CN1438149A - 自行车的扭握式变速控制装置 - Google Patents

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Abstract

一种自行车变速控制装置，其包括连接到自行车的底座部件，相对底座部件可转动地支承以便在第一和第二方向转动的操作部件，相对底座部件可转动地安装以便控制传动控制元件拉紧和松开的传动控制部件，用于支承传动控制元件转换表面的支架，和连接成与传动控制元件一起转动的中间部件。中间部件围绕第一轴转动，并且中间部件可在第一轴的方向上在接合位置和脱离接合位置之间移动，在接合位置中间部件与支架接合，在脱离接合位置中间部件与支架脱离接合。中间部件包括第一凸轮表面，其用于在中间部件转动时使中间部件在第一轴的方向上朝脱离接合位置移动，并且中间部件包括定位表面，其用于当中间部件在接合位置时防止中间部件围绕第一轴转动。

Description

自行车的扭握式变速控制装置
技术领域
本发明涉及自行车的控制装置，特别是，涉及用于自行车传动变速的扭握式变速控制装置。
背景技术
在美国专利5,921,139号中已知扭握式变速控制装置的一个例子。那个变速控制装置包括不可转动地固定在自行车车把的固定部件、相对固定部件可转动地支承以便在第一和第二方向转动的把手操作部件、相对固定部件可转动地安装以便控制传动控制元件拉紧和松开的卷取部件，和连接成与卷取部件一起转动的中间部件。在固定部件和中间部件上形成棘轮齿，以便将中间部件以及卷取部件保持在多个固定位置中。在中间部件和把手操作部件上形成辅助的棘轮齿，以便转动中间部件和卷取部件来拉紧和松开传动控制元件。滑轮安装在从底座部件伸出的支架上，以便在传动控制元件离开卷取部件之后改变传动控制元件的方向，从而使传动控制元件可在自行车车把的方向上伸出。
已经知道传动控制元件上的张力影响变速控制装置的操作。特别是，传动控制元件在卷取部件的各固定位置之间被拉紧或松开的程度将会根据加在传动控制元件上的张力而变化，所以造成连接在传动控制元件的传动放置在对选择的齿轮来说不是最佳的位置上。这样的定位误差可能引起传动产生不希望的噪音或故障。
发明内容
本发明涉及扭握式变速控制装置，既使传动控制元件经受很大的张力它也能可靠地操作。在本发明的一个实施例中，自行车变速控制装置包括连接到自行车的底座部件，相对底座部件可转动地支承以便在第一和第二方向转动的操作部件，相对底座部件可转动地安装以便控制传动控制元件拉紧和松开的传动控制部件，用于支承传动控制元件转换表面的支架和连接成与传动控制部件一起转动的中间部件。中间部件围绕第一轴转动，并且中间部件可在第一轴的方向上在接合位置和脱离接合位置之间移动，在接合位置中间部件与支架接合，在脱离接合位置中间部件与支架脱离接合。特别是，中间部件包括用于在中间部件转动时使中间部件在第一轴的方向上朝脱离接合位置移动的第一凸轮表面和中间部件，该中间部件包括适用于当中间部件在接合位置时防止中间部件围绕第一轴转动的定位表面。使中间部件在接合位置与支架接合，将使由加在传动控制元件上的张力所造成的性能上的差别减至最小或基本消除。
附图说明
图1是自行车的侧视图，该自行车装有按照本发明的扭握式变速控制装置的特定实施例；
图2是按照本发明的扭握式变速控制装置的特定实施例的斜视图；
图3是表示在图2中的扭握式变速控制装置的部分分解图；
图4是表示在图2中的扭握式变速控制装置的部分剖面图；
图5是表示在图2中的扭握式变速控制装置的分解图；
图6是图5中表示的中间部件的后视图；
图7A和7B是说明中间部件、支架、和操作部件的齿轮部分形状的剖面图；
图8A-8D是表示当操作部件在第一方向转动时扭握式变速控制装置操作的示意图；
图9A-9B是表示当操作部件在第二方向转动时扭握式变速控制装置操作的示意图；以及
图10是按照本发明的扭握式变速控制装置另一个实施例的斜视图。
具体实施方式
图1表示装设按照本发明的变速控制装置的山地自行车1。这个自行车装备有前轮2、脚蹬4、用于在连接到后轮3的链轮套7上移动车链5的拨链器6、刹车机构9和类似部件。连接在车把8的扭握式变速控制装置10通过变速缆索11操作拨链器6。如这里所用的，术语“前方向”、“后方向”、“横方向”和类似方向指的是相对自行车的各方向。例如，“右”指的是位在车座上的骑车者的右边。
图2是按照本发明的扭握式变速控制装置10特定实施例的斜视图，图3是变速控制装置10的部分分解图，以及图4是变速控制装置10的部分剖面图。一般来说，围绕沿车把8延伸的第一轴X转动操作部件16，使得以钢线卷取部件18为形式的传动控制部件转动，卷取部件依次拉紧和松开中间钢线11a，钢线连接到可转动地安装在支架15的偏转滑轮21。控制缆索11的内钢线11b连接到偏转滑轮21和拨链器6，从而使操作部件16转动最终拉紧和松开内钢线11b以便操作拨链器6。中间钢线11a和内钢线11b一起作为传动控制元件。在这个实施例中，用变速控制装置10可以完成7级变速，但是级数可以按照应用的要求改变。
在这个实施例中，偏转滑轮21用螺钉23可转动地安装在支架15的枢轴15a上，从而使偏转滑轮21可以围绕与第一轴X垂直的第二轴Y转动。偏转滑轮21包括接纳中间钢线11a的传动控制元件转换表面21a和接纳内钢线11b的传动控制元件转换表面21b。传动控制元件的转换表面21a和21b用于改变传动控制元件的方向，从中间钢线11a的径向朝外伸出的方向改变到内钢线11b的轴向。还可以使用传动控制元件的转换表面21a和21b调整传动控制元件的缆索拉紧/松开的比率。在其他的实施例中，传动控制元件是这种形式，如果单根钢线可直接连接到卷取部件18，那么偏转滑轮21可以包括单个传动控制元件转换表面以便当单根钢线离开卷取部件18时改变它的方向。另一种是，如在图10中所示，变速控制装置10’可以完全取消偏转滑轮21，并且支架15’可以包括曲线部分15x以便改变传动控制缆索11’的内钢线11x的方向。
现在将详细描述变速控制装置10的结构。发明者已经发现，由加在传动控制元件上的张力所造成的性能变化这个问题的根源在先有技术中是由定位机构在底座部件中的位置所造成的。变速控制装置10通过将定位机构放到支架15上解决了该问题，如下面详细说明的那样。虽然下面的描述指的是连接在自行车车把8的右侧以便控制后拨链器6的变速控制装置10，但是同样的变速控制装置也可以装设在车把的左侧。
如在图4和5中所示，变速控制装置10包括以这样的方式连接到支架15的底座部件14，使它不能相对车把转动，安装在底座部件14上以便围绕轴X转动并通过底座部件14上的保持突片14a保持就位的把手起动部件16a，包围把手起动部件16a以便有利于抓握的柔性的盖12，辅助起动部件16b有连接突片16c，该突片与把手起动部件16a中的连接凹槽16d接合，从而使把手起动部件16a和辅助起动部件16b作为一个单元转动，中间部件17以下述的方式与支架15和辅助起动部件16b两者接合，卷取部件18有连接槽18a，该槽滑动而不可转动地与中间部件17上的连接突片17a接合，从而使卷取部件18和中间部件17作为一个单元转动，固定垫圈19有与支架15中对应的连接槽15b接合的连接突片19a，和弹簧垫圈20，它用于偏压中间部件17朝向辅助起动部件16b和支架15。把手起动部件16a和辅助起动部件16b一起构成操作部件16。在卷取部件18的外周边表面上形成钢线缠绕表面18c，并且这个钢线缠绕表面18c卷取中间钢线11a。连接器18d用卷取部件18连接中间钢线11a的终端。
支架15有包含连接凹槽15b的内管形部分15c，该部分安装在底座部件14的外周边表面，径向朝外伸出的侧壁15d(垂直于底座部件14)，该侧壁包含在平面15s(图7B)中形成的径向相反的定位齿151，和从辅助起动部件16b的外周边表面径向朝外设置的外管形部分15e。朝向中间元件17并垂直于第一轴X的平面15s称作“支架的参考平面15s”。定位齿151沿着第一轴X延伸离开支架15的参考平面15s，并且定位齿15相对参考平面15s的高度表示15h。辅助起动部件16b包括多个装设在朝向中间元件17的参考平面16s(图7A)中的驱动齿160。多个驱动齿160沿着第一轴X延伸离开辅助起动部件16b的参考平面16s，驱动齿160相对参考平面16s的高度表示为160h。
如在图5和6中所示，中间部件17有环形的形状，并且其内周边表面17b是可转动和可滑动地装配在底座部件14的外周边表面14b上。如在图4中所示中间部件17由定位在中间部件17和固定部件19之间的弹簧20在辅助起动部件16b的方向上加上弹簧负载。中间部件17朝向支架15的表面装备包括多个齿轮齿170的第一齿轮部分，齿170与支架15的定位齿151接合，并装备包括多个齿轮齿171的第二齿轮部分，齿171与辅助起动部件16b的多个驱动齿160接合。该多个齿轮齿170定位在该组齿轮齿171的径向朝向处。
多个齿轮齿170和171沿着第一轴X在辅助起动部件16b的方向延伸并离开朝向辅助起动部件16的参考平面17s(图7A-7B)。中间部件17与辅助起动部件16的多个驱动齿160接合的多个齿轮齿171的高度171h大于中间部件17与支座15的定位齿151接合的多个齿轮齿170的高度170h。
图7A示意地表示中间部件17朝向辅助起动部件16b多个驱动齿160的多个齿轮齿171的剖面，以及图7B示意地表示中间部件17朝向支架15的定位齿151的多个齿轮齿170的剖面。中间部件17的多个齿轮齿171装设在第一轴X方向伸出的表面171a，并装设相对第一轴X倾斜的凸轮表面171b。辅助起动部件16朝向中间部件17的多个齿轮齿171的多个驱动齿160装设在第一轴X方向延伸的驱动表面160a以便可转动地驱动中间部件17，并装设与第二凸轮表面171b对应的凸轮表面160b以便轴向驱动中间部件17。给定中间部件和辅助起动部件16b的齿轮齿的转动宽度W等于逐级变换速度所需的位移。中间部件17的多个齿轮齿170装设在第一轴X方向上延伸的定位表面170a，并且这些表面进入与支架15的定位齿151表面151a接触。多个齿轮齿170还装设相对第一轴X倾斜的第一凸轮表面170b，并且这些表面以下述的方式进入与定位齿151的凸轮表面151b接触。
现在将参考图8A-8D和9A-9D描述变速控制装置10的操作。为了简单起见，齿轮齿的形状将用简化的形式表示。
图8A-8D顺序地表示当操作部件16在卷取方向D1转动时各组件运动的方式。首先，辅助起动部件16b的多个驱动齿160的驱动表面160a压靠中间部件17多个齿轮齿171的表面171a并使中间部件17以及卷取部件18围绕第一轴X转动。同时，如在图8B和8C中所示，第一凸轮表面170b在第一轴X方向移动中间部件17。操作部件16在卷取方向D1进一步的转动引起中间部件17的齿轮齿170跳过支架15的定位齿151，如在图8D和8E中所示。接着，中间部件17又由支架15固定在由中间部件17的单个变速级(W)所得到的位置中。由于中间部件17与卷取部件18总是接合，卷取部件18与中间部件17一起移动单个变速级。在操作的结束时，中间部件17的定位表面170a压靠在支架15对应的表面151a上，将中间部件17相对支架15保持就位。
因为齿轮齿171的高度171h大于齿轮齿170的高度170h，所以齿轮齿171不会移动越过辅助起动部件16b的齿轮轮160，即使在齿轮齿170已经越过支架150的定位齿151时也仍然由相同的匹配齿接合。换句话说，中间部件17相对辅助起动部件16b的位置仍保持在操纵操作部件16之前已经占据的相同位置。
现在将参考图9A-9D描述当操作部件16转动在松开方向D2时中间部件17和卷取部件18相对支架15的运动。在相反的方向D2转动操作部件16引起中间部件17的齿轮齿171的凸轮表面171b在辅助起动部件16b的齿轮齿160的对应凸轮表面160b上滑动，所以使中间部件17沿第一轴X移动离开辅助起动部件16b和支架15。因为在这种情况下中间部件17的定位表面170a由支架15对应的定位表面151a接合，使定位表面170a仅在支架15的对应定位表面151a上滑动，因此这时中间部件17并不围绕第一轴转动。
如在图8C和8D中所示，因为齿轮齿170的高度170h小于齿轮齿171的高度171h，操作部件16在D2方向上的进一步转动造成中间部件17的齿轮齿170移动越过支架15的对应定位齿。所以，中间部件17和卷取部件18在松开方向上移动一个变速级(W)。在该过程中，中间部件17的齿轮齿171首先移动离开辅助起动部件16b的齿轮齿160，但是一旦中间部件17的齿轮齿170移动越过支架15的定位齿151之后又与相同的齿重新接合。
尽管上面描述了本发明的各种实施例，但可采用进一步的各种修改而不会背离本发明的宗旨和范畴。例如，各种组件的尺寸、形状、位置或取向可以按照需要进行改变。已知是直接连接或互相接触的各组件可以有中间结构设置在它们中间。一个元件的功能可由两个元件执行，或者相反。不必在特写的实施例中同时存在所有的优点。与先有技术不同的独特的每个部件，单独或与其他部件的组合，也应该认为是申请人另一个发明的单独描述，其包括由这样的部件所体现的结构和/或功能的概念。所以，本发明的范畴不应该局限于公开的特殊结构或局限于将注意力集中在特定结构上。

Claims (24)

1.一种自行车变速控制装置包括：
连接到自行车的底座部件；
相对底座部件可转动地支承以便在第一和第二方向转动的操作部件；
相对底座部件可转动地安装以便控制传动控制元件拉紧和松开的传动控制部件；
用于支承传动控制元件转换表面的支架；
连接成与传动控制部件一起转动的中间部件，其中中间部件围绕第一轴转动，并且其中中间部件在第一轴的方向上在接合位置和脱离接合位置之间移动，在接合位置中间部件与支架接合，在脱离接合位置中间部件与支架脱离接合；
其中操作部件包括驱动表面，其用于当操作部件在第一方向转动时在第三方向驱动中间部件；
其中中间部件包括第一凸轮表面，其用于当中间部件在第三方向转动时使中间部件在第一轴的方向上朝脱离接合位置移动；以及
其中中间部件包括定位表面，其用于当中间部件在接合位置时防止中间部件围绕第一轴转动。
2.如权利要求1所述的装置还包括可转动地安装在支架的滑轮，其特征在于，传动控制元件转换表面设置在滑轮上。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，支架的表面构成传动控制元件转换的表面。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，支架与底座部件是一个部件。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，支架有从操作部件径向最外的表面径向朝外设置的外部分。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，支架垂直于底座部件延伸。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，第三方向与第一方向相同。
8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，当操作部件在第一方向转动时驱动表面接触中间部件。
9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，当中间部件在第三方向转动时第一凸轮表面接触支架。
10.如权利要求1所述的装置，其特征在于，当中间部件在接合位置时定位表面接触支架。
11.如权利要求1所述的装置，其特征在于，中间部件包括第二凸轮表面，其用于当操作部件在第二方向转动时使中间部件在第一轴的方向朝脱离接合位置移动。
12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，当操作部件在第二方向转动时第二凸轮表面接触操作部件。
13.如权利要求11所述的装置，其特征在于，有多个第一凸轮表面，其中有多个第二凸轮表面，并且其中在公共平面中设置多个第一凸轮表面和多个第二凸轮表面。
14.如权利要求13所述的装置，其特征在于，该平面的取向基本垂直于第一轴。
15.如权利要求14所述的装置，其特征在于，多个第一凸轮表面组成为第一圆形弧，其中多个第二凸轮表面组成为第二圆形弧，并且其中第一圆形弧相对第一轴从第二圆形弧径向位移。
16.如权利要求1所述的装置，其特征在于，驱动表面和定位表面两者都在第一轴的方向延伸。
17.如权利要求1所述的装置，其特征在于，驱动表面在第一轴方向上的高度大于定位表面在第一轴方向上的高度。
18.如权利要求1所述的装置，其特征在于，第三方向与第一方向相同，其中当操作部件在第一方向转动时驱动表面接触中间部件，其中当中间部件在第三方向转动时第一凸轮表面接触支架，并且其中当中间部件在接合位置时定位表面接触支架。
19.如权利要求18所述的装置，其特征在于，中间部件包括第二凸轮表面，其用于当操作部件在第二方向转动时使中间部件在第一轴的方向朝脱离接合位置移动，并且其中当操作部件在第二方向转动时第二凸轮表面接触操作部件。
20.如权利要求19所述的装置，其特征在于，有多个第一凸轮表面，其中有多个第二凸轮表面，并且其中在公共平面中设置该多个第一凸轮表面和该多个第二凸轮表面。
21.如权利要求20所述的装置，其特征在于，该平面的取向基本垂直于第一轴。
22.如权利要求21所述的装置，其特征在于，有多个驱动表面，其中有多个定位表面，并且其中当中间部件在接合位置时在该平面中设置该多个驱动表面和该多个定位表面。
23.如权利要求22所述的装置，其特征在于，该多个驱动表面和该多个定位表面两者都在第一轴的方向延伸。
24.如权利要求23所述的装置，其特征在于，该多个驱动表面在第一轴方向上的高度大于该多个定位表面在第一轴方向上的高度。
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