TWI491533B

TWI491533B - 懸吊叉之滑件管單元

Info

Publication number: TWI491533B
Application number: TW098136657A
Authority: TW
Inventors: Martin Achenbach
Original assignee: Dt Swiss Ag
Priority date: 2008-10-29
Filing date: 2009-10-29
Publication date: 2015-07-11
Also published as: EP2181918B1; US8104782B2; EP2181918A2; TW201033074A; EP2181918A3; US20100102530A1; DE102008053700A1

Description

懸吊叉之滑件管單元

發明領域

本發明是有關於一種特別為腳踏車懸吊叉之滑件管單元，更詳言之，是有關於一種伸縮懸吊叉之滑件管單元。

發明背景

長久來使用懸吊叉於腳踏車中基本上已為習知。於近幾年期間，懸吊叉除了登山腳踏車及越野腳踏車外，組裝於日用腳踏車已日益增加。

多數懸吊叉包括二管相對於腳踏車架成固定，即所謂支柱或內管，及二下活動管，使輪轂固定於上。該等支柱管是以一叉橋或叉冠固持在一起，在該叉橋或叉冠的中心處附接叉柱。該等下活動管是所謂潛管或滑件管，它們通常為外管。

為可承擔騎乘時產生的負載，該等滑件管經常透過一連接撐架相互固定連接於車輪納置空間上方，該連接撐架是構形成一或雙側開放廓形，以可進行模鑄或鍛造方式之製造程序。為進一步增加高剛性，例如以U形廓形包含連接橋部作為對抗扭力之強化作用。

為可承擔該連接橋部與該二滑件管的連接點處產生的負載，該處設置加厚材料以防止該等滑件管斷裂。

這些材料累積及橫向橋部產生可觀的總重量，而如此於現今腳踏車扮演決定性的角色。

以GB 2 385 568B，一用於腳踏車叉的單一滑件管已為習知，其整體是以強化纖維材料所組成。此用於懸吊叉之習用滑件管單元可達到高穩定度及低重量之功效。

然而，習用懸吊叉之滑件管單元之一重要缺失在於複雜製造程序，其中浸漬有基質材料(matrix material)的強化纖維材料之大小條段必須一個個手動放置於一模上，之後需於一爐內在界定狀況之下固化。因此習用滑件管單元的製造程序需要大量時間，此外，由於需要加工、加熱及固化時間，每天於一模內僅能製造非常少量的滑件管單元，該模所需的冷卻時間亦需考量。

發明概要

因此，為解決習知技術背景的問題，本發明的目地在於提供一種懸吊叉之滑件管單元，其中可於一簡單的製造程序中達到相當輕量的高剛性之滑件管單元。

此目的是由具有申請專利範圍第1項的特徵之滑件管單元所達成。本發明較佳特定實施例及構形為附屬申請專利範圍之目的。本發明的進一步優點特徵及特性則如實施例所述。

根據本發明懸吊叉之滑件管單元特別可與腳踏車共用，包括一對間隔滑件管及於其間之一輪納置空間。此外至少一連接撐架是設置以相互連接該二滑件管於該輪納置空間上方。該連接撐架包括一連接本體，於自一滑件管至另一滑件管的縱向延伸部是構形為實質上呈中空。該連接本體是以至少一開放基本廓形及至少一封閉該基本廓形的開口之強化裝置所組成。

根據本發明，該滑件管單元具有數優點。根據本發明該滑件管單元之一重要優點在於該二滑件管藉一特定中空連接本體自一滑件管至另一滑件管中空延伸之連接。此型式的構造可使該二滑件管具有高度剛性及特別具有相互的高扭力剛性。

藉由根據本發明的構造，其中該連接本體是以一開放基本廓形及一封閉該基本廓形的開口之強化裝置所組成，可形成一全然封閉中空的連接本體，儘管其是構形成二或多數部位構造，可提供極高的負載支承性能。

由於其構造，根據本發明該滑件管單元的連接撐架無需任何強化肋或壁橫接於該中空空間。若需要時此等強化構造可額外設置。

不管該連接撐架的連接本體之中空構形，該滑件管單元的製造程序可為簡單。於一鑄模程序中該二間隔滑件管及該連接撐架的基本廓形可鑄成單件，使得該二滑件管與該連接撐架的基本廓形可一體製造。其後將該連接撐架的開放基本廓形以一分離的強化裝置封閉，使得該連接撐架將具有一全然中空且提供高度剛性的連接本體。而且可以鍛造方式製造。

藉使一對滑件管可經由一開放基本廓形一體連接，可達到格外高度的穩定性及剛性。由於滑件管與連接本體之間固定的力量流線反而是經由該整體單元的中空構形而發生，因此無需在該開放基本廓形與該等滑件管之連接點處累積材料。

該滑件管單元特別設置用於構形為伸縮式懸吊叉之懸吊叉，且是構形作為一下管單元。

該連接撐架概可視為一連接裝置，且通常其為一連接橋部或類似物，將該二滑件管相互連接。此連接可構形為一實質上平直連接裝置或為一連接橋部，或者其可構形整體成一馬蹄形或U形，使該U形的腳部延伸於該等滑件管的縱向方向。

於更佳特定實施例中該強化裝置包括至少一強化廓形。此強化廓形可以不同方式構形。於一簡單例子中，例如具有一薄板的構形，其適於該開放基本廓形的開口，以於放置於該基本廓形開口上之後封閉該開口。

於更佳特定實施例中該等滑件管及該基本廓形是一體的。另一方式可選擇是該基本廓形僅與其中一滑件管一體構形。則可且宜構形該強化裝置，例如形成一強化廓形且與另一滑件管一體製造。於此例中該基本廓形及該強化廓形宜互為對稱構形，使得該基本廓形及該強化廓形結合該等滑件管整體形成該滑件管單元。

此構形包含有重要優點，由於該滑件管單元的製造是藉由二近乎對稱構形的構件之接合，其例如可以任何習用方法結合而成。該等特定構件可以一鑄造程序簡單且有效率地製造。由於設置有大連接表面，可免除界定材料累積，因此可降低總重量。

更佳地，該等滑件管及/或該基本廓形是以金屬或金屬合金所構成。特別是該等滑件管或該基本廓形是以輕金屬或輕金屬合金所構成。特別較佳使用的材質有鋁或鎂，或其合金。

特別地，宜使用輕金屬，特別是使用鎂，由於根據本發明的構造，其中使用該中空連接本體達到輕量與簡化製造功效，可獲得高強度及高堅固性的滑件管單元，該等滑件管單元可構形成具有高度應力阻抗性。

較佳地，該強化裝置及/或至少一強化廓形是以至少部分的金屬，特別是輕金屬或輕金屬合金所製成。特別較佳是用於整個強化裝置或用於至少一強化廓形上，是使用鋁合金，特別以鎂合金較佳。該強化裝置亦可且宜以纖維合成材料構成。

於所有構形中，該基本廓形包括一U形內橫剖面。或者該剖面亦可構形成V形或W形，或具有類似此形狀之橫剖面。此基本廓形與該強化裝置同時具有高扭力剛度。

該強化廓形特別包括一平板或T形或U形橫剖面，以提供高扭力剛度及阻抗該滑件管單元的應力。

所有更特定實施例中可將該連接撐架設置於前表面上。該連接撐架另有一選擇是設置於該等滑件管的後表面上。於一特定構形中，一對連接撐架是設置成其中一個是配置於該等滑件管的前表面上而另一個是配置於後表面上。以此方式特別可達到對應力之高阻抗及剛性。

該開放基本廓形可使其開口於該等滑件管前方或該基本廓形是構形成以該車叉勾爪(dropout)的方向上之向上或向下開放。

本發明的特定較佳構形及更特定實施例可提供幾種強化廓形。

該基本廓形及該強化廓形或至少一強化廓形可相互螺鎖。以此方式可達到可靠堅固且可依需要鬆開之連接。

且較佳地，將該基本廓形膠黏固於該強化廓形或至少一強化廓形。藉由膠黏接，可以簡單手段建立可靠且耐用安全之連接，以符合高及最高程度之需求。

於另一特定較佳構形中，該基本廓形是至少部分被封圍於至少一強化纖維層內。特別是使用強化纖維織布層。亦可以單纖維纏繞於該基本廓形，其纖維是以一樹脂或基質材料浸漬，或在纏繞之後設置有此基質材料。

在這些強化纖維層已固化之後，具有一高強度、扭力上堅固的滑件管單元，其特別宜包括以金屬製成的滑件管及一以金屬構成的基本廓形，其中該強化廓形或該強化裝置是以強化纖維材料所構成。

除了使用織布層及纏繞於單纖維外，亦可使用強化纖維、編織纖維、不織布纖維、繩，及其類似物。

於進一步較佳實施例中，該等滑件管及該連接撐架的基本廓形是封圍於強化纖維層內。此構造提供的優點是可減少該等滑件管及該連接撐架之金屬材料的壁厚，使得在強度得以維持，可精簡整體的材料及重量。

由於使用於該連接撐架的滑件管之核心，金屬材料可例如以鑄造或鍛造程序工業製造，因此製造程序可相當簡化且自動化。

於該滑件管單元所有構形及更特定實施例中，該等滑件管宜設置成與該懸吊叉的支柱管滑動接觸。

較佳的是使用右側向上構形，其中固定於該懸吊叉的叉橋內之較薄支柱管垂設於該等較厚滑件管內。較佳地，該等支柱管是藉滑動軸承支撐於該等滑件管內。

於所有構形中，該等滑件管的下端宜設置有一勾爪，其特別是設置以納置一輪。

本發明的進一步優點及應用隨著現在參考所附圖式要討論之實施例的說明而可發生。

圖式簡單說明

圖式顯示：第1圖是具有發明滑件管單元的一懸吊叉之透視圖；第2圖是根據第1圖的滑件管單元於組裝前之透視圖；第3圖是另一滑件管單元的連接撐架區之透視圖；第4圖是該連接撐架區，於根據第3圖的滑件管單元組裝前之透視圖；第5圖是另一滑件管單元的連接區之透視圖；第6圖是根據第5圖的滑件管單元組裝前之圖；第7圖是一滑件管單元的連接撐架區，使螺絲自上方設置；第8圖是又一滑件管單元的連接撐架區；第9圖是另一滑件管單元組裝之前的連接撐架區；第10圖是又一滑件管單元組裝之前的連接撐架區；第11圖是又一滑件管單元組裝之前的連接撐架區；第12圖是另一實施例的滑件管單元，使基本廓形部分成纏繞之連接區；第13圖是於接合之前的兩件式滑件管單元；第14圖是另一滑件管單元的連接區；及第15圖是另一滑件管單元的另一連接區。

較佳實施例之詳細說明

現將參考所揭露的圖式，說明懸吊叉10之滑件管單元1的實施例。第1圖所示的懸吊叉10是構形為一伸縮式懸吊叉11。

於第1圖的上部可見該叉柱29是呈中心地固定於該叉冠28內。該叉冠28的相對端是分別向下接設有支柱管27及30，其是構形成內管。滑件管3及4則是構形成外管。

該懸吊叉10目前是構形成一右側向上懸吊叉，其是表示固定於該叉冠28之該等支柱管27及30的外徑是小於該滑件管單元1的滑件管3及4的外徑。彈跳時，該等支柱管27及30進入該滑件管單元1的滑件管3及4內且其是被可滑動地支撐於該滑件管單元1內或分別於該等滑件管3及4內。

為增加穩定性，該等滑件管3及4是經由一連接撐架6相互連接，該連接撐架6根據第1及2圖的實施例中是由一基本廓形9及一作為強化裝置13的強化廓形14所構成。

於根據第1及2圖的實施例中，該等支柱管3及4及該基本廓形9是以鎂合金所構成，且其是以一鑄造程序一體製造而成。由於該開放基本廓形9，可以鑄造程序來製造，其可配合流動方向與流動率的需求，且可適合以大量生產程序來製造。

由第2圖可清楚看到，該連接撐架6的中空連接本體8於其自由橫剖面並不包括一橫向支撐，此橫向支撐在習用懸吊叉的連接撐架中會設置以達到所需的剛性。目前是以該強化廓形14來建立其剛性，該強化廓形14封閉該開放基本廓形9且於與該連接撐架6的基本廓形9組裝時緊固連接以形成一中空連接本體8。

該基本廓形9與該強化裝置13(其在此是構形成一強化廓形14而呈實質上平板形狀)之連接，於根據第1及2圖的實施例中，宜透過膠黏固定方法，其可靠且可再製地保證此懸吊叉10或滑件管單元1所需的耐用穩定性。

在該滑件管單元1的下端22處，設置該等勾爪23及24，其是設置以納置一輪的輪轂(圖中未顯示)。

於該等滑件管3及4之間設置有一輪納置空間於該連接撐架6下方。當組裝完成時，該輪是可轉動地納置於其內。

於根據第2圖的實施例中該基本廓形9的開口2於最後組裝之前是朝向後。

於根據第1及2圖的實施例中該基本廓形9設置有一近乎U形的橫剖面，其中該基本廓形9從後側觀之亦為構形近乎U形的態樣。該U形的腳部是以該等滑件管3及4的方向延伸。

與根據第2圖所示者不同，該強化廓形14不僅可以單件強化板所構成，亦可包括數個構件，其相互連接或可同時亦具有該開放基本廓形9以完成該滑件管單元1。

第3及4圖是顯示第二實施例，其與第2圖所示不同處在於該開放基本廓形的開口於最後組裝之前是朝向上。

於第4圖中，根據第3圖的滑件管單元1是顯示於最後組裝之前，其中該強化廓形14是顯示在被附接於該基本廓形9上之前不久的狀態。於根據第3及4圖的實施例中，該基本廓形9亦為與該等滑件管3及4一體形成，其宜以輕金屬合金所構成且特別為鎂合金。製造宜以鑄造程序進行。

該強化廓形14亦包括一U形橫剖面橫過其縱向方向7以達到更高的剛性，且於強化廓形14與該基本廓形9之間提供較大的黏接表面。一橋部34設置環繞整個該強化廓形14，其自該強化廓形的近乎平板表面向下凸出幾毫米，且當附接時，伸入該基本廓形9內。藉由該橋部34，可提供較大的黏接面及更加增加剛性。

該連接撐架6的基本本體9及強化廓形14是向上傾斜以可達到具吸引人的構形、高度穩定性及機能性。

於根據第5及6圖的實施例中，該滑件管單元1使用的結構基本上相似於根據第3及4圖的實施例者。

不同於前述實施例，該強化廓形14目前與該基本廓形9連接不是藉由膠黏固定方法，而是藉由螺絲26，其自該滑件管單元1的前面或後面螺固於該滑件廓形的對應螺孔32內。

第7圖是顯示該連接撐架6的區域，在將該強化廓形14安裝於該基本廓形9之前不久之立體圖。目前該基本廓形9是設置有一朝向上之開口2，使得該基本廓形9具有一向上開放之橫剖面。據此舉例來說，可以橋部設置成垂直朝向於該基本廓形側壁處，以達到更增進剛度與穩定度。

自第6圖可見，一強化肋31是設置於該基本廓形9處於該基本廓形9的開口2內且於該二側壁之間的中心內，以更增進剛度。目前該基本廓形9接受一近乎W形的橫剖面。此一強化肋31亦可設置於前述實施例中。

如第7圖所示，螺絲26可自上方設置以將該強化廓形14螺固於該基本廓形9上。或者除了或取代使用螺絲26，亦可使用黏劑來建立其連接作用。該基本廓形9包括肋部或橋部33成接近垂直朝向且有助於強化作用。

第8圖是顯示該連接撐架6區於該基本廓形9與該強化廓形14連接之前的狀態。該強化廓形14包括一平面覆蓋面及一T形橫剖面。

將該強化廓形14與該基本廓形9連接特別是藉由膠黏固定方法來產生。或者該強化廓形14亦可焊接或熔接於一基本廓形9。

第9圖是顯示根據第8圖的實施例之變化，其中目前是設置二強化廓形15及16，且可選擇地設置一第三強化廓形17。

於第9圖中，一強化廓形17是拉伸於該基本廓形9上，配置於該二滑件管3及4之間的中心內。顯示為17的構件可選擇地構形成與該基本廓形9及該二滑件管3及4一體且例如可以鑄造程序製造。

組裝時，該等強化廓形15及16是與該基本廓形9連接，使得該連接撐架6包括一中空連接本體8。

於第10圖中，該基本廓形9包括一朝向下的開口2。為封閉該開放基本廓形9，將三強化廓形15,16及17自下方放置於對應開口2上且與該基本廓形9以例如膠黏固定方法連接。

第11圖是顯示一變化例，其中該基本廓形9的開口2是自該連接撐架6以該等滑件管3及4的方向導向。組裝時，該強化廓形15是放置於該基本廓形9的開口2上且與其連接，以可形成該連接撐架6的中空連接本體8。

第12圖是顯示懸吊叉10的滑件管單元1之另一較佳變化例，於此滑件管單元1整體是由至少二不同材質所構成。較佳地，該等滑件管3及4是與該連接撐架6的基本廓形9自一金屬合金，例如以一鑄造程序一體製造而成。可見於該基本廓形的開口2內之肋部31可設置作為強化作用。

為封閉該開口2，在此可使用一以強化纖維層20所構成之強化裝置13。

於所示實施例中，以織布纖維層或織布墊纏繞於該基本廓形9上以封閉該開口2。該織布墊可構形成所謂預浸物(prepregs)，或纏繞於該基本廓形上成為乾強化纖維且之後塗覆有一強化樹脂或類似物。

較佳地，該強化纖維是纏繞於該基本廓形9上至少兩倍，特別是數倍。如此纏繞可於每一層中部分重疊。

於進一步實施例中可知，亦可選擇性地以強化纖維材料纏繞該等滑件管，以致於該等滑件管3及4的壁厚可減少，而不會削減本構造的優點，此係因該基本廓形9與該等滑件管3及4的一體製造亦使纖維墊可輕易纏繞於上。

在於一爐或類似物內固化之後即可完成該構件，而可提供一簡單製造、強固且輕量的懸吊叉10之滑件管單元。

於第13圖所示的實施例中，滑件管3及4是與一基本廓形9或強化廓形17一體鑄造成型。之後該二構件再以一膠黏固定程序相互連接。大連接面積可容許具有一特別強固的構造。

於第14圖所示的實施例包括一基本廓形9，具有二朝向上的開口2，其被一強化廓形14封閉。此強化廓形的橫剖面是呈方形且整體是構形為近乎U形，該U形的二腳部延伸於該基本廓形9的開口2內。橫剖面亦可為其他形狀。特別以一膠黏固定程序再次形成接合。

第15圖是顯示一實施例，其中該基本廓形9是構形成一平板條，其特別是與該等滑件管3及4一體製造。一整體彎折形成一U形之方形廓形是藉螺絲26附接於該基本廓形9的螺孔32。另以黏劑散佈於平滑面上以增加連接的強度。

儘管本發明已參考特定實施例進行詳細說明，然而需瞭解的是可在本發明所述的概念之精神及範圍中進行數種變化。據此，本發明並不限制於所揭露的實施例，其應為以下申請專利範圍的用語所容許之全部範圍。

1．．．滑件管單元

2．．．開口

3,4．．．滑件管

5．．．輪納置空間

6．．．連接撐架

7．．．縱向延伸

8．．．連接本體

9．．．基本廓形

10‧‧‧懸吊叉

11‧‧‧伸縮式懸吊叉

12‧‧‧開口

13‧‧‧強化裝置

14,15,16,17‧‧‧強化廓形

18‧‧‧前面

19‧‧‧後面

20‧‧‧強化纖維層

21‧‧‧強化廓形

22‧‧‧下端

23,24‧‧‧勾爪

25‧‧‧納置裝置

26‧‧‧螺絲

27,30‧‧‧支柱管

28‧‧‧叉冠

29‧‧‧叉柱

31‧‧‧強化肋

32‧‧‧螺孔

33‧‧‧橋部

34‧‧‧橋部

第1圖是具有發明滑件管單元的一懸吊叉之透視圖；

第2圖是根據第1圖的滑件管單元於組裝前之透視圖；

第3圖是另一滑件管單元的連接撐架區之透視圖；

第4圖是該連接撐架區，於根據第3圖的滑件管單元組裝前之透視圖；

第5圖是另一滑件管單元的連接區之透視圖；

第6圖是根據第5圖的滑件管單元組裝前之圖；

第7圖是一滑件管單元的連接撐架區，使螺絲自上方設置；

第8圖是又一滑件管單元的連接撐架區；

第9圖是另一滑件管單元組裝之前的連接撐架區；

第10圖是又一滑件管單元組裝之前的連接撐架區；

第11圖是又一滑件管單元組裝之前的連接撐架區；

第12圖是另一實施例的滑件管單元，使基本廓形部分成纏繞之連接區；

第13圖是於接合之前的兩件式滑件管單元；

第14圖是另一滑件管單元的連接區；及

第15圖是另一滑件管單元的另一連接區。

1．．．滑件管單元

5．．．輪納置空間

6．．．連接撐架

7．．．縱向延伸

8．．．連接本體

10．．．懸吊叉

11．．．伸縮式懸吊叉

27,30．．．支柱管

28．．．叉冠

29．．．叉柱

Claims

一種用於腳踏車的懸吊叉之滑件管單元，包括二間隔的滑件管及一於其間之輪納置空間，及至少一連接撐架，該連接撐架係連接該二滑件管於該輪納置空間上方，其特徵在於該連接撐架包括一連接本體，該連接本體係構形為在自一滑件管至另一滑件管的縱向延伸中是呈實質中空，且包括至少一呈開放的基本廓形及一可封閉該基本廓形的開口之強化裝置，其中該等滑件管及該基本廓形是成一體。
如申請專利範圍第1項之滑件管單元，其中該強化裝置包括一強化廓形。
如申請專利範圍第1項之滑件管單元，其中該等滑件管及該基本廓形中的至少一者是以輕金屬所製成。
如申請專利範圍第2項之滑件管單元，其中該強化裝置及該強化廓形中的至少一者是以輕金屬所製成。
如申請專利範圍第1項之滑件管單元，其中該基本廓形包括一U形橫剖面。
如申請專利範圍第1項之滑件管單元，其中該強化廓形包括一實質上平板或T形的橫剖面。
如申請專利範圍第1項之滑件管單元，其中該連接撐架是設置於前面處。
如申請專利範圍第1項之滑件管單元，其中該連接撐架是設置於後面處。
如申請專利範圍第1項之滑件管單元，其中一連接撐架是設置於該前面處，而另一連接撐架是設置於該後面處。
如申請專利範圍第1項之滑件管單元，其中該基本廓形是朝前開放。
如申請專利範圍第1項之滑件管單元，其中該基本廓形是朝上或朝下開放。
如申請專利範圍第1項之滑件管單元，其中該基本廓形及該強化廓形是呈對稱構形，且各附接於該等滑件管之其中一者上。
如申請專利範圍第1項之滑件管單元，其中設置有數個強化廓形。
如申請專利範圍第1項之滑件管單元，其中該基本廓形及該強化廓形是相互螺接。
如申請專利範圍第1項之滑件管單元，其中該基本廓形及該強化廓形是相互膠黏固接。
如申請專利範圍第1項之滑件管單元，其中該基本廓形被圍繞於強化纖維層內。
如申請專利範圍第1項之滑件管單元，其中該強化廓形是以纖維複合材料所構成。
如申請專利範圍第1項之滑件管單元，其中該等滑件管是設置成可與該懸吊叉的支柱管滑動接觸。
如申請專利範圍第1項之滑件管單元，其中該等滑件管的下端各設置有一勾爪。
如申請專利範圍第1項之滑件管單元，其中該等滑件管的下端各設置有一用於輪子的納置裝置。