TW201534527A - 自行車變速裝置 - Google Patents

Abstract

一種自行車變速裝置，其包含有一裝設於自行車把手之一固定座與一設於該固定座中之檔位控制組，檔位控制組具有控制拉線之一可活動的第一操控件、一周壁表面設有一齒部之棘齒組件、控制放線之一可活動的第二操控件與一定位棘爪，該棘齒組件之齒部設有複數個齒件，該第一操控件具有與該棘齒組件之其一齒件相互嚙合之一第一棘動件，並使該棘齒組件擇一地保持在一初始位置，其特徵在於定位棘爪更具有與棘齒組件之其一齒件相互嚙合之一第二棘動件與一配合元件，該第二操控件一端與該配合元件形成有一第一特定接觸並且兩者間具有一特定致動關係，而該第二操控件之活動方向係為複數個不同方向，第二操控件擇一低朝活動方向移動，且與該配合元件形成一第二特定接觸使該定位棘爪轉動，以讓該第二棘動件與該齒部之另一齒件嚙合，而該棘齒組件朝一第二方向轉動達成退檔。

Description

自行車變速裝置

本發明係有關一種自行車變速裝置，尤指一種設置於自行車把手上之變速裝置，提供騎乘者於行進中進行變速操控之裝置。

自行車具有能遠行又兼顧環保的特性，而在注重休閒生活的今曰，在戶外從事休閒活動，體驗大自然的舒暢，最合適亦最能達到運動健康的目的，而變速自行車因為能夠藉由變速控制裝置的切換，讓騎乘者在低速檔或高速檔之間選擇，利用上坡調整為低速檔，下坡調整為高速檔，達到上坡省力，下坡省時的目的。

請參閱中華民國專利申請案號第084216076號「自行車變速操作裝置」，其係安裝於一自行車把手，至少包含有：一支持構件，係呈一階梯狀管體，具有一盤部及向上延伸有一心軸，該盤部底端組接於該自行車把手上，一捲線構件，係樞設於該支持構件心軸上，可拉緊或放鬆鋼索，一卡制機構，係包含有一嚙合構件，係藉由一固定板固設以限制該捲線構件保持在某特定角度位置之方式固設於該支持構件盤部上，一下檔撥桿構件，係具有一下撥桿以撥動該卡制機構脫離該捲線構件，使該捲線構件可自由迴轉而放鬆鋼索之方式樞設於該支持構件心軸上，一上檔撥桿構件，係具有一上撥桿，係樞設於該支持構件中心軸上，一傳動機構，具有一摯動構件，係固接於該上檔撥桿構件上，係可撥動該上檔撥桿構件以驅動該傳動機構，而可推動該捲線構件轉動以拉緊鋼索，亦可在該捲線構件自由迴轉放鬆鋼索時，使該捲線構件暫時 停止，藉由下檔撥桿構件、卡制機構，上檔撥桿構件及傳動機構的連動關係使捲線構件放鬆或捲緊鋼索而達到變換上下檔的目的。

前述係為一款習式的自行車變速操控裝置，其係透過上、下撥桿控制捲線構件拉緊或鬆脫鋼索而達到變換上下檔的目的，然而習知自行車變速操控裝置，其撥桿通常設置於車手握把的位置，騎乘者欲變換檔位時必需將其中一隻手離開握把去撥動上、下撥桿，而且因為撥動方向係為一固定方向，使得於變速上的操控彈性限制增加，若使用於高速的競技場合時，不僅造成騎乘者調整上之不方便，且因手指需停留於上、下撥桿附近，於長時間下來易造成僵化而使判斷變換檔速時會有延遲現象，而瞬間的延遲都會有失之毫釐，差之千里的遺憾。

請參閱中華民國專利號I286978「自行車用變速操作裝置」，其係具有裝一設於自行車的裝設部30、一捲取體32、一位置保持/解放機構34、一動作構件68與一輸入構件70，捲取體32係可動作地朝拉索拉伸方向及解除方向裝設在裝設部30，位置保持/解放機構34係使一拉索卡止體擇一低保持在對應於複數個變數位置的其一保持位置，動作構件68係朝第1軸周圍可擺動自如低裝設於裝設部30，藉由從中立位置朝變速位置的擺動，使位置保持/解放機構動作34而使捲取體32朝拉索拉伸方向動作，輸入構件70係裝設於動作構件68，藉由朝第1方向與第2方向的移動各自將動作構件68從中立位置朝變速位置移動，其目的使藉由輸入構件的操作方向可配合不同的方向操作，以配合不同騎乘者的喜好。

前述之習知技術雖提供兩個方向進行變速操作，但變速裝置的構件組成較為複雜，在極短時間的變速靈敏度上因較多的組件而不易提升，再者，亦提高製作成本與維修成本。

有鑑於此，為改善上述之問題，本發明係提供一種自行車變速裝置，其技術特徵在於該變速裝置位置與結構設計，以更少的構件組成提供騎乘者於極短時間內選擇性進行雙向退檔動作，以及更符合人體工學的構件設計，提供騎乘者在進檔與退檔之間有更舒適的操作方式，有效提升變速上的操作彈性空間與便利性。該自行車變速裝置，其包含有一裝設於自行車把手之一固定座與一設於該固定座中之檔位控制組。

檔位控制組具有控制拉線之一可活動的第一操控件、一周壁表面設有一齒部之棘齒組件、控制放線之一可活動的第二操控件與一定位棘爪，該棘齒組件之齒部設有複數個齒件，該第一操控件具有與該棘齒組件之其一齒件相互嚙合之一第一棘動件，並使該棘齒組件擇一地保持在一初始位置，而該第一操控件朝拉線的方向移動，使該第一棘動件與該齒部之另一齒件嚙合，該棘齒組件朝一第一方向轉動達到進檔，其特徵在於定位棘爪更具有與棘齒組件之其一齒件相互嚙合之一第二棘動件與一配合元件，並且耦接一回位銷，該第二操控件一端與該配合元件形成有一第一特定接觸並且兩者間具有一特定致動關係，而該第二操控件之活動方向係為複數個不同方向。

呈上述，該第二操控件擇一地朝活動方向移動，且與該配合元件形成一第二特定接觸，可使該定位棘爪轉動，以讓該第二棘動件與該齒部之另一齒件嚙合，而該棘齒組件朝一第二方向轉動達成退檔。

基於上述之技術特徵，本發明之目的在於提供更符合人體工學以及騎乘者可選擇性進行雙方向的退檔機制、提升變速上的操作彈性空間、靈敏度與便利性，以符合更廣泛的自行車或騎乘者的應用層面的需求。

1‧‧‧固定座

2‧‧‧擋位控制組

11‧‧‧第一殼體

12‧‧‧第二殼體

120‧‧‧套環

20‧‧‧第一操控件

21‧‧‧第一棘動件

22‧‧‧連接桿

23‧‧‧第一操作套件

30‧‧‧棘齒組件

31‧‧‧齒部

311‧‧‧進檔定位齒

312‧‧‧退檔定位齒

313‧‧‧止檔齒

32‧‧‧止檔件

40‧‧‧第二操控件

41‧‧‧樞桿

42‧‧‧第二操作套件

50‧‧‧定位棘爪

500‧‧‧配合元件

501‧‧‧凸塊

507‧‧‧凸桿

51‧‧‧第二棘動件

52‧‧‧回位銷

53‧‧‧第三棘動件

70‧‧‧定位棘爪

71‧‧‧第二棘動件

73‧‧‧第三棘動件

80‧‧‧棘齒組件

81‧‧‧齒部

90‧‧‧棘齒組件

91‧‧‧止檔件

100‧‧‧檔位顯示組件

110‧‧‧顯示部

圖1A~1B係為本發明之自行車變速裝置之組合示意圖。

圖2A係為本發明之自行車變速裝置之分解示意圖。

圖2B係為本發明之棘齒組件的齒部結構示意圖。

圖3A~3D係為本發明之退檔機制(放線)的動作分解示意圖。

圖4A~4C係為本發明之退檔機制(放線)之第一實施例的局部結構示意圖。

圖5A~5C係為本發明之退檔機制(放線)之第-二實施例的局部結構示意圖。

圖6A~6C係為本發明之退檔機制(放線)之第三實施例的局部結構示意圖。

圖7A~7C係為本發明之退檔機制(放線)之第四實施例的局部結構示意圖。

以下係藉由特定的具體實施例說明本發明之實施方式，所屬技術領域中具有通常知識者可藉由本說明書所揭露之內容，輕易的了解本發明所述之目的。

請同時配合參考圖1A~1B與圖2A所示，本發明揭露一種自行車變速裝置，而本發明係主要目的在於該變速裝置於退檔機制與結構的技術特徵，並藉由下述之不同的實施例進行說明，而下述所說明之初始位置係為該變速裝置尚未進行退檔動作之各元件所相對應的狀態位置，該變速裝置係包含有一固定座1與一檔位控制組2，並且更可進一步具有一檔位顯示組件100。

固定座1係具有一第一殼體11與一第二殼體12，前述之兩殼體間形成有一容置空間，第二殼體12於局部外側設有一套環120，套環120係用以套設於自行車之任一把手上。

檔位控制組2，其包含有一第一操控件20、一棘齒組件30、一第二操控件40與一定位棘爪50。

請再同時配合參考圖2A與2B所示，棘齒組件30係設於該容置空間中，其於表面具有孔洞並且設有一齒部31與一止檔件32，齒部31可選擇性設於棘齒組件的局部表面，或者沿著棘齒組件30的外周壁設置，止檔件32設於鄰近齒部31之一側，而齒部31的周壁具有複數個齒件，該些齒件係為一進檔定位齒311、一退檔定位齒312與對應該退檔定位齒312的一止檔齒313，前述該些齒件分別與該周壁面呈一傾角排列。

第一操控件20係為控制拉線之一可活動的桿體，該桿體局部設於該容置空間中，於該桿體之一端分別設有一第一棘動件21與一連接桿22，於另一端設有一第一操作套件23，而第一操控件20位於初始位置時，第一棘動件21與止檔件32相互卡合，而連接桿22則穿設棘齒組件30的孔洞並且耦接於第二殼體12，進一步說明，棘齒組件30擇一地保持在一初始位置，騎乘者可於第一操作套件23施予一方向的外力，使第一操控件20沿著連接桿22之中心軸線方向轉動並驅使第一棘動件21脫離止檔件32，進而與進檔定位齒311的其中一齒件相互嚙合，並且驅使棘齒組件30朝一第一方向轉動達成進檔動作後，而第一操控件20可藉由彈簧使其回歸初始位置，進而使第一棘動件21脫離該進檔定位齒311並再度與止檔件32相互嚙合，該第一方向視該變速裝置的結構設計，或者設於自行車把手的位置或方向而有所差異，可以為順時針方向或逆時針方向，在此不限定。

定位棘爪50係為一具有孔洞之板件，並且耦接一回位銷52， 回位銷52係可為一具有捲簧或彈簧之銷件，藉由回位銷52穿設於定位棘爪50之孔洞並且耦接於第二殼體12，而回位銷52係用以驅使定位棘爪50回至初始位置，定位棘爪50之一端設有一第二棘動件51，第二棘動件51係朝向齒部31的方向延伸並且與齒部31之退檔定位齒312的其中一齒件相互嚙合，其中，定位棘爪50於一特定位置設有一配合元件500，該特定位置將於下述進行說明。

第二操控件40係為控制放線之一可活動的桿體，該活動方向可為至少兩個不同方向，該桿體的局部設於前述該容置空間中，而該桿體之一側係為一樞桿41，其樞桿41型態可為板狀或柱狀型態，在此不限定，依實際需求做設計，第二操控件40之另一端設有一第二操作套件42。

檔位顯示組件100係固定耦接於第二殼體之外側並且具有一顯示部110，該顯示方式可為刻度儀表或數位資料方式所呈現，在此不限定。

請配合參考圖3A~3D所示，位於初始位置之樞桿41局部與配合元件500之間形成一第一特定接觸並且具有一特定致動關係，該特定致動關係係於下述不同實施例進行說明，騎乘者可於第二操作套件42選擇性施予不同方向的外力，該選擇性轉動方向可為一順時針方向或一逆時針方向，使第二操控件40係以平行於前述之該中心軸線方向轉動，使樞桿41推動配合元件500移動並使兩者之間形成一第二特定接觸，而因定位棘爪50離開初始位置致使第二棘動件21則與原先嚙合的齒件脫離後進而與齒部31之止檔齒313的其中一齒件嚙合並造成即時性止檔，因止檔齒313 與第二棘動件51之間的斜率設計使兩者間因棘齒組件30逐漸朝一第二方向轉動而使第二棘動件51沿著止檔件313表面順向滑動而逐漸分離，當定位棘爪50回至初始位置而使第二棘動件51與退檔定位齒312的另一齒件相互嚙合進而達成退檔動作，進一步說明，上述該特定位置係為配合元件500與該局部之樞桿41接觸的位置，並且可設於定位棘爪50一局部位置或複數個局部位置，依實際需求做設計，在此不限定，而上述之該第一方向與該第二方向係指一相反方向(拉線與放線方向係為相反方向)。

請參閱圖3A~3D與4A~4C所示，此為本發明之變速裝置的退檔機制的第一實施例，於本實施例中，配合元件500係為定位棘爪50之本體外周壁處設有一向外延伸之凸塊501，該凸塊可為一桿件或一板件，而上述該第一特定接觸係為遠離第二操作套件42之樞桿41一側之全部外周壁與凸塊501一側之外周壁接觸之面接觸關係，該第二特定接觸係為遠離第二操作套件42之樞桿41一側端點與配合元件500一側端點接觸之點接觸關係，而該特定致動關係藉由上述之選擇性施力方向，如4B所示，第二操控件40朝一順時針方向施力，或者如圖4C所示，第二操控件40朝一逆時針方向施力，前述兩者皆可使得樞桿41單一端點施力於定位棘爪50，使得原先與退檔定位齒312之其中齒件嚙合的第二棘動件51，由原先的嚙合狀態逐漸產生脫離，當凸塊501與樞桿41之端面呈一適當傾角時則完全分離而形成一第二特定接觸，棘齒組件30產生該第二方向轉動，爾後因回位銷52作用下迫使定位棘爪50朝初始位置的方向轉動並驅使第二棘動件51與止檔齒313而逐漸脫離，直至樞桿41與定位棘爪50回歸至該第一特定接觸的狀 態時，第二棘動件51則與進檔定位齒312的另一齒件相互嚙合，即完成退檔動作。

請再同時配合參考圖4A~4C與5A~5C所示，此為本發明之變速裝置的退檔機制的第二實施例，於本實施例中，僅說明與第一實施例的差異之處，而相似之元件則沿用第一實施例所述圖式中的元件符號表示，而圖式的表達係主要以差異部分呈現，相似之處則簡略圖式呈現，但不一此限制其形態。

本實施例所述之定位棘爪50中的配合元件500係為向外延伸之凸桿507，該凸桿507設有可與樞桿41一側外周壁接觸並且相互卡合之凹部，而其退檔機制之作動方式係相似於第一實施例，於此不在另外贅述，而該第一特定接觸係為樞桿41一側之全部外周壁與凸桿507之凹部外周壁接觸之面接觸關係，該第二特定接觸係為樞桿41一側端點與凸桿507之凹部接觸之點接觸關係，進一步說明，於該第一特定接觸時，該凹部與樞桿41一側外周壁相互卡合。

請再同時配合參考圖3A~3D、5A~5C與6A~6C所示，此為本發明之變速裝置的退檔機制的第三實施例，於本實施例中，僅說明與前述實施例的差異之處，而相似之元件則沿用前述實施例所述圖式中的元件符號表示，而圖式的表達係主要以差異部分呈現，相似之處則簡略圖式呈現，但不一此限制其形態。

本實施例中，其主要差異在於本案所述之變速裝置中的一棘齒組件80，該棘齒組件80設有一弧狀型態之齒部81，而齒部81沿弧狀之內周壁與外周壁的表面分別設有複數個齒件。

承上所述，另一主要差異在於定位棘爪50更進一步具有一第 三棘動件53，棘齒組件80位於初始位置時，該第三棘動件53係與其一退檔定位齒312相互嚙合形成定位，當進行退檔動作時，第三棘動件53脫離原先嚙合的齒件，而第二棘動件51則與設於齒部81另一側的止檔齒313的其一齒件相互嚙合形成即時性止檔，爾後當第二操控件40上的推(拉)力釋放掉，定位棘爪50亦回到初始位置，此時，第二棘動件51脫離止檔齒313，而第三棘動件53便順勢嚙合下一檔位的退檔定位齒312的另一齒件，進而達成退檔，本圖式中雖表示於初始位置時的兩個棘動件與齒件嚙合的相對位置，以及第二棘動件51、第三棘動件53與齒部81的型態，但不依此為限。

請再同時配合參考圖7A~7C所示，此為本發明之變速裝置的退檔機制的第四實施例，於本實施例中，僅說明與前述實施例的差異之處，而相似之元件則沿用前述實施例所述圖式中的元件符號表示，而圖式的表達係主要以差異部分呈現，相似之處則簡略圖式呈現，但不一此限制其形態。

本實施例中，其主要差異在於本案變速裝置所述之一棘齒組件90，沿該棘齒組件90之外周壁係為齒部且設有複數個齒件，而鄰近該棘齒組件90之該固定座1中設有一可於限定距離間擺動的止檔件91，該止檔件91一端係為與其一齒件相互嚙合之勾狀型態，但不限定，其主要功能在於限制棘齒組件90朝於上述之該第二方向轉動。

承上所述，另一主要差異在於本案變速裝置所述之一定位棘爪70，該定位棘爪70具有一第二棘動件71與一第三棘動件73，該第一與第二棘動件(71/72)與定位棘爪70之間形成一鉗口型態。

棘齒組件90位於初使位置時，該第二棘動件71係與其一齒件相互嚙合，而止檔件91與另一側之其一齒件相互嚙合而形成止檔，當進行退檔動作時，第二棘動件71與止檔件91分別脫離原先嚙合的齒件，而第三棘動件73則與其一齒件相互嚙合進而達成退檔，本圖式中雖表示於初始位置時的兩個棘爪部與齒件嚙合的相對位置，但不依此為限。

綜所上述，本發明揭露之自行車變速裝置的上述各種實施例所完成的退檔機制，於變速退檔時，於人體工學上提供更符合騎乘者的手部構造，利用大拇指進行進檔的動作，而利用食指本身的關節構造因可上下彎曲動作的原理，使騎乘者可自由選擇由兩個不同的方向進行退檔，並進一步因應各種自行車與騎乘者的應用層面不同，提供不同的角度轉動量而有不同靈敏度設計的退檔機制，有效提升變速上的操作彈性空間與便利性，以符合更廣泛的自行車或騎乘者的應用層面。

惟以上所述之具體實施例，僅係用於例釋本發明之特點及功效，而非用於限定本發明之可實施範疇，於未脫離本發明上揭示之精神與技術範疇下，任何運用本發明所揭示內容而完成之等效改變、修飾或是等效元件之數量變更，均仍應為下述之申請專利範圍所涵蓋。

2‧‧‧擋位控制組

11‧‧‧第一殼體

12‧‧‧第二殼體

120‧‧‧套環

20‧‧‧第一操控件

21‧‧‧第一棘動件

22‧‧‧連接桿

23‧‧‧第一操作套件

30‧‧‧棘齒組件

31‧‧‧齒部

32‧‧‧止檔件

40‧‧‧第二操控件

41‧‧‧樞桿

42‧‧‧第二操作套件

50‧‧‧定位棘爪

500‧‧‧配合元件

51‧‧‧第二棘動件

52‧‧‧回位銷

100‧‧‧檔位顯示組件

110‧‧‧顯示部

Claims (10)

1. 一種自行車變速裝置，其包含有：一裝設於自行車把手之一固定座；一設於該固定座中之檔位控制組，該檔位控制組具有一控制拉線之可活動的第一操控件、一周壁表面設有一齒部之棘齒組件、一控制放線之可活動的第二操控件與一定位棘爪，該棘齒組件之齒部設有複數個齒件，該第一操控件具有與該棘齒組件之其中一齒件相互嚙合之一第一棘動件，並使該棘齒組件擇一地保持在一初始位置，而該第一操控件朝活動方向移動，使該第一棘動件與該齒部之另一齒件嚙合，該棘齒組件朝一第一方向轉動達到進檔，其特徵在於：該定位棘爪更具有與該棘齒組件之其一齒件相互嚙合之一第二棘動件與一配合元件並且耦接一回位銷；該第二操控件一端與該配合元件形成有一第一特定接觸並且兩者間具有一特定致動關係，而該第二操控件之活動方向係為至少兩個不同的方向；其中，該第二操控件擇一地朝活動方向移動，則與該配合元件形成一第二特定接觸，可使該定位棘爪轉動，以讓該第二棘動件與該齒部之另一齒件嚙合，而該棘齒組件朝一第二方向轉動達成退檔。
2. 如申請專利範圍第1項所述之自行車變速裝置，其中該第一操控件係為一控制拉線之桿體，該桿體局部設於該固定座內，該第一操控件更具有一連接桿，而該連接桿則穿設該棘齒組件並且耦接該固定座。
3. 如申請專利範圍第2項所述之自行車變速裝置，其中該第二操控件係為一控制放線之桿體，該桿體的局部設於該固定座內，而該桿體之局部為一樞桿，該樞桿型態可為板狀或柱狀，當棘齒組件於一初始位置時，該樞桿一端外周壁係與該配合元件形 成該第一特定接觸，當進行退檔動作時，該樞桿一端外周壁係與該配合元件形成該第二特定接觸。
4. 如申請專利範圍第3項所述之自行車變速裝置，其中該第一方向與該第二方向係為一相反方向。
5. 如申請專利範圍第4項所述之自行車變速裝置，其中該定位棘爪係為一具有孔洞之板件，該回位銷係為一具有捲簧或彈簧之銷件，而該回位銷穿設於該定位棘爪之孔洞並且耦接於該固定座，該回位銷係用以驅使該定位棘爪回歸至初始位置。
6. 如申請專利範圍第5項所述之自行車變速裝置，其中該配合元件係為一凸塊，該凸塊可為一桿件或一板件，而該第一特定接觸係為該樞桿一側之全部外周壁與該凸塊一側之外周壁接觸之面接觸關係，該第二特定接觸係為該樞桿一側端點與該配合元件一側端點接觸之點接觸關係。
7. 如申請專利範圍第4項所述之自行車變速裝置，其中該配合元件係為一凸桿，該凸桿可為具有一凹部之一桿件或一板件，而該第一特定接觸係為該樞桿一側之全部外周壁與該凸桿之該凹部外周壁接觸之面接觸關係，該第二特定接觸係為該樞桿一側端點與該凸桿之該凹部接觸之點接觸關係，而於該第一特定接觸時，該凹部與該樞桿一側外周壁相互卡合。
8. 如申請專利範圍第6或7項所述之自行車變速裝置，其中該定位棘爪之該齒部係於內周壁與外周壁分別設有複數個齒件，而該定位棘爪更具有一第三棘動件，棘齒組件位於初使位置時，該第三棘動件係與其一齒件相互嚙合，當進行退檔動作時，該第三棘動件脫離原先嚙合的齒件，而該第二棘動件與設於該齒部之另一齒件相互嚙合，而與該樞桿的接觸之該凸塊可選擇性設有一凹部，該凹部可選擇性與該樞桿一端外周壁相互卡合。
9. 如申請專利範圍第6或7項所述之自行車變速裝置，其中該齒部係設於該棘齒組件之外周壁上，而鄰近該棘齒組件之該固定 座設有可於限定距離間擺動的一止檔件，該止檔件的一端係為與該齒部之其中一齒件相互嚙合之勾狀型態，其用以限制該棘齒組件朝該第二方向轉動。
10. 如申請專利範圍第1項所述之自行車變速裝置，其中該變速裝置更可進一步具有一檔位顯示組件，該檔位顯示組件係固定耦接於該第二殼體之外側並且具有一顯示部，該顯示方式可為刻度儀表或數位資料方式所呈現。