TWI741905B

TWI741905B - 無線控制自行車前叉油壓阻尼避震系統

Info

Publication number: TWI741905B
Application number: TW109143442A
Authority: TW
Inventors: 蔡明達
Original assignee: 達建工業股份有限公司
Priority date: 2020-12-09
Filing date: 2020-12-09
Publication date: 2021-10-01
Also published as: TW202222629A

Abstract

一種無線控制自行車前叉油壓阻尼避震系統，包括前叉以及控制裝置，前叉包括有套管組件及阻尼調整單元，藉由控制裝置能無線控制前叉，進一步改變液壓油於前叉的流速以及限制流動等，達到控制前叉的阻尼效果。

Description

無線控制自行車前叉油壓阻尼避震系統

本發明是與自行車前叉避震有關，特別是指能無線控制油壓阻尼作用者。

自行車中行駛過程中主要是依賴避震器，減輕來自路面的震盪，減少騎乘者的疲勞及不舒適感，特別是在崎嶇路況(山路或郊區)其效果更為顯著。不少自行車愛好者喜愛冒險而行駛於蜿蜒小路、非鋪裝道路，勢必面臨更多不平道路或路面複雜的道路(路面有碎石、泥土)，行駛過程由避震器消除小的、甚至高頻率的震動，減少傳遞至騎乘者肌肉的負擔與疲勞感，而能增加行駛的舒適性，有充分的餘力保持車輛穩定，所以避震器是自行車行駛舒適與穩定性的重要零件。

避震器例如有台灣新型專利M602994自行車氣壓避震器、M536300氣體避震器、中國新型專利CN209067742U用于自行车的回弹阻尼、台灣發明專利I413601用於把手桿操縱載具的彈簧懸吊器、美國專利US10668975B2 Shock device in particular for bicycles、美國專利US10337584B2 Bicycle fork having lock-out,blow-off,and adjustable blow-off threshold，由上述前叉避震器可以了解有使用氣壓、油壓、彈簧等單獨或複合使用。

然而，上述避震器的阻尼調整需要依據車型、路況適度進行調整，因此操作上相當麻煩，甚至需要額外使用工具，使得一般自行車愛好者並無法方便又迅速調整。而且在非競賽狀態下，自行車愛好者並不會因應路況頻繁進行前叉避震器的細部微調，使得上述避震器的效用並無法如期發揮。

本創作提供方便迅速調整自行車前叉油壓阻尼的避震效果，採用無線控制前叉油壓阻尼的技術手段。

為了達成前述目的與功效，本發明提供一種無線控制自行車前叉油壓阻尼避震系統，其包括一前叉以及一控制裝置，其中：該前叉包括有一套管組件以及一阻尼調整單元；該套管組件包括有一上管體、一下管體以及一內管體，該上管體與該下管體可移動的相互連接，該內管體設置於該上管體與該下管體之間；該阻尼調整單元係組配於該上管體內，該阻尼調整單元包括有一阻尼控制閥並將該內管體內部區分為一上腔室與一下腔室，該上腔室充填有氣體，該下腔室充填有液壓油，該阻尼控制閥具有一流孔並連通該上腔室與該下腔室；該阻尼調整單元包括有一驅動模組，且該驅動模組的一心軸位於該上腔室朝向該流孔方向；該控制裝置包括有一操作介面，該操作介面包括有一設定頁面以及一主頁頁面；該設定頁面以設定無線連結該阻尼調整單元，該主頁頁面的一模式區塊僅包括有一舒適避震、一緩和避震以及一強硬避震，且該舒適避震、該緩和避震以及該強硬避震係分別設定控制該心軸的轉動下，令該心軸帶動一閥桿的一控制端係分別呈遠離、靠近以及封閉該流孔狀態，藉以改變液壓油從該下腔室流向該上腔室的流速，達到控制該前叉的壓縮阻尼。

100:前叉

200:控制裝置

210:操作介面

220:設定頁面

221:搜尋選項

230:主頁頁面

231:舒適避震

232:緩和避震

233:強硬避震

240:搜尋頁面

250:連結頁面

251:網站路徑

252:影像操作路徑

300:套管組件

301:上管體

302:下管體

303:內管體

304:上腔室

305:下腔室

400:阻尼調整單元

401:阻尼控制閥

402:流孔

403:殼體

404:中空軸管

405:流道

406:外環體

407:內穿體

408:內部分

409:外部分

410:驅動模組

411:心軸

412:閥桿

413:控制端

414:連接軸

415:螺動端

420:控制模組

421:電源開關

422:光遮斷器

423:葉片

430:電池模組

440:無線模組

451:環槽

452:通孔

453:隔板

454:彈簧

600:回彈軸件

601:回彈閥

第一圖係本發明系統方塊示意圖。

第二圖係控制裝置與前叉之間無線連接示意圖。

第三圖係控制裝置之操作介面示意圖。

第四圖係操作介面的設定頁面示意圖。

第五圖係操作介面的搜尋頁面示意圖。

第六圖係操作介面的主頁頁面示意圖。

第七圖係操作介面的連結頁面示意圖。

第八圖係本發明系統操作流程示意圖

第九圖係前叉組合立體示意圖。

第十圖係第九圖XX線段剖面示意圖。

第十一圖係第九圖局部放大示意圖。

第十二圖係第十一圖局部放大示意圖，且閥桿的控制端封閉該流孔狀態，並對應前叉調整設定為強硬避震。

第十三圖係閥桿的控制端靠近流孔狀態，並對應前叉調整設定為緩和避震。

第十四圖係閥桿的控制端遠離流孔狀態，並對應前叉調整設定為舒適避震。

第十五圖係第十二圖上腔室壓力超過預設值推動隔板而壓縮彈簧動作示意圖。

第十六圖係第九圖XVI-XVI線段剖面示意圖，且驅動模組、控制模組、電池模組與無線模組位於該殼體。

第十七圖係第十一圖局部放大示意圖，且回彈軸件固定於下管體以及回彈軸件組接回彈閥於下腔室。

第十八圖係阻尼控制閥部分分解立體示意圖。

第十九圖係驅動模組、光遮斷器以及葉片分解立體示意圖。

第二十圖係本發明前叉受力作動示意圖。

請參閱第一至十四圖所示，圖中揭示一種無線控制自行車前叉油壓阻尼避震系統，其包括一前叉100以及一控制裝置200。前述前叉100係以自行車的雙叉型態為例，而前述控制裝置200則是以行動手持裝置為例。

該前叉100包括有一套管組件300以及一阻尼調整單元400；該套管組件300包括有一上管體301、一下管體302以及一內管體303，該上管體301與該下管體302可移動的相互連接，該內管體303設置於該上管體301與該下管體302之間；該阻尼調整單元400係組配於該上管體301內，該阻尼調整單元400包括有一阻尼控制閥401並將該內管體303內部區分為一上腔室304與一下腔室305，該上腔室304充填有氣體，該下腔室305充填有液壓油，該阻尼控制閥401具有一流孔402並連通該上腔室304與該下腔室305；該阻尼調整單元400包括有一驅動模組410，且該驅動模組410的一心軸411位於該上腔室304朝向該流孔402方向。

該控制裝置200包括有一操作介面210，該操作介面210包括有一設定頁面220以及一主頁頁面230；該設定頁面220以設定無線連結該阻尼調整單元400，該主頁頁面230的一模式區塊僅包括有一舒適避震231、一緩和避震232以及一強硬避震233，且該舒適避震231、該緩和避震232以及該強硬避震233係分別設定控制該心軸411的轉動下，令該心軸411帶動一閥桿412的一控制端413係分別呈遠離、靠近以及封閉該流孔402狀態，藉以改變液壓油從該下腔室305流向該上腔室304的流速，達到控制該前叉100的壓縮阻尼。

關於本發明操作方式則請配合參閱第八圖所示，開啟控制裝置200進行操作介面210的點選，首先進入設定頁面220(如第四圖所示)可以選擇是否開啟位置模式以及避震模式，在此係以未開啟位置模式以及選擇手動避震為例，接著點選藍牙符號進入搜尋頁面240(如第五圖所示)，由搜尋頁面240探索周圍發出無線訊號的前叉100並加以選定後切換至主頁頁面230，並可進一步在主頁頁面230選擇提供舒適避震231、緩和避震232或強硬避震233(如第六圖所示)，藉以調整前叉100的壓縮阻尼。

例如選擇強硬避震233時，由控制裝置200發出無線訊號至該阻尼調整單元400，以令心軸411帶動閥桿412的控制端413封閉該流孔402(如第十二圖所示)，此時下腔室305的液壓油無法經由流向上腔室304，使得前叉100呈現如鎖定狀態，因此前叉100受到來自地面的地形變化下是幾乎無法讓下管體302沿上管體301移動。

例如選擇舒適避震231時，由控制裝置200發出無線訊號至該阻尼調整單元400，以令心軸411帶動閥桿412的控制端413遠離該流孔402(如第十四圖所示)，此時下腔室305的液壓油可以順利經由流孔402流向上腔室304，因此前叉100受到來自地面的地形變化下，下管體302得以沿上管體301迅速移動。

例如選擇緩和避震232時，由控制裝置200發出無線訊號至該阻尼調整單元400，以令心軸411帶動閥桿412的控制端413靠近該流孔402而不致於封閉流孔狀態下(如第十三圖所示)，此時下腔室305的液壓油可以緩慢經由流孔402流向上腔室304，因此前叉100受到來自地面的地形變化下，下管體302得以沿上管體301緩慢移動。

進一步詳細說明本發明各元件細部特徵、彼此組配關係以及操作方式。請參閱第一圖所示，該阻尼調整單元400進一步包括有一控制模組420、一電池模組430、一無線模組440，該電池模組430電性連接該驅動模組410、該控制模組420以及該無線模組440。前述無線模組440用以將無線訊號相對控制裝置200與控制模組420之間進行接收/傳遞。

另請參閱第一、十一、十二、十六圖所示，該阻尼調整單元400進一步包括有一殼體403與一中空軸管404；該殼體403組設於該上管體301的上端內部，該驅動模組410、該控制模組420、該電池模組430與該無線模組440設置於該殼體403。前述驅動模組410為步進馬達，前述控制模組420包括有一電源開關421，該電源開關421用以開啟或關閉該電池模組430供電與不供電於控制模組420、無線模組440、驅動模組410。該內管體303的上端組設固定於該殼體403，而該內管體303的下端朝向該下管體302方向延伸；該中空軸管404穿設於該內管體303的上腔室304內，且該中空軸管404的上端固定於該殼體403，而該中空軸管404的下端組設於該阻尼控制閥401，又該中空軸管404設有一流道405連通該流孔402與該上腔室304之間；該驅動模組410的心軸411以固定一連接軸414以帶動該閥桿412的一螺動端415，使該閥桿412穿設於該中空軸管404並沿該中空軸管404的軸向長度方向位移。

請參閱第十二圖所示，該阻尼控制閥401包括有一外環體406與一內穿體407，且該外環體406穿設於該中空軸管404的下端外周側，而該內穿體407係以一內部分408固定於該中空軸管404的下端內周側，而該流孔402係貫穿設置於該內穿體407軸向的兩端位置。

請配合參閱第十五、十八圖所示，該內穿體407的一外部分409與該外環體406的底部之間形成一環槽451，且該環槽451與該下腔室305相連通，該外環體406貫穿設有複數通孔452並連通該上腔室304與該環槽451；該阻尼控制閥 401進一步包括有一隔板453以及一彈簧454；該隔板453活動套設於該內穿體407的外部分409，而該彈簧454係套設於該內穿體407的該外部分409，且該彈簧454的一端彈抵於該外部分409，而該彈簧454的另一端則彈抵該隔板453，以致該隔板453常態接近該複數通孔452形成阻礙。當上腔室304壓力值上升超過預設55公斤時，上腔室304的液壓油從通孔452進入並推動隔板453向下位移(同時隔板壓縮彈簧454)，使得隔板453不在阻礙通孔452而形成開放狀態，而流向通孔452內的液壓油從通孔452下端位置與隔板453之間的間隙、環槽451流向下腔室305。直到上腔室304的壓力值下降低於預設55公斤時，彈簧454得以彈力推抵隔板453復位並再度接近通孔452下方外緣位置形成阻礙。

請參閱第十七、二十圖所示，進一步包括一回彈軸件600以及一回彈閥601，該回彈軸件600的下端固定於該下管體302的下端，而該回彈軸件600的上端組接一回彈閥601並位於該下腔室305內，當下管體302沿該上管體301軸向移動時，該回彈閥601朝該阻尼控制閥401靠近與遠離方向位移。前述回彈軸件600以及回彈閥601係用以調節前叉100承受外力(如圖示箭頭所示)後回彈阻尼的效用，因此回彈閥601會沿下腔室305朝上腔室304的反方向復位。

請參閱第十六與十九圖，該控制模組420進一步包括有一光遮斷器422以及一葉片423，且該光遮斷器422組配於該殼體403內，而該葉片423由該心軸411穿設固定，當該心軸411轉動時由該光遮斷器422感測該葉片423轉動圈數。藉由安裝於心軸411的葉片423以及光遮斷器422感測葉片423隨心軸411轉動的技術，得以提供控制模組420將心軸411轉動圈數量換算出由心軸411帶動連接軸414，讓螺旋結合於連接軸414的該閥桿412，計算出因螺旋作用帶動閥桿412軸向位移量，藉以精確控制閥桿412的控制端413係相對流孔402呈遠離、靠近以及封閉該流孔402的位置關係，達到準確控制壓縮阻尼效果。

請參閱第三、四、七圖所示，該操作介面210進一步包括有一搜尋頁面240以及一連結頁面250；其中該設定頁面220具有一搜尋選項221(圖式中以藍芽符號為例)，以操作該設定頁面220前往該搜尋頁面240，用以搜尋周圍具有阻尼調整單元400之前叉100；該連結頁面250包括有連結品牌公司網站的一網站路徑251，以及無線控制自行車前叉油壓阻尼避震系統之一影像操作路徑252。