TWI380929B - 自行車懸吊系統 - Google Patents

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TWI380929B
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Inventor
Jun Inoue
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Shimano Kk
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/32—Details
    • F16F9/44—Means on or in the damper for manual or non-automatic adjustment; such means combined with temperature correction
    • F16F9/46—Means on or in the damper for manual or non-automatic adjustment; such means combined with temperature correction allowing control from a distance, i.e. location of means for control input being remote from site of valves, e.g. on damper external wall
    • F16F9/466—Throttling control, i.e. regulation of flow passage geometry
    • F16F9/467—Throttling control, i.e. regulation of flow passage geometry using rotary valves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62K—CYCLES; CYCLE FRAMES; CYCLE STEERING DEVICES; RIDER-OPERATED TERMINAL CONTROLS SPECIALLY ADAPTED FOR CYCLES; CYCLE AXLE SUSPENSIONS; CYCLE SIDE-CARS, FORECARS, OR THE LIKE
    • B62K25/00—Axle suspensions
    • B62K25/04—Axle suspensions for mounting axles resiliently on cycle frame or fork
    • B62K25/06—Axle suspensions for mounting axles resiliently on cycle frame or fork with telescopic fork, e.g. including auxiliary rocking arms
    • B62K25/08—Axle suspensions for mounting axles resiliently on cycle frame or fork with telescopic fork, e.g. including auxiliary rocking arms for front wheel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
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    • B62K2025/048—Axle suspensions for mounting axles resiliently on cycle frame or fork with suspension manual adjustment details

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Description

自行車懸吊系統
本發明概括而言相關於自行車懸吊系統。更明確地說，本發明相關於包含在空氣容室之間的開關機構的自行車懸吊系統。
騎自行車正成為日益流行的娛樂形式以及運輸工具。另外，騎自行車對於業餘愛好者及專業人士而言均已成為非常流行的競賽運動。不論自行車是用於娛樂、運輸、或競賽，自行車工業都在不斷地改進自行車的各種不同的組件。過去，大部份的自行車具有剛性車架及叉架，其典型上將導因於粗糙騎乘表面的陡震(shock)直接傳遞給騎車者。換句話說，大部份的自行車過去並未設置有任何的前或後懸吊裝置。最近，自行車特別是山地自行車(MTB)及全路面自行車(ATB)被引進，而其包含前懸吊叉架來吸收當在粗糙道路上騎行時傳遞至騎車者的陡震。此使得在粗糙路面上騎行較為容易且身體上較不會充滿壓力。
第一個懸吊叉架具有大約1½至2英吋(38至50mm(毫米))的懸吊行程。現在已有具有大約4至6英吋(100至150mm)或更大的懸吊行程的叉架。具有前懸吊裝置及剛性的非懸吊式後車輪或硬質車尾(hardtail)的自行車幾乎在一夕之間就流行。在大部份的山地自行車 上，前叉架含有一組減震器(shock absorber)。懸吊行程及處理特性根據叉架被設計來應用的山地自行車的類型而變。例如，自行車製造者生產越野(XC)、下坡、及自由騎行用的不同叉架。
減震器通常包含彈簧及阻尼器(damper)或緩衝器(dashpot)。彈簧可用鋼或鈦線圈、彈性體、或甚至壓縮空氣來實施。阻尼器通常是藉著迫使油(oil)通過一或多個小開口或墊片疊層(shim stack)來實施。在一些自行車上，彈簧、阻尼器、或二者可依騎車者的重量、騎行作風、路面、或這些或其他因數的任何組合被調整。並且，此二組件有時被分開成為彈簧機構在一個支腿中，而阻尼器在另一個支腿中。
在具有前懸吊叉架的這些自行車中，有時想要能依需要及/或所想要的快速地調整懸吊行程及/或彈簧機構的彈簧率。因此，曾有提案來提供包含懸吊行程及/或彈簧機構的彈簧率的調整的懸吊裝置。
本發明的一個目的為提供一種自行車懸吊系統，其中可以用相當容易的方式調整懸吊行程及/或彈簧機構的彈簧率。本發明的另一目的為提供一種自行車懸吊系統，其中對多個空氣容室的氣體供應可被同時達成，而這些空氣容室可根據使用期間的需要被彼此分離。
根據一方面，本發明提供一種自行車懸吊系統，其基 本上包含第一管狀元件、活塞、活塞桿、第一密封構件、及開關閥。第一管狀元件包含第一端部及第二端部。活塞被可滑動地設置在第一管狀元件中。活塞桿具有耦接於活塞的第一端部、及向外延伸至第一管狀元件的第二端部的外部的第二端部。第一密封構件鄰近於第一管狀元件的第一端部被設置在第一管狀元件中，使得一第一空氣容室形成在活塞與第一密封構件之間。開關閥耦接於第一密封構件，而開關閥可在關閉位置與打開位置之間移動。開關閥在處於打開位置時打開在第一空氣容室與一第二空氣容室之間的連通通道以連接第一及第二空氣容室，且在處於關閉位置時關閉在第一空氣容室與第二空氣容室之間的連通通道以分離第一及第二空氣容室。
對於熟習此項技術者而言，本發明的這些及其他目的、特徵、方面、及有利點從以下連同圖式揭示本發明的較佳實施例的詳細敘述會顯明。
以下會參考形成此原始揭示的一部份的圖式。
以下參考圖式說明本發明的選定的實施例。對於熟習此項技術者而言從此揭示很明顯，以下的本發明的實施例的敘述只是被提供來舉例說明，而非要限制由附隨的申請專利範圍及其等效物所界定的本發明。
首先參考圖1，圖中顯示配備有根據第一實施例的前懸吊叉架12的自行車10的前端。基本上，前懸吊叉架 12具有以傳統方式可旋轉地安裝於自行車車架14的前部(頭管)的上方端部、及可旋轉地支撐前車輪16的下方端部。自行車10的其餘部份可為任何類型的自行車，因此此處不進一步詳細討論或顯示自行車10。
如圖2中所見的，前懸吊叉架12基本上包含轉向管20、冠部22、第一或左支腿24、及第二或右支腿26。第一或左支腿24構成第一或左懸吊總成，而第二或右支腿26構成第二或右懸吊總成。冠部22被固定於轉向管20的底端。支腿24及26被固定在冠部22的兩相反橫向端部處。典型上，車把28被固定地安裝於轉向管20的上方端部處，用來將前車輪16轉向，如圖1中所見的。因此，轉向管20提供用來將車把28連接於前懸吊叉架12的機構。
轉向管20包含例如金屬管件。轉向管20由車架14的頭管可旋轉地支撐。轉向管20的頂端被固定於車把28。轉向管20的底端被插入在冠部22的中心，並且使用適當的手段例如壓入配合、螺釘配合、或熔接而被固定。
冠部22構成叉架肩部單元，其包含例如金屬模製構件。冠部22在其中心處具有圓柱形柱件固定部份22a，用來安裝轉向管20。冠部20也具有一對臂部22b，其從柱件固定部份22a橫向延伸而成曲線狀向下。臂部22b的自由端部具有分別用來夾緊支腿24及26的上方端部的圓柱形懸吊裝置安裝部份22c。
左支腿24包含被伸縮式地接收在左側下方管狀元件 34內的左側上方管狀元件32。換句話說，上方管狀元件32包含頂部部份及底部部份，而上方管狀元件32的底部部份被伸縮式地設置在下方管狀元件34的頂部部份內，使得上方管狀元件32可相對於下方管狀元件34伸縮式地移動。上方及下方管狀元件32及34的中空內部形成上方及下方管狀元件32及34的內部區域，而此內部區域在上方及下方管狀元件32及34移動在一起(壓縮)或移動分開(伸展或彈回(rebound))時改變區域或面積的大小。
類似地，右支腿26包含被伸縮式地接收在右側下方管狀元件38內的右側上方管狀元件36。換句話說，上方管狀元件36包含頂部部份及底部部份，而上方管狀元件36的底部部份被伸縮式地設置在下方管狀元件38的頂部部份內，使得上方管狀元件36可相對於下方管狀元件38伸縮式地移動。上方及下方管狀元件36及38的中空內部形成上方及下方管狀元件36及38的內部區域，而此內部區域在上方及下方管狀元件36及38移動在一起(壓縮)或移動分開(伸展或彈回)時改變區域或面積的大小。
冠部22將左側上方管狀元件32連接於右側上方管狀元件36，因而將懸吊叉架12的左支腿24連接於右支腿26。下方管狀元件34及38的每一個包含用來將前車輪16連接於叉架12的脫扣部(drop out)40。拱部42連接左側下方管狀元件34與右側下方管狀元件38，以提供強度及將管狀元件的扭轉減至最小。較佳地，左側下方管狀 元件34、右側下方管狀元件38、及拱部42形成為單一部件。但是，左側下方管狀元件34、右側下方管狀元件38、及拱部42可為分開的部件，且藉由合適的緊固方法連接。
懸吊叉架12也可設置有其他的傳統特徵。例如，盤式制動器軸襯(boss)(未顯示)可依需要及/或所想要的被設置在下方管狀元件34及38中的一個或二者上，用來安裝盤式制動器卡鉗。當然，對於熟習此項技術者而言從此揭示很明顯，懸吊叉架12可依需要及/或所想要的形成為用以安裝其他類型的制動系統。
現在參考圖3，圖中顯示前懸吊叉架12的縱向剖面圖，以顯示前懸吊叉架12的各種不同的內部組件。如前所述，上方管狀元件32及36可分別相對於下方管狀元件34及38進行伸縮運動。下方管狀元件34及38的每一個具有封閉的下方端部及開口的上方端部。上方管狀元件32及36的下方端部分別被接收在下方管狀元件34及38的開口的上方端部內。叉架支腿24及26的每一個較佳地包含密封/襯套配置(sealing/bushing arrangement)，其在上方管狀元件32及36進入下方管狀元件34及38的開口端部的位置處以傳統方式被定位在各別的上方管狀元件32及36與下方管狀元件34及38之間。上方管狀元件32及36的每一個構成第一管狀元件，而下方管狀元件34及38的每一個構成相對於相應的第一管狀元件被伸縮式地配置的第二管狀元件。
基本上，左支腿24構成空氣彈簧機構，而右支腿26構成阻尼機構。當然，對於熟習自行車領域者而言很明顯，如果需要及/或想要，空氣彈簧機構可於右支腿，而阻尼機構可於左支腿。空氣彈簧機構對懸吊叉架12的壓縮提供阻力，且釋放壓縮期間所儲存的能量以造成懸吊叉架12的伸展或彈回。阻尼機構包含提供阻尼力的阻尼單元46，其抵抗壓縮及彈回運動二者，以減慢懸吊叉架12於任一方向的運動。
仍然參考圖3，在左支腿24內的空氣彈簧機構基本上是藉著使上方管狀元件32設置有第一或上方密封構件50、開關閥52、活塞54、活塞桿56、及第二或下方密封構件58而形成。基本上，正空氣彈簧容室60在上方密封構件50與活塞54之間形成於上方管狀元件32內，而負空氣彈簧容室62在活塞54與下方密封構件58之間形成於上方管狀元件32內。正空氣彈簧容室60可被廣泛地視為第一空氣容室，而負空氣彈簧容室62可被廣泛地視為第二空氣容室。當上方及下方管狀元件32及34被壓縮在一起時，左支腿24的正空氣彈簧容室60內的空氣被壓縮，而左支腿24的負空氣彈簧容室62內的空氣膨脹。如此，空氣彈簧藉著利用被壓縮的空氣的特性而作用以抵抗進一步的壓縮。因為懸吊叉架12的「彈簧」是由被壓縮的空氣而非金屬線圈提供，所以可使懸吊裝置較輕。並且，以此類型的叉架設計，可藉著調整彈簧中的空氣的壓力而容易地調整彈簧率。此容許懸吊叉架12可配合騎車 者的重量被有效地調諧。
在此第一實施例中，開關閥52組構或形成為選擇性地打開及關閉將正空氣彈簧容室60與負空氣彈簧容室62互連的上方密封構件50的連通通道64。換句話說，如在圖4中所見的，當開關閥52處於關閉位置時，連通通道64將正空氣彈簧容室60與負空氣彈簧容室62分離，使得流體(例如空氣)不在兩個容室60及62之間流動。如在圖5中所見的，當開關閥52處於打開位置時，連通通道64使正空氣彈簧容室60與負空氣彈簧容室62連通，使得流體(例如空氣)可在兩個容室60及62之間自由流動。開關閥52是藉著軸向地旋轉開關閥52而在關閉位置與打開位置之間被切換。
較佳地，開關閥52具有空氣充填閥66，其被軸向地安裝以用來將加壓空氣供應至左支腿24的正及負空氣彈簧容室60及62。特別是，當開關閥52處於打開位置時，可藉著將開關閥52旋轉至打開位置而將流體(例如空氣)經由空氣充填閥66同時供應至正及負空氣彈簧容室60及62二者。空氣充填閥66為此技術領域中已知的傳統的閥，因此此處不被進一步詳細討論及/或顯示。
另外，藉著在開關閥52處於如圖5所示的打開位置時，使上方及下方管狀元件32及34相對於彼此伸縮式地移動，可依需要及/或所想要的改變懸吊行程。換句話說，如果使用者在將上方及下方管狀元件32及34保持於所想要的位置以有所想要的行程長度之下將開關閥52從 打開位置移動至關閉位置，則行程長度可被固定。並且，在開關閥52被留置於打開位置時，正空氣彈簧容室60的有效體積會增加，且因此正空氣彈簧容室60的有效彈簧率相對於開關閥52的關閉位置而言會減小。
較佳地，上方管狀元件32包含外部管件70及內部管件72，而負空氣彈簧容室62(亦即第二空氣容室)的一部份在此實施例中形成在外部管件70與內部管件72之間。特別是，如在圖6中所見的，內部管件72具有徑向延伸開口73，其於內部管件72的軸向方向位在活塞54與下方密封構件58之間，使得在外部管件70與內部管件72之間的空間與在活塞54與下方密封構件58之間的內部管件72內部的空間連通。
如在圖4中所見的，外部管件70的上方端部具有內螺紋70a，其以螺紋旋在第一或上方密封構件50上。如在圖3中所見的，外部管件70的下方端部70b與下方管狀元件34的內表面可滑動地接合。同樣地，如在圖4中所見的，內部管件72的上方端部具有內螺紋72a，其以螺紋旋在第一或上方密封構件50上。如在圖6中所見的，內部管件72的下方端部具有內螺紋72b，其以螺紋旋在第二或下方密封構件58上。如此，上方及下方密封構件50及58密封外部管件70及內部管件72的兩相反端部，而活塞54與內部管件72可滑動地接合。
第一或上方密封構件50鄰近於上方管狀元件32(例如第一管狀元件)的第一或上方端部被設置在上方管狀元 件32內，使得正空氣彈簧容室60(例如第一空氣容室)形成在活塞54與第一或上方密封構件50之間。如此，上方密封構件50封閉上方管狀元件32的上方端部，以在上方密封構件50與上方管狀元件32的內表面之間提供流體緊密密封。因為下方管狀元件34的頂部部份可相對於上方管狀元件32的底部部份伸縮式地移動，所以一可調整的內部區域形成在上方及下方管狀元件32及34內。
如在圖4及5中最佳所見的，上方密封構件50為管狀部件，其於中心具有軸向延伸槽道74，以用來可旋轉地接收開關閥52。上方密封構件50的連通通道64從槽道74於徑向方向延伸。當開關閥52處於打開位置時，來自正及負空氣彈簧容室60及62的流體(例如空氣)經由連通通道64及槽道74連通。槽道74具有設置在開關閥52的界面與槽道74的內表面之間的一對密封件76及78。密封件76在槽道74中被設置在連通通道64的上方，而密封件78在槽道74中被設置在連通通道64的下方。當開關閥52處於關閉位置時，密封件76及78二者均接觸開關閥52，以將正及負空氣彈簧容室60及62彼此隔離，以及防止流體(例如空氣)經由槽道74滲漏至上方管狀元件32(例如第一管狀元件)的外部。當開關閥52處於打開位置時，只有密封件76接觸開關閥52，使得正及負空氣彈簧容室60及62流體連接，且使得密封件76防止流體(例如空氣)經由槽道74滲漏至上方管狀元件32(例如第一管狀元件)的外部。
仍然參考圖4及5，上方密封構件50具有外表面，其基本上包含環狀凸緣或抵靠部80、第一密封環82、第一外螺紋84、第二外螺紋86、及第二密封環88。環狀凸緣或抵靠部80的作用為限制上方密封構件50可被插入上方管狀元件32的上方端部內的插入量。特別是，抵靠部80具有大於外部管件70的內部直徑的直徑。當上方密封構件50耦接於上方管狀元件32的上方端部時，第一外螺紋84以螺紋接合外部管件70的內螺紋70a，且第二外螺紋86以螺紋接合內部管件72的內螺紋72a。並且，第一密封環82接觸外部管件70的內表面以在二者之間產生流體緊密密封，且第二密封環88接觸內部管件72的內表面以在二者之間產生流體緊密密封。
上方密封構件50另外包含用來耦接開關閥52的內螺紋90。上方密封構件50的內螺紋90將開關閥52扣持於上方密封構件50，但是也容許開關閥52相對於上方密封構件50被旋轉。並且，當開關閥52相對於上方密封構件50被旋轉時，開關閥52會相對於上方密封構件50軸向移動，使得開關閥52於關閉位置會接觸密封件78，而於打開位置則不會接觸密封件78。
開關閥52基本上包含手操作的致動器92、閥構件94、及止動件96。手操作的致動器92具有以螺紋接合上方密封構件50的內螺紋90的外螺紋92a、及不可旋轉地接合閥構件94的非圓形中心孔92b。在舉例說明的此實施例中，手操作的致動器92藉著螺母98而被固定地緊固 於閥構件94。如此，手操作的致動器92與閥構件94整合在一起而形成一單元。以此配置，當開關閥52相對於上方密封構件50被旋轉時，開關閥52會相對於上方密封構件50軸向移動，使得開關閥52可選擇性地打開及關閉連通通道64。
閥構件94基本上為具有中心孔94a的管狀構件，而中心孔94a構成與正空氣彈簧容室60流體連通的氣體供應通口。換句話說，中心孔94a(例如氣體供應通口)設置有空氣充填閥66，用來將加壓流體(例如空氣)供應至正空氣彈簧容室60內。閥構件94的外表面具有在其上方端部處的第一外螺紋部份94b、非圓形軸部94c、環狀凸緣94d、環狀凹部94e、及在其下方端部處的第二外螺紋部份94f。外螺紋部份94b被設置在閥構件94的上方端部處，以將空氣充填閥66可移去地緊固於閥構件94。外螺紋部份94b的尺寸成為用來接收螺母98。當閥構件94被設置在手操作的致動器92的非圓形中心孔92b內時，在螺母98接觸手操作的致動器92的上方側且環狀凸緣94d接觸手操作的致動器92的下方側之下，非圓形中心孔92b與閥構件94的非圓形軸部94c接合。以此方式，手操作的致動器92與閥構件94被不可移動地緊故在一起。
在舉例說明的此實施例中，止動件96在閥構件94的下方端部處以螺紋旋在外螺紋部份94f上，以在手操作的致動器92從關閉位置旋轉至打開位置時，防止開關閥52 從上方密封構件50脫離。換句話說，當手操作的致動器92被旋轉時，外螺紋92a會接合上方密封構件50的內螺紋90，使得開關閥52會相對於上方密封構件50軸向移動。閥構件94的環狀凹部94e被設置成為使得當手操作的致動器92被旋轉至止動件96接觸上方密封構件50的下表面的位置點(亦即打開位置)時，閥構件94的凹部94e與密封件78對準，因而開啟或解除密封件76下方在閥構件94的外表面與上方密封構件50的槽道74的內表面之間的界面的密封。換句話說，當開關閥52處於打開位置時，密封件78不接觸閥構件94的外表面。因此，於開關閥52的此打開位置，加壓流體(例如空氣)可從正空氣彈簧容室60經由槽道74及連通通道64而流至負空氣彈簧容室62。但是，密封件76防止加壓流體(例如空氣)從上方管狀元件32的上方端部滲漏至外部。
參考圖6，活塞54被可滑動地設置在內部管件72內，且分隔左支腿24的正及負空氣彈簧容室60及62。特別是，活塞54具有密封件54a，其接觸內部管件72的內表面，以在活塞54與內部管件72之間產生流體緊密密封。活塞54回應上方及下方管狀元件32及34之間的相對伸縮移動而相對於上方管狀元件32移動。活塞桿56為剛性桿件，其將活塞54支撐在上方管狀元件32內，且其可滑動地接合下方密封構件58。特別是，如在圖3中所見的，活塞桿56具有固定地耦接於活塞54的第一或上方端部56a、及固定地耦接於下方管狀元件34的第二或下 方端部56b。密封件56c在活塞54與活塞桿56的上方端部56a之間被設置在活塞桿56的上方端部56a上。如此，活塞桿56的下方端部56b向外延伸至上方管狀元件32(例如第一管狀元件)的下方端部的外部，使得上方管狀元件32的下方端部與下方管狀元件34(例如第二管狀元件)的底端間隔開。換句話說，下方管狀元件34的上方端部伸縮式地接收上方管狀元件32的下方端部，且下方管狀元件34的下方端部被固定地耦接於活塞桿56的下方端部56b，使得活塞54及活塞桿56與下方管狀元件34一起相對於上方管狀元件32移動。
再次參考圖6，第二或下方密封構件58在從外部管件70的下方端部向上間隔開的位置處被固定於內部管件72的下方端部。特別是，內部管件72的下方端部上的內螺紋72b接合下方密封構件58的外螺紋58a。下方密封構件58也具有外密封件58b，其接觸外部管件70的內表面，以在下方密封構件58與外部管件70之間產生流體緊密密封。內密封件58c接觸活塞桿56的外表面以在二者之間產生流體緊密密封。如此，負空氣彈簧容室62主要形成在活塞54與下方密封構件58之間，而下方密封構件58在活塞桿56延伸通過下方密封構件58之下於活塞54與上方管狀元件32的下方端部之間被設置在上方管狀元件32內。如上所述，負空氣彈簧容室62也包含外部管件70與內部管件72之間的空間。如此，負空氣彈簧容室62部份地向上延伸至上方密封構件50的附近。因此，藉著 將開關閥52旋轉至打開位置，可在開關閥52處於打開位置時，將流體(例如空氣)經由空氣充填閥66而同時供應至正及負空氣彈簧容室60及62二者。
參考圖3及7，阻尼單元46為形成在右支腿26內的用來控制懸吊叉架12的阻尼力的阻尼機構的一個例子。阻尼單元46提供抵抗壓縮及彈回運動二者的阻尼力，以減慢懸吊叉架12於任一方向的運動。阻尼單元46被定位在上方管狀元件36的下方部份處。因為阻尼機構為已知的，所以此處不詳細討論及/或顯示右支腿26內的阻尼單元46
第二實施例
現在參考圖8至9，以下說明根據第二實施例的修改的左支腿124。修改的左支腿124藉著取代以上所討論的左支腿24而與懸吊叉架12一起使用。除了如以下所敘述者之外，左支腿124與懸吊叉架12的左支腿24相同。鑑於第一實施例與第二實施例之間的相似性，與第一實施例的部份或零件相同的第二實施例的部份或零件會被給予與第一實施例的部份或零件相同的參考數字。另外，為簡潔起見可能會省略與第一實施例的部份或零件相同的第二實施例的部份或零件的敘述。
在此實施例中，不像第一實施例，負空氣彈簧容室62並不延伸至彈簧單元(例如容室60及62)的上方部份。取而代之地，附加正空氣彈簧容室163被設置在彈簧 單元的上方部份處。在此實施例中，可藉著根據需要來選擇性地將正空氣彈簧容室60與附加正空氣彈簧容室163分離及連通而改變正空氣彈簧容室60的總體積，使得正空氣彈簧的特性可被調整。
在此實施例中，上方管狀元件只使用第一實施例的外部管件70。因此，此實施例去除第一實施例的內部管件72。鑑於此改變，活塞54及下方密封構件58的外部直徑稍微增加，以直接密封抵靠外部管件70的內表面。因此，此第二實施例的負空氣彈簧容室並不向上延伸經過活塞54。
並且，在此實施例中，外部管件70的上方端部藉著使用具有修改的開關閥152的修改的第一或上方密封構件150而被密封封閉。修改的上方密封構件150實質上相同於上方密封構件50，除了上方密封構件150在此第二實施例中較長，且包含附加正空氣彈簧容室163。修改的開關閥152實質上相同於開關閥52，除了修改的開關閥152的軸部在此第二實施例中較長，且將正空氣彈簧容室60連接於附加正空氣彈簧容室163。
仍然參考圖8及9，上方密封構件150具有外表面，其基本上包含環狀凸緣或抵靠部180、第一密封環182、外螺紋184、環狀凹部186、及第二密封環188。環狀凸緣或抵靠部180的作用為限制上方密封構件150可被插入管件70的上方端部內的插入量。特別是，抵靠部180具有大於管件70的內部直徑的直徑。當上方密封構件150 耦接於管件70的上方端部時，外螺紋184以螺紋接合管件70的內螺紋70a。並且，密封環182及188接觸管件70的內表面以在二者之間產生流體緊密密封。環狀凹部186位在密封環182與密封環188之間，以形成圍繞接收開關閥152的上方密封構件150的管狀部份的附加正空氣彈簧容室163。上方密封構件150的上方端部構成端部部份。上方密封構件150的下方端部構成將正空氣彈簧容室60與附加正空氣彈簧容室163分離的隔間部份。上方密封構件150的管狀部份將端部部份與隔間部份連接在一起，而管狀部份具有將附加正空氣彈簧容室163經由槽道174而連接於正空氣彈簧容室60的開口或連通通道164。因此，附加正空氣彈簧容室163被設置在正空氣彈簧容室60與管件70的上方端部之間。
上方密封構件150另外包含用來耦接開關閥152的內螺紋190。上方密封構件150的內螺紋190將開關閥152扣持於上方密封構件150，但是也容許開關閥152相對於上方密封構件150被旋轉。並且，當開關閥152相對於上方密封構件150被旋轉時，開關閥152會相對於上方密封構件150軸向移動，使得開關閥152於關閉位置會接觸密封件178，而於打開位置則不會接觸密封件178。
開關閥152基本上包含手操作的致動器192、閥構件194、及止動件196。手操作的致動器192具有以螺紋接合上方密封構件150的內螺紋190的外螺紋192a、及不可旋轉地接合閥構件194的非圓形中心孔192b。在舉例 說明的此實施例中，手操作的致動器192藉著螺母198而被固定地緊固於閥構件194。如此，手操作的致動器192與閥構件194整合在一起而形成一單元。以此配置，當開關閥152相對於上方密封構件150被旋轉時，開關閥152會相對於上方密封構件150軸向移動，使得開關閥152可選擇性地打開及關閉連通通道164，以將附加正空氣彈簧容室163與正空氣彈簧容室60選擇性地連接。當開關閥152被留置於打開位置時，相對於開關閥152的關閉位置，正空氣彈簧容室60的有效體積會增加，且因此正空氣彈簧容室60的有效彈簧率會減小。
閥構件194基本上為具有中心孔194a的管狀構件，而中心孔194a構成與正空氣彈簧容室60流體連通的氣體供應通口。換句話說，中心孔194a(例如氣體供應通口)設置有空氣充填閥66，用來將加壓流體(例如空氣)供應至正空氣彈簧容室60內。閥構件194的外表面具有在其上方端部處的第一外螺紋部份194b、非圓形軸部194c、環狀凸緣194d、環狀凹部194e、及在其下方端部處的第二外螺紋部份194f。外螺紋部份194b被設置在閥構件194的上方端部處，以將空氣充填閥66可移去地緊固於閥構件194。外螺紋部份194b的尺寸成為用來接收螺母198。當閥構件194被設置在手操作的致動器192的非圓形中心孔192b內時，在螺母198接觸手操作的致動器192的上方側且環狀凸緣194d接觸手操作的致動器192的下方側之下，非圓形中心孔192b與閥構件194的非 圓形軸部194c接合。以此方式，手操作的致動器192與閥構件194被不可移動地緊故在一起。
在舉例說明的此實施例中，止動件196在閥構件194的下方端部處以螺紋旋在外螺紋部份194f上，以在手操作的致動器192從關閉位置旋轉至打開位置時，防止開關閥152從上方密封構件150脫離。換句話說，當手操作的致動器192被旋轉時，外螺紋192a會接合上方密封構件150的內螺紋190，使得開關閥152會相對於上方密封構件150軸向移動。閥構件194的環狀凹部194e被設置成為使得當手操作的致動器192被旋轉至止動件196接觸上方密封構件150的下表面的位置點(亦即打開位置)時，閥構件194的凹部194e與密封件178對準，因而開啟或解除密封件176下方在閥構件194的外表面與上方密封構件150的槽道174的內表面之間的界面的密封。換句話說，當開關閥152處於打開位置時，密封件178不接觸閥構件194的外表面。因此，於開關閥152的此打開位置，加壓流體(例如空氣)可從正空氣彈簧容室60經由連通通道164而流至附加正空氣彈簧容室163。但是，密封件176防止加壓流體(例如空氣)從管件70的上方端部滲漏至外部。
術語的概括解讀
在瞭解本發明的範圍時，此處所用的術語「包含」及其衍生字是指明確界定所述的特徵、元件、組件、群類、 整數、及/或步驟的存在但是不排除其他未述及的特徵、元件、組件、群類、整數、及/或步驟的存在的開放式術語。此也適用於具有類似意義的字眼，例如術語「包括」、「具有」、及其衍生字。並且，術語「零件」、「區段」、「部份」、「構件」、或「元件」在以單數使用時可具有單一部件或多個部件的雙重意義。此處所用來敘述以上的實施例的以下方向術語「向前」、「向後」、「上方」、「向下」、「直立」、「水平」、「下方」、及「橫向」以及任何其他類似的方向術語指的是配備有此自行車懸吊系統的自行車的方向。因此，這些術語在被用來敘述本發明時應相對於配備有此自行車懸吊系統的自行車於常態騎行位置所使用者被解讀。最後，此處所用的程度術語例如「大致上或實質上」、「大約」、及「幾近」表示其所修飾的術語具有使得最終結果不會大幅改變的合理偏差量。
雖然只選擇選定的實施例來舉例說明本發明，但是對於熟習此項技術者而言從此揭示很明顯，在不離開附隨的申請專利範圍中所界定的本發明的範圍下，可實施各種不同的改變及修正。例如，各種不同組件的尺寸、形狀、位置、或方向可依需要及/或所想要的被改變。顯示成為互相直接連接或接觸的組件可有設置在其間的中間結構。一個元件的功能可由二個元件來實施，反之亦然。一個實施例的結構及功能可被採用在另一個實施例中。所有的有利點不須同時呈現在一特別的實施例中。與習知技術不同的 每一獨特特徵不論是單獨或與其他特徵組合也應被視為申請人的另外發明的分開敘述，包含由此種特徵所具體實施的結構及/或功能概念。因此，以上根據本發明的實施例的敘述只是舉例說明用，而非以限制由附隨的申請專利範圍及其等效物所界定的本發明為目的。
10‧‧‧自行車
12‧‧‧前懸吊叉架
14‧‧‧自行車車架
16‧‧‧前車輪
20‧‧‧轉向管
22‧‧‧冠部
22a‧‧‧柱件固定部份
22b‧‧‧臂部
22c‧‧‧懸吊裝置安裝部份
24‧‧‧第一或左支腿
26‧‧‧第二或右支腿
28‧‧‧車把
32‧‧‧左側上方管狀元件
34‧‧‧左側下方管狀元件
36‧‧‧右側上方管狀元件
38‧‧‧右側下方管狀元件
40‧‧‧脫扣部
42‧‧‧拱部
46‧‧‧阻尼單元
50‧‧‧第一或上方密封構件
52‧‧‧開關閥
54‧‧‧活塞
54a‧‧‧密封件
56‧‧‧活塞桿
56a‧‧‧第一或上方端部
56b‧‧‧第二或下方端部
56c‧‧‧密封件
58‧‧‧第二或下方密封構件
58a‧‧‧外螺紋
58b‧‧‧外部密封件
58c‧‧‧內部密封件
60‧‧‧正空氣彈簧容室
62‧‧‧負空氣彈簧容室
64‧‧‧連通通道
66‧‧‧空氣充填閥
70‧‧‧外部管件
70a‧‧‧內螺紋
70b‧‧‧下方端部
72‧‧‧內部管件
72a‧‧‧內螺紋
72b‧‧‧內螺紋
73‧‧‧徑向延伸開口
74‧‧‧軸向延伸槽道
76‧‧‧密封件
78‧‧‧密封件
80‧‧‧環狀凸緣或抵靠部
82‧‧‧第一密封環
84‧‧‧第一外螺紋
86‧‧‧第二外螺紋
88‧‧‧第二密封環
90‧‧‧內螺紋
92‧‧‧手操作的致動器
92a‧‧‧外螺紋
92b‧‧‧非圓形中心孔
94‧‧‧閥構件
94a‧‧‧中心孔
94b‧‧‧第一外螺紋部份
94c‧‧‧非圓形軸部
94d‧‧‧環狀凸緣
94e‧‧‧環狀凹部
94f‧‧‧第二外螺紋部份
96‧‧‧止動件
98‧‧‧螺母
124‧‧‧左支腿
150‧‧‧第一或上方密封構件
152‧‧‧開關閥
163‧‧‧附加正空氣彈簧容室
164‧‧‧開口或連通通道
174‧‧‧槽道
176‧‧‧密封件
178‧‧‧密封件
180‧‧‧環狀凸緣或抵靠部
182‧‧‧第一密封環
184‧‧‧外螺紋
186‧‧‧環狀凹部
188‧‧‧第二密封環
190‧‧‧內螺紋
192‧‧‧手操作的致動器
192a‧‧‧外螺紋
192b‧‧‧非圓形中心孔
194‧‧‧閥構件
194a‧‧‧中心孔
194b‧‧‧第一外螺紋部份
194c‧‧‧非圓形軸部
194d‧‧‧環狀凸緣
194e‧‧‧環狀凹部
194f‧‧‧第二外螺紋部份
196‧‧‧止動件
198‧‧‧螺母
圖1為配備有根據一個實施例的前懸吊叉架的自行車的前部的側視圖。
圖2為圖1所示的前懸吊叉架的前視圖。
圖3為圖1及2所示的前懸吊叉架的縱向剖面圖。
圖4為圖1至3所示的前懸吊叉架的頂部部份的放大的縱向剖面圖，其中開關閥處於關閉位置。
圖5為類似於圖4的圖1至4所示的前懸吊叉架的頂部部份的放大的縱向剖面圖，但是其中開關閥處於打開位置。
圖6為圖1至5所示的前懸吊叉架的中間部份的放大的縱向剖面圖，顯示第二容室。
圖7為圖1至5所示的前懸吊叉架的中間部份的放大的縱向剖面圖，顯示前懸吊叉架的阻尼單元。
圖8為根據第二實施例的前懸吊叉架的左支腿的頂部部份的放大的縱向剖面圖，其中開關閥處於關閉位置。
圖9為類似於圖8的根據第二實施例的前懸吊叉架的頂部部份的放大的縱向剖面圖，但是其中開關閥處於打開 位置。
12‧‧‧前懸吊叉架
20‧‧‧轉向管
22‧‧‧冠部
22a‧‧‧柱件固定部份
22b‧‧‧臂部
22c‧‧‧懸吊裝置安裝部份
24‧‧‧第一或左支腿
26‧‧‧第二或右支腿
32‧‧‧左側上方管狀元件
34‧‧‧左側下方管狀元件
36‧‧‧右側上方管狀元件
38‧‧‧右側下方管狀元件
46‧‧‧阻尼單元
50‧‧‧第一或上方密封構件
52‧‧‧開關閥
54‧‧‧活塞
56‧‧‧活塞桿
56a‧‧‧第一或上方端部
56b‧‧‧第二或下方端部
58‧‧‧第二或下方密封構件
60‧‧‧正空氣彈簧容室
62‧‧‧負空氣彈簧容室
66‧‧‧空氣充填閥
70b‧‧‧下方端部

Claims (19)

  1. 一種自行車懸吊系統，包含：第一管狀元件，其包含第一端部及第二端部；活塞，其被可滑動地設置在該第一管狀元件中；活塞桿，其具有耦接於該活塞的第一端部、及向外延伸至該第一管狀元件的該第二端部的外部的第二端部；第一密封構件，其鄰近於該第一管狀元件的該第一端部被設置在該第一管狀元件中，使得一第一空氣容室形成在該活塞與該第一密封構件之間；及開關閥，其耦接於該第一密封構件，而該開關閥可在關閉位置與打開位置之間移動，而該開關閥在處於該打開位置時打開在該第一空氣容室與一第二空氣容室之間的連通通道以連接該第一及第二空氣容室，且在處於該關閉位置時關閉在該第一空氣容室與該第二空氣容室之間的該連通通道以分離該第一及第二空氣容室，該第一密封構件包含該連通通道的一部份及一對密封件，而該對密封件被設置在該連通通道的該部份在軸向上的相反兩側，該對密封件中的一個在該開關閥處於該關閉位置時將該第一空氣容室與該連通通道的該部份分離，且在該開關閥處於該打開位置時使該第一空氣容室與該連通通道的該部份連接。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的自行車懸吊系統，其 中該第二空氣容室位在該活塞與一第二密封構件之間，該第二密封構件在該活塞與該第一管狀元件的該第二端部之間被設置在該第一管狀元件中，而該活塞桿延伸通過該第二密封構件。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的自行車懸吊系統，其中該第二空氣容室主要形成在該活塞與該第二密封構件之間，且部份地向上延伸至該第一密封構件的附近。
  4. 如申請專利範圍第2項所述的自行車懸吊系統，其中該第一管狀元件包含外部管件及內部管件，而該第二空氣容室的一部份形成在該外部管件與該內部管件之間。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的自行車懸吊系統，其中該第一及第二密封構件密封該內部及外部管件的相反端部，且該活塞可滑動地接合該內部管件。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的自行車懸吊系統，其中該開關閥包含致動器，而該致動器以螺紋安裝於該第一密封構件，以將該開關閥在該關閉位置與該打開位置之間移動。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的自行車懸吊系統，另外包含： 第二管狀元件，其包含伸縮式地接收該第一管狀元件的該第二端部的上方端部、及固定地耦接於該活塞桿的該第二端部的下方端部。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的自行車懸吊系統，其中該第一密封構件包含隔間部份，而該隔間部份分離該第一及第二空氣容室，使得該第二空氣容室被設置在該第一空氣容室與該第一管狀元件的該第一端部之間。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的自行車懸吊系統，其中該第一密封構件另外包含端部部份、及接收該開關閥的管狀部份，而該管狀部份將該端部部份與該隔間部份連接在一起，且該管狀部份具有形成該第一空氣容室與該第二空氣容室之間的該連通通道的一部份的開口。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的自行車懸吊系統，其中該開關閥被安裝在該第一密封構件的該管狀部份中，以在該關閉位置與該打開位置之間軸向移動。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的自行車懸吊系統，其中該第一密封構件另外包含設置在該開關閥的界面與該第一密封構件的該管狀部份之間的密封件，而該密封件被設置成在該開關閥處於該關閉位置時密封該界面，且在該開關閥處於該打開位置時解除該界面的密封。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的自行車懸吊系統，其中該開關閥包含與該第一空氣容室流體連通的氣體供應通口。
  13. 如申請專利範圍第8項所述的自行車懸吊系統，其中該開關閥包含與該第一空氣容室流體連通的氣體供應通口。
  14. 如申請專利範圍第8項所述的自行車懸吊系統，其中該開關閥包含致動器，而該致動器以螺紋安裝於該第一密封構件，以將該開關閥在該關閉位置與該打開位置之間移動。
  15. 如申請專利範圍第8項所述的自行車懸吊系統，另外包含：第二管狀元件，其包含伸縮式地接收該第一管狀元件的該第二端部的上方端部、及固定地耦接於該活塞桿的該第二端部的下方端部。
  16. 一種自行車懸吊系統，包含：第一管狀元件，其包含第一端部及第二端部；活塞，其被可滑動地設置在該第一管狀元件中；活塞桿，其具有耦接於該活塞的第一端部、及向外延伸至該第一管狀元件的該第二端部的外部的第二端部；第一密封構件，其鄰近於該第一管狀元件的該第一端 部被設置在該第一管狀元件中，使得一第一空氣容室形成在該活塞與該第一密封構件之間；及開關閥，其耦接於該第一密封構件，而該開關閥可在關閉位置與打開位置之間移動，而該開關閥在處於該打開位置時打開在該第一空氣容室與一第二空氣容室之間的連通通道以連接該第一及第二空氣容室，且在處於該關閉位置時關閉在該第一空氣容室與該第二空氣容室之間的該連通通道以分離該第一及第二空氣容室，該開關閥包含與該第一空氣容室流體連通的氣體供應通口。
  17. 如申請專利範圍第16項所述的自行車懸吊系統，其中該第二空氣容室位在該活塞與一第二密封構件之間，該第二密封構件在該活塞與該第一管狀元件的該第二端部之間被設置在該第一管狀元件中，而該活塞桿延伸通過該第二密封構件。
  18. 一種自行車懸吊系統，包含：第一管狀元件，其包含第一端部及第二端部；活塞，其被可滑動地設置在該第一管狀元件中；活塞桿，其具有耦接於該活塞的第一端部、及向外延伸至該第一管狀元件的該第二端部的外部的第二端部；第一密封構件，其鄰近於該第一管狀元件的該第一端部被設置在該第一管狀元件中，使得一第一空氣容室形成在該活塞與該第一密封構件之間；及 開關閥，其耦接於該第一密封構件，而該開關閥可在關閉位置與打開位置之間移動，而該開關閥在處於該打開位置時打開在該第一空氣容室與一第二空氣容室之間的連通通道以連接該第一及第二空氣容室，且在處於該關閉位置時關閉在該第一空氣容室與該第二空氣容室之間的該連通通道以分離該第一及第二空氣容室，該開關閥被可移動地安裝在該第一密封構件的軸向延伸槽道中，使得該開關閥可於該第一管狀元件的軸向方向在該關閉位置與該打開位置之間移動；且該第一密封構件包含該連通通道的一部份，該連通通道的該部份與該第一密封構件的該槽道流體連通。
  19. 如申請專利範圍第18項所述的自行車懸吊系統，其中該第一密封構件另外包含設置在該開關閥的界面與該第一密封構件的該槽道的內表面之間的一對密封件，而該對密封件中的一個被設置成在該開關閥處於該關閉位置時密封該界面，且在該開關閥處於該打開位置時解除該界面的密封。
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