TWI613119B - 液壓操作裝置 - Google Patents

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TWI613119B
TWI613119B TW104109560A TW104109560A TWI613119B TW I613119 B TWI613119 B TW I613119B TW 104109560 A TW104109560 A TW 104109560A TW 104109560 A TW104109560 A TW 104109560A TW I613119 B TWI613119 B TW I613119B
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axis
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狩山修
酒井拓真
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島野股份有限公司
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Abstract

一種液壓操作裝置包含底座構件、被設置在底座構件上且具有內孔的液壓缸筒、位於內孔中以在初始位置與致動位置之間移動的活塞、被可繞桿件軸線樞轉地耦接於底座構件以在靜置位置與操作位置之間樞轉移動且包含接觸部份的桿件、及被建構成將桿件連接於活塞以使得活塞可回應桿件從靜置位置至操作位置的樞轉移動而從初始位置被拉動至致動位置的連接構件。連接構件具有被耦接於活塞的第一端部部份、及被建構成與桿件的接觸部份可移位地接觸的第二端部部份。

Description

液壓操作裝置
本發明相關於液壓操作裝置，例如用於自行車液壓制動器的液壓操作裝置。
在用於自行車液壓制動器的液壓操作裝置的一個例子中，當操作部份例如制動桿件被樞轉時，活塞在液壓缸筒中從初始位置被移動至致動位置。活塞的移動將流體(例如，油)從液壓缸筒排出，以驅動在藉著液壓軟管而被連接於液壓缸筒的制動卡鉗(brake caliper)中的活塞。如此以制動卡鉗產生制動力。
本發明的目的為提供具有新穎結構的液壓操作裝置。
此處所揭示的一個方面為一種液壓操作裝置，此液壓操作裝置包含底座構件、被設置在底座構件上且具有內孔的液壓缸筒、位於內孔中以在初始位置與致動 位置之間移動的活塞、被可繞桿件軸線樞轉地耦接於底座構件以在靜置位置與操作位置之間樞轉移動的桿件。桿件包含接觸部份。連接構件被建構成將桿件連接於活塞，使得活塞可回應桿件從靜置位置至操作位置的樞轉移動而從初始位置被拉動至致動位置。連接構件具有被耦接於活塞的第一端部部份、及被建構成與桿件的接觸部份可移位地(displaceably)接觸的第二端部部份。
在某一例子中，連接構件與接觸部份接觸成使得回應桿件從靜置位置至操作位置的樞轉移動，桿件軸線與第二端部部份之間的距離減小。
在某一例子中，連接構件的第二端部部份包含被建構成與接觸部份可旋轉地接觸的至少一個滾子。
在某一例子中，接觸部份包含被建構成與所述的至少一個滾子接觸的至少一個凸輪表面。
在某一例子中，第二端部部份包含第一滾子及第二滾子。
在某一例子中，第一滾子與第二滾子被可旋轉地支撐在相對於連接構件的縱向軸線的相反兩側。
在某一例子中，連接構件還包含在第一端部部份與第二端部部份之間的中間部份，此中間部份具有被固定地耦接於活塞的第一部件、及被可樞轉地連接於第一部件的第二部件。
在某一例子中，桿件還包含被建構成被可繞調整軸線樞轉地耦接於接觸部份的操作部份、及被建構成 調整接觸部份與操作部份之間繞調整軸線的相對位置的調整結構。
在某一例子中，調整軸線與桿件軸線同軸。
在某一例子中，底座構件被附接於具有車把軸線的車把，且液壓缸筒的內孔沿著不與車把軸線平行的內孔軸線延伸。
在某一例子中，內孔軸線實質上垂直於車把軸線。
在某一例子中，接觸部份包含位在第二端部部份與活塞之間的凸輪表面。
本發明的其他方面及有利點從以下連同所附的圖式以舉例的方式說明本發明的原理的敘述會顯明。
本發明與其目的及有利點可藉著參考與所附的圖式一起的目前的較佳實施例的敘述而被最佳地瞭解。
10‧‧‧液壓操作裝置
20‧‧‧底座構件
20a‧‧‧桿件止動件
22‧‧‧把夾
30‧‧‧液壓缸筒
30a‧‧‧內孔
30b‧‧‧排出通口
32‧‧‧流體貯器
32a‧‧‧貯器通口
34‧‧‧活塞回動彈簧
36‧‧‧引導套筒
40‧‧‧活塞
50‧‧‧桿件
52‧‧‧接觸部份
52a‧‧‧凸輪表面
52b‧‧‧狹縫
54‧‧‧操作部份
55‧‧‧調整結構
56‧‧‧螺栓
58‧‧‧驅策構件
60‧‧‧連接構件
60a‧‧‧第一端部部份
60b‧‧‧第二端部部份
62‧‧‧滾子
64‧‧‧中間部份
64a‧‧‧第一部件
64b‧‧‧第二部件
100‧‧‧自行車液壓制動系統
110‧‧‧液壓軟管
120‧‧‧制動卡鉗
120a‧‧‧活塞
120b‧‧‧制動墊片
140‧‧‧轉子
AA‧‧‧調整軸線
BA‧‧‧內孔軸線
D1‧‧‧第一距離
D2‧‧‧第二距離
D3‧‧‧距離
HB‧‧‧車把
HBA‧‧‧車把軸線
LA‧‧‧桿件軸線
P1‧‧‧位置
P2‧‧‧位置
圖1為顯示包含根據一個實施例的液壓操作裝置的液壓系統的示意圖。
圖2為示意地顯示圖1的液壓操作裝置在桿件位於靜置位置時的部份剖面圖。
圖3為示意地顯示圖1的液壓操作裝置在桿件位置操作位置時的部份剖面圖。
圖4為顯示滾子及凸輪表面的立體圖。
以下敘述根據本發明的一個實施例的液壓操作裝置10。參考圖1，液壓操作裝置10可被用於液壓系統例如自行車液壓制動系統100中。
自行車液壓制動系統100包含液壓操作裝置10、液壓軟管110、及制動卡鉗120。液壓操作裝置10被附接於例如被固定於自行車豎管(bicycle stem)的車把HB。液壓軟管110(液壓管線)以容許流體連通的方式連接液壓操作裝置10與制動卡鉗120。液壓操作裝置10包含稍後會敘述的活塞(主活塞)。制動卡鉗120包含推壓制動墊片120b的活塞120a(從動活塞)。活塞120a根據液壓操作裝置10的操作而移動且推壓制動墊片120b抵靠轉子140。如此以制動卡鉗120產生制動力。已知的組件被使用成為液壓軟管110、制動卡鉗120、車把HB、及轉子140。因此，這些組件將不會被詳細敘述。
以下參考圖2及3敘述液壓操作裝置10。液壓操作裝置10包含底座構件20、液壓缸筒30、活塞40、桿件50、及連接構件60。被設置在底座構件20上的液壓缸筒30包含內孔30a。活塞40(主活塞)被配置於液壓缸筒30的內孔30a中，以在初始位置與致動位置之間移動。桿件50被耦接於底座構件20，以繞桿件軸線LA在靜置位置與操作位置之間樞轉。桿件50包含接觸部份52。連接構件60被建構成連接桿件50與活塞40，使得當桿件50從靜置位置被樞轉至操作位置時，活塞40從 初始位置被拉動至致動位置。亦即，液壓操作裝置10被建構成藉著拉動活塞40而產生液壓力的牽引式(pull-type)裝置。連接構件60包含被耦接於活塞40的第一端部部份60a、及被建構成可移位地接觸桿件50的接觸部份52的第二端部部份60b。
底座構件20可包含被附接於車把HB的把夾(bar clamp)22。當底座構件20被附接於具有車把軸線HBA的車把HB時，液壓缸筒30沿著不與車把軸線HBA平行的內孔軸線BA延伸。在此實施例中，內孔軸線BA實質上垂直於車把軸線HBA。
液壓缸筒30經由排出通口30b而被連接於液壓軟管110。液壓缸筒30可包含流體貯器32。如圖2所示，當桿件50位於靜置位置且活塞40位於初始位置時，流體貯器32經由貯器通口32a而與內孔30a連通。
如圖3所示，在桿件50被移動至操作位置且活塞40被移動至致動位置時，活塞40首先覆蓋貯器通口32a且然後阻斷流體貯器32與內孔30a的連通。在此實施例中，貯器通口32a與活塞40的初始位置以一段預定距離分開。在必要時，多個密封元件例如O形環(未顯示)可被配置在活塞40的圓周表面上。
活塞回動彈簧34將活塞40朝向初始位置驅策。活塞回動彈簧34可為例如被配置在內孔30a中且與活塞40及液壓缸筒30接合或被連接於活塞40及液壓缸筒30的壓縮彈簧。
液壓缸筒30可包含引導套筒36，此引導套筒36接收連接構件60，使得連接構件60可於軸向方向移動。在必要時，引導套筒36可包含密封元件，例如O形環，以減少從液壓缸筒30的流體滲漏。
連接構件60作用成為在活塞40與桿件50的接觸部份52之間傳輸拉力的拉動元件。舉例而言，當桿件50從靜置位置被樞轉至操作位置時，連接構件60將活塞40從初始位置拉動至致動位置。當桿件50被釋放時，連接構件60在活塞回動彈簧34的驅策力之下將桿件50從操作位置拉動至靜置位置。
如圖2所示，當桿件50位於靜置位置時，連接構件60的第二端部部份60b於位置P1接觸桿件50的接觸部份52。如圖3所示，當桿件50位於操作位置時，連接構件60的第二端部部份60b於位置P2接觸接觸部份52。第二端部部份60b在當桿件50樞轉時接觸接觸部份52的情況下在位置P1與位置P2之間移動或滑動。在桿件軸線LA與位置P1之間的第一距離D1與在桿件軸線LA與位置P2之間的第二距離D2不同。此容許牽引式的液壓操作裝置10可包含多個槓桿比(lever ratio)或是在桿件50樞轉時變化的槓桿比。在本說明書中，槓桿比被定義成為相對於桿件50的樞轉角度(θ)的活塞行程(PS)(亦即，PS/θ)。
較佳地，連接構件60與接觸部份52接觸成使得當桿件50從靜置位置被樞轉至操作位置時，連接構 件60的第二端部部份60b與桿件軸線LA之間的距離減小。在此實施例中，在桿件軸線LA與桿件末端之間的距離D3固定，並且位置P2比位置P1靠近桿件軸線LA。因此，在桿件50位於靜置位置時的第一距離比D3/D1小於在桿件50位於操作位置時的第二距離比D3/D2。
連接構件60的第二端部部份60b在形狀上不受特別的限制，只要第二端部部份60b可沿著接觸部份52滑動即可。參考圖4，在此實施例中，第二端部部份60b包含被建構成可旋轉地接觸接觸部份52的至少一個液子62。連接構件60的第二端部部份60b包含第一及第二滾子62。第一及第二滾子62被可旋轉地支撐在連接構件60的縱向軸線的相反兩側。銷從第二端部部份60b於兩相反方向突出以支撐此二滾子62。
連接構件60可包含在第一端部部份60a與第二端部部份60b之間的中間部份64。中間部份64可包含被固定地耦接於活塞40的第一部件64a、及被可樞轉地連接於第一部件64a的第二部件64b。參考圖4，第二部件64b被接收在接觸部份52的狹縫52b內。中間部份64容許連接構件60可彎折而增大活塞40及接觸部份52的佈局的靈活性。第二部件64b可藉著例如球接頭(ball joint)或銷而被連接於第一部件64a。
桿件50的接觸部份52包含位在第二端部部份60b與活塞40之間的凸輪表面52a。接觸部份52可包含被建構成接觸連接構件60的滾子62的至少一個凸輪表 面52a。如圖4所示，在此實施例中，接觸部份52包含分別相應於第一及第二滾子62的兩個凸輪表面52a。另外，在此實施例中，凸輪表面52a為實質上平坦的表面。但是，凸輪表面52a可被設定成具有任何形狀(曲率)。
桿件50還包含操作部份54，例如手桿臂(hand lever arm)。桿件50可為成整體地包含接觸部份52及操作部份54的單件式組件。或者，接觸部份52與操作部份54可為分離的組件。如圖2所示，在此實施例中，操作部份54被可繞調整軸線AA樞轉地耦接於接觸部份52。較佳地，桿件50還包含調整結構55，此調整結構55被建構成調整接觸部份52與操作部份54繞調整軸線AA的相對位置。如圖2所示，在此實施例中，調整軸線AA與桿件軸線LA同軸。液壓操作裝置可被形成為使得兩個不同的銷分別具有調整軸線及桿件軸線。
調整結構55可為在自行車液壓制動器的領域中已知的所謂的作用範圍(reach)調整機構。調整結構55包含螺栓56及驅策構件58。螺栓56與於操作部份54的螺紋孔配合。驅策構件58包含被耦接於操作部份54的一個端部、及被耦接於接觸部份52的另一個端部。驅策構件58將操作部份54繞調整軸線AA驅策於在圖2中觀看時的順時針方向，使得螺栓56的遠端部(distal end)接觸接觸部份52。驅策構件58可為盤繞調整軸線的扭力彈簧。螺栓56的頭部被旋轉以調整接觸部份52與操作部份54的相對位置。
調整結構55的有利點在於可根據騎車者的喜好或手的大小來調整操作部份54與車把HB的距離。
當桿件50接觸被配置於底座構件20的桿件止動件20a時，操作部份54可能會接收到繞調整軸線AA於在圖2中觀看時的逆時針方向的外力。在此情況中，調整結構55的驅策構件58容許操作部份54可從調整位置於逆時針方向回彈性地樞轉，且將操作部份54恢復至調整位置。
以下敘述根據本發明的液壓操作裝置10的有利點。
(1)連接構件60被建構成將桿件50與活塞40連接，使得活塞40可在桿件50從靜置位置被樞轉至操作位置時從初始位置被拉動至致動位置。連接構件60包含被耦接於活塞40的第一端部部份60a、及被建構成與桿件50的接觸部份52可移位地接觸的第二端部部份60b。此結構容許牽引式的液壓操作裝置10具有可變的槓桿比。
(2)連接構件60與接觸部份52接觸成使得當桿件50從靜置位置被樞轉至操作位置時，連接構件60的第二端部部份60b與桿件軸線LA之間的距離減小。在此結構中，在桿件50位於靜置位置時的第一距離比D3/D1小於在桿件50位於操作位置時的第二距離比D3/D2。因此，在桿件50從靜置位置樞轉至操作位置時，騎車者可減小施加於桿件50的操作力以產生制動力。
另外，當桿件50位於靜置位置處或附近時，第一槓桿比(PS/θ)相對地大。此容許活塞40可從初始位置快速地移動至活塞完全地覆蓋貯器通口32a的封閉位置，並且流體從排出通口30b的排出可於較早的時序開始。因此，可為桿件確保遊隙的角度(angle of play)，並且同時可增進制動反應。
另外，當桿件50位於操作位置處或附近時，第二槓桿比相對地小。此容許制動力的細密調整。
(3)連接構件60的第二端部部份60b包含被建構成可旋轉地接觸接觸部份52的至少一個滾子62。在此結構中，滾子62可減小連接構件60與接觸部份52之間的摩擦。舉例而言，當桿件50從靜置位置被樞轉至操作位置時，連接構件60的第二端部部份60b與桿件軸線LA之間的距離可被平滑地減小。另外，可使桿件50平滑地返回至靜置位置。
(4)接觸部份52包含被建構成接觸滾子62的至少一個凸輪表面52a。此結構容許滾子62在接觸凸輪表面52a的情況下沿著凸輪表面52a滾動。滾子62與凸輪表面52a合作以容許桿件50的樞轉與活塞40的線性往復運動之間的轉換。另外，槓桿比可在桿件50被樞轉時連續地變化。
(5)連接構件60的第二端部部份60b包含第一及第二滾子62。此結構容許第二端部部份60b與接觸構件52可處於穩定接觸。另外，第二端部部份60b可 在接觸部份52上穩定地移動。
(6)第一及第二滾子62被可旋轉地支撐在連接構件60的縱向軸線的相反兩側。此結構容許第一及第二滾子62於對稱位置接觸接觸部份52。另外，第二端部部份60b與接觸部份52可處於穩定接觸，並且第二端部部份60b可在接觸部份52上穩定地移動。
(7)連接構件60可包含在第一端部部份60a與第二端部部份60b之間的中間部份64。另外，中間部份64包含被固定地耦接於活塞40的第一部件64a、及被可樞轉地連接於第一部件64a的第二部件64b。中間部份64容許連接構件60可彎折並且增進活塞40及接觸部份52的佈局的靈活性。
(8)桿件50還包含被可繞調整軸線AA樞轉地耦接於接觸部份52的操作部份54、及被建構成調整接觸部份52與操作部份54繞調整軸線AA的相對位置的調整結構55。此結構的有利點在於可根據騎車者的喜好或手的大小來調整操作部份54與車把HB的距離。
(9)調整軸線AA與桿件軸線LA同軸。在此結構中，調整軸線AA及桿件軸線LA可以用單一樞軸來實現，並且液壓操作裝置10可被簡化。
(10)底座構件20包含具有車把軸線HBA的車把HB。液壓缸筒30沿著不與車把軸線HBA平行的內孔軸線BA延伸。液壓缸筒30的定向容許液壓操作裝置10沿著車把軸線HBA的尺寸可被減小。此液壓操作裝 置10有利於在車把HB上獲得用於附件或液壓操作裝置10以外的其他自行車裝置的安裝區域。
(11)內孔軸線BA可實質上垂直於車把軸線HBA。此結構有利於減小液壓操作裝置10沿著車把軸線HBA的尺寸。
(12)接觸部份52包含位在第二端部部份60b與活塞40之間的凸輪表面52a。此結構容許凸輪表面52a相對於活塞40從初始位置移動至致動位置的方向被朝向致動位置的前方配置。凸輪表面52a的位置與被建構成以凸輪表面將主活塞從初始位置推壓至致動位置的推壓式(push-type)的液壓操作裝置的凸輪表面的位置實質上不同。另外，活塞回動彈簧34可相對於活塞40從初始位置移動至致動位置的方向朝向致動位置的前方被定位在凸輪表面52a與活塞40之間。US2007/0283691A1敘述活塞推壓式的液壓操作裝置的一個例子。US2007/0283691A1藉著參考而結合於此。
本發明不限於以上的實施例。舉例而言，實施例可如以下所述地被修改。
底座構件20、液壓缸筒30、活塞40、及調整結構55可在形狀、尺寸、及結構上被改變。
液壓操作裝置10可建構具有制動卡鉗120以外的其他液壓組件例如懸吊控制器的液壓系統。
對於熟習此項技術者而言應很明顯，在不背離本發明的精神或範圍下，可以用許多其他的特定形式來 實施本發明。舉例而言，可以從以上實施例中所揭示的組件省略一些組件。因此，此處的例子及實施例應被視為舉例說明性質而非限制性質，並且本發明不受限於此處所給的細節，而是可在附隨的申請專利範圍請求項的範圍及其等效範圍內被修改。
10‧‧‧液壓操作裝置
20‧‧‧底座構件
20a‧‧‧桿件止動件
22‧‧‧把夾
30‧‧‧液壓缸筒
30a‧‧‧內孔
30b‧‧‧排出通口
32‧‧‧流體貯器
32a‧‧‧貯器通口
34‧‧‧活塞回動彈簧
36‧‧‧引導套筒
40‧‧‧活塞
50‧‧‧桿件
52‧‧‧接觸部份
54‧‧‧操作部份
55‧‧‧調整結構
56‧‧‧螺栓
58‧‧‧驅策構件
60‧‧‧連接構件
60a‧‧‧第一端部部份
60b‧‧‧第二端部部份
64‧‧‧中間部份
64a‧‧‧第一部件
64b‧‧‧第二部件
110‧‧‧液壓軟管
AA‧‧‧調整軸線
BA‧‧‧內孔軸線
HB‧‧‧車把
HBA‧‧‧車把軸線
LA‧‧‧桿件軸線
P1‧‧‧位置

Claims (11)

  1. 一種液壓操作裝置，包含：底座構件；液壓缸筒，其被設置在該底座構件上且具有內孔；活塞，其位於該內孔中以在初始位置與致動位置之間移動；桿件，其被可繞桿件軸線樞轉地耦接於該底座構件，以在靜置位置與操作位置之間樞轉移動，該桿件包含接觸部份；及連接構件，其將該桿件連接於該活塞，且回應該桿件從該靜置位置至該操作位置的樞轉移動而將該活塞從該初始位置拉動至該致動位置，該連接構件具有被耦接於該活塞的第一端部部份、及被建構成與該桿件的該接觸部份可移位地接觸的第二端部部份，其中該連接構件還包含在該第一端部部份與該第二端部部份之間的中間部份，該中間部份具有被固定地耦接於該活塞的第一部件、及被可樞轉地連接於該第一部件的第二部件。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的液壓操作裝置，其中該接觸部份具有回應該桿件從該靜置位置至該操作位置的樞轉移動以使該桿件軸線與該第二端部部份之間的距離減小之形狀。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的液壓操作裝置，其中該連接構件的該第二端部部份包含被建構成與該接觸 部份可旋轉地接觸的至少一個滾子。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的液壓操作裝置，其中該接觸部份包含被建構成與該至少一個滾子接觸的至少一個凸輪表面。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的液壓操作裝置，其中該第二端部部份包含第一滾子及第二滾子。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的液壓操作裝置，其中該第一滾子與該第二滾子被可旋轉地支撐在相對於該連接構件的縱向軸線的相反兩側。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的液壓操作裝置，其中該桿件還包含被建構成被可繞調整軸線樞轉地耦接於該接觸部份的操作部份、及被建構成調整該接觸部份與該操作部份之間繞該調整軸線的相對位置的調整結構。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的液壓操作裝置，其中該調整軸線與該桿件軸線同軸。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的液壓操作裝置，其中該液壓操作裝置用來與具有車把軸線的車把使用，該液壓缸筒的該內孔具有內孔軸線，該底座構件被建構成附接於該車把，且該液壓缸筒的該內孔的該內孔軸線不與該車把軸線平行。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的液壓操作裝置，其中該內孔軸線實質上垂直於該車把軸線。
  11. 如申請專利範圍第1項所述的液壓操作裝置，其中該接觸部份包含位在該第二端部部份與該活塞之間的凸輪表面。
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