专利名称：涂覆弹性体螺旋弹簧和利用该弹簧的链变速齿轮传动机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及涂覆弹性体的螺旋弹簧及使用涂覆弹性体的螺旋弹簧的链变速齿轮传动机构，链变速齿轮传动机构使用涂覆弹性体的螺旋弹簧将链变速齿轮传动机构向自行车链条传动机构的一个齿轮偏压。
自行车链变速齿轮传动机构是用来改变链条在自行车链轮上的位置。链条在自行车链轮上的位置决定自行车的齿数比，其提供骑自行车者骑自行车的各种不同齿轮速率。一般地，链变速齿轮传动机构包含相邻于轮轴的安装于自行车架上的连杆结构。连杆结构一般为平行四边形缩放仪状的结构。连杆结构的一部分固定于自行车架，而连杆结构的其他三部分相对于固定部分枢转。由骑自行车者操控的缆索控制连杆结构的位置，且弹簧偏压连杆结构以抵抗缆索的移动。
上述结构的一缺点为偏压连杆结构的单一弹簧可能不足以适当偏压连杆结构。另外，在持续的借助链变速齿轮传动机构的链条移动之后，弹簧可能疲乏而丧失一部分偏压连杆结构的能力。另外，如果链变速齿轮传动机构变脏或连杆结构的枢转接头变干或丧失其润滑，则弹簧可能不具有充分偏压力以便适当偏压连杆结构就位。
因此，最好是增加弹簧的偏压力。但不幸的是，增加弹簧的偏压力通常包含增加弹簧的直径。增加弹簧的直径并非总是可行的，因为链变速齿轮传动机构具有尺寸的要求以便可以实际应用于自行车。因此，增加链变速齿轮传动机构的尺寸以适应较大的弹簧并非实用的设计选择。
曾提出一种于连杆结构中采用二个扭转弹簧的链变速齿轮传动机构。扭转弹簧一般包含具有互相接触的三或四个绕组或线圈的线圈部分及二个延伸腿。扭转弹簧在相对枢转点处安装于连杆结构中以偏压连杆结构。使用扭转弹簧的一个问题为互相恒定接合的线圈或绕组随扭转弹簧的挠曲及恢复持续地互相摩擦。连续的接触会产生摩擦。在经过一般时间周期后，摩擦造成磨耗，且造成弹簧偏压特性的退化。另外，在某些链变速齿轮传动机构构形中，可能不能适当地定位二个扭转弹簧。
本发明的一个目的是在不显著增加弹簧直径下增加弹簧的偏压力。
根据本发明的一个方面，链变速齿轮传动机构包含底座构件及连杆机构。连杆机构包含连接于底含座构件的第一构件，第一构件上界定有第一及第二枢轴。连杆机构还包含第一及第二连杆，第一连杆安装于第一枢轴以枢转移动至第一构件，第二连杆安装于第二枢轴以枢转移动至第一构件；及第二构件，第二构件上界定有第三及第四枢轴，第一连杆安装于第三枢轴以枢转移动至第二构件，第二连杆安装于第四枢轴以枢转移动至第二构件。螺旋弹簧安装于连杆机构内，驱使第一及第四枢轴朝向彼此。安装于连杆机构内的第二弹簧也驱使第一及第四枢轴朝向彼此。
在本发明的一个实施例中，第二弹簧为绕枢轴之一安装的扭转弹簧。扭转弹簧最好具有分别接合第一构件的一部分及第一连杆的一部分的第一及第二延伸腿。
在本发明的另一个实施例中，第二弹簧为与螺旋弹簧同心设置的第二螺旋弹簧。
在另一实施例中，第二弹簧为形成在螺旋弹簧上的弹性体涂覆层。但是，弹性体涂覆层也可形成在螺旋弹簧的外周边上，弹性体涂覆层形成第二弹簧。
螺旋弹簧的线圈部分最好具有形成在线圈部分的至少二个相邻线圈上的弹性体涂覆层，弹性体涂覆层形成第二弹簧。
在本发明的另一实施例中，螺旋弹簧具有第一及第二端，第一端连接于相邻第一枢轴的第一构件，而第二端连接于相邻第四枢轴的第二构件。
在本发明的另一方面中，螺旋弹簧包含具有从其上延伸出的延伸腿的线圈部分及形成于线圈部分上的弹性体涂覆层。
弹性体涂覆层最好为硅橡胶材料。但是，弹性体涂覆层也可由腈橡胶材料制成。弹性体涂覆层也可为合成弹性材料。
线圈部分最好具有形成于其外周边上的弹性体涂覆层，弹性体涂覆层形成第二弹簧。
弹性体涂覆层最好形成于线圈部分的至少二个相邻线圈上。
从以下结合附图对本发明的详细叙述可使本发明的这些及其他目的，特征，方面，及优点更明显，在图中类同的参考标号表示相应的部分。
图1为根据本发明的安装于自行车架的链变速齿轮传动机构的示意侧视图；图2为图1所示链变速齿轮传动机构的稍微放大尺度的剖面图，显示处于第一位置下的由螺旋弹簧偏压的连杆机构；图3为类似于图2的示意图，显示连杆机构处于第二位置；图4为显示可应用于根据本发明的一实施例的连杆机构的弹簧的视图，其中显示螺旋弹簧从连杆机构去除且弹簧涂覆有弹性体；图5为类似于图2的图1所示的链变速齿轮传动机构的剖面图，显示根据本发明的图4所示的涂覆有弹性体的螺旋弹簧安装于连杆机构；图6为类似于图2的图1所示的链变速齿轮传动机构的剖面图，显示根据本发明的另外实施例的连杆机构，其中连杆机构由螺旋弹簧及扭转弹簧偏压；图7为显示可应用于根据本发明的另一实施例的连杆机构的二个同心弹簧的视图，其中显示螺旋弹簧已从连杆机构去除；图8为类似于图2的图1所示的链变速齿轮传动机构的剖面图，显示根据本发明的另一实施例的连杆机构，其中连杆机构由涂覆有弹性体的螺旋弹簧及扭转弹簧偏压；图9，10及11类似于图8，显示本发明的另外实施例。
在图1中，自行车架2具有一个带有六个齿轮G1-G6的多齿轮链轮。变速齿轮传动机构4也显示装接于自行车架2上。具有缆线罩S的缆线C连接于变速齿轮传动机构4。
变速齿轮传动机构4包含底座3，连杆结构5，装接于连杆结构5的一部分上的导板8，及装接于导板8上的拉力轮6。拉力轮6可相对于导板8旋转。导板8绕变速齿轮机构4上的枢转点P枢转，且由图2所示的弹簧10偏压抵抗链条(未显示)的移动。枢转点P界定也显示于图2的枢轴A1。
导板8上也安装有导轮12。必须注意拉力轮6与导轮12同平面，且在图2，3，5，6及8中，拉力轮6挡住了导轮12。
连杆结构5绕图2所示的轴线A2相对于底座3枢转。连杆结构5由弹簧14偏压抵抗链条(未图示)的移动。连杆结构5包含第一构件16，第一连杆18，第二构件20，及第二连杆22。第一构件16包含缆索C延伸通过的缆索罩支座23。第一连杆18具有第一及第二端。第一连杆18的第一端安装于第一构件16以绕第一枢轴24枢转移动。第二连杆22也具有第一及第二端，第二连杆22的第一端连接于第一构件16以绕第二枢轴30枢转移动。第二构件20安装于第一连杆18的第二端以绕第三枢轴26枢转移动。第二构件20也安装于第二连杆22的第二端以绕第四枢轴28枢转移动。缆索C的移动造成连杆结构5枢转，使得当缆索C被接入缆索罩S时，第二构件20在图2中向下移动，且第一连杆18的第二端及第二连杆22的第二端在图2中同样向下移动。
必须了解到第一连杆18及第二连杆22大致平行，但不须完全平行。另外，第一及第二连杆18及22不必是相同长度。类似的，第一构件16与第二构件20不须平行。第一及第二连杆的长度及各别方向及不同枢轴之间的距离可随变速齿轮传动机构而改变。所示的变速齿轮传动机构4只是例子。任何的自行车链变速齿轮传动机构可以与本发明一致的方式构成。
缆索C至罩S内的移动由弹簧35相对。所示的弹簧35接于延伸通过第一构件16及第一连杆18的销38上。销38还界定第一枢轴24。所示的弹簧35也接于延伸通过第二构件20及第二连杆22的销40。销40还界定第四枢轴28。必须注意弹簧35不须接于销38及40。弹簧35可接于连杆机构靠近枢轴24及28的部分。另外，弹簧35可接于销38及40，而销38及40可分别相对枢轴24及28偏心定位，以对弹簧35的偏压提供进一步的机械优点。换句话说，图中所示的连杆结构5中的弹簧35的位置为弹簧35可定位以偏压连杆结构抵抗缆索C的移动的不同位置的一例子。
图3显示在导轮12及拉力轮6被定位成使得链条(未图示)被引到接合齿轮G5的情况下的第二位置的连杆结构5。在图2中，连杆结构5示于在导轮12及拉力轮6被定位成使得链条(未图示)被引至接合齿轮G6的情况下的第一装置。
在图4及5所示的本发明的一实施例中，弹簧50为涂覆有弹性体52的螺旋弹簧。弹性体可为合成橡胶，例如硅橡胶或腈橡胶等。另外，弹性体可涂覆在弹簧的线圈上，可使用过盈配合方法，或是弹簧可浸于弹性体的液体池中而由弹性体完全覆盖。弹性体52的一特征为其弹性连接每一线圈51至相邻线圈51而增加弹簧50的偏压力特性。在作用上，弹性体52起偏压连杆结构5的第二弹簧。
必须注意在图4及5中只有弹簧50的线圈51涂覆有弹性体52，而弹簧50的钩部53保持未涂覆。但是，弹性体52可以涂覆整个弹簧50，包括线圈51及钩部53。另外，在另一实施例中，弹性体52可为装配于弹簧50的中空内部内的实心圆筒，弹性接合各线圈51。另外，弹性体52可为装配于弹簧50的中空内部内的实心圆筒及也涂覆于线圈51，如图4所示。
参见图6，所示连杆结构5由二弹簧偏压，具体地说由第一弹簧35及第二弹簧60加以偏压。第二弹簧60为绕第一枢轴24装配的扭转弹簧。第二弹簧60具有第一端61及第二端62，第一端61被限制在第一连杆18内，而第二端62由固定于第一构件16的销65限制。销65可与第二枢轴30同心或可与第二枢轴30间隔分开。第二弹簧60偏压连杆结构5抵抗缆索C的移动，因而增加弹簧35的偏压力。
在图7所示的本发明的另一实施例中，螺旋弹簧35可具有同心设置在螺旋弹簧35的线圈部分内的第二螺旋弹簧75，以增加弹簧35施于连杆结构5上的偏压力。
在图8所示的本发明的另一实施例中，连杆结构5可由其上具有弹性体52的涂覆层的弹簧50偏压。弹簧50与扭转弹簧60组合使用以对抗缆索C的移动。
在图9，10及11所示的实施例中，采用第二弹簧，第二弹簧为类似于图6及8所示的扭转弹簧60的扭转弹簧。在图9中，扭转弹簧60a绕第二枢轴30安装，且通过与枢转点24及固定于第二连杆22上的加强销80接触而提供偏压力。在图10中，扭转弹簧60b绕第四枢转点28安装，且通过与第三枢转点26及第二连杆22接合来提供偏压力。在图11中，扭转弹簧60c绕第三枢转点26安装，且通过与第四枢转点28及固定于第一连杆18的加强销82接触来提供偏压力。
以上实施例的优点包括在不增加连杆结构5的尺寸的情况下增加抵抗缆索C的移动的偏压力。例如，通过将弹簧35定位于界定连杆结构的元件的枢轴的销上，可通过使弹簧直接从枢轴作用而获得机械优点。
在图4及5所示的实施例中，采用第二弹簧以增加驱使连杆结构抵抗缆索C的移动的偏压力。但是，在图4及5所示的实施例中，第二弹簧为绕弹簧的线圈的一部分形成的弹性体涂覆层或构件，以例如增进弹簧的偏压性质。
在图6所示的实施例中，也采用第二弹簧以增加驱质连杆结构抵抗缆索C的移动的偏压力。在此实施例中的第二弹簧为扭转弹簧。
在图7所示的实施例中，也采用第二弹簧以加驱使连杆结构抵抗缆索C的移动的偏压力。在此实施例中的第二弹簧为与第一弹簧同心设置的第二螺旋弹簧。
在图8所示的本发明的实施例中，采用第二及第三弹簧以增加驱使连杆结构抵抗缆索C的移动偏压力。在此实施例中的第二弹簧为扭转弹簧。第三弹簧为绕弹簧的线圈的一部分形成的弹性体涂覆层或构件，以例如增进螺旋弹簧的偏压性质。
在各实施例中，连杆结构保持不受弹簧尺寸的任何改变的影响，且抵抗缆索C的移动的偏压力以简单方式增加。
在不离开本发明的精神或范围下可改变本发明的不同细节。另外，先前的根据本发明的实施例的描述只是说明性的，并非限制由所附的权利要求书及其等效物所界定的本发明。
权利要求
1.一种链变速齿轮传动机构，包含底座构件；连杆机构，该连杆机构具有第一构件，连接于该底座构件，该第一构件上具有在其上形成的第一及第二枢轴；第一及第二连杆，该第一连杆安装于该第枢轴以枢转移动至该第一构件，该第二连杆安装于该第二枢轴以枢转移动至该第一构件；第二构件，该第二构件具有在其上形成的第三及第四枢轴，该第一连杆安装于该第三枢轴以枢转移动至该第二构件，该第二连杆安装于该第四枢轴以枢转移动至该第二构件；螺旋弹簧，安装于该连杆机构内，驱使该第一及第四枢轴朝向彼此；第二弹簧，安装于该连杆机构内，以进一步驱使该第一及第四枢轴朝向彼此。
2.如权利要求1的链变速齿轮传动机构，其特征在于该第二弹簧为扭转弹簧。
3.如权利要求1的链变速齿轮传动机构，其特征在于该第二弹簧为绕该第一枢轴安装的扭转弹簧，该扭转弹簧具有分别接合该第一构件的一部分及该第一连杆的一部分的第一及第二延伸腿。
4.如权利要求1的链变速齿轮传动机构，其特征在于该第二弹簧为绕该第二枢轴安装的扭转弹簧，该扭转弹簧具有分别接合该第一构件的一部分及该第二连杆的一部分的第一及第二延伸腿。
5.如权利要求1的链变速齿轮传动机构，其特征在于该第二弹簧为绕该第三枢轴安装的扭转弹簧，该扭转弹簧具有分别接合该第二构件的一部分及该第一连杆的一部分的第一及第二延伸腿。
6.如权利要求1的链变速齿轮传动机构，其特征在于该第二弹簧为绕该第四枢轴安装的扭转弹簧，该扭转弹簧具有分别接合该第二构件的一部分及该第二连杆的一部分的第一及第二延伸腿。
7.如权利要求1的链变速齿轮传动机构，其特征在于该第二弹簧为与该螺旋弹簧同心设置的第二螺旋弹簧。
8.如权利要求1的链变速齿轮传动机构，其特征在于该第二弹簧为形成于该螺旋弹簧上的弹性体涂覆层。
9.如权利要求1的链变速齿轮传动机构，其特征在于该螺旋弹簧包含一个具有形成于其外周边上的弹性体涂覆层的线圈部分，该弹性体涂覆层形成该第二弹簧。
10.如权利要求1的链变速齿轮传动机构，其特征在于该螺旋弹簧包含线圈部分，该线圈部分具有形成于该线圈部分的至少二相邻线圈上的弹性体涂覆层，该弹性体涂覆层形成该第二弹簧。
11.如权利要求1的链变速齿轮传动机构，其特征在于该螺旋弹簧具有第一及第二端，该第一端连接于相邻该第一枢轴的第一构件，而该第二端连接于相邻该第四枢轴的该第二构件。
12.一种螺旋弹簧，包含线圈部分，具有从其上延伸出的延伸腿；及形成于该线圈部分上的弹性体涂覆层，该弹性体涂覆层形成第二弹簧。
13.如权利要求12的螺旋弹簧，其特征在于该弹性体涂覆层包含硅橡胶材料。
14.如权利要求12的螺旋弹簧，其特征在于该弹性体涂覆层包含腈橡胶材料。
15.如权利要求12的螺旋弹簧，其特征在于该弹性体涂覆层包含合成弹性材料。
16.如权利要求12的螺旋弹簧，其特征在于该弹性体涂覆层形成于该线圈部分的外周边上。
17.如权利要求12的螺旋弹簧，其特征在于该弹性体涂覆层形成于该线圈部分的至少二相邻线圈上。
全文摘要
自行车链变速齿轮传动机构由具有增进的偏压特性的第一弹簧偏压抵抗缆索的移动。根据本发明的一实施例，增进的偏压特性是由附加第二弹簧元件而提供，其中第二弹簧为形成在第一弹簧的线圈上的弹性体涂覆层。在另一实施例中，扭转弹簧设置于链变速齿轮传动机构中，与第一弹簧共同运作以增进偏压特性。在另一实施例中，采用弹性涂覆层及扭转弹簧。
文档编号B62M9/00GK1163216SQ9710282
公开日1997年10月29日 申请日期1997年2月21日 优先权日1996年2月21日
发明者福田雅彦 申请人:株式会社岛野