專利名稱：換檔機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明系指一種換檔機(jī)構(gòu)，它具有一杠桿臂及一與齒輪構(gòu)件的齒輪齒嚙合的棘爪構(gòu)件，以限制杠桿臂的移動(dòng)而為逐段步進(jìn)式移動(dòng)。
近來(lái)多級(jí)速度自行車已非常普遍。多級(jí)速度自行車?yán)绨荣愖孕?，街用自行車及登山自行車。多?jí)速度自行車通常具有至少一齒輪變速換檔裝置及操控齒輪變速換檔裝置的杠桿機(jī)構(gòu)。應(yīng)知還有幾種多級(jí)速度自行車所具有的換檔機(jī)構(gòu)采用不同於齒輪變速換檔裝置的機(jī)構(gòu)，以改變自行車的齒輪比。
用來(lái)改變自行車齒輪比的杠桿機(jī)構(gòu)通常系指換檔機(jī)構(gòu)。換檔機(jī)構(gòu)包含一杠桿臂，杠桿臂支承於聯(lián)接於自行車車架的基座而擺動(dòng)。杠桿臂聯(lián)接於一線，該線接至一齒輪變換檔裝置或類似的齒輪比改變機(jī)構(gòu)。乘騎者移動(dòng)杠桿臂至大略位置，因而移動(dòng)線便相應(yīng)地移動(dòng)齒輪比改變機(jī)構(gòu)。杠桿臂則移動(dòng)至與所希望的齒輪比相應(yīng)的位置。杠桿臂的移動(dòng)受諸如摩擦力的限制，足以使杠桿臂保持定位，但摩擦力不致于太大，而影響使用者輕易改變齒輪比。杠桿臂變擋的定位并不精確。
然而近年來(lái)，換檔機(jī)構(gòu)已發(fā)展成精密機(jī)構(gòu)，可容許杠桿臂鎖入一組不同的位置，各位置根據(jù)齒輪變速換檔裝置或類似的齒輪比改變機(jī)構(gòu)的變檔特性對(duì)應(yīng)於一齒輪比。例如，

圖1顯示一已知變檔機(jī)構(gòu)1。
已知變檔機(jī)構(gòu)1中，一基座(未圖示)將變檔機(jī)構(gòu)聯(lián)接至自行車(未圖示)的車架或把手或聯(lián)接至自行車(未圖示)把手上剎車杠桿機(jī)構(gòu)?；?未圖示)連接至一盤構(gòu)件2。盤構(gòu)件2具有一線套管保持件2a，可接合并支持內(nèi)有內(nèi)線通過(guò)的線套管(未圖示)。
軸構(gòu)件3藉銷3a聯(lián)接至盤構(gòu)件2，銷3a伸過(guò)盤構(gòu)件2中的孔2b?？蓪N3a點(diǎn)焊於板構(gòu)件2，或沖孔，使銷3a於孔2b內(nèi)變形。軸構(gòu)件3具有一縮凹軸3b，縮凹軸3b的外緣上有螺紋3c形成。
一把手4具有一杠桿臂5，一中鏜孔4a，突起4b及一線保持孔4c。當(dāng)機(jī)構(gòu)1組合裝完成時(shí)，縮凹軸3b通過(guò)中孔4a。一定位盤6具有兩相對(duì)之縮凹口6a，一組相對(duì)的凹處6b及一中孔6c。當(dāng)機(jī)構(gòu)1組裝完成時(shí)，縮凹軸通過(guò)孔6c。當(dāng)機(jī)構(gòu)1組裝完成時(shí)，縮凹口6a套合突起4b。固定板7具有一縮凹中孔7b及兩球孔7a。球8置於各球孔7a。球8直徑大於固定板7之厚度。保持板9也具有一縮凹中孔9a，縮凹軸3b通過(guò)該孔。保持板9還具有兩球限定突起9b，與定位盤6嚙合時(shí)，以保持7a孔中的球8。一帶螺紋的螺帽10旋至縮凹軸3b上以結(jié)合機(jī)構(gòu)1。使用時(shí)，一線(未圖示)通過(guò)線套管保持件2a中的孔2c并通過(guò)線保持孔4c。
杠桿臂5運(yùn)動(dòng)而使線(未圖示)運(yùn)動(dòng)。組裝完成后，機(jī)構(gòu)1可容許杠桿臂5繞軸構(gòu)件3轉(zhuǎn)動(dòng)。由於突起4b與兩相對(duì)縮凹口6a嚙合，定位盤6隨杠桿臂5轉(zhuǎn)動(dòng)。然而，中孔7b及9a受縮凹軸3b限定，故無(wú)法相對(duì)軸構(gòu)件3而轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)杠桿臂轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，定位盤6則隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，球8受孔7a及球限定突起9b的限定以嚙合定位盤6的表面。球8可嚙合并伸入任一凹處6b。當(dāng)球8嚙合一對(duì)相對(duì)的凹處6b時(shí)，杠桿臂6則和緩地鎖至預(yù)定位置。
因球8與凹處6b作用，杠桿臂5被限定於繞軸構(gòu)件3逐段步進(jìn)式運(yùn)動(dòng)。杠桿臂5可如此控制自行車的換檔。
前述設(shè)計(jì)有許多缺點(diǎn)，示於圖1。一缺點(diǎn)即零件數(shù)目過(guò)多而制造成本昂貴。另一缺點(diǎn)即圖1所示一些零件於制造時(shí)需要精密機(jī)械加工。例如，軸的一部分必需縮凹并於其上形成螺紋。再者，各板7，9具有一非圓形孔，必須采用極昂貴的制造過(guò)程。
因此，本發(fā)明的一目的是降低換檔機(jī)構(gòu)中所需的零件數(shù)目。
本發(fā)明另一目的是降低換檔機(jī)構(gòu)的制造成本。
本發(fā)明的一個(gè)方面內(nèi)容，一換檔機(jī)構(gòu)包含一具有線套管保持部的基座構(gòu)件；一杠桿把手具有中心孔、支承部及棘爪保持凹處；一軸構(gòu)件置於中心孔內(nèi)并固定至基座構(gòu)件；一齒輪構(gòu)件近似盤形，具有一般的中空內(nèi)部，其內(nèi)圓周表面上形成有齒輪齒，齒輪構(gòu)件固定至軸構(gòu)件；一棘爪構(gòu)件置於棘爪保持凹處中以與齒輪的嚙嚙合。
較佳地，杠桿把手由塑料材料制成。
較佳地，齒輪構(gòu)件由鋼板材料制成，沖壓形成盤形及齒輪齒。
較佳地，棘爪構(gòu)件以塑料材料構(gòu)成。
較佳地，齒輪構(gòu)件與基座構(gòu)件將杠桿把手限定於其間，并容許杠桿把手繞軸構(gòu)件轉(zhuǎn)動(dòng)。
較佳地，棘爪構(gòu)件限定杠桿把手繞軸構(gòu)件作預(yù)定的逐段運(yùn)動(dòng)。
本發(fā)明所有目的，特性，內(nèi)容及優(yōu)點(diǎn)可參照附圖由以下詳細(xì)說(shuō)明而得以完全明朗，附圖中以相同參考數(shù)字標(biāo)明全程對(duì)應(yīng)的零件。
圖1為已知換檔機(jī)構(gòu)構(gòu)造的分解圖；圖2為另一換檔機(jī)構(gòu)構(gòu)造的分解圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明之換檔機(jī)構(gòu)的分解圖；圖4顯示圖3所述換檔機(jī)構(gòu)的橫截面；及圖5為圖3及4所述換檔機(jī)構(gòu)的分解透視圖。
參考圖2所示的自行車換檔機(jī)構(gòu)。換檔機(jī)構(gòu)20包含一般構(gòu)件22，其具有一線套管保持部22a及一組孔22b。盤構(gòu)件22可聯(lián)接至自行車把手(未圖示)或聯(lián)接至自行車把手(未圖示)上的自行車剎車杠桿臂機(jī)構(gòu)(未圖示)。
軸構(gòu)件23具有一軸部23a、一其上有螺紋的縮凹軸部23b及一盤形基座部23d。基座部23d其上有多個(gè)銷23e。軸構(gòu)件23藉銷23e聯(lián)接至盤構(gòu)件22。銷23e伸入孔22b中并可變形或焊接以將軸構(gòu)件23固定至盤構(gòu)件22。
一把手24包含一杠桿臂25、一中心孔24a、一棘爪凹處24b成形於環(huán)形凹處24c。環(huán)形凹處24c包含軸面24e，中心孔24a通過(guò)它延伸。把手24也具有線保持孔24f。把手24支承於軸構(gòu)件23上。具體地說(shuō)，軸部23a及縮凹軸部23b通過(guò)中心孔24a，把手24因而支承在軸構(gòu)件23的軸部23a上。
一棘爪構(gòu)件26置於棘爪凹處24b內(nèi)。齒輪構(gòu)件27置於環(huán)形凹處24c內(nèi)并與棘爪構(gòu)件26嚙合。齒輪構(gòu)件27具有一中心縮凹孔27a，故軸構(gòu)件23的縮凹軸部23b通過(guò)縮凹中心孔27a而延伸，可避免齒輪27相對(duì)於軸構(gòu)件23及盤構(gòu)件22轉(zhuǎn)動(dòng)。齒輪構(gòu)件27在其外圓周界上具有齒輪齒27b。
保持板28具有一縮凹中心孔28a。保持板28支承在軸構(gòu)件23上，故縮凹軸部23b通過(guò)保持板28的縮凹孔28a而延伸，以避免保持板28相對(duì)於軸構(gòu)件23轉(zhuǎn)動(dòng)。一螺帽29旋至軸構(gòu)件23的螺紋23c上，以將保持板29及齒輪27固定於軸構(gòu)件23。再者，螺帽29及保持板28將把手24保持在軸構(gòu)件23上，但允許把手24及杠桿臂25在軸構(gòu)件23的軸部23a上轉(zhuǎn)動(dòng)。
換檔機(jī)構(gòu)20裝在自行車上時(shí)，可使線(未圖示)根據(jù)齒輪齒27b的尺寸及形狀及齒輪齒27b與棘爪構(gòu)件26嚙合的狀況而以預(yù)定的逐段式運(yùn)動(dòng)。
圖3，4及5顯示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的換檔機(jī)構(gòu)30。參考圖3，換檔機(jī)構(gòu)30包含一盤構(gòu)件31，其具有一線套管保持部31a及一縮凹中心孔31b。軸構(gòu)件32具有一中軸部32a，一下切痕軸部32b及一上切痕軸部32c。下切痕軸部32b形狀可配合盤構(gòu)件31中的縮凹中心孔31b形狀。組裝后如圖4所示截面，下切痕軸部32b延伸至縮凹中心孔31b。
軸構(gòu)件32較佳為金屬制成。具體地說(shuō)，軸構(gòu)件32用滾軋鋼板制成。然而可知也可使用非鐵金屬，軸構(gòu)件32也可用較高級(jí)的鋼材制成，并加工至圖3及4所示之軸形。
下切痕軸部32b可以用很多方法固定至盤構(gòu)件31。例如，一旦插入縮凹中心孔31b，可將切痕軸部32b沖孔或變形以限制軸構(gòu)件32相對(duì)盤構(gòu)件31軸向移動(dòng)。替換地，軸構(gòu)件32可焊接至盤構(gòu)件31。再者，軸構(gòu)件也可壓配入盤構(gòu)件31。軸構(gòu)件32可替換由非金屬材料制成，故可將軸構(gòu)件32粘合至盤構(gòu)件31。
再參考圖3，把手33具一杠桿臂34。把手33具一線保持孔33a。中孔33b通過(guò)把手33延伸。有一大致為圓柱形的突起33d由把手延伸并與中孔33b同心。突起33d一部分消失以界定伸入把手33的棘爪凹處33c。棘爪構(gòu)件35裝入棘爪凹處33c，如圖4所示。軸構(gòu)件32通過(guò)把手33之中孔33b延伸，如圖4所示。
齒輪構(gòu)件36為盤形，并具開放的中空內(nèi)部?？s凹中心孔36b位於齒輪構(gòu)件36內(nèi)，伸入中空內(nèi)部。一組齒輪的齒36a位於齒輪構(gòu)件36內(nèi)圓周界上。如圖4所示，齒輪的齒36a可嚙合棘爪構(gòu)件35。上切痕部32c伸入齒輪構(gòu)件36之縮凹中心孔36b。
上切痕軸部32c可以用很多方法固定至齒輪構(gòu)件36。例如，一旦插入縮凹中心孔36b，可將上切痕軸部32c沖孔或變形以限制軸構(gòu)件32相對(duì)齒輪構(gòu)件36軸向移動(dòng)。替換地，軸構(gòu)件32可焊接至齒輪構(gòu)件36。再者，軸構(gòu)件32可壓配入孔36b。軸構(gòu)件32可替換為非金屬材制成，本例中可將軸構(gòu)件32粘合至盤構(gòu)件31，或以一螺栓於該處伸過(guò)，將各式構(gòu)件與軸構(gòu)件32固定。。
把手33，34較佳的用塑料材料制成，其具良好的抗拉強(qiáng)度及剪應(yīng)力強(qiáng)度以經(jīng)得起於自行車上使用。齒輪構(gòu)件36，軸構(gòu)件32及盤構(gòu)件31較佳的用金屬制成。棘爪構(gòu)件35較佳的用塑料材料制成，但也可用鋼材等金屬制成。
齒輪構(gòu)件36較佳的用金屬制成。例如，可由沖壓鋼板制成齒輪構(gòu)件36。再者，齒輪構(gòu)件36具有環(huán)繞其內(nèi)周界延伸360°的齒輪齒36a，或替換地，齒輪36具有環(huán)繞其內(nèi)周界延伸180°以下的齒輪齒。齒輪36a的數(shù)目根據(jù)不同的齒輪比而預(yù)定，該齒輪比由配合的齒輪比改變機(jī)構(gòu)(如齒輪變速換檔裝置)(未圖示)來(lái)提供。例如，若機(jī)構(gòu)30欲使用於具5齒輪的自行車，則齒輪齒36a的齒數(shù)必須容許杠桿臂34移至五個(gè)預(yù)定位置，位置則取決於尺寸、深度及各齒輪齒36a之間的間隔。齒輪齒36a實(shí)際數(shù)目也為棘爪構(gòu)件35尺寸的函數(shù)。
參考圖5，使用時(shí)，換檔機(jī)構(gòu)30連接至線c，線c的一端E，伸過(guò)線保持孔33a，故該端E使線c保持於其內(nèi)。線c也包含一受線套管保持部31a限定的套管s，故不會(huì)相對(duì)盤構(gòu)件31運(yùn)動(dòng)。
換檔機(jī)構(gòu)30以如下方式操作。當(dāng)杠桿臂34被乘騎者運(yùn)動(dòng)時(shí)，盤構(gòu)件31由一基座(未圖示)限制其運(yùn)動(dòng)，該基座將換檔機(jī)構(gòu)30固定至自行車之車架或把手(未圖示)。當(dāng)杠桿臂34運(yùn)動(dòng)時(shí)，至少一個(gè)齒輪齒36a嚙合棘爪構(gòu)件35。棘爪構(gòu)件35於凹處33c轉(zhuǎn)動(dòng)，并容許齒輪構(gòu)件36移動(dòng)一段預(yù)定距離，該距離對(duì)應(yīng)於棘爪構(gòu)件35一部分與另一齒輪齒36a的嚙合。棘爪35與齒輪齒36a嚙合限制杠桿臂運(yùn)動(dòng)，因此限制連接的線c為逐段的預(yù)定運(yùn)動(dòng)。
與圖1中已知機(jī)構(gòu)及圖2中換檔機(jī)構(gòu)相比，換檔機(jī)構(gòu)30的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，且零件數(shù)減少。簡(jiǎn)化的構(gòu)形可減少制造成本并方便組裝。
換檔機(jī)構(gòu)30之軸構(gòu)件32較佳由滾軋鋼板制成。因此，與已知技術(shù)相比，軸構(gòu)件之制造成本可降低及簡(jiǎn)化。
本發(fā)明各細(xì)節(jié)可變化，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。再者，根據(jù)本發(fā)明前述實(shí)施例的說(shuō)明僅供說(shuō)明參考，故并不限于由所附權(quán)利要求及其等同物所界定的。
權(quán)利要求
1.一種換檔機(jī)構(gòu)，包含一基座構(gòu)件，具有一線套管保持部；一杠桿把手，具有一中心孔，一支承部及一棘爪保持凹處；一軸構(gòu)件，置於中心孔內(nèi)，軸構(gòu)件固定至基座構(gòu)件；一齒輪構(gòu)件，為盤形并具大致中空之內(nèi)部，內(nèi)部的內(nèi)圓周表面上具有齒輪齒，齒輪構(gòu)件固定至軸構(gòu)件；及一棘爪構(gòu)件，置于所述的棘爪保持凹處中以與所述的齒輪的齒嚙合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換檔機(jī)構(gòu)，其中杠桿把手由塑料材料制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換檔機(jī)構(gòu)，其中軸構(gòu)件由鋼板變形制成中空軸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換檔機(jī)構(gòu)，其中齒輪構(gòu)件由鋼板材沖壓制成盤形及齒輪齒。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換檔機(jī)構(gòu)，其中棘爪構(gòu)件由塑料材料制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換檔機(jī)構(gòu)，其中齒輪構(gòu)件及基座構(gòu)件將杠桿臂限定其間，并容許杠桿臂繞軸構(gòu)件轉(zhuǎn)動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換檔機(jī)構(gòu)，其中棘爪構(gòu)件限定杠桿臂繞軸構(gòu)件以預(yù)定的逐段方式運(yùn)動(dòng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換檔機(jī)構(gòu)，其中軸構(gòu)件由鋼板變形制成具有切痕端的中空軸，中空軸第一端形狀可嚙合基座構(gòu)件，中空軸第二端形狀可嚙合齒輪構(gòu)件。
全文摘要
一種換檔機(jī)構(gòu)，包含一盤形基座構(gòu)件，基座構(gòu)件具有切痕中心孔及一線套管保持部。一軸構(gòu)件具有切痕端，軸構(gòu)件一端伸過(guò)切痕中心孔。一齒輪構(gòu)件于內(nèi)圓周表面具有齒輪齒，且具有一切痕中心孔。軸構(gòu)件另一端伸入齒輪構(gòu)件之切痕中心孔并固定于其上。齒輪構(gòu)件及基座構(gòu)件將杠桿把手限定于其間，但容許杠桿把手轉(zhuǎn)動(dòng)。一棘爪構(gòu)件保持于杠桿把手中的凹處內(nèi)，以嚙合齒輪構(gòu)件的齒而限制杠桿把手移動(dòng)至預(yù)定的弧形段位。
文檔編號(hào)B62M25/04GK1159410SQ97100590
公開日1997年9月17日 申請(qǐng)日期1997年2月3日 優(yōu)先權(quán)日1996年2月2日
發(fā)明者桐本寬司, 岡三津夫 申請(qǐng)人:株式會(huì)社島野