TWI728071B - 用於使電氣自行車組件變速的裝置 - Google Patents

Abstract

本發明有關於一種用於控制電氣自行車組件，特別是電氣齒輪變速機構的裝置，其包含：一環狀基底元件；環狀致動元件，其可相對於該基底元件旋轉；及一第一電氣接觸開關，其在該致動元件移動離開一空檔位置進入一第一致動位置時被致動。

Description

用於使電氣自行車組件變速的裝置

本發明係有關於用於使電氣自行車組件變速的裝置。

如電氣控制之齒輪變速機構的電氣自行車組件的使用不斷地增加。習知技術揭示用於藉助於電氣接觸開關使自行車組件電氣地變速或電氣地操作自行車組件的不同方法。習知系統之缺點係其複雜之設計。

因此問題在於提供用以控制電氣自行車組件之一裝置，其不僅具有一簡單設計，而且在致動該裝置時提供足夠回饋給騎車者。

這問題藉由如請求項1之一種用於使電氣自行車組件變速的裝置來解決。使電氣自行車組件「變速」表示致動或操作任一種電氣自行車組件。「電氣自行車組件」被視為是電氣、電子、機電、電動氣動及電動液壓自行車組件，例如前或後齒輪變速機構或變速器、前輪懸吊系統、後輪懸吊系統、或高度可調整座位支柱。

依據本發明之用於使電氣自行車組件變速的裝置包含一環狀基底元件及一環狀致動元件。該基底元件可不可旋轉地附接或安裝在自行車把手上。在該安裝狀態時該基底元件環繞該等自行車把手。該致動元件設置在該基底元件上。該致動元件可相對於該基底元件旋轉。該致動元件可旋轉離開一空檔位置進入一第一致動位置。該致動元件被預載於該空檔位置中。用於使電氣自行車組件變速的裝置更包含一第一電氣接觸開關，其在該致動元件由該空檔位置移動進入該第一致動位置時被致動。當致動時，該第一電氣接觸開關產生觸覺回饋且將該回饋傳送至該致動元件。

這實施例之優點是該電氣接觸開關本身產生該觸覺回饋。因此，不需要另外之組件或設計手段。用於使電氣自行車組件變速的裝置的複雜性及組裝該裝置所需之工作量因此大幅減少。

只包含只在一個致動位置被致動之一個電氣接觸開關的變速裝置特別適合使可只進入一第一狀態及一第二狀態之電氣自行車組件變速。該電氣開關之致動產生在這兩狀態間之切換。因此一自行車組件起初在該第一狀態且在致動該變速裝置時切換成該第二狀態。當再致動該變速裝置時，該自行車組件變回該第一狀態等。藉助於該變速裝置，例如只用於二鏈環之一前電氣變速器，可使該等二鏈環交替地變速或開與關一電動氣動懸吊。

若該基底元件安裝在該等自行車把手上，該元件環繞該等把手，且因此該基底元件之一縱軸與該等自行車把手之一把手軸大致同軸。該致動元件設置在該基底元件上且可相對其旋轉。當致動時，該致動元件環繞一轉軸旋轉，且該轉軸與該固定基底元件之縱軸同軸地延伸。

依據用於使電氣自行車組件變速的裝置之一實施例，該致動元件可旋轉離開該空檔位置進入一第二致動位置。該致動元件被預載於該空檔位置中。

依據一實施例，該變速裝置更包含一第二電氣接觸開關。該第二電氣接觸開關係在該致動元件由該空檔位置移動進入該第二致動位置時被致動。當致動時，該第二電氣接觸開關亦產生觸覺回饋並將該回饋傳送至該致動元件。

各致動一電氣接觸開關之兩種不同致動位置使該自行車組件可藉由該用於變速的裝置進入兩種不同狀態。例如，在該第一致動位置中，當致動該第一電氣接觸開關時，一電氣齒輪變速機構可被啟動而變速進入下一較高速檔且，在該第二致動位置中，當致動該第二電氣接觸開關時，該電氣齒輪變速機構可被啟動而變速進入下一個較低速檔。

在這情形中，該等第一與第二致動位置可在相同旋轉方向上相鄰。騎車者可朝一第一旋轉方向移動該致動元件以致動該元件且會先到達該第一電氣接觸開關被致動之第一致動位置。若該致動元件接著朝該第一旋轉方向進一步旋轉通過該第一致動位置，該元件到達該第二電氣接觸開關被致動之第二致動位置。該等第一與第二電氣接觸開關可以一電氣步進開關來實施，且該等接觸開關係朝該相同方向連續地切換。該等第一與第二致動位置應互相分開足夠遠以避免變速失誤。

可想到的是，與該第一接觸開關不同之一第二電氣接觸開關在該第二致動位置被致動。該第二電氣接觸開關可產生例如聽覺回饋，而不是觸覺回饋。該第二接觸開關可具有任一種設計或可被設計為一無觸點式接觸開關。

依據用於使電氣自行車組件變速的裝置的一實施例，該空檔位置係設置在該第一致動位置與該第二致動位置之間。

因此，該致動元件可由該騎車者朝一第一旋轉方向或朝一相反第二旋轉方向相對於該基底元件旋轉離開該空檔位置。當該致動元件朝該第一旋轉方向旋轉時，到達該第一致動位置。當該致動元件朝該第二、相反旋轉方向旋轉時，到達該第二致動位置。在相鄰且在相同旋轉方向上之致動位置的情形中比較可能發生變速失誤。當朝相反方向進行致動時，實際上可完全排除變速失誤。由於該預載，該致動元件在致動後自動地返回該空檔位置。

亦可想到的是相鄰且在相同旋轉方向上之多個致動位置及在相反方向上之多個另外致動位置的一組合。依此方式，藉由朝該第一旋轉方向旋轉該致動元件，騎車者可切換具有二切換階段，即，二致動位置的一電氣步進開關，且藉由朝該相反旋轉方向旋轉該致動元件，該騎車者可切換另一電氣接觸開關及，因此，另一致動位置。

依據用於使電氣自行車組件變速的裝置的一實施例，該第一及/或該第二電氣接觸開關係設計為一彈簧開關。

亦稱為一速動開關之一彈簧開關是有利的，因為它不僅接通一觸點，而且產生觸覺回饋。不需要另外之組件或設計手段。此外，可比較容易地調整該彈簧開關之力量位移性質，以便允許騎車者使用姆指或食指致動且，另一方面，以便產生足夠觸覺回饋。由一人體功學觀點來看，該彈簧開關係足夠緊密而可舒適地致動，且可在該用於變速之裝置中佔據極少安裝空間。

或者，可使用金屬彈片(snap dome)作為一電氣接觸開關。

產生足夠觸覺回饋之電氣接觸開關經常同時地產生聽覺回饋。例如，當該彈簧開關彈鎖時產生一彈響聲，且駕駛可聽到這聲音。

依據用於使電氣自行車組件變速的裝置的一實施例，該觸覺回饋係由分配給該第一及/或該第二電氣接觸開關之一按扣機構產生。

由於該按扣機構整合在該電氣接觸開關中，可有利地避免另外之組件。這有助於用於使電氣自行車組件變速的裝置之簡單設計及其組裝。

為致動該接觸開關，必須施加一連續增加開關致動力以便克服該按扣機構之阻力，例如，在該按扣機構中之一彈簧元件的一彈力，及到達該接觸開關之切換點。一旦到達該切換點後，該按扣機構突然彈鎖且接通該觸點及，因此，該電路。同時，該開關致動力快速地減少。該開關致動力之突然減少可產生觸覺回饋。

依據用於使電氣自行車組件變速的裝置的一實施例，預載該致動元件於該空檔位置中係由分配給該第一及/或該第二電氣接觸開關之一回動彈簧產生。

由於該回動彈簧整合在該電氣接觸開關中，可避免另外之組件，這有助於用於變速之裝置的簡單設計及組裝。

依據用於使電氣自行車組件變速的裝置的一實施例，該第一電氣接觸開關及/或該第二電氣接觸開關係設置在該基底元件中。

這實施例之優點係該基底元件及，因此，該電氣接觸開關不可旋轉地固定在該等把手上。該等電氣接觸開關係相對在騎車時產生之振動以一穩定狀態固定在該等把手上。因此可避免不必要之意外變速。未產生可能在配置於可相對於該自行車移動之一組件中時發生的另外離心力。

該致動元件具有與該等電氣接觸開關互動之傳送表面。

該等電氣接觸開關配置在該基底元件中容許簡單地更換較低成本之致動元件。依此方式，可依據騎車者比較喜歡使用拇指前或後側、食指之前或後側、手掌之一部份、或在拇指與食指間之空間來操作該變速裝置，使用具有不同人體工學設計之致動元件。可想到的是，具有或沒有一致動突起、具有不同數目之致動突起、具有不同形狀之致動突起、具有不同表面設計、或由不同材料製成的致動元件。

依據用於使電氣自行車組件變速的裝置的另一實施例，該第一電氣接觸開關及/或該第二電氣接觸開關係設置在該致動元件中。

在這情形中，該固定基底元件具有與該等電氣接觸開關互動之傳送表面。為了致動，該致動元件與該等電氣接觸開關一起相對於該基底元件及該等固定傳送表面旋轉離開該空檔位置進入一致動位置。

或者，該等電氣接觸開關亦可設置在該基底元件及該致動元件外側。唯一需要確保的是例如，藉由設置在該致動元件上且與該等電氣接觸開關互動之一傳送突起可操作地連接該等電氣接觸開關及該致動元件。在這情形中該等電氣接觸開關配置成靠近該致動元件是有利的。

依據用於使電氣自行車組件變速的裝置的一實施例，該致動元件包含一第一致動突起。

騎車者可藉由該致動突起最佳地操作該致動元件。一致動力可使用一手指，最好是拇指或食指準確地施加至該致動突起。該致動突起之設計可在形狀、尺寸及表面狀況方面不同。具有大致對應於一指尖之尺寸且由於其形狀在致動時感覺舒適的一實施例是有利的。當正常騎車時騎車者之手環握該把手握把且該等致動突起可使用拇指及/或食指輕易地接觸時，具有由一人體工學之觀點來看有利的致動突起之位置及方位。這可依不同騎車者而不同。

依據用於使電氣自行車組件變速的裝置的一實施例，該致動元件包含一第二致動突起。

這實施例之優點係騎車者可在該第一與該第二致動突起間選擇或同時使用兩種致動突起。例如，該第一致動突起可設置成使得它可用拇指輕易地接觸。該第二致動突起可安裝成使得它可用食指輕易地接觸。

亦可想到的是設計該致動元件具有可增加在手或手指與該致動元件間之摩擦連接的一表面結構，例如，肋或凸點。騎車者可用一手指或用手掌、或用在拇指與食指間之空間抓住這表面結構。亦可想到的是一指尖可接合的沿該致動元件之外表面的一或多個凹槽。前述表面結構、凹槽及致動突起亦可組合使用。

由一人體工學觀點來看，該第一致動突起及/或第二致動突起配置在該環狀致動元件之下半部是有利的。在一實施例中，該等第一與第二致動突起係設置在具有大約等於或小於90º之一角度的一圓之一部份內。這配置使騎車者可使用手指致動該變速裝置且同時地，可確實地抓住該等把手。為了完成這動作，只需由該等把手稍微放開食指及拇指即可。

該致動元件相對於該基底元件旋轉大約5º至40º而離開該空檔位置進入該第一致動位置及/或第二致動位置。由一人工體工學觀點來看，特別有利的是5º至15º之一旋轉角度。

依據用於使電氣自行車組件變速的裝置的一實施例，該自行車組件係設計為一電氣齒輪變速機構。

該自行車組件，即，在這情形中，該電氣齒輪變速機構之狀態變化可藉由固定在該等把手上之變速裝置產生。致動該變速裝置促使該電氣齒輪變速機構切換至下一個較高速或下一個較低速檔。該電氣齒輪變速機構可操作一前變速器或一前變速機構，即，可實行該鏈條在相鄰鏈環間之轉移，或可操作一後變速器或一後變速機構且，因此，可實行該鏈條在一多鏈輪配置之相鄰鏈輪間的轉移。如同具有習知齒輪變速機構之情形，安裝在該等把手之左側的一變速裝置可操作一電氣前變速器，且設置在該等把手右側之另一變速裝置可操作一電氣後變速器。

現代自行車驅動機構經常只包含一個前鏈環，且因此不再需要一前變速器。在這些情形中，用於後電氣變速器之一個變速裝置就足夠了。另一個變速裝置則可用於操作其他電氣自行車組件。

依據用於使電氣自行車組件變速的裝置的一實施例，變速進入該下一個較高速檔係在該第一致動位置實行，且變速進入該下一個較低速檔係在該第二致動位置實行。

亦可想到的是程式規劃該控制系統之軟體使得保持該變速裝置在一第一或第二致動位置一段時間使多數檔位可朝增加或減少方向連續地轉換。因此，不需要在朝相同方向在連續檔位間變速時一直返回空檔位置。

或者，其他自行車組件亦可在一段預定時間後變速；該控制系統之程式規劃使得多個或不同電氣自行車組件可使用相同變速裝置變速。

用於變速之裝置可致動或停止致動一電動液壓或電動氣動減震系統，或可變速進入不同減震階段。亦可想到的是使一高度可調整座位支柱位移。例如，該鞍座可電動液壓地上升或下降。該鞍座高度亦可透過致動該變速裝置藉由一較長致動來無段地調整。該變速裝置之變速事實上作用在欲變速之電氣自行車組件上的方式取決於該控制系統之程式規劃。

本發明更有關於一種用於控制電氣自行車組件的系統。該用於控制電氣自行車組件之系統包含上述用於變速之裝置。該系統更包含與該第一電氣接觸開關及/或第二電氣接觸開關連接之一發射器單元。當該用於變速之裝置被致動時，該發射器單元發送一控制信號至一接收器單元。

該致動元件移動進入一第一致動位置以便致動該變速裝置。當該電氣接觸開關到達其切換點時，該電路接通且一電脈衝傳送至該發射器單元。為達此目的，該電氣接觸開關及該發射器單元，例如，透過一纜線互相電氣地連接。該發射器包含一發射器電子系統。依據是否切換一電氣接觸開關及依據切換哪一個電氣接觸開關，該控制電子系統產生一控制信號且將該信號發送至欲控制之自行車組件的接收器單元。

該接收器單元係安裝成靠近欲控制之自行車組件且包含一接收器電子系統。該接收器單元接收該控制信號，評估該信號，並依據該接收之信號控制該自行車組件。欲控制之自行車組件係例如一後變速器，其在已接收該對應信號時被該接收器單元啟動以變速至一下一個較高速檔。亦可想到的是該接收器單元將一信號送回該發射器單元，表示選擇的是哪一個檔位。為達此目的，可使用偵測該檔位之一位置感測器。在這情形中，該發射器單元及該接收器單元都可接收、發送及處理信號。

該接收器電子系統及該發射器電子系統通常包含具有一微控制器之一印刷電路板。該微控制器之軟體的程式規劃使該變速邏輯可依據欲變速之自行車組件來調整。依據該程式規劃之變速邏輯，可產生不同狀態，例如ON/OFF、使該自行車組件以一階段方式上下變速、或使該自行車組件以一無段方式上下變速。

設置在該發射器及接收器單元中之一電池、或一可充電電池適合供給電力至該等電氣單元。

依據用於控制電氣自行車組件的系統的一實施例，該控制信號係由該發射器單元無線地發送至該接收器單元。

這具有之優點是不再需要沿車架或在車架內部放置干涉之纜線。另一方面，該變速裝置可自由地放置在該等把手上。一後續調整亦可在沒有干涉之纜線的情形下輕易地實行。當然，亦可藉由纜線進行習知信號傳送。

由本發明解決之另一問題可被認為是提供一種用於使電氣自行車組件變速，其在致動時將足夠強之觸覺回饋傳送給騎車者。詳而言之，在自行車及騎車者一直暴露於振動之崎嶇地形上，對該騎車者之足夠強回饋是重要的。在習知技術中試圖藉由例如光或聲信號或另一碰響(click)機構之另外手段應付太弱的回饋。但是，該等另外之裝置增加該變速裝置之複雜性，且應避免。

這另一問題係由一種用於使電氣自行車組件變速的裝置解決，其中該電氣自行車組件包含設計用來安裝在自行車把手上之一基底元件。該變速設置更包含一致動元件，該致動元件設置在該基底元件上且設置成可相對於該基底元件移動。該致動元件可移動離開一空檔位置進入一第一致動位置。該致動元件被預載於該空檔位置中。該變速裝置更包含一電氣接觸開關。該電氣接觸開關產生觸覺回饋。當該致動元件由該空檔位置移動進入該第一致動位置時，該電氣接觸開關傳送該觸覺回饋至該致動元件。當作用在該電氣接觸開關上之一連續增加開關致動力到達該電氣接觸開關之一預定切換點且突然減少至少15%時，產生足夠強之觸覺回饋。

騎車者施加一致動力在用於變速之裝置上，且該致動力轉換成作用在該電氣開關上之一開關致動力。電氣接觸開關在其力量位移性質方面是不同的。依據所使用之電氣接觸開關的實施例，需要某一開關致動力，且經過某一接觸行程以便到達該預定切換點及接通該觸點。

在一示範實施例中，在該預定切換點之開關致動力係8牛頓至14牛頓。依據一實施例，在該切換點之開關致動力係12牛頓。這大小之開關致動力是有利的，因為該力仍可由騎車者使用一手指輕易地施加且，另一方面，該力大到足以避免一不必要之變速。

依據一實施例，在克服該切換點後，該開關致動力突然減少15%至50%。該開關致動力突然減少30%至50%是特別有利的。在一示範實施例中，該開關致動力減少50%。在已克服該切換點後，該開關致動力突然減少前述數值可產生清楚的觸覺回饋。騎車者可感受到至少12.5%之減少。該開關致動力減少之百分比越大，該觸覺回饋越清楚。

依據用於使電氣自行車組件變速的裝置的一實施例，該開關致動力減少3.5牛頓至7牛頓。

依據用於使電氣自行車組件變速的裝置的一實施例，該電氣接觸開關係設計為一彈簧開關。該電氣接觸開關，特別是一彈簧開關之實施例，對於解決問題是重要的。該電氣接觸開關，特別是一彈簧開關之力量位移特性曲線對於產生足夠觸覺回饋具有決定性。

在用於使電氣自行車組件變速的裝置的一示範實施例中，在該電氣接觸開關之預定切換點的連續增加開關致動力係12牛頓。在到達該切換點前，該電氣接觸開關經過大約2mm之接觸行程。2mm之接觸行程可藉由使一環狀致動元件旋轉大約5º可靠地達成。在已到達該切換點後，該開關致動力由大約12牛頓突然減少至大約7牛頓，即，減少至少40%。

亦可想到的是使用具有不同力量位移性質之二電氣接觸開關。在8牛頓至10牛頓之一開關致動力已可達到一第一電氣接觸開關之切換點，且在12牛頓至14牛頓可先達到一第二電氣接觸開關之切換點。因此該變速裝置在該第一致動位置比在該第二致動位置更容易致動。

依據用於使電氣自行車組件變速的裝置的一實施例，該致動元件安裝成可相對於該基底元件移動。當使該致動元件離開該空檔位置進入一致動位置時，該元件進行一直線移動或一旋轉移動。一直線移動之情形係，例如，發生在使用已安裝電氣接觸開關之按鈕時。該等按鈕在習知技術中是已知的且因此以下不會更詳細地說明。

以下使用之左/右、上/下及後/前方向資訊係有關於當朝移動方向看時之一自行車(請參見圖1)。該內/外方向資訊係有關於安裝在該等自行車把手上之變速裝置且說明該等元件相對於該等自行車把手之端部設置的位置。該把手握把係設置成比該變速裝置及該煞車拉桿更靠近該等把手之端部且因此更向外(圖2a)。由該等把手之外側來看，該變速裝置環繞該把手軸A朝逆時針方向之一第一旋轉方向D1或朝順時針方向之一第二旋轉方向D2旋轉以便致動。

圖1顯示包含依據本發明之用於使電氣自行車組件變速的裝置的一自行車1。該自行車包含不同自行車組件，例如一高度可調整座位支柱2、一懸吊叉3、一前變速機構或前變速器4及一後變速機構或後變速器5。用於使電氣自行車組件變速的裝置安裝在把手6上，特別是在把手之右端上，且在把手握把7與煞車拉桿8(在此未顯示)之間。在所示之示範實施例中，該變速裝置意圖使該後電氣變速機構5無線地變速。其餘組件被手動地致動。其他電氣組件亦可藉由一變速裝置，當然，例如在該等把手左側之另一變速裝置來控制。

依據本發明之變速裝置不只適用於所示之一登山自行車，亦可使用在多種自行車上，例如比賽用自行車、旅遊自行車或電動自行車(e-bike)。

圖2a顯示包含安裝之變速裝置的自行車把手6。為了安裝，該環狀基底元件(在此未顯示)由該等把手之端部滑至該等把手6上且固定於其上。不同種類之習知夾持機構都適用於固定環繞該等把手之該基底元件。該基底元件亦可固定成環繞該把手握把7，或可設計成與該把手握把一體成型。亦可想到的是該變速裝置(或該基底元件)與一煞車拉桿及/或該把手握把之一體成型設計。重要的是該基底元件不相對於該等把手6旋轉或沿該等把手之軸A位移。

該變速裝置係沿該把手軸A定位成靠近該煞車拉桿8，且因此騎車者可接觸具有該變速裝置之致動突起22的致動元件20及該煞車拉桿8。許多騎車者比較喜歡在致動該變速裝置時將食指放在該煞車拉桿8上。這可利用所示之配置達成。手掌及其餘手指環繞該把手握把7，而食指則放在該煞車拉桿8上且拇指放在該致動元件20上。

一封閉環狀基底元件由該等把手之端部滑至該等把手6上且不可旋轉地固定在正確位置及方位上。環繞該等把手6的該基底元件之部分可開槽或封閉。在封閉之實施例中，該基底元件由該等把手之端部滑入且藉由使用一夾持螺絲之壓力夾(亦請參見圖3、4、5、8)不可旋轉地固定在該等把手6上。在該開槽、夾具式實施例中，該基底元件由該等把手之端部滑入或以一夾具之方式折疊開啟且放在該等把手6上。該夾具式基底元件藉由一調整螺絲拉在一起，且因此該基底元件之內徑減少並配合該等把手之直徑。

在所有實施例中，該摩擦連接防止該基底元件相對於該等把手旋轉。在這情形中，環繞該等把手的該基底元件之環狀部分的內徑配合一般把手直徑。對非常小把手直徑而言，可在該等把手與該基底元件之間使用一配接器。

圖2b以側視圖顯示該等把手6之右端。在此可看到該變速裝置如何環繞該等把手6及其把手軸A。該致動元件20及其第一致動突起22係安裝成可環繞一轉軸R旋轉，且該轉軸大致對應於該把手軸A。該致動元件20被預載於該空檔位置中且顯示在這位置。該致動元件20可相對於該等把手6或在此未顯示之該基底元件旋轉離開所示之空檔位置朝該第一旋轉方向D1通過一預定旋轉角度而進入一第一致動位置或，朝該相反之第二旋轉方向D2進入一第二致動位置。為達此目的，騎車者可直接抓住該致動元件20之外表面25或用一手指抵壓該致動突起22。當該致動元件20用一手指，例如拇指或食指操作時，一大約5º之小旋轉角度在人體工學上是有利的，因為騎車者不必移動整隻手，只需要移動該手指。

該變速裝置係定向且固定成朝該旋轉方向D環繞該把手軸A使得該致動元件20可使用手指透過其致動突起22接觸且，另一方面，在致動時不會與該煞車拉桿8碰撞。該致動突起22必須具有足夠空間以便朝該等第一與第二旋轉方向D1、D2旋轉另一至少5º離開所示之空檔位置，且不與該煞車拉桿8或其他部件碰撞，且不會夾住騎車者之手指。

該預定旋轉角度特別取決於所使用之電氣接觸開關及其接觸行程。這將在以下配合圖5與6更詳細地說明。

圖3a至3d顯示依據本發明之用於使電氣自行車組件變速的裝置的第一實施例之不同視圖。

該變速裝置包含一基底元件10及可相對於該基底元件10朝該等第一或第二旋轉方向D1、D2旋轉進入一第一或一第二致動位置之一致動元件20。在這情形中，該致動元件20環繞一轉軸R旋轉。該轉軸R與該把手軸A同軸地或大致平行地延伸。一滾珠軸承28設置在該基底元件10與該致動元件20之間。該基底元件10之內部份11在該安裝狀態時環繞該等把手。該壓力夾16被螺緊抵靠該等把手以便將該基底元件10固定在該等把手上。該變速裝置在此顯示在該空檔位置中。為了致動該變速裝置，騎車者施加一致動力在該致動元件20上且使該元件環繞該轉軸旋轉大約5º(在此未顯示)。這可藉由在該等致動突起22、23上之手指壓力或藉由抓住該致動元件20之外表面25來實行。一肋狀結構24或任何其他種類之表面結構保持在該外表面25上之抓握。

該等致動突起22、23沿該環狀致動元件20之圓周的配置可在圖3a之側視圖中清楚地看到。該等第一與第二致動突起22、23係設置在該環狀致動元件20之下半部中。更詳而言之，在所示之示範實施例中，該第一致動元件22位在沿該致動元件20之圓周大約180º至210º之一角位置，且該第二致動元件23位在大約130º至160º之一角位置。該等致動突起22、23位在具有大約等於或小於90º之一角度的一圓之一部份內。這配置使騎車者可使用手指致動該變速裝置且同時地，可確實地抓住該等把手。為了完成這動作，只需由該等把手稍微放開食指及拇指即可。

圖4a與4b由不同透視顯示依據本發明之變速裝置之第一實施例的分解圖。在此可看到一滾珠軸承28，其連接該基底元件10及該致動元件20使得該基底元件及該致動元件可相對地旋轉。此外，可看見設置在該基底元件10中之電氣接觸開關30、40；該等開關與該致動元件20之傳送表面26、27互動。

圖3與4更顯示由該控制裝置及一發射器單元50構成之用以控制電氣自行車組件的一系統。該發射器單元50被收納在與該基底元件10一體地形成之一殼體51中。該殼體51被一封閉蓋55封閉。該等電氣接觸開關30、40被電氣地連接或可電氣地連接於該發射器單元50。該發射器單元亦可位在該控制裝置之另一部分上。該殼體可設計成與其一體成型或與其分開。亦可想到的是將該發射器單元收納在靠近該控制裝置，例如，在該等把手上之一分開殼體中。

圖5顯示用以變速之裝置之第一實施例的截面圖且顯示其操作模式。該基底元件10包含用於該第一電氣接觸開關30之一第一插孔12及用於該第二電氣接觸開關40之一第二插孔13。適合在致動時產生足夠觸覺回饋之任何種類的電氣接觸開關都可放入這些插孔12、13中。

該致動元件20之旋轉移動被轉換成該電氣接觸開關之一直線移動。為達此目的，設置在該致動元件20內側之傳送表面26、27與依據該致動元件20之旋轉方向D1、D2分配的該等電氣接觸開關30、40之開關表面31、41互動。

該等電氣接觸開關可作為一分開組件放入在該基底元件中之插孔或可製造成已與該基底元件一體成型。分開電氣接觸開關具有該等開關可依需要以低成本更換之優點。該一體成型設計具有該基底元件同時作為一接觸開關殼體之優點。

圖6所示之電氣接觸開關30係一彈簧開關(亦稱為一速動開關)。該等彈簧開關可由例如DE 19 59 155 A1了解且因此不詳細說明。一連續增加開關致動力施加在該電氣接觸開關上以便克服開關阻力。若該開關致動力足夠大，可克服該開關阻力，即，到達所謂切換點。該電氣接觸開關經過接觸行程直到到達該切換點為止；該接觸行程取決於該致動元件20之旋轉角度。由於作用在該電氣接觸開關30之開關表面31上的開關致動力，該開關表面31與該插棒35一起被向下壓。在所示之示範實施例中，在到達該切換點前，該開關致動力必須克服該按扣機構之彈簧元件36的彈簧阻力及該回動彈簧37之彈簧阻力。若已到達該切換點，該等二接觸臂32會朝相反方向突然彈鎖，因此其接觸表面33撞擊該等固定觸點34(一接觸臂32被部份地遮蔽)且接通該觸點。該彈鎖產生觸覺回饋及聽覺回饋。接著一電脈衝由該電氣接觸開關30傳送至該發射器單元50。該電氣接觸開關之插棒35接著撞擊一固定擋件。由於其擋止，該等電氣接觸開關亦稱為限位開關。若該致動力再減少，即，在該變速裝置上之壓力減少，則該回動彈簧37使該電氣接觸開關30返回圖6所示之開始位置。

在包含一第一及一第二電氣接觸開關30、40之變速裝置的實施例中，該等電氣接觸開關30、40之回動彈簧37、47確保該等電氣接觸開關30、40返回其開始位置。由於返回該開始位置，產生由該電氣接觸開關30、40至該致動元件20之傳送表面26、27的反向力傳送，使該致動元件20被壓入該空檔位置且保持在該位置中。由於該等回動彈簧37、47及在該空檔位置時靠抵在該等開關表面31、41上的傳送表面26、27，在致動該變速裝置時不必經過無效行程(亦請參見圖5)。

在一示範實施例中，必須施加一12牛頓之增加開關致動力以便到達該切換點。在該致動力以下，在到達該切換點且接通該觸點前，該電氣接觸開關經過大約2mm之接觸行程。2mm之接觸行程係藉由使該致動元件20旋轉大約5º來可靠地達成。在已到達該切換點後，該開關致動力由大約12牛頓突然減少至大約7牛頓，即，減少40%。這快速減少產生足夠觸覺回饋。該接觸行程之大小使得該電氣接觸開關之尺寸小到足以插入用於變速之裝置。

圖7a顯示依據本發明之用於使電氣自行車組件變速的裝置的一第二實施例，其安裝在該等把手6上。類似於圖3至5所示之第一實施例，該變速裝置包含不可旋轉地安裝在該等把手6上之一基底元件10'及可相對該基底元件旋轉之一致動元件20'。

圖7b顯示圖7a中之第二實施例的分解圖。一滾珠軸承28選擇地設置在該等二元件10'、20'之間。所示之基底元件10'係設計成一夾具形式。環繞該等把手6的該基底元件10'之部分11'開槽且可藉助該夾具扣合物17及一螺絲被拉在一起而環繞該等把手6。

與第一實施例不同，該等電氣接觸開關30、40係設置在該致動部件20'上而不是在該基底元件中。這表示該致動元件20'與該等電氣接觸開關30、40一起相對於該基底元件10'旋轉。與該等電氣接觸開關30、40互動之固定傳送表面係設置在該基底元件10'上。為了簡化，該等傳送表面未顯示在圖7b中(請參見圖8b)。

與第一實施例之另一差異係該致動元件20'包含設計為一分開部件29'之致動突起22、23。因此該致動元件29'是可更換的。該分開部件29'不可旋轉地連接在該致動元件20'上。騎車者可依其需要由多數不同分開部件選擇，並接著安裝在該致動元件20'上。該等分開部件可在其材料、其表面狀況及/或人體工學方面不同。例如，該等部件可未包含致動突起、或包含一、二或三致動突起。該等致動突起可沿該環狀分開部件定位及定向在不同位置。該等致動突起亦可具有一表面結構且可在其尺寸方面不同。

圖7a與7b更顯示由該控制裝置及該發射器單元50構成之用於控制電氣自行車組件的一系統。該發射器單元50包含一發射器電子系統52及一電池54。該發射器單元50被收納在一殼體51'中，且該殼體51'設計成與該致動元件20'一體成型且被一封閉蓋55封閉。該等電氣接觸開關30、40與該發射器單元50電氣地連接。

圖8a顯示依據本發明之用於使電氣自行車組件變速的裝置的一第三實施例，其安裝在該等把手6上。類似於圖3至5所示之第一實施例，該變速裝置包含不可旋轉地安裝在該等把手6上之一基底元件10"及可相對該基底元件旋轉之一致動元件20"。

圖8b顯示圖7a中之第二實施例的分解圖。一滾珠軸承28係設置在該等二元件10"、20"之間，因此有助於相對移動。該基底元件10"係藉由一壓力夾16及一夾緊螺絲15不可旋轉地固定在該等把手6上。該致動元件20"包含一致動突起22"。

與第一實施例不同，該致動突起22"係設計為一分開部件29"且因此是可更換的。具有不同形狀之致動突起可固定在該致動元件20"上。該致動突起22"更允許沿其縱軸之一定向。為達此目的，該致動突起22"之內齒與該殼體51"之外齒互動。該致動突起22"先環繞其縱軸定向並接著與該致動元件20"連接。依此方式，該致動突起22"可配合騎車者之人體工學。

與第一示範實施例不同，該致動元件20"包含電氣接觸開關30、40且基底元件10"包含該等傳送表面26"、27"。這表示該等電氣接觸開關30、40與該致動元件20"一起相對於該基底元件10"旋轉且與該等固定傳送表面26"、27"互動。

圖8a與8b更顯示由該控制裝置及一發射器單元50"構成之用於控制電氣自行車組件的一系統。該發射器單元50"包含該發射器電子系統52及一電池54。該發射器單元50"被收納在一殼體51"中，且該殼體51"與該致動元件20"一體成型。該殼體51"被一封閉蓋55"封閉且被一密封環56密封。該等電氣接觸開關30、40與該發射器單元50"電氣地連接。

1‧‧‧自行車 2‧‧‧高度可調整座位支柱 3‧‧‧懸吊叉 4‧‧‧前變速機構或前變速器 5‧‧‧後變速機構或後變速器 6‧‧‧把手 7‧‧‧把手握把 8‧‧‧煞車拉桿 10,10',10"‧‧‧基底元件 11‧‧‧內部份 11'‧‧‧部分 12‧‧‧第一插孔 13‧‧‧第二插孔 15‧‧‧夾緊螺絲 16‧‧‧壓力夾 17‧‧‧夾具扣合物 20,20',20"‧‧‧致動元件 22‧‧‧致動突起；第一致動元件 22"‧‧‧致動突起 23‧‧‧致動突起；第二致動元件 24‧‧‧肋狀結構 25‧‧‧外表面 26,27,26",27"‧‧‧傳送表面 28‧‧‧滾珠軸承 29',29"‧‧‧分開部件 30,40‧‧‧電氣接觸開關 31,41‧‧‧開關表面 32‧‧‧接觸臂 33‧‧‧接觸表面 34‧‧‧固定觸點 35‧‧‧插棒 36‧‧‧彈簧元件 37,47‧‧‧回動彈簧 50,50"‧‧‧發射器單元 51,51',51"‧‧‧殼體 52‧‧‧發射器電子系統 54‧‧‧電池 55,55"‧‧‧封閉蓋 56‧‧‧密封環 A‧‧‧把手軸 D‧‧‧旋轉方向 D1‧‧‧第一旋轉方向 D2‧‧‧第二旋轉方向 R‧‧‧轉軸

圖1顯示包含用於使電氣自行車組件變速的裝置的一自行車； 圖2a顯示自行車把手，其包含安裝於其上用於使電氣自行車組件變速的裝置； 圖2b顯示圖2a之側視圖； 圖3a顯示一變速裝置之一第一實施例； 圖3b顯示圖3a中之裝置的立體後視圖； 圖3c顯示圖3a中之裝置的立體前視圖； 圖3d顯示圖3a中之裝置的側視圖； 圖4a顯示第一實施例之立體分解圖； 圖4b顯示圖4a之另一立體分解圖； 圖5顯示第一實施例之截面圖； 圖6顯示一電氣彈簧開關之立體圖； 圖7a顯示一變速裝置之一第二實施例； 圖7b顯示圖7a中之變速裝置的分解圖； 圖8a顯示一變速裝置之一第三實施例；及 圖8b顯示圖8a中之變速裝置的分解圖。

10‧‧‧基底元件

20‧‧‧致動元件

22‧‧‧致動突起；第一致動元件

23‧‧‧致動突起；第二致動元件

28‧‧‧滾珠軸承

30,40‧‧‧電氣接觸開關

50‧‧‧發射器單元

51‧‧‧殼體

D1‧‧‧第一旋轉方向

D2‧‧‧第二旋轉方向

Claims (13)

1. 一種用於使電氣自行車組件變速的裝置，其包含：一環狀基底元件，其設計成可以一不可旋轉之方式安裝在自行車把手上，且環繞一自行車把手；一環狀致動元件，其可相對於該基底元件旋轉，其中該致動元件可旋轉離開一空檔位置進入一第一致動位置，且其中該致動元件被預載於該空檔位置中；及一第一電氣接觸開關，其在該致動元件由該空檔位置移動進入該第一致動位置時被致動，其特徵在於：當該第一電氣接觸開關致動時，該第一電氣接觸開關產生觸覺回饋且將該觸覺回饋傳送至該致動元件。
2. 如請求項1之用於使電氣自行車組件變速的裝置，其中：該致動元件可旋轉離開該空檔位置進入一第二致動位置，其中該致動元件被預載於該空檔位置中，且更包含在該致動元件由該空檔位置移動進入該第二致動位置時被致動的一第二電氣接觸開關，且當該第二電氣接觸開關致動時，該第二電氣接觸開關產生觸覺回饋並將該觸覺回饋傳送至該致動元件。
3. 如請求項2之用於使電氣自行車組件變速的裝置，其中： 該空檔位置係設置在該第一致動位置與該第二致動位置之間。
4. 如請求項1至3中任一項之用於使電氣自行車組件變速的裝置，其中：該第一及/或該第二電氣接觸開關係設計為一按扣開關。
5. 如請求項2之用於使電氣自行車組件變速的裝置，其中：該觸覺回饋係由分配給該第一/及/或該第二電氣接觸開關之一按扣機構產生。
6. 如請求項2之用於使電氣自行車組件變速的裝置，其中：該致動元件被預載於該空檔位置中係藉由分配給該第一及/或該第二電氣接觸開關之一回動彈簧而產生。
7. 如請求項2之用於使電氣自行車組件變速的裝置，其中：該第一及/或該第二電氣接觸開關係設置在該基底元件中。
8. 如請求項2之用於使電氣自行車組件變速的裝置，其中：該第一及/或該第二電氣接觸開關係設置在該致動元件中。
9. 如請求項1之用於使電氣自行車組件變速的裝置，其中： 該致動元件包含一第一致動突起。
10. 如請求項9之用於使電氣自行車組件變速的裝置，其中：該致動元件包含一第二致動突起。
11. 如請求項1之用於使電氣自行車組件變速的裝置，其中：該自行車組件係設計為一電氣齒輪變速機構。
12. 一種用於控制電氣自行車組件的系統，其包含：如請求項1至11中任一項之一用於變速的裝置；及一發射器單元，其與該第一及/或第二電氣接觸開關連接且當該用於變速之裝置被致動時發送一控制信號至一接收器單元。
13. 如請求項12之用於控制電氣自行車組件的系統，其中：該控制信號係由該發射器單元無線地發送至該接收器單元。

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