專利名稱：轉把變速控制器的制作方法
技術領域：
本實用新型是關于變速控制器，特別是自行車轉把變速控制器的設計，屬于自行車傳動變速技術領域。
自行車變速控制器是變速自行車速檔變換的操作控制裝置，轉把變速控制器是一種安裝在自行車車把橫管內側，操作時可以手不離把，更加安全方便的自行車變速控制器，它廣泛適用于裝備有前、后撥鏈器的山地車(MTB)、全地形車(ATB)、城市車(CTB)和各種運動車、賽車等可變速檔的自行車。
已有的一種1992.4.17公告并已授權的US 5102372號專利，和1994.2.16公開、公開號為CN 1081981A該專利的繼續申請所披露的自行車轉把變速控制器，它安裝在自行車車把橫管上，包含有一個通常與車把橫管組成共同定軸的套座，一根一端扣定在套座上另一端連接到受自身復位彈簧牽制的撥鏈器上的鋼繩，和一個可轉動的繞線架，在該可轉動的繞線架上有“鸚鵡螺”形鏟式凸輪，該凸輪有被鋼繩纏繞的凸起部分，該凸輪在一個方向轉動牽拉鋼繩克服所述復位彈簧的復位張力，引起撥鏈器向較大鏈齒片上撥切換速檔，并且該凸輪在相反方向轉動，能釋放鋼繩在該方向的復位彈力，引起撥鏈器向較小鏈齒片下撥切換速檔；這種借助凸輪轉動前后的鋼繩與凸輪廓緣接觸部分的長度變化，來撐拉或釋放鋼繩操作撥鏈器的轉把變速控制器，還附設了定位凹槽、“人”字卡簧速檔定位裝置和外露的對應速檔指示裝置，結構簡單方便實用，是同類已有產品中的姣姣者，不足之處一是凸輪要特殊設計制造，增添了加工難度；二是一端被扣定在套座上的鋼繩不可避免地夾帶著幾分翹曲，就立即從凸輪曲率半徑最小的凸起部分引入鏟式凸輪自身廓緣，并且在拉放致動鋼繩的整個過程中，該鋼繩始終都要在這個小曲徑的凸起部分狹窄的溝槽中翹曲憋卡著滑來滑去，增加了操作阻力；三是防止繞線架沿自身軸線滑離的單點式止脫結構，易于引起繞線架在軸向平面內翹動，工作中增加了附加摩擦阻力，并且在使用中還時有發現所述單點止脫結構折斷，造成變速控制器無可挽回的早期失效；四是鋼繩從套座外緣切向引伸出控制器套座體外的結構方式，在結構上增長了有礙安全的突出部分，體態比較松散，材料消耗較多，均有待進一步改進和完善。
本實用新型設計的目的是，提供一種特別適用于各種外變速傳動自行車用的新型轉把變速控制器，它比已有凸輪撐拉致動鋼繩型轉把變速控制器結構更加簡單方便實用，易于設計制造和變換，并且能減少操作阻力；本實用新型設計的另一個目的是增加止脫結構的可靠性，減輕繞線架在自身軸向平面內的翹動及其引起的附加摩擦阻力；本實用新型的另一個目的是使整體結構更加緊湊小巧，減小突出外廓和相應的材料損耗；本實用新型的又一個目的是使速檔定位和指示裝置更加完美和實用。
本實用新型的技術解決方案是，采用具有省力作用的降速比，大、小繞線筒差動纏繞拉放鋼繩的結構方案，也就是一種安裝在自行車車把橫管內側，包含由一個通常與該車把橫管組成共同定軸的套座，一根一端扣定在所述套座上另一端在工作中連接到受自身復位彈簧牽制的撥鏈器上的鋼繩，和一個可轉動的繞線架，該繞線架按一個方向轉動能牽拉所述鋼繩引起撥鏈器向較大鏈齒片上撥切換速檔，并且該繞線架按相反方向轉動能釋放該鋼繩引起撥鏈器向較小鏈齒下撥切換速檔的自行車轉把變速控制器，其特征在于，在可轉動的繞線架上有帶缺口的較大直徑繞線筒，有一個與該較大直徑繞線筒大體同軸的較小直徑繞線筒，所述鋼繩是纏繞該較小直徑繞線筒且由該筒壁切向自由伸出，掛繞到所述較大直徑繞線筒周上伸出套座體的，該較小直徑繞線筒，可以是套座自身的一部分，可以是繞線架自身的一部分，也可以是配裝在套座或者繞線架上的一個環狀零件；隨著可轉動的繞線架在一個方向轉動，較大直徑繞線筒按自身較大速率進纏鋼繩，較小直徑繞線筒按自身較小速率退纏鋼繩，致使差動牽拉鋼繩引起撥鏈器向較大鏈齒片上撥切換速檔，并且該繞線架在相反方向轉動，較大直徑繞線筒按自身較大速率退纏鋼繩，較小直徑繞線筒按自身較小速率進纏鋼繩，致使差動釋放鋼繩引起撥鏈器向較小鏈齒片下撥切換速檔。
為補償轉把變速控制器向較大鏈齒片上撥逐漸增大的操作阻力，或者為了調整繞線架各速檔間轉角的需要，可以采取使所述較大直徑繞線筒和較小直徑繞線筒按二者恰當徑比設計制作成全是圓形的、全是非圓形的或者是一個圓形和一個非圓形組成的混合結構形式。
為便于鋼繩平滑掛繞到較大直徑繞線筒周上，進一步減小滑纏阻力，可以采取在較大直徑繞線筒首端設置導滑體或導滑件；其中導滑體是較大直徑繞線筒首端適于鋼繩轉向掛入的一段自身平滑過渡凸弧，導滑體可以是導槽與較大直徑繞線筒首端筒周相鄰切的滾輪。
考慮到防止繞線架沿自身軸線滑離套座，抑制繞線架繞自身軸向平面的翻傾和增加止脫結構自身的可靠性，可以采取在套座上設有便于繞線架可轉動地配裝的復式均布的彈性止脫體。
考慮到使本實用新型整體結構更加緊湊小巧，減小突出的外形輪廓，進一步降低材料損耗，可以采取鋼繩是沿著自身在變速控制器內的繞線走向盤旋引出繞線架，且平滑地順向套座軸線方向，從套座底端伸出的結構形式。
考慮到便于速檔調整或順應多種撥鏈器檔間差異的需要，可以采取含有在套座上設有卡簧凹座，可轉動的繞線架上設有與速檔對應或多于速檔數的棘形定位凹槽陣列，和一個置于該卡簧凹座內的卡簧，該卡簧能依次嚙合彈卡定位在所述定位凹槽中的速檔定裝置。
考慮到補償上撥換檔后鋼繩反向變換殘余應力的影響和下撥換檔后鋼繩反向變換松弛的影響，可以采取卡簧凹座兩側與卡簧足側間留有形成游隙的適量空間。
考慮到便于最大、最小極限速檔的過撥到位，可以采取使所述定位凹槽陣列兩端頭的凹槽是加長的。
考慮到便于騎行者即時了解所處速檔，可以采取套座上設有透視窗，可轉動的繞線架對應表面印貼有與檔位對應數字的速檔指示裝置。
由于采用了上述大、小繞線筒降速差動纏繞拉放鋼繩的結構方案，使本實用新型設計的轉把變速控制器操作省力，結構更加簡單，便于設計制造，降低了材料消耗和生產成本，使用安全方便實用，消除了背景技術中凸輪凸起部分難于避免的定端引入鋼繩翹曲憋卡等弊端，原型對比試驗和樣車試騎表明，本實用新型設計的變速控制器，操作時手感更加輕松省力。并且結構小巧、止脫結構穩定可靠，廣泛適用于各種變速自行車，具有明顯的技術、經濟和社會效益。
附圖描述了本實用新型的幾種實施例，其中附


圖1是本實用新型的轉把變速控制器與自行車外變速傳動部件間相互聯結的結構示意圖。
附圖2是本實用新型的轉把變速控制器的主視剖面圖。
附圖3是圖2轉把變速控制器沿A－A截面的剖視圖。
附圖4是圖2轉把變速控制器沿B－B截面的剖視圖。
附圖5是圖4上撥切換過一個速檔時的剖視圖。
附圖6是圖4上撥切換到最大鏈齒片極限速檔時的剖視圖。
附圖7是圖3的隨同圖6上撥切換到大鏈齒片極限速檔時的剖視圖。
附圖8是由圖6反向下撥切換過一個速檔時的剖視圖。
附圖9是圖2的左視圖。
附
圖10是圖2轉把變速控制器的速檔指示裝置的局部剖視圖。
附
圖11給出了圖3的另一種由滾輪導滑的結構剖視圖。
附
圖12是
圖11沿C－C截面的局部剖視圖。
附
圖13是
圖10沿D－D截面的局部剖視圖。
附
圖14是圖3、圖4中繞線架2的俯視圖。
附
圖1從總體上描述了本實用新型的轉把變速控制器6與自行車外變速傳動部件間相互聯結的一種典型示例，該轉把變速控制器6安裝在一種外變速傳動自行車10的車把9的車把橫管91的右端，位于固定把套92的內側，借助套管69鋼繩3與可撥動鏈條78在多級飛輪81上切換速檔的后撥鏈器82相連接；安裝在車把9的車把橫管91左端的另一套轉把變速控制器，則通過另一組套管、鋼繩與可撥動鏈條78在多級鏈輪71上切換速檔的前撥鏈器72相連接。
附圖2描述了本轉把變速控制器6的內部裝配結構，套座1借助中心孔102套裝在車把9的車把橫管91上，有一個鎖螺釘502，它穿過過孔109，進而旋入插嵌在套座1底端110處窩孔101內的鎖圈5上的螺孔501內，該鎖螺釘502接著旋入直至螺釘前端503抵緊鎖住車把橫管91，使套座1與車把橫管91可靠地固連成一體；有一個繞線架2，該繞線架2有可供使用者握手操作的轉把201，在轉把201的外園柱表面有多條凸起的筋條202，一個與該轉把201對應偶配的橡塑蒙套207套定在它的上面，蒙套207的前端埋入繞線架2上可供刻印速檔標記代碼的錐面204下面的環窩203內，該繞線架2借助自身中心套孔229可轉動地套裝在套座1的中央套筒104上，借助中央套筒104懸伸出的4個均布彈性止脫鉤105上的鉤錐107引導，方便了繞線架2套孔229與套座1套筒104的配裝，止脫鉤105上的鉤平面106彈卡入繞線架2尾部的端窩208，阻止了繞線架2沿自身軸線滑離套座1，均布的4爪止脫鉤105，還有效地解決了套筒104套孔229間存在配合間隙，工作中繞線架2易于軸向傾復增加附加摩擦阻力的已有技術中的難題，并且結構可靠性也比已有的單點止脫結構成數倍地提高了；繞線架2錐面204左側凸緣伸插入套座1上由底端110、環壁106、盤臺108、較小直徑繞線筒103構成的環腔內，且由繞線架2上的凸臺肩面219與套座1上的環壁端面116相接貼，形成了一個較好的封閉腔室；從所述的封閉腔室沿A－A截面(請參閱附圖3)可以看到一根鋼繩3，該鋼繩3在繩腔209中纏繞較小直徑繞線筒103再由線槽210掛繞到較大直徑繞線筒211上，緊接著該鋼繩3，由較大直徑繞線筒211上沿出線槽117穿過線孔118，從出線咀112內的套管座孔113中引出套座1體外；從所述的封閉腔室沿B－B截面(請參閱附圖4)可以看到本轉把變速控制器6的速檔定位裝置的裝配情況，有一個卡簧4配裝在套座1上的卡簧凹座114內，它的頭部彈卡嚙入于繞線架2定位凸緣205上的定位凹槽陣列206中，卡簧4的軸向位置則由貼合在盤臺108邊沿的槽底平面213限定，過孔109的上側壁構成了限定繞線架2極限轉動角位的限位檔塊115。
附圖3、7揭示了本實用新型首創的降速比省力型大、小繞線筒差動纏繞拉放鋼繩技術方案的一種實施例，附圖3是處于放松鋼繩3的初始位置，附圖7是處于拉緊鋼繩3的較緊位置；圖中示出了一根端頭包壓鉛頭31的鋼繩3，該鋼繩3借助鉛頭31扣定在套座1底端110上的鉛頭座孔129內(請參閱附圖9)，該鋼繩3穿過與鉛頭座孔129貫通的線縫孔119，順向纏繞在位于套座1中央的較小直徑繞線筒103上，然后所述鋼繩3由較小直徑繞線筒103壁切向自由伸出，于較大直徑繞線筒211的首端213與尾端214間的缺口230處，順向首端凸弧212平滑過渡導引掛繞到較大直徑繞線筒211的線槽210內，此后該鋼繩沿著自身繞線走向盤旋引出繞線架2，且由出線槽117導引穿過線孔118從出線咀112中伸出套座1底端110；隨著可轉動的繞線架2按逆時針方向轉動，較大直徑繞線筒211依自身較大速率進纏鋼繩3，較小直徑鋼繩依自身較小速率退纏鋼繩3，致使差動牽拉鋼繩3引起撥鏈器向較大鏈齒片上撥切換速檔，并且隨著可轉動的繞線架2按順時針方向轉動，較大直徑繞線筒211依自身較大速率退纏鋼繩3，較小直徑繞線筒103依自身較小速率進纏鋼繩3，致使差動釋放鋼繩3引起撥鏈器向較小鏈齒片下撥切換速檔。
附
圖11、12給出前述附圖3、7的另一種由滾輪導滑取代首端凸弧212導滑的結構實施例，為了更有效地減少鋼繩3轉向掛入較大直徑繞線筒211首端213的阻力，本實施例在鋼繩3轉向處設置了一個導線槽226與較大直徑繞線筒211首端213的線槽210接切的滾輪224，該滾輪224借助中心定位螺釘225可自由轉動地定位擰定在繞線架2上的螺孔227內。
附圖4描述了附圖2轉把變速控制器6的速檔定位裝置，它是與圖3對應，鋼繩3處于全放松狀態，撥鏈器復位于最小鏈齒片的初始速檔位置，有一個“人”字形卡簧4，該卡簧4的兩足底抵壓在卡簧凹座114的對應弧面上，右足側42抵住凹座114的右側邊121，左足側41與凹座114的左側邊120間留有補償鋼繩3反向變換松弛的游隙122，卡簧頭43則嚙入棘形定位凹槽陣列206中的初始加長凹槽217內，圖中還示出了繞線架2由端頭222至尾端223環圍的定位凸緣205內壁上對應6速檔的6個定位凹槽組成的定位凹槽陣列206，其中對應初始速檔和終結速檔處，有利于過撥到位的加長凹槽217和218，其余對應中間速檔的4個棘形定位凹槽是由一邊有補償上撥阻力的緩邊220，另一邊有利于阻止騎行中震脫選定速檔的陡邊221，和與所述兩邊切連且與卡簧頭4互補的凹弧構成的，初始檔邊216、終止擋邊215(請參閱附
圖14)與套座1上的限位擋塊115限定了繞線架2所能夠轉動的角位區間。
附圖5給出了由圖4初始速檔上撥切換一個速檔的工況狀態，給出了上撥反向切換過程，卡簧4由圖3右足側42抵住凹座114的右側邊121的初始位置，轉換成圖5所示卡簧4沿凹座114弧面向左滑移消除了游隙122，相對補償了鋼繩3的反向松弛量，有利促使撥鏈器切換到位，與此同時，卡簧4的左足側41抵住了凹座114的左側邊120，卡簧4的右側又形成了新的游隙123。
附圖6給出了由圖5繼續上撥切換到最大鏈齒片極限速檔的工況狀態。
附圖8給出了從由附圖6所示最大鏈齒片極限速檔的工況狀態，下撥反向切換一個速檔的狀況，給出了卡簧4由圖6左足側41與凹座114的左側邊120相接貼，留有游隙123的狀態，轉換成圖8所示卡簧4沿凹座114弧面向右滑移消除了游隙123，相對補償了鋼繩3反向殘余應力的影響，有利鋼繩3充分放松促使撥鏈器下撥到位，與此同時，在卡簧4的左側又恢復了初始時的游隙122。
附
圖10、13給出了本實用新型的轉把變速控制器6的一種比較好的速檔指示裝置，它在套座1的環壁106上設有由邊臺124圍定的視窗125，視窗125內配裝有透鏡128，在與視窗125相對應的繞線架2的定位凸緣205的外圓弧面上，貼上印有相應速檔的數字代碼231的碼條228，切換速檔時，隨著卡簧4彈卡嚙入不同的定位凹槽的聲響，可以從視窗中清晰地觀察到相應速檔的數字。
以上主要描述了安裝在車把9的車把橫管91右端的一套通常與后撥鏈器82配套使用的轉把變速控制器6，至于安裝在車把9的車把橫管91左端的另一套通常與前撥鏈器72配套使用的變速控制器，可以依此類推，不再贅述。
權利要求1.一種安裝在自行車車把橫管內側，包含由一個通常與該車把橫管組成共同定軸的套座，一根一端扣定在所述套座上，另一端在工作中連接到受自身復位彈簧牽制的撥鏈器上的鋼繩，和一個可轉動的繞線架，該繞線架按一個方向轉動能牽拉所述鋼繩引起撥鏈器向較大鏈齒片上撥切換速檔，并且該繞線架按相反方向轉動能釋放該鋼繩引起撥鏈器向較小鏈齒片下撥切換速檔的自行車轉把變速控制器，其特征在于，在可轉動的繞線架上有帶缺口的較大直徑繞線筒，有一個與該較大直徑繞線筒大體同軸的較小直徑繞線筒，所述鋼繩是纏繞該較小直徑繞線筒且由該筒壁切向自由伸出，掛繞到所述較大直徑繞線筒周上伸出套座體的。
2.根據權利要求1所述的轉把變速控制器，其特征在于，較大直徑繞線筒和較小直徑繞線筒可以全是圓形的或全是非圓形的，也可以一個是圓形另一個是非圓形的混合結構形式。
3.根據權利要求1所述的轉把變速控制器，其特征在于，較大直徑繞線筒的首端有導滑體或導滑件。
4.根據權利要求1所述的轉把變速控制器，其特征在于，套座上有阻止繞線架沿自身軸線滑離套座的復式止脫體。
5.根據權利要求1所述的轉把變速控制器，其特征在于，鋼繩是沿著自身在變速控制器內繞線走向，盤旋引出繞線架，且平滑地順向套座軸線方向，從套座底端伸出的。
6.根據權利要求1所述的轉把變速控制器，其特征在于，含有在套座上設有卡簧凹座，可轉動的繞線架上設有與速檔對應或多于速檔數的定位凹槽陣列，和一個置于所述卡簧凹座內的卡簧，該卡簧能依次嚙合彈卡定位在所述定位凹槽中的速檔定位裝置。
7.根據權利要求6所述的轉把變速控制器，其特征在于，卡簧凹座兩側與卡簧足側間是留有游隙空間的。
8.根據權利要求6所述的轉把變速控制器，其特征在于，定位凹槽陣列兩端頭的凹槽是加長的。
9.根據權利要求6所述的轉把變速控制器，其特征在于，套座上設有透視窗，可轉動的繞線架的對應表面設有與速檔相應的數字編碼。
專利摘要本實用新型涉及的是自行車轉把變速器控制器的設計，它安裝在自行車車把橫管上，包含由套裝、可轉動的繞線架、和一根一端扣定在套座上另一端連接到撥鏈器上的鋼繩，其特征是有一對大體同軸的大、小繞線筒，所述鋼繩纏繞小繞線筒且由筒壁切出掛繞到大繞線筒周，隨著繞線架的轉動，差動拉放該鋼繩引起撥鏈器切換速擋；此外還附設了卡簧、凹槽定擋和速擋數字指示裝置。結構簡單，方便實用，廣泛適用于各種外變速傳動的自行車。
文檔編號B62K23/04GK2210848SQ9424675
公開日1995年10月25日 申請日期1994年11月29日 優先權日1994年11月29日
發明者王文森 申請人:王文森