自行车变速花毂的旋转控制接口模块.pdf

本发明公开了一种自行车变速花毂的旋转控制接口模块，固定于自行车的轴心上，与一自行车变速花毂一端的换档机构连结，主要由导线支撑架(cable bracket)、导线转轮(cable pulley)、回位弹簧(spring)及扣件装置组成，其中导线转轮(cable pulley)上设有导线槽可供导线缠绕，可随着导线的拉动而对轴心转动，该导线转轮(cable pulley)与换档机构连结带动；回位弹簧(spring)分别连接固定于导线转轮(cable pulley)与导线支撑架(cable bracket)或扣件装置上；扣件装置，用以将导线支撑架(cable bracket)、导线转轮(cable pulley)及回位弹簧(spring)限定在适当的位置内作动。

1、  一种自行车变速花毂的旋转控制接口模块，固定于自行车的轴心上，与一自行车变速花毂一端的换档机构连结，主要包括：
一导线支撑架(cable bracket)；
一导线转轮(cable pulley)，其上设有导线槽供导线缠绕，随着导线的拉动而对轴心转动，该导线转轮(cable pulley)与换档机构连结带动；
一回位弹簧(spring)，其两端分别连接固定于导线转轮(cable pulley)与一其它不转动组件上；
一扣件装置，用以将导线支撑架(cable bracket)、导线转轮(cablepulley)及回位弹簧(spring)限定在适当的位置内动作。

2、  如权利要求1所述自行车变速花毂的旋转控制接口模块，其中，回位弹簧(spring)两端分别连接固定于导线转轮(cable pulley)与导线支撑架(cable bracket)上。

3、  如权利要求1所述自行车变速花毂的旋转控制接口模块，其中，回位弹簧(spring)两端分别连接固定于导线转轮(cable pulley)与扣件装置上。

4、  如权利要求1所述自行车变速花毂的旋转控制接口模块，其中，导线转轮(cable pulley)上设有一辅助孔(auxiliary hole)。

5、  如权利要求1所述自行车变速花毂的旋转控制接口模块，其中，导线转轮(cable pulley)上设有一固定结构以固定导线的一端。

6、  如权利要求1所述自行车变速花毂的旋转控制接口模块，其中，导线支撑架(cable bracket)上设有固定导线外壳(cable casing)的承座。

7、  如权利要求1所述自行车变速花毂的旋转控制接口模块，其中，导线转轮(cable pulley)与换档机构间的连结方式为：在导线转轮(cable pulley)上相对于换档机构上所设凹槽的位置处设有可与该凹槽配合的凸块。

8、  如权利要求1所述自行车变速花毂的旋转控制接口模块，其中，该回位弹簧为一旋扭式弹簧。

9、  如权利要求1所述自行车变速花毂的旋转控制接口模块，其中，旋转控制接口模块位于变速花毂与车架后叉端之间。

10、  如权利要求1所述自行车变速花毂的旋转控制接口模块，其中，扣件装置进一步由固定座及扣环所组成，该固定座套设于轴心上无法转动，该固定座供导线转轮(cable pulley)及回位弹簧(spring)套设于上而可以自由转动，导线支撑架(cable bracket)则套设于固定座上而无法转动，该固定座上靠近花毂的一侧设有阻挡块，于固定座上相对于导线支撑架(cable bracket)的外侧设有一可供扣环卡合固定的凹槽。

11、  如权利要求10所述自行车变速花毂的旋转控制接口模块，其中，固定座与轴心的套合固定方式，是在轴心上设有至少一切面，同时在固定座上设置与该轴心配合的轴孔。

12、  如权利要求10所述自行车变速花毂的旋转控制接口模块，其中，导线支撑架(cable bracket)与固定座的结合方式，是在该固定座上相对于导线支撑架(cable bracket)的一侧设有至少一切面，同时于导线支撑架(cablebracket)上设有可与该切面配合的贯穿孔。

自行车变速花毂的旋转控制接口模块
技术领域
本发明涉及一种自行车变速花毂的旋转控制接口模块，特别是一种将回位弹簧设置于自行车变速花毂外部具有组装方便及维修容易的优点的自行车变速花毂的旋转控制接口模块。
背景技术
随着科技的进步与发展，及国民所得的逐年提升，脚踏车已经由传统农业社会中的代步工具，逐渐转变为休闲运动工具，同时为了追求更佳的骑乘舒适性，业者也不断在脚踏车上不断投入研发，以变速器为例，早期的变速器主要是在脚踏车的后轮轮轴外设置多数个直径大小不同的链轮，然后藉由一控制器来拨动链条来变换与该链条结合传动的链轮而达到变速换档的效果。由于该变速机构系暴露于外界因此在经过长时间的雨淋日晒之后，链轮本身极容易产生锈蚀的现象。因此即有业者研发推出一种将变速结构隐藏于后轮花毂内的变速花毂的旋转控制接口模块，该变速花毂的旋转控制接口模块主要系由行星架(planet)、行星齿轮(planet pinion)、离合器(clutch)、换档机构、环齿轮(ring gear)及花毂壳(hub shell)所组成，其主要系藉由换档机构推动离合器(clutch)产生位移，进一步改变动力传动路径，而达到变速的功效，由于该变速花毂的旋转控制接口模块的产品众多也有许多相关前案，因此其详细作动及变速原理在此不再予以赘述。至于换文件机构则大致可以分为直接线性方向驱动(例如：美国专利US5,928,103及US6,267,704所揭露的技术)，以及将旋转运动转换为平移运动方式(例如：美国专利US5,322,487号所揭露的技术)，其中，美国专利US5,322,487号所揭露的技术(如图1所示)，将负责提供回弹归位力量的扭转弹簧(spring)A设置于变速花毂内，由于变速花毂内的组成零件多、空间有限，不仅使得该扭转弹簧A的设计受到极大的限制，不仅因此难以得到最佳的弹簧寿命与弹力设计，且一但扭转弹簧A发生弹性疲乏的现象需要维修或更换时，必须要先将整个变速花毂及其内的各个相关零件一一拆开，因此造成使用者或维修人员极大的不便与困扰。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种旋转换档的变速花毂的旋转控制接口模块，该旋转控制接口模块可与一利用旋转方式驱动离合器作动的自行车变速花毂一端的换档机构连结以提供旋转的动力，主要是将习用变速花毂中设置于变速花毂内部的扭转弹簧改为设置在位于变速花毂的外部藉以达到增加日后维修、更换扭转弹簧的方便性。
本发明的另一目的是提供一种旋转换档的变速花毂的旋转控制接口模块，其中，本发明将整个旋转控制接口整合成单一的模块，藉以达到方便组装的功效。
本发明的另一目的是提供一种旋转换档的变速花毂的旋转控制接口模块，其中，藉由将扭转弹簧由空间狭小的变速花毂内部移到变速花毂的外部，使该扭转弹簧的设计不在需要考虑到空间的限制，不仅增加该扭转弹簧设计的自由度，同时也可以使该扭转弹簧发挥最大的功效。
为达到前述的目的，本发明提供一种自行车变速花毂的旋转控制接口模块，固定于自行车的轴心上，与一利用旋转方式驱动离合器作动的自行车变速花毂一端的换档机构连结，主要由导线支撑架、导线转轮、回位弹簧及扣件装置组成，其中导线支撑架用以固定一内设有导线的导线外壳，导线转轮其上设有导线槽可供导线缠绕，可随着导线的拉动而对轴心转动，该导线转轮系与换档机构连结带动，回位弹簧分别连接固定于导线转轮与导线支撑架或扣件装置上，而扣件装置则用以将导线支撑架、导线转轮及回位弹簧限定在适当的位置内作动。
为了便于进一步了解本发明的功效与特征，下面结合附图以具体实例对本发明进行详细说明。
图1为美国专利第US5,322,487号地剖面示意图；
图2为本发明的立体分解图；
图3为本发明另一角度的立体组合图；
图4为本发明与变速花毂的立体示意图；
图5为本发明与变速花毂结合的剖面示意图；
图6为与本发明配合的变速花毂中换档致动器(shift actuator)的立体图；
图7为与本发明配合的变速花毂中平移套筒(follower sleeve)的立体图。
附图标记说明：A扭转弹簧；1轴心；11平切面；12滑槽；2导线支撑架；21承座；22贯穿孔；3导线转轮；31导线槽；32固定结构；33凸块；34辅助孔；4回位弹簧；5扣件装置；51固定座；511轴孔；512阻挡块；513凹槽；514切面；52扣环；6导线外壳；61导线；7变速花毂；71换档机构；711换档致动器；712平移套筒；713螺旋凸轮；714从动件；715凹槽；72驱动器；73花毂壳；74离合器；75行星齿轮系；76弹性组件。
首先参见图2与图3所示的本发明的立体分解图与另一角度的立体组合图，本发明自行车变速花毂的旋转控制接口模块固定于自行车的轴心(axle)1(如图5所示)上，与一利用旋转方式驱动离合器(clutch)作动的自行车变速花毂一端的换档机构连结，主要由导线支撑架(cable bracket)2、导线转轮(cable pulley)3、回位弹簧(spring)4及扣件装置5所组成，其中，导线支撑架(cable bracket)2上设有可固定一内设有导线61(cable)的导线外壳6(cable casing)的承座21；而导线转轮(cable pulley)3上设有导线槽31可供导线61缠绕，可随着导线61的拉动而对轴心(axle)1转动，该导线转轮(cable pulley)3与变速花毂7的换档机构71连结带动；另外，回位弹簧(spring)4的两端分别连接固定于导线转轮(cable pulley)3与一不转动的固定组件上，该不转动的固定组件可以是导线支撑架(cable bracket)2或是扣件装置5，令该导线转轮(cable pulley)3随着导线61的拉动而对轴心(axle)1转动时可以扭转回位弹簧(spring)4并储存一适当的回复力量；而扣件装置5则用以将导线支撑架(cable bracket)2、导线转轮(cable pulley)3及回位弹簧(spring)4限定在适当的位置内作动，并成为一独立的模块。
前段所述的结构中，扣件装置5进一步由固定座51及扣环52所组成，其中于轴心(axle)1上靠近固定座51的一侧设有至少一平切面11，同时在固定座51上设置可与该具有平切面11的轴心(axle)1配合的轴孔511，令该固定座51套设于轴心(axle)1上无法转动，该固定座51可供导线转轮(cable pulley)3及回位弹簧(spring)4套设于上而可以自由转动，而导线支撑架(cablebracket)2则套设于固定座51上而无法转动，该固定座51上靠近变速花毂7的一侧设有阻挡块512，于固定座51上相对于导线支撑架(cable bracket)2的外侧设有一可供扣环52卡合固定的凹槽513，藉由前述的结构，本发明可依序将导线转轮(cable pulley)3、回位弹簧(spring)4及导线支撑架(cablebracket)2套设于固定座51上，最后将扣环52扣合固定于固定座51上所设置凹槽513内，利用该固定座51一侧所设的阻挡块512及扣环52达到将前述回位弹簧(spring4)、导线转轮(cable pulley)3及导线支撑架(cable bracket)2结合限位的目的。另一方面藉由前述的结构设计，可将本发明中所述的结构可以先行予以组装成一独立的模块，令组装人员可以直接将本发明直接套设于自行车的轴心(axle)1上与变速花毂7结合，相较于习用结构，本发明的结构具有组装方便且可藉此大幅节省不必要的人力支出成本。
本发明于前述的导线转轮(cable pulley)3上进一步设有一固定结构32，该固定结构32用来将导线61的一端固定于导线转轮(cable pulley)3上，另外，导线支撑架(cable bracket)2与固定座51的结合方式，主要是在该固定座51上相对于导线支撑架(cable bracket)2的一侧设有至少一切面514，同时于导线支撑架(cable bracket)2上设有可与该切面514配合的贯穿孔22，藉此使该导线支撑架(cable bracket)2可以套设于固定座51上设有切面514的位置而无法转动。
请继续参阅图3及图4，其分别为本发明与变速花毂的立体示意图及本发明与变速花毂结合的剖面示意图，本发明中所提的变速花毂7是一种具有可将旋转运动转换为平移运动来驱动离合器作动的换档机构的变速花毂，其主要由轴心(axle)1、驱动器(driver)72、花毂壳73、离合器(clutch)74与至少一组变速用行星齿轮系75组成，其中，于该轴心(axle)1上设有一个以上的滑槽12，而驱动器72与花毂壳73则可绕着轴心(axle)1旋转，另外，变速用行星齿轮系75藉由离合器(clutch)74切换动力输入输出路径以达到变速的目的，其中，离合器(clutch)74与行星齿轮系74间设有一弹性组件(spring)76，离合器(clutch)74的移动是由一将旋转运动转换为平移的换档机构71来作动，此换档机构71进一步由换档致动器711(shift actuator)及平移套筒(follower sleeve)712所组成，其中，换档致动器(shift actuator)711套设于轴心(axle)1上，其一端具有一个以上的螺旋凸轮(cam)713(如图6所示)，另一端则可与本发明的导线转轮(cable pulley)3结合带动；另外，平移套筒(follower sleeve)712可以套设于轴心(axle)1的滑槽12上前后平移，其位于离合器(clutch)74与换档致动器(shiftactuator)711之间，该平移套筒(follower sleeve)712相对于换档致动器(shiftactuator)711的一侧设有可与换档致动器(shift actuator)711上螺旋凸轮(cam)713配合的从动件(cam follower surface)714(如图7所示)，另一侧则与离合器(clutch)74接触，因此当本发明中的导线转轮(cable pulley)3因为导线61的拉动而旋转时会带动换档致动器(shift actuator)711转动，此时藉由换档致动器(shift actuator)711上所设的螺旋凸轮(cam)713接触并推动平移套筒(followersleeve)712所设置的从动件(cam follower surface)714达到推动该平移套筒(follower sleeve)712及离合器(clutch)74由低速档往高速档方向移动达到位移换档的目的。
又本发明中的导线转轮(cable pulley)3与换档机构71中换档致动器(shiftactuator)711间的连结带动方式，主要是在换档致动器(shift actuator)711上相邻于导线转轮(cable pulley)3的一侧设置凹槽715，同时配合在导线转轮(cable pulley)3上相对于前述凹槽715的位置设置凸块33，令本发明于组装后，导线转轮(cable pulley)3上所设置的凸块33可以卡入换档致动器(shiftactuator)711上所设置的凹槽715，达到连结带动的目的。
本发明于前述结构的说明中，该负责连结导线转轮(cable pulley)3及导线支撑架(cable bracket)2的回位弹簧4为一扭转弹簧，另外，本发明为了便于安装导线(cable)61，因此于该导线转轮(cable pulley)3上进一步设有一辅助孔(auxiliary hole)34，令组装者于安装导线(cable)61时，可以利用工具插入该辅助孔(auxiliary hole)34内以便顺利旋转导线转轮(cable pulley)3。
由前述的结构说明可以很清楚的发现，本发明藉由将原本设置于习用结构的变速花毂内部的扭转弹簧移到变速花毂的外部，同时结合其它组件而成为一个独立的模块，不仅可大幅简化组装的程序，具有降低生产成本的优点，而且导线转轮(cable pulley)及导线支撑架(cable bracket)两者可以藉由回位弹簧的压制永远保持一正确的对位关系，组装时不需特意旋转调整，可大幅减少组装时间，降低自行车组车厂的作业成本。
以上的说明仅为本发明的较佳实施例，本发明所涵盖的范围并不限于本发明所示的实施例，凡依本发明内容所作的改变；其产生的功效与特征与本发明的实施例类似，并且可由本领域熟练技术人员所构想的，均属本发明所涵盖的范围。
综上所述，本发明自行车变速花毂的旋转控制接口模块，不仅将整个旋转控制接口独立成一个模块，而可以大幅简化其组装程序而达到降低成本的功效，且其将习用结构设置于变速花毂内部的扭转弹簧移到位于变速花毂外的本发明中，不但设计空间自由度较大，且若日后提供回弹力量的回位弹簧发生弹性疲乏或是其它问题时，维修人员亦可以快速且方便的将本发明拆下而进行维修或更换相关组件。