TWI588380B - 用於自行車之吸震器 - Google Patents

Description

用於自行車之吸震器 發明領域

本發明關於一種用於至少部分肌力驅動的交通工具且特別是自行車的吸震器。此自行車可配備一個輔助驅動器且特別是一個電子輔助驅動器。

發明背景

先前技術領域中已知許多不同形式的用於自行車的後輪阻尼器及懸吊叉架。吸震器通常包括用於緩衝任何發生的震動的彈簧單元，及用於減弱彈簧振動的阻尼單元。就後輪吸震器來說，此彈簧單元及此阻尼單元制式地配置成一個整體單元。就懸吊叉架來說，此阻尼單元及此彈簧單元可分別地設置。

大多數的自行車用阻尼器是利用油做為阻尼流體來操作。為了減弱作用，阻尼流體係自第一阻尼室經由使流動節流的閥門輸送至第二阻尼室。閥門口徑的大小決定阻尼強度。最佳化的減弱作用取決於許多因素，例如騎者的重量及特別是地形特性。理想的是相對於負載設定阻尼強度，使得弱震動被減弱的程度小於強震動被減弱的程度。對於在道路上、在林間小路上或直接越野的騎乘，不 同的阻尼設定因此是最理想的。

對於調整及影響減弱作用，已知有磁流變流體及電流變流體，此等流體的特性能夠藉由施用適當的磁場或電場來影響。描述於使用磁流變流體之阻尼器的本申請案中的例示性實施例，因而也能使用電流變流體來建構。

大多數的磁流變流體是由磁性極化小粒子的懸浮液組成，且此等流體被良好地分散於例如油的載液中。傾向由羰基亞鐵粉末組成的極化粒子具有界於約0.1至0.5微米典型直徑，在磁場影響下，形成能夠吸收場依賴性剪應力的鏈狀結構。此舉容許例如以類似黏度改變的方式來改變閥的流動阻力。此過程係快速且可逆，使得當磁場遭破壞時，將恢復到初始流變狀態。因此，磁流變流體係適合用於自行車的阻尼器。

就用於自行車之吸震器來說，使用者傾向希望不同的阻尼率，例如在後輪阻尼器的壓縮及在回彈時。回彈時的高阻尼率對於自行車顯示某些操作條件下的最佳騎乘特性通常是所希望的。例如WO2010/007433A2揭露一種用於自行車的吸震器，其中在壓縮時，允許磁流變流體通過能夠被施加電場的阻尼閥。在回彈時，通過傳統地、機械可調整的補償閥產生減弱作用。因此，因為使用不同的流管，設定的磁場僅在壓縮時作用。因此，在壓縮時及在回彈時，在此已知的吸震器中基本上有可能有不同的阻尼率。然而，此已知系統的缺點為電子設定的阻尼力僅作用於壓縮時，而於回彈過程中需要機械設定的阻尼力。

發明概要

相對於此引用之先前技術，因此本發明的目的係提供一種用於至少部分肌力驅動之自行車的吸震器，其配置一具有場敏感流體之阻尼閥，且其提供設定阻尼特性上的彈性，以及其依賴移動方向，使得減弱作用有能夠以雙向控制的不同強度。

此目的係藉由具有請求項第1項的特徵之吸震器來解決，較佳的特定實施例為附屬請求項的標的。本發明的進一步優點及特徵可由一般說明及示範實施例的說明來理解。

根據本發明之吸震器供用於至少部分肌力驅動的自行車，該吸震器包含一阻尼器裝置，該阻尼器裝置具有被分配到的第一阻尼室及第二阻尼室。該第一阻尼室及該第二阻尼室經由至少一阻尼閥而彼此液壓耦合。至少該阻尼閥中配置至少一具有場敏感的流變流體介質的流管。該至少一阻尼閥具有被分配到的一場產生裝置，該場產生裝置用於產生及控制該阻尼閥的該流管中之場強度。在該阻尼閥中的該流管包含至少一收集室，其經由多數流孔與該第一阻尼室液壓地連接。該等流孔中至少一個被建構成通孔且該等流孔中至少一個作為配置有單向閥的可關閉的閥開口。再者，收集室係至少經由多數扇型阻尼管與該第二阻尼室液壓連接。該等扇型阻尼管係藉由至少一扇壁而彼此分隔。

根據本發明的吸震器具有很多優點。基於阻尼閥 包含具有扇型阻尼管的流管，緊接著是經由多數流孔與該阻尼閥的另一端連接之收集室，該等流孔中部分被建構為單向閥的事實，容許為不同流向提供不同的減弱特性。

雖然配置有單向閥之流孔容許場敏感、流變介質 以多數流向中之一流向流過，該場敏感、流變介質僅被允許流過在相反流向建構成通孔的流孔。該等流孔以串聯方式與該等扇型阻尼管連接，以致於經由該等關閉流孔提供了明顯減少的流截面，以致使在該二流向中指定不同的阻尼特性。再者，該場敏感、流變介質以該二流向流過所有扇型阻尼管，其中依流向而定，該場敏感、流變介質受到不同的場強度。

試驗顯示出個別阻尼管的關閉可能導致該等吸 震器的無法令人滿意之結果或甚至失敗。當只有多數扇型阻尼管中一個被單向閥關閉時，則可觀的不同壓力可在操作中作用於每個阻尼管。此可導致薄扇壁的暫時或甚至永久的變形，致使吸震器的性能惡化或整個吸震器甚至可被毀壞。根據本發明的事實是該扇型阻尼管通向一收集室，該收集室接著緊接該等通孔，該等通孔中部分可被關閉，以確保流動隨時同時流過所有扇型阻尼管。以此方式，在扇型阻尼管內的壓力程度至少趨近相似。

同時本發明亦達到在壓縮階段及在回彈階段存 在不同的流動截面，以致使在壓縮階段及在回彈階段的基本減弱作用不同。再者，於壓縮階段及回彈階段兩者，場 產生裝置皆可施與所欲的場，以致能夠依所欲控制減弱作用的精確程度。於壓縮及回彈階段，在相似的場強度下，操作基本上是可實行的。甚至就相同場強度而言，非常不同的阻尼強度係依賴流向來達到。

根據本發明之吸震器的相當優勢為事實上基於 阻尼程度相對於流向而有差異，配置有此吸震器的自行車即使在失去控制下時仍保持「可以操作的」。縱使控制及電源供應失敗，於壓縮及回彈階段之減弱差異產生一基本減弱作用，其可調適到例如所欲操作的範圍內。

再者，若基本減弱作用已經大致地調適到所欲操 作之範圍，則降低用於控制所須的能量。為得到一所欲之特性曲線，場產生裝置在此情況下必須產生比較上幾乎沒有且無論如何較小的場或力量上的差異。

有可能不僅提供二扇型阻尼管，且三或四個扇型 阻尼管也能存在。也有可能例如將分布在周圍的多數扇型阻尼管組群。

較佳地，設置該等扇型阻尼管以致使其等在壓縮 階段及回彈階段的減弱中皆有作用。

在有利的建構中，安置且建造單向閥使得其等在 壓縮階段減弱中自動開啟，且在回彈階段減弱中自動關閉。較佳為幾乎不需用力來移位該等單向閥以確保一敏感、快速的反應。

單向閥的設計較佳為使得其等能承受鎖定狀態 下的壓力，且在該流向中，幾乎不需用力，其等釋放最大 可能的流動截面。擋止件是有利的，使得能防止物質的超拉伸。由一或多數堆疊的墊片組成的單向閥已被證明是良好的。

亦較佳的是以類似傳統阻尼器中墊片的方式使 用該單向閥。該等墊片閥或碟閥堆通常顯示一非線性力路徑以供產生所欲之特性阻尼曲線。在根據本發明之吸震器中，一非線性力路徑可經由墊片閥或碟閥堆來趨近所欲之基本曲線。

在較佳之特定實施例中，阻尼閥係設置在包含阻 尼活塞及活塞桿的阻尼活塞單元。尤其，阻尼閥可至少實質地合併於阻尼活塞中。

有可能且較佳為將配置有單向閥的流孔實質地 設置在阻尼活塞。尤其，將至少部分配置有單向閥的流孔實質軸向地定位在活塞表面。如此確保良好的流動狀況。

亦較佳為將至少一個通孔配置在活塞桿上，其中該通孔尤其是實質徑向地定位。在此方式中，容許場敏感流體自活塞桿內部向外流，反之亦然。較佳地，該收集室至少部分延伸入活塞內部且至少部分延伸入活塞桿內部。尤其較佳為提供二或更多收集室。

在較佳的建構中，一通孔包含一端部擋止緩衝件。為此目的，該通孔可例如配置在活塞桿上且有一終端朝向阻尼活塞傾斜的入口。此一終端傾斜的入口例如在壓縮時容許一簡單的端部擋止緩衝件，因為該終端傾斜的入口及/或該通孔在壓縮或回彈時自動關閉，以致能增加至少 一端部擋止件附近的減弱作用。

較佳地，配置至少一個彈簧裝置，其包含一第一 彈簧室及至少一個具有可壓縮介質的第二彈簧室。尤其，氣體且較佳為空氣被應用作為該可壓縮介質。亦可思及應用彈性體彈簧或鋼彈簧或其類似物來作為彈簧裝置。

較佳地，將該阻尼器裝置設置於一阻尼器殼體 中，其在壓縮時伸入該彈簧裝置。然後，特佳地，至少在該壓縮狀態中，使至少該第二彈簧室至少部分地圍繞至少該第一阻尼室。如此允許一特別緊密的結構。

在這些組態中，較佳為提供一可移動地設置在該 活塞桿上的彈簧活塞。在壓縮及/或在回彈時，該彈簧活塞特別地適用於至少部分地且較佳為完全地，關閉該通孔及任擇地關閉該終端傾斜的入口。

較佳地，至少一個阻尼管暴露於場產生裝置的場 中，該場產生裝置係在活塞桿的徑向上延伸或與該活塞桿之縱向延伸垂直地延伸。基於如此的場定向，該阻尼管暴露於該場產生裝置的場超過一特別長的距離，以致能有特別有效的減弱作用。

較佳地係至少一個磁導性環狀導體徑向朝外地 圍繞該場產生裝置及/或該阻尼管。

在有利的建構中，扇壁的管壁厚度小於垂直流向 之阻尼管的最低完全擴展的兩倍。此尤其意指扇壁的管壁厚度小於阻尼管的高度或寬度。特佳地，扇壁的截面積係小於至少一阻尼管的截面積。亦為有利的是扇壁的管壁厚 度小於流向中扇壁長度的十分之一。該扇壁特別地包含一小於垂直流向之扇壁寬度之五分之一的管壁厚度。

薄扇壁允許緊密結構及低重量。藉由扇壁分隔而 劃分為兩個阻尼管，允許在小安裝空間內有高阻尼力。特別在此狀況中，重要的是不使不同的阻尼管暴露於不同的壓力。就鄰近之阻尼管的極大壓力差異而言，薄扇壁無法承受負載及變形或破裂。然而，為了要承受此等負載，扇壁必須要變成可觀較厚，其將可觀地降低通道截面。

在此等建構中，選擇阻尼管面積相對於扇壁面積 的比例大，以致能提供淨表面的最大可能比例。對小安裝空間來說，如此使得其具有特別好的利用性。

在根據本發明的另一建構中，吸震器係供用於一 至少部分肌力驅動自行車且包含至少一阻尼器裝置，該阻尼器裝置具有被分配到的第一阻尼室及第二阻尼室，該等阻尼室係經由至少一阻尼閥彼此液壓地耦合。至少一具有場敏感的流變流體介質的流管被配置於該阻尼閥中。該至少一阻尼閥具有被分配到的一場產生裝置，該場產生裝置用於產生及控制該阻尼閥的該流管中之場強度。該阻尼管被設置成使得在壓縮階段及在回彈階段流動通過該阻尼管。該阻尼閥包含用於壓縮階段及回彈階段之分隔的流量閥，藉由該流量閥能夠機械地調整特性阻尼曲線的基本曲線。

此一吸震器之一可觀的優點為基本曲線能夠適 宜所提供的安裝情況。不同的車架幾何及車架尺寸要求不 同的設定。然而，基本上，吸震器在其操作範圍內可電氣地改變。使基本曲線適宜所提供之最軟的特性阻尼曲線容許節省更多的能量，因為只有相對於最軟的特性阻尼曲線之改變需要電氣控制。

較佳地，藉由至少一例如可互換的流量閥，有可 能改變流動阻力。經由至少一用於設定特性阻尼曲線之基本曲線的機械調整裝置，也有可能改變至少一流量閥的流動阻力。

特佳地，藉由至少一個別的機械調整裝置或藉由 至少一可互換的流量閥，至少一流量閥在壓縮階段是可改變的且至少一流量閥在回彈階段是可改變的，以適當地指定特性阻尼曲線的基本曲線。

較佳地，改變基本曲線需要一位熟習先前技術者。

本發明的進一步優點及特徵，可由參照附圖而討論於下文中的示範實施例得知。

1‧‧‧阻尼器裝置

2‧‧‧阻尼器殼體

3‧‧‧第一阻尼室

4‧‧‧第二阻尼室

5‧‧‧阻尼活塞

6‧‧‧活塞桿

7‧‧‧流管

8‧‧‧阻尼閥

9‧‧‧場敏感介質

10‧‧‧特性阻尼曲線

11‧‧‧場產生裝置，線圈

12‧‧‧控制週期

13‧‧‧收集室

14‧‧‧流孔

15‧‧‧流孔

16‧‧‧通孔

17‧‧‧單向閥

18‧‧‧閥開口

19‧‧‧扇壁

20‧‧‧阻尼管

21‧‧‧阻尼管

22‧‧‧一氣流側

23‧‧‧其他氣流側

24‧‧‧流向

25‧‧‧入口

26‧‧‧彈簧裝置

27‧‧‧第一彈簧室

28‧‧‧第二彈簧室

29‧‧‧管壁厚度

30‧‧‧完全擴展

31‧‧‧長度

32‧‧‧寬度

33‧‧‧截面積

34‧‧‧截面積

35‧‧‧截面積

36‧‧‧環形導體

37‧‧‧彈簧活塞

38‧‧‧電纜

39‧‧‧端位置

40‧‧‧阻尼活塞單元

41‧‧‧核心

42‧‧‧絕緣材料

43‧‧‧流閥

44‧‧‧調整裝置

45‧‧‧記憶裝置

46‧‧‧控制裝置

47‧‧‧感測器

48‧‧‧操作裝置

49‧‧‧顯示器

50‧‧‧電子單元

51‧‧‧控制鈕

52‧‧‧步驟

53‧‧‧網際網路

54‧‧‧網路介面

55‧‧‧通信網路介面

56‧‧‧步驟

57‧‧‧圖形操作單元

58‧‧‧歷時壓縮階段

59‧‧‧歷時回彈階段

60‧‧‧控制裝置

61‧‧‧電池單元

62‧‧‧基本曲線

63‧‧‧時間

64‧‧‧時間

65‧‧‧時間

66‧‧‧最大壓縮

67‧‧‧最大相對速度

68‧‧‧最大阻尼力

69‧‧‧最大電流強度

70‧‧‧步驟

71‧‧‧平衡空間

72‧‧‧平衡活塞

73‧‧‧支持件

74‧‧‧磁鐵

75‧‧‧柱塞

77‧‧‧最大相對速度

78‧‧‧最大阻尼力

79‧‧‧最大電流強度

80‧‧‧相對移動

81‧‧‧參數

82‧‧‧相對速度

83‧‧‧將設定的場強度

84‧‧‧阻尼力

85‧‧‧事件

86‧‧‧相對位置

87‧‧‧時距

90‧‧‧特性阻尼曲線

91‧‧‧低速範圍

92‧‧‧高速範圍

93‧‧‧轉換區

94‧‧‧梯度

95‧‧‧梯度

96‧‧‧折點

97‧‧‧箭頭

98‧‧‧梯度

99‧‧‧梯度

100‧‧‧吸震器

101‧‧‧組件第一端

102‧‧‧組件第二端

111‧‧‧前輪

112‧‧‧後輪

113‧‧‧車架

114‧‧‧懸吊叉架

115‧‧‧後輪阻尼器

116‧‧‧把手

117‧‧‧車座

200‧‧‧自行車

在圖式中：圖1顯示配備有根據本發明的吸震器的自行車的示意圖；圖2顯示根據圖1的自行車的通信連接的示意圖；圖3顯示具有電子單元的根據圖1的自行車吸震器的剖面示意圖；圖4顯示根據圖3的吸震器在壓縮階段的放大圖 解說明的截面側視圖；圖5顯示吸震器在回彈階段的放大截面圖；圖6顯示根據圖3的吸震器的活塞單元；圖7顯示自圖6的A-A所得的橫截面圖；圖8顯示扇狀阻尼管的圖解說明圖；及圖9顯示活塞單元的放大橫截面圖；圖10顯示用於根據圖3的吸震器的特性阻尼曲線的第一示意圖解說明圖；圖11顯示根據圖3的吸震器的基本液壓曲線及兩個不同的特性阻尼曲線的示意圖解說明圖；圖12顯示用於根據圖3的吸震器在一跳動期間的懸吊行程、活塞速度、阻尼力，及施用的現時電流強度的時間路徑；以及圖13顯示根據圖3的吸震器的另一阻尼器活塞。

參考附圖，配備吸震器100的自行車200的示範實施例將於下文中討論。

圖1顯示配置成越野自行車且包含車架113及前輪111及後輪112的自行車200的示意圖解說明圖。前輪111及後輪112兩者皆配備輪輻及可設置碟式煞車。變速系統(gear shifting system)供用於選擇傳動比。再者，自行車200包含把手116及車座117。

前輪111設置有配置成懸吊叉架114的吸震器100，且後輪設置有配置成後輪阻尼器115的吸震器100。 中央控制裝置60目前是設置在把手116。

中央控制裝置60可作為一懸吊系統，同步控制 懸吊叉架114及後輪阻尼器115兩者。吸震器100及更多自行車組件的控制可依賴不同的參數提供及也可以經由感測器資料完成。任擇地，可調整座桿的懸吊及/或阻尼特性。有可能經由中央控制裝置60也控制變速系統，以供調整不同的傳動比。

此外，每一個吸震器100在設置成可交換的電子 單元50中包含至少一個控制裝置46。此電子單元50包含至少一個電池單元61。此等電池單元61可與個別的電子單元一起或分離地交換。例如可設置可充電電池單元，其能很快地與電子單元50一起自吸震器被移除，以供再充電所述電子單元。亦可能藉由中央電池單元或藉由發電機或諸如此類的協助或操作來進行能源供應。

目前控制裝置46或控制單元是併入吸震器中， 其中控制單元提供基本功能。接著經由電子單元50或經由中央控制裝置60產生操作。借助於控制裝置60或控制裝置46，可設定懸吊叉架114及後輪吸震器115的阻尼特性。

經由操作裝置48來操作中央控制裝置60。使此 控制裝置60具有顯示器裝置49及/或多數操作鈕51是有可能的。也有可能使此控制裝置配置為觸敏式(touch-sensitive)或近敏式(proximity-sensitive)，以致能容許通過碰觸指定按鈕或諸如此類來操作。

此控制裝置60接著也可以當做自行車電腦，顯 示例如現時速度，及平均速度及/或每日、每次旅行、每圈的公里數的資料。也可能顯示目前位置、目前高度，或旅行路線或路線剖面圖。

圖2顯示所涉及的組件的通信連接的示意圖解說明圖。中央控制裝置60可利用線裝或無線方式與個別組件連接，例如經由無線區域網路(WLAN)、藍牙(Bluetooth)、ANT+、GPRS、UMTS、LTE，或其他傳輸標準。以虛線顯示的與網際網路53的連接為無線連接。控制裝置60可與電池單元61連接或具有自己的能源供應。再者，控制裝置60可與感測器47或多個感測器47連接。圖形操作單元57或顯示單元也可具有與控制單元60的無線連接。懸吊叉架114的吸震器100或後輪阻尼器115的吸震器100可無線連接或線裝。經由網路介面54產生連接，其可被配置為無線電網路介面55或電纜連接56。

在圖2，示意圖解說明控制週期12，其被儲存於記憶裝置並被儲存或程式化於控制裝置60或控制裝置46。控制週期12是在操作中週期性地執行，且特別地連續週期性地。在步驟52，例如感測器47擷取第一組件相對於第二組件的現時相對移動或現時相對速度。在步驟52，參數是衍生自感測器47或多個感測器的數值，此參數代表現時相對速度。接下來在步驟56中，考慮到預定或選定的特性阻尼曲線，接著自所獲得的參數81衍生出將設定的有關阻尼力(參見圖10及圖11)。由所述的有關阻尼力衍生出現時將設定的場強度的測量，利用此測量至少大約完成將設 定的阻尼力。此測量可能為場強度本身，或者顯示電流強度，利用此電流強度至少大約獲得了將設定的阻尼力。於隨後的步驟70中，產生將現時設定的場強度或將對應的電流強度施加至作為場產生裝置的電線圈裝置，以致於在此控制週期12的單一循環內產生阻尼力，所述阻尼力在選定或預定的特性阻尼曲線的狀況下，對應第一組件相對於第二組件的現時相對速度。接下來，開始下一循環且再次執行步驟52。

圖3顯示目前應用於例如後輪阻尼器115中的吸震器100的簡化橫截面圖。

吸震器100包含阻尼器裝置1。固定吸震器100，具有作為組件101的第一端及作為組件102的第二端，被固定到不同的車架部分以減弱相對移動。

在阻尼器殼體2中，設置有阻尼活塞單元40，其包含如同阻尼閥8及與其連接的活塞桿6的阻尼活塞5。此阻尼活塞5內設置有阻尼閥8，其目前包含場產生裝置11及尤其是電線圈以供產生適當的場強度。在核心41中央區的磁場線行進大約與活塞桿6的縱向延長垂直及因而大約垂直穿過阻尼管20，21(參見圖4)。在圖4中，這樣導致有效地影響存在於阻尼管20及21中的磁流變流體，以致於允許有效減弱流經阻尼閥8的流動。吸震器100包含通過配置為活塞5的阻尼閥8而彼此分開的第一阻尼室3及第二阻尼室4。在其他配置中，可能有設置在阻尼器殼體2外部且經由電源線連接的外部阻尼器閥8。

第一阻尼室4朝向其端102緊接著的是平衡活塞 72且接著緊接著的是平衡空間71。平衡空間71較佳地填滿氣體且供用於平衡在壓縮時進入整個阻尼器殼體2的活塞桿體積。

作為場敏感介質的磁流變流體9不僅存在於阻 尼閥8內，且大體上存在於二個阻尼室3及4內。

界於第一阻尼室3及第二阻尼室4間的流管7 自第二阻尼室4開始延展，首先經過扇型阻尼管20及21，該等阻尼管在另一端導引至一個收集室13或多數收集室13。接下來，磁流變流體離開阻尼管20，21，在經過流孔14，15前，進入第一阻尼室3。在壓縮時，也就是在壓縮階段，磁流變流體流經過所有的流孔14，15。此意指磁流變流體流的主要部分目前經過流孔15且單向閥17在流孔15自動打開，以致使磁流變流體能自第二阻尼室4通過進入第一阻尼室3。

在此壓縮狀態下圖解說明的第一阻尼室3，被彈 簧裝置26的第二彈簧室27徑向地完全包圍。如此允許得到特別緊密的結構。

就吸震器100的完全回彈來說，彈簧支承柱塞 75導致界於第一彈簧室26及第二彈簧室27間的壓力補償。

於阻尼器殼體2的末端設置彈簧活塞37。在所述 彈簧活塞上設置支持磁鐵74的支持件73。磁鐵74是感測器47的一部分。感測器47包含擷取訊號的磁位差計，所述訊號代表磁鐵74的位置且因而代表所述彈簧活塞的位置。此 電位計47不僅准許決定一個相對位置且目前也准許決定吸震器100的壓縮或回彈的絕對階段。

圖4及圖5顯示根據圖3的圖解說明的部分放大細 節，圖4圖解說明壓縮階段的狀況，以及圖5圖解說明回彈階段的狀況。

在圖解說明於圖4的壓縮階段狀況中，也就是在 壓縮時，自第二阻尼室4經過阻尼管20，21合併的磁流變流體9，進入阻尼活塞5。經過阻尼管20，21的流動阻力，隨配置成線圈的場產生裝置11的磁場而定。在離開阻尼管20，21後，磁流變流體收集於兩個收集室13(參見圖9及圖13)，接著經過具有單向閥17的流孔15，所述流孔15在壓縮階段的狀況中是可滲透的。

在圖解說明於圖5的回彈階段狀況中，磁流變流 體自所述側22，活塞桿6的一側，流向阻尼活塞5。在流孔15處的單向閥17自動關閉，以致使只有為了活塞桿6中的通孔16配置的流孔14，留待使磁流變流體流入阻尼活塞5。當磁流變流體9已進入所述收集室13中的通孔16或進入所述多數收集室13，磁流變流體均勻地流經所有的扇型阻尼管20，21，直到磁流變流體在另一流動側23離開阻尼活塞5。 在圖5也可很明顯地看出阻尼活塞5包含作為場產生裝置11的線圈、導磁材料的核心41及環形導體36。再者，可設置絕緣材料42。

收集室13使特別配置為墊片閥的單向閥17，有效 率地與阻尼管20，21串聯連接。收集室13用以避免因為在 阻尼管20，21內的壓力不同，特別不允許的風扇壁19上的高裝載量。就風扇壁19兩側上的不同裝載量來說，能夠發生30根杆、50根杆及更多的操作壓力，可能導致薄風扇壁19的損毀。

圖6顯示始自凸伸出的電纜38的一端，具有阻尼 活塞5及活塞桿6的阻尼活塞單元40的側視圖。示範顯示阻尼管20，21的長度31。在這個圖解說明中，可清楚看到配置成通孔16的流孔14隨後具有傾斜入口25，所述傾斜入口用於自動增加末端位置減弱。當吸震器100幾乎完全回彈後，彈簧活塞37接著首先滑過流孔16及接著越過入口25，以致於具有持續降低的流動橫截面，且因而自動增加阻尼力。

圖7顯示圖6中的橫截面A-A。核心41被配置為線 圈的場產生裝置11所包圍。阻尼管20及21設置於核心內。 核心及線圈被環形導體36徑向地包圍。

圖8顯示設置於核心41的阻尼管20，21的放大圖解說明。扇型阻尼管20，21通過風扇壁19彼此分開。風扇壁19的管壁厚度29小於阻尼管20或21的高度30。風扇壁19的截面積33又可觀地小於阻尼管20或21的截面積34或35。在此圖解說明例中，風扇壁19的管壁厚度29大約為0.3至0.6mm。阻尼管20或21的淨高30較大，為0.5mm至0.9mm。

未受限之下，後輪阻尼器115的阻尼管20，21的數值一般為，管長度31大約界於10至30mm，管寬度大約界於5至20mm，及管高度大約界於0.2至1.5mm。可存在最多 達10個阻尼管20，21，其等接著可組合形成一個或多個群組。在這樣的一個群組中，阻尼管20，21通過管壁厚度一般界於0.2至1mm的風扇壁19而彼此分開。

淨流橫截面為全部阻尼管20，21的總和，大部分視管道形狀、應用的流體、活塞表面及所希望的力量範圍而定。淨流橫截面一般落於界於10至200平方毫米間的範圍內。

圖10顯示以力量-速度圖形表示的具有阻尼閥8的根據圖3的吸震器100的特性阻尼曲線10。低速範圍91及高速範圍92經由一個和緩轉彎與半徑93連接。特性阻尼曲線10目前是不對稱的。雖然特性阻尼曲線10基本上對於壓縮及回彈階段顯示類似的曲線路徑，在回彈階段的梯度將被指定比壓縮階段陡峭。

考慮到液壓基本減弱，特性阻尼曲線10始終即時用電力設定，以致使在震動或事件的每一情況或每一個擾亂85下，於此震動85或此擾亂期間仍設定適當的阻尼力。

對於壓縮階段及回彈階段，經由顯示實質線性梯度94或98的直線，皆能夠良好地趨近低速範圍91中的特性阻尼曲線10的梯度94。預定特性阻尼曲線10通過座標原點，致得就阻尼器活塞5的相對速度為零來說，沒有阻尼力。如此允許有一非常軟且適切的反應性。

在高速範圍92內，梯度95及99亦現時被指定為實質線性。曲線中間部分93可在中間延伸以致能避免折點96。又或者可提供一個線性中間部分93或多個線性或微曲 中間部分93以趨近一個曲線路徑。

再者，插入一個箭頭97指明具有不同強度的一個磁場的效應。考慮到較高的磁場強度特性阻尼曲線向上移動，而利用較弱的磁場使所述特性阻尼曲線向下移動。

沒有設置中間部分93的特性阻尼曲線是以虛線繪製，以致能在點96產生多少不等的顯著折點。

在低速範圍91的梯度94和98及在高速範圍92的梯度95和99對於目前的期待及狀況是可更改的且可適應的，如同整個特性阻尼曲線10。以這個方式，當辨識出一不同的地面，可自動選擇不同的特性阻尼曲線，指定較軟或較硬的減弱作用。與所選擇的特性阻尼曲線無關地，每一個震動始終即時被減弱。

在個別高速區域92的梯度95和99再次被指定且可視需要而改變。用於控制裝置及作為場產生裝置11的電線圈的電源也可通過電池、蓄電池、發電機、電動機，或特別是輪毂發電機來提供。

圖11圖解說明基本曲線62及不同的特性阻尼曲線10及90。所述圖式顯示組件101及102彼此相對速度上的阻尼力。

基本曲線62表示吸震器100的無應用磁場的液壓特性。通過單向閥17，在壓縮階段及在回彈階段的基本曲線的梯度不同，所述梯度在回彈階段比壓縮階段陡峭。

特性阻尼曲線10及90在圖11中是不對稱的。特性阻尼曲線10及90代表在相對速度上因而發生的阻尼力，且 所述阻尼力是由基本曲線62的阻尼力及磁性產生的阻尼力所組成。如此意指在特定的壓縮速度或回彈速度的狀況下，無法設定低於基本曲線62阻尼力的阻尼力。在設計時必須考慮基本曲線62。由於這個基本原則不可能有較弱的減弱。另一方面，考慮到界於特性阻尼曲線10與基本曲線62間非常小的差異，所要求的電能特別低，以致使基本曲線62對於所提供的最軟特性阻尼曲線的某些調整是有用的。所提供的最軟特性阻尼曲線可為例如特性阻尼曲線10。

具有「有用的」特性的基本曲線62確保合理的緊 急運轉特性，以防電源停止提供足夠能量。機械性調整的緊急閥也是可能的且為較佳的，以提供可調整的緊急運轉特性。

在壓縮階段及回彈階段的梯度是不同的。在回彈 階段，梯度96大體上是近似線性。在回彈階段，在低速範圍91及高速範圍92間實際上沒有差別。

然而，在壓縮階段，就特性阻尼曲線10及90兩者 都被入來說，低速範圍91及高速範圍92目前顯示不同的梯度94及95。

控制裝置46以例如1ms、2ms或5ms的短且等距的 時距，週期地掃瞄感測器47。控制裝置46自訊號計算用於相對速度82的參數81。控制裝置可能自感測器訊號，獲得將應用作為參數81的相對速度82。在最簡單的情況下，感測器47直接獲得相關的相對速度。在另一個簡單情況下，感測器47或控制裝置46自感測器訊號，獲得組件101及102 彼此相對的路徑或位置的變化。利用已知兩次測量間的時距，可衍生出相對速度82及因而衍生出參數81。若兩次測量間的時距係實質不變，在位置或相對移動的變化可直接用於作為參數81。

參數81也可能自加速感測器數值或自一組多數 不同感測器數值的參數來獲得，所述參數81為現時相對速度82的代表。一個實施例提供來自將被耦合的加速感測器及/或耦合的位移感測器的資料，以致於一方面對於因為道路的起伏或高低不平的快變化有可能快速反應，而另一方面，在較慢的活動中達到精確的位置及速度感應。

利用所獲得的參數81，借助於儲存在記憶裝置內的特性阻尼曲線10或例如90，獲得有關的阻尼力84或84'。即時衍生及調整線圈11的相關聯磁場及有關的電流強度。此意指一個週期是在20ms內完成且通常在10ms內完成。更頻繁地進行測量，例如在5ms的時距或甚至在1或2ms的時距或甚至更快。控制裝置處理接收到的感測器訊號，借助於線圈11產生適當場強度的磁場，以供產生與參數81有關的阻尼力。磁場是在所提供的例如10ms的週期時間內作用，調整所希望的阻尼力84。

若在另一測量週期後，相對速度82已改變，產生一對應的不同磁場，以致使由感測器47、控制裝置46及阻尼閥8組成的控制週期作為作用器，維持所希望的反應時間，使系統即時修改。

測量已顯示出在自行車阻尼器內，反應及10或 20ms的週期時間對於即時調整減弱完全是充足的。

此亦顯示於如圖12圖解說明的實際測量及已減弱跳動的資料中。

圖12以上下配置的方式，在許多單獨圖表中，顯示在自行車進行的跳動間，隨著時間的測量及控制資料。

最上方的圖解說明對應於以秒為單位的時間的以毫米為單位的懸吊行程，在整個時間標度僅顯示2秒。在下方，因此圖解說明對應於相同的時距的相對速度、阻尼力，及電流強度。

起初，吸震器100係置於SAG位置內部，且被壓縮至約12mm。在作為事件85的跳動期間，吸震器100回彈，以致使阻尼活塞5在大約0.75秒時幾乎於完全回彈。

在碰觸地面後，後輪開始壓縮，得到最大的壓縮及因而獲得發生在大約0.8秒時的壓縮階段的相對速度67，且現時達到0.4m/s以上的值。同時，現時大約500N的最大阻尼力68是產生於壓縮階段電流強度69的最大值。

一段非常短的時間後，在時間64時達到最大壓縮66，其中相對速度67到達零。因此，控制裝置使電流強度降低到零，以致此阻尼力為零。

接下來，接著是回彈階段減弱，同時吸震器100再次回彈。同時，因此增加電流強度以供調整阻尼力，所述阻尼力對應被給與指定特性阻尼曲線設定的相對速度67。

在回彈階段，最大相對速度77將發生在時間65， 所述時間導致最大的電流強度79以供產生大約600N的最大阻尼力78。

跳動的歷時是由大約0.2秒的壓縮階段的歷時58，及大約0.5秒的回彈階段的歷時59，加上前述的回彈相。

由時間緊接著指出250ms的調節速度是不足的。為了即時操作，目前確認的是此系統必須在至少50ms內反應且最好在20ms以內。

包括擷取感測器訊號、衍生出參數、調整電路強度，及調整阻尼力84的調節速度，目前是小於10ms。因此，在圖12中圖解說明的時間期間內，經過控制週期12或控制回路約200次。

圖13顯示根據圖3的用於吸震器100的另一種阻尼器活塞5。每一個阻尼器活塞5的端部配有至少一個收集室13。如此允許在阻尼器活塞的每一個端部提供額外的流孔14作為與阻尼管20串聯的流閥43。也可能提供二個或更多個阻尼管20和21。

由於提供至少一個界於機械流孔14或機械流閥43間的阻尼管20，於壓縮和回彈階段可選擇不同的阻尼力。流孔14可部分地配置為通孔16且部分為單向閥17。在此方式中，基本曲線62的不同阻尼力可彼此獨立地在每一個流動方向指定。

特別配置為單向閥17的流閥43，可借助於調整裝置44來調整，例如螺絲或旋轉元件，以供設定與方向的流動阻力。例如，每一個端部可具有一個旋轉環作為調整裝 置44，所述旋轉環相對於旋轉角度，關閉部分或全部的設置於周圍的一、二、或更多的流孔，以致於在流向22或23之一者或另一者中可獲得最大流動截面能因此被設定。

於所述方式中，吸震器100的基本曲線62可在回 彈階段及在壓縮階段兩者，被修改為所希望的。例如，可提供吸震器100的基本曲線62至車架型式的修改。依據車架幾何及車架大小和安裝位置，可進行預調整以致能提供基本曲線62的基本修改給安裝條件。

接下來，較佳地將基本曲線62設為所提供的安裝 情況，以致於所述基本曲線大約對應到所提供的具有最軟減弱狀態的特性阻尼曲線10。若僅希望或設定軟減弱，將不需要任何電能。電線圈僅在當要求較強減弱的時間時必須被通電。此方式允許再次可觀地降低電流消耗。

在吸震器100的所有操作方式中，較佳地應用至 少一個位移感測器作為感測器裝置47。感測器裝置47較佳地在例如2kHz的頻率及12位元(bits)的解析度下讀取。理論上，考慮每0.5ms一次50mm的後輪阻尼器115的衝程，能以12μm的準確度決定相對移動。不同地，懸吊叉架114顯示例如150mm的衝程，以致於在相同狀況下，能以36μm的準確度決定相對移動。

借助於感測器裝置47擷取的資料較佳地經過低 通濾波器且被使用於計算速度，其中通過現時速度、方向，及現時特性阻尼曲線來計算特定的阻尼力。此計算操作可被重覆，例如500Hz，以致使每2ms可產生一次新力量規 格。將設定的電流可得自於此阻尼力，所述阻尼力是基於阻尼力及因此所要求的場強度，及接著因此所要求的電流強度的已知組合。尤其，專用的電流調整器借助於特定力，在吸震器上的電線圈裝置上設定個別的電流，以致使所得的阻尼力能充分快速地被追蹤並實質對應此規格。

通過模擬儀測量的相對移動的數位訊號的轉 換，及指定的電流或將設定的電流的後續計算幾乎不需要任何資源，且使用最先進的微控制器，大約只不過在微秒內即可完成。電流調整器提供電線圈裝置的適切快速反應，以致使雖然無感應電流及渦電流，在非常少毫秒內，電流有可能自0%跳動到100%。

對於電流調整器的反應性有利的是低通濾波器 及相對速度的計算，其中目前必須找到界於快速反應及濾波器效應間的妥協方案。濾波器參數可動態地適應於主流狀況。

考慮到快速濾波，位置上的相對移動或改變，將 在最壞的情況中，於2ms後的後續調節脈衝中被確認，且接下來將在數微秒內被處理。電流調整器將實際上立即努力實現電流的新規格。阻尼力有些延遲地依循電流新規格作用。磁流變流體(MRF)的反應時間小於1ms。此系統的死板再次只具有輕微重要性。依此堅固的結構而定，阻尼力的新標稱值在數毫秒內獲得。利用此系統可容易取得小於10ms的跳動反應時間，且在過去已被成功地驗證。依需求及可用的製造成本而定，可使用較快速的組件，所述組件 允許跳動反應時間於一-數位毫秒的範圍內。

調整也可以模糊邏輯及/或學習為基礎。

二或更多個阻尼器可被電力連結以形成一個系統。在此情況中，例如相關資料即時自第一阻尼器傳遞至第二阻尼器，以致使能較好地適應該事件。例如在此懸吊叉架的阻尼器能夠傳遞訊息到後輪阻尼器，以致使後者能預期，例如一劇烈震動。整個系統將因而更有效率。亦/或二或更多個阻尼器的液壓連結是有可能的(開放或密閉液壓系統)。

阻尼器裝置可包含二或多個可控制的阻尼閥，所述阻尼閥具有一個(或多個)場產生裝置。這些可被附接至可彼此相對移動的組件的外部。也可能提供至少一個產生靜磁場的永久磁鐵。通過利用作為場產生裝置的電線圈產生的磁場，有效地作用在阻尼閥的磁場強度可接著即時(即時調整)。

整體而言，本發明提供一種有利的吸震器，可應用於作為後輪吸震器及應用於懸吊叉架兩者。可以簡單方使壓縮及/或回彈階段中有不同的基本減弱。差異視流孔內單向閥的方位而定。以此方式，可確保對於許多不同需求有彈性及廣泛的適應。即時進行控制以致能對於所有發生的事件、擾亂、震動或障礙提供迅速即時反應。

1‧‧‧阻尼器裝置

2‧‧‧阻尼器殼體

3‧‧‧第一阻尼室

4‧‧‧第二阻尼室

5‧‧‧阻尼活塞

6‧‧‧活塞桿

7‧‧‧流管

8‧‧‧阻尼閥

9‧‧‧場敏感介質

11‧‧‧場產生裝置，線圈

13‧‧‧收集室

14‧‧‧流孔

15‧‧‧流孔

16‧‧‧通孔

17‧‧‧單向閥

23‧‧‧其他氣流側

26‧‧‧彈簧裝置

27‧‧‧第一彈簧室

36‧‧‧環形導體

37‧‧‧彈簧活塞

38‧‧‧電纜

40‧‧‧阻尼活塞單元

41‧‧‧核心

47‧‧‧感測器

71‧‧‧平衡空間

72‧‧‧平衡活塞

73‧‧‧支持件

74‧‧‧磁鐵

75‧‧‧柱塞

101‧‧‧組件第一端

102‧‧‧組件第二端

Claims (18)

1. 一種用於至少部分肌力驅動的自行車之吸震器，該吸震器具有一阻尼器裝置，該阻尼器裝置具有被分配到的一第一阻尼室及至少一第二阻尼室，該等阻尼室係經由至少一阻尼閥而彼此液壓耦合，其中該阻尼閥配置具有場敏感的流變流體介質的至少一流管，其中該至少一阻尼閥具有被分配到的至少一場產生裝置，該場產生裝置用於產生及控制該阻尼閥的該流管中之場強度，其中：在該阻尼閥中的該流管包含至少一收集室，其經由多數流孔與該第一阻尼室液壓地連接，其中至少一該流孔中被建構成一通孔且至少一該流孔中作為配置有單向閥之可關閉的閥開口，收集室係經由至少多數阻尼管與該第二阻尼室液壓連接，該等阻尼管中的每一者係藉由一扇壁而彼此分隔，至少一通孔係配置在一活塞桿，以及在該活塞桿之該通孔包含終端朝向該阻尼活塞傾斜而使端部擋止獲得緩衝的一入口。
2. 如請求項1之吸震器，其中該等阻尼管被配置以致於其等在壓縮階段及回彈階段皆有作用。
3. 如請求項1或2之吸震器，其中該等單向閥被設置及構築以致於其等在該壓縮階段減弱中自動開啟以及在該回彈階段減弱中自動關閉。
4. 如請求項1或2之吸震器，其中該阻尼閥係設置在包含阻尼活塞及活塞桿的阻尼活塞單元。
5. 如請求項4之吸震器，其中配置有一單向閥的該等流孔係實質地設置在該阻尼活塞且尤其是實質軸向地定位。
6. 如請求項1之吸震器，其中該通孔係尤其是實質徑向地定位。
7. 如請求項1或2之吸震器，其中配置至少一彈簧裝置，該彈簧裝置包含一第一彈簧室及至少一配置有可壓縮介質的第二彈簧室。
8. 如請求項7之吸震器，其中該阻尼器裝置係設置於一阻尼器殼體中，其在壓縮時伸入該彈簧裝置至一端，在該端尤其至少在該壓縮狀態中，使至少該第二彈簧室至少部分地圍繞至少該第一阻尼室，或其中該阻尼器裝置及該彈簧裝置係分隔設置。
9. 如請求項8之吸震器，其中配置一彈簧活塞，其設置成可相對於該活塞桿移動。
10. 如請求項9之吸震器，其中該彈簧活塞適用於在壓縮時關閉該通孔。
11. 如請求項1或2之吸震器，其中該阻尼器殼體的該端部適用於在壓縮時關閉該通孔。
12. 如請求項1或2之吸震器，其中至少一該阻尼管能被暴露於在徑向上延伸的該場產生裝置的場中。
13. 如請求項1或2之吸震器，其中至少一磁導性環狀導體徑向朝外地圍繞該場產生裝置及/或該阻尼管。
14. 如請求項1或2之吸震器，其中該扇壁具有一管壁厚度，該管壁厚度小於垂直該流向之一阻尼管的最低完全擴展的兩倍及/或其中該扇壁的一截面積係小於至少一阻尼管的截面積及/或其中該扇壁包含一管壁厚度，該管壁厚度小於該流向中該扇壁之長度的十分之一及/或其中該扇壁包含一管壁厚度，該管壁厚度小於垂直該流向之該扇壁寬度之五分之一。
15. 如請求項1或2之吸震器，其中該阻尼管係設置以致於在該壓縮階段及該回彈階段，流動流經該阻尼管，且其中該阻尼閥包含用於該壓縮階段及該回彈階段之分隔的流量閥。
16. 如請求項15之吸震器，其中藉由至少一可互換的流量閥，使流動阻力是可調整的，以供調整該阻尼曲線之基本曲線。
17. 如請求項15之吸震器，其中利用至少一機械調整裝置，藉由至少一可互換的流量閥，使流動阻力是可調整的，以供調整該阻尼曲線之基本曲線。
18. 如請求項17之吸震器，其中藉由至少一個別的機械調整裝置或藉由至少一可互換的流量閥，至少一流量閥在壓縮階段是可改變的且至少一流量閥在回彈階段是可改變的，以適當地指定特性阻尼曲線的基本曲線。