专利名称：自行车控制装置的制作方法
相互参照的相关申请本申请是2001年3月30提交的第09/823287号美国待结申请的后序申请。
本发明领域本发明总体上涉及一种安装到自行车车把上的自行车控制装置，该装置用于对自行车上的线动(cable actuated)部件进行操作。更具体来讲，本发明涉及一种自行车控制装置，其具有一根控制柄，该控制柄既能对制动机构进行操作，也能调控齿轮换档机构。
本发明
背景技术：
一般来讲，当骑行自行车时，希望能快速而容易地对自行车的制动控制机构和换档机构进行操作。现有的自行车控制装置通过将用于操作换档机构的控制柄设置成单柄的形式，来使骑行者在保持对车把控制的同时易于进行换档操作和刹车操作。但是，这样的现有装置仍然需要骑车者的拇指在换档时要从车把上移开。为防备意外情况下的制动操作，有经验的骑车者常愿将食指和/或中指始终搭在闸杆上，尤其是在诸如路况崎岖不平的越野骑行条件下。但当手指搭在闸杆上时，则将拇指顶在车把上就是很重要的，以更好地控制自行车。由于现有控制装置需要骑车者的拇指在换档时从车把上移开，所以这样的装置就降低了骑车者在换档过程中对自行车的控制能力。
某些已有装置力图解决这一问题，其解决方案是通过一种换档控制装置来实现的，该控制装置可由骑车者的制动操作手指在绕线方向上操作。这种现有装置的问题在于其仍然需要骑车者当在放线方向上操作换档控制机构时，要把手指从闸杆上移开。另外，这种装置被设计成用在弯垂型(drop-bar)车把上的，而不能用在平直型(flat-bar)车把上。
相应地，需要能设计一种自行车控制装置，这种装置应能使骑车者无需将手指从车把或制动控制闸杆上移开、就能对制动控制机构和换档控制机构进行操作。
还需要能设计一种换档控制装置，当骑车者握持车把延伸部时，也可对该装置进行操作。
对优选实施例的概述本发明公开了一种自行车控制装置，其具有一个控制柄，该控制柄可在如下的三个方向上操作一个对制动控制机构进行操作的第一方向、一个对换档控制机构在绕线方向上进行操作的第二方向、以及一个对换档控制机构在放线方向上进行操作的第三方向。在本发明的一种优选实施例中，当从骑在自行车上的骑车者的角度来看时，所说第一方向即是控制柄移向车把的方向，第二方向就是控制柄向下的运动方向，第三方向是控制柄向上的运动方向。在一种更为优选的实施例中，第二、第三方向是与第一方向垂直的。
所说制动控制机构最好具有一个闸杆基座，其可枢转地连接到支架上，其中，控制柄在第一方向上的运动使得闸杆基座在支架上转动，并牵拉一条刹车缆线，该刹车线连接到闸杆基座的一个缆线钩上。
换档控制机构最好包括一支撑轴，其固定连接到制动控制机构的闸杆基座上。一绕线元件可绕该支撑轴在绕线方向和放线方向上转动，以缠绕和释放其上的换档线。设置了一个绕线机构，其具有一个绕线棘爪，该棘爪可与一个绕线掣卡接合，而在绕线方向上转动绕线元件。所说绕线元件最好是在放线方向上受到偏置。为限制绕线元件在放线方向上的转动，自行车控制装置包括一个放线及保持机构。该放线及保持机构最好包括一第一掣卡板和一第二掣卡板，第一掣卡板具有一个放线掣卡，而第二掣卡板具有一个阻断掣卡，其中，放线棘爪与放线掣卡相接合，而阻断棘爪与阻断掣卡相接合，这两个接合交替地进行以限制绕线元件在放线方向上的转动。
本发明的自行车控制装置最好被设计成用在平直型车把上。在本发明的另一个实施例中，该自行车控制装置可用在具有车把延伸部的平直型车把上，其中的延伸部是从车把向上延伸的。在这样的实施例中，骑车者可在紧握车把延伸部的同时也可在绕线和放线方向上操作控制柄。
在本发明的另一个实施例中，自行车控制装置包括一个放线杆，其被设计成当骑车者握住车把时可用拇指来对其进行操作。
本领域技术人员从下文的详细描述可对本发明的其它目的、特征和优点有更清楚的认识。但应当指出的是在介绍本发明优选实施例的过程中所进行的详细描述和具体示例只是为了举例说明，而不是限定性的。在本发明的范围内可进行多种形式的改动和变型，这都不超越本发明的设计思想，且本发明包括所有这些变型形式。
附图简要描述参照附图可更容易理解本发明，在附图中；
图1的轴测视图表示了本发明自行车控制装置的一种优选实施例，该控制装置安装到一自行车车把上；图2是本发明自行车控制装置的一种优选实施方式的分解轴测图；图3是对处于中位状态的本发明换档控制机构所作的俯视剖面图；图4a-4e中的俯视剖面图表示了本发明换档控制机构在绕线方向上的工作过程；图5a-5c是对本发明换档控制机构所作的俯视剖面图，图中表示了当控制装置在放线方向上运动时定位棘爪的运动；图6a-6c是对本发明换档控制机构所作的俯视剖面图，图中表示了当控制装置在放线方向上运动时限位棘爪的运动；图7a-7b是本发明制动机构的侧视图；图8的轴测图表示了本发明控制装置安装到带有车把延伸部的车把上时的情形；图9是对本发明控制装置另一种实施方式的后视图，该控制装置具有一个辅助放线杆；图10的轴测视图表示了本发明自行车控制装置的另一种优选实施方式，其连接到一个液压制动机构上，图中的液压制动机构用虚线表示；
图11是对本发明自行车控制装置的另一个优选实施例所作的分解轴测视图；图12是表示本发明控制装置一种优选实施例的俯视图，该控制装置具有鼓突；以及图13是对图12所示的控制装置所作的侧视图。
附图中，用相同的数字标号指代多幅视图中出现的所有相同部件。
对优选实施例的详细描述如图1和图2所示，本发明的自行车控制装置100通过一个支架110连接到自行车的车把200上。在本发明的一优选实施例中，车把200是一个平直型车把，该车把具有一个基本沿车把轴线220延伸的圆筒体200。如图2所清楚表示的那样，自行车控制装置100最好是借助于一箍环120、一螺栓121以及一螺母122固定到自行车车把200上的。
自行车控制装置100包括一控制柄150，如下文将要进一步详细讨论的那样，用该控制柄对自行车上的线动部件进行操作，其中的线动部件例如是指制动控制机构102和换档控制机构300。在本发明的该优选实施例中，控制柄150被设计成这样控制柄150可在第一方向B上运动，以对制动控制机构进行操作；在第二方向W上运动，以在绕线方向上对换档控制机构进行操作；以及在第三方向R上运动，以在放线方向上对换档机构进行操作。如图1所示，在一个更为优选的实施例中，当从自行车上骑车者的角度观察时，第一方向B是控制柄150从中位位置向自行车车把200移动的方向；第二方向W是控制柄150从中位位置向下运动的方向；以及，第三方向R是控制柄150从中位位置向上运动的方向。
如图1和图2所示，该自行车控制装置100中的制动控制机构102最好包括一个刹车线承接孔111和一个刹车线调节器112。刹车线承接孔111接纳刹车线170的外套172，且刹车线170被旋入到支架110中。刹车线调节器112调整刹车线的拉紧度，将刹车线调节到理想的张紧度水平。
如图2所清楚表示的那样，通过一个枢销131将一个闸杆基座130可转动地连接在支架110上。为拉动刹车线170，在闸杆基座130上借助枢销161可转动地连接了一个缆线钩160。该缆线钩160被设计成能挂接刹车线170的端部，这样，当缆线钩160运动时，就伴随着刹车线170的运动。
如图10所示，在本发明的另一个优选实施例中，控制柄150所操作的是一个液压作用的制动机构600。如同线动制动机构的情况，控制柄150被设计成这样使得控制柄150在第一方向B上的运动能对液压制动机构600进行操作。该液压制动机构600最好包括一个液压制动支架602，其与闸杆基座604可转动地固接到一起。在制动支架602内设置了一个活塞606，由其对蓄液器608和出口610之间的连通状况进行控制，其中的出口610连接到一条制动管路(图中未示出)上。一个螺纹接套612与销614固接在一起，它们相对于闸杆基座604是可动的。当控制柄150在第一方向B上转动时，基座604与控制柄一起转动，使得螺纹接套612也转动。螺纹接套612的转动使销614对活塞进行顶压。该活塞606再反过来将制动流体压向出口610。
参见图2，根据本发明的一种优选实施例，换档控制机构300包括一枢轴310和一个可转动地支撑在该枢轴310上的绕线元件370。绕线元件370包括一换档线连接部分371和一个卷线槽372。换档线连接部分371固定地卡接着换档线140的一端，而当换档线140缠绕到绕线元件370上时，其就缠到卷线槽372中。
以本领域技术人员所公知的方式，绕线元件370的转动对换档线执行缠紧或松开的操作，由此来控制链轮变速器(derailleur)等类型的齿轮变速机构。绕线元件370绕枢轴310转动，而枢轴310最好是固定到闸杆基座130的顶面132上。在本发明一种更为优选的实施例中，枢轴310是垂直于顶面132地压装到闸杆基座130中的。
在本发明的一种优选实施例中，换档控制机构300包括一个操作板320、一绕线板330、一放线板340和一固定板350。操作板320可转动地支撑在枢轴310上，其包括一闸杆安装部分321和一个操作卡挡322。操作板320的闸杆安装部321最好通过紧固件151与控制柄150固定连接，这样，当对控制柄150进行操作时，操作板320就与控制柄150一起绕枢轴310转动。用紧固件151将控制柄150固定到操作板320上减小了当控制柄150出现损坏时的配件更换成本。如果自行车摔到坚硬的地面上，则控制柄150将吸收冲击，从而可能遭受损坏。在该优选实施例中，由于控制柄与操作板320是可分离的，因而可拆卸下(损坏的)控制柄150而安装一个新的控制柄。这样就避免了要更换整个齿轮换档机构的问题。
如图11所示，在本发明的另一种优选实施方式中，控制柄150包括一个狭窄部分640。操作板320最好是在该狭窄部分640处固定到控制柄150上的。该控制柄150可拆卸地固定到该狭窄部分640上，并能拆卸下来用新的控制柄替换。
参见图2，绕线板330和放线板340都可转动地支撑在枢轴310上。绕线板330包括一个绕线卡挡331，放线板340包括一个从其上延伸出的放线卡挡341。固定板350固定地支撑在枢轴310上。在本发明的一种优选实施例中，该固定板350固定地连接到闸杆基座130的一个安装元件133上。该固定板350具有一个固定卡挡351和一个缆线止块354。该缆线止块354被设计成能承接换档线140(见图1)的一端。如图1中所清楚表示的那样，换档线140的外套142安装到换档线调节器360中，且换档线140经换档线调节器360上的换档线承接孔361旋入到缆线止块354上。换档线调节器360与缆线止块354螺纹连接，以调节换档线140的拉紧程度。在与换档控制机构300的连接处，换档线140最好是与控制柄150基本平行的。
在本发明的一种优选实施方式中，绕线板330的绕线卡挡331与放线板340的放线卡挡341受一第一弹簧S1的作用而被偏转向固定板350的固定卡挡351。在一中位状态下，绕线卡挡331顶靠在固定卡挡351的第一侧352上，而放线卡挡341被顶靠在该固定卡挡351的第二侧353上。操作卡挡322最好是位于绕线卡挡331和放线卡挡341之间。如下文将要详细描述的那样，当控制柄150在绕线方向上转动时，操作卡挡322在绕线方向W上推动绕线卡挡331，当控制柄150在放线方向上转动时，操作卡挡在放线方向R上推动放线卡挡341。
绕线元件370最好受第二弹簧S2的作用而在放线方向R上受到偏转作用。为实现绕线元件370的转动，在绕线元件370上固定连接了一个第一掣卡板380和一个第二掣卡板390，这样，绕线元件370、第一掣卡板380和第二掣卡板390能作为一个整体绕枢轴310同步转动。为在绕线方向上对绕线元件370进行操作，设置了绕线机构104，其包括一个绕线掣卡381、一个绕线棘爪410和一个第三弹簧S3，掣卡381制在第一掣卡板380的外周部，掣卡381上具有多个棘齿383，棘爪410用于同绕线掣卡381上的棘齿383相接合，第三弹簧S3将绕线棘爪410推向相互接合的位置。绕线棘爪410最好是可转动地支撑在一枢轴323上，该枢轴固定安装于操作板320上。
为了能在放线方向上操作绕线元件370，设置了一个保持及放线机构106，其包括一个阻断掣卡391和一个阻断棘爪420，掣卡391制在第二掣卡板390的外周，并包括多个棘齿392，阻断棘爪420用于与阻断掣卡390上的棘齿392相接合。阻断棘爪420最好是可自由转动地支撑在一枢轴355上，该枢轴355固定地连接到一上板356上。保持及放线机构106还包括一个定位掣卡382、一个定位棘爪430和一第四弹簧S4，掣卡382包括制在第一掣卡板380外周上的多个棘齿384，棘爪430用于同定位掣卡382上的棘齿384相接合，第四弹簧用于将定位棘爪430顶向相互接合的位置。定位棘爪430最好是可转动地支撑在枢轴355上。定位掣卡382最好与绕线掣卡381是分离开的。
上板356固定地支撑在缆线止块354、枢轴355和主枢轴310上，为了紧固保持安装在主枢轴310上的各个部件，在主枢轴310上旋接了一个螺帽440。为将摩擦作用减到最小，以确保控制柄150和绕线元件370操作时的平稳性，该换档控制机构中设置了轴承630。在本发明的一个优选实施例中，该轴承630为滚球轴承。在本发明的另一个实施例中，采用了整体轴承。但本发明的轴承630并不限于本文所描述的形式，而且可采用能有助于控制柄150和绕线元件370平稳操作的任意形式的轴承。
如图11所示，在本发明的另一种优选实施例中，绕线元件370被一个缆线牵拉元件470代替。对于该缆线牵拉元件470，无需将缆线缠绕到其上就可牵拉和放松换档控制缆线。在本发明的一种优选实施方式中，该缆线牵拉元件470包括一个用来紧固连接换档线142(见图1)的缆线钩472。在本发明一种更优选的实施例中，换档线142在与换档控制机构300的连接处基本上与控制柄150平行。
图3表示了处于中位状态的换档控制机构300。在该中位状态，操作板320保持静止。绕线卡挡331顶靠着固定卡挡351的第一侧352，放线卡挡341顶靠着固定卡挡351的第二侧353。在中位状态下，操作卡挡322位于绕线卡挡331和放线卡挡341之间。绕线卡挡331和放线卡挡341最好被偏转向固定卡挡351，从而能有效地挤压着位于它们之间的操作卡挡322和固定卡挡351。
在中位状态下，绕线棘爪410最好是搭在固定板350外周上制出的一段凸轮357上。阻断棘爪420位于阻断掣卡391与放线卡挡341的内边缘342之间。由于阻断棘爪420未被偏压向阻断掣卡391，所以在中位状态下，阻断棘爪420不会与阻断掣卡391上的棘齿392相接合。
在该中位状态下，绕线元件370被第二弹簧S2的弹力、以及齿轮变速机构(图中未示出)的弹簧牵力偏置向放线方向(在图3中的顺时针方向，其中，齿轮变速机构中弹簧的牵力是通过换档线140(见图1)传递来的。为保持绕线元件370的位置，定位棘爪430与定位掣卡382相接合，由此来将绕线元件370、第一掣卡板380和第二掣卡板390保持在静止的状态。
如图11所示，在本发明的一种更为优选的实施例中，为防止由于振动而使操作板320出现不希望的活动，用一个卡销组件620来将操作板320保持在中位状态上。该卡销组件最好包括一个制在操作板320上的缺口622，其被设计成与一个弹子624相接合，当操作板处于中位状态时。该弹子624最好是被一弹簧626偏顶向缺口622。如图11所示，在本发明的一种优选实施例中，弹簧626、弹子624以及封堵628被插入到闸杆基座130的安装元件133中。卡销组件620通过将操作板320保持在中位状态上，而防止了换档控制机构出现非意愿换档的现象。
图4a到图4e表示了换档控制机构300在绕线方向上操作时的情形。为了在绕线方向W上转动换档控制机构300，就要在绕线方向上拨动控制柄150。如上文所讨论的那样，在本发明的一个优选实施例中，当从骑车者的角度观察，绕线方向被定义为控制柄150从中位状态向下运动的方向。在本发明更为优选的一个实施例中，绕线方向是与制动方向B垂直的。在图4a到图4e中，为便于理解，没有表示那些与绕线操作无关的部件。
图4a表示了处于中位状态的本发明换档控制机构300。由于操作板320是固定地连接到控制柄150上的，所以随着控制柄150在绕线方向上的转动，操作板也在绕线方向上进行转动。如图4b所清楚表示的那样，操作板320的转动会使得绕线棘爪410滑离固定板上的凸轮357。由于绕线棘爪410被偏压向绕线掣卡381，所以绕线棘爪410就会与绕线掣卡381上的某个棘齿383相接合。当绕线棘爪与绕线掣卡上的某个棘齿383相接合时，操作板320的转动就转变为第一掣卡板380的转动。
如图4c所清楚表示的那样，第一掣卡板380受绕线棘爪410推动而产生的转动会使得定位棘爪430与定位棘爪382上的棘齿脱开。随着第一掣卡板380的进一步转动，定位棘爪430会移动向与先前接合的棘齿相邻的那个棘齿。由于第一掣卡板380被固定地连接到绕线元件370上，所以绕线元件370就与第一掣卡板380在绕线方向W上同步转动，这样就将换档线缠绕到了绕线元件上。
如图4d所清楚表示的那样，由于定位棘爪430被偏置向定位掣卡382，所以定位棘爪430会与定位掣卡上先前所接合的棘齿相邻的那个棘齿相接合。在本发明的一个优选实施例中，当定位棘爪430与定位掣卡382相接合时，定位棘爪430会发出听得到的咔哒音。此外，自行车骑行者也能感觉到定位棘爪430与定位掣卡382接合时的卡嵌感。可听得到的咔哒音和卡嵌感提醒骑车者定位棘爪430转过了一个棘齿、多级换档机构的一级变速操作已完成。一旦该级换档操作完成，操作板320可就返回到图4e所示的中位状态。
在本发明的一个优选实施例中，本发明的换档控制机构300被设计成能使得骑车者一次转过多于一级的换档，更理想的是一次可执行多达三级的换档。为执行多级绕线操作，自行车骑行者可在绕线方向W上进一步地转动控制柄150。如上所述，换档控制机构300的操作过程是这样的绕线棘爪410与绕线掣卡381相接合，从而驱动绕线掣卡381在绕线方向W上转动。定位棘爪430与定位掣卡382脱开，并再与先前接合棘齿相邻的棘齿接合。但在多级绕线操作中，自行车骑车者使控制柄150继续转动，使得第一掣卡板380进一步地转动，且定位棘爪430与定位掣卡382上的相邻棘齿依次接合，直到第一掣卡板380停止转动为止。在本发明的一个优选实施例中，操作板320上设置了一个绕线止挡324，用于同闸杆基座130上的安装元件133(见图2)相接合，以限定操作板320在绕线方向W上的可转动角度范围。
为了在放线方向R上操作换档控制机构300，要在放线方向上转动控制柄150。如上文所讨论的那样，在本发明的一个优选实施例中，当从骑车者的角度进行观察时，放线方向被定义为控制柄从中位位置向上运动的方向。在本发明一种更为优选的实施例中，放线方向R垂直于制动方向B。为在放线方向上操作控制柄150，骑车者最好是用其食指、中指或同时用食指和中指向上搬拉控制柄150。作为备选方案，骑车者的手指也可以放在控制柄150下面，并用手指上指甲那一侧来向上推顶控制柄。本发明的一个优点在于骑车者无须将拇指从车把200上移开，就可对控制柄150进行操作。相应地，骑车者在换档操作时也能保持对车把200的控制。
下面将对换档控制机构300一种优选实施例的放线操作进行描述。为便于理解，分开地表示定位棘爪430和阻断棘爪420的运动。图5a到图5c表示了放线操作过程中定位棘爪430的运动。图6a到图6c表示了放线操作过程中阻断棘爪420的运动。图5a在时态上与图6a对应、图5b在时态上与图6b对应、图5c在时态上与图6c对应。相应地，例如图5b中所示运动所发生的时间是与图6b中所示运动的发生时间是一致的。
图5a和图6a表示了处于中位位置的换档控制机构300。为了放松换档线，要将控制柄150在放线方向R上进行操作，以使得操作板320在放线方向上转动。参见图5b和6b，随着操作板320在放线方向上的转动，操作卡挡322对放线卡挡341进行推顶，使得放线板341也发生转动。如图5b所示，放线卡挡341接触到定位棘爪430，并使定位棘爪430与定位掣卡382脱开。由于第一掣卡板380在放线方向上受到偏压，所以定位棘爪430的脱开将会使得第一掣卡板380-从而也使得绕线元件370在放线方向R上自由转动。如图6a所示，为限制绕线元件的自由转动，放线卡挡341具有一个内侧边缘342，其被设计成与阻断棘爪420相接触，并将阻断棘爪420推向与阻断掣卡391相接合的位置。阻断棘爪与阻断掣卡391的接合限制了当定位棘爪430与定位掣卡382脱开时、绕线元件370的自由脱转。
在本发明的一种优选实施例中，骑车者可感觉和听到由阻断棘爪420和阻断掣卡391接合时发出的咔哒音。一旦听到或感觉到了咔哒感，骑车者就可以松开控制柄150，使操作板320复位到其中位状态。参见图5c，随着操作板430返回到其中位状态，定位棘爪430就与定位掣卡上先前所接合棘齿的相邻棘齿接合。参见图6b，随着操作板返回到其中位状态，放线卡挡341的内侧边缘就与阻断棘爪420脱开，使得阻断棘爪与阻断掣卡391脱开。这样就完成了一级换档放线操作，且操作板320返回到其中位状态。
操作板320在放线方向上的转动角最好是通过放线止挡325与闸杆基座130(见图2)上安装元件133的接触来进行限定的。在本发明的一种优选实施例中，放线止挡325将绕线元件370在放线方向上的转动限定为只为一级。
附图表示了一个可进行九级换档操作的换档控制机构。但本发明并不仅限于九级换档操作，本发明的设计也适用于其它级数的换档机构。
下面将参照图7a和图7b来对本发明制动机构的操作进行描述。为简化讨论，在图7a和图7b中未表示出换档控制机构300。在一个优选实施例中，刹车线170被连接到缆线钩160上，且刹车线170的外套172被连接到刹车线调节器112上。通过将控制柄150拉向车把200，闸杆基座130就绕枢销131转动，并将刹车线170从其外套172中抽出。如本领域技术人员公知的方式，刹车线170的运动将促动制动机构。如果需要的话，可在进行换档操作的同时执行制动操作。
在图8中，本发明的自行车控制装置100安装在一个具有车把延伸部230的车把200上。在本发明的一种优选实施例中，车把延伸部230基本上是从车把200垂直向上延伸出的，从而为自行车骑车者提供了一个对车把进行把持和机动操纵的备选姿态。如图8所示，控制柄150的位置靠近车把延伸部230，且其尺寸被设计成骑车者能在保持对车把延伸部230进行握持的同时，在绕线方向W和放线方向R上对控制柄150进行操纵。
图9中表示了另一实施形式的换档控制装置500。换档控制装置500包括一个放线杆510，其从放线板340上直接延伸出。放线杆510包括一个便于骑车者拇指对放线杆510进行按压的控制部分520。在本发明的一个优选实施例中，放线杆延伸到支架110的下方，并这样进行定位当骑车者的手握在车把200上时，骑车者的拇指能很容易地接近放线杆510上的控制部分520。通过设置一个放线杆510，就为骑车者提供了另一种控制选项。即使骑车者的手指不在控制柄150上，其也可以利用放线杆510来执行放线操作。
图11表示了另一种实施形式的放线杆650，该放线杆为球瘤状。放线杆650最好是用紧固件651固定到放线板340上。放线杆650最好与放线盘是可分开的，这样在对其进行更换时就无需更换整个换档控制机构。可在放线板340上设置一个延伸段，以使放线杆650与换档控制机构离开一定距离，这取决于放线杆650的形状，这样，就可以为放线杆650留出空间，便于平稳地操作。
如图12和图13所示，一种实施方式的控制柄150上具有多个鼓突，以便于对控制柄的操作。该控制柄150最好包括一个连接到换档控制机构300上的近端660以及一个末端662。为了在绕线方向上对控制柄150进行操作，用户最好是接触到绕线表面664处，并在绕线方向W上拨动控制柄。类似地，要将控制柄150在放线方向上操作时，用户最好是接触到放线表面666，并在放线方向R上移动控制柄。
在控制柄150的末端662，绕线表面664上最好形成一个第一突起或鼓突668。设计第一鼓突668的目的是通过降低骑车者手指从控制柄上滑脱的机率而便于对控制柄的操作。类似地，在控制柄的末端，放线表面666上制出了一个第二突起或鼓突670，用以防止骑车者在放线方向R上移动控制柄时，手指从控制柄上滑脱。
如图13所示，控制柄150包括一个制动表面672。如果要操作制动机构时，用户最好是接触到制动表面672处，并在制动方向B上移动控制柄。在控制柄150的末端，制动表面672上最好制出一个第三突起或鼓突674。设计第三鼓突674目的是降低骑车者执行制动操作时手指从控制柄上滑脱的可能性，以便于对控制柄的操作。
上述对换档控制装置以及对应附图的描述是针对于安装在自行车车把右手侧(从骑车者的角度观察)的换档控制机构进行的。安装在自行车车把左手侧的换档控制装置基本上与右手侧的换档控制装置是镜像对称的。
上文描述的实施例只是对自行车控制装置的示例性说明。本领域技术人员在不超越本文所公开的设计理念的前提下，可对上述的实施例进行多种形式的应用和改动。相应地，本发明的范围仅能用所附的权利要求书进行限定。
权利要求
1.一种自行车控制装置，其包括一制动控制机构；一换档控制机构，其具有一个收线方向和一个放线方向；一控制柄，其可操作地与制动控制机构和换档控制机构相连接；其中，该控制柄可在一个制动操作平面内运动，以对制动控制机构进行操作；以及该控制柄可在一个换档平面内运动，从而在收线方向和放线方向上对换档控制机构进行操作。
2.根据权利要求1所述的自行车控制装置，其特征在于所说收线方向是指控制柄向下运动的方向，放线方向是指控制柄向上运动的方向。
3.根据权利要求1所述的自行车控制装置，其特征在于所说的制动操作平面基本上垂直于所说的换档平面。
4.根据权利要求1所述的自行车控制装置，其特征在于在换档平面内，控制柄可在一个升档位置、一个中位位置、以及一个降档位置之间转动，其中的升档位置处于中位位置的一第一侧面，而降档位置处于中位位置的第二侧面，其与第一侧面正对。
5.根据权利要求1所述的自行车控制装置，其特征在于所说制动控制机构包括一个支架；一个可转动地连接在所说支架上的闸杆基座；一个连接到闸杆基座上的缆线钩，该缆线钩用于挂接一条刹车线；以及其中，控制柄在制动操作平面内的操作使得闸杆基座在支架上枢转，并促动缆线钩。
6.根据权利要求1所述的自行车控制装置，其特征在于所说换档控制机构包括一支撑轴；一收线元件，其可绕所说支撑轴在收线方向和放线方向上转动，该收线元件被设计成挂接一条齿轮换档线，当该收线元件在收线方向上转动时，其对所说换档线进行卷收，当该收线元件在放线方向上转动时，其放松齿轮换档线；一绕线机构，其与所说收线元件可动作地相连接；以及一放线及保持机构，其与所说收线元件可动作地相连接。
7.根据权利要求6所述的自行车控制装置，其特征在于所说绕线机构包括一个绕线掣卡和一个绕线棘爪，其中的绕线棘爪被设计成与所说绕线掣卡相配合。
8.根据权利要求6所述的自行车控制装置，其特征在于所说放线及保持机构包括一第一掣卡板，在该第一掣卡板的外周边缘上制出了一个第一掣卡段；一第二掣卡板，在该第二掣卡板的外周边缘上制出了一个第二掣卡段；一定位棘爪，其被设计成与第一掣卡板上的第一掣卡段相接合；一阻断棘爪，其被设计成与第二掣卡板上的第二掣卡段相接合；当收线元件在放线方向上操作时，阻断棘爪和定位棘爪与对应的第二掣卡段和第一掣卡段交替地进行接合。
9.根据权利要求8所述的自行车控制装置，其特征在于所说收线元件在放线方向上受到偏置。
10.根据权利要求9所述的自行车控制装置，其特征在于所说定位棘爪被偏置向第一掣卡板上制出的第一掣卡段。
11.根据权利要求10所述的自行车控制装置，其特征在于所说制动控制机构包括一个支架；一个可转动地连接在所说支架上的闸杆基座；一个连接到闸杆基座上的缆线钩，该缆线钩用于挂接一条刹车线；其中，控制柄在制动操作平面内的操作使得闸杆基座在支架上枢转，并促动缆线钩；以及所说支撑轴固定地连接到所说闸杆基座上。
12.一种自行车控制装置，其包括一制动控制机构；一换档控制机构，其具有一个收线方向和一个放线方向；一控制柄，其可操作地连接到制动控制机构和换档控制机构上；以及其中，控制柄可在一个第一方向上对制动控制机构进行操作；该控制柄还可在一个第二方向上进行操作，以在所说收线方向上对换档控制机构进行操作；以及可在一个第三方向上进行操作，从而在放线方向上对换档控制机构进行操作。
13.根据权利要求12所述的自行车控制装置，其特征在于所说第二方向和第三方向沿着同一直线。
14.根据权利要求13所述的自行车控制装置，其特征在于所说第一方向基本上垂直于所说第二和第三方向。
15.一种连接到自行车车把上的自行车控制装置，该自行车控制装置包括一制动控制机构；一换档控制机构，其具有一个收线方向和一个放线方向；一控制柄，其可操作地连接到所说制动控制机构和所说换档控制机构上；其中的控制柄可绕一第一轴线转动，以对所说制动控制机构进行操作；以及其中的控制柄可绕一第二轴线转动，以实现在收线方向和放线方向上对换档控制机构的操作。
16.根据权利要求15所述的自行车控制装置，其特征在于所说第一轴线基本上垂直于所说第二轴线。
17.根据权利要求15所述的自行车控制装置，其特征在于所说车把包括一个平直型的车把。
18.一种自行车控制装置，其包括一制动控制机构，其具有一个支架、一个可转动地连接在所说支架上的闸杆基座、以及一个连接到闸杆基座上的缆线钩，该缆线钩用于挂接一条刹车线；一换档控制机构，其包括一支撑轴，其固定地连接到制动控制机构的闸杆基座上；一收线元件，其可绕所说支撑轴在收线方向和放线方向上转动，该收线元件在放线方向上受到偏置，并被设计成挂接一条齿轮换档线，其中，当该收线元件在收线方向上转动时，所说换档线受到卷拉，当收线元件在放线方向上转动时，所说齿轮换档线被释放；一绕线机构，其包括一个绕线掣卡和一个绕线棘爪，绕线棘爪被偏置向所说绕线掣卡，并与该绕线掣卡相配合而使收线元件在收线方向上转动；以及一放线及保持机构，其包括一个具有第一掣卡段的第一掣卡板、一个具有第二掣卡段的第二掣卡板、一个偏置向所说第一掣卡段并适于与其接合的定位棘爪、一个用于同第二掣卡段接合的阻断棘爪，其中，当收线元件在放线方向上转动时，阻断棘爪和定位棘爪与对应的第二掣卡段和第一掣卡段交替地进行接合；以及一控制柄，其可操作地连接到所说制动控制机构和所说换档控制机构上；其中，该控制柄可在一个第一方向上对制动控制机构进行操作；该控制柄还可在一个第二方向上进行操作，以在所说收线方向上对换档控制机构进行操作；以及可在一个第三方向上进行操作，从而在放线方向上对换档控制机构进行操作。
19.根据权利要求18所述的自行车控制装置，其还包括一固定板，其固定地连接到闸杆基座的一个安装元件上；一放线板，其被偏转向固定板上的一个第一侧；一绕线板，其被偏转向固定板上的一个第二侧，该第二侧与第一侧相正对；一操作板，其与所说放线板和绕线板可活动地连接，其中，在放线操作过程中，该操作板在放线方向上对放线板进行操作；在绕线操作过程中，该操作板在收线方向上对绕线板进行操作。
20.根据权利要求19所述的自行车控制装置，其还包括一个从放线板上延伸出的辅助放线杆。
21.一种换档控制机构，其包括一支撑轴；一收线元件，其可绕所说支撑轴在收线方向和放线方向上转动，该收线元件在放线方向上受到偏置，并被设计成挂接一条齿轮换档线，其中，当该收线元件在收线方向上转动时，所说换档线受到卷拉，当收线元件在放线方向上转动时，所说齿轮换档线被释放；一绕线机构，其包括一个绕线掣卡和一个绕线棘爪，绕线棘爪被偏置向所说绕线掣卡，并与该绕线掣卡相配合而使收线元件在收线方向上转动；以及一放线及保持机构，其包括一个具有第一掣卡段的第一掣卡板、一个具有第二掣卡段的第二掣卡板、一个偏置向所说第一掣卡段并被设计成与之接合的定位棘爪、一个适于同第二掣卡段接合的阻断棘爪，其中，当收线元件在放线方向上操作时，阻断棘爪和定位棘爪与对应的第二掣卡段和第一掣卡段交替地进行接合；以及一控制柄，其可在一第一方向上操作，而使换档控制机构在收线方向上工作，并可在一第二方向上操作，以使换档控制机构在放线方向上工作。
22.根据权利要求21所述的换档控制装置，其还包括一固定板，其固定地连接到所说控制柄上；一放线板，其在一第一方向上被偏转向所说固定板；一绕线板，其在一第二方向上被偏转向所说固定板，其中的第二方向与第一方向相反；一操作板，其与所说放线板和绕线板可活动地连接，其中，在放线操作过程中，该操作板在放线方向上对放线板进行操作；在绕线操作过程中，该操作板在收线方向上对绕线板进行操作。
23.一种操作换档控制机构和制动控制机构的方法，其包括步骤；设置一个换档控制机构，其可在收线方向和放线方向上操作；并设置一个制动控制机构和一控制柄；在一第一方向上促动所说控制柄，以对制动控制机构进行操作；在一第二方向上促动所说控制柄，以使换档控制机构在收线方向上工作；在一第三方向上促动所说控制柄，以使换档控制机构在放线方向上工作。
24.根据权利要求23所述的操作方法，其特征在于第二和第三方向沿着同一直线。
25.根据权利要求24所述的操作方法，其特征在于所说第一方向垂直于所说第二和第三方向。
26.一种用骑车者的手指对连接到车把上的换档控制机构和制动控制机构进行操作的方法，其包括步骤设置一个换档控制机构，其可在收线方向和放线方向上操作；并设置一个制动控制机构，其包括一控制柄；以及在骑车者的手指钩在控制柄上、且拇指搭在车把上的同时，在收线方向和放线方向上促动所说换档控制机构。
27.根据权利要求1所述的自行车控制装置，其还包括一个液压制动支架，其与所说控制柄可动作地连接在一起。
28.根据权利要求27所述的自行车控制装置，其特征在于所说制动控制机构包括一个蓄液器；一个与所说蓄液器分离开的出口；以及一个活塞，其与所说控制柄保持工作连接，其中，该活塞的运动控制着蓄液器与出口之间的流体连通状态。
29.一种自行车控制装置，其包括一液压作用的制动控制机构；一换档控制机构，其具有一个收线方向和一个放线方向；一控制柄，其可操作地与制动控制机构和换档控制机构连接；其中，控制柄可在一个制动操作平面内运动，以对制动控制机构进行操作；以及该控制柄可在一个换档平面内运动，从而在收线方向和放线方向上对换档控制机构进行操作。
30.根据权利要求29所述的自行车控制装置，其特征在于所说制动控制机构包括一个蓄液器；一个与所说蓄液器分离开的出口；以及一个活塞，其与所说控制柄保持工作连接，其中，该活塞的运动控制着蓄液器与出口之间的流体连通状态。
31.一种自行车控制装置，其包括一制动控制机构，其具有一个支架、一个可转动地连接在所说支架上的闸杆基座、一个蓄液器、一个与所说蓄液器分离开的出口；以及一个活塞，其可操作地与所说控制柄连接，其中，所说活塞的运动控制着蓄液器与出口之间的流体连通状态；一换档控制机构，其具有一支撑轴，其固定地连接到制动控制机构的闸杆基座上；一收线元件，其可绕所说支撑轴在收线方向和放线方向上转动，该收线元件在放线方向上受到偏置，并被设计成挂接一条齿轮换档线，其中，当该收线元件在收线方向上转动时，所说换档线被缠绕到该收线元件上，当收线元件在放线方向上转动时，所说齿轮换档线被释放；一绕线机构，其包括一个绕线掣卡和一个绕线棘爪，绕线棘爪被偏置向所说绕线掣卡，并与该绕线掣卡相配合而使收线元件在收线方向上转动；以及一放线及保持机构，其包括一个具有第一掣卡段的第一掣卡板、一个具有第二掣卡段的第二掣卡板、一个偏置向所说第一掣卡段并适于与之接合的定位棘爪、一个用于同第二掣卡段接合的阻断棘爪，其中，当收线元件在放线方向上操作时，阻断棘爪和定位棘爪与对应的第二掣卡段和第一掣卡段交替地进行接合；以及一控制柄，其可操作地连接到所说制动控制机构和所说换档控制机构上；其中，该控制柄可在一个第一方向上对制动控制机构进行操作；该控制柄还可在一个第二方向上进行操作，以在所说收线方向上对换档控制机构进行操作；以及可在一个第三方向上进行操作，从而在放线方向上对换档控制机构进行操作。
32.根据权利要求6所述的自行车控制装置，其特征在于当收线元件在收线方向上转动时，齿轮换档线被缠绕到收线元件上。
33.根据权利要求18所述的自行车控制装置，其特征在于当收线元件在收线方向上转动时，齿轮换档线被缠绕到收线元件上。
34.根据权利要求21所述的换档控制装置，其特征在于当收线元件在收线方向上转动时，齿轮换档线被缠绕到收线元件上。
35.一种自行车控制装置，其包括一制动控制机构；一换档控制机构，其具有一个收线方向和一个放线方向；一控制柄，其可操作地连接到制动控制机构和换档控制机构上；其中，所说控制柄可在一个制动操作平面内转动，以对制动控制机构进行操作；一条齿轮换档线，其相对于控制柄基本平行地挂接到换档控制机构上，其中该缆线与控制柄和换档控制机构可操作地连接，且其中的控制柄可在收线方向和放线方向上对换档控制机构进行操作。
36.根据权利要求19所述的自行车控制装置，其还包括一个卡销组件，当操作板处于中位状态时，该卡销组件可与操作板上的一个缺口相接合。
37.根据权利要求36所述的自行车控制装置，其特征在于所说卡销组件还包括一弹簧和一弹子，其中的弹簧将弹子偏顶向操作板上的缺口。
38.根据权利要求37所述的自行车控制装置，其特征在于所说弹子和弹簧被封在闸杆基座的一个安装元件中。
39.根据权利要求22所述的换档控制装置，其还包括一个卡销组件，当操作板处于中位状态时，该卡销组件可与操作板上的一个缺口相接合。
40.根据权利要求39所述的换档控制装置，其特征在于所说卡销组件还包括一弹簧和一弹子，其中的弹簧将弹子偏顶向操作板上的缺口。
41.根据权利要求40所述的换档控制装置，其特征在于所说弹子和弹簧被封在闸杆基座的一个安装元件中。
42.一种自行车控制装置，其包括一制动控制机构；一换档控制机构，其具有一个操作板，该操作板可在一收线方向和一放线方向上操作；一控制柄，其可操作地与制动控制机构和换档控制机构相连接；其中，该控制柄可在一个制动操作平面内运动，以对制动控制机构进行操作；其中，该控制柄可在一个换档平面内运动，从而在收线方向和放线方向上对换档控制机构进行操作；以及其中，在一中位状态下，所说操作板利用一个卡销组件保持不动。
43.一种自行车控制装置，其包括一制动控制机构；一换档控制机构，其具有一个收线方向和一个放线方向；一轴承组件，其与换档控制机构可活动地连接，以将摩擦作用减到最小，从而使换档控制机构在收线方向和放线方向上平稳地操作；一控制柄，其可操作地与制动控制机构和换档控制机构相连接；其中，该控制柄可在一个制动操作平面内运动，以对制动控制机构进行操作；以及该控制柄可在一个换档平面内运动，从而在收线方向和放线方向上对换档控制机构进行操作。
44.根据权利要求42所述的自行车控制装置，其特征在于所说控制柄通过紧固件与操作板相连接，并可从操作板上拆下。
45.根据权利要求44所述的自行车控制装置，其特征在于所说控制柄包括一个狭窄部分。
46.一种自行车控制装置，其包括一制动控制机构；一换档控制机构，其具有一个收线方向和一个放线方向；一控制柄，其可操作地与制动控制机构和换档控制机构相连接；其中，该控制柄可在一个制动操作平面内运动，以对制动控制机构进行操作；该控制柄可在一个换档平面内运动，从而在收线方向和放线方向上对换档控制机构进行操作；以及一个辅助放线杆，其与换档控制机构可操作地连接，并适于在放线方向上对换档控制机构进行操作。
47.根据权利要求46所述的自行车控制装置，其特征在于所说辅助放线杆可从换档控制机构上拆下。
48.一种可在收线方向、放线方向和制动方向上操作的控制柄，该控制柄包括一个放线表面；一个与所说放线表面相对的收线表面；一个与收线表面和放线表面相邻的制动表面；所说收线表面的末端上制出了一个第一鼓突；所说放线表面的末端上制出了一个第二鼓突；以及所说制动表面的末端上制出了一个第三鼓突。
49.根据权利要求48所述的控制柄，其特征在于第一、第二以及第三鼓突被设计成便于对控制柄进行操作。
50.根据权利要求48所述的控制柄，其还包括一个与所说末端相对的近端，该近端处制出了一个狭窄部分。
51.根据权利要求48所述的控制柄，其特征在于第三鼓突大于第一鼓突。
52.根据权利要求51所述的控制柄，其特征在于第一鼓突大于第二鼓突。
53.根据权利要求48所述的控制柄，其特征在于第一鼓突大于第二鼓突。
54.根据权利要求48所述的控制柄，其特征在于第三鼓突大于第二鼓突。
全文摘要
本发明公开了一种自行车控制装置,其包括:一制动控制机构;一换档控制机构,其具有一个收线方向和一个放线方向;一控制柄,其可操作地与制动控制机构和换档控制机构相连接;其中,控制柄可在一个制动操作平面内运动,以对制动控制机构进行操作;该控制柄还可在一个换档平面内运动,从而在收线方向和放线方向上对换档控制机构进行操作。
文档编号B62L3/02GK1381376SQ0210822
公开日2002年11月27日 申请日期2002年3月27日 优先权日2001年3月30日
发明者積山彰, 原宣功 申请人:株式会社岛野