CN1579873A - 带有平行齿轮装置的自行车扭柄变速控制装置 - Google Patents

带有平行齿轮装置的自行车扭柄变速控制装置 Download PDF

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Abstract

一种自行车扭柄变速控制装置包括一用于连接至自行车上的基座构件、一可转动地相对于基座构件支承以便绕着一操纵构件轴线沿第一和第二方向转动的扭柄操纵构件、一可转动地相对于基座构件安装以便响应于操纵构件的转动而控制着传动控制元件的牵拉与松脱的传动控制构件、以及一响应于操纵构件的转动而沿中间构件轴线的方向移动的中间构件。传动控制构件绕着基本上平行于操纵构件轴线的传动控制构件轴线转动，并且中间构件包括一用于保持操纵构件和传动控制构件的转动位置的中间构件棘爪装置。通过阅读以下描述，可以清楚地了解其它发明特征，并且这些特征单独或与上述特征相组合可以形成更多发明的基础，如权利要求及其等价物所述。

Description

带有平行齿轮装置的自行车扭柄变速控制装置
技术领域
本发明涉及自行车，更具体而言，涉及一种利用平行齿轮装置将转动动力从扭柄传送至传动控制元件的自行车扭柄变速控制装置。
背景技术
扭柄变速控制装置已经用于自行车中以便响应于与车把轴线同轴转动的扭柄操纵构件的转动而牵拉和松脱传动控制元件。美国专利No.5,315,891中示出了这种装置的一个实例。该专利中所公开的装置包括一绕着车把轴线同轴转动的扭柄操纵构件、一与操纵构件同轴转动的主动齿轮、一与主动齿轮啮合并绕着一平行于车把轴线的轴线转动的从动齿轮、以及一与从动齿轮同轴转动以便卷绕和松开传动控制缆线的缆线盘。操纵构件从原始位置沿顺时针和逆时针方向转动，从而相应地转动缆线盘。一保持器机构将缆线盘保持于选定位置上以便使得操纵构件在完成每次操作之后可以回复到原位置上。
发明内容
本发明的目的在于自行车扭柄变速控制装置的各种特征。在一个实施例中，自行车扭柄变速控制装置包括一用于连接至自行车上的基座构件、一可转动地相对于基座构件支承以便绕着一操纵构件轴线沿第一和第二方向转动的扭柄操纵构件、一可转动地相对于基座构件安装以便响应于操纵构件的转动而控制着传动控制元件的牵拉与松脱的传动控制构件、以及一响应于操纵构件的转动而沿中间构件轴线的方向移动的中间构件。传动控制构件绕着基本上平行于操纵构件轴线的传动控制构件轴线转动，并且中间构件包括一用于保持操纵构件和传动控制构件的转动位置的中间构件棘爪装置。通过阅读以下描述，可以清楚地了解其它发明特征，并且这些特征单独或与上述特征相组合可以形成更多发明的基础，如权利要求及其等价物所述。
附图说明
图1为一扭柄变速控制装置的特定实施例的斜视图，示出了相关的操作部件；
图2为扭柄变速控制装置的剖面图；
图3为扭柄变速控制装置的部件分解图；
图4(A)-4(C)示出了牵拉传动控制元件时扭柄变速控制装置的操作情况；
图5(A)-5(C)示出了松脱传动控制元件时扭柄变速控制装置的操作情况；
图6为扭柄变速控制装置的另一实施例的斜视图，示出了相关的操作部件；以及
图7为图6中所示的扭柄变速控制装置的偏压弹簧、中间构件以及传动控制构件的剖面图。
具体实施方式
图1-3分别为一扭柄变速控制装置10的特定实施例的斜视图、剖视图以及部件分解图，示出了相关操纵部件。在这个实施例中，扭柄变速控制装置10包括一适于将扭柄变速控制装置10安装于自行车的一部分例如具有车把轴线HA的车把H上的基座构件14、一可转动地相对于基座构件14安装以便绕着操纵构件轴线OA沿第一和第二方向转动的扭柄操纵构件18、一安装方式使得能够响应于操纵构件18的转动而绕着传动控制构件轴线TA相对于基座构件14转动的传动控制构件22、一安装方式使得能够沿中间构件轴线IA的方向移动的中间构件34、一置于中间构件34与基座构件14之间的偏压弹簧36、以及一置于操纵构件18与中间构件34之间的环形操纵构件棘爪单元38。传动控制构件22控制着传动控制元件例如在外壳30内滑动的传动控制线26的牵拉与松脱。传动控制线26可以连接于适用的传动器上，例如内部轮毂传动器、拨链器或某些其它传动器。在这个实施例中，操纵构件轴线OA和中间构件轴线IA均与车把轴线HA同轴，而传动控制构件轴线TA与操纵构件轴线OA、中间构件轴线IA及车把轴线HA平行并相隔开。当然，上述特征在其它实施例中可以改变。一个或更多盖(未示出)可以用来部分或完全地覆盖各种部件以便更具美感。
在图3中看得更为清楚，基座构件14包括一基座构件安装部分42、一操纵/中间构件安装部分46以及一传动控制构件安装部分50。基座构件14可以通过按照众所周知的方式利用螺钉58将车把H夹紧于基座构件安装部分42与安装鞍座54之间而固定于车把H上。操纵/中间构件安装部分46基本为圆柱形管状形状，其从基座构件安装部分42的侧壁62处延伸。操纵/中间构件安装部分46包括一中间构件安装部分66和一操纵构件安装部分70。
在这个实施例中，中间构件34包括一环形中间构件体74、一对从中间构件体74的内周表面76沿径向向内延伸的导向突起78、以及一包括多个绕着中间构件体74的一轴向外侧壁84沿圆周方向延伸的梯形棘爪齿83的中间构件棘爪单元82。
中间构件34通过以下步骤安装于中间构件安装部分66上：首先将偏压弹簧36绕着中间构件安装部分66放置；克服偏压弹簧36的偏压力将导向突起78沿轴向向内滑入一对形成于中间构件安装部分66上的沿直径方向相对的进入通道86中；沿逆时针方向转动中间构件34，以便使得导向突起78在圆周上沿相应的一对沿直径方向相对的过渡通道90(在图3中仅示出了一条这种过渡通道)滑动；然后容许导向突起78在偏压弹簧36的偏压力作用下沿相应的一对沿直径方向相对的锁定通道94(在图3中仅示出了一条这种锁定通道)沿轴向向外滑动。在这个位置上，通过相应的一对沿直径方向相对的轴向锁定贴靠件98(在图3中仅示出了一个这种轴向锁定贴靠件)来防止导向突起78沿轴向向外移动，并且导向突起78通过相应的沿直径方向相对的转动锁定贴靠件对102A、102B(在图3中仅示出了一对这种转动锁定贴靠件)基本上转动地锁定就位，其中转动锁定贴靠件102A、102B沿圆周方向彼此相对。这种构型容许中间构件34沿车把轴线HA和操纵构件轴线OA的方向在锁定通道94内沿轴向滑动有限距离，而基本上不可相对于基座构件14转动。
在这个实施例中，操纵构件18包括一基本为管状的手柄部分106和一整体安装的传动控制构件驱动部分110，其中手柄部分106绕着操纵构件安装部分70安装，以便绕着车把轴线HA和操纵构件轴线OA同轴地转动。轴承支承件111形成于操纵构件安装部分70上以便为操纵构件18提供附加轴承支承。如图1中所示，保持接片112沿轴向将操纵构件18保持于操纵构件安装部分70上。传动控制构件驱动部分110为圆齿轮形状，带有多个沿圆周方向设置的齿轮齿114。多个(如三个)呈联接开口118形式的棘爪单元联接结构绕着传动控制构件驱动部分110的侧壁122沿圆周方向均匀放置，以便与相应的多个呈联接突起126形式的操纵构件联接结构相接合，这些联接突起126沿操纵构件轴线OA方向从操纵构件棘爪单元38的轴向外侧壁130突出。因此，操纵构件14与操纵构件棘爪单元38一起整体地转动。
操纵构件棘爪单元38还包括多个(如三个)均匀分布的三角形棘爪突起134，它们沿操纵构件轴线OA方向从操纵构件棘爪单元38的轴向内侧壁138突出，以便与相邻对的棘爪齿83的面83A和83B(图4(A))之间的梯形空间140相接合。各棘爪突起134背离相应的联接突起126的方向。
如图4(A)所示，这个实施例中的每个棘爪齿83的面83A比其相对的面83B更陡，而每个棘爪突起134的面134A也比其相对的面134B更陡。那是由于自行车传动装置通常包括一回复偏压机构，该机构使控制线26沿一方向偏压以便从传动控制构件22上松开控制线26。这样，回复偏压机构就使得操纵构件18和操纵构件棘爪单元38在图4(A)所示视图中观察时相对于中间构件34向下偏压。面83A和134A的角度较陡有助于抵抗回复偏压机构的力以便保持操纵构件18和操纵构件棘爪单元38相对于中间构件34和基座构件14的位置。面83B和134B较浅还便于操纵构件18的转动，从而以下述方式绕着传动控制构件22卷绕控制线26。
在这个实施例中，每个处于相应的棘爪齿对83的面83A与83B之间的空间140的圆周宽度大于每个处于其相应的面134A与134B之间的棘爪突起134的圆周宽度。因此，一补偿空间141形成于每个棘爪突起134的面134B与其所对的棘爪齿83的面83B之间。补偿空间141用于补偿控制线26和自行车传动中的累积松弛情况，这还可以容许按照本领域中众所周知的方式和目的来使自行车传动装置超变速。
传动控制构件安装部分50包括一带有一转动止块146的枢轴柱142、一线引导滑道150、一线引导通道154以及一用于端接外壳30的外壳端接开口158。传动控制构件22绕着枢轴柱142可转动地安装，并且通过一螺钉162、一垫圈166及一螺母170保持于枢轴柱142上，其中螺钉162延伸通过一穿过枢轴柱142和传动控制构件安装部分50的主体的开口164。
传动控制构件22包括一绕线筒174和一传动控制构件从动部分178。绕线筒174包括一用于卷绕传动控制线26的绕线槽182、一用于容放按照常规形成于传动控制线26端部上的线端珠188(图1)的线端接开口186、以及一与枢轴柱142上的转动止块146相啮合以便限制传动控制构件22相对于基座构件14的运动范围的转动止块190。传动控制构件从动部分178形状为带有多个沿圆周方向分布的齿轮齿192的圆齿轮。
图4(A)-4(C)示出了当牵拉传动控制线26时扭柄变速控制装置10的操作情况。在图4(A)所示的空载位置上，操纵构件18和操纵构件棘爪单元38通过传动装置中的回复偏压机构的作用而相对于中间构件34向下偏压。这样，各棘爪突起134的面134A就停靠在相应的棘爪齿83的面83A上，而操纵构件18和操纵构件棘爪单元38相对于基座构件14保持静止不动。骑车人随后克服自行车传动装置中的偏压机构的力沿图1中的逆时针方向转动操纵构件14。棘爪突起134首先移过补偿空间141以补偿如上所述的控制线26和自行车传动装置中的累积空动，并且控制线26卷绕到传动控制构件22的绕线筒174中的绕线槽182上。然后，每个棘爪突起134的面134B支靠在相应的棘爪齿83的面83B上。由于中间构件34不可转动地联接于基座构件14的中间构件安装部分66上但能够在锁定通道94内沿轴向移动，所以各棘爪突起134的面134B沿其相应的棘爪齿83的面83B滑动，并引起中间构件34克服偏压弹簧36的力如图4(B)中所示沿轴向向左移动。面83B和134B的较浅斜面有助于减少偏压弹簧36和自行车传动装置中的回复偏压机构对这种运动产生的阻力。在各棘爪突起134的顶端经过其相应的棘爪齿83的顶端之后，中间构件34向右移动，各棘爪突起134进入位于下一对邻接的棘爪齿83之间的空间140，而操纵构件18和操纵构件棘爪单元38通过各棘爪突起的面134A与其相应的棘爪齿83的面83A之间的接触而相对于基座构件14保持静止不动，如图4(C)中所示。在这个实施例中，连续的空间140之间的距离的设定使得上述操作对控制线26的牵拉足以引起自行车传动装置变动一个齿轮(通常变速至较低的齿轮比)。
图5(A)-5(C)示出了当松脱传动控制线26时扭柄变速控制装置10的操作情况。在图5(A)所示的空载位置上，各棘爪突起134的面134A停靠在相应的棘爪齿83的面83A上，而操纵构件18和操纵构件棘爪单元38相对于基座构件14保持静止不动。骑车人随后沿图1中的顺时针方向转动操纵构件14。这次，各棘爪突起134的面134A沿其相应的棘爪齿83的面83A滑动，并引起中间构件34克服偏压弹簧36的力如图5(B)中所示沿轴向向左移动。在各棘爪突起134的顶端经过其相应的棘爪齿83的顶端之后，中间构件34向右移动，各棘爪突起134进入位于下一对邻接的棘爪齿83之间的空间140，而操纵构件18和操纵构件棘爪单元38通过各棘爪突起的面134A与其相应的棘爪齿83的面83A之间的接触而相对于基座构件14保持静止不动。在这种情况下，控制线26得到充分地松脱以便引起自行车传动装置沿另一个方向变动一个齿轮(通常变速至较高的齿轮比)。
尽管以上描述了各种发明特征的实施例，但是在不背离本发明的精神和范围的情况下，还可以使用其它改型方案。例如，图6为另一个扭柄变速控制装置10”的实施例的斜视图，示出了相关操纵部件。除了中间构件的放置方式外，该实施例与图1-3中所示的实施例非常相似。因此，与图1-3中所示实施例的部件相同的部件编号都相同，并且在此将只对其差异进行描述。
在这个实施例中，省去了第一实施例的中间构件34、偏压弹簧36以及操纵构件棘爪单元38。相反，如图7中所示，枢轴柱142包括一中间构件安装部分200和一传动控制构件安装部分204。一偏压弹簧208和一中间构件212绕着中间构件安装部分200安装。中间构件212包括按照与第一实施例中的中间构件34相同的方式从其内周表面延伸的导向突起(未示出)，并且这种导向突起与按照与第一实施例中所述相同的方式形成于中间构件安装部分200中的一进入通道、一过渡通道以及一锁定通道(均未示出)相配合工作。中间构件212包括棘爪齿216(形成一中间构件棘爪单元)，棘爪齿216按照与第一实施例中棘爪齿83和棘爪突起134相同的方式与棘爪突起220(形成一传动控制构件棘爪单元)相接合。在这个实施例中，棘爪突起220与卷绕控制构件22的绕线筒174形成一体。偏压弹簧208和中间构件212按照与第一实施例中的偏压弹簧34、中间构件36以及操纵构件棘爪单元38相同的方式与传动控制构件22相配合工作。
各种部件的尺寸、形状、位置或方向可以根据需要而变化。那些如图所示直接连接或互相接触的部件可以在其间设置中间结构。一个元件的功能可以由两个元件执行，反之亦然。一个实施例的结构和功能可以适用于另一个实施例中。并不需要所有的优点同时出现于一个特定实施例中。每个独特于现有技术的特征，无论是单独或还是与其它特征结合，也都应当被申请人看作对更多发明的独立描述，包括通过这些特征而体现的结构和/或功能上的概念。因此，本发明的范围不应被所公开的特定结构或对一种特殊结构或特征进行的清楚的初始焦点或强调内容所限定。

Claims (10)

1.一种自行车扭柄变速控制装置，包括：
一用于连接至自行车上的基座构件；
一可转动地相对于基座构件支承以便绕着一操纵构件轴线沿第一和第二方向转动的扭柄操纵构件；
一可转动地相对于基座构件安装以便控制着传动控制元件的牵拉与松脱的传动控制构件，其中传动控制构件响应于操纵构件的转动而绕着基本上平行于操纵构件轴线的传动控制构件轴线转动；以及
一响应于操纵构件的转动而沿中间构件轴线的方向移动的中间构件，其中该中间构件包括一用于保持操纵构件和传动控制构件的转动位置的中间构件棘爪装置。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，操纵构件轴线与传动控制构件轴线相隔开。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，操纵构件轴线与中间构件轴线基本同轴。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，中间构件基本上不可相对于基座构件转动。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，操纵构件包括一与传动控制构件的齿轮部分相啮合的齿轮部分。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，操纵构件包括一与中间构件棘爪装置相接合以便保持着操纵构件和传动控制构件的转动位置的操纵构件棘爪装置。
7.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，中间构件轴线与传动控制构件轴线基本同轴。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，中间构件基本上不可相对于基座构件转动。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，操纵构件包括一与传动控制构件的齿轮部分相啮合的齿轮部分。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，传动控制构件包括一与中间构件棘爪装置相接合以便保持着操纵构件和传动控制构件的转动位置的传动控制构件棘爪装置。
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