TWM509174U - 自行車變速操作機構之捲繞單元、以及具前述捲繞單元之自行車變速操作機構 - Google Patents

Description

自行車變速操作機構之捲繞單元、以及具前述捲繞單元之自行車變速操作機構

本創作涉及一種自行車變速操作機構；特別是涉及一種自行車變速操作機構之捲繞單元。

近年來戶外自行車運動蔚為風潮，除了強身健體，亦能從騎行中自我挑戰發掘潛質。為了讓騎行者很容易地控制變速，於是業界提供了諸多能夠在騎行中易於變速的機構。如美國發明專利第5052241號，以一捲繞件(winding member)與一定位板(positioning member)整體轉動，定位板上表面有多個凹部(concave portion)、下表面有多個止部(stopper portion)。施以一平板彈簧(plate spring)迫緊一球體(engaging ball member)至相鄰任一凹部(concave portion)的上表面，可保持捲繞件(winding member)於一變速位置。鄰近把手設一操縱桿(release lever element)，騎行者欲變速時，使操縱桿(release lever element)近末端之一釋鬆件(release portion)朝上抵頂前述平板彈簧(plate spring)使離開球體(engaging ball member)，此時對球體(engaging ball member)與定位板(positioning member)的迫緊力同時放鬆，定位板(positioning member)隨捲繞件(winding member)整體轉動而使次一凹部(concave portion)迎入球體(engaging ball member)下方。再使操縱件(release lever element)位於末端之一定止件(stopper piece)卡合至將定位板(positioning member)下表面之其中一止部(stopper portion)，此時球體(engaging ball member)離開前述次一凹部(concave portion)而迫緊在靠近下一凹部(concave portion)的上表面，捲繞件(winding member)進入另一變速位置。其後回復前述操縱桿(release lever element)，平板彈簧(plate spring)回復並迫緊球體(engaging ball member)及其定位板(positioning member)，此時可令捲繞件(winding member)保持在此新的變速位置。

又如中國實用新型第2217567號，一捲繞件保持在具有多個變速位置的一定位機構上，前述定位機構由二定位板與碟型彈簧構成。前一定位板與捲繞件整體轉動，後一定位板則固定於支軸上，碟型彈簧的彈力使後一定位板向前一定位板滑動，二定位板之間以多個凸條與凹槽互相卡扣配合以阻擋捲繞件轉動，此時第一、第二變速桿位於初始位置。當第一、第二變速桿分別在不同時點嚙合或鬆開捲繞件的第一、第二棘輪，使捲繞件能克服二定位板的卡扣配合，進而保持在新的變速位置上。

然而，隨著自行車的分類趨於複雜，如何適用不同自行車與不同變速操作機構，又同時符合省力操作、簡單容易與定位正確的捲繞單元，亟待業界開發。

為適用自行車的不同變速操作機構，本創作提供一種自行車變速操作機構之捲繞單元，可定位正確、檔位清楚，騎行者的變速操作簡單容易且省力不費勁。

為此，本創作提供一種自行車變速操作機構之捲繞單元，其 包括有：供轉動捲繞一剎車線之一捲繞軸、以及與捲繞軸同軸設置並能迫使捲繞軸定止捲繞之一定位結構。定位結構包括一棘輪元件、一定位元件、與一彈性元件。棘輪元件固定至捲繞軸並隨捲繞軸轉動。棘輪元件之周緣設有複數棘爪，可受外部一送爪嚙咬。定位元件與彈性元件套設捲繞軸且不隨捲繞軸轉動，彈性元件保持定位元件迫緊棘輪元件。棘輪元件上表面設有一對凸條，該對凸條沿棘輪元件之直徑設置；定位元件下表面設有複數對凹槽，該對凹槽係沿定位元件之不同直徑設置，而任一對凹槽均可對應配合至棘輪元件之對凸條；各該凹槽設有一導斜面。

本創作提供一種自行車變速操作機構，其包括有：供轉動捲繞一剎車線之一捲繞軸、與捲繞軸同軸設置並能迫使捲繞軸定止捲繞之一定位結構、以及一撥件單元。定位結構包括一棘輪元件、一定位元件、與一彈性元件。棘輪元件固定於捲繞軸並隨捲繞軸轉動。棘輪元件之周緣設有複數棘爪。定位元件與彈性元件套設捲繞軸且不隨捲繞軸轉動，彈性元件保持定位元件迫緊棘輪元件。撥件單元係套設捲繞軸而不隨捲繞軸轉動；撥件單元具有一送爪，可受撥動沿一樞軸轉動送進棘輪元件之任一棘爪，並使二者嚙咬。其中，棘輪元件上表面設有一對凸條，該對凸條沿棘輪元件之直徑設置；定位元件下表面設有複數對凹槽，該對凹槽係沿定位元件之不同直徑設置，而任一對凹槽均可對應配合至棘輪元件之對凸條；各該凹槽設有一導斜面。棘輪元件之各棘爪均具有第一與第二爪面，第一爪面長於第二爪面；第一爪面與定位元件凹槽之導斜面，二者同向傾斜。

1‧‧‧把手

11‧‧‧罩體

12‧‧‧機構總成

2‧‧‧套合單元

3‧‧‧自行車變速操作機構

4‧‧‧捲繞單元

5‧‧‧捲繞軸

51‧‧‧軸身

52、53、54、56‧‧‧第一~第四階部

55‧‧‧凸緣

6‧‧‧定位結構

61‧‧‧棘輪元件

611‧‧‧套孔

612‧‧‧圓形軸套

613‧‧‧凸條

614‧‧‧棘爪

6141、6142‧‧‧第一、第二爪面

62‧‧‧定位元件

621‧‧‧圓形穿孔

622‧‧‧凹槽

623‧‧‧底面

624‧‧‧導斜面

625‧‧‧擋止面

63‧‧‧彈性元件

7‧‧‧撥件單元

71‧‧‧送爪

R‧‧‧轉動方向

第1圖為實施本創作自行車變速操作機構之把手之立體圖； 第2圖為第1圖關於自行車變速操作機構與捲繞單元之局部分解圖；第3圖為第1圖關於自行車變速操作機構與捲繞單元之局部剖視圖；第3A圖為第3圖關於捲繞單元之放大圖；第4圖為捲繞單元之分解示意圖；第5圖為定位元件之底視圖；第5A圖為第5圖沿剖面線5A-5A之剖視圖；第6圖為第1圖(省略套合單元)另一視角之立體圖；以及第7圖為6圖底視之作動示意圖。

為適用自行車不同的變速操作，請參閱第1圖至第3圖為本創作自行車變速操作機構之一較佳實施例。如第1圖，一把手1藉一套合單元2套設於自行車握把(圖未示)，該把手1有一罩體11，罩體11內部具有剎車與變速機構的機構總成12，該罩體11與機構總成12非本創作所欲請求保護之技術特徵，故不予贅述。本創作訴求為如第2圖與第3圖之一自行車變速操作機構3，其至少具一捲繞單元4與一送爪71。自行車變速操作機構3與罩體11及機構總成12之間的結合方式，於此亦不著墨。

自行車變速操作機構3之捲繞單元4係包括有一捲繞軸5與一定位結構6。捲繞軸5係供帶動捲繞自行車之一變速線(圖未示)，由纏繞捲繞軸5的程度來決定變速線的鬆緊，藉以決定自行車後部撥鏈與不同尺寸鏈盤的關係；其中變速線纏繞於捲繞軸5本身或纏繞至前述的機構總成12均非本 創作技術特徵，不再論述。捲繞軸5具有一軸身51，軸身51一端朝向遠離套合單元2的方向依序設有相鄰之第一、第二、第三階部52、53、54，一凸緣55鄰接第三階部54，軸身51另一端設有一第四階部56；其中，至少第二階部53之剖面呈非圓型。捲繞軸5至少以第四階部56與前述的機構總成12結合固定。定位結構6與捲繞軸5同軸設置，並能於捲繞軸5捲繞時迫使捲繞軸5定止捲繞。

同時參閱第3A圖與第4圖，定位結構6包括一棘輪元件61、一定位元件62、與一彈性元件63。棘輪元件61固定於捲繞軸5軸身51之第二階部53，棘輪元件61概呈盤狀，其中心設有與第二階部53尺寸相合的套孔611，亦非呈圓形，恰嵌合至捲繞軸5之第二階部53，使棘輪元件61固定至捲繞軸5，形成棘輪元件61隨捲繞軸5轉動之關係。棘輪元件61上下表面沿套孔611各突伸有一圓形軸套612，並復於上表面設有一對凸條613，該對凸條613沿棘輪元件61的任一直徑設置；而棘輪元件61周緣設有複數棘爪614。定位元件62套設棘輪元件61但不隨棘輪元件61轉動；定位元件62概呈盤狀，其中心設有圓形穿孔621，套設至棘輪元件61之圓形軸套612上，藉此形成定位元件62不隨捲繞軸5轉動的關係。彈性元件63套設至捲繞軸5之第三階部54，非緊配合套設，亦不隨捲繞軸5轉動；彈性元件63，係用以保持將定位元件62往棘輪元件61方向推送迫緊，本實施例之彈性元件63則二端分別施力至定位元件62、以及捲繞軸5之凸緣55。請同時參閱第4圖、第5圖與第5A圖定位元件62下表面設有複數對凹槽622，該對凹槽622沿定位元件62之不同直徑設置，且任一對凹槽622均可供棘輪元件61之對凸條613對應嵌入。

其中，棘輪元件61之各凸條613的寬度是沿著棘輪元件61直徑方向由外而內呈漸縮；因此，同時參閱第5圖與第5A圖，定位元件62的每對凹槽622的寬度亦對應呈由外而內漸縮，各個凹槽622均有一底面623，設於底面623一側之一導斜面624、設於底面623相對側之一擋止面625，各個凹槽622的底面623恰可收容棘輪元件61之各凸條613。定位元件62的每對凹槽622即定義出一變速位置，而棘輪元件61凸條613的對應嵌入，即表示捲繞軸5定位至特定的變速位置。擋止面625與底面623相交並接近垂直，其設計在限制棘輪元件61的凸條613保持與凹槽622之底面623接觸，而導斜面624在使棘輪元件61的凸條613能平順滑移，令騎行者在操作撥件單元7進行變速時較為省力，且棘輪元件61的凸條613從一對凹槽622的導斜面624離開而進入下一對凹槽622時會產生較明顯的高度差，騎行者操作時可明顯感受此高度變化而更容易辨識新的變速位置。部分導斜面624之寬度較大，藉由各凹槽622導斜面624不同寬度的分布，可清楚定義變速檔位，使自行車鏈條(圖未示)在變速位置的一次的轉換中掛至正確的齒盤，令騎行者變速的操作較簡單直接；本實施例中，至少兩個凹槽622之導斜面624具有不同的寬度。

同時參閱第2圖、第6圖、與第7圖，一撥件單元7係套設該捲繞軸5而不隨該捲繞軸5轉動，撥件單元7由捲繞軸5一側突出，送爪71設於該撥鍵單元7朝捲繞軸5的內側。當騎行者以大拇指按壓撥動單元7時，撥動單元7可帶動送爪71沿一與捲動軸5平行之樞軸轉動，將送爪71送進棘輪元件61之任一棘爪614，由於各棘爪均具有第一與第二爪面6141、6142，且第一爪面6141長於第二爪面6142使形成單向棘爪，送爪71嚙咬棘爪614之第一 爪面6141且於第一爪面6141滑行至與第二爪面6142交接處，迫使棘爪614朝一轉動方向R轉動，送爪71施予棘爪614的撥動力足夠克服彈性元件63施予定位元件62迫緊棘輪元件61的迫緊力時，棘輪元件61之凸條613將依轉動方向R沿所在凹槽622之導斜面624滑離，此時捲繞軸5亦受帶動沿轉動方向R轉動，直到進入下一凹槽622為止。由於每個凹槽622均表示一變速位置，上述作動已將捲繞軸5從原變速位置轉換至新的變速位置。騎行者可重複撥動前述撥動單元7，選擇所欲的變速位置。

綜上所述，定位元件62的每對凹槽622為一變速位置，棘輪元件61凸條613的對應嵌入即表示將捲繞軸5定位在特定的變速位置。騎行者可以大拇指按壓撥動單元7進行變速操作，其作動如上述。捲繞軸5可轉動變速線直至新的變速位置，並藉此改變自行車後部鏈條轉換到不同的齒盤。又，凹槽622定義有導斜面624，部份凹槽622之導斜面624具有不同的寬度，其可令騎行者在操作變速時較省力實施，更容易辨識新的變速位置，清楚定義變速檔位，令騎行者變速的操作較簡單直接。

1‧‧‧把手

11‧‧‧罩體

12‧‧‧機構總成

2‧‧‧套合單元

3‧‧‧自行車變速操作機構

4‧‧‧捲繞單元

5‧‧‧捲繞軸

51‧‧‧軸身

52、53、54、56‧‧‧第一~第四階部

55‧‧‧凸緣

6‧‧‧定位結構

61‧‧‧棘輪元件

62‧‧‧定位元件

63‧‧‧彈性元件

7‧‧‧撥件單元

Claims (10)

1. 一種自行車變速操作機構之捲繞單元，係包括：一捲繞軸，其軸身設有一凸緣；以及一定位結構，係與捲繞軸同軸設置；該定位結構包括一棘輪元件、一定位元件、與一彈性元件；該棘輪元件固定於該捲繞軸並隨該捲繞軸轉動；該棘輪元件之周緣設有複數棘爪，可受外部一送爪嚙咬；該定位元件與該彈性元件套設該捲繞軸且不該隨捲繞軸轉動；該彈性元件保持該定位元件迫緊該棘輪元件；其中，該棘輪元件一上表面設有一對凸條沿著該棘輪元件之直徑設置；該定位元件一下表面設有複數對凹槽係著該沿定位元件之直徑設置，對應配合至該棘輪元件之對凸條；各該凹槽設有一導斜面。
2. 如請求項1所述自行車變速操作機構之捲繞單元，其中：該等凹槽其中至少兩個凹槽之導斜面具有不同的寬度。
3. 如請求項1所述自行車變速操作機構之捲繞單元，其中：各個凹槽設有一底面，該導斜面設於該底面一側，一擋止面設於底面相對於該導斜面的相對側。
4. 如請求項1所述自行車變速操作機構之捲繞單元，其中：該棘輪元件之各棘爪均具有一第一與一第二爪面，該第一爪面長於該第二爪面；該第一爪面與該定位元件凹槽之導斜面朝一轉動方向傾斜。
5. 如請求項1所述自行車變速操作機構之捲繞單元，其中：該等凸條的寬度由外而內呈漸縮。
6. 如請求項1所述自行車變速操作機構之捲繞單元，其中：該定位元件套設 該棘輪元件但不隨該棘輪元件轉動。
7. 如請求項1所述自行車變速操作機構之捲繞單元，其中：該棘輪元件上表面沿一套孔突伸有一圓形軸套，該定位元件中心設有一圓形穿孔以套設於該棘輪元件之圓形軸套。
8. 如請求項1所述自行車變速操作機構之捲繞單元，其中：該捲繞軸一端依序設有相鄰多個階部，該凸緣與其中一階部相鄰，該彈性元件套設於前述階部；該棘輪元件固定於另一階部。
9. 如請求項7所述自行車變速操作機構之捲繞單元，其中：該棘輪元件所套設之階部呈非圓型；該棘輪元件之中心設有一套孔，該套孔恰嵌合前述階部。
10. 一種自行車變速操作機構，係包括：一捲繞軸，其供捲繞一剎車線；捲繞軸設有一凸緣；一定位結構，係與該捲繞軸同軸設置；該定位結構包括一棘輪元件、一定位元件、與一彈性元件；該棘輪元件固定於該捲繞軸並隨該捲繞軸轉動；該棘輪元件之周緣設有複數棘爪；該定位元件與該彈性元件套設該捲繞軸且不隨該捲繞軸轉動；該彈性元件保持該定位元件以迫緊該棘輪元件；以及一撥件單元，係套設該捲繞軸而不隨該捲繞軸轉動；該撥件單元具有一送爪，可受撥動沿一樞軸轉動而送進棘輪元件之任一棘爪，使二者嚙咬；其中，該棘輪元件之一上表面設有一對凸條沿著該棘輪元件之直徑設置；該定位元件之一下表面設有複數對凹槽沿著該定位元件之直徑設置，而任一對凹槽均可對應配合至該對凸條；各該凹槽設有一導斜面； 棘輪元件之各棘爪均具有一第一爪面與一第二爪面，該第一爪面長於該第二爪面；該第一爪面與該定位元件凹槽之導斜面朝一轉動方向傾斜。