TW536504B - Electrically powered actuator for controlling a front or rear bicycle derailleur and a speed change device for bicycle - Google Patents

Description

536504 五、發明説明（1 ) 本發明係關於特別用於控制自行車組件，例如前或後 自行車變速器之電動致動器包括： 具有一支輸出軸之電動機； 經旋轉式安裝在致動器的外殼中並藉減速器予以連 接至電動機之輸出軸上之一從動軸；及 從動軸的角向位置傳感器。 上述該型的致動器由專利案申請人記述並舉例說明 於美國專利第5,4 8 0,3 5 6中，在此已知之專利案中，從動 軸角向位置傳感器係由一編碼器所組成，包括與經連接 至從動軸之板合作之光學或磁性讀出器，在此專利案中， 亦使用該致動機來控制自行車的後變速器包括有關節 之平行四邊形連桿組其具有沿著平行四邊形之一對角 線所排列之致動器。將從動軸速接至一個螺釘，其喔合 樞軸式安裝在平行四邊形連桿組頂點之一上的一個蝸 桿螺釘，以便從動軸之旋轉造成平行四邊形連桿組的對 角線增長或縮短，因此改變平行四邊形連桿組的幾何學 及移動變速器的移動部份，其移動經聯合至自行車後輪 的輪轂之許多鏈輪上。自行車的鏈在過去，專利申請人 亦建議使用上文所特定之該型的致動器來控制前自行 車變速器。在此情況中，將致動器直接或經由傳動予以 連接至一槓桿，其係經由其變速器平行四邊形連桿組的 各臂之一所形成之本體的一個整體部份。 本發明申請人亦建議配置有上述該型的電致動器之 自行車的變速器（前或後）並包括一個絕對電轉換器來 536504 五、發明説明（2 ) 代 替 上 述 之 編 碼 器 ,典型是與變速器相關聯之一旋轉電 位 計 ，例如在相當於1 9 9 9年1 1月2 3日所申請且當申 Ξ主 δ円 此 串 請 案 時 尙 未 揭示之先前義大利專利申請案中變 速 器 平 行 四 邊 形 連 桿組的關節之一的位置。 本 發 明 的 的 是 使先前建議更加完美，使電動致動器 宜 可 使 用 於 控 制 白 行車變器，然而，容許一般應用，因爲 提 高 簡 單 性 和 機 能 性之特性而顯出特色。 爲 了 達 到 此 的 ，本發明述及特別用以控制自行車組 件 ，例如 ] 拉或後1 自行車變速器之電動致動器，包括： - 具 有 —* 輸 出 軸 之電動機， - 經 旋 轉 式 安 裝 在致動器外殼中並藉減速器連接至 電 動 機 之 輸 出 軸上之從動軸，及 - 從 動 軸 的 角 向 位置傳感器， 其 特 徵 爲 :該傳感器是與致動器外殼內部之從動軸相 關 聯 之 —^ 旋 轉 電 位 計。 在 本 發 明 的 較 佳 形式之具體實施例中，根據一所熟知 之 技 術 ；連 ί器 丨是 •個周轉減速齒輪裝置，包括：經剛性 連 接 至 電 動 機 本 體 之一個內齒輪；恆星齒輪連接至在內 齒 輪 內 部 共 軸 電 動 機輸出軸；及一個齒輪組支座，以旋 轉 式 連 接 至 從 動 軸 並支持至少一個衛星齒輪自由旋轉 在 與 恆 星 齒 輪 和 內 齒輪之公共軸線相間隔之一軸線上， 該 衛 星 嚼 合 恆 星 ]^Ar 圈 輪在內齒輪。將從動軸旋轉式安裝 在 白 電 動 機 本 體 的 一終端突出之管狀外殻中。此外，將 從 動 軸 藉 止 推 軸 承 型的至少一個滾動軸承旋轉@ _ -4- 536504 五、發明説明（3 ) 在外殻中。較佳地，將從動軸藉止推軸承及藉附加之徑 向滾珠軸承予以旋轉式安裝。 配有根據本發明之致動器電位計包括：一固定板，其 在徑向環邊上攜帶有電接觸軌道，其相對於外殼予以固 定，及至少一個滑動接觸，位在連接至從動軸之固定位 置上。滑動接觸係由可旋轉地連接至從動軸之一個板 所攜帶，及藉經安裝在從動軸上之開口環而軸向地抑制 該軸。 另外，將保護色於水滲透之密封設置在電位計區域 中。根據另外之特性，止推軸承具有經直接形成在從動 軸上之一個座圈，其能防止從動軸以第一方向而軸向移 動，而徑向軸承係由經安裝在從動軸上之開口環予以軸 向抑制，它防止後者以第二方向而軸向移動，第二方向 與第一方向相反。 只要各種改變可實施，此等構造細節顯然係關於附隨 圖式中所述之較佳形式的舉例實施例，所有改變均包括 在敘述本發明之槪念的範圍以內。 如所舉例說明，根據本發明之致動器較佳地可使用以 控制自行車的後或前變速器，但是亦可應用它來控制經 配合在自行車上之任何其他組件，或任何其他應用。 因此，本發明係述及致動器本身，及如在較佳實施例 中所舉例說明者，亦述及一種自行車傳動系統包括：配 置有致動器之至少一個前變速器或一個後變速器。 本發明將經由參照附隨圖式之下列詳述（作爲非限制 536504 五、發明説明（4 ) 性實例）予以較佳解釋，其中： 第1圖是根據本發明致動器的較佳實施例形式的側 向部份截面圖；及 第2圖是較大比例尺之第1圖中細部圖。 參照各圖式，數字1通常指示電動致動器，其中包括 任何所知型的電動機2。電動機2的構造細節此處不 予敘述，也不予以舉例說明，因爲，如所述可將彼等以任 何所熟知方式造成因爲此等細節本身並非包括在敘述 本發明之槪念的範圍以內。另外，自圖式中省略此等細 節使它可更迅速和更簡單了解。在各圖中，數字3指示 電動機2之輸出軸，其一個終端自電動機2的本體4之 一終端而突出。此外，本體4伸長而形成一個管狀附件 5，將一個齒輪6形成在5的內表面上。內齒輪6的軸 線7與電動機2的輸出軸3之軸線一致。將形成周轉 齒輪組9的恆星齒輪之齒輪8形成在輸出軸3上。 將電動機2之本體容納在舉例而言，由金屬薄片或塑 膠材料所造成之管狀外殼1 0之內部，將從動軸1 1旋轉 式安裝在其內。從動軸11具有自外殼10突出之一個 終端部份1 2並以任何所知方式預定來控制經由致動器 1所控制之組件。在與自行車的變速器相關聯之致動 器的上述情況中，部份1 2是攜帶螺紋1 3之一個部份， 預定囑合一個蝸桿螺旋（圖中未示），連接至受控制之機 構，舉例而言，如參照上述專利申請人所建議之先前解 決方式。從動軸1 1的內部未端攜帶一個齒輪組支座 -6- 536504 五、發明説明（5 ) 1 4，將與內齒輪6和恆星齒輪8兩者嚼合之三個衛星齒 輪1 6旋轉式安裝在其上以便在軸線1 5上自由轉動，彼 等對於軸線7之周圍。因此，周轉齒輪組9充作減速器， 因爲它經由齒輪組支座1 4傳送來自電動機2的輸出軸 3之旋轉至從動軸7而提供減速比率。 如第2圖中詳細示出，從動軸1 1係藉兩個滾動軸承 1 7，1 8予以旋轉安裝在外殼1 0中。軸承1 7是經安裝在 外殻1 0的終端上之止推軸承型的滾動軸承。從動軸 1 1自它而突出。軸承7呈現一個第一座圈1 9倚靠在 經緊固在外殼10以內之管狀匣20中之一個座圈停止 器上，及最先形成在軸11上之第二座圈21，因此它防止 從動軸1 1之向右移動（參照第1圖）。 軸承1 8是第一外座圈其具有徑向滾珠軸，安置在經 緊固至電動機本體的附件5上之襯套22的座圈停止器 中。相反，軸承1 8的內座圈係藉襯套2 3安置在從動軸 1 1上且經由至從動軸1 1之摩擦力所連接之金屬開口 環2 4予以軸向抑制對著襯套2 2 ;因此防止從動軸1 1的 向左移動（參照第2圖）。 此外，將通常以數字2 5所指示之角向軸位置傳感器 直接安裝在從動軸1 1上。傳感器2 5包括一個電旋轉 之電位計。該電位計2 5顯現具有兩個中心電軌道2 7 之固定板，其導致經由導致致動器電源線4 0之平面導 體2 8所攜帶之各自終端（第1圖）。此外，電位計2 5包 括一板29,其與從動軸n可旋轉地連接著（藉耦合在平 536504 五、發明説明（6 ) 坦表面3 0上）並藉相似於板2 4之該型的金屬開口環 3 3軸向地對著環停止器3 1和管狀墊片3 2而被抑制 著。其藉由至摩擦力予連接至從動軸1 1，板29支持刷 2 9 a與固定板2 6的徑跡2 7呈滑動接觸，以便往復地使 徑跡2 7對應地與其圓周伸長的一點連接，它是根據板 2 9之角向位置以便產生指示輸出線2 8上之角向位置 的信號。 由於上述之特性，致動器呈現一種極簡單且密實之結 構，同時，能以極大效率發揮其功能且保證、發出從動 軸1 1的角向位置之精確5可靠信號以便容許自行車上 計算機之系統控制。 參考數字50指示油彈性體材料所造成之密封，此彈 性體材料密封經經向插置在從動軸1 1與管狀外殼20 之間及軸向在止推軸承47與含有電位計25之空間來 防止水或外來物體滲透入電位計區域中。參考數字5 1 指示由彈性體材料所造成之另外密封，其配置在外殻1 〇 的終端上之此終端接鄰管狀外殻2 0。最後，致動器具有 前環密封隔板5 2在管狀匣2 0之口上，從動軸1 1自它 而突出。 當然，甚多之改變可對於本文中所展望之本發明具體 實施體的構造和形式予以實施，所有改變均包括在敘述 本發明之槪念的範圍以內，如經由下列申請專利範圍所 界定。 符號說明 536504 五、發明説明（7 ) 1 ...致動器 2.. .電動機 3 ...輸出軸 4…本體 5.. .管狀附件 6 ...內齒輪 7，1 1 ...從動軸 8 ...恆星齒輪 9.. .周轉齒輪組 9 ...減速器 10.. .管狀外殼 1 3…螺紋 14.. .齒輪組支座 15,7··.軸 1 6 ...衛星齒輪 17，18…滾動軸承 1 9,2 1…座圈 20·..管狀匣（外殼） 22,2 3 ...襯套 2 4,3 3…開口環 2 5 ...角向位置傳感器 2 5…電位g十 26.. .固定板 27·..電軌道 536504 五、發明説明（8 ) 28…平面導體 2 8…輸出線 29.··板 2 9 a…刷 29a...滑動接觸 30…平坦表面 3 1…環停止器 32...管狀墊片 40…電源線 5 0,5 1 ...密封 5 2 ...前環密封隔板 -10-

Claims (1)

1. 536504 六、申請專利範圍 1 . 一種電動致動器，係特別用以控制自行車組件，例如 前或後自行車變速器5包括： -具有一輸出軸（3 )之電動機（2 ); -從動軸（11)，其可旋轉地安裝在致動器（1)之外殻 (10)中並藉減速器（9)而連接至電動機（2)的輸出軸 (3);及 -從動軸（Π)之角向位置傳感器（25)， 其特徵爲：該傳感器（2 5)是與外殼（10)內部之從動 軸（11)相關聯之旋轉電位計。 2. 如申請專利範圍第1項之致動器，其中減速器（9)是一 個周轉減速齒輪組，其包括：剛性地連接至電動機（2) 本體上之一個內齒輪（6);連接在內齒輪（6)內部與之 電動機（2)的輸出軸（1 1)共軸之恆星齒輪（8),及一個 齒組支座（14),係可旋轉地連接至從動軸（11)上並支） 持至少一個衛星齒輪（6)在與恆星齒輪（8)和內齒輪 (7)的公共軸線（7)間隔之軸線（15)上自由旋轉，該衛 星齒輪（16)嚼合恆星齒輪（8)及內齒輪（7)兩者。 3. 如申請專利範圍第2項之致動器，其中將從動軸（n) 旋轉式安裝在管狀外殼中，自電動機本體（2)的一終 端突出。 4·如申請專利範圍第3項之致動器，其中將從動軸（11) 可旋轉地安裝在至少一個滾動軸承（1 7)上。 5 ·如申請專利範圍第4項之致動器，其中軸承（1 7)是一 個止推軸承。 -11-