TWI515378B - 特別適用於腳踏車之懸吊叉 - Google Patents

Description

特別適用於腳踏車之懸吊叉 發明領域

本發明係有關一種用於腳踏車的懸吊叉。此種懸吊叉包含一頭管及至少一管系統與之連接，並包含一內管和一外管係可移動且特別是彼此相對套疊伸縮。相鄰於該管系統有一車輪容納空間會被提供。當要被使用時，該懸吊叉會包含一對平行相鄰的管系統，而該車輪容納空間係位於該等管系統之間。

發明背景

不同的懸吊叉在先前技術中已經習知。一阻尼系統會傾向於被提供在該懸吊叉之一內管中，而一懸吊系統係被容裝於另一內管中。或者亦有可能一阻尼系統和一懸吊系統兩者皆會被提供在一側的內管中。

所用的阻尼流體傾向於係為一油基的阻尼介質，其會通過一或多個阻尼間隙來供減震。由於有不同的阻尼導道和不同的阻尼閥，大部份的懸吊叉係構造非常複雜。以肌肉作動力的車輛且特別是腳踏車的懸吊叉之結構體積是一特定的問題。另一重大因素則是重量，其係十分重要，特別是在運動腳踏車，且尤其是在用於競賽和苛求 的業餘者之範圍中的懸吊叉。若至少一些該等懸吊叉的部件顯示某些尺寸係可被使用於其它的懸吊叉，則會更為有利。必須可靠地堅持的是該等適配尺寸。另一重要的標準是潛在的懸吊移程。

假使懸吊叉使用油液作為阻尼流體，則其減震會傾向於經由多數個可機械性調整的閥來被調整，分別地在壓縮階段和彈回階段。又，不同的流路亦會傾向於被提供用於低速減震和高速減震。附加的吹洩閥可能被提供，其在特別強力衝震的情況下會開啟，而得避免過大的負荷。雖此等習知的懸吊叉操作可靠，但它們的結構複雜，包含多數個調整機構，因此其要找出最佳的設定會是困難的。懸吊叉的結構能被簡化，其中例如磁流變或電流變流體係被用作阻尼介質，因為嗣該流經一阻尼導道的阻尼流體會被曝露於一可適當調整的磁場或電場，藉此該所需的減震將能被調整且控制能依需要而被改變。

發明概要

因此本發明的目的是要提供一種懸吊叉，其係結構簡單並能依須要提供可變的控制，且其會滿足至少一些上述的其它需求。

此目的會被一種具有申請專利範圍第1項之特徵的懸吊叉達成。本發明的較佳特定實施例係為附屬項申請專利範圍的標的。本發明之其它的優點和特徵可由實施例和概括說明得知。

一依據本發明的懸吊叉係被提供用於一至少部份以肌肉作動力的車輛，且特別是一腳踏車。該懸吊叉包含一頭管及至少一管系統與其連接。該管系統包含一內管和一外管係可彼此相對移動。該內容和外管特別係被構製成可套疊伸縮。鄰近於該管系統有一車輪容納空間會被提供。當該懸吊叉包含二個管系統時，則該車輪容納空間會被提供於該等管系統之間。

一具有一阻尼介質的阻尼裝置係被提供於該管系統內。該阻尼裝置包含一阻尼腔室及一節流閥。該阻尼腔室係被一可動的活塞分隔而形成一第一腔室和一第二腔室。該活塞係與一活塞桿連接。該第一腔室係經由一回流導管，該節流閥，及一傳輸導管來與該第二腔室連接。所提供的阻尼介質是一種磁流變流體。該節流閥係可控制的。至少一磁場產生裝置會被提供用以在該節流閥之一阻尼導道中產生一可調整的磁場。又，一控制裝置可供用來控制。

一單向廻路會被提供至少實質上用於該阻尼介質。該單向廻路係設有至少二單向閥。當該活塞桿塞入該阻尼腔室中，及該活塞桿由該阻尼腔室退縮至或移出時，該阻尼介質皆會以相同的循環方向流動。一第一單向閥係設在該活塞處可容許該阻尼介質流動，且特別是只能由該第二腔室流入第一腔室中。一第二單向閥係設在該傳輸導管處可容許該阻尼介質流動，且特別是只能由該傳輸導管流入該第二腔室中。

以此方式則該活塞桿的塞入該阻尼腔室中及該活塞桿的退縮至或移出該阻尼腔室外，皆能藉由該可控的節流閥來被選擇地且依需要可變地調整。

較好該節流閥係被設成軸向地鄰近於該阻尼腔室。該軸向距離特別是小於該阻尼腔室之長度的一半。

依據本發明的懸吊叉有許多優點。依據本發明之可容易控制的懸吊叉之一可觀的優點係在於因該單向廻路設於該管系統中而造成該簡單結構。當壓縮時，若該活塞更進一步塞入該阻尼腔室內，則該阻尼介質會由該第二腔室穿過該活塞中的單向閥流入該第一腔室中。該阻尼介質會經由該回流導管選擇地通過該節流閥流回至該第二腔室中。該阻尼力係可藉不同強度的磁場容易地調整。不須要添加額外的吹洩閥，因為磁流變流體的性質會使個別粒子之間的鏈形成在一限制負載超過時可逆地斷開。

分別設在該活塞或該傳輸導管處的單向閥不僅可被提供於該各別本體的外部，且亦可與之相隔分開，假使它們係與之直接地連接。在本發明的含意中，該“在...處”乙詞亦包含“在...中”，因此該等單向閥亦可被提供在該活塞中或在該傳輸導管中。

較好一等化腔室會被提供，其具有一特別是上游等化容積。該等化容積係與該節流閥和該第二腔室連接。該等化容積特別是經由該傳輸導管來與該第二腔室連接。其係可能特別是藉由該第一切換閥來將該等化腔室和該等化容積恒切轉至低壓區域，即是在該一或多個節流閥之 後。此可容許達到一剛性系統不會操作於該等化容積中，即使以高阻尼力。以此方式該等化容積更不會施加任何延伸力於該活塞上，此會實質地改良反應性。

此構態具有可觀的優點。在壓縮和彈回時皆至少有部份的阻尼介質會流經該節流閥，除非一連續的活塞桿被使用。在一非連續的活塞桿時，該活塞於壓縮期間將會持續進入該阻尼腔室中，因此該阻尼介質必須通過該活塞中的第一單向閥進入該第一阻尼腔室中。該第二阻尼腔室外通過該第二單向閥的朝外通路係被關閉，因其只容許該阻尼介質經由該傳輸導管流入該第二阻尼腔室中。該單向閥會在相反的方向阻塞。

在將該活塞塞入時會排移一體積，其係正比於活塞的截面積。但是，該第一懸吊腔室只會排除一容積，其係正比於該活塞的截面積減去該活塞桿的截面積。因此，當該活塞被塞入時，一部份的阻尼介質必須經由該回流導管流至該節流閥。適當的節流會在該處發生。此部份的阻尼介質嗣會進入該等化腔室中。

在彈回時該活塞桿會由該阻尼腔室出離，且一正比於該阻尼活塞的截面積之體積的阻尼介質必須流入該第二阻尼腔室中。因該活塞中的第一單向閥僅容許該阻尼流體由該第二阻尼腔室流至第一阻尼腔室，而在相反方阻塞它，故該阻尼介質必須經由該傳輸導管通過現已開啟的第二單向閥來進入該第二阻尼腔室中。同時被排移的阻尼介質會由該第一阻尼腔室出離，並經由該回流導管流至該節 流裝置。因該第二阻尼腔室中所需的容積係大於該第一阻尼腔室中被排移者。故一相當於該活塞桿截面的比率必須被吸出該等化腔室外。以此方式當壓縮和彈回時在該回流導管與該傳輸導管中的流體皆會呈現相同的循環方向。

此乃是有利的，因為單一個可調的節流閥即可在該彈回階段和壓縮階段容許選擇性且可變的減震。這會可觀地簡便此一懸吊叉的結構。重量亦能被減省，且該固定流會造成該磁流變流體的良好混合。

較好該等化腔室係設在離該活塞一軸向距離處。特別是較好該等化腔室係被設成軸向地鄰接於該阻尼腔室，且又更好係被設成軸向地旁靠該第二腔室。

在較佳構態中其係可能使該節流閥經由一第一止回閥來與該等化腔室連接。該第一止回閥容許該阻尼介質只能由該節流閥流入該等化腔室中。

較好該等化腔室係經由一第二止回閥來與該第二腔室連接。該第二止回閥容許該阻尼介質只能由該等化腔室流入該第二腔室中。

特別較好的是至少一個該等止回閥係可調整，以容許在該壓縮階段及/或該彈回階段時有一可調的流動阻抗。於此一構態中其係可能使該等化腔室經由二分開的等化導管來與該傳輸導管連接。該等等化導管之一者係設有該第一止回閥，而該第二等化導管係設有該第二止回閥。

於此等構態中，其係特別可能使該等止回閥能由該懸吊叉的外部調整，以供例如改變機械式止回閥的特徵 曲線。在此情況下該止回閥係構製成一具有一回流阻止器的可調整節流閥。當一機械式節流閥被用於此一構態時，則該節流閥可供例如用來設定基本特徵曲線，而該二可調的止回閥可供例如用來使該基本特徵曲線適配於該彈回階段時的所需特徵曲線及該壓縮階段時的所需特徵曲線。

該阻尼介質包含至少一磁流變流體，且該阻尼介質特別係構製成一磁流變流體(MRF)。該節流閥較好係構製成可控的，包含至少一磁場產生裝置用以在該節流閥的至少一阻尼導道中產生一磁場。該節流閥係構製成可控的，並會在該至少一節流閥的阻尼導道中產生一對應地被控制的磁場。又，一控制裝置較好用來供控制。基本上，除了磁流變流體外，電流變流體(ERF)亦已被公知。但是，一MRF係可觀地較適用於所欲目的，因為ERF須要高控制電壓。ERF的另一缺點為沒有永久磁場能被致生的事實。但MRF能藉永久磁鐵或利用材料的頑磁性來無電流地設定特定的節流狀態。而一永久磁鐵的磁場強度則可藉由一短暫的磁脈衝來被永久地設定。該磁場強度一旦設定後，會在該磁脈衝之後保持一段長時間而不需要更多的外部能量。此等選擇並不存在於ERF。

此一構態是特別有利的，因磁流變阻尼介質會對所施加的磁場顯示迅速反應。其係可能使一永久磁鐵被用作為一磁場產生裝置。此一永久磁鐵乃可例如被機械地改變其位置，而來改變作用於該阻尼導道中的阻尼力。其亦可能使用一永久磁體，它的磁場係由一相關於當時所需求 之電線圈的磁場來疊加者。故該永久磁鐵可容許設定一連續作用的阻尼減震，其係例如藉該電線圈的磁場來依需要被衰減或放大。

其亦可能使該磁場產生裝置包含一目前所稱的頑磁磁鐵，其磁場強度係可藉一指配的電線圈之磁脈衝而依需要週期性地或以不規則時間間隔來被調整。此一頑磁磁鐵會被藉一例如僅有數毫秒持續時間的磁脈衝來被永久地設定成一特定的磁場強度。嗣當該頑磁磁鐵的磁場強度要被減低時，乃可例如藉一衰減多時的交變磁場來發生。 一種用於具有一頑磁磁鐵的節流閥之基本結構的方案可特別由EP 2 339 203 A2專利案中取得。一以頑磁操作的閥之較佳結構較好係被定向於所述文件中。

一可電調整的節流閥及一磁流變流體能達成該等阻尼特性之一特別可調適的控制。獨立於機械式調整選擇，此一可控的節流閥會開放實時控制的選擇，包括對一衝震的實時反應，即使當該衝震逐增及在其達到最大之前時。目前此可被確定乃因以一例如在一毫秒內或稍長些的磁流變流體之反應速率係能夠沿一磁場的場線互接，並得能可觀地逐增橫交於其的流動阻抗。

在所有該等構態中，至少一控制裝置及至少一感測裝置較好會被提供。該可控的節流閥能藉該控制裝置獨立於感測訊號來被調整。基本上甚多種的感測器可被提供。較好至少一感測裝置係被提供用以抓取一相對速度的速率。

特別是該感測裝置係被提供用來抓取該活塞對該阻尼腔室的相對速度之一速率。或者可能以一感測裝置來抓取該內管與外管相對於彼此之一相對速度。其亦可能使該內管之一相對速度例如在垂直方向被抓取，俾能由之推斷當時的負載。其亦可能以一或更多個感測器來抓取加速率。其亦可能組合不同類型的感測器。

特別較好是有至少一感測裝置係被提供來抓取該等活塞與阻尼腔室間的相對運動之一方向。此乃是重要的，例如當使用磁流變流體時，因僅該阻尼介質在該單向廻路中的流動，並不能迅速地示出該阻尼介質係在一壓縮或一彈回動作中流動。為解決此問題，至少一感測裝置可被以簡單的方式提供用來抓取該相對運動的方向，包含例如至少一偏轉的彈簧片，其較好係藉由適當的偏壓裝置被偏壓在一中央位置。

此感測裝置可例如被提供在該等化腔室中，或在一導至該化腔室的等化導管處。該例如作為一檢測器的彈簧片之偏轉可容許感測出該阻尼介質係正流出或者流入該等化腔室。對應地該檢測器的偏轉容許來判定壓縮或彈回正在發生。其只需要該檢測器被置設在一區域，該區域是該阻尼介質在該二情況時皆會通過者。其亦可能提供二個分開的感測裝置，它們會分開地感測壓縮和彈回。

或者其可能有一感測裝置存在，其會感測一懸吊移程的尺寸。該懸吊移程歷時的改變可以推斷該懸吊叉是在壓縮或彈回。其亦可能使用至少一加速度感測器，它的 數據可供推斷壓縮或彈回。

在所有該等構態中，其係可能且較好會提供至少一終點位置阻尼。此一終點位置阻尼可在壓縮或彈回時在一終點位置增加阻尼，以防止在該懸吊叉處擊穿。

特別較好是該第一腔室在如所欲地使用時係位於該第二腔室下方。較好該節流閥係設在該阻尼腔室上方。特別較好是該等化腔室係被提供於該節流閥上方。或者該等化腔室可被提供於該節流閥下方或側邊，俾可減少該等流路的長度。

此等構態可以獲得一特別簡單的結構。同時，例如以壓縮空氣填滿該等化腔室是容易的。設在頂上的節流閥或設在上方的等化腔室亦可容許容易地填滿或更換該阻尼介質。熱消散亦是容易的，因在該懸吊叉的頂部該內管沒有或並非全部時間皆被該外管包圍著。

此一構態亦顯示出存在於一懸吊叉中的空間被最佳利用的可觀優點。雖可用的直徑趨向於較小，但該內管或外管中的長度能被利用。

其特別較好的是提供嵌入裝置等或至少一嵌入裝置於該管系統與該阻尼腔室之間。該嵌入裝置係構製成會使至少部份的回流導管被提供在該嵌入裝置中。較好該嵌入裝置會界定該回流導管的流動截面。該嵌入裝置容許可觀地減少該回流導管的流動截面。故該懸吊叉的重量能被顯著地減少，此係為高水準需求之一可觀的優點。

特別是在該嵌入裝置處之該回流導管的流動截 面之一最大長度，伸幅，或最大直徑係小於該管系統之一直徑。特別是在該嵌入裝置處橫交於流動方向的流動截面之一最大長度或最大伸幅，係小於該管系統之一半徑且特別較好是小於該半徑的一半。特別是該管系統的尺寸現在係有關於該內管的外徑，且特別較好係有關於內管的內徑。

在習知技術中，該阻尼腔室的外壁與該外管的內壁之間的整個餘隙係被用作一流動導道。於此一構態中，該阻尼腔室的外壁與該內管的內壁之間的整個餘隙現將會被填滿該阻尼介質。由於該餘隙有可觀的容積，故一可觀量的阻尼介質將會存在其中，其將會相當可觀地增加該懸吊叉的總重要。一種用以減少該重量的方案可藉由例如減少該內管的內部空間或內徑而來縮小該餘隙。此將會造成一較小的餘隙，因此一減少質量的阻尼介質將會存在其中。但是，此一方案將會顯示一缺點，即該懸吊叉與一般使用的尺寸之相容性將不會再被賦與。以往可用的內管和外管將不能再被使用。此將會可觀地增加該叉的設計費用。

或者該阻尼腔室的外徑可被增加以容許該餘隙中有一較小的間隙。再度地於此方案中一較小質量的阻尼介質將會集中於該餘隙中，而可減少重量。但此方案的缺點係當該阻尼介質流動時，則壁磨擦將會相當可觀地增加。故其將會難以設定所需的阻尼特性，因在該餘隙中的高流動阻抗實際上將會阻礙低阻尼值的設定。

附帶地，減少該內管的內徑將會同樣地引致該阻尼介質之一增加的流動阻抗。

此乃意指減少該內管的直徑及加大該阻尼腔室二者皆不能提供一令人滿意的方案。現在令人驚奇的方案係在該餘隙中置設至少一嵌入裝置其會限界一被界定的回流導管。在該嵌入裝置流的回流導管較好顯示一相較於其截面算小的周緣表面。此會減少該回流導管處的壁磨擦。相較於該周緣表面算大的截面積可容許該阻尼介質的高流率，而不會不可接受地增加該流動阻抗。

較好該嵌入裝置係附加地由一種材料製成，並構設成使該嵌入裝置之一平均密度介於該管系統和該阻尼腔室之間，而使其低於該阻尼介質之一平均密度。此一措施會確保該重量的減省。

在較佳實施例中，該嵌入裝置的平均密度係小於該阻尼介質之平均密度的一半，或至少小於該阻尼介質之密度的四分之三。此容許該懸吊叉可觀地減少重量，且同時高阻尼速率和低阻尼速率皆能被設定。該嵌入裝置中之封閉的中空空間或特別輕的材料容許可觀的重量減降。

在較佳實施例中，至少另一節流閥會被提供作為一降低閥具有另一磁場產生裝置。作為該降低閥的另一節流閥可例如被提供用以在上坡騎乘時下降或保持降低該懸吊叉。

作為該降低閥的另一節流閥可包含一電線圈作為該磁場產生裝置，如前述的節流閥一般。其亦可能提供一頑磁磁鐵及/或一永久磁鐵作為該磁場產生裝置。在所有的該等構態中，該降低閥較好係與該節流閥串連。

例如若一電線圈被使用，則此磁場產生裝置僅會在若該懸吊叉需要降低時，例如在上坡騎乘時，且該懸吊叉係在彈回狀態時，產生一適當的磁場。嗣該增加的阻尼會使該懸吊叉被可靠地定位在該降低狀態。同時對衝震的阻尼仍是可能的。在該上坡騎乘之後該降低閥可被除能，而使該懸吊叉迅速地回復至其正常操作中的正常彈回位置。

例如若只有一個永久磁鐵被選來作為該降低閥的磁場產生位置，其原則上將會在彈回階段阻尼和在壓縮階段阻尼時作用。在一第一壓縮動作之後，此將會造成該懸吊叉之增加的阻尼特性。

其係可能使例如一永久磁鐵可在一正常位置與另一位置譬如一降低位置之間機械地移動。該永久磁鐵可例如被提供在一圍繞該內管外部的可旋轉裝置上。藉由一控制槓桿該永久磁鐵可被帶至所須的角度位置，在該處其會作用於該降低閥而不經由該內管接觸。

在所有該等構態中，較好係有至少一單向閥及/或至少一止回閥被構成一隙片閥。此一隙片閥可包含一疊不同的盤片會在該止回閥中提供一非線性的效能。

特別較好是至少一單向閥及/或至少一止回閥係可調的。此可被例如在外部完成。

當一MRF被用作該阻尼介質時，其係較好提供至少一可調的閥裝置具有頑磁特性。一可調的閥裝置可由一閥或二或更多個串連的單閥所組成。該等閥之一者可被構 製成一鎖定閥，其可容許該阻尼介質僅以一方向通過，特別是純機械地，例如一隙片閥。另一閥或部份閥可被併入該可調閥裝置的鎖定閥中，或設成鄰接於該鎖定閥。該另一閥可以一機械及/或電及/或磁流變的基礎來操作，而藉產生或施加一可調的、預定的或固定的磁場，來阻尼通過該另一閥之一阻尼導道的流體至所需的程度。該可調閥裝置內之該另一閥可依一頑磁的基礎來被提供。嗣一電線圈會被指配於該另一閥用以產生磁脈衝，而以此來改變或調整在一硬或軟磁性材料中的永久作用磁場。

其亦可能使該可調閥裝置包含至少一永久磁鐵及/或至少一電線圈用以產生或施加一所須的磁場。

其亦可能使至少一可調閥裝置包含一頑磁閥或僅由一頑磁閥組成，其會以一磁流變的基礎來操作，且其磁場係可藉一電線圈的至少一脈衝來調整。

基本上較好係使至少一可調閥及/或至少一止回閥被構製成一可調閥裝置。

1‧‧‧懸吊叉

2‧‧‧頭管

3，4‧‧‧管系統

5，6‧‧‧內管

7，8‧‧‧外管

9‧‧‧車輪容納空間

10‧‧‧阻尼裝置

11‧‧‧阻尼介質

12‧‧‧阻尼腔室

13‧‧‧節流閥

14‧‧‧活塞桿

15‧‧‧活塞

16‧‧‧第一腔室

17‧‧‧第二腔室

18‧‧‧回流導管

19‧‧‧傳輸導管

20‧‧‧單向廻路

21‧‧‧第一單向閥

22‧‧‧第二單向閥

23‧‧‧循環方向

24‧‧‧等化腔室

25‧‧‧等化容積

26‧‧‧第一止回閥

27‧‧‧第二止回閥

28‧‧‧等化導管

29‧‧‧第二等化導管

30‧‧‧磁場產生裝置

31‧‧‧阻尼導道

32‧‧‧控制裝置

33‧‧‧感測裝置

34，35‧‧‧流動方向

36‧‧‧懸吊移程

37‧‧‧終點位置阻尼

38‧‧‧嵌入裝置

39‧‧‧流動截面

40‧‧‧長度

41‧‧‧直徑

42‧‧‧降低閥

43‧‧‧磁場產生裝置

44‧‧‧電線圈

45‧‧‧頑磁磁鐵

46‧‧‧永久磁鐵

47‧‧‧降低位置

48‧‧‧寬度

49‧‧‧徑向距離

50‧‧‧懸吊裝置

51‧‧‧叉冠

52‧‧‧連接托架

53，54‧‧‧卸出部

55‧‧‧導道

57‧‧‧扇

58‧‧‧絕緣材料

59‧‧‧鐵芯

60‧‧‧環

61‧‧‧磁場線

62，63‧‧‧閥

64‧‧‧檢測器

65‧‧‧測量裝置

本發明的更多優點和特徵可被由實施例之說明中得知，其將會參照所附圖式說明於後。

該等圖式中示出：圖1為一依據本發明的懸吊叉之一正視圖；圖2為在一第一實施例中一管系統具有一阻尼裝置可用於依據圖1的懸吊叉；圖3為在一第二實施例中一管系統具有一阻尼裝置可 用於依據圖1的懸吊叉；圖4為在一第三實施例中一管系統具有一阻尼裝置可用於依據圖1的懸吊叉；圖5為一依據圖2至圖4之懸吊叉的管系統之一示意截面圖；及圖6為一節流閥當其可被使用於一前述實施例中時的示意截面圖。

較佳實施例之詳細說明

圖1以一正視圖示出一依據本發明的懸吊叉1。該懸吊叉1包含一頭管2，並有一叉冠51附接於它。該二管系統3和4係設在該叉冠51處。每一管系統各包含一內管及一外管。

該管系統3包含該內管5和外管7，而該管系統4包含該內管6和外管8。該二外管7和8係以一連接托架52互相連接。該二管系統3和4皆構製成可套疊伸縮。該懸吊叉的下端係設有卸出部53和54，其間可被裝設一腳踏車輪。於此該車輪容納空間9係被提供在該等管系統3和4之間。

在所示實施例中一阻尼裝置10係被設在該管系統3中，而一懸吊裝置50係被設在該管系統4中。

圖2示出圖1之懸吊叉的管系統3之一示意截面圖。

該內管3係經由該叉冠51來與一腳踏車的框架(未示出)連接。該外管7會在該內管5上伸縮地滑動。於該內管5的內部該阻尼裝置10係被設成包含一阻尼腔室12，其係 藉一活塞15分隔而形成一第一腔室16及一第二腔室17。

該活塞15係設有一活塞桿14其會延伸穿過該第一腔室16，而突出該內管5外。該活塞桿的另一端係與該外管7的下端連接。該節流閥13係設在該阻尼腔室12上方，而現在是可電調整的。一磁場產生裝置30係被指配於該節流閥13以用來產生一磁場。

現在使用的阻尼介質11是一種磁流變流體。使用電流變流體亦是同樣可行的。

一第一單向閥21係提供於該活塞15中，其亦可構製成一泵活塞。該單向閥21可例如被構製成一隙片閥，且其當該第二腔室17內的壓力高於該第一腔室16內者時，可容許該阻尼介質11僅由該第二腔室17穿過該活塞15流入該第一腔室16中。在相反的方向該單向閥21會阻塞。

在目前該第一腔室16的下端處，該回流導管18會開始，穿過它該阻尼介質11能由該第一腔室16流至該節流閥13。以該循環方向23流動的阻尼介質11會流經該節流閥13，在該處其將會依據該磁場產生裝置30的設定被阻滯。

後隨於該節流閥13的傳輸導管19會導至該第二單向閥22，其在該傳輸導管19內的壓力高於第二腔室17中的壓力時將會沿該循環方向23開啟。於此該等化導管28會由該傳輸導管19分支朝向該等化腔室24，其中有一等化容積25存在。該等化容積25可例如為一超壓力下的可撓曲風箱或為一氣球或類似物，而可彈性伸縮地與該等化腔室24的容積分開。其可能使用一分隔活塞或一彈簧來偏壓。

該回流導管18會延伸穿過該阻尼腔室12與該內管5的內周緣表面之間的餘隙。在該餘隙中有一嵌入裝置38係被設來提供該回流導管18之一界定的截面。以此方式該阻尼介質11的體積能被可觀地減少，因為只有在該嵌入裝置38處的回流導管18之截面會充滿該阻尼介質11，而不再是該整個餘隙。此容許可觀地減少該阻尼裝置10和整個懸吊叉1的重量。

一控制裝置32可用來控制。該控制裝置32係與感測器33連接，其會檢測該懸吊叉的當時狀態並對應地反應。例如一感測裝置33可檢測在短時間間隔內的懸吊移程36，而使該訊號時間曲線亦能容許推斷相對速度及加速度值。其亦可能使用加速度感測器。該懸吊移程36可藉該感測裝置33相對於一測量裝置65的位置檢測來被檢出。

終點位置阻尼37可被設來阻止該外管7撞抵該內管5。

在操作時一衝震將會導致該活塞15的壓縮。因為該阻尼介質不能經由該單向閥22向上逸出，又因該第二腔室17中的壓力增加，故該第一單向閥21會開啟且阻尼介質11會由該第二腔室通過第一單向閥21流入該第一腔室16中。

因在壓縮時，該第二腔室11中會有比該第一腔室16中可得到者更多的阻尼介質被排移，故相當於該整個活塞桿14的體積必須以循環方向23流經該回流導管18朝向該節流閥13，在該處該節流閥13的阻尼導道31係曝露於該磁 場產生裝置30的磁場。故該阻尼介質會因此而被阻滯。

該阻尼介質11會由該節流閥13流動一短距離通過該傳輸導管19再經由該等化導管28流入該等化腔室24中。該阻尼介質11的流入可被設在該等化腔室24的入口處或在其內之該感測裝置33的檢測器64檢出。被用作該檢測器64的檢測小板沿流向的彎曲或扭轉可容推斷該狀況係為壓縮階段。

在彈回時，即若為該彈回階段時，該活塞15會如圖2中所示向下移動，且該活塞桿14之一對應部份會由該阻尼腔室12再移出。位於該第一腔室16中的阻尼介質11不能通該單向閥21進入該第二腔室17中，因該閥21現為阻塞，故其必須如在壓縮階段的情況而沿相同的循環方向23流經該回流導管18。

流經該回流導管18的阻尼介質11會流過該節流閥13，其現在係曝露於該磁場產生裝置30之一對應調適的磁場。

因在彈回階段的情況下，由於該活塞桿的體積，致從該第一腔室16流出的阻尼介質11之量係小於供在第二腔室中均等化所需者，故該第二單向閥22會開啟且阻尼介質會由該等化腔室24流出。該阻尼介質會通過該等化導管28和傳輸導管19進入該第二腔室17中。當該阻尼介質11由該等化腔室24流出時，該作為感測裝置33之檢測器的檢測小板會因此而變形，故可容許推斷該情況係為彈回階段。

依據圖2的實施例可藉一電操作的節流閥13來實 現，其中有一傳統的油液係被用作該阻尼介質。

圖3示出另一實施例，其中另一簡化的截面圖示出一如圖1的懸吊叉1之管系統3。基本上依據圖3的管系統3構造係類似於依據圖2的管系統3。但不同於如圖2中所示者，於該節流閥13之後的傳輸導管19係被分隔而形成二等化導管28和29用以與該等化腔室24交換。

在該第一等化導管28中由該節流閥13朝向該等化腔室24處有一第一止回閥26會被提供，其僅容許該阻尼介質11由該節流閥13流入該等化腔室28中。在該等化腔室入口處之一感測裝置33能檢測該相對運動的方向34，故而能推斷該情況係為壓縮階段。

為容許該阻尼介質11由該等化腔室24流出，該第二等化導管29係有一第二止回閥27設在該處。此止回閥29只會在當該等化腔室24中的壓力大於該傳輸導管19中的壓力時開啟。

在目前的實施例中，該等止回閥26和27是可調整的。其係可能將操作元件提供在該懸吊叉的外部，而使該等止回閥26和27可被該騎乘者在騎車時依需要來操作。調整鈕可為此目的而被設在例如該叉冠處。一電遙控亦同樣可行。

於該等構態中，其係可能使該節流閥13為一可電調整的節流閥，且所用的阻尼介質11係為一磁流變流體。

或者一傳統的油及一可調的或一固定設定的節流閥13亦是可能的。由於該等不同的閥26和27及可選擇的 節流閥13，該懸吊叉1的阻尼特性乃可針對該彈回階段和壓縮階段來被分開地調整。一全機械式方案並不需要任何感測裝置33。於此情況下一控制裝置32乃可被免除。

假使依據圖3的懸吊叉1係以一磁流變流體來操作，其仍可將該等止回閥25和26提供為可調整或可預先調整的情況，因為此容許適應於一基本曲線。視狀況而定，該節流閥13嗣可被調整。

如已在圖1中所示，閥62和63係同樣被提供於圖2和圖3中。該閥62可供用來充填或更換阻尼介質11，而閥63可供例如檢查該等化腔室24之等化容積25中的空氣壓力，或者用以充填壓縮空氣。

圖4示用於如圖1的懸吊叉1之另一管系統4。此管系統4基本上結構亦類似於依據圖2和圖3的管系統4。

不像依據圖2的構態，依據圖4的管系統亦包含一降低閥42，其係串連且目前設在該節流閥13之前。現在該阻尼裝置10係裝有一磁流變流體作為該阻尼介質11，因此磁場產生裝置30和43會被提供用於該節流閥13和該降低閥42。

依據圖4的磁場產生裝置43可包含一電線圈44，其會產生一適當的磁場，其亦可能提供例如一頑磁磁鐵45，它的磁場強度係可藉該電線圈44的磁脈衝依需要或以週期時隔來被調整成當時所需之值。此容許該頑磁磁鐵45中產生一永久磁場，其乃是可用的即使在該電線圈44所須的電流中斷之後。若有需要該磁場產生裝置43的磁場強度 亦能藉該電線圈44之一磁場來調變。

可另擇或附加地，一永久磁鐵46可被提供在一外部操作槓桿處，其係例如被設成可繞該內管5旋轉。定位該永久磁鐵46而使其磁場會依須要施加一磁場於該降低閥42，乃可容許該降低閥42中產生一適當的磁場。將該磁場轉開會停止作用於該降低閥42。

在最簡單的情況下，只有一電線圈44會被用來產生一磁場。嗣其係可能在一懸吊叉已被壓縮一特定距離時，以一簡單方式來阻止該懸吊叉自動彈回。此會在該彈回階段的情況下發生，其中一額外的磁場將恒會被產生於該降低閥42處，其會額外地阻滯彈回。此會造成一永久降低的懸吊叉，其對例如上坡騎乘時是有利的。同時對衝震的個別減震乃是可能的。

圖5示出一依據圖2、圖3或圖4的管系統之一典型截面。該非截面的阻尼腔室12可被看出在中央。該管系統3的內管5係被以截面示出徑向靠外的。該相對於該內管5套疊伸縮的外管7會隨之徑向朝外。

一徑向距離49會由該阻尼裝置10或該阻尼腔室12致生，其目前實際上係整個被一嵌入裝置38填滿。該嵌入裝置38可為單件式，但其亦可由二或更多個部件形成。雖該實施例中的嵌入裝置38實質上會延伸超過該阻尼腔室12的長度，但其可為更長或較佳。

在該嵌入裝置38的一係設有一回流導管18。該回流導管18現在係作為該阻尼介質11之一回流導道，其路徑 可由該第一腔室11經該節流閥進入該等化腔室24或進入該第二腔室。該回流導管18可顯示目前圖示的形狀或者其它形狀，譬如圓形、方形、或矩形等。基本上任何其它形狀亦是同樣地可行，譬如一橢圓形。

其對該截面積的關係會是特別有利的，若該流動截面39對該回流導管18的周緣之比算大，而使該回流導管18中的阻尼介質11之流動阻抗保持相對較低，甚至以高流率時。就此而言，該最大直徑或最長伸幅40對該寬度48的關係目前係相對較小。特別是該長度40小於該管系統的直徑41，且特別是小於該管系統的半徑，並特別是小於該管系統之半徑的一半。另一方面該流動截面39係如所需要地大。

另一方面一較小構形的導管亦可被提供。其係可能使該二導管成為例如矩形或橢圓形截面。該另一導道55可例如用來饋送電線或類似物。其亦可能將該二導道用作回流導管。

整體而言該嵌入裝置可為實心構態，且其亦可能使該嵌入裝置38呈現中空部份或中空腔室，俾可減少該嵌入裝置38的平均密度。該嵌入裝置至少部份可由一金屬及/或塑膠組成。

至少在該管系統4與該阻尼腔室12間的餘隙之範圍內，該嵌入裝置38的平均密度係低於該阻尼介質11的密度，且特別是最多為該密度的一半。此可容許減省一可觀比例的重量。試驗已顯示其可能減少該阻尼裝置的重量可 觀地超過10%。20%及更多亦同樣是可能的。

圖6示出一舉例說明的節流閥13之一示意截面圖。現在所示的節流閥13之內部係設有一中央鐵芯59，其係被作為該磁場產生裝置30之一捲繞的電線圈包圍。現在總共有四個阻尼導道31被提供，它們係被一扇片或一扇狀結構57互相成對地分開。此會增加效率。

當一磁場被施加時，該等磁場線61會穿過該鐵芯59，幾乎垂直地通過一阻尼導道31，後續的風扇57，及該第二阻尼導道31，且它們會被導經一導磁材料的環60，目前係近乎呈一半圓環繞該鐵芯，直到在下部有二阻尼導道31會被提供，再度地有一扇壁57介於其間，而該等磁場線會幾乎垂直地穿過它，因此連續的磁場線61會存在於其整體上。在圖4中只有一磁場線被示出作為代表。

磁性絕緣材料58會被提供鄰近於一電線圈30來依需要成形該磁場。

整體而言本發明提供一種有利的懸吊叉，包含有利的特徵，特別是當例如磁流變流體被使用時。一高行程長度是可被形成的，因在該管系統3中的嵌入物可以構造精小。於一正常情況下，單一個節流閥13會被需要來在壓縮階段和彈回階段的情況下，達到有效率及不同的阻尼特性。

使用一嵌入裝置容許減少該有用的懸吊叉之總重量近乎5%或更多，而可明顯地增加用於運動和競賽時的吸引力。

當使用傳統的阻尼油液或其它流體，並用純機械 式節流閥時，一有利的懸吊叉亦可為如此的結構。

1‧‧‧懸吊叉

2‧‧‧頭管

3，4‧‧‧管系統

5，6‧‧‧內管

7，8‧‧‧外管

9‧‧‧車輪容納空間

50‧‧‧懸吊裝置

51‧‧‧叉冠

52‧‧‧連接托架

53，54‧‧‧卸出部

Claims (22)

1. 一種用於腳踏車的懸吊叉，其包含：一頭管、連接到該頭管並包括可彼此相對移動之一內管和一外管之至少一管系統、以及鄰近於該管系統之一車輪容納空間；設置在該管系統內之一阻尼裝置，該阻尼裝置具有一阻尼腔室及一可移動活塞，該活塞連接到一活塞桿並設置來將該阻尼腔室分隔，以形成一第一腔室和一第二腔室該第一腔室及該第二腔室係經由一回流導管、一可調整節流閥、及一傳輸導管而彼此流體性地連接，該阻尼裝置含有一磁流變流體，該磁流變流體形成該阻尼裝置的一阻尼介質且具有至少一磁場產生裝置，其係設置來在形成於該可調整節流閥中之一阻尼導道中產生一磁場；用於該阻尼介質之一單向廻路，該單向廻路具有第一和第二單向閥，其係組配來使得當該活塞桿衝進該阻尼腔室中時及當該活塞桿退出該阻尼腔室外時，該阻尼介質會以一相同的循環方向流動；其中該第一單向閥係設置在該活塞處，容許該阻尼介質由該第二腔室流入該第一腔室中；以及其中該第二單向閥係設置在該傳輸導管處，容許該阻尼介質由該傳輸導管流入該第二腔室中，而使該活塞 桿對該阻尼腔室內之一衝進及該活塞桿對該阻尼腔室外之一退出皆可藉由該可調整節流閥來被選擇性地控制。
2. 如請求項1的懸吊叉，其包含一具有一上游等化容積的等化腔室，該等化容積係與該節流閥和該第二腔室連接。
3. 如請求項2的懸吊叉，其中該節流閥係經由一第一止回閥來與該等化腔室連接，該止回閥僅容許該阻尼介質由該節流閥流入該等化腔室中之一流動。
4. 如請求項3的懸吊叉，其中該等化腔室係經由一第二止回閥來與該第二腔室連接，該第二止回閥僅容許該阻尼介質由該等化腔室流入該第二腔室中之一流動。
5. 如請求項4的懸吊叉，其中該等第一和第二止回閥中之至少一者是可調整的，以容許在一壓縮階段或一彈回階段中的至少一者時有一可調整的流動阻抗。
6. 如請求項1的懸吊叉，其中該活塞桿的一外徑對該活塞的一外徑之一比例介於0.2和0.4之間，或該活塞桿的該外徑對該活塞的該外徑之一比例係適配於在該壓縮階段時之一基本阻滯及在該彈回階時之一基本阻滯的一特定關係。
7. 如請求項1的懸吊叉，其進一步包含一控制裝置及至少一感測裝置。
8. 如請求項7的懸吊叉，其中該至少一感測裝置係組配來用以抓取該活塞對該阻尼腔室之一相對速度的速率，或 用以抓取該活塞與該阻尼腔室之間的相對移動之一方向，或用以抓取針對一懸吊行徑之一量測。
9. 如請求項1的懸吊叉，其進一步包含在該管系統中之至少一終點位置阻尼裝置。
10. 如請求項1的懸吊叉，其中在預期要使用的一定向中，該第一腔室係設在該第二腔室下方，且該節流閥係設置在該阻尼腔室上方。
11. 如請求項10的懸吊叉，其中該等化腔室係設置在該節流閥上方。
12. 如請求項1的懸吊叉，其包含設置於該管系統與該阻尼腔室之間之一嵌入裝置，且其中至少部份的該回流導管係設置在該嵌入裝置處。
13. 如請求項12的懸吊叉，其中該嵌入裝置界定該回流導管的一流動截面，以及該回流導管的流動截面在該嵌入裝置處之一最大直徑係小於該管系統之一直徑。
14. 如請求項12的懸吊叉，其中該回流導管的流動截面在該嵌入裝置處之該最大直徑係小於該管系統之一半徑。
15. 如請求項12的懸吊叉，其中該嵌入裝置之一平均密度係小於該阻尼介質之一平均密度。
16. 如請求項1的懸吊叉，其包含一另一節流閥，其形成具有一另一磁場產生裝置之一降低閥。
17. 如請求項16的懸吊叉，其中該降低閥係與該節流閥串聯連接。
18. 如請求項16的懸吊叉，其中該另一磁場產生裝置包含一 電線圈、一頑磁磁鐵、或至少一永久磁鐵中之一或更多者。
19. 如請求項18的懸吊叉，其中該至少一永久磁鐵係可移動地設置在一正常位置與一降低位置之間。
20. 如請求項16的懸吊叉，其中該阻尼介質係設置來使得一磁場會影響該阻尼介質的一流動行為。
21. 如請求項1的懸吊叉，其中至少一單向閥或至少一止回閥中的至少一者係一隙片閥。
22. 如請求項1的懸吊叉，其中至少一單向閥或至少一止回閥中的至少一者是可調整的。