TWI654112B - Vehicle suspension front fork device and electric control method thereof - Google Patents

Vehicle suspension front fork device and electric control method thereof

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TWI654112B
TWI654112B TW107112625A TW107112625A TWI654112B TW I654112 B TWI654112 B TW I654112B TW 107112625 A TW107112625 A TW 107112625A TW 107112625 A TW107112625 A TW 107112625A TW I654112 B TWI654112 B TW I654112B
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陳正忠
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    • 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
    • F16F9/463—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 characterised by electrical connections
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Abstract

本發明車輛避震前叉裝置，係在自行車的前叉管的第一空間內設有一避震單元，且該避震單元由上而下串接有一驅動單元、一K值調節裝置，其中該驅動單元得壓抵該K值調節裝置的操作端；又於前叉管的第二空間內設有一直流電源單元，且該直流電源單元得電性連接該驅動單元並提供電源；藉由該避震單元提供前叉管避震作用，且可視路況來多段調整該K值調節裝置的軟硬度，進而提供騎乘自行車的舒適度。

Description

車輛避震前叉裝置及其電控方法
本發明係涉及車輛避震前叉，尤指以遠端電控方式來多段調整避震作用的技術範疇。
按，車輛避震前叉提供能夠舒適地騎乘，但路段狀況多樣，故車輛避震前叉通常會設計成視路況來多段調整避震的軟硬度。
本國新型專利第096218504號「壓式避震前叉之可替換式撥動結構」係揭露操作旋鈕或線控方式來調整車輛前叉的避震軟硬度，讓騎士能視騎乘路段以調整車輛前叉的軟硬度，以增進騎乘車輛的舒適度。
然而，上述避震前叉通常把避震元件直接安裝於其前叉管內，並以機械式元件或拉線作避震軟硬度控制，導致該避震前叉結構複雜，致製造組裝上困難，製造成本高昂、維護不易等諸多問題點，實有需要加以改善。
緣此，鑑於上述的習知避震前叉的問題點，於是本發明人乃窮極心思發明出一種車輛避震前叉裝置及其電控方法，故本發明之主要目的在於：提供可遠端電控來控制並多段調整避震軟硬度之自行車避震前叉；本發明之次要目的在於：提供簡化內部結構之自行車避震前叉。
本發明為達上述目的，運用了如下技術手段：
關於本發明一種車輛避震前叉裝置，提供安裝於自行車前叉處，其包含有：一前叉管，係具伸縮作用的一內管組與外管組，並形成一第一空間及一第二空間，又該內管組與外管組之間設有複數個彈性體；一避震單元，係安裝於該第一空間內，並提供該前叉管避震功能，又該避震單元由上而下分別設有一驅動單元及一K值調節裝置，其中該驅動單元得接設該K值調節裝置所設一操作端，而該驅動單元設有一訊號接收端，該驅動單元得依據所接收的控制訊號來壓抵該操作端；一直流電源單元，係設於該前叉管的第二空間內，又該直流電源單元得電性連接該驅動單元；及一遠端控制裝置，係包含有一訊號輸出端，該訊號輸出端得輸出控制訊號給該驅動單元的訊號接收端；藉由該避震單元提供前叉管避震之作用，並提供可視路況來多段調整該K值調節裝置的軟硬度，進而提供騎乘自行車的舒適度。
關於本發明一種車輛避震前叉裝置之電控方法，係包含有：一前叉管避震單元建置步驟，係在車輛前叉管的第一空間內，由上而下串接有一驅動單元及一K值調節裝置，即該驅動單元得壓抵該K值調節裝置的操作端，而該驅動單元得設有一訊號接收端；一直流電源單元建置步驟，係設於車輛前叉管所設的第二空間內，又該直流電源單元得電性連接該驅動單元，並提供其電源；及一遠端控制裝置建置步驟，係包含有一訊號輸出端，該訊號輸出端得輸出控制訊號給該驅動單元的訊號接收端；藉由該避震單元提供前叉管避震之作用，並提供可視路況來多段調整該K值調節裝置的軟硬度，進而提供騎乘自行車的舒適度。
上述該驅動單元係更包含有一控制器、一馬達及一致動器，其中該控制器得驅動該馬達後，該馬達再驅動該致動器，然後該致動器再壓抵該K值調節裝置的操作端。
上述該致動器係更包含有一活動件及一固定件，而該活動件、固定件之間設有一螺紋傳動部，該螺紋傳動部得提供該固定件致動活動件之功能。
上述該控制器更包含有一微控器模組、一解碼模組、一馬達控制模組、一通訊模組等四者相互電性連接，其中該通訊模組設為有線通訊模組、無線通訊模組或藍芽通訊模組。
上述該遠端控制裝置係設為車錶或專屬控制裝置並設在自行車上，且以有線或無線方式輸出控制訊號給該驅動單元。
上述該遠端控制裝置係設為智慧手機，且以無線方式輸出控制訊號給該驅動單元。
上述該直流電源單元設為一次電池、二次電池或自行發電單元；又該K值調節裝置經由操控改變該內管組、外管組的相對位移所形成第一空間、第二空間的長短，進而控制調節該彈性體的長短，藉以改變該彈性體的K值大小。
上述該控制器更包含有一微控器模組、一解碼模組、一馬達控制模組、一通訊模組，其中該微控器模組依據該解碼模組的解讀數據資料，下達控制指令給馬達控制模組，據以控制馬達的轉數。
上述該遠端控制裝置開機時，即啟動該控制器作整體避震單元檢測，並回傳訊息給該遠端控制裝置，又該控制器內的解碼模組會解析該遠端控 制裝置的控制指令的內容，進而驅動控制該馬達，同時回饋該馬達訊號給該控制器。
本發明藉由上述技術手段，可以達成如下功效：
1.本發明以遠端裝置所傳送有線或無線控制訊號，經該控制器解碼後，可以精確地控制該馬達的轉速及致動器，以調節該K值調節裝置的長短，進而調節彈性體的K值(Spring Rate)，以達多段地調整自行車前叉管的避震軟硬度及鎖定功能者。
2.本發明以電控元件、電池、馬達等並配合機械式致動器來完成自行車前叉裝置多段地調整避震軟硬度之作用，而不使用複雜的純機械裝置，可簡化本發明前叉管，且容易被製造、成本低廉，又容易維護。
A‧‧‧避震前叉裝置
1‧‧‧前叉管
11‧‧‧內管組
12‧‧‧外管組
13‧‧‧第一空間
14‧‧‧第二空間
15‧‧‧彈性體
2‧‧‧避震單元
3‧‧‧驅動單元
31‧‧‧控制器
311‧‧‧微控器模組
312‧‧‧解碼模組
313‧‧‧馬達控制模組
314‧‧‧通訊模組
315‧‧‧無線通訊模組
316‧‧‧藍芽通訊模組
317‧‧‧有線通訊模組
32‧‧‧馬達
321‧‧‧馬達驅動器
33‧‧‧致動器
331‧‧‧活動件
332‧‧‧固定件
333‧‧‧螺紋傳動部
4‧‧‧K值調節裝置
41‧‧‧操作端
5‧‧‧直流電源單元
51‧‧‧電源線
52‧‧‧電壓轉換模組
53‧‧‧穩壓電路
6‧‧‧遠端控制裝置
61‧‧‧按鍵
62‧‧‧編碼/解碼單元
63‧‧‧通訊模組
7‧‧‧自行車座管
B‧‧‧避震前叉裝置之調整方法
a、b、c‧‧‧步驟
圖1：本發明車輛避震前叉裝置之剖面示意圖。
圖2：本發明車輛避震前叉裝置之局部放大剖面示意圖。
圖3：本發明避震單元之分解圖。
圖4：本發明避震單元之作動示意圖。
圖5：本發明控制器之方塊示意圖。
圖6：本發明遠端裝置之方塊示意圖。
圖7：本發明控制器之控制流程示意圖。
圖8：本發明車輛避震前叉裝置的電控方法之步驟流程圖。
圖9：本發明車輛避震座管裝置的示意圖。
首先，請參閱圖1至圖4所示，本發明係涉及一種車輛避震前叉裝置A，提供安裝於自行車前叉處，其包含有：
一前叉管1，如圖1所示，係設有一內管組11插入於一外管組12，且該內管組11、外管組12共同形成一第一空間13及一第二空間14，又該內管組11與外管組12之間設有複數個彈性體15，於本實施例係設為彈簧，該彈性體15最主要提供該前叉管1的避震作用；進一步，該內管組11設有通道穿孔，俾供電源線51走線。
一避震單元2，如圖2所示，係安裝於該第一空間13內，並提供該前叉管1避震功能，又該避震單元2由上而下分別設有一驅動單元3及一K值調節裝置4，其中該驅動單元3得接設該K值調節裝置4所設一操作端41，而該驅動單元3得壓抵該K值調節裝置4，以調整該K值調節裝置4的長短；進一步，如圖2、圖3及圖4所示，該驅動單元3係更包含有一控制器31、一馬達32及一致動器33，其中該控制器31得驅動該馬達32後，該馬達32再驅動該致動器33，然後該致動器33再致動該K值調節裝置4的操作端41；進一步，如圖4所示，該致動器33係更包含有一活動件331及一固定件332，而該活動件331、固定件332之間設有一螺紋傳動部333，該螺紋傳動部333得提供該固定件332致動活動件331之功能，讓該活動件331垂直上下直接壓抵該K值調節裝置的操作端41。
進一步，如圖5所示者，該控制器31係更包含有一微控器模組311、一解碼模組312、一馬達控制模組313、一通訊模組314等四者相互電性連接，其中該通訊模組314可以是無線通訊模組315、藍芽通訊模組316、或有線通訊模組317，藉以接收遠端的無線、藍芽或無線等控制訊號，再經由該解碼模組 312對該等控制訊號進行解碼，再讓該微控器模組311依據解碼後的數據輸送至該馬達32所設一馬達驅動器321令該馬達控制模組313驅動該馬達32旋轉，然該馬達32再驅動該致動器33多段地壓抵該K值調節裝置4的操作端41。
另，該K值調節裝置4，如圖2及圖3所示，係設為模組卡匣結構，容易被安裝於該前叉管內1，又該K值調節裝置4外觀類似伸縮缸的外觀，且從係端延伸處一操作端41，受該驅動單元3多段地壓抵該操作端41，若該K值調節裝置4被調長一點，則會促使該第一空間13、第二空間14變大而放鬆該彈性體15，則該彈性體15的K值變小；若該K值調節裝置4調短，則會促使該第一空間13、第二空間14變小以壓縮該彈性體15，該彈性體15的K值變大，如此便能多段地調整該彈性體15的K值(Spring Rate)；因此，如此以該驅動單元3多段地壓抵該操作端41便能提供多段調整或鎖定該K值調節裝置4避震功能之控制；特別一提，本發明所使用的K值調節裝置4便已揭露於新型專利第096218504號，因為市面上很常見，顧不再贅述。
一直流電源單元5，如圖5所示，係設於該前叉管1的第二空間14內，又該直流電源單元5得電性連接該驅動單元3，並經該電壓轉換模組52、穩壓電路53以提供其電源給該驅動單元3，而該直流電源單元5設為一次電池、二次電池或自行發電單元。及一遠端控制裝置6，如圖6所示者，係包含有一訊號輸出端，該訊號輸出端得輸出控制訊號給該驅動單元3的訊號接收端；進一步，該遠端控制裝置6可設為車錶或專屬控制裝置並設在自行車上，且以有線或無線方式輸出控制訊號給該驅動單元3，或該遠端控制裝置6係設為智慧手機，且以無線或藍芽方式輸出控制訊號給該驅動單元3。換言之，藉由按壓該智慧手機、車錶 或專屬控制裝置的實體或虛擬按鍵61，傳送控制指令給編碼/解碼單元62等數位控制訊號，然後將這些數位控制訊號經由其無線通訊模組315、藍芽模組316或有線通訊模組317等通訊模組63發送給驅動單元3，進而可藉由該遠端控制裝置6多段地調整該前叉管1內K值調節裝置4的避震軟硬度。
請參閱圖4至圖7所示，藉由上述各元件構成本發明車輛避震前叉裝置A，當遠端控制裝置6開機時，會讀取當下避震前叉裝置A當下的狀態，即啟動該控制器31作整體避震單元檢測，若該避震前叉裝置A出現問題時，會回傳錯誤訊息給該遠端控制裝置6。若整體避震單元一切正常時，則該控制器31此時處於等待該遠端控制裝置6的控制指令，換言之，該控制器31具有等待接收控制指令及回饋資料之功能。若該遠端控制裝置6經自行車騎乘者操作下，發送控制指令時，則該控制器31內的解碼模組312會解析該控制指令的內容，進而驅動控制該馬達32的旋轉，同時回饋該馬達32訊號給該控制器31，進而完成避震前叉裝置A的多段調整其避震的軟硬度。
歸納前述車輛避震前叉裝置A，請參閱圖8所示，可得本發明一種車輛避震前叉裝置之調整方法B，係包含有：一建置避震單元步驟a，係在安裝於自行車前叉管1所設一第一空間13內，並提供該前叉管1避震功能，又該避震單元2由上而下串接有一驅動單元3及一K值調節裝置4，其中該驅動單元3得接設該K值調節裝置4所的操作端41，而該驅動單元3得設有一訊號接收端，且該驅動單元3更包含有一控制器31、一馬達32及一致動器33，其中該控制器31得驅動該馬達32後，該馬達32再驅動該致動器33，然後該致動器33再壓抵該K值調節裝置4的操作端4，又該K值調節裝置4經由操控改變該內管組11、外管組12相對位移所形成第一空間13、第 二空間14的長短，進而控制調節該彈性體15的長短，藉以改變該彈性體15的K值大小；其中該控制器31更包含有一微控器模組311、一解碼模組312、一馬達控制模組313、一通訊模組314，其中該微控器模組311依據該解碼模組312的解讀數據資料，下達控制指令給馬達控制模組313，據以控制馬達32的轉數；及一建置直流電源單元步驟b，係設於自行車前叉管1所設的第二空間14內，又該直流電源單元5得電性連接該驅動單元3，並提供其電源；一遠端控制裝置建置步驟c，係包含有一訊號輸出端，該訊號輸出端得輸出控制訊號給該驅動單元3的訊號接收端。
藉由上述控制步驟方法，當該遠端控制裝置6開機時，即啟動該控制器31作整體避震單元2檢測，並回傳訊息給該遠端控制裝置6，又該控制器31內的解碼模組312會解析該遠端控制裝置6的控制指令的內容，進而驅動控制該馬達32，同時回饋該馬達32訊號給該控制器31，進而讓該馬達32再驅動該致動器33，然後該致動器33再垂直上下直接致動該K值調節裝置4的操作端41，讓該避震單元2可提供自行車前叉管1避震作用，並可視路況來多段調整該K值調節裝置4的軟硬度，進而提供騎乘自行車的舒適度。
特別一提，本發明裝置的應用，不以自行車前叉管1為限，尚可運用於自行車座管7，如圖9所示。
綜上所述各實施例，本發明涉及一種車輛避震前叉裝置及其調整方法，且其構成裝置及方法步驟均未曾見於諸書刊或公開使用，誠符合專利申請要件，懇請 鈞局明鑑，早日准予專利，至為感禱； 需陳明者，以上所述乃是本案之具體實施例及所運用之技術原理，若依本案之構想所作之改變，其所產生之功能作用仍未超出說明書及圖式所涵蓋之精神時，均應在本案之範圍內，合予陳明。

Claims (8)

  1. 一種車輛避震前叉裝置，係提供安裝於自行車前叉處，其包含有：一前叉管，係具伸縮作用的一內管組與外管組，又該內管組與外管組之間設有複數個彈性體，並形成一第一空間及一第二空間；一避震單元，係安裝於該第一空間內，並提供該前叉管避震功能，又該避震單元由上而下分別設有一驅動單元及一K值調節裝置，其中該驅動單元得接設該K值調節裝置所設一操作端，而該驅動單元設有一訊號接收端，該驅動單元得依據所接收的控制訊號來壓抵該操作端；進一步，該驅動單元係更包含有一控制器、一馬達及一致動器，其中該控制器得驅動該馬達後，該馬達再驅動該致動器，然後該致動器再壓抵該K值調節裝置的操作端，又該致動器係更包含有一活動件及一固定件，而該活動件、固定件之間設有一螺紋傳動部，該螺紋傳動部得提供該固定件致動活動件之功能，讓該活動件垂直上下直接壓抵該K值調節裝置的操作端；一直流電源單元，係設於該前叉管的第二空間內，又該直流電源單元得電性連接該驅動單元；及一遠端控制裝置，係包含有一訊號輸出端，該訊號輸出端得輸出控制訊號給該驅動單元的訊號接收端；藉由該避震單元提供自行車的前叉管避震之作用，並提供可視路況來多段調整該K值調節裝置的軟硬度，進而提供騎乘自行車的舒適度。
  2. 如請求項1所述車輛避震前叉裝置，其中該控制器更包含有一微控器模組、一解碼模組、一馬達控制模組、一通訊模組等四者相互電性連接，其中該通訊模組設為有線通訊模組、無線通訊模組或藍芽通訊模組。
  3. 如請求項1所述車輛避震前叉裝置，其中該遠端控制裝置係設為車錶或專屬控制裝置並設在自行車上，且以有線或無線方式輸出控制訊號給該驅動單元。
  4. 如請求項1所述車輛避震前叉裝置，其中該遠端控制裝置係設為智慧手機，且以無線方式輸出控制訊號給該驅動單元。
  5. 如請求項1所述車輛避震前叉裝置，其中該直流電源單元設為一次電池、二次電池或自行發電單元，又該K值調節裝置經由操控改變該內管組與外管組的相對位移所形成第一空間、第二空間的長短，進而控制調節該彈性體的長短，藉以改變該彈性體的K值大小。
  6. 一種車輛避震前叉裝置之電控方法，係包含有：一前叉管避震單元建置步驟，係在自行車前叉管內，由上而下串接有一驅動單元及一K值調節裝置，即該驅動單元得壓抵該K值調節裝置的操作端，而該驅動單元得設有一訊號接收端，且該驅動單元更包含有一控制器、一馬達及一致動器，其該控制器得驅動該馬達後，該馬達再驅動該致動器，然後該致動器再壓抵該K值調節裝置的操作端，又該K值調節裝置經由操控改變該內管組與外管組相對位移所形成第一空間、第二空間的長短，進而控制調節該彈性體的長短，藉以改變該彈性體的K值大小；進一步，該致動器係更包含有一活動件及一固定件，而該活動件、固定件之間設有一螺紋傳動部，該螺紋傳動部得提供該固定件致動活動件之功能，讓該活動件垂直上下直接壓抵該K值調節裝置的操作端；一直流電源單元建置步驟，係設於自行車前叉管建置一直流電源單元，又該直流電源單元得提供電源給該驅動單元；及一遠端控制裝置建置步驟，係包含有一訊號輸出端，該訊號輸出端得輸出控制訊號給該驅動單元的訊號接收端；藉由該避震單元提供前叉管避震之作用，並提供可視路況來多段調整該K值調節裝置的軟硬度，進而提供騎乘自行車的舒適度。
  7. 如請求項6所述車輛避震前叉裝置之電控方法，其中該控制器更包含有一微控器模組、一解碼模組、一馬達控制模組、一通訊模組，其中該微控器模組依據該解碼模組的解讀數據資料，下達控制指令給馬達控制模組，據以控制馬達的轉數。
  8. 如請求項7所述車輛避震前叉裝置之電控方法，其中該遠端控制裝置開機時，即啟動該控制器作整體避震單元檢測，並回傳訊息給該遠端控制裝置，又該控制器內的解碼模組會解析該遠端控制裝置的控制指令的內容，進而驅動控制該馬達，同時回饋該馬達訊號給該控制器。
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