TW404915B - System and method for controlling a bicycle front derailleur - Google Patents

Description

404915 ^ 五、發明説明（，） 本發明係開於控制自行車前變速器之条統與方法，自 行車含有： (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 數個與自行車曲柄軸（crankshaft)相連之齒輪； 裝在自行車骨架之前變速器，含有一値叉構件，它可 沿平行於齒輪軸方向移動而使自行車鏈條從該齒輪中之 一個移到齒輪中之S —個； 控制前變速器之裝置，含有一個可動控制件，它是以 撓性纜線而作動性地連到前變速器之該可移動叉構件； 與可動控制件相連之分度工具，用來定義該可動控制 件之多數値預定穩定位置，其數目比該齒輪的數目要大； 用來感應該分度工具作用位置的感應件，作用位置由 該可動控制件所選擇； 一値電子顯示器，用來顯示一個號碼或符號以辨認與 鏈條啣接之齒輪；以及 裝在自行車控制板上之電子控制件，用來接收該感應 器信號並且使辨認的被選定齒輪之數字或符號依照該分 度件位置與被顯示在電子顯示器上號碼或符號之間的預 定相關法則而被顯示在該電子顯示器上。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 上述類型自行車之控制条統已經上市販售。但是至今 為止此型自行車並非完全令人滿意。特別是，假若電子 顯示器依照由該感應器偵測之可動控制件位置來顯示已 知齒輪之辨識數字時，往往所顯示齒輪號碼並非實際與 鍵條啣接之齒輪，因為可動控制件的相同位置亦可對應 到鏈條與不同齒輪之啣接，全視鍵條被造成由小齒輪移 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 404915 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明 ( > ) 1 1 到 較 大 齒 輪 » 或 反 之 而 定 〇 1 本 發 明 之 百 的 在 克 服 此 缺 點 0 1 Ί 為 達 成 此 的 9 本 發 明 提 供 種 控 制 糸 統 具 備 了 本 説 f—S 請 先 » j 明 開 頭 所 述 之 所 有 特 點 f 並 且 % 外 之 待 擻 為 該 電 子 控 制 閲 讀 1 器 被 配 置 成 為 可 偵 測 到 是 苔 變 速 器 被 驅 動 使 鏈 條 移 到 較 背 © 1 I 之 1 小 或 較 大 齒 輪 9 為 了 鏈 條 移 向 較 小 或 較 大 齒 輪 而 應 用 到 注 | 1 I 由 感 應 器 所 測 可 動 件 位 置 9 與 被 顯 示 在 該 電 子 顯 示 器 上 事 項 再 1 1 之 號 碼 或 符 m 之 間 之 不 同 相 關 法 則 i 此 不 同 相 關 法 則 分 填 寫 太 1 裝 別 是 鍵 條 移 向 較 小 或 較 大 齒 輪 而 定 0 个 頁 1 I 由 於 上 述 特 性 f 本 發 明 之 糸 統 及 方 法 可 避 免 前 變 速 器 1 1 I 在 任 何 情 形 下 被 使 用 時 9 錯 誤 的 齒 輪 辨 識 號 碼 被 顯 示 在 1 1 電 子 顯 示 器 上 之 風 險 0 1 訂 Γ 1 本 發 明 將 僅 以 非 限 制 性 例 子 9 參 照 附 圖 而 敘 述 之 9 其 中 : 1 1 第 1 圖 是 比 資 用 白 行 車 之 側 圖 9 具 備 了 用 以 控 制 本 發 1 I 明 前 變 速 器 之 条 統 • 9 1 1 第 2 圖 是 第 1 圔 細 節 II 之 放 大 平 面 圖 * )- 1 第 3 圖 顯 示 前 變 速 器 控 制 器 不 同 操 作 位 置 之 圖 • 1 I 第 4 圖 是 另 一 艏 平 面 視 圖 » 顯 示 白 行 車 雜 條 及 其 與 白 1 1 行 車 曲 柄 軸 相 連 的 齒 輪 總 成 9 以 及 與 自 行 車 後 輪 相 連 的 1 1 鍵 輪 總 成 〇 1 I 第 5 圖 是 顯 示 本 發 明 条 統 操 作 原 理 之 概 圖 〇 1 1 第 1 圖 中 9 10代 表 比 賽 用 自 行 車 9 它 含 有 骨 架 2 0 9 骨 1 I 架 有 曲 柄 軸 3 0與 個 直 徑 -4 增 加 變 犬 之 齒 輪 1、 2 、 3 相 連 1 1 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21 OX297公嫠） 404915 a? _________ B7 五、發明説明（—） 。如先前技術，三値齒輪（1,2,3)被連到踏板曲柄軸4 »三悃齒輪1、2、3可任意地與鐽條5啣接，鍵條5亦 可任意地與連到自行車後輪之輪軸的鍵輪6啣接（亦讅 看第4圖）。同時依照先前技術，鍵條5任意地啣接到 鏈輪6是由後變速器7所控制，而鋪條5與前齒輪1、2 、3之任意啣接是由前費速器8所控制。變速器7、8之 詳細構造在此不說明或圖示，因為它可以任何習知方法 製造，而單獨總成又不在本發明範圍之中。特別請參照 前變速器8 ,依習知方法，它有叉構件9可相對於自行 車行進方向横向移動，即平行於曲柄軸30之軸11，叉構 件有兩侧直立翼9a可側向地驅動鏈條5 ，由於叉構件9 沿軸線11之方向移動而使鏈條5從一個齒輪移動到另一 個齒輪。 特別再參照前變速器，叉構件9之移動是由撓性銷索 12造成，鋼索則由控制裝置13所驅動以控制前變速器， 也連到自行車之手把14。在圃示之例中，裝置13為習知 型式含有一個作動柄，它可轉動地裝在也支持著自行車 刹車桿16的本體15上。但是，很明顯地，本發明可應用 到任何型式之前變速器控制装置，不論此裝置形狀及其 在自行車上位置為何》在特別圖示之例子中，前變速器 之控制裝置是申誚人以"erg〇p〇wer"商標上市販售之型 式，並且公開說明且圖示於美國專利N〇. 5,479,776號 以及平行德國專利N 〇 4 4 1 3 6 1 0及法國專利N 〇 . 2 . 7 04 . 1 9 9 號中。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0 x 297公釐） (请先閲讀背面之注$項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 404915 五、發明説明（* ) 依照先前技術，装置13有捲繞銷索12用的滑輪（圖中 未示），它是由柄13及定義控制柄13穩定位置之分度件 而驅動旋轉。這些分度件一般由彈簧件被支持本體15所 載而構成，支持本體15與連到柄13轉動之齒狀輪子配合 。這此分度件例如在上述美國專利No.5,4 7 9 , 7 7 6號中可 看到。 第3圖顯示十個不同之動作穩定位置，它們可由前變 速器8之控制裝置13所設定，個別以A，B，C，D,E,F，G，H，I 及L表示。在第3之例中，些位置彼此隔開11° 。此即 腳踏車騎士只要操作柄13,使柄13從A- L中一値位置上 在下一値卡住啣接。轉動到另一個位置如圖所示，由控 制柄13所設定之穩定位置數目大於3 ,即，比由前變速 器8所選定之齒輪號碼要大。 依照先前技術，有一値感應器裝置17(示於第1圖中） 連到前變速器之控制裝置13,它被用來偵測控制柄13在 A- L中之可能位置。例如，此感應器可為電位計型感應 器，它可直接連到由控制柄13所轉動的鋼索捲繞輪的軸 上，如同一申請者在義大利專利申請NO.T098A000492所 提出者。依照先前技術，來自烕應器的信號被送到電子 控制件18如顯示於第1圖中（一般為自行車上搭載之電 腦），它控制著由感應器17所偵測的控制裝置13之作動 位置而顯示所選定之前齒輪號碼（如1或2或3 )«上述 之號碼被顯示在連到自行車手把，最好連到剎車桿支持 體15之電子顯示器19上，如申請人之美國專利 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

404915 b； 五、發明説明（f )

No.5 ,676,021中所顯示者。 {請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 第2圖中顯示在控制裝置的十個位置A- L下有十個由 叉構件9之左前端9b所選定的不同位置。 上逑型式的条統操作中，會發生控制裝置13之相同位 置會對應到齒輪1，2,3中之不同齒輪與鏈條啣接，全視 鏈條移向較小齒輪或較大齒輪而定。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 例如，作動了控制裝置使鏈條從小齒輪移到中齒輪時 ,鍵條的移動發生在控制裝置13之位置F與位置E之間 。當鏈條移動發生時，必須將控制裝置移後一値刻度凹 槽到位置G ,使變速器叉構件定位在中心而造成所有九 値_輪6之最佳使用（第4圖），而不會使鍵條滑動抵住 叉構件9的兩翼9a之一。為了使鏈條移回小齒輪1 ，必 須使控制裝置下移三個位置到其末端位置，即位置L。 圖中顯示若僅下移一値位置到位置Η時，鏈條仍然保持 與中齒輪2之啣接而不會僅在最大鍵輪6上滑動抵住叉 構件。同樣的情形亦發生在中齒輪與大齒輪3之間的移 動。結果，欲根據控制裝置13之偵測位置而將三値齒輪 1,2, 3中選定的齒輪號碼顯示在電子顯示器19上會有問 題。事實上不可能確定，例如控制裝置之位置Η及G永 遠對應於選定之中齒輪2或較小齒輪1 ，如已敘逑者， 因為選定的齒輪是依鏈條移動的方向而有不同。 為了解決此問題，裝設有電子控制件18來偵測鏈條之 移動方向（由瞬時偵測位置與前一次偵测位置比較），以 及為了鏈條移向較小齒輪或較大齒輪兩種不同情形下， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 五、發 m¥ y Α7 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 控制裝置1 3之偵測位置與顯示在 的關傜法則能被應用之故。 在較佳實施例中，上述結果可 。此圖顯示了鏈條移向較小齒輪 移）兩種情形時，控制裝置13之 號碼之間的兩個關傜法則。第5 下移之情形中，位置L，I對應到 到齒輪2 ,位置D- A對應到齒輪 之情形中，L- F所有位置均對應 對應到齒輪2 ，位置B, A對應到 條移到較小齒輪時，顯示器顯示 的位置D , E中間之位置下移到齒 H與I之間的位置時鐽條從齒輪 若鏈條移向較大的齒輪時，顯示 中間的位置時從齒輪1移到齒輪 中間的位置時從齒輪2移到齒輪 由於上述之對策，顯示器可以 出練條所啣接之選定齒輪。 上述電子控制器可以在製造工 定規範預先設定程式，或者可由 由自我學習（self-learring)技 是在第一次時以人工輸入可動控 之齒輪號碼。 自然地，本發明之原理維持不 -8 - 顯示器19齒輪號碼之間 由第5圖所 (下移）或較 偵測位置與 圖中清楚顯 齒輪1 ;位 3 。但是， 到齒輪1 , 齒輪3 。換 了從齒輪3 輪2 ,控制 2移到齒輪 器顯示了在 2 ，並且在 3 〇 自動地以可 顯示者而得 大齒輪（上 所顯示齒輪 示，在鏈條 置Η- E對應 在鏈條上移 而位置E , D，C 言之，若鏈 在控制裝置 裝置在位置 1 。但是， 位置F與Ε 位置C與Β 靠方式顯示 廠中依照前述固定的預 自行車騎士在騎車時經 術自己設定程式，其法 制件在任何操作階段時 變，實施例及構造上之 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國象標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） A7 __404915__：_ 五、發明説明（7 ) 細節可廣泛可依實施例所示内容在不違離本發明範圍内 做改變。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 參考符號說明 1,2,3.....齒輪 4 .....踏板曲柄軸 5 .....鋪條 6 .....鏈輪 7 .....後變速器 8 .....前變速器 9 .....叉構件 9a.....側直立翼 10 .....自行車 11 .....曲柄軸之軸線 12 .....撓性纜線 13 .....控制裝置 14 .....手把 15 .....支持本體 16 .....自行車剎車桿 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 17 .....感應器裝置 18 .....電子控制器 19 .....電子顯示器 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）

Claims (1)

1. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α8 404915 | 六、申請專利範圍 1.—種控制自行車前變速器之条統，包括： 數個齒輪（1,2,3),與自行車（10)之曲柄軸（3ϋ)相 連； 前變速器（8)，裝在自行車（10)之骨架（20)上，含 有一鶴叉構件（9),其可沿平行於齒輪（1,2,3)之軸 (11)方向移動而使自行車鏈條（5)從該齒輪（1,2, 3)中 之一傾移到另一値； 前變速器（8>之控制裝置（13)，含有一個移動控制 件（13),以撓性纜線（12)而作動性地連到前變速器（8) 之叉構件（9); 分度機制，與可動控制件（13)相連，用來界定該可 動控制件（13)之數個預定穩定位置，該數目比該齒輸 的數目要大； 感應機制用來烕應該分度工具作用位置； 電子顯示器（19)，用來顯示與鏈條（5)啣接之齒輪 辨識號碼或記號（1,2,3);及 電子控制器（18),用來接收從該感應機制（17)來的 信號，並且使辨識所選定齒輪之號碼或記號（1，2,3) 依照該分度件位置與被顯示在電子顳示器（19)上之號 碼或記號之間的預定相開法則而被顯示在電子顯示器 (19)上； 其特擞為該電子控制器（18)被配置用來偵測是否可 動控制件（13)被驅動而使鏈條（5)移動到較小或較大 齒輪，並且為了鏈條移向較小或較大齒輪而應用到由 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -------------^-----------；----- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

   #、申請專利範圍 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁> 感應機制（17)所偵測可動控制件（13)位置與被顯示在 電子顯示器（19)上之號碼或記號之間的不同相關法則 ，此不同相關法則分別是鏈條移向較小或較大齒輪而 定。 2.如申讅專利範圔第1項之前變速器之控制条統，其中 三個齒輪與自行車之曲柄軸（30)相連，且該分度工具 用來定義該可動控制件（13)十値預定位置（A- L),且 其中若該可動控制件（13)的位置在第四位置（D)與第 五位置（E)之中間位置時，鍵條從最大齒輪移向中齒 輪之情形，則鏈條移向較小齒輪的相蘭法則可被應用 ，它是從末端位置（A)開始向最大齒輪計算，而在通 過從最後再算來第二値位置（H)時，從中齒輪移向最 小齒輪被顯示，而在鏈條移向較大齒輪的情形時，該 可動控制件（13)的第五位置（F)通過時從最小齒輪移 向中齒輪可被顯示，它是從末端位置（L)開始向最小 齒輪計算，而該可動控制件（13)在通過最後算起再三 位置（C)時從中齒輪移向最大齒輪可被顯示β 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 3·如申請專利範園中第1或第2項之前變速器之控制糸 統，其中該電子控制器（18)可偵測齒輪之移動方向， 它是以由該烕應件所偵測的該可動控制件（13)目前位 置，與先前由該烕應件所偵測的該可動控制件（13)先 前位置做比較而得》 4. 一種控制自行車前變速器之方法，該自行車含有數個 與自行車（10)之曲柄軸（3G)相連之齒輪（1,2, 3)，裝 -1 1 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 404915六、申請旱利範圍 1^0 D8 車件 行構 自叉 在個 架 骨 輪 齒 於 行 平 沿 可 器 5 一Bl (S 條變 鍵前 車個 行 一 Φ , 使餹 而一 動另 移到 一 向 有方 含1)1 ,(1之 丨軸中 8 - ) { 之 3 器 3 2 3S» 變 前 的 上 輪 齒 該 從 之 )/ 3 /V 3;置 2,装 (1,制 丨控 移有 锢含 件器 制速 控變 動前 可到 傾連 1 地 是 它 件 構 叉 ),之 性 作件 而制 2)控 (1動 線可 纜與 性， 撓9) /V 以 3 iA· 0 數 之 3 1* /V 件 } 制,3 控2’ 動(1 可輪 該齒 義該 定比 來目 用數 ，該 具 ， 工置 度位 分定 之穗 .連定 相預 大 要 百 數 的 件齒 應之 感接 的啣 置* 位(5 用條 作鍵 具與 Η 示 度顯， 分來} 該用,3 應9),2 ^ 1 1 /{\ /IV 來器號 用示記 ，顯或 7 1Λ 器 制 控 子 1 來 用 件號ί 應記器 號 信 的 來 辨收之電 輪接输在 子碼感 電號該 ，識從 或示示 碼顳顯 號子被 而 則 齒示法 定潁開 選被相 所與定 識置預 辨位的 使件間 且度之 並分號 ，該記 照或 依碼 >號 ,3之 ,2上 該 測 偵 時 移 條 鏈 次 1 每 在 ，含 上包 9)為 (1擞 器特 示的 顯法 子方 電該 在 小較 較或 到小 動較 移向 }移 (5條 條鏈 鐽了 使為 而含 動包 驅外 被另 否法 是方 3)該 1* /V , 件輪 制齒 控大 S 較 可或 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁> 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 3 間鰱 (1之是 件號別 制記分 控或則 動碼法 可號蘭 测之相 偵上同 所9)不 ) 1 i 7(8 (1器兩 件示此 應顯 ， 鉞子則 由霉法 到在開 用示 應顯 而被 輪與 齒置 大位 相 同 不 β 兩 的 定 而 自可 舆該 輪義 齒定 偁來 三用 為具 中 Η 其度 ，分 法該 方且 之 ， 輪項連 齒 4 相 大第0) 較圍, 或範軸 小利柄 較專曲 向請之 移申車 條如行 5. 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公楚） A8 B8 404915 g _：________ _____ . . . ；：.. . 六、申請專利範圍 動控制件（13)十値預定位置（A- L),並且其中若該可 動控制件（13)的位置在第四位置（D)與第五位置（E ) 之中間位置時鐽條從最大齒輪移向中齒輪之情形，則 雜條移向較小齒輪的相關法則可被應用，它是從末端 位置（A)開始向最大齒輪計算，而在通過從最後再算 來第二個位置（H)時從中齒輪移向最小齒輪被顯示， 而在鐽條移向較大齒輪的情形時，該可動控制件（13) 的第五位置（F)通過時從最小齒輸移向中齒輸可被顯 示，它是從末端位置（L)開始向最小齒輪計算，而該 可動控制件（13)在通過最後算起再三個位置（C)時從 中齒輪移向最大齒輪可被顯示。 -------------裝--------訂...--------線、 * (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）