TWI361153B - Improved actuator device for a bicycle gearshift - Google Patents

Description

1361153 . 欢、奢萄說明3 【發明所屬之技術領域】 本發明涉及一種用於單車變速排擋的致動裝置， 一種促使鏈條在不同齒輪之間發生位移的機械裝置 驅動鏈條本身的轉鏈輪裝置（derailleur)發生位移。 【先前技術】

即涉及 ，以使 貫穿于本發明說明書及後續的申請專利範圍中，所涉及 的變速排擋可以是後變速排擋，該後變速排擋驅動位於與 早車後輪相结合的不同鏈輪之間的鏈條；也可以是前變速 排擔’該前變迷排擔驅動與踏板曲柄相結合的不同齒冠之 間的鏈條。 通常’變速排擋的致動裝置包括鉸接的四邊形機構，該 機構一體地固定在單車架和變速排擋的轉鏈輪裝置 (derailleur)上；鉸接的四邊形機構的變形促使轉鏈輪裝置 發生位移’因而實現換檔。 T以通·過以手動的方式，由波頓（B〇wden)軟索傳遞到致 動器的控制桿動作以實現鉸接的四邊形機構的上述變形’ 也可以通過電勒機——由騎車者發出適當的指令並通過合 適的機構 使鲛接的四邊形機構的不同部件相對於彼此 發生位務，導·^ π欢該機構變形，因而使轉鏈輪裝置發生位移。 這種類型的裝置，特別是由電動機進行致動的裝置，為 現有技術中已知I。 5 1361153 , 例如，同一申請人的歐洲專利申請案EP 1 357023公開了 一種用於單車變速排擋的致動器，該致動器包括鉸接的四 邊形機構，其中馬達通過齒輪傳動在鉸接的四邊形機構的 兩個相對的銷釘件之間進行動作，促使鉸接的四邊形發生 受控變形益由此使轉鏈輪装置發生想要的位移。馬達安裝 在與所述兩個相對的鎖釘件中的一個相結合的支承件中。 同一申請人的美國專利第66 79797號公開了一種用於單 車的前轉鏈輪裝置的致動器，該致動器包括鉸接的四邊形 機構，其中電動機通過齒輪傳動在鉸接的四邊形機構的兩 側之間進行動作，該電動機能夠使上述四邊形機構適當地 變形因而導致轉鏈輪裝置産生想要的位移。電動機安裝在 支承件中’該支承件設置於鉸接的四邊形機構的一側。 儘管現有技術中的致‘ 幻致動裝置基本上滿足了變速排擋生產 者提高致動精度的一定雪龙，右热四 n 疋為衣，而簡單可靠的換檔操作依賴 於故樣的致動精度，然而，確實 崎貫存在一些有待克服的缺陷。 具體來說，申請人注意到在 動护在女裝有上述電動機的上述致 裝置中，由驅動轴施加到傳 ,丨件的軸向力佶犛酱且反 向的軸向推力作用在電動㈣力使4量且反 * > |1| -5Γ 7* 沒有恰當地抵消該軸 门推力，則可能使電動機相對于支 別是熱和冷的環境 件發生軸向移動》特 會凸現這種影響， 殼和支承件的材料的由於構成電動機外 之間的連接會進一步$π 盡相冋，電動機和支承件 ^ 少恶化e電動機知4kl 動機相對于支承件所發生的 6 1361153 . 不希望出現的軸向位移導致驅動軸相對於傳動部件的相應 位移，因而使轉鏈輪裝置的致動精度變差。不希望出現的 轴向位移也可能由轉鏈輪裝置的偶然撞擊而引發。 【發明内容】

因此本發明所要解決的技術問題是提供一種用於上述單 車變速排擋的致動裝置，其中電動機和支承件之間連接成 防止在任何操作或氣候條件下發生軸向的相對位移。 ，、— ’《玉川干干叉地书户强 致動裝置來解決，該裝置包括： 鉸接的四邊形機構，其一體地固定在單車架和變速排 的轉键輪裝置（derailleur)上； 馬達部件，其作用在所述欽接的四邊形機構上以使絞 ，四邊形機構發生變形，因而決定所述轉鍵輪裝置的位老 用於所述馬達部件的立系生 構件相結合；㈣支承件’該支承件錢接的四邊

其特徵在於’所述馬遠邮彳生^ 至少 '個突出部件，而所I :述支承件中的-個包 -個包括至少-個用於容^和所述支承件中的 31至乂一個突出部件的座， 有利地’當馬達部件與支承件相結入 上述座中；這樣的結構防止了任何 大出部件安装 無論處於靜止狀態還是操作過程=可能的軸向位移。因 于支承件和該㉟達部件所作用 牛都能夠相 的位置，因而克服了現有技術中的上：傳動部件保持正

缺陷。此外，I 7 u〇U53 還是操作者的角度來看，"述效果都是 過常2 的。實際上，突出部件和相應的座 規的機械加工工藝在製造過程中哎 件和支承狂丫次之後形成名 承件上’且馬違部件的組裝/

需要使用料的X具。 裝/拆㈣作簡單I 地，大·出部件設置於馬達部 于支承丛k ^ 丨β外表面上市 達的外k貫施例的優點在於它仓 損壞。 卞7泫表面—般比支薄 另實施例中，雖然次優但仍有利 _ 部件設置于支承件的内表面上“ j的疋’ ° 表面 表面上而把座設置於馬岛 表面上。這種情況下，除

達外砉而、β 除用於办納大出部件的J F ,,, + , 田叼凹司，該凹部適於名 裝到支承件上或從支承件上 方向上以可喑動的古 > 卜來時在朝者忌 了 '月動的方式容納突出部件。 較佳地，突出部件和座形成了 卡栓式(b —連接。這部件… 罝、Btm、 種類型的連接有利地相 、堅固以及穩定的特點結合在—起。 根據本發明的第二實施例，突出 入而安裝在馬達部件的 丨過彈14 元件的作用同時還能逆種情況下， 定能夠與座牢固地入一 牛，能夠在將馬連部件 ° 汲裝到支承件上以及從支 以特別 可以通 馬達部 行，不 座設置 需在馬 件更易 把突出 件的外 外，馬 馬達組 開座的 之間的 接的簡 件的插 於彈性 突出部 件上拆 8 丄观153 . 卸下來時有利地收缩或被收縮以便於馬達相 動。 φ于支承件 滑 在另 實施例中，也可以通過插入彈性元件 文裝在支承件的内表面上並把座設置 2突出部 上。 ％冑件的外表 件 面

隹上 支承件 座具有 的方式 移。特 和支承 相對于 部件在 對於所 有低成 的座的 的表面 组裝到 或離開 述兩個實施例中，突出部件和座構成 之間的快速聯轴節。這種類型的連接中， D 基本上封閉的結構，即，座以不可能發生相士 容納住突出部件，避免由於公差太大弓丨 § 別有利的是，由於這種類型的連接防止了 件之間發生平移和相對轉動，因而確保了焉^ 支承件和其他傳動部件保持正確的位置其 傳動部件上進行動作。此外’在這種類型的2 过·卡检式（bayonet)連接具有最小的複雜性居 本的基礎上，有利的是，該連接在突出部件牙 定位方面具有更大的靈活性，因爲它不必在另 上佈置可能附加的凹部’該凹部用於在將馬主 支承件上以及從支承件上拆卸下來的過程中^ 座的方向上以可滑動的方式容納突出部件。 和 9 移 位 件 件 達 相 具 應 座 件 箸 *較佳地，突出部件具有基本上呈半球形的表面，以便 突出部件在朝著或離開座的方向上滑動，也便於突出部 容納在該座中，同時減少這些操作過程中的磨損。 於 件 CD. 9 1361153 ‘ 連桿在鉸接的四邊形機構中與 速排擋的轉鏈輪裝置，並且， 形機構的兩個相對的銷訂件之 該驅動轴線與所述兩個相對的 上都相交，並且，所述支承件 一個相結合。 第一連桿相對，適於支撐變 所述馬達部件在鉸接的四邊 間沿著媒動軸線進行動作， 銷釘件的兩個銷釘軸線基本 與所述相對的銷釘件中的第 貫穿於本說明書以及後續的申請專利範圍中，術語「連 桿」一般用於表不適於把動作傳遞到與其以樞軸轉動的方 式相連接的其他部件上的剛性部件。 鉸接的四邊形機構的這種實施例特別有效，因爲基本上 沿著鉸接的四邊形的一條對角線發生變形動作；如以參考 方式結合於此的同一申請人的歐洲專利申請案Ep 1 3 57023的說明書和申請專利範圍中所述的那樣這確保 了適於控制變形本身因而控制帶動轉鏈輪裝置的第二連 的動作的最佳條件。

臂的奸λ Μ 實施例中，馬達部件通過矣 桿之間進：在欽接的四邊形機構的第—連桿與相鄰纪 合，較佳2 I該致動臂與所述相鄰的連桿-體地相 ’馬達部件的支承件與第一連桿一體地形成

Sum的方式結合於此的同-申請人的美國專利 例對於單車的說明書及申請專利範圍所述的那冑，本賓 ”对於早車的前變速排擋尤其有利。 11 1361153 ‘ 較佳地，支承件在所述至少一個第一自由端部包括，位 於上述兩個相對的孔眼之間並從所述支承件的自由端開始 縱向延伸的第一狹缝，其中座設置於所述第一狹缝與支承 件的自由端相對的一端。

更佳的是，支承件包括基本上橫向的第二狹缝，該第二 狹縫在第一狹缝與所述支承件的自由端相對的一端處和第 一狹缝相交，該座形成在所述第一.和第二狹缝的交點處。 較佳的，在本發明致動裝置的第二實施例中，座具有基 本上封閉的结構，其中「基本上封閉」一詞的含義爲座的 外周封閉，避免上述狹縫處出現小縫隙，因而以防止馬達 部件與支承件之間發生平移或相對轉動的方式容納突出部 件。 【實施方式】 以下，出於示意性的而不是限定性的目的，參考附圖提 供本發明一些較佳實施例的相關說明，以使得本發明的其 他特點和優點會變得更清晰。 這些圖中，根據本發明的用於單車變速排擋的致動裝置 一般以1來表示。在所有圖中，結構上或功能上相同的元 件以相同的附圖標記表示。變速排擋和單車，尤其是單車， 都不屬於本發明的内容部分，因此沒有詳細說明。 12 驅動輛3的轉動，以及 母在螺桿上滑動，並因而使”生的螺桿4的轉動，引 於銷釘件123上的馬達部。者驅動軸線Χ·Χ測得贫 上的螺母之間的距離發：2和，固定：：對的銷釘* 四邊形1〇的變形，並因而使卜二=變接著引起銘 位移。 與匕相結合的轉鏈輪裝置 丄 . T D ^ ^ ^ ^ ^ M 4r J4· 1 在一起，該支承件斑笛蚀二 /、期釘件！ 仟興第一銷釘件123 一體 致動裝置1的整體尺+ , ^ 地結合。 定體尺寸’支承件5和馬達部 設置在较接的四邊开ί1ηιίαΑιι^ 也 透形10内部的空間1 1内。 如第2^° 3圖中更精確地所示，支承件5由開口式 單塊結構形成’較佳地，該支承件由塑膠材料製成， 兩個通過樑件53連接起來的側壁51和52，還有可彈 形自由端部5a。在支承件5的該自由端部處，兩 壁51和52分别設置有相對的孔眼54和55，將孔眼 成能夠容納常規的夾具，例如螺栓57(僅在第1圖 出）。在壁51，S2之間設置有用於馬達部件2的容納 5 6° 在兩個孔眼5 4，5 5之間設置有確保能夠圍繞馬達剖 夾緊支承件5的空間5 8。 根據本發明，在馬達部件2的外表面上及其末端處 有突出部件8;在支承件5的内表面上設置有適於容 起螺 固定 124 接的 發生 結合 減小 佳地 托架 並有 性變 個側 調整 中示 空間 件2 設置 納突 14 1361153 . 出部件8的對應的座6。較佳地，突出部件8具有基本上 呈半球形的金屬表面，並較佳地一體地形成於馬達部件2 的外表面上；另外，可以機械的方式或通過焊接或他常規 機械加工把它固定到所述表面上。

座6具有基本上呈圓柱形的凹部7，該凹部的直徑基本 上與突出部件8的半球形表面的直徑相同，以便避免不希 望有的間隙。凹部7在支承件5的内表面上沿著基本上垂 直於親動轴線X-X的方向延伸，並向上到達側壁52的邊 緣，以便能夠使突出部件8與座6相接合/脫離。 在第1、2和3圖所示的實施例中，突出部件8和座6 形成了馬達部件2與支承件5之間的卡栓式連接。爲進行 組裝，首先，馬達部件2被軸向地導入容納空間5 6中，如 第2圖的箭頭A所示；當突出部件8處於凹部7中時，馬 達部件2沿第3圖所示箭頭B轉動，直到突出部件8與座 6完全相接合。在這種情況下，如第1圖所示，基本上防 止了馬達部件2相對于支承件5的軸向位移；另一方面， 通過以常規的夾具，例如螺栓5 7，圍繞馬達部件2夾緊孔 眼54·和55，基本上防止了可能的轉動。 在本發明次優的且未示出的實施例中，突出部件8可以 形成于支承件5的内表面上，而座6則形成於馬達部件2 的外表面上。在這種情形下，座6可以這樣的方式構造， 即爲突出部件8限定基本上呈L形的通道，該通道的第一 段基本上平行於驅動軸線X-X，適於在馬達部件2被導入 15 1361153 , 滑動的方式容納突出部 料線Χ-Χ，適於容納突 而將馬達部件2軸向地 到支承件5的容納空間5 6中時以可 件8’該通道的第二段基本上橫跨 出部件8並通過繞軸線χ_χ的轉動 鎖定在支承件5中。 在本發明的另一個沒有詳細示出的 山刃貫施例中，可以通過 插入彈性元件把突出部件8安奘Α 女瑕在馬達部件2的外表面上 或支承件5的内表面上。通過這種方式突出 6形成馬達部# 2和支承件5之間的快速聯軸節。 第4圖、第5圖和第 另一實施例’尤其適用 在這一實施例_，致動 該鉸接的四邊形機構包 124連接起來的四個連 101適於一體地固定在 轉鏈輪裝置的基本上相 件121和122中的每_ 單個銷釘限定，而銷釘 應銷釘軸線1 1 3和1 1 4 6圖不出根據本發明的致動裝置的 於削變速排擋的轉鏈輪裝置。也是 裝置1包括鉸接的四邊形機構10, 括由四個銷釘件121、122、123和 寺于101 ’ 102 ’丨〇3以及1〇4。連桿 單車架上’而連桿102在結構上與 同。同樣地在這一實施例中，銷釘 個由沿著各銷釘轴線1 1 1和1 1 2的 件1 23和1 24中的每一個由沿著相 排列的一對相應的相對銷釘限定。 致動裝置1還包括馬達部 機，其在結構上與連桿1〇;二2丄該馬達部件通常爲電動 的連桿⑴之間通過 相並在連桿⑻和相鄰 的插入而動作。馬達部件^103 一體地形成的致動臂12 螺桿與形成在致動臂在蝸桿螺桿Μ上旋轉，該媧桿 上的帶齒弧段13相嚙合（第4 ⑧ 1361153 固定在所述表面上。支承件5具有形成於縱向狹缝15與橫 向狹缝16交叉處的對應的座6。

爲進行組裝，首先把馬達部件2如第5圖的箭頭A所示 地沿軸向導入容納空間5 6，使得突出部件8在縱向狹缝1 5 中滑動，直到它到達座6(第6圖）。突出部件8進入縱 向狹缝15並在其中滑動的過程通過支承件5的端部5a的 彈性變形來獲得。然後通過螺栓5 7夾緊孔眼5 4和5 5，以 確保同時夾緊在馬達部件2的周圍並使突出部件8保持在 座6内部。在這種情況下，如第4圖所示，基本上防止了 馬達部件2相對于支承件5發生軸向位移和轉動。 顯然，本領域技術人員可以對本發明的較佳實施例提出 修改和變形，以滿足特定和應急的操作需要，任何形式的 修改和變形都落在申請專利範圍所限定的保護範圍内。例 如，爲了提高突出部件與座之間的結合穩定性，突出部件 8和座6可以分別具有棱形表面，例如四角形。

【圖式簡單說明】 -第_1圖是根據本發明第一較佳實施例的用於單車變速 排擋的致動裝置的立體圖，該致動裝置的一部分被部分地 去除； -第2圖是第1圖所示致動裝置的兩個細節的分解立體 圖； -第3圖是第2圖所示細節组裝後的結構的立體圖； -第4圖是根據本發明第二較佳實施例的用於單車變速

18 1361153 排擋的致動裝置的立體圖，該致動裝置的一部分被部分地 去除； -第5圖是第4圖所示致動裝置的兩個細節的分解立體 園， -第6圖是第5圖所示細節組裝後的結構的立體圖； 【元件代表符號簡單說明】

1 致動裝置 2 馬達部件 3 驅動轴 4 螺桿 5 支承件 5 a 可彈性變形自由端部 6 座 7 圓柱形的凹部 8 突出部件 10 鉸接的四邊形機構 11 空間 15 縱向狹縫. 16 橫向狹縫 51, 52 側壁 53 樑件 54, 55 孔眼 56 容納空間 57 螺栓 58 空間 101 第一連桿 19 1361153 1 02 103 1 04 111, 1 12, 113, 114 121, 122, 123, 124 第二連桿 第三連桿 第四連桿 銷釘軸 銷釘件

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Claims (1)

1. !36ll53

   抬^、申請專利範圍： I. /種用於單車變速排擋的致動裝置（1)，包括 -鉸接的四邊形機構（10)，該機構可一體地固定 單車架和變速排擋的轉鏈輪裝置上； ••馬達部件（2)，該部件作用在所述鉸接的四邊形 機搆（10)上以使鉸接的四邊形機構發生變形，因 定所述轉鏈輪裝置的位移； 、 -用於所述馬達部件（2)的支承件（5)，該支 與较接的四邊形機構（10)相結合；

   该致動裝置的特徵在於，所述馬達部件（2)和所述 支承件⑸中的-個包括至少一個突出部件⑴所： 所述馬達部件（2)和所述支承件（5)巾的另 裏少-個適於容納所述至少一個突出部件（8):: (6) ’所述至少一突出部件⑷與所述至少一座 定義出防止該馬達部件（2)在任何方向上相對二) 支承件（5)的軸向移動的構件。 述 2-根據申請專利範圍第1項之肚番广 所述至少-個突出部件二U’其特徵在於， 的外表面上，且所述至h)权置於所述馬達部件（2) 件（5)的内表面上。 個座（6)s又置于所述支承 3. 1 )，其特徵在於， 亍所述支承件（5) 6)設置於所述馬達 根據申請專利範圍第1項之裝置 所述至少一個突出部件、（ 1干（8 )設置 的内表面上，且所述至，κ 芝/ —個座（ 部件（2 )的外表面上。 21 1361153 4. 根據申請專利範圍第1至3項其中任一項之裝置（1)， 其特徵在於，所述至少一個突出部件（8)和所述至少 一個座（6)形成了所述馬達部件（2)與所述支承件 (5)之間的卡栓式連接。 5. 根據申請專利範圍第1項之裝置（1)，其特徵在於， 所述至少一個突出部件（8)被通過插入一個彈性元件

   6. 根據申請專利範圍第5項之裝置（1 )，其特徵在於， 所述至少一個突出部件（8 )和所述至少一個座（6 ) 構成了所述馬達部件（2 )與所述支承件（5 )之間的 快速聯轴節。 7. 根據申請專利範圍第1項之裝置（1 )，其特徵在於， 所述至少一個突出部件（8)具有基本上呈半球形的表 面。 8. 根據申請專利範圍第1項之裝置（1)，其特徵在於， 所述至少一個座（6)具有基本上呈圓柱形的凹部。 9. 根據申請專利範圍第1項之裝置（1)，其特徵在於， 所述至少一個突出部件（8 )和所述至少一個座具有相 應的棱形表面。 22 1361153 ίο. 根據申請專利範圍第1 所述至少一個突出部件 項之裝置⑴，其特徵在於 (8)由金屬材料製成。 11. 根據申請專利範圍第Μ ^ ^ ^ 具特徵在於， 所述支承件（5)包括至少一個可彈性堪γ ^ ’該自由端部設置有一對相對的孔眼（μ )， 這一對扎眼適於容納圍繞所述馬達部件（2)的支承件 (5 )的夹具（57 )。

   12.根據申請專利範圍第i項之裝置（1)，其特徵在於， 所述支承件（5)與所述鉸接的四邊形機構（1〇)係轉 動地相结合》 13.根據申請專利範圍第12項之裝置（〇,其特徵在於， 所述鉸接的四邊形機構（10)包括由四個銷釘件（12卜 122、123、124)沿著四個銷釘軸（.π!、H2、113、 114)鉸接在一起的四根連桿（⑺卜1〇2、1〇3、1〇4)，

   其中第一連桿（101)適於一體地固定在單車架上，而 第二連桿（102)在鉸接的四邊形機構（10)申與第一 連桿（101)相對，適於支撐變速排擋的轉鏈輪裝置， 並且’所述馬達部件（2)在鉸接的四邊形機構（10) 的兩個相對的銷釘件（1 23、1 24 )之間沿著一個驅動 轴線（X-X)動作，該驅動軸線與所述兩個相對的銷 釘件（123、124)的銷釘軸線（113、114)都基本上 相交，且所述支承件（5 )與所述兩個相對的銷釘件 (123、124)中的其中一個（123)相結合。 23 1361153 14.根據申請專利範圍第1項之裝置（I)，其特徵在於， 所述支承件（5)與所述鉸接的四邊形機構（丨〇) 一體 地形成。 15.

   根據申請專利範圍第14項之裝置 所述鉸接的四邊形機構（10)包括由四個銷釘件（121、 122、123、124 )沿著四個銷釘軸（1 1 1、1 12、！ 13、 114)鉸接在一起的四根連桿（1〇卜102、1〇3、ι〇4)， 其中第一連桿（101)適於一體地固定在單車架上，而 第二連桿（102)在鉸接的四邊形機構（1〇)中與第一 連桿（101)相對’適於支撐變速排擋的轉鏈輪裝置， 且通過插入一個致動臂（12)，所述馬達部件（2)在 鉸接的四邊形機構（10)的第一連桿（1〇1)和相鄰的 連桿（1〇3)之間動作，所述致動臂與所述相鄰的連桿 (1〇3) —體地相結合，且所述支承件（，5)與所述第 一連桿（101) —體地形成。

   16.根據申請專利範圍第η項之裝置（1),甘 所述支承件（5)在所述至少-個自:特徵在於 曰端部 括.設置在所述兩個孔眼（54、55) 承件（5 )的一個自由端開始縱向^並從所述支 (15)，所述座（6)設置於所述第 的第一狹縫 述支承件（5)的自由端相對的—端 狹縫 1 5 )與所 17.根據申請專利範園第16項之裝置 ’其特徵在於， 24 1361153 所述支承件包括第二狹縫（16)，該第二狹縫基 橫跨所述第一狭缝（15)並在第一狹缝與所述支 (5)的自由端相對的一端與所述第一狹缝（15) 叉，所述至少一個座（6)形成在所述第一和第二 (15、16)的交叉處。 18.根據申請專利範圍第5項之裝置（1)，其特徵在 所述至少一個座（6)具有基本上封閉的結構》 本上 承件 相交 狹縫 於，

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