双向变速操作器、致动器及变速系统的制作方法

1.本发明有关于变速，特别是在踏板推进式车辆(例如单车)上的变速。更具体地，本发明有关于变速操作器、变速致动器及包括这种变速操作器及变速致动器的齿轮系统。


背景技术：

2.在当今市场上，双向变速远不如单向变速常见。然而，跟使用单线的单向变速相比，双向变速具有许多优点。虽然通常是可能施加更多扭矩，骑乘具有单向齿轮系统的单车通常可以在一个方向上施加更大的扭矩给变速操作器(例如迫使变速操作器在一个方向上换挡到较低挡位)，而相反方向上的扭矩取决于相反方向上齿轮系统的弹簧力，例如换挡到较高挡位。通常，变速器(derailleur)齿轮是单向操作的并且包括回动弹簧。此外，大多数整合轮毂(hub-integrated)的多速齿轮也是单向操作的。
3.us 6055882a公开了一种用于具有扭转握把的单车的单向扭握式变速杆(twist-grip shifter)，扭转握把包括外握把部分与内扭转部分。
4.wo2012128639a1及wo2020130841公开了用于踏板推进式车辆的双向多速齿轮系统并且配置为由双向变速系统操作。
5.wo2017149396a2公开了一种液压双向齿轮系统，包括一对分开的液压拇指操作器及对应的双向液压齿轮致动器。
6.然而，骑乘者有不同的偏好，虽然拇指操作器对许多骑乘者来说表现良好，但有些人更喜欢扭转操作器。
7.扭转变速操作器用于单向变速系统是众所周知的，但不易适应双向操作器。同样，与单向致动器相互作用的单向致动器与双向致动器相距甚远，因为它基本上是一个方向上的回动弹簧。
8.虽然具有通过往复式扭转操作器变速的双向齿轮单元的变速系统是已知的，但是由于它们的内部复杂性与相对大的重量，它们制造成本很高。
9.本发明的一个目标是解决制造工具的大量投资问题，同时减轻在操作器和致动器侧上的齿轮系统的重量。


技术实现要素：

10.本发明是根据独立权利要求的双向变速操作器、对应的双向变速致动器及包括这种操作器和致动器的双向变速系统。
11.与先前技术相比，变速系统具有以下一个或多个优点。
12.首先，因为组件的设计，用于制造双向变速操作器、双向变速致动器和双向变速系统的生产线比用于先前技术系统的生产线更简单。
13.因此，降低了初始与正在进行的生产成本。
14.这允许生产更小系列的组件及订制生产组件，例如用于不同的线连接。
15.此外，本发明具有使变速操作器和变速致动器都减轻重量的优点。
附图说明
16.图1以分解图形式描绘根据本发明具体例的双向变速操作器100。
17.图2以部分分解图形式描绘与图1中相同的变速操作器100。
18.图3以等角视图描绘图1中的变速操作器。
19.图4a、图4b及图4c更详细地描绘图1的外卷盘(spool plate)。
20.图5a、图5b及图5c更详细地描绘图1的中卷盘。
21.图6a、图6b及图6c更详细地描绘图1的内卷盘。
22.图7以等角视图描绘根据本发明具体例的双向变速致动器200。
23.图8描绘图7的变速致动器的分解图。
24.图9描绘在垂直于线卷盘(wire spool)220的通孔的平面中的变速致动器的截面图。此外，该视图描绘多速齿轮系统的变速轴400，其中变速轴的外齿与线卷盘的内齿啮合。所描绘的变速轴是中空的，从而允许贯穿螺栓410穿过变速轴及变速致动器设置。
25.图10描绘双向变速系统300，包括连接到双向变速致动器200的图3的双向变速操作器100。具有多条内线的第一变速缆线310与第二变速缆线320用于互连。变速操作器100通常设置在把手的端部，而变速致动器设置在踏板推进式车辆的轮毂附近。第一变速缆线与第二变速缆线可以沿着框架的部分延伸和/或延伸为部分在框架内部。
具体实施方式
26.在以下描述中，阐述了本发明的各种示例及具体例，为了让技术人员对本发明更透彻地理解。在各种具体例的上下文中并参考附图描述的具体细节非意在解释为限制。相反地，本发明的范围在所附权利要求中限定。
27.下面描述的具体例被编号并将「em」放在前头。此外，描述了关于编号的具体例所定义的附属具体例。除非另有说明，可以与一个或多个编号具体例组合的任何具体例也可以直接与所提及的编号具体例的任何附属具体例组合。
28.em 01：一种用于踏板推进式车辆的把手的双向变速操作器100，包括：
29.具有柱形延伸部112的外壳110，配置为设置在把手上；
30.旋转地设置在柱形延伸部上的变速手柄160，其中变速手柄包括：
31.固定到变速手柄的双向线卷盘120，包括第一卷盘130、第二卷盘140和第三卷盘150。
32.在第一附属具体例中，第一卷盘130与第三卷盘150是相同的。
33.在可以与第一附属具体例结合的第二附属具体例中，第二卷盘140设置在第一卷盘130与第三卷盘150之间。
34.在可以与第二附属具体例结合的第三附属具体例中，第一卷盘130、第二卷盘140及第三卷盘150分别具有第一侧130a、140a、150a与第二侧130b、140b、150b，其中第一卷盘的第一侧与第三卷盘的第一侧相同，第一卷盘的第二侧与第三卷盘的第二侧相同，并且第二卷盘的第一侧与第二侧板是相同的，其中第一卷盘的第一侧面向第二卷盘的第二侧并且第三卷盘的第一侧面向第二卷盘的第一侧。
35.在可以与上述任何附属具体例结合的第四附属具体例中，第一卷盘、第二卷盘与第三卷盘具有用于柱形延伸部的通孔，其中第二卷盘的通孔相对于第一卷盘和第二卷盘的
通孔具有较小的直径。
36.在可以与第四附属具体例结合的第五附属具体例中，第二卷盘的通孔的直径对应于柱形延伸部的外径。
37.以这种方式，可以获得对旋转变速手柄的改进的支撑。
38.在可以与上述任何具体例结合的第六附属具体例中，外壳包括夹具，配置为将外壳夹持在把手上，其中夹具包括第一夹具部分116a及第二夹具部分116b。
39.第一夹具部分可以与外壳成整体，并且第二夹具部分可以用螺钉114夹持到第一夹具部分。
40.在可以与上述任何具体例结合的第七附属具体例中，外壳110包括具有对应缆线止动件117a、117b的通孔。
41.在可与上述任何具体例结合的第八具体例中，双向变速操作器包括：端部止动机构，配置为防止变速手柄旋转一整圈。
42.在附属于第八具体例的第九具体例中，止动机构包括在第三卷盘的第二侧中的凹槽及延伸到凹槽的外壳中的突出部，其中凹槽在突出部的位置中以小于整圆的范围延伸。
43.突出部可以是例如一个金属钉。
44.em 02：根据em 01的双向变速操作器100，其中线卷盘包括：第一变速线连接件及第二变速线连接件，配置为分别连接到第一变速线及第二变速线，其中线卷盘配置成当变速手柄沿第一方向旋转时拉动第一变速线，且当变速手柄沿与第一方向相反的第二方向旋转时拉动第二变速线。
45.在第一附属具体例中，第一线连接件包括在第一卷盘中的第一线连接部分及在第二卷盘中的第二线连接部分。
46.在第二附属具体例中，第二线连接件包括在第三卷盘中的第一线连接部分及在第二卷盘中的第二线连接部分。
47.在第三附属具体例中，第一线连接部分及第二线连接部分的第一线连接部分及第二线连接部分彼此面对以形成第一线连接件及第二线连接件。
48.在第四附属具体例中，第一线连接件及第二线连接件具有半柱形的形状。
49.em o3：根据em o1或em o2的双向变速操作器100，其中第一卷盘130及第三卷盘150的第一侧130a、150a及第二卷盘140的第一侧140a与第二侧140b分别包括第一盘第一侧线引导路径部分132、第三盘第一侧线引导路径部分152、第二盘第一侧线引导路径部分142及第二盘第二侧线引导路径部分143。
50.在第一附属具体例中，第一盘第一侧线引导路径部分132与第二盘第二侧线引导路径部分143对称地相同，并且第三盘第一侧线引导路径部分152与第二盘第一侧线引导路径部分142对称地相同。
51.在第二附属具体例中，第一盘第一侧线引导路径部分132与第二盘第二侧线引导路径部分143在线卷盘中形成第一周向凹槽。第三盘第一侧线引导路径部分152与第二盘第一侧线引导路径部分142在线卷盘中形成第二周向凹槽。
52.在第三附属具体例中，第一周向凹槽及第二周向凹槽配置为引导和支撑第一线及第二线，在垂直于凹槽的截面中它们在90度的分区中具有恒定半径。
53.在第四附属具体例中，
54.em 04：根据em 01至em 03中任一项的双向变速操作器100，包括螺钉170，其中，双向线卷盘120包括多个通孔，并且变速手柄160包括多个孔洞，其中该螺钉穿过通孔并固定在孔洞中。
55.在第一附属具体例中，第一卷盘及第二卷盘分别包括：第一旋转引导构件134及第二旋转引导构件145，配置为确定第一卷盘和第二卷盘的相对旋转位置。第三卷盘及第二卷盘分别包括：第一旋转引导构件154与第一旋转引导构件144，配置为确定第三卷盘和第二卷盘的相对旋转位置。
56.根据em 01至em 04中任一项之双向变速操作器100，其中变速手柄160包括握持部分161及支撑部分162，其中支撑部分至少部分地是柱形的并且配置为设置成围绕柱形部分旋转，其中握持部分设置在支撑部分的径向外侧。
57.在第一附属具体例中，握持部分压配合到支撑部分上。可替代地，通过将握持部分包覆成型到支撑部分上来制造握持部分和支撑部分。
58.在第二附属具体例中，双向变速操作器包括：锁定元件113，配置为将支撑部分在纵向方向上锁定到柱形部分。
59.支撑部分可以是例如由塑料材料制成，并且握持部分由相对较软的塑料材料制成。
60.em a1：一种用于踏板推进式车辆的双向变速致动器200，包括：
61.外壳210，
62.双向线卷盘220，设置在外壳210中并且配置为旋转多速齿轮的变速轴400，其中线卷盘与外壳具有多个通孔，其中线卷盘的通孔配置为保持变速轴。
63.在第一附属具体例中，外壳包括第一可拆卸外壳元件211a及第二可拆卸外壳元件211b。
64.在第二附属具体例中，第一外壳元件配置为沿通口方向可拆卸地安装在第一外壳元件的外部。
65.在第三附属具体例中，第一外壳元件和第二外壳元件至少部分地是柱形的，其中第二外壳元件的外径对应于第一外壳元件的内径。
66.em a2：em a1的双向变速致动器200，包括固定到外壳210的延伸外壳212。
67.在第一附属具体例中，延伸外壳包括第一缆线调节器230与第二缆线调节器240。
68.在第二附属具体例中，缆线调节器配置为沿平行于线卷盘的平面的方向枢转。
69.在第三附属具体例中，延伸外壳包括第一桶形螺母及第二桶形螺母，其中缆线调节器固定到桶形螺母。
70.在第四附属具体例中，延伸外壳包括第一外壳元件212a及第二外壳元件212b。
71.在第五附属具体例中，第一外壳元件及第二外壳元件由金属板制成。
72.在第五附属具体例中，第一外壳元件212a配置为至少部分地可拆卸地安装在第二外壳元件212b内部。
73.在第六附属具体例中，第一桶形螺母及第二桶形螺母被锁定在第一外壳元件与第二外壳元件之间。
74.em s1：一种用于踏板推进式车辆的双向变速系统300，包括：
75.根据eo1至eo5中任一项所述的双向变速操作器100，
76.根据em1至em2中任一项所述的双向变速致动器200，
77.第一变速缆线310与第二变速缆线320，包括将双向变速操作器及双向变速致动器互连的变速线。
78.在第一附属具体例中，双向变速系统包括配置成设置在多速齿轮系统中的变速轴400。
79.在第二附属具体例中，变速轴400是中空的并且配置为允许贯穿螺栓410用于将轮毂固定到踏板推进式车辆的框架。
80.在示例性具体例中，各种特征与细节通过组合显示。关于特定示例描述数个特征的事实不应被解释为暗示这些特征必然必须一起包含在本发明的所有具体例中。相反，参考不同具体例描述的特征不应被解释为相互排斥。如本领域技术人员将容易理解的，结合本文描述的特征的任何子集合并且不明确相互依赖的具体例已经被发明人考虑并且是预期公开的一部分。然而，对所有这些具体例的明确描述不会有助于理解本发明的原理，因此为了简单或简洁起见，省略了一些特征排列。

技术特征：
1.一种用于踏板推进式车辆的把手的双向变速操作器100，包括：外壳110，具有柱形延伸部112，所述外壳配置为设置在所述把手上，变速手柄160，旋转地设置在所述柱形延伸部上，其中，所述变速手柄包括固定到所述变速手柄的双向线卷盘120，所述双向线卷盘120包括第一卷盘、第二卷盘及第三卷盘130，140，150。2.根据权利要求1所述的双向变速操作器200，其中，所述第一卷盘及所述第三卷盘130，150是相同的，并且所述第二卷盘140设置在所述第一卷盘与所述第三卷盘130，150之间。3.根据权利要求2所述的双向变速操作器200，其中，所述第一卷盘、所述第二卷盘及所述第三卷盘130，140，150分别具有第一侧和第二侧130a，130b，140a，140b，150a，150b，其中，所述第一卷盘的第一侧与所述第三卷盘的第一侧相同，所述第一卷盘的第二侧与所述第三卷盘的第二侧相同，并且所述第二卷盘的第一侧与第二侧相同，其中，所述第一卷盘的第一侧面向所述第二卷盘的第二侧，且所述第三卷盘的第一侧面向所述第二卷盘的第一侧。4.根据权利要求1至3中任一项所述的双向变速操作器200，其中，所述第一卷盘、所述第二卷盘及所述第三卷盘具有用于所述柱形延伸部的通孔，其中，所述第二卷盘的通孔具有比所述第一卷盘和所述第二卷盘的通孔小的直径。5.一种用于踏板推进式车辆的双向变速致动器200，包括：外壳210，双向线卷盘220，设置在所述外壳210中并且配置为旋转多速齿轮的变速轴400，其中，所述线卷盘和所述外壳具有多个通口，其中，所述线卷盘的通口配置为保持所述变速轴。6.根据权利要求5所述的双向变速致动器200，其中，所述外壳包括能拆卸的第一外壳元件及能拆卸的第二外壳元件211a，211b，其中，所述第一外壳元件配置为沿所述通口的方向能拆卸地安装在所述第一外壳元件的外部。7.根据权利要求5或6所述的双向变速致动器200，包括：延伸外壳212，固定到所述外壳210，其中，所述延伸外壳包括第一缆线调节器及第二缆线调节器230，240，其中，这些缆线调节器配置为在平行于所述线卷盘的平面的方向上枢转。8.根据权利要求7所述的双向变速致动器，其中，所述延伸外壳包括第一外壳元件及第二外壳元件212a，212b，其中，所述第一外壳元件及所述第二外壳元件由金属板制成。9.一种用于踏板推进式车辆的双向变速系统300，包括：-根据权利要求1至5中任一项所述的双向变速操作器100，-根据权利要求6至8中任一项所述的双向变速致动器200，第一变速缆线及第二变速缆线310，320，包括将所述双向变速操作器与所述双向变速致动器互连的多条变速线。10.根据权利要求9所述的双向变速系统，包括配置为设置在多速齿轮系统中的变速轴400，其中，所述变速轴400是中空的并且配置成允许贯穿螺栓410用于将轮毂固定到踏板推进式车辆的框架。

技术总结
一种用于踏板推进式车辆的双向变速系统300，包括：双向变速操作器100，包括固定到变速手柄的双向线卷盘120，双向线卷盘包括第一卷盘、第二卷盘及第三卷盘130，140，150；双向变速致动器200；第一变速缆线及第二变速缆线310，320，包括将双向变速操作器及双向变速致动器互连的变速线。互连的变速线。互连的变速线。


技术研发人员：达格
受保护的技术使用者：CA科技系统公司
技术研发日：2022.02.03
技术公布日：2023/10/7