TWI768254B - 自行車前變速系統 - Google Patents

Abstract

一種自行車前變速系統包括：可操作以發送一無線信號；一曲柄總成，其具有二曲柄臂及在該等二曲柄臂之各曲柄臂上的一踏板。該曲柄總成可環繞一旋轉軸線旋轉。一前變速單元與該曲柄總成耦合且可環繞該旋轉軸線旋轉。該前變速單元包括具有一大鏈環及一小鏈環之一鏈環組件。該小鏈環具有一小直徑且該大鏈環具有比該小直徑大之一大直徑。一變速機構與該鏈環組件耦合且可與該鏈環組件一起環繞該旋轉軸線旋轉。該變速機構係組配成由該變速器接收該無線信號且依據該無線信號使一鏈條在該大鏈環與該小鏈環之間變速。

Description

自行車前變速系統

本專利係有關於且主張先前申請之2018年11月1日申請之美國暫時申請案第62/754,312號及2019年2月4日申請之美國暫時申請案第62/801085號的優先權。這些先前申請之申請案的全部內容因此在此加入作為參考。

本揭示係大致有關於用於自行車之前變速系統，且更特別地有關於加入作為一自行車之一曲柄總成一部分的前變速系統。

一自行車通常包括用於驅動一自行車上之一鏈條以便為該系統提供動力的一系統。一驅動系統通常包括一前驅動及一後驅動。

用於自行車之後鏈輪組及前鏈環變速系統在所屬技術領域中是習知的。該等變速系統通常使用一前或後變速器以使該鏈條由一鏈輪或鏈環移動至另一鏈輪或鏈環。典型前或後變速器係安裝在一自行車之一車架的一固定部份上。一後變速器通常安裝在該自行車架上之後輪叉端上或與其直接地相鄰。因此，該車架經常在該叉端位置具有一托架用於附接該後變速器。

傳統前驅動系統包括一曲柄總成。該曲柄總成可包括藉由一心軸連接之二曲柄臂。該曲柄總成亦可包括一或多個驅動鏈輪。當使用二或二個以上驅動鏈輪時，已有用於使該鏈條由一驅動鏈輪切換至另一驅動鏈輪之各種技術可供使用。

最常見之技術包括使用一前齒輪變換裝置，例如通常安裝在一自行車之一車架上的一前變速器，其包括定位在該鏈條兩側上之板以便在該等驅動鏈輪之間推動該鏈條。該前變速器通常安裝在緊臨該曲柄總成之前鏈環的一自行車架之座管或其他部件上。因此在該座管車架上必須留有一開放可進接位置以便配合將一前變速器夾在該管上。在某些情形中，一安裝托架設置在該自行車架上用於將該前變速器附接在該車架上。前變速器之推動技術可使該等驅動鏈輪間產生粗略驅動轉換，且當在負載下變速時會產生問題。

現有前變速器會對該自行車，包括該車架設計者產生數種其他問題、缺失或缺點。例如，該車架設計者必須在設計具有一前變速系統的一自行車之車架時考慮該前變速器之安裝位置。因此，該車架之一部份必須可進接且定位成比較靠近該等前鏈環。必須配合以便將一前變速器安裝在該自行車之一部份上對設計者造成設計限制。當將該前變速器安裝在該自行車架上時，該變速器可能相對該等前鏈環不正確地定位。這會減少一前變速操作之品質及有效性及有效性或可特別當該鏈條在重負載下產生換檔不穩定性。

此外，將該前變速器安裝在該自行車架之一部份上使該車架有效地構成該前變速系統之一部分。當騎乘一自行車時，該車架會在受到應力時彎曲。在該前變速器安裝位置或該安裝位置與該等前鏈環之附接點間之位置的該車架之任何移動或彎曲會產生變速問題。例如，一騎乘者會在該車架彎曲時試圖執行一變速操作，因此產生該前變速器與該等前鏈環之未對齊。該未對齊可再造成不良變速品質，使該鏈條脫軌，或容許該鏈條在該變速時滑脫。這未對齊會再造成無法執行一變速，特別是在重負載下。

習知前變速器設計亦會使安裝及自行車裝配更困難，且因此更耗時及/或昂貴。安裝者必須採取分別地取得該等夾具或固結件、該等必要工具及該變速器且接著將該前變速器安裝在該自行車架上的多個必要步驟。調 整或裝配該自行車之安裝者或另一人亦必須接著在裝配該系統時相對該等前鏈環適當地定位及對齊該前變速器。對於缺乏特殊技能及訓練者而言，難以進行該裝配。需要相對該等前鏈環適當地定位及對齊該前變速器以確保合格變速能力。

在一例子中提供一種自行車前變速總成。該前變速總成包括：一前變速單元，其組配成與一曲柄總成耦合以便與其一起環繞一旋轉軸線旋轉，該前變速單元具有一鏈環組件及與該鏈環組件耦合之一變速機構。該鏈環組件具有：一大鏈環，其具有界定一大鏈環平面之複數齒；及一小鏈環，其具有界定一小鏈環平面之複數齒，該小鏈環具有一小直徑且該大鏈環具有比該小直徑大之一大直徑。該變速機構包括設置在該大鏈環與該小鏈環間之一過渡區域中的至少一突出變速元件，該變速機構係組配成使該至少一突出變速元件在該大鏈環平面與該小鏈環平面之間軸向地移動。

在一例子中，提供一種用於自行車之前變速單元。該前變速單元包括一鏈環組件，該鏈環組件具有接合在一起以便環繞一旋轉軸共旋轉之一大鏈環及一小鏈環，該大鏈環具有一大直徑及複數大環鏈輪齒且該小鏈環具有一小直徑及複數小環鏈輪齒，該大直徑係比該小直徑大。該前變速單元亦包括一變速機構，該變速機構與該鏈環組件耦合，該變速機構包括一電子控制單元、一齒輪馬達單元、至少一升檔元件、至少一降檔元件及一電源，該電源係配置成為該電子控制單元及該齒輪馬達單元提供電力以操作該至少一升檔元件及該至少一降檔元件。該至少一升檔元件係設置在該等小鏈環齒與該等大鏈環齒間之一過渡區域中且可藉由該電子控制單元及該齒輪馬達單元軸向地移動以使一鏈條由該小鏈環上之該等複數小環鏈輪齒切換至該大鏈環上之該等複數大環鏈輪齒。該至少一降檔元件可藉由該電子控制單元及該 齒輪馬達單元操作以使一鏈條由該大鏈環上之該等複數大環鏈輪齒切換至該小鏈環上之該等複數小環鏈輪齒。

100:自行車

102:車架

104:前輪

106:前叉

108:後輪

110:後上叉

112:後下叉

114:把手總成

116:前管

118:座位

120:座桿

122:座管

124:傳動系

126:後變速器

128:齒輪變速器

132:曲柄總成

134:曲柄臂

136:踏板

138:鏈條

140:後鏈輪組

142:剎車桿

144:液壓或纜線致動之前剎車機構

146,148:液壓線或機械纜線

150,532,650:前變速單元

152,154:鏈環

156:鍵槽連接部

158,182,218,186,202,208,662:螺絲

160,162:鏈輪齒

160n,162n:窄齒

160w,162w:寬齒

164:內板

166:較窄齒空間

168:外板；外鏈節

170:較寬齒空間

172:鉚釘或銷

174:滾子

180:蓋或整流罩

184:控制單元

188:殼體

190,676:按鈕

192:LED

194,663,664:電源；電池

196:閂鎖

200:齒輪馬達單元

204:托架

206:鏈條護罩或或護軌

210,603:升檔元件

212a,612a:第一降檔元件

212b,612b:第二降檔元件

214:馬達輸出；輸出部份

216,342,362,382,402,422,442:輪轂

217,436:槽

220a:第一鏈節

220b:第二鏈節

222a:第一銷

222b:第二銷

226,621,680,682,684:表面

228,655:鏈環組件

230:平面(表面)

232:馬達凹部

234:袋部

236a:第一通道

236b:第二通道

238:升檔器凹部

240,246,250,256,260:軸支持件

242,248,252,258,262,278a-e:內孔

244a:第一降檔器凹部

244b:第二降檔器凹部

254a:第一降檔元件凹部

254b:第二降檔元件凹部

264a,264b,264c,264d,324,672:孔

270,320:本體

272:孔道

274:向內側

276,372:接觸表面

280:鏈條引導栓

282:鏈條升檔栓(鈎)

284,314,478,486:固定螺絲

286,300:筒端

288:鈎；齒；變速元件

288A,288B,288C,288D:突出變速元件

290:傾斜頂面

292:傾斜頂部

294:傾斜底面

296a-c,304,306,308a-c:倒角

302:鈎；變速元件

310:軸頭

312:貫穿孔

322:支點

326,370:驅動臂

328,412,452:凸輪表面

330,470:缺口

332:腿部

334:頭部

336:波狀表面

338:接觸面

340:升檔驅動器

344,364,384,404,424,444:中心孔

346,366,386,406,426,446:轉矩突起

347,368,388,408,428,448:面

348:驅動本體

350,432:連接孔

352,392,678:螺孔

354,394,434:第一彈性接觸表面

374,414,454:第二彈性接觸表面

360:升檔致動器

380:第一降檔驅動器

390:突起

400:第一降檔凸輪

410,450:凸輪臂

420:第二降檔驅動器

430:凸起部

440:第二降檔凸輪

460:第一凸輪軸

462,476,498a,498b,508:卡環或扣環

464:間隙

466:扭力彈簧

468:第一腿部

472,482,492,502,514:第二腿部

474a:第一驅動銷

480:升檔彈簧

490,500a:第一降檔彈簧

496a:第一降檔軸

496b:第二降檔軸

500b:第二降檔彈簧

504:彈簧接觸表面

506:第二凸輪軸

512:第二降檔彈簧

520:凹部

530:電力計

540:外側面

542:內側面

544,546:特定倒角

604:鏈條引導元件

605:鏈條升檔元件

622:升檔元件偏壓彈簧

623:第一降檔元件偏壓彈簧

624:第二降檔元件偏壓彈簧

626:PCB

630,631,632,633:軸

660:機構模組

661:機構支持托架

665:心軸

674:擋止表面

686:電力計電源

A:箭號

B,S:平面

C:鏈環接觸表面

D:箭號

D1,D2,D3,D4,D5:徑向距離

P:旋轉方向；樞軸

R:旋轉軸線

R1,R3:齒根圓

R2,R4:齒尖圓

T:過渡區域

藉由配合圖式閱讀以下說明可了解本發明之目的、特徵及優點，其中：圖1顯示在一習知道路就緒狀態中之一自行車例的側視圖，該自行車包括依據本揭示之教示的一前變速系統。

圖2顯示圖1中之自行車的曲柄總成一部分的右或外側平面圖且包括依據本揭示之教示的一前變速系統例的一實質部份。

圖3顯示圖2之曲柄總成及前變速系統，但移除該自行車鏈條。

圖4顯示圖3之曲柄總成及前變速系統的右或外側立體圖。

圖5與5B顯示圖3之曲柄總成及前變速系統的左或內側平面圖。

圖6顯示圖3之曲柄總成及前變速系統的後視圖。

圖7顯示如圖1與2所示之一自行車鏈條例的立體圖，且該自行車鏈條適用於依據本揭示之教示的前變速系統。

圖8顯示圖7之自行車鏈條的俯視圖。

圖9顯示圖7之自行車鏈條的側視圖。

圖10顯示圖3之前變速系統之一前變速單元例的右或外側平面圖且移除一整流罩及曲柄臂。

圖11顯示圖10前變速單元例的右或外側立體圖且該等變速機構組件在依據本揭示之教示之一升檔狀態。

圖12顯示圖11的前變速單元，但該等變速機構組件在依據本揭示之教示之一降檔狀態。

圖13顯示圖10之前變速單元之沿線13-13截取的橫截面且該等 變速機構組件在圖11之升檔狀態。

圖14顯示圖10之前變速單元之一鏈環組件例的右或外側立體圖且移除該等變速機構組件。

圖15顯示圖14之鏈環組件的右或外側平面圖。

圖16顯示圖14之鏈環組件的後視圖。

圖17顯示依據本揭示教示之用於圖10之前變速單元之變速機構的一升檔元件例的俯視圖。

圖18顯示圖17之升檔元件的左或內側視圖。

圖19顯示依據本揭示教示之圖17之升檔元件的一鏈條引導栓例的立體圖。

圖20顯示圖19之鏈條引導栓的俯視圖。

圖21顯示圖19之鏈條引導栓的左或內側視圖。

圖22顯示圖19之鏈條引導栓的後視圖。

圖23顯示依據本揭示教示之圖17之升檔元件的一鏈條升檔栓例的立體圖。

圖24顯示圖23之鏈條升檔栓的俯視圖。

圖25顯示圖23之鏈條升檔栓的左或內側視圖。

圖26顯示圖23之鏈條升檔栓的後視圖。

圖27顯示依據本揭示教示之用於圖10之前變速單元之變速機構的一降檔元件例的立體圖。

圖28顯示圖27之降檔元件的前視圖。

圖29顯示圖27之降檔元件的左或內側視圖。

圖30顯示依據本揭示教示之用於圖10之前變速單元之變速機構的一升檔驅動器例的立體圖。

圖31顯示依據本揭示教示之用於圖10之前變速單元之變速機構的一升檔致動器例的立體圖。

圖32顯示依據本揭示教示之用於圖10之前變速單元之變速機構的一第一降檔驅動器例的立體圖。

圖33顯示依據本揭示教示之用於圖10之前變速單元之變速機構的一第一降檔凸輪例的立體圖。

圖34顯示依據本揭示教示之用於圖10之前變速單元之變速機構的一第二降檔驅動器例的立體圖。

圖35依據本揭示教示之用於圖10之前變速單元之變速機構的一第二降檔凸輪例的立體圖。

圖36顯示圖14之鏈環組件的左或內側立體圖。

圖37顯示圖14之鏈環組件的左或內側平面圖。

圖38顯示沿著圖10之前變速單元的線38-38截取的橫截面且顯示該變速機構之升檔元件在該升檔狀態。

圖39顯示沿著圖10之前變速單元的線39-39截取的橫截面且顯示該第一降檔元件在該升檔狀態，即，該第一降檔元件之一空檔狀態。

圖40顯示沿著圖10之前變速單元的線40-40截取的橫截面且顯示該第二降檔元件在該升檔狀態，即，該第二降檔元件之一空檔狀態。

圖41顯示圖10與11之前變速單元的左或內側視圖，但包括該鏈條，且在一升檔操作之第一階段或在一升檔操作之前。

圖42顯示圖10之前變速單元的左或內側視圖且在該升檔狀態。

圖43顯示圖42之前變速單元的俯視圖。

圖44顯示圖42之前變速單元，但在該降檔狀態。

圖45顯示圖43之前變速單元，但在該降檔狀態。

圖46顯示圖13之前變速單元的橫截面，但該等變速機構組件在該降檔狀態。

圖47至49顯示圖41之前變速單元及鏈條，但該升檔元件之鏈條引導栓與該鏈條依序地進一步接合且該鏈條由該鏈環組件之小鏈環變速。

圖50顯示圖49之前變速單元及鏈條，但該升檔元件之鏈條升檔栓接合該鏈條且該鏈條由該小鏈環進一步變速。

圖51顯示圖50之前變速單元及鏈條，但該鏈條開始接合該大鏈環。

圖52顯示圖51之前變速單元及鏈條，但該鏈條完全切換至該大鏈環。

圖53顯示開始接合該鏈條之圖47中之前導鏈條引導栓沿線53-53截取的橫截面。

圖54顯示圖53之前導鏈條引導栓，但完全地接合該鏈條。

圖55顯示開始接合該鏈條之圖50中之鏈條升檔栓沿線55-55截取的橫截面。

圖56顯示圖55之鏈條升檔栓，但完全地接合該鏈條。

圖57顯示圖38之升檔元件，但在該降檔狀態，即，該升檔元件之一空檔狀態。

圖58顯示圖39之第一降檔元件，但在該降檔狀態。

圖59顯示圖52之前變速單元及鏈條，但該鏈條開始由該大鏈環切換至該小鏈環。

圖60顯示圖40之第二降檔元件，但在該降檔狀態。

圖61顯示依據本揭示之教示之另一曲柄總成及前變速系統例的左或內側平面圖。

圖62至74與78顯示一前變速系統之一實施例，該前變速系統包括一機構支持托架及其元件。

圖75顯示圖62至74之前變速系統的另一實施例。

圖76顯示圖62至74之前變速系統的又一實施例。

圖77顯示圖62至74之前變速系統的再一實施例。

本揭示係有關於用於自行車之前變速系統及具有該前變速系統之自行車。該揭露之前變速系統及自行車解決或改善習知前變速系統及自行車之上述及/或其他問題及缺點。在此揭露之前變速系統完全地結合在該等鏈環組件上，且沒有部件分別地附接在該自行車架上。因為該等設計者不必在該車架上收納該前變速系統之一部份，所以這使車架設計者具有更大設計自由度。該等揭露之前變速系統因此亦沒有將該前變速系統之一部份相對該等鏈環不正確地定位的可能性。因為該自行車架不是該前變速系統之一部份，使用時該車架之任何彎曲均不會在變速時造成任何問題，所以該等揭露之前變速系統亦改善變速性能。該等揭露之前變速系統亦可安裝在未被設計用於安裝一前齒輪變換器或變速器之自行車架上。該等揭露之前變速系統即使在重鏈條負載下亦可平順地且一致地變速。該等揭露之前變速系統比一習知前齒輪變換器或變速器更容易安裝及裝配且不需要特殊技能或訓練。所屬技術領域中具有通常知識者藉由閱讀這揭示可了解揭露之輪轂總成及訓練器之這些及其他目的、特徵及優點。

所屬技術領域中具有通常知識者應了解在此提供之圖式及詳細說明只用於說明而非限制本發明或揭示之範圍。附加之申請專利範圍界定本發明及揭示之範圍。以下詳細說明可使用如「第一」、「第二」、「第三」、「頂」、「底」、「左」、「右」、「前」及/或「後」等用語。使用該等用語只是為清 楚表示且通常只是為區別具有相同名稱之多個部件及組件。除非在此特別地聲明，使用該等用語非意圖限制本揭示之範圍於該等部件及組件之一特定順序、配置或方位。此外，除非在此特別地聲明，該等用語表示習知地安裝在一自行車上之多個自行車機構且該自行車以一標準方式定向及使用。

此外，在此揭露及說明揭露之前變速系統及自行車的複數實施例。各實施例可具有多個形貌體、部件、組件、功能或態樣等之一特定組合。本揭示之範圍非意圖只限於這些特定組合。揭露之形貌體、部件、組件、功能及態樣等各可彼此獨立地使用或以未在此特別地揭露或說明之其他組合使用。

使一鏈條在二或二個以上鏈輪之間交換或變速可藉由移動進入一驅動系統之一鏈線的至少一(「1」)變速元件來達成。該等變速元件可為多個突出變速元件且可相對該等鏈輪之一旋轉軸線朝一軸向移動。該等突出變速元件可組配成朝該軸向伸長及/或收縮以便移入及/或移出該鏈線。該至少一移動變速元件可徑向地設置在一較大鏈輪之一齒根圓與一較小鏈輪之一齒尖間。該至少一移動變速元件可包括多個突出變速元件之一陣列或複數突出變速元件。該等突出變速元件之陣列可相對該等較大及/或較小鏈輪設置在不同徑向距離處。

使一鏈條在二或二個以上鏈輪之間交換或變速可使用降檔元件由一較大鏈輪至一較小鏈輪來達成，且降檔元件可形成為可移入及/或移出在該較大鏈輪之該鏈線以使該鏈條朝向該較小鏈輪滑動或變速的一滑動或傾斜平面。

用於自行車傳動系之一裝置可包括多個可移動變速元件。該等可移動變速元件可設置在一鏈環結構上。用於一自行車傳動系之裝置可包括多個可移動降檔元件。該等可移動降檔元件可包括組配成可移入一大鏈環之一鏈線的一傾斜表面。用於自行車傳動系之裝置可包括組配成控制及/或操作 變速元件之多個電子及/或電氣元件。該等電子及/或電氣元件可設置在一鏈環結構上。該等電子及/或電氣元件可包括一電動馬達、電氣線性致動器、螺線管、或可操作以產生動作或移動之其他電氣裝置。在一例子中，該電動馬達或其他電氣裝置係組配成使該等變速元件移動。

以下請參閱圖式，圖1顯示一自行車100例，且該自行車100具有：一車架102；一前輪104，其與該車架之一前叉106耦合；及一後輪108，其與該車架上之多個後上叉110及多個後下叉112耦合。該等輪104、108將該車架102支持在一表面上方，且該自行車100可在該表面上朝由箭號「A」表示之一向前方向移動。該自行車100具有安裝在該車架102之一前管116上的一把手總成114。該自行車100亦具有由一座桿120承載之一座位118，且該座桿120被收納在該車架102之一座管122中。

該自行車100具有一多齒輪傳動系124，該多齒輪傳動系124具有安裝在該車架102上之一前齒輪變換器(以下進一步稱為一前變速系統)及一後齒輪變換器中之一者或兩者。該等齒輪變換器可為例如包括一後變速器126及以下詳細說明之一前變速系統的機電變速器。該等齒輪變換器可使用一或多個齒輪變速器128操作，且該等齒輪變速器128可安裝在該把手總成114上。該等齒輪變速器128可如在揭露例子中地透過無線通訊或透過一實體連接使用一機械變速纜線或液壓線(未圖示)來操作。該傳動系124包括以下詳細說明之多個鏈環，且該等鏈環被分別地具有二曲柄臂134及二踏板136之一曲柄總成132驅動。該等鏈環藉由一鏈條138連接於該車架102上且在該後輪108之複數鏈輪。該等複數鏈輪可稱為安裝在該車架102上且與該後輪108同軸之一後鏈輪組140。除了該等鏈環及該前變速系統以外，上述自行車100是習知的且在圖1中顯示為一登山自行車。所屬技術領域中具有通常知識者應了解自行車之種類及型式可與揭露之例子不同。例如，可使用具有一下彎式把手及具有 一公路齒輪範圍之公路型齒輪裝置的一傳動系的一公路自行車而非一登山自行車或其他自行車齒輪範圍。

在這例子中，該自行車100包括剎車系統。該剎車系統包括移動地連接於該把手總成114之至少一剎車桿142。該剎車桿142係組配成可操作該自行車100之剎車系統的多個組件。在一例子中，該剎車系統可包括透過一液壓線或機械纜線146與前輪104耦合之一液壓或纜線致動前剎車機構144及透過一液壓線或機械纜線148與該後輪108耦合之一液壓或纜線致動後剎車機構(未圖示)中的一者或兩者。如上所述，該剎車系統可為一液壓致動系統或一機械致動系統中之一或兩者且兩者在所屬技術領域中都是習知的。

圖2與3顯示依據本揭示之教示構成之自行車100之傳動系124的一前變速系統之多個實質部份且由該自行車之右側顯示。該前變速系統包括一前變速單元150。該曲柄總成132之曲柄臂134被承載成為該鏈條138環繞通過的該前變速單元150之一部分，如圖2所示。圖3顯示該前變速系統之相同視圖，但移除該鏈條138。如以下詳述地，除了該齒輪變速器128或無線致動器以外，該前變速單元150亦承載揭露之前變速系統的全部組件。因為該前變速系統之無線齒輪變速器128必須讓該自行車100之一騎乘者輕易地觸及，所以它未被承載在該前變速單元150上。如上所述，該齒輪變速器128可遠距地安裝在該自行車100之把手總成114上。

圖4至6顯示圖2與3所示之前變速系統及前變速單元150之多個部份的立體圖、左側視圖及邊緣視圖。在這例子中，該前變速單元150具有固定地連接且互相同心以便環繞該前變速單元之一旋轉軸線R一起旋轉的二鏈環152與154。該等鏈環152、154透過一交互鍵槽連接部156與其中一曲柄臂134旋轉地且扭轉地接合。該曲柄臂134被複數螺絲158扣持在該前變速單元150上，且該等螺絲158具有組配成接合該曲柄總成中環繞該鍵槽連接部156之螺 孔(未圖示)的螺紋。該等螺絲158及鍵槽連接部156可與所示例子不同且可被其他適合固結件及連接組態取代。該曲柄臂134可以所屬技術領域中習知之一方式扭轉地接合且扣持在一習知心軸(未圖示)上。該心軸可被一底托架之多個滾珠軸承(未圖示)旋轉地收納，且該等底托架被承載在該自行車100之車架102上。因此，該前變速單元150可相對該底托架環繞該旋轉軸線R旋轉。

圖7至9顯示該鏈條138之一小段的數個圖。在一典型構造中，該鏈條138可由接合在一起之複數內與外鏈節形成。該等內鏈節係由多對內板164形成，且該等內板164在該等板之間界定一較窄齒空間166。該等外鏈節係由多對外板168形成，且該等外板168在該等板之間界定一較寬齒空間170。該等板164、168及鏈節被通過該等鏈節及該鏈條138之寬度的多個鉚釘或銷172互相接合。該等鉚釘172可各選擇地承載設置在該等板之間的一滾子174且可包括在該等滾子與鉚釘間之一軸襯(未圖示)。

該鏈條138可接合任一鏈環152、154並環繞其各圓周。該鏈環152具有比較大直徑且可如所屬技術領域中習知地稱為一大鏈環。該大鏈環152具有分開並環繞其周邊或圓周之多個鏈輪齒160。該鏈環154具有比該大鏈環152小之直徑且可如所屬技術領域中習知地稱為一小鏈環。該小鏈環154具有分開並環繞其周邊或圓周之多個鏈輪齒162。該鏈條138接合該大鏈環152之鏈輪齒160或該小鏈環154之鏈輪齒162。在這例子中，該小鏈環154定位在該大鏈環152之內側或左側。如圖4與6所示，該大鏈環152之鏈輪齒160可組配成具有交替之窄齒160n及寬齒160w。類似地，該小鏈環154之鏈輪齒162可組配成具有交替之窄齒162n及寬齒162w。因此，環繞各鏈環152、154之齒160與162可在用於嵌合在該等內板164間之較窄齒空間166的窄齒160n或162n與用於實質地填塞該鏈條138之外板168間之較寬齒空間170的寬齒160w或162w間交替。藉由透過該等曲柄臂134朝一旋轉方向P踩踏，該前變速單元150及該鏈條 138旋轉，藉此驅動該後鏈輪組140之一後鏈輪以使該自行車100朝圖1中之箭號A的方向向前推進。

仍請參閱圖2至6，一蓋或整流罩180藉由多個螺絲182或其他適當固結件或方法而固定地附接在該前變速單元150之外側或向右側。該整流罩180之尺寸係作成可覆蓋該前變速單元150之外側的一實質部份且形狀作成，即平滑且圓化或呈球面化以減少對自行車之向前移動的空氣動力阻力。該整流罩180之本質結構(相對於主要是一空氣動力蓋)作成可增加該前變速單元150之強度及剛度。此外，該整流罩180可組配成使路上碎屑遠離該前變速單元150之較敏感部件及防止騎乘者意外地接觸進些敏感部件。

以下先介紹該前變速單元150上之該前變速系統的主要組件。接著在以下說明依據本揭示之教示的各主要組件、各種另外之次組件及附屬組件之更特定細節。接著說明各主要組件、次組件及附屬組件之功能及操作。最後，以下亦說明該前變速系統之變速功能及操作。通常，該前變速系統包括多個組件，該等組件係組配成且配置成依據一騎乘者選擇地操作該變速器128而使該鏈條138在該大鏈環152與該小鏈環154之間變速。該揭露之前變速系統可使該鏈條138由該小鏈環154升檔至該大鏈環152且可使該鏈條由該大鏈環降檔至該小鏈環。升檔及降檔係藉由該揭露之前變速系統平順地且快速地實行且利用完全地設置在該前變速單元150上之多個組件實行。

首先，請參閱圖3與10至12，該前變速系統包括可為一防水電子裝置之一控制單元184。該控制單元184係藉由多個螺絲或其他固結件186附接在該前變速單元150上。在這例子中，該控制單元184係附接在該大鏈環152之外側或右側。該控制單元184包含一印刷電路板(PCB)。該印刷電路板可包括一無線電及天線、一微處理器及彈簧偏壓電氣接頭。使用時，該無線電及天線可發送變速命令至一騎乘者控制致動器，例如前述變速器128及由該變速 器128接收變速命令，且該變速器128可設置在該自行車100之把手總成114上。該無線電及天線亦可用於與該電子後變速器126通訊。該微處理器可接收、處理及送出電子信號。該微處理器、無線電及天線可收容在該控制單元184之一防水殼體或盒體188內。

該控制單元184亦可具有暴露在該殼體188上之一按鈕190及一發光二極體(LED)192或其他發光元件。該按鈕190可為由該騎乘者致動之一電子開關。該按鈕190可用於使該前變速單元150之控制單元184與該把手總成114上之變速器128配對且選擇地用於使該控制單元184及因此該前變速單元150與該電子後變速器126配對。該LED 192可為一多色LED，例如一紅綠藍(RGB)LED或一紅綠藍白(RGBW)LED。該LED因此可產生三種顏色之光且組配成對該騎乘者提供視覺回饋以顯示該前變速系統之狀態。或者，該印刷電路板亦可包括可對該騎乘者提供一聽覺回饋之一電子音訊或噪音發射器。

請參閱圖10至12，該前變速系統包括可為在此所述之一可充電電源194的一電源，用於提供操作該前變速系統之電力。在這例子中，該電源194係附接在該控制單元184之殼體188上。可設置且致動一閂鎖196使得該電源194可由一騎乘者快速地且容易地安裝、移除及更換且不必使用一工具。該電源194可為一鋰離子型可充電電源或如有必要，可為另一種適當電源。當該電源194附接在該控制單元184之殼體188上時，該電源與該等彈簧偏壓電氣接頭電氣接觸且可供應電能至該PCB。

請繼續參閱圖10至12，該前變速系統亦包括可為一防水機電裝置之一齒輪馬達單元200。在這例子中，該齒輪馬達單元200安裝在該大鏈環152之右或外側。該齒輪馬達單元200可透過多個螺絲202或其他適當固結件附接在被承載在該大鏈環152之外側的一托架204上。該托架204可藉由類似固結件或螺絲而類似地附接或安裝在該大鏈環152上。或者，該托架204可形成為 該大鏈環152之一體部份或該齒輪馬達單元200之一殼體的一體部份以便將欲組合之部件數由三減少至二。該齒輪馬達單元200可包括一電動馬達(未圖示)及一齒輪系(未圖示)。該齒輪系可組配成減少速度且增加動力輸出，即，由該齒輪馬達單元200之電動馬達產生的輸出轉矩。該齒輪系可在該齒輪馬達單元200內且可連接於及驅動該齒輪馬達單元200之一機械輸出部份的旋轉。該齒輪馬達單元200亦可包括感測該齒輪馬達單元200之機械輸出部份之角位置的一角位置感測系統(未圖示)。該齒輪馬達單元200由該控制單元184接收電力及電氣信號且可透過一電纜(未圖示)如此做。

該前變速系統亦包括附接在該右側或外側之大鏈環152上的一條鏈護罩或護軌206。該鏈條護軌206可藉由螺絲208或其他適當固結件附接在該大鏈環152上。該鏈條護軌206之尺寸及位置係作成在使用時及當變速時可依需要引導該鏈條138以協助防止該鏈條138脫軌至該大鏈環152之外側。該鏈條護軌206係放置成與該鏈輪齒160相鄰且與該鏈輪齒160朝該外側分開。該鏈條護軌206作為該鏈條138之一外側方向障壁。

該前變速系統更包括被承載在該大鏈環152上之一升檔元件210。在這例子中，該升檔元件210係在該大鏈環152之右側或外側且可環繞其下緣相對該外側樞轉。在一例子中，該升檔元件210可由鋁形成使得該元件輕量但堅固且耐用。該升檔元件210在一例子中可為鑄造鋁。該升檔元件210係組配成如以下進一步詳述地由該小鏈環154之鏈輪齒162選擇地引導該鏈條138至該大鏈環152之鏈輪齒160。在另一例子中，該升檔元件210可由一尼龍材料或一長纖維強化熱塑性材料射出成型。如下所述地，該升檔元件210之各種組件亦可分別地附接在該升檔元件210上或可模製或以其他方式形成為該元件之一體部份。

該前變速系統亦包括被承載在該大鏈環152之右側或外側的至 少一降檔元件。在這例子中，該前變速系統包括兩個該等元件，該等元件包括各可環繞其中心部份相對該外側樞轉之一第一降檔元件212a及一第二降檔元件212b。在一例子中，該等第一與第二降檔元件212a與212b係設置成環繞該前變速單元150之圓周相對大致180度。在一例子中，各第一與第二降檔元件212a與212b亦可由鋁形成使得各元件輕量但堅固且耐用。該等第一與第二降檔元件212a與212b在一例子中可為鑄造鋁。如同該升檔元件210一般，在另一例子中，各降檔元件212a與212b可由一尼龍材料或一長纖維強化熱塑性材料射出成型。

在揭露之例子中，該第一降檔元件212a及該第二降檔元件212b具有相同構造及組態。因此，只顯示或詳細說明一個降檔元件。但是，應了解的是該等圖示及說明可同樣地適用於該等第一與第二降檔元件212a與212b中之任一者。該等第一與第二降檔元件212a與212b係大致組配成如以下進一步詳述地由該大鏈環152之鏈輪齒160選擇地引導該鏈條138至該小鏈環154之鏈輪齒162。由以下說明可了解，如果需要，該前變速系統可只包括其中一個降檔元件或可包括二或二個以上降檔元件。

以下請參閱圖10、11與13，在這例子中，來自該齒輪馬達單元200之電動馬達的輸出轉矩傳送至該齒輪馬達單元之機械輸出部份。該齒輪馬達單元200之機械輸出部份在此通常稱為一馬達輸出214，該馬達輸出214可呈一輸出軸或透過一鍵槽介面或其他適當連接部與該輸出軸耦合之一圓盤、肘板或喇叭等的形式。該馬達輸出214在這例子中可被一螺絲或其他適當固結件(未圖示)軸向地扣持在該齒輪馬達單元200上。一輪轂216可亦藉由螺絲218或其他適當固結件附接在該輸出部份214上。該輪轂216可為用於將該齒輪馬達單元200連接於該前變速系統之其他組件的一圓盤或其他適當裝置。在這例子中，該輪轂具有環繞該輪轂之周邊形成的一圓周槽217。一第一鏈節220a及一 第二鏈節220b連接在該輪轂216上。各鏈節220a與220b係在各端具有一孔之一比較薄的長元件。該輪轂216亦具有穿過該輪轂形成之兩孔且可設置成環繞該輪轂之圓周相對180度。該等第一鏈節220a及第二鏈節220b之近端被收納在該槽217中且其孔與該輪轂216中之兩孔中之一對應孔對齊。一第一銷222a及一第二銷222b呈實質圓柱形且被收納穿過該輪轂216中及各鏈節220a與220b之近端中的對應孔。該等銷222a與222b被扣持環224軸向地扣持以便將該等鏈節220a與220b之近端固定在該輪轂216上。依此方式，該第一鏈節220a係透過該第一銷222a旋轉地附接在該輪轂216上且該第二鏈節220b係透過該第二銷222b旋轉地附接在該輪轂216上。該輪轂透過該齒輪馬達單元200之旋轉可如以下進一步所述地移動該等第一與第二鏈節222a與222b。

圖14至16顯示在此定義為一鏈環組件228之立體圖及平面圖，該鏈環組件228包括該大鏈環152及該小鏈環154。如圖所示，該大鏈環152之右側或外側及該前變速系統之組件被移除。在這例子中，該大鏈環152之外側具有一表面226，該表面226上設有多數任選形貌體。這些任選形貌體可各藉由一切削、鑄造或其他適當程序一體地形成為該大鏈環152之表面226的一體部份。或者，這些任選形貌體中的多數任選形貌體可形成為獨立組件且藉由焊接、鉚釘、螺絲或其他適當固結件或附接技術而附接在該大鏈環152之表面226上。在一例子中，該表面226可包括尺寸及結構作成可收納該控制單元184之殼體188的一淺凹平面230。該平面230可有助於提供用於當安裝在該平面230上時適當地定位該控制單元184之一容易辨識安裝位置。在另一例子中，該表面226可包括尺寸及結構作成可收納該齒輪馬達單元200之一淺馬達凹部232。如上所述，該等托架224可一體地形成為該表面226之一部份或可分開地附接在該表面226上且與該馬達凹部232相鄰。

此外，一淺袋部234可形成為具有一半圓形以便為該輪轂216提 供該表面226中之一間隙深度。該袋部234可形成為與該等托架224相鄰但在該等托架相對該馬達凹部232之相對側。凹陷之第一與第二通道236a與236b可形成為由該袋部234朝相反方向延伸以收容各第一與第二鏈節220a與220b(請亦參見圖13)。該表面226亦包括一升檔器凹部238，該升檔器凹部238形成為具有一半圓形並如下所述地收容升檔驅動器及致動器組件。一軸支持件240定位成與該升檔器凹部238相鄰且包括亦如下所述地延伸穿過該支持件用於收納一軸之一內孔242。該表面226更包括一第一降檔器凹部244a，該第一降檔器凹部244a亦形成為具有一半圓形並如下所述地收容一第一降檔驅動器組件。一軸支持件246定位成與該第一降檔器凹部244a相鄰且包括亦如下所述地延伸穿過該支持件用於收納一軸之一內孔248。該升檔器凹部238及該第一降檔器凹部244a係定位成在該表面226上側向地分開。該等軸支持件240與246係定位成使得其各內孔242與248互相同心地對齊。此外，該升檔器凹部238與該第一通道236a連接使得該第一鏈節220a可沿著該第一通道由該輪轂袋部234延伸至該升檔器凹部238。

該大鏈環152之外側表面226更包括一第二降檔器凹部244b，該第二降檔器凹部244b亦形成為具有一半圓形並如下所述地收容一第二降檔驅動器組件。一對分開軸支持件250係定位成鄰近且在該第二降檔器凹部244b之相對側。各軸支持件250包括亦如下所述地延伸穿過用於收納一軸的一內孔252。該等軸支持件250係定位成互相通過該第二降檔器凹部244b使得該等內孔252互相同心地對齊。此外，該第二降檔器凹部244b與該第二通道236b連接使得該第二鏈節220b沿著該第二通道由該袋部234延伸至該第二降檔器凹部244b。

該表面226亦包括一第一降檔元件凹部254a，該第一降檔元件凹部254a係定位在該第一降檔器凹部244a上方且與其分開。該第一降檔元件凹 部254a之形狀及結構係作成可如下所述地容納該第一降檔元件212a。一對分開軸支持件256係定位成與該第一降檔元件凹部254a相鄰且在其相對側。各軸支持件256包括亦如下所述地延伸穿過該支持件用於收納一軸之一內孔258。該等軸支持件256係定位成互相通過該第一降檔元件凹部254a使得該等內孔256互相同心地對齊。該表面226更包括一第二降檔元件凹部254b，該第二降檔元件凹部254b係定位在該第二降檔器凹部244b下方且與其分開。該第二降檔元件凹部254b形狀及結構係作成可如下所述地容納該第二降檔元件212b。一對分開軸支持件260係定位成與該第二降檔元件凹部254b相鄰且在其相對側。各軸支持件260包括亦如下所述地延伸穿過該支持件用於收納一軸之一內孔262。該等軸支持件260係定位成互相通過該第二降檔元件凹部254b使得該等內孔262互相同心地對齊。

如上所述，由於該等第一與第二降檔元件212a與212b具有相同構造，該等第一與第二降檔元件凹部254a與254b亦具有相同構造。但是，該等降檔元件凹部254a與254b不必具有相同構造且可依一特定應用之需求或需要而互不相同。

最後，該大鏈環152具有如下所述地設置成可容納該升檔元件210之一部份的一連串孔264a至d。該等連串孔264a至d係配置在一弧中且沿一圓周方向在該大鏈環152上互相分開。該等連串孔264a至d亦具有逐漸不同尺寸且配置成使得各連續孔徑向地遠離該旋轉軸線R。在這例子中，該等孔264a比較靠近該旋轉軸線R且係該等孔中之比較大孔。各連續孔264b至d比前一孔小且遠離該旋轉軸線R。更詳而言之，該等孔264b比該孔264a小且遠離該軸線R。該孔264c比該孔264b小且遠離該軸線R。該孔264d比該孔264c小且遠離該軸線R。在這例子中，在該等系列中有四個該等孔264a至d。所屬技術領域中具有通常知識者可了解這數目可不同。

請參閱圖17與18，該升檔元件210係顯示為與該前變速單元150分開。在這例子中，該升檔元件210具有一本體270，該本體270具有穿過該本體之材料形成的某些孔道272。該等孔道272可用於去除該本體270之材料以減少該升檔元件210之重量及用於形成該升檔元件210之材料。該本體270具有一向內側274，該向內側274具有一連串互相共平面且位在一鏈環接觸平面C上之一連串接觸表面276。一連串內孔278a至e係設置成穿過或在該升檔元件210之本體270中。該等連串孔278a至e係沿著該升檔元件210配置在一弧中。在這例子中，在該等系列中有五個該等內孔278a至e。所屬技術領域中具有通常知識者可了解這數目可不同。

在這例子中，該等連串內孔中之四內孔278a至d係各組配成可收納一鏈條引導栓280。該等連串內孔中之一第五內孔278e係組配成可收納一鏈條升檔鈎282。在這例子中，該等鏈條引導栓280及該鏈條升檔栓282可各透過一連串對應固定螺絲284而固定在各內孔278a至e內的該升檔元件210之本體270上。該等固定螺絲284係沿著該本體270之一頂緣暴露，且該頂緣可大致接續該等連串內孔278a至e之弧。該等固定螺絲284可用於調整及保持該等鏈條引導栓280與該鏈條升檔栓282相對該升檔元件210之本體270之一角或旋轉位置及一軸向插入或深度位置。

請參閱圖19至22，各鏈條引導栓280之構造可相同且因此在此只詳細說明一個鏈條引導栓。在這例子中，該鏈條引導栓280具有一圓柱形筒端286及由該筒端朝一軸向突出之一以一鈎或齒為形式之變速元件288(或稱鈎288或是齒288)。該筒端286之尺寸及結構係作成可放置在該等內孔278a至d中之一內孔中。該鈎288具有一傾斜頂面290且該筒端286具有與該鈎之傾斜頂部相鄰之一傾斜頂部292(請參見圖22)。因此，如下所述地，該傾斜頂面290及傾斜頂部292係定位成收歛且會合在該筒端286與該鈎288之間並且組配成 用於接觸該鏈條138。該鈎288亦具有與該傾斜頂部292相對且平行之一傾斜底面294。該鈎288更具有在該鈎之尖端上及多個邊緣上的複數倒角296a至296c。

請參閱圖23至26，該鏈條升檔栓282可與該等鏈條引導栓280不同。在這例子中，該鏈條升檔栓282具有一圓柱形筒端300及由該筒端朝一軸向突出之一以一鈎為形式之變速元件302(或稱鈎302)。該筒端300之尺寸及結構係作成可放置在該升檔元件210之本體270中的內孔278e中。該鈎302呈L形且一部份與該筒端300分開(請參見圖26)。該鈎302具有一倒角304，該倒角304在該尖端且面向該筒端300。該第二突出變速元件302係如下所述地組配成接觸及接合該鏈條138。該第二突出變速元件302亦具有在該底部之一倒角306，該倒角306遠離該筒端300且與該鈎尖端之倒角304相對且平行。該鈎302亦具有在該鈎之尖端上及多個邊緣上的複數倒角308a至308c。

在這例子中，該等鏈條引導與鏈條升檔栓280與282各由一硬化鋼形成以獲得耐磨性、耐用性及強度。但是，如果需要，這些栓與鈎元件可由其他適當材料形成。在另一例子中，如果需要，該升檔元件210及該等鏈條引導與鏈條升檔栓280、282可由相同材料形成為一體單元。此外，各鏈條引導栓280可形成為一獨立元件以使該鈎存在一不同所需深度。另外，內孔278a至e可各為盲孔，且該等筒端286、300可各具有一不同長度以便在安裝時自動地設定各鏈條引導及鏈條升檔栓或元件之深度。該等筒及內孔亦可組配成具有在安裝時自動地設定各栓之旋轉位置的多個形貌體。再者，各內孔可具有一不同尺寸以協助將正確栓元件安裝在該升檔元件210上之正確內孔中。

如圖17所示，該等鏈條引導栓280及該鏈條升檔栓282係相對該本體270上之接觸表面276配置在一交錯逐漸後退插入深度中且由該內孔278a至該內孔278e。更詳而言之，由該內孔278a至該內孔278d之各連續鏈條引導栓280的傾斜頂面290及各鈎288尖端比前一者靠近該等接觸表面276之平面 C。類似地，該倒角304及該內孔278e中之鏈條升檔栓282的鈎302尖端比該內孔278d中之鏈條引導栓280的相鄰鈎288靠近該平面C。以下詳細說明這栓與鈎配置之目的。

該升檔元件210亦具有沿著該本體270之一底緣分開且由該底緣突出的一對軸頭310。各軸頭310具有朝與該本體270之長度平行之一方向定向的一貫穿孔312。該等軸頭310之貫穿孔312互相同心地對齊。該本體270亦具有寬度地或深度地延伸穿過升檔元件210之一可調整固定螺絲314。該可調整固定螺絲314螺合且接合在穿過該本體270之一螺孔中。以下詳細說明該固定螺絲314之目的及功能。

如上所述，該等第一與第二降檔元件212a與212b在這例子中具有相同組態及構造。圖27至29顯示稍微詳細地說明之第一降檔元件212a。該說明亦同樣適用於該第二降檔元件212b且因此各在此用相同形貌體及符號顯示及表示。在這例子中，該第一降檔元件212a包括一本體320，該本體320具有一近端、一遠端及大致設置在該等端間之一支點322。一對同軸孔324分開地設置成通過該本體320之一寬度且在該支點322界定一樞軸P。

該本體320包括沿著該本體之一側的一驅動臂326。該驅動臂326相對該軸P且由在該支點322之其中一孔324徑向地延伸。在這例子中，該驅動臂326之自由端係該本體320之近端。該驅動臂326之一徑向面界定該降檔元件212a之一凸輪表面328。該凸輪表面328包括一缺口330。相對該驅動臂326之該本體的另一端終止在該遠端。該另一端具有相對該軸P且由在該支點322之其中一孔324徑向地延伸的兩腿部332。一頭部334與該等腿部332之遠端連接。與該等腿部332連接的該頭部334之近端比該等腿部厚以界定徑向地面向內朝向該支點軸P之一波狀表面336(請參見圖28)。但是，該波狀表面336具有一非平坦輪廓且定向在一角度，即相對該軸P非平行(請參見圖27與29)。該頭 部334亦界定在該頭部之一正切表面上的一接觸面338。該接觸面338相對一徑向基準在該軸P與該第一降檔元件212a之遠端間傾斜，即，非平行。該接觸面338係組配成如以下更詳細說明地接合該鏈條138。

在一例子中，該等第一與第二降檔元件212a與212b可由陽極氧化鋁製成。在另一例子中，這些元件可由其他輕量、更便宜及/或較不耐用之材料製成。但是，在該例子中，該頭部334或至少其接觸面338部份可分開地由一更耐用、耐磨材料，如硬化鋼製成且附接在該降檔元件之頭部或本體320上。

請參閱圖30與31，該前變速系統之升檔元件210如以下更詳細說明地與使該升檔元件移動之兩個升檔驅動組件連接。在這例子中，其中一個升檔驅動組件係圖30所示之一升檔驅動器340。該升檔驅動器340具有一圓柱形輪轂342，該輪轂342具有軸向地穿過該輪轂形成之一中心孔344。該升檔驅動器340環繞該中心孔344之軸線旋轉。兩個轉矩突起346由該輪轂342之一面347軸向地突出。該等轉矩突起346呈楔形且定位成環繞該中心孔344相對180度。該等轉矩突起346係組配成可在使用時如下所述地傳送轉矩。

該升檔驅動器340之一驅動本體348相對該中心孔344之軸線由該輪轂342徑向地突出。一連接孔350穿過該驅動本體348形成。該連接孔350具有與該中心孔344之軸線平行但徑向地分開的一軸線。一螺孔352徑向地形成在該輪轂342中且定向成與該中心孔344之軸線垂直。該驅動本體348之一部份形成一第一彈性接觸表面354，該第一彈性接觸表面354係組配且配置成如下所述地接合一扭力彈簧或回動彈簧。在這例子中，該第一彈性接觸表面354徑向地面向內朝向該中心孔344之軸線但位在相對該軸線分開或正切之一平面中。

在這例子中，另一個升檔驅動組件係圖31所示之一升檔致動器 360。該升檔致動器360亦具有一圓柱形輪轂362，該輪轂362具有軸向地穿過該輪轂形成之一中心孔364。該升檔致動器360環繞該中心孔364之軸線旋轉。兩個轉矩突起366由該輪轂362之一面368軸向地突出。該等轉矩突起366亦呈楔形且亦定位成環繞該中心孔364相對180度。該升檔致動器360之面368接觸該升檔驅動器340之面347且該等轉矩突起366係組配成旋轉地接合該升檔驅動器340上之轉矩突起346以便在使用時如下所述地傳送轉矩。

該升檔致動器360之一驅動臂370相對該中心孔364之軸線由該輪轂362徑向地突出。該驅動臂370上之一接觸表面372面向一圓周方向。該接觸表面372係組配成接觸該升檔元件210之一部份以便如以下進一步詳述地在使用時使該元件移動。該驅動臂370之一部份形成一第二彈性接觸表面374，該第二彈性接觸表面374係組配且配置成如下所述地接合一扭力彈簧或回動彈簧。在這例子中，該第二彈性接觸表面374徑向地面向內朝向該中心孔364之軸線但位在相對該軸線分開或正切之一平面中。

請參閱圖32與33，該前變速系統之第一降檔元件212a如以下更詳細說明地與使該第一降檔元件移動之兩個降檔驅動組件連接。在這例子中，其中一個降檔驅動組件係圖32所示之一第一降檔驅動器380。該第一降檔驅動器380亦具有一圓柱形輪轂382，該輪轂382具有軸向地穿過該輪轂形成之一中心孔384。該第一降檔驅動器380亦環繞該中心孔384之軸線旋轉。兩個轉矩突起386由該輪轂382之一面388軸向地突出。該等轉矩突起386呈楔形且定位成環繞該中心孔384相對180度。該等轉矩突起386係組配成可在使用時如下所述地傳送轉矩。

該第一降檔驅動器380之一突起390相對該中心孔384之軸線由該輪轂382徑向地突出。一螺孔392徑向地形成在該輪轂382中且定向成與該中心孔384之軸線垂直。該突起390之底切部份形成一第一彈性接觸表面394，該 第一彈性接觸表面394係組配且配置成如下所述地接合一扭力彈簧或回動彈簧。在這例子中，該第一彈性接觸表面394徑向地面向內朝向該中心孔384之軸線但位在相對該軸線分開或正切之一平面中。

在這例子中，另一個降檔驅動組件係圖33所示之一第一降檔凸輪400。該第一降檔凸輪400具有一圓柱形輪轂402，該輪轂402具有軸向地穿過該輪轂形成之一中心孔404。該第一降檔凸輪400環繞該中心孔404之軸線旋轉。兩個轉矩突起406由該輪轂402之一面408軸向地突出。該等轉矩突起406亦呈楔形且亦定位成環繞該中心孔404相對180度。該第一降檔凸輪400之面408接觸該第一降檔驅動器380之面388且該等轉矩突起406係組配成旋轉地接合該第一降檔驅動器380上之轉矩突起386以便在使用時如下所述地傳送轉矩。

該第一降檔凸輪400之一凸輪臂410相對該中心孔404之軸線由該輪轂402徑向地突出。該凸輪臂410上之一凸輪表面412在該凸輪臂之末端面向一向外徑向方向。該凸輪表面412彎曲，可與該中心孔404之軸線同心且組配成接觸該第一降檔元件212a之一部份以便如以下進一步詳述地在使用時使該元件移動。該凸輪臂410之一底切部份形成一第二彈性接觸表面414，該第二彈性接觸表面414係組配且配置成如下所述地接合一扭力彈簧或回動彈簧。在這例子中，該第二彈性接觸表面414亦徑向地面向內朝向該中心孔404之軸線但位在相對該軸線分開或正切之一平面中。

請參閱圖34與35，該前變速系統之第二降檔元件212b如以下更詳細說明地與使該第二降檔元件移動之兩個降檔驅動組件連接。在這例子中，其中一個降檔驅動組件係圖34所示之一第二降檔驅動器420。該第二降檔驅動器420亦具有一圓柱形輪轂422，該輪轂422具有軸向地穿過該輪轂形成之一中心孔424。該第二降檔驅動器420亦環繞該中心孔424之軸線旋轉。兩個轉 矩突起426由該輪轂422之一面428軸向地突出。該等轉矩突起426亦呈楔形且定位成環繞該中心孔424相對180度。該等轉矩突起426係組配成可在使用時如下所述地傳送轉矩。

該第二降檔驅動器420之一凸起部430相對該中心孔424之軸線由該輪轂422徑向地突出。一連接孔432穿過該凸起部430形成。該連接孔432具有與該中心孔424之軸線平行但徑向地分開的一軸線。該凸起部430之一底切部份形成一第一彈性接觸表面434，該第一彈性接觸表面434係組配且配置成如下所述地接合一扭力彈簧或回動彈簧。在這例子中，該第一彈性接觸表面434徑向地面向內朝向該中心孔424之軸線。該第一彈性接觸表面434之一彎曲部份彎曲且與該中心孔424之軸線同心但與該輪轂422分開。該第一彈性接觸表面434之一直線部份位在相對該軸線分開或正切之一平面中。一槽436設置在該凸起部430中且在與該連接孔432之軸線垂直的一平面中延伸。該槽436亦具有一深度，藉此它完全地橫斷該連接孔432，因此將該連接孔432有效地分成兩個同軸孔，且在該槽436之各側各有一個。

在這例子中，另一個降檔驅動組件係圖35所示之一第二降檔凸輪440。該第二降檔凸輪440實質地類似該第一降檔凸輪400且因此亦具有一圓柱形輪轂442，該輪轂442具有軸向地穿過該輪轂形成之一中心孔444。該第二降檔凸輪440環繞該中心孔444之軸線旋轉。兩個轉矩突起446由該輪轂442之一面448軸向地突出。該等轉矩突起446亦呈楔形且亦定位成環繞該中心孔444相對180度。該第二降檔凸輪440之面448接觸該第二降檔驅動器420之面428且該等轉矩突起446係組配成旋轉地接合該第二降檔驅動器420上之轉矩突起426以便在使用時如下所述地傳送轉矩。

該第二降檔凸輪440之一凸輪臂450相對該中心孔444之軸線由該輪轂442徑向地突出。該凸輪臂450上之一凸輪表面452在該凸輪臂之末端面 向一向外徑向方向。該凸輪表面452彎曲，可與該中心孔444之軸線同心且組配成接觸該第二降檔元件212b之一部份以便如以下進一步詳述地在使用時使該元件移動。該凸輪臂450之一底切部份形成一第二彈性接觸表面454，該第二彈性接觸表面454係組配且配置成如下所述地接合一扭力彈簧或回動彈簧。在這例子中，該第二彈性接觸表面454亦徑向地面向內朝向該中心孔444之軸線但位在相對該軸線分開或正切之一平面中。

以下提供上述各種組件之組合或安裝構態。在該前變速單元150之組合組件之全部以下說明中，連續參照多個不同圖是有幫助的。以下在說明該組合之前變速單元150的組件時標示特定圖。但是，雖然未特別提及，但也可以有以下亦可關注之其他圖。

請參閱圖10至13，一第一凸輪軸460延伸在與該升檔器凹部238相鄰之軸支持件240及與該大鏈環152上之第一降檔器凹部244a相鄰的軸支持件246間(請參見圖14與15)。該第一凸輪軸460延伸穿過該等對應軸支持件240與246之內孔242與248(請參見圖14與16)。在該第一凸輪軸460之至少一端上或兩端上可使用如一卡環或一扣環462(請參見圖10)之一扣件以便軸向地扣持該軸且防止由該等軸支持件240、246中之內孔242、248抽出它。

請參閱圖10至13，該升檔元件210被旋轉地支持在該第一凸輪軸460上且在該等軸支持件240與246之間。更詳而言之，該第一凸輪軸被收納穿過該升檔元件210之本體270底緣上的軸頭310中的孔312。請亦參閱圖5、13至15、18、36與37，該升檔元件210中之連串內孔278a至d與該大鏈環152中之連串孔264a至d的各孔對齊。因此，放置在該升檔元件210之本體270之該等內孔278a至d中的該鏈條引導栓280上之齒288係定位成與該大鏈環152中之連串孔264a至d對應地對齊。此外，請參閱圖5、14、15、36、37，安裝在該大鏈環152上之護軌206包括徑向地定位在該大鏈環152外側之一內孔264e。放置在 該升檔元件210之本體270之內孔278e中的該鏈條升檔栓282上之鈎302係定位成與該護軌206中之孔264e對應地對齊。

如圖5、14、15、36與37所示，該大鏈環152包括在該鏈環之周邊上的鏈輪齒160間的一間隙464。該護軌206中之孔264e係定位成與該間隙464對齊。因此，該鏈條升檔鈎282之鈎302亦與該間隙464對齊。如下所述，該等連串孔264a至d係配置成在一弧中且沿一圓周方向在該大鏈環152上互相分開。該等連串孔264a至d亦逐漸配置成使得各連續孔徑向地遠離該旋轉軸線R，且該孔264a比較靠近該旋轉軸線R而該孔264d比較遠離該旋轉軸。該孔264e係定位成接續相同弧，藉此該孔比該相鄰孔264d又更遠離該旋轉軸線R。在這例子中，該護軌206中之孔264e在該大鏈環152之連串孔中產生一第五孔。此外，所屬技術領域中具有通常知識者可了解這數目可不同。

當該升檔元件210安裝在該大鏈環152上時，該升檔元件可如下進一步所述地環繞該第一凸輪軸460樞轉而朝向及遠離該大鏈環152。為了容納，該等鏈條引導栓280之齒288及該鏈條升檔栓282之鈎302亦配置在與該等孔264a至e相同之弧中。因此，該等鏈條引導栓280之齒288可自由地通過而離開及進入且穿過該大鏈環152中之對應孔264a至d。類似地，該鏈條升檔栓282之鈎302可自由地通過而離開及進入且穿過該護軌206中之孔264e。

請參閱圖10至13，如一扭力彈簧466之一升檔彈簧元件可用於朝一所需方向偏壓該升檔元件210。在這例子中，該扭力彈簧466係設置在該第一凸輪軸460上。該扭力彈簧466具有一第一腿部468，該第一腿部468係放置在該升檔元件210之本體270上的底緣的一缺口470中且接合該升檔元件。該扭力彈簧466亦具有抵靠該大鏈環152之表面226的一第二腿部472。該扭力彈簧466之腿部468與472偏壓該升檔元件210沿著朝向該大鏈環152之一方向，即圖13中之逆時針方向環繞該第一凸輪軸460之軸線。

該齒輪馬達單元200係放置在該大鏈環152上之表面226的馬達凹部232中。由該齒輪馬達單元200延伸之輪轂216係定位在該袋部234上方。該第一鏈節220a之一端，即該近端係藉由該第一銷222a與該輪轂216樞轉地連接，且該第一銷222a被收納穿過該鏈節中之近端中的孔且被該扣持環224中之一扣持環扣持。該第一鏈節220a沿著該大鏈環152之表面226中的第一凹通道236a延伸。該升檔驅動器340定位在該升檔器凹部238上方且該第一凸輪軸460被收納穿過該升檔驅動器之輪轂342中的中心孔344。一第一驅動銷474a被收納穿過該升檔驅動器340上之驅動本體348中的連接孔350且穿過在該第一鏈節220a之另一端，即遠端中的一孔。該第一驅動銷474a連接該第一鏈節220a及該升檔驅動器340且被例如一卡環或扣環476之另一扣件扣持。依此方式，該第一鏈節220a與該升檔驅動器340旋轉地連接。請參閱圖10至12與30，一固定螺絲478被收納在該升檔驅動器340之螺孔352中。在這例子中，該固定螺絲478之內端可接合該第一凸輪軸460上之一平坦表面(未圖示)以便將該升檔驅動器340旋轉地固定在該第一凸輪軸上使得該升檔驅動器之旋轉如下所述地使該第一凸輪軸旋轉。

請參閱圖10至12與38，該升檔致動器360亦定位在該升檔器凹部238上方。該第一凸輪軸460被旋轉地收納穿過該升檔致動器360之輪轂362中的中心孔364。該驅動臂370係定位成面向且在該升檔器凹部238內。該升檔致動器360係定位成與該第一凸輪軸460上之升檔驅動器340相鄰且其各面368與347緊密地互相面對面。該升檔致動器360之轉矩突起366與該升檔驅動器340上之轉矩突起346軸向地重疊。因此，該轉矩突起366與346可旋轉地互相接合。例如一扭力彈簧，即一升檔彈簧480之一升檔偏壓元件設置在該第一凸輪軸460上且軸向地在該升檔驅動器340與該升檔致動器360之間。該升檔彈簧480之一第一腿部(未圖示)接觸或接合該升檔驅動器340上之第一彈性接觸表 面354。該升檔彈簧480之一第二腿部482接觸或接合該升檔致動器360上之第二彈性接觸表面374。該升檔彈簧480係設置且配置成旋轉地偏壓該升檔驅動器340上之轉矩突起346抵靠該升檔致動器360上之轉矩突起366，如圖38所示。

請參閱圖10至12、32與39，該第一降檔驅動器380係定位在該第一降檔器凹部244a上方且該第一凸輪軸460亦被收納穿過該第一降檔驅動器之輪轂382中的中心孔384。一固定螺絲486被收納在該第一降檔驅動器380上之螺孔392中。在這例子中，該固定螺絲486之內端可接合該第一凸輪軸460上之另一平坦表面(未圖示)以便將該第一降檔驅動器380旋轉地固定在該第一凸輪軸上使得該第一凸輪軸之旋轉亦如以下進一步所述地使該第一降檔驅動器旋轉。

請參閱圖10至12與39，該第一降檔凸輪400亦定位在該第一降檔器凹部244a上方。該第一凸輪軸460被旋轉地收納穿過該第一降檔凸輪之輪轂402中的中心孔404。該凸輪臂410定位成面向且在該第一降檔器凹部244a內。該第一降檔凸輪400係定位成與該第一凸輪軸460上之第一降檔驅動器380相鄰且其各面408與388緊密地互相面對面。該第一降檔凸輪400之轉矩突起406與該第一降檔驅動器380上之轉矩突起386軸向地重疊。因此，該轉矩突起406與386可旋轉地互相接合。例如一扭力彈簧，即一第一降檔彈簧490之一第一降檔偏壓元件設置在該第一凸輪軸460上且軸向地在該第一降檔驅動器380與該第一降檔凸輪400之間。該第一降檔彈簧490之一第一腿部(未圖示)接觸或接合該第一降檔驅動器380上之第一彈性接觸表面394。該第一降檔彈簧490之一第二腿部492接觸或接合該第一降檔凸輪400上之第二彈性接觸表面414。該第一降檔彈簧490係設置且配置成旋轉地偏壓該第一降檔驅動器380上之轉矩突起386抵靠該第一降檔凸輪400上之轉矩突起406，如圖39所示。

請參閱圖10至12、14至16與39，該第一降檔元件212a係定位在該大鏈環152之表面226中的第一降檔元件凹部254a上方。該第一降檔元件212a 之支點322被收納在該第一降檔元件凹部254a中。一第一降檔軸496a被收納穿過與該第一降檔元件凹部254a相鄰之該等支持件256的內孔258。該第一降檔軸494a被在該軸各端之例如一卡環或扣環498a的一扣持元件軸向地扣持。該第一降檔軸496a亦被收納穿過在該支點322之該等孔324以便在該軸上且相對該等支持件256樞轉地支持該第一降檔元件212a。例如一扭力彈簧，即一第一降檔彈簧500a之一第一降檔偏壓元件可設置在該第一降檔軸496a上。該第一降檔彈簧500a之一第一腿部(未圖示)可接合該大鏈環152之表面226。該第一降檔彈簧500a之一第二腿部502可接合在該第一降檔元件212a上之該支點322的該等孔324間的一彈簧接觸表面504。該第一降檔彈簧500a係組配且配置成朝遠離該大鏈環152之一方向，即圖39中之逆時針方向偏壓該第一降檔元件212a之頭部334及接觸面338。

請參閱圖10至13與40，一第二凸輪軸506延伸在與該大鏈環152上之第二降檔器凹部244b相鄰的該等軸支持件250間(請參見圖14與15)。該第二凸輪軸506延伸穿過該等軸支持件250之內孔252(請參見圖14與16)。在該第二凸輪軸506之末端上可使用例如卡環或扣環508之一對扣件(請參見圖10)以便軸向地扣持該軸且防止它由該等軸支持件250中之內孔252被抽出。

請參閱圖10至13與34，該第二第一鏈節220b之一端，即該近端係藉由該第二銷222b與該輪轂216樞轉地連接，且該第二銷222b被收納穿過該第二鏈節之近端中的孔且被該扣持環224中之一扣持環扣持。該第二鏈節220b沿著該大鏈環152之表面226中的第二凹通道236b延伸。該第二降檔驅動器420定位在該第二降檔器凹部244b上方且該第二凸輪軸506被旋轉地收納穿過該第二降檔驅動器之輪轂422中的中心孔424。該第二鏈節220b之另一端，即遠端被收納在該420A之凸起部430的槽436中。一第二驅動銷474b被收納穿過該凸起部430中之連接孔432且穿過在該第二鏈節220b之遠端中的一孔。該 第二驅動銷474b旋轉地連接該第二鏈節220b及該第二降檔驅動器420且被例如一卡環或扣環(未圖示)之另一扣件扣持。依此方式，該第二鏈節220b與該第二降檔驅動器420旋轉地連接且驅動該第二降檔驅動器420旋轉。

請參閱圖10至13與40，該第二降檔凸輪440亦定位在該第二降檔器凹部244b上方。該第二凸輪軸506被旋轉地收納穿過該第二降檔凸輪440之輪轂442中的中心孔444。該凸輪臂450係定位成面向且在該第二降檔器凹部244b內。該第二降檔凸輪440係定位成與該第二凸輪軸506上之第二降檔驅動器420相鄰且其各面448與428緊密地互相面對面。該第二降檔凸輪440之轉矩突起446與該第二降檔驅動器420上之轉矩突起426軸向地重疊。因此，該轉矩突起446與426可旋轉地互相接合。例如一扭力彈簧，即一第二降檔彈簧512之一第二降檔偏壓元件設置在該第二凸輪軸506上且軸向地在該第二降檔驅動器420與該第二降檔凸輪440之間。該第二降檔彈簧512之一第一腿部(未圖示)接觸或接合該第二降檔驅動器420上之第一彈性接觸表面434。該第二降檔彈簧512之一第二腿部514接觸或接合該第二降檔凸輪440上之第二彈性接觸表面454。該第二降檔彈簧512係設置且配置成旋轉地偏壓該第二降檔驅動器420上之轉矩突起426抵靠該第二降檔凸輪440上之轉矩突起446，如圖40所示。

請參閱圖10至12、14至16與40，該第二降檔元件212b係定位在該大鏈環152之表面226中的第二降檔元件凹部254b上方。該第二降檔元件212b之支點322被收納在該第二降檔元件凹部254b中。一第二降檔軸496b被收納穿過與該第二降檔元件凹部254b相鄰之該等支持件260的內孔262。該第二降檔軸494b被在該軸各端之例如一卡環或扣環498b的一扣持元件軸向地扣持。該第二降檔軸496b亦被收納穿過在該支點322之該等孔324以便在該軸上且相對該等支持件260樞轉地支持該第二降檔元件212b。例如一扭力彈簧，即一第二降檔彈簧500b之一第二降檔偏壓元件可設置在該第二降檔軸496b上。該第 二降檔彈簧500b之一第一腿部(未圖示)可接合該大鏈環152之表面226。該第二降檔彈簧500b之一第二腿部502可接合在該第二降檔元件212b上之支點322的該等孔324間的一彈簧接觸表面504。該第二降檔彈簧500b係組配且配置成朝遠離該大鏈環152之一方向，即圖40中之述時針方向偏壓該第二降檔元件212b之頭部334及接觸面338。

該前變速系統及該前變速單元150之組件的組態及構造可與在此所示及所述之例子不同。該等特定組件及組件配置亦可不同。更詳而言之，例如在該大鏈環152之表面226上之包括各種軸支持件、凹部、孔及凹孔之形貌體的形狀、尺寸、深度、高度、寬度、長度及位置等多種特性亦可不同。某些形貌體及/或組件可為該前變速單元150之小鏈環154的一部份或被該前變速單元150之小鏈環154的一部份承載。此外，例如各種驅動器、致動器、凸輪及升檔與降檔元件之位置、尺寸、形狀、結構及材料等多種實體細節亦可與上述例子不同。包括該等凸輪軸、銷、鏈節及偏壓元件等之各種次組件的種類、尺寸、位置及配置可與在此所示及所述之例子不同。此外，例如包括該齒輪馬達及該控制單元之機電與電子組件的位置、種類、配置、尺寸、實體輸入及輸出特性、電力稍耗及機械動力輸出亦可與在此揭露及說明之例子不同。所屬技術領域中具有通常知識者可藉由閱讀本揭示了解的是在此揭露及說明之前變速系統可依所需地作用，但可對該等組件例進行多種改變。

以下繼續參照圖式如下所述地及參照該等組件之上述說明來說明該前變速系統的操作。揭露之前變速系統具有兩種變速狀態且具有兩種操作狀態。該等操作狀態在這例子中包括一第一操作狀態，即一大鏈環狀態及一第二操作狀態，即一小鏈環狀態。在該大鏈環狀態中，如圖2所示，該鏈條138係在該大鏈環152上且仍與該大鏈環上之鏈輪齒160接合，同時該自行車100在一對應齒輪中且一騎乘者踩踏該自行車。在該小鏈環狀態中，如圖41所 示，該鏈條138係在該小鏈環154上且仍與該小鏈環上之鏈輪齒162接合，同時該自行車100在一對應齒輪中且一騎乘者踩踏該自行車。該前變速系統組件中之一個、一個以上或全部組件可在該大鏈環狀態中在某些位置及配置中且在該小鏈環狀態中在不同位置及配置中。或者，該前變速系統組件中之一個、一個以上或全部組件可在該等大鏈環與小鏈環狀態中之各狀態中在相同位置及配置中。在該等例子中，該前變速系統之組件可由大及/或小鏈環狀態移動至不同變速狀態及配置以使該鏈條138在該等大與小鏈環152與154之間變速。

該前變速狀態包括一第一狀態，即一升檔狀態及一第二狀態，即一降檔狀態。在該升檔狀態中，操作、定位或重新定位及配置該前變速系統及該前變速單元150之組件以使該鏈條138切換至該大鏈環152上且與該大鏈環上之鏈輪齒160接合。在該降檔狀態中，操作、定位或重新定位及配置該前變速系統及該前變速單元150之組件以使該鏈條138切換至該小鏈環154上且與該小鏈環上之鏈輪齒162接合。藉由操作該前變速系統，該鏈條138可在該等大與小鏈環之間變速或切換以改變該傳動系124之齒輪比。

請先參閱圖2至6、10、11、13與41至43，顯示該前變速單元150之升檔狀態且以下說明該升檔操作。當該騎乘者在該小鏈環操作狀態騎乘該自行車100，如圖41所示，且該鏈條138在該小鏈環154上並與該小鏈環154接合時，該騎乘者可使用該變速器128使該自行車變速。該騎乘者可按壓該變速器128上之一按鈕以執行一齒輪換檔或一檔位變化，因此使該鏈條138由該小鏈環154切換至該大鏈環152。這操作在此定義為一升檔或一升檔操作。致動該變速器128使一無線信號由該變速器之一無線電發送器或接收器發送至該前變速單元150。更詳而言之，該無線信號可由該控制單元184之PCB上的一無線電發送器或接收器接收。該無線信號可藉由該PCB之微處理器處理且接著將一信號及電力傳送至該齒輪馬達單元200。

該輸出部份214及輪轂216被該齒輪馬達單元200驅動而如圖所示地逆時針旋轉且到達圖13所示之位置。該輪轂216朝逆時針方向旋轉在圖13中使該第一鏈節220a向下移動且使該第二鏈節220b向上移動，換言之，更靠近該旋轉軸線R。該第一鏈節220a之這移動使該升檔驅動器340朝一逆時針方向旋轉至圖13所示之位置。該第二鏈節220b之這移動使該降檔驅動器420朝一順時針方向旋轉至圖13所示之位置。

當該升檔驅動器340逆時針旋轉至圖13與38所示之位置時，該升檔驅動器之轉矩突起346接合該升檔致動器360之轉矩突起366且使該升檔致動器朝圖中之逆時針方向旋轉。在該升檔操作時，與如下所述之降檔操作不同，該升檔驅動器340直接地驅動該升檔致動器360旋轉而不需要該升檔彈簧480之協助或介入。接著使該升檔致動器360旋轉至圖13與38所示之位置。在所示位置中，該升檔致動器360之驅動臂370上的接觸表面372避開且離開，且因此未接觸該升檔元件210之本體270。在該驅動臂370上之接觸表面372與該升檔元件210之本體270間的間隙足以容許該升檔元件沿逆時針方向朝向該大鏈環152之表面226旋轉。由該扭力彈簧466施加在該升檔元件210之本體270上的偏壓力驅動該升檔元件環繞該第一凸輪軸460之軸線旋轉。

但是，當如圖41所示地在該小鏈環154上之鏈條138未被該大鏈環152中之孔264a至264d中的任一孔及該護軌206中之孔264e阻擋時，該升檔元件210只自由地完全旋轉至圖13與38所示之位置。該傳動系124朝該箭號D之方向操作，使該前變速單元150環繞該軸線R旋轉，如圖2與47所示。該等孔264a至264e被該鏈條138部份地阻擋一傳動系旋轉之至少一部份。如圖41所示，當該護軌206及該升檔元件210定位在該前變速單元150之後端或背端上且在該鏈條之上(向前移動方向)及下(向後返回方向)段之間時，該等孔264a至264e避開該鏈條138。一旦該等孔264a至264e避開該鏈條138，該扭力彈簧466 便偏壓該升檔元件210至與該大鏈環152之表面226相鄰的圖13與38所示位置。

當該升檔元件210進一步沿逆時針方向朝向該大鏈環152之表面226旋轉時，各被承載在該升檔元件210上之該等鏈條引導栓280及該鏈條升檔栓282移動通過該等對應孔264a至264e並朝向由該小鏈環154之鏈輪齒162界定之一平面S。該升檔元件210朝逆時針方向旋轉直到該本體270之平面C中的接觸表面276抵靠或接觸該大鏈環152之表面226為止。該升檔元件210之完全旋轉升檔狀態顯示在圖13與38中。

如上所述，該升檔驅動器340及該第一降檔驅動器380都透過固定螺絲478與486固定在該第一凸輪軸460上且與其一起旋轉。因此，該升檔驅動器340朝逆時針方向旋轉使該第一凸輪軸460旋轉，接著使該第一降檔驅動器380朝相同方向旋轉。這方向在圖13與38中係逆時針但因為在圖39中通過該等第一降檔組件之橫截面相較於圖13與38之橫截面所示的組件係由相反方向觀看，所以在這圖中看到的是順時針方向。當該第一降檔驅動器380朝圖39中之順時針方向旋轉時，該第一降檔驅動器上之轉矩突起386接合該第一降檔凸輪400上之轉矩突起406，接著使該第一降檔凸輪朝該順時針方向旋轉至圖39所示之位置。

在這位置中，該第一降檔凸輪400未接觸該第一降檔元件212a。在所示位置中，該第一降檔凸輪400之凸輪臂410上的凸輪表面412避開且離開，且因此未接觸該第一降檔元件212a之本體320的凸輪表面328上的缺口330。在該第一降檔凸輪400之凸輪臂410上的凸輪表面412與該第一降檔元件212a之本體320上的凸輪表面328間的間隙足以容許該第一降檔元件朝圖39中之逆時針方向環繞該支點軸P旋轉。該第一降檔元件212a藉由該第一降檔彈簧500a之偏壓力旋轉。該第一降檔彈簧500a朝圖39中之逆時針方向偏壓該第一降檔元件212a且因此使該第一降檔元件212a之頭部334上的接觸面338遠離 由該大鏈環152之鏈輪齒160界定的一平面B。在這升檔狀態中，如圖39所示，該第一降檔元件212a上之頭部334未與該大鏈環152重疊，即，未與該平面B相交。此外，在升檔操作時，與在以下所述之降檔操作中不同，該第一降檔驅動器380直接地驅動該第一降檔凸輪400旋轉而不需要該第一降檔彈簧490之協助或介入。

請參閱圖2至6、10、11、13、40與41，該第二降檔元件212b及用於一升檔操作及該升檔狀態之組件之移動類似於該第一降檔元件212a之移動。如上所述，該馬達輸出214及輪轂216被該齒輪馬達單元200驅動而如圖所示地逆時針旋轉且到達圖13所示之位置。該輪轂216朝逆時針方向旋轉使該第二鏈節220b在圖13中向上移動，換言之，更靠近該旋轉軸線R。該第二鏈節220b之這移動使該第二降檔驅動器420朝一順時針方向旋轉至圖13所示之位置。此方向在圖13及40中皆為順時針。當該第二降檔驅動器420朝圖40中之順時針方向旋轉時，該第二降檔驅動器上之轉矩突起426接合該第二降檔凸輪440上之轉矩突起446，接著使該第二降檔凸輪朝順時針方向旋轉至圖40所示之位置。

在這位置中，該第二降檔凸輪440未接觸該第二降檔元件212b。在所示位置中，該第二降檔凸輪440之凸輪臂450上的凸輪表面452避開且離開，且因此未接觸該第二降檔元件212b之本體320的凸輪表面328上的缺口330。在該第二降檔凸輪440之凸輪臂450上的凸輪表面452與該第二降檔元件212b之本體320上的凸輪表面328間的間隙亦足以容許該第二降檔元件沿圖40中之逆時針方向環繞該支點軸P旋轉。該第二降檔元件212b藉由該第二降檔彈簧500b之偏壓力旋轉。該第二降檔彈簧500b朝圖40中之逆時針方向偏壓該第二降檔元件212b且因此使該第二降檔元件212b之頭部334上的接觸面338遠離該大鏈環152之平面B。在這升檔狀態中，如圖40所示，該第二降檔元件 212b上之頭部334亦未與該大鏈環152之平面B重疊或相交。此外，在升檔操作時，與以下所述之降檔操作不同，該第二降檔驅動器420直接地驅動該第二降檔凸輪440旋轉而不需要該第二降檔彈簧512之協助或介入。

在圖2至6、10、11、13、38至43之各圖中，該前變速系統及該前變速單元150係顯示在如上所述之升檔狀態中。但是，該升檔操作尚未發生。該等第一與第二降檔元件212a與212b之傾斜接觸面338被向外地偏壓遠離該大鏈環152之平面B。因此，該等降檔元件212a與212b係定位成當一騎乘者操作該傳動系124時且當該鏈條升檔時未干涉該鏈條138。類似地，該等鏈條引導栓及該鏈條升檔栓突出穿過該大鏈環152中之孔264a至264e且定位成比較靠近該小鏈環154之平面S並且準備好執行一升檔。

在該騎乘者致動該變速器128以執行一升檔或升檔操作後，當該騎乘者繼續踩踏時，由該小鏈環154釋放該鏈條138且由該小鏈環154升檔至該大鏈環152，如圖41與47至52依序所示。請參閱圖41，該鏈條138被承載在該小鏈環154上且該騎乘者朝該箭號D之方向踩踏該傳動系124及該小鏈環。該等鏈條引導栓280及鏈條升檔栓282由該鏈條138下方接近，但尚未到達該鏈條。請參閱圖47，突出穿過該大鏈環152之孔264a之一第一或前導鏈條引導栓280接觸該鏈條138且開始接合該鏈條。

圖7至9顯示該鏈條138之各種視圖且圖53顯示當該鈎288接合該鏈條時該鏈條及該前導鏈條引導栓280之橫截面。該鏈條138及該小鏈環154上之鏈輪齒162被定時或同步化使得該鏈條引導栓280上之鈎288的尖端上升進入一鏈條鏈節之一對外板168間的齒空間170中。當該騎乘者繼續踩踏且該前變速單元150繼續朝該箭號D方向旋轉時，相較於在該鏈條引導栓280前方且與該小鏈環154接合之該等鏈條鏈節的位置，該鏈條138之鏈條鏈節被該鏈條引導栓280之鈎288被固持在朝一徑向更遠離該前變速單元150之旋轉軸線R的 一位置。該鈎288上之鏈節的外板168由該鈎尖端由圖53所示之位置沿著該傾斜頂面290向下滑動(或該鈎向上驅動進入該齒空間170)而至圖54所示之位置。因此，該鏈條138朝右或外側方向朝向該大鏈環152之平面B移動遠離該小鏈環154之平面C一比較小距離。

圖48至50顯示當該騎乘者繼續踩踏時，該等鏈條引導栓280之剩餘部份後來與該鏈條138的依序接合。如上所述，該等鏈條引導栓280及該鏈條升檔栓282係定位成相對該前變速單元150之旋轉軸線R朝一徑向逐漸向外遠離。類似地，該等鏈條引導栓280及鏈條升檔栓282之齒288與302各定位成軸向地遠離該小鏈環154之平面C。如圖48所示，突出穿過該小鏈環154中之孔264b的下一個後續鏈條引導栓280進入該鏈條138之一後續或尾隨鏈節的外板168之間的齒空間170且接合該等外板。當該騎乘者繼續踩踏時，相較於與該前導鏈條引導栓280接合之鏈條鏈節的位置，該鏈條138之鏈條鏈節被下一個後續鈎288固持在朝一徑向更遠離該旋轉軸線R的一位置。此外，該下一個後續鈎288之尖端亦進入該齒空間170，如圖53所示。該鈎288上之鏈節的外板168相對該鉤之尖端沿著傾斜頂面290由圖53所示之位置再向下滑動或移動至圖54所示之位置。因此，該鏈條138朝右或外側方向朝向該大鏈環152之平面B且相對該鏈條在該前導鏈條引導栓280上之位置再移動遠離該小鏈環154之平面C一比較小距離。

請參閱圖49與50，突出穿過該等孔264c與264d之下兩個後續鏈條引導栓280各以與該前導鏈條引導栓280及該下一個後續鏈條引導栓相同之方式作用。如此，因為該等鈎288係定位成依序地遠離該軸線，所以該鏈條138可被該等系列鏈條引導栓280向外朝一徑向引導遠離該旋轉軸線R。因為該等齒被定位成依序地靠近該平面B，所以該鏈條138亦被該等鏈條引導栓280上之該等系列齒288進一步向外引導朝向該大鏈環152之平面B。

請參閱圖51，該鏈條升檔栓282接著接合該鏈條138之另一尾隨鏈節。請參閱圖55，該鏈條升檔栓282之鈎302的一尖端定位在該鏈節之一對外板168間的齒空間170中。當該騎乘者繼續踩踏時，相較於在該前一相鄰鏈條引導栓280上之前一鏈節，該鏈條138之鏈節被鏈條升檔栓固持在再向外朝一徑向遠離該旋轉軸線R之一位置。該鏈條138之鏈節亦沿著該鈎302之倒角頂面304由圖55所示之位置向下滑動至圖56所示之位置。這使該鏈條138之鏈節移動而與該大鏈環152之平面B對齊。該鏈條138之後續鏈節接著與該大鏈環152上之鏈輪齒160接合。當該騎乘者繼續踩踏且該前變速單元150繼續環繞該旋轉軸線R旋轉時，該鏈條變成與該大鏈環152完全地接合，如圖2與52所示。

如上所述，該大鏈環152上之鏈輪齒160可包括可分別接合該鏈條之該等內板164(即，窄鏈節)間之窄齒空間166及該等外鏈節168(即，寬鏈節)間之寬齒空間170的交替窄齒160n及寬齒160w。該小鏈環154亦可包括如此交替之窄齒162n及寬齒162w。在這例子中，該等鏈條引導栓280及鏈條升檔栓282被定時或同步化且分開以便接合該等寬鏈條鏈節並且該等齒288與302之尺寸係作成可接合該等寬齒空間170。但是，該等鏈條引導栓及鏈條升檔栓以及各齒之尺寸可作成且分開成與該鏈條之交替寬與窄鏈節及齒空間接合或只與該鏈條之窄鏈節及齒空間接合。

該護罩206可組配成具有用於相對該鏈輪齒160之位置向外突出一所需徑向距離的一特定高度。該護軌206亦可組配成具有用於覆蓋該大鏈環152之一所需角度之弧的一特定長度。類似地，該護軌206可相對該鏈條升檔栓282放在該大鏈環152上且與該大鏈環之外側分開一所需距離以便在該鏈條升檔至該大鏈環上時防止該鏈條138向外移動。換言之，該護軌206之尺寸、形狀及位置可依需要作成容許該鏈條138接合該等鏈輪齒160，同時防止在升檔操作時脫軌至該大鏈環之外側。當該騎乘者繼續踩踏且鏈條138接合該大鏈 環152時，如圖2與52所示，該鏈條升檔栓282及鈎302可仍與該大鏈環152之平面B對齊。因此，該鈎302可有效地作為取代或形成為該大鏈環152之一鏈輪齒的一軸向引導件。該前變速系統及該前變速單元150之組件在這例子中一直在升檔狀態直到該騎乘者要求或進行一降檔為止。

以下請參閱圖12與44至46，顯示該前變速單元150之降檔狀態且以下說明該降檔操作。當該騎乘者騎乘該自行車100且該鏈條138如圖2與52中地與該大鏈環152接合時，該騎乘者希望更換齒輪。該齒輪更換需要使該鏈條138由該大鏈環152切換至該小鏈環154的該前變速單元150之降檔操作。該騎乘者可按壓或操作該把手總成114上之變速器128的一致動器。接著將一無線信號發送至該前變速單元150且再由該控制單元184之PCB上的無線電或無線接收器或收發器接收。該控制單元184之處理器或微處理器接著處理該信號且將一適當信號及電力傳送至該齒輪馬達單元200。

在該降檔操作時，操作該齒輪馬達單元200以便朝一順時針方向驅動或旋轉該輸出部份214，如圖13與46所示。該齒輪馬達單元200及該輸出部份214朝該順時針方向之操作使該輪轂216亦由圖13所示之位置順時針地旋轉至圖46所示之位置。該輪轂216朝順時針方向之旋轉驅動該第一鏈節220a向上移動且該第二鏈節220b向下移動至圖46所示之位置。該第一鏈節220a之向上移動使該升檔驅動器340朝一順時針方向旋轉。

請參閱圖38與57，當該升檔驅動器340朝順時針方向旋轉時，該升檔彈簧480之偏壓力使該升檔致動器360亦朝順時針方向與該升檔驅動器340一起旋轉。這旋轉保持該升檔致動器360之轉矩突起366牢固地偏壓抵靠且接觸該升檔驅動器340之轉矩突起346。當該升檔致動器360朝順時針方向旋轉時，該升檔致動器360之接觸表面372接觸且抵靠該升檔元件210之本體270上的內側或面。該升檔致動器360之這旋轉因此偏壓或使該升檔元件210亦朝順 時針方向旋轉遠離該大鏈環152之表面226。該升檔元件210朝圖38與57之順時針方向旋轉可因此使該等鏈條引導栓280及鏈條升檔栓282以及其對應齒288與302遠離該小鏈環154之平面S且因此由該等孔264a至264e退出。

當該升檔元件210被阻擋而無法朝順時針方向旋轉遠離該小鏈環154時，該騎乘者可試圖進行一降檔。這可在該鏈條138阻擋升檔元件210旋轉時發生。例如，當該鏈條如圖2所示地在該大鏈環152上但仍與該升檔元件上之鏈條升檔栓282的鈎302接合時，該鏈條138可阻擋該升檔元件210之旋轉。當這發生時，該升檔元件210及該升檔致動器360可在該升檔驅動器340繼續旋轉時保持不動。當這發生時，該升檔驅動器340之轉矩突起346離開或移動遠離該升檔致動器360之轉矩突起366。該升檔彈簧480因此捲繞且儲存能量。例如當該曲柄總成132旋轉至該鏈條升檔栓282上之鈎302變成與該鏈條138分離的一位置時，該升檔元件210最後變成朝順時針方向自由地旋轉。當該升檔元件210自由地旋轉時，該升檔元件及該升檔致動器360在該升檔彈簧480之偏壓力作用下朝順時針方向旋轉至圖57所示之位置。

當該升檔元件210朝順時針方向旋轉時，該等鏈條引導栓280及鏈條升檔栓282如上所述地移動遠離該小鏈環154之平面S且避開該等孔264a至264e。當該升檔元件210在如圖38與57所示之狀態時，可傳送通過該第一鏈節220a之任何力向量的方向或方位實質地沿著該第一鏈節之縱軸通過該齒輪馬達單元之旋轉軸線，即該輪轂216之旋轉中心。換言之，若該升檔元件210受到朝內側或逆時針旋轉方向(或即使朝相反方向)之一外力，例如若該升檔元件被一物體卡住或被該騎乘者意外地碰撞，則該力不會使該輪轂216或該齒輪馬達單元200被逆驅動或反向旋轉。這是因為任何力向量係透過該升檔元件210之本體270施加通過該升檔致動器360及升檔驅動器340，且通過該第一鏈節220a並且這非意圖使該輪轂216產生旋轉。

可被螺合地收納穿過該本體之沿著該升檔元件210上的本體270下緣的固定螺絲314可旋轉或調整以便微調或調整該升檔元件210之位置。該固定螺絲314可設置在該升檔元件210之本體270上使得該升檔致動器上之接觸表面372接觸由該本體突出之固定螺絲的自由端，而非該升檔致動器直接地接觸該升檔元件210。或者，該固定螺絲314之自由端可定位成接觸該大鏈環152之表面226。在任一情形中，該固定螺絲314之調整位置可用於決定被該扭力彈簧466朝向該大鏈環152之表面226偏壓的該升檔元件210之最遠向內旋轉位置。

如上所述，該升檔驅動器340及該第一降檔驅動器380均透過前述固定螺絲478與486固定在該第一凸輪軸460上。該升檔驅動器340朝圖38與57之順時針方向旋轉亦驅動該第一凸輪軸460之旋轉及因此該第一降檔驅動器380朝相同順時針方向旋轉。請參閱圖39與58，該第一降檔元件212a亦相較於圖38與57由相反側顯示。因此，圖38與57中之該第一降檔驅動器380的前述順時針旋轉在圖39與58中相反地或逆時針地顯示。當該第一降檔驅動器380朝圖39與58中之逆時針方向旋轉時，該第一降檔彈簧490之偏壓力驅動該第一降檔凸輪400朝逆時針方向與該第一降檔驅動器380一起旋轉。該第一降檔凸輪400之轉矩突起406接觸且被牢固地偏壓抵靠該第一降檔驅動器380之轉矩突起386。當該第一降檔凸輪400朝圖58中之逆時針方向旋轉時，該第一降檔凸輪之凸輪臂410上的凸輪表面412接觸該第一降檔元件212a之驅動臂326上的凸輪表面328。這使該第一降檔元件212a朝圖39與58中之順時針方向環繞該第一降檔軸496a旋轉。該第一降檔元件212a藉由這動作由圖39所示位置旋轉至圖58所示之位置。

類似以上升檔元件210所述之情形，該第一降檔元件212a無法在試圖執行一降檔時立即朝順時針方向旋轉。例如，當該鏈條138在該大鏈環 之鏈輪齒160上時，若該第一降檔元件試圖朝該大鏈環152之平面B移動，則該鏈條138會阻擋該第一降檔元件212a之移動。該第一降檔元件212a之本體320上的頭部334會接觸該鏈條138之側邊。若這發生，則當該第一降檔驅動器380被該第一凸輪軸460之旋轉驅動而繼續旋轉時，該第一降檔元件212a及該第一降檔凸輪400保持不動。該第一降檔驅動器380上之轉矩突起386旋轉離開且不再接觸該第一降檔凸輪400上之轉矩突起406。因此，該第一降檔彈簧490捲繞且儲存能量。當該曲柄總成132繼續旋轉時，該第一降檔元件212a最後變成朝向該大鏈環152之平面B自由地旋轉。這發生在該第一降檔元件212a定位在該大鏈環152後方時，此時該鏈條138未與該大鏈環上之鏈輪齒160接合。這位置顯示在圖52中，其中該第一降檔元件212a向上朝向該鏈條138上升但與未與該鏈條接合之該大鏈環152的一後部份相鄰。

當該第一降檔元件212a自由旋轉時，該第一降檔凸輪400在該第一降檔彈簧490之偏壓力作用下朝圖39與58中之逆時針方向旋轉。該第一降檔凸輪400之旋轉驅動該第一降檔元件212a朝圖39與58之順時針方向環繞該第一降檔軸496a旋轉。當該第一降檔元件212a朝順時針方向旋轉時，該第一降檔元件之頭部334上的傾斜接觸面338朝向該大鏈環152之平面B移動直到該頭部與該平面及該等鏈輪齒160重疊為止，如圖46與58所示。在這狀態中，第一降檔彈簧500a偏壓該第一降檔元件212a朝圖58中之逆時針方向遠離該大鏈環152之平面B。因此，該第一降檔彈簧500a偏壓該第一降檔元件212a之驅動臂326上的凸輪表面328抵靠該第一降檔凸輪400之彎曲凸輪表面412，藉此將該第一降檔元件212a保持在與該大鏈環152之平面B重疊的降檔狀態中。

若該第一降檔元件212a承受會另外使該第一降檔元件朝圖58中之逆時針方向移動的一外力，則該第一降檔元件在這狀態中保持不動。例如，當該第一降檔元件212a由圖52中之鏈條138下方上升而與該鏈條接觸時， 該鏈條之力及該第一降檔彈簧500a之力會使該第一降檔元件環繞該第一降檔軸496a朝逆時針方向旋轉，藉此將該頭部334向外推離該平面B。但是，因為該第一降檔元件212a之本體320上的驅動臂326抵靠且被該第一降檔凸輪400之凸輪表面412阻擋，所以該第一降檔元件212a在這降檔狀態無法朝圖58中之逆時針方向移動。在一例子中，該凸輪表面412之曲線可呈圓柱形且與該第一凸輪軸460之軸線同心。因此，由該第一降檔元件212a之驅動臂326上的凸輪表面328施加在圖58中之降檔狀態中的第一降檔凸輪400之凸輪表面412上的任何力向量會通過該第一凸輪軸460之軸線。因此，在這降檔狀態中沒有由該鏈條138施加在該第一降檔元件212a之頭部334上的外力量會使該第一降檔凸輪400環繞該第一凸輪軸460旋轉。因此該鏈條38之力不會使該第一降檔凸輪400或該第一降檔元件212a被逆驅動或反轉遠離該大鏈環152之平面B。

在此時，該前變速系統係在降檔狀態，但尚未說明或完成一降檔。請參閱圖46、52、57與58，該第一降檔元件212a之頭部334上的傾斜接觸面338被偏壓而與該大鏈環152之平面B重疊。類似地，包括該等鏈條引導栓280及鏈條升檔栓282之該升檔元件210被偏壓朝一方向遠離該小鏈環154之平面S。當該騎乘者由圖52中之前變速單元的位置繼續踩踏時，該鏈條138由該大鏈環152之鏈輪齒160降檔至該小鏈環154，如圖59所示。更詳而言之，當該第一降檔元件212a上升而接觸該鏈條138時，該第一降檔元件上之傾斜接觸面338阻止該鏈條接合該大鏈環152上之鏈輪齒160。相反地，該傾斜接觸面338迫使該鏈條138朝內側方向朝向該小鏈環154之平面S重定向或偏轉而不再與該大鏈環之平面B對齊。當該騎乘者繼續朝該旋轉方向R踩踏該前變速單元150時，該鏈條138繼續捲繞且接合該小鏈環154之鏈輪齒162，如圖41與47所示。在該降檔操作完成後，該前變速系統在這例子中仍在該降檔狀態直到該騎乘者如上所述地要求或執行一升檔為止。

在一例子中，該大鏈環152上之外側表面226可包括與在這例子中包括該等第一與第二降檔元件212a與212b之各降檔元件的位置相關之一長凹部520。這些凹部520可由該大鏈環152之最外半徑延伸，其中各降檔元件之頭部334係定位成與該等鏈輪齒160相鄰。該等凹部520可朝一逐漸螺旋方向向內朝向該小鏈環154之鏈輪齒162延伸。當如圖59中之該第一降檔元件212a所示地降檔至該小鏈環154上之鏈輪齒162時，該等凹部520可藉由在該鏈條與該表面226之間提供足夠間隙來協助該鏈條138。

在揭露之例子中，該前變速單元150具有如前所述之另一，即第二降檔元件212b，而不只是以上詳述之該一或第一降檔元件212a。請再參閱圖12與44至46，顯示前變速單元150之降檔狀態。在上述降檔操作過程中，當該騎乘者按壓一按鈕或操作該把手總成114上之變速器128的一致動器時，將一無線信號發送至該前變速單元150。該無線信號可再由該控制單元184之PCB上的一無線電或無線發送器或接收器接收。該控制單元184之處理器或微處理器接著處理該信號且將一適當信號及電力發送至該齒輪馬達單元200。當該第一降檔元件212a被致動或移動至該降檔狀態時，該第二降檔元件212b亦被移動或致動至該降檔狀態。

請參閱圖10至12之組合前變速單元，圖13與46之橫截面圖及圖40與60之放大橫截面圖，以下說明降檔操作時該第二降檔元件212b及該等對應組件之移動。在降檔操作時，該齒輪馬達單元200朝順時針方向由圖13所示位置驅動或旋轉該輸出部份214及因此該輪轂216至圖46所示之位置。該輪轂216朝順時針方向之旋轉驅動該第二鏈節220b由圖13所示之位置向下移動至圖46所示之位置。該第二鏈節220b之向下移動使該第二降檔驅動器420朝逆時針方向由圖13所示之位置環繞該第二凸輪軸506旋轉至圖46所示之位置。

當該第二降檔驅動器420朝圖40與60中之逆時針方向旋轉時， 該第二降檔彈簧512之偏壓力驅動該第二降檔凸輪440與該第二降檔驅動器420一起朝逆時針方向旋轉。該第二降檔凸輪440之轉矩突起446接觸且被牢固地偏壓抵靠該第二降檔驅動器420之轉矩突起426。當該第二降檔凸輪440朝圖60中之逆時針方向旋轉時，該第二降檔凸輪之凸輪臂450上的凸輪表面452接觸該第二降檔元件212b之驅動臂326上的凸輪表面328。這使該第二降檔元件212b朝圖40與60中之順時針方向環繞該第二降檔軸496b旋轉。該第二降檔元件212b藉由這動作由圖40所示位置旋轉至圖60所示之位置。

類似以上該第一降檔元件212a所述之情形，該第二降檔元件212b無法在試圖執行一降檔時立即沿順時針方向朝向該大鏈環152之平面B旋轉。例如，當該鏈條138在該大鏈環之鏈輪齒160上時，若該第二降檔元件試圖朝該大鏈環152之平面B移動，則該鏈條138會阻擋該第二降檔元件212b之移動。該第二降檔元件212b之本體320上的頭部334會接觸該鏈條138之側邊。若這發生，則當該第二降檔驅動器420被該輪轂216及該第二鏈節220b之旋轉驅動而繼續旋轉時，該第二降檔元件212b及該第二降檔凸輪440保持不動。該第二降檔驅動器420上之轉矩突起426旋轉離開且不再接觸該第二降檔凸輪440上之轉矩突起446。因此，該第二降檔彈簧512捲繞且儲存能量。當該曲柄總成132繼續旋轉時，該第二降檔元件212b最後會變成朝向該大鏈環152之平面B自由地旋轉。這亦發生在該第二降檔元件212b定位在該大鏈環152後方時，此時該鏈條138未與該大鏈環上之鏈輪齒160接合。這位置未顯示(但它應類似於在圖52中該第一降檔元件212a之位置)，但會發生在該第二降檔元件212b向上朝向該鏈條138上升但與未與該鏈條接合之該大鏈環152的一後部份相鄰時。

當該第二降檔元件212b自由旋轉時，該第二降檔凸輪440在該第二降檔彈簧512之偏壓力作用下朝圖40與60中之逆時針方向旋轉。該第二降檔凸輪440之旋轉驅動該第二降檔元件212b朝圖40與60之順時針方向環繞該 第二降檔軸496b旋轉。當該第二降檔元件212b朝順時針方向旋轉時，該第二降檔元件之頭部334上的傾斜接觸面338朝向該大鏈環152之平面B移動直到該頭部與該平面及該等鏈輪齒160重疊為止，如圖46與60所示。在這狀態中，第二降檔彈簧500b偏壓該第二降檔元件212b朝向圖60中之逆時針方向遠離該大鏈環152之平面B。因此，該第二降檔彈簧500b偏壓該第二降檔元件212b之驅動臂326上的凸輪表面328抵靠該第二降檔凸輪440之彎曲凸輪表面452，藉此將該第二降檔元件212b保持在與該大鏈環152之平面B重疊的降檔狀態中。

如同上述第一降檔元件212a，若該第二降檔元件212b承受另外會使該第二降檔元件朝圖60中之逆時針方向移動的一外力，則該第二降檔元件在這狀態中保持不動。例如，當該第二降檔元件212b由該鏈條138(未圖示)下方上升而與該鏈條接觸時，該鏈條之力及該第二降檔彈簧500b之力會使該第二降檔元件環繞該第二降檔軸496b朝逆時針方向旋轉，藉此將該頭部334推離該平面B。但是，因為該第二降檔元件212b之本體320上的驅動臂326抵靠且被該第二降檔凸輪440之凸輪表面452阻擋，所以在這降檔狀態中該第二降檔元件212b無法朝圖60中之逆時針方向移動。在一例子中，該凸輪表面452之曲線亦可呈圓柱形且與該第二凸輪軸506之軸線同心。因此，由該第二降檔元件212b之驅動臂326上的凸輪表面328施加在圖60中之降檔狀態中的第二降檔凸輪440之凸輪表面452上的任何力向量會通過該第二凸輪軸506之軸線。因此，在這降檔狀態中沒有由該鏈條138施加在該第二降檔元件212b之頭部334上的外力量會使該第二降檔凸輪440環繞該第二凸輪軸506旋轉。因此該鏈條138之力不會使該第二降檔凸輪440或該第二降檔元件212b被逆驅動或反轉遠離該大鏈環152之平面B。

如同上述第一降檔元件212a，在此時，該前變速系統係在降檔狀態，但尚未完成一降檔。請參閱圖46、52(供大致參考)與60，該第二降檔元 件212b之頭部334上的傾斜接觸面338被偏壓而與該大鏈環152之平面B重疊。包括該等鏈條引導栓280及該鏈條升檔栓282之該升檔元件210被偏壓朝一方向遠離該小鏈環154之平面S。當該騎乘者由圖52中之位置旋轉180度的該前變速單元150之一位置繼續踩踏時，該鏈條138由該大鏈環152之鏈輪齒160降檔至該小鏈環154，如圖59所示。更詳而言之，當該第二降檔元件212b上升而接觸該鏈條138時，該第二降檔元件之傾斜接觸面338阻止該鏈條接合該大鏈環152上之鏈輪齒160。相反地，該傾斜接觸面338迫使該鏈條138朝內側方向朝向該小鏈環154之平面S重定向或偏轉而不再與該大鏈環之平面B對齊。當該騎乘者繼續朝該旋轉方向R踩踏該前變速單元150時，該鏈條138繼續捲繞且接合該小鏈環154之鏈輪齒162，如圖41與47所示。在該降檔操作完成後，該前變速系統在這例子中仍在該降檔狀態直到該騎乘者如上所述地要求或執行一升檔為止。

在揭露之例子中，當執行一升檔操作時及執行一升檔操作後，直到移動至用於執行下一個降檔為止，該升檔元件210係在旋轉至與該大鏈環152相鄰之位置的升檔狀態。同時，該等降檔元件212a與212b旋轉至未與該大鏈環152之鏈輪齒160重疊的位置。在這位置，該等降檔元件212a與212b係定位成未與該鏈條138接合。這降檔元件位置可說是一空檔狀態，但該系統整體係在升檔狀態。類似地，當執行一降檔操作時及執行一降檔操作後，直到移動至用於執行下一個升檔為止，在降檔狀態中之該等降檔元件212a與212b旋轉至與該大鏈環152之鏈輪齒160重疊的位置。同時，該升檔元件210旋轉至遠離該大鏈環152之位置。在這位置，該升檔元件210係定位成未與該鏈條138接合。這位置在此亦可說是一空檔狀態，但該系統整體係在一降檔狀態。

如上所述，該前變速單元150在這例子中包括兩個降檔元件212a與212b。該等兩個降檔元件係定向成在該大鏈環152上相對大約180度。因此， 該等降檔元件提供每次該曲柄總成132旋轉便執行或實行一次降檔的兩次機會。因此，可比該前變速單元150只有一個降檔元件時更快地執行一降檔操作。但是，在另一例子中，該前變速系統可只具有一個降檔元件或可具有兩個以上之降檔元件。在這例子中，該前變速單元150只包括一個升檔元件210及該等二降檔元件212a與212b。在另一例子中，該前變速單元亦可包括一第二或更多升檔元件。在本揭示之精神與範圍內，該前變速系統可包括任何數目之升檔元件及/或降檔元件。增加升檔與降檔元件之數目可減少當要求或執行一變速時藉由放置更靠近該鏈條之上工作側的下一個可用變速元件來完成一變速所花費的平均時間。

請參閱圖19至26，一騎乘者有時會相對該旋轉方向R向後踩踏該曲柄總成。在該騎乘者向後踩踏之情形中且當該升檔元件210在該升檔狀態時，該等鏈條引導栓280之齒288的位置及形狀及該鏈條升檔栓282上之鈎302的位置及形狀可組配且配置成使該鏈條138偏轉或退出。更詳而言之，在該等齒288上之該傾斜底面294及該等倒角表面或倒角296a、296b與296c及該鈎302上之該傾斜底面306及該等倒角表面或倒角308a、308b、308c係組配成使得該鏈條138未與該等鏈條引導栓280或該鏈條升檔栓282接合。這些傾斜表面及倒角防止若該鏈條138接合該等鏈條引導栓280或該鏈條升檔栓282同時該騎乘者向後踩踏時會發生的一鏈條脫軌情形。在該等齒288上之該傾斜底面294及倒角296a、296b與296c及該鈎302上之該傾斜底面306及倒角308a、308b與308c亦可用於在該升檔元件210被偏壓或定位在該升檔狀態後，但在一升檔操作發生前，當該等鏈條引導栓280及該鏈條升檔栓282橫越或旋轉通過該鏈條之底或鬆弛側時，使該鏈條138偏轉或退出。

在另一例子中，請參閱圖61，該前變速系統可包括布署及配置成可測量踩踏該自行車100時騎乘者之電力輸出的一任選之電力計530。該電 力計530係設置成為一變化前變速單元532之一部份。該電力計530可包括附接在一轉矩輸出與輸出段間之鏈環結構材料上的應變測量裝置，以便測量傳送通過之電力。該電力計530可包括一獨立PCB，該PCB包括適當電路以決定及/或發送代表通過該鏈環結構發送之信號。用於操作該電力計530之電力可藉由該電源194透過由該電源延伸至該電力計之一纜線(未圖示)供應。在另一實施例中，該電力計530及該前變速單元532可共用該控制單元184內之PCB，而非具有用於該電力計及該前變速單元之一獨立PCB。在這實施例中應變測量裝置可仍附接在該鏈環結構上且組配成可測量該鏈環結構之應變。

在一例子中，該大鏈環152可具有四十八(48)個鏈輪齒160且該小鏈環154可具有三十二(32)個鏈輪齒162。在該例子中，該大鏈環152上之鏈輪齒160及該小鏈環154上之鏈輪齒162的數目都是四的倍數。該配置容許該等降檔元件212a與212b定位成環繞該前變速單元150之圓周互相偏移或分開180度。此外，對該等二降檔元件位置之各位置而言，該大鏈環152上之相關鏈輪齒160與該小鏈環154上之相關鏈輪齒162間之空間關係或時序可相同。依此方式，該前變速單元150可設計成使得該大鏈環與該小鏈環間之旋轉時序提供一高品質升檔組件幾何形狀及一高品質第一降檔組件幾何形狀，同時亦確保該第二降檔組件幾何形狀可與該第一降檔組件幾何形狀相同。因此，在揭露之例子中，該大鏈環152上之齒160的數目及該小鏈環154上之齒162的數目都是四的倍數。但是，揭露之前變速系統及前變速單元不限於該鏈環設計。在該等鏈環上可設置任何數目之齒。

如上所述，該升檔元件210之位置可藉由操作該固定螺絲314來調整。在揭露之例子中，沒有揭露用於調整該等降檔元件212a與212b之位置的裝置或機構。但是，可包括與這些元件相關且容許調整之一裝置或機構。例如，該降檔元件212a可設置在兩部件中。一部件可包括該頭部334上之接觸 面338且一第二部件可包括該凸輪表面328及該驅動臂326。兩部件都可接著環繞該第一降檔軸496a獨立地旋轉。一固定螺絲可與兩部件中之一部件螺旋地接合且可具有與該等兩部件之另一部件接觸的一暴露端。該固定螺絲可接著用於相對該驅動臂326上之凸輪表面328調整該頭部334之接觸面338的位置。該可調整降檔元件構造之特定構造未在此進一步說明。

請參閱圖14、15、36與37，該大鏈環152之某些齒160及該小鏈環154之某些齒162可設置成具有與其他齒不同之一特定或不同形狀。例如，緊接在該等降檔元件212a與212b之位置前的該大鏈環152之齒160中的兩齒可具有一外側面540，該外側面540具有已由該等齒之外側面移除的材料。這齒形狀可設置在這兩個特定齒160上以容許該鏈條138在一降檔操作時更容易地向內偏轉。在另一例子中，緊接在該鏈條升檔栓282及該孔264e之位置前的該大鏈環152之一特定齒160可具有一內側面542，且該內側面542具有已由該等齒之內側面移除的材料。這齒形狀可設置容許該鏈條138在一升檔操作時在接合該鏈條升檔栓282之鈎302前更稍微向外側遠離地偏轉或移動。在另一例子中，該小鏈環154之一連串齒162係用於在一降檔操作時接合該鏈條138之第一齒。這些齒可具有在該等齒表面上之多個特定倒角544以便在一降檔操作時使鏈條操作最佳化。在又一例子中，該大鏈環152之一連串齒160係用於在一升檔操作後接合該鏈條138之第一齒。這些齒亦可在該等齒表面上具有多個特定倒角546以便在一升檔操作時使鏈條操作最佳化。

在另一例子中，該前變速系統可組配成用於所謂「同步變速」。在同步變速中，當一騎乘者要求或執行一升檔或一降檔時，該前變速系統自動地決定前鏈環，即該大鏈環152或該小鏈環154之組合及該後鏈輪組140之哪一個鏈輪應接合該鏈條138。該前變速系統及後變速器接著使該鏈條因此切換至所需前鏈環及後鏈輪。該「同步變速」系統可組配成依序透過每一可用齒 輪組合由最高齒輪變速至最低齒輪，且反之亦然。

在又一例子中，該前變速系統及該後變速系統可組配成用於自動變速。在一自動變速系統中，該自行車可組配成具有感測各種傳動系操作特性之多個感測器，且該等感測器係用於自動地進行齒輪變速。該等感測操作特性中之一或多個感測操作特性可被感測且用於決定何時該系統應進行齒輪變速。例如，該等操作特性可包括踩踏轉矩、踩踏步調、速度及該等特性經過一段時間後之變化。該前變速系統及後變速系統可組配成當感測或決定這些特性中之一或多個特性的一預定組合時，在該自行車上自動地進行齒輪變速而不必由該騎乘者直接輸入。

在另一例子中，該前變速系統及該後變速系統可組配成所謂一半步系統。半步變速係一習知變速技術，其中連續後鏈輪間之齒輪比變化幾乎是該等前鏈環間之齒輪比變化的兩倍。當使該鏈條在該後鏈輪組之鏈輪上向上或向下變速時，該半步系統可在每次變速時使該前鏈環組件上之鏈條在該等前鏈環之間變速且可每隔一次變速使該鏈條在該等後鏈輪之間變速。在這種半步系統中，可產生非常小之序列齒輪比變化。

揭露之前變速系統及前變速單元150係一兩階段系統。揭露之兩階段系統只有包括一降檔狀態及一升檔狀態之兩種狀態。在該降檔狀態中，該等部件或組件係配置成使該鏈條由一大鏈環降檔至一較小鏈環且接著保持該狀態直到要求執行一升檔操作為止。在該升檔狀態中，該等部件或組件係配置成使該鏈條由一小鏈環升檔至一較大鏈環且接著保持該狀態直到要求執行一降檔操作為止。在另一例子中，該前變速系統及該前變速單元可組配成具有三種狀態。該等三種狀態可包括用於該等升檔與降檔元件之一升檔狀態、一降檔狀態及一不同空檔狀態。該等部件或組件可只在執行該鏈條之一升檔時配置在該升檔狀態中且可只在執行該鏈條之一降檔時配置在該降檔狀態 中。該等部件或組件可組配成當未執行該鏈條之一升檔或一降檔時返回或配置在一空檔狀態中。換言之，該前變速系統可當該等升檔元件或該等元件及該等降檔元件或該等元件均分別地未接合或配置成使該鏈條升檔或降檔時在該空檔狀態中。該前變速系統及前變速單元150之部件或組件可因此組配成當該騎乘者騎乘該自行車且未發生變速時在該空檔狀態中。

在另一例子中，該齒輪馬達單元200及該電子控制單元184可被收納或收容在相同殼體或外殼內，而非如在前述例子中地具有多個獨立殼體。該齒輪馬達單元及電子控制單元可設置為提供該齒輪馬達單元及該電子控制單元兩者之功能的單一控制器。

在一例子中，該大鏈環152及該小鏈環154可如在揭露例子中地一體形成為單一部件或鏈環組件228。在另一例子中，該大鏈環及該小鏈環可為分別形成之組件，該等組件接著直接地互相固定以便形成透過例如一鏈環輪轂之一第三組件互相間接地接合的鏈環組件。

在一例子中，該前變速單元150之各種變速機構、部件或組件全部直接地安裝在該鏈環組件上。在揭露之例子中，最後全部變速機構、部件或組件形成為該大鏈環152之一體部件或安裝在該大鏈環152上。在另一例子中，各種變速機構、部件或組件中之一個、一個以上或全部可形成為該小鏈環154之一體部件或安裝在該小鏈環154上。在又一例子中，該前變速系統及前變速單元之各種變速機構、部件或組件中之一個、一個以上或全部可安裝在該單元之一不同獨立部件(未圖示)上。該獨立部件可接著安裝在該前變速單元上。例如，各種變速機構、部件或組件中之一個、一個以上或全部可安裝在該前變速單元之整流罩上。

在自行車領域中習知的是在一踩踏行程中，一騎乘者輸入至該曲柄總成132之轉矩隨著該曲柄臂134之角位置而改變。在揭露之例子中，該 曲柄總成132之曲柄臂134係相對該升檔元件210及該降檔元件212a與212b角度地定位使得由騎乘者輸入之踩踏轉矩在一升檔操作或一降檔操作時未接近一最大轉矩。在另一例子中，該曲柄總成132之曲柄臂134可相對該升檔元件210及該等降檔元件212a與212b之位置設置在一不同角位置。

以上揭露用於某些變速機構、部件或組件之特定材料。揭露之前變速系統及前變速單元150不只限於這些特定材料或限於用於任一機構、部件或組件的任何特定材料。當然可使用其他適當材料。就在另一例子中，該升檔元件210可由一射出成型尼龍材料或一長纖維強化熱塑性材料形成。在又一例子中，該等鏈條引導栓280及該鏈條升檔栓282可插入模製定位在該升檔元件210之本體270上。這可避免個別地調整各栓相對該本體270上之接觸表面276之平面C的位置。當然亦可對該升檔元件及對各種變速機構、部件或組件中之另一變速機構、部件或組件作成其他修改例。

在另一例子中，該前變速單元150可組配成包括另外之感測器，例如一三軸陀螺儀及/或一三軸加速計。該等組件可設置在該電子控制單元184之PCB上或在該前變速單元之另一適當部件上。這些另外之感測器可用於在踩踏時決定該前變速單元150之角位置及/或角速度。該位置及速度資訊可用於如以下更詳細所述地改善該前變速系統之效能。亦可依需要使用其他種類之另外感測器來獲得另外之資料及資料。

在一例子中，該前變速系統及該後變速系統可組配成當一騎乘者未踩踏該自行車100向前時或，換言之，當該前變速單元150朝該旋轉方向R之角速度不大於零時，不容許或禁止該等齒輪變速。或者，該前變速系統及該後變速系統可組配成當一騎乘者未踩踏該自行車比一預定臨界值快時或，換言之，當該前變速單元150之角速度不大於該預定臨界值時不容許或禁止變速。這特徵可加入以協助防止一鏈條脫軌或其他不必要之系統行為。

在另一例子中，該前變速系統及該後變速系統可組配成若一騎乘者在一變速操作時向後踩踏，則結束進行中之變速。若該騎乘者在進行變速時向後踩踏，該前變速系統及該後變速系統可在開始該變速前回復至前一狀態，而非繼續該變速操作。這特徵亦可加入以協助防止一鏈條脫軌或其他不必要之系統行為。

在另一例子中，該前變速系統及該後變速系統可組配成延後變速直到該前變速單元150到達一所需角位置為止。這特徵可藉由使用一或多個感測器獲得二軸之加速計資料來達成。收集之資料可用於決定該前變速單元150相對該重力向量之近即時角位置。例如，如一加速計之一感測器可安裝在該自行車架102上且可用於決定該自行車100相對該重力向量之方位。接著可決定該前變速單元150相對該自行車100之方位。該前變速單元150之變速可延後直到該前變速單元到達一所需角位置為止。若與其不存在相關之誤差小，則該框架安裝之感測器可省略。

在另一例子中，該前變速系統可組配成使該升檔元件210及/或該等降檔元件212a與212b移動至一中間位置直到一變速完成為止。在該變速完成後，該升檔元件210及該等降檔元件212a與212b可移動至一最後穩定狀態位置。在一例子中，這特徵可用於依據與該鏈條138接合之該後鏈輪組140之後鏈輪或鑲齒的一位置，即依據該鏈線或鏈角，使該升檔元件210及/或該等降檔元件212a與212b之位置最佳化。

圖62至74顯示一實施例，其中該電源、PCB、馬達、變速機構及相關部件係附接在一機構支持托架661上且被該機構支持托架661支持，而非直接地附接在一鏈環組件655上且被該鏈環組件655支持。該電源、PCB、馬達、變速機構及相關部件與該機構支持托架661一起包含在一機構模組660中，且該機構模組660係用將會在此進一步說明之一方式附接在該鏈環上。該 實施例之一第一優點係它容許該機構模組及鏈環組件可互相獨立地取代。例如，若該等鏈環破損，它們可被末端使用者輕易地更換而不必更換該機構模組。該實施例之一第二優點係它可簡化及減少涉及該鏈環組件之製造的成本。該實施例之一第三優點係該機構模組之殼體覆蓋該機構，保護它不受泥土及碎屑污染。該實施例之一第四優點係它可改善空氣動力學而不需要一獨立整流罩。

請參閱圖62與63，機構模組660利用例如五個螺絲662之複數固結件附接在前變速單元650上，且該等螺絲662螺合在前變速單元650中之對應螺孔中。亦可使用其他附接技術。例如，可使用鉚釘或其他固結件來附接該等部件之對應形貌體。

圖63至66顯示該機構模組660，且圖67至69顯示該機構模組660之機構支持托架661。請參閱圖67至69，機構支持托架661具有在這實施例中五個之複數孔672，且該等孔672係組配成可收納前述複數螺絲以便將機構模組660附接在前變速單元650上。

請參閱圖67與69，軸630、631、632、633係設置在被機構支持托架661中之對應孔中且被該等對應孔支持，並且具有與前述實施例之軸460、496a、496b、506相同的功能。請參閱圖65，齒輪馬達單元200利用螺入機構支持托架661中之螺紋的二螺絲186螺接在機構支持托架661上。第一與第二降檔元件612a、612b分別被樞轉地收納在第一與第二降檔樞軸631、633上且被該等第一與第二降檔樞軸631、633支持。第一與第二降檔元件偏壓彈簧623、624分別被收納在第一與第二降檔樞軸631、633上且被該等第一與第二降檔樞軸631、633支持。第一與第二降檔元件偏壓彈簧623、624之第一腿部分別地接合第一與第二降檔元件612a、612b，且第一與第二降檔元件偏壓彈簧623、624之第二腿部分別地接合機構支持托架661。第一與第二降檔元件偏 壓彈簧623、624以與前述實施例相同之方式偏壓第一與第二降檔元件612a、612b。

請參閱圖70至72，升檔元件603可由長纖維強化熱塑性塑膠(「LFRT」)、玻璃填充尼龍或如某些金屬材料之其他適當材料形成，且多個鏈條引導元件604及鏈條升檔元件605可由硬化鋼或可操作以承載適當鏈條升檔及/或引導負載且可提供適當鏈條互動及耐磨特性的其他材料形成。多個鏈條引導元件604及鏈條升檔元件605宜插入模製在升檔元件603中。因此，升檔元件603、鏈條引導元件604及鏈條升檔元件605全部可如一單件式構件般地作用。在其他實施例中，該等升檔元件及/或鏈條引導元件可獨立地操作。多個擋止表面674由升檔元件603突出且當該升檔元件603在該升檔位置時擋止前變速單元650，防止升檔元件603進一步旋轉。

請參閱圖65，升檔元件603被樞轉地收納在第一凸輪軸630上且被第一凸輪軸630支持。升檔元件偏壓彈簧622亦被收納在第一凸輪軸630上且被第一凸輪軸630支持。升檔元件偏壓彈簧622之一第一腿部接合升檔元件603，且升檔元件偏壓彈簧622之一第二腿部接合機構支持托架661。升檔元件偏壓彈簧622以與前述實施例相同之方式偏壓升檔元件603。

與該機構相關之剩餘部件(凸輪、驅動元件、彈簧、鏈節、輪轂等)可如前述實施例中所述地被支持及附接。

請參閱圖64，閂鎖196樞轉地附接在一軸上，且該軸固定在機構支持托架661上。印刷電路板(或PCB，請參見圖63)626被收容在機構支持托架661中之一防水腔室內。PCB 626之按鈕676可透過機構支持托架661中之一孔進接，且PCB 626之LED 192可透過機構支持托架661中之一透明透鏡看到。PCB 626之導電彈簧銷由機構支持托架661中之孔突出且電氣地連接於電源194之端子，且該等端子可藉由操作閂鎖196而附接在機構模組660上(且可由 機構模組660移除)。多條電線(未圖示)將電力及信號由PCB 626傳送至齒輪馬達單元200。

請參閱圖73與74，前變速單元650具有可為在這例子中所述之五個螺孔的複數孔678，且該等孔678收納將機構模組660附接在前變速單元650上之前述固結件(例如，該等五個螺絲)。因為省略其他實施例之難以切削交叉鑽孔且用由與前變速單元650中之其他形貌體相同方向切削的螺孔678取代，所以相較於其他實施例，簡化該前變速單元650之切削。此外，省略設置該等交叉鑽孔之多個凸塊產生較薄的一切削「胚料」，藉此大幅減少在切削操作時必須移除之材料量。

請參閱圖69與74，機構支持托架661具有接合且抵靠前變速單元650中之對應表面684、621的二表面680、682以便如下地將鏈條負載由該鏈條傳送至前變速單元650。在一升檔操作時，該鏈條負載由鏈條引導元件604及鏈條升檔元件605承載。該鏈條負載傳送通過鏈條引導元件604及鏈條升檔元件605、通過升檔元件603、通過第一凸輪軸630、通過機構支持托架661、通過機構支持托架661之表面680、682到達前變速單元650之表面684、621。依此方式，在一升檔操作時不需要螺絲662來承載該鏈條負載。

圖75顯示另一實施例，其中省略可移除電源194，且不可移除電源663永久地安裝在該機構模組660內。不可移除電源663具有與可移除電源194相同之功能，且宜包括使該電源663可充電之電路及結構。不可移除電源663係與PCB 626電氣地連接。

圖76顯示又一實施例，其中亦省略可移除電源194，且電源664被收納在形成於心軸665內側之中空空間內。電源664宜藉由導電電纜及/或電線(未圖示)連接至PCB 626。電源664具有與電源194相同之功能，且最好可充電。電源664可移除或可永久地安裝。

圖77顯示加入全部這些實施例之一電力計530。所示電力計實施例在所屬技術領域中是習知的，且使用附接在前變速單元650上之應力計以便測量騎乘者之轉矩輸出。該電力計530亦可包括多個感測器以便測量騎乘者之步調。使用這轉矩及步調資料，該電力計530計算騎乘者之電力輸出。該電力計530可由供電給該變速機構之相同電池194、663及/或664接收電力，或該電力計由一獨立電力計電源686接收電力，如圖77所示。該電力計530可被一防水蓋覆蓋(在圖77中移除蓋以便清楚顯示)。

如前所述且如參照圖5B所述，使一鏈條在二或二個以上鏈輪152、154之間交換或變速可藉由移動進入一驅動系統之一鏈線的至少一(「1」)變速元件288來達成。變速元件288、302係例如栓、鈎或如在此所述之其他元件的鏈條接合元件。變速元件係組配成接合一鏈條之一鏈節或板。在所述實施例中，一單一變速元件接合一單一鏈節或鏈節板。該等變速元件可為多個突出變速元件，且該等突出變速元件朝相對該等鏈輪之一旋轉軸線R的一軸向移動。該等突出變速元件可組配成朝軸向伸長及/或收縮以便移入及/或移出該鏈線並接合該鏈條。該至少一移動變速元件可徑向地設置在一較大鏈輪之一齒根圓R3與一較小鏈輪之一齒尖圓R2之間。該至少一移動變速元件可包括一陣列或複數之突出變速元件。在圖5B中，該等複數突出變速元件288分別地顯示為表示該鏈環結構上之不同方位的突出變速元件288A、288B、288C、288D。

該陣列之突出變速元件288A、288B、288C、288D、302可設置在相對該結構之一旋轉軸線R的不同徑向距離D1、D2、D3、D4、D5。這些距離亦可相對該等較大及/或較小鏈輪不同。如圖所示，一第一突出變速元件288A可設置在該小鏈環154之一齒根圓R1與一齒尖圓R2之間。一第二突出變速元件302可設置在該較大鏈環152之該齒根圓與一齒尖圓R4之間。複數突出變速元件288B、288C、288D可徑向地及/或圓周地設置在該第一突出變速元 件288A與該第二突出變速元件302之間。該等複數突出變速元件可各具有組配成接合該鏈條之一尖端。該等尖端各設置在相對該等較大與較小鏈環152、154之不同軸向距離。

該等複數突出變速元件可使該鏈條通過該較小鏈環齒與該較大鏈環齒間之一過渡區域T變速。例如，該過渡區域可定義為在該齒尖圓R2與該較大鏈環齒根圓R3間之徑向區域。複數突出變速元件288B、288C、288D可設置在該過渡區域T中。

使一改變在二或二個以上鏈輪間由一大鏈環152交換或切換至一小鏈環154可使用降檔元件達成，該降檔元件可形成為可移入及/或移出在該較大鏈輪之該鏈線以使該鏈條朝向該較小鏈輪滑動或變速之一滑動或傾斜平面。該等降檔元件可設置在該過渡區域T外側，但使該鏈條移動通過該過渡區域T。

在揭露之例子中，該前變速單元大致說明為包括：該鏈環單元，其包括該等大與小鏈環；及該前變速機構，其包括全部各種變速組件。但是，在本揭示之範圍內，更多或更少之該自行車部件及組件可被包括或視為所謂前變速單元之一部份。此外，該前變速系統在此大致說明為包括該前變速單元、該變速器、該鏈條及該等曲柄總成組件。另外，在本揭示之範圍內，更多或更少之自行車部件及組件可被包括或視為所謂前變速系統之一部份。在揭露之例子中，被該傳動系驅動之驅動輪係後輪，但本揭示不限於此。

在一例子中，依據本揭示之教示，一種自行車包括：一車架；多個車輪，用於支持該車架在一表面上；一驅動系，其可操作以驅動該等車輪之一驅動輪，該驅動系包括被承載成與該驅動輪相鄰之一鏈輪組及與該鏈輪組耦合之一鏈條。一前變速總成被承載在該自行車上且包括：一變速器，其可操作以發送一無線信號；及一曲柄總成，其具有二曲柄臂及與該等二曲 柄臂之各曲柄臂連接之一踏板。該曲柄總成可環繞一旋轉軸線旋轉。一前變速單元與該曲柄總成耦合以便與其一起環繞該旋轉軸線旋轉。該前變速單元具有一鏈環組件及與該鏈環組件耦合之一變速機構。該鏈環組件具有一大鏈環及一小鏈環。該小鏈環具有一小直徑且該大鏈環具有比該小直徑大之一大直徑。該鏈條延伸在該鏈輪組與該鏈環組件之間。該變速機構係組配成由該變速器接收該無線信號且依據該無線信號使該鏈條在該大鏈環與該小鏈環之間變速。

在一例子中，該變速機構可在該大鏈環上。

在一例子中，該變速機構可包括至少一升檔元件，該至少一升檔元件可相對該前變速單元移動以選擇地接合該鏈條以便執行該鏈條由該小鏈環至該大鏈環之一升檔。

在一例子中，該變速機構之至少一升檔元件可安裝在該大鏈環上。

在一例子中，該變速機構可包括至少一降檔元件，該至少一降檔元件可相對該前變速單元移動以選擇地接合該鏈條以便執行該鏈條由該大鏈環至該小鏈環之一降檔。

在一例子中，該變速機構之至少一降檔元件可安裝在該大鏈環上。

在一例子中，該變速機構可包括一第一降檔元件及一第二降檔元件。該第二降檔元件可定位成環繞該鏈環組件之一圓周與該第一降檔元件相對或相對該第一降檔元件偏移180度。

在一例子中，該變速機構可包括至少一降檔元件，該至少一降檔元件可相對該鏈環組件移動以選擇地接合該鏈條以便執行該鏈條由該大鏈環至該小鏈環之一降檔。

在依據本揭示之教示的一例子中，一種用於自行車之前變速單元包括一鏈環組件，該鏈環組件具有接合用於環繞一旋轉軸一起共旋轉之一大鏈環及一小鏈環。該大鏈環具有一大直徑及複數大環鏈輪齒且該小鏈環具有一小直徑及複數小環鏈輪齒。該大直徑比該小直徑大。該前變速單元亦包括與該鏈環組件耦合之一變速機構。該變速機構包括一電子控制單元、一齒輪馬達單元、至少一升檔元件、至少一降檔元件及一電源。該電源係配置成為該電子控制單元及該齒輪馬達單元提供電力以便操作該至少一升檔元件及該至少一降檔元件。依據一無線升檔信號，該至少一升檔元件可藉由該電子控制單元及該齒輪馬達單元操作以使一鏈條由該小鏈環上之該等複數小環鏈輪齒切換至該大鏈環上之該等複數大環鏈輪齒。依據一無線降檔信號，該至少一降檔元件可藉由該電子控制單元及該齒輪馬達單元操作以使一鏈條由該大鏈環上之該等複數大環鏈輪齒切換至該小鏈環上之該等複數小環鏈輪齒。

在一例子中，該鏈環組件可由相同材料形成為一整合式組件。

在一例子中，該電子控制單元、該齒輪馬達單元、該至少一升檔元件、該至少一降檔元件及該電源可各被承載在該鏈環組件之該大鏈環上。

在一例子中，該電子控制單元、該齒輪馬達單元、該至少一升檔元件、該至少一降檔元件及該電源可各被承載在該大鏈環之一外側面上。

在一例子中，該至少一降檔元件可包括：一第一降檔元件：及一第二降檔元件，其定位成環繞該鏈環組件之一圓周與該第一降檔元件相對。

在一例子中，該變速機構之一第一降檔元件及該變速機構之一第二降檔元件可藉由與該齒輪馬達單元耦合之一第一鏈節來操作。

在一例子中，該變速機構可包括一第一凸輪軸，該第一凸輪軸與該齒輪馬達單元耦合且可環繞一第一凸輪軸線旋轉。一升檔驅動器可環繞該第一凸輪軸線旋轉且組配成使該變速機構之一升檔元件在可接合該小鏈環 之該等小環鏈輪齒上之一鏈條的一升檔狀態與不可接合該鏈環組件上之一鏈條的一空檔狀態之間移動。一第一降檔驅動器可環繞該第一凸輪軸線旋轉且組配成使該變速機構之一第一降檔元件在可接合該大鏈環之該等大環鏈輪齒上之一鏈條的一降檔狀態與不可接合該鏈環組件上之一鏈條的一空檔狀態之間移動。

在一例子中，當該變速機構之一升檔元件移動至一升檔狀態並接合一鏈條時，該變速機構之一第一降檔元件可在一空檔狀態而未接合該鏈條。當該第一降檔元件移動至一降檔狀態並接合該鏈條時，該升檔元件可在一空檔狀態而未接合該鏈條。

在一例子中，該變速機構可包括一第二凸輪軸，該第二凸輪軸與該齒輪馬達單元耦合且可環繞一第二凸輪軸線旋轉。一第二降檔驅動器可環繞該第二凸輪軸線旋轉且組配成使該變速機構之一第二降檔元件在可接合該大鏈環之該等大環鏈輪齒上之一鏈條的一降檔狀態與不可接合該鏈環組件上之一鏈條的一空檔狀態之間移動。

在一例子中，當該變速機構之一升檔元件移動至一升檔狀態並接合一鏈條時，該變速機構之一第一降檔元件及一第二降檔元件可在一空檔狀態而未接合該鏈條。當該等第一與第二降檔元件移動至一降檔狀態並接合該鏈條時，該升檔元件可在一空檔狀態而未接合該鏈條。

在一例子中，該變速機構之一第一降檔元件及一第二降檔元件可在一降檔狀態與一空檔狀態之間一起移動。

在一例子中，該變速機構之一第二降檔元件可藉由與該齒輪馬達單元耦合之一第二鏈節來操作。

在依據本揭示之教示的一例子中，一種用於自行車之前變速系統包括可安裝在該自行車上之一變速器。該變速器可操作以發送一無線信 號。該前變速系統包括一曲柄總成，該曲柄總成具有二曲柄臂及與該等二曲柄臂之各曲柄臂連接之一踏板。該曲柄總成可環繞一旋轉軸線旋轉。該前變速系統包括一鏈條及一前變速單元，該前變速單元與該曲柄總成耦合且可環繞該旋轉軸線旋轉。該前變速單元包括一鏈環組件，該鏈環組件具有一大鏈環及一小鏈環。該小鏈環具有一小直徑且該大鏈環具有比該小直徑大之一大直徑。該前變速單元亦包括一變速機構，該變速機構與該鏈環組件耦合且可環繞該旋轉軸一起旋轉。該變速機構係組配成由該變速器接收該無線信號且依據該無線信號使該鏈條在該大鏈環與該小鏈環之間變速。

在一例子中，該變速器可安裝在一自行車上且遠離該前變速單元。

在一例子中，該變速機構可包括：一電子控制單元；一齒輪馬達單元，其與該電子控制單元通訊；至少一升檔元件，其與該齒輪馬達單元耦合；至少一降檔元件，其與該齒輪馬達單元耦合；及一電源，其配置成為該電子控制單元及該齒輪馬達單元提供電力以便操作該至少一升檔元件及該至少一降檔元件。

在一例子中，依據由該電子控制單元接收之一無線升檔信號，該至少一升檔元件可藉由該齒輪馬達單元操作以使該鏈條由該小鏈環切換至該大鏈環。依據由該電子控制單元接收之一無線降檔信號，該至少一降檔元件可藉由該齒輪馬達單元操作以使該鏈條由該大鏈環切換至該小鏈環。

在一例子中，該電子控制單元、該齒輪馬達單元、該至少一升檔元件、該至少一降檔元件及該電源可各被承載在該鏈環組件之該大鏈環上。

在一例子中，該變速機構之至少一降檔元件可包括一第一降檔元件；及一第二降檔元件，其可定位成環繞該鏈環組件之一圓周與該第一降檔元件相對。

在一例子中，該變速機構之一第一降檔元件及一升檔元件可藉由與該齒輪馬達單元耦合之一第一鏈節來操作。

在一例子中，該變速機構之一第二降檔元件可藉由與該齒輪馬達單元耦合之一第二鏈節來操作。

在一例子中，該變速機構可包括一第一凸輪軸，該第一凸輪軸與該齒輪馬達單元耦合且可環繞一第一凸輪軸線旋轉。該變速機構亦可包括一升檔驅動器，該升檔驅動器可環繞該第一凸輪軸線旋轉且組配成使該變速機構之一升檔元件在接合該小鏈環上之該鏈條的一升檔狀態與一未接合該鏈環組件上之該鏈條的一空檔狀態之間移動。該變速機構亦可包括一第一降檔驅動器，該第一降檔驅動器可環繞該第一凸輪軸線旋轉且組配成使該變速機構之一第一降檔元件在接合該大鏈環上之該鏈條的一降檔狀態與一未接合該鏈環組件上之該鏈條的一空檔狀態之間移動。

在一例子中，當該變速機構之一升檔元件移動至一升檔狀態時，一第一降檔元件可在一空檔狀態。當該第一降檔元件移動至一降檔狀態時，該升檔元件可在該空檔狀態。

在一例子中，該變速機構可包括一第二凸輪軸，該第二凸輪軸與該齒輪馬達單元耦合且可環繞一第二凸輪軸線旋轉。該變速機構亦可包括一第二降檔驅動器，該第二降檔驅動器可環繞該第二凸輪軸線旋轉且組配成使該變速機構之一第二降檔元件在接合該大鏈環上之該鏈條的一降檔狀態與一未接合該鏈環組件上之該鏈條的一空檔狀態之間移動。

在一例子中，當該變速機構之一升檔元件移動至一升檔狀態時，該變速機構之一第一降檔元件及一第二降檔元件可在一空檔狀態。當該等第一與第二降檔元件移動至一降檔狀態時，該升檔元件可在該空檔狀態。

在一例子中，該變速機構之第一與第二降檔元件可在一降檔狀 態與一空檔狀態之間一起移動。

在一例子中，該鏈環組件可形成為包括該大鏈環及該小鏈環之一整體結構。

在依據本揭示之教示的一例子中，一種將前變速系統安裝在自行車上之方法包括將一變速器安裝在該自行車之一部份上。該變速器可操作以發送一無線信號。可環繞一旋轉軸線旋轉之一曲柄總成附接在該自行車之一車架上。該曲柄總成具有：二曲柄臂；一踏板，其與該等二曲柄臂之各曲柄臂連接；及一前變速單元，其與該曲柄總成耦合以便與其一起環繞該旋轉軸線旋轉。該前變速單元具有一鏈環組件及由該鏈環組件承載之一變速機構。一鏈條連接在該鏈環組件與該自行車之一後鏈輪組之間。該變速器與被該鏈環組件承載的該變速機構之一電子控制單元配對。

在另一例子中提供一種自行車前變速總成。該前變速總成包括一前變速單元，該前變速單元係組配成與一曲柄總成耦合以便與其一起環繞一旋轉軸線旋轉，該前變速單元具有一鏈環組件及與該鏈環組件耦合之一變速機構。該鏈環組件具有一大鏈環及一小鏈環，該大鏈環具有界定一大鏈環平面之複數齒且該小鏈環具有界定一小鏈環平面之複數齒，該小鏈環具有一小直徑且該大鏈環具有比該小直徑大之一大直徑。該變速機構包括設置在該大鏈環與該小鏈環間之一過渡區域中的至少一突出變速元件，該變速機構係組配成使該至少一突出變速元件在該大鏈環平面與該小鏈環平面之間軸向地移動。該變速機構可包括設置在該過渡區域中之複數突出變速元件。該等複數突出變速元件可為多個升檔元件。該變速機構可包括組配成軸向地移動而與該小鏈環平面相交之一升檔元件。組配成軸向地移動而與該小鏈環平面相交之該升檔元件可徑向地設置在該小鏈環之一齒根圓與一齒尖圓之間。該變速機構可更包括至少一降檔元件，該至少一降檔元件可相對該前變速單元移 動而選擇地接合該鏈條以便執行一鏈條由該大鏈環至該小鏈環之一降檔。該至少一降檔元件可包括一第一降檔元件及一第二降檔元件。該第二降檔元件可定位成環繞該鏈環組件之一圓周與該第一降檔元件相對。該前變速單元可更包含旋轉固定在該鏈環組件上之一電動馬達，該電動馬達係組配成使該至少一突出變速元件軸向地移動。該變速機構可更包括至少一降檔元件，該至少一降檔元件可相對該前變速單元移動而選擇地接合該鏈條以便執行一鏈條由該大鏈環至該小鏈環之一降檔，且該電動馬達係組配成亦使該降檔元件移動。

在另一例子中，提供一種用於自行車之前變速單元。該前變速單元包括一鏈環組件，該鏈環組件具有接合用於環繞一旋轉軸共旋轉之一大鏈環及一小鏈環，該大鏈環具有一大直徑及複數大環鏈輪齒且該小鏈環具有一小直徑及複數小環鏈輪齒，該大直徑係比該小直徑大。該前變速單元亦包括一變速機構，該變速機構與該鏈環組件耦合，該變速機構包括一電子控制單元、一齒輪馬達單元、至少一升檔元件、至少一降檔元件及一電源，該電源係配置成為該電子控制單元及該齒輪馬達單元提供電力以便操作該至少一升檔元件及該至少一降檔元件。該至少一升檔元件係設置在該等小鏈環齒與該等大鏈環齒間之一過渡區域中且可藉由該電子控制單元及該齒輪馬達單元軸向地移動以使一鏈條由該小鏈環上之該等複數小環鏈輪齒切換至該大鏈環上之該等複數大環鏈輪齒。該至少一降檔元件可藉由該電子控制單元及該齒輪馬達單元操作以使一鏈條由該大鏈環上之該等複數大環鏈輪齒切換至該小鏈環上之該等複數小環鏈輪齒。該鏈環組件可由一相同材料形成為一整合式組件。該至少一升檔元件可包括複數升檔元件。該電子控制單元、該齒輪馬達單元、該至少一升檔元件、該至少一降檔元件及該電源可各被承載在該大鏈環之一外側表面上。該至少一降檔元件可包括：一第一降檔元件：及一第 二降檔元件，其定位成環繞該鏈環組件之一圓周與該第一降檔元件相對。該第一降檔元件及該升檔元件可藉由與該齒輪馬達單元耦合之一第一鏈節來操作。

該變速機構可更包括：一第一凸輪軸，其與該齒輪馬達單元耦合且可環繞一第一凸輪軸線旋轉；一升檔驅動器，其可環繞該第一凸輪軸線旋轉且組配成使該升檔元件在可接合該小鏈環之該等小環鏈輪齒上之一鏈條的一升檔狀態與不可接合該鏈環組件上之一鏈條的一空檔狀態之間移動；及一第一降檔驅動器，其可環繞該第一凸輪軸線旋轉且組配成使該第一降檔元件在可接合該大鏈環之該等大環鏈輪齒上之一鏈條的一降檔狀態與不可接合該鏈環組件上之一鏈條的一空檔狀態之間移動。該升檔元件可移動至該升檔狀態，該第一降檔元件係在該空檔狀態，且其中，當該第一降檔元件移動至該降檔狀態時，該升檔元件係在該空檔狀態。該變速機構可更包括：一第二凸輪軸，其與該齒輪馬達單元耦合且可環繞一第二凸輪軸線旋轉；及一第二降檔驅動器，其可環繞該第二凸輪軸線旋轉且組配成使該第二降檔元件在可接合該大鏈環之該等大環鏈輪齒上之一鏈條的一降檔狀態與不可接合該鏈環組件上之一鏈條的一空檔狀態之間移動。該至少一升檔元件可包括複數升檔元件且該等複數升檔元件一起移動以便達成該升檔狀態。

雖然依據本揭示之教示在此說明了某些前變速系統例、前變速單元例、變速機構、其部件及/或組件及變速方法，但這專利之包含範圍不限於此。相反地，這專利涵蓋完全落在可能等效物之範圍內的此揭示之教示的全部實施例。

在此所述之實施例的說明係意圖提供各種實施例之結構的一大致了解。該等說明並非意圖作為使用在此所述結構或方法之裝置及系統的所有元件及特徵的一完整說明。所屬技術領域中具有通常知識者在檢視此揭示後可 了解許多其他實施例。可由該揭示使用及衍生多個其他實施例，因此可在不偏離該揭示之範疇的情形下進行結構及邏輯替換及變化。此外，該等圖示只是代表且可能未依比例繪製。在圖示中之某些比例可能被放大，而其他比例則可能被縮小。因此，該揭示及該等圖應被視為用以說明而非限制。

雖然這說明書包含許多細節，這些細節不應被解讀為對本發明或可請求之範圍的限制，而是對於本發明特定實施例之特徵的具體說明。在這說明書中不同實施例之上下文中所述之某些特徵亦可組合在一單一實施例中實施。相反地，在一單一實施例之上下文中所述之各種特徵亦可在多個實施例中分別地或在一任何適當次組合中實施。此外，雖然多個特徵可如上所述地在某些組合中作用或甚至一開始就如此請求，來自一請求之組合的一或多個特徵在某些情形中可由該組合刪除，且該請求之組合可有關於一次組合或一次組合之變化。

類似地，雖然多個操作及/或動作以一特定順序在圖中顯示及在此說明，但這不應被理解為該等操作必須以所示之特定順序或以連續之順序實施，或必須實施所有所示操作來達成所需結果。在某些情形中，多工或平行處理是有利的。此外，分開在上述實施例中之各種系統組件不應被理解為在所有實施例中都需要該分開，且應了解的是任何所述程式組件及系統可一起整合在一單一軟體產品中或包裝成多數軟體產品。

該揭示之一或多個實施例可在只是為了方便且非意圖自願地限制這申請案之範疇於任何特定發明或發明觀念的情形下，藉由該用語「發明」來在此個別地及/或共同地表示。此外，雖然已在此顯示及說明了特定實施例，但應了解的是設計用來達成相同或類似目的之任何後來的配置可取代所示之特定實施例。這揭示意圖涵蓋各種實施例之任一或所有後來的修改或變化。在檢視該說明後，所屬技術領域中具有通常知識者可了解上述實施例 之組合及未特別在此說明之其他實施例。

該摘要係在了解它不會被用來判讀或限制該申請專利範圍之範疇或意義之情形下提出。此外，在前述詳細說明中，各種特徵可組合在一起或在一單一實施例中說明以簡化該揭示。這揭示不應被解讀為表達所請求之實施例需要比在各請求項中特別說明更多之特徵的一發明。相反地，以下申請專利範圍表達的是本發明標的物可有關於比任一揭露實施例之全部特徵少。因此，以下申請專利範圍加入該詳細說明中，且各請求項獨立地界定分別請求之標的物。

前述詳細說明意圖被視為用以說明而非限制且應了解的是包括所有等效物之以下申請專利範圍意圖界定本發明之範疇。除非聲明有此意，否則該申請專利範圍不應被解讀為受限於所述順序或元件。因此，請求在以下申請專利範圍及其等效物之範疇與精神內的全部實施例作為本發明。

100:自行車

102:車架

104:前輪

106:前叉

110:後上叉

112:後下叉

114:把手總成

116:前管

118:座位

120:座桿

122:座管

124:傳動系

126:後變速器

128:齒輪變速器

132:曲柄總成

134:曲柄臂

136:踏板

138:鏈條

140:後鏈輪組

142:剎車桿

144:液壓或纜線致動之前剎車機構

146,148:液壓線或機械纜線

150:前變速單元

A:箭號

Claims (20)

1. 一種自行車前變速總成，其包含：一前變速單元，其組配成與一曲柄總成耦合以便與其一起環繞一旋轉軸線旋轉，該前變速單元具有一鏈環組件及與該鏈環組件耦合之一變速機構，其中該鏈環組件具有：一大鏈環，其具有界定一大鏈環平面之複數齒；及一小鏈環，其具有界定一小鏈環平面之複數齒，該小鏈環具有一小直徑且該大鏈環具有比該小直徑大之一大直徑，其中該變速機構包括設置在該大鏈環與該小鏈環間之一過渡區域中的至少一突出變速元件，該變速機構係組配成使該至少一突出變速元件在該大鏈環平面與該小鏈環平面之間軸向地移動，以及其中該突出變速元件包括一鈎，以及該鈎組配成在該大鏈環與該小鏈環之間軸向地移動。
2. 如請求項1之前變速總成，其中該變速機構包括：設置在該過渡區域中之複數突出變速元件。
3. 如請求項2之前變速總成，其中該等複數突出變速元件係多個升檔元件。
4. 如請求項3之前變速總成，其中該變速機構包括：組配成軸向地移動而與該小鏈環平面相交之一升檔元件。
5. 如請求項4之前變速總成，其中組配成軸向地移動而與該小鏈環平面相交之該升檔元件係徑向地設置在該小鏈環之一齒根圓與一齒尖圓之間。
6. 如請求項3之前變速總成，其中該變速機構更包括至少一降檔元件，該至少一降檔元件可相對該前變速單元移動而選擇地接合一鏈條以 便執行一鏈條由該大鏈環至該小鏈環之一降檔。
7. 如請求項6之前變速總成，其中該至少一降檔元件包括一第一降檔元件及一第二降檔元件。
8. 如請求項7之前變速總成，其中該第二降檔元件係定位成環繞該鏈環組件之一圓周與該第一降檔元件相對。
9. 如請求項7之前變速總成，其中該前變速單元更包含旋轉固定在該鏈環組件上之一電動馬達，該電動馬達係組配成使該至少一突出變速元件軸向地移動。
10. 如請求項9之前變速總成，其中該變速機構更包括至少一降檔元件，該至少一降檔元件可相對該前變速單元移動而選擇地接合該鏈條以便執行一鏈條由該大鏈環至該小鏈環之一降檔，且該電動馬達係組配成亦使該降檔元件移動。
11. 一種用於自行車之前變速單元，該前變速單元包含：一鏈環組件，其具有係彼此接合以用於環繞一旋轉軸共旋轉之一大鏈環及一小鏈環，該大鏈環具有一大直徑及複數大環鏈輪齒且該小鏈環具有一小直徑及複數小環鏈輪齒，該大直徑係比該小直徑大；及一變速機構，其與該鏈環組件耦合，該變速機構包括一電子控制單元、一齒輪馬達單元、至少一升檔元件、至少一降檔元件及一電源，該電源係配置成為該電子控制單元及該齒輪馬達單元提供電力以便操作該至少一升檔元件及該至少一降檔元件，其中該至少一升檔元件係設置在該等小鏈環齒與該等大鏈環齒間之一過渡區域中且可藉由該電子控制單元及該齒輪馬達單元軸向地移動，以使一鏈條由該小鏈環上之該等複數小環鏈輪齒切換至該大鏈環上之該等複數大環鏈輪齒，其中該至少一升檔元件包括一鈎，該鈎組配成在該大鏈環與該小鏈環之 間軸向地移動，且其中該至少一降檔元件可藉由該電子控制單元及該齒輪馬達單元操作，以使一鏈條由該大鏈環上之該等複數大環鏈輪齒切換至該小鏈環上之該等複數小環鏈輪齒。
12. 如請求項11之前變速單元，其中該鏈環組件係由一相同材料形成為一整合式組件。
13. 如請求項11之前變速單元，其中該至少一升檔元件包括複數升檔元件。
14. 如請求項11之前變速單元，其中該電子控制單元、該齒輪馬達單元、該至少一升檔元件、該至少一降檔元件及該電源各被承載在該大鏈環之一外側表面上。
15. 如請求項11之前變速單元，其中該至少一降檔元件包括：一第一降檔元件；及一第二降檔元件，其定位成環繞該鏈環組件之一圓周與該第一降檔元件相對。
16. 如請求項15之前變速單元，其中該第一降檔元件及該升檔元件可藉由與該齒輪馬達單元耦合之一第一鏈節來操作。
17. 如請求項16之前變速單元，其中該變速機構更包含：一第一凸輪軸，其與該齒輪馬達單元耦合且可環繞一第一凸輪軸線旋轉；一升檔驅動器，其可環繞該第一凸輪軸線旋轉，且組配成使該升檔元件在可接合該小鏈環之該等小環鏈輪齒上之一鏈條的一升檔狀態、與不可接合該鏈環組件上之一鏈條的一空檔狀態之間移動；及一第一降檔驅動器，其可環繞該第一凸輪軸線旋轉，且組配成使該第一降檔元件在可接合該大鏈環之該等大環鏈輪齒上之一鏈條的一降檔狀態、與不可接合該鏈環組件上之一鏈條的一空檔狀態之間移動。
18. 如請求項17之前變速單元，其中，當該升檔元件移動至該升檔狀態時，該第一降檔元件係在該空檔狀態，且其中，當該第一降檔元件移動至該降檔狀態時，該升檔元件係在該空檔狀態。
19. 如請求項17之前變速單元，其中該變速機構更包括：一第二凸輪軸，其與該齒輪馬達單元耦合且可環繞一第二凸輪軸線旋轉；及一第二降檔驅動器，其可環繞該第二凸輪軸線旋轉，且組配成使該第二降檔元件在可接合該大鏈環之該等大環鏈輪齒上之一鏈條的一降檔狀態、與不可接合該鏈環組件上之一鏈條的該空檔狀態之間移動。
20. 如請求項19之前變速單元，其中該至少一升檔元件包括複數升檔元件且該等複數升檔元件一起移動以便達成該升檔狀態。

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