专利名称：自行车换档控制机构的制作方法
技术领域：
本发明主要涉及一种自行车换档控制装置或机构，具体地说，本发明涉及一种在每次换档时进行换档释放操作的自行车换档装置或机构。
背景技术：
骑自行车正成为越来越流行的娱乐形式和交通工具。此外，骑自行车已经成为很受业余和职业选手欢迎的竞技体育项目。无论自行车用于娱乐、交通还是竞技比赛，自行车行业一直都在改进自行车的各种部件。尤其是近年来用于换档的控制装置被广泛地重新设计。
目前，有许多种安装在自行车上的缆索操纵换档装置。例如，一些缆索操纵换档装置具有单独的换档杆，以操作用于既卷绕又释放缆索的缆索卷绕机构。其它的缆索操纵换档装置具有一对换档杆，该变速杆具有通过棘轮机构转动的缆索卷绕机构。对于双杆型缆索操纵换档装置，其中一个换档杆的操作，使得缆索卷绕件每次一个齿轮通过棘轮机构沿一个方向转动。因此，缆索卷绕在缆索卷绕件上，并且换档机构进行从一个齿轮到相邻齿轮的换档。另一个换档杆的操作，使得释放棘轮机构，并且缆索卷绕机构每次由一个齿轮沿另一个方向转动。因此，卷绕在缆索卷绕件上的缆索释放出来，并且换档机构沿相反方向进行换档。
一些这样的缆索操纵换档装置使得在换档杆的单次操作中发生多个齿轮换档。虽然单次操作中的多级换档具有一定的益处，但也有一些不足。尤其是对于某些具有多级换档操作的换档装置，有时为了执行单次换档难以控制换档杆。换言之，骑车人有时无意中把换档杆推得太远以致在仅需要一级齿轮换档时却产生了两级齿轮换档，在释放缆索的换档操作过程中这种无意的多级换档操作尤其成问题。
鉴于所述，通过这些披露，对本领域技术人员来讲显然存在一种改进自行车控制(换档)装置的需求。本发明针对本领域的这种需求以及其它需求，通过本说明书，这对本领域的技术人员是显而易见的。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种自行车换档控制装置或机构，在释放缆索的换档操作过程中，该装置将换档操作限制于一个单独的档位。
本发明的另一目的是提供一种自行车控制装置或机构，用于自行车传动的换档，这对于制造和组装来讲相对简单且便宜。
通过提供一种自行车换档控制机构基本可以达到以上目的，该自行车换档控制机构具有操作件、线收紧件、定位棘轮和位置保持爪。操作件在静止位置与换档释放位置之间可移动。线收紧件被构造和设置成响应操作件的移动而绕旋转轴线转动。定位棘轮被构造和设置成随线收紧件转动。定位棘轮包括多个定位齿。定位棘轮围绕主枢转轴线安装，其中定位棘轮的定位齿相对于主枢转轴线不同心地设置，以致定位齿形成台阶形布置。位置保持爪被构造和设置成当位置保持爪处于位置保持位置时，通过接合定位棘轮的其中一个定位齿，选择性地将定位棘轮保持在多个预定档位中的其中之一。位置保持爪进一步被构造和设置成从位置保持位置向位置释放位置移动，以在操作件刚从静止位置向换档释放位置移动就释放定位棘轮，其中位置保持爪接合定位棘轮以限制位置保持爪的移动。
下面结合附图对本发明优选实施例进行详细描述，对于本领域技术人员来讲，从以下公告内容本发明的这些和其它目的、特征、方面和优点将很显然。
以下参照附图，这些附图作为原始公开的一部分图1是根据本发明一个实施例，配备有一对控制装置(图中仅显示了一个)的自行车的侧视图；图2是连接有根据本发明的自行车控制装置的自行车车把的俯视图；图3是根据本发明的前自行车控制装置的放大底部透视图；图4是操作件(换档杆)处于静止位置的前自行车控制装置的底部平面视图；图5是沿图4的剖面线5-5所见的前自行车控制装置的局部横截面视图；图6是操作件(换档杆)移动以执行缆索拉紧(卷绕)操作的前自行车控制装置的底部平面视图；图7是操作件(换档杆)移动以执行缆索释放(松开)操作的前自行车控制装置的底部平面视图；
图8是操作件(换档杆)处于静止位置的前自行车控制装置的底部平面视图，其中，为图解目的省去了部分零件；图9是操作件(换档杆)处于静止位置的后自行车控制装置的底部平面视图；图10是操作件(换档杆)移动以执行缆索卷绕操作的后自行车控制装置的底部平面视图；图11是操作件(换档杆)处于静止位置的后自行车控制装置的底部平面视图，其中，为图解目的省去了部分零件；图12是根据本发明的前自行车控制装置的分解底部侧面透视图；图13是根据本发明的前自行车控制装置的分解侧面透视图；图14是根据本发明的前自行车控制装置的所选零件的分解底部平面视图；图15是根据本发明的后自行车控制装置的分解底部侧面透视图；图16是根据本发明的后自行车控制装置的分解侧面透视图；图17是根据本发明的后自行车控制装置的所选零件的分解底部平面视图；图18是后自行车控制装置的档位控制机构的所选零件的简化底部平面视图(为图解目的去除了部分零件)，示出了处于静止位置的档位控制机构；
图19是用于后自行车控制装置的档位控制机构的所选零件的简化底部平面视图(为图解目的去除了部分零件)，示出了在位置保持爪移回到档位保持位置之前，档位控制机构正移向线卷绕位置；图20是用于后自行车控制装置的档位控制机构的所选零件的简化平面视图(为图解目的去除了部分零件)，示出了由于操作件(换档杆)的释放，位置保持爪正移向档位保持位置，而且卷绕爪正移回到初始静止位置；图21类似于图19，是用于后自行车控制装置的档位控制机构的所选零件的简化底部平面视图(为图解目的去除了部分零件)，示出了在位置保持爪移回到档位保持位置之前，档位控制机构正移向线卷绕位置；图22类似于图20，是用于后自行车控制装置的档位控制机构的所选零件的简化底部平面视图(为图解目的去除了部分零件)，示出了由于操作件(换档杆)的释放，位置保持爪正移向档位保持位置，而且卷绕爪正移回到初始静止位置；图23类似于图19，是用于后自行车控制装置的档位控制机构的所选零件的简化平面底视图(为图解目的去除了部分零件)，示出了在位置保持爪移回到档位保持位置之前，档位控制机构正移向线卷绕位置；图24类似于图20，是用于后自行车控制装置的档位控制机构的所选零件的简化平面底始图(为图解目的去除了部分零件)，示出了由于操作件(换档杆)的释放，位置保持爪正移向档位保持位置，而且卷绕爪正移回到初始静止位置；
图25是用于后自行车控制装置的档位控制机构的所选零件的简化底部平面视图(为图解目的去除了部分零件)，示出了在位置保持爪移动之后但在定位棘轮移动之前，档位控制机构正移向线松开或释放位置；图26是用于后自行车控制装置的档位控制机构的所选零件的简化底部平面视图(为图解目的去除了部分零件)，示出了由于操作件(换档杆)的释放，位置保持爪正移向档位保持位置，定位棘轮正移向下一个档位，并且卷绕爪正移回到初始静止位置；图27类似于图25，是用于后自行车控制装置的档位控制机构的所选零件的简化底部平面视图(为图解目的去除了部分零件)，示出了在位置保持爪移动之后但在定位棘轮移动之前，档位控制机构正移向线松开或释放位置；以及图28类似于图26，是用于后自行车控制装置的档位控制机构的所选零件的简化底部平面视图(为图解目的去除了部分零件)，示出了由于操作件(换档杆)的释放，位置保持爪正移向档位保持位置，定位棘轮正移向下一档位，并且卷绕爪正移回到初始静止位置。
具体实施例方式
下面参照附图描述本发明的所选实施例。从本公布中，对于本领域的技术人员来讲很显然，本发明实施例的下列描述仅用于说明，并不是用于如所附权利要求及其等同物所限定的限制本发明。
首先参照图1和图2，所示为根据本发明的一个实施例，在自行车车把13上安装有一对自行车换档控制机构或装置12a和12b的自行车10。自行车换档控制装置12a是左手侧换档单元，由骑车人左手操作以控制前拨链器14。自行车换档控制装置12a通过换档控制缆索15优选地操作性地连接至前拨链器14。自行车换档控制装置12b是右手侧换档单元，由骑车人右手操作以控制后拨链器16。自行车换档控制装置12b通过换档控制缆索17优选地操作性地连接至后拨链器16。基本上，除了换档单元在可以换档的齿轮数目上已经改变外，自行车控制装置12a和12b大致相同。在所述实施例中，左手侧自行车换档控制装置12a操作性地连接至前拨链器14，而自行车换档控制装置12b操作性地连接到后拨链器16。可替换地，控制装置可以调换，从而骑车人可以用对应的手操作前拨链器14和后拨链器16。无论哪种情况，左手侧自行车控制装置12a，在结构和操作上，实质上与控制装置12b相同，除了右手侧自行车控制装置12b是左手侧自行车控制装置12a的镜像并且用于左手侧自行车控制装置12a的档位数目不同外。优选地，缆索15和17是常用的自行车缆索，具有包住内索的外皮。为了简明起见，这里将左手侧自行车换档控制装置12a称作“前自行车换档控制装置”，而将自行车换档控制装置12b称作“后自行车换档控制装置”。
由于自行车10的大多数零件在本领域中已为人们所熟知，除了与本发明有关的零件外，自行车10的零件在此不作详细讨论和描述。换言之，在此仅对与自行车控制装置12a和12b有关的零件作详细讨论和描述。此外，结合本发明可以采用各种传统的自行车零件如车闸、附加链轮、拨链器等，但在此不作详细的讨论和/或描述。此外，正如此处用于描述自行车控制装置12a和12b一样，下面的方向术语“向前、向后、在...上面、向下、垂直、水平、在...下面和横向”以及任何其它类似的方向术语指配备有本发明的自行车的方向。因此，如用于描述本发明一样，这些术语应该相对于配备有本发明的自行车控制装置12a和12b的自行车进行解释。
现在参照图3-8以及图13-14，描述前自行车换档控制装置12a。前自行车换档控制装置12a优选地具有外壳，为图解目的在图3-8中将其略去。前自行车换档控制装置12a被构造和设置，以致在单级齿轮换档操作中每次仅以单级释放换档控制缆索15的内换档线15a，如下所解释。
如图13-14所示，前自行车换档控制装置12a基本上具有车把安装件31，主枢转轴32安装在其上；线收紧组件33，可枢转地安装在主枢转轴32上；档位保持组件34，操作性地安装在主枢转轴32上；操作件35，可枢转地安装在主枢转轴32上；换档线卷绕组件36，可枢转地安装在操作件35上；以及换档线释放组件37，安装在主枢转轴32上，以被操作件35操作性地移动。如图3-5所示，示出了处于静止位置的前自行车换档控制装置12a。具体地，图3是前自行车换档控制装置12a的底部透视图，而图4是前自行车换档控制装置12a的底部平面视图。图5是前自行车换档控制装置12a沿图4的剖面线5-5所见的局部横截面视图。如图6所示，从底部平面视图中，操作件35围绕主枢转轴32沿逆时针方向枢转，以执行缆索拉紧(卷绕)操作。如图7所示，从底部平面视图中，操作件35围绕主旋转轴32沿顺时针反向枢转，以执行缆索释放(松开)操作。
现在参照图9-12以及图15-17，描述后自行车换档控制装置12b。后自行车换档控制装置12b优选地具有外壳，为图解目的在图9-12中将其略去。后自行车换档控制装置12b被构造和设置为使得在单级齿轮换档操作中每次仅以单级释放换档控制缆索15的内换档线15a，如下所解释。
如图15-17所示，除了零件为镜像并且已经构造了一些零件以提供更多档位外，后自行车换档控制装置12b基本上包括与前自行车换档控制装置12a相同的零件。基本上，后自行车换档控制装置12b具有车把安装件31′，主枢转轴32′安装在其上；线收紧组件33′，可枢转地安装在主枢转轴32′上；档位保持组件34′，操作性地安装在主枢转轴32′上；操作件35′，可枢转地安装在主枢转轴32′上；换档线卷绕组件36′，可枢转地安装在操作件35′上；以及换档线释放组件37′，安装在主枢转轴32′上，以被操作件35′操作性地移动。如图9-12所示，示出了处于静止位置的后自行车换档控制装置12b。具体地，图9是后自行车换档控制装置12b的底部平面视图，而图10从底部平面视图示出了操作件35′正围绕主枢转轴32′沿顺时针方向枢转，以执行缆索拉紧(卷绕)操作。因此，相对于前自行车换档控制装置12a，后自行车换档控制装置12b的缆索拉紧(卷绕)和释放(松开)操作处于相反方向。考虑到前后自行车换档控制装置12a与12b间的相似性，后自行车换档控制装置12b的零件在此不作详细讨论。
车把安装件31基本上具有夹紧部31a和换档单元支撑部31b。夹紧部31a优选地是裂孔型夹紧装置，其中孔的直径以通常方式可以通过调整螺栓38改变。夹紧部31a在结构上是相对常规的，因而在此不作进一步详细的讨论或描述。换档单元支撑部31b具有非圆形安装孔39，用于将主枢转轴32不可旋转地容纳在其中。换档单元支撑部31b还具有多个第一弹簧容纳孔40、枢转销安装孔41、以及第二弹簧容纳孔42。孔40、41和42将在后面讨论。
如图5、12和13最佳所示，主枢转轴32优选地是螺钉，具有头部32a和螺纹部32b。优选地，螺纹部32b具有左旋螺纹。头部32a不可旋转地容纳在形成于车把安装件31的换档单元支撑部31b中的安装孔39中。螺纹部32b被构造成容纳螺母43和垫圈44，以将线收紧组件33、档位保持组件34、操作件35和档线释放组件37固定在其上。因此，主枢转轴32形成前自行车换档控制装置12a的主枢转轴线。
如图5最佳所示，线收紧组件33安装在主枢转轴32上，用于卷绕和松开换档线15a。线收紧组件33被构造和设置成响应操作件35的运动而卷绕和松开换档线15a。线收紧组件33基本上具有线收紧件51、弹簧或偏压元件52以及管状支撑件53。
线收紧件51具有圆形中心开口51a，可旋转地安装在管状支撑件53上。线收紧件51是卷轴，具有线连接开口51b，其被构造和设置成在传统方式中将换档线15a的一端连接于此。换言之，线收紧件51被构造成在主旋转轴32上旋转，当围绕主枢转轴线沿第一(卷绕)旋转方向转动时，围绕其外缘表面卷绕换档线15a，而当围绕主住转轴线沿第二(释放)旋转方向转动时，从其外缘表面上松开换档线15a。线收紧件51还具有轴向延伸孔51c，其被构造和设置成用于将偏压元件52连接于此。线收紧件51还具有在其轴向相对表面之一上形成的非圆形凸部51d，用于将档位保持组件34的一部分连接于此，如下面所解释。
偏压元件52被构造成沿第二(释放)旋转方向推动线收紧件51，从而换档线15a从线收紧件51的外缘表面上松开。具体地，偏压元件52优选地是扭转弹簧，具有第一端52a，位于线收紧件51的孔51c中，以及第二端52b，位于车把安装件31的换档单元支撑部31b中形成的弹簧容纳孔40之一中。因此，由偏压元件52的推动力相对于车把安装件31沿第二(线释放或松开)旋转方向推动线收紧件51。但是，如下所述，档位保持组件34被构造和设置成克服偏压元件52的推动力而将线收紧件51保持在多个档位之一中。
如图12最佳所示，管状支撑件53优选地是单件的整体件，包括管状部53a和垫圈部53b。偏压元件52的第二端52b接合垫圈部53b中的切口53c，从而管状支撑件53相对于主枢转轴32不转动。换言之，管状支撑件53不可旋转地安装在主枢转轴32上，其中线收紧件51和偏压元件52设置在管状支撑件53的管状部53a上。因此，管状支撑件53被构造和设置成充当线收紧件51的支承面。
如图5和图12最佳所示，档位保持组件34基本上具有定位棘轮55、档位保持爪56、弹簧或偏压元件57以及安装或枢转销58。档位保持组件34被构造和设置成选择性地将线收紧件51保持在其多个档位之一中。档位保持组件34由操作件35的移动来操作性地控制。具体地，如图6的底部平面视图所示，由操作件35沿逆时针方向转动定位棘轮55产生缆索拉紧(卷绕)操作，而如图7的底部平面视图所示，由操作件35沿顺时针方向转动定位棘轮55产生缆索释放(松开)操作。后自行车换档控制装置12b，缆索拉紧(卷绕)操作和缆索释放(松开)操作与前自行车换档控制装置12a的相反。
定位棘轮55是一板状件，具有非圆形中心开口55a，不可旋转地安装在线收紧件51凸起51d上。换言之，线收紧件51和定位棘轮55在主枢转轴32上一起转动。因此定位棘轮55的主枢转轴线与线收紧件51的旋转轴线同心。定位棘轮55具有外缘，形成多个卷绕齿或凸起55b、多个定位齿或凸起55c和多个移动限制齿55d。
定位棘轮55的卷绕齿55b相对于主枢转轴线同心地设置。如图6的底部平面视图所示，当操作件35沿逆时针方向旋转时，换档线卷绕组件36选择性地接合定位棘轮55的卷绕齿55b。当操作件35处于如图4所示的静止位置时或当操作件35移动到如图7所示的线松开或释放位置时，换档线卷绕组件36通常与定位棘轮55的卷绕齿55b脱离接合。定位棘轮55的卷绕齿55b的数量取决于所需的档位数量。
定位棘轮55的定位齿55c相对于主枢转轴线不同心地设置，使得定位齿55c形成台阶形布置。定位棘轮55的定位齿55c的数量取决于所需的档位数量。定位棘轮55的定位齿55c的台阶形布置使得每一定位齿相对于主枢转轴线的径向距离沿线收紧件51的卷绕方向逐渐增大。当操作件35处于如图4所示的静止位置以保持线收紧件51和定位棘轮55围绕主枢转轴32不转动时，档位保持爪56通常接合定位棘轮55的定位齿55c。换言之，弹簧或偏压元件57的偏压力通常推动档位保持爪56靠在定位棘轮55的一个定位齿55c上以维持目前的档位。由于定位齿55c形成台阶形布置，即每一定位齿的径向距离沿线收紧件51的卷绕方向逐渐增大，即使推动档位保持爪56靠在定位棘轮55的一个定位齿55c上，定位棘轮55和线收紧件51也可以沿卷绕方向一起转动。但是，定位齿55c的台阶形布置阻止了由于在线松开方向上推动线收紧件51的偏压元件52(即线收紧件复位弹簧)的偏压力致使的定位棘轮55和线收紧件51的转动。
类似地，定位棘轮55的移动限制齿55d相对于主枢转轴线不同心地设置，以致移动限制齿55d形成台阶形布置。定位棘轮55的移动限制齿55d的数量取决于所需的档位数量。定位棘轮55的移动限制齿55d的台阶形布置使得每一移动限制齿相对于主枢转轴线的径向距离沿线收紧件51的卷绕方向逐渐减小。当操作件35处于如图4所示的静止位置时，档位保持爪56通常与定位棘轮55的移动限制齿55d脱开预定距离。换言之，弹簧或偏压元件57的偏压力一般推动档位保持爪56远离定位棘轮55的其中一个移动限制齿55d。当操作件35移动至如图7所示的线释放或松开位置时，档位保持爪56克服偏压元件57的推动力而移动进入与定位棘轮55的移动限制齿55d的接合。当档位保持爪56移动进入与定位棘轮55的移动限制齿55d的接合时，定位棘轮55的定位齿55c则与档位保持爪56脱离接合。由于移动限制齿55d形成台阶形布置，即每一移动限制齿的径向距离沿线收紧件51的卷绕方向逐渐减小，由于在线松开方向上推动线收紧件51的偏压元件52(即线收紧件复位弹簧)的偏压力，定位棘轮55与线收紧件51可以沿松线方向一起转动。但是，由于定位齿55c形成台阶形布置，即每一定位齿的径向距离沿线收紧件51的卷绕方向逐渐增大，定位棘轮55和线收紧件51仅能在松开方向上一起转动一个档位上。换言之，由于每一定位齿55c沿卷绕方向逐渐远离主枢转轴线，定位齿55c被构造和设置成使得下一个定位齿55c与档位保持爪56接触，以止挡定位棘轮55和线收紧件51的转动。因此，即使偏压元件52(即线收紧件复位弹簧)沿线松开方向仍在推动线收紧件51，也能阻止定位棘轮55和线收紧件51的进一步转动。这种布置避免了骑车人每次沿线释放或松开方向意外地变换多于一个的档位。
档位保持爪56是安装在枢转销58上的枢轴，以选择性地接合定位齿55c和移动限制齿55d。具体地，档位保持爪56包括位于中心的枢转孔56a、释放接合接靠部56b、位置保持部56c和移动限制部56d。档位保持爪56是单件的整体件，其被构造使得位置保持部56c和移动限制部56d被设置成围绕由枢转销58形成的单一枢转轴线一起移动。
枢转销58位于枢转孔56a中，从而档位保持爪56选择性地枢转进入与定位齿55c或移动限制齿55d的接合。通常，偏压元件57推动档位保持爪56进入与定位棘轮55的定位齿55c的接合以及远离定位棘轮55的移动限制齿55d。
释放接合接靠部56b位于位置保持部56c附近，从而档位保持爪56通过换档线释放组件37能够枢转远离定位齿55c并进入与移动限制齿55d的接合。
位置保持部56c设置为选择性地接合定位棘轮55的定位齿55c，同时移动限制部56d设置为选择性地接合定位棘轮55的移动限制齿55d。具体地，位置保持部56c通常由偏压元件57推动进入与定位棘轮55的定位齿55c的接合，而移动限制部56d通常被间隔远离定位棘轮55的移动限制齿55d。
弹簧或偏压元件57优选地为扭转弹簧，具有位于车把安装件31的孔42中的第一端57a，和环绕在档位保持爪56周围的第二端57b。如上所述，偏压元件57推动档位保持爪56进入与定位棘轮55的定位齿55c的接合以及远离定位棘轮55的移动限制齿55d。
安装销或枢转销58固定地连接在车把安装件31上，并且可枢转地支撑档位保持爪56。偏压元件57的螺旋部设置在枢转销58上。卡圈58a用于将档位保持爪56和偏压元件57保持在枢转销58上。
如图12最佳所示，操作件35是一杠杆，可枢转地安装在主枢转轴32上。因此，操作件35被构造和设置成围绕线收紧件51的旋转轴线转动，此轴线与定位棘轮55的主枢转轴线同心。具体地，操作件35基本上包括内安装部35a和骑车人外操作部35b。内安装部35a被构造和设置成围绕主枢转轴32的外圆周枢转，从而操作件35可以从静止位置到换档卷绕位置或换档释放位置之间移动。内安装部35a优选地包括安装突部35c，用于支撑换档线卷绕组件36。因此，操作件35的移动使得换档线卷绕组件36围绕主枢转轴32的中心轴线(主枢转轴线)一起转动。内安装部35a还包括接合复位弹簧61的切除部35d，该复位弹簧61用于施加作用在操作件35上的推动力，以将操作件35保持在静止位置。
复位弹簧61可操作地连接到操作件35上，以将操作件35推动到静止位置。如下面的解释，复位弹簧61优选地为扭转弹簧，具有接合操作件35的切除部35d的第一端61a和接合换档线释放组件37的固定部的第二端61b。如图3、4、5和6所示，复位弹簧61沿顺时针方向偏压操作件35。因此，操作件35和复位弹簧61一起配合，从而操作件35起到触发器的作用，其中操作件35在移动到换档卷绕位置后自动弹回到其静止位置。
如图12最佳所示，换档线卷绕组件36基本上具有卷绕爪71、复位弹簧或偏压元件72和安装销或枢转销73。换档线卷绕组件36安装在操作件35上，从而可以与其一起移动。换档线卷绕组件36被构造和设置使得骑车人可以容易地操作操作件35以完成图6所示的换档卷绕操作。当操作件35处于图4所示的静止位置时或当操作件35被移动到图7所示的线松开或释放位置时，换档线卷绕组件36通常与定位棘轮55的卷绕齿55b脱离接合。
通过铆接到安装突部35c上的安装销73将卷绕爪71安装到安装突部35c上。卷绕爪71通过固定卡圈74保持在安装销73上。此外，如图3、4、5和6的底部平面视图所示，偏压元件72在逆时针方向偏压卷绕爪71。因此，卷绕爪71向定位棘轮55的外缘被偏压。但是，在静止位置，卷绕爪71一般通过换档线释放组件37保持与定位棘轮55脱离接合，从而卷绕爪71在线松开或释放操作期间不干扰定位棘轮55的转动。如图6的底部平面视图所示，当操作件35沿逆时针方向转动以执行换档卷绕操作时，卷绕爪71接合定位棘轮55的卷绕齿55b。因此，操作件35从静止位置向换档卷绕位置的移动使得卷绕爪71接合定位棘轮55的卷绕齿55b，从而定位棘轮55和线收紧件51克服偏压元件52和61的偏压力而一起转动。
换档线卷绕组件36的偏压元件72优选地为扭转弹簧，具有安装在安装销73上的螺旋部。偏压元件72具有接合卷绕爪71的第一端72a和接合操作件35的安装突部35c的第二端72b。如上所述，卷绕爪71被构造和设置为在操作件35从其静止位置向其换档卷绕位置枢转时选择性地操作档位保持组件34(即一起转动定位棘轮55和线收紧件51)。
如图12最佳所示，换档线释放组件37基本上具有释放板81、固定控制板82和复位弹簧或偏压元件83。换档线释放组件37由操作件35的移动操作性地控制。具体来说，当操作件35从其静止位置向其换档释放位置(即图3、4、5、6的底部平面视图所示的顺时针方向)枢转时，换档线释放组件37移动档位保持爪56以释放定位棘轮55，从而定位棘轮55和线收紧件51由于偏压元件52而一起旋转。
释放板81可枢转地安装在主枢转轴32上。因此，释放板81被构造和设置成围绕线收紧件51的旋转轴线转动，此轴线与定位棘轮55的主枢转轴线同心。释放板81具有中心孔81a、释放活动凸起或突部81b、操作件接合凸起或突部81c和切除部81d。释放板81为刚性板状件，优选地由诸如金属板材料的硬质刚性材料制成。
中心孔81a容纳主枢转轴32，从而释放板81围绕主枢转轴线枢转。释放活动凸起81b被构造和设置成选择性地接合档位保持爪56的释放接合接靠部56b，以枢转档位保持爪56的位置保持部56c脱离与定位棘轮55的定位齿55c的接合，然后使移动限制部56d移动进入与定位棘轮55的移动限制齿55d的接合。
通过操作件35接合操作件接合凸起81c，使得释放板81克服偏压元件83的推动力而围绕主枢转轴32枢转，从而完成释放板81向换档释放位置的移动。因此，偏压元件83将释放板81推动到其静止位置，该释放板进而将偏压元件83的偏压力通过操作件接合凸起81c传递给操作件35，且其接触操作件35上的卷绕爪71。在这种布置中，偏压元件61和83相互平衡，以将操作件35保持在其静止位置。
固定控制板82安装在主枢转轴32和枢转销58上，从而固定控制板82不移动。固定控制板82基本上具有主安装孔82a、次安装孔82b、卷绕爪控制凸起或突部82c、弹簧连接凸起或突部82d和释放板挡块或凸起82e。固定控制板82为刚性板状件，优选地由诸如金属板材料的硬质刚性材料制成。
主安装孔82a容纳主枢转轴32，同时次安装孔82b接收枢转销58以阻止固定控制板82的移动。卷绕爪控制凸起82c被构造和设置成选择性地接合卷绕爪71，从而在静止位置时卷绕爪71通常保持与定位棘轮55脱离接合。因此，卷绕爪控制凸起82c在线松开或释放操作期间阻止卷绕爪71干涉定位棘轮55的转动。弹簧连接凸起82d被构造和设置为使得偏压元件61的第二端61b钩在其上。释放板挡块82e被构造和设置为止挡释放板81由于偏压元件83的推动力造成的旋转运动。
偏压元件83是U形件，具有接触固定控制板82的第一端83a和接触释放板81的第二端83b。释放板81的切除部81d被构造和设置以防止干涉偏压元件83的第一端83a。
现在参照图15-17，讨论后自行车换档控制装置12b的零件。由于后自行车换档控制装置12b的零件基本上为前自行车换档控制装置12a的镜像，除了为提供更多档位而设置部分零件外，后自行车换档控制装置12b的零件将不作细致讨论。
如图15-17所示，后自行车换档控制装置12b的线收紧组件33′基本上具有线收紧件51′、弹簧或偏压元件52′和管状支撑件53′。档位保持组件34′基本上具有定位棘轮55′、档位保持爪56′、弹簧或偏压元件57′和安装销或枢转销58′。定位棘轮55′具有外缘，形成多个卷绕齿或凸起55b′、多个定位齿或凸起55c′和多个移动限制齿55d′。档位保持爪56′包括释放接合接靠部56b′、位置保持部56c′和移动限制部56d′。操作件35′起到触发器作用，其中操作件35′在被复位弹簧61′移动到换档卷绕位置后自动弹回到其静止位置。换档线卷绕组件36′基本上具有卷绕爪71′、复位弹簧或偏压元件72′和安装销或枢转销73′。换档线释放组件37′基本上具有释放板81′、固定控制板82′和复位弹簧或偏压元件83′。
如图18-24所示，示出了后自行车换档控制装置12b的换档卷绕操作，以显示卷绕爪71′对档位保持爪56′的移动。如图18所示，后自行车换档控制装置12b的档位控制机构处于静止位置。然后，在图19中，用于后自行车换档控制装置12b的档位控制机构的操作件35′被移到线卷绕位置，使得定位棘轮55′沿线卷绕方向转动。图19中，示出了被偏压元件57′移回到档位保持位置之前的位置保持爪56′。图20中，示出了由于偏压元件61(未在图20中示出)释放了操作件(换档杆)35′，因而位置保持爪56′正移回到档位保持位置，而卷绕爪71′正移回到初始静止位置。在图21中，再次示出了正移回到线卷绕位置的操作件35′，使定位棘轮55′沿线卷绕方向转动，其中再次示出了被偏压元件57′移回到档位保持位置之前的位置保持爪56′。在图22中，再次示出了由于偏压元件61(未在图22中示出)释放了操作件(换档杆)35′正移回到档位保持位置的位置保持爪56′，而卷绕爪71′正移回到初始静止位置。然后，在图23中，操作件35′再次被移动到线卷绕位置，使得定位棘轮55′沿线卷绕方向转动，其中示出了被偏压元件57′移回到档位保持位置之前的位置保持爪56′。图24再次示出了用于后自行车换档控制装置12b的档位控制机构，经过图23的卷绕操作后处于静止位置。
如图24-28所示，示出了后自行车换档控制装置12b的换档释放操作，以显示释放板81′对位置保持爪56′的移动。图24示出了后自行车换档控制装置12b的处于静止位置的档位控制机构。然后，在图25中，释放板81′移动到线松开或释放位置，使得位置保持爪56′转动进入与定位棘轮55′的移动限制齿55d′的接合。现在，如图26所示，由于偏压元件52′(未在图25和图26中示出)的偏压力，定位棘轮55′可以旋转。图27和28示出了后自行车换档控制装置12b的另一换档释放操作。
在理解本发明的范围时，这里所用的术语“包含(comprising)”及其派生词应该是开放式术语，表明存在所述的特征、元件、部件、组、整体和/或步骤，但并不排除存在其它未述及的特征、元件、部件、组、整体和/或步骤。上述说明也适用于具有类似含义的词汇，如术语“包括including”、“具有having”及其派生词。此外，术语“件member”和“元件element”以单数使用时可以具有单个部分或多个部分的双重意思。最后，这里用到的程度术语，如“大致substantially”、“大约about”和“几乎approximately”表示改动项的合理偏差量，并不明显地改变最终结果。这些程度术语应该被解释为包括所修饰术语的至少±5％的偏差，只要此偏差不会否定所修饰的词的含义。
虽然只选择了一些实施例来描述本发明，但对于本领域技术人员来讲，从本公开内容很显然，可以进行各种变化和改进而不背离如所附权利要求中限定的发明范围。此外，根据本发明实施例的上述描述仅用作描述而已，不是象所附权利要求及其等同物一样为了限制本发明。
权利要求
1.一种自行车换档控制机构，包括操作件，在静止位置与换档释放位置之间可移动；线收紧件，构造和设置成响应所述操作件的移动而围绕旋转轴线转动；定位棘轮，构造和设置成随所述线收紧件转动，所述定位棘轮包括多个定位齿，所述定位棘轮围绕主枢转轴线安装，其中所述定位棘轮的所述定位齿相对于所述主枢转轴线不同心地设置，从而所述定位齿形成台阶形布置；以及位置保持爪，构造和设置成当所述位置保持爪处于位置保持位置时，通过接合所述定位棘轮的其中一个所述定位齿，选择性地将所述定位棘轮保持在多个预定档位之一中，所述位置保持爪进一步构造和设置成从所述位置保持位置向位置释放位置移动，以根据所述操作件从静止位置向所述换档释放位置的移动而释放所述定位棘轮，其中所述位置保持爪接合所述定位棘轮以限制所述位置保持爪的运动。
2.根据权利要求1所述的自行车换档控制机构，其中，所述位置保持爪包括位置保持部，设置成选择性地接合所述定位棘轮上的所述定位齿；以及移动限制部，设置成选择性地接合所述定位棘轮。
3.根据权利要求2所述的自行车换档控制机构，其中，所述位置保持部和所述移动限制部设置成围绕同一枢转轴线一起运动。
4.根据权利要求3所述的自行车换档控制机构，其中，所述位置保持爪通常被偏压元件推动，从而所述位置保持部通常接合所述定位棘轮的其中一个所述定位齿。
5.根据权利要求1所述的自行车换档控制机构，其中，所述定位棘轮的定位齿的台阶形布置设置为使得每个所述定位齿相对于所述主枢转轴线的径向距离沿所述线收紧件的卷绕方向逐渐增大。
6.根据权利要求1所述的自行车换档控制机构，其中，所述定位棘轮包括多个移动限制齿，其相对于所述主枢转轴线不同心地设置，使得所述移动限制齿形成台阶形布置。
7.根据权利要求6所述的自行车换档控制机构，其中，所述定位棘轮的移动限制齿的台阶形布置设置为使得每个所述移动限制齿相对于所述主枢转轴线的径向距离沿所述线收紧件的卷绕方向逐渐减小。
8.根据权利要求6所述的自行车换档控制机构，其中，所述定位棘轮的定位齿的台阶形布置设置为使得每个所述定位齿相对于所述主枢转轴线的径向距离沿所述线收紧件的卷绕方向逐渐增大。
9.根据权利要求1所述的自行车换档控制机构，其中，所述操作件包括卷绕爪，其构造成响应所述操作件从所述静止位置向换档卷绕位置的移动而移动所述线收紧件。
10.根据权利要求9所述的自行车换档控制机构，其中，所述操作件通过操作性地连接至所述操作件的至少一个偏压元件而被推向所述静止位置。
11.根据权利要求9所述的自行车换档控制机构，其中，所述定位棘轮包括多个卷绕齿，其设置成选择性地接合所述卷绕爪。
12.根据权利要求9所述的自行车换档控制机构，其中，所述操作件构造和设置成围绕所述线收紧件的旋转轴线转动，所述轴线与所述定位棘轮的所述主枢转轴线同心。
13.根据权利要求9所述的自行车换档控制机构，其中，所述位置保持爪包括位置保持部，设置成选择性地接合所述定位棘轮的定位齿；和移动限制部，设置成选择性地接合所述定位棘轮。
14.根据权利要求13所述的自行车换档控制机构，其中，所述位置保持部和所述移动限制部设置成围绕同一枢转轴线一起运动。
15.根据权利要求14所述的自行车换档控制机构，其中，所述位置保持爪通常由偏压元件推动，从而所述位置保持部位通常接合所述定位棘轮的其中一个所述定位齿。
16.根据权利要求9所述的自行车换档控制机构，其中，所述定位棘轮的定位齿的台阶形布置设置为使得每个所述定位齿相对于所述主枢转轴线的径向距离沿所述线收紧件的卷绕方向逐渐增大。
17.根据权利要求9所述的自行车换档控制机构，其中，所述定位棘轮包括多个移动限制齿，其相对于所述主枢转轴线不同心地设置，使得所述移动限制齿形成台阶形布置。
18.根据权利要求17所述的自行车换档控制机构，其中，所述定位棘轮的移动限制齿的台阶形布置设置为使得每个所述移动限制齿相对于所述主枢转轴线的径向距离沿所述线收紧件的卷绕方向逐渐减小。
19.根据权利要求18所述的自行车换档控制机构，其中，所述定位棘轮的定位齿的台阶形布置设置为使得每个所述定位齿相对于所述主枢转轴线的径向距离沿所述线收紧件的卷绕方向逐渐增大。
全文摘要
本发明公开了一种自行车换档控制机构，具有操作件、线收紧件、定位棘轮和位置保持爪。操作件在静止位置、换档卷绕位置与换档释放位置之间可移动。定位棘轮包括多个卷绕齿、多个定位齿和多个移动限制齿。定位齿和移动限制齿不同心地设置，以形成台阶形布置。位置保持爪根据操作件从静止位置的移动选择性地保持和释放定位棘轮。
文档编号B62M25/00GK1958389SQ20061009944
公开日2007年5月9日 申请日期2006年7月20日 优先权日2005年11月4日
发明者川上竜也 申请人:株式会社岛野