CN1891563A - 用于自行车变速器的控制装置 - Google Patents

Abstract

用于驱动自行车变速器的控制索(12)的控制装置(1)，包括：支撑主体(3)，其一侧(4)连接自行车把手(2)；卷索套筒(15)，变速器的控制索(12)可绕该卷索套筒卷绕或展开；及杆(8)，用于驱动卷索套筒(15)沿第一转向旋转。在卷索套筒(15)与支撑主体(3)的侧面(4)之间设置有用于控制索(12)的转向机构(16)。

Description

用于自行车变速器的控制装置

发明领域

本发明涉及用于驱动自行车变速器控制索的控制装置。

背景技术

下面参照具体设计用于有弯曲把手的自行车(典型的为赛车)的控制装置进行说明，但本发明与把手形状及传动装置的相应结构无关，因此也能用于有直把手的自行车(典型的为山地车)的装置。

自行车通常有两个变速器，前部的一个和大齿盘结合在一起，后部的一个和链轮组件结合在一起。两种情况下，变速器将传动链挂档，使其在不同直径，不同齿数的齿轮上运动，因此得到不同的传动比。不管是前变速器还是后变速器，通过通常有护套的不能伸长的钢索(通常称为波顿拉索(Bowden cable))的牵引作用向一个方向运动，并通过变速器本身具有的弹簧的回弹作用沿反方向运动。通常，由复位弹簧引起的运动方向是链条从大直径齿轮向小直径齿轮运动的方向，即所谓向下调档的方向；反之亦然，控制索沿所谓向上调档方向牵引，这时链条从小直径齿轮运动到大直径齿轮。应当注意，在前变速器中，向下调档对应于通向较低的传动比，而在后变速器中，向下调档对应于较高的传动比。

通过控制装置来获得变速器的控制拉索沿两个方向的运动，其通常被称为综合控制，从而使骑车人容易驾驶等，该控制装置通常安装在把手附近的手柄处，该处还装有用于控制前后轮的制动索的制动杆。通常，在左把手附近有前变速器的控制装置和前轮的制动杆，反之，在右把手附近有后变速器的控制装置和后轮的制动杆。

在控制装置中，控制索的牵引和放松是通过其在一转动部件上的卷紧和展开实现的，其通常称为卷索套筒(bush)，它的转动由骑车人用适合的控制杆来控制。

第一类综合控制装置见美国专利5,400,675，其中由两根分开的棘轮杆来控制卷索套筒沿两个方向的转动，其中该两杆之一还控制制动索。

控制装置有一支撑主体，从手柄上向自行车前方伸出，其上安装的第一控制杆与前或后制动杆重合，刹车时骑车人将制动杆绕第一轴线转向手柄。同一制动杆还可绕与第一轴线垂直的第二轴线转动，其控制卷索套筒按照第一转向绕其轴线转动，以便向上调档。这样的转动大致是跟随着骑车人的手向里推动控制杆的运动，所谓“向里”指转向自行车主轴线的方向。

本控制装置还具有第二控制杆，可绕与第二轴线平行的第三轴线转动，且也可向里转动，引起卷索套筒在变速齿轮传统机构的弹簧作用下沿与第一转向相反的方向作松开转动，从而向下调档。

卷索套筒具有一与其相关的分度(indexing)机构，该分度机构在调档时可使卷索套筒沿期望的方向转动并在两控制杆对其不产生作用时将卷索套筒保持在固定角度位置。

在控制装置的优选实施例中，卷索套筒安装在靠近制动杆铰接区的支撑主体前端。控制索绕环形工作导槽(annular throat)卷绕在卷索套筒上，该控制索所在平面大致垂直于自行车前进方向。绕卷索套筒卷绕/松开的变速器的控制索从支撑主体伸向内侧，其伸出方向大致垂直于通过卷索套筒轴线的垂直平面。

不过，所述方案确实有某些缺点。

第一个缺点是，安装在支撑主体前端的卷索套筒与把手有一定距离。因此，从支撑主体伸出的调档控制索在例如与车道上邻近骑车人发生碰撞跌倒时骑车人会有危险，因为伸出的索会缠住其它自行车的把手。

另一缺点是，由于制动索伸出引起外观不美且降低透气率。

部分地克服了这些缺点的综合控制装置在同一申请人的专利EP504118B1中给出，其中两个分开的棘轮杆控制卷索套筒沿二个方向转动，该卷索套筒布置为使其转轴大致平行于自行车前进方向。

此类装置的支撑主体安装在自行车把手上，其上连接着第一控制杆，或制动杆，用于牵引制动索；第二控制杆，或向上调档控制杆，其设置为临近该制动杆，用于向上调档操作；和第三控制杆，或向下调档控制杆，它从支撑主体内侧伸出，用于向下调档操作。

卷索套筒在其朝着把手的圆柱形部分中具有环形工作导槽，其上可挂住控制索的加宽头部且能缠上或展开控制索本身。环形工作导槽所在平面垂直于自行车前进轴线，且已知刚度的控制索从工作导槽引出的方向在同一平面内。控制索随后***外套中，控制索的端部安放在靠近把手的支撑主体的圆柱形凹槽内。控制索从工作导槽中引出通过弯曲的通孔到达外套的端部，该控制索在图中表示为30。

此方案的缺点是当控制索在通孔内和外套内滑动时，调档过程中在弯曲区内的控制索与通孔内表面之间有磨擦。该摩擦导致控制性能的降低以及相接触的互相滑动的零件间的磨损的增加。

发明内容

本发明的目的是要克服所述缺点，所发明的控制装置没有伸出的钢索且比现有控制装置可靠性好，使用寿命长。

这一目的通过一种用于驱动自行车变速器控制索的控制装置来达到，该控制装置包括：

支撑主体，其一侧与自行车把手连接，且从该侧伸出一部件；

卷索套筒，其上卷紧/展开所述控制索；

至少一根控制杆，其可相对于所述支撑主体作转动来驱动所述卷索套筒沿第一转向转动，

其特征在于，其包括转向机构，可使所述控制索布置在所述卷索套筒和所述支撑主体的所述侧之间转向。

根据一优选实施例，该转向机构包括可空转地安装在所述支撑主体上的转向轮。

优选的，该转向轮的旋转轴线垂直于卷索套筒的旋转轴线。

更优选的，该转向轮的外表面具有用于容纳控制索的工作导槽。

优选的，该支撑主体包括一条圆柱形凹槽，接近于连接把手的一侧，该凹槽可接纳控制索外套的端部。

控制索及外套可方便地从附于把手的控制装置中引出，而在调档时控制索绕在转向轮上，比先有技术的控制装置的摩擦小。

附图说明

本发明的其它特点和优点根据参照附图对优选实施例的所作说明而表示清楚，其中：

图1示出安装在自行车把手上的本发明控制装置的等角视图；

图2示出沿图1的控制装置的剖面II-II和III-III局部剖开的侧视图；

图3示出本发明的控制装置的第一实施例的侧向剖视示意图；

图4示出本发明的控制装置的第二实施例的顶视示意图；

图5示出前面各图的任一实施例使用的转向轮的正视图。

具体实施方式

图1示出本发明的控制装置1。控制装置1是右控制装置，即安装在把手2右侧弯曲端上来执行后变速器的调档操作，但显然本发明的构想也可应用于左控制装置，该左控制装置安装在把手左侧弯曲端且与前变速器相关，当然它也能应用于直把手(典型的如山地车)上的左右控制装置。

控制装置1包括支撑主体3，其一侧4连接把手2，且从该侧4伸出的部件5可被骑车人握住。

支撑主体3与把手2按已知方法连接，如用钢夹(未示)。

结合在支撑主体3上的是第一杆6，即制动杆，它能致动后闸(未示)的制动索7。

第二杆8，即向上调档控制杆，设置为沿着制动杆6并靠近该制动杆，以及第三杆，即向下调档控制杆(图上看不到)，从支撑主体3的内侧壁3a伸出，且由骑车人的拇指拨动。

制动杆6的牵引力作用在制动索7上，同时制动索7在外套10内滑动，外套10的一端10a***支撑主体3的第一圆柱形凹槽11中。向上和向下调档的控制杆8的牵引和松开分别作用在后变速器(未示)的控制索12上。后变速器的控制索12在外套13内滑动，外套13的端部13a插在支撑件3靠近其与把手2相连的侧面4的第二圆柱形凹槽14内。外套10，13及各自的制动和控制索7，12方便地在靠近把手的位置处从控制装置中引出，如图1所示。

控制索12环绕卷索套筒15的卷紧与展开，使变速器的控制索12通过向上和向下调档控制杆8产生牵引和松脱，而卷索套筒15设置为其旋转轴线X大致平行于自行车前进轴线。图2详细示出控制索12通过卷索套筒15的牵引或释放机构及制动索7通过制动杆6的传动，这些与本申请人在专利EP504，118，B1中所述一致，特包括进来以供参考。

如图2所示，在卷索套筒15与支撑主体3连接自行车把手2的侧面4之间设置有一偏转机构，它包括转向轮16，安装在其中心轴上可空转且在其外表面上有一环形工作导槽16a(图5中可见)，后变速器的控制索12便搁在该导槽中。转向轮16的旋转轴线Y大致垂直于卷索套筒15的旋转轴线X，转向轮16位于支撑主体3中形成的支座18内，其位置在相关中心的中间平面向支撑主体3的外侧表面3b偏移，例如向图2的看图者的方向偏移。这样，控制索12在其与卷索套筒15连接部位19和与转向轮16的外表面的第一接触区20之间是一直线构造。在支座18的上部区有一开口21，变速器的控制索12可通过该开口，因此与安放***控制索12的外套13的端部13a的第二圆柱形凹槽14连通。控制索12平直***外套13中并且于该外套同轴，以便与其一起沿把手2及自行车架延伸到变速器。在外套13中控制索12直插段的方向使控制索12与外套13之间接触面大致降为零，因而调档时摩擦区的摩擦大致降为零。而且，在控制索12绕到卷索套筒15上或从其上展开时，即向上和向下调档时，控制索12搁在转向轮16的工作导槽16a上，转向轮跟着控制索12的运动而转动。这样，控制索12与转向轮16的外表面之间的摩擦由于是滚动摩擦因此很小。

在图中所示并说明的实施例中，控制索12与卷索套筒15连接部位19和其与转向轮16第一接触区20的直线段，及转向轮16与外套13端部13a之间的直线区，它们的夹角约为135°。但在其它实施例中，根据转向轮16的直径及其枢轴位置，根据控制装置1的支撑主体3的尺寸并根据支撑主体3中圆柱形凹槽14的倾角，这一角度可以不同。

图3示意性地示出了本发明的控制装置的一个实施例。

控制装置50包括通过其一侧面54与把手2连接的支撑主体53和从该侧面54伸出并可被骑车人握住的部件55。

支撑主体53与把手2用已知方法连接，如用钢夹(未示)。

连接到支撑主体53的第一杆56，或制动杆，使后闸(未示)的制动杆致动。此杆56也包括向上调档控制杆且通过棘轮使卷索套筒65沿缠紧控制索62的方向转动，从而将牵引力施加到后变速器的控制索62上，该棘轮在图上未示，可见前述的美国专利5,400,675。第二杆58沿第一杆56设置且靠近第一杆56，通过棘轮使卷索套筒65沿展开控制索62的方向转动，而将后变速器的控制索62放松，棘轮在图上未示处，可见前述美国专利5,400,675。

后变速器的控制索62的卷索套筒65位于支撑主体53的前端53a附近，且其旋转轴线X大致与自行车前进方向一致。

在卷索套筒65与支撑主体53连接自行车把手2的侧面54之间设置有转向轮66，该转向轮安装在其中心轴67上可空转，其外表面上有一条环形工作导槽66a(图5中可见)，其上搁着后变速器的控制索62，转向轮66的旋转轴Y垂直于卷索套筒65的旋转轴X，转向轮66安置在支撑主体53中的支座内，且偏离中心的中间面，且向支撑主体53的外侧面方向偏移。这样，控制索62在其离开卷索套筒65的区域70，和与转向轮66的外表面第一接触区71之间有一直线结构。变速器的控制索62平直插进外套63且与该外套同心，并继续沿把手2及自行车架到达变速器。和图1及2所述方法一样，控制索62与外套63之间的接触面降为零且控制索62与转向轮的外表面之间66的滚动磨擦也极低。

而且，控制索62与外套63从控制装置50靠近把手52的位置引出，而不会从控制装置本身伸出在外。

图4示意性地示出本发明的控制装置80的另一实施例。

该方案与图3所示的差别在于转向轮96的布置不同。该转向轮96安装在其中心轴97上空转，该中心轴97垂直于卷索套筒95的旋转轴X，且该转向轮安装在形成于支撑主体83顶部的支座内。

使用这样的转向轮96的布置，控制索92及外套93从控制装置80靠近把手2处引出且朝向支撑主体83的内侧壁83a。

Claims (12)

1.一种用于驱动自行车变速器的控制索(12；62；92)的控制装置(1；50；80)，其包括：

支撑主体(3；53；83)，其可以在一侧(4；54)连接于自行车把手(2)且具有从所述侧(4；54)伸出的部件(5；55)；

卷索套筒(15；65；95)，所述控制索(12；62；92)可绕该卷索套筒卷绕/展开；

至少一杆(8；56)，其可相对所述支撑主体(3；53；83)转动，从而驱动所述卷索套筒(15；65；95)沿第一旋转方向转动，

其特征在于，该控制装置包括用于所述控制索(12；62；92)的转向机构(16；66；96)，该转向机构设置在所述卷索套筒(15；65；95)与所述支撑主体(3；53；83)的所述侧(4；54)之间。

2、根据权利要求1所述的控制装置(1；50；80)，其特征在于，所述控制索(12；62；92)从可与把手(2)相连的所述支撑主体(3；53；83)的所述侧(4；54)引出。

3、根据权利要求1所述的控制装置(1；50；80)，其特征在于，所述转向机构(16；66；96)包括安装在所述支撑主体(3；53；83)上的可空转的转向轮(16；66；96)。

4、根据权利要求3所述的控制装置(1；50；80)，其特征在于，所述转向轮(16；66；96)的旋转轴(Y)大致垂直于所述卷索套筒(15；65；95)的旋转轴(X)。

5、根据权利要求3所述的控制装置(1；50；80)，其特征在于，所述转向轮(16；66；96)沿圆周向具有可安放所述控制索(12；62；92)的工作导槽(16a；66a)。

6、根据权利要求1所述的控制装置(1；50；80)，其特征在于，所述支撑主体(3；53；83)具有凹槽(14)，该凹槽适于接纳用于所述控制索(12；62；92)的外套(13)的端部(13a)。

7、根据权利要求6所述的控制装置(1；50；80)，其特征在于，所述凹槽(14)靠近所述支撑主体(3；53；83)的所述侧(4；54)。

8、根据权利要求1所述的控制装置(1；50；80)，其特征在于，该控制装置还包括用于致动制动索(7)的制动杆(6；56)。

9、根据权利要求8所述的控制装置(1；50；80)，其特征在于，所述制动杆(56)与所述的至少一杆(56)重合。

10、根据权利要求8所述的控制装置(1；50；80)，其特征在于，所述支撑主体(3；53；83)具有凹槽(11)，该凹槽适于接纳用于所述制动索(7)的外套(10)的端部(10a)。

11、根据权利要求10所述的控制装置(1；50；80)，其特征在于，所述凹槽(11)靠近所住支撑主体(3；53；83)的所述侧(4；54)。

12、根据权利要求1所述的控制装置(1；50；80)，其特征在于，该控制装置包括第二杆(58)，其可相对所述支撑主体(3；53；83)转动，来驱动所述卷索套筒(15；65；95)沿与第一旋转方向相反的第二旋转方向转动。

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