TWI690452B - 自行車後變速器及用於自行車後變速器之阻尼總成 - Google Patents

Abstract

一種自行車後變速器具有：一底座構件，其可安裝在一自行車架上；一可移動構件，其與該底座構件移動地耦接；一鏈條導引總成，其與該可移動構件旋轉地連接；一偏壓裝置，其組配成相對該可移動構件朝一第一旋轉方向偏壓該鏈條導引總成；及一阻尼裝置，其設置在該鏈條導引總成與該可移動構件之間。該阻尼裝置可操作而在該鏈條導引總成相對該可移動構件朝一第二旋轉方向旋轉時施加一阻尼力至該鏈條導引總成。該阻尼裝置包括具有一第一端及一外環形表面之一摩擦構件。該第一端不可旋轉地附接在該鏈條導引總成上。該摩擦構件之外環形表面與該可移動構件之一內環形表面摩擦接合。

Description

自行車後變速器及用於自行車後變速器之阻尼總成

本揭示大致有關於一自行車緊鏈器，且更特別有關於用於一自行車後變速器之一阻尼器。

自行車後變速器作為一自行車之一傳動系的一部份在所屬技術領域中是習知的。該典型傳動系亦包括與一或多數鏈輪耦接之一曲柄總成。該曲柄總成可操作而驅動繞或捲繞在其中一鏈輪上之一鏈條。該鏈條亦繞至該自行車之後輪。

後變速器係用於作為該傳動系之一部份以達成二基本功能。該後變速器之主要功能係在附接於該後輪上之一連串不同直徑鑲齒間選擇地移動一自行車鏈條。該自行車鏈條在後輪由一鑲齒移動至另一鑲齒以改變該傳動系之齒輪比。該後變速器之另一功能係施加一張力至該鏈條以便在該傳動系之非驅動側的鏈條中消除鬆弛及維持所需張力。

該後變速器藉由使用稱為一緊鏈器之一鏈條拉緊機構來達成該拉緊功能。該緊鏈器通常具有一或二可旋轉鑲齒或滑輪且該鏈條繞或捲繞在該等滑輪上。該緊 鏈器以容許該緊鏈器相對該後變速器之主體樞轉之一方式與該主體連接。該緊鏈器亦被偏壓以便朝拉緊或施加一拉緊力至該鏈條的一方向樞轉或旋轉。

當一自行車在平緩地形上移動時，標準後變速器及緊鏈器通常足以在該鏈條中維持足夠張力使得該鏈條不會由該等鏈輪或鑲齒脫落。但是，當一自行車在崎嶇地形上移動時，傳遞至該後變速器之力會使該緊鏈器對抗施加至該緊鏈器上之力而朝該鏈條鬆弛方向不必要地旋轉。這在該鏈條中產生一鬆弛狀況。一鬆弛鏈條會導致該鏈條拍打該自行車之車架。一鬆弛鏈條亦會導致該鏈條由該等鏈輪或鑲齒脫落。

這不必要狀況之一解決方法係將一阻尼系統加入該變速器之鏈條拉緊部中。一阻尼系統係設計成特別是朝該鏈條鬆弛方向阻止及/或阻尼緊鏈器旋轉。一單向阻尼系統係組配成朝該鏈條鬆弛方向阻止該緊鏈器旋轉，同時仍容許朝該鏈條拉緊方向之緊鏈器旋轉，且朝該鏈條拉緊方向之該緊鏈器旋轉宜具有較少、最少或沒有阻尼。該典型單向阻尼系統藉由使用一摩擦元件工作以便朝緊鏈器旋轉之鏈條鬆弛方向提供一阻尼力，且包括一單向滾子離合器以防止該摩擦元件在該鏈條拉緊方向上接合。

這些以滾子離合器為主之摩擦型阻尼系統相當重，而這與減少自行車重量之一般效能目標背道而馳。此外，這種摩擦阻尼系統之構造會非常複雜，因此需要多數部件及許多製造步驟。以滾子離合器為主之摩擦型 阻尼系統之複雜本質產生的一結果是該等部件非常昂貴，因此增加該等後變速器之成本。

在一例子中，一自行車後變速器包括：一底座構件，其可安裝在一自行車架上；一可移動構件，其與該底座構件移動地耦接；一鏈條導引總成，其與該可移動構件旋轉地連接；一偏壓裝置，其組配成相對該可移動構件朝一第一旋轉方向偏壓該鏈條導引總成；及一阻尼裝置，其設置在該鏈條導引總成與該可移動構件之間。該可移動構件具有一內環形表面。該阻尼裝置可操作而在該鏈條導引總成相對該可移動構件朝一第二旋轉方向旋轉時施加一阻尼力至該鏈條導引總成。該第二旋轉方向與該第一旋轉方向相反。該阻尼裝置包括一摩擦構件。該摩擦構件具有一外環形表面。該摩擦構件之該外環形表面與該可移動構件之該內環形表面摩擦接合。

在一例子中，該摩擦構件具有一第一端。該摩擦構件之該第一端不可旋轉地附接在該鏈條導引總成上。

在一例子中，該摩擦構件具有一第二端。該摩擦構件之該第二端係圓周自由端。

在一例子中，該自行車後變速器更包括一軸。該鏈條導引總成透過該軸與該可移動構件旋轉地連接。該摩擦構件設置成與該軸分開一徑向距離。

在一例子中，該自行車後變速器更包括一套 筒。該可移動構件具有一環形凹部。該套筒附接在該可移動構件上且在該環形凹部內使得該套筒不相對該可移動構件旋轉。該套筒之一表面形成該可移動構件之一內環形表面。

在一例子中，該套筒由一第一材料形成，且該摩擦構件由一第二材料形成。該第一材料具有比該第二材料大之一硬度。

在一例子中，該摩擦構件之該外環形表面與該套筒之該表面摩擦接合在超過該套筒之180度之一第一弧長上。

在一例子中，該摩擦構件係一第一摩擦構件。該阻尼裝置更包括一第二摩擦構件。該第二摩擦構件具有一第一端及一外環形表面。該第二摩擦構件之該第一端不可旋轉地附接在該鏈條導引總成上。該第二摩擦構件之該外環形表面與該套筒之該表面摩擦接合。

在一例子中，該第二摩擦構件之該外環形表面與該套筒之該表面摩擦接合在超過該套筒之180度之一第二弧長上。該第二弧長與該第一弧長不同。

在一例子中，該鏈條導引總成具有面向該可移動構件之一表面及延伸遠離該表面之一環形壁。該環形壁具有延伸通過該環形壁之一槽。該摩擦構件係定位成環繞該環形壁，且該摩擦構件之該第一端定位在該槽內且通過該環形壁。

在一例子中，該偏壓裝置相對該摩擦構件位於徑向內側。

在一例子中，該摩擦構件係少於單一圈之一彈簧。

在一例子中，用於一自行車後變速器之一阻尼總成可定位在該自行車後變速器之一可移動構件及與該可移動構件旋轉地連接之一鏈條導引總成間。該阻尼總成可操作而在該鏈條導引總成相對該可移動構件朝一旋轉方向旋轉時施加一阻尼力至該鏈條導引總成。該阻尼總成包括具有一第一端及一外環形表面之一環形摩擦構件，及可附接在該可移動構件上之一套筒。該環形摩擦構件之該第一端不可旋轉地附接在該鏈條導引總成上。該套筒具有一內環形表面。該環形摩擦構件之該外環形表面與該套筒之該內環形表面摩擦接合。

在一例子中，該套筒由一第一材料形成，且該環形摩擦構件由一第二材料形成。該第一材料具有比該第二材料大之一硬度。

在一例子中，該環形摩擦構件之該外環形表面與該套筒之該內環形表面摩擦接合在超過該套筒之180度之一第一弧長上。

在一例子中，該環形摩擦構件係少於單一圈之一彈簧。

在一例子中，該環形摩擦構件係一第一環形摩擦構件。該阻尼總成更包括一第二環形摩擦構件，且該第二環形摩擦構件具有一第一端及一外環形表面。該第二環形摩擦構件之該第一端不可旋轉地附接在該鏈條導引總成上。該第二環形摩擦構件之該外環形表面與該套筒之該內環形表面摩擦接合。

在一例子中，該第二環形摩擦構件之該外環形表面與該套筒之該內環形表面摩擦接合在超過該套筒之180度之一第二弧長上。該第二弧長與該第一弧長不同。

在一例子中，該環形摩擦構件由第一種鋼形成，且該套筒由第二種鋼形成。

在一例子中，該環形摩擦構件在該第一端非圓周地彎曲。

在一例子中，用於一自行車後變速器之一鏈條導引總成可與該自行車後變速器之一可移動構件旋轉地連接。該鏈條導引總成包括延伸遠離該鏈條導引總成之一表面的一阻尼裝置附接部份。該阻尼裝置附接部份係組配成相對該鏈條導引總成旋轉地固定一阻尼裝置之一第一端，且該阻尼裝置設置在該鏈條導引總成與該可移動構件之間。

在一例子中，該阻尼裝置附接部份包括延伸遠離該表面之一環形壁。該環形壁具有延伸通過該環形壁之一槽。該阻尼裝置可定位成環繞該環形壁，且該阻尼裝置之該第一端可定位在該槽內且通過該環形壁。

在一例子中，該鏈條導引總成更包括一剛性板。該鏈條導引總成之該表面係該剛性板之一表面。該剛性板及該阻尼裝置附接部份係一單一連續部件。

本揭示提供解決或改良習知阻尼器及變速器之上述及/或其他缺點中之一或多數缺點的摩擦阻尼器及自行車後變速器例。該等揭露之摩擦阻尼器不需要在該阻尼器中包括多數滾子離合器。該摩擦阻尼器限制朝一向前緊鏈器旋轉方向之變速器緊鏈器移動且有助於控制當該自行車受一地面輸入(例如，垂直地面輸入)時該鏈條之一下半部的鏈條擺動幅度(例如，一垂直鏈條振幅)。該等揭露之摩擦阻尼器的一明顯優點係相較於向後緊鏈器旋轉方向，當該變速器緊鏈器朝該向前緊鏈器旋轉方向旋轉時之阻尼力較高。朝該向前緊鏈器旋轉方向之較高阻尼力有助於限制鏈條振幅，而朝該向後緊鏈器旋轉方向之較低阻尼力則容許一復位彈簧(例如，一P彈簧)作用在該變速器緊鏈器上且在未大幅增加或增加該復位彈簧之尺寸之情形下維持鏈條張力。該等揭露之摩擦阻尼器的另一優點係該阻尼器比一習知以滾子離合器為主之摩擦型阻尼器輕。該等揭露之阻尼器之又一優點係容易製造該等阻尼器且容易安裝在該後變速器內。

在此揭露及說明多數摩擦阻尼器及使用該等摩擦阻尼器之多數自行車後變速器例。相較於朝該鏈條拉緊方向，該等揭露之阻尼器阻止緊鏈器朝緊鏈器旋轉之鏈條鬆弛方向移動的力較大。在一例子中，當該變速器緊鏈器朝該鏈條鬆弛方向旋轉時由該摩擦阻尼器產生之轉矩以一大約3比1之比率比當該變速器緊鏈器朝該鏈條拉緊方向旋轉時由該摩擦阻尼器產生之轉矩大。因此，當一騎乘者換檔時由該等揭露之阻尼器施加之阻尼轉矩為低，且在例如一衝擊或振動情況時為高。

相較於具有一習知滾子離合器阻尼器之一後變速器，該等揭露之摩擦阻尼器可減少具有該阻尼器之一後變速器的重量。例如，相較於例如包括多數組合組件的一以滾子離合器為主之阻尼等效物，該等揭露之摩擦阻尼器的簡單及極小部件設計重量較小。該等揭露之摩擦阻尼器亦可比較小且可呈圓柱形，如此當安裝在一後變速器上時可減少該後變速器或緊鏈器之總尺寸。相較於現有變速器(例如，滾子離合器阻尼器)，沿著一旋轉軸尺寸較小之一阻尼器可容許或產生供一騎乘者使用之更大腳跟間隙。前述方法解決及改良當使用一以滾子離合器為主之摩擦型阻尼器時過重及腳跟與變速器接觸的問題。

所屬技術領域中具有通常知識者可藉由閱讀這揭示了解該等揭露之摩擦阻尼器的這些及其他目的、特徵及優點。在使用類似符號之全部圖式中，在各種揭露之例子中類似符號表示相同或實質類似之部件。此外，在此揭露及說明使用本揭示之揭露態樣、特徵及組件之特定組合的特定例子。但是，在此未揭露或說明之其他例子中，本揭示之各揭露態樣、特徵及/或組件可與本揭示之態樣、特徵及組件的其他態樣、特徵及組件無關地或以不同組合使用。

以下請參閱圖式，圖1大致顯示一自行車50，該自行車50使用依據本揭示之教示構成的一後變速器及一阻尼器。該自行車50包括一車架52、各旋轉地附接在該車架52上之一前輪54及一後輪56、及一傳動系58。一前剎車60係用以制動該前輪54且一後剎車62係用以制動該後輪56。該自行車50亦大致具有一座位64，該座位64靠近該車架52之一後端且安裝在與該車架52連接之一座管66的一端上。該自行車50亦具有靠近該車架52之一前端的把手68。一剎車槓桿70安裝在該等把手68上用以致動該前剎車60或後剎車62中之一者或兩者。若該剎車槓桿70只致動該前剎車60及該後剎車62中之一者，一第二剎車槓桿(未圖示)亦可用以致動另一剎車。該自行車50之一前及/或向前騎乘方向或方位係由圖1中之箭號A表示。因此，一向前方向係由箭號A之方向表示。

雖然圖1顯示之所示自行車50係具有一下彎式把手68之公路自行車，但本揭示可應用於任何種類之自行車，包括具有全或部份懸吊之登山自行車及具有機械控制(例如，纜線、液壓、氣壓)及非機械控制(例如，有線、無線)驅動系統的自行車。

該傳動系58具有一鏈條C及一前鏈輪總成72，該前鏈輪總成72與具有踏板76之一曲柄總成74同軸地安裝。該傳動系58亦包括與該後輪56同軸地安裝之一後鏈輪總成78及一後齒輪換檔機構，如一後變速器80。

如圖1所示，該前鏈輪總成72可包括一或多數同軸安裝之鏈環、齒輪或鏈輪。在這例子中，該前鏈輪總成72具有二該等鏈輪F1與F2，且各鏈輪具有環繞各圓周之多數齒82。如圖1與2所示，該後鏈輪總成78可包括多數(例如，十一個)同軸安裝之齒輪、鑲齒或鏈輪G1至G11。各鏈輪G1至G11具有環繞各圓周配置之多數齒84。在較小直徑前鏈輪F2上之齒82的數目可小於在該較大直徑鏈輪F1上之齒的數目。在該等後鏈輪G1至G11上之齒84的數目可由最大直徑後鏈輪G1逐漸減少至最小直徑鏈輪G11。雖然未在此詳細說明，但可操作一前齒輪換檔器85由一第一操作位置移動至一第二操作位置以使該鏈條C在該等前鏈輪F1與F2之間移動。類似地，該後變速器80可操作而在十一個不同操作位置間移動以使該鏈條C轉換至該等後鏈輪G1至G11中之一選擇後鏈輪。

請參閱圖2與3，該後變速器80在一例子中顯示為安裝在該自行車50之車架52上的一無線、電氣致動後變速器。該電氣後變速器80具有安裝在該自行車架52上之一底座構件86(例如一b形關節)。一連桿組88具有與該底座構件86樞轉地連接之二連桿L(在圖2中一連桿隱藏在另一連桿後方)。一可移動構件90(例如，一p形關節)與該連桿組88連接。一鏈條導引總成92(例如，一罩)具有一罩板93，且該罩板93具有如下進一步所述地與該可移動構件90之一部份樞轉地連接的一近端91。該罩板93可環繞一罩旋轉軸R朝一阻尼方向D及一鏈條拉緊方向T旋轉或樞轉。

一馬達模組94安裝在該電氣後變速器80上且具有一電池96。該電池96供給電力至該馬達模組94。在一例子中，該馬達模組94設置在該底座構件86上。但是，該馬達模組94亦可設置在其他地方，例如在該連桿組88之其中一連桿L中或在該可移動構件90中。該馬達模組94可包括，但在此未顯示之一齒輪機構或傳動裝置。如在所屬技術領域中習知地，該馬達模組94及齒輪機構可與連桿組88耦接以使該罩板93側向地移動且因此在該後鏈輪總成78上之後鏈輪G1至G11間切換該鏈條C。

該罩板93亦具有安裝一拉緊器鑲齒或輪100之一遠端98。該輪100亦具有環繞一圓周之多數齒102。該罩板93朝該鏈條拉緊方向T被偏壓以維持該鏈條C中之張力。該鏈條導引總成92亦可包括一第二鑲齒或輪，例如設置成比較靠近該罩板93之近端及該可移動構件90的一導引輪104。操作時，該鏈條C繞在該等後鏈輪G1至G11中之一後鏈輪上。該鏈條C之一上段向前延伸至該前鏈輪總成72且繞在該等前鏈輪F1或F2中之一前鏈輪上。該鏈條C之一下段由該前鏈輪總成72返回該拉緊器輪100且接著向前繞在該導引輪104上。該導引輪104將該鏈條C導引至該等後鏈輪G1至G11。該罩板93、拉緊器輪100及導引輪104之側向移動可決定用於與該等後鏈輪G1至G11中之一選擇後鏈輪對齊的該鏈條C的側向位置。

雖然在此未顯示，一控制單元可安裝在該等把手68上用以致動該馬達模組94及操作該後變速器80以便執行齒輪換檔及齒輪選擇。但是，該控制單元可設置在該自行車50上之任何地方或可分布在該自行車50之各種組件間，且建立一通信鏈路來供應必要信號及電力通路。該控制單元亦可設置在該自行車50以外之地方，例如在騎乘者之腰上或在一自行車衣口袋(jersey pocket)中。該通信鏈路可包括多數線，可為無線或可為其組合。在一例子中，該控制單元可與該後變速器80整合以便在多數組件間傳送控制命令。該控制單元可包括一處理器、一記憶體及一或多數通信介面。

該電池96亦可為一交流電源或電源且可操作在一連結系統內之該自行車50的其他電氣組件。該電池96或其他電源亦可設置在其他位置，例如附接在該車架52上。此外，可設置多數電源，該等電源可共同地或獨立地提供電力至包括該後變速器80之該系統的電氣組件，例如用於關於一電動自行車之一實施例的一驅動馬達。但是，在這實施例中，該電池96係組配成直接附接在該後變速器80上，且只對該後變速器80之該等組件提供電力。

請參閱圖4，其中顯示安裝在該自行車50之車架52上的一纜線致動或手動後變速器80。該手動後變速器80與該電氣後變速器實質相同且如上所述地以一類似方式操作。因此，該手動後變速器80包括安裝在該自行車架52上之底座構件86。包括二連桿L之連桿組88與該底座構件86樞轉地連接。該可移動構件90與該連桿組88之連桿L連接。該罩板93與該可移動構件90樞轉地連接且可環繞該罩旋轉軸R朝一阻尼方向及一鏈條拉緊方向T旋轉。在這 例子中，一致動器纜線110與一齒輪換檔器(未圖示)連接，且該齒輪換檔器安裝在該等把手68或該自行車50之另一部件上。該致動器纜線110繞在被該底座構件86支持之一纜線導引輪112上且與該連桿組88耦接。一騎乘者如所屬技術領域中習知地操作該齒輪換檔器以使該連桿組側向地移動而使該鏈條C在該等後鏈輪G1至G11之間換檔。

該可移動構件90收容以下稱為「阻尼器120」以簡化說明之一阻尼裝置120。以下參照圖5至7說明該阻尼器120。雖然在此說明為一自行車之一後變速器的一部份，但該阻尼器120可結合在一自行車之一緊鏈器或鏈條導引總成上，其中該緊鏈器不是一前或後變速器的一部份。

請參閱圖5，該鏈條導引總成92包括分開之一外板122(例如，圖2至4中之罩板93)及一內板124。該外板122及該內板124係例如剛性板。該拉緊器輪100及該導引輪104係旋轉地配置在該外板122與該內板124之間用以收納該鏈條(未圖示)。例如，該拉緊器輪100及該導引輪104可分別透過對應軸承123與125相對該鏈條導引總成92之外板122及內板124旋轉，且該拉緊器輪100及該導引輪104與該等對應軸承123與125一起旋轉。該外板122以一旋轉地固定之方式與一軸126連接。該軸126被支持成可在該可移動構件90之一空腔128(請參見圖7)中旋轉。該空腔128可形成由該可移動構件90之一第一軸向側130延伸進入該可移動構件90的一通道。在一例子中，該空腔128形成由該第一軸向側130延伸至與該第一軸向側130相對 之一第二軸向側的一通道。

一中間構件132(例如，一中間墊圈)設置在該外板122與該可移動構件90之間。藉由例如接合在該外板122中之多數開口的多數突起，該中間構件132以一旋轉地固定之方式與該外板122連接。在一例子中，該外板122及該中間構件132形成為一單一連續部件。換言之，該外板122包括一表面134，且一環形壁136由該表面134延伸。

包括該中間構件132之外板122及該內板124藉由一螺絲138與該軸126連接。該螺絲138係例如螺入該軸126之一內螺紋。該螺絲138亦延伸穿過通過該軸承125之一開口，使得該導引輪104可環繞該螺絲138及/或該軸126旋轉。例如，該軸承125之一內座圈相對該螺絲138旋轉地固定，且該軸承125之一外座圈及因此該導引輪104可相對該軸承125之內座圈旋轉。

一偏壓裝置140以一確實鎖固方式與一耦接部份接合在該可移動構件90中(請參見圖7)且以一確實鎖固方式與一耦接部份在例如一孔142接合在該中間構件132及/或該外板122中。因此該偏壓裝置140朝該鏈條拉緊方向T偏壓該鏈條導引總成92以維持或回復與該拉緊器輪100及該導引輪104接合之該鏈條的必要張力。該偏壓裝置140可為任何多數不同種類的偏壓裝置，包括例如一扭力彈簧。

依據本揭示之教示，該阻尼器120設置在該鏈條導引總成92與該可移動構件90之間。該阻尼器120可 操作而在該鏈條導引總成朝該阻尼方向D旋轉時施加一阻尼力至該鏈條導引總成92。

該阻尼器120包括一摩擦構件144(例如，一環形摩擦構件)。在一例子中，該摩擦構件144係少於單一圈之一彈簧。該摩擦構件144相對該軸126及該偏壓裝置140位於徑向外側。換言之，該摩擦構件144定位成相對該軸126及該偏壓裝置140各分開一距離。

該摩擦構件144具有一第一端146、第二端148、一內環形表面150及一外環形表面152。該摩擦構件144定位在該可移動構件90之空腔128內使得該摩擦構件144之外環形表面152與該可移動構件90之空腔128內的一內環形表面154摩擦接合(例如，實體接觸、抵靠)。例如，在該空腔128內之內環形表面154的尺寸及形狀作成等於或小於該摩擦構件144之一外徑、或該外徑與一厚度。在一例子中，該摩擦構件144之一未組合外徑比該可移動構件90之空腔128內之內環形表面154的一直徑大。

該摩擦構件144之尺寸可縮放以便在操作該後變速器80時增加或減少該摩擦構件144與該空腔128內之內環形表面154間的摩擦力。例如，該摩擦構件144之外徑、寬度(例如，軸向寬度)及/或厚度及/或該摩擦構件144與該空腔128內之內環形表面154間的一摩擦係數可增加或減少以改變該摩擦構件144之摩擦力強度。

在一例子中，該阻尼器120包括可附接在該可移動構件90上之一中間構件或套筒156(例如，一環 156)。該環156具有一內環形表面158及一外環形表面160。該環156之內環形表面158形成該可移動構件90之空腔128內的內環形表面154，且該摩擦構件144之外環形表面152與該環156之內環形表面158摩擦接合(例如，實體接觸、抵接)。該環156之內環形表面158之尺寸及形狀係作成可等於或小於該摩擦構件144之外徑，或該外徑與該厚度。

在一例子中，該可移動構件90包括一環形凹部162，該環形凹部162形成該可移動構件90之空腔128的一部份。該環形凹部162之尺寸及形狀係作成可等於或小於該環156之外環形表面160的一直徑。該環156係附接在該可移動構件90上使得該環156不會相對該可移動構件90移動。例如，該環形凹部162具有比該環156之一外徑小之一直徑，且該環156壓入配合在該環形凹部162中。此外，該環156可包括使該環156之外環形表面160粗化以便防止該環156相對該可移動構件90移動。該環156可以包括例如利用一黏著劑、舌片、凸緣、其他連接器或其任何組合之任何多數不同方式附接在該可移動構件90上。例如，該環156可使用覆蓋模塑或鍵合而不可旋轉地附接在該可移動構件90上。

在一例子中，該環156由一第一材料形成，且該摩擦構件144由與該第一材料不同之一第二材料形成。該第一材料及該第二材料可為任何多數材料。例如，該第一材料係一硬化鋼(例如，4140合金鋼)，且該第二材 料係經熱處理及彈性回火之一高碳鋼(例如，1080碳鋼)。亦可使用其他材料。該環156之內環形表面158具有例如一精細切削防護層。在一例子中，因為該摩擦構件144會由於該環156相對該可移動構件90不可旋轉地附接而比該環156容易更換，所以該第一材料具有比該第二材料大之一硬度，使得該摩擦構件144比該環156先損壞。

可使用油脂來幫助組裝包括該摩擦構件144及該環156之阻尼器120。在操作該後變速器80時，因組裝該阻尼器120而包含之該油脂潤滑該摩擦構件144與該環156間之接觸表面且相較於在該摩擦構件144與該環156之間沒有油脂之一阻尼器120，減少靜摩擦係數及動摩擦係數。

該摩擦構件144之第一端146係不可旋轉地附接在該鏈條導引總成92上，而該摩擦構件144之第二端148則可相對該鏈條導引總成92自由地移動。例如，該摩擦構件144之第二端148係未固定地連接在該鏈條導引總成92或可移動構件90上的一圓周自由端。該用語「不可旋轉地附接」包括將該摩擦構件144附接在該鏈條導引總成92上而容許該摩擦構件144之第一端146與該鏈條導引總成92間具有背隙或遊隙(例如，因在該摩擦構件144之第一端146與該鏈條導引總成92間之連接產生的間隙)。該鏈條導引總成92包括一阻尼裝置附接部份163。如圖5與6之例子所示，該阻尼裝置附接部份163係由延伸遠離該外板122之表面134的該環形壁136之至少一部份形成。該環形壁 136包括延伸通過該環形壁136之一或多數開口或槽164(例如，三開口或槽164a、164b與164c)。形成該阻尼裝置附接部份163之該環形壁136的一部份或多數部份可具有比該環形壁136之一或多數剩餘部份大的高度及/或厚度以耐受由該摩擦構件144施加在該環形壁136上之力。

如圖5與6A至6C之例子所示，該環形壁136分成由該等三開口164a、164b與164c界定之多數部份165(例如，部份165a、165b與165c)。該環形壁136之該等部份165可具有相同尺寸及/或形狀，或該等部份165中之至少一部份可具有與其他部份165不同之一尺寸及/或形狀，如圖5與6之例子所示。該環形壁136之各部份165的端部包括朝向該環形壁136之一中心(例如，在該罩旋轉軸R)延伸之多數突起或舌片166。換言之，該環形壁136之一厚度變化，且該等部份165之端部分別比該環形壁136之其他部份厚。該等較厚端部有助於該環形壁136耐受由該摩擦構件144施加在該環形壁136上之力。

請參閱圖6B，當該後變速器80組合時，該摩擦構件144定位在該可移動構件90之內環形表面154(例如，該環156之內環形表面158)與該環形壁136之間。在圖6B與6C中，該偏壓裝置140被移除而暴露該外板122之表面134，且顯示延伸遠離該外板122之表面134的環形壁136。該偏壓裝置140與該鏈條導引總成92接合處之孔142相對該環形壁136位於徑向內側。該摩擦構件144定位成環繞延伸遠離該外板122之表面134的環形壁136。該摩擦構 件144之尺寸及形狀係作成使得該摩擦構件144與例如該環156之內環形表面158，而非該環形壁136實體接觸(例如，摩擦接合)。在一例子中，該摩擦構件144之一第一部份與該環156之內環形表面158實體接觸(例如，摩擦接合)而非與該環形壁136實體接觸(例如，摩擦接合)，同時該摩擦構件144之一第二部份與該環形壁136實體接觸(例如，摩擦接合)而非與該環156之內環形表面158實體接觸(例如，摩擦接合)。例如，與該第一端146(例如，該第二部份)相鄰之摩擦構件144延伸遠離該環形壁136且朝向該環156之內環形表面158延伸。

在或靠近該第一端146之摩擦構件144係定位在例如該等三槽164之一槽內。在圖6B與6C所示之例子中，該槽164完全延伸通過該環形壁136。在其他例子中，該槽164未完全延伸通過該環形壁136。換言之，該槽164只部份地延伸通過該環形壁136。該槽164之寬度等於或小於該摩擦構件144之厚度。該摩擦構件144在或靠近該摩擦構件144之第一端146非圓周地彎曲。例如，在或靠近該第一端146的該摩擦構件144之一部份朝向該摩擦構件144之一中心彎曲。該摩擦構件144之該部份形成一舌片或柄腳167。該舌片或柄腳167之形狀有助於減少該鏈條導引總成92接合該摩擦構件144前移動通過之背隙量。減少該鏈條導引總成92接合該摩擦構件144前移動通過之背隙可改善該摩擦構件144對鏈條位移之效果。

該舌片或柄腳167具有與圖5與6A至6C所示 之形狀不同的一形狀。該柄腳167例如可彎曲得比圖6B所示地多，使得該摩擦構件144之第一端146定位成在或靠近該摩擦構件144之內環形表面150，因此形成一圓形柄腳。該外板122或該中間構件132可包括一對應柱，且該圓形柄腳可定位成環繞該對應柱。在另一例子中，在或靠近該摩擦構件144之第一端146的該摩擦構件144之至少一部份朝遠離該摩擦構件之中心的一方向非圓周地彎曲。該外板122或該中間構件132包括一或多數對應柱，該一或多數對應柱分別地延伸遠離該外板122或該中間構件132且相對該鏈條導引總成92旋轉地固定該摩擦構件144之第一端146。

該摩擦構件144之第一端146可以任何多數其他方式不可旋轉地附接在該鏈條導引總成92上。例如，該摩擦構件144之第一端146可利用如螺絲、螺帽/螺栓組合、其他舌片、凸緣之一或多數連接器及/或一黏著劑而不可旋轉地附接在該鏈條導引總成92上。

該摩擦構件144之外環形表面152與該環156之內環形表面158摩擦接合在例如超過該環156之180度之一第一弧長上。例如，如上所述，該摩擦構件144可為少於單一圈之一彈簧，且該摩擦構件144可延伸環繞比該摩擦構件144之第一端146不可旋轉地附接的該環形壁136之全部圓周少(例如，在180度與360度之間)。在一例子中，該摩擦構件144延伸環繞該環形壁136之圓周的全部範圍。在另一例子中，該摩擦構件144具有單一圈以上， 且該摩擦構件144捲繞在其本身上或多數圈摩擦構件144定位成彼此相鄰。

如圖6C所示，在一例子中，該摩擦構件144係一第一摩擦構件，且該阻尼器120亦包括一第二摩擦構件170。類似該第一摩擦構件144，該第二摩擦構件170係例如少於單一圈之一彈簧。該第二摩擦構件170係定位在該可移動構件90之內環形表面154(例如，該環156之內環形表面158)與延伸遠離該外板122之表面134的環形壁136間。該第二摩擦構件170係與該第一摩擦構件144一起定位成環繞延伸遠離該外板122之表面134的環形壁136。該第一摩擦構件144及該第二摩擦構件170係沿著該環形壁136之高度並排地定位且都與該可移動構件90之內環形表面154摩擦接合。

該第二摩擦構件170具有一第一端172、一第二端174、一內環形表面176及一外環形表面178。類似於該第一摩擦構件144之外環形表面152，該第二摩擦構件170之外環形表面178與該可移動構件90之內環形表面154摩擦接合。該第二摩擦構件170之第一端172不可旋轉地附接在該鏈條導引總成92上，而該第二摩擦構件170之第二端174則可自由移動。在或靠近該第二摩擦構件170之第一端172的該第二摩擦構件170係定位在與該第一摩擦構件144之第一端146相同之槽內。或者，在或靠近該第二摩擦構件170之第一端172的該第二摩擦構件170係定位在例如該等三槽164中之另一槽內。

該第二摩擦構件170之外環形表面178與該環156之內環形表面158摩擦接合在例如超過該環156之180度之一第二弧長上。例如，該第二摩擦構件170可延伸環繞比該第二摩擦構件170之第一端172不可旋轉地附接的該環形壁136之全部圓周範圍少(例如，在180度與360度之間)。

該第一摩擦構件144之第一弧長與該第二摩擦構件170之第二弧長可不同。在該組態中，由該第一摩擦構件144及該第二摩擦構件170提供之轉矩相加。因此，該第二摩擦構件170可用於微調由該第一摩擦構件144及該第二摩擦構件170之組合產生的在該鏈條導引總成92上的一合成抵抗轉矩。

該摩擦構件144及更詳而言之，在該摩擦構件144之外環形表面152與該環156之內環形表面158間之摩擦接合限制該鏈條導引總成92相對該可移動構件90之旋轉運動。當該鏈條導引總成92朝該阻尼方向D旋轉，且該摩擦構件144之第一端146不可旋轉地附接在該鏈條導引總成92上並且該摩擦構件144之第二端148係自由端時，該鏈條導引總成92相對且沿著該環156之內環形表面158推動該摩擦構件144。當該鏈條導引總成92朝該拉緊方向T旋轉時，該鏈條導引總成92相對且沿著該環156之內環形表面158拉動該摩擦構件144。相較於相對且沿著該環156之內環形表面158拉動該摩擦構件144時(例如，當該鏈條導引總成92朝該拉緊方向T旋轉時)，當相對且沿著該環 156之內環形表面158推動該摩擦構件144時(例如，當該鏈條導引總成92朝該阻尼方向D旋轉時)，該摩擦構件144在該鏈條導引總成92上產生一較高轉矩。例如，相較於當拉動該摩擦構件144時，當推動該摩擦構件144時該摩擦構件144可以一3比1之比率產生一更高轉矩。可依據該摩擦構件144及/或該環156之不同尺寸、形狀及/或材料提供其他比率。

請參閱圖7A與7B，該鏈條導引總成92及該摩擦構件144透過該軸126及該螺絲138旋轉地附接在該可移動構件90及因此該環156上。該螺絲138係例如螺入該軸126之一內螺紋180。該軸126可在該可移動構件90之一附接部份182旋轉地附接在該可移動構件90上，使得該軸126無法相對該可移動構件90直線地移動，或減少該軸126相對該可移動構件90之直線移動。

包括圖7B所示之具有該環形壁136之外板122、該內板124、該軸承125及該導引輪104的鏈條導引總成92與該摩擦構件144一起朝該阻尼方向D及該拉緊方向T旋轉。朝該拉緊方向T偏壓該鏈條導引總成92之偏壓裝置140相對該摩擦構件144及該環156位於徑向內側，且相對該軸126位於徑向外側。當該鏈條導引總成92朝該阻尼方向D旋轉時，該偏壓裝置140作用在該鏈條導引總成92上以使該鏈條導引總成92返回維持鏈條張力之一旋轉位置。相較於該阻尼方向D，朝該拉緊方向T由該摩擦構件144產生之一較小轉矩容許該偏壓裝置140在相較於沒有 該摩擦構件144之一後變速器未大幅增加或增加該偏壓裝置140之尺寸的情形下維持鏈條張力。

例如，當該鏈條導引總成92朝該阻尼方向D旋轉時，在該摩擦構件144與該環156間之摩擦接合可限制當該自行車50例如受到地面輸入時之垂直鏈條移動量。相較於習知技術，本實施例之摩擦構件的重量及製造成本低，且容易安裝在一完成之自行車內。若多數部件(例如，該摩擦構件144、該環156及由該外板122之表面134延伸的環形壁136)在公差範圍內製成，則本實施例之摩擦構件亦提供比較穩定轉矩輸出範圍。

如圖7C所示，在一例子中，該摩擦構件144係一第一摩擦構件，且該阻尼器120亦包括一第二摩擦構件170。類似該第一摩擦構件144，該第二摩擦構件170係例如少於單一圈之一彈簧。該第二摩擦構件170係定位在該可移動構件90之內環形表面154(例如，該環156之內環形表面158)與延伸遠離該外板122之表面134的環形壁136間。該第二摩擦構件170係與該第一摩擦構件144一起定位成環繞延伸遠離該外板122之表面134的環形壁136。該第一摩擦構件144及該第二摩擦構件170係沿著該環形壁136之高度並排地定位且都與該可移動構件90之內環形表面154摩擦接合。該第二摩擦構件170可具有與該第一摩擦構件144相同或不同之尺寸。例如，該第二摩擦構件170可具有比該第一摩擦構件144短之一弧長。

一摩擦阻尼器之各上述例子顯示該等阻尼 器之組態及構造可以不同方式變化。但是，亦可有與在此揭露及說明之例子不同的其他例子。本發明及本揭示非意圖只受限於圖1至7之例子。

雖然已依據本揭示之教示在此說明某些摩擦阻尼器、自行車變速器及自行車，但這專利之涵蓋範圍不限於此。相反地，這專利涵蓋完全落在可容許等效物之範圍內的本揭示教示的全部實施例。

50:自行車

52:車架

54:前輪

56:後輪

58:傳動系

60:前剎車

62:後剎車

64:座位

66:座管

68:把手

70:剎車槓桿

72:前鏈輪總成

74:曲柄總成

76:踏板

78:後鏈輪總成

80:後變速器

82,84,102:齒

85:前齒輪換檔器

86:底座構件

88:連桿組

90:可移動構件

91:近端

92:鏈條導引總成

93:罩板

94:馬達模組

96:電池

98:遠端

100:拉緊器鑲齒或輪

104:導引輪

110:致動器纜線

120:阻尼裝置(阻尼器)

122:外板

123,125:軸承

124:內板

126:軸

128:空腔

130:第一軸向側

132:中間構件

134:表面

136:環形壁

138:螺絲

140:偏壓裝置

142:孔

144:摩擦構件

146,172:第一端

148,174:第二端

150,154,158,176:內環形表面

152,160,178:外環形表面

156:中間構件或套筒(環)

162:環形凹部

163:阻尼裝置附接部份

164,164a,164b,164c:開口或槽

165,165a,165b,165c:部份

166:突起或舌片

167:舌片或柄腳

170:第二摩擦構件

180:內螺紋

182:附接部份

A:箭號

C:鏈條

D:阻尼方向

F1,F2:前鏈輪

G1-G11:後鏈輪

L:連桿

R:罩旋轉軸

T:鏈條拉緊方向

本發明之目的、特徵及優點可藉由配合圖式閱讀以下說明來了解，其中：

圖1係一自行車之側視示意圖，該自行車可建構成在該後變速器上使用一阻尼器；

圖2係安裝在一自行車上之一電子後變速器例的放大側視圖；

圖3係由一自行車移除之另一電子後變速器例的放大側視圖；

圖4係安裝在一自行車上之一手動後變速器例的放大側視圖；

圖5係依據本揭示之一後變速器例之一部份的分解立體圖，該後變速器包括一彈簧阻尼器；

圖6A係一後變速器例的立體圖，該後變速器包括由一自行車移除並組裝之圖5之後變速器的部份；

圖6B係沿著圖6A之一後變速器例的線6-6截取且垂直地通過該後變速器之一旋轉軸的橫截面圖；

圖6C係沿著圖6A之另一後變速器例的線6-6截取且垂直地通過該後變速器之旋轉軸的橫截面圖；

圖7A係另一後變速器例的立體圖，該後變速器包括由一自行車移除並組裝之圖5之後變速器的部份；

圖7B係沿著圖7A之一後變速器例的線7-7及該旋轉軸截取的橫截面圖；及

圖7C係沿著圖7A之另一後變速器例的線7-7及該旋轉軸截取的橫截面圖。

52:車架

78:後鏈輪總成

80:後變速器

84,102:齒

86:底座構件

88:連桿組

90:可移動構件

91:近端

92:鏈條導引總成

93:罩板

94:馬達模組

96:電池

98:遠端

100:拉緊器鑲齒或輪

104:導引輪

C:鏈條

D:阻尼方向

G1-G11:後鏈輪

L:連桿

R:罩旋轉軸

T:鏈條拉緊方向

Claims (17)

1. 一種自行車後變速器，其包含：一底座構件，其可安裝在一自行車架上；一可移動構件，其可移動地耦接至該底座構件，該可移動構件具有一內環形表面；一鏈條導引總成，其可旋轉地連接至該可移動構件；一偏壓裝置，其組配成相對該可移動構件朝一第一旋轉方向偏壓該鏈條導引總成；及一阻尼裝置，其設置在該鏈條導引總成與該可移動構件之間，該阻尼裝置可操作而在該鏈條導引總成相對該可移動構件朝一第二旋轉方向旋轉時施加一阻尼力至該鏈條導引總成，該第二旋轉方向與該第一旋轉方向相反，該阻尼裝置包含：一摩擦構件，其具有一外環形表面，該摩擦構件之該外環形表面與該可移動構件之該內環形表面摩擦接合，該摩擦構件具有一第一端，該摩擦構件之該第一端不可旋轉地附接於該鏈條導引總成，且該摩擦構件具有一第二端，該摩擦構件之該第二端係圓周自由端。
2. 如請求項1之自行車後變速器，更包含一軸，該鏈條導引總成透過該軸與該可移動構件旋轉地連接，其中該摩擦構件設置成與該軸分開一徑向距離。
3. 如請求項1之自行車後變速器，更包含一套筒， 其中該可移動構件具有一環形凹部，該套筒附接於該可移動構件且在該環形凹部內使得該套筒不相對該可移動構件旋轉，且其中該套筒之一表面形成該可移動構件之該內環形表面。
4. 如請求項3之自行車後變速器，其中該套筒由一第一材料形成，且該摩擦構件由一第二材料形成，該第一材料具有比該第二材料大之一硬度。
5. 如請求項3之自行車後變速器，其中該摩擦構件之該外環形表面與該套筒之該表面摩擦接合在超過該套筒之180度之一第一弧長上。
6. 如請求項5之自行車後變速器，其中該摩擦構件係一第一摩擦構件，其中該阻尼裝置更包含一第二摩擦構件，該第二摩擦構件具有一第一端及一外環形表面，該第二摩擦構件之該第一端不可旋轉地附接於該鏈條導引總成，且其中該第二摩擦構件之該外環形表面與該套筒之該表面摩擦接合。
7. 如請求項6之自行車後變速器，其中該第二摩擦構件之該外環形表面與該套筒之該表面摩擦接合在超過該套筒之180度之一第二弧長上，該第二弧長與該第一弧長不同。
8. 如請求項1之自行車後變速器，其中該鏈條導引總成具有面向該可移動構件之一表面及延伸遠離該 表面之一環形壁，該環形壁具有延伸通過該環形壁之一槽，且其中該摩擦構件係定位成環繞該環形壁，且該摩擦構件之該第一端定位在該槽內且通過該環形壁。
9. 如請求項1之自行車後變速器，其中該偏壓裝置相對該摩擦構件位於徑向內側。
10. 如請求項1之自行車後變速器，其中該摩擦構件係少於單一圈之一彈簧。
11. 一種用於一自行車後變速器之阻尼總成，該阻尼總成可定位在該自行車後變速器之一可移動構件與可旋轉地連接至該可移動構件之一鏈條導引總成之間，且可操作而在該鏈條導引總成相對該可移動構件朝一旋轉方向旋轉時施加一阻尼力至該鏈條導引總成，該阻尼總成包含：一環形摩擦構件，其具有一第一端及一外環形表面，該環形摩擦構件之該第一端不可旋轉地附接於該鏈條導引總成；及一套筒，其可附接於該可移動構件且在該可移動構件之一環形凹部內，該套筒具有一內環形表面，其中該環形摩擦構件之該外環形表面與該套筒之該內環形表面摩擦接合，其中該環形摩擦構件係少於單一圈之一彈簧。
12. 如請求項11之阻尼總成，其中該套筒由一第一材料形成，且該環形摩擦構件由一第二材料形成，該 第一材料具有比該第二材料大之一硬度。
13. 如請求項12之阻尼總成，其中該環形摩擦構件之該外環形表面與該套筒之該內環形表面摩擦接合在超過該套筒之180度之一第一弧長上。
14. 如請求項13之阻尼總成，其中該環形摩擦構件係一第一環形摩擦構件，其中該阻尼總成更包含一第二環形摩擦構件，且該第二環形摩擦構件具有一第一端及一外環形表面，該第二環形摩擦構件之該第一端不可旋轉地附接於該鏈條導引總成，且其中該第二環形摩擦構件之該外環形表面與該套筒之該內環形表面摩擦接合。
15. 如請求項14之阻尼總成，其中該第二環形摩擦構件之該外環形表面與該套筒之該內環形表面摩擦接合在超過該套筒之180度之一第二弧長上，該第二弧長與該第一弧長不同。
16. 如請求項11之阻尼總成，其中該環形摩擦構件由第一種鋼形成，且該套筒由第二種鋼形成。
17. 如請求項11之阻尼總成，其中該環形摩擦構件在該第一端非圓周地彎曲。

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