TWI715432B - 自行車後變速器 - Google Patents

Abstract

一種自行車後變速器，包含一固定構件、一活動構件、一連桿組件及一鍊條導引構件。固定構件用以裝設於一車架。連桿組件包含一第一連桿及一第二連桿。第一連桿的相對二端分別樞設於固定構件及活動構件，第二連桿的相對二端分別樞設於固定構件及活動構件。鍊條導引構件樞設於活動構件。經由連桿組件及活動構件的帶動，鍊條導引構件可位於相對遠離車輪的一第一位置或相對靠近車輪的一第二位置。當鍊條導引構件處於第一位置時，第一連桿及第二連桿分別以相鄰近的二輪廓線互相匹配，且二輪廓線之間具有一間隙。

Description

自行車後變速器

本發明係關於一種後變速器，特別是一種自行車後變速器。

自行車後變速器基本上是由固定於自行車車架的固定構件、二連桿、活動構件及導鍊構件等元件所構成。二連桿之相對端分別樞設於固定構件及活動構件，且導鍊構件係樞設於活動構件。若係後變速器為電子式的後變速器，則其中一連桿內通常設有馬達及傳動齒輪等元件。經由馬達輸出動力及傳動齒輪的傳動，可帶動二連桿及活動構件，使得導鍊構件可於相對靠近車架的位置及相對遠離車架的位置之間移動，以撥動自行車鍊條。

一般而言，在自行車於競速的狀態下，騎乘者通常會讓自行車後變速器處於最低檔位，而令自行車具有較大齒比，來讓騎乘者踩踏踏板一圈後自行車可前進較多距離。意即，導鍊構件係位於相對遠離車輪的位置並對應於後齒盤組之最小之齒盤。在自行車競速的過程中，容易濺起塵土或砂石，但所濺起之塵土或砂石容易經由固定構件及二連桿之間的間隙傷害到連桿內之馬達及傳動齒輪或是位於連桿鄰近車輪之一側的電纜。因此，目前此領域研發人員正致力於解決前述的問題。

本發明在於提供一種自行車後變速器，藉以解決先前技術中所述之自行車在競速的過程中所濺起之塵土或砂石容易經由固定構件及二連桿之間的間隙傷害連桿內之馬達及傳動齒輪或是位於連桿鄰近車輪之一側的電纜的問題。

本發明之一實施例所揭露之一種自行車後變速器，用以裝設於一車架並位於一車輪旁，包含一固定構件、一活動構件、一連桿組件及一鍊條導引構件。固定構件用以裝設於車架。連桿組件包含一第一連桿及一第二連桿。第一連桿的相對二端分別樞設於固定構件及活動構件，第二連桿的相對二端分別樞設於固定構件及活動構件。鍊條導引構件樞設於活動構件。經由連桿組件及活動構件的帶動，鍊條導引構件可位於相對遠離車輪的一第一位置或相對靠近車輪的一第二位置。當鍊條導引構件處於第一位置時，第一連桿及第二連桿分別以相鄰近的二輪廓線互相匹配，且二輪廓線之間具有一間隙。

本發明之另一實施例所揭露之一種自行車後變速器，用以裝設於一車架並位於一車輪旁，包含一固定構件、一活動構件、一連桿組件及一鍊條導引構件。固定構件用以裝設於車架。連桿組件包含一第一連桿及一第二連桿。第一連桿的相對二端分別樞設於固定構件及活動構件，第二連桿的相對二端分別樞設於固定構件及活動構件。鍊條導引構件樞設於活動構件。經由連桿組件及活動構件的帶動，鍊條導引構件可位於相對遠離車輪的一第一位置或相對靠近車輪的一第二位置。當鍊條導引構件處於第一位置時，固定構件及第二連桿分別以相鄰近的二輪廓線互相匹配，且二輪廓線之間具有一間隙。

根據上述實施例之自行車後變速器，由於在鍊條導引構件處於相對遠離車輪的第一位置的狀態下，第一連桿之輪廓線與第二連桿之輪廓線互相匹配，或固定構件之輪廓線與第二連桿之輪廓線互相匹配，故可在自行車在競速而讓鍊條導引構件處於第一位置時，讓第二連桿與固定構件之間的間隙或第二連桿與第一連桿之間的間隙縮小到不易讓濺起的塵土或碎石進入，而可避免塵土或碎石傷害位於第二連桿內的元件或是位於第二連桿鄰近車輪之一側的元件。

以上關於本發明內容的說明及以下實施方式的說明係用以示範與解釋本發明的原理，並且提供本發明的專利申請範圍更進一步的解釋。

請參閱圖1，圖1為根據本發明第一實施例之自行車後變速器、車架及車輪的平面示意圖。

在本實施例中，自行車後變速器1用以裝設於一車架2並位於一車輪3旁。自行車後變速器1包含一固定構件10、一連桿組件20、一活動構件30及一鍊條導引構件40。

接著，請一併參閱圖1至圖5。圖2為圖1之自行車後變速器的立體示意圖。圖3為圖1之自行車後變速器的分解示意圖。圖4為圖2之另一視角的立體示意圖。圖5為圖1之自行車後變速器之另一視角的分解示意圖。

在本實施例中或其他實施例中，自行車後變速器1還可包含多個樞接柱50、60、70、80、一彈性件90、一動力源100、一電路板110、一傳動組件120、一第一連動件130、一第二連動件140、一電池150及一電池固定件160。

固定構件10用以裝設於車架2，且固定構件10具有一第一樞接部11。連桿組件20包含一第一連桿21及一第二連桿22。第一連桿21具有相對的一第二樞接部211及一第三樞接部212。第一連桿21的第二樞接部211透過樞接柱50樞設於固定構件10之第一樞接部11的一側。第二連桿22具有相對的一第四樞接部221及一第五樞接部222。第二連桿22的第四樞接部221透過樞接柱60樞設於固定構件10之第一樞接部11的另一側。活動構件30具有一第六樞接部31，且第六樞接部31具有三個樞接耳311、312、313。第一連桿21的第三樞接部212透過樞接柱70樞設於活動構件30之第六樞接部31的樞接耳311，且第二連桿22的第五樞接部222透過樞接柱80樞設於活動構件30之第六樞接部31的樞接耳312、313。如此一來，固定構件10、第一連桿21、第二連桿22及活動構件30即形成一四連桿結構200。鍊條導引構件40樞設於活動構件30，且鍊條導引構件40用以導引自行車鍊條(未繪示)於後齒盤組4的多個大小不同的齒盤4a之間移動。

彈性件90例如為扭簧。彈性件90套設於樞接柱50，且其相對二端分別設置於固定構件10的第一樞接部11及第一連桿21。彈性件90施予第一連桿21的彈力可經由第一連桿21及活動構件30傳遞至鍊條導引構件40，以令鍊條導引構件40朝遠離車輪3之方向移動。

在本實施例中，第二連桿22包含一殼體223及一蓋體224。蓋體224固定殼體223，且蓋體224與殼體223共同形成一容置空間225。動力源100例如為馬達。動力源100及電路板110設置於容置空間225內，且電路板110電性連接動力源100。電路板110較動力源100鄰近蓋體224。

在本實施例中，固定構件10的第一樞接部11具有一外表面111，第一連桿21亦具有一外表面213，及第二連桿22之蓋體224亦具有一外表面2241。固定構件10的外表面111、第一連桿21的外表面213及第二連桿22的外表面2241皆面向相同方向。當車輪3置於地面上，且自行車後變速器1裝設於車架2且位於車輪3旁時，固定構件10的外表面111、第一連桿21的外表面213及第二連桿22的外表面2241皆背對於車輪3且面向地面。此外，固定構件10之外表面111鄰近於第二連桿22之一側具有一輪廓線1111，第一連桿21之外表面213鄰近於第二連桿22之一側亦具有一輪廓線2131，及第二連桿22之外表面2241鄰近於第一連桿21及固定構件10之一側亦具有一輪廓線2242。

傳動組件120例如包含多個傳動齒輪1201及一傳動桿1202。這些傳動齒輪1201位於容置空間225內且彼此相連，且其中一傳動齒輪1201連接動力源100。傳動桿1202套設於樞接柱80。傳動桿1202之其中一端位於容置空間225內並連接另一傳動齒輪1201，且傳動桿1202位於容置空間225之外。第一連動件130固定於傳動桿1202位於容置空間225外的部分。第二連動件140穿設於活動構件30之第六樞接部31的樞接耳313，並抵靠於第一連動件130。

在本實施例中，自行車後變速器1還可包含一止擋件170及另一彈性件180。止擋件170樞設於活動構件30之第六樞接部31的樞接耳313。彈性件180例如為扭簧。彈性件180透過一插銷190設置於活動構件30。彈性件180之一端固定於活動構件30，且彈性件180之另一端抵靠止擋件170，以令止擋件170維持抵靠於第一連動件130。

在本實施例中，固定構件10還具有一電池組裝部12。電池150裝設於固定構件10的電池組裝部12。電池固定件160樞設於電池組裝部12。電池固定件160具有一卡固結構1601，且卡固結構1601可分離地卡合於電池組裝部12，而令電池固定件160與電池組裝部12共同固定電池150。

在本實施例中，電池150例如透過電纜(未繪示)提供電路板110及動力源100電力。其中，電纜例如係位於第一連桿21及第二連桿22鄰近車輪3之一側。此外，電路板110例如透過無線或有線之方式接收自行車煞車變速把手(未繪示)所傳來的換檔訊號。當電路板110接收到換檔訊號時，電路板110會致動動力源100，接著動力源100產生之動力會經由傳動齒輪1201、傳動桿1202、第一連動件130及第二連動件140帶動連桿組件20及活動構件30，而使得鍊條導引構件40可於相對遠離車輪3的一第一位置及相對靠近車輪3的一第二位置之間移動。

接著，如圖1至圖3所示，自行車後變速器係處於最低檔位，四連桿結構200係處於收攏的狀態，且鍊條導引構件40是位於遠離車輪3的第一位置並對應於尺寸最小的齒盤4a。此時，固定構件10之外表面111的輪廓線1111與第一連桿21之外表面213的輪廓線2131共同匹配於第二連桿22之外表面2241的輪廓線2242。其中，固定構件10之外表面111的輪廓線1111與第二連桿22之外表面2241的輪廓線2242之間具有一間隙G1，此間隙G1的最大寬度值介於0.3公釐至3.5公釐之間；較佳地，間隙G1的最大寬度值介於0.5公釐至2.0公釐之間。且，間隙G1的最大寬度值與最小寬度值之比值例如小於3.5；較佳地，間隙G1的最大寬度值與最小寬度值之比值例如小於2.5。此外，間隙G1的長度大於15公釐；較佳地，間隙G1的長度大於25公釐。另一方面，第一連桿21之外表面213的輪廓線2131與第二連桿22之外表面2241的輪廓線2242之間具有一間隙G2，此間隙G2的最大寬度值介於0.3公釐至3.5公釐之間；較佳地，間隙G2的最大寬度值介於0.5公釐至2.0公釐之間。且，間隙G2的最大寬度值與最小寬度值之比值例如小於3.5；較佳地，間隙G2的最大寬度值與最小寬度值之比值例如小於2.5。此外，間隙G2的長度大於15公釐；較佳地，間隙G2的長度大於25公釐。

如此一來，當自行車於競速衝刺的狀態下而讓鍊條導引構件40位於第一位置時，固定構件10與第二連桿22之間之間隙G1及第一連桿21與第二連桿22之間之間隙G2小到不易讓自行車衝刺所濺起的塵土或砂石進入，而可避免塵土或砂石傷害位於第二連桿22內的動力源100及傳動齒輪1201，及提供位於第一連桿21及第二連桿22鄰近車輪3之一側的電纜保護。

此外，在鍊條導引構件40處於第一位置的狀態下，固定構件10之外表面111的輪廓線1111與第二連桿22之外表面2241的輪廓線2242之間之間隙G1的最大寬度值與最小寬度值之比值若接近於1，且第一連桿21之外表面213的輪廓線2131與第二連桿22之外表面2241的輪廓線2242之間之間隙G2的最大寬度值與最小寬度值之比值若接近於1，則固定構件10之輪廓線1111與第二連桿22之輪廓線2242之間之間隙G1的寬度接近均勻分布，且第一連桿21之輪廓線2131與第二連桿22之輪廓線2242之間之間隙G2的寬度接近均勻分布。藉此，可使固定構件10之輪廓線1111及第一連桿21之輪廓線2131匹配於第二連桿22之輪廓線2242之間的程度增加，而增加了自行車後變速器1的美觀性。

接著，請一併參閱圖3及圖6至圖8，圖6為圖4之第一連動件推抵第二連動件的立體示意圖。圖7為圖2之自行車後變速器之四連桿結構撐開的立體示意圖。圖8為圖1鍊條導引構件位於相對靠近車輪的位置的平面示意圖。

當電路板110接收到換檔訊號為進檔訊號時，動力源100會經由傳動齒輪1201傳動於傳動桿1202，進而轉動第一連動件130，使得第一連動件130推動第二連動件140。接著，在第一連動件130推動第二連動件140的過程中，四連桿結構200會逐漸撐開，而令鍊條導引構件40自相對遠離車輪3的位置(第一位置)逐漸朝向車輪3移動。接著，如圖8所示，待動力源100停止運作後，鍊條導引構件40即位於第二位置且對應於尺寸次小的齒盤4a。如此一來，可使自行車鍊條自尺寸最小的齒盤4a移動至尺寸次小的齒盤4a。

在本實施例中，位於第二位置的鍊條導引構件40並不限對應於尺寸次小的齒盤4a。在其他實施例中，位於第二位置的鍊條導引構件可對應於其他齒盤。

在本實施例中，彈性件180令止擋件170維持抵靠於第一連動件130的設置，可降低第一連動件130因非預期之外力而反向樞轉的角度，進而降低傳動齒輪1201及動力源100損壞的機率。

在鍊條導引構件40處於第二位置的狀態下，當電路板110接收到退檔訊號時，動力源100會使傳動齒輪1201、傳動桿1202及第一連動件130反向轉動，接著彈性件90之彈力會讓四連桿結構200收攏，而使鍊條導引構件40朝遠離車輪3之方向移動。待動力源100停止運作後，鍊條導引構件40即位於第一位置且對應於尺寸最小的齒盤4a。如此一來，可使自行車鍊條自尺寸次小的齒盤4a移動至尺寸最小的齒盤。

根據上述實施例之自行車後變速器，由於在鍊條導引構件處於相對遠離車輪的第一位置的狀態下，第一連桿之輪廓線與第二連桿之輪廓線互相匹配，及固定構件之輪廓線與及第二連桿之輪廓線互相匹配，故可在自行車在競速而讓鍊條導引構件處於第一位置時，讓固定構件、第一連桿及第二連桿之間的間隙縮小到不易讓濺起的塵土或碎石進入，而可避免塵土或碎石傷害位於第二連桿內的動力源及傳動齒輪，及提供位於第一連桿及第二連桿鄰近車輪之一側的電纜保護。

雖然本發明以前述之諸項實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。

1:自行車後變速器

2:車架

3:車輪

4:後齒盤組

4a:齒盤

10:固定構件

11:第一樞接部

12:電池組裝部

111:外表面

1111:輪廓線

20:連桿組件

21:第一連桿

211:第二樞接部

212:第三樞接部

213:外表面

2131:輪廓線

22:第二連桿

221:第四樞接部

222:第五樞接部

223:殼體

225:容置空間

224:蓋體

2241:外表面

2242:輪廓線

30:活動構件

31:第六樞接部

311、312、313:樞接耳

40:鍊條導引構件

50、60、70、80:樞接柱

90:彈性件

100:動力源

110:電路板

120:傳動組件

1201:傳動齒輪

1202:傳動桿

130:第一連動件

140:第二連動件

150:電池

160:電池固定件

1601:卡固結構

170:止擋件

180:彈性件

190:插銷

200:四連桿結構

G1、G2:間隙

圖1為根據本發明第一實施例之自行車後變速器、車架及車輪的平面示意圖。 圖2為圖1之自行車後變速器的立體示意圖。 圖3為圖1之自行車後變速器的分解示意圖。 圖4為圖2之另一視角的立體示意圖。 圖5為圖1之自行車後變速器之另一視角的分解示意圖。 圖6為圖4之第一連動件推抵第二連動件的立體示意圖。 圖7為圖2之自行車後變速器之四連桿結構撐開的立體示意圖。 圖8為圖1鍊條導引構件位於相對靠近車輪的位置的平面示意圖。

1:自行車後變速器

2:車架

3:車輪

4:後齒盤組

4a:齒盤

10:固定構件

11:第一樞接部

111:外表面

20:連桿組件

21:第一連桿

213:外表面

22:第二連桿

2241:外表面

30:活動構件

40:鍊條導引構件

200:四連桿結構

Claims (27)

1. 一種自行車後變速器，用以裝設於一車架並位於一車輪旁，包含：一固定構件，用以裝設於該車架；一活動構件；一連桿組件，包含一第一連桿及一第二連桿，該第一連桿的相對二端分別樞設於該固定構件及該活動構件，該第二連桿的相對二端分別樞設於該固定構件及該活動構件；以及一鍊條導引構件，樞設於該活動構件；其中，經由該連桿組件及該活動構件的帶動，該鍊條導引構件可位於相對遠離該車輪的一第一位置或相對靠近該車輪的一第二位置，當該鍊條導引構件處於該第一位置時，該第一連桿及該第二連桿分別以相鄰近的二輪廓線互相匹配，且該二輪廓線之間具有一間隙。
2. 如申請專利範圍第1項所述之自行車後變速器，其中該間隙的最大寬度值介於0.3公釐至3.5公釐之間。
3. 如申請專利範圍第2項所述之自行車後變速器，其中該間隙的最大寬度值較佳地介於0.5公釐至2.0公釐之間。
4. 如申請專利範圍第1項所述之自行車後變速器，其中該間隙的最大寬度值與最小寬度值的比值小於3.5。
5. 如申請專利範圍第4項所述之自行車後變速器，其中該間隙的最大寬度值與最小寬度值的比值較佳地小於2.5。
6. 如申請專利範圍第1項所述之自行車後變速器，其中該間隙的長度大於15公釐。
7. 如申請專利範圍第6項所述之自行車後變速器，其中該間隙的長度較佳地大於25公釐。
8. 如申請專利範圍第1項所述之自行車後變速器，其中該第一連桿具有一外表面，該第二連桿具有一外表面，該第一連桿的該外表面及該第二連桿的該外表面面向相同方向，當該自行車後變速器裝設於該車架時，該第一連桿的該外表面及該第二連桿的該外表面背對於該車輪，該二輪廓線分別位於該第一連桿的該外表面及該第二連桿的該外表面。
9. 如申請專利範圍第8項所述之自行車後變速器，其中該固定構件具有一外表面，該固定構件之該外表面與該第一連桿的該外表面面向相同方向，該固定構件的該外表面具有一輪廓線，當該自行車後變速器裝設於該車架時，該固定構件的該外表面背對於該車輪，當該鍊條導引構件處於該第一位置時，該固定構件之該外表面的該輪廓線與該第二連桿之該外表面的該輪廓線互相匹配，該固定構件之該外表面的該輪廓線與該第二連桿之該外表面的該輪廓線之間具有一間隙，且該固定構件的該輪廓線與該第二連桿之該輪廓線之間之該間隙的最大寬度值介於0.3公釐至3.5公釐之間。
10. 如申請專利範圍第9項所述之自行車後變速器，其中該固定構件的該輪廓線與該第二連桿之該輪廓線之間之該間隙的最大寬度值較佳地介於0.5公釐至2.0公釐之間。
11. 如申請專利範圍第9項所述之自行車後變速器，其中該 固定構件的該輪廓線與該第二連桿的該輪廓線之間之該間隙的最大寬度值與最小寬度值之比值小於3.5。
12. 如申請專利範圍第11項所述之自行車後變速器，其中該固定構件的該輪廓線與該第二連桿的該輪廓線之間之該間隙的最大寬度值與最小寬度值之比值較佳地小於2.5。
13. 如申請專利範圍第9項所述之自行車後變速器，其中該固定構件的該輪廓線與該第二連桿的該輪廓線之間之該間隙的長度大於15公釐。
14. 如申請專利範圍第13項所述之自行車後變速器，其中該固定構件的該輪廓線與該第二連桿的該輪廓線之間之該間隙的長度較佳地大於25公釐。
15. 如申請專利範圍第1項所述之自行車後變速器，更包含一動力源，該第二連桿包含一殼體及一蓋體，該蓋體固定於該殼體，該蓋體與該殼體共同形成一容置空間，其中一該輪廓線位於該蓋體，該動力源設置於該容置空間，該動力源用以帶動該連桿組件及該活動構件。
16. 如申請專利範圍第15項所述之自行車後變速器，更包含一傳動組件、一第一連動件及一第二連動件，該傳動組件包含多個傳動齒輪及一傳動桿，該些傳動齒輪位於該容置空間內且彼此相連，其中一該傳動齒輪連接於該動力源，該傳動桿其中一端位於該容置空間內並連接於另一該傳動齒輪，該傳動桿之另一端位於該容置空間外，該第一連動件固定於該傳動桿位於該容置空間外的部分，該第二連動件穿設於該活動構件並抵靠於該第一連動件。
17. 如申請專利範圍第16項所述之自行車後變速器，更包含一止擋件及一彈性件，該止擋件樞設於該活動構件，該彈性件之一端固定於該活動構件，該彈性件之另一端抵靠該止擋件，且該止擋件抵靠該第一連動件。
18. 如申請專利範圍第15項所述之自行車後變速器，更包含一電路板，該電路板位於該容置空間並電性連接該動力源，且該電路板較該動力源鄰近該蓋體。
19. 如申請專利範圍第1項所述之自行車後變速器，更包含一電池固定件及一電池，該固定構件具有一電池組裝部，該電池固定件樞設於該電池組裝部，且該電池固定件及該電池組裝部共同固定該電池。
20. 如申請專利範圍第19項所述之自行車後變速器，其中該電池固定件具有一卡固結構，該卡固結構可分離地卡合於該電池組裝部。
21. 一種自行車後變速器，用以裝設於一車架並位於一車輪旁，包含：一固定構件，用以裝設於該車架；一活動構件；一連桿組件，包含一第一連桿及一第二連桿，該第一連桿的相對二端分別樞設於該固定構件及該活動構件，該第二連桿的相對二端分別樞設於該固定構件及該活動構件；以及一鍊條導引構件，樞設於該活動構件；其中，經由該連桿組件及該活動構件的帶動，該鍊條導引構件可位於相對遠離該車輪的一第一位置或相對靠近該車輪的一第二位 置，當該鍊條導引構件處於該第一位置時，該固定構件及該第二連桿分別以相鄰近的二輪廓線互相匹配，且該二輪廓線之間具有一間隙。
22. 如申請專利範圍第21項所述之自行車後變速器，其中該間隙的最大寬度值介於0.3公釐至3.5公釐之間。
23. 如申請專利範圍第22項所述之自行車後變速器，其中該間隙的最大寬度值較佳地介於0.5公釐至2.0公釐之間。
24. 如申請專利範圍第21項所述之自行車後變速器，其中該間隙的最大寬度值與最小寬度值的比值小於3.5。
25. 如申請專利範圍第24項所述之自行車後變速器，其中該間隙的最大寬度值與最小寬度值的比值較佳地小於2.5。
26. 如申請專利範圍第21項所述之自行車後變速器，其中該間隙的長度大於15公釐。
27. 如申請專利範圍第26項所述之自行車後變速器，其中該間隙的長度較佳地大於25公釐。

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