TWI535623B - 具有旋轉阻抗及阻抗控制之腳踏車變速器 - Google Patents

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Description

具有旋轉阻抗及阻抗控制之腳踏車變速器
本發明係針對腳踏車傳動裝置，且更特定而言係針對一種具有旋轉阻抗之腳踏車變速器。
一典型腳踏車變速器傳動裝置包含與一前曲柄或與一後輪、一鏈條及一變速器一起旋轉之複數個鏈輪，該變速器使該鏈條在該複數個鏈輪當中選擇性地調檔。一典型變速器包含：一基座部件，其經調適以安裝至腳踏車車架；一可移動部件，其以可移動方式耦合至該基座部件；及一鏈條導引件，其耦合至該可移動部件。該鏈條導引件嚙合該鏈條以當該可移動部件相對於該基座部件移動時在該複數個鏈輪當中選擇性地切換該鏈條。
一後變速器之鏈條導引件通常以可旋轉方式安裝至可移動部件且係沿一順時針方向(當自腳踏車之右側觀看時)經彈簧偏壓以使得鏈條導引件可在鏈條嚙合較小直徑鏈輪時拉緊鏈條中之鬆弛部分。然而，在崎嶇騎行期間，顛簸及震動可致使鏈條導引件逆時針旋轉，藉此形成鏈條中之不期望鬆弛。為防止此情況發生，運動阻抗結構已添加至某些後變速器。第2009/0054183 A1號美國專利申請公開案中揭示一運動阻抗結構之一實例。如其中所展示，一腳踏車變速器包括：一基座部件，其經調適以安裝至一腳踏車；一可移動部件，其以可移動方式耦合至該基座部件；及一鏈條導引件，其耦合至該可移動部件。該鏈條導引件 經耦合以用於圍繞一旋轉軸線旋轉，且一偏壓元件沿圍繞該旋轉軸線之一選定旋轉方向加偏壓於該鏈條導引件。一阻抗施加單元沿與該選定旋轉方向相反之一方向對該鏈條導引件之旋轉移動施加一阻抗，且一調整單元調整由該阻抗施加單元施加之一阻抗量。
本發明係針對一腳踏車傳動裝置之各種特徵。在一項實施例中，一種腳踏車變速器包括：一基座部件，其經調適以安裝至一腳踏車；一可移動部件，其以可移動方式耦合至該基座部件；一鏈條導引件，其耦合至該可移動部件以用於圍繞一旋轉軸線旋轉；一阻抗施加元件，其對該鏈條導引件之旋轉移動施加阻抗；及一阻抗控制元件。該阻抗控制元件在不需要任何手動操作之情況下沿與該旋轉軸線不平行之一方向施加一力至該阻抗施加元件以防止由該阻抗施加元件對該鏈條導引件之旋轉移動施加之阻抗之一減小。額外發明特徵將自下文之說明變得顯而易見，且此等特徵單獨或結合上文特徵及其等效物可形成如申請專利範圍中所述之進一步發明之基座。
圖1展示包括一車架14之一腳踏車10，其中前輪18及後輪22以一習用方式以可旋轉方式耦合至車架14。一前變速器26安裝至車架14之一座管14a，且一後變速器30安裝至車架14之後部。前變速器26在複數個前鏈輪FS當中切換一鏈條C，且後變速器30在複數個後鏈輪RS當中切換鏈條 C。安裝至一車把42之習用調檔控制裝置34及38分別用於透過習用包登(Bowden)纜索46及50控制前變速器26及後變速器30之操作。除後變速器30以外，腳踏車10係一習用腳踏車，因此將僅進一步詳細論述後變速器30。
如圖2中所展示，後變速器30包括一基座部件54、一可移動部件58、一連桿組總成62及一鏈條導引件66。基座部件54經結構化以透過一安裝螺栓70以可旋轉方式安裝至一後變速器安裝部件68，且連桿組總成62耦合於基座部件54與可移動部件58之間以使得鏈條導引件66可移動至對應於後鏈輪RS之數目之複數個調檔位置。後變速器安裝部件68經結構化以透過一安裝螺栓74固定安裝至車架14之後部。一回動彈簧(未展示)相對於複數個後鏈輪RS側向向內或側向向外(取決於應用)加偏壓於可移動部件58。在此實施例中，回動彈簧側向向外加偏壓於可移動部件58。
連桿組總成62包含一對平行連桿78及82。連桿78係一上部/外部連桿，而連桿82係一下部/內部連桿。連桿78及82透過樞銷(未展示)以樞轉方式耦合至基座部件54，且連桿78及82透過樞銷86及90(圖3)以樞轉方式耦合至可移動部件58。一變速器致動臂94自連桿82之一下部側向後延伸。包登纜索50之一外部套管50a以一習用方式端接於基座部件54處，且包登纜索50之一內部金屬線50b以一習用方式附接至致動臂94。
如圖4及圖5中所展示，可移動部件58包括一外殼98及一連桿附接部分102。外殼98固定附接至連桿附接部分102 (例如，與其整體地形成)且裝納下文進一步詳細論述之一阻抗施加元件106之一部分。連桿附接部分102包括一對管狀連桿安裝耳110及114，管狀連桿安裝耳110及114具有用於將各別樞軸86及90接納於其中之對應圓柱形開口118及122。
外殼98包括一大體管狀部分126、一板導引耳128及一阻抗元件安裝凸緣130。阻抗元件安裝凸緣130之一徑向內部部分形成一安裝突耳134，安裝突耳134具有界定一安裝鏜孔142之一內部周邊表面138。一管狀軸襯146附接至安裝突耳134之內部周邊表面138以便安置於安裝鏜孔142內。一管狀軸承150附接至安裝突耳134及管狀軸襯146。更具體而言，軸承150包括一管狀第一區段154、一管狀第二區段158、一徑向向外延伸凸緣區段162及一管狀安裝軸環166。第二區段158徑向安置於管狀軸襯146內且接觸管狀軸襯146。凸緣區段162在第一區段154與第二區段158之間的一接面處徑向向外延伸，且安裝軸環166自凸緣區段162之外部端軸向延伸(至圖5中之右側)。安裝軸環166環繞且接觸安裝突耳134。
一樞軸170安置於軸承150內。如圖5及圖6中所展示，樞軸170包含一第一部分170a、一經減小直徑第二部分170b及安置於第一部分170a與第二部分170b之間的一接面處之一徑向向外延伸保持器凸肩170c。第一部分170a安置於軸承150內，且第二部分170b自阻抗元件安裝凸緣130軸向延伸(至圖5中之右側)。一保持器墊圈174裝配於保持器凸肩 170c與軸承150之間。在此實施例中，樞軸170之第二部分170b形成阻抗施加元件106之一單向離合器178之一部分。樞軸170亦包含在其右端上之一六角形工具嚙合開口170d及在其左端上之一螺紋內部周邊表面170e。
鏈條導引件66透過一鏈條導引界面軸182及一鏈條導引安裝軸186安裝至樞軸170以用於圍繞一旋轉軸線R旋轉。如圖4及圖5中所展示，鏈條導引件66包含：一第一鏈條導引板190；一第二鏈條導引板194；一導引滑輪198，其藉由鏈條導引安裝軸186以可旋轉方式支撐於第一鏈條導引板190與第二鏈條導引板194之間；及一張緊滑輪202，其藉由連接至第一鏈條導引板190及第二鏈條導引板194之一樞軸206以可旋轉方式支撐於第一鏈條導引板190與第二鏈條導引板194之間。如圖5中所展示，鏈條導引界面軸182包含一頭部分182a及一螺紋軸部分182b。螺紋軸部分182b旋擰至樞軸170之螺紋內部周邊表面170e中以使得樞軸170及鏈條導引界面軸182作為一整體單元一起旋轉。頭部分182a具有包含一第一階狀部分182a'、一第二階狀部分182a"及一第三階狀部分182a'''之一個三階狀頭之形式。第一階狀部分182a'充當導引滑輪198與第二鏈條導引板194之間的一間隔件，且第二階狀部分182a"固定支撐第二鏈條導引板194。第二鏈條導引板194包含將一螺紋軸210及一軸承螺母214接納於其中之一弓形導引槽194a。螺紋軸210自外殼98之管狀部分126之板導引耳128軸向延伸。第三階狀部分182a'''支撐幫助防止污染物進入外殼98之管狀部分 126之一帽蓋部件216。最後，頭部分182包含一螺紋內部周邊表面182a''''。
鏈條導引安裝軸186包含具有一六角形工具嚙合開口186b、一中間樞軸部分186c及一螺紋端部分186d之一頭部分186a。頭部分186a固定支撐第一鏈條導引板190，且中間樞軸部分186c以可旋轉方式支撐導引滑輪198。螺紋端部分186d旋擰至鏈條導引界面軸182之螺紋內部周邊表面182a''''中以使得樞軸170、鏈條導引界面軸182、鏈條導引安裝軸186、第一鏈條導引板190及第二鏈條導引板194作為一整體單元一起旋轉。一螺旋彈簧217具有安裝至阻抗元件安裝凸緣130之一第一端及安裝至第二鏈條導引板194之一第二端以沿順時針方向加偏壓於鏈條導引件66且藉此拉緊鏈條C中之鬆弛部分。
如圖7至圖10中所展示，阻抗施加元件106包含單向離合器178及一摩擦施加部件218。單向離合器178沿一預定方向對鏈條導引件66之旋轉移動施加阻抗，且摩擦施加部件218藉由對單向離合器178之旋轉施加摩擦阻抗而對鏈條導引件66之旋轉移動施加摩擦阻抗。一防護罩224透過螺絲225安裝至阻抗元件安裝凸緣130以保護經包封組件免受外部環境影響。
如圖6及圖9至圖12中所展示，單向離合器178包括呈樞軸170之第二部分170b之形式之一內部部件、一外部部件226、複數個滾子230及一滾子保持器234。因此，在此實施例中，單向離合器178係一滾子離合器。如圖11中更清 晰地展示，樞軸170之第二部分170b具有用於支撐複數個滾子230之一平滑圓形外部周邊表面170f。另一方面，外部部件226具有一內部周邊表面226a及自內部周邊表面226a徑向向外延伸之複數個凸輪滑道226b。每一凸輪滑道226b與複數個滾子230中之一者相關聯。
滾子保持器234由一合成樹脂製成，且其使複數個滾子230中之每一者相對於一相關聯凸輪滑道226b定位於恰當圓周位置中且亦將複數個滾子230中之每一者朝向其相關聯凸輪滑道226b之徑向內部部分加偏壓。如圖12中所展示，滾子保持器234包含一上部保持器環238、一下部保持器環242、複數個保持器柱246及一彈簧總成250。複數個保持器柱246安置於上部保持器環238與下部保持器環242之間且連接至上部保持器環238及下部保持器環242以形成複數個滾子接納空間254。
如圖11及圖12中所展示，每一保持器柱246具有在保持器柱與其相關聯滾子230之間形成一彈簧空間262之一大體反向L形剖面。每一保持器柱246包含一大體矩形、圓周定向之旋轉停止突出部258，旋轉停止突出部258嚙合外部部件226之內部周邊表面226a以防止滾子保持器234相對於外部部件226之反向旋轉(圖11中之逆時針)。下部保持器環242包含額外突出部266，額外突出部266嚙合外部部件226中之對應凹部(未展示)從而將滾子保持器234以不可旋轉方式鎖定至外部部件226。
圖12展示緊接在將彈簧總成250最後扣接至上部保持器 環238之前處於一組裝狀態中之滾子保持器234。在此實施例中，彈簧總成250包括一薄盤形狀頂部板270及複數個沿圓周安置之板片彈簧274。頂部板270裝配於形成於上部保持器環238之頂部處之一形狀一致之凹入表面275內。頂部板270包含與形成於上部保持器環238中之一中央開口286對準之一中央開口282、複數個沿圓周安置之扣件開口290及徑向向外且沿一圓周方向延伸之複數個彈簧保持臂294。每一彈簧保持臂294附接至向下延伸穿過上部保持器環238中之一對應彈簧開口298之一對應板片彈簧274(例如，與其整體地形成)。該板片彈簧然後延伸至一對應彈簧空間262中以加偏壓於一對應滾子230(沿圖11中之逆時針方向)。形成於上部保持器環238上之複數個扣件柱300延伸穿過形成於頂部板270中之複數個扣件開口290。在組裝之後將扣件柱300錘平(如300'處所展示)以形成將頂部板270扣接至上部保持器環238之鉚釘。因此，上部保持器環238、下部保持器環242、複數個保持器柱246及複數個扣件柱300係整體的。
單向離合器178以以下方式操作。當樞軸170沿圖11中之順時針方向旋轉時，然後複數個滾子230克服板片彈簧274之偏壓力移動至複數個凸輪滑道226b之徑向外部部分。因此，樞軸170相對於外部部件226沿順時針方向自由旋轉。另一方面，當樞軸170沿逆時針方向旋轉時，然後複數個滾子230根據板片彈簧274之偏壓力移動至複數個凸輪滑道226b之徑向內部部分。因此，樞軸170以不可旋轉方式耦 合至外部部件270以使得樞軸170及外部部件270作為一單元一起旋轉。
如圖9及圖10中所展示，摩擦施加部件218包括一摩擦施加部分218a及兩個可移動端部分218b及218c。在此實施例中，摩擦施加部分218a沿著單向離合器178之外部部件226之外部周邊表面圓周延伸，且可移動端部分218b及218c自摩擦施加部分218a之相反端徑向向外延伸。摩擦施加部分218a具有帶有約等於單向離合器178之外部部件226之寬度之一寬度之一帶形狀。摩擦施加部件218係諸如可由一金屬或合金製成之一彈簧部件之一彈性部件。
一阻抗控制單元310經提供以藉由阻抗施加元件106控制施加至樞軸170及鏈條導引件66之阻抗量。在此實施例中，阻抗控制單元310包括諸如一初始設定凸輪314、一控制凸輪326及一控制槓桿330之阻抗控制元件。初始設定凸輪314透過一軸318以可旋轉方式安裝至阻抗元件安裝凸緣130。初始設定凸輪314經定位以接觸摩擦施加部件218之可移動端部分218b。初始設定凸輪314具有包含一徑向內部凸輪表面314b及一徑向外部凸輪表面314c之一凸輪表面314a。在此實施例中，徑向內部凸輪表面314b徑向向外逐漸錐形化至徑向外部凸輪表面314c，但取決於應用，凸輪表面314a可係階狀的或具有任何其他徑向改變表面。較佳地，凸輪表面314a包含使得在使用後變速器30期間維持初始設定凸輪314之旋轉位置之複數個表面。此等表面可由自徑向內部凸輪表面314b至徑向外部凸輪表面314c之逐漸 轉變所致。另一選擇係，該等表面可由凸輪表面314a上(諸如在徑向內部凸輪表面314b及徑向外部凸輪表面314c處)之扁平或凹入表面所致。此等表面可足以使初始設定凸輪314在預定位置中轉位以使得需要明顯更多力以使初始設定凸輪314旋轉遠離該經轉位位置。在此實施例中，初始設定凸輪314以不可旋轉但可拆卸方式安裝至軸316。軸316包含一波狀或以其他方式有栓槽之表面以使得可藉由以下步驟來調整初始設定凸輪314之定向：將初始設定凸輪314自軸316移除、使初始設定凸輪314旋轉至一所期望位置且然後在新旋轉位置中將初始設定凸輪314附接至軸316。
控制凸輪326及控制槓桿330安置於摩擦施加部件218之可移動端部分218c處，其中控制凸輪326藉由一耦合軸334相對於控制槓桿330以不可旋轉方式耦合。耦合軸334通過阻抗元件安裝凸緣130以使得控制槓桿330安置於可移動部件58之外部。因此，控制槓桿330可在不移除防護罩224之情況下由一使用者操縱。
控制凸輪326經定位以接觸摩擦施加部件218之可移動端部分218c。控制凸輪326具有包含一徑向內部凸輪表面326b及一徑向外部凸輪表面326c之一凸輪表面326a。在此實施例中，徑向內部凸輪表面326b以一非線性方式徑向向外逐漸錐形化至徑向外部凸輪表面326c，但取決於應用，凸輪表面326a可係階狀的或具有任何其他徑向改變表面。舉例而言，凸輪表面326a可包含使得在使用後變速器30期 間維持控制凸輪314之旋轉位置之複數個表面。此等表面可由自徑向內部凸輪表面326b至徑向外部凸輪表面326c之逐漸轉變所致。另一選擇係，該等表面可由凸輪表面326a上(諸如徑向內部凸輪表面326b及徑向外部凸輪表面326c處)之扁平或凹入表面所致。此等表面可足以使控制凸輪326在預定位置中轉位以使得需要明顯更多力以使控制凸輪326旋轉遠離該經轉位位置。
如圖7及圖9中所展示，耦合軸334包括安置於一耦合部件334b內之一內部圓柱形軸心334a。耦合部件334b具有一有栓槽之外部周邊表面334b'、一管狀區段334b"及一安裝耳334b'''。有栓槽之外部周邊表面334b'嚙合控制凸輪326之一有栓槽之內部周邊表面326d以使得控制凸輪326及耦合軸334作為一單元一起旋轉。控制凸輪326可自耦合軸334拆卸。因此，控制凸輪326相對於耦合軸334之旋轉位置可以與初始設定凸輪314相同之方式調整。管狀區段334b"通過阻抗元件安裝凸緣130以使得耦合軸334可相對於阻抗元件安裝凸緣130旋轉。安裝耳334b'''自管狀區段334b"大體垂直地且自軸心334a徑向向外地延伸。
如圖7中更清晰地展示，控制槓桿330包括一軸安裝部分330a、一徑向向外延伸部分330b及一指狀接觸部分330c。軸安裝部分330a具有一第一開口330a'及一第二開口330a"，其中第一開口330a'將軸心334a接納於其中，且第二開口330a"將一扣件338接納於其中從而以剛性且不可旋轉方式將控制槓桿330附接至耦合軸334之耦合部件334b。 當移除扣件338時控制槓桿330可自耦合軸334拆卸。控制槓桿330可由金屬(例如，鋁)或合成樹脂製成。軸心334a及耦合部件334b可形成為整體及/或控制槓桿330及耦合軸334可形成為整體。徑向向外延伸部分330b自軸心334a及扣件338徑向向外延伸，且指狀接觸部分330c安置於徑向向外延伸部分330b之端處。指狀接觸部分330c自徑向向外延伸部分330b大體垂直地延伸以形成緊接近於阻抗元件安裝凸緣130安置之一大體矩形指狀葉板。如圖7及圖8中更清晰地展示，指狀接觸部分330c包含裝納一轉位滾珠342及一轉位彈簧(未展示)之一螺紋鏜孔330c'。轉位彈簧及轉位滾珠342藉由可用於調整克服轉位滾珠342之彈簧力之一調整螺絲346維持於鏜孔330c'內。另一選擇係，滾珠342可由一彈性樹脂形成以使得滾珠342之一部分安置於一無螺紋鏜孔330'中或以其他方式接合於指狀接觸部分330c上。
阻抗元件安裝凸緣130形成其間具有一轉位凹部130b之一對轉位突出部130a。當控制槓桿330處於圖9及圖10中所展示之位置中時，轉位滾珠342安置於轉位凹部130b內以使控制槓桿330在彼位置中轉位。換言之，控制槓桿330穩定維持於彼位置中以使得需要明顯更多力以使控制槓桿330旋轉遠離彼位置。阻抗元件安裝凸緣130亦形成一轉位支台130c及一轉位表面130d。轉位支台130c及轉位表面130d與轉位滾珠342協作以使控制槓桿330在圖14及圖15中所展示之位置中轉位。更具體而言，轉位支台130c接觸控制槓桿330之指狀接觸部分330c以限制控制槓桿330之逆時 針旋轉，且轉位表面130d具有緊接在轉位滾珠342之右側之一暫時增加曲率半徑(當控制槓桿330安置於圖14及圖15中所展示之位置中時)以使得必須進一步壓縮轉位彈簧以便使控制槓桿330順時針旋轉。因此，需要明顯更多力以使控制槓桿330順時針旋轉遠離圖14及圖15中所展示之位置。在另一實施例中，徑向外部凸輪表面326c可使控制槓桿330而非轉位支台130c及轉位表面130d轉位。在此一實施例中，當摩擦施加部件218之可移動端部分218c自徑向內部凸輪表面326b移動至徑向外部凸輪表面326c或自徑向外部凸輪表面326c移動至徑向內部凸輪表面326b時，該等表面形成一可聽到的及/或可觸感之卡嗒聲感覺。
在操作中，使控制槓桿330旋轉至圖8至圖10中所展示之位置以使得轉位滾珠342安置於轉位凹部103b內且控制凸輪326之凸輪表面326a之一徑向內部部分接觸摩擦施加部件218之可移動端部分218c。另一選擇係，當轉位滾珠342安置於轉位凹部103b內時控制凸輪326之凸輪表面326a之徑向內部部分可能不接觸摩擦施加部件218之可移動端部分218c。然後，移除防護罩224，且使初始設定凸輪314旋轉以使得摩擦施加部件218之可移動端部分218b及218c安置於所期望位置處以調整摩擦施加部件218之摩擦施加部分218a之直徑從而施加一所期望之初始摩擦力至單向離合器178之外部部件226。舉例而言，初始設定凸輪314可經設定以使得徑向內部凸輪表面314b接觸可移動端部分218b，其中徑向內部凸輪表面314b具有使得摩擦施加部分 218a並不施加有效顯著摩擦至單向離合器178之外部部件226之一半徑。因此，單向離合器178沿順時針及逆時針兩個方向自由旋轉，且除由螺旋彈簧217施加之阻抗外不沿順時針或逆時針方向對鏈條導引件66之旋轉施加額外阻抗。在將初始設定凸輪314設定至所期望位置之後重新附接防護罩224。
然而，初始設定凸輪314通常經設定以使得凸輪表面314a之一徑向外部部分致使可移動端部分218b朝向可移動端部分218c移動。因此，摩擦施加部件218之摩擦施加部分218a之直徑經減小以施加輕微或適度摩擦至單向離合器178之外部部件226。因此，當鏈條導引件66順時針旋轉以拉緊鏈條C中之鬆弛部分時，單向離合器178中之滾子230移動至凸輪滑道226b之徑向外部部分，不對樞軸170之旋轉施加阻抗，且鏈條導引件66沿順時針方向自由旋轉。另一方面，當鏈條導引件66由於崎嶇騎行而試圖沿逆時針方向旋轉時，樞軸170之逆時針旋轉致使單向離合器178中之滾子230朝向凸輪滑道226b之徑向內部部分移動，藉此將樞軸170鎖定至外部部件226以使得樞軸170及外部部件226作為一單元旋轉。然而，由於由摩擦施加部件218施加至外部部件226之摩擦，外部部件226及樞軸170之逆時針旋轉被阻抗，藉此造成對鏈條導引件66之逆時針旋轉之阻抗。
若騎手預期在極嚴峻地勢中騎行，則可期望對鏈條導引件66之逆時針旋轉之額外阻抗。為適應此騎行，使控制槓 桿330旋轉至圖13至圖15中所展示之位置。控制凸輪326之凸輪表面326a之徑向外部部分將摩擦施加部件218之可移動端部分218c按壓至左側，藉此進一步減小摩擦施加部件218之摩擦施加部分218a之直徑且增加由摩擦施加部件218施加至單向離合器178之外部部件226之摩擦力。由摩擦施加部件218施加至單向離合器178之外部部件226之經增加摩擦力在不影響鏈條導引件66之順時針旋轉之情況下進一步增加對樞軸170及鏈條導引件66之逆時針旋轉之阻抗。
圖16至圖22圖解說明具有旋轉阻抗之一後變速器30'之另一實施例。此實施例與圖1至圖15中所展示之實施例相同，惟用於控制由摩擦施加部件218施加至單向離合器178之外部部件226之摩擦力之一控制槓桿350係安裝至一防護罩224'之外部。圖16展示處於對應於圖8至圖10中之控制槓桿330之一第一位置中之控制槓桿350，且圖17展示處於對應於圖13至圖15中之控制槓桿330之一第二位置中之控制槓桿350。除如以其他方式所述之外，該操作與第一實施例中之操作相同。因此，將僅詳細闡述此實施例與第一實施例之間的差異。
圖18係用於此實施例之一可移動部件58'及一阻抗控制機構354之一部分分解圖。一阻抗元件安裝凸緣130'具有與第一實施例中之阻抗元件安裝凸緣130相同之結構，惟替代第一實施例中之耦合軸334之開口之一橢圓形狀安裝凹部358。安裝凹部358用於附接阻抗控制單元354。
如圖18至圖22中所展示，阻抗控制單元354包括：一安 裝托架362；一初始設定凸輪安裝軸366，其附接至安裝托架362之一端；一初始設定凸輪370，其安裝至初始設定凸輪安裝軸366；一控制凸輪安裝軸374，其附接至安裝托架362之另一端；一控制凸輪378，其以可旋轉方式安裝至控制凸輪安裝軸374；及控制槓桿350，其經栓槽連接至控制凸輪378。更具體而言，控制凸輪378包含嚙合安置於控制槓桿350之一凸輪安裝部分350a中之複數個互補栓槽390之複數個栓槽386以使得控制凸輪378及控制槓桿350作為一單元圍繞控制凸輪安裝軸374旋轉。控制凸輪378進一步包含嚙合防護罩224'中之一開口(未展示)之一軸承部分394以使得栓槽386且因此控制槓桿350安置於防護罩224'之外部。控制槓桿350進一步包含一徑向延伸部分350b及自徑向延伸部分垂直地延伸之一大體圓柱形指狀接觸部分350c。初始設定凸輪370可自初始設定凸輪安裝軸366拆卸以使得可藉由以下步驟來調整初始設定凸輪370之定向：將初始設定凸輪370自初始設定凸輪安裝軸366移除，使初始設定凸輪370旋轉至一所期望位置，且然後在新的旋轉位置中將初始設定凸輪370附接至初始設定凸輪安裝軸366。
在此實施例中，控制凸輪378包含嚙合摩擦施加部件218之可移動端部分218c之一第一表面378a及一第二表面378b。第一表面378a及第二表面378b係與摩擦施加部件284之可移動端部分218c協作以使控制凸輪378且因此控制槓桿350在對應於阻抗鏈條導引件66之逆時針旋轉之兩個 可用阻抗之第一及第二經轉位位置中轉位之扁平表面。因此，在此實施例中不需要阻抗元件安裝凸緣130'上之轉位表面。
雖然上文係本發明特徵之各種實施例之一說明，但在不背離本發明之精神及範疇之情況下可採用其他修改。舉例而言，雖然使用控制槓桿330及350來選擇對鏈條導引件66之旋轉之所期望阻抗，但可使用不需要工具之諸如旋鈕之其他手動操作部件。雖然控制槓桿330及350安裝於其各別可移動部件58及58'處，但此一組態非必需的。如圖23中所展示，一控制槓桿398或其他手動操作部件可安裝至車把42或某一其他結構，且控制槓桿398可透過諸如一包登纜索400之一控制纜索耦合至安裝至可移動部件之一控制槓桿或控制盤，其中該控制槓桿/盤以操作方式安裝至控制凸輪。摩擦施加部件218、阻抗控制單元310之一部分及單向離合器178可安置於可移動部件58之外殼98中。雖然控制槓桿展示為定位於可移動部件及罩之側向內部或外部表面處，但控制槓桿可安置於由可移動部件(包含任何經提供罩)界定之側向內部表面與側向外部表面之間的任何地方，諸如在圖3中之平面P1與P2之間。
圖24係可移動部件58之另一實施例之一側視圖。在此實施例中，一力感測器410(例如，一壓力感測器)安置於初始設定凸輪314(其充當此實施例中之一力變化凸輪)與摩擦施加部件218之可移動端部分218b之間，且凸輪314安裝至一馬達418之一輸出軸414。因此，凸輪314透過力感測器410 間接地嚙合摩擦施加部件218之可移動端部分218b以施加不平行於旋轉軸線R之一力至摩擦施加部件218，且力感測器410感測由凸輪314施加至摩擦施加部件218之力。在此實施例中，由呈安裝至車把42之一腳踏車微電腦碼表(cycle computer)之形式之一調節電路422(圖1)控制馬達418。若期望，則調節電路422可安置於後變速器上。凸輪314、力感測器410、馬達418及調節電路422構成一阻抗控制元件之一實例，該阻抗控制元件防止由阻抗施加元件106對鏈條導引件66之旋轉移動施加之阻抗之一減小。更具體而言，調節電路422回應於由力感測器410感測之力而使由凸輪314施加至摩擦施加部件218之力變化。因此，凸輪314、力感測器410、馬達418及調節電路422使由摩擦施加部件218施加至單向離合器178之阻抗變化，且其進行如此操作而不需要任何手動操作(例如，自動地)。
圖25係闡述此實施例之操作之一流程圖。在一步驟430中，調節電路422最初獲得由力感測器410感測之力F之一值。然後在一步驟434中判定力F是否小於或等於儲存於調節電路422中之一記憶體中或由調節電路422以其他方式計算之一較低力臨限值F1。若如此，則在一步驟438中調節電路422將信號提供至馬達418以使凸輪314逆時針旋轉，藉此增加由凸輪314施加至摩擦施加部件218之可移動端部分218b之力。此後，程序迴圈回至步驟430。若在步驟434中判定力F不小於或等於臨限值F1，則在一步驟442中判定力F是否大於或等於一較高力臨限值F2。若如此，則在一 步驟446中調節電路422將信號提供至馬達418以使凸輪314順時針旋轉，藉此減少由凸輪314施加至摩擦施加部件218之可移動端部分218b之力。此後，程序迴圈回至步驟430。若在步驟442中判定力F不大於或等於臨限值F2，則由凸輪314施加至摩擦施加部件218之可移動端部分218b之力在所期望範圍F1<F<F2中，且程序迴圈回至步驟430。
圖26係包含一阻抗控制元件之另一實施例之可移動部件58之另一實施例之一側視圖，該阻抗控制元件防止由阻抗施加元件106對鏈條導引件66之旋轉移動施加之阻抗之一減小。在此實施例中，初始設定凸輪314替換為具有彈簧端450a及450b之一彈簧450，其中彈簧端450a嚙合可移動部件58之一支台58a，且彈簧端450b嚙合摩擦施加部件218之可移動端部分218b以施加不平行於旋轉軸線R之一力至摩擦施加部件218。在此實施例中，彈簧450係經受壓縮之一螺旋彈簧以使得彈簧450朝向可移動端部分218c推動可移動端部分218b。彈簧450構成在不需要任何手動操作之情況下(例如，自動地)施加一可變力至阻抗施加元件106之一阻抗控制元件之另一實例。
可如所期望地改變各種組件之大小、形狀、位置或定向。所展示彼此直接連接或接觸之組件可具有安置於其間之中間結構。可組合單獨組件，且反之亦然。一個元件之功能可由兩個元件來執行，且反之亦然。一個元件之功能可由另一者執行，且功能可在該等元件當中相互交換。可在另一實施例中採用一項實施例之結構及功能。所有優點 不必同時存在於一特定實施例中。獨特於先前技術、單獨或結合其他特徵之每一個特徵亦應被視為本申請人對進一步發明之一單獨說明，包含由此等特徵體現之結構及/或功能概念。如本文中所使用之諸如「實質上」、「大約」及「約」等程度術語包含使得最終結果未經顯著改變之被修飾術語之一合理偏差量。因此，本發明之範疇不應由所揭示之特定結構或顯而易見之初始聚焦或強調於一特定結構或特徵進行限制。
10‧‧‧腳踏車
14‧‧‧車架
14a‧‧‧座管
18‧‧‧前輪
22‧‧‧後輪
26‧‧‧前變速器
30‧‧‧後變速器
30'‧‧‧後變速器
34‧‧‧調檔控制裝置
38‧‧‧調檔控制裝置
42‧‧‧車把
46‧‧‧包登纜索
50‧‧‧包登纜索
50a‧‧‧外部套管
50b‧‧‧內部金屬線
54‧‧‧基座部件
58‧‧‧可移動部件
58'‧‧‧可移動部件
58a‧‧‧支台
62‧‧‧連桿組總成
66‧‧‧鏈條導引件
68‧‧‧後變速器安裝部件
70‧‧‧安裝螺栓
74‧‧‧安裝螺栓
78‧‧‧連桿
82‧‧‧連桿
86‧‧‧樞銷/樞軸
90‧‧‧樞銷/樞軸
94‧‧‧變速器致動臂/致動臂
98‧‧‧外殼
102‧‧‧連桿附接部分
106‧‧‧阻抗施加元件
110‧‧‧管狀連桿安裝耳
114‧‧‧管狀連桿安裝耳
118‧‧‧圓柱形開口
122‧‧‧圓柱形開口
126‧‧‧大體管狀部分/管狀部分
128‧‧‧板導引耳
130‧‧‧阻抗元件安裝凸緣
130'‧‧‧阻抗元件安裝凸緣
130a‧‧‧轉位突出部
130b‧‧‧轉位凹部
130c‧‧‧轉位支台
130d‧‧‧轉位表面
134‧‧‧安裝凸耳
138‧‧‧內部周邊表面
142‧‧‧安裝鏜孔
146‧‧‧管狀軸襯
150‧‧‧管狀軸承/軸承
154‧‧‧管狀第一區段/第一區段
158‧‧‧管狀第二區段/第二區段
162‧‧‧徑向向外延伸凸緣區段/凸緣區段
166‧‧‧管狀安裝軸環/安裝軸環
170‧‧‧樞軸
170a‧‧‧第一部分
170b‧‧‧經減小直徑第二部分/第二部分
170c‧‧‧徑向向外延伸保持器凸肩/保持器凸肩
170d‧‧‧六角形工具嚙合開口
170e‧‧‧螺紋內部周邊表面
170f‧‧‧平滑圓形外部周邊表面
174‧‧‧保持器墊圈
178‧‧‧單向離合器
182‧‧‧鏈條導引界面軸
182a‧‧‧頭部分
182a'‧‧‧第一階狀部分
182a"‧‧‧第二階狀部分
182a'''‧‧‧第三階狀部分
182a''''‧‧‧螺紋內部周邊表面
182b‧‧‧螺紋軸部分
186‧‧‧鏈條導引安裝軸
186a‧‧‧頭部分
186b‧‧‧六角形工具嚙合開口
186c‧‧‧中間樞軸部分
186d‧‧‧螺紋端部分
190‧‧‧第一鏈條導引板
194‧‧‧第二鏈條導引板
194a‧‧‧弓形導引槽
198‧‧‧導引滑輪
202‧‧‧張緊滑輪
206‧‧‧樞軸
210‧‧‧螺紋軸
214‧‧‧軸承螺母
216‧‧‧帽蓋部件
217‧‧‧螺旋彈簧
218‧‧‧摩擦施加部件
218a‧‧‧摩擦施加部分
218b‧‧‧可移動端部分
218c‧‧‧可移動端部分
224‧‧‧防護罩
224'‧‧‧防護罩
225‧‧‧螺絲
226‧‧‧外部部件
226a‧‧‧內部周邊表面
226b‧‧‧凸輪滑道
230‧‧‧滾子
234‧‧‧滾子保持器
238‧‧‧上部保持器環
242‧‧‧下部保持器環
246‧‧‧保持器柱
250‧‧‧彈簧總成
254‧‧‧滾子接納空間
258‧‧‧旋轉停止突出部
262‧‧‧彈簧空間
266‧‧‧額外突出部
270‧‧‧薄盤形頂部板/頂部板
274‧‧‧沿圓周安置之板片彈簧/板片彈簧
275‧‧‧形狀一致之凹入表面
282‧‧‧中央開口
286‧‧‧中央開口
290‧‧‧沿圓周安置之扣件開口/扣件開口
294‧‧‧彈簧保持臂
298‧‧‧對應彈簧開口
300‧‧‧扣件柱
300'‧‧‧鉚釘
310‧‧‧阻抗控制單元
314‧‧‧初始設定凸輪/凸輪
314a‧‧‧凸輪表面
314b‧‧‧徑向內部凸輪表面
314c‧‧‧徑向外部凸輪表面
318‧‧‧軸
326‧‧‧控制凸輪
326a‧‧‧凸輪表面
326b‧‧‧徑向內部凸輪表面
326c‧‧‧徑向外部凸輪表面
326d‧‧‧有栓槽之內部周邊表面
330‧‧‧控制槓桿
330a'‧‧‧第一開口
330a"‧‧‧第二開口
330a‧‧‧軸安裝部分
330b‧‧‧徑向向外延伸部分
330c‧‧‧指狀接觸部分
330c'‧‧‧鏜孔/螺紋鏜孔
334‧‧‧耦合軸
334a‧‧‧軸心/內部圓柱形軸心
334b‧‧‧耦合部件
334b'‧‧‧外部周邊表面/有栓槽之外部周邊表面
334b"‧‧‧管狀區段
334b'''‧‧‧安裝耳
338‧‧‧扣件
342‧‧‧滾珠/轉位滾珠
346‧‧‧調整螺絲
350‧‧‧控制槓桿
350a‧‧‧凸輪安裝部分
350b‧‧‧徑向延伸部分
350c‧‧‧大體圓柱形指狀接觸部分
354‧‧‧阻抗控制機構/阻抗控制單元
358‧‧‧橢圓形狀安裝凹部/安裝凹部
362‧‧‧安裝托架
366‧‧‧初始設定凸輪安裝軸
370‧‧‧初始設定凸輪
374‧‧‧控制凸輪安裝軸
378‧‧‧控制凸輪
378a‧‧‧第一表面
378b‧‧‧第二表面
386‧‧‧栓槽
390‧‧‧互補栓槽
394‧‧‧軸承部分
398‧‧‧控制槓桿
400‧‧‧包登纜索
410‧‧‧力感測器
414‧‧‧輸出軸
418‧‧‧馬達
422‧‧‧調節電路
450‧‧‧彈簧
450a‧‧‧彈簧端
450b‧‧‧彈簧端
C‧‧‧鏈條
FS‧‧‧前鏈輪
P1‧‧‧平面
P2‧‧‧平面
R‧‧‧旋轉軸線
RS‧‧‧後鏈輪
圖1係採用一變速器腳踏車傳動裝置之一特定實施例之一腳踏車之一側視圖；圖2係一後變速器之一特定實施例之一側視圖；圖3係圖2中所展示之變速器之一前視圖；圖4係自變速器之其餘部分拆卸之可移動部件及鏈條導引件之一側視圖；圖5係沿著圖4中之線V-V截取之一剖面圖；圖6係用於鏈條導引件之樞軸及滾子離合器之一前視圖；圖7係展示阻抗控制槓桿之可移動部件之一透視圖；圖8係在阻抗控制槓桿處於一第一位置中時可移動部件之一前視圖；圖9係在罩經移除之情況下圖8中所展示之可移動部件之一側視圖；圖10係沿著圖8中之線X-X截取之一剖面圖； 圖11係沿著圖6中之線XI-XI截取之一剖面圖；圖12係用於滾子離合器之一滾子保持器之一透視圖；圖13係在阻抗控制槓桿處於一第二位置中時可移動部件之一前視圖；圖14係在罩經移除之情況下圖13中所展示之可移動部件之一側視圖；圖15係沿著圖13中之線XV-XV截取之一剖面圖；圖16係在一阻抗控制槓桿處於一第一位置中之情況下一後變速器之另一實施例之一透視圖；圖17係在該阻抗控制槓桿處於一第二位置中之情況下圖16中所展示之後變速器之一透視圖；圖18係可移動部件及阻抗控制機構之一部分分解圖；圖19係一凸輪安裝單元之一特定實施例之一透視圖；圖20係一初始設定凸輪之一特定實施例之一透視圖；圖21係一控制凸輪之一特定實施例之一透視圖；圖22係一控制槓桿之一特定實施例之一透視圖；圖23係一阻抗控制機構之一替代實施例之一示意圖；圖24係可移動部件之另一實施例之一側視圖；圖25係闡述圖25中所展示之凸輪之操作之一流程圖；及圖26係可移動部件之另一實施例之一側視圖。
58‧‧‧可移動部件
106‧‧‧阻抗施加元件
110‧‧‧管狀連桿安裝耳
114‧‧‧管狀連桿安裝耳
130a‧‧‧轉位突出部
130c‧‧‧轉位支台
130d‧‧‧轉位表面
178‧‧‧單向離合器
218‧‧‧摩擦施加部件
218a‧‧‧摩擦施加部分
218b‧‧‧可移動端部分
218c‧‧‧可移動端部分
238‧‧‧上部保持器環
270‧‧‧薄盤形頂部板/頂部板
310‧‧‧阻抗控制單元
314‧‧‧初始設定凸輪/凸輪
314a‧‧‧凸輪表面
314b‧‧‧徑向內部凸輪表面
314c‧‧‧徑向外部凸輪表面
318‧‧‧軸
326‧‧‧控制凸輪
326a‧‧‧凸輪表面
326b‧‧‧徑向內部凸輪表面
326c‧‧‧徑向外部凸輪表面
326d‧‧‧有栓槽之內部周邊表面
330‧‧‧控制槓桿
330c‧‧‧指狀接觸部分
334‧‧‧耦合軸
334a‧‧‧軸心/內部圓柱形軸心
334b‧‧‧耦合部件
334b'‧‧‧外部周邊表面/有栓槽之外部周邊表面

Claims (20)

  1. 一種腳踏車變速器，其包括：一基座部件，其經調適以安裝至一腳踏車；一可移動部件，其以可移動方式耦合至該基座部件；一鏈條導引件，其耦合至該可移動部件以用於圍繞一旋轉軸線旋轉；一阻抗施加元件，其對該鏈條導引件之旋轉移動施加阻抗；及一阻抗控制元件，其在不需要任何手動操作之情況下沿與該旋轉軸線不平行之一方向施加一力至該阻抗施加元件以防止由該阻抗施加元件對該鏈條導引件之旋轉移動施加之該阻抗之一減小。
  2. 如請求項1之變速器，其中該阻抗控制元件包括一彈簧部件。
  3. 如請求項1之變速器，其中該阻抗控制元件包括一凸輪部件。
  4. 如請求項1之變速器，其中該阻抗控制元件包括：一力感測器，其感測由該阻抗控制元件施加至該阻抗施加元件之一力；及一調節電路，其回應於由該力感測器感測之該力而使由該阻抗控制元件施加至該阻抗施加元件之該力變化。
  5. 如請求項4之變速器，其中該阻抗控制元件進一步包括一凸輪部件。
  6. 如請求項5之變速器，其中該阻抗控制元件進一步包括 回應於來自該調節電路之信號而使該凸輪部件旋轉之一馬達。
  7. 如請求項1之變速器，其中該阻抗施加元件包括對該鏈條導引件之旋轉移動施加摩擦阻抗之一摩擦施加部件。
  8. 如請求項7之變速器，其中該摩擦施加部件包括一第一彈簧部件。
  9. 如請求項8之變速器，其中該第一彈簧部件繞該旋轉軸線圓周延伸且具有一第一可移動端部分及一第二可移動端部分。
  10. 如請求項9之變速器，其中該阻抗控制元件嚙合該第一彈簧部件之該第一可移動端部分。
  11. 如請求項10之變速器，其中該阻抗控制元件包括一第二彈簧部件。
  12. 如請求項11之變速器，其進一步包括嚙合該第一彈簧部件之該第二可移動端部分之一凸輪部件。
  13. 如請求項12之變速器，其中該凸輪部件係手動操作。
  14. 如請求項10之變速器，其中該阻抗控制元件包括一第一凸輪部件。
  15. 如請求項14之變速器，其中該阻抗控制元件包括：一力感測器，其感測由該阻抗控制元件施加至該阻抗施加元件之一力；及一調節電路，其回應於由該力感測器感測之該力而使由該阻抗控制元件施加至該阻抗施加元件之該力變化。
  16. 如請求項15之變速器，其中該阻抗控制元件進一步包括 使該第一凸輪部件旋轉之一馬達。
  17. 如請求項12之變速器，其進一步包括嚙合該第一彈簧部件之該第二可移動端部分之一第二凸輪部件。
  18. 如請求項17之變速器，其中該第二凸輪部件係手動操作。
  19. 一種腳踏車變速器，其包括：一基座部件，其經調適以安裝至一腳踏車；一可移動部件，其以可移動方式耦合至該基座部件；一鏈條導引件，其耦合至該可移動部件以用於圍繞一旋轉軸線旋轉；一阻抗施加元件，其對該鏈條導引件之旋轉移動施加阻抗；及一阻抗控制元件，其包含一彈簧元件。
  20. 一種腳踏車變速器，其包括：一基座部件，其經調適以安裝至一腳踏車；一可移動部件，其以可移動方式耦合至該基座部件；一鏈條導引件，其耦合至該可移動部件以用於圍繞一旋轉軸線旋轉；一阻抗施加元件，其對該鏈條導引件之旋轉移動施加阻抗；一阻抗控制元件，其在不需要任何手動操作之情況下沿與該旋轉軸線不平行之一方向施加一力至該阻抗施加元件以防止由該阻抗施加元件對該鏈條導引件之旋轉移動施加之該阻抗之一減小；及 一感測器，其感測施加至該阻抗施加元件之力，且該阻抗控制元件自動施加可變力至該阻抗施加元件以回應該感測器所感測的該力。
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