专利名称：通过多个步骤对自行车传动装置进行变速的方法和装置的制作方法
〔技术领域〕本发明涉及一种自行车，更具体地说，本发明涉及一种用于自行车传动装置的变速控制装置。
〔背景技术〕自行车传动装置的普通变速控制装置通常包括一个可沿两个方向进行转动的杆或弯曲柄。一个转动方向用于对自行车传动装置进行加速，另一个转动方向用于对自行车传动装置进行减速。自行车传动装置运动的量与变速控制装置在任意一个方向运动的量成正比。
大多数高级变速控制装置采用棘轮棘爪机构和两个杆来控制绳缆卷绕元件，而绳缆卷绕元件又可控制自行车传动装置。US5400675就公开了这样一种变速控制装置。具体地说，利用减速杆沿减速方向操纵绳缆卷绕元件，且利用加速杆沿加速方向操纵绳缆卷绕元件。将减速杆从起始位置推到减速位置使绳缆卷绕元件沿减速方向运动成比例的量，直到减速棘轮和棘爪机构将绳缆卷绕元件保持在与变速步骤相对应的新选定的位置上。因此，使减速杆从减速位置返回到起始位置不会对绳缆卷绕元件的位置有任何的影响(除了部件中的间隙以外)。将加速杆从起始位置推到加速位置使绳缆卷绕元件沿加速方向(与减速方向相反的方向)通过两级过程进行运动。在第一级中，将加速杆从起始位置推到加速位置，且绳缆卷绕元件沿加速方向运动由加速棘轮和棘爪机构的松开动作所确定的量。在第二级中，允许加速杆从加速位置返回到起始位置，在此情况下，加速棘轮和棘爪机构允许绳缆卷绕元件运动余下的加速操作所需的量，此后，停止绳缆卷绕元件转动，从而完成变速操作。但是，通过这种结构只能实现一个变速级。
在任何情况下，已知的双杆式变速控制装置可利用其中一个杆的一次操作通过沿加速方向或减速方向的多个变速步骤来操纵自行车传动装置。但是，不可能对两个杆进行这种操纵。
〔发明内容〕本发明涉及一种自行车变速控制装置。在一个实施例中，自行车控制装置的位置松开机构包括一个适合于受到第一方向偏压的定位装置、一个将定位装置保持在多个预定位置上的位置保持机构和一个沿位置松开方向运动的位置松开机构，其中，位置松开机构可操纵地与位置保持机构相连，从而定位装置根据位置松开机构沿位置松开方向的顺序运动而沿第一方向运动经过多个预定位置中的至少两个位置。
本发明另外的特征从下面的说明书中可清楚地得出，且这些特征单独或与上述特征相组合可构成权利要求书及其等效内容所描述的另外的发明的基础。
〔
〕图1是组合式制动/变速控制装置的斜视图；图2是图1所示的组合式制动/变速控制装置的局部分解图；图3是图1所示的组合式制动/变速控制装置的变速控制部分的分解图；图4(A)-4(D)是组合式制动/变速控制装置沿减速方向工作过程的视图；图5(A)-5(F)是组合式制动/变速控制装置沿加速方向工作过程的视图。
〔具体实施方式
〕图1是固定在已知结构的把手H的向前弯曲部分上的组合式制动/变速控制装置10的斜视图。制动/变速控制装置10包括固定在把手H上的基件14、可枢转地连接到基件14上的制动杆18和可枢转地连接到制动杆18上的变速控制杆22。制动杆18以允许其沿向前和向后的方向相对于把手H以及沿横向相对于把手H进行枢转的方式连接到基件14上。变速控制杆22可沿横向相对于把手H和制动杆18进行枢转。
图2是组合式制动/变速控制装置10的局部分解图。螺钉30延伸穿过连接箍38上的孔34、基件14上的孔42和方形垫圈46，并与螺母50螺纹连接，从而以公知的方式将连接箍38和基件14连接到把手H上。枢轴54安装在位于基件14上的固定耳66上，支架74通过衬套78和82安装在枢轴54上，从而支架74可向前和向后进行枢转。具有花键154和螺纹端158和162的连接轴150(图3)用于将制动杆18连接到支架74上，从而制动杆18可向前和向后绕枢轴54转动。具有第一和第二端部170和174且呈弹簧166形式的偏压元件卷绕在枢轴54上，弹簧端部170与支架74啮合，弹簧端部174与基件14啮合，从而支架74和制动杆18沿离开把手H的方向受到偏压。制动索缆连接元件102的安装柱100可转动地由支架74上相应的卡钩112支承，轴承104和挡圈108分别围绕着每个安装柱100。制动索缆连接元件102包括制动索缆连接孔，其用于以公知的方式接纳制动控制Bowden索缆的内部绳缆和索缆端珠。
图3是组合式制动/变速控制装置10的变速控制部分的分解图。连接轴150延伸穿过支承垫圈178、支架74上的花键孔182和方形垫圈190上的花键孔186。螺母194旋入到连接轴150的螺纹端158上，从而连接轴150不可转动地固定到支架74上。形成于支架74上的支承套管204延伸穿过驱动板202上的孔198，从而驱动板202相对于支架74可转动地被支承。驱动板202用作位置设定元件，下面将进行描述。螺钉206穿过连接耳214上的孔210并旋入到制动杆18上的螺纹孔218中，从而制动杆18和驱动板202可绕支承套管204一体转动。具有弹簧端部219和220的制动杆回位弹簧217围绕着支承套管204。弹簧端部219位于支架74上的孔221中，弹簧端部220位于驱动板202的孔223中，从而驱动板202且制动杆18在图3中受到顺时针方向的偏压。驱动棘爪轴222延伸穿过驱动板202上的孔224并可转动地支承着具有驱动棘爪齿229的驱动棘爪228。驱动棘爪228由卡箍230固定在驱动棘爪轴222上。具有弹簧端部238和242的驱动棘爪弹簧234围绕着驱动棘爪轴222。弹簧端部238与驱动棘爪228啮合，弹簧端部242与驱动板202上的弹簧支座246啮合，从而驱动棘爪222受到逆时针方向的偏压。
连接轴150还穿过位置保持板254上的花键孔250，从而使位置保持板254不可转动地支承在连接轴150上。位置保持板254包括驱动棘爪控制表面255，控制表面255具有与驱动棘爪228配合的径向内表面256和径向外表面257，下面将进行描述。位置保持棘爪轴258穿过位置保持板254上的孔262并可转动地支承位置保持棘爪266。位置保持棘爪266包括位置保持部分或元件267、位置松开部分或元件268和运动限制部分或元件269。位置保持棘爪266由卡箍270固定在位置保持棘爪轴258上。具有弹簧端部278和282且呈位置保持棘爪弹簧274形式的位置保持元件偏压机构围绕着位置保持棘爪轴258。弹簧端部278与位置保持棘爪266啮合，弹簧端部282与位置保持板254的侧边缘286啮合，从而位置保持棘爪266受到逆时针方向的偏压。
连接轴150穿过贴靠在位置保持板254上的衬套398的圆筒形部分402上的花键孔410。衬套398的圆筒形部分402穿过绳缆卷取筒290上的孔288，从而使绳缆卷取筒290相对于连接轴150可转动地被支承。绳缆卷取筒290包括绳缆卷绕槽294和用于以公知的方式接纳变速控制索缆的索缆端珠(未示出)的索缆连接孔298。具有弹簧端部306和310且呈回位弹簧302形式的偏压机构围绕着衬套398的圆筒形部分402。弹簧端部306位于位置保持板254上的孔314中，弹簧端部310位于绳缆卷取筒290上的孔(未示出)中，从而绳缆卷取筒290受到顺时针(第一)方向的偏压。在该实施例中，绳缆卷取筒290与定位轮形式的定位装置318形成一体。定位装置318包括多个周向布置且呈驱动齿322形式的驱动支座和多个周向布置且呈位置保持齿326形式的位置保持支座。正如下面所要详细描述的那样，驱动棘爪228与驱动齿322啮合来使绳缆卷取筒290逆时针转动，且位置保持棘爪266与位置保持齿326啮合，从而用作位置保持机构以便将定位装置318和绳缆卷取筒290保持在多个预定转动位置其中之一上。
衬套398的圆筒形部分402延伸穿过呈松开轮330形式的松开元件上的孔328，并穿过骑跨在松开轮330上的松开枢转板342和346上的孔334和338，从而松开轮330和松开枢转板342和346与定位装置318和绳缆卷取筒290同轴地相对于连接轴150可转动地被支承。松开轮330包括多个形成于其整个圆周面周围的呈松开齿350形式的位置松开支座。松开枢转板342和346还骑跨在松开控制杆354上，松开控制杆354包括手指接触凸起362和具有松开控制棘爪齿360的松开控制棘爪358。枢轴366穿过松开枢转板342和346上相应的孔370和374以及松开控制杆354上的孔378，从而松开控制杆354可相对于松开枢转板342和346转动。松开控制杆354和松开枢转板342和346由卡箍382固定到枢轴366上。具有两个弹簧端部(图中只示出了弹簧端部390)的弹簧386围绕着枢轴366。弹簧386的隐藏端部与驱动板202啮合，弹簧端部390设置在松开控制杆354上的孔394中，从而松开控制杆354相对于驱动板202受到顺时针方向的偏压。手指接触凸起362包括向后延伸的手指接触板365，从而骑车人可方便地沿横向移动松开控制杆354。
连接轴150伸出衬套398上的花键孔410并穿过隔圈418上的花键孔414和垫圈422。螺母426旋入到连接轴150的螺纹端162上并压靠在衬套398的法兰部分406上，从而将衬套398压靠在位置保持板254上。衬套398的法兰部分406还将卷取筒290、松开轮330和松开枢转板342和346装配保持在一起。
图4(A)-4(D)是组合式制动/变速控制装置10沿减速方向(也就是，骑车人沿逆时针方向推制动杆18时)的工作过程图。图4(A)示出了与制动杆18一起转动的驱动板202处于起始位置HP。在该位置，由于位置保持棘爪弹簧274沿逆时针方向偏压位置保持棘爪266且回位弹簧302沿顺时针方向偏压定位装置318，因此，位置保持棘爪266的位置保持部分267贴靠在定位装置318的位置保持齿326C上。同时，驱动棘爪228的驱动棘爪齿229支承在驱动棘爪控制表面255的径向外表面257上，从而驱动棘爪齿229与驱动齿322脱离啮合。
图4(B)示出了略微逆时针转动的驱动板202。在该位置，由于驱动棘爪弹簧234沿逆时针方向偏压驱动棘爪228，因此，驱动棘爪228的驱动棘爪齿229已从驱动棘爪控制表面255的径向外表面257移动到驱动棘爪控制表面255的径向内表面256。同时，驱动棘爪齿229与驱动齿322E啮合，且位置保持棘爪266的位置保持部分267继续贴靠在定位齿326C上。
图4(C)示出了进一步逆时针转动的驱动板202。在该位置，驱动棘爪228的驱动棘爪齿229克服回位弹簧302的偏压力逆时针转动定位装置318。同时，位置保持棘爪266的位置保持部分267沿定位齿326D的左侧向上移动，并克服位置保持棘爪弹簧274的偏压力顺时针转动位置保持棘爪266。驱动板202进一步逆时针转动使位置保持棘爪266的位置保持部分267向上移动并支承在定位齿326D的顶部上。此后，位置保持棘爪266的位置保持部分267在位置保持棘爪弹簧274的偏压力作用下逆时针转动，并进入位置保持齿326D和位置保持齿326E之间的空隙内。
图4(D)示出了骑车人通过制动杆18将驱动板202顺时针转动回到起始位置HP之后的驱动板202。当驱动板202从图4(C)所示位置顺时针转动时，定位装置318在回位弹簧302的偏压力作用下开始沿顺时针方向转动，但由于位置保持棘爪266的位置保持部分267贴靠在位置保持齿326D上，因此停止这种转动。此后，驱动棘爪228的驱动棘爪齿229移动到驱动棘爪控制表面255的径向外表面257上，因此，驱动棘爪齿229再与驱动齿322脱离啮合。
图5(A)-5(F)是组合式制动/变速控制装置10沿加速方向(也就是，骑车人沿逆时针方向推松开控制杆354时)的工作过程图。图5(A)示出了松开控制杆354处于起始(第一)位置P1。在该位置，位置保持棘爪266的位置保持部分267贴靠在定位齿326C(图4(A)所示的相同位置)上。同时，在弹簧386的偏压力作用下，松开控制棘爪358的松开控制棘爪齿360与松开轮330上的松开齿350脱开。
图5(B)示出了松开控制杆354在开始逆时针转动过程中(也就是，在位置松开(第二)方向)的部件。初始时，松开控制杆354绕枢轴366逆时针转动，且松开控制棘爪358的松开控制棘爪齿360进入松开齿350A和350B之间的空隙中。此后，松开控制棘爪358的松开控制棘爪齿360贴靠在松开齿350B的侧表面上。同时，松开枢转板342和346保持静止。
如图5(C)所示，松开控制杆354进一步转动使松开枢转板342和346以及松开轮330逆时针转动。然后，这又使松开轮330的松开齿350H压靠在位置保持棘爪266的位置松开部分268上，从而使位置保持棘爪266顺时针转动。由于位置保持棘爪266的位置保持部分267与位置松开部分268形成一体，因此，位置保持棘爪266的位置保持部分267还沿位置保持齿326C的右侧表面向上移动。
当位置保持棘爪266的位置保持部分267向上移动并支承在定位装置318的位置保持齿326C的顶部上时，定位装置318如图5(D)所示在回位弹簧302的偏压力作用下顺时针转动。但是，当位置保持齿326D贴靠在位置保持棘爪266的运动限制部分269上时，定位装置318停止转动。此时，松开轮330的松开齿350H将位置保持棘爪266保持在顺时针位置。这就使定位装置318可根据松开轮330沿位置松开方向的连续运动而进行间歇运动。当松开轮330继续逆时针转动且位置保持棘爪266的位置松开部分268越过松开齿350H的顶部时，位置保持棘爪266的位置保持部分267在位置保持棘爪弹簧274的偏压力作用下逆时针转动并进入位置保持齿326B和326C之间的空隙中。类似地，位置保持棘爪266的位置松开部分268进入到松开齿350H和松开齿350G之间的空隙中。位置保持棘爪266进一步顺时针转动使位置保持棘爪266的运动限制部分269与位置保持齿326D脱开。然后，这又使定位装置318继续顺时针转动，直到位置保持齿32 6B如图5(E)所示贴靠在位置保持棘爪266的位置保持部分267上。虽然松开控制杆354不进行反向(也就是，不向起始位置返回)，这也可通过一个变速步骤而完成变速操作。
如果需要，骑车人可将松开控制杆354转回到起始位置P1来完成一次变速，然后再如图5(F)所示逆时针转动松开控制杆354，以便通过另一个步骤来对传动装置进行变速。在此情况下，松开轮330的松开齿350G压靠在位置保持棘爪266的位置松开部分268上，从而可顺时针转动位置保持棘爪266。位置保持棘爪266的位置保持部分267沿位置保持齿326B的右侧向上移动，且该过程按照图5(C)-5(E)所示相同的方式进行。
在该实施例中，在每次进行变速而完成变速操作之后，骑车人不必将松开控制杆354返回到起始位置P1。相反，松开控制杆354可继续松开轮330的顺时针转动从起始位置P1连续逆时针转动到任意的第二位置P2(由特定的使用情况而决定)，因此，一次又一次地重复图5(C)-5(E)所示的过程而完成多次变速操作。在变速到另一档之前，不必将松开控制杆354转回到起始位置P1。因此，骑车人可根据需要进行一次变速或多次变速。
当骑车人已变速到所需的转速时，可将松开控制杆354转回到起始位置P1。此时，松开控制杆354和松开枢转板342和346顺时针转动，从而松开控制棘爪358的棘爪齿360与松开齿350脱离啮合。由于松开控制杆354顺时针转动时，松开控制棘爪358的棘爪齿360就与松开齿350脱离啮合，因此，松开轮330不相应地进行顺时针转动。因此，实际上，松开轮330仅沿一个的方向有效转动。
尽管上面已对本发明特征的各个实施方式进行了说明，但在不脱离本发明宗旨和范围的情况下还可有各种的变型。例如，虽然多变速操作是以加速过程进行描述的，但本发明的原理还可应用于具有适合于受到来自任何方向的偏压的定位装置和可将定位装置保持在多个预定位置上的位置保持机构的任何系统中。变速杆不必连接到制动杆上(例如，变速杆可连接到基件14上)，且其自身可使用多变速机构而不需要两个杆来进行多变速操作。
可根据需要来改变各个部件的尺寸、形状、位置或取向。图示相互直接连接或接触的部件可具有设置在其之间的中间结构。一个元件的功能可通过两个元件来实现，反之亦然。一个实施例的结构和功能可用于另一个实施例中。不必将所有的优点同时置于一个特定的实施例中。不同于现有技术的每一个特征，单独或与其它特征组合也应当认为是本申请人对另一个发明所进行的单独的描述，其包括由这些特征构成的结构和/或功能。因此，本发明的范围不应当由所描述的特定结构来限定，或者明显地集中于一个特定的结构或特征。
权利要求
1.一种自行车控制装置的位置松开机构，其包括一个适合于受到第一方向偏压的定位装置；一个将定位装置保持在多个预定位置上的位置保持机构；和一个沿位置松开方向运动的位置松开机构，其中，位置松开机构可操纵地与位置保持机构相连，从而定位装置可根据位置松开机构沿位置松开方向的顺序运动而沿第一方向运动经过多个预定位置中的至少两个位置。
2.根据权利要求1所述的位置松开机构，其中，位置保持机构根据位置松开机构沿位置松开方向的顺序运动而使定位装置沿第一方向间歇地运动经过多个预定位置。
3.根据权利要求1所述的位置松开机构，其中，位置保持机构根据位置松开机构沿位置松开方向的连续运动而使定位装置沿第一方向运动经过多个预定位置。
4.根据权利要求1所述的位置松开机构，其中，位置保持机构根据位置松开机构沿位置松开方向的连续运动而使定位装置沿第一方向间歇地运动经过多个预定位置。
5.根据权利要求4所述的位置松开机构，其还包括沿第一方向偏压定位装置的偏压机构。
6.根据权利要求1所述的位置松开机构，其中，位置保持机构包括一个位置保持元件和多个位置保持支座。
7.根据权利要求6所述的位置松开机构，其中，位置保持元件与多个位置保持支座中的至少一个啮合而将定位装置保持在多个预定位置中的至少一个位置上。
8.根据权利要求7所述的位置松开机构，其中，位置保持元件与多个位置保持支座中的每一个相啮合，从而将定位装置保持在多个预定位置中相应的一个位置上。
9.根据权利要求8所述的位置松开机构，其中，定位装置包括一个位置保持元件和多个位置保持支座。
10.根据权利要求9所述的位置松开机构，其中，位置保持元件包括位置保持棘爪，多个位置保持支座包括多个位置保持齿。
11.根据权利要求10所述的位置松开机构，其中，定位装置包括多个位置保持齿。
12.根据权利要求11所述的位置松开机构，其还包括沿第一方向偏压定位装置的偏压机构。
13.根据权利要求8所述的位置松开机构，其中，位置松开机构包括具有多个位置松开支座的松开元件。
14.根据权利要求13所述的位置松开机构，其中，松开元件沿位置松开方向运动使多个位置松开支座中的至少一个使位置保持元件与其相应的位置保持支座脱离啮合。
15.根据权利要求14所述的位置松开机构，其中，位置保持机构还包括运动限制元件，在位置保持元件与其相应的位置保持支座脱离啮合之后，运动限制元件限制定位装置沿第一方向的运动。
16.根据权利要求15所述的位置松开机构，其还包括位置保持元件偏压机构，其将位置保持元件偏压向与多个位置保持支座相啮合。
17.根据权利要求16所述的位置松开机构，其中，松开元件沿位置松开方向的运动使多个位置松开支座中选定的一个使位置保持元件与其相应的位置保持支座重新脱离啮合。
18.根据权利要求17所述的位置松开机构，其中，运动限制元件在位置保持元件可与多个位置保持支座中的一个相啮合的位置处使定位装置停止运动。
19.根据权利要求18所述的位置松开机构，其中，松开元件包括松开轮，多个位置松开支座包括多个沿周向布置在松开轮上的松开齿。
20.根据权利要求19所述的位置松开机构，其中，多个松开齿全部布置在松开轮周围。
21.根据权利要求19所述的位置松开机构，其中，位置保持元件包括位置保持棘爪，定位装置包括定位轮，多个位置保持支座包括多个沿周向布置在定位轮上的位置保持齿。
22.根据权利要求21所述的位置松开机构，其中，松开轮相对于定位轮同轴转动。
23.根据权利要求21所述的位置松开机构，其还包括转动松开轮的松开控制杆。
24.根据权利要求23所述的位置松开机构，其中，松开控制杆仅沿一个方向转动松开轮。
25.根据权利要求23所述的位置松开机构，其中，松开控制杆的运动范围是沿位置松开方向从第一位置到第二位置，当松开控制杆从第一位置运动到第二位置时，多个松开齿中选定的一个重新使位置保持棘爪与其相应的位置保持齿脱离啮合。
26.根据权利要求25所述的位置松开机构，其还包括可操纵地与定位装置相连的位置设定元件，用于沿与第一方向相反的第二方向转动定位轮。
27.根据权利要求26所述的位置松开机构，其中，定位轮沿第二方向转动使位置保持棘爪与先前啮合的位置保持齿脱离啮合。
28.根据权利要求27所述的位置松开机构，其还包括沿第一方向偏压定位装置的偏压机构。
29.根据权利要求28所述的位置松开机构，其中，松开轮相对于定位轮同轴转动。
30.一种自行车控制装置的位置松开机构，其包括一个适合于受到第一方向偏压的定位装置；一个将定位装置保持在多个预定位置上的位置保持机构；一个沿单向位置松开方向运动的位置松开元件，其中，位置松开元件可操纵地与位置保持机构相连，从而定位装置可根据位置松开元件沿位置松开方向的运动而沿第一方向运动；一个使位置松开元件仅沿位置松开方向运动的位置松开元件移动元件。
31.一种自行车控制装置的位置松开机构，其包括一个适合于受到第一方向偏压的定位装置；一个将定位装置保持在多个预定位置上的位置保持机构；一个沿位置松开方向运动的位置松开机构，其中，位置松开机构可操纵地与位置保持机构相连，从而定位装置可根据位置松开机构沿位置松开方向的顺序运动而沿第一方向经过多个预定位置中的至少一个位置完成至少一个运动。
全文摘要
一种自行车控制装置的位置松开机构，其包括一个适合于受到第一方向偏压的定位装置、一个将定位装置保持在多个预定位置上的位置保持机构和一个沿位置松开方向运动的位置松开机构，其中，位置松开机构可操纵地与位置保持机构相连，从而定位装置可根据位置松开机构沿位置松开方向的顺序运动而沿第一方向运动经过多个预定位置中的至少两个位置。
文档编号B62M25/00GK1517265SQ200410002989
公开日2004年8月4日 申请日期2004年1月21日 优先权日2003年1月27日
发明者佐藤久幸, 尾濑宪治, 聪谢花, 手塚俊雄, 樋野哲也, 也, 治, 雄 申请人:株式会社岛野