TW580473B - Twist-grip shift control device for a bicycle - Google Patents

Description

580473 (1) 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明針對自行車的控制裝置，尤其針對用來將自行 車傳動裝置換檔的扭轉握把換檔控制裝置。 【先前技術】 美國專利第5,921，139號中已知扭轉握把換檔控制裝 置的一個例子。此換檔控制裝置包含不可旋轉地固定於自 行車車把的一固定構件，相對於固定構件被可旋轉地支撐 以於第一及第二方向旋轉的一把手操作構件，相對於固定 構件被可旋轉地安裝以用來控制一傳動控制元件的拉動及 釋放的一捲取構件，及被耦接以與捲取構件一起旋轉的一 中間構件。棘輪齒形成在固定構件及中間構件上，用來將 中間構件以及捲取構件固持於多個固定位置。額外的棘輪 齒形成在中間構件及把手操作構件上，用來旋轉中間構件 及捲取構件以拉動及釋放傳動控制元件。一滑輪被安裝於 從底座構件延伸的一托架，用來在傳動控制元件離開捲取 構件之後改變傳動控制元件的方向，使得傳動控制元件可 於自行車車把的方向延伸。 已經知道傳動控制元件上的張力影響換檔控制裝置的 操作。更明確地說，傳動控制元件在捲取構件的固定位置 之間的拉動或釋放量會根據施加於傳動控制元件的張力而 變化，因而使附著於傳動控制元件的傳動裝置被放置在對 於所選擇的齒輪而言並非最佳的位置。此種定位誤差可能 -5- (2) (2)580473 使傳動裝置產生不想要有的噪音或故障。 【發明內容】 本發明針對甚至是在傳動控制元件承受高張力時也可 靠地操作的扭轉握把換檔控制裝置。在本發明的一實施例 中，自行車換檔控制裝置包含用來附著於自行車的一底座 構件，相對於底座構件被可旋轉地支撐以於第一及第二方 向旋轉的一操作構件，相對於底座構件被可旋轉地安裝以 用來控制一傳動控制元件的拉動及釋放的一傳動控制構件 ，用來支撐傳動控制元件轉向表面的一托架，及被耦接以 與傳動控制元件一起旋轉的一中間構件。中間構件繞第一 軸線旋轉，並且中間構件可於第一軸線的方向在中間構件 接合托架的一接合位置與中間構件從托架脫離的一脫離位 置之間移動。更明確地說，中間構件包含一第一凸輪表面 ，用來在中間構件的旋轉期間使中間構件於第一軸線的方 向朝向脫離位置移動，並且中間構件包含一定位表面，用 來在中間構件處於接合位置時防止中間構件繞第一軸線旋 轉。使中間構件於接合位置接合托架可將由施加在傳動控 制元件上的張力所造成的性能的變化減至最小或消除。 【實施方式】 圖1顯示設置有根據本發明的換檔控制裝置的山地自 行車1。此自行車配備有前車輪2，踏板4，用來在附著 於後車輪3的鏈輪卡匣7上移動鏈條5的撥鏈器6 ’制動 -6- (3) 機構9等。附著於車把8的扭轉握把換檔控制裝置1 〇經 由換檔纜索1 1而操作撥鏈器6。此處所用的術語「前方 方向」，「後方方向」，「橫向」，及類似者指的是相對 於自行車的方向。例如，「右方」指的是坐在車座上的騎 車者的右側。 圖2爲根據本發明的扭轉握把換檔控制裝置1 〇的特 別實施例的斜視圖，圖3爲換檔控制裝置1 0的部分分解 圖，而圖4爲換檔控制裝置10的部分剖面圖。一般而言 ，繞沿著車把8延伸的第一軸線X旋轉操作構件1 6可旋 轉成爲鋼線捲取構件1 8的形式的一傳動控制構件，而鋼 線捲取構件1 8又拉動及釋放連接於可旋轉地安裝於托架 1 5的偏轉滑輪2 1的一中間鋼線1 1 a。控制纜索11的內鋼 線1 1 b連接於偏轉滑輪2 1及撥鏈器6，使得操作構件1 6 的旋轉最終會拉動及釋放內鋼線1 1 b來操作撥鏈器6。中 間鋼線1 1 a及內鋼線1 1 b —起作用成爲傳動控制元件。在 此實施例中，用換檔控制裝置1 〇可達成七級的換檔，但 是級數可根據應用而改變。 在此實施例中，偏轉滑輪21藉著螺釘2 3而可旋轉地 安裝於托架1 5的樞軸1 5 a，使得偏轉滑輪2 1可繞垂直於 第一軸線X的第二軸線Y旋轉。偏轉滑輪21包含用來接 收中間鋼線1 1 a的一傳動控制元件轉向表面2 1 a及用來接 收內鋼線1 1 b的一傳動控制元件轉向表面2 1 b。傳動控制 元件轉向表面2 1 a及2 1 b的作用爲改變傳動控制元件的方 向，從中間鋼線1 1 a的徑向向外延伸方向改變成內鋼線 -7- (4) 1 1 b的軸向。傳動控制元件轉向表面2 1 a及2 1 b也可被用 來調整傳動控制元件的纜索拉動/釋放率。在其他實施例 中，傳動控制元件的形式爲如果單一鋼線可直接附著於捲 取構件1 8，則偏轉滑輪21可包含單一傳動控制元件轉向 表面，用來在單一鋼線離開捲取構件1 8時改變單一鋼線 的方向。或者，如圖10所示，換檔控制裝置1 (Γ可完全不 須偏轉滑輪2 1，並且托架1 5 3可包含曲線狀部分1 5 X，用 來改變傳動控制纜索1 Γ的內鋼線1 1 X的方向。 以下詳細敘述換檔控制裝置1 0的結構。本發明人已 經發現由施加在傳動控制元件上的張力所造成的性能變化 問題的根源在於習知技術中定位機構在底座構件上的放置 方式。換檔控制裝置1 0藉著如以下會更詳細敘述的將定 位機構放置在托架1 5上而解決此問題。雖然以下的敘述 是參考被用來控制後撥鏈器6且附著於自行車車把8的右 側的換檔控制裝置1 〇，但是相同的換檔控制裝置可被設 置在車把的左側。 如圖4及5所示，換檔控制裝置1 〇包含附著於托架 1 5成爲使得其不能相對於車把旋轉的一底座構件1 4 ;安 裝在底座構件1 4上以繞軸線X旋轉且藉著底座構件1 4上 的扣持懸垂片1 4 a而被固持於定位的一把手致動構件1 6 a ;環繞把手致動構件1 6a以方便抓握的一撓性蓋1 2 ; 一輔 助致動構件1 6b，具有接合把手致動構件1 6a的耦接凹槽 1 6 d以使得把手致動構件1 6 a及輔助致動構件1 6 b成爲一 單元旋轉；以以下會敘述的方式與托架丨5及輔助致動構 -8 - (5) (5)580473 件1 6b二者嚙合的一中間構件17 ; —捲取構件1 8，其具 有滑動地且不可旋轉地接合中間構件1 7上的耦接懸垂片 1 7a以使得捲取構件1 8及中間構件1 7成爲一單元旋轉的 耦接凹槽1 8a ;具有接合托架1 5的相應耦接凹槽丨5b的耦 接懸垂片1 9a的一固定墊圈19 ;及用來將中間構件17朝 向輔助致動構件1 6b及托架1 5偏壓的一彈簧墊圏20。把 手致動構件16a及輔助致動構件16b —起形成操作構件16 。一鋼線捲繞表面1 8 c形成在捲取構件1 8的外周邊表面 上，並且此鋼線捲繞表面1 8 c捲取中間鋼線1 1 a。一耦接 器1 8d將中間鋼線11 a的梢端與捲取構件1 8連接。 托架1 5具有含有耦接凹槽1 5 b且被安裝於底座構件 1 4的外周邊表面的一內管狀部分1 5 c，含有形成於一平面 1 5 s (圖7 B )中的在直徑上相對的定位齒1 5 1的一徑向向 外延伸側壁1 5 d (垂直於底座構件1 4 )，及從輔助致動構 件1 6b的外周邊表面徑向向外設置的一外管狀部分1 5e。 面向中間構件17且垂直於第一軸線X的平面丨5 s被稱爲 「托架的參考平面1 5 s」。定位齒1 5 1沿著第一軸線X延 伸離開托架1 5的參考平面1 5 s，並且定位齒1 5相對於參 考平面15s的高度被標示爲I5h。輔助致動構件16b包含 設置在面向中間構件17的參考平面16s (圖7A )中的多 個驅動齒1 6 0。多個驅動齒1 6 0沿著第一軸線X延伸離開 輔助致動構件1 6 b的參考平面1 6 s，並且驅動齒1 6 0相對 於參考平面16s的高度被標示爲160h。 如圖5及6所示，中間構件17具有環形形狀，並且 -9- (6) 其內周邊表面1 7b被可旋轉地且可滑動地裝配在底座構件 14的外周邊表面14b上。如圖4所示，中間構件17藉著 被定位在中間構件17與固定墊圈19之間的彈簧墊圈20 而被彈簧加載於輔助致動構件1 6 b的方向。中間構件1 7 面向托架15的表面配備有包含接合托架15的定位齒151 的多個齒輪齒1 7 0的第一齒輪部分，以及包含接合輔助致 動構件1 6b的多個驅動齒1 60的多個齒輪齒1 7 1的第二齒 輪部分。多個齒輪齒1 7 0位在多個齒輪齒1 7 1的徑向內側 〇 多個齒輪齒1 70及1 7 1沿著第一軸線X於輔助致動構 件1 6b的方向延伸且離開面向輔助致動構件1 6b的參考平 面17s (圖7A及7B )。接合輔助致動構件16b的多個驅 動齒1 60的中間構件1 7的多個齒輪齒1 7 1的高度1 7 1 h大 於接合托架1 5的定位齒1 5 1的中間構件1 7的多個齒輪齒 170的高度170h。 圖7 A顯示中間構件1 7面向輔助致動構件1 6 b的多個 驅動齒160的多個齒輪齒171的剖面，而圖7B顯示中間 構件1 7面向托架1 5的定位齒1 5 1的多個齒輪齒1 70的剖 面。中間構件1 7的多個齒輪齒17 1設置有於第一軸線X 的方向延伸的表面1 7 1 a，且設置有相對於第一軸線X傾 斜的凸輪表面1 7 1 b。輔助致動構件1 6b面向中間構件1 7 的多個齒輪齒1 7 1的多個驅動齒1 6 0設置有於第一軸線X 的方向延伸以用來可旋轉地驅動中間構件1 7的驅動表面 160a’且設置有相應於弟一凸輪表面171b以用來軸向驅 -10- (7) 動中間構件1 7的凸輪表面1 6 0 b。中間構件及輔助致動構 件1 6b的齒輪齒的旋轉寬度W被設定成爲等於將速率級 換檔一級所需的位移的長度。中間構件1 7的多個齒輪齒 1 7 0设置有於第一軸線X的方向延伸的定位表面丨7 〇 a，並 且這些表面會與托架15的定位齒151的表面！51a接觸。 多個齒輪齒1 7 0也設置有相對於第一軸線X傾斜的第一凸 輪表面170b，並且這些表面會以以下所述的方式與定位 齒1 5 1的凸輪表面丨5 1 b接觸。 以下參考圖8A至8D及圖9A至9D敘述換檔控制裝 置1 0的操作。爲簡單起見，齒輪齒的形狀會以簡化的形 式顯不° 組件在操作構件1 6於捲取方向D 1旋轉時移動的方式 依序顯示在圖8 A至8 D中。首先，輔助致動構件1 6 b的 多個驅動齒1 6 0的驅動表面1 6 0 a壓抵於中間構件1 7的多 個齒輪齒1 7 1的表面1 7 1 a，因而繞第一軸線X旋轉中間 構件17以及捲取構件1 8。同時，如圖8 B及8 C所示，第 一凸輪表面1 7 0 b使中間構件1 7於第一軸線X的方向移位 。操作構件1 6於捲取方向D 1的進一步旋轉造成中間構件 17的齒輪齒170跳過托架15的定位齒151，如圖8D及 8E所示。然後，中間構件17再次被托架1 5固定於由中 間構件1 7的單一速率級（W )的換檔所得到的位置。因 爲中間構件1 7與捲取構件1 8持續地接合，所以捲取構件 i 8與中間構件1 7 —起移動單一速率級。在操作結束時， 中間構件1 7的疋位表面1 7 0 a壓抵於托架1 5的相應表面 -11 - (8) 1 5 1 a，並且中間構件丨7相對於托架1 5被固持於定位。 因爲齒輪齒171的高度171h大於齒輪齒170的高度 1 7 Oh，所以齒輪齒1 7 1不會移動越過輔助致動構件1 6b的 齒輪輪1 60而維持被相同的嚙合的齒捕捉，甚至是在齒輪 齒1 7 0已經移動越過托架1 5的定位齒1 5 1時。換句話說 ’中間構件1 7相對於輔助致動構件1 6b的位置保持成爲 與操作構件1 6被操縱之前所佔據的位置相同。 以下參考圖9A至9D敘述中間構件17及捲取構件18 在操作構件1 6於放出方向D2旋轉時相對於托架1 5的移 動。於相反的方向D2旋轉操作構件16造成中間構件17 的齒輪齒1 7 1的凸輪表面1 7 1 b在輔助致動構件1 6b的齒 輪齒160的相應凸輪表面160b上滑動，因而使中間構件 1 7沿著第一軸線X移動離開輔助致動構件1 6b及托架1 5 。因爲在此情況中，中間構件1 7的定位表面1 70a被托架 1 5的相應定位表面1 5 1 a捕捉，所以定位表面1 7 0 a只是在 托架1 5的相應定位表面1 5 1 a上滑動，導致中間構件1 7 在此時不會繞第一軸線旋轉。 如圖8C及8D所示，因爲齒輪齒170的高度170h小 於齒輪齒1 7 1的高度1 7 1 h，所以操作構件1 6於方向D2 的進一步旋轉會造成中間構件1 7的齒輪齒1 7 0移動越過 托架15的相應定位齒。如此，中間構件17及捲取構件 1 8於放出方向移動一速率級（W)。在此過程中，中間構 件1 7的齒輪齒1 7 1首先移動離開輔助致動構件1 6 b的齒 輪齒160，但是一旦中間構件17的齒輪齒170移動越過托 -12- (9) (9)580473 架1 5的定位齒1 5 1，齒輪齒1 7 1就會再次接合相同的齒。 雖然以上爲本發明的各種不同實施例的敘述，但是在 不離開本發明的精神及範圍下可採用另外的修改。例如， 各種不同組件的尺寸，形狀，位置，或方向可如所想要的 被改變。顯示成爲互相直接連接或接觸的組件可有設置在 其間的中間結構。一元件的功能可由二元件來實施，反之 亦然。所有的有利點不須同時呈現在一特別的實施例中。 與習知技術不同的每一獨特特徵不論是單獨或與其他特徵 組合也應被視爲申請人的另外發明的分開敘述，包括由此 種特徵所具體實施的結構及/或功能槪念。因此，本發明 的範圍不應受限於所揭示的特定結構或是對特別結構在一 開始的明顯注意。 【圖式簡單說明】 圖1爲結合有根據本發明的扭轉握把換檔控制裝置的 特別實施例的自行車的側視圖。 圖2爲根據本發明的扭轉握把換檔控制裝置的特別實 施例的斜視圖。 圖3爲圖2所示的扭轉握把換檔控制裝置的部分分解 圖。 圖4爲圖2所示的扭轉握把換檔控制裝置的部分剖面 圖。 圖5爲圖2所示的扭轉握把換檔控制裝置的分解圖。 圖6爲圖5所示的中間構件的後視圖。 -13- (10) (10)580473 圖7A及7B爲顯示中間構件，托架，及操作構件的 齒輪部分的形狀的剖面圖。 圖8A至8D爲顯示當操作構件於第一方向旋轉時扭 轉握把換檔控雙裝置的操作的視圖。 圖9A及’示當操作構件在第二方向旋轉時扭 轉握把換檔控制裝置'1伊操作的視圖。 圖1 0爲根據本發明的扭轉握把換檔控制裝置的另一 實施例的斜視圖。 【主要元件對照表】 1 山地自行車 2 前車輪 3 後車輪 4 踏板 5 鏈條 6 撥鏈器 7 鍵輪卡匣 8 車把 9 制動機構 10 扭轉握把換檔控制裝置 10’ 換檔控制裝置 11 換檔纜索 11a 中間鋼線 lib 內鋼線 -14 - (11) 內鋼線 傳動控制纜索 撓性蓋 底座構件 扣持懸垂片 托架 樞軸 耦接凹槽 內管狀部分 徑向向外延伸側壁 外管狀部分 高度 平面 曲線狀部分 托架 操作構件 把手致動構件 輔助致動構件 耦接懸垂片 耦接凹槽 參考平面 中間構件 耦接懸垂片 參考平面 -15- (12) (12)580473 18 鋼線捲取構件 18a 耦接凹槽 18c 鋼線捲繞表面 1 8 d 親接器 19 固定墊圈 19a 耦接懸垂片 20 彈簧墊圈 21 偏轉滑輪 21a 傳動控制元件轉向表面 21b 傳動控制元件轉向表面 23 螺釘 15 1 定位齒 151a 表面 15 1b 凸輪表面 160 驅動齒 160a 驅動表面 160b 凸輪表面 160h 高度 17 0 齒輪齒 170a 定位表面 170b 第一凸輪表面 170h 高度 17 1 齒輪齒 171a 表面 -16- (13) (13)580473 171b 第二凸輪表面 1 7 1 h 高度 D 1 捲取方向 D 2 放出方向 W 旋轉寬度 X 第一軸線 Y. 第二軸線 -17-

Claims (1)

1. (1) 拾、申請專利範圍 1 . 一種自行車換檔控制裝置，包含： 一底座構件，用來附著於自行車； 一操作構件，相對於該底座構件被可旋轉地支撐，以 於第一及第二方向旋轉； 一傳動控制構件，相對於該底座構件被可旋轉地安裝 ，以用來控制一傳動控制元件的拉動及釋放； 一托架，用來支撐一傳動控制元件轉向表面；及 一中間構件，被耦接以與該傳動控制構件一起旋轉， 其中該中間構件繞一第一軸線旋轉，並且該中間構件於該 第一軸線的方向在該中間構件接合該托架的一接合位置與 該中間構件從該托架脫離的一脫離位置之間移動； 其中該操作構件包含一驅動表面，用來在該操作構件 於該第一方向旋轉時於一第三方向驅動該中間構件； 該中間構件包含一第一凸輪表面，用來在該中間構件 於該第三方向的旋轉期間使該中間構件於該第一軸線的方 向朝向該脫離位置移動，且 該中間構件包含一定位表面，用來在該中間構件處於 δ亥接合ilA置時防止該中間構件繞該第一軸線旋轉。 2.如申請專利範圍第1項所述的自行車換檔控制裝置 ，另外包含可旋轉地安裝於該托架的一滑輪，其中該傳動 控制元件轉向表面設置在該滑輪上。 3 ·如申請專利範圍第1項所述的自行車換檔控制裝置 ，其中該托架的一表面形成該傳動控制元件轉向表面。 -18- (2) (2)580473 4 ·如申請專利範圍第1項所述的自行車換檔控制裝置 ，其中該托架與該底座構件爲一單件。 5 ·如申g靑專利範圍第1項所述的自行車換檔控制裝置 ’其中該托架具有從該操作構件的一徑向最外部表面徑向 向外設置的一外部分。 6 ·如申請專利範圍第1項所述的自行車換檔控制裝置 ，其中該托架垂直於該底座構件延伸。 7 ·如申請專利範圍第1項所述的自行車換檔控制裝置 ，其中該第三方向與該第一方向相同。 8 ·如申請專利範圍第1項所述的自行車換檔控制裝置 ，其中當該操作構件於該第一方向旋轉時，該驅動表面接 觸該中間構件。 9. 如申請專利範圍第1項所述的自行車換檔控制裝置 ，其中當該中間構件於該第三方向旋轉時，該第一凸輪表 面接觸該托架。 10. 如申請專利範圍第1項所述的自行車換檔控制裝 置，其中當該中間構件處於該接合位置時，該定位表面接 觸該托架。 11. 如申請專利範圍第1項所述的自行車換檔控制裝 置，其中該中間構件包含一第二凸輪表面，用來在該操作 構件於該第二方向的旋轉期間使該中間構件於該第一軸線 的方向朝向該脫離位置移動。 1 2.如申請專利範圍第11項所述的自行車換檔控制裝 置，其中當該操作構件於該第二方向旋轉時，該第二凸輪 -19- (3) (3)580473 表面接觸該操作構件。 13.如申請專利範圍第11項所述的自行車換檔控制裝 置，其中有多個第一凸輪表面，有多個第二凸輪表面，並 且該多個第一凸輪表面及該多個第二凸輪表面被設置在一 共同平面中。 1 4.如申請專利範圍第1 3項所述的自行車換檔控制裝 置，其中該平面被定向成爲垂直於該第一軸線。 15.如申請專利範圍第14項所述的自行車換檔控制裝 置，其中該多個第一凸輪表面形成爲一第一圓弧，該多個 第二凸輪表面形成爲一第二圓弧，並且該第一圓弧相對於 該第一軸線從該第二圓弧徑向移位。 1 6.如申請專利範圍第1項所述的自行車換檔控制裝 置，其中該驅動表面及該定位表面均於該第一軸線的方向 延伸。 17·如申請專利範圍第1項所述的自行車換檔控制裝 置，其中該驅動表面於該第一軸線的方向的高度大於該定 位表面於該第一軸線的方向的高度。 1 8 ·如申請專利範圍第1項所述的自行車換檔控制裝 置，其中該第三方向與該第一方向相同，當該操作構件於 該第一方向旋轉時，該驅動表面接觸該中間構件，當該中 間構件於該第三方向旋轉時，該第一凸輪表面接觸該托架 ，並且當該中間構件處於該接合位置時，該定位表面接觸 該托架。 1 9 ·如申請專利範圍第1 8項所述的自行車換檔控制裝 -20- (4)580473 置，其中該中間構件包含一第二凸輪表 構件於該第二方向的旋轉期間使該中間 的方向朝向該脫離位置移動，並且當該 方向旋轉時，該第二凸輪表面接觸該操 20.如申請專利範圍第19項所述的 置，其中有多個第一凸輪表面，有多個 且該多個第一凸輪表面及該多個第二凸 共同平面中。 2 1.如申請專利範圍第20項所述的 置，其中該平面被定向成爲垂直於該第 22. 如申請專利範圍第21項所述的 置，其中有多個驅動表面，有多個定位 間構件處於該接合位置時，該多個驅動 表面被設置在該平面中。 23. 如申請專利範圍第22項所述的 置，其中該多個驅動表面及該多個定位 線的方向延伸。 24. 如申請專利範圍第23項所述的 置，其中該多個驅動表面於該第一軸線 該多個定位表面於該第一軸線的方向的 面，用來在該操作 構件於該第一軸線 操作構件於該第二 作構件。 自行車換檔控制裝 第二凸輪表面，並 輪表面被設置在一 自行車換檔控制裝 一軸線。 自行車換檔控制裝 表面，並且當該中 表面及該多個定位 自行車換檔控制裝 表面均於該第一軸 自行車換檔控制裝 的方向的高度大於 高度。