TWI558615B - 自行車撥鏈器 - Google Patents

Description

自行車撥鏈器 相關申請案的參照

本案為2011年10月5日申請的美國專利申請案第13/253,427號的部份連續申請案。美國專利申請案第13/253,427號的整個揭示特此藉著參考而結合於本案。

本發明概括地相關於控制多個自行車操作特性。更明確地說，本發明相關於用來控制多個自行車操作特性的裝置且尤其是自行車撥鏈器的各種不同特徵。

自行車具有數個操作組件。舉例而言，自行車傳動裝置可能包含多個前鏈輪及多個後鏈輪，其中多個前鏈輪被安裝成與踏板一起旋轉，而多個後鏈輪被安裝成與後車輪一起旋轉。為改變自行車傳動裝置的齒輪比(gear ratio)，前撥鏈器切換鏈條以接合不同的前鏈輪，而後撥鏈器切換鏈條以接合不同的後鏈輪。因為接合前鏈輪與後鏈輪的特定組合所需的鏈條的長度根據所選擇的鏈輪組合而改變，所以鏈條必須長至足以接合最大的前鏈輪與最大的後鏈輪，並且某一機構必須被設置來在鏈條接合較小的鏈輪組合時吸收鏈條的鬆弛(slack)。傳統上，後撥鏈器設置有包含上方引導鏈輪及下方張緊鏈輪的鏈條導件，並且鏈條導件被彈簧偏壓以旋轉而吸收鏈條的鬆弛。

當自行車在粗糙路面上騎行時，所導致的陡震及振動 可能會克服鏈條導件的彈簧的偏壓力，並且鏈條導件可能會於鏈條放鬆方向旋轉。此種不想要有的旋轉增加了鏈條從目前接合的鏈輪脫落且/或變成卡在相鄰的鏈輪之間的危險。為克服此種問題，已曾開發出各種不同的用於鏈條導件的運動阻尼機構。舉例而言，名為「具有旋轉阻力的自行車撥鏈器(Bicycle Derailleur With Rotation Resistance)」的美國專利申請案公開第2012/0083371號揭示一種自行車撥鏈器，其包含底座構件、被可移動地耦接於底座構件的可移動構件、及被耦接於可移動構件以繞旋轉軸線旋轉的鏈條導件。阻力施加元件對鏈條導件的轉動施加阻力，並且阻力控制元件被操作性地耦接於阻力施加元件，使得當阻力控制元件被置於各別的第一及第二位置時，阻力施加元件對鏈條導件的轉動施加不同的第一及第二阻力。

一些自行車包含前及/或後懸吊元件。前懸吊元件典型上包含形成前車輪叉架的二腿部的相對部份的一對減震器，並且後懸吊元件典型上包含一個端部被安裝於車架的前部而另一個端部被安裝於支撐後車輪的樞轉後擺臂(pivoting rear swing arm)的減震器。無論如何，減震器通常包含外部管狀懸吊構件、及軸向地伸縮的內部管狀懸吊構件。活塞具有密封地且可滑動地接合內部管狀懸吊構件的內周邊表面的外周邊表面，以形成內部設置有壓縮流體例如空氣的壓縮容室。活塞藉著活塞桿而被耦接於外部管狀懸吊構件。一些減震器包含設置在活塞的相反兩側的 分開的容室，使得另外的操作參數例如騎乘高度或行程可被控制。

一些減震器被建構成容許騎車者改變數個操作參數以順應有變化的騎行條件。此些參數包括彈簧預負荷(spring preload)(用於使用螺旋彈簧的減震器)、壓縮阻尼(以控制減震器回抽(retraction)率)、回彈(rebound)阻尼(以控制減震器伸展(extension)率)、平台(platform)阻尼(以阻滯由踩踏力所造成的減震器的振盪)、缸筒壓力、缸筒體積、及閉鎖(lockout)(將常態減震作用打開及關閉的能力)。

自行車經常也包含可調整的座椅。典型的自行車座椅包含被安裝於座柱(seat post)的鞍座(saddle)。座柱被定尺寸成被插入至自行車車架的座管(seat tube)內，並且鉗夾(clamp)被用來將座管繞座柱夾緊且因而將鞍座固持於所想要的高度。一些自行車包含具有齒輪的電馬達，而齒輪接合座柱上的齒輪齒以電動地調整鞍座高度及將鞍座保持於所想要的高度。

概括而言，本發明揭示用來控制多個自行車操作特性的裝置的各種不同特徵。在一個特徵中，提供包含摩擦元件的自行車撥鏈器，其中摩擦元件被操作性地配置在可移動構件與鏈條導件之間，以於鏈條導件的第一旋轉方向摩擦性地提供摩擦阻力。

並且，於一個方面，一種自行車操作特性控制裝置包含第一自行車組件及第二自行車組件，其中第二自行車組件可從第一狀況改變至第二狀況。第一自行車組件包含用來耦接於自行車車架的底座構件、被耦接用以相對於底座構件移動的可移動構件、及被耦接於可移動構件以用來回應可移動構件的移動而在多個鏈輪之間引導鏈條的鏈條導件。偏壓裝置對鏈條導件提供偏壓力以用來張緊鏈條，且旋轉阻力改變裝置改變鏈條導件相對於可移動構件的旋轉阻力。第一自行車組件及第二自行車組件被操作性地耦接成使得鏈條導件的旋轉阻力與第二自行車組件的狀況的改變相連地(in coniunction with)改變。另外的發明特徵會從以下的敘述顯明，並且此些特徵可與以上特徵組合以提供額外的益處。

於另一方面，本發明提供一種自行車撥鏈器，其基本上包含底座構件、可移動構件、鏈條導件、摩擦元件、及馬達。底座構件被建構成被安裝於自行車。可移動構件被可移動地耦接於底座構件。鏈條導件被耦接於可移動構件，以繞旋轉軸線相對於可移動構件旋轉。摩擦元件被操作性地配置在可移動構件與鏈條導件之間，以於鏈條導件的第一旋轉方向摩擦性地提供旋轉阻力。馬達被操作性地耦接於可移動構件，以將可移動構件相對於底座構件移動。

對於熟習此項技術者而言，所揭示的自行車撥鏈器的其他目的、特徵、方面、及有利點從以下連同所附的圖式 揭示自行車撥鏈器的較佳實施例的詳細敘述會顯明。

以下會參考所附的形成此原始揭示的一部份的圖式。

以下參考圖式說明選定的實施例。對於熟習此項技術者而言從此揭示很明顯，以下的實施例的敘述只是被提供來舉例說明，而非要限制由附隨的申請專利範圍及其等效物所界定的本發明。

首先參考圖1，圖中顯示根據一個實施例的包含可調整的組件的特定實施例的自行車10。圖1為自行車10的側視圖。在此實施例中，自行車10為成為山地自行車(mountain bicycle)的形式的運動自行車。自行車10基本上包含前車架部份14、經由樞軸22而可樞轉地耦接於前車架部份14的後車架部份18、具有經由樞軸30而可樞轉地耦接於前車架部份14的前端部及經由樞軸34而可樞轉地耦接於後車架部份18的後端部的後懸吊元件或裝置26、被可旋轉地安裝於前車架部份14且包含一對前懸吊元件或裝置40的前叉架38、被安裝於前叉架38的上方部份的車把總成41、可旋轉地附接於前叉架38的下方部份的前車輪42、可旋轉地附接於後車架部份18的後部的後車輪46、用來制動前車輪42的前制動器48、用來制動後車輪46的後制動器50、及驅動機構52。

驅動機構52包含包括附接有踏板62的一對曲柄臂58的踏板曲柄54、附接於踏板曲柄54的多個前鏈輪64、附 接於後車輪46的多個後鏈輪68、鏈條72、用來使鏈條72與多個前鏈輪64中的所選擇的前鏈輪接合的電控制的前撥鏈器76、及用來使鏈條72與多個後鏈輪68中的所選擇的後鏈輪接合的電控制的後撥鏈器80。前撥鏈器位置感測器78(圖3)被操作性地耦接於前撥鏈器76，以偵測前撥鏈器76的位置且因此偵測目前被鏈條72接合的前鏈輪64的位置。

後撥鏈器80包含底座構件80a(圖3)、被可移動地耦接於底座構件80a的可移動構件80b、及被耦接於可移動構件80b以繞旋轉軸線旋轉的鏈條導件80c。後撥鏈器位置感測器82被操作性地耦接於後撥鏈器80，以偵測後撥鏈器80的位置且因此偵測目前被鏈條72接合的後鏈輪68的位置。旋轉阻力改變裝置83被操作性地耦接於後撥鏈器80，以對鏈條導件80c相對於可移動構件80b的旋轉施加阻力。後撥鏈器80的底座構件80a、可移動構件80b、鏈條導件80c、旋轉阻力改變裝置83、及相關聯的連桿組較佳地是根據以上所討論的美國專利申請案公開第2012/0083371號的教示被建構，其中阻力施加(摩擦)元件及相應的阻力控制單元被用來對其所揭示的鏈條導件相對於可移動構件的旋轉選擇性地施加阻力。驅動器控制單元(driver control unit)84被設置用來電操作(例如，按壓、滑動、或旋轉)被用來控制施加於鏈條導件80c的阻力以及被用來將鏈條導件80c從一個鏈輪移動至另一個鏈輪的機械組件(例如，桿件、凸輪、或按鈕)。

成為鞍座86的形式的自行車座椅經由座柱88而被安裝於前車架部份14，其中座柱88伸縮式地裝配在前車架部份14的座管92內。座椅位置感測器96被安裝於座管92且與座柱88合作，以感測鞍座86相對於座管92的位置。座椅位置驅動器98(圖3)被安裝在座管92內且被連接於座柱88，以調整鞍座86的高度。座椅位置驅動器98可為電馬達，例如螺桿驅動(screw-drive)馬達，或是座椅位置驅動器98可為空氣操作式馬達、液壓流體馬達等。座椅位置感測器96可包含可變電阻(variable electrical resistance)例如安裝於座管92的接觸片(contact strip)及安裝於座柱88的電刷(electrical brush)、具有安裝於座管92的齒輪軸及形成於或安裝於座柱88的齒條的電位計(potentiometer)、包含安裝於座管的光電晶體及安裝於座柱88的快門片(shutter strip)的光學感測器、內部地安裝的壓力感測器(在空氣或液壓驅動馬達的情況中)、或某一其他合適的感測器。

如圖2所示，一對握把100a及100b及一對制動桿件104a及104b被設置在車把總成41的兩個端部上。制動桿件104a被連接於前車輪制動器48以用來制動前車輪42，而制動桿件104b被連接於後車輪制動器50以用來制動後車輪46。兩個命令單元108a及108b被分別設置在握把100a及100b及制動桿件104a及104b的內側。並且，自行車特性控制單元112被附接於車把總成41的中央部份。

命令單元108a及108b被用來將前撥鏈器76及後撥鏈器80換檔、用來控制鞍座86的高度、及用來控制後懸吊裝置26及前懸吊裝置40的操作特性。更明確地說，前換高檔按鈕116a、前換低檔按鈕116b、座椅上升按鈕116c、及前懸吊控制按鈕116d被設置於命令單元108a，而後換高檔按鈕118a、後換低檔按鈕118b、座椅下降按鈕118c、及後懸吊控制按鈕118d被設置於命令單元108b。在此實施例中，換高檔按鈕116a及118a提供訊號至自行車特性控制單元112，以用來分別將前及後撥鏈器76及80換高檔一個齒輪比，而換低檔按鈕116b及118b提供訊號至自行車特性控制單元112，以用來分別將前及後撥鏈器76及80換低檔一個齒輪比。座椅上升按鈕116c提供訊號至自行車特性控制單元112以升高鞍座86，而座椅下降按鈕118c提供訊號至自行車特性控制單元112以降低鞍座86。前及後懸吊控制按鈕116d及118d提供訊號至自行車特性控制單元112以分別控制前及後懸吊裝置40及26的若干作用或功能。這些作用或功能會在以下被更詳細地敘述。

如圖3所示，自行車特性控制單元112經由適當的接線而被電連接於與命令單元108a及108b相關聯的電組件、被電連接於與後懸吊裝置26相關聯的電組件、被電連接於與前懸吊裝置40相關聯的電組件、被電連接於與前撥鏈器76相關聯的電組件、被電連接於與後撥鏈器80相關聯的電組件、及被電連接於與鞍座86相關聯的電組 件。當然，自行車特性控制單元112也可藉著適當的無線通訊裝置而被操作性地耦接於這些組件中的任何一個。

自行車特性控制單元112為微電腦或控制器，其基本上包含具有CPU(中央處理單元)126的控制單元122、記憶體130、用來接收來自座椅位置感測器96的座椅位置訊號的座椅位置訊號接收器131、用來接收來自前撥鏈器位置感測器78及後撥鏈器位置感測器82的檔位訊號的檔位訊號接收器132、提供控制訊號以控制後懸吊元件26及前懸吊元件40的操作參數的懸吊控制單元133、提供控制訊號以控制施加於鏈條導件80c的阻力的阻力控制單元135、用來顯示目前的齒輪比及其他資訊的顯示單元134、電力開關136、模式開關138、及後撥鏈器阻力控制開關140。CPU126為根據記憶體130內所儲存的資訊而操作的程式化處理器。座椅位置訊號接收器131及檔位訊號接收器132可包含適當的輸入端子及暫存器(buffer)，以將輸入訊號轉變成由控制程式使用的正確訊號，且座椅位置訊號接收器131及檔位訊號接收器132可包含無線接收器、光學接收器等。電力開關136將自行車特性控制單元112打開及關閉。模式開關138改變自行車特性控制單元112的操作模式，且可與前懸吊控制按鈕116d及後懸吊控制按鈕118d相連地被使用，以選擇及控制後懸吊元件26及前懸吊元件40的所想要的作用或功能。阻力控制開關140被用來控制旋轉阻力改變裝置83的使用者可控制的操作參數。

如圖2所示，自行車特性控制單元112包含盒狀的殼體142。顯示單元134、電力開關136、模式開關138、及阻力控制開關140被配置在殼體142的上表面上。如圖1及3所示，自行車特性控制單元112藉著連接器單元146而被連接於與前撥鏈器76相關聯的電組件、被連接於與後撥鏈器80相關聯的電組件、被連接於與後懸吊元件26相關聯的電組件、及被連接於與前懸吊元件40相關聯的電組件。

在此實施例中，前懸吊元件40包含一對空氣操作式減震器。如在圖3中示意地顯示的，每一個減震器包含第一構件(例如活塞)148，其相對於第二構件(例如缸筒容室)150移動。外部調整元件被設置用於低速及高速壓縮阻尼(例如，驅動器控制單元154、162及用於每一個設定的分開的桿件操作式的調整旋鈕158及166)、用於行程(活塞行程或壓縮容室體積)(例如，驅動器控制單元170及桿件操作式的調整旋鈕174)、用於空氣容室壓力(例如，驅動器控制單元178及空氣閥182)、用於回彈阻尼(例如，驅動器控制單元186及桿件操作式的調整旋鈕190)、用於閉鎖致動(例如，驅動器控制單元194及桿件操作式的致動旋鈕198)、用於閉鎖力調整(例如，驅動器控制單元200及桿件操作式的調整旋鈕202)、及用於高度調整(例如，驅動器控制單元204及桿件操作式的調整旋鈕或閥206)。

在此實施例中，後懸吊元件26包含組合的空氣及油 操作的減震器，此減震器包含第一構件(例如活塞)207，其相對於具有典型的外部彈簧(圖中未顯示)的第二構件(例如缸筒容室)208移動。外部調整元件被設置用於彈簧預負荷(例如，驅動器控制單元210及桿件操作式的調整螺母214)、用於低速及高速壓縮阻尼(例如，驅動器控制單元218及222及用於每一個設定的分開的桿件操作式的調整旋鈕226及230)、用於空氣容室壓力調整(例如，驅動器控制單元234及空氣壓力調整閥238)、用於空氣容室體積調整(例如，驅動器控制單元242及桿件操作式的調整螺釘246)、用於回彈阻尼(例如，驅動器控制單元250及桿件操作式的調整旋鈕254)、用於閉鎖致動(例如，驅動器控制單元258及桿件操作式的致動旋鈕262)、用於閉鎖力調整(例如，驅動器控制單元266及桿件操作式的調整旋鈕270)、用於平台(抗擺動)調整(例如，驅動器控制單元274及桿件操作式的致動閥278)、及用於高度調整(例如，驅動器控制單元280及桿件操作式的調整旋鈕或閥282)。空氣容室壓力及體積調整可被用來調整主空氣容室的壓力及體積或是用於平台(踩踏)阻尼。此些參數調整的例子可於現行由例如Fox及Manitou所販售的減震器中看得到。

用於以連續的方式實施調整(例如，後懸吊元件26及前懸吊元件40的壓縮阻尼，後撥鏈器80中的旋轉阻力)的調整元件的驅動器控制單元可包含與指示相關聯的旋鈕、桿件、或其他調整元件的操作位置的位置感測器 (例如，電位計、電阻式位置感測器、光學位置感測器、接觸開關等)一起的連續移動馬達或某一其他合適的馬達。如果想要，每一個驅動器控制單元可包含其自己的微處理器，以回應由懸吊控制單元133及阻力控制單元135所提供的訊號而控制其相關聯的馬達的操作及提供狀況訊號至控制單元122。類似地，用於以不連續增量(discrete increment)實施調整(例如，後懸吊元件26及前懸吊元件40的三階段行程調整，用於後撥鏈器80的多階段阻力調整(低、中、高等))的調整元件的驅動器控制單元可包含與指示相關聯的旋鈕、桿件、或其他調整元件的操作位置的位置感測器及與任何想要的額外微處理器一起的步進馬達或某一其他合適的馬達。用於以開/關方式操作(例如，後懸吊元件26及前懸吊元件40的閉鎖致動，用於後撥鏈器80的開/關(ON/OFF)阻力)的調整元件的驅動器控制單元可包含與指示相關聯的旋鈕、桿件、或其他調整元件的操作位置的位置感測器及與任何想要的額外微處理器一起的電磁線圈或某一其他合適的驅動器。

在此實施例中，與後懸吊裝置26相關聯的電組件、與前懸吊裝置40相關聯的電組件、與後撥鏈器80相關聯的電組件、及與鞍座86相關聯的電組件被操作性地耦接成使得對一個組件的改變會導致對至少一個其他組件的狀況或操作特性(例如，第一構件相對於第二構件的位置、移動、壓力、或體積關係)的改變。以下的諸表提供當用於後撥鏈器80的旋轉阻力改變裝置83具有基本的開/關 (ON/OFF)操作時各種不同組件的相連操作的例子。

以下的諸表提供當用於後撥鏈器80的旋轉阻力改變裝置83具有多階段操作時各種不同組件的相連操作的例子。

當然，任何數目的組件的操作可如以下的表所示地被相連。

在較佳實施例中，後撥鏈器阻力作用成為參考變數。換句話說，在使用者設定所想要的後撥鏈器阻力之後，演算法(algorithm)檢查用於後撥鏈器80的旋轉阻力改變裝置83的狀態，然後據以幾近同時地調整其他組件。舉例而言，在表8所示的實施例中，演算法首先判定後撥鏈器阻力是否被設定為關(OFF)。如果是，則前懸吊裝置40的高度被設定為低(LOW)，後懸吊裝置26的平台阻 尼被設定為開(ON)，而鞍座86的高度被設定為高(HIGH)。當然，任何組件的狀況或操作特性可根據應用而被使用成為參考變數，並且多於一個的組件的狀況或操作特性可經由適當的布林(Boolean)操作而被使用成為組合的參考變數。

雖然以上為發明特徵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的另外的修改。舉例而言，在所述的實施例中，對後撥鏈器80的鏈條導件80c的旋轉所施加的阻力、鞍座86的高度、及後懸吊裝置26及前懸吊裝置40的操作特性被電控制，但是此處的教示也可應用於一或多個組件的手動操作。舉例而言，如在圖4中示意地顯示的，單一的手動操作的控制裝置300例如控制桿件可經由兩個並聯連接的包登(Bowden)纜線304及308而被耦接於旋轉阻力改變裝置83中的手動操作的控制組件，以及被耦接於座椅位置驅動器98中的手動操作的控制組件，其中包登纜線304及308的每一個的一個端部被操作性地耦接於手動操作的控制裝置300，而包登纜線304的另一端部被操作性地耦接於旋轉阻力改變裝置83中的手動操作的控制組件，且包登纜線308的另一端部被操作性地耦接於座椅位置驅動器98中的手動操作的控制組件。

或者，如在圖5中示意地顯示的，手動操作的控制裝置300經由第一包登纜線312而被操作性地耦接於旋轉阻力改變裝置83中的手動操作的控制組件，而座椅位置驅 動器98中的手動操作的控制組件可經由被編接(spliced)於第一包登纜線312的中間位置320的第二包登纜線316而被操作性地耦接於手動操作的控制裝置300。

如在圖6中示意地顯示的，手動操作的控制裝置300可經由第一包登纜線324而被操作性地耦接於旋轉阻力改變裝置83中的手動操作的控制組件，並且可分別經由包登纜線332或經由編接的包登纜線336、經由包登纜線340或經由編接的包登纜線344、及/或經由包登纜線354或經由編接的包登纜線358而被選擇性地操作性地並聯耦接於座椅位置驅動器98中的手動操作的控制組件、耦接於前懸吊元件40中的一或多個手動操作的控制組件328、及/或耦接於後懸吊元件26中的一或多個手動操作的控制組件350。當然，組件也可被操作性地串聯耦接。

雖然空氣操作的減震器及油操作的減震器被揭示，但是任何的壓力操作式或彈簧操作式減震器都可被使用，例如液壓操作式減震器。任何數目的組件的第一構件相對於第二構件的任何操作特性(例如，壓力、體積、位置、諸如開/關(ON/OFF)、速度、或加速度等的移動、對移動的阻力等)均可根據一或多個參考組件的類似操作特性而被控制。

此處所用的減震器的字眼「閉鎖」並非必定表示第一減震構件(例如外部管狀懸吊構件)相對於第二減震構件(例如伸縮式的內部管狀懸吊構件)完全不能移動。閉鎖 指的是將常態減震作用關閉。在閉鎖狀態中，由於製造及/或液壓的公差，因此第一減震構件可能相對於第二減震構件會有一些移動。並且，一些減震器可能具有陡震臨限值(shock threshold)，而在超過此陡震臨限值時，第一減震構件會被容許相對於第二減震構件大幅地移動，或是甚至是將常態減震作用打開，以避免在嚴苛的騎行情況期間使減震器受損。

在所揭示的實施例中，自行車組件例如前懸吊元件40、後撥鏈器80等作用成為被主控制裝置(master control device)例如命令單元108a及108b操作的從屬裝置(slave device)。換句話說，由命令單元108a及108b控制的自行車組件並不作用成為直接操作其他自行車組件的主控制裝置。但是，在一些實施例中，作用成為從屬組件的自行車組件也可作用成為用於某一其他自行車組件的主控制裝置。

現在參考圖7至23，以下更詳細地討論後撥鏈器80的一種較佳組態。底座構件80a被建構成使用固定螺栓370而被安裝於自行車10的後車架部份18。此處，後撥鏈器80設置有用來將可移動構件80b相對於底座構件80a移動的馬達372。馬達372被安裝於底座構件80a。後撥鏈器80另外包含用來將可移動構件80b可移動地耦接於底座構件80a的連桿組374。換句話說，可移動構件80b經由連桿組374而被可移動地耦接於底座構件80a。馬達372具有輸出軸376，其被耦接於連桿組374以將可移動 構件80b相對於底座構件80a在低檔位置(圖7至9)與高檔位置(圖10至12)之間移動。

連桿組374較佳地包含第一連桿380及第二連桿382。第一及第二連桿380及382具有可樞轉地連接於底座構件80a的第一端部、及可樞轉地連接於可移動構件80b的第二端部，以界定四桿連桿組配置。如在圖13中最佳所見的，第一偏壓元件384將可移動構件80b及鏈條導件80c相對於底座構件80a朝向低檔位置偏壓。在舉例說明的實施例中，第一偏壓元件384為壓縮彈簧，其一端部鉤掛在第一連桿380上且第二端部鉤掛在第二連桿382上。馬達372的輸出軸376藉著控制連桿386而被連接於第一連桿380。馬達372為可逆電馬達，使得輸出軸376於一個方向的旋轉將可移動構件80b及鏈條導件80c相對於底座構件80a朝向低檔位置移動，並且輸出軸376於另一方向的旋轉將可移動構件80b及鏈條導件80c相對於底座構件80a朝向高檔位置移動。

鏈條導件80c相對地傳統且包含一對滑輪P1及P2。鏈條導件80c被可旋轉地耦接於可移動構件80b，以繞旋轉軸線A相對於可移動構件80b旋轉。特別是，如在圖21中所見的，旋轉軸390被固定於鏈條導件80c且被可旋轉地耦接於可移動構件80b。旋轉軸390的縱向中心軸線界定鏈條導件80c相對於可移動構件80b繞著旋轉的旋轉軸線A。在此舉例說明的實施例中，旋轉軸390如在圖21中所見的是由被可移去地連接在一起的三個區段390a、 390b、及390c構成。

後撥鏈器80另外包含摩擦元件392，其被操作性地配置在可移動構件80b與鏈條導件80c之間，以於鏈條導件80c的第一旋轉方向D1摩擦性地提供旋轉阻力。第一旋轉方向D1為在從可移動構件80b的非面向車架側沿著旋轉軸線A觀看的情況下鏈條導件80c繞旋轉軸線A的逆時針旋轉方向。馬達372經由連桿組374而被操作性地耦接於可移動構件80b，以將可移動構件80b相對於底座構件80a移動，而此導致鏈條導件80c繞旋轉軸線A相對於可移動構件80b旋轉。

第二偏壓元件394被設置在可移動構件80b與鏈條導件80c之間，以將鏈條導件80c繞旋轉軸線A偏壓於與第一旋轉方向D1相反的第二旋轉方向D2。因此，第二旋轉方向D2為在從可移動構件80b的非面向車架側沿著旋轉軸線A觀看的情況下鏈條導件80c繞旋轉軸線A的順時針旋轉方向。在此舉例說明的實施例中，如在圖21中所見的，第二偏壓元件394為扭力彈簧，其具有被設置在於可移動構件80b的開口中的第一端部、及被設置在於鏈條導件80c的開口中的第二端部。

如在圖17至23中所見的，摩擦元件392繞旋轉軸390被設置在可移動構件80b上。基本上，摩擦元件392在馬達372將可移動構件80b相對於底座構件80a朝向低檔位置移動時增大馬達372的操作能量。馬達372的操作能量對於將可移動構件80b朝向低檔位置與朝向高檔位置 移動而言實質上相等。

如圖17至23所示，摩擦元件392構成阻力施加元件。在此舉例說明的實施例中，單向離合器396被設置在摩擦元件392與旋轉軸390之間。摩擦元件392對鏈條導件80c於第一旋轉方向D1相對於可移動構件80b的轉動施加阻力。特別是，摩擦元件392藉著對單向離合器396的旋轉施加摩擦阻力而對鏈條導件80c的轉動施加摩擦阻力。保護蓋件398被安裝於可移動構件80b，以保護及圍封單向離合器396及摩擦元件392與外部環境隔離。

如在圖22中所見的，旋轉軸390在此實施例中形成單向離合器396的內座圈(inner race)。特別是，單向離合器396包含內座圈390a(旋轉軸390的一部份)、外座圈(outer race)400、多個滾子402、及滾子扣持件404。因此，在此實施例中，單向離合器396為滾子離合器。摩擦元件392對單向離合器396的外座圈400的外周邊表面施加摩擦。

如在圖23中所見的，滾子扣持件404包含彈簧總成406、上方扣持件環件408、下方扣持件環件410、及多個扣持件柱件412。在圖23中，滾子扣持件404被顯示處於就在彈簧總成406的最終緊固於上方扣持件環件408之前的組裝狀態中。在此實施例中，彈簧總成406包含薄盤形的頂部板件414及多個在圓周上設置的板片彈簧416。頂部板件414被裝配在形成在上方扣持件環件408的頂部處的形狀相符的凹入表面內。頂部板件414包含與形成於上 方扣持件環件408的中心開口對準的中心開口，以用來接收旋轉軸390。因為單向離合器396在美國專利申請案公開第2012/0083371號中有詳細的討論，所以此處不進一步詳細討論單向離合器396。

以此配置，馬達372的操作能量對於將可移動構件朝向低檔位置與朝向高檔位置移動而言實質上相等。換句話說，摩擦元件392在馬達372將可移動構件80b相對於底座構件80a朝向低檔位置移動時增大馬達372的操作能量。摩擦元件392於鏈條導件80c的第一旋轉方向D1摩擦性提供旋轉阻力。因此，鏈條導件80c朝向低檔位置的向內換檔或移位的操作能量大於鏈條導件80c朝向高檔位置的向外換檔或移位的操作能量。然而，因為鏈條導件80c藉著第一偏壓元件384而被偏壓於低檔位置，所以對於向內換檔或移位與向外換檔或移位而言的馬達372的操作能量可被平衡成彼此相同(亦即，在常態製造公差內相同)。因此，馬達372的齒輪單元的減速比變得小，且撥鏈器可成為較為小型(compact)。

參考圖15至20，在此舉例說明的實施例中，摩擦元件392可被調整，以控制藉著摩擦元件392而施加於旋轉軸390及鏈條導件80c的阻力大小。特別是，摩擦元件392包含摩擦施加構件418、初始設定部份420、凸輪部份422、及控制桿件424。初始設定部份420被可調整地安裝於可移動構件80b的殼體。初始設定部份420被定位成接觸摩擦元件392的可移動端部部份中的一個，而摩擦元件 392的另一個可移動端部部份接觸凸輪部份422。凸輪部份422被固定於控制桿件424成為使得控制桿件424的旋轉會旋轉凸輪部份422。當控制桿件424在圖19中於逆時針方向被樞轉時，凸輪部份422的此旋轉擠壓摩擦元件392的可移動端部部份而增大在旋轉軸390上的摩擦阻力。相反地，當控制桿件424在圖20中於順時針方向被樞轉時，因為摩擦元件392的可移動端部部份張開，所以旋轉軸390上的旋轉阻力減小。

如在圖24中所見的，圖中顯示具有替代性的摩擦元件492的可移動構件480b。此可移動構件480b被用於後撥鏈器80，且因此取代後撥鏈器80的可移動構件80b。基本上，可移動構件480b如同在先前的實施例中被可移動地安裝在鏈條導件80c的旋轉軸390上。此處，在此實施例中，摩擦元件492基本上包含單向滾子離合器單元494、摩擦套筒496、及調整螺栓498。滾子離合器單元494被直接設置在旋轉軸390上。摩擦套筒496被設置在滾子離合器單元494與可移動構件480b的內表面500之間。滾子離合器單元494包含接觸旋轉軸390的內座圈494a、及接觸摩擦套筒496的內表面的外座圈494b。摩擦套筒496為由樹脂材料製成的開口套筒(split sleeve)，而其外表面496a成推拔狀。或者，摩擦套筒496的內表面可成推拔狀。無論如何，調整螺栓498被螺合至可移動構件480b內，以調整外座圈494b與摩擦套筒496之間的摩擦大小。以此配置，馬達372的操作能量對於將可移動 構件朝向低檔位置與朝向高檔位置移動而言實質上相等。換句話說，摩擦元件492在馬達372將可移動構件480b相對於底座構件80a朝向低檔位置移動時增大馬達372的操作能量。

摩擦元件492於鏈條導件80c的第一旋轉方向D1摩擦性地提供旋轉阻力。因此，鏈條導件80c朝向低檔位置的向內換檔或移位的操作能量大於鏈條導件80c朝向高檔位置的向外換檔或移位的操作能量。然而，因為鏈條導件80c藉著第一偏壓元件384而被偏壓於低檔位置，所以對於向內換檔或移位與向外換檔或移位而言的馬達372的操作能量可被平衡成彼此相同(亦即，在常態製造公差內相同)。因此，馬達372的齒輪單元的減速比變得小，且撥鏈器可成為較為小型(compact)。

參考圖26至28，圖中顯示根據另一實施例的後撥鏈器580。後撥鏈器580包含底座構件580a、被可移動地耦接於底座構件580a的可移動構件580b、及被耦接於可移動構件580b以繞旋轉軸線A旋轉的鏈條導件580c。此處，後撥鏈器580設置有用來將可移動構件580b相對於底座構件580a移動的馬達582。馬達582被安裝於底座構件580a。後撥鏈器580另外包含用來將可移動構件580b可移動地耦接於底座構件580a的連桿組584。換句話說，可移動構件580b經由連桿組584而被可移動地耦接於底座構件580a。馬達582具有輸出軸(未顯示)，其被耦接於連桿組584以將可移動構件580b相對於底座構件580a 在低檔位置與高檔位置之間移動。

連桿組584較佳地包含第一連桿586及第二連桿588。第一及第二連桿586及588具有被可樞轉地連接於底座構件580a的第一端部、及被可樞轉地連接於可移動構件580b的第二端部，以界定四桿連桿組配置。類似於後撥鏈器80，第一偏壓元件將可移動構件580b及鏈條導件580c相對於底座構件580a朝向低檔位置偏壓。

此處，第一及第二連桿586及588被配置成使得第一及第二連桿586及588的樞轉軸線不傾斜。以此方式，「不傾斜平行四邊形」相對於鏈條導件580c的橫向移動形成為使得在鏈條導件580c於低檔位置與高檔位置之間移動時，鏈條導件580c只水平向地移動。換句話說，後撥鏈器580為非傾斜式撥鏈器。另一方面，後撥鏈器80為傾斜式撥鏈器，其中在鏈條導件80c於低檔位置與高檔位置之間移動時，鏈條導件80c水平向地且直立向地移動。

可移動構件580b及鏈條導件580c的構造與可移動構件80b及鏈條導件80c的構造相同。因此，可移動構件580b及鏈條導件580c不再被進一步討論。並且，摩擦元件592被操作性地配置在可移動構件580b與鏈條導件580c之間，以於鏈條導件580c的第一旋轉方向D1摩擦性地提供旋轉阻力。摩擦元件592與以上所討論的摩擦元件392相同。

雖然只選擇選定的實施例來舉例說明本發明，但是對 於熟習此項技術者而言從此揭示很明顯，在不離開如附隨的申請專利範圍中所界定的本發明的範圍下，可實施各種不同的改變及修正。例如，各種不同組件的尺寸、形狀、位置、或定向可依需要及/或所想要的被改變，只要不會在實質上改變其所意欲達成的作用或功能。顯示成為互相直接連接或接觸的組件可有設置在其間的中間結構，除非被明確地敘述並非如此。一個元件的功能可由二個元件來實施，並且反之亦然，除非被明確地敘述並非如此。一個實施例的結構及功能可被採用在另一個實施例中。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為申請人的另外發明的分開敘述，包含由此種特徵所具體實施的結構及/或功能概念。因此，以上根據本發明的實施例的敘述只是舉例說明用，而非以限制由附隨的申請專利範圍及其等效物所界定的本發明為目的。

10‧‧‧自行車

14‧‧‧前車架部份

18‧‧‧後車架部份

22‧‧‧樞軸

26‧‧‧後懸吊元件，後懸吊裝置

30‧‧‧樞軸

34‧‧‧樞軸

38‧‧‧前叉架

40‧‧‧前懸吊元件，前懸吊裝置

41‧‧‧車把總成

42‧‧‧前車輪

46‧‧‧後車輪

48‧‧‧前制動器

50‧‧‧後制動器

52‧‧‧驅動機構

54‧‧‧踏板曲柄

58‧‧‧曲柄臂

62‧‧‧踏板

64‧‧‧前鏈輪

68‧‧‧後鏈輪

72‧‧‧鏈條

76‧‧‧前撥鏈器

78‧‧‧前撥鏈器位置感測器

80‧‧‧後撥鏈器

80a‧‧‧底座構件

80b‧‧‧可移動構件

80c‧‧‧鏈條導件

82‧‧‧後撥鏈器位置感測器

83‧‧‧旋轉阻力改變裝置

84‧‧‧驅動器控制單元

86‧‧‧鞍座

88‧‧‧座柱

92‧‧‧座管

96‧‧‧座椅位置感測器

98‧‧‧座椅位置驅動器

100a‧‧‧握把

100b‧‧‧握把

104a‧‧‧制動桿件

104b‧‧‧制動桿件

108a‧‧‧命令單元

108b‧‧‧命令單元

112‧‧‧自行車特性控制單元

116a‧‧‧前換高檔按鈕

116b‧‧‧前換低檔按鈕

116c‧‧‧座椅上升按鈕

116d‧‧‧前懸吊控制按鈕

118a‧‧‧後換高檔按鈕

118b‧‧‧後換低檔按鈕

118c‧‧‧座椅下降按鈕

118d‧‧‧後懸吊控制按鈕

122‧‧‧控制單元

126‧‧‧中央處理單元(CPU)

130‧‧‧記憶體

131‧‧‧座椅位置訊號接收器

132‧‧‧檔位訊號接收器

133‧‧‧懸吊控制單元

134‧‧‧顯示單元

135‧‧‧阻力控制單元

136‧‧‧電力開關

138‧‧‧模式開關

140‧‧‧後撥鏈器阻力控制開關

142‧‧‧殼體

146‧‧‧連接器單元

148‧‧‧第一構件

150‧‧‧第二構件

154‧‧‧驅動器控制單元

158‧‧‧調整旋鈕

162‧‧‧驅動器控制單元

166‧‧‧調整旋鈕

170‧‧‧驅動器控制單元

174‧‧‧調整旋鈕

178‧‧‧驅動器控制單元

182‧‧‧空氣閥

186‧‧‧驅動器控制單元

190‧‧‧調整旋鈕

194‧‧‧驅動器控制單元

198‧‧‧致動旋鈕

200‧‧‧驅動器控制單元

202‧‧‧調整旋鈕

204‧‧‧驅動器控制單元

206‧‧‧調整旋鈕或閥

207‧‧‧第一構件

208‧‧‧第二構件

210‧‧‧驅動器控制單元

214‧‧‧調整螺母

218‧‧‧驅動器控制單元

222‧‧‧驅動器控制單元

226‧‧‧調整旋鈕

230‧‧‧調整旋鈕

234‧‧‧驅動器控制單元

238‧‧‧空氣壓力調整閥

242‧‧‧驅動器控制單元

246‧‧‧調整螺釘

250‧‧‧驅動器控制單元

254‧‧‧調整旋鈕

258‧‧‧驅動器控制單元

262‧‧‧致動旋鈕

266‧‧‧驅動器控制單元

270‧‧‧調整旋鈕

274‧‧‧驅動器控制單元

278‧‧‧致動閥

280‧‧‧驅動器控制單元

282‧‧‧調整旋鈕或閥

300‧‧‧手動操作的控制裝置

304‧‧‧包登纜線

308‧‧‧包登纜線

312‧‧‧第一包登纜線

316‧‧‧第二包登纜線

320‧‧‧中間位置

324‧‧‧第一包登纜線

328‧‧‧手動操作的控制組件

332‧‧‧包登纜線

336‧‧‧包登纜線

340‧‧‧包登纜線

344‧‧‧包登纜線

350‧‧‧手動操作的控制組件

354‧‧‧包登纜線

358‧‧‧包登纜線

370‧‧‧固定螺栓

372‧‧‧馬達

374‧‧‧連桿組

376‧‧‧輸出軸

380‧‧‧第一連桿

382‧‧‧第二連桿

384‧‧‧第一偏壓元件

386‧‧‧控制連桿

390‧‧‧旋轉軸

390a‧‧‧旋轉軸的區段，內座圈

390b‧‧‧旋轉軸的區段

390c‧‧‧旋轉軸的區段

392‧‧‧摩擦元件

394‧‧‧第二偏壓元件

396‧‧‧單向離合器

398‧‧‧保護蓋件

400‧‧‧外座圈

402‧‧‧滾子

404‧‧‧滾子扣持件

406‧‧‧彈簧總成

408‧‧‧上方扣持件環件

410‧‧‧下方扣持件環件

412‧‧‧扣持件柱件

414‧‧‧頂部板件

416‧‧‧板片彈簧

418‧‧‧摩擦施加構件

420‧‧‧初始設定部份

422‧‧‧凸輪部份

424‧‧‧控制桿件

480b‧‧‧可移動構件

492‧‧‧摩擦元件

494‧‧‧單向滾子離合器單元

494a‧‧‧內座圈

494b‧‧‧外座圈

496‧‧‧摩擦套筒

496a‧‧‧外表面

498‧‧‧調整螺栓

500‧‧‧內表面

580‧‧‧後撥鏈器

580a‧‧‧底座構件

580b‧‧‧可移動構件

580c‧‧‧鏈條導件

582‧‧‧馬達

584‧‧‧連桿組

586‧‧‧第一連桿

588‧‧‧第二連桿

592‧‧‧摩擦元件

A‧‧‧旋轉軸線

D1‧‧‧第一旋轉方向

D2‧‧‧第二旋轉方向

P1‧‧‧滑輪

P2‧‧‧滑輪

圖1為包含可調整的組件的特定實施例的自行車的側視圖。

圖2為圖1所示的自行車的車把安裝組件的特定實施例的詳細視圖。

圖3為圖1所示的自行車的控制機構的特定實施例的方塊圖。

圖4為圖1所示的自行車的被操作性地耦接於兩個其 他自行車組件的手動操作的控制裝置的示意圖。

圖5為圖1所示的自行車的被操作性地耦接於兩個其他自行車組件的手動操作的控制裝置的另一實施例的示意圖。

圖6為圖1所示的自行車的被操作性地耦接於兩個或多於兩個的其他自行車組件的手動操作的控制裝置的示意圖。

圖7為圖1所示的自行車的後部的部份側視圖，其中後撥鏈器處於第一(低速)操作位置。

圖8為圖7所示的後撥鏈器的前視圖。

圖9為圖7及8所示的後撥鏈器的車架側視圖。

圖10為圖1所示的自行車的後部的部份側視圖，其中後撥鏈器處於第二(高速)操作位置。

圖11為圖10所示的後撥鏈器的前視圖。

圖12為圖10及11所示的後撥鏈器的車架側視圖。

圖13為圖7至12所示的後撥鏈器的車架側立體圖。

圖14為圖7至13所示的後撥鏈器的非車架側立體圖。

圖15為圖7至14所示的後撥鏈器的可移動構件的前視圖，其中摩擦元件附接於可移動構件。

圖16為圖7至14所示的後撥鏈器的可移動構件的前方立體圖，其中摩擦元件附接於可移動構件。

圖17為圖7至14所示的後撥鏈器的一部份的部份非車架側視圖，其中摩擦元件的蓋件被移去。

圖18為圖7至14所示的後撥鏈器的前述部份的部份非車架側立體圖，其中摩擦元件的蓋件被移去，且可移動構件的部份被破除。

圖19為圖7至14所示的後撥鏈器的可移動構件的非車架側視圖，其中摩擦元件附接於可移動構件，且其中摩擦元件處於第一摩擦施加位置。

圖20為圖7至14所示的後撥鏈器的可移動構件的非車架側視圖，其中摩擦元件附接於可移動構件，且其中摩擦元件處於第二摩擦施加位置。

圖21為圖7至14所示的後撥鏈器的可移動構件及摩擦元件的剖面圖。

圖22為圖7至14所示的後撥鏈器的滾子離合器的橫向剖面圖。

圖23為用於圖7至14所示的後撥鏈器的滾子離合器的滾子扣持件的立體圖。

圖24為與圖7至14所示的後撥鏈器一起使用的具有替代性摩擦元件的可移動構件的剖面圖。

圖25為圖24所示的替代性摩擦元件的一部份的端視圖。

圖26為根據另一實施例的後撥鏈器的非車架側視圖。

圖27為圖26所示的後撥鏈器的後方立體圖。

圖28為圖26及27所示的後撥鏈器的頂部立體圖。

18‧‧‧後車架部份

68‧‧‧後鏈輪

72‧‧‧鏈條

80‧‧‧後撥鏈器

80a‧‧‧底座構件

80b‧‧‧可移動構件

80c‧‧‧鏈條導件

370‧‧‧固定螺栓

372‧‧‧馬達

374‧‧‧連桿組

376‧‧‧輸出軸

386‧‧‧控制連桿

392‧‧‧摩擦元件

A‧‧‧旋轉軸線

P2‧‧‧滑輪

Claims (14)

1. 一種自行車撥鏈器，包含：底座構件，其被建構成被安裝於自行車；可移動構件，其被可移動地耦接於該底座構件；鏈條導件，其被耦接於該可移動構件，以繞旋轉軸線相對於該可移動構件旋轉；摩擦元件，其被操作性地配置在該可移動構件與該鏈條導件之間，以於該鏈條導件的第一旋轉方向摩擦性地提供旋轉阻力；及馬達，其被操作性地耦接於該可移動構件，以將該可移動構件相對於該底座構件移動。
2. 如申請專利範圍第1項所述的自行車撥鏈器，其中該第一旋轉方向為在從該可移動構件的非面向車架側沿著該旋轉軸線觀看的情況下該鏈條導件繞該旋轉軸線的逆時針旋轉方向。
3. 如申請專利範圍第1項所述的自行車撥鏈器，另外包含：第一偏壓元件，其將該可移動構件及該鏈條導件相對於該底座構件朝向低檔位置偏壓。
4. 如申請專利範圍第3項所述的自行車撥鏈器，其中該第一旋轉方向為在從該可移動構件的非面向車架側沿著該旋轉軸線觀看的情況下該鏈條導件繞該旋轉軸線的逆時針旋轉方向。
5. 如申請專利範圍第3項所述的自行車撥鏈器，其中 在該馬達將該可移動構件相對於該底座構件朝向該低檔位置移動時，該摩擦元件增大該馬達的操作能量。
6. 如申請專利範圍第5項所述的自行車撥鏈器，其中該馬達的該操作能量對於將該可移動構件朝向該低檔位置與朝向高檔位置移動而言相等。
7. 如申請專利範圍第1項所述的自行車撥鏈器，另外包含：第二偏壓元件，其將該鏈條導件繞該旋轉軸線偏壓於與該第一旋轉方向相反的第二旋轉方向。
8. 如申請專利範圍第7項所述的自行車撥鏈器，其中該第一旋轉方向為在從該可移動構件的非面向車架側沿著該旋轉軸線觀看的情況下該鏈條導件繞該旋轉軸線的逆時針旋轉方向。
9. 如申請專利範圍第1項所述的自行車撥鏈器，另外包含：連桿組，其將該可移動構件可移動地耦接於該底座構件。
10. 如申請專利範圍第9項所述的自行車撥鏈器，其中該馬達被安裝於該底座構件，且該馬達具有輸出軸，該輸出軸被耦接於該連桿組以將該可移動構件在低檔位置與高檔位置之間移動。
11. 如申請專利範圍第1項所述的自行車撥鏈器，另外包含： 旋轉軸，其被固定於該鏈條導件且被可旋轉地耦接於該可移動構件，該摩擦元件繞該旋轉軸被設置在該可移動構件上。
12. 如申請專利範圍第11項所述的自行車撥鏈器，另外包含：單向離合器，其被設置在該摩擦元件與該旋轉軸之間。
13. 如申請專利範圍第12項所述的自行車撥鏈器，其中該旋轉軸包含該單向離合器的內座圈。
14. 如申請專利範圍第12項所述的自行車撥鏈器，其中該摩擦元件對該單向離合器的外座圈的外周邊表面施加摩擦。