TW202218925A - 具有鎖定彈簧筒的自行車伸縮座桿總成 - Google Patents

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強納森 史戴博斯
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加拿大商Ｄ３創新公司
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Abstract

本發明提供一種用於支撐一自行車座之伸縮桿總成，其可包含：一外管，其沿著一桿軸延伸；及一內管，其經構形以可在該內管內在一縮回與一延伸位置之間軸向滑動達至少200 mm之一行進距離。該內管可具有在25.5 mm與30 mm之間的一外徑，且當該內管處於該延伸位置中時，鄰近座圈取得之一慣性矩(Ix)係至少11,000 mm 4。一彈簧筒可具有其中該彈簧筒將朝向該延伸位置偏置該內管之一延伸力(F E)施加於該內管上之一解鎖構形，及其中該彈簧筒可操作以產生在約90 lbs與約140 lbs之間的一脫氣力(F D)以抵制該內管朝向該縮回構形之移動之一鎖定構形。一致動器可操作以使該彈簧筒在該鎖定構形與該解鎖構形之間變化。

Description

具有鎖定彈簧筒的自行車伸縮座桿總成
本發明係關於一種用來控制一自行車上之一伸縮座桿之高度之鎖定彈簧筒，及一種包含該鎖定彈簧筒之伸縮桿總成。
美國專利第5,881,988號揭示一種座總成，其包含其中可移動地接納一座桿之一座管，該座管具有將一座安置至其之一夾持構件。該座桿在其外周中具有徑向相對界定之兩個平坦部分且該座管在內周中具有徑向相對界定之兩個楔形凹口以便在其中接納兩個楔形區塊。該座桿延伸穿過螺紋安裝至該座管之一螺母構件。
美國專利公開案第2020/070913號揭示一種其中可調整座桿之行進距離之自行車座桿總成。該座桿總成包含經構形以伸縮式地接納一內管之一外管。該內管可相對於該外管在一縮回位置與一延伸位置之間軸向滑動，該延伸位置由一延伸總成判定，其中一內接觸構件接合一外接觸構件，由此設定該內管之軸向延伸之上限。該內管之延伸可藉由可定位於該等內與外接觸構件之間的一可插入墊片而被限制在位於該等縮回與延伸位置之間的一中間位置。
台灣專利公開案第TW201801969A號揭示一種用於一自行車座管之套管間隙填充結構，其包括：一套管設備，其具有彼此套接且線性地移動之一外管及一內管；一旋轉約束設備，其經配置於該內管與該外管之間且具備配置於該外管之內徑邊緣上之一第一約束溝槽及配置於該內管之一外徑邊緣上之一第二約束溝槽，該等第一及第二約束溝槽一起形成一約束空間，且由一金屬材料製成之至少一個金屬約束構件經容納於約束空間中且能夠與該內管同時線性地移位；一間隙填料設備，其經安置於該約束空間內且具備由一塑膠材料製成之至少一個塑膠約束構件，該間隙填料設備及該金屬約束構件分別在該約束空間中沿著該等內及外管之軸向方向彼此重疊，且該塑膠約束構件能夠有效地填充該約束空間以便消除該塑膠約束構件與該等第一及第二約束溝槽當中之間隙；以此方式，該旋轉約束設備及該間隙填料設備用來達成同時約束旋轉及消除該內管與該外管之間的間隙之雙重功能。該填充結構之製造成本為低，因為總體組件簡單且易於快速組裝。此外，減少因配合容限及製造容限而產生之組件當中之間隙，而不需要緊密旋轉動作，因此自動填充功能被達成且與升降座管及懸浮座管相容。
美國專利第10,974,781號揭示一種其中可調整座桿之行進距離之自行車座桿總成。該座桿總成包含經構形以伸縮式地接納一內管之一外管。該內管可相對於該外管在一縮回位置與一延伸位置之間軸向滑動，該延伸位置由一延伸總成判定，其中一滑塊接合一上保持器表面，由此設定該內管之軸向延伸之上限。該內管之延伸可藉由可定位於該上保持器表面下方之一可插入延伸止動件而被限制在位於該等縮回與延伸位置之間的一中間延伸位置。
台灣新型專利公開案第TWM517710U號揭示一種與自行車相關之自行車氣體液壓座管總成，尤其是一種自行車液壓座管總成。普通氣油座管採用氣體可壓縮特性來匹配空間中之液壓油之流，使得達成座管與座桿之間的相對位置變化，由此達成調整座墊之高度之效應。例如，如中華民國公告第M332057號中所揭示，閥桿之上及下位移用來切換調整流路徑之流狀態，使得該座管可達成調整該高度之效應。然而，在前述專利案例中，用於儲存液壓油之內及外空間經安置於相對暴露的座管與調整座之間，而非經定位於相對封閉的立管中。因此，洩漏風險對於結構改良係必需的。本發明之主要目的係提供一種降低油及氣體洩漏之風險之自行車氣壓座管總成。
伸縮座桿係允許騎士改變其座之高度而無須停止及調整一機械緊固的座桿圈之伸縮式桿。通常有利的是，在穿越技術地形時，儘可能降低自行車座以允許騎士在不接觸該座之情況下改變身體位置或深深地彎曲其膝蓋。
一些已知伸縮桿鎖定彈簧筒經構形為具有容納液體(即，液壓油)、氣體(即，空氣)或其組合之兩個或更多個室。通常存在由一致動器/遙控器控制之一內部活塞閥及可在一開啟與一閉合位置之間平移之一致動棒。當該活塞閥閉合且一騎士坐在附接至桿頂之一座上時，按照設計容納僅油之室被壓縮，由此允許該桿被負載而不會縮回。
在此構形中，當該活塞閥開啟時，該活塞行進至該僅油室中。因為該僅油室中之油實質上係不可壓縮的，所以在朝向縮回位置推動上管時通常更難以開啟該閥。此造成騎士必須將比舒適更大之力施加於該致動器/遙控器上，及/或此可能將多餘負載置於致動器系統上，以便克服此阻力且開啟該閥。
在此構形中，若騎士在活塞閥被鎖定(閉合)時過快/用力地坐在該座上，例如若一騎士之一隻腳或雙腳自踏板滑落且實質上所有其體重落至該座上，則座桿通常將不會縮回並因此該座將不會移動/降低以便吸收且該騎士可能被該座傷害及/或對伸縮桿或座造成損壞。
再者，在此構形中，空氣有時無意地進入該僅油室。一旦到達該僅油室，相對可壓縮的空氣/氣體在意欲於容納僅油/液體之室內之存在便可允許該桿在一相對低力下輕微壓縮，同時活塞閥被鎖定且保持鎖定。此相對低力的海綿狀被消費者視為通常不合意且被視為一低品質設計之指標。需要校正及一通常昂貴及/或複雜的重建來解決該問題。
據此，仍然存在包含一合適彈簧筒器件之一伸縮桿，其中該彈簧筒器件之致動力實質上不受施加至該座之瞬時負載影響(例如，可實質上以與該座被負載或未負載時之方式相同的方式操作)，且其中當活塞閥閉合時，上管保持足夠剛性以抵制該座之負載直至一預定過載力，超過該預定過載力後，該桿可根據其緩衝商數輕微壓縮，以幫助保護該桿免受損壞及/或保護騎士免受傷害。
相關技術之前述實例及其相關限制意欲於闡釋性而非排他性的。在閱讀本說明書及研究圖式後，相關技術之其他限制對於熟習此項技術者將變得顯而易見。
結合意在實例性及闡釋性而非限制範疇之系統、工具及方法來描述及闡釋以下實施例及其態樣。在各項實施例中，已減少或消除上述問題之一或多者，而其他實施例旨在其他改良。
本文中所描述之實施例之一個態樣提供一種用於支撐一自行車座之伸縮桿總成，該伸縮桿總成包括：一外管，其沿著一桿軸在一下端與一上端之間延伸；一內管，其可伸縮式地接納於該外管中且在可連接至一自行車座之一上端與安置於該外管內之一下端之間延伸，該內管可在該外管內之其中該內管之該下端接近該外管之該下端之一縮回位置與其中該內管之該下端與該外管之該下端軸向間隔開之一延伸位置之間軸向滑動。
本文中所描述之實施例之一個態樣提供一種伸縮桿總成，其中該內管具有大於約25.5 mm之一外徑。
本文中所描述之實施例之一個態樣提供一種伸縮桿總成，其中鄰近該外管之該上端且正交於該桿軸之一平面中取得之該內管之慣性矩大於11,000 mm 4。
本文中所描述之實施例之一個態樣提供一種具有一鎖定彈簧筒之伸縮桿總成，該彈簧筒包括：一軸向延伸缸體；一活塞，其經安置於該缸體內；一第一室，其僅在該活塞之一下側上容納油；一第二室，其在該活塞之一相對的上側上容納油及氣體之一組合；及一閥，其可構形於其中在該第一室與第二室之間建立流體連通之一開啟位置及其中該第一室與該第二室流體隔離之一閉合位置中；該筒經構形使得該內管朝向該縮回位置移動使該第一室膨脹。
本文中所描述之實施例之一個態樣提供一種伸縮桿總成，其中一延伸力用來在未加重時使該桿延伸及一延伸力乘數定義液壓流體在張力下之脫氣點，且其中該總成經構形使得該力乘數在約3與約6之間。
本文中所描述之實施例之一個態樣提供一種伸縮桿總成，其中該內管之一慣性矩係在鄰近該外管之該上端且正交於該桿軸之一平面中取得且一延伸力乘數定義液壓流體在張力下之脫氣點，且其中該總成定義一緩衝商數。由以mm 4為單位之慣性矩除以延伸力乘數定義之緩衝商數大於約2700 mm 4。
根據本教示之一個廣泛態樣，一種用於支撐一自行車座之伸縮桿總成可包含一外管，包括一座圈之該外管沿著一桿軸在一下端與一上端之間延伸。一內管可具有可連接至一自行車座之一上端及與該上端軸向間隔開並安置於該外管內之一下端，且可經構形以可在該外管內之其中該內管之該下端接近該外管之該下端之一縮回位置與其中該內管之該下端與該外管之該下端軸向間隔開之一延伸位置之間軸向滑動達至少200 mm之一行進距離。該內管可具有在25.5 mm與30 mm之間的一外徑，且當該內管處於該延伸位置中時，正交於該桿軸且鄰近該座圈之一平面中取得之一慣性矩(IX)係至少11,000 mm 4。一彈簧筒可包含安置於該上管內之一軸向延伸缸體及可移動地接納於該缸體內之一活塞。該彈簧筒可具有其中該彈簧筒將朝向該延伸位置偏置該內管之一延伸力(F E)施加於該內管上之一解鎖構形，及其中該彈簧筒可操作以產生在約90 lbs與約140 lbs之間的一脫氣力(F D)以抵制該內管朝向該縮回位置之移動之一鎖定構形。一致動器可具有安置於該外管之該下端處之一主體且可操作以使該彈簧筒在該鎖定構形與該解鎖構形之間變化。
該脫氣力除以該延伸力定義一力乘數M F(M F= F D/F E)，且該慣性矩除以該力乘數定義一緩衝商數Q C(Q C= Ix/M F)，且該緩衝商數可為至少2400 mm 4。
該力乘數可在約3與6之間。
該力乘數可在約4與5之間。
該緩衝商數可為至少2600 mm 4。
該脫氣力可等於或小於100 lbs，且該延伸力可在約15 lbs與約35 lbs之間。
該缸體可包含一面向內的滑動表面且該活塞可滑動地密封抵靠該滑動表面由此分隔該缸體以提供容納一液體並安置於該活塞之一下側上之一第一室，及安置於該活塞之一相對的上側上之一第二室，藉此朝向該縮回位置移動該內管使該第一室膨脹。
該第二室可容納處於在約200 psi與約300 psi之間的一操作壓力下之該液體及一氣體之一組合。
該彈簧筒可包含自該活塞延伸穿過該第一室之一筒棒，及一閥，該閥可構形於其中在該第一室與第二室之間建立流體連通且該筒處於該解鎖構形之一開啟位置，及其中該第一室與該第二室流體隔離且該筒處於該鎖定構形之一閉合位置。一致動棒可自該致動器之該主體延伸並穿過該筒棒至該閥且可操作以選擇性地開啟及閉合該閥。
該滑動表面界定可在約18 mm與約25 mm之間的一滑動表面直徑(D S)且該筒棒可具有一筒棒直徑(D R)。該滑動表面直徑與該筒棒直徑(D S:D R)之一比可在約1.8與約4.17之間。
該脫氣力除以該延伸力定義一力乘數M F(M F= F D/F E)，且其中該力乘數可在
Figure 02_image001
之約10%以內。
該筒棒直徑可在約7 mm與約9 mm之間。
該閥可包含形成於該活塞中之一閥主體及一柱塞，該柱塞在該閥處於該閉合位置中時密封抵靠該閥主體且可相對於該閥主體平移並進入該第二室以將該閥改變至該開啟位置。相對於該閥主體平移該柱塞所需之一頂出力可實質上恆定，而不管該內管之該軸向位置或負載如何。
當該內管承受一軸向負載時所需之該頂出力可在該內管未負載時相對於該閥主體平移該柱塞所需之該頂出力之約10%以內。
該缸體可與該內管一體地形成，藉此該內管包括該滑動表面。
該缸體可包含安置於該該上管內且經連接以與該上管一起平移之一外筒管。
該慣性矩可大於13,000 mm 4。
該內管可具有小於該外徑之82.5%之一內徑。
相關申請案之交叉參考
本申請案在35 U.S.C. §119(e)下主張2020年10月9日申請之美國臨時專利申請案第63/089,738號之權益，該案之全文以引用的方式併入本文中。
下文將描述各種裝置或程序以提供各所主張發明之一實施例之一實例。下文所描述之實施例不限制任何所主張發明且任何所主張發明可涵蓋不同於下文所描述之彼等程序或裝置之程序或裝置。該等所主張發明不限於具有下文所描述之任何一個裝置或程序之所有特徵之裝置或程序，或不限於下文所描述之多個或所有裝置共有之特徵。下文所描述之一裝置或程序可能並非任何所主張發明之一實施例。本文件中未主張之下文所描述之一裝置或程序中所揭示之任何發明可為另一保護性手段，例如一接續專利申請案之標的物，且申請人、發明人或所有者並非意欲於藉由其在本文件中之揭示內容而放棄任何此發明、否認任何此發明或向公眾公開任何此發明。
自行車伸縮座桿允許一騎士在騎行時改變其座位之高度，而無須停下來調整一機械緊固的座桿圈。伸縮座桿有不同大小，具有不同行進長度以及不同的最小及最大座高度。該等伸縮桿可包含可連接至一自行車之一下管或外管，及相對於該外管可伸縮式地滑動之一上管或內管。一自行車座可使用一合適夾持機構連接至該內管之上端，且該內管之下端通常經嵌套於該外管內。該內管可相對於該外管在一縮回位置(其中該座相對較靠近於該自行車且該內管之大部分經接納於該外管內)與至少一個延伸位置(其中該座相對較遠離該自行車且該內管之很大一部分被暴露並延伸至該外管之外)之間移動。
為了幫助促進該內管之所要延伸及縮回，伸縮座桿亦可包含可用來朝向該等縮回或延伸位置之至少一者推動/偏置該內管之一偏置及鎖定機構，且若該騎士希望將該座保持於一給定高度/位置處，則亦可幫助將該內管固定於適當位置，諸如其延伸位置。較佳地，該偏置及鎖定機構可經配置以將該內管(及安裝於其上之座)偏置至其延伸位置，且接著將該內管維持於此位置中直至該騎士選擇縮回該內管。在下文所描述之實施例中，該偏置及鎖定機構包含一鎖定彈簧筒。
較佳地，該等伸縮座桿亦包含可被一騎士用來致動/觸發該偏置及鎖定機構，以便允許該騎士可選擇地改變座高度之某種類型之致動器機構。例如，該伸縮座桿可包含用來觸發及/或可選擇地鎖定及解鎖該鎖定彈簧筒之一致動器總成。該鎖定彈簧筒，如本文中所描述，可經構形使得其在未被該致動器總成接合時保持固定/鎖定，且將保持於其延伸或縮回位置。該鎖定彈簧筒較佳地朝向其延伸構形偏置，藉此若該鎖定彈簧筒縮回且接著由該騎士經由該致動器解鎖，則該鎖定彈簧筒可施加一偏置延伸力，該偏置延伸力朝向其延伸位置推動該內管(及座)，由此升高該座。在該致動器脫開時，該鎖定彈簧筒被視為係鎖定且將抵制該內管之移動/縮回。即，鎖定彈簧筒力將在使用時抵制該內管上之軸向/垂直負載以幫助將該座保持於所要高度處，但若施加一足夠大的軸向/垂直力，則該鎖定彈簧筒之阻力可能被克服。允許該鎖定彈簧筒回應於一過載情況(例如，當該經施加力超過一預定負載臨限值時)而屈服，同時在承受低於預定負載/屈服臨限值之負載時保持足夠剛性可能係有利的，因為其可允許該桿在使用時支撐該騎士之重量(以騎士認為穩定之一方式)，同時允許該桿在過載時屈服以避免損壞或彎曲該桿之部分或傷害該騎士。具有足夠高之一緩衝商數Q C可幫助達成此所要效能。
當一騎士希望降低座高度時，接合該致動器且該騎士可將足以克服鎖定彈簧筒之偏置力之一向下力施加於該座上(通常使用其體重)，使得該內管可縮回至該外管中。一旦縮回，該致動器便脫開，由此鎖定該鎖定彈簧筒且將該內管保持於其縮回位置中。在此配置中，該鎖定彈簧筒在解鎖時之偏置力較佳地設定得相對低使得可使用該騎士(以及可能不同大小及重量之騎士)之體重縮回該內管，而造成該鎖定彈簧筒在其鎖定時移動所需之力係相對高的，但低於預定臨限值。
為了方便該騎士，致動器總成之觸發機構/遙控器可經提供於該自行車上之另一位置處，諸如在車把上，且可藉由一遠端連接器(諸如一電線、線纜、鏈條、桿、氣動或液壓連桿或類似者)可操作地連接至一致動器總成。因為此等遙控器通常以將力傳遞回至使用者之一機械/流體動力方式連接至該致動器總成，所以較佳的是，接合該致動器總成所需之力保持於騎士能夠/舒適地使用遙控器施加之一範圍內，且更佳地，不管是該內管是延伸還是縮回，接合該致動器總成所需之力皆保持相對恆定。此可幫助為騎士提供一更一致的觸覺體驗。
發明人已判定，可藉由修改鎖定彈簧筒設計之態樣來構形伸縮桿之延伸力、過載屈服力及其他參數，使得產生一新伸縮桿，其中彈簧筒器件之致動力實質上不受施加至座之瞬時負載影響(例如，可以與當該座被負載或未負載時之方式實質上相同的方式操作)，及/或其中當彈簧筒鎖定(例如，活塞閥閉合)時，上管可保持足夠剛性以抵制該座之負載直至一預定過載力，超過該預定過載力後，該桿可輕微壓縮以幫助保護該桿免受損壞及/或保護該騎士免受傷害。本文中描述可在此等伸縮桿中使用之合適鎖定彈簧筒之實例。
圖1至圖5繪示一伸縮座桿100之一項實例包含一內管110、座夾150 (用於連接至一自行車座，未展示)、一外管120、一座圈130、一致動器總成140，包含致動器機構170、及一鎖定彈簧筒160。在此配置中，內管110及外管120兩者係沿著一桿軸102延伸之細長管狀構件。雖然桿軸102在圖1及圖2中被展示為大體上垂直，但在伸縮桿100經安裝於一自行車上時，該桿軸可傾斜且不需要垂直。
在此實例中，內管110經構形以在外管120內之一縮回位置(圖1)與一延伸位置(例如，圖2及圖4)之間伸縮式地滑動。內管110包含一下端112，該下端經定大小以裝配於外管120內且意欲於在座桿100呈縮回(圖1)及延伸構形(圖2)時保持於外管120內。內管110亦具有帶有一內壁表面111之一側壁，且界定一內管外徑(D TO) 113及內管內徑(D TI) 114。雖然在本描述中為了方便而使用術語內管直徑，但在一些實例中，該內壁可能沒有一圓形橫截面形狀，且可具有一橢圓形狀、矩形形狀或其他合適形狀，即使外部形狀係圓形或實質上圓形亦可。如本文中所描述，上管之內部較佳地經定大小以容納相關聯彈簧筒(如本文中所描述)且可影響用來計算其慣性動量之公式(如本文中所描述)，但可針對不同形狀比較慣性矩值。因此，對內徑之引用可被理解為意謂內部寬度及/或可對計算一給定形狀之慣性矩有用之其他相關內部量測。術語直徑並非意欲於將本教示限於僅適用於具有一圓形內部形狀之桿。
參考圖3至圖5，適合與本文中所描述之伸縮桿一起使用之一鎖定彈簧筒160之一項實例包含一筒外管161，該筒外管具有帶有一內表面之一側壁，該內表面可由該筒之部分接合且可形成內部筒室之邊界之部分及/或可為密封結構之部分。在此實例中，筒外管161之內表面可被稱為界定一滑動表面直徑191a之一內滑動表面191。筒外管161較佳地可以足夠強到承載本文中所描述之力且允許內管110與筒外管161一起移動之一方式連接至內管110。在所繪示實例中，筒外管161包含用於將筒160附接至上管110之上連接部分162，但可使用其他緊固件。除筒外管161之外，鎖定彈簧筒160亦包含具有一筒棒直徑163a之一筒棒163、在筒棒163之一下端166之一鎖定溝槽165及一致動棒164。牢固地附接至滑動表面191的是上密封頭192及下密封頭193，其一起幫助密封筒外管161之內部且使筒外管161之內部與周圍環境實質上流體隔離(至少以一足夠程度之密封/隔離以促進鎖定彈簧筒160之操作，如本文中所描述)。
在筒外管161之內部，提供一活塞總成以將筒外管161之內部分成兩個不同室，且幫助促進筒外管161之平移，如所描述。該活塞總成可具有可如本文中所描述般操作之任何合適構形。亦較佳地提供可選擇性地允許該活塞總成之相對側上之室之間的流體連通之一閥機構，因為此可用來鎖定及解鎖鎖定彈簧筒160。閥及相關流體流動路徑區可具有任何合適構形。為了幫助減小鎖定彈簧筒160之總大小，可較佳的是，在該活塞總成內整合一合適閥機構，如本實例中所展示，包含附接至一筒棒163之上端163a之一活塞閥194，該筒棒可自活塞閥194延伸至致動器總成140。活塞閥194經定大小以大體上填充筒外管161，軸向定位於上與下筒密封頭192與193之間，且具有與滑動表面191相對定位並經構形以密封抵靠滑動表面191並包含一主體滑動表面o形環198 (或其他合適可平移密封構件)之一密封部分。在此實例中，活塞閥194亦包含一閥主體195、可相對於閥主體195移動之一柱塞196、一主體活塞o形環197及閥帽199。在此實施例中，閥帽199界定一閥帽通道199a且閥主體195界定一對應閥主體通道195a及一閥內通路195b。柱塞196包含可密封抵靠閥主體195 (例如，在此實例中密封抵靠o形環197)以禁止流體流通過活塞閥之一密封表面196a，及頸部分196b。
在此配置中，活塞194將筒外管161之內部分成兩個操作室，該兩個操作室可在使用鎖定彈簧筒160時彼此流體隔離以可選擇地鎖定及解鎖鎖定彈簧筒160。例如，當該等操作室彼此流體隔離時，鎖定彈簧筒160可被視為處於一鎖定構形，且將抵制筒外管161及座桿內管110之移動。相反，當該等操作室諸如藉由啟動活塞閥194及允許流體(液體)穿過活塞194並在該等操作室之間流動而流體連接時，鎖定彈簧筒160可被視為處於一解鎖構形，且將促進筒外管161及座桿內管110相對於外管120之相對移動。如本文中所描述，當鎖定彈簧筒160在使用中且活塞閥194開啟時，筒外管161可相對於活塞194平移以允許座桿內管110相對於外管120平移。
參考圖4及圖5，在此實例中，該等操作室之一者或一第一者係室181，其軸向定位於活塞閥194與下密封頭193之間且藉由滑動表面191橫向。較佳地，下室181經構形以容納僅液體或至少實質上僅液體，諸如本文中所描述之油，而非液體及氣體之一混合物或其他材料且亦可被稱為液體室。當鎖定彈簧筒160在座桿100內呈此等圖中所繪示之定向(其亦係鎖定彈簧筒160在一自行車上被使用時之定向)使用時，室181可被稱為下室181，但應理解，術語下係為了方便而使用且並非意欲於限制鎖定彈簧筒160在使用時之定向。
在本實例中，另一或第二操作室係室182，其軸向定位於活塞閥194與上密封頭192之間且亦由滑動表面191橫向定界。由於其在鎖定彈簧筒160內之相對位置(如所繪示)，第二室182可被稱為上室182，但應理解，術語下係為了方便而使用且並非意欲於限制鎖定彈簧筒160在使用時之定向。與下室181相反，上室182較佳地經構形以容納油(或其他合適液體)及加壓空氣(或其他合適氣體)之一混合物，代替僅容納僅油/液體，且可被稱為氣體/液體室。
在鎖定彈簧筒160之所欲操作條件下，氣體/液體室182中之油及空氣(或其他液體及氣體)歸因於其密度及機械性質之差異而趨向於彼此分開，使得一空氣/油介面或邊界183經界定於室182內之活塞閥194與上密封頭192之間。在此配置中，氣體/液體室182將具有：一下層或區，其容納占據軸向定位於邊界183與活塞閥194之間的空間之油；及一上層或區，其在油層及邊界183上方且軸向定位於邊界183與上密封頭192之間。當活塞閥194被致動且其閥開啟時，在室182內之液體層與下室181內之液體之間建立流體連通。
雖然被繪示為伸縮座桿100之本實例中之單獨構件，但筒外管161及上管110可替代地彼此一體地形成且如一伸縮座桿200之另一實例中所展示般。座桿200類似於座桿100且類似特徵係使用由100標引之元件符號來繪示。如本文中進一步描述，座桿200可以實質上相同於座桿100之方式操作，但可具有一些稍微不同的組件及構形，因為筒外管161及上管110之整體形成不會實質上改變該等桿100及200之操作方式。例如，若筒外管161及上管110係如此第二實例中所展示般具有一體單件式構造，則不需要在先前實例中用來將單獨筒外管161連接至上管110之特徵，諸如上連接部分162。現在將使用由100標引之字符描述伸縮桿100上之類似功能組件(即，163現在係263)。
圖6至圖7繪示體現本文中所描述之教示之另一較佳實施例之一伸縮座桿200之一實例。在此實例中，座桿200包含一內管210、座夾250、外管220、座圈230、致動器總成240，包含致動器機構270。內管210進一步包含下端212、內壁表面211、內管外徑(D TO) 213及內管內徑(D TI) 214。
與座桿100相反，在此實例中內管210及外筒管261一體地形成在一起(即，具有一體單件式構造)使得內管210形成鎖定彈簧筒260之一部分。鎖定彈簧筒260之此實例進一步包含界定一各自滑動表面直徑291a (其相同於在伸縮桿200之情況下之管內徑214)之一內滑動表面291、界定一筒棒直徑263b之筒棒263、鎖定溝槽265及致動棒264。牢固地附接至滑動表面291的是上密封頭292及下密封頭293。雖然在鎖定彈簧筒260之操作期間固定以幫助將液體及氣體容納於筒管261內，但可為了機構之維護、組裝且為了任何其他原因而移除上及下密封頭292及293 (以及類似密封件192及193)，而座桿200 (或100)未被使用。
在此實例中，活塞閥294經附接至筒棒263之上端263a且經定位使得其可密封抵靠滑動表面291並相對於滑動表面291滑動，且軸向定位於上與下筒密封頭292與293之間。在此實例中，滑動表面291係內管210之一內表面。
活塞閥294進一步含有一閥主體295、一柱塞296、一主體活塞o形環297、主體滑動表面o形環298 (或其他合適密封構件)及閥帽299。在此實例中，該閥(包含閥主體295、柱塞296及相關密封構件等)被包含作為分開室281及282之活塞之部分，此可幫助減小伸縮桿200之總大小。替代地，可提供一不同類型之閥及液體流路徑，但不一定需要該流路徑如所繪示般延伸穿過活塞。
閥帽299界定一閥帽通道299a且閥主體295界定一閥主體通道295a及一閥內通路295b。柱塞296進一步界定密封表面296a及頸296b。定位於滑動表面291內及活塞閥294與下密封頭293之間的下室281包含僅油(或其他合適液體)。由滑動表面291定界且軸向定位於活塞閥294與上密封頭292之間的上室282較佳地容納油(或其他合適液體)及加壓空氣(或其他合適氣體)之一混合物。當伸縮桿200處於一實質上豎直位置中時(如圖6及圖7中所繪示)，室282中之油及空氣將趨向於彼此分開，其中油占據鄰近活塞閥294之空間之下部分而相對較低密度的空氣佔據鄰近上密封頭292之室282空間之上部分。因此，一空氣/油邊界283經界定於室282內之活塞閥294與上密封頭292之間。
圖8至圖9展示使用中之致動器240及可鎖定彈簧筒260。雖然參考致動器240及可鎖定彈簧筒260描述致動器及筒之操作，但致動器140及可鎖定彈簧筒160具有實質上相同的特徵且可以一類似方式操作(不管筒外管是一單獨構件還是與伸縮桿內管一體地形成)。此外，雖然為了方便而描述一給定致動器240，但亦可使用其他合適致動器，只要其可選擇地觸發活塞閥294 (或194)以實現彈簧筒之鎖定及解鎖即可。
在所繪示實例中，致動器240包含一主體243、用於將筒棒263附接至主體243之一筒棒接納部分247、一內管止動表面246及用來推動致動棒264之一致動機構270。上管止動表面246可存在於主體243上或如所繪示可為緩衝構件244之上表面。
筒桿263可以任何合適方式附接至致動器主體243之棒接納部分247。在所繪示實例中，螺栓245a及245b經提供且與鎖定溝槽265相互作用以將筒棒263牢固地連接至致動器主體243。替代地，可使用其他合適方法，諸如螺紋接合、一壓入配合、一變形配合或類似者。
致動器240之致動器主體243可使用任何合適技術或緊固件附接至下管220，且較佳地可為可移除地連接以允許接達下管220之內部。在所繪示實例中，主體243使用與下管220之溝槽221接合之簧環241。可使用其他合適方法，諸如螺紋、一壓入配合、一變形配合或類似者。
為了操作活塞閥294，致動器240亦可包含一合適致動器機構270，該致動器機構在此實例中包含具有一動態線纜止動表面277之一下臂271。一上臂272經連接至下臂217及包含經構形以接合致動棒264之下端之一致動棒接觸表面278。樞軸銷273及274用來將下及上臂272及271彼此連接並連接至主體243且用來促進在使用致動器240時臂271及272之所要樞轉。一對準銷275用來幫助引導上臂272之移動，且較佳地在銷275被俘獲且在上臂272中之一對應凹槽內滑動時將上臂272之移動限於一實質上軸向平移。
在此實例中，致動器機構270使用一線纜及外殼配置(未展示，但其可經連接至一合適遠端觸發單元)以當張力經施加至該纜線(即，以向下拉動纜線止動表面277，如圖8中所繪示)時降低主體243之靜態線纜止動表面242與下臂271之動態線纜止動表面277之間的距離。降低纜線止動件277與242之間的距離使下臂271繞銷273樞轉，由此在上臂272繞銷274樞轉時向上推動上臂272。上臂272藉由對準銷275與主體243對準。
當下臂271回應於張力經施加於致動線纜上而以此方式樞轉時，上臂272向上移動且致動棒接觸表面278向上推動致動棒264 (如所繪示)。致動棒264之軸向移動接著造成平移柱塞296之一對應軸向移動(向上，如所繪示)由此「開啟」活塞閥294。圖8展示處於一鬆弛(閉合)位置中之致動器總成240。圖9展示處於一致動(開啟)位置中之致動器機構240。因為柱塞296平移至容納氣體及油之上室282中，所以在柱塞296移動至上室282中時氣體可壓縮，因此移動柱塞296所需之力小於試圖平移至含油/液體之室中時之力。此配置可經由柱塞296之平移幫助促進活塞閥294之致動，其中需要一實質上恆定量之力，而不管內管210 (或110)之軸向位置及/或相對負載如何，例如其中當內管210承受一軸向負載時平移柱塞296所需之一頂出力在內管210被負載時平移柱塞296所需之力之約20%以內，且較佳地在約10%或5%以內(無論是作為線纜上之張力、作用於致動器棒264上之軸向力、一騎士在遠端觸發單元處感受之回饋或類似者來量測)。
一旦經致動(經開啟)柱塞296向上平移且柱塞296之密封表面296a自o形環297脫離且頸296b之直徑足夠小，其便不密封抵靠o形環297。在此實例中，當柱塞296以此方式平移時，在活塞閥294內及在室281與282之間建立一流體流路徑(包含通道299a、通路295b及通道295a)，且其彼此流體連通。即，來自室282之油可透過通道299a、通路295b及通道295a行進至室281中，且反之亦然。因而，當活塞閥294被致動(開啟)時，筒棒263與內管210之間的相對軸向移動係可能的。因此，上管210與下管220之間的相對軸向移動亦係可能的。
當筒260被致動(開啟)且內管210被朝向其縮回位置推動時，在上管下表面212接觸上管止動表面246時，其可達到外管220中之一下限。接著，在此實例中，由處於其延伸位置(圖8)中時內管210之下端212與上管止動件246之間的距離248界定桿之行進或下落長度。下落長度較佳地足夠長以允許當伸縮桿延伸時，座處於一舒適的騎行位置中，且充分降低以便在伸縮桿縮回時不會顯著地干擾騎士。在一些實例中，下落長度248可為至少190 mm、195 mm、200 mm、205 mm、210 mm、215 mm、220 mm、225 mm、230 mm、235 mm、240 mm、245 mm或更長，且較佳地可在約190 mm與約230 mm之間或在約200 mm與約225 mm之間。
若閥294保持開啟且朝向其縮回位置推動管210之力中止(例如，若騎士未坐在座上或以其他方式推動以試圖縮回內管210)，則此實例中之鎖定彈簧筒260將以一延伸力F E偏置內管210以便延伸。在所繪示構形中，延伸力F E由室182中之氣壓P及棒直徑(D R) 263b之橫截面積之乘積定義，如以下方程式中所展示。
Figure 02_image003
發明人已判定，將第二室282內之空氣構形為處於一預定操作壓力下可幫助指示一給定彈簧筒幾何形狀之延伸力F E之量值，此繼而可幫助判定下伸縮桿及屈服力之感知剛度，如本文中所描述。該操作壓力可基於一給定伸縮桿之特定幾何形狀而變動以幫助獲得所要效能，但在所繪示實例中可為約300 psi，且在其他實例中可等於或小於300 psi，諸如在200 psi與300 psi之間，且較佳地在約250 psi與約300 psi之間。在其他實例中，可針對一給定配置選擇該操作壓力及相關直徑(例如291a/214及263b)使得本文中所描述之延伸力F E以及其他相關力及比落入所要範圍內。
可用於實例性描述目的之室282內之氣體之一合適操作壓力P之一項實例係約300 psi之一操作壓力，且一合適D R之一項實例將係8 mm (0.315”)。因此將如下般計算F E：
Figure 02_image005
Figure 02_image007
發明人已發現，在內管210朝向其延伸位置移動時，此等條件下之延伸力F E足以克服內管210與外管220之間的預期摩擦，但亦足夠低到允許克服騎士之體重以便在活塞閥294開啟時朝向一縮回位置推動內管210。較佳地，發明人已判定延伸力F E應在約15與35 lbs之間且較佳地可在約20與25 lbs之間。如本文中所述，可選擇任何給定彈簧筒之參數使得所得延伸力F E在此所要範圍內。
亦參考圖10及圖11，展示其活塞閥294處於開啟構形中，就像一騎士觸發致動器240時一樣之伸縮桿200。使用伸縮桿200，在此構形中，若一騎士希望將內管210移動至其縮回位置(圖11)，則施加至內管210之軸向力必須超過延伸力F E(以及任何摩擦力及損失，其與主延伸力相較被視為可忽略不計)。一旦超過延伸力F E臨限值，內管210便將前進至朝向一縮回位置平移，同時油自上室282轉移至下室281。圖11展示處於一完全縮回位置中之伸縮桿200。
圖12及圖13展示致動機構270處於其鬆弛(閉合)位置中且活塞閥294處於其閉合位置中。在此配置中，上室282與下室281之間的流體路徑被中斷且彈簧筒260可被視為鎖定。當處於此狀態時，用來朝向一縮回位置推動內管210之一力將使下室281中之油置於張力狀態，因為相對於活塞閥294向下移動內管210將導致下室281之容積之一增加，此將趨向於降低作用於室281內之液體上之壓力。下室281中之液體之大體上不可壓縮的性質將趨向於在活塞閥294閉合時抵制此移動。上室282中之液體及氣體之組合亦可趨向於抵制活塞閥294至上室282中之此相對移動及上室282之內部之壓縮。然而，因為上室282中之氣體係相對可壓縮的，所以由上室282提供之對活塞閥294移動之阻力可小於由下室281提供之阻力。
在此配置中(例如，在活塞閥閉合且彈簧筒鎖定時)，內管210將保持相對於外管220 (及活塞閥294)實質上軸向固定直至施加一足夠力來克服由下室281中之油在張力作用下產生之拉伸阻力。即，當彈簧筒鎖定時，彈簧筒將提供抵抗內管之軸向移動之一阻力，且尤其是將抵抗內管210之縮回之一阻力(例如將抵抗內管210朝向縮回位置之移動)。若一足夠大力經施加至內管210使得經施加力之量值超過該筒之阻力，則在活塞294與缸體之間可能發生相對移動，此接著將導致室281之容積之一膨脹，其繼而降低室281內之蒸氣壓且可將(若干)經溶解氣體從室281內之油之溶液拉出。當彈簧筒鎖定時抵抗內管之軸向移動之此阻力可被稱為脫氣力(F D)，且超過該脫氣力之一力可被稱為過載力。發明人已判定，脫氣力應較佳地在約80與160 lbs之間、較佳在約90 lbs與140 lbs之間或在90與120 lbs之間、且更佳地小於100 lbs且在90與100 lbs之間。已發現，此力範圍提供一令人滿意的騎士體驗及座感，同時亦允許座桿在承受如本文中所描述之過載力時屈服。發明人亦已判定，此脫氣力(F D)可為彈簧筒260之幾何形狀之函數且可根據以下關係式表示為一給定筒之延伸力(F E)之一力乘數(M F)：
Figure 02_image009
為了在一商用伸縮桿中獲得延伸及脫氣力之一所要平衡，發明人已判定力乘數之所要M F值可在3與6之間且可較佳地在4與5之間。
使用此等新穎參數，在一項實例中，若延伸力F E範圍之一低端可為約15 lbs，則其倘若乘以6之一M F，則可導致約90 lbs之一力F D。若該筒經設計使得延伸力F E朝向較佳範圍之高端且係約35 lbs，則其倘若乘以3之一M F，則將導致約105 lbs之一脫氣力F D。
在開發本發明時，發明人進一步判定，力乘數(M F)亦與彈簧筒上管261之滑動表面直徑(D S) 291a及棒直徑(D R) 263b之商數成比例。即：
Figure 02_image011
較佳地，當根據本教示建構伸縮桿時，滑動表面直徑D S可在約18與25 mm之間且較佳地在約20與約23 mm之間，因為此可幫助提供可適合諸多標準自行車之一合理大小之一伸縮桿。發明人已判定，例如提供一合適強度位準同時仍然適合用來提供本文中所描述之伸縮桿之所要效能之其他大小限制及面積比之可接受棒直徑D R可視情況在約6與約10 mm之間且較佳地在約7與約9 mm之間。
作為在一給定伸縮桿實施例中可平衡之因素之一，滑動表面直徑D S與棒直徑 D R之比因此可在約1.8 (18除以10或18/10)與4.17 (25除以6或25/6)之間、在約2.22 (20除以9或20/9)與約3.29 (23除以7或27/3)之間且較佳地約2.625 (21除以8)。
基於自由Vapsint(R) Gas Springs and Dampers在2021年生產且可在https://www.vapsint.com/wp-content/uploads/2015/06/gas_top_vapsint.pdf處取得之標題為Lockable Gas Springs "Gas Top"之一出版品之一個已知實驗資料集，力乘數(M F)與滑動表面直徑(D S) 291a及棒直徑(D R) 263b之商數可M F與(D S/D R)之圖表示為如圖15所展示般。
一種判定力乘數M F之方法可基於圖15中之圖表之一最佳配合線進一步定義為：
Figure 02_image013
雖然配合不同最佳配合線可產生略微不同斜率及y截距值，但本發明人已判定，可使用實質上不同於本文中所提供之彼等值之值獲得較佳彈簧筒效能。即，一給定實例之M F可在最佳配合方程式線之值之約10%以內。
使用此最佳配合實驗線及2.625 (自上文)之滑動表面直徑D S與棒直徑D R之一比計算力乘數M F之一項實例性計算係：
Figure 02_image015
Figure 02_image017
Figure 02_image019
雖然允許此實例方程式中之常數有一些變動，但在此經計算值之約10%以內之M F可在約3.76與約4.6之間。鑑於滑動表面直徑D S與棒直徑D R之此等上述實例性比，力乘數M F可被計算為在約1.11 (D S/D R= 1.8)與9.91 (D S/D R= 4.17)之間、在約2.67 (D S/D R= 2.22)與約6.65 (D S/D R= 3.29)之間且較佳地約4.18 (D S/D R= 2.625)。基於此，較佳力乘數M F可在3與6之間且較佳地可在4與5之間。
在此等所繪示實例中，若在活塞閥294閉合且彈簧筒被視為鎖定時，用小於脫氣力F D之一力朝向其縮回位置推動內管210，則內管210將保持與外管220軸向固定在一起。此可幫助促進所要騎士體驗以及伸縮桿之所要堅固性及穩定性感。然而，當朝向其縮回位置推動內管210之力超過脫氣力F D(以及任何相關損失、摩擦力及類似者)時，將經溶解空氣自下室281內之溶液拉出。小氣泡285形成於下室281且此可允許內管210相對於活塞閥294之相對小量之軸向移動，被展示為過載緩衝距離284 (如圖12及圖13中所繪示)。較佳地，過載緩衝距離284小於伸縮桿200之預期下落長度248，且更佳地可為至少及視情況可在約1 mm與40 mm之間或在10 mm與約30 mm之間，且可在行進長度248之約0 %與約20%且較佳地可在行進長度248之約5%與約15%之間以幫助提供一所要偏轉或緩衝。因此，若一騎士使該桿過載，諸如在騎行時或在一碰撞期間，則此軸向移動284充當一緩衝。一旦朝向縮回位置推動內管210之力下降回至低於脫氣力F D，氣泡285便可回到溶液中且內管210返回至其原始高度(圖12)。
圖12進一步展示當伸縮桿200之內管210處於其延伸位置中時所繪示之一平面A之位置。此配置中之平面A位在沿著內管210之長度且鄰近外管220之上端及座圈230之一位置處。平面A處之慣性矩與一給定材料及負載之內管210之強度相關。鄰近座圈230之此位置係其中內管210可承受相對高彎曲負載之一位置，因為內管210之在座圈230下方之部分經嵌套於外管220中且由外管220支撐，而暴露於座圈230上方之內管210之部分不以相同方式支撐。在此位置處提供足夠堅固的一內管210可幫助在使用及延伸時抵制內管210之彎曲。
除符合本文中所描述之多個幾何參數以提供所要彈簧筒參數之外，內管210在平面A處之慣性矩Ix由管外徑D TO及管內徑D TI定義為如下：
Figure 02_image021
為了幫助伸縮桿200與標準自行車管配合，內管外徑D TO可為25.5至30 mm且較佳地為約26至28 mm。管內徑D TI與管外徑D TO之比可較佳地小於約82.5%且較佳地小於約80%。
例如，一項較佳實施例之慣性矩I X將具有約26 mm之一直徑D TO及約20.8 mm之一直徑D TI(直徑D TO之80%)。所得慣性矩計算如下：
Figure 02_image023
Figure 02_image025
Figure 02_image027
Figure 02_image029
類似地，發明人已發現，本文中所描述之管外徑D TO及管內徑D TI之較佳範圍之慣性矩Ix可在約11,140 mm 4(D TO=25.5，D TI=21.0 (直徑D TO之82.5%))與約23,474 mm 4(D TO=30，D TI=24.0 (直徑D TO之80%))之間。
圖14展示在所繪示實施例之平面A處截取之內管210之橫截面且包含作為兩個同軸直徑之一內管外徑(D TO) 213及內管內徑(D TI) 214。雖然在此等實例中管210及220之橫截面形狀被展示為圓形，但可使用其他形狀，包含卵形、非同軸圓或各種多邊形，且慣性矩計算將變為另一已知公式，但可使用類似比。 使用可幫助提供本文中所描述之所要面積及力之管110及210之較佳幾何形狀，發明人已發現此等設計之平面A處之慣性矩可大於約11,000 mm 4，且在一些較佳實例中可大於約13,000 mm 4。類似地，管外徑D TO可為25.5至30 mm且較佳地26至28 mm，且因此管內直徑D TI與管外徑D TO之比可小於約82.5%且較佳地小於約80%，且平面A處之內管210之1x (以mm 4為單位)與力乘數M F之比(1x/M F)可將本文中所描述之一比定義為緩衝商數Q C，且發明人已判定本文中所描述之伸縮桿之較佳實例可具有等於或大於約2400 mm 4、2500 mm 4、2600 mm 4、2700 mm 4或更大之一緩衝商數。下表展示發明人考量之兩個實例伸縮桿之慣性矩、力乘數及緩衝商數值。
桿 D TI(mm) D TO(mm) D S(mm) D R(mm) Ds/Dr M F 操作壓力(psi) F E(lbs) F D(lbs) 平面A處之Ix (mm 4) 緩衝商數Ix/M F(mm 4)
1 26 20.8 20.8 8 2.6 4.082 300 23.37 95.41 13243.70 3244.41
2 28 24 24 8 3 5.57 300 23.37 130.19 13885.83 2492.96
雖然已參考闡釋性實施例及實例描述本發明，但該描述並非意欲於在限制性意義上進行解釋。因此，在參考本描述後，闡釋性實施例以及本發明之其他實施例之各種修改對於熟習此項技術者將係顯而易見的。因此經考慮，隨附發明申請專利範圍將涵蓋任何此等修改或實施例。
本文中所提及之所有公開案、專利及專利申請案之全文與猶如各個別公開案、專利或專利申請案之全文以引用的方式併入本文中一樣相同的程度以引用的方式併入本文中。
100:伸縮座桿/伸縮桿 102:桿軸 110:內管/座桿內管 111:內壁表面 112:下端 113:內管外徑(D TO) 114:內管內徑(D TI) 120:外管 130:座圈 140:致動器總成 150:座夾 160:鎖定彈簧筒/筒 161:筒外管 162:上連接部分 163:筒棒 163a:上端 164:致動棒 165:鎖定溝槽 170:致動器機構 181:室/下室 182:室/上室/氣體/液體室 183:空氣/油介面或邊界/油層及邊界 191:內滑動表面 191a:滑動表面直徑 192:上密封頭/上筒密封頭/密封件 193:下密封頭/下筒密封頭/密封件 194:活塞閥 195:閥主體 195a:閥主體通道 195b:閥內通路 196:柱塞 196a:密封表面 196b:頸部分 197:主體活塞o形環 198:主體滑動表面o形環 199:閥帽 199a:閥帽通道 200:伸縮座桿/座桿/伸縮桿 210:內管 211:內壁表面 212:下端/上管下表面 213:內管外徑(D TO) 214:內管內徑(D TI) 220:外管 230:座圈 240:致動器總成/致動器 241:簧環 242:靜態線纜止動表面/纜線止動件 243:主體/致動器主體 244:緩衝構件 245a:螺栓 245b:螺栓 246:內管止動表面/上管止動表面/上管止動件 247:筒棒接納部分/棒接納部分 248:距離/下落長度 250:座夾 260:鎖定彈簧筒/可鎖定彈簧筒 261:外筒管/筒管/彈簧筒上管 263:筒棒 263a:上端 263b:筒棒直徑/棒直徑(D R) 264:致動棒 265:鎖定溝槽 270:致動器機構/致動機構 271:下臂 272:上臂 273:樞軸銷 274:樞軸銷 275:對準銷 277:動態線纜止動表面/纜線止動件 278:致動棒接觸表面 281:室/下室 282:室/上室/第二室 283:空氣/油邊界 284:過載緩衝距離/軸向移動 285:小氣泡 291:內滑動表面 291a:滑動表面直徑/滑動表面直徑(D S) 292:上密封頭/上筒密封頭 293:下密封頭/下筒密封頭 294:活塞閥/閥 295:閥主體 295a:閥主體通道/通道 295b:閥內通路/通路 296:柱塞 296a:密封表面 296b:頸 297:主體閥活塞o形環 298:主體滑動表面o形環 299:閥帽 299a:閥帽通道
圖1係處於一縮回位置中之一伸縮桿之一項實例之一側視圖；
圖2係處於一延伸位置中之圖1之伸縮桿之一側視圖；
圖3係圖1之伸縮桿之一部分分解視圖；
圖4係沿著線4-4截取之圖2之伸縮桿之一橫截面視圖；
圖5係圖4之橫截面視圖之一部分之一放大視圖；
圖6係一伸縮桿之另一實例之一橫截面視圖；
圖7係圖6之橫截面視圖之一部分之一放大視圖；
圖8及圖9係圖6之橫截面視圖之另一部分之放大視圖；
圖10至圖13係圖6之伸縮桿之額外橫截面視圖；及
圖14係沿著平面A截取之圖12之伸縮桿之一部分之一橫截面視圖；
圖15係展示M F與(D S/D R)之一圖表。
100:伸縮座桿/伸縮桿
102:桿軸
110:內管/座桿內管
120:外管
130:座圈
140:致動器總成
150:座夾
170:致動器機構

Claims (18)

  1. 一種用於支撐一自行車座之伸縮桿總成，該伸縮桿總成包括： a)  包括一座圈之一外管，其沿著一桿軸在一下端與一上端之間延伸； b) 一內管，其具有可連接至一自行車座之一上端及與該上端軸向間隔開並安置於該外管內之一下端，且經構形以可在該外管內之其中該內管之該下端接近該外管之該下端之一縮回位置與其中該內管之該下端與該外管之該下端軸向間隔開之一延伸位置之間軸向滑動達至少200 mm之一行進距離，該內管具有在25.5 mm與30 mm之間的一外徑，且當該內管處於該延伸位置中時，正交於該桿軸且鄰近該座圈之一平面中取得之一慣性矩(Ix)係至少11,000 mm 4； c)  一彈簧筒，其包括安置於該上管內之一軸向延伸缸體、可移動地接納於該缸體內之一活塞，該彈簧筒具有其中該彈簧筒將朝向該延伸位置偏置該內管之一延伸力(F E)施加於該內管上之一解鎖構形，及其中該彈簧筒可操作以產生在約90 lbs與約140 lbs之間的一脫氣力(F D)以抵制該內管朝向該縮回位置之移動之一鎖定構形；及 d) 一致動器，其具有安置於該外管之該下端處之一主體且可操作以使該彈簧筒在該鎖定構形與該解鎖構形之間變化。
  2. 如請求項1之伸縮桿總成，其中該脫氣力除以該延伸力定義一力乘數M F(M F= F D/F E)，且該慣性矩除以該力乘數定義一緩衝商數Q C(Q C= Ix/M F)，且其中該緩衝商數係至少2400 mm 4。
  3. 如請求項2之伸縮桿總成，其中該力乘數在約3與6之間。
  4. 如請求項3之伸縮桿總成，其中該力乘數在4與5之間。
  5. 如請求項2之伸縮桿總成，其中該緩衝商數至少為2600 mm 4。
  6. 如請求項1之伸縮桿總成，其中該脫氣力等於或小於100 lbs，且該延伸力在約15 lbs與約35 lbs之間。
  7. 如請求項1之伸縮桿總成，其中該缸體包括一面向內的滑動表面且該活塞可滑動地密封抵靠該滑動表面由此分隔該缸體以提供容納一液體並安置於該活塞之一下側上之一第一室，及安置於該活塞之一相對的上側上之一第二室，藉此朝向該縮回位置移動該內管使該第一室膨脹。
  8. 如請求項7之伸縮桿總成，其中該第二室容納處於在約200 psi與約300 psi之間的一操作壓力下之該液體及一氣體之一組合。
  9. 如請求項7之伸縮桿總成，其中該彈簧筒包括自該活塞延伸穿過該第一室之一筒棒，及一閥，該閥可構形於其中在該第一室與第二室之間建立流體連通且該筒處於該解鎖構形之一開啟位置，及其中該第一室與該第二室流體隔離且該筒處於該鎖定構形之一閉合位置，且進一步包括自該致動器之該主體延伸並穿過該筒棒至該閥且可操作以選擇性地開啟及閉合該閥之一致動棒。
  10. 如請求項9之伸縮桿總成，其中該滑動表面界定在約18 mm與約25 mm之間的一滑動表面直徑(D S)且該筒棒具有一筒棒直徑(D R)，且其中該滑動表面直徑與該筒棒直徑(D S:D R)之一比在約1.8與約4.17之間。
  11. 如請求項9之伸縮桿總成，其中該脫氣力除以該延伸力定義一力乘數M F(M F= F D/F E)，且其中該力乘數在
    Figure 03_image031
    之約10%以內。
  12. 如請求項9之伸縮桿總成，其中該筒棒直徑在約7 mm與約9 mm之間。
  13. 如請求項9之伸縮桿總成，其中該閥包括形成於該活塞中之一閥主體及一柱塞，該柱塞在該閥處於該閉合位置中時密封抵靠該閥主體且可相對於該閥主體平移並進入該第二室以將該閥改變至該開啟位置，藉此相對於該閥主體平移該柱塞所需之一頂出力實質上恆定，而不管該內管之該軸向位置或負載如何。
  14. 如請求項13之伸縮桿總成，其中當該內管承受一軸向負載時所需之該頂出力在該內管未負載時相對於該閥主體平移該柱塞所需之該頂出力之約10%以內。
  15. 如請求項1之伸縮桿總成，其中該缸體與該內管一體地形成，藉此該內管包括該滑動表面。
  16. 如請求項1之伸縮桿總成，其中該缸體包括安置於該上管內且經連接以與該上管一起平移之一外筒管。
  17. 如請求項1之伸縮桿總成，其中該慣性矩大於13,000 mm 4。
  18. 如請求項1之伸縮桿總成，其中該內管包括小於該外徑之82.5%之一內徑。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH716006A2 (de) * 2019-03-28 2020-09-30 Bmc Switzerland Ag Verstellbare Sattelstützenanordnung.
CA3077761A1 (en) 2019-04-06 2020-10-06 D3 Innovation Inc. Dropper post assembly for a bicycle
US11767073B2 (en) 2020-10-09 2023-09-26 D3 Innovation Inc. Bicycle dropper seat post assembly with a locking spring cartridge
WO2022204158A1 (en) * 2021-03-26 2022-09-29 The Hive Global, Inc. Telescopic bicycle seatpost with adjustable height and fixed frame insertion
TWI808613B (zh) * 2022-01-14 2023-07-11 天心工業股份有限公司 自行車座管調整結構
US11780520B1 (en) 2022-04-10 2023-10-10 D3 Innovation Inc. Bicycle dropper seat post assembly with a narrow gas spring cartridge
US11834121B2 (en) * 2022-04-10 2023-12-05 D3 Innovation Inc. Bicycle dropper seat post assembly with a bottom mounted gas spring cartridge

Family Cites Families (82)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3730019A (en) 1971-07-14 1973-05-01 C Ballard Aircraft seat lock actuator
US4354398A (en) 1978-09-05 1982-10-19 P. L. Porter Co. Control mechanism for hydraulic locking device
US4421357A (en) 1981-04-21 1983-12-20 Shimano Industrial Company Limited Saddle support device for a bicycle
JPH0440512Y2 (zh) 1987-05-15 1992-09-22
US4807856A (en) 1987-10-08 1989-02-28 Gary Teckenbrock Adjustable bicycle seat post
US4995753A (en) 1990-07-27 1991-02-26 Thurston, Inc. Saddle support for bicycles, motorcycles, and the like
US5226624A (en) 1991-09-10 1993-07-13 Jane K. Kingsbery Adjustable support for bicycle seats
US5244301A (en) 1992-09-22 1993-09-14 Kurke Martin I Bicycle seat mount
US5466042A (en) 1994-03-11 1995-11-14 Hsin Lung Accessories Co. Ltd. Bicycle seat post with an adjusting mechanism
US5664829A (en) 1995-08-16 1997-09-09 L.H. Thomson Company, Inc. Lightweight high strength bicycle seat post and associated clamp including seat angle indicating indicia
US5649738A (en) 1995-08-16 1997-07-22 L.H. Thomson Company, Inc. Lightweight high strength bicycle seat post and associated clamp
US5899530A (en) 1995-08-23 1999-05-04 Global Upholstery Company Control mechanism for a chair
US5979978A (en) 1995-09-08 1999-11-09 Advanced Composites, Inc. Adjustable seat post clamp assembly for human-powered vehicles
US5722718A (en) 1995-09-08 1998-03-03 Catamount Cycles Ii Llc Seat mounting assembly
DE19626844C2 (de) 1996-07-04 1999-02-25 Wandschneider Ingeborg Vorrichtung zum Auslösen einer Gasfeder
US5909890A (en) 1996-09-11 1999-06-08 Sachs; Gregory D. Device for locking and unlocking bicycle suspension systems
US5829733A (en) 1996-11-29 1998-11-03 Becker; William R. Adjustable height shock absorbing bicycle seat mounting assembly
JP3923126B2 (ja) 1997-03-17 2007-05-30 スーガン株式会社 医療器具用スタンド
US5881988A (en) 1997-09-25 1999-03-16 Kalloy Industrial Co., Ltd. Non-rotatable seat assembly
KR100351589B1 (ko) 1998-07-02 2002-12-18 주식회사 삼홍사 의자용 높이조절부재
US20020185581A1 (en) 2001-06-11 2002-12-12 Trask Brian C. Bicycle seat elevation adjuster
US20040065238A1 (en) 2002-10-07 2004-04-08 Chen Chao Ken Elevational adjusting device using air pressure rod to lift object
US7059592B2 (en) 2002-12-31 2006-06-13 Sam Hong Sa Co., Ltd. Gas cylinder
US7007587B2 (en) 2003-07-23 2006-03-07 Suspa Incorporated Snap-in rotatable cylinder control
US7322645B2 (en) 2003-09-29 2008-01-29 Roizen Forrest L Bicycle seat rail clamping shafts and mounting systems
KR200355151Y1 (ko) 2004-04-13 2004-07-02 주식회사 한국가스스프링 가스실린더의 밸브핀 승강용 케이블형 개폐부재
US7083180B2 (en) 2004-09-29 2006-08-01 Maverick American Llc Adjustable bicycle seat assemblies and methods of use
US20060152045A1 (en) 2005-01-07 2006-07-13 Shimano Inc. Bicycle seat post
US7318623B2 (en) 2005-08-30 2008-01-15 Shook William B Bicycle seat post
TWM282894U (en) 2005-09-22 2005-12-11 Hsin Lung Accessories Co Ltd Seat adjustment structure for bicycle
US7845602B1 (en) 2006-02-09 2010-12-07 Primos, Inc. Telescoping support stand apparatus
ITMI20061110A1 (it) 2006-06-08 2007-12-09 Campagnolo Srl Reggisella per bicicletta
KR100830598B1 (ko) 2006-06-27 2008-05-21 주식회사 삼홍사 케이블로 동작되는 가스 실린더.
US8079772B1 (en) 2006-12-21 2011-12-20 Brennan James S Multi-position bicycle seat post assembly
US20090066124A1 (en) 2007-09-11 2009-03-12 Fabrizio Pirovano Seat supporting assembly of bicycle
US8167373B2 (en) 2008-06-06 2012-05-01 Knoll, Inc. Height adjustment mechanism for a chair
TW201010899A (en) 2008-09-04 2010-03-16 Giant Mfg Co Ltd Adjusting mechanism of bicycle seat
ES2421445T3 (es) 2008-12-05 2013-09-02 Selle Royal Spa Medios de anclaje y poste de asiento para un sillín de bicicleta
TWM365308U (en) 2009-06-05 2009-09-21 Kind Shock Hi Tech Co Ltd Bicycle seat stand pipe structure with adjustable capability
US8550551B2 (en) 2010-04-16 2013-10-08 Shimano Inc. Bicycle seat height adjustment method
US8177251B2 (en) 2009-09-04 2012-05-15 Shimano Inc. Bicycle seatpost assembly
TWM375017U (en) 2009-10-22 2010-03-01 Kind Shock Hi Tech Co Ltd Stop rotation structure for seat pole and seat tube
EP2402239B1 (en) 2010-07-02 2020-09-02 Fox Factory, Inc. Adjustable seat post
TWM401600U (en) 2010-10-21 2011-04-11 Durashox Technology Co Ltd A seat tube of a bicycle
US8308124B2 (en) 2010-10-28 2012-11-13 Jung Yu Hsu Control device for adjustable bicycle seat
US8905473B2 (en) 2011-01-14 2014-12-09 Giant Manufacturing Co., Ltd. Seat adjusting module
CA2829564C (en) 2011-03-11 2016-11-29 Specialized Bicycle Components, Inc. Adjustable assembly for a bicycle
US9073592B2 (en) 2011-10-12 2015-07-07 Jung Yu Hsu Height adjustable seat tube with oil storage unit
JP5873751B2 (ja) 2012-04-13 2016-03-01 本田技研工業株式会社 作業機
EP3150470B1 (en) 2012-04-25 2020-11-11 Fox Factory, Inc. Gear shifting system
US20150232158A1 (en) 2012-11-07 2015-08-20 Roy Quinton Bouse Strap-Supported Cup and Article Holder
US8894141B2 (en) 2013-02-28 2014-11-25 Kevin Christopher Tisue Bicycle seat clamp
CN203888933U (zh) 2013-04-12 2014-10-22 巨大机械工业股份有限公司 自行车座杆调整结构
US20150145294A1 (en) 2013-11-26 2015-05-28 Rase Components, LLC Adjustable cycle seat
TWI589479B (zh) 2014-01-03 2017-07-01 Bicycle seat upright pipe height adjustment wire control structure
US9499224B2 (en) * 2014-02-20 2016-11-22 Shimano Inc. Bicycle seatpost assembly
US10189522B2 (en) 2014-08-26 2019-01-29 Nine Point Eight Inc. Systems and methods for supporting telescoping elements
US9616954B2 (en) 2014-12-18 2017-04-11 Specialized Bicycle Components, Inc. Saddle adjustment system
CN107207060B (zh) 2015-01-13 2019-11-01 塞莱皇家股份公司 车座柱
TW201700331A (zh) 2015-06-24 2017-01-01 Kind Shock Hi-Tech Co Ltd 油氣式之自行車座管高度調整結構
EP3196107A1 (en) 2016-01-19 2017-07-26 Chien Hao Lee Securing device for securing seat to seat post
US9688331B1 (en) 2016-01-29 2017-06-27 Shimano Inc. Bicycle adjustable seat post assembly
US20170225731A1 (en) 2016-02-04 2017-08-10 Kind Shock Hi-Tech Co., Ltd. Mechanical adjustment device for bicycle seat
TWI622512B (zh) 2016-02-24 2018-05-01 Taiwan Hodaka Industrial Co Ltd Lifting control unit for bicycle seat tube height adjustment mechanism
TWI615306B (zh) 2016-07-14 2018-02-21 自行車座管之套管間隙補填結構
TWI589475B (zh) 2016-08-31 2017-07-01 巨大機械工業股份有限公司 可調式自行車座管結構及其自行車
US10005509B2 (en) 2016-11-04 2018-06-26 Taiwan Hodaka Industrial Co., Ltd. Bicycle seat cushion lifting and adjusting device
US10358180B2 (en) 2017-01-05 2019-07-23 Sram, Llc Adjustable seatpost
US10549803B2 (en) 2017-06-30 2020-02-04 Sram, Llc Seat post assembly
US9969448B1 (en) 2017-07-17 2018-05-15 Kalloy Industrial Co., Ltd. Bicycle seat adjustment device
US10370051B2 (en) 2017-11-16 2019-08-06 D3 Innovation Inc. Bicycle seat attachment assembly
TWM562805U (zh) 2018-03-21 2018-07-01 台灣穗高工業股份有限公司 自行車的座管升降裝置
US11383780B2 (en) 2018-04-02 2022-07-12 Wolf Tooth Components, LLC Saddle clamp
US10974781B2 (en) 2018-04-10 2021-04-13 D3 Innovation Inc. Bicycle seat post travel adjustment assembly
US11180212B2 (en) 2018-07-17 2021-11-23 Shimano Inc. Fluid flow control structure for a telescopic apparatus of a human powered vehicle
CA3053537A1 (en) 2018-08-31 2020-02-29 D3 Innovation Inc. Biycycle seat post travel adjustment assembly
US11649002B2 (en) 2018-11-02 2023-05-16 Sram, Llc Seat post control system
US11447201B2 (en) 2019-01-31 2022-09-20 Fox Factory, Inc. Dropper seatpost head assembly
CA3077761A1 (en) 2019-04-06 2020-10-06 D3 Innovation Inc. Dropper post assembly for a bicycle
TWM598260U (zh) 2020-01-10 2020-07-11 信隆車料工業股份有限公司 可調式避震座管
US11767073B2 (en) 2020-10-09 2023-09-26 D3 Innovation Inc. Bicycle dropper seat post assembly with a locking spring cartridge
TWM609894U (zh) 2020-11-13 2021-04-01 董菁 自行車座管升降結構

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