机动自行车拨链器组件转让专利
申请号 : CN200610004116.8
文献号 : CN1821014B
文献日 : 2010-09-29
发明人 : 市田典 , 藤井和浩
申请人 : 株式会社岛野
摘要 :
机动自行车拨链器组件提供了一种机动自行车前拨链器，其包括马达单元、前拨链器和马达联动装置。马达单元配置成沿第一、第二相反的旋转方向转动输出轴。前拨链器包括配置成待安装于自行车车架上的固定主体、在第一、第二枢轴点处绕枢轴转动联接于固定主体上的内、外连杆以及链条导向器，该链条导向器绕枢轴转动联接于内、外连杆上以便在内变速位置与外变速位置之间运动。第一枢轴点的位置沿侧向比第二枢轴点更靠近自行车车架的中心平面。马达联动装置操作联接于马达单元的输出轴和前拨链器的内连杆上，以便在输出轴旋转时使链条导向器在内与外变速位置之间移动。
权利要求 :
1.一种机动自行车前拨链器组件，包括：
马达单元 ，其配置成沿第一旋转方向和与第一旋转方向相反的第二旋转方向转动输出轴；
前拨链器 ，其包括配置成待安装于自行车车架上的固定主体 、在第一枢轴点 处绕枢轴转动联接于固定主体上的内连杆 、在第二枢轴点 处绕枢轴转动联接于固定主体上的外连杆 以及链条导向器 ，该链条导向器绕枢轴转动联接于内、外连杆上以便在内变速位置与外变速位置之间运动，第一枢轴点的位置沿侧向比第二枢轴点更靠近自行车车架的中心平面；以及马达联动装置 ，其操作联接于马达单元的输出轴 和前拨链器的内连杆上，以便在输出轴沿第一旋转方向旋转时使链条导向器从内变速位置移动至外变速位置，而在输出轴沿第二旋转方向旋转时使链条导向器从外变速位置移动至内变速位置；
其中马达联动装置包括具有第一驱动连杆端部 和第二驱动连杆端部 的驱动连杆 ，第一驱动连杆端部操作联接于马达单元的输出轴，而第二驱动连杆端部操作联接于前拨链器的内连杆上，以便当沿着背离第二驱动连杆端部方向拉动第一驱动连杆端部时，将链条导向器从内变速位置移动至外变速位置；和阻塞保护连接装置，其设置于驱动连杆与内连杆之间以便即使在禁止链条导向器从外变速位置移动至内变速位置的情况下也容许驱动连杆从外变速方位移动至内变速方位；并且其中阻塞保护连接装置包括配置成用于施加推动力的偏置元件 ，该推动力在正常情况下保持阻塞保护连接装置处于正常刚性状态；并且阻塞保护连接装置还包括防护连杆 ，所述防护连杆具有可绕枢轴转动地联接于第二驱动连杆端部上的第一防护连杆端部 和可绕枢轴转动地联接于内连杆上的第二防护连杆端部 ，以及偏置元件设置于防护连杆与内连杆之间以便施加在正常情况下保持防护连杆和内连杆处于正常刚性状态的该推动力。
2.根据权利要求1所述的机动自行车前拨链器组件，其中输出轴包括从输出轴的旋转轴线偏移的偏心驱动销。
3.根据权利要求2所述的机动自行车前拨链器组件，其中
所述驱动连杆的第一驱动连杆端部操作联接于偏心驱动销上以便使得偏心驱动销配置成沿着背离第二驱动连杆端部的方向有选择地拉动第一驱动连杆端部以便使链条导向器从内变速位置移动至外变速位置，以及沿着朝向第二驱动连杆端部的方向有选择地推动第一驱动连杆端部以便使链条导向器从外变速位置移动至内变速位置。
4.根据权利要求1所述的机动自行车前拨链器组件，其中
第二防护连杆端部在第一枢轴点可绕枢轴转动地联接于内连杆上。
5.根据权利要求4所述的机动自行车前拨链器组件，其中
偏置元件为在第一枢轴点处安装于枢轴销上的螺旋弹簧，其中螺旋弹簧的第一端与内连杆接合，而螺旋弹簧的第二端与防护连杆接合。
6.根据权利要求4所述的机动自行车前拨链器组件，其中
前拨链器还包括机械调节装置，其配置成改变链条导向器相对于固定主体的内、外变速位置中的至少一个。
7.根据权利要求6所述的机动自行车前拨链器组件，其中
机械调节装置配置成改变链条导向器相对于固定主体的内、外变速位置这两者。
8.根据权利要求7所述的机动自行车前拨链器组件，其中
机械调节装置包括配置成改变链条导向器相对于固定主体的外变速位置的第一调节螺钉。
9.根据权利要求8所述的机动自行车前拨链器组件，其中
第一调节螺钉以螺纹连接方式联接于内连杆与防护连杆之一上，第一调节螺钉设置成与内连杆和防护连杆中的另一个接触以便调节内连杆与防护连杆的相对位置，从而改变链条导向器相对于固定主体的外变速位置。
10.根据权利要求8所述的机动自行车前拨链器组件，其中
机械调节装置还包括配置成改变链条导向器相对于固定主体的内变速位置的第二调节螺钉。
11.根据权利要求1所述的机动自行车前拨链器组件，其中
马达联动装置包括阻塞保护连接装置，其设置于驱动连杆与内连杆之间以便即使在禁止链条导向器从内变速位置移动至外变速位置的情况下也容许驱动连杆从外变速方位移动至内变速方位。
12.根据权利要求11所述的机动自行车前拨链器组件，其中阻塞保护连接装置包括配置成用于施加推动力的偏置元件，该推动力在正常情况下保持阻塞保护连接装置处于正常刚性状态。
13.根据权利要求12所述的机动自行车前拨链器组件，其中阻塞保护连接装置包括防护连杆，其具有可绕枢轴转动地联接于第二驱动连杆端部上的第一防护连杆端部和可绕枢轴转动地联接于内连杆上的第二防护连杆端部，以及偏置元件设置于防护连杆与内连杆之间以便施加推动力，该推动力在正常情况下保持防护连杆和内连杆处于正常刚性状态。
14.根据权利要求13所述的机动自行车前拨链器组件，其中防护连杆在第一枢轴点可绕枢轴转动地联接于内连杆上，以及
偏置元件为在第一枢轴点处安装于枢轴销上的螺旋弹簧，其中螺旋弹簧的第一端与内连杆接合，而螺旋弹簧的第二端与防护连杆接合。
15.根据权利要求14所述的机动自行车前拨链器组件，其中枢轴销不可旋转地联接于防护连杆与内连杆之一上，枢轴销由固定主体可旋转地支承。
16.根据权利要求13所述的机动自行车前拨链器组件，其中前拨链器还包括机械调节装置，其具有配置成用于改变链条导向器相对于固定主体的外变速位置的第一调节螺钉，以及第一调节螺钉以螺纹连接方式联接于内连杆与防护连杆之一上，第一调节螺钉设置成与内连杆和防护连杆中的另一个接触以便调节内连杆与防护连杆的相对位置，从而改变链条导向器相对于固定主体的外变速位置。
17.根据权利要求12所述的机动自行车前拨链器组件，其中内连杆通过枢轴销可绕枢轴转动地联接于马达联动装置的一部分上，该枢轴销由固定主体旋转支承并且不可旋转地联接于内连杆和马达联动装置的一部分之一上；以及偏置元件为安装于枢轴销上的螺旋弹簧，其中螺旋弹簧的第一端与内连杆接合，而第二端与马达联动装置的一部分接合。
18.根据权利要求1所述的机动自行车前拨链器组件，其中
前拨链器还包括机械调节装置，其配置成改变链条导向器相对于固定主体的内、外变速位置中的至少一个。
19.根据权利要求1所述的机动自行车前拨链器组件，其中
驱动连杆具有在第一与第二驱动连杆端部之间延伸的纵向轴线，以及驱动连杆的纵向轴线在正常情况下具有链条导向器处于外变速位置时的外变速方位和链条导向器处于内变速位置时的内变速方位，其中驱动连杆的纵向轴线的内、外方位的改变小于四十五度。
说明书 :
技术领域
本发明整体涉及一种机动自行车拨链器组件。更具体而言，本发明涉及一种机动自行车前拨链器组件，其中驱动连杆联接于内连杆上以便当拉力应用于内连杆上时使链条导向器沿侧向向外运动。
背景技术
骑自行车正在成为一种日益流行的娱乐形式及运输方式。而且，骑自行车已经成为一种在业余爱好者和职业运动员中都非常流行的竞技体育运动。不管自行车是用于娱乐、运输还是竞技，自行车工业都在不断改进自行车的各种部件。实际上，近来自行车已经装备有电动部件以便使得骑车人骑车时更加容易和享受。一些自行车装备有自动变速单元，其通过自行车计算机或控制单元来根据骑行情况自动进行调节。尤其是，近来前、后拨链器已经实现自动化。
一般而言，前拨链器固定于自行车车架或中轴的座管上，而后拨链器固定于车架的后三角板上。无论在那一种情况下，拨链器都包括不可转动地固定于自行车车架上的固定式或基座构件，以及通过联动装置可相对于固定式构件运动地支承的可动式构件。可动式构件通常具有带有一对罩板的链条导向器，其用来在前或后链轮之间移动链条。通常，可动式构件通过弹簧按照给定的方向相对于固定式构件偏置。通常，通过牵拉和/或松脱联接于相应拨链器上的变速控制缆线，就使得可动式构件相对于固定式构件运动。在手动操作的拨链器中，控制缆线联接于枢轴连杆上以便对其施加转矩，从而使得连杆移动可动式构件。控制缆线固定于连杆上的位置使得施加于控制缆线上的操作力转化成连杆摆动转矩。通常，控制缆线的运动由变速操作装置按照常规方式进行控制，其中变速操作装置具有一个或多个杠杆、绕线构件和分度机构。
近年来，拨链器已被机动化。在机动拨链器中，马达通常用于牵拉和松脱控制缆线以便移动可动式构件，或者马达通过驱动轮系(传动装置)连接于不带常规控制缆线的拨链器上以便移动可动式构件。无论在那一种情况下，马达通常为操作联接于控制单元上的电动马达。控制单元可以自动控制马达，进而自动控制拨链器的可动式构件的运动。替代地，可以提供电变速按钮，其操作联接于控制单元以便使得骑车人可以控制拨链器的变速。
尽管这些现有的机动拨链器能比较好得工作，但是它们的确具有一些不足。尤其是，这些现有的机动拨链器不能总是如一些骑车人所需的那样操作可靠。而且，这些现有的机动拨链器不能总是如一些骑车人所需的那样调节简单。此外，这些现有的机动拨链器不能总是如所需的那样制造与装配简单且造价较低。最后，这些现有的机动拨链器通常具有马达单元组件，马达单元组件需要大量的紧固件以便将零件联接在一起，这可能比较复杂。
通过阅读本公开内容，本发明所属领域的普通技术人员应当清楚，需要一种改进型机动自行车拨链器。通过阅读本公开内容，本发明所属领域的普通技术人员应当清楚，本发明满足了现有技术的这种需要及其它需要。
一般而言，前拨链器固定于自行车车架或中轴的座管上，而后拨链器固定于车架的后三角板上。无论在那一种情况下，拨链器都包括不可转动地固定于自行车车架上的固定式或基座构件，以及通过联动装置可相对于固定式构件运动地支承的可动式构件。可动式构件通常具有带有一对罩板的链条导向器，其用来在前或后链轮之间移动链条。通常，可动式构件通过弹簧按照给定的方向相对于固定式构件偏置。通常，通过牵拉和/或松脱联接于相应拨链器上的变速控制缆线，就使得可动式构件相对于固定式构件运动。在手动操作的拨链器中，控制缆线联接于枢轴连杆上以便对其施加转矩，从而使得连杆移动可动式构件。控制缆线固定于连杆上的位置使得施加于控制缆线上的操作力转化成连杆摆动转矩。通常，控制缆线的运动由变速操作装置按照常规方式进行控制，其中变速操作装置具有一个或多个杠杆、绕线构件和分度机构。
近年来，拨链器已被机动化。在机动拨链器中，马达通常用于牵拉和松脱控制缆线以便移动可动式构件，或者马达通过驱动轮系(传动装置)连接于不带常规控制缆线的拨链器上以便移动可动式构件。无论在那一种情况下，马达通常为操作联接于控制单元上的电动马达。控制单元可以自动控制马达，进而自动控制拨链器的可动式构件的运动。替代地，可以提供电变速按钮，其操作联接于控制单元以便使得骑车人可以控制拨链器的变速。
尽管这些现有的机动拨链器能比较好得工作，但是它们的确具有一些不足。尤其是，这些现有的机动拨链器不能总是如一些骑车人所需的那样操作可靠。而且，这些现有的机动拨链器不能总是如一些骑车人所需的那样调节简单。此外，这些现有的机动拨链器不能总是如所需的那样制造与装配简单且造价较低。最后，这些现有的机动拨链器通常具有马达单元组件，马达单元组件需要大量的紧固件以便将零件联接在一起，这可能比较复杂。
通过阅读本公开内容，本发明所属领域的普通技术人员应当清楚，需要一种改进型机动自行车拨链器。通过阅读本公开内容，本发明所属领域的普通技术人员应当清楚，本发明满足了现有技术的这种需要及其它需要。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种可靠的机动自行车前拨链器组件。
本发明的另一个目的是提供一种配置成易于调节的机动自行车前拨链器组件。
本发明的另一个目的是提供一种包括阻塞保护连接装置的机动自行车前拨链器组件。
本发明的另一个目的是提供一种制造和装配比较简单且造价较低的机动自行车前拨链器组件。
上述目的可以通过提供一种包括马达单元、前拨链器和马达联动装置的机动自行车前拨链器组件而基本上得以实现。马达单元配置成沿第一旋转方向和与第一旋转方向相反的第二旋转方向转动输出轴。前拨链器包括配置成待安装于自行车车架上的固定主体、在第一枢轴点处绕枢轴转动联接于固定主体上的内连杆、在第二枢轴点处绕枢轴转动联接于固定主体上的外连杆以及链条导向器，该链条导向器绕枢轴转动联接于内、外连杆上以便在内变速位置与外变速位置之间运动。第一枢轴点的位置沿侧向比第二枢轴点更靠近自行车车架的中心平面。马达联动装置操作联接于马达单元的输出轴和前拨链器的内连杆上，以便在输出轴沿第一旋转方向旋转时使链条导向器从内变速位置移动至外变速位置，而在输出轴沿第二旋转方向旋转时使链条导向器从外变速位置移动至内变速位置。
对本发明所属领域的普通技术人员来说，通过阅读结合附图公开了本发明的优选实施例的以下详细描述，可以清楚地了解本发明的这些及其它目的、特征、方面和优点。
本发明的另一个目的是提供一种配置成易于调节的机动自行车前拨链器组件。
本发明的另一个目的是提供一种包括阻塞保护连接装置的机动自行车前拨链器组件。
本发明的另一个目的是提供一种制造和装配比较简单且造价较低的机动自行车前拨链器组件。
上述目的可以通过提供一种包括马达单元、前拨链器和马达联动装置的机动自行车前拨链器组件而基本上得以实现。马达单元配置成沿第一旋转方向和与第一旋转方向相反的第二旋转方向转动输出轴。前拨链器包括配置成待安装于自行车车架上的固定主体、在第一枢轴点处绕枢轴转动联接于固定主体上的内连杆、在第二枢轴点处绕枢轴转动联接于固定主体上的外连杆以及链条导向器，该链条导向器绕枢轴转动联接于内、外连杆上以便在内变速位置与外变速位置之间运动。第一枢轴点的位置沿侧向比第二枢轴点更靠近自行车车架的中心平面。马达联动装置操作联接于马达单元的输出轴和前拨链器的内连杆上，以便在输出轴沿第一旋转方向旋转时使链条导向器从内变速位置移动至外变速位置，而在输出轴沿第二旋转方向旋转时使链条导向器从外变速位置移动至内变速位置。
对本发明所属领域的普通技术人员来说，通过阅读结合附图公开了本发明的优选实施例的以下详细描述，可以清楚地了解本发明的这些及其它目的、特征、方面和优点。
附图说明
现在请参阅附图，其构成了本发明原始公开内容的一部分：
图1为根据本发明装备有机动前拨链器组件的自行车的侧视图；
图2为图1中所示的机动前拨链器组件的放大外侧视图，其中链条导向器处于低变速位置并且为进行示例说明而将马达单元盖拆下；
图3为图2中所示的机动前拨链器组件的前视图，其中链条导向器处于低变速位置；
图4为图2和3中所示的机动前拨链器组件的后视图，其中链条导向器处于低位置并且已将马达单元盖联接于其上；
图5为图2-4中所示的机动前拨链器组件的内部侧视图，其中为进行示例说明已将马达联动装置的一部分拆下；
图6为图2-5中所示的机动前拨链器组件沿图5的剖面线6-6观察的局部剖视图；
图7为图2-4中所示的机动前拨链器组件的另一个局部放大后视图，其中链条导向器处于低位置并且为进行示例说明而将马达单元盖拆下；
图8为图2-4中所示的机动前拨链器组件的后视图，其中链条导向器处于高位置；
图9为图8中所示的机动前拨链器组件的另一个放大后视图，其中链条导向器处于高位置并且为进行示例说明而将马达单元盖拆下；
图10为图9中所示的机动前拨链器组件的一部分的后视图，其中将一部分分离并且将一部分用剖面示出以便对阻塞保护连接装置进行示例说明；
图11为图2-10中所示的机动前拨链器组件的局部后视图，其中使马达联动装置运动至低位置/方位而拨链器联动装置保持成使得链条导向器保持于高位置(例如由于阻塞等等)；
图12为图2-11中所示的机动前拨链器组件的后透视图，其中链条导向器处于低位置并且为进行示例说明而将马达单元盖拆下，其中为进行示例说明而将一部分以简化形状示出(例如驱动连杆和防护(saver)连杆)；
图13为图2-11中所示的机动前拨链器组件的后透视图，其中链条导向器处于高位置并且为进行示例说明而将马达单元盖拆下，其中为进行示例说明而将一部分以简化形状示出(例如驱动连杆和防护连杆)；
图14为图2-13中所示的机动前拨链器组件的内连杆与防护连杆组件(即阻塞保护连接装置)的放大的部件分解透视图；
图15为处于装配状态中的图14中所示的内连杆和防护连杆组件的透视图；
图16为图2-13中所示的机动前拨链器组件的机械调节装置的局部放大后视(简)图，其中链条导向器处于低位置；
图17为图2-13中所示的机动前拨链器组件的机械调节装置的局部放大后视(简)图，其中链条导向器处于高位置；
图18为图2-13中所示的机动前拨链器组件的马达单元壳体的第一壳体部分的放大后透视图；
图19为图18中所示的第一壳体部分的外侧视图；
图20为图18和19中所示的第一壳体部分的前视图；
图21为图2-13中所示的机动前拨链器组件的马达单元壳体的第二壳体部分的放大前透视图；
图22为图21中所示的第二壳体部分的内侧视图；
图23为图21和22中所示的第二壳体部分的前视图；
图24为图21-23中所示的第二壳体部分的俯视图；
图25为图2-13中所示的机动前拨链器组件的机动前拨链器安装构件的放大的前透视图；
图26为图25中所示的机动前拨链器安装构件的俯视图；
图27为图25和26中所示的机动前拨链器安装构件的后视图；
图28为图25-27中所示的机动前拨链器安装构件的外侧视图；
图29为图2-13中所示的机动前拨链器组件的马达单元盖(即第二马达单元安装部分)的放大的后透视图；
图30为图29中所示的马达单元盖的后视图；
图31为图29和30中所示的马达单元盖的外侧视图；
图32为图29-31中所示的马达单元盖的前视图；
图33为图2-13中所示的机动前拨链器组件的内连杆的放大的后透视图；
图34为图33中所示的内连杆的底视图；
图35为图33和34中所示的内连杆的内侧视图；
图36为图33-35中所示的内连杆的后视图；
图37为图2-13中所示的机动前拨链器组件的外连杆的放大的后透视图；
图38为图37中所示的外连杆的外侧视图；
图39为图37和38中所示的外连杆沿图38的剖面线39-39观察的剖视图；
图40为图37-39中所示的外连杆的内侧视图；
图41为图2-13中所示的机动前拨链器组件的防护连杆的放大的前透视图；
图42为图41中所示的防护连杆的前视图；
图43为图41和42中所示的防护连杆沿图42中的剖面线43-43观察的剖视图；
图44为图41-43中所示的防护连杆的内侧视图；
图45为图2-13中所示的机动前拨链器组件的马达联动装置的传动连杆的后视图；
图46为图2-13中所示的机动前拨链器组件的阻塞保护连接装置的偏置元件的内侧视图；
图47为图46中所示的偏置元件的后视图，其示出了处于承载(例如：安装、变形)状态的偏置元件并且为进行示例说明而将卸载(例如：预安装、预变形)形状用假想线示出；
图48为图2-13中所示的机动前拨链器组件的输出轴的驱动臂的后视图；
图49为图48中所示的驱动臂沿图48的剖面线49-49观察的剖视图；
图50为图2-13中所示的机动前拨链器组件的输出轴的驱动销(即偏心销)的侧视图；
图51为图2-13中所示的机动前拨链器组件的马达单元的放大前透视图；以及
图52为在通过第一、第二无紧固件的配合结构将这些零件联接在一起之前的图2-13中所示的机动前拨链器组件的马达单元与机动前拨链器安装构件的放大的侧视图。
图1为根据本发明装备有机动前拨链器组件的自行车的侧视图；
图2为图1中所示的机动前拨链器组件的放大外侧视图，其中链条导向器处于低变速位置并且为进行示例说明而将马达单元盖拆下；
图3为图2中所示的机动前拨链器组件的前视图，其中链条导向器处于低变速位置；
图4为图2和3中所示的机动前拨链器组件的后视图，其中链条导向器处于低位置并且已将马达单元盖联接于其上；
图5为图2-4中所示的机动前拨链器组件的内部侧视图，其中为进行示例说明已将马达联动装置的一部分拆下；
图6为图2-5中所示的机动前拨链器组件沿图5的剖面线6-6观察的局部剖视图；
图7为图2-4中所示的机动前拨链器组件的另一个局部放大后视图，其中链条导向器处于低位置并且为进行示例说明而将马达单元盖拆下；
图8为图2-4中所示的机动前拨链器组件的后视图，其中链条导向器处于高位置；
图9为图8中所示的机动前拨链器组件的另一个放大后视图，其中链条导向器处于高位置并且为进行示例说明而将马达单元盖拆下；
图10为图9中所示的机动前拨链器组件的一部分的后视图，其中将一部分分离并且将一部分用剖面示出以便对阻塞保护连接装置进行示例说明；
图11为图2-10中所示的机动前拨链器组件的局部后视图，其中使马达联动装置运动至低位置/方位而拨链器联动装置保持成使得链条导向器保持于高位置(例如由于阻塞等等)；
图12为图2-11中所示的机动前拨链器组件的后透视图，其中链条导向器处于低位置并且为进行示例说明而将马达单元盖拆下，其中为进行示例说明而将一部分以简化形状示出(例如驱动连杆和防护(saver)连杆)；
图13为图2-11中所示的机动前拨链器组件的后透视图，其中链条导向器处于高位置并且为进行示例说明而将马达单元盖拆下，其中为进行示例说明而将一部分以简化形状示出(例如驱动连杆和防护连杆)；
图14为图2-13中所示的机动前拨链器组件的内连杆与防护连杆组件(即阻塞保护连接装置)的放大的部件分解透视图；
图15为处于装配状态中的图14中所示的内连杆和防护连杆组件的透视图；
图16为图2-13中所示的机动前拨链器组件的机械调节装置的局部放大后视(简)图，其中链条导向器处于低位置；
图17为图2-13中所示的机动前拨链器组件的机械调节装置的局部放大后视(简)图，其中链条导向器处于高位置；
图18为图2-13中所示的机动前拨链器组件的马达单元壳体的第一壳体部分的放大后透视图；
图19为图18中所示的第一壳体部分的外侧视图；
图20为图18和19中所示的第一壳体部分的前视图；
图21为图2-13中所示的机动前拨链器组件的马达单元壳体的第二壳体部分的放大前透视图；
图22为图21中所示的第二壳体部分的内侧视图；
图23为图21和22中所示的第二壳体部分的前视图；
图24为图21-23中所示的第二壳体部分的俯视图；
图25为图2-13中所示的机动前拨链器组件的机动前拨链器安装构件的放大的前透视图；
图26为图25中所示的机动前拨链器安装构件的俯视图；
图27为图25和26中所示的机动前拨链器安装构件的后视图；
图28为图25-27中所示的机动前拨链器安装构件的外侧视图；
图29为图2-13中所示的机动前拨链器组件的马达单元盖(即第二马达单元安装部分)的放大的后透视图；
图30为图29中所示的马达单元盖的后视图；
图31为图29和30中所示的马达单元盖的外侧视图；
图32为图29-31中所示的马达单元盖的前视图；
图33为图2-13中所示的机动前拨链器组件的内连杆的放大的后透视图；
图34为图33中所示的内连杆的底视图；
图35为图33和34中所示的内连杆的内侧视图；
图36为图33-35中所示的内连杆的后视图；
图37为图2-13中所示的机动前拨链器组件的外连杆的放大的后透视图；
图38为图37中所示的外连杆的外侧视图；
图39为图37和38中所示的外连杆沿图38的剖面线39-39观察的剖视图；
图40为图37-39中所示的外连杆的内侧视图；
图41为图2-13中所示的机动前拨链器组件的防护连杆的放大的前透视图；
图42为图41中所示的防护连杆的前视图；
图43为图41和42中所示的防护连杆沿图42中的剖面线43-43观察的剖视图；
图44为图41-43中所示的防护连杆的内侧视图；
图45为图2-13中所示的机动前拨链器组件的马达联动装置的传动连杆的后视图；
图46为图2-13中所示的机动前拨链器组件的阻塞保护连接装置的偏置元件的内侧视图；
图47为图46中所示的偏置元件的后视图，其示出了处于承载(例如：安装、变形)状态的偏置元件并且为进行示例说明而将卸载(例如：预安装、预变形)形状用假想线示出；
图48为图2-13中所示的机动前拨链器组件的输出轴的驱动臂的后视图；
图49为图48中所示的驱动臂沿图48的剖面线49-49观察的剖视图；
图50为图2-13中所示的机动前拨链器组件的输出轴的驱动销(即偏心销)的侧视图；
图51为图2-13中所示的机动前拨链器组件的马达单元的放大前透视图；以及
图52为在通过第一、第二无紧固件的配合结构将这些零件联接在一起之前的图2-13中所示的机动前拨链器组件的马达单元与机动前拨链器安装构件的放大的侧视图。
具体实施方式
现在将参照附图对本发明的选定实施例进行说明。通过阅读本公开内容，本发明所属领域的普通技术人员应当清楚，对本发明的这些实施例的以下描述仅供示例说明，而非用于对由从属权利要求及其等同物所限定的本发明进行限制。
首先请参看图1至4，所示的自行车10装备有根据本发明第一实施例的机动前拨链器组件12。自行车10还包括具有座管16的自行车车架14，其中机动前拨链器12通过托架18和多个紧固件或螺栓19安装于座管16上，在图2-4中看得最为清楚。前拨链器组件12由通过电变速缆线联接于前电变速控制装置22a上的电子变速单元20按照常规方式致动/操纵，以便在至少两个前链轮26和28之间移动链条24。
链轮26和28为自行车驱动轮系的一部分，该驱动轮系包括后电变速控制装置22b以及各种其它常规零件如脚蹬、曲柄组、一个和多个链轮、机动后拨链器、飞轮和链条24。前电变速控制装置22a优选地带有一对操作联接于电子变速器20上的变速按钮(未示出)，其优选地根据美国专利No.6,073,730(转让予Shimano有限公司)和美国专利No.6,682,087(转让予Shimano有限公司)。前电变速控制装置22a基本为后电变速控制装置22b的镜像，并且位于不同于后电变速控制装置22b的车把的相对侧上。这样，在图1中前电变速控制装置22a就位于后电变速控制装置22b之后(即隐藏于后)。
由于自行车10的大部分零件在自行车领域内众所周知，因此除了对其进行改动以便用于本发明时之外，在此将不对这些零件进行详细地讨论或示出。而且，虽然各种常规的自行车零件在此没有进行详细示出和/或讨论，但是它们也可以与本发明结合使用。
现在参看图2-13，机动前拨链器12基本上包括机动前拨链器单元30、机动前拨链器安装构件32、前拨链器马达单元34以及马达联动装置36。机动前拨链器单元30、前拨链器马达单元34以及马达联动装置36均安装于机动前拨链器安装构件32上。机动前拨链器安装构件32配置成通过托架18和紧固件19将机动前拨链器12牢固地联接于自行车车架14的座管16上。
如以下更详细地说明，机动前拨链器12构造成在至少一个如图2-7和12中所示的低变速位置与如图8-10和13中所示的高变速位置之间运动。而且，如图11中所示，马达联动装置36设计成带有拨链器保护设置(即阻塞保护连接装置)，以便使得拨链器马达单元34甚至在机动前拨链器单元30不运动(例如：受到阻塞)时仍能够进行操纵。链条24变速的基本操作比较常规，因而在此将不对其进行详细地讨论和/或描述。
在图2-13中看得最为清楚，前拨链器单元30基本上包括链条导向器40、拨链器联动装置42以及作为安装构件32的部分的固定主体44，如下所述。优选地，拨链器联动装置42与链条导向器40和固定主体44一起形成控制着链条导向器40的侧向运动的四杆联动装置。拨链器联动装置42配置成操作联接于固定主体44与链条导向器40之间，以便使得链条导向器40在至少一个低变速位置与高变速位置之间，即在至少第一与第二变速位置之间相对于固定主体44进行侧向运动。更具体而言，链条导向器40通过拨链器联动装置42可动地联接于固定主体44上，拨链器联动装置42操作联接于马达联动装置36上以便响应于前拨链器马达单元34的操作而在第一与第二变速位置之间移动链条导向器40。链条导向器40的这种侧向运动引起链条24在自行车驱动轮系24的链轮26与28之间移动。
优选地，链条导向器40由硬质刚性材料制成。例如，链条导向器40优选地由金属材料如可弯曲成所需形状的刚性薄片金属制成。在图3、4、7、9和11中看得最为清楚，链条导向器40具有分别用于将拨链器联动装置42可绕枢轴转动地固定于链条导向器40上的内和外(第一和第二)变速枢轴点P1和P2。尤其是，枢轴销41和43将链条导向器40可绕枢轴转动地联接于拨链器联动装置42上。链条导向器40具有由一对(内和外)垂直变速板40a和40b形成的链条容放狭槽。垂直变速板40a和40b适于与链条24接合，从而沿基本上垂直于自行车10的方向移动链条24。变速板40a和40b通过一对板40c和40d，即上和下板40c和40d连接在一起。上板40c与内变速板40a一体形成。下板40d的一端与外变速板40b一体形成，而另一端通过紧固件如螺钉或铆钉而附连于内变速板40a上。变速板40a和40b的上端还通过一对附加紧固件如螺钉或铆钉联接在一起，其中轴套按照常规方式安装于变速板40a和40b之间。
现在参看图2-17和33-40，拨链器联动装置42基本上包括内连杆46和外连杆48，它们的第一或上端可绕枢轴转动地联接于固定主体44上而第二或下端可绕枢轴转动地联接于链条导向器40上。具体而言，内连杆46的第一内连杆端46a通过枢轴销47可绕枢轴转动地联接于固定主体44的固定内(第一)枢轴点P3上，而其第二内连杆端46b通过枢轴销41可绕枢轴转动地联接于链条导向器40的变速内枢轴点P1上。类似地，外连杆48的第一外连杆端48a通过枢轴销49可绕枢轴转动地联接于固定主体44的固定外(第二)枢轴点P4上，而其第二外连杆端48b通过枢轴销43可绕枢轴转动地联接于链条导向器40的变速外枢轴点P2上。
从上述描述中可以清楚地看出，优选地，拨链器联动装置42为四杆联动装置，其由内连杆46、外连杆48、在内变速枢轴点P1与外变速枢轴点P2之间延伸的链条导向器40的部分以及在内固定枢轴点P3与外固定枢轴点P4之间延伸的固定主体44的部分形成。因此，枢轴点P1、P2、P3和P4的枢轴基本上互相平行。
当拨链器联动装置42将链条导向器40保持于其延伸位置上时，链条导向器40位于最外侧的链轮26，即距离座管16最远的链轮上方。当拨链器联动装置42将链条导向器40保持于其收缩位置上时，链条导向器40位于最内侧的链轮28，即距离座管16最近的链轮上方。链条导向器40与拨链器联动装置42的这些运动由电变速单元20控制，如以下所述。
主要参看图16和17，外连杆48包括容放着低位置调节螺钉50的螺纹孔48c。尤其是，低调节螺钉50配置成使得自由端与固定主体44有选择地接触以便有选择地限制链条导向器40沿侧向向内运动的量。因此，外连杆48的螺纹孔48c、低调节螺钉50以及固定主体44就形成了用于细微地调节链条导向器40低位置的机械调节装置的一部分。
根据低调节螺钉50相对于外连杆48的位置情况，在将链条导向器40从高位置移动至低位置时，低调节螺钉50的自由端可能不与固定主体44接触(例如：如果低调节螺钉50被拧出预定量就不进行调节)。然而，优选地，在将链条导向器40从高位置移动至低位置时，低调节螺钉50的自由端将与固定主体44有选择地接触(例如：如果低调节螺钉50穿过外连杆48而被拧入预定量)，如本文中所示。换句话说，一旦低调节螺钉50穿过外连杆48而被拧入预定量，那么在将链条导向器40从高位置移动至低位置以便限制链条导向器40的向内运动时，低调节螺钉50的自由端将与固定主体44接触。当低调节螺钉50被逐渐拧入外连杆48时，可以逐渐改变/调节接触点。
高调节螺钉52以螺纹连接方式联接于马达联动装置36上以便与内连杆46接触，从而对链条导向器40的高位置进行细微调节。以下将对链条导向器40的高位置调节进行更详细地描述。高调节螺钉52和内连杆46与马达联动装置36的部分形成了用于细微地调节链条导向器40高位置的机械调节装置的一部分。高调节螺钉52为第一调节螺钉，而低调节螺钉50为第二调节螺钉。
因此，机械调节装置配置成用于改变链条导向器40相对于固定主体44的第一与第二变速位置(例如：低与高位置)。换句话说，低调节螺钉50配置用于改变链条导向器40相对于固定主体44的低变速位置，而高调节螺钉52配置成用于改变链条导向器40相对于固定主体44的高变速位置。尽管调节螺钉50和52优选地分别安装于外连杆48和马达联动装置36上，但是本发明所属领域的普通技术人员通过阅读本公开内容可以清楚地看出，调节螺钉50和52可以安装于固定主体44、链条导向器40、马达联动装置36以及连杆46和48中的任一个上，其中相应调节螺钉的自由端与固定主体44、链条导向器40、马达联动装置36以及连杆46和48中的任一个接触，这时调节螺钉并非以螺纹连接方式联接于其上。
在所示的实施例中，高调节螺钉52还配置成在进行调节时，如果当链条导向器从高位置移动至低位置时低调节螺钉50没有充分旋转足够大的距离以便与固定主体44接触，那么就改变链条导向器40相对于固定主体44的低变速位置。然而，通常，在正常使用期间，低调节螺钉50配置成与固定主体44接触以便限制内连杆46和外连杆48的向内运动，从而在链条导向器40从高位置移动至如图7和16所示的低位置时，使高调节螺钉52脱离与内连杆46的接触。换句话说，高调节螺钉52并未设计成在正常情况下调节低位置。尤其是，马达单元34的冲程配置成使链条导向器40移动比链轮26和28之间的侧向间距更大的范围，以便使得调节螺钉50和52用于细微地调节链条导向器40地运动范围，如以下更详细所述。每个调节螺钉50和52还优选地穿过塑料垫圈构件(未示出)拧入以便防止其意外松脱。
现在参看图2-13和25-28，机动前拨链器安装构件32基本上包括自行车车架安装部分60、前拨链器安装部分62以及主马达单元安装部分64。优选地，自行车车架安装部分60、前拨链器安装部分62以及主马达单元安装部分64为由轻质刚性材料按照常规方式利用铸造、机加工等等一体形成的单块整体式构件。优选地，前拨链器安装构件32由金属材料构成，如铝合金、钛等等。前拨链器安装部分62和主马达单元安装部分64形成拨链器马达支承结构。
自行车车架安装部分60配置成使用紧固件19通过托架18而联接于自行车车架14的座管16上。自行车车架安装部分60包括突起61，其从机动前拨链器安装构件32的第一(前)侧朝着形成了带有螺纹孔61b的弯曲前表面61a的自由端向外突出。弯曲前表面61a配置成与托架18的相应弯曲部分接触，以便使得机动前拨链器安装构件32不会相对于托架18转动。紧固件或螺栓19之一穿过托架18的孔被容放并且拧入自行车车架安装部分60的螺纹孔61b中，而其它两个紧固件或螺栓19则穿过托架18的其它两个孔并且拧入形成于座管16上的螺纹孔(图6中仅示出一个)中，以便使得机动前拨链器安装构件32通过托架18而固定于自行车车架14上。
前拨链器安装部分62配置成联接于前拨链器单元30的拨链器联动装置42上。尤其是，前拨链器安装部分62的第一、第二内连杆支承部分62a和62b配置成在其间限定了连杆容放空间以便容放内连杆46，而其第一、第二外连杆支承部分62c和62d配置成在其间限定了连杆容放空间以便容放外连杆48。因此，第一、第二内连杆支承部分62a和62b配置成用于形成前拨链器固定主体42。第一和第二连杆支承部分62a和62b与第一、第二外连杆支承部分62c和62d配置成用于形成前拨链器固定主体44。第一、第二内连杆支承部分62a和62b包括第一、第二内枢轴销安装孔62e和62f，而第一、第二外连杆支承部分62c和62d包括第一、第二外枢轴销安装孔62g和62h。第一固定枢轴点P3居中位于第一、第二内枢轴销安装孔62e和62f中，而第二固定枢轴点P4居中位于第一、第二外枢轴销安装孔62g和62h中。第一、第二内连杆支承部分62a和62b的间距与第一、第二外连杆支承部分62c和62d的间距不同以便于容纳不同尺寸的内连杆46和外连杆48。第二固定枢轴点P4的第二固定枢轴线基本上平行于第一固定枢轴点P3的第一固定枢轴线。第一、第二外连杆支承部分62c和62d从连接段62i延伸。
主马达单元安装部分64配置成联接于前拨链器马达单元34上。尤其是，主马达单元安装部分64具有第一无紧固件配合结构，其包括马达支承表面66、保持接头67、第一凹槽68、配合突起69以及由第一外连杆支承部分62c和连接段62i形成的第一突起。保持接头67相对于马达支承表面66向上延伸并且邻近其设置，而第一凹槽68从马达支承表面66向下延伸。配合突起69从位于马达支承表面66之下的主马达安装部分64沿着平行于马达支承表面66的方向延伸。由第一外连杆支承部分62c和连接段62i形成的第一突起按照类似于保持接头67的方式相对于马达支承表面66向上延伸并且邻近其设置(即以便形成与保持接头67相对的附加保持接头)。换句话说，由第一外连杆支承部分62c和连接段62i形成的第一突起位于不同于保持接头67的马达支承表面66的相对侧上。
主马达单元安装部分64包括多个(两个)螺纹孔64a，其形成了主马达单元安装部分64的附加安装零件，即除了第一无紧固件配合结构之外。尤其是，螺纹孔64a之一延伸穿过配合突起69进入主马达单元安装部分64，而其它螺纹孔64a延伸穿过附加突起，该附加突起从主马达单元安装部分64的向上延伸凸缘64b向后延伸。向上延伸凸缘64b从由第一外连杆支承部分62c和连接段62i形成的第一突起的后端向上延伸。主马达单元安装部分64还包括输出轴支承段64c，轴支承孔64d形成于输出轴支承段64c中。输出轴支承段64c从第二外连杆支承部分62d向上延伸。轴支承孔64d配置成使其中心轴线基本上平行于前拨链器安装部分62的第一、第二固定枢轴点P3和P4的枢轴线。优选地，主马达单元安装部分64的输出轴支承孔64d为全部由主马达单元安装部分64的材料围成的通孔(即绕着其周边封闭)。优选地，低摩擦轴套压配合于轴支承孔64d中。
现在参看图2-4、7-13、18-24、29-32、51和52，前拨链器马达单元34基本上包括马达单元壳体70和内部马达结构72。内部马达结构72安装于壳体70内。前拨链器马达单元34的壳体70以可拆除的方式安装于主马达单元安装部分64上。然后，马达单元盖74联接于壳体70和主马达单元安装部分64上，如以下更详细所述。前拨链器马达单元34通过马达联动装置36和拨链器联动装置42操作联接于链条导向器40上。因此，通过变速单元20操纵前拨链器马达单元34就可引起链条导向器40在低与高变速位置之间移动。
更具体而言，输出轴80可转动地安装于壳体70内以便伸出壳体70的两端，如以下更详细所述。输出轴80操作联接于内部马达结构72与马达联动装置36之间。马达单元盖74支承着输出轴80的一(后)端，而输出轴支承段64c将输出轴80的另一(前)端支承于安装于轴支承孔64d内的低摩擦轴套中。
优选地，壳体70包括第一壳体部分70a和第二壳体部分70b，第二壳体部分70b附连于第一壳体部分70a上以便形成将内部马达结构72容放并支承于其中的内腔，在图18-24、51和52中看得最为清楚。第一壳体部分70a和第二壳体部分70b为由轻型刚性材料如塑料材料按照常规方式利用铸造和/或机加工制成的分体式构件。两个壳体部分70a和70b通过多个(三个)紧固件70c如螺钉和六角螺母固定连接在一起。如上所述，输出轴80延伸穿过壳体70的两端(即穿过每个壳体部分70a和70b)。
在图7、9-13和18-24、51和52中看得最为清楚，壳体70具有第二无紧固件配合结构，其包括下部马达壳体表面76、外部保持表面77、第二突起78、带有配合孔的凸缘79以及第二凹槽R。第二无紧固件配合结构以可拆除的方式联接于主马达安装部分64的第一无紧固件配合结构上而无须使用其它紧固件。尤其是，马达壳体表面76支承于马达支承表面66上，保持接头67与外部保持表面77接触，第二突起78容放于第一凹槽68中，带有配合孔的凸缘79容放着配合突起69，而第二凹槽R容放着由第一外连杆支承部分62c和连接段62i形成的第一突起。壳体70还包括另一个形成于凹槽R中类似于外表面77的的外表面S，其与由第二外连杆支承部分62d和连接段62i形成的附加保持接头接触。
优选地，当沿着输出轴80并且沿着侧视方向观察时，第二突起78的构型大致为矩形。第二突起78由第一壳体部分70a的第一突出段78a和第二壳体部分70b的第二突出段78b形成。第二突起78和配合凹槽68优选地在大致平行于输出轴80的旋转轴线的方向上伸长，其中凹槽68长于突起78。总之，第一、第二无紧固件配合结构设置成阻止由于输出轴80相对于马达单元壳体70旋转产生转矩而导致马达单元壳体了0相对于机动前拨链器安装构件32绕着输出轴80的旋转轴线旋转。
当然，本发明所属领域的普通技术人员通过阅读本公开内容将会清楚，如果需要，可以将第一、第二无紧固件配合结构的一个或多个部件(例如：马达支承表面66、保持接头67、第一凹槽68、配合突起69、由第一外连杆支承部分62c和连接段62i形成的第一突起、外部保持表面77、第二突起78、带有配合孔的凸缘79以及第二凹槽R)省略、改动、颠倒和/或互相替换。总之，第一、第二无紧固件配合结构应当配置成防止旋转转矩而不必一定使用附加紧固件。
马达单元盖74大致为杯形构件，其基本包括多个(三个)凹槽74a、弯曲偏心销支承狭槽74b、附加销支承狭槽74c、轴支承孔74d和止动装置74e，在图29-32中看得最为清楚。优选地，马达单元盖74构造成由刚性、轻型材料如金属材料按照常规方式利用铸造和/或机加工形成的单块整体式构件。凹槽74a设计成与主马达安装部分64的配合突起79及其它两个类似突起配合。凹槽74a中的两个具有穿过其形成以便容放一对紧固件79a的孔。输出轴80a的后端容放于轴支承孔74d中。优选地，轴支承孔74d为具有低摩擦系数的盲孔。任选地，低摩擦轴套可以安装于轴支承孔74d中以便旋转支承输出轴80。销支承狭槽74b和74c配置成支承马达联动装置的一部分，如下所述。止动装置74e配置成与马达联动装置36的一部分选择接触，也如下所述。
总之，鉴于以上结构，输出轴80优选地旋转支承于其两端。由于马达单元盖74支承输出轴80，马达单元盖74可以与输出轴支承段拆开。这样，就形成了总体马达单元安装部分，其包括主马达单元安装部分64和马达单元盖74。相应地，总体马达单元安装部分包括一对旋转支承输出轴80两端的隔开的输出轴支承段(例如：段64c和盖74)，其中至少一个输出轴支承段(即马达单元盖74)以可拆除的方式附连于机动前拨链器安装构件32上。
前拨链器马达单元34的内部马达结构72安装于壳体70内。内部马达结构72优选地包括可逆式电动马达、驱动轮系以及位置控制装置，其中可逆式马达由电池源或发电机供能，驱动轮系包括多个操作联接于电动马达与输出轴之间的齿轮，位置控制装置包括各种电子部件(例如印刷电路板、光电断路器、自顶向下式电刷传感器等等)以便控制电动马达的操作。内部马达结构72通过电线电联接于变速单元20上，并且通过另一根电线联接于电源(电池源或发电机)上。内部马达结构如内部马达结构72已是众所周知。因此，将不对内部马达结构72进行详细地讨论或示出。相反地，内部马达结构72可以根据2004年2月27日提交并转让给Shimano有限公司的美国专利申请序列号为10/787,897的第二实施例来理解。
当然，本发明所属领域的普通技术人员通过阅读本公开内容将会清楚，需要根据美国专利申请序列号为10/787,897的第二实施例进行微小改动以便使其可以支承于壳体70的形状内。然而，这种改动恰好在本领域的普通技术人员所能理解的范围内。相应地，本文中将不再对这些结构进行详细地讨论和/或示出用于制造和使用如附属权利要求中所限定的本发明所需时除外。
优选地，输出轴80通过至少一个轴承旋转支承于壳体70上。当然，本发明所属领域的普通技术人员通过阅读本公开内容将会清楚，在需要和/或所需的情况下，除了安装于壳体70内以外，或者为了代替安装于壳体70内，一个或多个轴承可以安装于机动前拨链器安装构件32和/或马达单元盖74上。总之，输出轴80配置成通过旋转内部马达结构72的传动轴而在第一旋转位置(即如图7、11和12中所示的低变速位置方位)与第二旋转位置(即如图9、10和13中所示的高变速位置方位)之间绕着旋转轴线A1沿着相反的方向旋转。
输出轴80包括偏心销81，其中心轴线A2从输出轴的旋转轴线A1偏移开。偏心销81安装于驱动臂82的第一端82a上。驱动臂82的第二端82b通过花键连接装置等等不可旋转地安装于输出轴80的后侧延伸端。偏心销81旋转安装于形成于驱动臂82的第一端82a的孔中。偏心销81操作联接于马达联动装置36上。因此，当输出轴80旋转时，偏心销81就沿着环绕输出轴80的旋转轴线A1的圆形路径运动。当马达单元盖74安装于主马达单元安装部分64上，偏心销81的朝后端支承于马达单元盖74的偏心销支承狭槽74b中，而且，当马达单元盖74安装在主马达单元安装部分64上时，止动装置74e设置成与驱动臂82有选择地接触以便防止其进一步运动。
现在参看图2-15和41-50，马达联动装置36基本包括驱动或马达连杆84、 防护连杆86以及防护连杆偏置元件88。马达联动装置36操作联接于输出轴80的偏心驱动销81与拨链器联动装置42之间。具体而言，马达联动装置36操作联接于输出轴80的偏心驱动销81与拨链器联动装置42的内连杆46之间。防护连杆偏置元件88操作联接于防护连杆86与内连杆46之间。
内连杆46、防护连杆86和防护连杆偏置元件88在马达联动装置36与拨链器联动装置42之间形成了阻塞保护连接装置。尤其是，部分内连杆46、部分防护连杆86和防护连杆偏置元件88形成了阻塞保护连接装置。这种阻塞保护设置结构配置成在力传送状态与力超控状态之间运动。更具体而言，驱动连杆84可绕枢轴转动地安装于偏心销81和防护连杆86上，而防护连杆86可绕枢轴转动地连接于驱动连杆84和内连杆46。偏置元件88操作连接于内连杆46和防护连杆86之间，以便在正常情况下保持它们之间的刚性连接(即正常刚性状态)，如以下所述。
阻塞保护连接装置设置于驱动连杆84和内连杆46之间以便即使在禁止链条导向器40从内变速位置移动至外变速位置的情况下也容许驱动连杆84从外变速方位移动至内变速方位。
驱动连杆84相对于输出轴80和拨链器联动装置42配置成使链条导向器40从第一(低)变速位置移动至第二(高)变速位置以及从第二(高)变速位置移动至第一(低)变速位置。驱动连杆84具有第一驱动连杆端部84a和第二驱动连杆端部84b。第一驱动连杆端部84a旋转安装于输出轴80的偏心驱动销81上，以便使得偏心驱动销81可以在形成于第一驱动连杆端部84a中的孔内转动。第二驱动连杆端部84b通过枢轴销95可绕枢轴转动地联接于防护连杆86上。因此，当输出轴80旋转时，驱动连杆84就发生运动或者移动。第一驱动连杆端部84a优选地通过C形夹保持于偏心销81上，而第二驱动连杆端部84b优选地通过另一个C形夹保持于枢轴销85上。当马达单元盖74安装于主马达单元安装部分64上时，枢轴销85的朝后端就支承于马达单元盖74的另一个销支承狭槽74c中。
第一驱动连杆端部84a通过偏心销81和驱动臂82操作联接于马达单元34的输出轴80上。第二驱动连杆端部84b操作联接于前拨链器30的内连杆46上以便当沿着背离第二驱动连杆端部84b的方向拉动第一驱动连杆端部84a时，使链条导向器40从内变速位置移动至外变速位置。换句话说，偏心销81配置成有选择地沿着背离第二驱动连杆端部84b的方向拉动第一驱动连杆端部84a以便使链条导向器40从内变速位置移动至外变速位置，并且有选择地沿着朝向第二驱动连杆端部84b的方向推动第一驱动连杆端部84a以便使链条导向器40从外变速位置移动至内变速位置。
驱动连杆84具有在第一、第二驱动连杆端部84a和84b之间延伸的纵向轴线L。驱动连杆84的纵向轴线L在链条导向器40处于第一变速位置时具有第一方位(图7)，而在链条导向器40处于第二变速位置时具有第二方位(图9)其中驱动连杆84的纵向轴线L的第一、第二方位在第一、第二方位之间的变化小于四十五度，在图7和9中看得最为清楚。优选地，纵向轴线L在形成于第一、第二驱动连杆端部84a和84b的孔的中心之间延伸，在图45中看得最为清楚。
优选地，防护连杆86具有第一防护连杆端部86a、第二防护连杆端部86b、控制或止动凸缘86c和邻接接头86d。防护连杆86的第一防护连杆端部86a通过枢轴销85可绕枢轴转动地联接于驱动连杆84的第二驱动连杆端部84b上。枢轴销85优选地压配合于第一防护连杆端部86a的孔中，而枢轴销85旋转容放于第二驱动连杆端部84b的孔中。第二防护连杆端部86b操作联接于拨链器联动装置42的内连杆46上。尤其是，第二防护连杆端部86b包括枢轴销47延伸穿过其中的通孔和配置成用于容放安装螺钉86f的螺纹孔86e。枢轴销47包括一对平面47a，平面47a配置成与安装螺钉86f接触以便防止枢轴销47相对于防护连杆86发生旋转与轴向运动。内连杆46的第一内连杆端部46a可旋转地安装在枢轴销47上。
控制或止动凸缘86c从第二防护连杆端部86b延伸并且包括螺纹孔86g，螺纹孔86g配置成将高调节螺钉52容放于其中以便使得高调节螺钉52在马达联动装置36被驱动至高变速位置时与内连杆46接触，在图9和10中看得最为清楚。因此，高调节螺钉52配置成用于通过高调节螺钉52的自由端与内连杆46接触从而改变链条导向器40相对于固定主体44的第二或高变速位置。邻接接头86d从控制凸缘86c的前侧沿轴向延伸以便与偏置元件88的一部分接合。
在图14、15、46和47中看得最为清楚，防护连杆偏置元件88优选地为扭簧，其具有螺旋部分88a、第一腿部88b和第二腿部88c。螺旋部分88a围绕着安装于枢轴销47上的轴套89放置，其中枢轴销47将防护连杆86连接于内连杆46上。防护连杆偏置元件88的第一腿部88b与防护连杆86接合，而第二腿部88c与拨链器联动装置42的内连杆46接触。当从拨链器的后部观察时，防护连杆86绕着枢轴点P3沿逆时针方向偏置。另一方面，当从拨链器的后部观察时，内连杆46绕着枢轴销47沿顺时针方向偏置。
因此，高调节螺钉52在正常情况下朝向内连杆46偏置以便与内连杆46接触，低调节螺钉50或障碍物(阻塞)阻止这种接触的情况除外。换句话说，防护连杆偏置元件88配置成用于施加推动力，该推动力在正常情况下保持着防护连杆86与拨链器联动装置42之间基本上刚性连接以便使得这些构件在正常情况下作为整体大致一起运动，在低调节螺钉50限制着联动装置42向内运动或障碍物限制着向内运动时除外。相应地，防护连杆86可绕枢轴转动地联接于拨链器联动装置42上，而防护连杆偏置元件88操作联接于防护连杆86与拨链器联动装置42之间，以便将防护连杆86从力超控状态推至力传送状态，从而使得正常情况下，防护连杆86与拨链器联动装置42之间保持着基本上为刚性的连接。
因此，如图11中所示，如果链条导向器40在高位置上被卡位，而马达联动装置36由输出轴80驱动至低变速位置上，则当从拨链器后部观察时，防护连杆86将会围绕枢轴点P3沿顺时针方向转动，从而克服防护连杆偏置元件88的第一腿部88b的推动力，即使内连杆46也不会运动。因此，通过使用防护连杆86和防护连杆偏置元件88，就在防护连杆86与拨链器联动装置42之间形成了非刚性(阻塞保护)连接。换句话说，防护连杆86和防护连杆偏置元件88形成了将马达联动装置36连接到拨链器联动装置42上的非刚性连接。这种非刚性连接形成了阻塞保护连接装置。
再参看图14和15，将对阻塞保护连接装置的装配与操作进行更详细地描述。尤其是，将对安装构件32、内连杆46、枢轴销47、防护连杆86、偏置元件88以及轴套89的装配与操作进行更详细地描述。在这些部件的装配期间，偏置元件88安装于轴套89上并且邻近第二防护连杆端部86b放置。偏置元件的第一腿部88b邻近邻接接头86d放置。接下来，放置第一内连杆端部46a，其中其安装凸缘位于轴套89和第二防护连杆端部86b的两端上以便使得相应孔对齐。再将这个组件放置于第一、第二内连杆安装部分62a和62b之间以便使得所有孔对齐。然后，穿过第一内连杆安装孔62e、内连杆46的第一凸缘、第二防护连杆端部86b、轴套89和偏置元件88、内连杆46的第二凸缘，将枢轴销47插入第二内连杆安装孔62f中。然后，将安装螺钉86f安装于螺纹孔86e中并使其转动至与平面47a之一接触。于是，移动第二腿部88c以便与内连杆46的第二内连杆端部46b的接头46c接合，然后完成装配。一旦上述组件装配完成，就防止将组件从机动前拨链器安装构件32上拆下，尽管枢轴销47能相对于安装构件32自由旋转。换句话说，枢轴销47相对于安装构件32可以自由旋转并沿轴向运动，直至安装螺钉86f被安装上。另外，防止枢轴销47相对于防护连杆86旋转。
枢轴销47由于设置有平面47a和安装螺钉86f而固定于防护连杆86上，并且可以相对于内连杆46和机动前拨链器安装构件32自由旋转。具体而言，枢轴销可旋转地安装于第一、第二内连杆支承部分62a和62b的第一、第二内枢轴销安装孔62e和62f中。然而，防护连杆偏置元件88配置成用于施加推动力，该推动力在正常情况下保持防护连杆86与内连杆46之间的刚性连接以便使得这些构件在正常情况下作为整体大致一起运动。偏置元件88的螺旋部分88a安装于轴套89上，轴套89还可旋转地安装于枢轴销47上。这样，当链条导向器40在高位置与低位置之间移动时，内连杆46、枢轴销47和偏置元件88在正常情况下都在作为整体一起运动。换句话说，枢轴销47的安装设置结构就在链条导向器40在高位置与低位置之间移动时使得摩擦力减少。尤其是，当固定于防护连杆86上时，枢轴销47的端部可以在机动前拨链器安装构件32和内连杆46中自由旋转。相应地，枢轴销与防护连杆86和偏置元件88一起运动从而在链条导向器40运动期间使得枢轴销47与偏置元件88的螺旋部分88a之间不会产生摩擦。而且，因为当链条导向器40运动时，内连杆46、偏置元件88、防护连杆86和枢轴销47在正常情况下作为整体一起运动，所以在正常情况下内连杆46与枢轴销47之间或者内连杆46与偏置元件88之间不会产生摩擦。
如上所述，虽然当链条导向器40运动时，内连杆46、偏置元件88、防护连杆86和枢轴销47在正常情况下作为整体一起运动，但是有时防护连杆86将会相对于内连杆46运动(即，如果链条导向器40在高位置阻塞或者当链条导向器40运动至低位置低调节螺钉50与固定主体44接触时)。当防护连杆86相对于内连杆46运动时，也可以减少摩擦。尤其是，当防护连杆86相对于内连杆46运动时，第一腿部88b将会与防护连杆86一起运动。开始，螺旋部分88a还可以调节其相对于轴套89的旋转位置(即螺旋部分88a可以首先绕着轴套89运动)。然而，在螺旋部分88a运动预定量之后，螺旋部分88a可以结合于轴套89上。即使螺旋部分88a结合于轴套89上，因为轴套89可以相对于枢轴销47旋转，所以轴套89可以与螺旋部分88a一起旋转。换句话说，因为轴套89可以基本上浮于枢轴销47上，所以螺旋部分88a和轴套89相对于第一、第二腿部88b和88c的位置可以均等。因为枢轴销47与防护连杆86一起旋转，所以轴套89与枢轴销47之间的任何相对运动将得以最小化。由于本发明的以上设置结构，所以即使在防护连杆86相对于内连杆86运动时也可以相当大地减少摩擦。
现在将对机动前拨链器组件12的调节进行更详细地说明。前拨链器单元30通过机动前拨链器安装构件32和托架18而安装于车架12上。于是，低和高位置通过调节低调节螺钉50和高调节螺钉52而设定/调节。尤其是，当链条导向器处于高变速位置以便使得链条导向器40置于前链轮26上方时，高调节螺钉52就旋转直至链条导向器40与链轮26之间实现所需对齐。高变速位置的这种调节引起内连杆46与防护连杆86之间的相对方位发生变化。尤其是，通过抵抗防护连杆偏置元件88的推动力，即通过进一步压缩防护连杆偏置元件88，高调节螺钉52的调节改变了内连杆46与防护连杆86之间的相对方位。
一旦高变速位置已经设定，则链条导向器移动至链轮28上方的低位置。于是，低变速位置也通过调节低调节螺钉50而被调节，直至链条导向器40与链轮28之间实现所需对齐。这样，通过使用与固定主体44相接触的低调节螺钉50，低位置也随后设定，从而使得链条导向器40置于较小的前链轮28上方。当然，因为低调节螺钉52的调节改变了内连杆46与防护连杆86之间的相对方位，所以这个过程可能需要重复直至实现所需对齐为止。换而言之，在使用调节螺钉50、52对高、低位置进行调节之后，就应当检查对齐情况。当然，可以在调节高位置之前对低位置进行调节，然后在需要和/或所需的情况下对这些位置进行检查。
在本文中用于描述本发明时，下述方向性词“向前、向后、上方、向下、垂直、水平、下方和横向”以及其它类似的方向性词指的是相对于装备有本发明的自行车的那些方向。相应地，当用来描述本发明时，这些词应当被理解为相对于装备有本发明的自行车而言。
在理解本发明的范围的过程中，在本文中使用时，词语“包括”及其派生词为开放性词语，其规定存在所述的特征、元件、部件、组、整数和/或步骤，但是并不排除其它未述及的特征、元件、部件、组、整数和/或步骤。上述内容还适用于以下词语如“包含”、“具有”及其派生词。另外，当词语“构件”或“元件”以单数形式使用时可以具有单个零件或多个零件的双重意义。最后，本文中所用的程度副词例如“基本上”、“大约”和“近似”等是指移动的项具有合理的偏差量以便保证最终结果不会发生显著改变。如果偏差不会否定其所改动的词的意思，这些词应当被解释为包括所改动项的至少±5％的偏差。
尽管仅选择了选定的实施例对本发明进行了示例说明，但通过阅读本公开内容，本发明所属领域的普通技术人员应当清楚，在不背离附属权利要求中所限定的本发明的范围的情况下，在此可以做出各种移动和改型。此外，以上对根据本发明的实施例的描述仅用于示例说明，而并非用于对由附属权利要求及其等同内容所限定的本发明进行限制。
首先请参看图1至4，所示的自行车10装备有根据本发明第一实施例的机动前拨链器组件12。自行车10还包括具有座管16的自行车车架14，其中机动前拨链器12通过托架18和多个紧固件或螺栓19安装于座管16上，在图2-4中看得最为清楚。前拨链器组件12由通过电变速缆线联接于前电变速控制装置22a上的电子变速单元20按照常规方式致动/操纵，以便在至少两个前链轮26和28之间移动链条24。
链轮26和28为自行车驱动轮系的一部分，该驱动轮系包括后电变速控制装置22b以及各种其它常规零件如脚蹬、曲柄组、一个和多个链轮、机动后拨链器、飞轮和链条24。前电变速控制装置22a优选地带有一对操作联接于电子变速器20上的变速按钮(未示出)，其优选地根据美国专利No.6,073,730(转让予Shimano有限公司)和美国专利No.6,682,087(转让予Shimano有限公司)。前电变速控制装置22a基本为后电变速控制装置22b的镜像，并且位于不同于后电变速控制装置22b的车把的相对侧上。这样，在图1中前电变速控制装置22a就位于后电变速控制装置22b之后(即隐藏于后)。
由于自行车10的大部分零件在自行车领域内众所周知，因此除了对其进行改动以便用于本发明时之外，在此将不对这些零件进行详细地讨论或示出。而且，虽然各种常规的自行车零件在此没有进行详细示出和/或讨论，但是它们也可以与本发明结合使用。
现在参看图2-13，机动前拨链器12基本上包括机动前拨链器单元30、机动前拨链器安装构件32、前拨链器马达单元34以及马达联动装置36。机动前拨链器单元30、前拨链器马达单元34以及马达联动装置36均安装于机动前拨链器安装构件32上。机动前拨链器安装构件32配置成通过托架18和紧固件19将机动前拨链器12牢固地联接于自行车车架14的座管16上。
如以下更详细地说明，机动前拨链器12构造成在至少一个如图2-7和12中所示的低变速位置与如图8-10和13中所示的高变速位置之间运动。而且，如图11中所示，马达联动装置36设计成带有拨链器保护设置(即阻塞保护连接装置)，以便使得拨链器马达单元34甚至在机动前拨链器单元30不运动(例如：受到阻塞)时仍能够进行操纵。链条24变速的基本操作比较常规，因而在此将不对其进行详细地讨论和/或描述。
在图2-13中看得最为清楚，前拨链器单元30基本上包括链条导向器40、拨链器联动装置42以及作为安装构件32的部分的固定主体44，如下所述。优选地，拨链器联动装置42与链条导向器40和固定主体44一起形成控制着链条导向器40的侧向运动的四杆联动装置。拨链器联动装置42配置成操作联接于固定主体44与链条导向器40之间，以便使得链条导向器40在至少一个低变速位置与高变速位置之间，即在至少第一与第二变速位置之间相对于固定主体44进行侧向运动。更具体而言，链条导向器40通过拨链器联动装置42可动地联接于固定主体44上，拨链器联动装置42操作联接于马达联动装置36上以便响应于前拨链器马达单元34的操作而在第一与第二变速位置之间移动链条导向器40。链条导向器40的这种侧向运动引起链条24在自行车驱动轮系24的链轮26与28之间移动。
优选地，链条导向器40由硬质刚性材料制成。例如，链条导向器40优选地由金属材料如可弯曲成所需形状的刚性薄片金属制成。在图3、4、7、9和11中看得最为清楚，链条导向器40具有分别用于将拨链器联动装置42可绕枢轴转动地固定于链条导向器40上的内和外(第一和第二)变速枢轴点P1和P2。尤其是，枢轴销41和43将链条导向器40可绕枢轴转动地联接于拨链器联动装置42上。链条导向器40具有由一对(内和外)垂直变速板40a和40b形成的链条容放狭槽。垂直变速板40a和40b适于与链条24接合，从而沿基本上垂直于自行车10的方向移动链条24。变速板40a和40b通过一对板40c和40d，即上和下板40c和40d连接在一起。上板40c与内变速板40a一体形成。下板40d的一端与外变速板40b一体形成，而另一端通过紧固件如螺钉或铆钉而附连于内变速板40a上。变速板40a和40b的上端还通过一对附加紧固件如螺钉或铆钉联接在一起，其中轴套按照常规方式安装于变速板40a和40b之间。
现在参看图2-17和33-40，拨链器联动装置42基本上包括内连杆46和外连杆48，它们的第一或上端可绕枢轴转动地联接于固定主体44上而第二或下端可绕枢轴转动地联接于链条导向器40上。具体而言，内连杆46的第一内连杆端46a通过枢轴销47可绕枢轴转动地联接于固定主体44的固定内(第一)枢轴点P3上，而其第二内连杆端46b通过枢轴销41可绕枢轴转动地联接于链条导向器40的变速内枢轴点P1上。类似地，外连杆48的第一外连杆端48a通过枢轴销49可绕枢轴转动地联接于固定主体44的固定外(第二)枢轴点P4上，而其第二外连杆端48b通过枢轴销43可绕枢轴转动地联接于链条导向器40的变速外枢轴点P2上。
从上述描述中可以清楚地看出，优选地，拨链器联动装置42为四杆联动装置，其由内连杆46、外连杆48、在内变速枢轴点P1与外变速枢轴点P2之间延伸的链条导向器40的部分以及在内固定枢轴点P3与外固定枢轴点P4之间延伸的固定主体44的部分形成。因此，枢轴点P1、P2、P3和P4的枢轴基本上互相平行。
当拨链器联动装置42将链条导向器40保持于其延伸位置上时，链条导向器40位于最外侧的链轮26，即距离座管16最远的链轮上方。当拨链器联动装置42将链条导向器40保持于其收缩位置上时，链条导向器40位于最内侧的链轮28，即距离座管16最近的链轮上方。链条导向器40与拨链器联动装置42的这些运动由电变速单元20控制，如以下所述。
主要参看图16和17，外连杆48包括容放着低位置调节螺钉50的螺纹孔48c。尤其是，低调节螺钉50配置成使得自由端与固定主体44有选择地接触以便有选择地限制链条导向器40沿侧向向内运动的量。因此，外连杆48的螺纹孔48c、低调节螺钉50以及固定主体44就形成了用于细微地调节链条导向器40低位置的机械调节装置的一部分。
根据低调节螺钉50相对于外连杆48的位置情况，在将链条导向器40从高位置移动至低位置时，低调节螺钉50的自由端可能不与固定主体44接触(例如：如果低调节螺钉50被拧出预定量就不进行调节)。然而，优选地，在将链条导向器40从高位置移动至低位置时，低调节螺钉50的自由端将与固定主体44有选择地接触(例如：如果低调节螺钉50穿过外连杆48而被拧入预定量)，如本文中所示。换句话说，一旦低调节螺钉50穿过外连杆48而被拧入预定量，那么在将链条导向器40从高位置移动至低位置以便限制链条导向器40的向内运动时，低调节螺钉50的自由端将与固定主体44接触。当低调节螺钉50被逐渐拧入外连杆48时，可以逐渐改变/调节接触点。
高调节螺钉52以螺纹连接方式联接于马达联动装置36上以便与内连杆46接触，从而对链条导向器40的高位置进行细微调节。以下将对链条导向器40的高位置调节进行更详细地描述。高调节螺钉52和内连杆46与马达联动装置36的部分形成了用于细微地调节链条导向器40高位置的机械调节装置的一部分。高调节螺钉52为第一调节螺钉，而低调节螺钉50为第二调节螺钉。
因此，机械调节装置配置成用于改变链条导向器40相对于固定主体44的第一与第二变速位置(例如：低与高位置)。换句话说，低调节螺钉50配置用于改变链条导向器40相对于固定主体44的低变速位置，而高调节螺钉52配置成用于改变链条导向器40相对于固定主体44的高变速位置。尽管调节螺钉50和52优选地分别安装于外连杆48和马达联动装置36上，但是本发明所属领域的普通技术人员通过阅读本公开内容可以清楚地看出，调节螺钉50和52可以安装于固定主体44、链条导向器40、马达联动装置36以及连杆46和48中的任一个上，其中相应调节螺钉的自由端与固定主体44、链条导向器40、马达联动装置36以及连杆46和48中的任一个接触，这时调节螺钉并非以螺纹连接方式联接于其上。
在所示的实施例中，高调节螺钉52还配置成在进行调节时，如果当链条导向器从高位置移动至低位置时低调节螺钉50没有充分旋转足够大的距离以便与固定主体44接触，那么就改变链条导向器40相对于固定主体44的低变速位置。然而，通常，在正常使用期间，低调节螺钉50配置成与固定主体44接触以便限制内连杆46和外连杆48的向内运动，从而在链条导向器40从高位置移动至如图7和16所示的低位置时，使高调节螺钉52脱离与内连杆46的接触。换句话说，高调节螺钉52并未设计成在正常情况下调节低位置。尤其是，马达单元34的冲程配置成使链条导向器40移动比链轮26和28之间的侧向间距更大的范围，以便使得调节螺钉50和52用于细微地调节链条导向器40地运动范围，如以下更详细所述。每个调节螺钉50和52还优选地穿过塑料垫圈构件(未示出)拧入以便防止其意外松脱。
现在参看图2-13和25-28，机动前拨链器安装构件32基本上包括自行车车架安装部分60、前拨链器安装部分62以及主马达单元安装部分64。优选地，自行车车架安装部分60、前拨链器安装部分62以及主马达单元安装部分64为由轻质刚性材料按照常规方式利用铸造、机加工等等一体形成的单块整体式构件。优选地，前拨链器安装构件32由金属材料构成，如铝合金、钛等等。前拨链器安装部分62和主马达单元安装部分64形成拨链器马达支承结构。
自行车车架安装部分60配置成使用紧固件19通过托架18而联接于自行车车架14的座管16上。自行车车架安装部分60包括突起61，其从机动前拨链器安装构件32的第一(前)侧朝着形成了带有螺纹孔61b的弯曲前表面61a的自由端向外突出。弯曲前表面61a配置成与托架18的相应弯曲部分接触，以便使得机动前拨链器安装构件32不会相对于托架18转动。紧固件或螺栓19之一穿过托架18的孔被容放并且拧入自行车车架安装部分60的螺纹孔61b中，而其它两个紧固件或螺栓19则穿过托架18的其它两个孔并且拧入形成于座管16上的螺纹孔(图6中仅示出一个)中，以便使得机动前拨链器安装构件32通过托架18而固定于自行车车架14上。
前拨链器安装部分62配置成联接于前拨链器单元30的拨链器联动装置42上。尤其是，前拨链器安装部分62的第一、第二内连杆支承部分62a和62b配置成在其间限定了连杆容放空间以便容放内连杆46，而其第一、第二外连杆支承部分62c和62d配置成在其间限定了连杆容放空间以便容放外连杆48。因此，第一、第二内连杆支承部分62a和62b配置成用于形成前拨链器固定主体42。第一和第二连杆支承部分62a和62b与第一、第二外连杆支承部分62c和62d配置成用于形成前拨链器固定主体44。第一、第二内连杆支承部分62a和62b包括第一、第二内枢轴销安装孔62e和62f，而第一、第二外连杆支承部分62c和62d包括第一、第二外枢轴销安装孔62g和62h。第一固定枢轴点P3居中位于第一、第二内枢轴销安装孔62e和62f中，而第二固定枢轴点P4居中位于第一、第二外枢轴销安装孔62g和62h中。第一、第二内连杆支承部分62a和62b的间距与第一、第二外连杆支承部分62c和62d的间距不同以便于容纳不同尺寸的内连杆46和外连杆48。第二固定枢轴点P4的第二固定枢轴线基本上平行于第一固定枢轴点P3的第一固定枢轴线。第一、第二外连杆支承部分62c和62d从连接段62i延伸。
主马达单元安装部分64配置成联接于前拨链器马达单元34上。尤其是，主马达单元安装部分64具有第一无紧固件配合结构，其包括马达支承表面66、保持接头67、第一凹槽68、配合突起69以及由第一外连杆支承部分62c和连接段62i形成的第一突起。保持接头67相对于马达支承表面66向上延伸并且邻近其设置，而第一凹槽68从马达支承表面66向下延伸。配合突起69从位于马达支承表面66之下的主马达安装部分64沿着平行于马达支承表面66的方向延伸。由第一外连杆支承部分62c和连接段62i形成的第一突起按照类似于保持接头67的方式相对于马达支承表面66向上延伸并且邻近其设置(即以便形成与保持接头67相对的附加保持接头)。换句话说，由第一外连杆支承部分62c和连接段62i形成的第一突起位于不同于保持接头67的马达支承表面66的相对侧上。
主马达单元安装部分64包括多个(两个)螺纹孔64a，其形成了主马达单元安装部分64的附加安装零件，即除了第一无紧固件配合结构之外。尤其是，螺纹孔64a之一延伸穿过配合突起69进入主马达单元安装部分64，而其它螺纹孔64a延伸穿过附加突起，该附加突起从主马达单元安装部分64的向上延伸凸缘64b向后延伸。向上延伸凸缘64b从由第一外连杆支承部分62c和连接段62i形成的第一突起的后端向上延伸。主马达单元安装部分64还包括输出轴支承段64c，轴支承孔64d形成于输出轴支承段64c中。输出轴支承段64c从第二外连杆支承部分62d向上延伸。轴支承孔64d配置成使其中心轴线基本上平行于前拨链器安装部分62的第一、第二固定枢轴点P3和P4的枢轴线。优选地，主马达单元安装部分64的输出轴支承孔64d为全部由主马达单元安装部分64的材料围成的通孔(即绕着其周边封闭)。优选地，低摩擦轴套压配合于轴支承孔64d中。
现在参看图2-4、7-13、18-24、29-32、51和52，前拨链器马达单元34基本上包括马达单元壳体70和内部马达结构72。内部马达结构72安装于壳体70内。前拨链器马达单元34的壳体70以可拆除的方式安装于主马达单元安装部分64上。然后，马达单元盖74联接于壳体70和主马达单元安装部分64上，如以下更详细所述。前拨链器马达单元34通过马达联动装置36和拨链器联动装置42操作联接于链条导向器40上。因此，通过变速单元20操纵前拨链器马达单元34就可引起链条导向器40在低与高变速位置之间移动。
更具体而言，输出轴80可转动地安装于壳体70内以便伸出壳体70的两端，如以下更详细所述。输出轴80操作联接于内部马达结构72与马达联动装置36之间。马达单元盖74支承着输出轴80的一(后)端，而输出轴支承段64c将输出轴80的另一(前)端支承于安装于轴支承孔64d内的低摩擦轴套中。
优选地，壳体70包括第一壳体部分70a和第二壳体部分70b，第二壳体部分70b附连于第一壳体部分70a上以便形成将内部马达结构72容放并支承于其中的内腔，在图18-24、51和52中看得最为清楚。第一壳体部分70a和第二壳体部分70b为由轻型刚性材料如塑料材料按照常规方式利用铸造和/或机加工制成的分体式构件。两个壳体部分70a和70b通过多个(三个)紧固件70c如螺钉和六角螺母固定连接在一起。如上所述，输出轴80延伸穿过壳体70的两端(即穿过每个壳体部分70a和70b)。
在图7、9-13和18-24、51和52中看得最为清楚，壳体70具有第二无紧固件配合结构，其包括下部马达壳体表面76、外部保持表面77、第二突起78、带有配合孔的凸缘79以及第二凹槽R。第二无紧固件配合结构以可拆除的方式联接于主马达安装部分64的第一无紧固件配合结构上而无须使用其它紧固件。尤其是，马达壳体表面76支承于马达支承表面66上，保持接头67与外部保持表面77接触，第二突起78容放于第一凹槽68中，带有配合孔的凸缘79容放着配合突起69，而第二凹槽R容放着由第一外连杆支承部分62c和连接段62i形成的第一突起。壳体70还包括另一个形成于凹槽R中类似于外表面77的的外表面S，其与由第二外连杆支承部分62d和连接段62i形成的附加保持接头接触。
优选地，当沿着输出轴80并且沿着侧视方向观察时，第二突起78的构型大致为矩形。第二突起78由第一壳体部分70a的第一突出段78a和第二壳体部分70b的第二突出段78b形成。第二突起78和配合凹槽68优选地在大致平行于输出轴80的旋转轴线的方向上伸长，其中凹槽68长于突起78。总之，第一、第二无紧固件配合结构设置成阻止由于输出轴80相对于马达单元壳体70旋转产生转矩而导致马达单元壳体了0相对于机动前拨链器安装构件32绕着输出轴80的旋转轴线旋转。
当然，本发明所属领域的普通技术人员通过阅读本公开内容将会清楚，如果需要，可以将第一、第二无紧固件配合结构的一个或多个部件(例如：马达支承表面66、保持接头67、第一凹槽68、配合突起69、由第一外连杆支承部分62c和连接段62i形成的第一突起、外部保持表面77、第二突起78、带有配合孔的凸缘79以及第二凹槽R)省略、改动、颠倒和/或互相替换。总之，第一、第二无紧固件配合结构应当配置成防止旋转转矩而不必一定使用附加紧固件。
马达单元盖74大致为杯形构件，其基本包括多个(三个)凹槽74a、弯曲偏心销支承狭槽74b、附加销支承狭槽74c、轴支承孔74d和止动装置74e，在图29-32中看得最为清楚。优选地，马达单元盖74构造成由刚性、轻型材料如金属材料按照常规方式利用铸造和/或机加工形成的单块整体式构件。凹槽74a设计成与主马达安装部分64的配合突起79及其它两个类似突起配合。凹槽74a中的两个具有穿过其形成以便容放一对紧固件79a的孔。输出轴80a的后端容放于轴支承孔74d中。优选地，轴支承孔74d为具有低摩擦系数的盲孔。任选地，低摩擦轴套可以安装于轴支承孔74d中以便旋转支承输出轴80。销支承狭槽74b和74c配置成支承马达联动装置的一部分，如下所述。止动装置74e配置成与马达联动装置36的一部分选择接触，也如下所述。
总之，鉴于以上结构，输出轴80优选地旋转支承于其两端。由于马达单元盖74支承输出轴80，马达单元盖74可以与输出轴支承段拆开。这样，就形成了总体马达单元安装部分，其包括主马达单元安装部分64和马达单元盖74。相应地，总体马达单元安装部分包括一对旋转支承输出轴80两端的隔开的输出轴支承段(例如：段64c和盖74)，其中至少一个输出轴支承段(即马达单元盖74)以可拆除的方式附连于机动前拨链器安装构件32上。
前拨链器马达单元34的内部马达结构72安装于壳体70内。内部马达结构72优选地包括可逆式电动马达、驱动轮系以及位置控制装置，其中可逆式马达由电池源或发电机供能，驱动轮系包括多个操作联接于电动马达与输出轴之间的齿轮，位置控制装置包括各种电子部件(例如印刷电路板、光电断路器、自顶向下式电刷传感器等等)以便控制电动马达的操作。内部马达结构72通过电线电联接于变速单元20上，并且通过另一根电线联接于电源(电池源或发电机)上。内部马达结构如内部马达结构72已是众所周知。因此，将不对内部马达结构72进行详细地讨论或示出。相反地，内部马达结构72可以根据2004年2月27日提交并转让给Shimano有限公司的美国专利申请序列号为10/787,897的第二实施例来理解。
当然，本发明所属领域的普通技术人员通过阅读本公开内容将会清楚，需要根据美国专利申请序列号为10/787,897的第二实施例进行微小改动以便使其可以支承于壳体70的形状内。然而，这种改动恰好在本领域的普通技术人员所能理解的范围内。相应地，本文中将不再对这些结构进行详细地讨论和/或示出用于制造和使用如附属权利要求中所限定的本发明所需时除外。
优选地，输出轴80通过至少一个轴承旋转支承于壳体70上。当然，本发明所属领域的普通技术人员通过阅读本公开内容将会清楚，在需要和/或所需的情况下，除了安装于壳体70内以外，或者为了代替安装于壳体70内，一个或多个轴承可以安装于机动前拨链器安装构件32和/或马达单元盖74上。总之，输出轴80配置成通过旋转内部马达结构72的传动轴而在第一旋转位置(即如图7、11和12中所示的低变速位置方位)与第二旋转位置(即如图9、10和13中所示的高变速位置方位)之间绕着旋转轴线A1沿着相反的方向旋转。
输出轴80包括偏心销81，其中心轴线A2从输出轴的旋转轴线A1偏移开。偏心销81安装于驱动臂82的第一端82a上。驱动臂82的第二端82b通过花键连接装置等等不可旋转地安装于输出轴80的后侧延伸端。偏心销81旋转安装于形成于驱动臂82的第一端82a的孔中。偏心销81操作联接于马达联动装置36上。因此，当输出轴80旋转时，偏心销81就沿着环绕输出轴80的旋转轴线A1的圆形路径运动。当马达单元盖74安装于主马达单元安装部分64上，偏心销81的朝后端支承于马达单元盖74的偏心销支承狭槽74b中，而且，当马达单元盖74安装在主马达单元安装部分64上时，止动装置74e设置成与驱动臂82有选择地接触以便防止其进一步运动。
现在参看图2-15和41-50，马达联动装置36基本包括驱动或马达连杆84、 防护连杆86以及防护连杆偏置元件88。马达联动装置36操作联接于输出轴80的偏心驱动销81与拨链器联动装置42之间。具体而言，马达联动装置36操作联接于输出轴80的偏心驱动销81与拨链器联动装置42的内连杆46之间。防护连杆偏置元件88操作联接于防护连杆86与内连杆46之间。
内连杆46、防护连杆86和防护连杆偏置元件88在马达联动装置36与拨链器联动装置42之间形成了阻塞保护连接装置。尤其是，部分内连杆46、部分防护连杆86和防护连杆偏置元件88形成了阻塞保护连接装置。这种阻塞保护设置结构配置成在力传送状态与力超控状态之间运动。更具体而言，驱动连杆84可绕枢轴转动地安装于偏心销81和防护连杆86上，而防护连杆86可绕枢轴转动地连接于驱动连杆84和内连杆46。偏置元件88操作连接于内连杆46和防护连杆86之间，以便在正常情况下保持它们之间的刚性连接(即正常刚性状态)，如以下所述。
阻塞保护连接装置设置于驱动连杆84和内连杆46之间以便即使在禁止链条导向器40从内变速位置移动至外变速位置的情况下也容许驱动连杆84从外变速方位移动至内变速方位。
驱动连杆84相对于输出轴80和拨链器联动装置42配置成使链条导向器40从第一(低)变速位置移动至第二(高)变速位置以及从第二(高)变速位置移动至第一(低)变速位置。驱动连杆84具有第一驱动连杆端部84a和第二驱动连杆端部84b。第一驱动连杆端部84a旋转安装于输出轴80的偏心驱动销81上，以便使得偏心驱动销81可以在形成于第一驱动连杆端部84a中的孔内转动。第二驱动连杆端部84b通过枢轴销95可绕枢轴转动地联接于防护连杆86上。因此，当输出轴80旋转时，驱动连杆84就发生运动或者移动。第一驱动连杆端部84a优选地通过C形夹保持于偏心销81上，而第二驱动连杆端部84b优选地通过另一个C形夹保持于枢轴销85上。当马达单元盖74安装于主马达单元安装部分64上时，枢轴销85的朝后端就支承于马达单元盖74的另一个销支承狭槽74c中。
第一驱动连杆端部84a通过偏心销81和驱动臂82操作联接于马达单元34的输出轴80上。第二驱动连杆端部84b操作联接于前拨链器30的内连杆46上以便当沿着背离第二驱动连杆端部84b的方向拉动第一驱动连杆端部84a时，使链条导向器40从内变速位置移动至外变速位置。换句话说，偏心销81配置成有选择地沿着背离第二驱动连杆端部84b的方向拉动第一驱动连杆端部84a以便使链条导向器40从内变速位置移动至外变速位置，并且有选择地沿着朝向第二驱动连杆端部84b的方向推动第一驱动连杆端部84a以便使链条导向器40从外变速位置移动至内变速位置。
驱动连杆84具有在第一、第二驱动连杆端部84a和84b之间延伸的纵向轴线L。驱动连杆84的纵向轴线L在链条导向器40处于第一变速位置时具有第一方位(图7)，而在链条导向器40处于第二变速位置时具有第二方位(图9)其中驱动连杆84的纵向轴线L的第一、第二方位在第一、第二方位之间的变化小于四十五度，在图7和9中看得最为清楚。优选地，纵向轴线L在形成于第一、第二驱动连杆端部84a和84b的孔的中心之间延伸，在图45中看得最为清楚。
优选地，防护连杆86具有第一防护连杆端部86a、第二防护连杆端部86b、控制或止动凸缘86c和邻接接头86d。防护连杆86的第一防护连杆端部86a通过枢轴销85可绕枢轴转动地联接于驱动连杆84的第二驱动连杆端部84b上。枢轴销85优选地压配合于第一防护连杆端部86a的孔中，而枢轴销85旋转容放于第二驱动连杆端部84b的孔中。第二防护连杆端部86b操作联接于拨链器联动装置42的内连杆46上。尤其是，第二防护连杆端部86b包括枢轴销47延伸穿过其中的通孔和配置成用于容放安装螺钉86f的螺纹孔86e。枢轴销47包括一对平面47a，平面47a配置成与安装螺钉86f接触以便防止枢轴销47相对于防护连杆86发生旋转与轴向运动。内连杆46的第一内连杆端部46a可旋转地安装在枢轴销47上。
控制或止动凸缘86c从第二防护连杆端部86b延伸并且包括螺纹孔86g，螺纹孔86g配置成将高调节螺钉52容放于其中以便使得高调节螺钉52在马达联动装置36被驱动至高变速位置时与内连杆46接触，在图9和10中看得最为清楚。因此，高调节螺钉52配置成用于通过高调节螺钉52的自由端与内连杆46接触从而改变链条导向器40相对于固定主体44的第二或高变速位置。邻接接头86d从控制凸缘86c的前侧沿轴向延伸以便与偏置元件88的一部分接合。
在图14、15、46和47中看得最为清楚，防护连杆偏置元件88优选地为扭簧，其具有螺旋部分88a、第一腿部88b和第二腿部88c。螺旋部分88a围绕着安装于枢轴销47上的轴套89放置，其中枢轴销47将防护连杆86连接于内连杆46上。防护连杆偏置元件88的第一腿部88b与防护连杆86接合，而第二腿部88c与拨链器联动装置42的内连杆46接触。当从拨链器的后部观察时，防护连杆86绕着枢轴点P3沿逆时针方向偏置。另一方面，当从拨链器的后部观察时，内连杆46绕着枢轴销47沿顺时针方向偏置。
因此，高调节螺钉52在正常情况下朝向内连杆46偏置以便与内连杆46接触，低调节螺钉50或障碍物(阻塞)阻止这种接触的情况除外。换句话说，防护连杆偏置元件88配置成用于施加推动力，该推动力在正常情况下保持着防护连杆86与拨链器联动装置42之间基本上刚性连接以便使得这些构件在正常情况下作为整体大致一起运动，在低调节螺钉50限制着联动装置42向内运动或障碍物限制着向内运动时除外。相应地，防护连杆86可绕枢轴转动地联接于拨链器联动装置42上，而防护连杆偏置元件88操作联接于防护连杆86与拨链器联动装置42之间，以便将防护连杆86从力超控状态推至力传送状态，从而使得正常情况下，防护连杆86与拨链器联动装置42之间保持着基本上为刚性的连接。
因此，如图11中所示，如果链条导向器40在高位置上被卡位，而马达联动装置36由输出轴80驱动至低变速位置上，则当从拨链器后部观察时，防护连杆86将会围绕枢轴点P3沿顺时针方向转动，从而克服防护连杆偏置元件88的第一腿部88b的推动力，即使内连杆46也不会运动。因此，通过使用防护连杆86和防护连杆偏置元件88，就在防护连杆86与拨链器联动装置42之间形成了非刚性(阻塞保护)连接。换句话说，防护连杆86和防护连杆偏置元件88形成了将马达联动装置36连接到拨链器联动装置42上的非刚性连接。这种非刚性连接形成了阻塞保护连接装置。
再参看图14和15，将对阻塞保护连接装置的装配与操作进行更详细地描述。尤其是，将对安装构件32、内连杆46、枢轴销47、防护连杆86、偏置元件88以及轴套89的装配与操作进行更详细地描述。在这些部件的装配期间，偏置元件88安装于轴套89上并且邻近第二防护连杆端部86b放置。偏置元件的第一腿部88b邻近邻接接头86d放置。接下来，放置第一内连杆端部46a，其中其安装凸缘位于轴套89和第二防护连杆端部86b的两端上以便使得相应孔对齐。再将这个组件放置于第一、第二内连杆安装部分62a和62b之间以便使得所有孔对齐。然后，穿过第一内连杆安装孔62e、内连杆46的第一凸缘、第二防护连杆端部86b、轴套89和偏置元件88、内连杆46的第二凸缘，将枢轴销47插入第二内连杆安装孔62f中。然后，将安装螺钉86f安装于螺纹孔86e中并使其转动至与平面47a之一接触。于是，移动第二腿部88c以便与内连杆46的第二内连杆端部46b的接头46c接合，然后完成装配。一旦上述组件装配完成，就防止将组件从机动前拨链器安装构件32上拆下，尽管枢轴销47能相对于安装构件32自由旋转。换句话说，枢轴销47相对于安装构件32可以自由旋转并沿轴向运动，直至安装螺钉86f被安装上。另外，防止枢轴销47相对于防护连杆86旋转。
枢轴销47由于设置有平面47a和安装螺钉86f而固定于防护连杆86上，并且可以相对于内连杆46和机动前拨链器安装构件32自由旋转。具体而言，枢轴销可旋转地安装于第一、第二内连杆支承部分62a和62b的第一、第二内枢轴销安装孔62e和62f中。然而，防护连杆偏置元件88配置成用于施加推动力，该推动力在正常情况下保持防护连杆86与内连杆46之间的刚性连接以便使得这些构件在正常情况下作为整体大致一起运动。偏置元件88的螺旋部分88a安装于轴套89上，轴套89还可旋转地安装于枢轴销47上。这样，当链条导向器40在高位置与低位置之间移动时，内连杆46、枢轴销47和偏置元件88在正常情况下都在作为整体一起运动。换句话说，枢轴销47的安装设置结构就在链条导向器40在高位置与低位置之间移动时使得摩擦力减少。尤其是，当固定于防护连杆86上时，枢轴销47的端部可以在机动前拨链器安装构件32和内连杆46中自由旋转。相应地，枢轴销与防护连杆86和偏置元件88一起运动从而在链条导向器40运动期间使得枢轴销47与偏置元件88的螺旋部分88a之间不会产生摩擦。而且，因为当链条导向器40运动时，内连杆46、偏置元件88、防护连杆86和枢轴销47在正常情况下作为整体一起运动，所以在正常情况下内连杆46与枢轴销47之间或者内连杆46与偏置元件88之间不会产生摩擦。
如上所述，虽然当链条导向器40运动时，内连杆46、偏置元件88、防护连杆86和枢轴销47在正常情况下作为整体一起运动，但是有时防护连杆86将会相对于内连杆46运动(即，如果链条导向器40在高位置阻塞或者当链条导向器40运动至低位置低调节螺钉50与固定主体44接触时)。当防护连杆86相对于内连杆46运动时，也可以减少摩擦。尤其是，当防护连杆86相对于内连杆46运动时，第一腿部88b将会与防护连杆86一起运动。开始，螺旋部分88a还可以调节其相对于轴套89的旋转位置(即螺旋部分88a可以首先绕着轴套89运动)。然而，在螺旋部分88a运动预定量之后，螺旋部分88a可以结合于轴套89上。即使螺旋部分88a结合于轴套89上，因为轴套89可以相对于枢轴销47旋转，所以轴套89可以与螺旋部分88a一起旋转。换句话说，因为轴套89可以基本上浮于枢轴销47上，所以螺旋部分88a和轴套89相对于第一、第二腿部88b和88c的位置可以均等。因为枢轴销47与防护连杆86一起旋转，所以轴套89与枢轴销47之间的任何相对运动将得以最小化。由于本发明的以上设置结构，所以即使在防护连杆86相对于内连杆86运动时也可以相当大地减少摩擦。
现在将对机动前拨链器组件12的调节进行更详细地说明。前拨链器单元30通过机动前拨链器安装构件32和托架18而安装于车架12上。于是，低和高位置通过调节低调节螺钉50和高调节螺钉52而设定/调节。尤其是，当链条导向器处于高变速位置以便使得链条导向器40置于前链轮26上方时，高调节螺钉52就旋转直至链条导向器40与链轮26之间实现所需对齐。高变速位置的这种调节引起内连杆46与防护连杆86之间的相对方位发生变化。尤其是，通过抵抗防护连杆偏置元件88的推动力，即通过进一步压缩防护连杆偏置元件88，高调节螺钉52的调节改变了内连杆46与防护连杆86之间的相对方位。
一旦高变速位置已经设定，则链条导向器移动至链轮28上方的低位置。于是，低变速位置也通过调节低调节螺钉50而被调节，直至链条导向器40与链轮28之间实现所需对齐。这样，通过使用与固定主体44相接触的低调节螺钉50，低位置也随后设定，从而使得链条导向器40置于较小的前链轮28上方。当然，因为低调节螺钉52的调节改变了内连杆46与防护连杆86之间的相对方位，所以这个过程可能需要重复直至实现所需对齐为止。换而言之，在使用调节螺钉50、52对高、低位置进行调节之后，就应当检查对齐情况。当然，可以在调节高位置之前对低位置进行调节，然后在需要和/或所需的情况下对这些位置进行检查。
在本文中用于描述本发明时，下述方向性词“向前、向后、上方、向下、垂直、水平、下方和横向”以及其它类似的方向性词指的是相对于装备有本发明的自行车的那些方向。相应地，当用来描述本发明时，这些词应当被理解为相对于装备有本发明的自行车而言。
在理解本发明的范围的过程中，在本文中使用时，词语“包括”及其派生词为开放性词语，其规定存在所述的特征、元件、部件、组、整数和/或步骤，但是并不排除其它未述及的特征、元件、部件、组、整数和/或步骤。上述内容还适用于以下词语如“包含”、“具有”及其派生词。另外，当词语“构件”或“元件”以单数形式使用时可以具有单个零件或多个零件的双重意义。最后，本文中所用的程度副词例如“基本上”、“大约”和“近似”等是指移动的项具有合理的偏差量以便保证最终结果不会发生显著改变。如果偏差不会否定其所改动的词的意思，这些词应当被解释为包括所改动项的至少±5％的偏差。
尽管仅选择了选定的实施例对本发明进行了示例说明，但通过阅读本公开内容，本发明所属领域的普通技术人员应当清楚，在不背离附属权利要求中所限定的本发明的范围的情况下，在此可以做出各种移动和改型。此外，以上对根据本发明的实施例的描述仅用于示例说明，而并非用于对由附属权利要求及其等同内容所限定的本发明进行限制。