CN1368457A - 自行车变速器的齿轮位置指示器单元 - Google Patents

自行车变速器的齿轮位置指示器单元 Download PDF

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Abstract

提供一种力传递单元来接合连接于手操作变速控制单元的控制缆索。此力传递单元包含一车把固定构件以及用来改变控制缆索的方向的一缆索变向构件,其中力传递单元与变速控制单元分离。一齿轮指示器可与力传递单元一起形成,也可代替力传递单元,使得齿轮指示器可位在远离变速控制单元的位置处。

Description

自行车变速器的齿轮位置指示器单元
发明背景
本发明涉及自行车变速器的齿轮位置指示器单元。
自行车变速器通常由包括杠杆或者由骑车人转动的环的手工操纵变速控制单元进行控制。该变速控制单元被连接到一个具有内钢丝索的这类控制缆索上，所述内钢丝索在一个管状外套内滑动，内钢丝索的一端连接到变速控制单元上，而其另一端被连接到自行车变速器上。该变速器可以是一个拨链器或者一个内轮毂变速器，在此处变速控制单元可选择地拉动或释放内钢丝索以便变换变速器内部的齿轮。这种传动变速器通常设置在脚蹬曲柄(前变速器)和/或后轮(后变速器)处。用拨链器这种最普通类型的自行车变速器操纵的自行车通常既有前变速器又有后变速器。在这种自行车中用于前变速器的变速控制单元通常安装在车把的左抓取端，而用于后变速器的变速控制单元通常安装在车把的右抓取端。
典型的变速控制单元通常包括一个随手工操纵的杠杆或环的转动而缠绕或展开内钢丝索的滑轮。在滑轮上的缆索缠绕沟槽可具有各种轮廓，例如圆形、半径加大、半径减少等等，以便产生一个适应该变速器齿轮移动特性的拉动或释放内钢丝索的速率。其结果是，通常必需制造不同的变速控制单元以便适应不同的变速器。
一些变速控制单元具有一个用来指示自行车变速器现用齿轮位置的齿轮指示器。一些齿轮指示器做成随滑轮转动而转动的圆盘或指针形状。其他的齿轮指示器是一些在手工操纵的杠杆或环上的相对于变速控制单元外壳上一个固定刻度运动的简单标记。在任何情况下，齿轮指示器总是与变速控制单元外壳放置在一起。因此，由于变速控制单元通常安装在车把的相对抓取端，骑车人必需从道路上转移其视线或者跟踪和探望车把相对端以便确定当前被选定的齿轮。这是很不方便的，特别是在比赛期间由于全意识地比赛追逐而且附近的骑车人要赢得这场比赛时是如此。
本发明概述
本发明的目的是想克服已有技术之不足，提供一种自行车变速器的齿轮位置指示器装置，它允许骑车人在笔直地向前看的同时确定一个或多个自行车变速器的齿轮位置或状态。
为此，本发明提供一种齿轮位置指示器单元，用于第一和第二自行车变速器，且被配置成与第一和第二手操作变速控制单元分隔开，该齿轮位置指示器单元包括：
一外壳；
一第一齿轮指示器，设置在该外壳中，用来指示该第一自行车变速器的一第一齿轮位置；及
一第二齿轮指示器，设置在该外壳中，用来指示该第二自行车变速器的一第二齿轮位置；
其特征在于该第一齿轮指示器可相对于一第一内钢丝索的变向而移动，该第一内钢丝索连接于该第一手操作变速控制单元及该第一自行车变速器；且
该第二齿轮指示器可相对于一第二内钢丝索的变向而移动，该第二内钢丝索连接于该第二手操作变速控制单元及该第二自行车变速器。
附图简述
图1是根据本发明的一个自行车变速控制装置特殊实施例的顶视图；
图2是沿图1的2-2线画出的视图；
图3是沿图1的3-3线画出的视图；
图4是在图1中描述的力传递单元的局部剖出的前视图；
图5是沿图4的5-5线画出的视图；
图6是图5所示力传递机构的分解图；
图7是沿图6的7-7线画出的视图；
图8是沿图6的8-8线画出的视图；
图9是本发明滑轮和钢索替代实施例的示意图；
图10是另一个本发明滑轮和钢索替代实施例的示意图；
图11是沿着图10的11-11线画出的视图；
而图12是沿着图10的12-12线画出的视图。
实施例详述
图1是安装在车把14上的一个本发明特殊实施例自行车变速控制装置10的顶视图。车把14包括一个中央部分18、一个左抓取部分26以及一个右抓取部分34，所述中央部分18固定在安装于传统车把杆(未画出)上的一个套管22的内部，左抓取部分26和右抓取部分30分别由一个橡胶或泡沫柄30和38覆盖。在车把14的接近左抓取部分26处安装一个用来控制一个前变速器例如内曲柄轮毂或者拨链式变速器的手动变速控制单元42，而在车把14的接近右抓取部分34处安装一个用来控制一个后变速器例如内轮毂或者拨链式变速器的手动变速控制单元46。
变速控制单元42包括一个支承刹车杠杆54和环状驱动器58的外壳50，而变速控制单元46包括一个支承刹车杠杆64和环状驱动器66的外壳62。变速控制单元42被连接到一个具有一根内钢丝索74(图2)的控制缆索段70上，所述内钢丝索74在一个管状外套78内滑动，致使驱动器58的转动可选择地拉动或释放内钢丝索74以便移动在前自行车变速器中的多个齿轮中转换。同样，变速控制单元46被连接到一个具有一根内钢丝索84(图2)的控制缆索段80上，所述内钢丝索80在一个管状外套88内滑动，致使驱动器66的转动可选择地拉动或释放内钢丝索84以便在后自行车变速器中的多个齿轮中间转换。在这个实施例中，变速控制单元42和46是分度转位的变速控制单元，它们可根据由卓雄山根于1997年5月13日申请的名为“自行车变速控制装置”的美国专利申请No.08/854,520制成，并收编于此作为参考。当然，扭转手柄自行车变速器变速控制单元是很老和为人熟知的，因此变速控制单元42和46可由许多不同方式构成并且不必以分度转位形式。
控制缆索段70和80分别连接在变速控制单元42和46上，然后与车把14平行地延伸并连接到一个力传递单元90上，力传递单元90进一步分别通过传统的缆索调节圆筒102和112连接到控制缆索段100和110，在此，控制缆索段100具有一根在外套108内滑动的内钢丝索104，而控制缆索段110具有一根在外套118内滑动的内钢丝索114。控制缆索段70和100是总控制缆索120的一些区段，而控制缆索段80和110是总控制缆索130的一些区段。下文将更全面地讨论，力传递单元90把控制缆索120的方向从控制缆索段70的水平取向改变为控制缆索段100的垂直取向，并且改变或者不改变变速控制单元42的转动特性。同样，力传递单元90把控制缆索130的方向从控制缆索段80的水平取向改变为控制缆索段110的垂直取向，并且改变或者不改变变速控制单元46的转动特性。在此同时，力传递单元90包括一个用来指示前变速器状态的前齿轮指示器134以及一个用来指示后变速器状态的后齿轮指示器138。
如图1所示，力传递单元90包括一个壳150、一个第一车把固定构件154以及一个第二车把固定构件158。所述第一车把固定构件154将力传递单元90附着在车把14的套管22左侧，而第二车把固定构件158将力传递单元90附着在车把14的套管22右侧。在这个实施例中，第一车把固定构件154基本上平行于第二车把固定构件158，如图4-6所示，壳150包括一个顶壁160、一个后壁164以及一个底壁168。一个以滑轮170形状的缆索变向构件通过枢轴螺钉174和垫圈178可转动地安装在后壁164上，而一个滑轮180形状的缆索变向构件通过枢轴螺钉184和垫圈188可转动地安装在后壁164上。
在这个实施例中，滑轮170和180具有相同的一般结构，所以只对滑轮180的细节作详细介绍。在图6-8中看得更加清楚，滑轮180包括一个第一缆索缠绕沟槽190、一个第一缆索固定位置或者说止点194，一个第二缆索缠绕沟槽198以及一个第二缆索固定位置或者说止点202，所述沟槽190具有一个用来缠绕控制缆索段80的内钢丝索84的基本不变的曲率半径R1，止点194用来支承一个附着在内钢丝索84上的传统缆索端部小球(未示出)，所述沟槽198具有一个用来缠绕控制缆索段110的内钢丝索114的基本不变的曲率半径R2(至少对于实际缠绕缆索的部分)，而止点202用来支承一个附着在内钢丝索114上的传统的缆索端部小球(未示出)。通常，曲率半径R2小于曲率R1，以便“降低”具有高驱动速率的后拨链器驱动器66的每单元转动的缆索拉动速度。在具有低驱动速率的拨链器中曲率半径R2可小于曲率半径R1，而对于具有可变驱动速率的拨链器例如众所周知的四杆联接型拨链器而言曲率半径R1或者曲率半径R2可以是变化的。
图9-12是可用于根据本发明的力传递单元的滑轮和缆索另一些实施例的示意图。在图4-8所示实施例中，每根控制缆索由具有两根内钢丝索的两个控制缆索段制成。而在图9-11所示的一些实施例中，虽然仍有两个如同图4-8实施例那样固定在壳上的外套部分，每根控制缆索仅有一根内钢丝索。尤其是，图9显示一个实施例，在其中滑轮170’和180’具有一个单一的螺旋线形缆索缠绕沟槽，以致于内钢丝索300和304围绕每个滑轮缠绕约270°。每个缠绕沟槽的曲率半径是基本上不变的，因而产生一个1∶1的驱动速率。尽管每根缆索的净转向仅约90°，使缆索300和304缠绕约270°保证在缆索300、304和它们各自的滑轮170’、180’之间可靠接合。还有，缠绕270°允许每根缆索300和304从壳150底部进出，从而在使用者看来似乎缆索进行了一个很锐利的90°转动。图10-12示出了一个实施例，其中滑轮170″和180″的输入曲率半径R1大于输出曲率半径R2。其效果与第一实施例基本相同。当R2是输入半径并且R1是输出半径时，能使用同样的轮廓便可增加从输入到输出的曲率半径。
如图5和6所示，在滑轮180的外圆周表面上具有一个斜齿齿轮350，它用来与一个布置在指示器传动齿轮358的外圆周表面上的一个斜齿轮354啮合。指示器传动齿轮358通过一个可拆除紧固件364固定在一个指示器盘360上，致使指示器圆盘360与指示器传动齿轮358一起转动。如同图5所示，滑轮180围绕一根基本垂直于指示器圆盘360的转动指示器轴线Y的滑轮轴线X转动，从而提供一个非常紧凑的结构。
在这个实施例中，指示器圆盘360被固定在顶壁160的一个凹槽362内。指示圆盘360具有一个在上面形成或印制其上的指示指针，它与在壳上做成或印制的齿轮标记合作，形成如同图1所示的后齿轮指示器138。一个类似的传动齿轮和指示器圆盘(未示出)与齿轮170啮合，以便形成前齿轮指示器134，而且一个带有视窗370的盖366(图1)被放置在顶壁160上方，以便保护指示器134和138零件。
如图6所示，车把固定构件158是一个具有一个孔378的“U”形构件，所述孔378与壳150的一个安装凸缘380上的孔379对准。一根安装螺栓384穿过孔378和379并与一个螺母(未画出)接合，从而将车把固定构件158附着在壳150上。车把固定构件158相对于壳150的取向可以调节，其方法为：拧松螺栓384，设定这两个构件所需的相对位置，然后重新拧紧螺栓。车把固定构件158还包括用来接纳紧固件392通过的孔388和390。紧固件392拧入一个不可转动地安装在孔390内的螺母394中，以致于车把固定构件158可夹紧在车把14上。车把固定构件158相对于车把14的取向可以调节，其方法是：拧松螺栓392，设定这两个构件所需的相对位置，然后拧紧该螺栓。车把固定构件154用相同的方法构成。
通过上述描述很容易明白，力传递机构90能用于任何所需的变速控制单元，只需改变滑轮170和180以便适应变速单元的不同变速特性即可。力传递机构允许控制缆索沿着车把再沿着自行车主框架整齐地达到它们各自的变速器。此外，由于力传递单元90被安装在车把中央，骑车人不必注意车把的相对侧面就能方便地看到齿轮指示器134和138。
上文已对本发明不同实施例进行描述，在不超越本发明的精神和范围的情况下可进一步作出多种变形。例如，不同部件的尺寸、形状、位置或取向可根据需要改变。一个构件的功能可由两个构件执行，反之亦然。在此同时，在一个特殊实施例中出现所有优点是没有必要的。因此，虽然力传递单元90安装在车把的中央，但只要它与至少一个变速控制单元隔开，力传递单元可安装在车把上的任何地方。滑轮转动轴线X和Y不必相互垂直，而且滑轮可相互上下放置(例如垂直地对准车把杆)而不是如同图4那样水平地相互左右对准。
一个任选的分度转位机构400可如同图6中虚线所示那样与一个或多个滑轮排列在一起。这种分度转位机构是众所周知的，不再详细介绍。作为替代，这种分度转位机构可与多个指示器传动齿轮排列在一起。指示器圆盘的转动方向可以颠倒，其方法是颠倒内部钢丝索围绕滑轮170和/或滑轮180的缠绕方向。
齿轮指示器可与力传递单元一起形成，也可独自形成以致于齿轮指示器可设置在远离变速控制单元处。在后一种情况下，控制缆索的内钢丝索将在滑轮处终止，其方法例如是：省略图4-8实施例中的第二控制缆索段100和110，将内钢丝索缠绕在指示器传动齿轮周围，或者一些其他方法。
显而易见，对于已被描述的实施例可作出许多明显的变形。因此本发明的范围应不受所描述的专门结构限制。而是本发明的真实范围由所附权利要求确定。

Claims (20)

1.一种齿轮位置指示器单元，用于第一和第二自行车变速器，且被配置成与第一和第二手操作变速控制单元分隔开，该齿轮位置指示器单元包括：
一外壳；
一第一齿轮指示器，设置在该外壳中，用来指示该第一自行车变速器的一第一齿轮位置；及
一第二齿轮指示器，设置在该外壳中，用来指示该第二自行车变速器的一第二齿轮位置；
其特征在于该第一齿轮指示器可相对于一第一内钢丝索的变向而移动，该第一内钢丝索连接于该第一手操作变速控制单元及该第一自行车变速器；且
该第二齿轮指示器可相对于一第二内钢丝索的变向而移动，该第二内钢丝索连接于该第二手操作变速控制单元及该第二自行车变速器。
2.如权利要求1所述的齿轮位置指示器单元，还包括：
设置在该外壳上的一视窗，以覆盖该第一齿轮指示器及该第二齿轮指示器。
3.如权利要求1所述的齿轮位置指示器单元，其中该第一齿轮指示器包含一第一滑轮，且该第一内钢丝索可在该第一滑轮上变向，并且该第二齿轮指示器包含一第二滑轮，且该第二内钢丝索可在该第一滑轮上变向。
4.如权利要求3所述的齿轮位置指示器单元，其中该第一滑轮在该第一内钢丝索被该第一手操作变速控制单元拉动时于一第一方向旋转，且该第二滑轮在该第二内钢丝索被该第二手操作变速控制单元拉动时于一第二方向旋转，并且该第一方向不同于该第二方向。
5.如权利要求4所述的齿轮位置指示器单元，其中该第一方向与该第二方向相反。
6.如权利要求3所述的齿轮位置指示器单元，其中该第一滑轮包括：
用来固定一第一缆索段的一第一缆索固定位置；及
用来固定一第二缆索段的一第二缆索固定位置。
7.如权利要求3所述的齿轮位置指示器单元，其中该第一齿轮指示器另外包括：
一指示器传递齿轮；
一指示器盘，可与该指示器传递齿轮一起旋转；及
一齿轮，形成在该第一滑轮上，用来与该指示器传递齿轮啮合及旋转该指示器盘。
8.如权利要求7所述的齿轮位置指示器单元，其中该齿轮为斜齿轮，并且该指示器传递齿轮为互补的斜齿轮。
9.如权利要求7所述的齿轮位置指示器单元，其中该指示器盘具有形成在其上的一指示指针，其与齿轮标记合作来指示该第一齿轮位置。
10.如权利要求1所述的齿轮位置指示器单元，其中该外壳另外包括：
一第一外套止件，其可接收连接于该第一手操作变速控制单元的一第一外套；及
一第二外套止件，其可接收连接于该第二手操作变速控制单元的一第二外套。
11.如权利要求10所述的齿轮位置指示器单元，其中该外壳另外包含：
一第三外套止件，其可接收平行于一自行车车架的一第三外套；及
一第四外套止件，其可接收平行于该自行车车架的一第四外套。
12.如权利要求11所述的齿轮位置指示器单元，其中该第三外套止件及该第四外套止件包含缆索调整圆筒。
13.如权利要求11所述的齿轮位置指示器单元，其中该第一外套止件可从水平走向接收该第一外套，且该第二外套止件可从水平走向接收该第二外套，并且该第三外套止件可将该第三外套接收成为于铅垂走向，且该第四外套止件可将该第四外套接收成为于铅垂走向。
14.如权利要求3所述的齿轮位置指示器单元，其中该第一滑轮包含一第一缆索卷绕表面，并且该第一缆索卷绕表面与该第一内钢丝索之间的第一接合大于90度。
15.如权利要求14所述的齿轮位置指示器单元，其中该第二滑轮包含一第二缆索卷绕表面，并且该第二缆索卷绕表面与该第二内钢丝索之间的第二接合大于90度。
16.如权利要求14所述的齿轮位置指示器单元，其中该第一接合为大约270度。
17.如权利要求14所述的齿轮位置指示器单元，其中该第一缆索卷绕表面包含具有一固定的曲率半径的一缆索卷绕沟槽。
18.如权利要求14所述的齿轮位置指示器单元，其中该第一缆索卷绕表面包含具有一变化的曲率半径的一缆索卷绕沟槽。
19.如权利要求1所述的齿轮位置指示器单元，另外包含可将该外壳安装于自行车的车把的前方的一固定构件。
20.如权利要求19所述的齿轮位置指示器单元，其中该固定构件为车把固定构件。
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