[发明专利]齿轮传动和变速器系统

说明书

相关申请的交叉引用

本非临时专利申请是2012年9月19日提交的美国专利申请No.13/622725的部分延续案，其是2012年1月27日提交的美国专利申请No.13/360164的部分延续案，其要求2011年5月9日提交的美国临时专利申请No.61/484037和2011年1月28日提交的美国临时专利申请No.61/437565的优先权，其全部公开在此通过参考并入本文。

背景技术

许多现有技术的自行车传动系统使用转换器(shifter)和变速器(derailleur)的组合，需要借助大的缆索使转换器在变速器上保持张力。在这些现有技术的设计中，变速器是由来自转换器的单一缆索控制，要求变速器结合能够反向拉动转换器的大弹簧，允许转换器动作如同它是在通常设置成称作盒式链轮组(cassette)的堆叠布置中的数个齿轮之间向后和向前拉变速器。这些现有技术设计中的转换器被用来从齿轮到齿轮使变速器移位，并且包含复杂的移位部件以助于尽可能准确地对齐变速器。这不仅造成体积庞大、笨重和昂贵的转换器，而且它还需这个附加的体积安装到考虑空气动力学性能的手柄上。

通过举例的方式，各种已知的变速器系统，包括Campagnolo的美国专利No.第7381142、Shimano的美国专利No.4437848号、White的美国专利No.5688200和Leiter的美国专利No.4183255，所有这些全部内容在此通过引用并入本文。

这些现有技术设计的显著问题在于，缆索始终处于张紧状态，其结果是缆索具有伸展的能力和倾向。当缆索发生伸展，常见的是，变速器不再与链轮对齐，产生不希望的切换，效率降低，并且在许多情况下阻止变速器完全切换至所希望的齿轮。由于上述缆索松弛的问题以及用于调节变速器准确性的现有技术的设备位于远离系统近两米以外的事实，现有技术的设计将变速器与每个链轮完全对齐也是困难的。

松弛缆索在现有技术的设计是如此常见的问题以致设计具有结合到转换器和变速器中的很多调整从而解决问题。此外，这些现有技术设计包含链条松弛装置，不仅效率低，还阻止变速器在超过36齿的链轮上运行。在大于36齿的链轮上，链条松弛臂太靠近轮胎与地面而不能正常运作。

发明内容

因此，存在长期的和未满足的需求，需要提供一种齿轮传动和变速器系统，提高转换精度并减少或消除与链条松弛的相关混乱。进一步存在长期的和未满足的需求，需要提供一种带有直线转换特征的变速器系统，提高精度并且易于使用。

本公开的发明内容既不打算也不应该被解释为代表本公开的全部内容和范围。在发明内容以及在附图和详细说明中，本公开以不同的详细程度记载，并且本公开内容的范围没有打算通过包括或不包括该发明内容中的元件、部件等限制。本公开的其它方面将从详细的说明书中变得更加显而易见，特别是当结合附图时。

本公开的实施方式考虑了改进的齿轮传动和变速器系统。为了本公开的目的，各种实施方式可以被称作“内齿轮传动系统(InGear Transmission System)”或“内齿轮(InGear)”。本公开提供用于自行车的传动系统，其更精确、更有效地解决现有技术设计中常见的缆索松弛问题，并提供减少或消除调整需求的变速器系统。在各种实施方式中，内齿轮传动利用使用者交互控制系统，或“袖扣(Cuff-Link)”控制器以轻松的切换来操作变速器。在各种实施方式中，变速器系统可被称为“线驱动(Line Drive)”或“线驱动变速器(Line Drive Derailleur)”。

内齿轮系统对齐链条与每个链轮的中心。袖扣控制被安装至手柄并通过来回拉动线缆实现功能。这个致动动作在这里可被称作“拉-拉(Pull-Pull)”设计。袖扣控制包括不依赖于移位的滑轮或类似特征。相反，系统来回拉动缆索以使变速器特征从一个齿轮转换到另一个。当袖扣控制通过公知的缆索连接到本公开的变速器，袖扣控制能够不需要大弹簧的情况下沿其整个轨道来回拉动变速器。

在各种实施方式中，系统进一步包括调节变速器滑轮位置的特征，从而使变速器滑轮能够将驱动构件完全与链轮组的每个中心对齐。在各种实施方式中，此功能可被称为“齿轮爬升(Gear Climb)”。在一些实施方式中，特别是当使用者将袖扣控制定位在于嵌齿轮和齿轮不完全对应于正确对齐的位置时，提供齿轮爬升特征用于变速器系统的自动对中与对齐。术语“驱动装置”或“驱动构件”在本公开中的使用涉及各种各样的设备，包括但不限于：链条、滚子链条、自行车链条、链条驱动、皮带、平皮带、圆皮带、V形皮带、旋转轴、万向接头、绳索等。