CN1443686A - 一种自行车换档操作装置 - Google Patents

Abstract

一种自行车换档操作装置，包括与自行车把手相连的固定件和换档操作杆，其由固定件支撑并可绕基本平行于把手纵轴的旋转轴旋转，从而实现换高档或换低档的操作。换档操作杆包括毂体部分，第一操作部分，第二操作部分和速度档位指示器。第一和第二操作部分可使换档操作杆绕旋转轴转动。第一操作部分从毂体部分向外延伸，第二操作部分从毂体部分沿与第一操作部分相反的方向向外延伸。第一操作部分的纵向最好不平行于第二操作部分的纵向，第一操作部分的操作表面和第二操作部分的操作表面通过一曲面相连。速度档位显示件由固定件支撑在十分接近于换档操作杆的位置，可与速度档位指示器共同操作来指示由换档操作杆的旋转所选择的多种速度档位之一。

Description

一种自行车换档操作装置

技术领域

本发明大体上涉及一种自行车换档操作装置，特别是一种包括换档操作杆的自行车换档操作装置，换档操作杆具有速度档位指示器，用于指示通过换档操作杆的旋转所选择的多种速度档位之一。

背景技术

日本公开实用新型公报No.Heil-157092中公开了一种自行车换档操作装置，其与自行车的把手相连，骑车人只用大拇指就可以操作此装置，以实现换高档和换低档的操作，而无须移开握住把手的手。

虽然这种换档操作装置可以由骑车人通过简单地伸出其拇指来方便地操作，无须将手从把手处移开，但是这种装置没有提供任何装置来显示当前的速度档位。因此，当换档操作装置用于具有很多速度档位，如七种速度档位的变速器时，骑车人可能无法确定或只是忘记了当前的速度档位是多少，因而无法确定为了进行所需的换高档和换低档的操作应该进行多少步操作和/或换档操作装置应向哪个方向进行操作。另外，在现有技术的换档操作装置中，骑车人不得不通过其个人经验或感觉而不是通过明确的指示来确定在操作了换档操作装置后是否达到所需的速度档位。

另一方面，已经知道存在有多种自行车速度档位指示器，如美国专利No.5601001中所公开的。然而通常来说，这些已知的自行车速度档位指示器的结构都较复杂。为了在自行车换档操作装置中采用任一种这些已知的速度档位指示器，不得不特别地或复杂地设计速度档位指示器和/或换档操作装置的数量较多的零件，和/或不得不采用许多附加的零件。这就不可避免地增加了成本。

鉴于上述原因，需要有一种自行车换档操作装置，其设有结构简单的速度档位指示器，因而能克服上述的现有技术中的问题。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种自行车换档操作装置，其不仅能由骑车人在骑行中方便地进行操作，而且还具有简单的结构，可使骑车人容易地知道和清楚地看见当前的速度档位，以及为了在操作装置后实现所需的换高档或换低档的操作及速度档位，应该进行多少步操作和换档操作装置应向哪个方向进行操作。

本发明的上述目的可以通过提供一种自行车换档操作装置来基本实现。所述换档操作装置包括与自行车把手相连的固定件以及换档操作杆，其由固定件支撑，可绕基本平行于把手纵轴的旋转轴旋转，从而实现换高档或换低档的操作。换档操作杆包括毂体部分，第一操作部分，第二操作部分和速度档位指示器。换档操作杆通过毂体部分由固定件可旋转地支撑。第一和第二操作部分可以使换档操作杆绕旋转轴转动。第一操作部分从毂体部分向外延伸，第二操作部分从毂体部分以与第一操作部分相反的方向向外延伸。

第一操作部分的纵向最好不平行于第二操作部分的纵向，第一操作部分的操作表面和第二操作部分的操作表面通过一曲面相连接。

速度档位显示件由固定件支撑在十分接近于换档操作杆的位置，以便与速度档位指示器共同操作，指示由换档操作杆的旋转所选择的多种速度档位之一。

速度档位指示器最好紧靠着速度档位显示件。

速度档位显示件最好设置在覆盖了毂体部分端面的封盖件的外圆周表面上。

在一个实施例中，速度档位指示器从位于第一和第二操作部分之间的毂体部分沿旋转轴的方向向外延伸。

在另一实施例中，速度档位指示器是在毂体部分上形成的凹腔。

对于本领域的技术人员来说，从下文中对本发明公开的实施例的具体介绍并结合附图，可以清楚本发明的上述和其它目的、特征、形状和优点。

附图说明

图1显示了根据本发明的一个特别实施例的换档操作装置，其连接在自行车把手杆两侧的把手上；

图2是显示了图1所示换档操作装置的结构的分解视图；

图3是和图1类似的视图，用于说明操作图1和2中所示换档操作装置的一个方式；

图4显示了图1到3所示换档操作装置已***作并由此使速度档位指示器指向速度档位显示件上的数字“7”的状态；

图5显示了图1到3所示换档操作装置的已***作并由此使速度档位指示器指向速度档位显示件上的数字“1”的状态；

图6显示了根据本发明的换档操作装置的另一个实施例。

具体实施方式

下面将参考图1到5介绍根据本发明的自行车换档操作装置20的一个特别实施例。

如图1所示，换档操作装置20连接到自行车把手杆12每一侧的把手10上。例如，把手杆12右手侧(即图1中的右手侧)的换档操作装置20用来对具有七种速度档位的后轮变速器进行换高档和换低档的操作，而把手杆12左手侧(即图1中的左手侧)的换档操作装置20用来对具有三种速度档位的前轮变速器进行换高档和换低档的操作。根据这些说明，对于本领域的技术人员来说很明显，除了和速度档位的数目有关的一些零件外，前后轮的换档操作装置20基本上相同，因此下面将对把手杆12右手侧的后轮换档操作装置20进行介绍。

如图1所示，换档操作装置20包括用于连接具有纵轴X的把手10的固定件22，以及由固定件22支撑的换档操作杆24，其可以绕基本平行于把手10的纵轴X的旋转轴R转动。换档操作装置20还包括由固定件22固定地支撑的封盖件26，用于覆盖换档操作杆24的一端面和位于换档操作杆24内的位置保持机构，位置保持机构将在下文中详细介绍。

如图2所示，固定件22包括通过紧固螺钉30与把手10相连的固定圈28，以及与固定圈28一体形成的用于通过组合衬套34可旋转地支撑换档操作杆24的托架32。托架32的中心部分具有螺纹安装孔36，以及围绕着螺纹安装孔36的多个配合孔38。组合衬套34具有基体部分40，轴部分42，锯齿形部分44和中心通孔45。基体部分40具有底面，其带有多个可分别与托架32的多个配合孔38相接合的配合凸块46。如下文中将详细介绍的那样，组合衬套34固定地安装在托架32上，凸块46在孔38中接合。

换档操作杆24包括基本上为圆柱形的毂体部分48，第一操作部分50，第二操作部分52和速度档位指示器54。换档操作杆24通过毂体部分48由固定件22的托架32可旋转地支撑在组合衬套34上。在组合衬套34的轴部分42的外表面和换档操作杆24的毂体部分48的内表面之间设置了弹簧56。弹簧56的一端56a***到形成于组合衬套34的基体部分40的上环形表面上的孔57中。弹簧56的另一端56b***到形成于后面将介绍的位置保持机构的定位板58上的孔59中。

换档操作杆24的第一操作部分50从毂体部分48向外延伸。第一操作部分50具有第一操作表面60。施加在第一操作部分50的第一操作表面60上的推动力可使换档操作杆24绕旋转轴R转动。换档操作杆24的第二操作部分52从毂体部分48沿与第一操作部分50相反的方向向外延伸。第二操作部分52具有第二操作表面62，施加在第二操作表面62上的推动力同样可使换档操作杆24绕旋转轴R转动。

在此实施例中，第一操作部分50的延伸方向(即纵向)和第二操作部分52的延伸方向(即纵向)最好不平行。更具体地说，当第一操作部分50的纵向基本正交于旋转轴R时，第二操作部分52的纵向相对旋转轴R倾斜。另外在此实施例中，第一操作部分50的第一操作表面60和第二操作部分52的第二操作表面62通过一曲面相连接，此曲面除了在两个操作表面之间有一个稍微下凹的槽51(其功能将在下文中介绍)之外基本上是平滑的。这些结构上的设置有利于换档操作杆24的操作。

更具体地说，如图3所示，骑车人只用其大拇指T就可以方便地操作本发明的换档操作装置20的换档操作杆24，而无须移开握住把手10的手。这就是说，骑车人只需自然地伸出其拇指来操作换档操作杆24的第一操作部分50或第二操作部分52，就可以实现换高档或换低档的操作，而无须将手从把手10处移开或是不舒适地伸出拇指T，即使当换档操作装置20用于有很多速度档位(如七种速度档位)的变速器时也是如此。当然，根据这些说明，对于本领域的技术人员来说很明显，换档操作装置20的操作方式不限于图3及上述所示方式。例如，骑车人用食指推动第一操作表面60的相对表面来转动换档操作杆24的方式也同样有效。

回过来参考图2，在此实施例中，换档操作杆24的速度档位指示器54采用一种突出块的形式，其从位于第一和第二操作部分50，52之间的毂体部分48的一个端面61沿旋转轴R的方向延伸。如下面将介绍的，速度档位指示器54能够显示通过换档操作杆24的旋转所选择的七种速度档位之一。根据这些说明，对于本领域的技术人员来说很明显，突出的速度档位指示器54的具体形状对本发明来说并不重要。

换档操作杆24的毂体部分48还可用作缠绕换档缆线14的内线W的缠绕件。为此，在毂体部分48的外圆周表面上设有缠绕槽49(图4和5)。在绕毂体部分48一部分的缠绕槽49内进行缠绕后，换档缆线14的内线W进入毂体部分48中，并终止于挡块55，挡块55安装在位于第一和第二操作表面60，62之间的槽51上的孔53中。

现在将介绍位置保持机构，其可将换档操作杆24保持在与通过换档操作杆24的旋转而选择的七种速度档位之一相对应的位置上。位置保持机构设置在换档操作杆24的毂体部分48内，并包括环形定位板58，球支撑板64，两个球状件66，弹簧板68及螺母70。定位板58具有一对从板58的环形基体上径向向外突出的并在直径方向上相对的凸耳72。凸耳72的形状与环形台阶部分57中相应的槽口57a相配合，环形台阶部分57从换档操作杆24的毂体部分48的内周表面上径向向内延伸，因此，定位板58装配时其位于台阶部分57处，靠着毂体部分48的内环形对接部分57b；当换档操作杆24绕旋转轴R转动时，定位板58和换档操作杆24一起旋转。在凸耳72的每一侧，在定位板58的环形基体上远离固定件22的托架32的边缘部分设有七个径向延伸的定位槽74，其绕旋转轴R的周向间距为P。而且，板58具有用于容纳弹簧56的端部56b的上文已提到过的孔59。

球支撑板64的中心部分设有可与组合衬套34的锯齿形部分44相配合的锯齿形开口76，在其两细长端部设有可容纳球形件66的球接收孔78。球支撑板64设置成在装配时，容纳在球接收孔78中的球形件66可位于定位板58的定位槽74中。每两个在直径上相对的定位槽74用作容纳一对球形件66的一对槽。弹簧板68的中心部分也设有可与组合衬套34的锯齿形部分44相配合的锯齿形开口80。弹簧板68用于将容纳在球支撑板64的球接收孔78中的球形件66向着定位板58的定位槽74偏压。为此，弹簧板68在对应于球支撑板64的球接收孔78的各部分处设置稍微抬起的部分82，以容纳球形件66。螺母70具有锯齿形中心开口84，可与组合衬套34的锯齿形部分44相配合。螺母70的一个表面靠在弹簧板68上，另一个表面靠在下面将介绍的封盖件26的内部(未示出)上，这样在装配后，螺母70可防止定位板58、球支撑板64和弹簧板68沿旋转轴R的运动。

封盖件26覆盖了毂体部分48的端面61，使得上述位置保持机构位于毂体部分48的内部。螺钉86穿过垫圈88的中心孔、封盖件26的中心孔和组合衬套34的通孔45，组合衬套34的锯齿形部分44在毂体部分48内穿过球支撑板64的锯齿形开口76、弹簧板68的锯齿形开口80和螺母70的锯齿形开口84。然后，螺钉86拧入固定件22的托架32的螺纹固定孔36中。通过这种方式，封盖件26、螺母70、弹簧板68、球支撑板64和组合衬套34全部都由固定件22的托架32所固定地支撑，只剩下换档操作杆24和定位板58是可移动件。

在此实施例中，封盖件26最好包括速度档位显示件90，其和换档操作杆24的速度档位指示器54共同操作，指示通过换档操作杆24的旋转所选择的七种速度档位之一。速度档位显示件90设置在封盖件26的外圆周表面上，当带有速度档位显示件90的封盖件26由固定件22的托架32用螺钉86固定地支撑在适当位置时，速度档位显示件90的位置十分接近于换档操作杆24，最好，换档操作杆24的速度档位指示器54紧靠着速度档位显示件90，如图1和3所示。

速度档位显示件90上面按顺序地标有数字1到7，分别代表由换档操作杆24的旋转所选择的七种速度档位。七个数字同样顺序地对应定位板58的七对定位槽74，其任意两个连续数字间的周向距离D对应于两个相邻定位槽74间的周向间距P。紧固螺钉86可以调整速度档位显示件90绕旋转轴R的位置，使得速度档位指示器54正确地指向数字本身而不是两个相邻数字间的间隙。

封盖件26的底座部分上设有外套管挡块92，可与换档缆线14的外套管C相连接。因此，换档缆线14的内线W穿过外套管挡块92而进入到封盖件26中。然后，如上所述，换档缆线14的内线W缠绕在围绕换档操作杆24的毂体部分48的缠绕槽49中，并进入到毂体部分48中，终止于挡块55处。

接着将介绍具有上述结构的换档操作装置20的操作。如图3所示及上述，在骑行过程中例如用右手握住自行车把手10的骑车人通过简单地伸出其右手拇指，推动换档操作杆24的第一操作部分50或第二操作部分52，可以操作换档操作装置20，从而实现换高档和换低档的操作。由于速度档位指示器54通过上述的简单结构紧靠着速度档位显示件90，骑车人可容易地知道和清楚地看见当前的速度档位，以及为了在转动换档操作杆24后实现所需的换高档或换低档的操作及速度档位，应该进行多少步操作和换档操作装置应向哪个方向旋转。

例如，假定速度档位指示器54开始指向速度档位显示件90上的数字4，这意味着当前的速度档位为第四速度档位，即所有七种速度档位中的中间速度档位，容纳在球支撑板64的球容纳孔78中的球形件66被弹簧板68偏压，从而位于在定位板58的七对定位槽74的中间一对上。如果骑车人想要增加自行车的速度，他所要做的是例如用拇指推动换档操作杆24的第一操作部分50，推动力应能克服弹簧板68施加在球形件66上的偏压力。然后，换档操作杆24可以如所需旋转。这是因为定位板58如上述地固定在换档操作杆24上，因而，定位板58被特地施加的力推动旋转，从而转动换档操作杆24。定位板58在能够克服弹簧板68偏压力的力作用下旋转，使得位于中间那对定位槽74中的球形件66克服弹簧板68的偏压力而离开槽74，从而使换档操作杆24和定位板58可以一起自由地旋转。一旦换档操作杆24和定位板58旋转了对应于两个相邻定位槽74间的间距P的量，这意味着下一对相邻的定位槽74与球支撑板64的球接收孔78相对准，球形件66将被弹簧板68偏压，从而位于定位板58的下一对相邻的定位槽74中。这就产生了抵抗定位板58和换档操作杆24旋转的阻力，使骑车人知道已达到下一个更高的速度档位，并松开施加在换档操作杆24的第一操作部分50上的作用力。同时，即在上述换高档的操作后，由于速度档位显示件90上的任意两个连续数字间的周向间距D如上述地设置成与两个相邻定位槽74间的间距P相对应，因此速度档位指示器54指向速度档位显示件90上的数字5。

其它换高档或换低档的操作可以类似的方式来实现。图4显示了换档操作杆24已***作将自行车速度设在第七速度档位，因而速度档位指示器54准确地指向速度档位显示件90上的数字7的状态。图5显示了自行车速度设在第一速度档位，同时速度档位指示器54清楚地指向速度档位显示件90上的数字1的状态。

图6显示了根据本发明的换档操作装置的另一实施例的固定件22，换档操作杆24’和速度档位显示件90。此实施例与显示图1到5所示的上一实施例的不同之处仅在于速度档位指示器采用了凹腔的形式而不是突出块。

如图6所示，在第一和第二操作部分50’和52’向外延伸处的一部分毂体部分和第一操作部分50’通过向速度档位显示件90的方向延伸而形成比图1到5所示的上一实施例中的那些部分更宽的部分。因此，这个延伸的部分悬伸在如上一实施例中所述十分接近于换档操作杆24设置的速度档位显示件90上。因此，速度档位显示件90的数字至少部分地被悬伸部分所阻挡，骑车人无法看见。用作速度档位指示器的凹腔54’在换档操作杆24’的毂体部分的悬伸部分中形成。凹腔54’的形状使得与通过换档操作杆24’的旋转而选择的七种速度档位之一相对应的速度档位显示件90上的数字1到7之一完全地暴露在骑车人通过凹腔54’的视线下。因此，通过这种简单的结构，骑车人可容易地知道和清楚地看见当前的速度档位，以及为了在转动换档操作杆24’后实现所需的换高档或换低档的操作及速度档位，应该进行多少步操作和换档操作装置应向哪个方向旋转。

由于此实施例中的其它部分、功能及操作与图1到5所示的上一实施例中相同，因此这些部分的介绍在此略去。

本发明对本领域的技术人员来说很明显，通过简单地用具有所需数目的定位槽对(如三对定位槽)的定位板和标有相应数字刻度(如数字1到3)的速度档位显示件来代替定位板58和速度档位显示件90，就可以将本发明的换档操作装置20用在具有任意速度档位(如三个速度档位)的变速器中。同样根据这说明，对于本领域的技术人员来说很明显，速度档位显示件90可以是和封盖件26分开的零件，只要此单独的速度档位显示件设置成十分接近于换档操作杆，或者设置成使速度档位指示器紧靠着速度档位显示件。

因此，虽然这里只选用了两个实施例来说明本发明，但是对于本领域的技术人员来说很明显，在不脱离由权利要求限定的本发明的范围的前提下，可以对本发明进行许多变化和修进。另外，根据本发明的实施例的上述介绍只是用于说明，并不能限制由所附权利要求及等效物限定的本发明。

Claims (17)

1.一种自行车换档操作装置，包括：

与自行车把手相连的固定件；和

换档操作杆，其由所述固定件支撑，可绕基本平行于所述把手纵轴的旋转轴旋转，从而实现换高档或换低档的操作，所述换档操作杆包括：

毂体部分，所述换档操作杆通过所述毂体部分由所述固定件可旋转地支撑；

第一操作部分，用于使所述换档操作杆绕所述旋转轴旋转，其中所述第一操作部分从所述毂体部分向外延伸；

第二操作部分，用于使所述换档操作杆绕所述旋转轴旋转，其中所述第二操作部分从所述毂体部分沿与第一操作部分相反的方向向外延伸；和

速度档位指示器。

2.如权利要求1所述的换档操作装置，其特征在于，所述第一操作部分的纵向与所述第二操作部分的纵向不平行。

3.如权利要求1所述的换档操作装置，其特征在于，所述第一操作部分的操作表面与所述第二操作部分的操作表面通过一曲面相连接。

4.如权利要求1所述的换档操作装置，其特征在于，所述换档操作装置还包括速度档位显示件，其由所述固定件支撑在十分接近于所述换档操作杆附近的位置，可与所述速度档位指示器共同操作，指示通过所述换档操作杆的旋转所选择的多种速度档位之一。

5.如权利要求4所述的换档操作装置，其特征在于，所述速度档位指示器紧靠着所述速度档位显示件。

6.如权利要求5所述的换档操作装置，其特征在于，所述速度档位指示器从位于所述第一和第二操作部分之间的所述毂体部分向外延伸。

7.如权利要求6所述的换档操作装置，其特征在于，所述速度档位指示器从所述毂体部分处沿所述旋转轴的方向向外延伸。

8.如权利要求5所述的换档操作装置，其特征在于，所述速度档位指示器是在所述毂体部分上形成的凹腔。

9.如权利要求5所述的换档操作装置，其特征在于，所述毂体部分包括用于缠绕换档缆线的内线的缠绕件。

10.如权利要求9所述的换档操作装置，其特征在于，所述缠绕件包括在所述毂体部分的外周表面上形成的缠绕槽。

11.如权利要求5所述的换档操作装置，其特征在于，所述换档操作装置还包括由所述固定件牢固地支撑的封盖件，可覆盖所述毂体部分的端面。

12.如权利要求11所述的换档操作装置，其特征在于，所述速度档位显示件设置在所述封盖件的外周表面上。

13.如权利要求12所述的换档操作装置，其特征在于，所述速度档位指示器位于所述速度档位显示件之上。

14.如权利要求5所述的换档操作装置，其特征在于，所述换档操作装置还包括位置保持机构，可将所述换档操作杆保持在与通过所述换档操作杆的旋转所选择的多种速度档位之一相对应的位置上，其中所述位置保持机构设于所述毂体部分内。

15.如权利要求1所述的换档操作装置，其特征在于，所述固定件包括可连接到所述把手上的固定圈，和与所述固定圈一体形成的可支撑所述换档操作杆的托架。

16.如权利要求4所述换的档操作装置，其特征在于，所述多种速度档位包括至少三种速度档位。

17.如权利要求16所述的换档操作装置，其特征在于，所述多种速度档位包括七种速度档位。

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