TWI787507B - 用於自行車之懸吊之減振裝置以及用於自行車之懸吊 - Google Patents

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Abstract

一種用於一自行車之一懸吊(100)之減振裝置(1)，其包括：一第一管狀體(2)，其內部界定一第一腔室(4)；可相對於該第一管狀柱體(2)軸向滑動之一第二管狀體(3)，其內部界定與該第一腔室(4)流體連通之一第二腔室(5)；設置於該第二腔室(5)內且與該第二管狀體(3)成一體之一第三管狀體(8)，其內部界定與該第二腔室(5)流體連通之一第三腔室(9)；與該第一管狀體(2)成一體之一空心桿(10)，其中其內部界定一貫通空洞(11)，其建立該第三腔室(9)及該第一腔室(4)之間之流體連通；一第一靜態閥(12)，其操作設置於該第二腔室(5)與該第三腔室(9)間；一體地連接至該桿(10)之一第二靜態閥(14)，其操作設置於該第三腔室(9)與該桿(10)之該空洞(11)間；連接至該第一腔室(4)內之該第一管狀體(2)之一動態閥(15)，其操作設置於該桿(10)之該空洞(11)與該第一腔室(4)間。
該動態閥(15)包括具有用於流體通道之一個以上開口之一固定體(22)；及可相對於該固定體(22)移動以改變該一個以上開口之自由剖面之一遮板(24)，該遮板(24)係由一轉動致動器(25)移動。

Description

用於自行車之懸吊之減振裝置以及用於自行車之懸吊
本發明之一目的係用於自行車之懸吊之減振裝置，尤其是如登山車的自行車之前懸吊。
已知可調整懸吊之減振之懸吊本身之減振作用，尤其是其減振器。特別言之，已知藉由影響懸吊本身上之油之再循環之螺線管閥調整懸吊之減振作用。螺線管閥係磁感裝置，其中電流流經之螺線管移動鐵質機械元件，其繼而決定一軸元件之縱向位移，導致油通道開口之開啟、關閉或部分開啟/關閉。此扼流作用改變了由懸吊執行之減振作用。
但螺線管閥係不適合安裝於自行車懸吊之裝置，尤其是因其大小會影響懸吊本身的整體大小。
因此，本發明之一目的係由達成可呈現對先前技術裝置之一替代之自行車用之減振裝置組成，其中其可在不利用螺線管型閥的情況下修改減振作用，因此可以減少具減振裝置之懸吊之大小。
此及其他目的係藉由依請求項1之自行車懸吊用之減振裝置達成。
1‧‧‧減振裝置
2‧‧‧第一管狀體
3‧‧‧第二管狀體
4‧‧‧第一腔室
5‧‧‧第二腔室
6‧‧‧第一栓塞
7‧‧‧第二栓塞
8‧‧‧第三管狀體
9‧‧‧第三腔室
10‧‧‧空心桿
11‧‧‧貫通空洞
12‧‧‧第一靜態閥
13‧‧‧通道開口
14‧‧‧第二靜態閥
15‧‧‧動態閥
16‧‧‧閥體
17‧‧‧第一群導管
18‧‧‧第二群導管
19‧‧‧板
20‧‧‧彈簧
21‧‧‧疊層總成
22‧‧‧靜止體
24‧‧‧遮板
25‧‧‧轉動致動器
26‧‧‧中空體
27‧‧‧再循環腔室
28‧‧‧底壁
29‧‧‧第一中央開口
30‧‧‧第二開口
31‧‧‧板
32‧‧‧隆起部
33‧‧‧輔助腔室
34‧‧‧周圍壁
35‧‧‧穿孔
36‧‧‧堵塞部
37‧‧‧軸向突部
38‧‧‧軸
39‧‧‧外殼
40‧‧‧底壁
50‧‧‧自由端
51‧‧‧自由端
52‧‧‧第一自由端
53‧‧‧螺旋部
54‧‧‧螺旋軸向突部
100‧‧‧懸吊
101‧‧‧中央元件
200‧‧‧彈性裝置
201‧‧‧外部管狀體
202‧‧‧內部管狀體
203‧‧‧螺旋彈簧
204‧‧‧間隔體
205‧‧‧套環
206‧‧‧鬆脫手段
為了更為了解本發明及理解優點，以下將參考隨附圖式描述其之一些示例性之非限制性實施例，其中：圖1係具有依本發明之一實施例之減振裝置之一懸吊之縱向剖面圖；圖2係圖1中之懸吊之彈性裝置之縱向剖面圖；圖3係依本發明之一實施例之一減振裝置之縱向剖面圖；圖4係圖3之減振裝置之細部縱向剖面圖；圖5a係依本發明之一實施例之減振裝置之透視圖；圖5b係圖5a之靜態閥之細部透視圖；圖5c顯示依兩不同平面之兩剖面圖，該兩平面分別跨越在第一操作條件下之圖5a中之靜態閥之一對第一導管17及一對第二導管18；圖5d顯示依據在第二操作條件下之圖5a中之靜態閥之圖5b之兩相同平面之兩剖面圖；圖6係依本發明之一實施例之減振裝置之一動態閥之平面剖面圖；圖7係圖3之減振裝置之細部縱向剖面圖。
在本說明書中，僅以示例方式參考「上下顛倒」叉型之登山車之前懸吊。但本發明亦見於不同型懸吊中之應用，例如在標準的叉型中，換言之，熟悉此技術者明顯周知之非「上下顛倒」型。
參考隨附圖1，自行車懸吊係由符號100表示。依此前討論之懸吊100可係例如上下顛倒的叉型之登山車之前懸吊。
懸吊100包括彈性裝置200及減振裝置1。彈性裝置200大體上彈性執行減振及儲存自地面傳送至自行車輪之能量之功能，同時減振裝置1具有部分地消散此能量之功能。依據圖1之示例實施例，減振裝置1及彈性裝置200彼此隔開且施行懸吊100本身之兩不同桿。依另一可能但未圖示之變體，可替代性連接此類裝置以便形成單一裝置。在圖1所示實施例中，藉由懸吊100之一中央元件101使彈性裝置200及減振裝置1相互連接，其繼而可連接至例如自行車的轉向器(steering)。在相對於中央元件101之相反側處，彈性裝置200及減振裝置1可連接至自行車輪之花鼓(hub)，使其等稍後併行操作。
現參考圖2，彈性裝置200大致包括一外部管狀體201及相對於該外部管狀體軸向滑動之一內部管狀體202。例如，外部管狀體201可一體地連接至前述懸吊之中央元件101，同時內部管狀體202可連接至自行車輪之花鼓，反之亦然。彈性手段如螺旋彈簧203在外部管狀體201與內部管狀體202間操作，其相對運動係由地面崎嶇導致之自行車輪垂直運動所致。依序一可行之實施例，彈性裝置200包括與例如外部管狀體201成一體之一間隔體204，及該螺旋彈簧203可在間隔體204本身與內部管狀體202底部間操作。優點在於間隔體204可例如藉由對可旋於外部管狀體201之套環205作用而軸向移動至外部管狀體201內，以修改彈簧203之預載。此外，具有避免內部管狀體202相對於外部管狀體201鬆脫之手段206。鬆脫手段206包括例如用於停止支座(stop abutment)之旋開墊207及用於停止支座(stop abutment)的輔助彈簧207。
現參考圖3，減振裝置1包括一第一管狀體2及相對於該第一管狀體2軸向滑動之第二管狀體3。例如，依據圖3所示，第二管狀體3可滑入第一管狀體2內，但亦可替代具相反配置。第一管狀體2係適用於例如藉由前述懸吊之中央元件101一體地連接至自行車車架，尤其是其轉向器，而第二管狀體3目標在連接至自行車輪，例如至其花鼓。
第一管狀體2內部界定第一腔室4，及第二管狀體3內部界定第二腔室5。第一腔室4及第二腔室5較佳係彼此連續，換言之，彼此不區隔與隔開，整體而言係單一腔室。例如依據圖3所示實施例，第二管狀體3滑入第一管狀體2之第一腔室4內。較佳者係第一管狀體2藉由第一栓塞6於其自由端50封閉(換言之，參考所示實施例，在目標連接至自行車轉向器之端處，在正常使用減振裝置之情況下，其係上端)，而第二管狀體3藉由第二栓塞7於其自由端51封閉(與第一管狀體2之自由端50相對，換言之，在目標連接至自行車花鼓之端處，在正常使用減振裝置1之情況下，其係下端)。
減振裝置1包括設置於第二腔室5中之第三管狀體8，其徑向大小小於第二管狀體2，使得在第三管狀體8處，第二腔室5具有環狀外型。第三管狀體8與第二管狀體2成一體，且其內部界定與第二腔室5流體連通之第三腔室9。特別言之，第三管狀體8自第二管狀體3之端51軸向地延伸至第二腔室5中。
減振裝置1包括與第一管狀體2本身成一體之一空心桿10，其內部界定一貫通空洞11。空心桿10自或鄰近第一管狀體2之自由端50軸向穿越第一4及第二腔室5直到其第一自由端52進入第三腔室9。桿10之空洞11建立第三腔室9與 第一腔室4間之流體連通。因此，第一腔室4、第二腔室5、第三腔室9及空洞11構成一封閉液壓管路，其中，如油的流體可流動。
具有適當的閥使得該流體得以依照預定方向流動，且亦得使減振裝置1確保可調整之減振作用。這些閥中的一些係非可調整的(這些閥稱之為「靜態」閥)，而其他閥係可調整的(這些閥稱之為「動態」閥)。
特別言之，減振裝置1包括操作設置於第二腔室5與第三腔室9間之第一靜態閥12。第一靜態閥12可例如位於第三腔室9中，與第三管狀體8成一體，鄰近於第二管狀體3之自由端51。建立第三腔室9與第二腔室5間之流體連通之通道開口13優點在於係在第三管狀體8中形成。
此外，減振裝置1包括第二靜態閥14，其一體地連接至空心桿10，較佳至其自由端52，及因而設置於第三腔室9內。第二靜態閥14操作設置於第三腔室9與桿10之空洞11間。
此外，減振裝置1包括可動態調整閥15，其與第一管狀體2成一體，且設置於第一腔室4內。動態閥15操作設置於桿10之空洞11與第一腔室4間，且具有調整其間流體流動之功能。
將參考圖3及4描述在減振裝置1操作期間，流體，尤其是油的流動方向。
當壓縮減振裝置1時，第二管狀體3易於相對第一管狀體2前進至第一腔室4內，且因而空心桿10易於前進至第三腔室9內。在此情況下，第三腔室9中所含流體流經第二靜態閥14、空心桿10之空洞11，直到進入動態閥15。流體自此離 開進入第一腔室4，接續在第二腔室5中流動且進入第一靜態閥12，接著再度進入第三腔室9。相對地，當延伸減振裝置1時，第二管狀體3易於相對於第一管狀體2離開第一腔室4，且流體流動方向與前述相反。在第一12與第二靜態閥14及動態閥15中的通道主要因減振裝置1提供之減振作用而產生流阻。
第一12與第二靜態閥14較佳彼此相同。兩者均位於第三腔室9中且因而徑向大小相同。參考圖5a及5b，現將描述其可能的配置。靜態閥12及14包括一閥體16，其包括第一群導管17及第二群導管18。此外，該閥包括一板19，其係適用於在閥體16之一側上關閉第一群導管17之導管，但不關閉第二群導管19之導管。彈性手段如彈簧20偏壓該板19至該第一群導管17之導管之關閉位置。此外，該閥包括一疊層總成21，其在與配置板19處之側相對之閥體16之相對側上關閉第二群導管18之導管，但不關閉第一群導管17之導管。在板19之該側上，第一群導管17之導管軸向地突起使得板19抵接其上而關閉之，同時第二群導管18之導管開啟。類似地，在相對側上，第二群導管18之導管軸向地突起使得疊層總成21抵接其上而關閉之，同時第一群導管17之導管開啟。因此，彈簧20-板19系統構成對第一群導管17之導管之止回閥，同時疊層總成21施行對第二群導管18之導管之止回閥。確實，參考圖5中的閥之定向，當流體自底部流動至頂部時，疊層總成21固定壓制於第二群導管18之導管(其因而維持關閉使得流體無法流過它們)，同時第一群導管16之導管開啟，使得流體可流過它們，其等一但克服了彈簧20的彈力而抵達該板19，則將板19升起且因而得以達成流體流動。此操作條件特定顯示於圖5c。反之亦然，當 流體自頂部流動至底部時，板19固定壓制於第一群導管17之導管(其因而維持關閉使得流體無法流過它們)，同時第二群導管18之導管開啟，使得流體可流過它們，其等一但抵達疊層總成21，則使得疊層總成21之薄片彎曲，且因而開啟第二群導管18之導管。此操作條件特定顯示於圖5d。在兩種情況下，板19及疊層總成21在流體中產生合作將減振裝置1減振之阻力。
參考圖6及7，現將描述依據可行實施例之動態閥15。
動態閥15包括靜止體22，其具有一個以上開口，用以使得流體得以流動，及相對於該靜止體22可移動之一遮板24，以改變開口的自由剖面。特定言之，遮板24可使得開口完全開啟、完全關閉或部分開啟。可藉由轉動致動器25如DC馬達移動遮板24。
依據一實施例，靜止體22包括一較佳圓柱形空心體26，其內部界定一流體再循環腔室27。此外，靜止體22包括一個以上之用於流體進口/出口開口之第一開口，及一個以上之用於流體進口/出口開口之第二開口。
例如空心體26包括一底壁28，其中較佳形成中央第一開口29，及較佳環繞第一中央開口29周邊設置之複數個第二開口30。
優點在於遮板24包括一板31，其較佳設置於空心體26之底壁28處且可繞垂直於其之軸線(其較佳與空心體26之縱向發展軸線重合)轉動。進一步優點在於該板31包括設置於該空心體26之該底壁28之該第一中央開口29處之一隆起部32，以藉由該隆起部32限定一輔助腔室33。此輔助腔室33係 由例如自隆起部32軸向地突朝向空心體26之底壁28之一周圍壁34橫向界定。
板31之隆起部32較佳包括複數個通道孔35，其建立輔助腔室33與再循環腔室27間之流體連通。
板31，尤其是其周圍壁34經塑形以因其轉動而選擇性關閉靜止體22之底壁28之第二開口30。例如第二開口30可包括一對相對開口，其等具長狀的外型且係沿周邊方向發展，及板19之周圍壁34可包括一對具類似外型之堵塞部36，換言之，彼此相對，具長狀的外型且具周邊發展，及徑向厚度大於或等於第二開口30之徑向寬度。例如參考圖6，板19之周圍壁34外型可具有半徑小於或等於第二開口30之內徑之兩部及對應於堵塞部36之一部，其半徑大於第二開口30之外徑。
板31可包括軸向突部37，其朝向與堵塞部36之軸向發展方向相反之方向，連接至轉動致動器25之軸38，與其外型耦合。
依據一實施例，為了罩住致動器25，第一管狀體2包括一外殼39，其可例如連接至第一栓塞6或與其形成為一件式。外殼39設置於第一腔室4中鄰近自由端50，且包括由致動器25之軸38跨越之底壁40。依據一實施例，外殼39之底壁40設置於與靜止體22之底壁28相對之位置，且以底壁28界定再循環腔室27。例如動態閥15之空心體26可旋至自外殼39突起之螺旋部53上。動態閥15之空心體29較佳繼而包括一螺旋軸向突部54，用於穩定連接動態閥15至桿10，其繼而具有螺旋部，用於達成此連接。
此經適當塑形之動態閥15優點在於一側流體連接至桿10之空洞11，及另一側連接至第一腔室4。特別言之，底壁28之第一腔室29流體連接至桿10之空洞11，而第二開口30流體連接至第一腔室4。按此方式，當壓縮減振裝置1時，流體自桿10之空洞11流動至動態閥15之輔助腔室33，且自此輔助腔室33流經第二開口30至第一管狀體2之第一腔室4。當延伸減振裝置1時，流體流經相反路徑。在兩種情況下，由致動器25操控之板31作用於第二開口30之剖面，影響流體流阻，且因而由減振裝置1施加減振作用。
致動器25可由控制單元操控。致動器25之動作可由使用者之手動指令操控，例如藉由使用者介面裝置，或可係自動，例如基於與具有依本發明之減振裝置之自行車相關之來自不同類型感測器之信號。
熟悉此技術者自上述可知依本發明之減振裝置，具有尤其由轉動致動器致動之具所述特徵之動態閥，可克服先前所引用之螺線管閥的問題。確實，動態閥可適用至尤其是第一管狀體之裝置之實際大小，使得裝置無需過大，可容納動態閥本身即可。
熟悉此技術者為了滿足特定偶發需求，可在不超出隨附申請專利範圍之範疇下，引入其他操作上等效之元件之數種添加、修改或取代至依本發明之減振裝置之所述實施例。
1‧‧‧減振裝置
2‧‧‧第一管狀體
3‧‧‧第二管狀體
4‧‧‧第一腔室
5‧‧‧第二腔室
6‧‧‧第一栓塞
7‧‧‧第二栓塞
8‧‧‧第三管狀體
9‧‧‧第三腔室
10‧‧‧空心桿
11‧‧‧貫通空洞
12‧‧‧第一靜態閥
13‧‧‧通道開口
14‧‧‧第二靜態閥
15‧‧‧動態閥
25‧‧‧轉動致動器
39‧‧‧外殼
50‧‧‧自由端
51‧‧‧自由端
52‧‧‧第一自由端

Claims (8)

  1. 一種用於一自行車之一懸吊(100)之減振裝置(1)，其包括：一第一管狀體(2)，其內部界定一第一腔室(4)；可相對於該第一管狀柱體(2)軸向滑動之一第二管狀體(3)，其內部界定與該第一腔室(4)流體連通之一第二腔室(5)；設置於該第二腔室(5)內且與該第二管狀體(3)成一體之一第三管狀體(8)，其內部界定與該第二腔室(5)流體連通之一第三腔室(9)；與該第一管狀體(2)成一體之一空心桿(10)，其中其內部界定一貫通空洞(11)，其建立該第三腔室(9)及該第一腔室(4)之間之流體連通；一第一靜態閥(12)，其操作設置於該第二腔室(5)與該第三腔室(9)間；一體地連接至該桿(10)之一第二靜態閥(14)，其操作設置於該第三腔室(9)與該桿(10)之該空洞(11)間；連接至該第一腔室(4)內之該第一管狀體(2)之一動態閥(15)，其操作設置於該桿(10)之該空洞(11)與該第一腔室(4)間，其中該動態閥(15)包括具有用於流體通道之一個以上開口之一固定體(22)；及可相對於該固定體(22)移動以改變該一個以上開口之自由剖面之一遮板(24)，該遮板(24)係由一轉動致動器(25)移動，其特徵在於，該轉動致動器(25)包括一直流馬達，以及減振裝置(1)還包括用於命令該轉動致動器(25)的一控制單元， 其中該固定體(22)包括一空心體(26)，其內部限定一流體再循環腔室(27)，且該固定體(22)進一步包括一個以上之第一流體入口/出口開口及一個以上之一第二流體入口/出口開口，其中該空心體(26)包括一底壁(28)，其具有一第一中央開口(29)及環繞該第一中央開口(29)周邊設置之複數個第二開口(30)，其中該底壁(28)之該第一開口(29)與該桿(10)之該腔室(11)流體連通，及該底壁(28)之該等第二開口(30)與該第一腔室(4)流體連通，其中該遮板(24)包括一板(31)，其設置於該空心體(26)之該底壁(28)處且包括設置於該空心體(26)之該底壁(28)之該第一中央開口(29)處之一隆起部(32)，以藉由該隆起部(32)限定一輔助腔室(33)，其中該板(31)經塑形以因其轉動而選擇性堵塞該固定體(22)之該底壁(28)之該等第二開口(30)。
  2. 如請求項1之減振裝置(1)，其中該板(31)之該隆起部(32)包括複數個穿孔(35)，其形成該輔助腔室(33)與再循環腔室(27)之間之流體連通。
  3. 如請求項1或2之減振裝置(1)，其中該板(31)包括用於連接至該轉動致動器(25)之一軸(38)之一輔助突部(37)。
  4. 如請求項3之減振裝置(1)，其中該第一管狀體(2)包括用於收納該轉動致動器(25)之一外殼(39)，該外殼(39)設置於該第一腔室(4)處。
  5. 如請求項4之減振裝置(1)，其中該動態閥(15)係一體地連接至該外殼(39)。
  6. 如請求項4之減振裝置(1)，其中該外殼(39)包括一底壁(40)，該轉動致動器(25)之該軸(38)穿過該底壁(40)，其中 該外殼(39)之該底壁(40)與該空心體(26)之該底壁(28)一同限定該動態閥(15)之該再循環腔室(27)。
  7. 如請求項1或2之減振裝置(1)，其中該第一腔室(3)及該第二腔室(5)彼此連續以共同形成一單一腔室。
  8. 一種用於一自行車之懸吊(100)，其包括如請求項1至7中任一項之減振裝置(1)。
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