TWI641531B - 自行車後變速器 - Google Patents

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TWI641531B
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彥豪金屬工業股份有限公司
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Abstract

一種自行車後變速器，適於裝設於一車架。自行車後變速器包含一組裝架組件、一連桿組件及一活動件。組裝架組件包含一樞軸、一架體、一阻力施加件及一阻力控制件。樞軸用以固設於車架，架體可轉動地設置於樞軸。阻力施加件設置於架體，用以對樞軸施加阻力，以調整架體與樞軸之間的旋轉阻抗。阻力控制件設置於架體，用以控制阻力施加件，以調整阻力施加件施加於樞軸的阻力的大小。連桿組件樞設於組裝架組件。活動件樞設於連桿組件。

Description

自行車後變速器
本發明係關於一種自行車後變速器，特別是一種具有緩衝功能及定位功能的自行車後變速器。
近年來自行車的市場蓬勃發展，無論是競賽型的高階自行車，或是作為代步工具及休閒娛樂的大眾型自行車，都受到消費者的喜愛，促使廠商更加重視使用者對於自行車功能的需求，而在車體材料及配備功能上不斷地改善精進。一般來說，自行車係設置有前齒盤和後飛輪，並掛設有鏈條以將二者銜接。使用者踩動踏板以轉動前齒盤，並透過鏈條帶動後飛輪轉動，而一併帶動後車輪使自行車前進。除此之外，自行車上常配置有變速器，供使用者調整踩踏的壓力。具體而言，自行車變速器包括前變速器和後變速器，其係分別用來控制鏈條在前齒盤和後飛輪的位置。藉由切換檔位來調整前齒盤和後飛輪的齒數比，以達到調整踩踏壓力的目的。
其中，後變速器係安裝於自行車的車架，以控制鏈條在後飛輪上的位置。然而，當自行車行駛於山路等地形忽高忽低的顛簸路面時，自行車會受顛簸路面影響而產生猛烈的衝擊與晃動，此衝擊與晃動有可能導致後變速器損壞或鏈條脫鏈。此外，在拆裝自行車後輪時，後變速器與鏈條因緊鄰於後輪旁，故往往易成為後輪拆裝的阻礙。
本發明在於提供一種自行車後變速器，藉以解決先前技術中所述之自行車會受到顛簸路面影響而導致後變速器損壞或脫鏈的問題，以及，解決先前技術中，後變速器與鏈條往往易成為後輪拆裝的阻礙的問題。
本發明之一實施例所揭露之自行車後變速器，適於裝設於一車架。自行車後變速器包含一組裝架組件、一連桿組件以及一活動件。組裝架組件包含一樞軸、一架體、一阻力施加件以及一阻力控制件。樞軸用以固設於車架，且架體可轉動地設置於樞軸。阻力施加件設置於架體，用以對樞軸施加阻力，以調整架體與樞軸之間的旋轉阻抗。阻力控制件設置於架體，用以控制阻力施加件，以調整阻力施加件施加於樞軸的阻力的大小。連桿組件樞設於組裝架組件，且活動件樞設於連桿組件。
本發明之另一實施例所揭露之自行車後變速器，適於裝設一車架。自行車後變速器包含一組裝架組件、一連桿組件以及一活動件。組裝架組件包含一樞軸、一架體、一墊片以及一軸桿。樞軸用以固設於車架，且架體可轉動地設置於樞軸。樞軸穿設架體與墊片，且墊片介於架體與車架之間。墊片用以固定於車架上，且架體可相對墊片轉動。軸桿穿設架體。連桿組件樞設於組裝架組件，且活動件樞設於連桿組件。其中，架體可相對墊片轉動而具有一使用位置及一收納位置，且軸桿具有一抵靠端。當架體位於使用位置時，抵靠端位於墊片朝向架體的一表面旁。當架體位於收納位置時，軸桿可沿其一軸線的延伸方向位移，使軸桿的抵靠端抵靠於墊片。
根據上述實施例所揭露的自行車後變速器，藉由凸輪可轉動地抵壓於夾持套，以調整夾持套夾持樞軸的夾持力道，來因應不同顛簸程度的路面。也就是說，即便受到顛簸路面影響而產生的震動力超出設於導鏈架(cage)之彈簧的張力與離合器的拘束力，夾持套夾持於樞軸的夾持力仍能有效減少後變速器整體的晃動，以降低鏈條擺動的情況與增加後變速器整體穩定性，進而降低後變速器損壞的機率與鏈條脫鏈的機率。
此外，欲拆裝自行車後輪時，可將後變速器整體朝向自行車車體後方的位置移動，如此可使後變速器與後輪之間有更大的空間。並且，藉由軸桿沿軸線平移而抵靠於墊片側緣以固定後變速器的位置，有利於使用者拆裝後輪。
以上關於本發明內容的說明及以下實施方式的說明係用以示範與解釋本發明的原理，並且提供本發明的專利申請範圍更進一步的解釋。
以下在實施方式中詳細敘述本發明之實施例之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何本領域中具通常知識者了解本發明之實施例之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何本領域中具通常知識者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。以下之實施例係進一步詳細說明本發明之觀點，但非以任何觀點限制本發明之範疇。
請參閱圖1至圖3。圖1為根據本發明第一實施例所述之自行車後變速器的立體示意圖。圖2為圖1之自行車後變速器中組裝架組件內部元件與墊片的立體示意圖。圖3為圖1之自行車後變速器中組裝架組件與墊片的分解示意圖。
本實施例之自行車後變速器1包含一組裝架組件10、一連桿組件70以及一活動件80。
組裝架組件10用以設置於一車架3，連桿組件70可例如為二個連桿件，且各連桿件的兩端分別樞設於組裝架組件10與活動件80而形成一四連桿結構。活動件80可連接一導鏈輪81與一張力輪82，用以供一自行車鏈條(未繪示)設置。於本實施例中，活動件80可透過連桿組件70的樞接而相對組裝架組件10擺動。此外，本實施例之自行車後變速器1更包含一墊片30，以裝設組裝架組件10與車架3，詳細描述請容後一併說明。
如圖2及圖3所示，組裝架組件10包含一樞軸100、一架體110、一阻力施加件120、一阻力控制件130、一軸桿140、一操作桿141、一彈簧150以及一側蓋160。樞軸100係用以固設於車架3。架體110可轉動地設置於樞軸100上。
阻力施加件120設置於架體110，且阻力施加件120係用以對樞軸100施加阻力，以調整架體110與樞軸100之間的旋轉阻抗。於本實施例中，阻力施加件120係為一夾持套120，但不以此為限。夾持套120包含一夾持段121、一固定段122以及一移動段123。固定段122與移動段123分別連接於夾持段121的兩端。固定段122固設於架體110上，而夾持段121圍繞著樞軸100使移動段123相鄰於固定段122且保持一距離。
請參閱圖4及圖5。圖4為圖2之凸輪位於夾持位置的側視圖。圖5為圖2之凸輪位於釋放位置的側視圖。阻力控制件130設置於架體110，且阻力控制件130用以控制阻力施加件120，以調整阻力施加件120施加於樞軸100的阻力的大小。於本實施例中，阻力控制件130係為一凸輪130。凸輪130樞設於架體110，且凸輪130相鄰於夾持套120的移動段123。凸輪130可以一軸線C為其旋轉中心線相對架體110旋轉而於一夾持位置與一釋放位置間轉動。並且，在凸輪130相對架體110轉動的過程中，凸輪130可推抵夾持套120之移動段123相對靠近或遠離固定段122而調整夾持段121夾持樞軸100之夾持力道。具體來說，凸輪130具有一推抵曲面131，且推抵曲面131具有相對的一第一側1311及一第二側1312。推抵曲面131與軸線C間的距離自第一側1311朝第二側1312遞減。當凸輪130位於夾持位置時，推抵曲面131之第一側1311推抵移動段123，以使移動段123相對靠近固定段122，而使夾持段121的內徑縮小，以增加夾持段121夾持樞軸100之夾持力道。當凸輪130自夾持位置旋轉至釋放位置時，變成透過推抵曲面131之第二側1312推抵移動段123，以使移動段123相對遠離固定段122，使夾持段121的內徑變大，以減少夾持段121夾持樞軸100之夾持力道。於本實施例中，阻力控制件130係以凸輪為例，但本發明不以此為限。於其他實施例中，阻力控制件可例如為推桿或彈簧等。
軸桿140可活動地穿設凸輪130，且操作桿141連接於軸桿140之一端。操作桿141可透過軸桿140帶動凸輪130以軸線C為旋轉中心線旋轉，以及操作桿141可帶動軸桿140沿著軸線C的延伸方向平移。
請參閱圖6及圖7。圖6為圖1之操作桿帶動凸輪位於夾持位置的側視圖。圖7為圖1之操作桿帶動凸輪位於釋放位置的側視圖。操作桿141遠離軸桿140的一端具有一第一定位部1411。架體110具有一第二定位部113以及一凹陷部114。其中，第一定位部1411為一凸塊，第二定位部113為一凹槽。當軸桿140帶動凸輪130轉動而位於夾持位置時，操作桿141的第一定位部1411可嵌合於架體110上的第二定位部113，以使操作桿141可卡固於架體110上，讓凸輪130固定於夾持位置；當軸桿140帶動凸輪130轉動至釋放位置時，操作桿141對應於凹陷部114，此時操作桿141可進一步被向下推抵而卡合入凹陷部114，而一併帶動軸桿140沿軸線C的方向朝靠近車架3的方向平移，其目的容後一併說明。
於本實施例中，第一定位部1411係以凸塊為例，且第二定位部113係以凹槽為例，但本發明不以此為限。於其他實施例中，第一定位部及第二定位部可分別為能彼此嵌合的凹槽及凸塊。
彈簧150套設於軸桿140，且彈簧150的兩端分別抵靠操作桿141及架體110，以提供軸桿140平移復位之推力。
側蓋160固設於架體110，以將夾持套120及凸輪130固定於架體110內。此外，軸桿140係可沿軸線C的方向平移並穿透側蓋160。
墊片30係介於組裝架組件10的架體110與車架3之間，且組裝架組件10的樞軸100穿設該墊片30。墊片30具有朝向架體110的一表面31、位於表面31之一側的一抵頂側緣32，以及朝外突出的一卡合板33。其中，卡合板33係用以扣合於車架3，以使墊片30不會相對車架3旋轉。
以下說明自行車後變速器1的操作方式。請參閱圖8至圖10。圖8為圖1之自行車後變速器中組裝架組件位於使用位置的立體示意圖。圖9為圖1之自行車後變速器中組裝架組件位於收納位置的立體示意圖。圖10係為圖9之軸桿位於卡固位置的立體示意圖。
首先說明，當操作桿141透過軸桿140帶動凸輪130位於釋放位置(如圖5所示)時，夾持套120夾持樞軸100的力道小，故架體110可相對樞軸100於一使用位置與一收納位置之間轉動。所述使用位置，係指使用者在騎乘自行車時，架體110相對車架3常態處在的位置；所述收納位置，係指使用者欲拆裝後輪時，而將架體110自使用位置轉動(例如圖1視角的順時針方向)至一定位，進而帶動張力輪82朝向自行車車體的後方移動，使鏈條(未繪示)保持拉緊狀態，以利於拆裝後輪。其中，當架體110位於使用位置時，使用者可將凸輪130朝夾持位置旋轉，並依實際需求轉動凸輪130的位置以調整夾持套120夾持樞軸100的力道。
如圖8所示，係架體110位於使用位置的狀態，此時墊片30止擋軸桿140，使軸桿140遠離操作桿141的一抵靠端142抵靠於墊片30的表面31，以限制軸桿在軸線C延伸方向上的位移，使架體110可相對墊片30轉動。此外，於本實施例中，亦可透過操作桿141抵靠於架體110，來限制軸桿140在軸線C方向上的位移。
值得注意的是，於本實施例中，操作桿141在離開釋放位置(例如位於釋放位置與夾持位置之間，或位於夾持位置)時，係抵靠於架體110上，但本發明不以此為限。於其他實施例中，操作桿141係可以不接觸架體110而懸於其上方，即與架體110保持一距離。
請一併參閱圖9及圖10，係為架體110相對墊片30轉動後而位於收納位置的狀態。此時軸桿140不受墊片30的止擋，可沿軸線C的方向平移而具有一活動位置及一卡固位置。當軸桿140自活動位置(如圖9所示)沿軸線C的方向平移至卡固位置(如圖10所示)時，軸桿140的抵靠端142凸出側蓋160而抵靠於墊片30的抵頂側緣32，以使架體110可藉由軸桿140抵靠著墊片30而維持在收納位置，便於使用者拆換後輪。
當使用者完成拆裝後輪，欲將架體110自收納位置復位回使用位置時，僅需將軸桿140自卡固位置拉回活動位置即可。此外，於本實施例中，當操作桿141帶動軸桿140沿軸線C平移而卡入架體110的凹陷部114時，位於操作桿141與架體110之間的彈簧150會被壓縮而存有彈力位能，藉此，當使用者欲將軸桿140自卡固位置拉回活動位置時，彈簧150可提供軸桿140復位的推力，讓使用者可較輕易地將軸桿140拉起。
於本實施例中，軸桿140和凸輪130係分開的兩個元件，透過軸桿140穿設凸輪130，以使兩個元件可一起轉動，但本發明不以此為限。於其他實施例中，軸桿和凸輪可以係一體成型的一個元件。
此外，於本實施例中，組裝架組件10係包含彈簧150，設置於操作桿141與架體110之間，以提供軸桿140復位的推力，但本發明不以此為限。於其他實施例中，組裝架組件可不包含彈簧150，而僅藉由使用者提供的拉力將軸桿140拉起復位。
再者，於本實施例中，當架體110位於使用位置的狀態時，軸桿140抵靠端142係抵靠於墊片30的表面31，但本發明不以此為限。於其他實施例中，軸桿140的抵靠端142係可不接觸墊片30的表面31。
上述實施例中，軸桿140係具有操作桿141，以供使用者手動調整凸輪130的轉動位置，藉以控制夾持套120夾持樞軸100的力道，但本發明不以此為限。於其他實施例中，凸輪130可以係藉由一驅動件的帶動而旋轉。請參閱圖11。圖11為根據本發明第二實施例所述之自行車後變速器中控制組件與凸輪及夾持套之間配置關係的側視圖。
於本實施例中，自行車後變速器係包含一控制組件200。該控制組件200包含一感測器210以及一驅動器220。其中，感測器210可例如為一壓力感測器，而驅動器220可例如為一馬達。如圖11所示，感測器210係設置於凸輪130’的推抵曲面131’與移動段123’之間。於本實施例中，感測器210係設置在移動段123’朝向推抵曲面131’的表面上，以偵測凸輪130’施加於移動段123’力道的大小。驅動器220設置於凸輪130’上，且驅動器220可具有一傳動軸221穿設凸輪130’，以帶動凸輪130’沿圖11之A方向或B方向旋轉，以調整凸輪130’施加於移動段123’的力，進而增加或減小夾持段121’夾持樞軸100’的力道，以調整架體110可相對車架3晃動的程度。
值得注意的是，本實施例僅舉例說明可透過電動方式帶動凸輪130’旋轉，同理，套用在圖1之實施例中，亦可透過電動方式帶動軸桿平移。
根據上述實施例之自行車後變速器，藉由凸輪可轉動地抵壓於夾持套，以調整夾持套夾持樞軸的夾持力道，來因應不同顛簸程度的路面。也就是說，即便受到顛簸路面影響而產生的震動力超出設於導鏈架(cage)之彈簧的張力與離合器的拘束力，夾持套夾持於樞軸的夾持力仍能有效減少後變速器整體的晃動，以降低鏈條擺動的情況與增加後變速器整體穩定性，進而降低後變後器損壞的機率與鏈條脫鏈的機率。
此外，欲拆裝自行車後輪時，可將後變速器整體朝向自行車車體後方的位置移動，如此可使後變速器與後輪之間有更大的空間。並且，藉由軸桿沿軸線平移而抵靠於墊片側緣以固定後變速器的位置，有利於使用者拆裝後輪。
再者，自行車後變速器可包含一控制組件，以帶動凸輪轉動。藉此，當使用者在騎乘自行車時，控制組件可即時調整凸輪的位置，以維持架體可相對車架擺動的幅度。透過自動化的操作，達到更佳的使用者體驗。
雖然本發明以前述之較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。
1‧‧‧自行車後變速器
10‧‧‧組裝架組件
100、100’‧‧‧樞軸
110‧‧‧架體
113‧‧‧第二定位部
114‧‧‧凹陷部
120‧‧‧夾持套、阻力施加件
121、121’‧‧‧夾持段
122、122’‧‧‧固定段
123、123’‧‧‧移動段
130、130’‧‧‧凸輪、阻力控制件
131、131’‧‧‧推抵曲面
1311、1311’‧‧‧第一側
1312、1312’‧‧‧第二側
140‧‧‧軸桿
141‧‧‧操作桿
1411‧‧‧第一定位部
142‧‧‧抵靠端
150‧‧‧彈簧
160‧‧‧側蓋
30‧‧‧墊片
31‧‧‧表面
32‧‧‧抵頂側緣
33‧‧‧卡合板
70‧‧‧連桿組件
80‧‧‧活動件
81‧‧‧導鏈輪
82‧‧‧張力輪
200‧‧‧控制組件
210‧‧‧感測器
220‧‧‧驅動器
221‧‧‧傳動軸
3‧‧‧車架
C‧‧‧軸線
圖1為根據本發明第一實施例所述之自行車後變速器的立體示意圖。 圖2為圖1之自行車後變速器中組裝架組件內部元件與墊片的立體示意圖。 圖3為圖1之自行車後變速器中組裝架組件與墊片的分解示意圖。 圖4為圖2之凸輪位於夾持位置的側視圖。 圖5為圖2之凸輪位於釋放位置的側視圖。 圖6為圖1之操作桿帶動凸輪位於夾持位置的側視圖。 圖7為圖1之操作桿帶動凸輪位於釋放位置的側視圖。 圖8為圖1之自行車後變速器中組裝架組件位於使用位置的立體示意圖。 圖9為圖1之自行車後變速器中組裝架組件位於收納位置的立體示意圖。 圖10為圖9之軸桿位於卡固位置的立體示意圖。 圖11為根據本發明第二實施例所述之自行車後變速器中控制組件與凸輪及夾持套之間配置關係的側視圖。

Claims (12)

  1. 一種自行車後變速器，適於裝設於一車架，包含： 一組裝架組件，包含： 一樞軸，用以固設於該車架； 一架體，可轉動地設置於該樞軸； 一阻力施加件，設置於該架體，用以對該樞軸施加阻力，以調整該架體與該樞軸之間的旋轉阻抗；以及 一阻力控制件，設置於該架體，用以控制該阻力施加件，以調整該阻力施加件施加於該樞軸的阻力的大小； 一連桿組件，樞設於該組裝架組件；以及 一活動件，樞設於該連桿組件。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之自行車後變速器，其中該阻力施加件為一夾持套，且該阻力控制件為一凸輪，該夾持套包含一夾持段、一固定段及一移動段，該固定段與該移動段分別連接於該夾持段的兩端，該固定段固設於該架體，該夾持段圍繞該樞軸；該凸輪樞設於該架體而以一軸線為旋轉中心線，該凸輪具有一推抵曲面，該推抵曲面具有相對的一第一側及一第二側，該推抵曲面與該軸線間的距離自該第一側朝該第二側遞減，當該凸輪相對該架體旋轉時，該推抵曲面可推抵該移動段，使該移動段相對靠近或遠離該固定段而調整該夾持段之夾持力道。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之自行車後變速器，其中該組裝架組件更包含一軸桿，該軸桿穿設該凸輪，且該軸桿可帶動該凸輪轉動而使該凸輪具有一夾持位置及一釋放位置，該凸輪位於該夾持位置時該移動段與該固定段的間距小於該凸輪位於該釋放位置時該移動段與該固定段的間距。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之自行車後變速器，其中該組裝架組件更包含一操作桿，連接於該軸桿之一端，該操作桿可帶動該軸桿轉動。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之自行車後變速器，更包含一墊片，該樞軸穿設該架體與該墊片，且該墊片介於該架體與該車架之間，該墊片用以固定於該車架上，且該架體可相對該墊片轉動。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之自行車後變速器，其中該軸桿具有遠離該操作桿的一抵靠端，該架體可相對該墊片轉動而具有一使用位置及一收納位置，當該架體位於該使用位置時，該抵靠端位於該墊片朝向該架體的一表面旁；當該架體位於該收納位置時，該軸桿可沿該軸線的方向平移而具有一活動位置及一卡固位置，當該軸桿位於該活動位置時，該架體可相對該墊片在該使用位置與該收納位置之間轉動；當該軸桿沿該軸線的方向平移至該卡固位置時，使該軸桿的該抵靠端抵靠於位於該表面之一側的一抵頂側緣。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之自行車後變速器，其中該架體具有一凹陷部，當該軸桿位於該釋放位置時，該操作桿對應於該凹陷部，而讓該軸桿可沿該軸線的方向平移。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之自行車後變速器，其中該操作桿遠離該軸桿的一端具有一第一定位部，該架體具有一第二定位部，當該軸桿帶動該凸輪轉動而使該凸輪位於該夾持位置時，該第一定位部可嵌合於該第二定位部。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之自行車後變速器，更包含一控制組件，該控制組件包含一感測器以及一驅動器，該感測器設置於該凸輪的該推抵曲面與該夾持套的該移動段之間，以偵測該凸輪施加於該移動段力的大小，該驅動器設置於該架體上，以驅動該凸輪轉動。
  10. 一種自行車後變速器，適於裝設於一車架，包含： 一組裝架組件，包含： 一樞軸，用以固設於該車架； 一架體，可轉動地設置於該樞軸； 一墊片，該樞軸穿設該架體與該墊片，且該墊片介於該架體與該車架之間，該墊片用以固定於該車架上，且該架體可相對該墊片轉動；以及 一軸桿，穿設該架體； 一連桿組件，樞設於該組裝架組件；以及 一活動件，樞設於該連桿組件； 其中，該架體可相對該墊片轉動而具有一使用位置及一收納位置，且該軸桿具有一抵靠端，當該架體位於該使用位置時，該抵靠端位於該墊片朝向該架體的一表面旁；當該架體位於該收納位置時，該軸桿可沿其一軸線的延伸方向平移，使該軸桿的該抵靠端抵靠於該墊片。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之自行車後變速器，其中當該架體位於該收納位置時，該軸桿沿該軸線的延伸方向平移，使該軸桿的該抵靠端抵靠於位於該表面之一側的一抵頂側緣。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之自行車後變速器，其中該組裝架組件更包含一操作桿，連接於該軸桿相對於該抵靠端之一端，該操作桿可推抵或拉動該軸桿沿該軸線的延伸方向平移。
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