TWI661968B - 自行車液壓組件 - Google Patents

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Abstract

一種自行車液壓組件包含底座、插塞、及流體止擋件。底座包含液壓容室、具有第一孔直徑且與液壓容室流體連通的第一孔、從第一孔延伸且具有比第一孔直徑大的第二孔直徑的第二孔、及在第一孔與第二孔之間延伸的座面。插塞被耦接於第二孔。流體止擋件被建構成被容納於第二孔內且藉著被插塞推壓而密封第一孔。流體止擋件相對於插塞為個別的構件。

Description

自行車液壓組件
本發明概括地相關於自行車液壓組件。
有各種不同種類的自行車液壓系統。自行車液壓系統(例如，自行車液壓制動器)包含液壓操作裝置(例如，制動桿件)、被液壓操作的裝置(例如制動卡鉗)、及連接液壓操作裝置與被液壓操作的裝置的液壓軟管。在液壓操作裝置中，操作部份(例如，制動桿件臂部)的樞轉移動會移動液壓容室內的活塞。活塞的移動將流體從液壓容室排出。被排出的流體流動通過延伸通過液壓操作裝置的底座(也被稱為本體或主體)的液壓通道、液壓軟管、及延伸通過被液壓操作的裝置的底座的液壓通道，以驅動位於被液壓操作的裝置的液壓容室內的活塞。
已有各式各樣的自行車液壓系統被開發。此增加了自行車液壓組件例如液壓操作裝置及被液壓操作的裝置的類型。另外，複雜的液壓通道被形成於自行車液壓組件的底座。自行車液壓組件的底座經常被鑽孔以形成液 壓通道。鑽孔會形成位於底座的外表面的開口。為永久性地封閉開口及密封自行車液壓組件的液壓通道，結合O形環的密封構件從底座的外部被裝配於開口。
本發明提供易於製造且具有流體密封能力的自行車液壓組件。
本發明的一個方面為一種自行車液壓組件，其包含底座、插塞、及流體止擋件。底座包含液壓容室、具有第一孔直徑且與液壓容室流體連通的第一孔、從第一孔延伸且具有比第一孔直徑大的第二孔直徑的第二孔、及在第一孔與第二孔之間延伸的座面。插塞被耦接於第二孔。流體止擋件被建構成被容納於第二孔內且藉著被插塞推壓而密封第一孔。流體止擋件相對於插塞為個別的(individual)構件。
在一個實施態樣中，插塞包含接觸流體止擋件且推壓流體止擋件至座面上的端面。
在一個實施態樣中，流體止擋件直接接觸座面，且插塞直接接觸流體止擋件。
在一個實施態樣中，流體止擋件具有中心點，第一孔具有孔軸線，且座面被建構成使得插塞推壓流體止擋件以使流體止擋件的中心點與第一孔的孔軸線對準。
在一個實施態樣中，座面包含從第二孔朝向 第一孔向內傾斜的環狀傾斜表面。
在一個實施態樣中，間隙被界定在第二孔的壁面與流體止擋件的徑向最外側表面之間。
在一個實施態樣中，第二孔包含內螺紋，且插塞為包含與第二孔的內螺紋嚙合的外螺紋的螺栓。
在一個實施態樣中，插塞為剪切頭螺栓。
在一個實施態樣中，座面包含界定圓形開口的內側邊緣，且流體止擋件與內側邊緣接合且密封圓形開口。
在一個實施態樣中，流體止擋件包含球形或半球形的外表面。
在一個實施態樣中，流體止擋件為球體。
在一個實施態樣中，球體具有2mm(毫米)至3.5mm(毫米)的直徑。
在一個實施態樣中，第二孔包含於底座的外表面的外部開口，且插塞被建構成封閉第二孔的外部開口。
在一個實施態樣中，流體止擋件及包含座面的底座為金屬構件。
在一個實施態樣中，流體止擋件為金屬構件，且包含座面的底座為合成樹脂構件。
在一個實施態樣中，插塞被壓入配合於第二孔。
在一個實施態樣中，第一孔位於與液壓容室 直接或間接連通的液壓通道的末端處。
在一個實施態樣中，底座為自行車液壓操作裝置的主體及自行車被液壓操作的裝置的主體中的至少一個。
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。
1‧‧‧自行車液壓系統
2‧‧‧液壓軟管
10a‧‧‧自行車液壓操作裝置
10b‧‧‧自行車被液壓操作的裝置
12a‧‧‧底座
12b‧‧‧底座
13‧‧‧操作部份
14‧‧‧液壓容室
14a‧‧‧活塞
14b‧‧‧流體貯器
15‧‧‧液壓通道
16‧‧‧第一孔
16a‧‧‧內表面
17‧‧‧第二孔
17a‧‧‧外部開口
17b‧‧‧壁面
18‧‧‧座面
18a‧‧‧內側邊緣
19‧‧‧外表面
20‧‧‧流體止擋件
20a‧‧‧徑向最外側表面
21‧‧‧流體止擋件
22‧‧‧流體止擋件
23‧‧‧半球形端面
24‧‧‧桿部
30‧‧‧插塞
30a‧‧‧插塞
30b‧‧‧插塞
31‧‧‧端面
32‧‧‧外螺紋
AX1‧‧‧孔軸線
AX2‧‧‧孔軸線
CP‧‧‧中心點
d1‧‧‧直徑
G‧‧‧間隙
WS‧‧‧極大寬度
圖1為顯示包含自行車液壓組件的一個實施例的自行車液壓系統的示意圖。
圖2為顯示自行車液壓組件的部份剖面示意圖。
圖3為顯示圖2的自行車液壓組件的一部份的立體圖。
圖4為顯示剪切頭螺栓的外螺紋與頭部之間的分離的示意圖。
圖5及6的每一個為顯示第一孔與第二孔的錯位的孔軸線的例子的示意圖。
圖7及8的每一個為顯示流體止擋件的經修改的例子的示意立體圖。
圖9為顯示座面的經修改的例子的一部份的示意剖面圖。
圖10及11的每一個微顯示插塞的經修改的例子的一部份的示意剖面圖。
以下敘述根據本發明的自行車液壓系統1的一個實施例。如圖1所示，可為自行車液壓制動系統的自行車液壓系統1包含自行車液壓操作裝置10a及自行車被液壓操作的裝置10b。自行車液壓操作裝置10a及/或自行車被液壓操作的裝置10b為本發明的自行車組件的例子。
自行車液壓操作裝置10a被耦接於例如自行車車把。可為制動卡鉗的自行車被液壓操作的裝置10b被耦接於例如自行車車架。自行車液壓操作裝置10a藉著液壓軟管2而以可流體連通的方式被連接於自行車被液壓操作的裝置10b。
自行車液壓操作裝置10a包含底座12a(也被稱為本體或主體)、及由底座12a可樞轉地支撐的操作部份13(例如，桿臂)。底座12a包含液壓容室14、及與液壓容室14直接或間接連通的多個液壓通道15。液壓容室14容納根據操作部份13的操作而移動的活塞14a(主活塞)。液壓容室14與流體貯器14b連通。在自行車液壓系統1的使用期間，液壓容室14、流體貯器14b、及液壓通道15被充填有流體，例如機械油。
雖然在圖中未顯示，但是自行車被液壓操作的裝置10b包含具有液壓容室的底座12b、及被容納於液 壓容室內的活塞(從屬活塞)。自行車被液壓操作的裝置10b的從屬活塞被建構成根據自行車液壓操作裝置10a的操作而移動且推壓制動墊片抵靠轉子。以此方式，自行車被液壓操作的裝置10b產生制動力。
以下參考圖2至4敘述自行車液壓操作裝置10a。此處，以下所敘述的結構也適用於自行車被液壓操作的裝置10b。在應用於自行車被液壓操作的裝置10b時，可藉著用『底座12b』取代『底座12a』來閱覽此說明書，因而不須有重複的敘述。
底座12a包含第一孔16、第二孔17、及座面(seat surface)18。另外，流體止擋件20及插塞30位於底座12a內。
第一孔16與液壓容室14流體連通。在此實施例中，第一孔16位於與液壓容室14直接或間接連通的所述的多個液壓通道15中的任何一個的末端處。第二孔17從第一孔16延伸至底座12a的外表面19，且包含於外表面19的外部開口17a。第一孔16具有孔直徑(第一孔直徑)，且第二孔17具有比第一孔16的孔直徑大的孔直徑(第二孔直徑)。第一孔16及第二孔17可被稱為階梯形孔(stepped hole)。如圖3所示，在此實施例中，第一孔16為由平滑的內表面16a所界定的筆直孔，而第二孔17為由包含內螺紋的壁面17b所界定。
座面18在第一孔16與第二孔17之間延伸。座面18包含界定圓形開口的內側邊緣18a，而第一孔16 開口於該圓形開口處。如圖3所示，此實施例的座面18包含從第二孔17朝向第一孔16向內傾斜的環狀傾斜表面。較佳的是環狀傾斜表面延伸遍及整個座面18。但是，環狀傾斜表面可為座面18的徑向內側局部部份。
流體止擋件20被容納於第二孔17內以封閉第一孔16。如圖2所示，間隙G在第二孔17的壁面17b與流體止擋件20的徑向最外側表面20a之間延伸。因此，流體止擋件20並未貼合於第二孔17。在此實施例中，流體止擋件20為具有例如2mm(毫米)至3.5mm(毫米)的直徑d1的球體。如圖2所示，流體止擋件20具有中心點CP。中心點CP可為流體止擋件20的重心或流體止擋件20的徑向中心。
被耦接於第二孔17的插塞30將流體止擋件20於軸向方向朝向座面18推壓。插塞30包含接觸及推壓流體止擋件20的端面31。當插塞30推壓流體止擋件20時，流體止擋件20直接接觸插塞30及座面18而密封第一孔16。在此實施例中，插塞30為包含外螺紋32的剪切頭螺栓(shear head bolt)，其中外螺紋32與第二孔17的壁面17b的內螺紋嚙合。如圖4所示，在插塞30被耦接於第二孔17後，剪切頭螺栓的頭部可從剪切頭螺栓的外螺紋32分離。
流體止擋件20與插塞30合作以防止或限制流體從第一孔16的滲漏。包含第一孔16、第二孔17、及座面18的底座12a與流體止擋件20及插塞30的組合可 被稱為流體密封結構。
以下敘述成為根據本發明的實施例的自行車液壓組件的例子的自行車液壓操作裝置10a(自行車被液壓操作的裝置10b)的有利點。
(1)如圖2所示，理想上，第一孔16的孔軸線AX1與第二孔17的孔軸線AX2對準。但是，在底座12a(12b)被鑽孔以形成第一孔16及第二孔17時，必須以複雜的製造技術或昂貴的機械加工裝置來使第一孔16的孔軸線AX1與第二孔17的孔軸線AX2準確地對準。因此，如圖5所示，第一孔16的孔軸線AX1有可能與第二孔17的孔軸線AX2錯位(misaligned)。
就此而論，此實施例的自行車液壓操作裝置10a(自行車被液壓操作的裝置10b)包含底座12a(底座12b)、流體止擋件20、及插塞30。底座12a(12b)包含液壓容室14、具有第一孔直徑且與液壓容室14流體連通的第一孔16、從第一孔16延伸且具有大於第一孔直徑的第二孔直徑的第二孔17、及在第一孔16與第二孔17之間延伸的座面18。插塞30被耦接於第二孔17。流體止擋件20被建構成被容納於第二孔17內且藉著被插塞推壓而封閉第一孔16。流體止擋件20為與插塞30分開的個別構件。在此組態中，因為流體止擋件20為與插塞30分開的個別構件，所以不論第一孔16的孔軸線AX1是否與第二孔17的孔軸線AX2對準，插塞30與流體止擋件20均能合作以密封第一孔16(參考圖4及6)。
現在考慮比較例。在比較例中，具有球形端面的單一螺栓被用來取代實施例的插塞30及流體止擋件20。當孔軸線AX1與孔軸線AX2錯位時，間隙可能會形成在單一螺栓的球形端部與第一孔16之間，或是螺栓可能未被正確地耦接於第二孔17。
如上所述，此實施例的自行車液壓操作裝置10a(自行車被液壓操作的裝置10b)容許第一孔16的孔軸線AX1與第二孔17的孔軸線AX2的錯位而仍然可獲得流體密封能力。此增進良率(yield rate)且降低製造成本。
自行車液壓系統1的多元化可能導致於底座12a需要更精細的液壓通道15。隨著第一孔直徑變得更小，變得更難以使第一孔16的孔軸線AX1與第二孔17的孔軸線AX2準確地對準。因此，此實施例的有利點隨著第一孔16變得更為精細而變得更為特出。
(2)在實施例中，插塞30包含接觸流體止擋件20且推壓流體止擋件20抵靠座面18的端面31。在此結構中，流體止擋件20被固持在插塞30與座面18之間。此限制流體止擋件20的軸向移動。
(3)在實施例中，流體止擋件20直接接觸座面18，且插塞30直接接觸流體止擋件20。在此結構中，彈性密封元件例如O形環可從流體止擋件20與座面18之間及流體止擋件20與插塞30之間被省略。在具有例如依賴彈性密封元件例如O形環的流體密封結構的液壓 組件的比較例中，流體密封能力可能會由於彈性密封元件的磨耗而降低。但是，在不依賴彈性密封元件的結構中，流體密封能力可長期地被保持。
(4)在實施例中，如圖2所示，流體止擋件20具有中心點CP，第一孔16具有孔軸線AX1，並且座面18被建構成在插塞30推壓流體止擋件20時使流體止擋件20的中心點CP與第一孔16的孔軸線AX1對準。在此組態中，流體止擋件20接觸座面18的整個內側邊緣18a且以均勻的力推壓整個內側邊緣18a。此防止或限制流體從第一孔16的滲漏。
(5)在實施例中，座面18包含從第二孔17朝向第一孔16向內傾斜的環狀傾斜表面。在此結構中，環狀傾斜表面引導流體止擋件20至預定位置。舉例而言，當自行車液壓操作裝置10a(自行車被液壓操作的裝置10b)的製造商使流體止擋件20落入第二孔17內時，流體止擋件20由於其重量而沿著環狀傾斜表面移動且被自動地定位於第一孔16。此方便自行車液壓操作裝置10a(自行車被液壓操作的裝置10b)的製造。
(6)在實施例中，間隙G被界定在第二孔17的壁面17b與流體止擋件20的徑向最外側表面20a之間。此結構降低流體止擋件20及第二孔17所需的尺寸準確度。此增進自行車液壓操作裝置10a(自行車被液壓操作的裝置10b)的良率且降低自行車液壓操作裝置10a(自行車被液壓操作的裝置10b)的製造成本。
(7)在實施例中，第二孔17包含具有內螺紋的壁面17b，並且插塞30為包含與第二孔17的壁面17b的內螺紋嚙合的外螺紋32的螺栓。此結構容許流體止擋件20可藉著不昂貴的螺栓而被推壓抵靠座面18。
(8)在實施例中，插塞30為剪切頭螺栓。在此結構中，在剪切頭螺栓被緊固之後，頭部被去除。此使得螺栓不能從第二孔17被移除。
(9)在實施例中，座面18包含界定圓形開口的內側邊緣18a，其中第二孔16開口於圓形開口處，並且流體止擋件20接合內側邊緣18a以密封圓形開口。此結構限制或防止流體從流體止擋件20與第一孔16之間滲漏。
(10)在實施例中，流體止擋件20為球體。在此結構中，流體止擋件20的形狀為各向同性(isotropic)。因此，自行車液壓操作裝置10a(自行車被液壓操作的裝置10b)的製造商可在不論流體止擋件20被配置的方向如何的情況下將流體止擋件20放置於第二孔17內以密封第一孔16。此方便自行車液壓組件的製造。較佳的是球體的直徑d1為2mm至3.5mm。在此結構中，流體止擋件20不昂貴。
(11)在實施例中，第二孔17包含於底座12a(12b)的外表面19的外部開口17a，並且插塞30被建構成封閉第二孔17的外部開口17a。在此組態中，第二孔17的外部開口17a可藉著插塞30而從底座12a (12b)的外部被封閉。
(12)在實施例中，流體止擋件20及包含座面18的底座12a(12b)的每一個為金屬構件。此組態為自行車液壓組件提供耐用的流體密封結構。
(13)在實施例中，第一孔16位於與液壓容室14直接或間接連通的相應的液壓通道15的末端處。此結構為自行車液壓操作裝置10a(自行車被液壓操作的裝置10b)提供可防止流體從液壓容室14及液壓通道15經由第一孔16滲漏的流體密封結構。
本發明不限於上述的實施例(或模式中的一或多個)。舉例而言，實施例可如以下所述的被修改。
流體止擋件20不限於球體。舉例而言，如圖7所示，經修改的例子的流體止擋件21為半球形。如圖8所示，另一經修改的例子的流體止擋件22包含半球形端面23及桿部24。自行車液壓操作裝置10a(自行車被液壓操作的裝置10b)的製造商可將流體止擋件21或22插入第二孔17內，使得流體止擋件21或22的半球形表面指向第一孔16以密封第一孔16。因此，具有半球形表面的流體止擋件21及22具有與球形的流體止擋件20相同的有利點。
在圖9所示的經修改的例子中，座面18可為非傾斜表面。甚至是在此經修改的例子中，當被插入第二孔17內時，流體止擋件20也能封閉第一孔16。另外，藉著插塞30及座面18而被固持的流體止擋件20不能於 軸向方向移動。當座面18為非傾斜表面時，較佳的是於徑向方向測量的座面18的極大寬度WS小於或等於流體止擋件20的半徑。以此尺寸關係，當流體止擋件20被插入第二孔17內時，流體止擋件20自動地封閉第一孔16。
流體止擋件20及底座12a(12b)並非必須為金屬構件。舉例而言，在數種修改的例子中，流體止擋件20為金屬構件，而包含座面18的底座12a(12b)為合成樹脂構件。合成樹脂的底座12a(底座12b)的有利點在於自行車液壓操作裝置10a(自行車被液壓操作的裝置10b)的製造成本可被降低。
較佳的是插塞30為金屬構件。但是，插塞30可為非金屬構件，例如可為合成樹脂構件。
插塞30不限於剪切頭螺栓。在圖10所示的經修改的例子中，插塞30a為內六角扳手螺栓(Allen key bolt)或類似者。在圖11所示的經修改的例子中，第二孔17的壁面17b為平滑狀，並且插塞30b被建構成被壓入配合於第二孔17。在經修改的例子中，流體止擋件20可藉著與剪切頭螺栓相比較不昂貴的插塞30a或30b而被推壓抵靠座面18。
第一孔16及第二孔17的位置並未於底座12a(12b)被特別地限制。外部開口17a可位於底座12a(12b)的外表面19的任何位置。
自行車液壓系統1不限於液壓盤式制動器系 統，而可被建構成為液壓制動系統以外的其他液壓系統，例如液壓檔位改變系統、液壓懸吊系統、或可液壓式調整的座管(seatpost)。
對於熟習此項技術者而言應很明顯，在不背離本發明的範圍下，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(或模式中的一或多個)中所述的所有組件省略一些組件及部份，或是一些組件及部份可被結合。本發明應藉著參考附隨的申請專利範圍而在附隨的申請專利範圍請求項的範圍及其等效範圍內被考量。

Claims (14)

  1. 一種自行車液壓組件，包含：底座，包含：液壓容室；第一孔，具有第一孔直徑且與該液壓容室流體連通；第二孔，從該第一孔延伸且具有壁面，該第二孔終止於該底座的外表面的外部開口，且具有比該第一孔直徑大的第二孔直徑，且該第二孔直徑終止於該壁面；及座面，具有界定該第一孔的圓形開口的內側邊緣，且該座面在該第一孔的該圓形開口的該內側邊緣與該第二孔的該壁面之間延伸；插塞，被耦接於該第二孔，且該插塞被建構成封閉該第二孔的該外部開口；及流體止擋件，具有尺寸小於該第二孔直徑的徑向最外側表面，且該流體止擋件與該座面的該內側邊緣接合且密封該座面的該內側邊緣的該圓形開口，該流體止擋件相對於該插塞為個別的構件；當該流體止擋件被定位於該座面時，間隙存在於該流體止擋件的該徑向最外側表面與該第二孔的該壁面之間；該插塞推壓該流體止擋件至該座面上以於封閉該第二孔時密封該第一孔。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的自行車液壓組件，其中該插塞包含接觸該流體止擋件的端面。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的自行車液壓組件，其中該流體止擋件具有中心點，該第一孔具有孔軸線，且該座面被建構成使得該插塞推壓該流體止擋件以使該流體止擋件的該中心點與該第一孔的該孔軸線對準。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的自行車液壓組件，其中該座面包含從該第二孔朝向該第一孔向內傾斜的環狀傾斜表面。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的自行車液壓組件，其中該第二孔包含內螺紋，且該插塞為包含與該第二孔的該內螺紋嚙合的外螺紋的螺栓。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的自行車液壓組件，其中該插塞為剪切頭螺栓。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的自行車液壓組件，其中該流體止擋件包含球形或半球形的外表面。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的自行車液壓組件，其中該流體止擋件為球體。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的自行車液壓組件，其中該球體具有2mm(毫米)至3.5mm(毫米)的直徑。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的自行車液壓組件，其中該流體止擋件及包含該座面的該底座為金屬構件。
  11. 如申請專利範圍第1項所述的自行車液壓組件，其中該流體止擋件為金屬構件，且包含該座面的該底座為合成樹脂構件。
  12. 如申請專利範圍第1項所述的自行車液壓組件，其中該插塞被壓入配合於該第二孔。
  13. 如申請專利範圍第1項所述的自行車液壓組件，其中該第一孔位於與該液壓容室直接或間接連通的液壓通道的末端處。
  14. 如申請專利範圍第1項所述的自行車液壓組件，其中該底座為自行車液壓操作裝置的主體及自行車被液壓操作的裝置的主體中的至少一個。
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