TW201507922A - 用於自行車的液壓雙控制裝置 - Google Patents

用於自行車的液壓雙控制裝置 Download PDF

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Abstract

本發明涉及一種經液壓操作以用於齒輪換擋的自行車雙控制裝置，使得通過從車把施加各種手和/或手指壓力或輕拍，使用單個裝置，騎自行車者可操作兩種單向控制機構，優選地是制動機構和自行車齒輪換擋機構。所述控制裝置包括附接到所述車把的單個槓桿或手把內的兩個單向控制單元，其中所述控制單元中的每一者包括致動部件、連接到控制回路的操作部件，以及連結兩個前述部件的耦合元件。在本發明的優選實施例中，與齒輪換擋有關的所述操作部件為液壓的，且包括安裝在刹車致動部件內部的活塞和汽缸。

Description

用於自行車齒輪換擋機構的液壓雙控制裝置
發明涉及自行車雙控制裝置，使得通過從車把施加各種手和/或手指壓力或輕拍，使用單個裝置，騎自行車者可操作兩種不同單向機構，就是說制動機構和自行車齒輪換擋機構。
現代自行車通常包含用於以若干方式操作的若干機構的一或多個自行車控制裝置：機械地、通過纜線拉動、液壓推動或電子地。舉例來說，制動機構用於使自行車減速和/或停止，懸掛機構用於在自行車在崎嶇地形上騎行時抑制震動，且用於鏈傳動系統的齒輪換擋機構用於獲得不同齒輪比，在後變速器的情況下，通過使鏈從一個鏈輪切換到另一鏈輪，或在前變速器的情況下，從一個齒片切換到另一齒片。
所述機構是從其對應的控制裝置操作，所述控制裝置通常安裝在車把上，其包含將由騎自行車者動作的槓桿或按鈕。參考齒輪換擋控制機構，左手通常控制前變速器，且右手控制後變速器。歸因於驅動自行車的安全性和容易性的原因，每一變速器的控制裝置通常耦合在每一刹車操作部件旁邊，其通常為槓桿。
當機械地操作控制裝置時，騎自行車者通常用一些手指在控制槓桿上施加作用力，這又將所述動作力傳輸到所述機構(變速或制動) 的操作部件，所述操作部件將所述力傳輸到回路，所述力將操作所述回路的作用在對應機構上的另一端。
在用於齒輪換擋機構的機械操作的控制裝置的情況下，變速器的操作部件通常具備轉位機構，其將設定變速器位置，以進行齒輪換擋的正確使用。
有時，自行車齒輪換擋槓桿和自行車制動槓桿為分開的個別控制裝置，而其他時候，其組合為單個集成雙功能單元。後者是具有彎曲車把的公路自行車的情況，其中自行車齒輪換擋槓桿和自行車制動槓桿通常包括單個控制雙功能裝置。因此，對應於一個變速器的槓桿與制動槓桿耦合作為單個雙控制裝置，其還包含一個手把，因此單個控制裝置為雙功能的，且由騎自行車者的單手操作，包含一個刹車和一個變速器操作部件，這意味著制動和換擋器可從同一抓握區域操作，從而實現比賽中的高安全性和效力改進。
所述控制裝置通常具有支撐部件來構造所述手把，且其安裝在自行車車把上。其內部空間容納對應機構(制動和/或齒輪換擋)的一或多個操作單元。
文獻禧馬諾(Shimano)第US20110079103號中揭示為制動和齒輪換擋等而設計的經由纜線的機械控制裝置的一個實例。在一些情況下，用能夠在兩個正交軸上樞轉的單個槓桿來執行制動功能和齒輪換擋功能，如文獻禧馬諾US5400675中所揭示。
通常，除制動槓桿之外，提供一個或兩個齒輪換擋槓桿，如具有一個槓桿的文獻Sram EP1698550或具有兩個槓桿的康帕紐羅 US5257683中所揭示的裝置。在兩種情況下，齒輪換擋控制裝置以及制動控制裝置經由纜線來工作。Sram US2013180815中揭示另一控制裝置實施例，其中刹車操作的部件為液壓缸內部的活塞。
在前面提到的現有技術中搜集的將制動和齒輪換擋系統的機械操作裝置集成的解決方案中，出現的問題是裝置的體積限制，因為其包含用於一個手的手把，因此不管轉位機構是否必須為齒輪換擋系統而容納，都不可能獲得多餘空間來也固持所述齒輪換擋系統的液壓操作部件。
在本發明的情況下，提出用於齒輪換擋系統的液壓操作部件，其將齒輪換擋轉位機構從待重新定位到齒輪換擋液壓回路的另一點，在其端部或在半路點處，在變速器本身上的支撐部件的內部部分移除，如第WO2013117450(A1)號專利申請案中所揭示的變速器，其屬於本案申請人。因此，在本文獻中所揭示的雙控制裝置中，體積和複雜性高度減小，且另外，所涉及的齒輪換擋系統的準確性增加，因為轉位機構接近對應的變速器。
本發明涉及自行車雙控制裝置，其可附接到車把，因此騎自行車者可通過手的若干輕拍或推動從車把來操作單個裝置，其包括兩個單向機構，就是說，自行車制動機構以及自行車齒輪換擋機構。所述雙控制裝置具有兩個單向控制單元，第一者對應於刹車，且第二者對應於齒輪換擋器，其中的每一者包括操作部件和致動元件，兩個致動元件的移動平面優選為正交的：第一致動元件(制動元件)在大約與騎行方向平行的平面內移動，而第二致動元件(換擋元件)在大約與所述方向正交的平面內 移動。
前面提到的操作部件通過控制回路，借助於纜線及其外殼，或在液壓配置的情況下藉助於具有液體的液壓軟管，連接到其對應機構。
因此，與刹車有關的第一單向控制單元具備操作部件，其使用滑輪、凸輪或槓桿借藉助於纜線拉動來作用；然而，其可為液壓的，包括在其對應主汽缸內移動的主活塞。
與齒輪換擋有關的第二單向控制單元具備液壓操作部件，其包括主汽缸及其對應的主活塞，以及將主活塞與致動元件連結的耦合部件。對應於齒輪換擋的此第二控制單元不包含任何轉位元機構，其允許此控制單元容納到所述雙控制裝置中。
在第一優選實施例中，所述第二單向控制單元集成到第一致動元件中，其中所述第二主汽缸位於第一致動元件本身的主體內部。另外，前面提到的第二致動元件圍繞第一致動元件的第一軸桿樞轉，且其通過第二耦合部件耦合到第二操作部件；因此此第二耦合部件將此第二活塞推到第二汽缸內，從而將作用傳輸到第二控制電路。
在本發明的雙液壓優選實施例中，兩個操作部件均為液壓的，包括其對應的活塞和主汽缸。
兩個控制單元中的每一者操作的方式是單向的，因此騎自行車者通過在單個方向上施加力來操作兩個致動元件中的每一者，且當力停止時，歸因於對抗騎自行車者操作方向推動活塞(第一或第二)的彈簧的作用，其返回到其初始位置。因此，騎自行車者對每一致動部件的作用 所造成的移位產生活塞在其對應主汽缸內部的移動，從而增加每一控制單元的內部液壓流的壓力，每一控制單元將每一主操作部件與位於另一端的其對應的從屬操作部件連接，在此實施例中，所述從屬操作部件由從屬汽缸和活塞組成，以便在一種情況下將作用傳輸到致動裝置，或在另一情況下，傳輸到屬於齒輪換擋裝置的有關轉位元機構，其設定由對應變速器執行的不同齒輪。
在第二控制單元(自行車齒輪換擋的控制單元)的特定情況下，取決於致動元件的操作如何(較短或較長)，其將導致對應轉位機構(其將被設計來進行此操作)上的不同正或負增加跳躍，因此，其上的較短移位將導致具有齒輪的單位和負增加的變速器的排出移動，而所述第二致動元件的較長移位導致可為一個或一些齒輪的正增加的變速器的齒輪的裝填移動。
〔本發明〕
0‧‧‧車把
1‧‧‧雙控制裝置
A、B‧‧‧固定軸桿
C‧‧‧縱軸
10、20‧‧‧單向控制單元
11、21‧‧‧致動元件
12、22‧‧‧主汽缸
13‧‧‧第一主活塞
14、24‧‧‧控制回路
15‧‧‧第一耦合部件
16、26‧‧‧操作部件
17‧‧‧第一支撐部件
18‧‧‧第一回位彈簧
23‧‧‧第二主活塞
25‧‧‧第二耦合部件
28‧‧‧第二回位彈簧
30‧‧‧第一設定元件
40‧‧‧第二設定元件
第1圖係展示附接到公路自行車的彎曲車把(0)的自行車雙控制裝置(1)及其兩個對應槓桿：用於制動的第一致動元件(11)，以及用於換擋的第二致動元件(21)。
第2圖係展示所述雙控制裝置(1)的細節部分，其中展示第一操作部件(16)包括其對應於刹車的第一主汽缸和活塞(12和13)，以及第二操作部件(26)，其包括其對應於齒輪換擋的第二主汽缸和活塞(22和23)。還展示齒輪換擋的對應液壓回路(24)、支撐部件(17)、每一控制單元的耦合部件(15和25)以及其調整元件(30 和40)。
在本發明的優選實施例中，自行車雙控制裝置(1)包括兩個單向控制單元(10、20)，其中所述第二單向控制單元(20)為自行車齒輪換擋的液壓控制單元，依據前面提到的致動元件(21)的操作以不同方式工作，因此其上的短移位導致對應變速器的轉位機構上的降速移動，而所述第二致動元件(21)的較長移位導致變速器的轉位機構上的提速移動。
前面提到的第二液壓控制單元(20)集成在第一致動元件(11)內部，且包括第二液壓操作部件(26)，其包括通過第二耦合部件(25)連結到第二致動部件(21)的第二主活塞(23)，以及安裝到第一致動元件本身(11)的主體中的第二主汽缸(22)。另外，前面提到的第二致動元件(21)圍繞第一致動元件(11)的固定軸桿(A)樞轉，且其通過第二耦合部件(25)連結到第二主活塞(23)，以便在騎自行車者操作所述第二致動元件(21)時將所述第二主活塞推到所述第二主汽缸(22)內部，兩個致動元件(11、21)的移位平面優選正交：第一致動元件(11)在大約與騎行方向平行的平面內移動，而第二(齒輪換擋的一者)，即第二致動元件(21)在大約與所述騎行方向正交的平面內移動。
在雙液壓的本發明的另一優選實施例中，所述第一單向控制單元(10)為自行車刹車液壓控制單元，其中第一操作部件(16)也是液壓的，且包括：第一主汽缸(12)和第一主活塞(13)，其藉助於第一回位彈簧(18)而偏置；以及第一耦合部件(15)，其將第一主汽缸(12)與第一致動元件(11)連結。
前面提到的操作部件(16、26)通過包括具有液體的軟管的液壓控制回路(14、24)連結到其對應的機構(分別刹車或換擋器)，所述軟管將每一主汽缸(12、22)與位於回路的另一端處的每一對應從屬汽缸連接，以便在一種情況下將操作傳輸到刹車，且在另一情況下，傳輸到其對應的轉位機構，所述轉位機構設定變速器所執行的不同齒輪。
本發明揭示一種自行車雙控制裝置(1)，其包括：第一單向控制單元(10)，其經配置以通過第一控制單元(14)操作第一控制機構，包含：第一支撐部件(17)，其附接到自行車車把(0)；第一操作部件(16)，其連結到第一控制回路(14)且由實施為槓桿的第一致動元件(11)操作，所述槓桿包括將用騎自行車者的手或手指操作的一個部分，以及一個第一耦合部件(15)，其將所述第一操作部件(16)與所述第一致動元件(11)連結；因此所述第一致動元件(11)圍繞所述第一支撐部件(17)的固定軸桿(B)樞轉，且在大約與騎行方向並行的平面內移動。
以及第二單向控制單元(20)，其經配置以通過第二控制回路(24)操作第二控制機構，所述第二控制回路包含：第二操作部件(26)，其連結到第二控制回路(24)且由實施為槓桿的第二致動部件(21)操作，所述槓桿包括將用騎自行車者的手或手指操作的一個部分；以及第二耦合部件(25)，其將所述第二操作部件(26)與所述第一致動元件(21)連結。
前面提到的第二控制單元(20)集成在第一致動元件(11)內部，且此單元驅動其前部或後部的對應變速器的齒輪變速機構，其轉位機構不是所述雙控制裝置(1)的集成部分，然而，所述轉位機構位於第二控制回路(24)的另一中途或端點處。第二操作部件(26)為液壓的，且包 括：第二液壓主汽缸(22)，其安裝到第一致動元件本身(11)的主體內；以及第二主活塞(23)，其藉助於第二回位彈簧(28)而偏置，所述第二回位彈簧通過第二耦合部件(25)耦合到第二致動元件(21)，其將所述第二活塞(23)推到所述第二汽缸(22)內部。
第二致動元件(21)圍繞固定到第一致動元件(11)中的第二軸桿(A)樞轉，其中所述第二致動元件(21)的移位與所述第一致動元件(11)的移位正交，因此其在大約與自行車的前進移動平面正交的平面內移動，因此所述第二致動元件(21)與第一致動元件(11)聯合移動，且還具有與所述第一致動元件(11)圍繞所述第二樞轉軸桿(A)有關的額外旋轉移動，因此第二致動元件(21)朝自行車的移動導致第二主活塞(23)沿著第二主汽缸(22)且在第二主汽缸(22)內部的線性移動，從而增加第二控制回路(24)中的流體壓力。
前面提到的第一耦合部件(15)由樞轉關節組成，其允許第一致動元件(11)朝車把(0)旋轉，就是說朝第一控制單元(10)旋轉，導致第一主活塞(13)在第一主汽缸(12)內部的線性移動，且接著將液壓流體朝第一控制回路(14)推送，以便將其作用傳輸到所操作機構的從屬操作部件，其位於第一控制回路(14)的另一半途或端點處。
所述第二旋轉軸桿(A)與第二主汽缸(22)的第一樞轉軸桿(B)和縱軸(C)形成且包括後者的平面正交。
所述自行車雙控制裝置(1)進一步包括第一設定元件(30)，其相對於附接到自行車車把(0)的第一支撐部件(17)而調整第一致動元件(11)的角靜止位置，且其經放置以進行與第一操作部件(16)的 靜止位置的所述角位置匹配，就是說使第一主活塞(13)的所確定靜止位置在第一主汽缸(12)內部。
所提到的自行車雙控制裝置(1)進一步包括第二設定元件(40)，其相對於第一致動元件(11)調整第一操作部件(16)的靜止位置，就是說，其相對於第一致動元件(11)設定第一主活塞(13)的初始靜止位置，因此所述初始位置與第一控制回路(14)中的某一初始壓力對應。
所述自行車雙控制裝置(1)還包括用於第一控制回路(14)和/或用於第二控制回路(24)的膨脹箱。
其他實施例
在本發明的其他實施例中，所述第一單向控制單元(10)為自行車制動系統的機械控制單元，其藉助於鮑登(Bowden)纜線或類似物通過第一控制回路(14)與位於所述控制回路(14)的另一端處的其對應制動機構連接，以便將所述操作傳輸到有關刹車。
在所述第一控制單元(10)處，第一操作部件(16)為拉放纜線類型，且包括：拉動元件或滑輪，其經設計以拉動所述纜線(14)，使得第一致動元件(11)的移動在形成第一控制回路(14)的鮑登纜線或類似物的拉動方向上移動所述拉動元件；以及第一耦合部件(15)，其將所述拉動元件與第一致動元件(11)或刹車槓桿連結。
11、21‧‧‧致動元件
12、22‧‧‧主汽缸
13‧‧‧第一主活塞
14、24‧‧‧控制回路
15‧‧‧第一耦合部件
16、26‧‧‧操作部件
17‧‧‧第一支撐部件
23‧‧‧第二主活塞
25‧‧‧第二耦合部件
30‧‧‧第一設定元件
40‧‧‧第二設定元件

Claims (11)

  1. 一種自行車雙控制裝置(1)，其包括：第一單向控制單元(10)，其經配置以通過第一控制單元(14)操作第一控制機構，包含：第一支撐部件(17)，其附接到自行車車把(0)；第一操作部件(16)，其連結到所述第一控制回路(14)且由將用騎自行車者的手或手指操作的第一致動元件(11)操作，以及第一耦合部件(15)，其將所述第一操作部件(16)與所述第一致動元件(11)連結；因此所述第一致動元件(11)圍繞所述第一支撐部件(17)的固定軸桿(B)樞轉，以及第二單向控制單元(20)，其經配置以通過第二控制回路(24)操作第二控制機構，所述第二控制回路包括：第二操作部件(26)，其連結到所述第二控制回路(24)且由將用所述騎自行車者的所述手或手指操作的第二致動部件(21)操作；以及第二耦合部件(25)，其將所述第二操作部件(26)與所述第一致動元件(21)連結。 其特徵在於：所述第二控制單元(20)集成在所述第一致動元件(11)內部，且此單元控制前面或後面的其對應變速器的齒輪變速機構，其轉位機構不是所述雙控制裝置(1)的集成部分；所述第二操作部件(26)為液壓的，且包括：第二液壓主汽缸(22)其安裝到所述第一致動元件本身(11)的主體中；以及第二主活塞(23)，其通過第二耦合部件(25)耦合到第二致動元件(21)，其將所述第二活塞(23)推到所述第二汽缸(22)內部。
  2. 根據權利要求1所述的自行車雙控制裝置(1)，其特徵在於所述第二致動元件(21)圍繞固定到所述第一致動元件(11)中的第二軸桿(A) 樞轉，所述第二致動元件(21)的移位與所述第一致動元件(11)的移位正交，因此所述第二致動元件(21)與所述第一致動元件(11)聯合移動，且還具有與所述第一致動元件(11)圍繞所述第二樞轉軸桿(A)有關的額外旋轉移動，因此所述第二致動元件(21)朝所述自行車的旋轉移動導致所述第二主活塞(23)沿著所述第二主汽缸(22)的線性移動，這增加所述第二控制回路(24)中的流體壓力。
  3. 根據前述權利要求中的任一權利要求所述的自行車雙控制裝置(1)，其中所述第二旋轉軸桿(A)與所述第二主汽缸(22)的所述第一樞轉軸桿(B)和縱軸(C)形成且包括後者的平面正交。
  4. 根據前述權利要求中的任一權利要求所述的自行車雙控制裝置(1)，其中所述第一控制單元(10)為所述自行車制動機構的控制單元。
  5. 根據前述權利要求中的任一權利要求所述的自行車雙控制裝置(1)，其中所述第一操作部件(16)為液壓的，且包括：第一主汽缸(12)和第一主活塞(13)，其藉助於第一回位彈簧(18)而偏置；以及第一耦合部件(15)，其將所述第一主汽缸(12)與所述第一致動元件(11)連結。
  6. 根據權利要求5所述的自行車雙控制裝置(1)，其特徵在於進一步包括用於所述第一控制回路(14)的膨脹箱。
  7. 根據權利要求5或6中任一權利要求所述的自行車雙控制裝置(1)，其特徵在於所述第一耦合部件(15)由樞轉鏈組成，其允許所述第一致動元件(11)朝所述車把(0)旋轉，導致所述第一主活塞(13)在所述第一主汽缸(12)內部的線性移動，且接著將液壓流體朝所述第一控制回路(14)推送。
  8. 根據前述權利要求中的任一權利要求所述的自行車雙控制裝置(1)，其進一步包括用於所述第二控制回路(24)的膨脹箱。
  9. 根據前述權利要求中的任一權利要求所述的自行車雙控制裝置(1)，其特徵在於還包括第一設定元件(30)，以相對於附接到所述自行車車把(0)的所述第一支撐部件(17)設定所述第一致動元件(11)的角靜止位置，且所述第一設定元件(30)經放置以進行與所述第一操作部件(16)的靜止位置的所述角位置匹配。
  10. 根據前述權利要求中的任一權利要求所述的自行車雙控制裝置，其特徵在於還包括第二設定元件(40)，其相對於所述第一致動元件(11)設定所述第一操作部件(16)的所述靜止位置。
  11. 根據權利要求1、2、3、4、8、9和10中任一權利要求所述的自行車雙控制裝置(1)，其特徵在於所述第一操作部件(16)為拉放纜線例行，且包括經設計以拉動所述纜線(14)的拉動元件或滑輪，使得所述第一致動元件(11)的移動在形成所述第一控制回路(14)的鮑登纜線或類似物的拉動方向上移動所述拉動元件。
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