CN114194318B - 流体压力感测装置及防锁死刹车组件 - Google Patents

Abstract

一种流体压力感测装置，用以连接一防锁死刹车装置，并容纳一液压油；流体压力感测装置包含一壳体、一活塞、一位移感测元件及一弹性件；壳体具有相连通的一油路及一旁通道；油路的一端用以连通防锁死刹车装置的一入油通道；活塞可移动地位于旁通道；位移感测元件设置于壳体，用以于液压油推动活塞时感应活塞的移动；弹性件位于旁通道内，且弹性件的相对二端分别抵靠于活塞及旁通道的底面。

Description

流体压力感测装置及防锁死刹车组件

技术领域

本发明涉及一种流体压力感测装置及防锁死刹车组件，特别是一种利用位移感测元件感测流体压力的流体压力感测装置及防锁死刹车组件。

背景技术

近年来自行车的市场蓬勃发展，无论是竞赛型的高阶自行车，或是作为代步工具及休闲娱乐的大众型自行车，都受到消费者的喜爱，促使厂商更加重视用户对于自行车功能的需求，而在车体材料及配备功能上不断地改善精进。

以自行车的刹车来说，目前自行车上已配有防刹车锁死装置，藉此提升自行车的刹车安全性。防刹车锁死装置并非时时刻刻都是处于唤醒的状态，其唤醒与否系通过开关的触发判断骑乘者是否有操作自行车的刹车拉杆进行刹车。一般而言，开关为设置于自行车刹车油路内的液压开关，开关的触发系通过油压推动活塞，以使活塞电性接触开关的导电件，而导通回路，但受油压推动的活塞并非稳定地电性接触开关内的导电件，而造成开关时而触发，时而未触发，故目前的液压开关不利于判断骑乘者是否有操作自行车的刹车拉杆进行刹车。因此，目前此领域研发人员正致力于解决前述的问题。

发明内容

本发明在于提供一种流体压力感测装置及防锁死刹车组件，藉以解决先前技术中液压开关不利于判断骑乘者是否有操作自行车的刹车拉杆进行刹车的问题。

本发明的一实施例所揭露的一种流体压力感测装置，用以连接一防锁死刹车装置，并容纳一液压油。流体压力感测装置包含一壳体、一活塞、一位移感测元件及一弹性件。壳体具有相连通的一油路及一旁通道。油路的一端用以连通防锁死刹车装置的一入油通道。活塞可移动地位于旁通道。位移感测元件设置于壳体，用以于液压油推动活塞时感应活塞的移动。弹性件位于旁通道内，且弹性件的相对二端分别抵靠于活塞及旁通道的底面。

本发明的另一实施例所揭露的一种防锁死刹车组件，用以连接一刹车卡钳，包含一防锁死刹车装置及一流体压力感测装置。防锁死刹车装置具有一入油通道，并用以连接刹车卡钳。流体压力感测装置包含一壳体、一活塞、一位移感测元件及一弹性件。壳体具有相连通的一油路及一旁通道，油路的一端连通防锁死刹车装置的入油通道。活塞可移动地位于旁通道。位移感测元件设置于壳体，用以于液压油推动活塞时感应活塞的移动。弹性件位于旁通道内，且弹性件的相对二端分别抵靠于活塞及旁通道的底面。

根据上述实施例所揭露的流体压力感测装置及防锁死刹车组件，藉由位移感测元件所感测的信息，可于液压油推动活塞时感应到活塞的移动，并间接得知油路内的液压油压力达到符合自行车刹车状态的压力，而可准确地确定目前自行车正在进行刹车，以利在自行车于刹车状态之下唤醒防锁死刹车装置。

以上关于本发明内容的说明及以下实施方式的说明用以示范与解释本发明的原理，并且为本发明的保护范围提供更进一步的解释。

附图说明

图1为根据本发明的第一实施例所揭露的防锁死刹车组件的立体示意图；

图2为图1的分解示意图；

图3为图1的另一视角的分解示意图；

图4为图1的剖视示意图；

图5为图4的放大剖视示意图；

图6为图1的流体压力感测装置的分解示意图；

图7为图6的流体压力感测装置的剖视示意图；

图8为图7的活塞被推动的剖视示意图；

图9为图4的泄压件移动至泄压位置的剖视示意图；

图10为根据本发明的第二实施例所揭露的流体压力感测装置的剖视示意图。

【附图标记说明】

1防锁死刹车组件

2刹车卡钳

10防锁死刹车装置

11外壳

111缸体部

112组装盖部

1121板体

1122导引柱

1123第一环形侧墙

1124组装柱

1125滑槽

11251宽径部

11252窄径部

1126第二环形侧墙

113容置空间

1131第一容置部

1132第二容置部

12泄压件

121宽柱部

1211导引槽

1212通孔

1213插槽

1214容置槽

122窄柱部

1221组装部

1222延伸部

1223流体通道

13驱动件

131线轴

132电磁线圈

14控制电路板

141连接器

15连接件

151流体通道

16油管组装件

161出油通道

17阀件

171流体通道

172旁通孔

173宽部

174窄部

175密封环部

18、19弹性偏压件

20导磁板

30、30a流体压力感测装置

31、31a壳体

311、311a油路

3111入油段

3112、3112a连接段

3113出油段

312、312a旁通道

3121第一腔室

3122第二腔室

3123、3123a底面

313、313a第一连接通道

314第二连接通道

315加工孔

316电缆组装孔

32、32a活塞

321宽径部

322窄径部

33、33a位移感测元件

34、34a弹性件

35密封件

36、36a磁铁

40入油通道

41入油口

50油管

60连接通道

70第一腔室

80第二腔室

90油管

100电缆

110电缆组装件

W1、W2、W3、W4、W5、W6宽度

D1、D2外径

具体实施方式

请参阅图1，图1为根据本发明的第一实施例所揭露的防锁死刹车组件的立体示意图。

在本实施例中，防锁死刹车组件1用以连接一刹车卡钳2。刹车卡钳2例如为自行车的刹车装置。防锁死刹车组件1包含一防锁死刹车装置10及一流体压力感测装置30。

接着，请参阅图2至图5。图2为图1的分解示意图。图3为图1的另一视角的分解示意图。图4为图1的剖视示意图。图5为图4的放大剖视示意图。

防锁死刹车装置10包含一外壳11、一泄压件12、一驱动件13及一控制电路板14。此外，在本实施例中或其他实施例中，防锁死刹车装置10还可包含一连接件15、一油管组装件16、一阀件17、二弹性偏压件18、19及一导磁板20。

外壳11包含一缸体部111及一组装盖部112。组装盖部112包含一板体1121、一导引柱1122、一第一环形侧墙1123及一组装柱1124。导引柱1122与第一环形侧墙1123连接于板体1121的同一侧。组装柱1124连接于板体1121远离导引柱1122的一侧；也就是说，组装柱1124及导引柱1122连接于板体1121的相对二侧。组装盖部112的板体1121遮蔽于缸体部111的一侧，且组装盖部112的第一环形侧墙1123与缸体部111相组，而令组装盖部112与缸体部111共同形成一容置空间113。容置空间113具有一第一容置部1131及一第二容置部1132，第二容置部1132较第一容置部1131远离组装盖部112。其中，导引柱1122及组装柱1124分别系位于容置空间113内与外。连接件15装设于组装盖部112的组装柱1124。

在本实施例中，连接件15具有一流体通道151，组装盖部112具有一滑槽1125。滑槽1125具有相连通的一宽径部11251及一窄径部11252，宽径部11251的最小宽度W1大于窄径部11252的宽度W2。连接件15的流体通道151连通于滑槽1125宽径部11251。阀件17可移动地位于组装盖部112的滑槽1125，并自宽径部11251延伸自窄径部11252。阀件17具有相连通的一流体通道171及二旁通孔172。流体通道171的一端通过旁通孔172连通滑槽1125的宽径部11251，且流体通道171远离旁通孔172的一端直接连通于滑槽1125的宽径部11251。连接件15的流体通道151、阀件17的流体通道171、二旁通孔172及组装盖部112的滑槽1125共同形成一入油通道40。阀件17的移动可封闭或开启入油通道40的入油口41。详细来说。入油通道40的入油口41系位于滑槽1125的窄径部11252与宽径部11251的交界处。阀件17包含一宽部173、一窄部174及一密封环部175。阀件17的宽部173与窄部174相连，且阀件17的宽部173的宽度W3大于窄部174的最大宽度W4。阀件17的密封环部175套设于阀件17的窄部174。阀件17的流体通道171自宽部173延伸至窄部174，且二旁通孔172系位于阀件17的窄部174，及密封环部175较二旁通孔172靠近于入油通道40的入油口41。阀件17的宽部173及窄部174分别可滑动地位于滑槽1125的宽径部11251及窄径部11252。经由滑动阀件17可令其密封环部175堵住或开启入油通道40的入油口41。

弹性偏压件18位于组装盖部112的滑槽1125的宽径部11251内，且弹性偏压件18的相对二端分别抵靠于连接件15及阀件17的宽部173。弹性偏压件18用以施予阀件17封闭入油口41的一作用力。

油管组装件16装设于缸体部111远离组装盖部112的一侧，油管组装件16具有一出油通道161。出油通道161的一端连通容置空间113的第二容置部1132，出油通道161的另一端例如通过一油管50连通刹车卡钳2。

泄压件12包含一宽柱部121及一窄柱部122。宽柱部121位于容置空间113的第一容置部1131内，且宽柱部121具有相连通的一导引槽1211、二通孔1212、一插槽1213及一容置槽1214。二通孔1212及插槽1213位于导引槽1211及容置槽1214之间，且二通孔1212较插槽1213靠近导引槽1211。组装盖部112的导引柱1122装设于宽柱部121的导引槽1211。窄柱部122包含相连的一组装部1221及一延伸部1222。窄柱部122的组装部1221插设于宽柱部121的插槽1213，且窄柱部122的延伸部1222的不同部分分别位于容置槽1214、容置空间113的第一容置部1131及第二容置部1132内。在本实施例中，窄柱部122具有一流体通道1223，流体通道1223贯穿组装部1221及延伸部1222。二通孔1212、宽柱部121的插槽1213及窄柱部122的流体通道1223共同形成一连接通道60。连接通道60的一端对应于入油通道40，连接通道60的另一端通过第二容置部1132连通于出油通道161。

在本实施例中，入油通道40与连接通道60之间于导引槽1211内形成一第一腔室70，且出油通道161与连接通道60之间于第二容置部1132内形成一第二腔室80。其中，第一腔室70的宽度W5即为宽柱部121的导引槽1211的宽度，第二腔室80的宽度W6即为第二容置部1132的宽度，且第一腔室70的宽度W5大于第二腔室80的宽度W6。

弹性偏压件19套设于窄柱部122的延伸部1222，且弹性偏压件19的部分位于宽柱部121的容置槽1214。弹性偏压件19的相对二端分别抵靠宽柱部121及缸体部111。弹性偏压件19用以施予整体泄压件12朝组装盖部112的板体1121的方向移动的作用力。

驱动件13包含一线轴131及一电磁线圈132。线轴131位于容置空间113的第一容置部1131内并套设于泄压件12的宽柱部121，且电磁线圈132缠绕于线轴131。导磁板20套设于泄压件12的宽柱部121，并位于组装盖部112的板体1121及线轴131之间，且导磁板20的相对二侧分别抵靠线轴131及组装盖部112的第一环形侧墙1123。

在本实施例中，缸体部111例如为导磁材料。当电磁线圈132通电后，电磁线圈132会经由缸体部111及导磁板20导磁于泄压件12的宽柱部121，而产生一磁力于宽柱部121上，使得整体泄压件12从一初始位置(如图4所示)朝一泄压位置(容后说明)移动。如图4所示，当泄压件12位于初始位置时，第一腔室70的容积例如趋近于0，且泄压件12的宽柱部121抵压于阀件17的窄部174而开启入油通道40的入油口41，使入油通道40、连接通道60及出油通道161相连通。

控制电路板14夹设于连接件15及组装盖部112的组装柱1124之间，且控制电路板14电性连接于驱动件13的电磁线圈132。

接着，请参阅图2、6及图7。图2为图1的分解示意图。图6为图1的流体压力感测装置的分解示意图。图7为图6的流体压力感测装置的剖视示意图。

流体压力感测装置30包含一壳体31、一活塞32、一位移感测元件33及一弹性件34。在本实施例或其他实施例中，流体压力感测装置30更包含多个密封件35及一磁铁36。

在本实施例中，防锁死刹车装置10的外壳11的组装盖部112更包含一第二环形侧墙1126，第二环形侧墙1126与组装柱1124连接于板体1121的同一侧。壳体31装设于第二环形侧墙1126。

壳体31具有一油路311及一旁通道312。在本实施例或其他实施例中，壳体31还可具有一第一连接通道313及一第二连接通道314。油路311具有一入油段3111、一连接段3112及一出油段3113。入油段3111、连接段3112及出油段3113相连通。入油段3111例如通过一油管90与自行车的刹车把手(图中未示出)连通，而出油段3113与防锁死刹车装置10的连接件15的流体通道151相连通。活塞32可移动地位于旁通道312而将旁通道312分为第一腔室3121及第二腔室3122。第一连接通道313的相对二侧分别连通连接段3112及第一腔室3121，且第二连接通道314的相对二侧分别连通连接段3112及第二腔室3122。

在本实施例中，壳体31还具有多个加工孔315，这些加工孔315分别连通于油路311的连接段3112、旁通道312、第一连接通道313及第二连接通道314。这些加工孔315分别系为了加工油路311的连接段3112、旁通道312、第一连接通道313及第二连接通道314所形成的孔洞。这些密封件35例如为螺丝，这些密封件35分别装设于这些加工孔315，而封闭这些加工孔315。

在本实施例中，活塞32包含相连的一宽径部321及一窄径部322。宽径部321的外径D1大于窄径部322的外径D2，宽径部321较窄径部322靠近第一腔室3121，磁铁36位于第二腔室3122并与窄径部322结合。弹性件34例如为压缩弹簧。弹性件34位于第二腔室3122且其相对二端分别抵靠活塞32的窄径部322及旁通道312的底面3123。位移感测元件33例如为霍尔传感器。位移感测元件33设置于壳体31，并例如位于第二腔室3122的下方，且位移感测元件33电性连接控制电路板14。

在本实施例中，壳体31例如还具有一电缆组装孔316，电缆组装孔316显露控制电路板14。防锁死刹车组件1还包含一电缆100及一电缆组装件110。电缆100通过电缆组装件110装设于壳体31的电缆组装孔316。电缆100的一端例如电性连接自行车的控制中心(图中未示出)。电缆100穿设于电缆组装件110及壳体31的电缆组装孔316，而另一端电性连接至控制电路板14的连接器141。

在防锁死刹车装置10未致动的情况下，防锁死刹车装置10的泄压件12系位于初始位置。当使用者操作刹车把手进行刹车时，液压油自刹车把手、油管90、流体压力感测装置30的壳体31的油路311、防锁死刹车装置10的入油通道40、连接通道60、出油通道161及油管50挤入至刹车卡钳2，以进行刹车。同时，请参阅图8，图8为图7的活塞被推动的剖视示意图。流经壳体31的油路311的液压油亦从第一连接通道313及第二连接通道314分别进入第一腔室3121及第二腔室3122，而作用于活塞32的宽径部321及窄径部322。由于活塞32的宽径部321的外径D1大于窄径部322的外径D2，故液压油作用于活塞32的宽径部321的力会大于液压油作用于活塞32的窄径部322的力，使得活塞32带动磁铁36朝旁通道312的底面3123移动并压缩弹性件34。

在液压油推动活塞32及磁铁36移动的过程中，随着磁铁36的移动距离的不同，位移感测元件33会因磁密度的变化而产生不同的电位差，故可预先整理出对照表，此对照表归纳有磁铁36从初始位置移动至最终位置的过程中液压油的压力大小与电位差之间的关系，且将此对照表预先存入控制中心。假设液压油的压力须到达400psi，才能认定自行车系处于刹车状态，故控制中心可经由位移感测元件33所感测的电位差是否达到对照表内400psi所对应的电位差，来判断自行车是否处于刹车状态。如此一来，藉由位移感测元件33所感测的信息(如电位差)，可于液压油推动活塞32时感应到活塞32的移动，并间接得知油路311内的液压油压力达到符合自行车刹车状态的压力，而可准确地确定目前自行车正在进行刹车，以利在自行车于刹车状态之下唤醒防锁死刹车装置10。

一般而言，当磁铁移动至最终位置时，位移感测元件产生的电位差所对应的液压油压力系最大的。为了让位移感测元件能在磁铁位于最终位置时测得更大的液压油压力，本实施例通过第二连接通道314连通第二腔室3122，让液压油作用于活塞32的窄径部322，而使第二腔室3122内的液压油与弹性件34一同提供活塞322朝向旁通道312的底面3123移动时的阻力。藉此，液压油需以更大的压力才能将磁铁36从初始位置移动至最终位置，故扩大了位移感测元件33所能测得的液压油压力的范围(例如范围扩大至300psi至800psi)。此外，藉由前述的配置，可采用弹性系数较小的弹性件，而可以体积较小的壳体31容纳此弹性件。

在本实施例中，自行车的车轮设有传感器(图中未示出)，此传感器例如电性连接控制中心。在控制中心经由流体压力感测装置30确定自行车处于刹车状态之后，控制中心会经由传感器感测自行车的车轮是否有锁死的可能。若自行车的车轮有锁死的可能，控制中心会通过控制电路板14通电于电磁线圈132，而使得整体泄压件12从初始位置朝泄压位置移动，并压缩弹性偏压件19。

请参阅图9，图9为图4的泄压件移动至泄压位置的剖视示意图。

在泄压件12在朝泄压位置移动的过程中，由于阀件17已不受泄压件12的宽柱部121的抵压，故弹性偏压件18会迫使阀件17的密封环部175封闭入油口41，而令入油通道40不连通于连接通道60及出油通道161。如图9所示，当泄压件12移动至泄压位置时，第一腔室70的容积会因泄压件12的移动增加，而第二腔室80的容积会因泄压件12的移动减少。由于第一腔室70的宽度W5大于第二腔室80的宽度W6，故泄压件12的移动所造成的第一腔室70的容积的增加量会大于第二腔室80的容积的减少量，而于第一腔室70内产生了额外的泄压空间，以对于刹车卡钳2进行泄压。

接着，控制中心会停止通电电磁线圈132。此时，原本推动泄压件12的磁力即消失，故弹性偏压件19即会回弹，而让泄压件12从泄压位置移动至初始位置，且宽柱部121抵压阀件17的窄部174，使得阀件17的密封环部175开启入油口41。如此一来，入油通道40即与出油通道161相连通，使得油压又可传递至刹车卡钳2，以继续进行刹车。若传感器又感测到自行车的车轮有锁死的可能，则又再通电电磁线圈132，以令泄压件12对于刹车卡钳2进行泄压。当自行车的刹车结束，油路311内的液压油压力即降低，而让弹性件34带动活塞32复位。

接着，请参阅图10，图10为根据本发明的第二实施例所揭露的流体压力感测装置的剖视示意图。

在本实施例中，流体压力感测装置30a与图7的流体压力感测装置30相似，故以下仅针对二者之间的差异进行说明，相同或相似之处则不再进行赘述。

在本实施例中，流体压力感测装置30a的壳体31a的油路311a的连接段3112a仅通过第一连接通道313a连通于旁通道312a，流体压力感测装置30a的壳体31a并无具有第二连接通道。此外，活塞32a并无包含有外径较宽的宽径部及外径较窄的窄径部。

在本实施例中，由于壳体31a并无具有第二连接通道，且活塞32a并无宽径部及窄径部之分，故藉由增加弹性件34a的弹性系数，可使磁铁36a从初始位置移动至最终位置的过程中，增加活塞32a朝向旁通道312a的底面3123a移动时的阻力，以扩大位移感测元件33a所能测得知液压油压力的范围(例如300psi至800psi)。

在上述的实施例中，位移感测元件并不限于为霍尔元件。在其他实施例中，位移感测元件可为其他类型传感器，如红外线传感器。如此一来，流体压力感测装置可无磁铁。

根据上述实施例所揭露的流体压力感测装置及防锁死刹车组件，藉由位移感测元件所感测的信息，可于液压油推动活塞时感应到活塞的移动，并间接得知油路内的液压油压力达到符合自行车刹车状态的压力，而可准确地确定目前自行车正在进行刹车，以利在自行车于刹车状态之下唤醒防锁死刹车装置。

Claims (5)

1.一种流体压力感测装置，用以连接一防锁死刹车装置，并容纳一液压油，其特征在于，包含：

一壳体，具有相连通的一油路、一旁通道、一第一连接通道及一第二连接通道，该油路的一端用以连通该防锁死刹车装置的一入油通道；

一活塞，可移动地位于该旁通道，该活塞令该旁通道分为一第一腔室及一第二腔室，该活塞包含相连的一宽径部及一窄径部，该宽径部的外径大于该窄径部的外径，该宽径部较该窄径部靠近该第一腔室，第一连接通道的相对二端分别连通该第一腔室及该油路，该第二连接通道的相对二端分别连通该第二腔室及该油路；

一位移感测元件，设置于该壳体，用以于该液压油推动该活塞时感应该活塞的移动，该位移感测元件为霍尔传感器；

一磁铁，该磁铁位于该第二腔室并与该窄径部结合；以及

一弹性件，位于该第二腔室内，且该弹性件的相对二端分别抵靠于该活塞的该窄径部及该旁通道的底面。

2.如权利要求1所述的流体压力感测装置，其特征在于，该壳体具有一电缆组装孔，该电缆组装孔用以供连接该防锁死刹车装置的电缆穿过。

3.一种防锁死刹车组件，用以连接一刹车卡钳，其特征在于，包含：

一防锁死刹车装置，具有一入油通道，并用以连接该刹车卡钳；以及

一流体压力感测装置，包含：

一壳体，具有相连通的一油路、一旁通道、一第一连接通道及一第二连接通道，该油路的一端连通该防锁死刹车装置的该入油通道；

一活塞，可移动地位于该旁通道，用以受一液压油推动，该活塞令该旁通道分为一第一腔室及一第二腔室，该活塞包含相连的一宽径部及一窄径部，该宽径部的外径大于该窄径部的外径，该宽径部较该窄径部靠近该第一腔室，第一连接通道的相对二端分别连通该第一腔室及该油路，该第二连接通道的相对二端分别连通该第二腔室及该油路；

一磁铁，该磁铁位于该第二腔室并与该窄径部结合；

一位移感测元件，设置于该壳体，用以于该液压油推动该活塞时感应该活塞的移动，该位移感测元件为霍尔传感器；以及

一弹性件，位于该第二腔室内，且该弹性件的相对二端分别抵靠于该活塞的该窄径部及该旁通道的底面。

4.如权利要求3所述的防锁死刹车组件，其特征在于，该防锁死刹车装置包含一外壳、一驱动件、一控制电路板及一泄压件，该入油通道位于该外壳，该驱动件、该泄压件及该控制电路板位于该外壳内，该壳体与该外壳相组，该控制电路板电性连接该驱动件及该位移感测元件，该防锁死刹车装置用以依据该位移感测元件所感测的信息而被唤醒，该驱动件用以致动该泄压件对于该刹车卡钳进行泄压。

5.如权利要求4所述的防锁死刹车组件，其特征在于，更包含一电缆，该壳体具有一电缆组装孔，该电缆穿设于该壳体的该电缆组装孔并电性连接于该控制电路板。

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