TW201700879A

TW201700879A - 避震裝置之單向流量調節結構

Info

Publication number: TW201700879A
Application number: TW104120212A
Authority: TW
Inventors: rong-yu Xu
Original assignee: Kind Shock Hi-Tech Co Ltd
Priority date: 2015-06-24
Filing date: 2015-06-24
Publication date: 2017-01-01
Also published as: TWI589797B

Abstract

本發明主要係提供一種避震裝置之單向流量調節結構，其包含有：相互套設之一內管件及一外套件，且兩者間共同形成一第一油室，並於該內管件設有供流通至該第一油室之至少一內管通孔；一單向閥組，設於該內管件內並可將該內管件內部區隔形成一第二油室及一第三油室，一流通抵座，設於各該第二、第三油室間，於靠近該流通抵座之該內管件設有至少一單向通孔，其連通各該第一、第三油室，於該單向通孔之一側設有一油門片，其可有效封閉該單向通孔，於該第一油室內之液壓油達到預設壓力值時，則推開該油門片進入第三油門之單向流動，以產生一副流通道；一活塞組，係設於該第三油室，並可於其內作線性位移且可承受衝擊力；藉此，利用該單向閥組，其提供於受到衝擊後回彈復歸時之第二通道，藉以避震裝置於回彈時之流速增加，縮短回彈時間，因此具有可因應連續衝擊力之緩衝效果，並同時提升回彈之靈敏度，同時其整體結構簡單、組設容易、製造成本低，且可降低因回彈壓力過大所造成構件損壞的情形，故可增進構件之使用壽命者。

Description

避震裝置之單向流量調節結構

本發明係有關於一種油壓避震之壓力調節結構，尤指一種具有單向閥組，於達到預設壓力時可自動開啟以增加一副流通道，以加速液壓油流通，增加連續避震之靈敏度，且可有效增進構件之使用壽命。

於機械設備、交通工具、傢俱、模具或工具等等結構中，常見有緩衝裝置，其主要作用為機構中於受到衝擊力量時，將力量予以承接、阻擋，進而將力量抵消之緩衝功能，同時可降低使用者發生意外傷害，以增進安全性等效用。其中又以交通工具上所使用的避震裝置最為重視避震裝置之性能，須考量如何因應較差路況下傳導至車輪及車體所產生的衝擊力，此係攸關於騎乘者及乘座者之舒適度。

裝設於自行車上之避震裝置，最常見者如設於前叉、後叉車架或座管上，於前叉部位之避震主要為緩衝來自地面傳導至前輪之衝擊力；後叉車架與主車架間設置之避震器，則為緩衝由地面傳導至後輪之衝擊力；於座管內所設置之避震裝置，則為緩衝由車架傳導至座管之衝擊力。

進一步分析使用於自行車前叉之避震裝置，其結構大致又可區分為「機械式」、「油壓式」及「油氣混合式」等；其中「機械式」之避震裝置係指其結構內產生阻尼之組件，以彈性件作為主要衝擊力之緩衝，此方式之前叉避震裝置，如國內第094210952號新型專利所揭露之「可鎖定之自行車避震前叉結構」；「油壓式」之避震前叉，則係利用油壓原理於前叉內設有油室，藉由填充液壓油且可於結構中適當流動，所產生之緩衝效果者，此類技術應用如國內第096215098號新型專利所揭露之「自行車前叉用之液壓式避震器」；另一種屬「氣壓式」之避震前叉，則於結構中設置有油室及氣室，運用氣體可被壓縮之特性作為衝擊力之緩衝，此一技術如國內第099128655號發明專利所揭露之「氣簧式避震裝置」；其他更有如「油壓及氣壓」及「機械與油壓」等多種技術結合應用之「混合式」前叉避震結構者。

如於功效上分析，自行車避震前叉除了基本的「緩衝」功效外，亦發展出各式功能，如避震緩衝鎖固切換及避震程度調整等等；其中「避震緩衝鎖固切換」功效，主要在於平坦路況下可不需緩衝功能，可切換為鎖固Lock out狀態，可降低騎乘者於緩衝狀態下踩踏較為費力的情形；「避震程度調整」功能，則為提供可調整阻尼值大小，以產生不同之避震程度，以因應個人需求。其他尚有「安全性」及「靈敏度」等功能之增進。

於結構配置上，針對「油壓式」及「油氣混合式」之避震裝置，常見者如「二油室」以上下配置或內外配置；「三油室」以上下配置或內外配置方式；或「多個油室及氣室」以上下配置或內外配置者。由於各油室或氣室之配置攸關於各構件之位置、空間型態、作動關聯性及內部液壓油或氣體流通之路徑，因此不同的油室及氣室之位置配置，會影響其他相關構件之作動及組設，並使得效果的達成將會有所差異。

以具有調節阻尼效果之前叉避震裝置來說，如國內第094216899號新型專利所揭露之「易於調整的前叉避震器」，其中可穿設在外管一端內的內管，內管穿入外管一端處的內部設有具滑孔的活塞；一中空管，其一端與外管內部固定，另端內部形成有不同孔徑的穿孔，位在大孔徑一端的管壁上設有徑向並與穿孔相通的下油孔，該端另設有可位在內管內的調節閥，一頂桿可貫穿調節閥與中空管結合，該頂桿內部設有貫穿的油孔；一控制桿，係設置在中空管內，其二端分別形成有上、下錐頭，於中段處形成有環部，環部位在中空桿孔徑較大的孔內，上錐頭外側設有彈性元件，該彈性元件置在環部與頂桿的端面處；一調整件，係設置在外管上且相對於下錐頭處，其設有一旋鈕及相互連接的作動件，該作動件的端面形成有呈錐狀的推頂面，推頂面與下錐頭相互抵頂接觸。

另有一種可調節阻尼值之前叉避震裝置，如國內第094209583號新型專利所揭露之「具調節管之前叉避震器」，其設有一相互穿設的內、外管，位在外管內的內管一端設有中空的活塞，一調節管設在外管內且其另端貫穿活塞；前述調節管設有中空管及位在其內部的控制桿，中空管位在內管的一端依序設有彈簧、墊片及於軸向設有側孔的調節閥，該調節閥使內管形成有上、下油室，一內部設有油孔的頂桿可貫穿各構件並固定在中空管的端頭，此時墊片位在相對於活塞一端的側孔處，中空管在下油室設有與油孔相通的下油孔，中空管另端貫穿外管並相互固定；一控制桿設置在中空管內，其相對於下油孔一端形成有錐頭，二者間形成有間隙。

更有一種可調節阻尼值之前叉避震裝置，如國內第094217055號新型專利所揭露之「液壓式避震前叉」，包含有；一上叉管；一下叉，係與該上叉管套接；一鎖固裝置，係不可移動地裝設在該上叉管內部，且位於液壓油液面下方，該鎖固裝置將該上叉管內部區分成一上油室與一下油室，且其具有一閥本體，該閥本體具有可供下油室之液壓油往上油室竄流之至少一進流孔，以及具有可供上油室之液壓油往下油室竄流之至少一回流孔；一調整裝置，具有一旋鈕與一第一控制桿，該旋鈕位於該上叉管頂端外部，用以帶動該第一控制桿阻斷該進流孔與否使用，該第一控制桿具有一軸孔與至少一側孔，該軸孔與該鎖固裝置之進流孔相通且具有一小徑部，該側孔連通該軸孔與該上油室；一微調裝置，具有一調整鈕、一第二控制桿、一彈簧與一閥塞，該調整鈕位於該上叉管頂端外部，用以帶動穿設於該第一控制桿之軸孔的第二控制桿沿軸向產生上下位移，該彈簧與該閥塞位於該第一控制桿之軸孔中，該彈簧促使該閥塞抵觸於該軸孔之小徑部，以阻斷該進流孔與該第一控制桿之側孔相連通。

上述結構中，均為具有可調整阻尼之避震裝置，其中第一、案及第二案均將調整旋鈕設於前叉下方部位者；第一案主要係於旋調該旋鈕以其推頂面驅動控制桿以控制油孔的孔口大小，而產生液壓油流速變化，以達到緩衝程度調整；第二案則利用旋調下方旋鈕，以驅動該控制桿產生線性位移，以與油孔之孔口大小產生變化，所達到調整緩衝阻尼之功效者，但此類阻尼調整僅限於避震裝置於呈緩衝狀態時；第三案則將微調裝置則設於前叉之上方部位，藉以調整該徑流孔徑大小，以使液壓油之流速及阻尼值產生變化。

前述習知調節阻尼之避震裝置，均多利用一閥組設於其一油室中，配合一調整組以控制液壓油透過該閥組調整產生流速的變化，以具有不同的阻尼值，進而可使避震效能有微調功能，流速快時緩衝效能較佳，但騎乘時較為費力，流速慢時緩衝效能較差，但騎乘時較為省力。

惟，於遇及路況極差之連續衝擊力時，因回彈來不及復歸即承受下一個衝擊力時，各該習知結構仍會因回彈速度過慢、靈敏度低而無法提供緩衝效能，且回流之油路越迂迴、流速越低的避震結構，回彈速度越慢、靈敏度越低；另一方面，如遇到較大衝擊力道時，於回彈時液壓油之回流速度慢，則使液壓油內部壓力卸除亦變慢，此一積壓情形容易造成相關構件間產生碰撞或損壞發生，以致構件之使用壽命短；故本案創作人，係於添設有一單向閥組，於液壓油回流時開啟另一副流通道，以加速回流並提升避震裝置之靈敏度，進而可因應連續衝擊力，形成一具實用創新之避震結構。

有鑑於此，本發明所揭露之避震裝置之單向流量調節結構，設於一緩衝裝置內，其包含有：相互套設之一內管件及一外套件，且兩者間共同形成供填充液壓油之一第一油室，並於該內管件預設部位設有供流通至該第一油室之至少一內管通孔；一單向閥組，設於該內管件內預設部位，並可將該內管件內部區隔形成一第二油室及一第三油室，該單向閥組具有連通各該第二、第三油室之一組設通孔，一流通抵座，設於該組設通孔上，其具有貫設狀之一主流通孔，為提供各該第二、第三油室之液壓油相互流通之主流通道，於靠近該流通抵座之該內管件預設部位，設有至少一單向通孔，其連通各該第一、第三油室，於該單向通孔之一側設有一油門片，其可有效封閉該單向通孔，於該第一油室內之液壓油達到預設壓力值時，則推開該油門片進入第三油門之單向流動，以產生一副流通道；一活塞組，係設於該第三油室，並可於其內作線性位移，且可承受衝擊力以產生壓縮及回復該第三油室之內部空間；藉由上述構件，利用該單向閥組提供於受到衝擊後回彈復歸時之第二通道，藉以避震裝置於回彈時之流速增加，縮短回彈時間，因此具有可因應連續衝擊力之緩衝效果，並同時提升回彈之靈敏度，同時其整體結構簡單、組設容易、製造成本低，且可降低因回彈壓力過大所造成構件損壞的情形，故可增進構件之使用壽命，故整體結構可達便利實用性者。

本發明之主要目的即在提供一種避震裝置之單向流量調節結構，係設有一單向閥組，其提供於受到衝擊後回彈復歸時之第二通道，藉以避震裝置於回彈時之流速增加，縮短回彈時間，因此具有可因應連續衝擊力之緩衝效果，並同時提升回彈之靈敏度。

本發明之次一目的即在提供一種避震裝置之單向流量調節結構，其單向閥組於避震裝置受到衝擊力時，不會開起第二流道，為單向流通之設計，故不影響其他阻尼值調整組或閥組之效能。

本發明之再一目的即在提供一種避震裝置之單向流量調節結構，其單向閥組可設定於設壓力開啟第二通道，以因應較大衝擊力時的回彈壓力必須快速解除之需求。

本發明之更一目的即在提供一種避震裝置之單向流量調節結構，其整體結構簡單、組設容易、製造成本低，且可降低因回彈壓力過大所造成構件損壞的情形，故可增進構件之使用壽命。

[本發明]

(10)‧‧‧內管件

(11)‧‧‧上管

(12)‧‧‧下管

(20)‧‧‧外套件

(21)‧‧‧第一油室

(22)‧‧‧內管通孔

(30)‧‧‧單向閥組

(31)‧‧‧第二油室

(32)‧‧‧第三油室

(33)‧‧‧組設通孔

(34)‧‧‧流通抵座

(341)‧‧‧主流通孔

(342)‧‧‧組設凸柱

(343)‧‧‧卡制部

(344)‧‧‧抵座

(35)‧‧‧單向通孔

(36)‧‧‧油門片

(37)‧‧‧彈性件

(40)‧‧‧調整閥組

(50)‧‧‧活塞組

(70)‧‧‧緩衝裝置

(71)‧‧‧避震前叉

第一圖為本發明一較佳實施例之立體外觀圖。

第二圖為本發明一較佳實施例之立體分解示意圖。

第三圖為本發明一較佳實施例之組合剖視圖。

第四圖為本發明一較佳實施例之衝擊狀態示意圖。

第五圖為本發明一較佳實施例之回彈狀態示意圖。

第六圖為本發明第二實施例之立體外觀圖。

第七圖為本發明第二實施例之立體分解示意圖。

第八圖為本發明第二實施例之組合剖視圖。

第九圖為本發明第三實施例之立體外觀圖。

首先請參照第一~三圖，本發明所提供之一種避震裝置之單向流量調節結構，設於一緩衝裝置(70)內，係以應用於自行車之一避震前叉(71)作為實施說明，其主要包含有：一內管件(10)，套設於該內管件(10)外之一外套件(20)，及設於該內管件(10)中之一單向閥組(30)、一調整閥組(40)及一活塞組(50)。

該內管件(10)，係呈管狀，為一上管(11)及一下管(12)兩者相互接設所共同形成。

該外套件(20)，套設固接於該內管件(10)外，為油囊式之應用；各該內管件(10)及外套件(20)兩者間共同形成供填充液壓油之一第一油室(21)，並於該內管件(10)預設部位設有供流通至該第一油室(21)之至少一內管通孔(22)。

該單向閥組(30)，設於該內管件(10)內預設部位，並可將該內管件(10)內部區隔形成一第二油室(31)及一第三油室(32)；該單向閥組具有連通各該第二、第三油室之一組設通孔(33)；一流通抵座(34)，設於該組設通孔(33)上，並可於該組設通孔(33)上作線性位移；該流通抵座(34)具有貫設狀之一主流通孔(341)，為提供各該第二、第三油室(31)(32)之液壓油相互流通之主流通道；於靠近該流通抵座(34)之該內管件(10)預設部位，設有至少一單向通孔(35)，其連通各該第一、第三油室(21)(31)；該流通抵座(34)具有穿設於該組設通孔(33)內之一組設凸柱(342)；於該單向通孔(35)之一側設有一油門片(36)，穿設於該組設凸柱(342)上，其可有效封閉該單向通孔(35)，於該第一油室(21)內之液壓油達到預設壓力值時，則推開該油門片(36)進入第三油門(32)之單向流動以產生一副流通道；於該組設凸柱(342)延伸端設有一卡制部(343)，以定位卡制於該組設通孔(33)之一側；該流通抵座(34)預設部位設有一凸狀之一抵座(344)；一彈性件(37)，其一側抵接於該抵座(344)，另側抵接於該油門片(36)，以提供該油門片(36)於受推離該單向通孔(35)產生流通後，可再次將該油門片(36)復歸位移以封閉該單向通孔(35)之自動彈力。

該調整閥組(40)，設於該第二油室(31)內，使於各該第一、第二油室(21)(31)內之液壓油透過該調整閥組(40)相互流通。

該活塞組(50)，係設於該第三油室(32)，並可於其內作線性位移，且可承受衝擊力以產生壓縮及回復該第三油室(32)之內部空間。

藉由上述構件，本發明利用該單向閥組(30)，其提供於受到衝擊後回彈復歸時之第二通道，藉以避震裝置於回彈時之流速增加，縮短回彈時間，因此具有可因應連續衝擊力之緩衝效果，並同時提升回彈之靈敏度，同時其整體結構簡單、組設容易、製造成本低，且可降低因回彈壓力過大所造成構件損壞的情形，故可增進構件之使用壽命，故整體結構可達便利實用性者。

為供進一步瞭解本發明構造特徵、運用技術手段及所預期達成之功效，茲將本發明使用方式加以敘述如下：本發明之組設，請參照第二圖至第三圖所示，係預先將各該調整閥組(40)及活塞組(50)裝設完成，各該內管通孔(22)及單向通孔(35)以一體方式形成於該內管件(10)預設部位；將各該彈性件(37)及油門片(36)依序套設於該流通抵座(34)之組設凸柱(342)上，並以該組設凸柱(342)以該卡制部(343)之該端穿接於該組設通孔(33)內，此時該油門片(36)將受該彈性件(37)推頂而封閉各該單向通孔(35)；然後將該調整閥組(40)裝設於該上管(11)之第二油室(31)內，並將該下管(12)組接該上管(11)；接著將該外套件(20)套設於該內管件(10)外並予以定位；最後將該活塞組(50)由該下管(12)下方穿設進入該第三油室(32)內，並予以定位；最後於各該第二、第三油室(31)(32)內填充液壓油即組設完成。

本發明於受到衝擊力時，請參照第二圖至第三圖，係由該活塞組(50)外露於該內管件(10)之一端承受衝擊力，而朝該第三油室(32)內部線性位移，使得該第三油室(32)空間逐漸壓縮，於該第三油室(32)內之液壓油於受到壓力而朝該主流通孔(341)流入至該第二油室(31)，此時該流通抵座(34)亦會受到液壓油之流動壓力而朝該第二油室(31)產生線性位移之浮動狀態，進入該第二油室(31)之液壓油則再經由該調整閥組(40)內部阻尼調整後，從該內管通孔(22)流至該第一油室(21)。當衝擊力越大，該第三油室(32)受壓縮的空間越多，流通至該第一油室(21)之液壓油的量越多。

本發明於受到衝擊力後之瞬間回彈動作時，請參照第五圖，當該活塞組(50)上的衝擊力解除，此時因各該第一、第二、第三油室(21)(31)(32)之液壓油壓力大於大氣壓力，內部液壓油則將有二道流通路線進行：第一道為主流通道，則由該第一油室(21)經過該內管通孔(22)至該該調整閥組(40)，再進入該第二油室(31)，接著經由該主流通道(341)進入該第三油室(32)，此時該流通抵座(34)亦同步被朝該第三油室(32)方向推移，流入該第三油室(32)後之液壓油則進而將該活塞組(50)逐漸朝外線性位移以回彈復歸；第二道為副流通道，因第一油室(21)內之液壓較大，因此其內之液壓油一部份通過該單向通孔(35)並推開該油門片(36)使開啟該單向通孔(35)而進入該第三油室(32)，進而將該活塞組(50)逐漸朝外線性位移以回彈復歸。

本發之回彈動作所產生之副流通道，係可設定該第一油室(21)於預設壓力下才可推開該油門片(36)進而使該單向通孔(35)得以開通副流通道，讓該第一油室(21)之液壓油直接快速進入該第三油室(32)；本實施例則以該彈性件(37)之彈力作為開啟之預設壓力設定，當該第一油室(21)內部壓力大於該彈性件(37)之彈力時，即可推移該油門片(36)，讓位於該第一油室(21)內之液壓油直接且快速流至該第三油室(32)；當該第一油室(21)內部壓力小於該彈性件(37)之彈力時，則該油門片(36)受推移至該單向通孔(35)進而封閉副流通道，此時該第一油室(21)可能尚有部份液壓油，則會以主流通道回流，即經由各該內管通孔(22)及調整閥組(40)進入該第二油室(31)，經過該主流通孔(341)而回流至該第三油室(32)。

本發明之該流通抵座(34)以浮動式之狀態組設於該組設通孔(33)內，當衝擊力產生而將該活塞組(50)推移壓縮該第三油室(32)時，因第三油室(32)內部壓力較大則將該流通抵座(34)朝該第二油室(31)推移，此時該抵座(34)至該單向通孔(35)緣壁的距離縮小，以致該彈性件(37)呈壓縮狀態而具有較大彈力，因此該油門片(36)更緊抵該單向通孔(35)而呈封閉狀，此時要藉由該第一油室(21)之內部壓力移開該油門片(36)之力量將大於預設值，故於衝擊狀態時該油門片(36)不會開啟副流通道，而可有效降低於衝擊時產生油路回流而影響避震效能變低之情形。

本發明以三油室之配置方式，其中各該第二、第三油室(31)(32)於該內管件(10)內部以上下方式配置，該第一油室(21)則以內外方式配置於各該第二、第三油室(31)(32)外部，除了作為阻尼調整功能之該調整閥組(40)外，本發明進一步於該內管件(10)內設有該單向閥組(30)之結構設計，係可達到下述功效：

一、於受到衝擊後該活塞組(50)回彈時，該第一油室(21)內之液壓油除了讓液壓油以主流通道間接回流外，該單向閥組(30)將開啟通道提供另一第二通道，可直接讓該第一油室(21)之液壓油直接經由該單向通孔(35)直接流入該第三油室(32)，而可加快回流速度，故可縮短整體避震裝置之回彈時間。

二、因本發明提供回彈時可有效開啟副流通道之結構設計，因此具有較短之回彈時間，進而具有可因應連續衝擊力之緩衝效果，並同時提升整體避震後回彈之靈敏度。

三、可利用該彈性件(37)之彈力設定，以達到該第一油室(21)於預設壓力值下方能開啟該單向通孔(35)之第二通道，藉以因應較大衝擊力時的回彈壓力必須快速解除之需求。

四、本發明以相互套設之各該內管件(10)及外套件(20)，配合設於該內管件(10)中之該單向閥組(30)，並結合分別設於該內管件(10)內上下部位之各該調整閥組(40)及活塞組(50)之結構設計，其整體結構簡單、組設容易、製造成本低。

五、本發明於回彈時，可快速卸除避震裝置之內部壓力及液壓油內部應力，故可降低因回彈壓力過大所造成構件損壞的情形，以增進構件之使用壽命。

請參照第六圖至第八圖，係為本發明之第二實施例，其中該外套件(20)為一般管狀體之應用；該內管件(10)為一件式結構，該單向閥組(30)則設於該內管件(10)內部預設部位。本實施例其他組設方式、油路流動及作動狀態及預期達到之功效，均與前述第一實施例完全相同。

請參照第九圖，係為本發明之第三實施例，為應用於自行車座管(72)內之實施態樣，其中該座管(72)即是本發明之該緩衝裝置(70)，係同樣具有相互套設之一內管件(10)及一外套件(20)，並結合該單向閥組(30)設於該內管件(10)內部預設部位；於該內管件(10)上方該第二油室(31)組設一調整閥組(40)；於該內管件下方組設一活塞組(50)。

本實施例其他組設方式、油路流動及作動狀態及預期達到之功效，均與前述實施例完全相同。此外，本發明除了可應用於自行車之前叉及座管部位外，亦可使用於機車及汽車之避震系統，或者各式機械或裝置結構中，均可達到如前述之功效。

綜合上述，本發明所揭露之「避震裝置之單向流量調節結構」，係提供一可增加液壓油之回彈流速、縮短回彈時間、及因應連續衝擊力等功效，其利用於相互套設之各該內管件及外套件，配合設於該內管件中之該單向閥組，並結合分別設於該內管件內上下部位之各該調整閥組及活塞組之結構設計，使該單向閥組於受到衝擊後回彈復歸時開啟第二通道，藉以使液壓油回流之速度較快而達到快速回彈，同時其整體結構簡單、組設容易、製造成本低、構件使用壽命長，而獲致一穩固結合及組裝便利性高之單向流量調節避震結構，俾使整體確具產業實用性及成本效益，且其構成結構又未曾見於諸書刊或公開使用，誠符合新型專利申請要件，懇請鈞局明鑑，早日准予專利，至為感禱。

需陳明者，以上所述乃是本發明之具體實施例及所運用之技術原理，若依本發明之構想所作之改變，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，均應在本發明之範圍內，合予陳明。