮齿，标号160h代表从基准面16s起算的这个齿轮齿的高度。

其次，针对被称为“惰轮”的中间体17进行说明。这个中间体17整体上是呈环状，以其内径面17a可在固定构件15的中径筒状部15d上滑动的状态外嵌在中径筒状部15d上。这个中间体17在第1轴方向上的宽度小于固定构件15的中径筒状部15d在第1轴方向上的宽度，而可朝第1轴方向改变位置，且可在第1轴外周旋转。利用配置在图3所示的卷取体18与中间体17之间的板簧20将中间体17朝操作体16的方向弹压。在这个中间体17之面对操作体16的面上具有：可与固定构件15的齿轮部151卡合的中间体第1齿轮部170、以及可与操作体16的齿轮部160啮合的中间体第2齿轮部171。如图4所示，第1齿轮部170是设在比第2齿轮部171更位于径方向上的内径侧。

在中间体17之与卷取体呈相对向侧的周部17b的内面上，设有可与卷取体18卡合的锯齿状缺口172。这个锯齿状缺口172是朝第1轴心方向延伸，标号172h系表示其长度。

第1和第2齿轮部170和172分别具有：从与第1轴心X呈垂直的与操作体16相对向的基准面17s朝操作体16的方向而沿着第1轴心X延伸的齿轮齿。可与操作体16的齿轮部160卡合的中间体第2齿轮部171的齿轮齿的齿高171h是高于与固定构件15的齿轮部151卡合的中间体第2齿轮部的齿轮齿的齿高170h。

图5(a)系显示：与操作体16的齿轮部160相对向的中间体第2齿轮部171的断面示意图；图5(b)系显示：与固定构件15的齿轮部151相对向的中间体第1齿轮部170的断面示意图。

由图5(a)和图5(b)可明显地看出这些齿轮部的齿轮齿分别具有沿着第1轴心X方向延伸的面、以及对第1轴心X呈倾斜的面。也即，在中间体第1齿轮部170的齿轮齿上具有沿着第1轴心X方向延伸的位置保持面170a，这个面是抵接在固定构件15的齿轮部151的相对应的面151a上。而对第1轴心X呈倾斜的第1凸轮面170b则位于中间体第1齿轮部170的齿轮齿上，这个面可抵接到固定构件15的相对应面151b上。

在中间体第2齿轮部171的齿轮齿上设有沿着第1轴心X延伸的面171a以及对第1轴心X呈倾斜的第2凸轮面171b。在与这个中间体第2齿轮部171相对向的操作体16的齿轮部160的齿轮齿上具有：用以旋转驱动中间体之沿着第1轴心X延伸的驱动面160a、以及与第2凸轮面171b相对应的面160b。

此外，固定构件的齿轮齿、中间构件的齿轮齿、操作体的齿轮齿的齿长W全部都被设定成：与要将变速段进行一段变速时所需要的变位距离相同的长度。

其次，说明卷取体的形状。

如图3所示，卷取体的最靠近内径侧的一部分是外嵌在固定构件15上，在其外周部具有可与中间体17的锯齿状缺口172互相啮合的齿181。这种齿181在第1轴心X方向上的宽度是比中间体17的锯齿状缺口172在第1轴心X方向上的宽度更小，即使中间体17朝第1轴心改变位置，依旧可保持中间体17与卷取体18的啮合。

在位于外周部的稍微内径侧且与卷取体的偏向用滑轮21相对向的面上，设有可与偏向用滑轮21啮合用的锯齿状缺口182。在卷取体18的大径部18a与基部18b之间，形成有肩部18c，变速用缆线11的内缆线11a卷在这个肩部18c上。图3所示的标号18d代表可将内缆线11a的顶端连结到卷取体18的连结部。

其次，参照图3来说明偏向用滑轮21的构造。

偏向用滑轮21是利用固定螺丝22而被保持在制动装置的托架9b上，且可在第2轴心外周旋转。这个第2轴心与第1轴心系呈直角。被卷取在内缆线11a的卷取体的部分虽然是位于与第1轴心呈垂直的面上，但是可利用偏向用滑轮21使得这条内缆线11a之位于变速操作装置外的部分朝车把的长边方向延伸。

偏向用滑轮21整体是呈圆盘状，在其周部设有可与卷取体的锯齿状缺口182互相卡合的卡合齿21a。在这个周部的稍微内径侧，形成有朝向第2轴心方向延伸的肩部21b，内缆线21b接触在这个肩部21b的外周部上。

在这个偏向用滑轮21上设有供显示变速段的显示部。这个显示部是如图2所示般，系写在偏向用滑轮21的侧面上供表示变速段的数字，可从被设在固定部23的外盖25上的窗口看见这种数字。这个窗口的位置与表示变速段的数字之间的位置关系是被调整成刚好可显示出与变速段相对应的数字。

其次，参照图6和图7说明本发明的变速操作装置，特别是将焦点集中在由中间体17和固定部15和操作部的各个齿轮部所构成的离合器的部分，说明实际的动作。但是，为了简化图面起见，乃将图6和图7中的齿轮形状予以简化表示。

在图6中，系依照图6(a)-(d)的顺序来显示当操作部16被朝往卷取方向操作时，这些部分的移动情形。

首先，将操作部16朝对应于卷取体18的卷取方向的其中一方向(图6中以箭头D1所表示的方向)转动时，操作体16的齿轮部160的驱动面160a将抵接到中间体17的第2齿轮部171的面171a，而使中间体17在第1轴心X的外周上转动。于是，中间体17的第1齿轮部170与第2齿轮部171将被形成一体，所以第1齿轮部70可相对于固定构件151移动。

如图6(b)和(c)所示，中间体170被第1齿轮部的第1凸轮面170b朝卷取体18的卷取方向转动，并且又朝第1轴方向改变位置。如果又将操作体16更朝卷取方向转动的话，就如图6(d)所示般，中间体17的第1齿轮部的齿轮齿将越过固定构件15齿轮齿，中间体17将在相对于固定构件15移动了一变速段w后的位置，再度成为卡止在固定构件15上的状态。此时，中间体17的位置保持面170a将和与之相应的固定构件15的面151a互相抵接，而使得中间体17的位置被保持在固定构件15上。

此时，在中间体第2齿轮部171与操作部16的齿轮部160的卡合部分，中间体第2齿轮部171的齿高171h比中间体第1齿轮部170的齿高170h更高，所以即使中间体第1齿轮部170的齿轮齿越过固定构件15的齿轮齿，中间体第2齿轮部171的齿轮也不会越过操作体16的齿轮部160的齿，而是卡合在相同的齿轮齿。也就是说，中间体17与操作体16之间的相对位置，在操作体16的操作动作的前后均无改变。

因为中间体17是一直卡合在卷取体18上，所以卷取体18是与中间体17一起在固定构件15上移动1变速段w的距离

其次，参照图7来说明将操作体16朝与卷取方向呈相反方向(也就是回卷方向)进行旋转操作时的中间体17和卷取体18相对于固定构件15的移动。

在图7中，系依照图7(a)-(d)的顺序来显示当操作部16被朝往与卷取方向相反的方向操作时，这些部分的移动情形。

将操作体16朝图7中以D2所示的方向(与前述的其中一方向D1相反的方向)转动时，设在中间体17的第2齿轮部的第2凸轮面171b是在与之对应的操作部的齿轮部160上滑动而操作体16朝D2方向改变位置，同时中间体17将沿着第1轴心方向朝远离操作体16的方向移动。此时，中间体17的位置保持面保持面是卡止在固定构件15上的相对应的面151a上，所以位置保持面170a将只在固定构件15上的相应的面151a上进行滑动，因此，中间体17在这个时候并不会在第1轴心的外周上发生转动移位。如果更进一步将操作体16朝D2所示的方向转动的话，因为中间体第1齿轮部170的齿轮齿的齿高170h较之间体第2齿轮部171的齿高171h更低，所以将如图7c所示般地，中间体第1齿轮部170的齿轮齿将越过与之对应的固定构件15的齿轮齿。此时，中间体17将藉由卷取体18而被往回卷方向(D2所示的方向)弹压，所以中间体17将会如图7d所示般，在固定构件15上朝回卷方向移动一变速段(w)的距离。此时，中间体第2齿轮部171相对于操作部16的齿轮部160，虽然是暂时往分开的方向移动，但是当中间体第1齿轮部170的齿轮齿越过固定构件15的齿轮齿后，将再度与相同的齿轮齿卡合。

Claims (9)

1.一种自行车用变速操作装置，包括：可固定在自行车的车把上的固定构件；可相对于所述固定构件，在沿着所述车把的顶端区域的长边方向的第1轴心的外周朝其中一方向和另一方向转动的操作部；以及用于回拉变速用缆线、可随着所述操作部的转动而在所述第1轴心外周旋转的卷取体；其特征在于：

在所述操作体和所述卷取体之间设有一个可与所述卷取体在所述第1轴心外周一起旋转，并且在对所述固定构件进行卡合的卡合位置以及已解除卡合的非卡合位置之间，可朝所述第1轴心方向进行相对移动的中间体；

所述操作体具有：当朝所述其中一方向转动时，可藉由与所述中间体相抵接，而将所述中间体朝所述其中一方向驱动的驱动面；

所述中间体具有：可藉由抵接到所述固定构件而将所述中间体之朝所述其中一方向的旋转变换成所述中间体之朝所述非卡合位置的变位的第1凸轮面，以及当所述中间体位于卡合位置时，藉由抵接到所述固定构件而阻止所述中间体在所述第1轴心外周的转动的多个位置保持面。

2.根据权利要求1所述的自行车变速操作装置，其特征在于，所述中间体设有：将所述操作体朝所述另一方向的转动变换成所述中间体之朝所述非卡合位置的变位的第2凸轮面。

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，所述第1凸轮面和所述第2凸轮面设置在对所述第1轴心垂直延伸的同一平面上，并且在所述第1轴心的径向上以错开状态分别设成圆弧状。

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，所述操作部的所述驱动面以及所述中间体的位置保持面都朝所述第1轴心方向延伸。

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，所述操作部的所述驱动面在所述第1轴心方向上的高度比所述位置保持面在所述第1轴心方向上的高度高。

6.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，所述操作部的所述驱动面以及所述中间体的位置保持面都朝所述第1轴心方向延伸。

7.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，所述操作部的所述驱动面在所述第1轴心方向上的高度比所述位置保持面在所述第1轴心方向上的高度高。

8.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，所述操作部的所述驱动面以及所述中间体的位置保持面都朝所述第1轴心方向延伸。

9.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，所述操作部的所述驱动面在所述第1轴心方向上的高度比所述位置保持面在所述第1轴心方向上的高度高。

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