TWI909871B - 自行車後變速器 - Google Patents

Abstract

一種自行車後變速器，用以安裝於一車架，包含一基座構件、一活動構件、一第一樞軸、一第二樞軸、一第三樞軸、一第四樞軸、一連桿組件及一導鏈構件。基座構件用以安裝於車架。連桿組件包含一外連桿及一內連桿，外連桿的一端及內連桿的一端分別透過第一樞軸及第二樞軸樞接於基座構件，外連桿的另一端及內連桿的另一端分別透過第三樞軸及第四樞軸樞接於活動構件。導鏈構件樞接於活動構件。第一樞軸之中心線至第二樞軸之中心線的距離大於第三樞軸之中心線至第四樞軸之中心線的距離。

Description

自行車後變速器

本發明係關於一種自行車後變速器。

在目前常見的自行車後變速中，自行車後變速包含有由基座構件、活動構件、內連桿及外連桿所構成的四連桿結構，且此四連桿結構為平行四邊形的結構。然而，這樣的平行四邊形四連桿結構難以讓導鏈構件在撥動鏈條換檔的過程中，隨著鏈條一同傾斜，導致導鏈構件與鏈條有干涉的情況，而影響換檔的順暢度。有鑑於此，本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，能提升導鏈構件撥動鏈條換檔的順暢度。

本發明之一實施例所揭露之一種自行車後變速器，用以安裝於一車架，包含一基座構件、一活動構件、一第一樞軸、一第二樞軸、一第三樞軸、一第四樞軸、一連桿組件及一導鏈構件。基座構件用以安裝於車架。連桿組件包含一外連桿及一內連桿，外連桿的一端及內連桿的一端分別透過第一樞軸及第二樞軸樞接於基座構件，外連桿的另一端及內連桿的另一端分別透過第三樞軸及第四樞軸樞接於活動構件。導鏈構件樞接於活動構件。第一樞軸之中心線至第二樞軸之中心線的距離大於第三樞軸之中心線至第四樞軸之中心線的距離。

根據上述實施例所揭露的自行車後變速器，藉由外連桿的一端及內連桿的一端分別透過第一樞軸及第二樞軸樞接於基座構件，外連桿的另一端及內連桿的另一端分別透過第三樞軸及第四樞軸樞接於活動構件，且第一樞軸之中心線至第二樞軸之中心線的距離大於第三樞軸之中心線至第四樞軸之中心線的距離的配置，可使基座構件、活動構件、外連桿及內連桿共同構成非平行四邊形的四連桿結構，來讓樞接於活動構件的導鏈構件能在撥動鏈條換檔的過程中隨著鏈條一同傾斜，以漸少導鏈構件與鏈條的干涉情況，故提升了換檔的順暢度。

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及圖2。圖1為本發明之第一實施例所揭露之自行車後變速器與車架的立體圖。圖2為圖1之自行車後變速器處於最低檔位的俯視圖。

在本實施例中，自行車後變速器1例如為機械式後變速器。自行車後變速器1包含一基座構件10、一活動構件20、一第一樞軸30、一第二樞軸40、一第三樞軸50、一第四樞軸60、一連桿組件70及一導鏈構件80。

接著，請參閱圖2及圖3，圖3為圖2的部分放大俯視圖。

基座構件10用以沿一安裝軸線I安裝於車架F。連桿組件70包含一外連桿71及一內連桿72。外連桿71的一端及內連桿72的一端分別透過第一樞軸30及第二樞軸40樞接於基座構件10的相異處，且外連桿71的另一端及內連桿72的另一端分別透過第三樞軸50及第四樞軸60樞接於活動構件20的相異處。第一樞軸30之中心線C1至第二樞軸40之中心線C2的距離T1大於第三樞軸50之中心線C3至第四樞軸60之中心線C4的距離T2，而使得四連桿機構呈非平行四邊形的四連桿機構。舉例來說，第一樞軸30之中心線C1至第二樞軸40之中心線C2的距離T1為23.29mm，第三樞軸50之中心線C3至第四樞軸60之中心線C4的距離T2為22.20mm。

在本實施例中，第一樞軸30之中心線C1、第二樞軸40之中心線C2、第三樞軸50之中心線C3及第四樞軸60之中心線C4例如皆垂直於安裝軸線I。此外，第一樞軸30之中心線C1至安裝軸線I的距離T3例如大於第二樞軸40之中心線C2至安裝軸線I的距離T4。舉例來說，第一樞軸30之中心線C1至安裝軸線I的距離T3為17.22mm，第二樞軸40之中心線C2至安裝軸線I的距離T4為16.47mm。再者，第一樞軸30之中心線C1至第三樞軸50之中心線C3的距離T5例如等於第二樞軸40之中心線C2至第四樞軸60之中心線C4的距離T6。舉例來說，第一樞軸30之中心線C1至第三樞軸50之中心線C3的距離T5及第二樞軸40之中心線C2至第四樞軸60之中心線C4的距離T6為36mm。

導鏈構件80包含一架體81及二導輪82、83，架體81例如透過樞軸(未繪示)樞接於活動構件20，而二導輪82、83可轉動地設置於架體81，其中架體81相對活動構件20的樞轉軸線R1例如平行於二導輪82、83的轉動軸線R2、R3。導輪82為導引輪，其用以導引鏈條(未繪示)，而導輪83為張力輪，其用以張緊鏈條。

在本實施例中，與架體81連接的樞軸與活動構件20結合處可設有阻尼機構(未繪示)，以避免架體81受到外力擺動而使導輪83鬆弛鏈條。

接著，請參閱圖2及圖4。圖4為圖1之自行車後變速器處於最高檔位的俯視圖。

在本實施例中，自行車後變速器1可於多個檔位之間換檔。當自行車後變速器1處於這些檔位至少一者時，導鏈構件80之架體81的樞轉軸線R1及二導輪82、83的轉動軸線R2、R3例如不平行於安裝軸線I。在其中一檔位時導鏈構件80的樞轉軸線R1例如不平行於在另一檔位時導鏈構件80的樞轉軸線R1。在這些檔位的最低檔位時導鏈構件80的樞轉軸線R1相對於安裝軸線I的傾斜方向例如異於在這些檔位的最高檔位時導鏈構件80的樞轉軸線R1相對於安裝軸線I的傾斜方向。

舉例來說，自行車後變速器1可於十二個檔位之間換檔，此十二個檔位分別為第一檔位至第十二檔位且分別對應外徑不同的十二個齒盤S1-S12。如圖2所示，第一檔位為最低檔位，而此狀態的導鏈構件80為對應於外徑最小的齒盤S1。如圖4所示，第十二檔位為最高檔位，而此狀態的導鏈構件80為對應於外徑最大的齒盤S12。

請見表1，表1列出自行車後變速器1於不同檔位時，導鏈構件80之樞轉軸線R1相對於安裝軸線I的傾斜角度θ。由於導鏈構件80之樞轉軸線R1距安裝軸線I有一段距離，且導鏈構件80之樞轉軸線R1相對於安裝軸線I的傾斜角度θ微小，而不易直接用兩條軸線表示傾斜角度θ，故圖式是以平行於安裝軸線I且鄰近於導鏈構件80之樞轉軸線R1的水平線H替代安裝軸線I，來與導鏈構件80之樞轉軸線R1共同呈現出導鏈構件80之樞轉軸線R1相對於安裝軸線I的傾斜角度θ。表1中所呈現的角度為負數係指導鏈構件80之樞轉軸線R1與水平線H之間的夾角位於水平線H的下方(如圖2所示)，而角度為正數係指導鏈構件80之樞轉軸線R1與水平線H之間的夾角位於水平線H的上方(如圖4所示)。

表1
檔位	傾斜角度
第一檔位	-1.12度
第二檔位	-0.7度
第三檔位	-0.39度
第四檔位	-0.1度
第五檔位	0.14度
第六檔位	0.4度
第七檔位	0.68度
第八檔位	0.98度
第九檔位	1.29度
第十檔位	1.58度
第十一檔位	2.06度
第十二檔位	2.76度

從上表可知，不論自行車後變速器1處於何檔位，導鏈構件80之架體81的樞轉軸線R1相對於安裝軸線I的傾斜角度θ皆不為0度，故導鏈構件80之架體81的樞轉軸線R1及二導輪82、83的轉動軸線R2、R3不平行於安裝軸線I。

此外，以上表之任二檔位來看，在其中一檔位時導鏈構件80的樞轉軸線R1相對於安裝軸線I的傾斜角度θ不等於在另一檔位時導鏈構件80的樞轉軸線R1相對於安裝軸線I的傾斜角度θ，故在其中一檔位時導鏈構件80的樞轉軸線R1不平行於在另一檔位時導鏈構件80的樞轉軸線R1。

再者，以上表之最低檔位(第一檔位)及最高檔位(第十二檔位)來看，導鏈構件80的樞轉軸線R1相對於安裝軸線I的傾斜角度θ從負數轉變為正數，故可知導鏈構件80的樞轉軸線R1相對於安裝軸線I的傾斜方向改變(從左傾轉變為右傾)。在最低檔位時導鏈構件80的樞轉軸線R1與在最高檔位時導鏈構件80的樞轉軸線R1的夾角例如小於4度，如表中所示2.76-(-1.12)=3.88度。

在本實施例中，藉由外連桿71的一端及內連桿72的一端分別透過第一樞軸30及第二樞軸40樞接於基座構件10，外連桿71的另一端及內連桿72的另一端分別透過第三樞軸50及第四樞軸60樞接於活動構件20，且第一樞軸30之中心線C1至第二樞軸40之中心線C2的距離T1大於第三樞軸50之中心線C3至第四樞軸60之中心線C4的距離T2的配置，可使基座構件10、活動構件20、外連桿71及內連桿72共同構成非平行四邊形的四連桿結構，來讓樞接於活動構件20的導鏈構件80能在撥動鏈條換檔的過程中隨著鏈條一同傾斜，以減少導鏈構件80與鏈條的干涉情況，故提升了換檔的順暢度。

此外，藉由當自行車後變速器1處於這些檔位至少一者時，導鏈構件80之架體81的樞轉軸線R1及二導輪82、83的轉動軸線R2、R3不平行於安裝軸線I；在其中一檔位時導鏈構件80的樞轉軸線R1不平行於在另一檔位時導鏈構件80的樞轉軸線R1；在這些檔位的最低檔位時導鏈構件80的樞轉軸線R1相對於安裝軸線I的傾斜方向異於在這些檔位的最高檔位時導鏈構件80的樞轉軸線R1相對於安裝軸線I的傾斜方向的配置，可進一步減少導鏈構件80與鏈條的干涉情況，而更提升了換檔的順暢度。

應注意的是，不論自行車後變速器1處於何檔位，導鏈構件80之架體81的樞轉軸線R1及二導輪82、83的轉動軸線R2、R3並不限於不平行於安裝軸線I。再者，在這些檔位的最低檔位時導鏈構件80的樞轉軸線R1相對於安裝軸線I的傾斜方向並不限於異於在這些檔位的最高檔位時導鏈構件80的樞轉軸線R1相對於安裝軸線I的傾斜方向。

舉例來說，在一實施例中，第一樞軸之中心線、第二樞軸之中心線、第三樞軸之中心線及第四樞軸之中心線的位置可依據需求進行調整，而使得第一樞軸之中心線至安裝軸線的距離可不大於第二樞軸之中心線至安裝軸線的距離，且第一樞軸之中心線至第三樞軸之中心線的距離可不等於第二樞軸之中心線至第四樞軸之中心線的距離。如此一來，導鏈構件之架體的樞轉軸線及二導輪的轉動軸線於其中一檔位時可平行於安裝軸線。又或是，在最低檔位時導鏈構件的樞轉軸線相對於安裝軸線的傾斜方向相同於在最高檔位時導鏈構件的樞轉軸線相對於安裝軸線的傾斜方向。

另一方面，第一樞軸30之中心線C1、第二樞軸40之中心線C2、第三樞軸50之中心線C3及第四樞軸60之中心線C4並不限於垂直於安裝軸線I，在其他實施例中可為不垂直於安裝軸線。

接著，請參閱圖5。圖5為本發明之第二實施例所揭露之自行車後變速器與車架的立體圖。

本實施例的自行車後變速器1a類似於上述實施例的自行車後變速器1，以下主要描述本實施例的自行車後變速器1a與上述實施例的自行車後變速器1的不同之處，二者相同的部分則可參閱上述段落的說明而不再贅述。

在本實施例中，自行車後變速器1a為電子後變速器。所謂電子後變速器即為自行車後變速器1a中的導鏈構件80a係以電動的方式被驅動。舉例來說，自行車後變速器1a包含馬達90a及控制馬達90a的控制電路板100a，馬達90a及控制電路板100a至少部分位於基座構件10a、活動構件20a、外連桿71a及內連桿72a四者所包圍的空間內。馬達90a用以提供驅動外連桿71a及內連桿72a的動力，以使活動構件20a帶動導鏈構件80a相對基座構件10a活動，而撥動鏈條進行換檔。控制電路板100a用以控制馬達90a。

在一實施例中，控制電路板100a可設有無線通訊單元、天線，以無線地接收控制訊號。此外，控制電路板100a可依照需求以電線連接外部電源或是配置於自行車變速器之電池，來獲得電力。

根據上述實施例所揭露的自行車後變速器，藉由外連桿的一端及內連桿的一端分別透過第一樞軸及第二樞軸樞接於基座構件，外連桿的另一端及內連桿的另一端分別透過第三樞軸及第四樞軸樞接於活動構件，且第一樞軸之中心線至第二樞軸之中心線的距離大於第三樞軸之中心線至第四樞軸之中心線的距離的配置，可使基座構件、活動構件、外連桿及內連桿共同構成非平行四邊形的四連桿結構，來讓樞接於活動構件的導鏈構件能在撥動鏈條換檔的過程中隨著鏈條一同傾斜，以漸少導鏈構件與鏈條的干涉情況，故提升了換檔的順暢度。

雖然本發明以前述之較佳實施例揭露如上，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。

1,1a:自行車後變速器 10,10a:基座構件 20,20a:活動構件 30:第一樞軸 40:第二樞軸 50:第三樞軸 60:第四樞軸 70:連桿組件 71,71a:外連桿 72,72a:內連桿 80,80a:導鏈構件 81:架體 82,83:導輪 90a:馬達 100a:控制電路板 I:安裝軸線 F:車架 C1,C2,C3,C4:中心線 T1,T2,T3,T4,T5,T6:距離 R1:樞轉軸線 R2,R3:轉動軸線 S1-S12:齒盤 θ:傾斜角度 H:水平線

圖1為本發明之第一實施例所揭露之自行車後變速器與車架的立體圖。 圖2為圖1之自行車後變速器處於最低檔位的俯視圖。 圖3為圖2的部分放大俯視圖。 圖4為圖1之自行車後變速器處於最高檔位的俯視圖。 圖5為本發明之第二實施例所揭露之自行車後變速器與車架的立體圖。

10:基座構件

20:活動構件

30:第一樞軸

40:第二樞軸

50:第三樞軸

60:第四樞軸

70:連桿組件

71:外連桿

72:內連桿

80:導鏈構件

81:架體

82,83:導輪

I:安裝軸線

F:車架

C1,C2,C3,C4:中心線

R1:樞轉軸線

R2,R3:轉動軸線

S1-S12:齒盤

θ:傾斜角度

H:水平線

Claims (8)

1. 一種自行車後變速器，用以安裝於一車架，包含： 一基座構件，用以安裝於該車架； 一活動構件； 一第一樞軸、一第二樞軸、一第三樞軸及一第四樞軸； 一連桿組件，包含一外連桿及一內連桿，該外連桿的一端及該內連桿的一端分別透過該第一樞軸及該第二樞軸樞接於該基座構件，該外連桿的另一端及該內連桿的另一端分別透過該第三樞軸及該第四樞軸樞接於該活動構件；以及 一導鏈構件，樞接於該活動構件； 其中，該第一樞軸之中心線至該第二樞軸之中心線的距離大於該第三樞軸之中心線至該第四樞軸之中心線的距離； 其中該基座構件用以沿一安裝軸線安裝於該車架，該第一樞軸之中心線至該安裝軸線的距離大於該第二樞軸之中心線至該安裝軸線的距離； 其中該自行車後變速器可於多個檔位之間換檔；當該自行車後變速器處於該些檔位至少一者時，該導鏈構件的樞轉軸線不平行於該安裝軸線。
2. 如請求項1所述之自行車後變速器，其中該導鏈構件包含一架體及二導輪，該架體樞接於該活動構件，該二導輪可轉動地設置於該架體；當該自行車後變速器處於該些檔位至少一者時，該二導輪的轉動軸線不平行於該安裝軸線。
3. 如請求項1所述之自行車後變速器，其中在其中一該檔位時該導鏈構件的樞轉軸線不平行於在另一該檔位時該導鏈構件的該樞轉軸線。
4. 如請求項1所述之自行車後變速器，其中該些檔位包含一最低檔位及一最高檔位，在該最低檔位時該導鏈構件的樞轉軸線相對於該安裝軸線的傾斜方向異於在最高檔位時該導鏈構件的樞轉軸線相對於該安裝軸線的傾斜方向。
5. 如請求項4所述之自行車後變速器，其中在該最低檔位時該導鏈構件的樞轉軸線與在該最高檔位時該導鏈構件的樞轉軸線的夾角小於4度。
6. 如請求項1所述之自行車後變速器，其中該第一樞軸之中心線、該第二樞軸之中心線、該第三樞軸之中心線及該第四樞軸之中心線皆垂直於該安裝軸線。
7. 如請求項1所述之自行車後變速器，其中該第一樞軸之中心線至該第三樞軸之中心線的距離等於該第二樞軸之中心線至該第四樞軸之中心線的距離。
8. 如請求項1所述之自行車後變速器，其中該自行車後變速器為機械式後變速器或電子後變速器。