專利名稱：一種自行車用變速操作裝置的滾輪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用來操作自行車變速裝置的握把型操作裝置。
背景技術(shù)：
目前市面上已經(jīng)有握把型操作裝置可安裝在車把前端附近，利用可在車把前端的長邊方向上的軸心外周上旋轉(zhuǎn)自如的操作體，來對于被固定著變速操作用纜線的一端部的卷取體進(jìn)行卷取操作或卷回操作，藉以卷取或釋出變速操作用纜線，以進(jìn)行變速操作。以這種方式進(jìn)行卷取或釋出變速操作用纜線的操作后，必須在與被選擇的變速擋對應(yīng)的位置針對該卷取體進(jìn)行定位。
關(guān)于用以將這種卷取體進(jìn)行定位的方法有單純利用摩擦阻力的方法、或者如日本特開平3-176290號公報所揭示的在于固定構(gòu)件側(cè)的變速檔位置設(shè)有凹部，并將操作構(gòu)件側(cè)的凸部卡止到該凹部以保持定位的方法，或者如PCT/JP92/00138所示的利用具有單向棘輪機(jī)構(gòu)來保持定位的方法。
另外，例如中國臺灣專利公報第183166號所揭示的“自行車變速器鋼纜致動系統(tǒng)”的構(gòu)成方式，是有別于傳統(tǒng)的將變速操作用纜線的一端部固定在卷取體的構(gòu)成方式，具體言之，如圖1至圖4所示，乃是將變速操作用纜線236的端部324固定在被利用內(nèi)螺絲246鎖緊固定在車把222上面而無法轉(zhuǎn)動的固定本體240的心軸部分242(如圖1所示)上，且將變速操作用纜線236的纜線部分掛繞在鏟形凸輪306的外周面上(如圖2所示)，藉由轉(zhuǎn)動與該鏟形凸輪306結(jié)合成一體的握柄旋轉(zhuǎn)部分290的圓筒本體292，即可同時轉(zhuǎn)動該鏟形凸輪306，利用該鏟形凸輪306的外周的不同半徑長度來進(jìn)行卷取或釋放所需的變速操作用纜線236的長度，進(jìn)而促使自行車的變速器進(jìn)行向上或向下?lián)Q檔變速。至于其在進(jìn)行向上或向下變速時的鏟形凸輪306的定位則是利用形成于該握柄旋轉(zhuǎn)部分290的內(nèi)周面上的復(fù)數(shù)個定止凹口322(圖3中顯示7個定止凹口322)、以及配置在固定本體240的缺口部分上的弧形彈簧構(gòu)件250(如圖3和圖4所示)的卡止作用來達(dá)成的。具體言之，是利用從弧形彈簧構(gòu)件250的弧形本體部274的中間部分向外延伸突出的圓形換檔分度突出物284、與形成于握柄旋轉(zhuǎn)部分290的內(nèi)周面上的復(fù)數(shù)個定止凹口322中的任何一個定止凹口322卡合，來使得該握柄旋轉(zhuǎn)部分290之沿著該車把222的外周的轉(zhuǎn)動被保持固定在某一位置，換言之，當(dāng)轉(zhuǎn)動該握柄旋轉(zhuǎn)部分290亦可同時轉(zhuǎn)動前述鏟形凸輪306，當(dāng)弧形彈簧構(gòu)件250的圓形換檔分度突出物284卡合到復(fù)數(shù)個定止凹口322中的任何一個定止凹口322時，該握柄旋轉(zhuǎn)部分290就停止轉(zhuǎn)動，使得前述鏟形凸輪306也一起停止轉(zhuǎn)動，并且被保持在該轉(zhuǎn)動后的狀態(tài)，由于鏟形凸輪306具有長短不同的并徑，因此隨著鏟形凸輪306的不同轉(zhuǎn)動狀態(tài)，可以改變掛繞在該鏟形凸輪306的外周表面上的變速操作用纜線236的纜線長度，藉此可以達(dá)成卷取或釋放變速操作用纜線236的效果，進(jìn)而可以控制變速器的向上或向下?lián)Q檔變速。
以往利用摩擦阻力、或者日本特開平3-176290號公報所揭示的利用凹部與凸部卡合的定位機(jī)構(gòu)，為了要在與被選擇的變速檔對應(yīng)的位置針對卷取體確實地進(jìn)行定位，必須加大卡合的力量，如此一來，在進(jìn)行操作時也就需要較大的力量。
此外，PCT/JP92/00138所示的采用棘輪機(jī)構(gòu)之類的機(jī)構(gòu)時，其零件數(shù)量變多，而且多需利用到金屬零件，在成本效益上仍存有待改善的余地。
另外，中國臺灣專利公報第183166號所揭示的“自行車變速器鋼纜致動系統(tǒng)”，基本上也是屬于利用設(shè)于握柄旋轉(zhuǎn)部分290的內(nèi)周面上的復(fù)數(shù)個定止凹口322與弧形彈簧構(gòu)件250的圓形換檔分度突出物284的卡合來進(jìn)行定位的“凹部與凸部卡合的定位機(jī)構(gòu)”。因此，在轉(zhuǎn)動握柄旋轉(zhuǎn)部分290以進(jìn)行變速操作時，必須克服弧形彈簧構(gòu)件250的圓形換檔分度突出物284與握柄旋轉(zhuǎn)部分290的內(nèi)周面上的定止凹口322之間的卡合力量，也就是克服弧形彈簧構(gòu)件250所彈壓在握柄旋轉(zhuǎn)部分290的內(nèi)周面上的定止凹口322的力量，才可轉(zhuǎn)動握柄旋轉(zhuǎn)部分290，因此在進(jìn)行變速操作時需要較大的力量。
此外，因為握把型變速操作裝置是安裝在車把的左右兩端的握把部上，所以自行車騎士欲進(jìn)行變速操作時，雙手不必離開握把部，只要藉由轉(zhuǎn)動握把部上的可轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)操作構(gòu)件即可進(jìn)行變速操作，因此如果握把型變速操作裝置的整體的外殼形狀設(shè)計不當(dāng)或者過大時，將可能妨礙同樣是安裝在握把部旁邊的煞車柄托架的安裝位置，或者妨礙自行車騎士的進(jìn)行變速操作的動作，嚴(yán)重時甚至于會因為新安裝了握把型變速操作裝置而導(dǎo)致原來的煞車柄托架變得無法安裝在車把上。
此外，基于制作成本上的考慮，如果能夠利用結(jié)構(gòu)上的特性，只選擇性地在特別需要強(qiáng)度的部分利用少量的金屬制構(gòu)件，其余部分則采用較為低成本的樹脂制構(gòu)件，卻又同樣地可達(dá)到所需的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的話，對于降低成本而言，將有很大的效益。
發(fā)明說明在鑒于以上的種種缺點(diǎn)，本發(fā)明之目的在于提供只要較輕的操作力量就可確實地執(zhí)行變速定位，且不必采用高價的金屬制外殼即可達(dá)到充分的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，而且不會妨礙煞車柄托架的安裝位置，又可充分對應(yīng)各種尺寸的煞車柄托架的自行車用變速操作裝置(握把型變速操作裝置)的改良結(jié)構(gòu)。
為了解決以上的課題，并達(dá)成本發(fā)明之目的，本案的第一發(fā)明所提供的自行車用變速操作裝置，具有可固定在自行車的車把的固定構(gòu)件、和可相對于前述固定構(gòu)件，在于沿著前述車把的前端區(qū)域的長邊方向的軸心的外周朝其中一方向和另一方向轉(zhuǎn)動的操作構(gòu)件、和為了進(jìn)行回拉變速用纜線，可隨著前述操作構(gòu)件的轉(zhuǎn)動而在前述軸心外周轉(zhuǎn)動的卷取體，其特征為該自行車用變速操作裝置復(fù)具備一樹脂制外殼，該樹脂制外殼具有供以收容可在前述軸心外周轉(zhuǎn)動的卷取體的收容部；和一金屬制固定環(huán)帶，該金屬制固定環(huán)帶是與前述樹脂制外殼結(jié)合成一體地被組裝在該樹脂制外殼的內(nèi)部，供以將該樹脂制外殼固定在自行車的車把上；和一可轉(zhuǎn)動自如的滑輪形狀的滾輪，該滾輪是供固定前述變速用纜線的內(nèi)纜線的端部，且該滾輪的旋轉(zhuǎn)軸的中心是配置于由前述固定環(huán)帶的長軸方向起朝向該自行車的車把中心側(cè)偏位位置處的前述的樹脂制外殼的固定臂件上，和一連結(jié)用纜線，供以連結(jié)前述卷取體和前述滾輪，以使該滾輪隨著該卷取體連動；設(shè)在前述操作體和前述卷取體之間，可與前述卷取體在前述軸心外周一起旋轉(zhuǎn)，且可在對前述固定構(gòu)件卡合的卡合位置以及已解除卡合的非卡合位置之間，朝前述軸心方向進(jìn)行相對移動的中間體；而前述操作構(gòu)件則具有當(dāng)朝前述其中一個方向轉(zhuǎn)動時，可藉由與前述中間體相抵接，而將前述中間體朝前述其中一個方向驅(qū)動的驅(qū)動面；前述中間體則具有可藉由抵接到前述固定構(gòu)件而將前述中間體之朝前述其中一個方向的旋轉(zhuǎn)變換成該中間體之朝前述非卡合位置的變位的第1凸輪面、以及當(dāng)該中間體位于卡合位置時，藉由抵接到前述固定構(gòu)件而可阻止該中間體在于前述軸心外周的轉(zhuǎn)動的復(fù)數(shù)個位置保持面。
根據(jù)本案的第一發(fā)明的自行車用變速操作裝置的前述構(gòu)造，因為變速用纜線的內(nèi)纜線的端部是固定在設(shè)于樹脂制外殼的固定臂件上的轉(zhuǎn)動自如的滑輪形狀的滾輪上，并且利用一連結(jié)用纜線將卷取體和該滾輪連結(jié)在一起，當(dāng)藉由轉(zhuǎn)動操作構(gòu)件以帶動卷取體的轉(zhuǎn)動，以卷取或釋放變速用纜線來進(jìn)行變速操作時，因為有滑輪形狀的滾輪的存在，可大幅降低轉(zhuǎn)動操作構(gòu)件所需的操作力量。
此外，在本發(fā)明的自行車用變速操作裝置中，因為是將滾輪的旋轉(zhuǎn)軸的中心配置于由固定環(huán)帶的長軸方向起朝向該自行車的車把中心側(cè)偏位位置處的樹脂制外殼的固定臂件上，所以當(dāng)自行車騎士的手握持在操作構(gòu)件上面時，并不會接觸到該滾輪部，并不會妨礙自行車騎士的變速操作。
此外，本發(fā)明的自行車用變速操作裝置，雖然是采用樹脂外殼來收容包含卷取體等的其他構(gòu)件，但是卻在該樹脂制外殼的內(nèi)部，組裝入一個金屬制固定環(huán)帶與該樹脂制外殼結(jié)合成一體，藉此不僅可將該樹脂制外殼利用該金屬制固定環(huán)帶安裝固定在自行車的車把上，以及供前述滾輪的旋轉(zhuǎn)軸樞支在該金屬制固定環(huán)帶的固定臂件的前端，并且可利用該金屬制固定環(huán)帶來達(dá)成補(bǔ)強(qiáng)該樹脂制外殼的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，具有增加整體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的效果。
此外，本發(fā)明的自行車用變速操作裝置的前述構(gòu)造，因為設(shè)有可與卷取體一起轉(zhuǎn)動的中間體，當(dāng)該中間體抵接到固定構(gòu)件時，就可讓卷取體經(jīng)由中間體相對于固定構(gòu)件確實地固定，并且利用可將操作構(gòu)件朝其中一方向的轉(zhuǎn)動變換成朝可解除該中間體與固定構(gòu)件的卡合的方向的第1凸輪面，可很容易解除這種固定。
此外，本案的第二發(fā)明所提供的自行車用變速操作裝置，系針對前述第一發(fā)明的自行車用變速操作裝置，將前述滾輪制作成具有用來固定前述變速用纜線的內(nèi)纜線的端部的第1固定部、和形成于該滾輪的外周上，具有第1深度之用來卷取前述內(nèi)纜線的第一凹溝部、和用來固定前述連結(jié)用纜線的一端部之第2固定部、和形成于該滾輪的外周上，具有較前述第1深度更淺的第2深度之用來卷取前述連結(jié)用纜線的第2凹溝部，而前述第2固定部是由前述第2凹溝部起偏靠第1凹溝部側(cè)。
根據(jù)本案的第二發(fā)明的自行車用變速操作裝置的前述構(gòu)造，是在滾輪的外周面上形成有分別用來卷取變速用纜線的內(nèi)纜線的第一凹溝部、和用來卷取前述連結(jié)用的纜線的第2凹溝部，并將用來固定前述連結(jié)用纜線的一端部之第2固定部的位置設(shè)在由前述第2凹溝部起偏靠第1凹溝部側(cè)，如此一來，可讓用來固定前述變速用纜線的內(nèi)纜線的端部的第1固定部和用來固定前述連結(jié)用纜線的一端部之第2固定部的位置趨近于同一平面，所以只要在很小厚度的滾輪上就可同時安裝兩條纜線的端部，因此滾輪的厚度很小，進(jìn)而可使自行車用變速操作裝置的整體厚度趨于小型化。
此外，本案的第三發(fā)明所提供的自行車用變速操作裝置，系針對前述第二發(fā)明的自行車用變速操作裝置，將前述滾輪的外周面上的前述第1凹溝部形成正圓的圓弧形狀。
根據(jù)本案的第三發(fā)明的自行車用變速操作裝置的前述構(gòu)造，變速用纜線的內(nèi)纜線的端部是安裝在滾輪的第1固定部，并且變速用纜線的內(nèi)纜線的纜線部分是掛繞在從第1固定部延伸出來的正圓的圓弧形狀第1凹溝部的上面，由于第1凹溝部的深度大于供連結(jié)用纜線掛繞的第2凹溝部的深度，也就是說，變速用纜線的內(nèi)纜線的力矩半徑小于連結(jié)用纜線的力矩半徑，因此只要以較小的力量來拉動連結(jié)用纜線就可連帶地拉動變速用的纜線的內(nèi)纜線，換言之，只要以很小的力量轉(zhuǎn)動操作構(gòu)件，就可以進(jìn)行變速操作。
此外，本案的第四發(fā)明所提供的自行車用變速操作裝置，系針對前述第二發(fā)明的自行車用變速操作裝置，將前述滾輪的外周面上的前述第1凹溝部形成凸輪形狀。
因為一般的自行車變速器的特性是愈朝往低速側(cè)(大鏈輪側(cè))變速換檔時，由于復(fù)位彈簧的彈推力量逐漸地變大，因此所需的操作力量也就愈來愈大。在前述第一至第四發(fā)明的自行車用變速操作裝置中，也是同樣地，愈是朝往低速側(cè)(大鏈輪側(cè))變速換檔時，所需的旋轉(zhuǎn)操作力量愈大。有監(jiān)于此，根據(jù)本案的第五發(fā)明的自行車用變速操作裝置的前述構(gòu)造，系將形成在前述滾輪上之供變速用纜線的內(nèi)纜線的纜線部分掛繞的第1凹溝部的形狀，制作成由淺逐漸變深的凸輪圓弧形狀，以資改變前述變速用纜線的內(nèi)纜線的力矩半徑，使其力矩半徑由大變小，如此一來，當(dāng)從高速檔變速到低速檔(小鏈輪側(cè)切換到大鏈輪側(cè))的復(fù)數(shù)個檔位當(dāng)中，均可用相同的力量轉(zhuǎn)動操作構(gòu)件來進(jìn)行變速操作。


至于本發(fā)明的其他特征以及優(yōu)點(diǎn)，將參照附圖配合本發(fā)明的實施例詳細(xì)說明如下。
圖1是先有技術(shù)的變速操作裝置的構(gòu)成要件的縱斷面圖。
圖2是沿著圖1的2-2線的斷面圖。
圖3是沿著圖1的3-3線的斷面圖。
圖4是顯示先有技術(shù)的變速操作裝置所采用的弧形彈簧構(gòu)件的正面圖。
圖5是具備本發(fā)明的的變速操作裝置的自行車的側(cè)面圖。
圖6是顯示本發(fā)明的實施例1的變速操作裝置的一部分構(gòu)件的立體分解圖。
圖7是顯示本發(fā)明的的實施例1的變速操作裝置的其他部分的構(gòu)件的部分剖開側(cè)面圖。
圖8是顯示中間部和固定構(gòu)件和操作部的各個齒輪部的形狀的斷面圖，其中圖8(a)顯示與變速用操作構(gòu)件16的齒輪部160相對向的中間體第2齒輪部171的斷面的示意圖；圖8(b)顯示與固定構(gòu)件15的齒輪部151相對向的中間體第1齒輪部170的斷面的示意圖。
圖9(a)顯示滾輪的一側(cè)面的前視圖。
圖9(b)顯示圖9(a)的側(cè)視圖。
圖9(c)顯示9(a)的俯視圖。
圖9(d)是沿著圖9(b)的d-d線的斷面圖。
圖9(e)是沿著圖9(b)的e-e線的斷面圖。
圖9(f)是沿著圖9(b)的d-d線的斷面圖，顯示實施例2的滾輪的第1凹溝部的形狀。
圖10是顯示本發(fā)明的變速操作裝置安裝在車把時的立體圖。
圖11是圖10的俯視圖，顯示滾輪與樹脂制外殼的配置關(guān)系。
圖12是顯示圖8所示的齒輪部進(jìn)行卷取動作時的動作的斷面圖。
圖13是顯示圖8所示的齒輪部進(jìn)行回卷動作時的動作的斷面圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在結(jié)合附圖，說明本發(fā)明的自行車用變速操作裝置實施例1。
圖5是顯示設(shè)有本發(fā)明的自行車用變速操作裝置的登山車1。這種登山車型自行車1具有前輪2、后輪3、踏板4、用來將鏈條5換掛到設(shè)在后輪3的鏈輪組7中的一個鏈輪上的變速器6、制動機(jī)構(gòu)9等。安裝于車把8的握把型變速操作裝置10經(jīng)由變速用纜線11來操作變速器6。
在本說明書中，經(jīng)常使用到前方向、后方向、橫方向等有關(guān)于方向的表達(dá)用語，這是以自行車為中心的方向而言。因此，例如右方向是指當(dāng)騎乘者坐在座墊的狀態(tài)時的右方向而言。
如圖5所示，典型的登山車的車把8朝自行車1的橫方向延伸，而本發(fā)明的裝置是關(guān)于被裝設(shè)在車把8的前端的變速操作裝置10，因此對于車把本身的形狀并無限定。但是，車把8的前端具有長筒形狀，所以可明確地定義出長邊方向。
圖6是顯示本發(fā)明的變速操作裝置10的一部分構(gòu)件的立體分解圖，圖7是顯示本發(fā)明的變速操作裝置10的其他部分的構(gòu)件之部分剖開側(cè)面圖。
變速操作裝置10的主要構(gòu)件包括變速用纜線11、樹脂制外殼12、金屬制固定環(huán)帶13、固定構(gòu)件15、變速用操作構(gòu)件16、中間體17、卷取體18、板簧20、滾輪21、連結(jié)用纜線23等所構(gòu)成。
下面，參照圖6和圖7詳細(xì)說明變速操作裝置10的各個構(gòu)件。
變速用纜線11的內(nèi)纜線11a的一端部11b安裝固定于滾輪21的第1固定部21a，另一端部(未圖示)則是連結(jié)到變速器6上。
樹脂制外殼12被一體地形成，它具有一個略呈無底碗形狀的中空環(huán)狀部12a以及從中空環(huán)狀部12a的外周部呈平面狀地延伸出去，而具有與中空環(huán)狀部12a大致呈垂直相交的平面之滾輪托架部12b。該中空環(huán)狀部12a的一側(cè)(小徑側(cè))形成斷面略呈C字形的套筒部12a’，另一側(cè)(大徑側(cè))形成斷面呈圓形的套筒部12a”。在滾輪托架部12b的大致中央部豎設(shè)有一樞支軸12c，可供滾輪21可轉(zhuǎn)動自如地樞支于該樞支軸12c上，該樞支軸12c的中心形成一個螺絲孔12h。在滾輪托架部12b的前端部又設(shè)有一螺絲孔12d，可供一用以調(diào)整變速用纜線11的松緊度的調(diào)整螺栓12e安裝于該處。此外，在樹脂制外殼12的中空環(huán)狀部12a與滾輪托架部12b的境界處，穿設(shè)有一個六角形狀的開孔12f，可供入一個六角螺帽12g。在樹脂制外殼12的中空環(huán)狀部12a與滾輪托架部12b的境界處的開孔12f的旁邊又開設(shè)一道細(xì)縫12m，可供后述的用以連結(jié)滾輪21與卷取體18的連結(jié)用纜線23經(jīng)由該細(xì)縫12m進(jìn)入套筒部12a”的內(nèi)部。此外，并在中空環(huán)狀部12a的中心孔的內(nèi)側(cè)面的數(shù)個部位形成有朝內(nèi)側(cè)突出的卡合用爪片12k。
金屬制固定環(huán)帶13是以鐵系合金經(jīng)加工而形成的，它具有環(huán)帶部13a，從環(huán)帶部13a的一端往外部直線地延伸的略呈倒L字形的固定臂件13b，以及設(shè)置在固定臂件13b上與環(huán)帶部13a相間隔的外殼安裝構(gòu)件13c，用于將外殼12的一部分安裝至固定環(huán)帶13。在L字形的固定臂件13b的前端部附近，穿設(shè)有一可對應(yīng)形成于前述滾輪托架部12b的樞支軸12c的中心螺絲孔12h的螺絲孔13k。在環(huán)帶部13a與固定臂件13b的境界處穿設(shè)有一個可對應(yīng)前述樹脂制外殼12的開孔12f的開孔13d，而且在環(huán)帶部13a的終端部13f的帶體上穿設(shè)有一可對應(yīng)前述開孔13d的開孔13g。金屬制固定環(huán)帶13可安裝到前述樹脂制外殼12的斷面略呈C字形的套筒部12a’的內(nèi)側(cè)，并且可利用從滾輪托架部12b的樞支軸12c的中心螺絲孔12h栓入的固定用螺栓22來將該金屬制固定環(huán)帶13與樹脂制外殼12連結(jié)成一體，同時又可利用該金屬制固定環(huán)帶13與樹脂制外殼12的緊密結(jié)合而具有補(bǔ)強(qiáng)該樹脂制外殼12的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度之效果。
固定構(gòu)件15如圖7所示，采用樹脂制品，其整體上有可配合車把8的外周的長筒形狀。在筒狀胴體15a的右端部設(shè)有規(guī)制用突起15b，可藉將其抵接到變速用操作構(gòu)件16而規(guī)制該變速用操作構(gòu)件16朝右方向移動。在筒狀胴體15a的左端部，沿著其圓周方向設(shè)有復(fù)數(shù)個細(xì)長矩形開孔15d，可藉由將這些開孔15d與形成在樹脂制外殼12的中心孔的內(nèi)側(cè)面上的復(fù)數(shù)個卡合用爪片12k互相卡合，而將該固定件15固定在樹脂制外殼12與其結(jié)合成一體。
在這個規(guī)制用突起15b的相反側(cè)，與中間體17抵接的部分設(shè)有大徑部分15c，在于這個大徑部分15c垂直于車把8的軸心X且與中間體17相對向的面15s上，設(shè)有固定構(gòu)件齒輪部151。將這個與軸心X保持垂直且面對于中間體17的面15s稱為“固定構(gòu)件的基準(zhǔn)面15s”。固定構(gòu)件齒輪部151具有從固定構(gòu)件15的基準(zhǔn)面15s朝軸心X方向延伸的復(fù)數(shù)個齒輪齒，圖號15h代表從基準(zhǔn)面15s起算的這個齒輪齒的高度。
變速用操作構(gòu)件16外嵌在前述固定構(gòu)件15的外周面上，且被支撐在固定構(gòu)件15上保持不能朝軸心X方向移動但可在軸心X的外周轉(zhuǎn)動的狀態(tài)。這個變速用操作構(gòu)件16整體而言，具有筒的形狀，在于與中間體17相對向的部分具有其外徑更大于胴部16a的大徑部分16b。在于這個大徑部分16b之與中間體17相對向的基準(zhǔn)面16s上，設(shè)有齒輪部160。這個齒輪部160具有從變速用構(gòu)件16的基準(zhǔn)面16s朝軸心X方向延伸的復(fù)數(shù)個齒輪齒，標(biāo)號160h代表從基準(zhǔn)面16s起算的這個齒輪齒的高度。
下面，說明中間體17，亦可稱為“惰輪”。這個中間體17整體上呈環(huán)狀，以其內(nèi)徑面17a可在固定構(gòu)件15的筒狀胴體15a上滑動的狀態(tài)外嵌在筒狀胴體15a上。這個中間體17可朝X軸方向改變位置，且可在第1軸外周旋轉(zhuǎn)。利用配置在圖7所示的卷取體18與中間體17之間的板簧20將中間體17朝變速用操作構(gòu)件16的方向彈壓。在這個中間體17之面對變速用操作構(gòu)件16的面上具有可與固定構(gòu)件15的齒輪部151嚙合的中間體第1齒輪部170、以及可與變速用操作構(gòu)件16的齒輪部160嚙合的中間體第2齒輪部171。如圖7所示，第1齒輪部170設(shè)在較第2齒輪部171更位于徑方向上的內(nèi)徑側(cè)。
在于中間體17之與卷取體呈相對向側(cè)的周部17b的外側(cè)，設(shè)有可與卷取體18卡合的圓弧狀卡合塊172。這個圓弧狀卡合塊172朝X軸心方向延伸。
第1和第二齒輪部170和171分別具有從與軸心X呈垂直的與變速用操作構(gòu)件16相對向的基準(zhǔn)面17s朝變速用操作構(gòu)件16的方向而沿著軸心X延伸的齒輪齒?？膳c變速用操作構(gòu)件16的齒輪部160卡合的中間體第2齒輪部171的齒輪齒的齒高171h高于與固定構(gòu)件15的齒輪部151卡合的中間體第2齒輪部的齒輪齒的齒高170h。
圖8(a)顯示與變速用操作構(gòu)件16的齒輪部160相對向的中間體第2齒輪部171的斷面的示意圖；圖8(b)顯示與固定構(gòu)件15的齒輪部151相對向的中間體第1齒輪部170的斷面的示意圖。
由圖8(a)和圖8(b)可明顯地看出這些齒輪部的齒輪齒分別具有沿著軸心X方向延伸的面、以及對軸心X呈傾斜的面。亦即，在中間體第1齒輪部170的齒輪齒具有沿著軸心X方向延伸的位置保持面170a，這個面是抵接在固定構(gòu)件15的齒輪部151的相對應(yīng)的面151a。而對軸心X呈傾斜的第一凸輪面170b則位于中間體第1齒輪部170的齒輪齒上，這個面可抵接到固定構(gòu)件15的相對應(yīng)面151b。
在于中間體第2齒輪部171的齒輪齒設(shè)有沿著軸心X延伸的面171a以及對軸心X呈傾斜的第2凸輪面171b。在于與這個中間體第2齒輪部171相對向的變速用操作構(gòu)件16的齒輪部160的齒輪齒上具有用以旋轉(zhuǎn)驅(qū)動中間體之沿著軸心X延伸的驅(qū)動面160a、以及與第2凸輪面171b相對應(yīng)的面160b。
此外，固定構(gòu)件的齒輪齒、中間構(gòu)件的齒輪齒、操作體的齒輪齒的齒長W全部都被設(shè)定成與要將變速段進(jìn)行一段變速時所需的變位距離相同的長度。下面，參照圖7說明卷取體18的形狀。
卷取體18外嵌在固定構(gòu)件15上，在其與中間體17相對向的側(cè)面，形成有復(fù)數(shù)個可與中間體17的圓弧狀卡合塊172互相嚙合的圓弧形狀卡合塊181。這種圓弧狀卡合塊181在軸心X方向上的寬度是與中間體17的圓弧形卡合塊172在軸心X方向上的寬度近乎相同，即使中間體17朝軸心X方向改變位置，依舊可保持中間體17與卷取體18的嚙合。
在卷取體18之與前述樹脂制外殼12的中空環(huán)狀部12a相對向的面上，且位于該卷取體18的外周部的稍微靠近內(nèi)徑側(cè)的部位，設(shè)有一安裝孔部182，用來安裝可與滾輪21構(gòu)成連動的連接用纜線23的一個端部23a，并且從該安裝孔部182起，沿著該卷取體18的中心孔的外周面，形成一道大致呈U字形的凹溝183，可供連結(jié)用纜線23的端部23a安裝到安裝孔182后，讓該連結(jié)用纜線23的纜線部分掛繞在該凹溝183內(nèi)，而連結(jié)用纜線23的另一端部23b則是安裝在滾輪21的第2個固定部21b。
下面，參照圖7說明板簧20，該板簧20呈中空細(xì)圓盤狀，被介裝在前述中間體17與卷取體18之間，可對于前述中間體17施加彈推力量，以將其朝向與前述變速用操作構(gòu)件16互相接觸的方向彈推。
下面，參照圖6以及圖9(a)至圖9(e)來說明滾輪21的構(gòu)造。
滾輪21是呈扁平圓盤形狀的滑輪，其具有滾輪體21k，有外周面21m，在其中心部穿設(shè)有一個軸孔21c，可將這個軸孔21c樞支在前述樹脂制外殼12的滾輪托架部12b的中央部的樞支軸12c上。
如圖9(a)、(b)所示，在滾輪21的外周面21m上開設(shè)有一個圓形的第1凹部21a(即第1固定部)，可供前述變速用纜線11的一端部11b安裝在此處，在第1凹部21a的中央穿設(shè)有一個小圓孔21a’，并從該小圓孔21a’起形成一道第1凹溝部21d，該第1凹溝部21d深深地切入滾輪21的外周面直到該滾輪21半徑方向上的中間位置為止，且其底面沿著該滾輪21圓周方向延伸成U字形的正圓的圓弧形狀。
如圖9(a)、(c)所示，在滾輪21一側(cè)面之鄰近外周的部位，開設(shè)有一個圓形的第2凹部21b(即第2固定部)可供前述連結(jié)用纜線23的端部23b安裝在此處。并在第2凹部21b的周邊上形成一道細(xì)縫21b’直到滾輪21的外周面上，而且從細(xì)縫21b’終端部起形成凹溝切入該滾輪21的外周面，而形成一道大致沿著該滾輪21的外周面之較淺的第2凹溝部21e。第2凹溝部21e在旋轉(zhuǎn)軸線Y的方向上相對第1凹溝部21d傾斜。該第2凹溝部21e具有相對第1凹溝部21d傾斜的第1溝段21x，和平行于第1凹溝部21d的第2溝段21y。
圖9(d)是沿著圖9(b)的d-d線的斷面圖，顯示第1凹溝部21d的底面的形狀，乃大致形成U字形的正圓的圓弧形狀，而從滾輪21的中心與第1凹溝部21d的底面之間的長度(距離)為L1。曲率半徑L1是恒定的。而變速用纜線11的內(nèi)纜線11a則是穿過凹部21a的中央小圓孔21a’后，將內(nèi)纜線11a的端部11b卡入第1凹部21a內(nèi)，同時將內(nèi)纜線11a掛繞在該第1凹溝部21d的底面而延伸出去，并將其另一端(未圖示)連結(jié)到變速器6。
圖9(e)是沿著圖9(c)的e-e線的斷面圖，顯示第2凹溝部21e的底面的形狀，除了第2凹溝部21e的開始一小部分的深度較深之外，其余的部分大致上形成沿著滾輪21的外周面的正圓的圓弧形狀，而從滾輪21的中心與第2凹溝部21e的底面之間的長度(距離)為L2。曲率半徑L2是變化的。而連結(jié)用纜線23的一端部23b安裝在滾輪21的第2凹部21b、并將其纜線部分掛繞在與第2凹部21b相連的第2凹溝部21e的底面而延伸出去，并將其另一端23a連續(xù)到卷取體18的安裝孔部182。
由于滾輪21的第2凹溝部21e的底面至滾輪21的圓心的距離L2大于第1凹溝部21d的底面至滾輪21的圓心的距離L1，亦即L2＞L1，因此掛繞在第2凹溝部21e的底面上的連結(jié)用纜線23的力矩將會大于掛繞在第1凹溝部21d的底面上的變速用纜線11的內(nèi)纜線11a的力矩。換言之，只要以較小的力量來拉動連結(jié)用纜線23就可輕易地帶動變速用纜線11的內(nèi)纜線11a進(jìn)行移動。
此外，因為是將用來安裝前述變速用纜線11的內(nèi)纜線11a的端部11b的第1凹部21a和用來安裝前述連結(jié)用纜線23的一端部23b之第2凹部21b的位置趨近于同一平面，所以只要在很小厚度的滾輪21的外周面就可同時掛繞兩條纜線11a、23，因此滾輪21的厚度很小。
如圖6所示，在將變速用纜線11的內(nèi)纜線11a的一端部11b安裝在滾輪21的第1凹部21a，且將內(nèi)纜線11a的纜線部分掛繞在第1凹溝部21d內(nèi)，同時又將連結(jié)用纜線23的一端部23b安裝在滾輪21的第2凹部21b，且將連結(jié)用纜線23的纜線部分掛繞在第2凹溝部21e內(nèi)的狀態(tài)(即圖9(d)、(e)所示的狀態(tài))下，將滾輪21的軸孔21c樞支在前述樹脂制外殼12的滾輪托架部12b的樞支軸12c上，然后再于樞支軸12c的上面安裝一個具有變速檔位顯示窗28a的大致呈L字形的金屬制蓋板28，并使該蓋板28的具有螺絲孔28b的一端配置于滾輪托架部12b的螺絲孔12d的后方，將兩個螺絲孔28b和12d互相對齊。在這種狀態(tài)下，將固定螺絲22穿過墊片22a、蓋板28的中孔28后，再穿過該樞軸12c的中孔12h后，將該固定螺絲22的螺紋部前端22t旋入被配置于前述樹脂制外殼12的斷面略呈C字形的套筒部12a’的內(nèi)側(cè)金屬制固定環(huán)帶13的前端的螺絲孔13k，即可使得該滾輪21被保持成可轉(zhuǎn)動自如的狀態(tài)。同時又可利用固定螺絲22與該金屬制固定環(huán)帶13的螺絲孔13k的螺合而將該金屬制固定環(huán)帶13與樹脂制外殼12緊密地連結(jié)成一體，進(jìn)而具有補(bǔ)強(qiáng)該樹脂制外殼12的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度之效果。然后，在將金屬制固定環(huán)帶13的環(huán)帶部13a套在車把8的狀態(tài)下，利用螺栓25，將其螺紋部25a穿過環(huán)帶部13a的開孔13g、13d后，與被配置在樹脂制外殼12的開孔12f內(nèi)的六角螺帽12g螺合，即可將該變速操作裝置10固定在車把8的外周上。
另外，在這個滾輪21的上面設(shè)有供顯示變速段的顯示部。這個顯示部如圖10所示，是寫在滾輪21的側(cè)面上供表示變速段的數(shù)字，可從被設(shè)在蓋板28上的窗口28a看見這種數(shù)字。這個窗口的位置與表示變速段的數(shù)字之間的位置關(guān)系是被調(diào)整成剛好可顯示出與變速段相對應(yīng)的數(shù)字。
圖10顯示本發(fā)明的握把型變速操作裝置10被安裝于車把8時的狀態(tài)之立體圖。
可沿著車把8的外周方向轉(zhuǎn)動的變速用操作構(gòu)件16的外面安裝有橡膠制套筒16h，其表面形成有許多排列整齊的矩形小凸粒16h’，當(dāng)騎乘者以手握持套筒16h時，可提供適當(dāng)?shù)哪Σ亮Α?br> 另外，圖中所示的制動機(jī)構(gòu)9是由安裝在變速操作裝置10的樹脂制外殼12的旁邊的煞車柄托架9b、和可轉(zhuǎn)動地樞支在煞車柄托架9b上的煞車柄9a、和基內(nèi)纜線(未圖示)被連結(jié)在煞車柄9a的基端的煞車?yán)|線9c所組成的。
圖11是圖10的俯視圖，顯示滾輪21與樹脂制外殼12的配置關(guān)系。由圖11可看出，滾輪21的旋轉(zhuǎn)軸的中心是配置于由前述固定環(huán)帶13的長軸方向起朝向該車把8中心側(cè)偏位的位置處的前述的樹脂制外殼12的固定臂件(即滾輪托架部12b)上，而且滾輪21的外周邊緣并未超出滾輪托架部12b的寬度范圍，因此當(dāng)騎乘者的手指握住變速用操作構(gòu)件16的橡膠制套筒16h進(jìn)行變速操作時，并不會接觸到滾輪21，不會妨礙進(jìn)行變速操作的動作。而且，滾輪21是配置于由前述的樹脂制外殼12的固定臂件(即滾輪托架部12b)上，因此該滾輪21與車把8之間仍然保有相當(dāng)?shù)目臻g，所以可充分地對應(yīng)各種不同厚度的煞車柄托架9b，不會因安裝了本發(fā)明的握把型變速操作裝置10而變成無法安裝厚度較大的煞車柄托架。
下面，參照圖12和圖13說明本發(fā)明的變速操作裝置，特別是將焦點(diǎn)集中在由中間體17和固定部15和操作部的各個齒輪部所構(gòu)成的離合器的部分，說明實際的動作。但是，為了簡化圖面起見，乃將圖12和圖13中的齒輪形狀予以簡化表示。
在圖12中，是依照圖12(a)-(d)的順序來顯示當(dāng)操作部16被朝往卷取方向操作時，這些部分的移動情形。
首先，將操作部16朝對應(yīng)于卷取體18的卷取方向的其中一方向(圖12中以箭頭D1所表示的方向)轉(zhuǎn)動時，變速用操作構(gòu)件16的齒輪部160的驅(qū)動面160a將抵接到中間體17的第2齒輪部171的面171a，而將中間體17往軸心X的外周方向轉(zhuǎn)動。于是，中間體17的第1齒輪部170與第2齒輪部171將被形成一體，所以可相對于固定構(gòu)件151移動。
如圖12(b)和(c)所示，中間體170被第1齒輪部的第1凸輪面170b朝卷取體18的卷取方向轉(zhuǎn)動，并且又朝第1軸方向改變位置。如果又將變速用操作構(gòu)件16更朝卷取方向轉(zhuǎn)動的話，就如圖12(d)所示般，中間體17的第1齒輪部的齒輪齒將越過固定構(gòu)件15的齒輪齒，中間體17將在相對于固定構(gòu)件15移動了一變速段W后的位置，再度成為卡止在固定構(gòu)件15上的狀態(tài)。此時，中間體17的位置保持面170a將和與之相對應(yīng)的固定構(gòu)件15的面151a互相抵接，而使得中間體17的位置被保持在固定構(gòu)件15上。
此時，在中間體第2齒輪部171與操作部16的齒輪部160的卡合部分，中間體第2齒輪部171的齒高171h較中間體第1齒輪部170的齒高170h更高，所以即使中間體第1齒輪部170的齒輪齒越過固定構(gòu)件15的齒輪齒，中間體第2齒輪部171的齒輪齒也不會越過變速用操作構(gòu)件16的齒輪部160的齒，而是卡合在相同的齒輪齒。也就是說，中間體17與變速用操作構(gòu)件16之間的相對位置，無論在變速用操作構(gòu)件16的操作動作的前后均無改變。
因為中間體17一直卡合在卷取體18上，所以卷取體18與中間體17一起在固定構(gòu)件15上移動1變速段W的距離。
下面，以圖13來說明將變速用操作構(gòu)件16朝與卷取方向呈相反方向(也就是回卷方向)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)操作時的中間體17和卷取體18相對于固定構(gòu)件15的移動情況。
在圖13中，依照圖13(a)-(d)的順序來顯示當(dāng)操作部16被朝往與卷取方向相反的方向操作時，這些部分的移動情形。
將變速用操作構(gòu)件16朝圖13中以D2所示的方向(與前述的其中一方向D1相反的方向)轉(zhuǎn)動時，設(shè)在中間體17的第2齒輪部的第2凸輪面171b是在與之對應(yīng)的操作部的齒輪部160上滑動而變速用操作構(gòu)件16朝D2方向改變位置，同時中間體17將沿著軸心方向朝遠(yuǎn)離變速用操作構(gòu)件16的方向移動。此時，中間體17的位置保持面卡止在固定構(gòu)件15上的相對應(yīng)的面151a上，所以位置保持面170a將只在固定構(gòu)件15上的相對應(yīng)的面151a上進(jìn)行滑動，因此，中間體17在這個時候并不會在軸心的外周上發(fā)生轉(zhuǎn)動移位。如果更進(jìn)一步將變速用操作構(gòu)件16朝D2所示的方向轉(zhuǎn)動的話，因為中間體第1齒輪部170的齒輪齒的齒高170h較之中間體第2齒輪部171的齒高171h更低，所以將如圖13C所示，中間體第1齒輪部170的齒輪齒將越過與之對應(yīng)的固定構(gòu)件15的齒輪齒。此時，中間體17將藉由卷取體18而被往回卷方向(D2所示的方向)彈壓，所以中間體17將會如圖13d所示，在固定構(gòu)件15上朝回卷方向移動一變速段(W)的距離。此時，中間體第2齒輪部171相對于變速用操作構(gòu)件16的齒輪部160，雖然是暫時往分開的方向移動，但是當(dāng)中間體第1齒輪部170的齒輪齒越過固定構(gòu)件15的齒輪齒后，將再度與相同的齒輪齒卡合。
因此，無論是將自行車用變速操作裝置10的變速用操作構(gòu)件16予以正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，均只需很輕的力量即可將其轉(zhuǎn)動，并且可獲得精確的變速定位的效果。
現(xiàn)參照圖9(f)說明本發(fā)明的實施例2。
由于一般的自行車變速器的特性是愈朝往低速側(cè)(大鏈輪側(cè))變速換檔時，因復(fù)位彈簧的彈推力量逐漸地變大，所需的操作力量也就愈來愈大。有監(jiān)于此，根據(jù)本實施例2，乃將形成在前述滾輪21上的供變速用纜線11的內(nèi)纜線11a的纜線部分掛繞的第1凹溝部21d的形狀，制作成具有如圖9(f)所示的由淺逐漸變深的凸輪圓弧形狀的第1凹溝部21d’，除此之外，其他各構(gòu)成要件均與前述實施例1相同，因此省略其說明。藉由采用具有這種凸輪圓弧形狀的第1凹溝部21d’的滾輪21可改變該變速用纜線11的內(nèi)纜線11a的力矩半徑，使其力矩半徑由大變小，如此一來，當(dāng)從高速檔變速到低速檔(小鏈輪側(cè)切換到大鏈輪側(cè))的復(fù)數(shù)個檔位當(dāng)中，均可用相同的力量轉(zhuǎn)動操作構(gòu)件來進(jìn)行變速操作。
根據(jù)本案的第一發(fā)明的自行車用變速操作裝置，只要較輕的力量就可執(zhí)行變速定位，且不必采用高價的金屬制外殼即可達(dá)到充分的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，而且不會妨礙煞車柄托架的安裝位置，又具有可充分對應(yīng)各種尺寸的煞車柄托架的效果。此外，可達(dá)成更為精確的變速定位的效果。根據(jù)本案的第二發(fā)明的自行車用變速操作裝置，除了第2發(fā)明的效果之外，由于滾輪的厚度很小，可使得自行車用變速操作裝置的整體厚度亦不會過大。根據(jù)本案的第三發(fā)明的自行車變速操作裝置，除了第二發(fā)明的效果之外，只要以很小的力量轉(zhuǎn)動操作構(gòu)件，就可以進(jìn)行變速操作，具有方便操作的效果。
根據(jù)本案的第四發(fā)明的自行車用變速操作裝置，除了第三發(fā)明的效果之外，當(dāng)進(jìn)行從高速檔切換到低速檔的變速操作時，具有從最低速檔到最高速檔的變速操作所需的力量都大致趨于一致的效果。
權(quán)利要求
1.一種滾輪，其包括一具有外周面和旋轉(zhuǎn)軸線的滾輪體，當(dāng)從該旋轉(zhuǎn)軸線的方向觀察該滾輪體時，該旋轉(zhuǎn)軸線是位于中心；一形成在該外周面上的第1凹溝部，用于在其上卷繞一第1傳遞元件；一形成在該外周面上的第2凹溝部，用于在其上卷繞一第2傳遞元件；其中該第2凹溝部相對于該第1凹溝部傾斜；一用于安放固定至該第1傳遞元件的一端部的第一凹部，該第1凹部具有一大致圓柱形形狀，其限定一與該第1凹溝部大致相切并且在沿徑向偏離旋轉(zhuǎn)軸線處的偏心縱向第1軸線；一用于安放固定至該第2傳遞元件的一端部的第2凹部，該第2凹部具有一大致圓柱形的形狀，其限定一沿著該旋轉(zhuǎn)軸線的方向的偏心的縱向第1軸線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滾輪，其特征在于，該滾輪具有一安裝部，以使該滾輪繞一旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，并且該第2凹溝部是在該旋轉(zhuǎn)軸線的方向上相對該第1凹溝部傾斜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滾輪，其特征在于，該第1凹溝部具有恒定的曲率半徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滾輪，其特征在于，該第1凹溝部具有變化的曲率半徑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滾輪，其特征在于，該第1凹部是設(shè)置在外周面的近鄰處，而該第2凹部是設(shè)置在外周面的近鄰處。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滾輪，其特征在于，該縱向第1軸線的取向是大致垂直于該旋轉(zhuǎn)軸線。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的滾輪，其特征在于，該第2凹溝部具有一相對該第1凹溝部傾斜的第1凹溝部段；及一與該第1凹溝部平行的第2凹溝部段。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的滾輪，其特征在于，該第1凹溝部的取向是垂直于該旋轉(zhuǎn)軸線。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的滾輪，其特征在于，該第1凹部與第2凹部在滾輪體的周向上相間隔。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的滾輪，其特征在于，整個第1凹溝部的取向是垂直于該旋轉(zhuǎn)軸線。
全文摘要
一種自行車用變速操作裝置的滾輪，其包括一具有外周面和旋轉(zhuǎn)軸線的滾輪體，當(dāng)從旋轉(zhuǎn)軸線的方向觀察滾輪體時，旋轉(zhuǎn)軸線是位于中心；一形成在外周面上的第1凹溝部，用于在其上卷繞一第1傳遞元件；一形成在外周面上的第2凹溝部，用于在其上卷繞一第2傳遞元件；其中第2凹溝部相對于第1凹溝部傾斜；一用于安放固定至第1傳遞元件的一端部的第一凹部，第1凹部具有一大致圓柱形形狀，其限定一與第1凹溝部大致相切并且在沿徑向偏離旋轉(zhuǎn)軸線處的偏心縱向第1軸線；一用于安放固定至第2傳遞元件的一端部的第2凹部，第2凹部具有一大致圓柱形的形狀，其限定一沿著旋轉(zhuǎn)軸線的方向的偏心的縱向第1軸線。
文檔編號B62M25/04GK1401537SQ0214063
公開日2003年3月12日 申請日期1998年7月23日 優(yōu)先權(quán)日1997年7月24日
發(fā)明者尾瀨憲治 申請人:株式會社島野