用于自行车的操纵索导向器

用于自行车的操纵索导向器

本发明涉及自行车的操纵索导向系统，更具体地说，涉及一种用来把操纵索从一个操纵装置(例如一个闸杆或变速杆)引导到一个被操纵装置(例如一个闸或变速器)上的装置。

自行车操纵装置通常使用具有一根内钢丝索在一个外套管内滑动这种类型的操纵索。内钢丝索的一端与安装在自行车车把上的一个操纵装置(例如一个闸杆、变速杆、旋转把手操纵装置等)相连接，而内钢丝索的另一端则与设置在同该操纵装置相隔一定距离处的一个被操纵装置(例如一个闸或者变速器)相连接。由于被操纵装置位于与操纵装置相隔一定距离处，因此通常操纵索必须沿着自行车车架走线并且紧固在该车架上，以便使操纵索不致妨碍骑车者或其他自行车零件。图1示出了一个典型的操纵索走线简图，图中从安装在车把16上的一个操纵装置(未示出)引出的操纵索14的外套管10在焊接在自行车架22上的一个套接受器18处停止。内钢丝索26在套接受器18处离开外套管10并且转到该自行车的后部。如果操纵索14是用来例如操纵一个拨链器，内钢丝索26将进入停止在位于该自行车后部的另一个套接受器(未示出)处的该外套管的另一部分中。然后操纵索14将接到该拨链器上。

如图1中所示，操纵索14当它通往套接受器18时，为了适应障碍物(例如主管和轴承组件)通常需要作出弯曲。遗憾的是，操纵索的弯曲将由于在内钢丝索与外套管之间的摩擦而使操纵索的力传输效率降低。例如，在操纵索中弯曲一次可以使力传输效率降低10％，在操纵索中弯曲两次可以使力传输效率降低20％，而在操纵索中弯曲三次(如图1所示的情况)则可使力传输效率降低30％。如果该操纵索在自行车的后部(例如在座管附近)再弯曲一次，那么总共四次弯曲将使力传输效率降低35％。这种力传输效率的降低对于操纵和被操纵装置的生产厂是很重要的，因为操纵和被操纵装置的性能不佳常常被不公正地归咎于生产厂的产品质量不好而不会认为应由操纵索系统中的几次弯曲来负责。不幸的是，套接受器在自行车上的位置以及车架的几何形状都是由车架生产厂决定的，因而操纵和被操纵装置的生产厂在把操纵索连接在自行车车架上时，无法控制在操纵索中的弯曲次数。即使车架制造商把套接受器放在自行车车架的一侧(例如图1中所示的套接受器30)，在操纵索能被安装在套接受器上以前，该操纵索还必须围绕主管弯曲，因而仍将在操纵索中产生三次弯曲。此外，这种套接受器的布置在具有不同几何形状的其他车架上也不能克服该弯曲问题。

本发明涉及一种用于自行车的操纵索导向器，该导向器有助于消除在操纵索中的弯曲而且与由车架制造商设定的套接受器的位置或车架的几何形状无关。通常，本发明包括在主管附近使用一个可拆卸的操纵索导向器和在座管附近使用一个操纵索导向辊，以便调整操纵索系统中的弯曲并使它减至最小。在本发明的一个实施例中，在自行车的主管附近使用的一个可拆卸的操纵索导向器包括一个环形的单体的安装件，该安装件具有一个基本上平的上表面，一个基本上平的下表面，以及一个圆形的安装孔，其中该安装孔具有一条与一个安装平面相平行的沿直径方向的轴线。一个操纵索支承件与在上表面与下表面之间的安装件相连接，其中操纵索支承件具有一个包括一个操纵索入口孔和一个操纵索出口孔的操纵索通道。操纵索通道具有一条通过操纵索入口孔和操纵索出口孔的笔直的纵轴线，使得该纵轴线相对于安装平面倾斜一个小于约45°的角度。安装孔沿其垂直于安装平面方向的整个长度上的直径大于操纵索通道沿其纵轴线方向的整个长度上的直径。因此，所产生的结构可以安装在主管上，使得车把立管通过安装件，以及操纵索通道使操纵索的内钢丝索朝向自行车的后部。一个辊可以设置在座管或座柱上以便把钢丝索进一步导向一个被操纵装置。

在本发明的另一个实施例中，在自行车的主管附近使用的操纵索导向器的一个安装件包括一个第一安装部分和一个第二安装部分。第一安装部分包括一个具有一个第一安装部分孔直径的第一安装部分孔和一个具有一个第一安装部分外圆周表面直径的第一安装部分外圆周表面。同样，第二安装部分包括一个具有一个第二安装部分孔直径的第二安装部分孔和一个具有一个第二安装部分外圆周表面直径的第二安装部分外圆周表面。在该实施例中，第一安装部分孔直径大于第二安装部分孔直径，以及第一安装部分外圆周表面直径大于第二安装部分外圆周表面直径。一个具有一个操纵索通道的操纵索支承件与安装件相连接，其中操纵索支承件具有一个朝向第二安装部分外圆周表面并与该表面隔开一定距离的操纵索支承件外圆周表面。使用这种结构，安装件就可以通过把第二安装部分插入主管中而起着一个上端轴承座的作用。在操纵索支承件的外圆周表面与第二安装部分的外圆周表面之间的空隙可以把主管容纳在该些零件之间，从而使操纵索通道位于主管的这一侧。此外，在操纵索支承件与第二安装部分的外圆周表面之间的位置和空隙是可以变化的，以便使操纵索的走线最佳并使弯曲最小。

在本发明的另一个实施例中，可以连接在自行车的任何一个结构件上的一个操纵索导向器包括一个具有一个第一端和一个第二端的第一臂以及一个具有一个第一端和一个第二端的第二臂，其中第一臂的第一端被构造成可用于与第二臂的第二端相连接，使得第一臂和第二臂都位于一个安装平面内。一个具有一个包括一个操纵索入口孔和一个操纵索出口孔的操纵索通道的操纵索支承件被安装在第一臂或第二臂中的一个臂上。操纵索通道具有一条通过操纵索入口孔和操纵索出口孔的笔直的纵轴线，使得该纵轴线相对于与安装平面相垂直的一条轴线是倾斜的。第一臂的第一端可枢转地连接在第二臂的第一端上，以及一个紧固件可以用来把第一臂的第二端连接在第二臂的第二端上。因此，通过卸下紧固件并使第一臂相对于第二臂枢转，就可以把操纵索导向器方便地连接在自行车的任何结构件和从该结构件上取下来。

图1是现有技术的自行车车架的一部分的顶视图，图中示出了沿该车架敷设的操纵索；图2是本发明的操纵索导向系统的一个特定的实施例的侧视图；图3是安装在主管内的本发明的主管操纵索导向器的一个特定的实施例的后视图；图4是图3中所示的主管操纵索导向器从主管上卸下以后的透视图；图5是图4中所示的主管操纵索导向器的一个侧视图；图6是图4中所示的主管操纵索导向器的一个俯视图；图7是沿图6中的VII-VII线截取的一个剖视图；图8是本发明的座管区操纵索导向器的一个局部后剖视图；图9是图8中所示的滚子部件中的一个的侧视图；图10是图8中所示的滚子部件中的一个的侧视图，图中示出了该滚子部件的任选的位置；图11是本发明的操纵索导向系统的另一个实施例的侧视图；图12是图11中所示的主管操纵索导向器的一个俯视图；图13是图12中所示的主管操纵索导向器的一个侧视图；图14是与图12中所示的主管操纵索导向器一起使用的操纵索支承件的一个侧视图；图15是本发明的主管操纵索导向器的另一个实施例的局部剖视图；图16是本发明的主管操纵索导向器的另一个实施例的俯视图；图17是图16中所示的主管操纵索导向器的一个侧视图；以及图18是示出本发明的主管操纵索导向器的另一种安装布置的一个侧视图。

图2是本发明的操纵索导向系统10的一个特定实施例的一个侧视图。操纵索导向系统10包括用来把操纵索22从一个操纵装置(未示出)沿着自行车车架24导引到一个被操纵装置(未示出)上的一个主管操纵索导向器14和一个座管操纵索导向器18。操纵索22是一种众所周知的型式，其中一条钢丝26在一个外套管30内滑动。自行车车架24是一种常规的型式，它具有一个用来通过车把立管35支撑车把(未示出)和通过叉立管37支撑叉36的一个主管34，一个用来通过座柱42支撑一个座位(未示出)的座管38，一个连接在主管34与座管38之间的上管46，以及其他的车架件。当然，本发明的操纵索导向系统还可以与其他型式的车架一起使用。

如图3至7中所示，主管操纵索导向器14包括一个安装件50以及操纵索支承件54和58。在该实施例中，安装件50是一个环形的单体的(单件)零件，它具有一个基本上平的上表面60，一个基本上平的下表面62和一个直径可变化的圆形安装孔64。孔64具有平行于一个安装平面P的沿直径方向的轴线D1和D2，平面P被定义为垂直于主管34的纵向轴线L的一些平面。对目前实际应用来说，一条沿直径方向的轴线可以位于孔64内的任何位置，只要它代表在一般意义上的该孔的直径并且与安装平面P相平行就行。

在该实施例中，安装件50包括一个安装部分70和一个安装部分74。安装部分70包括(i)一个圆形的第一安装部分孔78，该孔具有一个第一安装部分孔直径D1；和(ii)一个第一安装部分外圆周表面80，该表面具有一个第一安装部分外圆周表面直径51。同样，安装部分74包括(i)一个圆形的第二安装部分孔84，该孔具有一个第二安装部分孔直径D2；和(ii)一个圆形的第二安装部分外圆周表面88，该表面具有一个第二安装部分外圆周表面直径52。根据检查，显然该第一安装部分孔直径D1大于该第二安装部分孔直径D2，并且该第一安装部分外圆周表面直径51大于该第二安装部分外圆周表面直径52，以便在第一安装部分70与第二安装部分74之间形成一个外支撑面89。换句话说，第一安装部分外圆周表面80是从第二安装部分外圆周表面88沿径向向外设置。该第二安装部分外圆周表面直径52的选定应使第二安装部分74能配合在主管34内，以及使第一安装部分70从主管34的上端的上面沿径向向外伸出并使支撑面89与主管34的上端相接触。在该实施例中，第一安装部分70包括一个形成一个环形轴承座圈的倾斜面90，从而使安装件50可以作为一个具有人们熟知功能的上端轴承的球座。

操纵索支承件54和58在上表面60与下表面62之间与安装件50相连接，并且它们之间沿着安装件50的周边方向互相隔开一定距离。在该实施例中，操纵索支承件54和58与第一安装部分70形成一个整体，并且它们从第一安装部分70的外圆周表面80向下延伸，从而使操纵索支承件54和58的外圆周表面72和73(图4)同第二安装部分74的外圆周表面88隔开一定距离。该空隙使安装件50可以装配在主管34范围内，使得主管34被夹在操纵索支承件54和58与第二安装部分74之间。在操纵索支承件54和58与第二安装部分74的外圆周表面88之间的空隙可以进行调整，以便使该操纵索的取向最佳并且有助于操纵索无需弯曲就可以离开主管和上端轴承。

每个操纵索支承件54和58包括一对操纵索通道100，而每个操纵索通道100包括一个操纵索入口孔104和一个操纵索出口孔108。每个操纵索通道100还具有一条通过操纵索入口孔104和操纵索出口孔108的笔直的纵轴线X，其中每条纵轴线X相对于安装平面P倾斜一个小于约45°的角度α，例如在约15°与约21°之间(例如18°)。这种倾斜的目的在于使每个操纵索通道100朝向座管操纵索导向器18处的一个对应的圆周的操纵索导向表面244(图8)，从而使操纵索22的内部钢丝索26可以以基本上直线地朝向座管操纵索导向器18的对应的外圆周的导向表面244穿过操纵索通道100。在该实施例中，由于安装件50是利用穿过孔64的车把立管35而安装在主管34内的，因而安装孔64沿其垂直于安装平面P方向的整个长度上的直径大于操纵索通道100沿其纵轴线X方向的整个长度上的直径。

如在图14中的操纵索支承件300的实施例所更清楚地示出的，每个操纵索支承件300包括一个第一操纵索支承部分101，该部分限定了一个具有第一操纵索支承直径C1的圆形的第一操纵索支承部分孔101A，以及一个第二操纵索支承部分102，该部分限定了一个具有第二操纵索支承直径C2的圆形的第二操纵索支承部分孔102A。该第一操纵索支承直径C1大于该第二操纵索支承直径C2，从而使操纵索22的外套管30或头罩105(图1)可以停止在操纵索通道100内。

图8是座管操纵索导向器18的特定实施例的一个局部剖视图。在该实施例中，座管操纵索导向器18在夹紧环150附近被安装在座管38上，该夹紧环通常用来把座柱42夹紧在座管38上。座管操纵索导向器18包括一根安装轴154以及滚子部件155和156。安装轴154包括在夹紧环150的一侧的凸缘158，它用来靠紧在夹紧环150的侧面151上，以及在夹紧环150的另一侧的螺母162，它用来压紧在夹紧环150的另一个侧面153上，从而使夹紧环150将座柱42夹紧。安装轴154的对置端164和166根据下面所述的原因包括圆周花键168和170。滚子部件的夹持螺栓174和178用螺纹啮合在安装轴154的对应端164和166上，以便把滚子部件155和156沿侧向保持在安装轴154上。

滚子部件155和156被制成完全一样，因此下面只需要对滚子部件155进行详细说明。滚子部件155包括一个框架200，该框架具有一个基底件204以及侧向件206和208。支承销212把侧向件206和208的自由端互相连接以增加稳定性，以及枢轴216穿过侧向件206和208的中间部分伸出，用来可转动地支承一个滚子组件220。滚子组件220包括一个盒形轴承，该轴承具有一个支承在枢轴216上的内环230，一个支承着一个具有外圆周操纵索导向表面244的滚子环240的外环238，以及多个滚珠轴承234，该些轴承设置在内环230与外环238之间，用来把外环238和滚子环240支承在内环230上。

如图9中所更清楚示出的那样，基底件204包括一个具有多条花键254的安装孔250，该些花键在其内圆周表面上形成，用来与安装轴154的端部164上的花键168相啮合。因此，当滚子部件155用夹持螺栓174保持在安装轴154上时，滚子部件155的框架200不能相对于安装轴154转动。然而，框架200的角向位置可以通过拧松夹持螺栓并转动框架200，使得基底件204的花键254在一个不同的安装角度下与端部164的花键168相啮合，然后重新上紧夹持螺栓174而得到调整。因此，滚子部件155可以被安装在如图10中所示的多个角向位置，从而使操纵索22的内部钢丝索26可以绕过滚子环240的外圆周导向表面244并且以适当的方式对准被操纵装置。

图11是本发明的操纵索导向系统10’的另一个实施例的侧视图。该实施例与图2中示出的实施例很相似，因而相同的部件用同样的标号来表示。但是，在本实施例中，主管区操纵索导向器14’和座管区操纵索导向器18’与图2中所示的对应部分做得稍有不同。由于差别很少，下面只对这些差别进行说明。

在该实施例中，操纵索支承件被制成为操纵索支承臂300，该支承臂通过夹持螺栓330(图11)可调整地安装在安装件50’上。更具体地说，如图12和13中所示，安装件50’包括在其相应的外圆周表面上形成有花键312和316的安装轴304和308。如图14中所示，每个操纵索支承臂300包括一个孔320，该孔在其内圆周表面形成有互补花键324，以便与相关的安装轴304或308上的花键相啮合。如同在图8中的滚子部件155和156的情况一样，每个操纵索支承臂300的角向位置可以通过在操纵索支承臂300与其相关的安装轴304或308之间设定适当的花键啮合关系而得到调整。

座管操纵索导向器18’与图8中所示实施例的不同之处在于，座管操纵索导向器18’不再安装在座管38的夹紧环150上；而是将其通过夹紧环350(它具有与夹紧环150相同的结构)直接安装在座柱42上。剩下的结构均相同。因此，座管操纵索导向器18’的竖直位置可以通过把夹紧环350安装在座管42上的所要求的竖直位置上而得到调整。这种结构使操纵索导向系统10’更加与框架结构无关，因为使用者不需要担心座管的结构和取向。

图15是本发明的主管操纵索导向器的另一个实施例400的侧视图。在该实施例中，一个或更多个操纵索支承件404通过一个夹持件连接在安装件408上，该夹持件采取金属或树脂环的形式紧贴地围绕在安装件408的周围。

图16是本发明另一个实施例的主管操纵索导向器的500的俯视图，图17是主管操纵索导向器500的一个侧视图。在该实施例中，操纵索支承件504和508通过一个环形夹持件516连接在安装件512上。夹持件516包括一个第一弧形(例如半圆形)臂520和一个第二弧形(例如半圆形)臂524，两臂都位于安装平面P内。第一臂520的第一端530通过枢轴538可枢转地连接在第二臂524的第一端534上，以及第一臂520的第二弯曲端540通过一个紧固件548被紧固在第二臂524的第二弯曲端544上，该紧固件采取螺钉的形式拧入第一臂520的第二弯曲端540中。操纵索支承件504和508以与图11至14中的实施例的同样方式被结构成可调整地分别连接在第一臂520和第二臂524上，但是当需要时，它们也可以与第一臂520和第二臂524制成一个整体。在操纵索支承件504和508中的每个操纵索通道的纵轴线X相对于垂直于安装平面P的轴线L是倾斜的。在该实施例中，夹持件516与安装件512分开制成并且可以作为一个部件从安装件512上取下，另一个方式是，第一臂520的第一端530和第二臂524的第一端534可以可枢转地连接在安装件512的一个凸缘部分上。在任何情况下，通过卸下紧固件548并使第一臂520相对于第二臂524枢转(如在图16中用虚线所示的那样)，操纵索导向器500就可以方便地连接在自行车的任何结构件上和从该结构件上取下。

虽然上面已经对本发明的各种实施例作出了说明，但是在不脱离本发明的精神和范围之内，可以对本发明作出进一步的改进。例如，任何上述的主管操纵索支承件可以安装在主管下端的下面，如图18中所示(图中使用主管操纵索支承件500作为一个例子)。用来制造该操纵索导向系统的零件的尺寸、形状、取向和数量都可以任意地变化。主管操纵索导向器14和14’可以用来方便地导引操纵索而与该操纵索中是否产生弯曲无关。因此，本发明的范围不受已公开的具体结构或已获得的优点的限制。本发明的真实范围应当由下面的权利要求书确定。