CN1927650B - 自行车换档控制机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自行车档位控制机构，其构造成提供一种在单一加速操作或单一减速操作中进行多级换档的自行车换档单元。该档位控制机构具有线收紧件、定位件、第一位置保持件和第二位置保持件。定位件在多个预定档位之间随线收紧件一起旋转。第一位置保持件选择性地在第一接合位置和第一脱开位置之间运动，第一接合位置将定位件保持在预定档位的一个档位中，第一脱开位置释放定位件以进行旋转运动。第二位置保持件在第二接合位置和第二脱开位置之间选择性地运动，第二接合位置将定位件保持在预定档位中的一个档位中，第二脱开位置释放定位件以进行旋转运动。

Description

自行车换档控制机构

技术领域

本发明主要涉及一种自行车控制装置。更具体地，本发明涉及一种执行换档操作的自行车控制装置。

背景技术

自行车正在成为一种越来越流行的娱乐方式和交通工具。而且，自行车已变为一种很流行的适合业余爱好者和专业人员的竞技性运动项目。不管自行车是用于娱乐、交通，还是用于竞技运动，自行车制造业不断改进自行车的各种部件。特别是，用于换档的控制装置近年来进行过大量的重新设计。

当前，有很多种安装在自行车上的缆索操纵换档装置。例如，一些缆索操纵换档装置具有一对换档杆，以及通过棘轮机构转动的缆索卷绕机构。对于这种类型的传统的缆索操纵换档装置，一个换档杆的操作使得缆索卷绕件经过棘轮机构沿一个方向转动，每次一个齿轮。因此，缆索卷绕在缆索卷绕件上，同时换档机构进行从一个齿轮到相邻齿轮的换档。另一个换档杆的操作使得棘轮机构被释放，而且缆索卷绕件沿另一个方向转动，每次一个齿轮。因此，卷绕在缆索卷绕件上的缆索被放出来，而且由换档机构沿相反方向进行换档。

尤其近来，开发了一些缆索操纵换档装置，在一个换档杆的单次操作中，允许多级换档(multiple gear shift)。当在单一操作中执行多级换档时，骑车人期望知道何时发生换档。因此，已经开发出来了各种各样的指示装置(indexing arrangement)使得骑车人可以知道何时发生换档。具有指示装置的这些现有的换档装置在制造和组装上是复杂且昂贵的。此外，这些现有的换档装置往往是笨重和/或不方便的。

由于上述问题，本领域技术人员从本公开内容中可以很容易发现，确实存在一种改进自行车控制(换档)装置的需求。本发明致力于解决本领域的这种需求以及其它需求，通过本说明书，这对本领域的技术人员是显而易见的。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种换档指示装置，使骑车人可以通过自行车控制装置的操作杆的阻力，知道换档何时发生，该自行车控制装置可以在单一换档操作中执行多级换档。

本发明的另一目的是提供一种用于自行车变速器换档的自行车控制装置，其制造和组装相对简单且便宜。

上述目的可以通过提供一种自行车换档控制机构而基本上实现，其具有操作件、线收紧件、定位件、位置保持件及阻力提供结构。操作件在第一位置和第二位置之间可以移动。线收紧件构造和设置成，响应操作件的运动而围绕旋转轴旋转。定位件构造和设置成，在多个预定档位中的档位之间随线收紧件旋转。位置保持件构造和设置成将定位件选择性地保持在预定档位之一中。阻力提供结构包括第一接触部和第二接触部，当操作件从第一位置向第二位置移动以提供操作件的操作过程中增加的阻力时，第一和第二接触部之间出现接触。阻力提供结构构造和设置成，提供独立于定位件和位置保持件的单独的阻力。

本发明的这些和其它的目的、特点、外形及优点，通过下面结合附图对公开本发明优选实施例的详细描述，对于本领域的技术人员来说将变得显而易见。

附图说明

现在参考附图，这些附图构成组成原始公开的一部分：

图1是配备有根据本发明第一实施例的一对控制装置(仅示出一个)的自行车的侧面正视图；

图2是图1中所示的根据本发明第一实施例的自行车控制装置的放大透视图；

图3是图1和图2中所示的自行车控制装置的俯视图，其中操作件(换档杆)处于静止位置；

图4是沿图3中的剖面线4-4所看到的自行车控制装置的局部横截面视图；

图5是图1-4中所示的根据本发明第一实施例的自行车控制装置的分解透视图；

图6是用于图1-5中所示的自行车控制装置的档位控制机构的选择的部件的简化俯视图，其中，当自行车控制装置处于第一档位时，定位盘和释放盘处于它们的正常静止位置，即后换档缆索的内索从线收紧件处被完全释放。

图7是用于图1-5中所示的自行车控制装置的档位控制机构的简化后侧正视图，其中，通过卷绕杆，定位盘和释放盘一起沿换档卷绕方向旋转，这样，释放盘移动第一和第二位置保持件或爪使它们与定位盘和释放盘脱离接合，以执行从第一档位到第二档位的换档；

图8是用于图1-5中所示的自行车控制装置的档位控制机构的选择的部件的简化俯视图，其中，当自行车控制装置处于第二档位时，定位盘和释放盘处于它们的正常静止位置；

图9是用于图1-5中所示的自行车控制装置的档位控制机构的简化后侧正视图，其中，通过卷绕杆，定位盘和释放盘一起沿换档卷绕方向旋转，这样，释放盘移动第一和第二位置保持爪使它们与定位盘和释放盘脱离接合，以执行从第二档位到第三档位的换档；

图10是用于图2-4中所示的自行车控制装置的档位控制机构的选择部件的简化俯视图，其中，当自行车控制装置处于第三档位时，定位盘和释放盘处于它们的正常静止位置；

图11是用于图2-4中所示的自行车控制装置的档位控制机构的简化后侧正视图，其中，通过卷绕杆，定位盘和释放盘一起沿换档卷绕方向旋转，这样，释放盘移动第一和第二位置保持爪使它们与定位盘和释放盘脱离接合，以执行从第三档位到第四档位的换档；

图12是用于图2-4中所示的自行车控制装置的档位控制机构的选择部件的简化俯视图，其中，当自行车控制装置处于第四档位时，定位盘和释放盘处于它们的正常静止位置；

图13是用于图2-4中所示的自行车控制装置的档位控制机构的简化后侧正视图，其中，通过卷绕杆，定位盘和释放盘一起沿换档卷绕方向旋转，这样，释放盘移动第一和第二位置保持爪使它们与定位盘和释放盘脱离接合，以执行从第四档位到第五档位的换档；

图14是用于图2-4中所示的自行车控制装置的档位控制机构的选择部件的简化俯视图，其中，当自行车控制装置处于第五档位时，定位盘和释放盘处于它们的正常静止位置；

图15是用于图2-4中所示的自行车控制装置的档位控制机构的简化后侧正视图，其中，通过卷绕杆，定位盘和释放盘一起沿换档卷绕方向旋转，这样，释放盘移动第一和第二位置保持爪使它们与定位盘和释放盘脱离接合，以执行从第五档位到第六档位的换档；

图16是用于图2-4中所示的自行车控制装置的档位控制机构的选择部件的简化俯视图，其中，当自行车控制装置处于第六档位时，定位盘和释放盘处于它们的正常静止位置；

图17是用于图2-4中所示的自行车控制装置的档位控制机构的简化后侧正视图，其中，通过卷绕杆，定位盘和释放盘一起沿换档卷绕方向旋转，这样，释放盘移动第一和第二位置保持爪使它们与定位盘和释放盘脱离接合，以执行从第六档位到第七档位的换档；

图18是用于图2-4中所示的自行车控制装置的档位控制机构的选择部件的简化俯视图，其中，当自行车控制装置处于第七档位时，定位盘和释放盘处于它们的正常静止位置；

图19是用于图1-5中所示的自行车控制装置的档位控制机构的简化后侧正视图，其中，通过卷绕杆，定位盘和释放盘一起沿换档卷绕方向旋转，这样，释放盘移动第一和第二位置保持爪使它们与定位盘和释放盘脱离接合，以执行从第七档位到第八档位的换档；

图20是用于图1-5中所示的自行车控制装置的档位控制机构的选择部件的简化俯视图，其中，当自行车控制装置处于第八档位时，定位盘和释放盘处于它们的正常静止位置；

图21是用于图1-5中所示的自行车控制装置的档位控制机构的简化后侧正视图，其中，通过卷绕杆，定位盘和释放盘一起沿换档卷绕方向旋转，这样，释放盘移动第一和第二位置保持爪使它们与定位盘和释放盘脱离接合，以执行从第八档位到第九档位的换档；

图22是用于图1-5中所示的自行车控制装置的档位控制机构的选择部件的简化俯视图，其中，当自行车控制装置处于第九档位时，定位盘和释放盘处于它们的正常静止位置；

图23是用于图1-5中所示的自行车控制装置的档位控制机构的简化后侧正视图，其中，释放盘被释放杆沿换档卷绕方向旋转，这样，位置保持爪中的一个被移动与定位盘脱离接合，并且，另一个位置保持爪沿定位盘的路径移动，用于开始从第九档位到第八档位的换档；

图24是用于图1-5中所示的自行车控制装置的档位控制机构的简化后侧正视图，其中，在释放盘已经被释放杆沿换档卷绕方向旋转以后，定位盘被释放弹簧沿换档释放方向旋转，这样，完成从第九档位到第八档位的换档操作。

图25是用于图1-5中所示的自行车控制装置的档位控制机构的简化后侧正视图，其中，释放盘被释放杆沿换档卷绕方向旋转，这样，位置保持爪中的一个被移动与定位盘脱离接合，并且，另一个位置保持爪沿定位盘的路径移动，用于开始从第八档位到第七档位的换档；

图26是用于图1-5中所示的自行车控制装置的档位控制机构的简化后侧正视图，其中，在释放盘已经被释放杆沿换档卷绕方向旋转以后，定位盘被释放弹簧沿换档释放方向旋转，这样，完成从第八档位到第七档位的换档操作。

图27是用于图1-5中所示的自行车控制装置的档位控制机构的简化后侧正视图，其中，释放盘被释放杆沿换档卷绕方向旋转，这样，位置保持爪中的一个被移动与定位盘脱离接合，并且，另一个位置保持爪沿定位盘的路径移动，用于开始从第七档位到第六档位的换档；

图28是用于图1-5中所示的自行车控制装置的档位控制机构的简化后侧正视图，其中，在释放盘已经被释放杆沿换档卷绕方向旋转以后，定位盘被释放弹簧沿换档释放方向旋转，这样，完成从第七档位到第六档位的换档操作。

图29是用于图1-5中所示的自行车控制装置的档位控制机构的简化后侧正视图，其中，释放盘被释放杆沿换档卷绕方向旋转，这样，位置保持爪中的一个被移动与定位盘脱离接合，并且，另一个位置保持爪沿定位盘的路径移动，用于开始从第六档位到第五档位的换档；

图30是用于图1-5中所示的自行车控制装置的档位控制机构的简化后侧正视图，其中，在释放盘已经被释放杆沿换档卷绕方向旋转以后，定位盘被释放弹簧沿换档释放方向旋转，这样，完成从第六档位到第五档位的换档操作。

图31是用于图1-5中所示的自行车控制装置的档位控制机构的简化后侧正视图，其中，释放盘被释放杆沿换档卷绕方向旋转，这样，位置保持爪中的一个被移动与定位盘脱离接合，并且，另一个位置保持爪沿定位盘的路径移动，用于开始从第五档位到第四档位的换档；

图32是用于图1-5中所示的自行车控制装置的档位控制机构的简化后侧正视图，其中，在释放盘已经被释放杆沿换档卷绕方向旋转以后，定位盘被释放弹簧沿换档释放方向旋转，这样，完成从第五档位到第四档位的换档操作。

图33是用于图1-5中所示的自行车控制装置的档位控制机构的简化后侧正视图，其中，释放盘被释放杆沿换档卷绕方向旋转，这样，位置保持爪中的一个被移动与定位盘脱离接合，并且，另一个位置保持爪沿定位盘的路径移动，用于开始从第四档位到第三档位的换档；

图34是用于图1-5中所示的自行车控制装置的档位控制机构的简化后侧正视图，其中，在释放盘已经被释放杆沿换档卷绕方向旋转以后，定位盘被释放弹簧沿换档释放方向旋转，这样，完成从第四档位到第三档位的换档操作。

图35是用于图1-5中所示的自行车控制装置的档位控制机构的简化后侧正视图，其中，释放盘被释放杆沿换档卷绕方向旋转，这样，位置保持爪中的一个被移动与定位盘脱离接合，并且，另一个位置保持爪沿定位盘的路径移动，用于开始从第三档位到第二档位的换档；

图36是用于图1-5中所示的自行车控制装置的档位控制机构的简化后侧正视图，其中，在释放盘已经被释放杆沿换档卷绕方向旋转以后，定位盘被释放弹簧沿换档释放方向旋转，这样，完成从第三档位到第二档位的换档操作。

图37是用于图1-5中所示的自行车控制装置的档位控制机构的简化后侧正视图，其中，释放盘被释放杆沿换档卷绕方向旋转，这样，位置保持爪中的一个被移动与定位盘脱离接合，并且，另一个位置保持爪沿定位盘的路径移动，用于开始从第二档位到第一档位的换档；

图38是用于图1-5中所示的自行车控制装置的档位控制机构的简化后侧正视图，其中，在释放盘已经被释放杆沿换档卷绕方向旋转以后，定位盘被释放弹簧沿换档释放方向旋转，这样，完成从第二档位到第一档位的换档操作。

图39是根据本发明第二实施例的改进的自行车控制装置被选择部分的分解透视图；

图40是根据本发明第二实施例的形成改进的阻力提供结构的被选择部分的简化俯视图；

图41是，当换档释放杆已经完成第一换档操作时，图40所示的形成改进的阻力提供结构的被选择部分的简化俯视图；

图42是，当换档释放杆在换档释放杆的单一前进运动中开始第二换档操作时，图41和42所示的形成改进的阻力提供结构的被选择部分的简化俯视图。

具体实施方式

现在参照附图，描述本发明的选择实施例。从此公开内容中，本领域技术人员将很容易发现，本发明实施例的下列描述仅是为了说明，而不是如所附权利要求及其等同物一样，为了限制本发明的目的。

首先，参照图1，示出了自行车10，其中根据本发明的一个实施例的自行车控制装置12安装在自行车手把14上。自行车控制装置12是由骑车人右手操作的右手侧控制装置12。优选地，自行车控制装置12通过换档控制缆索18可操作地连接到后拨链器16。

优选地，自行车10包括左手侧自行车控制装置(未示出)，除了为减少可以换档的齿轮数而更改换档单元外，其基本上与自行车控制装置12相同。优选地，左手侧自行车控制装置通过换档控制缆索22与前拨链器20可操作地连接。可替换地，控制装置可以调换，从而骑车人可以用相反的手操作后拨链器16和前拨链器20。无论哪种情况，左手侧自行车控制装置，在结构和操作上，实质上与控制装置12相同，除了它是控制装置12的镜像对称并且用于左手侧自行车控制装置的档位的数量不同外。这样，这里只讨论和描述控制装置12。优选地，缆索18和22是传统的自行车缆索，具有覆盖内索的外皮。例如，换档控制缆索18具有内索18a和外皮18b。

由于自行车10的大多数部件在本领域中已经是众所周知的，这里不再详细讨论和描述自行车10的部件，除了与本发明有关的部件外。换句话说，这里只详细讨论和描述与自行车控制装置12有关的部件。而且，各种常规的自行车部件，如制动器、附加链轮、拨链器等，虽然在此没有详细描述和/或讨论，但仍可以结合本发明予以采用。此外，如同此处用于描述自行车控制装置12一样，下面的方向术语“向前、向后、在...之上、向下、垂直、水平、在...之下和横向”以及任何其它类似的方向术语，表示配备有本发明的自行车的方向。因此，如用于描述本发明一样，这些术语应该作与配备有本发明的自行车控制装置12的自行车相关的解释。

现在参照图2-6，描述处于静止位置的自行车控制装置12。自行车控制装置12大体包括自行车车把安装部31、刹车单元32和换档单元33。在本实施例中，刹车单元32和换档单元33与安装部31形成一体。

如图2最佳所示，车把安装部31有夹紧部31a，其优选地是裂孔型夹紧装置，其中，使用常规方式，孔的直径可以通过调整螺栓来改变。夹紧部31a在结构上是相对传统的，因此，这里不再详细讨论或描述。

刹车单元32具有刹车杆32a，其以常规方式枢转地安装于自行车车把安装部31，以拉紧和释放刹车缆索的内索。刹车单元32可以是任意结构，因此，这里不再详细讨论。实际上，可以根据需要和/或需求，从自行车控制装置12上除去刹车单元32。

换档单元33主要包括壳体40、换档线释放组件41、换档线卷绕组件42和自行车档位控制机构43。换档单元33被构造和设置成换档控制缆索18的内索18a可以被拉紧和释放，从而在如下所描述的单一的前进换档操作中，选择性地对单级换档操作，或者对多级换档操作产生作用。

如图5最佳所示，换档单元33的壳体40主要包括通过紧固件或螺钉44连接在一起的上壳40a和下壳40b。上壳40a和下壳40b优选地由轻质材料构成，比如硬质塑料材料。壳体40的尺寸和构造被设置以形成一个内腔，用于容纳换档线释放组件41、换档线卷绕组件42和自行车档位控制机构43。上壳40a具有带键的(带键结构的，keyed)上轴或柱40c，而下壳40b具有带键的下轴或柱40d。柱40c和40d设计成防止换档单元33的选择部件的旋转运动，从下面的描述中可以明显看出。

如图5最佳所示，换档单元33的换档线释放组件41大体包括具有释放爪46的换档释放杆45、换档释放杆复位弹簧47和换档释放杆控制盘48。换档线释放组件41还设置有阻力提供结构49，其被构造和设置成，在换档释放杆45的操作过程中使用者可以确定何时发生换档。因此，换档线释放组件41被构造和设置成，骑车人可以容易地操作换档释放杆45以完成换档操作，且可以容易地检查何时完成换档操作，如图22至图38。

优选地，换档释放杆45具有内安装部45a和骑车人外操作部45b。内安装部45a被构造和设置成围绕上柱40c的外缘枢转，这样，换档释放杆45可以在静止位置和换档释放位置之间运动。优选地，内安装部45a包括安装突部45c，用于枢转地支撑释放爪46，和止挡凸缘45d，用于由于释放杆复位弹簧47的偏压力，而将换档释放杆45保持在静止位置。因此，换档释放杆45的运动导致释放爪46绕上柱40c的中心轴线转动。止挡凸缘45d还形成了阻力提供结构49的一部分，如下所述。

释放爪46通过铆接在安装突部45c上的安装销46a而安装在安装突部45c上。释放爪46通过固定夹46b固定在安装销46a上。而且，如图5所示，释放爪46通过扭转弹簧46c沿逆时针方向被偏压。扭转弹簧46c具有接合释放爪46的第一端和接合换档释放杆45的安装突部45c的第二端。如下面的解释，释放爪46被构造和设置成，当换档释放杆45从其静止位置向其换档释放位置枢转时，选择性地接合自行车档位控制机构43。

优选地，释放杆复位弹簧47是扭转弹簧，具有与换档释放杆45接合的第一端47a，和与换档释放杆控制盘48接合的第二端47b。释放杆复位弹簧47沿顺时针方向偏压换档释放杆45，如图5所示。因此，换档释放杆45和释放杆复位弹簧47一起配合，从而换档释放杆45起到触发器的作用，其中换档释放杆45在运动到换档释放位置后自动回弹到其静止位置。优选地，释放杆复位弹簧47的第一端47a钩在安装突部45c上，沿顺时针方向偏压换档释放杆45。

优选地，换档释放杆控制盘48是平板，具有带键的中心孔48a，从而与上柱40c接合，防止其间的旋转运动。换档释放杆控制盘48还具有孔48b，用于在其中容纳换档杆复位弹簧47的第二端47b。在换档释放杆控制盘48的外缘上形成止挡件或凸缘48c，作为换档释放杆45的挡块。具体地，换档释放杆45的止挡凸缘45d通常偏压在止挡件48c上。换档释放杆控制盘48还设有三个安装柱48d，用于连接到阻力提供结构49上。

换档线释放组件41的阻力提供结构49包括偏压元件或扭转弹簧49a，其安装在换档释放杆控制盘48的安装柱48d上。当组装换档线释放组件41时，弹簧49a通常处于其静止位置，如图6所示。当换档释放杆45从静止位置向换档释放位置运动时，弹簧49a保持在其静止位置(即不会被进一步压缩)直到完成第一换档操作，如图6至8所示。但是，在完成第一换档操作之后，弹簧49a被止挡凸缘45d压缩，该止挡凸缘形成阻力提供结构49的一部分。因此，骑车人可以感觉到由于止挡凸缘45d对弹簧49a的压缩而产生的换档释放杆45上的阻力变化，以此指示第一换档操作已经完成，以及第二换档操作开始。

因而，在此实施例中，止挡凸缘45d形成阻力提供结构49的第一接触部，而弹簧49a的一个腿(leg)形成第二接触部，当换档释放杆45(操作件)从静止(第一)位置向换档(第二)位置移动时，第一和第二接触部之间发生接触，从而在操作换档释放杆45(操作件)的过程中阻力增加。换句话说，阻力提供结构49被构造和设置成，提供来自自行车档位控制机构43的单独的阻力，这样，骑车人就可以知道何时第一换档操作已经完成。

具体地，止挡凸缘45d所形成的第一接触部是随着换档释放杆45一起运动的接靠部。弹簧49a的一个腿所形成的第二接触部被止挡凸缘45d所形成的第一接触部或接靠部操作性地接合在静止(第一)位置和换档(第二)位置之间的中间位置，其中，在换档释放杆45从第一位置向第二位置运动的过程中，发生两个换档操作。换一种说法，换档释放杆45(操作件)和阻力提供结构49被构造和设置成在换档释放杆45的第一移动范围与随后的换档释放杆45的第二移动范围之间形成转换点，该转换点与已完成的第一换档操作相对应。

如上所述，骑车人可以感觉到由于止挡凸缘45d对弹簧49a的压缩而产生的换档释放杆45上的阻力变化，以此指示第一换档操作已经完成，以及第二换档操作开始。因此，如果需要的话，在执行第二换档操作之前，骑车人可以释放换档释放杆45(操作件)，或者，在换档释放杆45的单一前进运动中执行两次连续的换档操作之后，骑车人可以释放换档释放杆45(操作件)。在转换点处，换档释放杆45上发生突然的阻力变化。

如图5最佳所示，换档单元33的换档线卷绕组件42大体包括具有卷绕爪51的换档卷绕杆50、换档卷绕杆复位弹簧52和换档卷绕杆控制盘53。换档线卷绕组件42被构造和设置成，使得骑车人可以容易地操作换档卷绕杆50以完成换档卷绕操作，如图6至图22。

换档卷绕杆50大体包括内安装部50a和骑车人外操作部50b。内安装部50a被构造和设置成围绕上柱40c的外缘枢转，这样，换档卷绕杆50可以在静止位置和换档卷绕位置之间运动。优选地，内安装部50a包括安装突部50c，用于枢转地支撑卷绕爪51，和止挡凸缘50d，用于由于卷绕杆复位弹簧52的偏压力，而将换档卷绕杆50保持在静止位置。因此，换档卷绕杆50的运动导致卷绕爪51绕上柱40c的中心轴线转动。

卷绕爪51通过铆接在安装突部50c上的安装销51a安装在安装突部50c上。卷绕爪51通过固定夹51b固定在安装销51a上。而且，如图5所示，卷绕爪51通过扭转弹簧51c沿逆时针方向被偏压。扭转弹簧51c具有接合卷绕爪51的第一端和接合换档卷绕杆50的安装突部50c的第二端。如下面的解释，卷绕爪51被构造和设置成，当换档卷绕杆50从其静止位置向其换档释放位置枢转时，选择性地接合自行车档位控制机构43。

优选地，卷绕杆复位弹簧52是扭转弹簧，具有接合换档卷绕杆50的第一端52a，和接合换档卷绕杆控制盘53的第二端52b。卷绕杆复位弹簧52沿顺时针方向偏压换档卷绕杆50，如图5所示。因此，换档卷绕杆50和卷绕杆复位弹簧52一起配合，从而换档卷绕杆50起到触发器的作用，其中换档卷绕杆50在运动到换档释放位置后自动回弹到它的静止位置。优选地，卷绕杆复位弹簧52的第一端52a钩在安装突部50c上，沿顺时针方向偏压换档卷绕杆50。

优选地，换档卷绕杆控制盘53是平板，具有带键的中心孔53a，从而与上柱40c接合，防止其间的旋转运动。换档卷绕杆控制盘53还具有孔53b，用于容纳卷绕杆复位弹簧52的第二端52b。在换档卷绕杆控制盘53的外缘形成止挡件或凸缘53c，作为换档卷绕杆50的挡块。具体地，换档卷绕杆50的止挡凸缘50d通常偏压在止挡件53c上。

如图5最佳所示，换档单元33的自行车档位控制机构43大体包括爪形凸轮盘60、释放件或盘61、定位件或盘62、线收紧件63、压缩弹簧64、间隔件65、线收紧释放弹簧或偏压件66、安装盘67、第一位置保持件或爪68和第二位置保持件或爪69。在本发明中，阻力提供结构49被构造和设置为提供独立于自行车档位控制机构43的定位件或板62和保持件或爪68和69的阻力的单独的阻力。

爪形凸轮盘60是刚性金属平板，固定在壳体40上，因此不能转动或运动。具体地，爪形凸轮盘60具有带键的中心孔60a，从而与上壳40a的柱40c配合。当然，也可以采用其它的非圆形横截面，以防止爪形凸轮盘60和壳体40之间的相对转动。优选地，爪形凸轮盘60包括释放爪保持凸起60b和卷绕爪保持凸起60c。优选地，爪保持凸起60b和60c形成于爪形凸轮盘60的外缘。释放爪保持凸起60b被构造和设置为克服弹簧46c的偏压力，将释放爪46保持在脱开或静止位置。类似地，卷绕爪保持凸起60c被构造和设置为克服弹簧51c的偏压力，将卷绕爪51保持在脱开或静止位置。

优选地，释放件或盘61是金属平板，安装在柱40d上，以围绕柱40d的圆周表面转动。释放盘61被构造和设置成，在第一接合位置和第一脱开位置之间，选择性地移动第一位置保持爪68，并且在第二接合位置和第二脱开位置之间选择性地移动第二位置保持爪69，这从下面的讨论中可以明显看出。另外，释放盘61被构造和设置成从第一和第二位置保持爪68和69中选择性地释放定位盘62，当换档释放杆45将释放盘61移动第一预定量时，引起定位盘62转动预定档位中的一个档位，并且当释放盘61在换档释放杆45的一个单一的前进换档操作中运动第二预定量时，引起定位件转动预定档位中的两个连续的档位。

释放盘61由换档释放杆45沿逆时针方向转动。优选地，换档释放杆45和释放盘61被构造和设置成，随着换档释放杆45单一的前进运动(single progressive movement)，可能具有多个换档操作。释放盘61包括多个凸轮齿61a，为了转动释放盘61，凸轮齿由释放爪46选择性地接合。释放盘61还包括多个斜坡形制动爪61b，周向地间隔布置在下表面以形成与定位件62配合的单向离合器的一部分，从而，释放盘61可以相对于定位盘62沿逆时针方向转动。

优选地，定位件或盘62是金属平板，围绕柱40c可自由地转动。定位盘62固定于线收紧件63上，这样，它们可以响应换档释放杆45或者换档卷绕杆50的运动而一起转动。更具体地，定位盘62由线收紧释放弹簧66沿顺时针方向偏压，但通常被第一位置保持爪68或者被第二位置保持爪69保持于九个档位中的一个。

优选地，定位盘62包括非圆形孔62a，被构造和设置成与线收紧件63配合以防止其间的相对转动。优选地，定位盘62的外缘表面设置有六个换档定位齿62b和十个换档卷绕齿62c。换档定位齿62b被构造和设置成选择性地接合第一和第二位置保持爪68和69，从而，线收紧件63可以选择性地保持在九个不同的档位中的一个。换档卷绕齿62c被构造和设置成被换档卷绕杆50的卷绕爪51的齿选择性地接合。

定位盘62还包括多个斜坡形凹槽62d，与斜坡形制动爪61b接合，以容许只沿一个方向的旋转运动。具体地，斜坡形制动爪61b和斜坡形凹槽62d一起与压缩弹簧64配合，形成单向离合器。这样，当释放盘61转动时，释放盘61相对于定位盘62沿逆时针方向单独转动，而当定位盘62转动时，释放盘61和定位盘62一起沿逆时针方向运动。换句话说，当接合一个换档卷绕齿62c的卷绕爪51沿逆时针方向转动定位盘62时，释放盘61通过斜坡形制动爪61b和斜坡形凹槽62d固定在定位盘62上。然而，当释放盘61由线收紧释放弹簧66沿逆时针方向转动而定位盘62由线收紧释放弹簧66沿顺时针方向转动时，释放盘61相对定位盘62转动。

具体地，当换档卷绕杆50处于静止位置时，卷绕爪51的齿在爪形凸轮盘60的卷绕爪保持凸起60c上静止不动。但是，当换档卷绕杆50从静止位置向换档位置转动时，卷绕爪51随后移动离开卷绕爪保持凸起60c，并移动进入与换档卷绕齿62c接合，从而转动定位盘62。由于定位盘62连接到线收紧件63，定位盘62和线收紧件63一起运动。而且，由于单向离合器形成在释放盘61和定位盘62之间，释放盘61和定位盘62响应换档卷绕杆50的运动，也一起转动。

线收紧件63是传统类型的卷线盘，其中当线收紧件63沿逆时针方向转动时，内索18a沿线收紧件63的外缘面环绕。所以，线收紧件63具有中心孔63a，可旋转地安装在柱40c上。线收紧件63的外缘具有线连接孔63b，用于将换档缆索18的内索18a连接于其上。而且，线收紧件63的外缘具有钩件63c，用于将线收紧释放弹簧66连接于其上。因此，线收紧释放弹簧66沿顺时针方向，即换档释放方向，偏压线收紧件63。线收紧件63的上表面具有多个凸起63d，与在定位盘62的孔62a中形成的多个凹槽接合。因此，定位盘62和线收紧件63接合在一起，从而当换档单元33处于装配状态时，作为一个单元一起转动。

优选地，线收紧释放弹簧66是扭转弹簧，具有连接到线收紧件63的钩件63c上的第一端66a，和连接至安装盘67的第二端66b。线收紧释放弹簧66施加偏压力，以沿顺时针方向驱动线收紧件63。

间隔件65是礼帽形件，具有平底座盘65a和管形件65b。底座件65a被构造和设置成，当装配换档单元33时，防止线收紧释放弹簧66被压缩。管形件65b不可旋转地固定在下柱40d上并在线收紧件63和压缩弹簧64之间保持适当间距。

第一位置保持爪68通过铆接在安装盘67上的销68a固定地连接至安装盘上。第一位置保持爪68通过固定夹(retaining clip)68b固定在安装销68a上。而且，第一位置保持爪68被扭转弹簧68c沿逆时针方向偏压，如图5所示。扭转弹簧68c具有接合第一位置保持爪68的第一端和接合安装盘67的第二端。这样，第一位置保持爪68被构造和设置成在第一接合位置和第一脱开位置之间选择性地移动，其中在第一接合位置将定位盘62保持在预定档位中的一个，而在第一脱开位置为了旋转运动而释放定位盘62。

第二位置保持爪69通过铆接在安装盘67上的销69a固定地连接至安装盘。第二位置保持爪69通过固定夹69b固定在安装销69a上。而且，第二位置保持爪69被扭转弹簧69c沿逆时针方向偏压，如图5所示。扭转弹簧69c具有接合第二位置保持爪69的第一端和接合安装盘67的第二端。这样，第二位置保持爪69被构造和设置成在第二接合位置和第二脱开位置之间选择性地移动，其中在第二接合位置将定位盘62保持在预定档位中的一个，而在第二脱开位置为了旋转运动而释放定位盘62。

第一和第二位置保持爪68和69被构造和设置成交替性地接合定位盘62的邻接的齿，而通过释放盘的转动来移动第一和第二位置保持爪68和69，以在预定档位的连续档位之间进行换档操作。

图6至图22所示为从第一档位到第九档位的换档操作，其中通过骑车人推动换档卷绕杆50，定位盘62和释放盘61一起转动。具体地，释放盘61和定位盘62的转动引起第一和第二位置保持爪68和69，通过释放盘61的凸轮齿61a中的一个克服弹簧68c和69c的强迫力(urging force)，而运动和/或与定位盘62的定位齿62b脱离接合。一旦释放盘61和定位盘62移动一个预定量，第一和第二位置保持爪68和69中的一个就会被弹簧68c或69c的强迫力推回定位盘62的定位齿62b的通道，而第一和第二位置保持爪68和69中的另一个会通过释放盘61的凸轮齿61a中的一个与定位盘62的定位齿62b脱离接合。在换档卷绕杆50的单一步进运动中完成这种加速，而不用停止或将换档卷绕杆50返回到静止位置，从而，在一个单独的换档操作中进行多级换档。

如图6至10所示，换档释放杆45(操作件)的止挡凸缘45d和弹簧49a被构造和设置成，在换档释放杆45的第一运动范围(图6至8)和随后的换档释放杆45的第二运动范围(图8至9)之间形成转换点，该转换点(图8)对应于从一个预定档位到下一个相邻的预定档位之间发生的换档操作完成。

参照图22至图38，所示为从第九档位到第一档位的换档操作，其中通过骑车人推动换档释放杆45，使得释放盘61一起转动。具体地，释放盘61的转动引起第一和第二位置保持爪68和69，通过释放盘61的一个凸轮齿61a克服弹簧68c和69c的推动力，而运动和/或与定位盘62的定位齿62b脱离接合。一旦释放盘61移过一个预定量，第一和第二位置保持爪68和69中的一个就会被弹簧68c或69c的推动力(urging force，强迫力)推回定位盘62的定位齿62b的通道，而第一和第二位置保持爪68和69中的另一个会通过释放盘61的一个凸轮齿61a与定位盘62的定位齿62b脱离接合。在换档释放杆45的单一前进运动中完成这种换档，而不用停止或将换档释放杆45返回到静止位置，从而，在一个单独的换档操作中进行多级换档。

第二实施例

现在参考图39至42，示出了根据本发明第二实施例的改进的换档线释放组件41′，用于本发明第一实施例的换档单元33中。换档线释放组件41′主要包括具有释放爪46的改进的换档释放杆45′、换档释放杆复位弹簧47和改进的换档释放杆控制盘48′。这样，档位控制机构43′与第一实施例的档位控制机构43相同，只是如下文所解释的，第一实施例中的换档释放杆45、换档释放杆控制盘48和阻力提供结构49被改进的换档释放杆45′、改进的换档释放杆控制盘48′和改进的阻力提供结构49′所代替以外。考虑到第一和第二实施例之间的相似性，第二实施例中与第一实施例相同的部件将使用相同的参考标号。而且，为了简洁起见，将省略对共同的部件的描述。

改进的换档释放杆45′主要包括内安装部45a′、骑车人外操作部45b′、安装突部45c′、止挡凸缘45d′和控制或凸轮表面(controlor camming surface)45e′。改进的换档释放杆45′与第一实施例的换档释放杆45相同，除了增加控制表面45e′以外。控制表面45e′形成第二实施例的阻力提供结构49′的一部分。控制表面45e′具有静止部RP、第一阻力部R1、上升凸轮部C及第二阻力部R2。

优选地，改进的换档释放杆控制盘48′是平板，具有带键的中心孔48a′，从而与上柱40c接合，防止它们之间的旋转运动。改进的换档释放杆控制盘48′还具有孔48b′，用于在其中容纳换档杆复位弹簧47的第二端47b。在改进的换档释放杆控制盘48′的外缘上形成止挡件或凸缘48c′，作为改进的换档释放杆45′的挡块。具体地，改进的换档释放杆45′的止挡凸缘45d′通常偏压在止挡件48c′上。改进的换档释放杆控制盘48′还设有L形的安装凸缘48d′，用于将阻力提供结构49′连接其上。

改进的阻力提供结构49′主要包括偏压元件或压缩弹簧49a′及阻力增加或指示爪(indexing pawl)49b′，该指示爪通过枢转销49c′枢转地安装在换档释放杆控制盘48′上。压缩弹簧49a′安装于换档释放杆控制盘48′的L形安装凸缘48d′的自由端和指示爪49b′之间，从而压缩弹簧49a′迫使指示爪49b′与改进的换档释放杆45′的控制表面45e′接触。控制表面45e′形成第二实施例的阻力提供结构49′的一部分。

换句话说，改进的换档释放杆45′的控制表面45e′形成第一接触部或接靠部。指示爪49b′形成阻力提供结构49′的第二接触部，其中指示爪49b′的第一端与改进的换档释放杆45′的控制表面45e′接触，而指示爪49b′的第二端可操作地与偏压元件或压缩弹簧49a′接合。因此，在此实施例中，指示爪49b′是阻力提供结构49′的枢转安装件。

通过提供具有阻力提供结构49′的换档线释放组件41′，使用者可以在操作换档释放杆45′的过程中确定何时发生换档。换句话说，换档线释放组件41′被构造和设置成，骑车人可以很容易地操作换档释放杆45′以执行换档操作，并可以很容易地发现何时完成换档操作。

当换档释放杆45′处于图40所示的静止位置时，指示爪49b′与控制表面45e′的静止部RP接触。接着，当换档释放杆45′从静止位置向换档释放位置运动时，指示爪49b′沿着控制表面45e′，从控制表面45e′的静止位置向控制表面45e′的第一阻力部R1滑行。当换档释放杆45′运动从而指示爪49b′开始沿着控制表面45e′的上升凸轮部C滑动时，第一换档操作与换档释放杆45′的转向阻力一起完成，如图41所示。第一换档操作完成以后，弹簧49a′通过指示爪49b′的旋转而被压缩。因此，由于指示爪49b′对弹簧49a′的压缩，使得换档释放杆45′上的阻力变化，骑车人可以感受到这个阻力变化，以此指示第一换档操作已经完成且第二换档操作开始。一旦指示爪49b′滑过控制表面45e′的上升凸轮部C，指示爪49b′就滑到第二阻力部R2，在第二阻力部上，在运动了一预置量以后，发生第二换档操作。

因此，在此实施例中，换档释放杆45′(操作件)的控制表面45e′和指示爪49b′’被进一步构造和设置成，提供在换档释放杆45′(操作件)的从第一位置向着第二位置的第一运动范围内的第一阻力，和提供在换档释放杆45′(操作件)的从第一位置向着第二位置的第二运动范围内的大于第一阻力的第二阻力。其中，在换档释放杆45′的运动过程中，第一和第二范围之间的转换点处发生阻力的突然变化。这样，换档释放杆45′(操作件)的控制表面45e′形成阻力提供结构49′的第一接触部，而指示爪49b′形成第二接触部。当换档释放杆45′(操作件)从静止(第一)位置向着换档(第二)位置运动时，在第一和第二接触部之间发生接触，从而操作换档释放杆45′(操作件)时的阻力增加。换句话说，阻力提供结构49′被构造和设置成，提供来自自行车档位控制机构43的单独的阻力，从而骑车人可以知道第一换档操作完成的时间。

理解本发明的范围时，这里所使用的术语“包含(comprising)”及其派生词，是开放式术语，表明存在所述的特点、元件、部件、组、整体(integers)和/或步骤，但不排除存在其他未述及的特点、元件、部件、组、整体和/或步骤。上述说明也适用于具有类似含义的词汇，如术语“包括including”、“具有having”和它们的派生词。此外，术语“件member”和“元件element”以单数使用时可以有双重含义，用来指示单一部件或多个部件。最后，这里所使用的程度的术语，如“基本上substantially”、“大约about”和“几乎approximately”表示改动项的合理偏差量，这样，最终结果不会有重大改变。这些程度术语应该被解释为包括所修饰术语的至少±5％的偏差，只要此偏差不会否定所修饰的词的含义。

虽然只选择了一些实施例来说明本发明，但本领域的技术人员从本公布中可以很容易明白，在不脱离附加权利要求所限定的本发明范围的前提下，还存在各种各样的变化和改动。此外，根据本发明实施例的上述描述只是为了说明的目的，而不是象所附权利要求及其等同物的限定一样，为了限制本发明的目的。

Claims (17)

1.一种自行车换档控制机构，包括：

操作件，其在第一位置和第二位置之间可移动；

线收紧件，其构造和设置成响应所述操作件的运动而围绕旋转轴线旋转；

定位件，其构造和设置成随所述线收紧件一起旋转；位置保持件，其构造和设置成选择性地将所述定位件保持在多个预定档位中的一个档位上；以及

阻力提供结构，包括第一接触部和第二接触部，其中在所述操作件的操作中，当所述操作件从所述第一位置向所述第二位置运动时，在所述第一和第二接触部之间发生接触，以提供增加的阻力，并且所述阻力提供结构构造和设置成提供独立于所述定位件和所述位置保持件的单独阻力，

其中，所述操作件被构造和设置成从所述位置保持件中选择性地释放所述定位件，使得在单一换档操作中，当所述操作件移动第一预定量时，所述定位件旋转所述预定档位中的一个档位，以及当所述操作件移动第二预定量时，所述定位件旋转所述预定档位中的两个连续的档位。

2.根据权利要求1所述的自行车换档控制机构，其中，所述操作件和所述阻力提供结构进一步构造和设置成，在所述操作件的第一运动范围和所述操作件的随后的第二运动范围之间形成转换点，所述转换点与所述定位件和所述位置保持件之间发生的已完成的换档操作相对应，在所述换档操作中，所述定位件从所述预定档位中的一个档位向所述预定档位中的下一个相邻档位运动。

3.根据权利要求2所述的自行车换档控制机构，其中，所述操作件和所述阻力提供结构被进一步构造和设置成在所述操作件从所述第一位置朝向所述第二位置的第一运动范围中提供第一阻力，并且在所述操作件从所述第一位置朝向所述第二位置的第二运动范围中提供大于第一阻力的第二阻力，并且，在所述操作件的运动过程中，在所述第一和第二范围之间的转换点处发生阻力的突然改变。

4.根据权利要求2所述的自行车换档控制机构，其中，

所述第一接触部包括接靠部，其随所述操作件的运动而一起运动，以及

所述第二接触部包括偏压元件，在所述操作件的运动过程中，所述偏压元件在所述第一和第二范围之间的所述转换点处与所述接靠部接合。

5.根据权利要求1所述的自行车换档控制机构，其中，

所述第一接触部包括接靠部，其随所述操作件的运动而一起运动，以及

所述第二接触部包括偏压元件，在所述操作件从所述第一位置朝向所述第二位置的运动过程中，所述偏压元件在所述第一和第二位置之间的中间位置处与所述接靠部接合。

6.根据权利要求5所述的自行车换档控制机构，其中，所述第二接触部的所述偏压元件是扭转弹簧，当所述操作件位于所述中间位置时，所述扭转弹簧的一端被设置成与所述接靠部接合。

7.根据权利要求5所述的自行车换档控制机构，其中，所述第二接触部进一步包括指示爪，所述指示爪的第一端与所述操作件的凸轮表面接触，所述指示爪的第二端操作性地接合所述偏压元件，并且，所述操作件的所述凸轮表面包括所述接靠部。

8.根据权利要求7所述的自行车换档控制机构，其中，所述指示爪是枢转安装件。

9.根据权利要求7所述的自行车换档控制机构，其中，所述第二接触部的所述偏压元件是压缩弹簧。

10.根据权利要求1所述的自行车换档控制机构，其中，所述操作件包括枢转安装杆，其具有安装部和骑车人操作部。

11.根据权利要求10所述的自行车换档控制机构，其中，所述操作件包括偏压件，所述偏压件连接至所述杆，通常将所述杆从所述第二位置向所述第一位置推动。

12.根据权利要求11所述的自行车换档控制机构，其中，

所述线收紧件被释放偏压件沿第一旋转方向推动，以及

所述操作件包括释放爪，其被构造成响应所述操作件从所述第一位置向所述第二位置的运动，而移动所述位置保持件以释放所述定位件和所述线收紧件，使得所述定位件和所述线收紧件被所述释放偏压件沿所述第一旋转方向旋转。

13.根据权利要求1所述的自行车换档控制机构，其中，所述操作件被构造和设置成围绕所述线收紧件的旋转轴线旋转。

14.一种用于自行车换档控制机构的多级换档的方法，包括：

沿第一旋转方向从第一位置朝向第二位置旋转操作件，使得在经过所述第一位置和所述第二位置之间的中间位置之前发生第一换档；

在所述第一位置和所述第二位置之间的所述中间位置处提供旋转所述操作件中增加的阻力，以指示所述第一换档的完成；

进一步旋转所述操作件使之通过所述中间位置到达所述第二位置，使得发生第二换档；以及

释放所述操作件，从而所述操作件返回所述第一位置，而在释放所述操作件的过程中不发生换档，

其中，所述操作件被构造和设置成从位置保持件中选择性地释放定位件，使得在单一换档操作中，当所述操作件移动第一预定量时，所述定位件旋转所述预定档位中的一个档位，以及当所述操作件移动第二预定量时，所述定位件旋转所述预定档位中的两个连续的档位。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，在所述中间位置处提供旋转所述操作件中增加的阻力是通过提供第一阻力和大于所述第一阻力的第二阻力来实现的，其中在所述操作件从所述第一位置到所述中间位置的第一运动范围内提供所述第一阻力，在所述操作件从所述中间位置到所述第二位置的第二运动范围内提供所述第二阻力，并且，在所述操作件的运动过程中，在所述第一和第二范围之间的中间位置处发生阻力上的突然改变。

16.根据权利要求14所述的方法，其中，在所述中间位置处提供旋转所述操作件中增加的阻力是通过提供接靠部和偏压元件来实现的，所述接靠部随所述操作件一起运动，所述偏压元件在所述操作件的运动过程中在所述中间位置处与所述接靠部接合。

17.根据权利要求14所述的方法，其中，在所述中间位置处提供旋转所述操作件中增加的阻力是通过提供指示爪来实现的，所述指示爪的第一端与所述操作件的凸轮表面接触，所述指示爪的第二端操作性地使偏压元件与所述操作件的所述凸轮表面接合。

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