TWI664113B - 自行車撥鏈器 - Google Patents

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約翰 卡蘭卓爾
Chung-Sheng Tsai
蔡宗昇
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彥豪金屬工業股份有限公司
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Abstract

本發明涉及一種自行車撥鏈器，包含適於裝設於連桿組件的活動件、鏈條導引件及銜接於活動件與鏈條導引件的阻力施加組件。阻力施加組件包含軸座、第一嚙合件、撥動件及第二嚙合件。軸座包含固定於鏈條導引件的座部與凸緣部。座部穿設第一嚙合件而被夾持於凸緣部與鏈條導引件之間。撥動件可滑移地於活動件上。第二嚙合件可樞轉地於活動件。當撥動件位於嚙合位置，第一嚙合件單向嚙合於第二嚙合件。當撥動件移動到釋放位置，撥動件讓第二嚙合件脫離第一嚙合件，使得第一嚙合件得以沿旋轉方向或相反之方向旋轉。

Description

自行車撥鏈器
本發明係關於一種自行車傳動裝置，特別是一種自行車撥鏈器。
典型的自行車變速器包含與前曲柄或與後車輪一起旋轉的多個鏈輪、鏈條、及將鏈條在多個鏈輪之間選擇性地移位或變換的撥鏈器。典型的撥鏈器包含適於被安裝於自行車車架的底座構件、可移動地耦接於底座構件的可移動構件、及耦接於可移動構件的鏈條導引件。當可移動構件相對於底座構件移動時，鏈條導引件接合鏈條，以將鏈條在多個飛輪之間選擇性地切換。後撥鏈器的鏈條導引件通常是被可旋轉地安裝於可移動構件，並且被彈簧偏壓於單一方向，使得當鏈條接合較小直徑的鏈輪時，鏈條導引件可收緊(take up)鏈條的鬆弛(slack)。
然而，若騎行時遇到顛簸不平的路面，車體會與地面發生碰撞而產生震動，震動的力量有可能會造成鏈條導引件往非預期方向轉動而使鏈條變的鬆弛，這時，除了會降低傳動的效能、降低撥鏈器的操作順暢度，嚴重者甚至會導致鏈條發生落鏈的情況。因此，已有業者在後撥鏈器內加裝阻力施加元件，以增加鏈條導引件往非預期方向轉動的阻力，即使得鏈條導引件變得較難往非預期方向轉動，藉以降低震動對鏈條導引件的影響。
但，以阻力施加元件增加鏈條導引件往非預期方向轉動的阻力同時也會成為鏈條往較大的飛輪切換時的阻力，這會讓鏈條在進行切換時產生不流暢的情況，進而引起騎士換檔時的不順暢感。隨著追求騎乘舒適度與流暢度的風氣越來越興盛，傳統的撥鏈器已漸漸不符市場的需求。
有鑑於此，本發明提供一種自行車撥鏈器，藉以解決傳統上具有阻力施加元件的撥鏈器會有換檔不順暢的問題。
根據本發明一實施例所揭露的一種自行車撥鏈器，適於裝設於一連桿組件，包含：一活動件、一鏈條導引件以及一阻力施加組件。活動件用以裝設於該連桿組件。鏈條導引件樞設於該活動件。阻力施加組件銜接於該活動件與該鏈條導引件之間，包含一軸座、一第一嚙合件、一撥動件以及至少一第二嚙合件。軸座包含一座部與一凸緣部，該座部固定於該鏈條導引件，該凸緣部位於該座部遠離該鏈條導引件之一側且沿該座部之徑向凸出於該座部。第一嚙合件，該座部穿設該第一嚙合件，使得該第一嚙合件被夾持於該凸緣部與該鏈條導引件之間。撥動件，可滑移地設置於該活動件上而具有一嚙合位置與一釋放位置。該至少一第二嚙合件可樞轉地設置於該活動件上且與該撥動件相連動。其中，當該撥動件位於該嚙合位置時，該第一嚙合件可分離地單向嚙合於該至少一第二嚙合件，使得該第一嚙合件僅能沿一旋轉方向相對該至少一第二嚙合件旋轉；當該撥動件自該嚙合位置移動到該釋放位置的過程中，該撥動件推動該至少一第二嚙合件以讓該至少一第二嚙合件脫離該第一嚙合件，使得該第一嚙合件得以沿該旋轉方向或與該旋轉方向相反之一方向相對該至少一第二嚙合件旋轉。
由前述所揭露的自行車撥鏈器，藉由撥動件可連動第二嚙合件的設計，可將第二嚙合件推向第一嚙合件以單向嚙合第一嚙合件、或將第二嚙合件推離第一嚙合件以讓第一嚙合件得以自由地相對第二嚙合件旋轉。藉此，可讓騎士在活動件與鏈條導引件之間選擇取消阻力施加組件的功能，以避免傳統上阻力施加元件對鏈條在飛輪上進行切換時所產生的不流暢的問題。
以上之關於本揭露內容之說明及以下之實施方式之說明，係用以示範與解釋本發明之精神與原理，並且提供本發明之專利申請範圍更進一步之解釋。
以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者，瞭解本發明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，任何熟習相關技藝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。
此外，以下將以圖式揭露本發明之實施例，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到的是，這些實務上的細節非用以限制本發明。另外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之以保持圖面整潔，於此先聲明之。
再者，除非另有定義，本文所使用的所有詞彙，包括技術和科學術語等具有其通常的意涵，其意涵能夠被熟悉此技術領域者所理解。更進一步的說，上述之詞彙的定義，在本說明書中應被解讀為與本發明相關技術領域具有一致的意涵。除非有特別明確的定義，這些詞彙將不被解釋為過於理想化的或正式的意涵。
首先，請參照圖1，圖1係為根據本發明之一實施例所繪示之自行車後半部的局部平面示意圖。
本實施例提出一種自行車變速器1，其適於裝設於一自行車車架9。具體來說，本實施例之自行車變速器1適於裝設於自行車車架的後半部，故亦可稱之為後變速器1。於本實施例中，後變速器1包含一連桿組件120、一自行車撥鏈器130(或簡稱撥鏈器130)、一導鏈輪140與一張力輪150。導鏈輪140與張力輪150均設置於撥鏈器130上，張力輪150可受到撥鏈器130的帶動而相對導鏈輪140旋轉。如圖所示，一鏈條92繞於導鏈輪140與張力輪150。連桿組件120可帶動撥鏈器130上的導鏈輪140而令鏈條92在不同輪徑的飛輪(未繪示)上切換位置。
接著，請接續參閱圖2~7，圖2為圖1之自行車撥鏈器的立體圖，圖3為圖1之自行車撥鏈器的分解圖，圖4~5為圖1之自行車撥鏈器於不同視角的細部分解圖，圖6為圖3之撥動件的立體示意圖，而圖7為圖1之自行車撥鏈器的局部剖視圖。
於本實施例中，撥鏈器130包含一活動件131、一鏈條導引件132、一阻力施加組件133、一扭簧134、一樞接軸件135以及一結合件136。活動件131裝設於連桿組件120，以令鏈條導引件132可沿箭頭a或b所示方向(如圖1所示)相對活動件131旋轉。詳細來說，樞接軸件135與結合件136分別穿設活動件131與鏈條導引件132，且結合件136鎖合於樞接軸件135。也就是說，鏈條導引件132透過相結合的樞接軸件135與結合件136樞設於活動件131。
阻力施加組件133銜接於活動件131與鏈條導引件132之間。詳細來說，阻力施加組件133包含一軸座1331、一第一嚙合件1332、多個第二嚙合件1333與一撥動件1334。
軸座1331包含一座部13311與一凸緣部13312。座部13311鎖合於鏈條導引件132朝向活動件131之一側，結合件136依序穿過鏈條導引件132與軸座1331的座部13311以插入樞接軸件135。凸緣部13312位於座部13311遠離鏈條導引件132之一側且沿座部13311之徑向凸出於座部13311。藉此，活動件131、凸緣部13312、座部13311之側壁與鏈條導引件132之間共同圍繞出一環形槽1331a。
第一嚙合件1332例如為棘輪，軸座1331的座部13311穿設第一嚙合件1332，以讓第一嚙合件1332位於環形槽1331a，並被夾持於凸緣部13312與鏈條導引件132之間。在設計上，軸座1331、第一嚙合件1332、鏈條導引件132以及結合件136之間的結合為緊配，使得活動件131可透過樞接軸件135一併相對這些元件進行轉動。並且，於本實施例中，撥鏈器130還包含二墊圈93套設於軸座1331上，且分別位於第一嚙合件1332與鏈條導引件132之間以及凸緣部13312與第一嚙合件1332之間，墊圈93有助於增加凸緣部13312及鏈條導引件132與第一嚙合件1332之間的摩擦力。但提醒的是，本發明並非以墊圈93以及其數量與位置為限。例如於其他實施例中，可省略墊圈93；或者，可僅具有一墊圈93，且該墊圈93可選擇地設置於第一嚙合件1332與鏈條導引件132之間、或凸緣部13312與第一嚙合件1332之間。
第二嚙合件1333與撥動件1334經由一固定架137固定於活動件131朝向鏈條導引件132之一側，可知，第二嚙合件1333與撥動件1334可一併相對前述的軸座1331與第一嚙合件1332轉動。於本實施例中，固定架137具有一弧形導引槽1371位於固定架137朝向活動件131之一表面，撥動件1334外觀略呈弧形，其結構匹配弧形導引槽1371，但弧形導引槽1371的弧長比撥動件1334的弧長略長。因此，撥動件1334可滑移地設置於弧形導引槽1371上而得以活動於一嚙合位置與一釋放位置之間。
更具體來看，撥動件1334可滑移地設置於弧形導引槽1371上，撥動件1334具有一內弧面13341、以及位於內弧面13341上的多個凹槽13342與多個讓位槽13343。內弧面13341朝向樞接軸件135且實質上垂直於固定架137。於本實施例中，讓位槽13343的數量為三個，這三個讓位槽13343彼此相分離地沿著內弧面13341的延伸方向排列，且其中兩個讓位槽13343分別連接於內弧面13341頭尾兩端；而凹槽13342的數量為兩個，這兩個凹槽13342分別連接於其中兩個讓位槽13343，且其寬度均大於所相連的讓位槽13343。
這些第二嚙合件1333例如為棘爪，可樞轉地裝設於固定架137朝向活動件131的該表面，並沿著撥動件1334的內弧面13341彼此相間隔地排列。於本實施例中，第二嚙合件1333的數量為三個，且抵接於內弧面13341。
具體來說，第二嚙合件1333可樞轉地裝設於固定架137上並沿著第一嚙合件1332的周緣間隔地排列，且各第二嚙合件1333包含彼此相連的一樞接部13331、一嚙合部13332與一尾部13333。
樞接部13331樞接於固定架137，嚙合部13332與尾部13333分別位於樞接部13331的相對兩側，因此，嚙合部13332與尾部13333可經由樞接部13331相對固定架137轉動。嚙合部13332對應於第一嚙合件1332而得以嚙合第一嚙合件1332上的齒部(未標號)。
請接續參閱圖8A~8B，圖8A~8B為圖1之撥動件於不同位置時的側剖示意圖。於本實施例中，各第二嚙合件1333的嚙合部13332與第一嚙合件1332的齒部都是以傾斜面相接觸或直立的止擋面相接觸的配置，因此第一嚙合件1332與第二嚙合件1333僅能作單向嚙合。也就是說，第二嚙合件1333為可分離地單向嚙合於第一嚙合件1332，且當第一嚙合件1332與第二嚙合件1333嚙合時(如圖8A所示)，第一嚙合件1332僅能以一旋轉方向(如箭頭a所示方向)相對這些第二嚙合件1333旋轉。所述旋轉方向，是指第一嚙合件1332設定上當與第二嚙合件1333嚙合時僅能相對第二嚙合件1333旋轉的方向。
樞接部13331的尾部13333抵接於撥動件1334之內弧面13341。具體來說，其中兩個第二嚙合件1333的尾部13333分別位於內弧面13341的該二凹槽13342中，而另一個第二嚙合件1333則抵接於內弧面13341的其中一端。
於本實施例中，撥動件1334還具有一操作鈕1336，突出於活動件131的外表面，讓使用者可從外部透過操作鈕1336來滑動撥動件1334，以讓撥動件1334沿著弧形導引槽1371往箭頭c或箭頭d所示方向在固定架137上滑動，以將撥動件1334推向嚙合位置(如圖8A)或釋放位置(如圖8B)。於本實施例中，撥動件1334是在一弧線(即弧形導引槽1371)上滑動，且該弧線之圓心位於扭簧134之一中心線C上。並且，也可以說，三個第二嚙合件1333是沿著該弧線相間隔地排列。
滑動的過程中，如圖8A至圖8B或相反的過程，撥動件1334可透過凹槽13342與撥動件1334之該端推動這三個第二嚙合件1333的尾部13333，以驅使第二嚙合件1333轉動(如箭頭e或箭頭f所示方向)而令嚙合部13332嚙合第一嚙合件1332或令嚙合部13332遠離第一嚙合件1332。也就是說，第二嚙合件1333可與撥動件1334連動。
具體來說，撥動件1334可沿著弧形導引槽1371以箭頭c所示方向滑向嚙合位置(如圖8A)，以驅使第二嚙合件1333以箭頭f所示方向轉動而令嚙合部13332嚙合第一嚙合件1332；或者，撥動件1334可沿著弧形導引槽1371以箭頭d所示方向滑向釋放位置(如圖8B)，以驅使第二嚙合件1333以箭頭e所示方向轉動而令嚙合部13332脫離第一嚙合件1332。
接著，扭簧134之一端固定於活動件131朝向鏈條導引件132的一側，扭簧134之另一端固定於與鏈條導引件132相鎖固的軸座1331。常態下，扭簧134可驅使鏈條導引件132沿箭頭a所示方向相對活動件131旋轉。如此一來，鏈條導引件132可帶動其上之張力輪150一併往箭頭a的方向(如圖1所示)移動，以讓鏈條92變緊繃，進而降低鏈條92落鏈的機率。在此情況下，沿箭頭a所示方向轉動的鏈條導引件132也會一併帶動第一嚙合件1332沿前述的旋轉方向(即箭頭a所示方向)相對這些第二嚙合件1333旋轉。過程中，第一嚙合件1332的齒部會推開第二嚙合件1333的嚙合部13332(沿箭頭e所示方向)相對第二嚙合件1333旋轉。
但，當路面不平而讓自行車產生震動時，震動的影響恐會產生讓鏈條導引件132往箭頭b所示方向相對活動件131旋轉的力，並帶動第一嚙合件1332沿箭頭b所示方向(即相反於第一嚙合件1332的旋轉方向)相對這些第二嚙合件1333旋轉。此時，第二嚙合件1333會沿箭頭f所示方向復位並嚙合於第一嚙合件1332，第一嚙合件1332的齒部則會被第二嚙合件1333的嚙合部13332止擋。若讓鏈條導引件132往箭頭b所示方向旋轉的力小於凸緣部13312與鏈條導引件132夾持第一嚙合件1332所產生的摩擦力，第二嚙合件1333則可一併止擋第一嚙合件1332與鏈條導引件132。由此可知，藉由第一嚙合件1332與鏈條導引件132之間的摩擦阻力，第二嚙合件1333可經由第一嚙合件1332連帶阻止鏈條導引件132往箭頭b所示方向旋轉，以降低鏈條92鬆弛甚或是落鏈的發生機率。
針對此，請復參圖4~5與7。於本實施例中，鏈條導引件132還具有至少一個貫孔1321，其位置對應於第一嚙合件1332朝向鏈條導引件132之表面。於本實施例中，貫孔1321的數量為三個，但該數量可依據需求調整，本發明並非以此為限。實際操作上，使用者可將一推抵件138從鏈條導引件132外側經由穿設貫孔1321而推抵第一嚙合件1332朝向鏈條導引件132之一側以增加第一嚙合件1332與凸緣部13312之間的正向力，目的在於讓使用者可經由推抵第一嚙合件1332加強第一嚙合件1332與鏈條導引件132之間的摩擦力，進而有助於降低前述鏈條92鬆弛或是落鏈的機率。
此外，還需值得注意的是，第二嚙合件1333的數量為多個，且當其中一個第二嚙合件1333嚙合第一嚙合件1332的齒部時，其他的第二嚙合件1333會保持於幾乎與第一嚙合件1332嚙合的位置。也就是說，各該第二嚙合件1333相對於第一嚙合件1332的偏擺角度不同，使得這些第二嚙合件1333並非一併嚙合與一併解除嚙合。如此一來，可避免第二嚙合件1333與第一嚙合件1332嚙合過程中產生大角度移位。進而，可確保降低鏈條鬆弛或落鏈的機率。但需提醒的是，本發明並非以第二嚙合件的數量為限，於其他實施例中，第二嚙合件的數量可依據需求增減，例如僅為一個或是三個以上。
另一方面，為了解決傳統上具有阻力施加元件的撥鏈器會有換檔不順暢的問題，使用者可如沿箭頭d所示方向將撥動件1334自嚙合位置(如圖8A)撥向釋放位置(如圖8B)，以藉由撥動件1334驅使第二嚙合件1333轉動(沿箭頭e所示方向)而令嚙合部13332脫離第一嚙合件1332。此時，第二嚙合件1333沒有嚙合第一嚙合件1332，即第一嚙合件1332的齒部沒有被第二嚙合件1333的嚙合部13332止擋。在此情況下，鏈條導引件132則不會受第二嚙合件1333影響而不會額外施加阻力讓鏈條92的切換變的困難，進而有助於讓鏈條92較流暢地於不同的飛輪之間切換。
但提醒的是，雖然撥動件1334被撥向釋放位置而解除第二嚙合件1333對鏈條導引件132的拘束，但鏈條導引件132仍持續受扭簧134的扭力影響，因此，鏈條92仍可被維持於一定程度的緊繃，並不會因撥動件1334被撥向釋放位置時而變得過度鬆弛。
綜前所述之自行車撥鏈器，藉由撥動件可連動第二嚙合件的設計，可將第二嚙合件推向第一嚙合件以單向嚙合第一嚙合件、或將第二嚙合件推離第一嚙合件以讓第一嚙合件得以自由地相對第二嚙合件旋轉。藉此，可讓騎士在活動件與鏈條導引件之間選擇取消阻力施加組件的功能，以避免傳統上阻力施加元件對鏈條在飛輪上進行切換時所產生的不流暢的問題。
雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。在不脫離本發明之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，均屬於本發明之專利保護範圍。關於本發明所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。
1‧‧‧自行車變速器
9‧‧‧自行車車架
92‧‧‧鏈條
93‧‧‧墊圈
120‧‧‧連桿組件
130‧‧‧自行車撥鏈器、撥鏈器
131‧‧‧活動件
132‧‧‧鏈條導引件
133‧‧‧阻力施加組件
134‧‧‧扭簧
135‧‧‧樞接軸件
136‧‧‧結合件
137‧‧‧固定架
138‧‧‧推抵件
140‧‧‧導鏈輪
150‧‧‧張力輪
1321‧‧‧貫孔
1331‧‧‧軸座
1331a‧‧‧環形槽
1332‧‧‧第一嚙合件
1333‧‧‧第二嚙合件
1334‧‧‧撥動件
1336‧‧‧操作鈕
1371‧‧‧弧形導引槽
13311‧‧‧座部
13312‧‧‧凸緣部
13331‧‧‧樞接部
13332‧‧‧嚙合部
13333‧‧‧尾部
13341‧‧‧內弧面
13342‧‧‧凹槽
13343‧‧‧讓位槽
a~f‧‧‧箭頭
C‧‧‧中心線
圖1係為根據本發明之一實施例所繪示之自行車後半部的局部平面示意圖。 圖2為圖1之自行車撥鏈器的立體圖。 圖3為圖1之自行車撥鏈器的分解圖。 圖4~5為圖1之自行車撥鏈器於不同視角的細部分解圖。 圖6為圖3之撥動件的立體示意圖。 圖7為圖1之自行車撥鏈器的局部剖視圖。 圖8A~8B為圖1之撥動件於不同位置時的側剖示意圖。

Claims (10)

  1. 一種自行車撥鏈器，適於裝設於一連桿組件，該自行車撥鏈器包含： 一活動件，用以裝設於該連桿組件； 一鏈條導引件，樞設於該活動件；以及 一阻力施加組件，銜接於該活動件與該鏈條導引件之間，該阻力施加組件包含： 一軸座，包含一座部與一凸緣部，該座部固定於該鏈條導引件，該凸緣部位於該座部遠離該鏈條導引件之一側且沿該座部之徑向凸出於該座部， 一第一嚙合件，該座部穿設該第一嚙合件，使得該第一嚙合件被夾持於該凸緣部與該鏈條導引件之間； 一撥動件，可滑移地設置於該活動件上而具有一嚙合位置與一釋放位置；以及 至少一第二嚙合件，可樞轉地設置於該活動件上且與該撥動件相連動； 其中，當該撥動件位於該嚙合位置時，該第一嚙合件可分離地單向嚙合於該至少一第二嚙合件，使得該第一嚙合件僅能沿一旋轉方向相對該至少一第二嚙合件旋轉；當該撥動件自該嚙合位置移動到該釋放位置的過程中，該撥動件推動該至少一第二嚙合件以讓該至少一第二嚙合件脫離該第一嚙合件，使得該第一嚙合件得以沿該旋轉方向或與該旋轉方向相反之一方向相對該至少一第二嚙合件旋轉。
  2. 如請求項1所述之自行車撥鏈器，更包含一扭簧，銜接於該活動件與該鏈條導引件之間，並驅使該鏈條導引件沿該旋轉方向相對該活動件旋轉。
  3. 如請求項2所述之自行車撥鏈器，其中該撥動件可沿一弧線滑動，且該弧線之一圓心位於該扭簧之一中心線上。
  4. 如請求項3所述之自行車撥鏈器，其中該至少一第二嚙合件的數量為多個，且該些第二嚙合件沿著該弧線相間隔地排列。
  5. 如請求項1所述之自行車撥鏈器，其中該鏈條導引件具有至少一貫孔，對應於該第一嚙合件，該至少一貫孔適於供一推抵件穿設，該推抵件可經由穿設該至少一貫孔而推抵該第一嚙合件朝向該鏈條導引件的一側以增加該第一嚙合件與該凸緣部之間的正向力。
  6. 如請求項1所述之自行車撥鏈器，其中該至少一第二嚙合件包含彼此相連的一樞接部、一嚙合部與一尾部，該樞接部樞設於該活動件，該嚙合部與該尾部分別位於該樞接部的相對兩側，該嚙合部可分離地單向嚙合於該第一嚙合件，該活動件具有一弧形導引槽，該撥動件可滑移地位於該弧形導引槽，該撥動件具有一內弧面與至少一凹槽，該至少一凹槽位於該內弧面，該至少一第二嚙合件之該尾部位於該至少一凹槽；當該撥動件自該嚙合位置與該釋放位置之間活動的過程中，該撥動件透過該至少一凹槽驅使該至少一第二嚙合件轉動而令該至少一第二嚙合件單向嚙合該第一嚙合件或遠離該第一嚙合件。
  7. 如請求項1所述之自行車撥鏈器，其中該撥動件具有一操作鈕突出於該活動件之外表面。
  8. 如請求項1所述之自行車撥鏈器，其中該至少一第二嚙合件的數量為多個，該第一嚙合件為一棘輪，該些第二嚙合件為棘爪，該些第二嚙合件沿該第一嚙合件的周緣間隔地排列。
  9. 如請求項8所述之自行車撥鏈器，其中該些該第二嚙合件相對於該第一嚙合件的偏擺角度不同。
  10. 如請求項1所述之自行車撥鏈器，更包含至少一墊圈，套設於該軸座，並位於該第一嚙合件與該鏈條導引件之間或該第一嚙合件與該凸緣部之間。
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