Устройство управления переключением передач для велосипеда (варианты)

Устройство управления переключением передач для велосипеда (варианты)

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение.

Настоящее изобретение относится к устройству управления переключением передач велосипеда, которое управляет работой механизма переключения посредством троса управления переключением и, в частности, к устройству, в котором вращение наматывающего элемента, на который наматывается трос управления переключением, в направлении наматывания обеспечивается первым рычагом переключения, который свободно возвращается в начальное положение, а в направлении сматывания обеспечивается вторым рычагом переключения, который свободно возвращается в другое начальное положение.

Уровень техники

Устройство управления переключением передач велосипеда вышеуказанного типа, предназначенное для приведения в действие механизма переключения посредством троса управления переключением, раскрыто в Патенте США №5921138. Устройство управления переключением передач содержит управляющий элемент, закрепляемый на велосипеде в непосредственной близости от рукоятки для натягивания и отпускания троса управления переключением. Первый рычаг прикреплен к управляющему элементу для осуществления его движения, обеспечивающего натягивание управляющим элементом троса управления переключением, а второй рычаг прикреплен к управляющему элементу для осуществления его движения, обеспечивающего отпускание управляющим элементом троса управления переключением. Один рычаг шарнирно соединен с управляющим элементом, а крепление другого рычага обеспечивает его линейное перемещение относительно управляющего элемента. Рычаг, предназначенный для линейного перемещения, соединен с передаточным механизмом для приведения в действие управляющего элемента таким образом, что для приведения в действие управляющего элемента требуются очень небольшие линейные перемещения. Передаточный механизм содержит несколько храповых зубьев, расположенных в одной плоскости, причем траектория перемещения линейного рабочего элемента параллельна плоскости храповых зубьев.

Поскольку линейно перемещающийся рычаг двигается в направлении, перпендикулярном рукоятке, наилучший результат достигается, когда велосипедист(ка) помещает большой палец непосредственно перед рычагом с линейным рабочим ходом и надавливает на рычаг в направлении, перпендикулярном рукоятке. Однако в ходе соревнований велосипедисту обычно не до того, чтобы следить за правильным положением большого пальца при управлении устройством переключения передач. Таким образом, требуется создать устройство управления переключением передач описанного выше типа, в котором велосипедисту нет необходимости точно помещать большой палец перед рычагом с линейным рабочим ходом для наилучшего управления.

Другое подобное устройство управления переключением передач для велосипеда представлено в US 5799542. В этом устройстве для осуществления переключения также требуется приложение усилия в точном направлении.

Сущность изобретения

Настоящее изобретение относится к устройству управления переключением передач велосипеда, в котором для выполнения переключения не требуется точного положения руки велосипедиста.

Согласно первой особенности настоящего изобретения предлагается устройство управления переключением передач велосипеда для привода в действие механизма переключения посредством троса управления переключением, содержащее элемент управления тросом управления переключением, установленный с возможностью поворота вокруг оси, рабочий элемент, установленный с возможностью перемещения между начальным положением и положением переключения и имеющий упор, расположенный с промежутком относительно элемента управления, передающее средство преобразования перемещения рабочего элемента из начального положения к положению переключения в поворот элемента управления, снабженное группой храповых зубьев, и элемент сопряжения, установленный с возможностью перемещения относительно рабочего элемента, имеющий поверхность приема рабочего усилия от велосипедиста и поверхность приложения рабочего усилия к упору рабочего элемента с возможностью перемещения рабочего элемента из начального положения в положение переключения, причем поверхность приема рабочего усилия расположена наклоненной относительно плоскости, параллельной направлению перемещения рабочего элемента.

В предпочтительных вариантах осуществления изобретения группа храповых зубьев расположена в плоскости храповых зубьев, а направление перемещения рабочего элемента параллельно плоскости храповых зубьев. Рабочий элемент может быть установлен на крепежном элементе с возможностью перемещения, а элемент сопряжения связан с крепежным элементом. Элемент сопряжения шарнирно соединен с крепежным элементом. Рабочий элемент может быть установлен с возможностью линейного перемещения между начальным положением и положением переключения.

Согласно второй особенности настоящего изобретения представлено устройство управления переключением передач велосипеда для привода в действие механизма переключения посредством троса управления переключением, содержащее элемент управления тросом управления переключением, установленный с возможностью поворота вокруг оси, линейный рабочий элемент, установленный с возможностью линейного перемещения между начальным положением и положением переключения и образующий упор (для нижеупомянутого элемента сопряжения), расположенный с промежутком относительно элемента управления, элемент сопряжения, установленный с возможностью перемещения относительно линейного рабочего элемента и имеющий поверхность приема рабочего усилия, образующую первую часть для контакта с пальцем пользователя, и поверхность приложения рабочего усилия к упору линейного рабочего элемента с возможностью перемещения линейного рабочего элемента из первого начального положения в первое положение переключения, второй рабочий элемент, установленный с возможностью перемещения между вторым начальным положением и вторым положением переключения и образующий вторую часть для контакта с пальцем пользователя, расположенную с промежутком относительно элемента управления, первое передающее средство преобразования линейного перемещения линейного рабочего элемента из первого начального положения к первому положению переключения в поворот элемента управления, снабженное группой храповых зубьев, расположенных в плоскости храповых зубьев, второе передающее средство преобразования перемещения второго рабочего элемента из второго начального положения к второму положению переключения в поворот элемента управления, причем траектория движения линейного рабочего элемента в основном параллельна плоскости храповых зубьев. При этом поверхность приема рабочего усилия также расположена наклоненной относительно плоскости, параллельной направлению перемещения рабочего элемента.

В предпочтительных вариантах осуществления изобретения линейный рабочий элемент и второй рабочий элемент установлены на крепежном элементе с возможностью перемещения, причем второй рабочий элемент установлен с возможностью линейного перемещения между вторым начальным положением и вторым положением переключения.

Перечень чертежей и иных материалов

Фиг.1 представляет вид сверху варианта выполнения устройства управления переключением передач согласно настоящему изобретению, прикрепленного к рукоятке;

Фиг.2 представляет вид спереди устройства управления переключением передач;

Фиг.3 представляет устройство управления переключением передач в разобранном виде;

Фиг.4 представляет вид поперечного сечения устройства управления переключением передач в нерабочем состоянии;

Фиг.5 представляет вид поперечного сечения устройства управления переключением передач, показывающий элемент с линейным рабочим ходом в рабочем положении;

Фиг.6 представляет подробный вид снизу элемента с линейным рабочим ходом в начальном положении;

Фиг.7 представляет подробный вид снизу элемента с линейным рабочим ходом в рабочем положении.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

На Фиг.1-7 представлены различные виды конкретного варианта выполнения устройства 105 управления переключением передач в соответствии с настоящим изобретением. Как показано на чертежах, конструкция устройства 105 управления переключением передач обеспечивает натягивание и отпускание троса 104 управления переключением. Устройство 105 содержит крепежную скобу 103 с кольцевой крепежной муфтой 103А, которая охватывает рукоятку 101 для прикрепления скобы 103 к рукоятке 101 известным способом. Один рабочий элемент выполнен в виде имеющего форму рычага линейно сдвигающегося (скользящего) рабочего элемента 220 (Фиг.4-7) устройства 105 управления переключением, называемый здесь также линейный рабочий элемент, и прикреплен с возможностью скольжения к промежуточной скобе 227, прикрепленной к крепежной скобе 103 посредством винта 228. Линейно скользящий рабочий элемент 220 расположен ниже рукоятки 101 и заканчивается концом 201, образующим упор. Элемент сопряжения в форме рабочей лапки 202 с поверхностью 203 приема рабочего усилия, могущей образовывать первую часть для контакта с пальцем пользователя, поверхностью 204 приложения рабочего усилия и параллельно расположенными крепежными ушками 206 и 208 шарнирно соединен с соответственно параллельно расположенными на промежуточной скобе 227 крепежными ушками 210 и 212 посредством оси 216 шарнира и С-образного пружинного фиксатора 217, причем ось 216 шарнира проходит сквозь отверстия 222, 224, 226 и 228 в крепежных ушках 206, 208, 210 и 212, соответственно. Декоративный колпачок 232 (Фиг.1 и 2), имеющий ту же общую конфигурацию, что и рабочая лапка 202, также может быть шарнирно прикреплен к крепежным ушкам 210 и 212 на промежуточной скобе 227 или может быть каким-либо иным образом помещен над рабочей лапкой 202 с целью изменения формы или наклона поверхности, на которую воздействует большой палец руки пользователя.

Второй рабочий элемент выполнен в виде поворачивающегося рабочего элемента 130 устройства 105 управления переключением и также выступает ниже рукоятки 101. Часть 132 рабочего элемента 130 для контакта с пальцем, имеющая форму кнопки, расположена снизу и справа от рабочей лапки 202. В результате оба рабочих элемента можно приводить в действие большим пальцем руки, держащейся за рукоятку 101.

Как показано на Фиг.3 устройство 105 управления переключением передач содержит пластину 106 крепления "собачки" с опорным валом 108 и шарнирным пальцем 152, которые неподвижно прикреплены к скобе 103 посредством крепежного болта 107, шайбы 107а и гайки 109. Элемент управления тросом управления переключением, выполненный, например, в форме наматывающего элемента 170, установленного с возможностью вращения на опорном валу 108. Первый храповой механизм 150, используемый как передающее средство преобразования перемещения рабочего элемента из начального положения в положение переключения в поворот элемента управления, передает смещение скользящего рабочего элемента 220 в сторону наматывающего элемента 170 для поворота наматывающего элемента 170 в одном направлении, а второй храповой механизм 160, используемый как вторые средства передачи, передает смещение поворачивающегося рабочего элемента 130 в сторону наматывающего элемента 170 для поворота наматывающего элемента в другом направлении. В этом варианте выполнения перемещение поворачивающегося рабочего элемента 130 заставляет наматывающий элемент 170 натягивать трос 104, а перемещение скользящего рабочего элемента 220 заставляет наматывающий элемент 170 отпускать трос 104.

Наматывающий элемент 170 имеет цилиндрическую часть 169, конструкция которой обеспечивает намотку троса 104 управления переключением, приходящего из переключающего механизма (не показан) в передней или задней частях велосипеда, вдоль паза 174 троса. При вращении в прямом направлении или в обратном направлении относительно опорного вала 108 наматывающий элемент 170 наматывает или сматывает трос 104 управления переключением. Наматывающий элемент 170 прикреплен к приводной пластине 171, что обеспечивает их совместное вращение. Как показано на Фиг.6 и 7, приводная пластина 171 имеет несколько приводных зубьев 173 и несколько зубьев 172 фиксации положения, которые расположены в одной плоскости Т, как показано на Фиг.4 и 5.

Скользящий рабочий элемент 220 содержит нажимной ролик 250, закрепленный с возможностью вращения между ушками 254 и 256 крепления ролика, расположенными на конце 258 скользящего рабочего элемента 220, приводящего в действие "собачку", посредством оси 260 шарнира и С-образного пружинного фиксатора 270, причем ось 260 шарнира проходит сквозь отверстия 264 и 266 в крепежных ушках 254 и 256, соответственно. Скользящий рабочий элемент 220 прикреплен с возможностью скольжения к промежуточной скобе 227 между спусковой пластиной 274, прокладками 276 и 278 скольжения и вкладышем 280 спусковой пластины, которые прикреплены к промежуточной скобе 227 винтами 282 (на Фиг.3 показан только один такой винт), которые проходят сквозь отверстия 284, 286, 288 и 290 в спусковой пластине 274, прокладках 276 и 278 скольжения и вкладыше 280 спусковой пластины, соответственно, и через две пары расположенных напротив друг друга отверстий 292 (на Фиг.3 показано только два таких отверстия) в промежуточной скобе 227. Скользящий рабочий элемент 220 также имеет продолговатое отверстие 294, через которое проходят винты 282 таким образом, что винты 282 не препятствуют скользящему движению скользящего рабочего элемента 220.

Спусковая пластина 274 имеет выступ 298 крепления пружины. Один конец возвратной пружины 300 прикреплен к выступу 298 крепления пружины, а другой конец возвратной пружины 300 прикреплен посредством отверстия 304 к крепежному ушку 256 на скользящем рабочем элементе 220. Оттяжная пружина создает смещающее усилие, толкающее скользящий рабочий элемент 220 в начальное положение НР1, показанное на Фиг.4 и 6.

Первый храповой механизм 150 содержит первую "собачку" 151, которая закреплена с возможностью поворота на шарнирном пальце 152, выходящем из пластины 106 крепления "собачки", несколько зубьев 172 фиксации положения, образованных на наружной круговой поверхности приводной пластины 171, и пружину 153, поворачивающую первую "собачку" 151 по часовой стрелке (на Фиг.6 и 7) в направлении зацепления с зубьями 172 фиксации положения. Первая "собачка" 151 имеет зубья 151А и 151В "собачки" для сцепления с зубьями 172 фиксации положения, и рабочую часть 151 С "собачки" для взаимодействия с нажимным роликом 250 на скользящем рабочем элементе 220. Работа первого храпового механизма 150 происходит таким же образом, что и устройства управления переключением передач, раскрытого в Патенте США 5921138, который включен в настоящее описание в качестве ссылки, поэтому подробности работы не приводятся. Траектория перемещения скользящего рабочего элемента 220 приблизительно параллельна плоскости Т храповых зубьев.

Поворачивающийся рабочий элемент 130 имеет вторую рычажную часть 131, вторую часть 132 для контакта с пальцем, которая образована на конце второй рычажной части 131 для обеспечения работы пальца, и часть 133 крепления "собачки". Пружина 111 закреплена между шайбой 107А и частью 133 крепления "собачки" для создания смещающего усилия, толкающего рабочий элемент 130 и, следовательно, часть 132 для контакта с пальцем, в начальное положение НР2, показанное на Фиг.4. Траектория движения поворачивающегося рабочего элемента 130 приблизительно параллельна плоскости Т храповых зубьев.

Второй храповой механизм 160 содержит вторую "собачку" 161, которая закреплена с возможностью поворота на шарнирном пальце 162, выходящем из части 133 крепления "собачки", несколько приводных зубьев 173, образованных на наружной круговой поверхности приводной пластины 171, и пружину 163, которая создает смещающее усилие, поворачивающее вторую "собачку" 161 по часовой стрелке (на Фиг.6 и 7) в направлении сцепления с приводными зубьями 173. Когда поворачивающийся рабочий элемент 130 находится в начальном положении НР2, показанном на Фиг.4 и 5, конец 161А "собачки" 161 опирается на выступ 227D промежуточной скобы 227, тем самым выводя "собачку" 161 из зацепления с приводной пластиной 172. Работа второго храпового механизма 160 также аналогична работе устройства управления переключением передач, раскрытого в Патенте США 5921138, поэтому подробно не описывается.

Поскольку скользящий рабочий элемент 220 приводит в действие "собачку" 151 путем надавливания нажимным роликом 250 на рабочую часть 151 С "собачки", для приведения в действие "собачки" 151 требуется очень небольшое перемещение (например, 9 мм). Поверхность 203 приема рабочего усилия рабочей лапки 202 наклонена относительно горизонтальной оси (X), которая в данном варианте выполнения параллельна направлению перемещения рабочего элемента и плоскости Т храповых зубьев, т.е. поверхность приема рабочего усилия расположена наклоненной относительно плоскости, параллельной направлению перемещения рабочего элемента (и относительно плоскости, перпендикулярной этому направлению). Таким образом, рабочая лапка 202 будет поворачиваться против часовой стрелки, как показано на Фиг.4 и 5, даже если большой палец велосипедиста создает направленное вертикально вниз усилие. В результате того, что для приведения в действие рабочей "собачки" 151 требуется небольшое перемещение и рабочая лапка 202 наклонена, рабочая лапка 202 может приводить в действие скользящий рабочий элемент 220 без того, чтобы создаваемое велосипедистом давление было направлено перпендикулярно рукоятке и чтобы положение большого пальца велосипедиста было строго определенным. Действительно, скользящий рабочий элемент 220 может быть приведен в действие даже и направленным вниз скользящим движением большого пальца по передней поверхности устройства 105 управления переключением передач.

Выше приведено описание различных вариантов выполнения настоящего изобретения, однако возможны и другие его модификации без изменения существа изобретения и в пределах области его притязаний. Например, рабочий элемент 220 может вызывать вращение наматывающего элемента 170 в направлении сматывания троса, а рабочий элемент 130 может вызывать вращение наматывающего элемента 170 в направлении наматывания троса. При желании конструкция рабочего элемента 220 может предусматривать его поворот, а конструкция рабочего элемента 130 может предусматривать его скользящее перемещение совместно с рабочей лапкой 202, описанной выше. Оба рабочих элемента 220 и 130 могут представлять собой скользящие рабочие элементы, каждый имеющий свою рабочую лапку. Хотя в приведенном выше варианте выполнения траектория движения скользящего рабочего элемента 220 приблизительно параллельна плоскости Т храповых зубьев, ее направление может изменяться, например, на плюс или минус тридцать градусов.

Таким образом, область притязаний изобретения не ограничивается раскрытыми здесь конкретными конструкциями, а определяется приведенной ниже формулой. Несмотря на то, что в формуле приведены условные обозначения для облегчения использования ссылок на чертежи, наличие этих условных обозначений не предполагает, что настоящее изобретение сводится к конструкциям, изображенным на приложенных чертежах.

1. Устройство (105) управления переключением передач велосипеда для привода в действие механизма переключения посредством троса (104) управления переключением, содержащее элемент (170) управления тросом (104) управления переключением, установленный с возможностью поворота вокруг оси, рабочий элемент (220, 130), установленный с возможностью перемещения между начальным положением и положением переключения и имеющий упор, расположенный с промежутком относительно элемента (170) управления, передающее средство (150, 160) преобразования перемещения рабочего элемента (220, 130) из начального положения к положению переключения в поворот элемента (170) управления, снабженное группой храповых зубьев, и элемент (202, 131) сопряжения, установленный с возможностью перемещения относительно рабочего элемента (220, 130), имеющий поверхность (203, 132) приема рабочего усилия от велосипедиста и поверхность (204) приложения рабочего усилия к упору рабочего элемента (220, 130) с возможностью перемещения рабочего элемента (220, 130) из начального положения в положение переключения, отличающееся тем, что поверхность (203, 132) приема рабочего усилия расположена наклоненной относительно плоскости, параллельной направлению перемещения рабочего элемента (220, 130).

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что группа храповых зубьев расположена в плоскости (Т) храповых зубьев, а направление перемещения рабочего элемента (220, 130) параллельно плоскости (Т) храповых зубьев.

3. Устройство по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что рабочий элемент (220, 130) установлен на крепежном элементе с возможностью перемещения, а элемент (202) сопряжения связан с крепежным элементом.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что рабочий элемент (220) установлен с возможностью линейного перемещения между начальным положением и положением переключения.

5. Устройство по п.3, отличающееся тем, что элемент (202) сопряжения шарнирно соединен с крепежным элементом.

6. Устройство (105) управления переключением передач велосипеда для привода в действие механизма переключения посредством троса (104) управления переключением, содержащее элемент (170) управления тросом (104) управления переключением, установленный с возможностью поворота вокруг оси, линейный рабочий элемент (220), установленный с возможностью линейного перемещения между первым начальным положением и первым положением переключения, поверхность (203) приема рабочего усилия, образующую первую часть для контакта с пальцем пользователя, второй рабочий элемент (130), установленный с возможностью перемещения между вторым начальным положением и вторым положением переключения и образующий вторую часть для контакта с пальцем пользователя, расположенную с промежутком относительно элемента (170) управления, первое передающее средство (150) преобразования линейного перемещения линейного рабочего элемента (220) из первого начального положения к первому положению переключения в поворот элемента (170) управления, снабженное группой храповых зубьев, расположенных в плоскости (Т) храповых зубьев, второе передающее средство (160) преобразования перемещения второго рабочего элемента (130) из второго начального положения ко второму положению переключения в поворот элемента (170) управления, причем траектория движения линейного рабочего элемента (220) в основном параллельна плоскости (Т) храповых зубьев, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит элемент (202) сопряжения, установленный с возможностью перемещения относительно линейного рабочего элемента (220), причем линейный рабочий элемент (220) имеет упор, расположенный с промежутком относительно элемента (170) управления, а поверхность (203) приема рабочего усилия, образующая первую часть для контакта с пальцем пользователя, образована на элементе (202) сопряжения, который также имеет поверхность (204) приложения рабочего усилия к упору линейного рабочего элемента (220) с возможностью перемещения линейного рабочего элемента из первого начального положения в первое положение переключения, при этом поверхность (203) приема рабочего усилия расположена наклоненной относительно плоскости, параллельной направлению перемещения рабочего элемента (220).

7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что направление перемещения рабочего элемента (220, 130) параллельно плоскости (Т) храповых зубьев.

8. Устройство по любому из п.6 или 7, отличающееся тем, что линейный рабочий элемент (220) и второй рабочий элемент (130) установлены на крепежном элементе с возможностью перемещения, а элемент (202) сопряжения связан с крепежным элементом.

9. Устройство по п.6, отличающееся тем, что второй рабочий элемент (130) установлен с возможностью линейного перемещения между вторым начальным положением и вторым положением переключения.

10. Устройство по п.8, отличающееся тем, что элемент (202) сопряжения шарнирно соединен с крепежным элементом.