專利名稱：自行車懸掛系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明領(lǐng)域涉及懸掛系統(tǒng)，更具體地說涉及用于車輛如自行車的懸掛組件。
背景技術(shù)：
各種形式的懸掛系統(tǒng)曾被提出、進(jìn)而被用于自行車。最常見的用于自行車的叉形懸掛系統(tǒng)是懸掛叉構(gòu)成的。這些系統(tǒng)包括兩個(gè)裝在自行車前輪上的伸縮組件。伸縮組件具有大直徑管和在大直徑管內(nèi)來回移動(dòng)的小直徑管。此兩管中任一個(gè)可將其接到車輪上，但通常將大管接到車輪上。上支架橋接伸縮組件而轉(zhuǎn)向管從上支架伸入前管。對(duì)這種系統(tǒng)來說，最大間距為車輪和上支架之間的距離。為了加大間距就必須提高前管。
另一種通常見之于山地自行車的懸掛系統(tǒng)類似于用摩托車的懸掛系統(tǒng)而具有一對(duì)伸縮組件，前輪裝在其間。每伸縮組件具有外管和可自由進(jìn)出外管而具有某種減震設(shè)施的內(nèi)管。一般來說，兩外管以其下端與自行車前輪軸連接而兩內(nèi)管上端由一對(duì)支架連接在一起，這對(duì)支架從轉(zhuǎn)向管和前管向前方延伸。這些系統(tǒng)一般裝有加大尺寸或大直徑的軸以取得叉間剛性。當(dāng)然，這類軸叉要求特種輪轂，這就使其成為專用軸件。
其他一些自行車懸掛裝置具有單個(gè)位于自行車前管內(nèi)的伸縮組件。在這種懸掛系統(tǒng)中，前叉具有整體結(jié)構(gòu)。內(nèi)管從叉體延伸出去而進(jìn)入自行車前管內(nèi)的外管。這種系統(tǒng)具有剛性叉體系統(tǒng)，用以作更好的控制，但懸掛系統(tǒng)的行程受到前管長度和高度的限制。
在所有這些懸掛系統(tǒng)中，在伸縮管之間一般裝有襯套以減少摩擦。
騎車人發(fā)現(xiàn)懸掛前叉便于操縱和改善控制，且前置懸掛有助于前輪隨從地面。前置懸掛系統(tǒng)對(duì)消除顛簸是可取的，并能使自行車在較高速度下更好地操縱，在顛簸的條件下更易控制。目前用于某些自行車的雙伸縮組件基本上采用摩托車的前置懸掛技術(shù)；但也應(yīng)將兩個(gè)伸縮組件以某種形式固定在一起，如通過管件上端“U”形叉架將其固定在一起以消除各伸縮組件隨之引起的扭曲問題。此外，一般采用的圓形內(nèi)管和圓形外管并不能很好地限制轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)作。而且，為了加強(qiáng)剛性，這類系統(tǒng)一般要求笨重的車叉。這一問題對(duì)摩托車并不存在，因?yàn)閼覓旖M件可以大而笨重以克服扭曲和單腿動(dòng)作問題。此外，也有采用連桿式系統(tǒng)如飛機(jī)起落架的剪形連桿的，但這牽涉到額外帶來的重量、尺寸和復(fù)雜性方面的問題。
幾種自行車前置懸掛系統(tǒng)現(xiàn)有技術(shù)的例子見之于Horack的美國專利No.689,970和Moulton的美國專利No.3,208,767。Horack系統(tǒng)采用彈簧懸掛并具有滾珠軸承系統(tǒng)，用以同時(shí)取得軸向伸縮動(dòng)作和轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向動(dòng)作。Moulton的專利公開了一種花鍵式彈簧懸掛裝置。其他有關(guān)的懸掛系統(tǒng)見之于Thoms的專利No.723,075,Hutchins的No.2,477,748,Ryan的No.3,301,575,Hornsby的No.3,459,441,Zenser的No.3,964,765,Hartman的No.4,815,763,Browning的No.5,308,099,英國說明書No.295316(1928年11月)和意大利專利No.416,260(1946年11月)。
如熟悉本專業(yè)的人所知，任一種采用耐磨襯套之類的系統(tǒng)具有不應(yīng)有的稱之為“靜摩擦”的靜態(tài)磨擦。因此，采用這種襯套的懸掛系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生粘著而后突然釋放或移動(dòng)的現(xiàn)象，負(fù)荷(如制動(dòng)負(fù)荷引起較高的徑向負(fù)荷)越高釋放點(diǎn)也越高。
最好能提供一種用于自行車、特別是用于輕型自行車的前置懸掛系統(tǒng)或懸掛車叉，使其能承受一種復(fù)合負(fù)荷，既能承受由制動(dòng)、顛簸之類造成的很高徑向負(fù)荷(如從前到后)，同時(shí)取得來自車把、通過懸掛系統(tǒng)、在使前輪轉(zhuǎn)向時(shí)的穩(wěn)定而貼切的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)作。最好還能取得具有盡量大的懸掛行程的懸掛系統(tǒng)。
發(fā)明概述本發(fā)明提供一種改進(jìn)形式的即自行車懸掛叉形組件形式的懸掛系統(tǒng)。這種懸掛系統(tǒng)由兩個(gè)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的管件構(gòu)成。在第一實(shí)施例中，組件具有第一和第二轉(zhuǎn)向管，一個(gè)裝在另一個(gè)中并在其中伸縮，其中一個(gè)管的上端與自行車的車把桿件連接，而另一個(gè)的下端與自行車的整體前叉件連接，叉件內(nèi)裝入自行車前輪。這兩細(xì)長的內(nèi)外管裝在車架前管內(nèi)，在其內(nèi)部具有減震系統(tǒng)如充油的彈簧阻尼的內(nèi)部減震件或系統(tǒng)。此系統(tǒng)還具有改進(jìn)的筒體形式的減震系統(tǒng)，它可簡便地插入伸縮組件內(nèi)。在第一實(shí)施例中，筒體是由串裝的彈簧件如空氣墊和阻尼件如液壓阻尼器構(gòu)成的。
具有重要意義的是在兩管之間對(duì)置表面上形成的軸向延伸、縱向平直區(qū)段或“平面”以及若干裝在這些平直區(qū)段上的自由浮動(dòng)滾針軸承，這基本上是為了消除靜摩擦。例如，在第一實(shí)施例中，上管為與車把桿件連接的外轉(zhuǎn)向管，此管內(nèi)表面具有若干、最好是四個(gè)縱向平直段。下管在其外表面上具有若干同樣數(shù)量的類似的平直段，垂直于這兩管的縱軸線裝有受適當(dāng)支承的若干滾針軸承，用以使內(nèi)部下管可自由伸出或縮進(jìn)上管而取得減震作用。各平面和若干滾針軸承除在兩管之間取得盡量小的摩擦外還用以保持兩管之間的固定周向關(guān)系。換言之，平面和滾針軸承防止兩管之間的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣，在第一實(shí)施例中，在車把、車叉和車輪之間具有固定的關(guān)系，而往復(fù)運(yùn)動(dòng)的管件行使從車把到車叉和車輪傳遞扭轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)向動(dòng)作的功能。整體前叉用以使系統(tǒng)取得進(jìn)一步的轉(zhuǎn)動(dòng)剛性。
以往對(duì)某些裝置提出在懸掛系統(tǒng)內(nèi)外件之間采用若干滾珠軸承，但經(jīng)發(fā)現(xiàn)采用裝有滾珠軸承的座圈并不滿足承受所產(chǎn)生的各種徑向和扭轉(zhuǎn)負(fù)荷。而且，由于在取得所需配合和預(yù)負(fù)荷上所存在的困難制造費(fèi)用很高。
在本發(fā)明的第二實(shí)施例中有兩個(gè)外管通過類似于山地或摩托車型懸掛系統(tǒng)的上支架和下支架固定在轉(zhuǎn)向管上。但與山地型懸掛裝置不同，第二實(shí)施例是如同在第一實(shí)施例中由用以裝上前輪的整體前叉構(gòu)成的。內(nèi)管固定在前叉體上并裝在外管內(nèi)。內(nèi)外管上的平面和其間的滾針軸承仍防止管間相對(duì)的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)作。整體前叉體也提供其他懸掛系統(tǒng)所沒有的改進(jìn)的扭轉(zhuǎn)和彎曲剛性。在此實(shí)施例中，最好具有兩個(gè)用以裝入懸掛系統(tǒng)的筒體、最優(yōu)選的是，一個(gè)筒體由彈簧件如氣墊構(gòu)成，另一個(gè)筒體由阻尼件如液壓阻尼器構(gòu)成。這就構(gòu)成彈簧件和阻尼件并用的懸掛系統(tǒng)，這使懸掛系統(tǒng)的行程明顯加大。
本發(fā)明第三實(shí)施例僅具有一個(gè)通過類似于山地或摩托車型懸掛系統(tǒng)的上下支架固定在轉(zhuǎn)向管上的外管。第三實(shí)施例還具有用以裝上前輪的整體前叉體并且內(nèi)管固定在前叉體上并裝在外管內(nèi)。內(nèi)外管上的平面和其間的滾針軸承仍防止管間的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)作。整體前叉體也提供改進(jìn)的扭轉(zhuǎn)和彎曲剛性。類似于在第一實(shí)施例中所用的彈簧和阻尼筒體也可用于這一系統(tǒng)。
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種改進(jìn)的懸掛組件或其構(gòu)件。某些實(shí)施例還可提供一或多個(gè)下述項(xiàng)目提供用于可轉(zhuǎn)向件如車叉的新型伸縮懸掛組件。
提供用于自行車和摩托車的新型懸掛組件。
提供自行車車叉懸掛組件，組件采用若干裝在配對(duì)的伸縮管件平直表面之間的滾針軸承。
提供自行車車叉懸掛組件，組件采用若干裝在配對(duì)的伸縮管件平直表面之間的滾針軸承和用以限制伸縮管件之間轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)作的整體管形車叉。
提供可經(jīng)濟(jì)地制造的懸掛組件和組裝方法。
提供用于懸掛組件的改進(jìn)的減震系統(tǒng)，系統(tǒng)是可調(diào)的，具有高度可靠性和很高的性能。
提供用于懸掛組件的改進(jìn)的減震系統(tǒng)，系統(tǒng)具有筒體形式，可簡便地插入伸縮組件。
對(duì)本發(fā)明的這些和其他目的和特點(diǎn)通過以下結(jié)合附圖所作說明會(huì)取得更好的了解。
附圖的簡要描述

圖1A為分解透視圖，示出本發(fā)明懸掛車叉的一優(yōu)選形式；圖1B為圖1A懸掛系統(tǒng)的部分分解放大圖；圖2A為透視圖，示出本發(fā)明懸掛車叉的第二優(yōu)選形式；圖2B為圖2A懸掛系統(tǒng)的部分分解放大圖；圖2C為側(cè)視圖，示出本發(fā)明懸掛車叉的第二優(yōu)選形式；圖3A為透視圖，示出本發(fā)明懸掛車叉的第三優(yōu)選形式；圖3B為圖3A懸掛系統(tǒng)的部分分解放大圖；圖3C為側(cè)視圖，示出本發(fā)明懸掛車叉的第三優(yōu)選形式；圖4為本發(fā)明一實(shí)施例的組件詳圖，示出內(nèi)外轉(zhuǎn)向管及安裝其間的成組滾針軸承；
圖5A為圖4組件的內(nèi)轉(zhuǎn)向管視圖，圖5B、5C為其相應(yīng)端視圖；圖6A示出圖4組件的外轉(zhuǎn)向管，圖6B為端視圖，圖6C、6D為沿圖6A中相應(yīng)線6C-6C和6D-6D的剖面圖，示出可調(diào)軸承座板裝置；圖7A為圖4組件軸承保持器的視圖，圖7B-7D為沿圖7中相應(yīng)線7B-7B、7C-7C和7D-7D的剖面圖；圖8A、8B示出圖4中組件內(nèi)所用固定軸承座板的視圖；圖9A、9B為圖4組件內(nèi)所用可調(diào)座板的類似視圖；圖10為用以取得本發(fā)明懸掛車叉所用可調(diào)座板另一方法的透視圖；圖11為另一種可裝入氣墊的懸掛組件類似于圖4的視圖；圖12A為用于圖11組件的懸掛車叉座板保持架視圖，圖12B為其端視圖；圖13為另一種伸縮懸掛組件的透視圖；圖14為圖13懸掛組件內(nèi)管部分的側(cè)視詳圖；圖14A為圖14內(nèi)管端部詳圖；圖15為圖14內(nèi)管另一端部透視圖；圖16為圖15內(nèi)管前端視圖；圖17為裝有座板的內(nèi)管透視圖；圖18為圖17內(nèi)管前視圖；圖19為圖13外轉(zhuǎn)向管側(cè)視圖；圖20為圖19外轉(zhuǎn)向管后平面圖；圖21為圖13伸縮組件沿線21-21的剖面圖；圖22為圖13伸縮組件處于完全伸展?fàn)顟B(tài)的正面視圖；圖22A為伸縮組件處于完全壓縮狀態(tài)的側(cè)視圖；用于本發(fā)明懸掛系統(tǒng)的優(yōu)選減震筒體部分剖示的正視圖；圖23為用于懸掛系統(tǒng)的筒體剖面圖；圖24為圖23懸掛筒體的筒體圓筒及筒體組件的部分剖面圖；圖24A為圖23筒體組件的隔體部分詳圖；圖25為隔體詳圖；圖26為隔體襯套的剖面詳圖；圖27為圖23活塞軸上平面圖27A為沿27線27A-27A的剖面圖；圖27B為沿圖27線27B-27B的活塞軸剖面圖；圖27C為沿圖27線27C-27C的活塞軸剖面圖；圖27D為圖27活塞軸的部分詳圖；圖28為圖23筒體組件第一活塞剖面詳圖；圖29為圖23筒體組件第二活塞剖面詳30為圖23筒體組件提動(dòng)頭詳圖；圖31為圖23筒體組件空氣和油分隔活塞；圖32為與圖30第二活塞毗聯(lián)的提動(dòng)頭側(cè)視圖；圖33為裝在圖24筒體圓筒第二端內(nèi)的第二壓蓋剖面詳圖；圖34為圖23筒體組件調(diào)節(jié)軸詳圖；圖35為另一種減震器筒體的部分剖示側(cè)視圖；圖36為另一種減震器筒體的剖面圖；圖37為另一種減震器筒體的剖面圖；圖38為圖3A懸掛系統(tǒng)側(cè)視圖，部分剖去以示出圖37減震器。
優(yōu)選實(shí)施例的簡要描述圖1A、1B示出自行車車架10(部分的)及其前管11。車叉或前叉體12具有固定其上的內(nèi)轉(zhuǎn)向管13，內(nèi)轉(zhuǎn)向管向上延伸穿過前管11進(jìn)入上部外轉(zhuǎn)向管14。整體前叉12用以使前輪(未示出)與車把連接，呈管形以取得扭轉(zhuǎn)和彎曲剛性。外轉(zhuǎn)向管14的上端與車把桿15連接，車把(未示出)裝在車把桿上。上下軸承16、17可用作管子組件13-14在前管11內(nèi)的止推軸頸以便作轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)動(dòng)。使管13、14的組件適當(dāng)?shù)亟雍显谝黄鸩⒈３衷谇肮?1內(nèi)，在管13、14內(nèi)裝有合適的液壓或空氣減震系統(tǒng)，這些在以后都會(huì)進(jìn)行描述。
下轉(zhuǎn)向管或內(nèi)轉(zhuǎn)向管13的外壁20具有若干軸向延伸的縱向平直表面或“平面”22-25。最好設(shè)有四個(gè)這樣的平面，盡管三個(gè)已夠，多于四個(gè)也可采用。上管或外管14的內(nèi)壁28具有相同的一組對(duì)置平面32-35。這些在兩管上的平面沿管件軸向延伸，在內(nèi)外管13、14的相應(yīng)平面之間裝有四組滾針軸承36-39，大體上如圖1B所示。滾針軸承是垂直于管13-14的軸線方向、因而是垂直于從管心延伸的徑向線。最好使這些在各平面上從上到下布置的滾針軸承保持在合適的保持器內(nèi)(圖1B中未示出)，對(duì)此將說明于后。
熟悉本專業(yè)的人可以看出，滾針軸承36-39可使內(nèi)管13相對(duì)于外管14自由地軸向滑動(dòng)或伸縮。此外，滾針軸承結(jié)合管13、14上的相關(guān)平面可將扭轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)作從與車把桿15連接的車把通過伸縮管13、14傳給車叉12，因而傳到由車叉支承的前輪(未示出)。相應(yīng)平面和滾針軸承在行駛于凹凸不平的路面和制動(dòng)等情況下承受包括來自車叉12的很高徑向負(fù)荷在內(nèi)的復(fù)合負(fù)荷，同時(shí)還穩(wěn)定著從車把到車叉的轉(zhuǎn)動(dòng)和扭轉(zhuǎn)連接。因此，不再需要外部連接就可傳遞用于轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)動(dòng)和扭轉(zhuǎn)力，而且可使本發(fā)明懸掛組件具有足夠的強(qiáng)度，很輕而緊湊，以致對(duì)自行車叉只須配置單個(gè)伸縮組件而不需一對(duì)伸縮組件。此外，前叉12的管狀結(jié)構(gòu)與伸縮車叉相比提供了明顯較大的彎曲和扭轉(zhuǎn)剛性。可以取得足夠、如幾個(gè)厘米的縱向或軸向行程。平面的長度構(gòu)成管件伸縮動(dòng)作的程度。這種組件可減少顛簸，便于在騎車時(shí)操縱自行車，在路面不平的條件下也較易控制，并可取得貼切可靠的轉(zhuǎn)向動(dòng)作。
圖2A-2C示出本發(fā)明懸掛系統(tǒng)9的第二實(shí)施例。這種系統(tǒng)特別適用于山地自行車和摩托車。懸掛系統(tǒng)9是由兩個(gè)固定在轉(zhuǎn)向管18上的外管14構(gòu)成。轉(zhuǎn)向管18是可轉(zhuǎn)動(dòng)地固定在自行車的前管(未示出)上。上支架7和下支架8用以將外管14固定在轉(zhuǎn)向管18上。懸掛系統(tǒng)還具有用以裝上自行車前輪的整體前叉12。內(nèi)管13固定在前叉12上并裝在外管14內(nèi)。若干內(nèi)管13外表面20上的平面23-26、若干外管14內(nèi)表面28上的平面32-35和裝在其間的成組滾針軸承36-39防止管13、14之間相對(duì)的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)作。整體前叉12是管狀的以提供扭轉(zhuǎn)和彎曲剛性。如以下將詳述，在此實(shí)施例中，最好具有兩個(gè)裝在懸掛系統(tǒng)內(nèi)的懸掛筒體。最優(yōu)選的是，將一個(gè)筒體裝在內(nèi)管13和外管14之一內(nèi)并在其內(nèi)設(shè)有彈簧件如氣墊。將另一筒體裝在另一外管14和內(nèi)管13內(nèi)而在其內(nèi)設(shè)有阻尼件如液壓阻尼器。這構(gòu)成彈簧和阻尼裝置并聯(lián)的懸掛系統(tǒng)，對(duì)懸掛系統(tǒng)來說可取得明顯加大的行程。
如圖2C所示，對(duì)車叉12進(jìn)行構(gòu)形并將其裝在內(nèi)管13上，使內(nèi)外管13、14的軸線4與前輪，即軸架5，的安裝點(diǎn)相交或大體上相交。為此，車叉12具有下端12a和上端或橋接段12b，上端12b從下段12a向前偏移。內(nèi)管13的下端固定在前叉12上端12b上緊靠下端12a處或向下在前叉12近半處。在此優(yōu)選實(shí)施例中，車叉上端12b從下端12a和內(nèi)外管13、14的軸線4向前彎折一角度θ，角度θ最好約為15-45度，最優(yōu)選的角度約為22度。這樣，上端12b向前位于離外管14下端一距離D處而避開外管14和下支架8，使懸掛系統(tǒng)9具有較大的行程。
如圖3A-3C所示，本發(fā)明懸掛系統(tǒng)6的第三實(shí)施例類似于第二實(shí)施例，但只有一個(gè)通過上支架7和下支架8固定在自行車轉(zhuǎn)向管18上的外管14。懸掛系統(tǒng)6也具有用以裝上前輪(未示出)的整體前叉12，內(nèi)管13固定在前叉12上并裝在外管14內(nèi)。如圖3B所示，內(nèi)管13上設(shè)有平面23-26而外管14上設(shè)有相應(yīng)平面32-35以便在其間裝入若干滾針軸承36-39而防止管13、14之間的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)作。同樣，整體前叉12是管狀的以便在車輪和車架間提供附加的扭轉(zhuǎn)和彎曲剛性。在此系統(tǒng)內(nèi)可優(yōu)選采用類似于第一實(shí)施例所用的彈簧和阻尼筒體。
現(xiàn)就本發(fā)明懸掛系統(tǒng)的一實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)論述，圖4-9示出具體的優(yōu)選結(jié)構(gòu)。圖4為整個(gè)組件的剖面圖，圖5-9具體示出其主要構(gòu)件。圖4示出在外管14內(nèi)共軸線布置的內(nèi)管13并示出裝在兩管之間的四組36-39中的兩組36、38滾針軸承。圖4還示出連接在管14上的上下軸承16、17，這兩軸承在圖1前管11內(nèi)以傳統(tǒng)方式支承懸掛系統(tǒng)叉形組件。對(duì)圖2、3的懸掛系統(tǒng)來說，由于外管14剛性連接在支架7、8上，因此不再設(shè)軸承。圖5詳細(xì)地示出內(nèi)管13，圖6詳細(xì)地示出外管14。圖7A-7D示出軸承保持器42，四個(gè)保持器用以在管13、14間保持相應(yīng)四組滾針軸承36-39。圖8A、8B、9A和9B示出裝在內(nèi)外管13、14內(nèi)的相應(yīng)固定的和可調(diào)的軸承座板，如以后將詳述。最好用如圖8A、8B所示的軸承座板使成組滾針軸承在內(nèi)外管內(nèi)形成壓配合。
圖4還簡略示出液壓組件44，它具有減震滑架組件45、相關(guān)螺旋彈簧46和彈簧套筒47。液壓組件44具有常用的活塞和閥具(未示出)以便在管13、14之間取得可調(diào)液壓減震作用。
外轉(zhuǎn)向管14的上端(如圖4所示右側(cè))如圖所示帶有螺紋，用以裝入外管蓋50，在此蓋中又裝入由固定螺釘52固定在其中的定位螺桿51。定位螺桿51的下端(圖4左側(cè))具有通過螺紋套裝其上的套環(huán)53并與彈簧46的端部嚙合。減震滑架45的上端通過螺紋裝入定位螺桿51并用螺母54固定。雖圖4中未示出，圖1所示車把桿15繞外管14的上端56夾緊。在圖2、3所示懸掛系統(tǒng)中，車把桿固定在轉(zhuǎn)向管18上。定位螺桿51和相關(guān)構(gòu)件是可調(diào)的，使液壓減震組件的預(yù)定負(fù)荷可調(diào)整，如使其針對(duì)騎車人的重量進(jìn)行調(diào)整。
可以使?jié)L針軸承保持器42和滾針軸承36-39以任一種合適的方式夾持在管13、14之間。在圖中所示實(shí)施例中，彈簧套筒47的上端具有凸肩57，軸承保持器42緊靠其上，而其下端由下套圈58支承，該套圈通過螺紋裝在外管14的下端59上?？蓪⒈Ｗo(hù)套60裝在套圈58上，可將底部減震墊61裝在內(nèi)管13上，如圖所示。保護(hù)套用以盡量減少在管13下面外露部分64上積聚灰塵和濕氣。內(nèi)管13的下端65以任一合適的方式固定在圖1-3所示車叉12上，這對(duì)熟悉本專業(yè)的人是很明顯的。
圖5具體示出內(nèi)管13的構(gòu)形，圖6具體示出外管14的構(gòu)形。內(nèi)管13大體上為一中空筒體如圖4、5所示，但在其外壁20上形成有四個(gè)軸向延伸的縱向平面22-25如前按圖1-3所述。管13的示例性外徑為1.125in(28.58mm)，管13的示例性長度為8.17in，其平面長度為5.67in(144mm)，寬度為0.5in(12.7mm)，簡端62長度為2.5in(63.5mm)。管13用鋼制成，并可用Nitriloy或等效材料制成，采用如汽車工業(yè)所用銅遮蔽技術(shù)使其平面22-25硬化。由于此管13是組件中應(yīng)力最高的構(gòu)件，重要的是其制造所用材料和方法應(yīng)使其在高應(yīng)力作用下會(huì)彎曲而不致斷裂。
如圖6所示外管14包括一中空筒體，用以裝在前管11內(nèi)的軸承16、17中如前所述或裝在支架7和8內(nèi)。此管的內(nèi)壁28在其內(nèi)形成四個(gè)縱向布置的槽72-75如圖6B-6D所示。這些槽用以裝入圖8A、8B所示的軸承座板80和84。槽72-75還具有外壁72a、b-75a、b(見圖6B)，用以裝入軸承保持器42。圖8所示座板80在此稱為“固定”座板而具有一致的長方形截面，其側(cè)面或面部81、82是平行的如圖8B所示。這些座板80中的兩個(gè)裝在相應(yīng)的槽73、74中。另外各縱槽72、75容納圖9A、9B所示的稱為“可調(diào)”座板的座板84。這些可調(diào)座板便于組裝并在組裝后可調(diào)整軸承間隙如以下將述。管14的示例長度為2.66in(195mm)，中部外徑為1.5in(38mm)。
如圖6B-6D所示，用于固定座板80的槽73、74不僅平行于管14的軸線，且垂直于通過管14中心延伸的徑向直線。
另外，槽72、75可相對(duì)于徑向直線的垂直線成一很小角度布置(如約0-4°)。此外，圖9所示可調(diào)座板84具有類似的傾斜側(cè)面或平面85，與槽72、75的表面配接而使這兩斜面(即72和85以及75和85)配接并合作以便允許徑向調(diào)節(jié)軸承間隙。圖6C、6D為沿圖6A線6C-6C、6D-6D的剖面圖，示出螺紋孔88-91，用以裝入調(diào)整螺釘(未示出)以便沿箭頭92、93方向小量調(diào)整可調(diào)座板84，熟悉本專業(yè)的人會(huì)很明顯地看出，這使斜面(即72和85以及75和85)沿彼此移動(dòng)，從而使可調(diào)座板的垂直面86相對(duì)于管14的軸線徑向移進(jìn)和移出而調(diào)整軸承間隙。四組軸承保持器和滾針軸承裝在相應(yīng)座板80、84上，圖6D中僅示出一個(gè)軸承保持器42。
在外管14壁體上合適的部位可設(shè)置用作油脂孔的小孔。
圖7示出軸承保持器42，可用以在內(nèi)轉(zhuǎn)向管13的平面22-25和相應(yīng)座板82-84的垂直面82-86之間夾持各組滾針軸承36-39。圖7所示軸承保持器42可用合適的熱塑材料模制并具有用以裝入滾針軸承的長孔100。保持器具有外框架結(jié)構(gòu)101、102和很多延伸其間的橫構(gòu)件104，從而形成滾針軸承的長孔或空間100。橫構(gòu)件104具有如圖7B-7D所示的構(gòu)形，并具有向上彎曲的上構(gòu)件106(圖7C)和向下彎曲的下構(gòu)件108(圖7D)，用以部分地圍住滾針軸承而將其夾持在長孔100內(nèi)。在本實(shí)施例中，每軸承保持器42支承66個(gè)位于長孔100內(nèi)的滾針軸承。
圖10示出另一調(diào)整軸承間隙的實(shí)施例，其中，外轉(zhuǎn)向管142的上端具有四個(gè)軸向延伸的縱槽112-115。四個(gè)可調(diào)座板118固定在上套圈119上，套圈又能可調(diào)地與蓋120連接。蓋120可類似于圖中的外管蓋50而車把桿(未示出)可裝在管142的上端。
圖10所示座板118具有面向內(nèi)面的平面118a，此平面垂直于引自管142中軸線的徑向直線。內(nèi)管(未示出)位于外管142以內(nèi)，其配合平面以及合適的滾針軸承和軸承保持器具有類似于前述的結(jié)構(gòu)。
至少兩個(gè)座板118的對(duì)置外表面118b從上到下是傾斜的，其中，上端厚于下端如圖所示。兩個(gè)或兩個(gè)以上的槽112-115可具有類似配合關(guān)系，其中，這些槽從管142的下部到上部是向外傾斜的。在這種結(jié)構(gòu)中，成組座板118貼著斜槽112-115向下進(jìn)入管142的運(yùn)動(dòng)就使傾斜座板的內(nèi)垂直面118a徑向向內(nèi)移動(dòng)，從而容納和調(diào)整軸承間隙。這種設(shè)置提供另一種調(diào)整或補(bǔ)償軸承間隙的方法，因而涉及到使某幾個(gè)或全部座板118沿軸向的移動(dòng)，用以調(diào)整軸承。
圖11、12示出幾乎與圖4所示相同的另一實(shí)施例，但設(shè)計(jì)成使其能裝上內(nèi)部氣墊系統(tǒng)(未示出)。在此實(shí)施例中，內(nèi)管13和外管14與圖1-4所示相似。同樣，此組件裝在軸承16、17或支架7、8內(nèi)，并具有相同的四組滾針軸承36-39，圖中僅示出其中的兩組36、38。也采用類似的保持器42，但上端或右手端如圖11所示是用筒形座板夾持器126夾持的，夾持器詳見圖12。這種夾持器126裝在外管14的上端，具有形成凸肩127的下端，軸承保持器42的上端夾持在凸肩上。座板夾持器通過類似于圖4蓋50的管蓋(未示出)和相關(guān)構(gòu)件夾持在管14上端56內(nèi)。用類似于圖4套圈58的套圈130夾持軸承保持器42的下端。用纜索133、134夾持所設(shè)保護(hù)套132。
圖13-23示出優(yōu)選懸掛組件的實(shí)施例和制造方法。如圖13透視圖所示，能用于以上圖1-3所示任一懸掛系統(tǒng)的伸縮組件210是由內(nèi)管213和外管214構(gòu)成的，兩管是同軸線布置而內(nèi)管213可同軸線地移進(jìn)或伸出外管214。與前述實(shí)施例相似，低摩擦的伸縮動(dòng)作是通過四個(gè)長方形的軸承保持器(以下針對(duì)圖21-23將更充分地論述)取得的，這是繞內(nèi)管213在外管214和內(nèi)管213之間的環(huán)形空間內(nèi)間隔布置的。
為取得所需磨損和性能方面的優(yōu)異性，與軸承保持器接觸的內(nèi)管213和外管214最好是硬化的或用足夠硬的金屬材料制成的。如圖14-18所示，內(nèi)管213在其第一端上具有內(nèi)螺紋216，在其第二端上沿內(nèi)表面具有槽218(如圖14A所示)。內(nèi)管213具有大體上為圓形截面的中央通路220和四個(gè)凹部或凹槽222a、222b、222c、222d，凹槽從第一端螺紋216處軸向延伸到內(nèi)管213長度的約2/3處。相應(yīng)的軸承座板224a-d裝在各相應(yīng)的凹槽222a-d內(nèi)。各座板224a-d厚約0.016in(0.41mm)而從相應(yīng)凹槽徑向向外延伸。座板224a-d可在兩個(gè)座板兩末端處用小面積的點(diǎn)焊裝在內(nèi)管213上，使座板固定在內(nèi)管213上而防止其移動(dòng)。座板224a-d是用硬質(zhì)材料制成的，或可具有硬質(zhì)外表面，如采用外表面經(jīng)滲氮處理硬化的鋼。
如圖19-21所示，外管214具有若干繞其內(nèi)周間隔布置、沿外管214長度延伸的縱向內(nèi)槽232a、232b、232c、232d。在外管214內(nèi)各相應(yīng)凹槽232a-d中裝入相應(yīng)外座板234a、234b、234c、234d。各相應(yīng)軸承保持器240a-d位于相應(yīng)內(nèi)外座板之間。作為示例，軸承保持器240a位于內(nèi)座板224a和外座板234a之間。整個(gè)組件是壓配合的，在軸承上具有所需預(yù)負(fù)荷。
如圖22、22A所示，軸承保持器240a-d在內(nèi)管213和外管214之間是浮動(dòng)布置的。圖22示出處于充分伸展?fàn)顟B(tài)下的組件210，圖22A示出處于充分壓縮狀態(tài)下的組件210。在組合時(shí)加上所需預(yù)負(fù)荷以盡量減小內(nèi)管213和外管214之間的游隙。
為取得所需預(yù)負(fù)荷而又避免會(huì)對(duì)任意伸縮動(dòng)作引起不應(yīng)有的摩擦，組合的方法可提供構(gòu)件的精確的配合。為取得精確配合，內(nèi)管213(外徑)和外管214(內(nèi)徑)以及軸承保持器240a-d和座板234a-d、224a-d和公差必須保持很小的值。對(duì)內(nèi)管213和外管214要求這樣小的公差會(huì)在很大程度上提高材料的費(fèi)用。在上述實(shí)施例中，在制造上是通過帶斜面的座板取得這種調(diào)整的。在這種優(yōu)選制造方法中，組裝人備有若干不同厚度的座板。對(duì)這些座板的制造不難達(dá)到嚴(yán)格的公差，也可只對(duì)每一座板分別加以測定并將其厚度標(biāo)在其上備用。
采用可附裝座板的結(jié)構(gòu)，只須對(duì)座板如內(nèi)座板234a-d與軸承240a-d接觸的表面采用硬質(zhì)材料。對(duì)其余構(gòu)件如內(nèi)管213和外管214可采用韌性較高、易于加工的材料。對(duì)座板本身不必機(jī)械加工，不要求加工到精密的公差而只須對(duì)內(nèi)座板234a-d加工到一定范圍的厚度如0.015到0.020in(0.38-0.51mm)。
在這種構(gòu)造和方法以內(nèi)也可采用另一種設(shè)計(jì)。例如，以上示出繞圓周間隔90°設(shè)置的四組軸承保持器和軸承座板，但也可采用具有三組繞圓周間隔120°設(shè)置的軸承保持器和軸承座板，對(duì)熟悉本專業(yè)的人來說不難按這里所公開的內(nèi)容作出這種設(shè)計(jì)。在這種三組式設(shè)計(jì)中，其中一組應(yīng)位于內(nèi)外管的前方或后方(最好是后方)(此組為沿轉(zhuǎn)向軸線的中央縱平面所對(duì)分)以便承受作用在結(jié)構(gòu)上的彎矩。也可采用其他筒形或蛤殼形構(gòu)形。
在四組軸承保持器和軸承座板的設(shè)計(jì)中，這些組是間隔90°布置的，其前后兩組為沿轉(zhuǎn)向軸線的中央縱平面所對(duì)分。也可使這些組轉(zhuǎn)45°布置(繞管軸線)而保持對(duì)中央縱平面(沿轉(zhuǎn)向軸線)的對(duì)稱。
所示內(nèi)管213具有圓形內(nèi)部管腔，但腔體可以是方形而仍與減震筒體相適應(yīng)。同樣，外管214具有方形內(nèi)腔，在這種實(shí)施例中，內(nèi)管213也就最好具有方管形狀以便座板的組裝。
以下為構(gòu)成座板組件的優(yōu)選方法。
步驟1首先取外管214而將四個(gè)外座板234a-d放在相應(yīng)槽232a-d內(nèi)并用適當(dāng)方法如用有彈簧負(fù)荷的夾具將其夾持就位。
步驟2準(zhǔn)確測量座板相應(yīng)對(duì)置面間的尺寸，即座板234a-234c之間的第一尺寸和座板234b、234d之間的第二尺寸。任選一前側(cè)并就此作出標(biāo)記，這里作為示例相當(dāng)于座板234a而相應(yīng)地作出標(biāo)記。
步驟3取內(nèi)管213，放上內(nèi)座板224a-d并用適當(dāng)?shù)难b置如有彈簧負(fù)荷的機(jī)構(gòu)或橡膠帶之類將其夾持就位。任選一前座板如224a，用千分尺測取外徑的尺寸。
步驟4對(duì)各向(即各前后和各左右)成對(duì)內(nèi)座板直徑所測得的尺寸加上兩個(gè)滾針軸承的直徑而得出前后直徑的尺寸A和左右直徑的尺寸B。
從步驟2得出的前后內(nèi)徑尺寸中減去A而得出X值。從步驟2得出的左右內(nèi)徑尺寸中減去B而得出Y值。X值和Y值就是這一組件的直徑配合或間隙。
步驟5最好得出壓配合(與間隙相反)，否則就會(huì)在車叉內(nèi)產(chǎn)生晃動(dòng)。所需范圍如下X=0.002-0.0025in(0.051-0.0635mm)Y=0.001-0.0015in(0.0254-0.0381mm)步驟6為取得所需配合，如測值并不符合應(yīng)有的所需范圍，在這對(duì)座板中取去其中之一而換以所需另一厚度較大或較小的座板以取得所需壓配合。例如，如得出的X值為0.003in(0.0762mm)，就取出其中一個(gè)座板而換以另一小0.001in(0.0254mm)。
步驟7用適當(dāng)?shù)膴A持件夾持軸承保持器240a-d而使保持器位于內(nèi)外座板之間約與內(nèi)管213搭接及半處。
步驟8內(nèi)管213和外管214就其相應(yīng)前例對(duì)齊，使外管滑到軸承和內(nèi)管組件上而取得所需壓配合，從而取得所需軸承保持器相對(duì)于內(nèi)外管的初期位置。
在另一組合方法和設(shè)計(jì)中，鋼制內(nèi)管213的凹槽可予取消而只用點(diǎn)焊使座板固定就位。在設(shè)有凹槽時(shí)不需點(diǎn)焊而將座板裝在凹槽內(nèi)。
在另一組合方法中，組裝人測量內(nèi)管213和外管214的實(shí)際尺寸(前后；左右)以及軸承保持器240a-d的實(shí)際厚度。組裝人于是選出(a)內(nèi)外成對(duì)座板224a、c和234a、c而得出所需前后間隙；(b)內(nèi)外成對(duì)座板224b、d和234b、d而取得所需左右間隙。最后取得具有準(zhǔn)確間隙的組件，在組裝時(shí)就可取得所需預(yù)負(fù)荷。
軸承240a-d是浮動(dòng)的，并不相對(duì)于內(nèi)管213或外管214是固定的。如圖22、22A所示，軸承保持器240a-d(長度為“A”)的軸向位置在選擇中應(yīng)使其位于內(nèi)管213和外管214之間。在組件處于充分伸展時(shí)(圖22)軸承保持器240a-d的最左端并不伸出外管214。同樣，在充分伸展時(shí)軸承保持器240a-d的最右端并不伸過內(nèi)管213的最右端。在組件充分壓縮時(shí)(圖22A)軸承保持器240a-d向內(nèi)移動(dòng)(向左)一個(gè)值“C”，并不伸出外管214。同樣，在充分壓縮時(shí)，軸承保持器240a-d的最右端并不伸過內(nèi)管213的最右端。圖1所示懸掛系統(tǒng)的優(yōu)選尺寸如下字母符號(hào)構(gòu)件 長度A 軸承保持器 4.0in(102mm)B 外座板 7.25in(184mm)C 內(nèi)座板 5.25in(133.35mm)D 軸承保持器行程 1.0in(25.4mm)E 管子搭接 5.856in(148.74mm)(充分壓縮)F 外露內(nèi)管 2.064in(52.43mm)(充分壓縮)G 外露內(nèi)管 3.939in(100.05mm)(充分伸展)改進(jìn)的減震系統(tǒng)圖1-3所示懸掛系統(tǒng)優(yōu)選實(shí)施例還具有改進(jìn)的減震系統(tǒng)300如圖23-34所示。減震系統(tǒng)300由彈簧和阻尼構(gòu)件構(gòu)成而整裝在單一筒體320內(nèi)。筒體320具有帶螺紋的上蓋415，用以與外管214(圖13。22中214a)接合；帶螺紋的上壓蓋370，用以與內(nèi)管213(圖14、22中216)接合。這樣，可將減震系統(tǒng)300容易地裝進(jìn)內(nèi)外管213、214和從中取出，并提供彈性和阻尼而抑制其間的移動(dòng)，減少?zèng)_擊。減震系統(tǒng)300在構(gòu)形上具有串聯(lián)的氣墊540和液壓阻尼器而特別適用于圖1、3所示懸掛系統(tǒng)。
如圖23、24所示，減震系統(tǒng)300具有帶內(nèi)部活塞軸330的外筒體320，活塞軸與上活塞350和下活塞380連接。固定的隔體325將液壓流體阻尼器分成上室510和下室520兩個(gè)室。壓縮活塞使流體流經(jīng)位于上室510和下室520之間的隔體325適當(dāng)?shù)目?以下詳述)以取得減震系統(tǒng)300的阻尼作用。通過自由活塞400和第二活塞380壓縮氣墊室540可取得減震系統(tǒng)300的彈性作用。自由活塞400還在氣墊室540內(nèi)空氣和下流體室520之間具有隔離作用。自由活塞或隔離活塞400是與第二活塞380分開的，也就是，活塞400實(shí)際上并不與之連接而可相對(duì)于第二活塞380軸向移動(dòng)的。但，實(shí)際上第二活塞是與外管214連接的，而筒體是與內(nèi)管213連接的，以致相對(duì)的移動(dòng)使第二活塞380壓縮室540內(nèi)的空氣而產(chǎn)生彈性。中間流體室530位于浮動(dòng)活塞400和下活塞380之間而允許上下室510、520內(nèi)的液壓流體受熱膨脹。下活塞也會(huì)使室530內(nèi)流體以及自由活塞400移動(dòng)。通過Schraeder空氣閥430(可用標(biāo)準(zhǔn)自行車打氣筒作動(dòng)的閥門)位于筒體320第二端322b下壓蓋或下栓420內(nèi)，用以對(duì)空氣室540充氣。這樣，通過閥430可用高壓自行車打氣筒選擇性地在100-150psi(690-1034KN/m2)范國內(nèi)進(jìn)行適當(dāng)?shù)某錃?。在此系統(tǒng)的端部可裝上端蓋435以免塵土進(jìn)入空氣閥430或使其受到損害。
如圖23、24所示，主筒體320具有中段321及其第一和第二端322a、322b。如圖24A所示，筒體壁的中部321具有向內(nèi)凸緣324，隔體325安裝其上。在隔體325和活塞軸330之間裝有隔體襯套327，襯套和隔體之間裝有密封圈329以免在第一室510和第二室520之間穿過此兩構(gòu)件產(chǎn)生泄漏。密封圈329調(diào)節(jié)軸和隔體之間同心度的不足。
圖25、26詳示隔體325和隔體襯套327。隔體325具有環(huán)體部分325a及其外環(huán)槽325b，用以夾住筒體凸緣324而使隔體325定位。隔體325還具有內(nèi)凸肩325c以與隔體襯套327上的外凸肩327c配合而在其間裝入密封圈329。隔體襯套327具有管形體327a，其外槽327b用以裝入固定環(huán)328如前所述。隔體襯套327具有光滑的密封面327d，活塞軸330可在其中作密封性滑動(dòng)。
在制造中，使隔體325放置就位，再對(duì)外壁321進(jìn)行滾壓而形成凸緣324。筒體壁321具有一對(duì)位于凸緣324相對(duì)兩側(cè)的加強(qiáng)環(huán)或加厚壁部321a、321b，用以防止?jié)L壓加工時(shí)筒體321的變形。
如圖27B所示，在側(cè)壁331中設(shè)有鎖扣339。鎖扣339可用以在組合過程中在活塞軸330和筒體320之間定出正確的相對(duì)徑向位置。
如圖27、27A-D所示，活塞軸330是由具有第一端332a和第二端332b的中央管件331構(gòu)成。第一端332a通過螺紋擰入上蓋415，上蓋的螺紋415a又與外管214端部螺紋214a(圖13、22)接合。活塞軸330具有中空管形內(nèi)腔331a。活塞軸330(如圖27D所示)具有徑向凹槽335，卡環(huán)351卡在其中以便鎖定第一活塞350的一端。第二凹槽336用以裝入密封圈359，凸肩337頂住止推墊圈360。活塞350因此在卡環(huán)351和止推墊圈360之間固定在活塞軸330上。密封圈359防止其間流體的泄漏。
活塞軸330還具有另一上環(huán)槽338，槽內(nèi)可裝入卡圈361，用以固定裝在軸330上的上端止動(dòng)器362。用分隔器364隔開的一對(duì)密封圈363、365也環(huán)置于活塞軸330上，密封圈365用作上端緩沖器。上端止動(dòng)器362和相關(guān)構(gòu)件有助于在系統(tǒng)充分伸展時(shí)防止在第一活塞350上產(chǎn)生沖擊。
減震作用是通過使流體在第一流體室510和第二流體室520之間流通取得的?；钊S330的中空內(nèi)腔331a為液壓流體提供通路?；钊S在其優(yōu)選實(shí)施例中具有若干開孔第一圓孔334a和第二圓孔334b，各具有一定直徑；一對(duì)橢圓孔或長孔333a、333b，與另一對(duì)作相隔180°的布置。這些孔的布置可見之于圖27A、27D。在特定的一個(gè)孔與流量控制機(jī)構(gòu)(說明于下)對(duì)準(zhǔn)時(shí)，流體隨所選定孔的尺寸受到限制，從而取得所需沖擊阻尼力。
在所示實(shí)施例中，第一孔334a的直徑為1.25mm，第二孔334b的直徑為1.0mm。長孔333a、333b的尺寸允許從中相對(duì)地?zé)o限制的流動(dòng)。長孔333a、333b的寬度約為3.0mm，其長度(中心到中心)約為6.0mm。
孔334a、b和長孔333a、b的徑向位置在設(shè)計(jì)上使其對(duì)應(yīng)于現(xiàn)用調(diào)檔桿的換檔位置，也就是在Accushift的商標(biāo)下由日本Osaka地區(qū)的Maeda Indusfeies,Ltd、公司SunTour分支機(jī)構(gòu)內(nèi)出售的調(diào)檔桿。操縱器(如調(diào)檔桿)最好是用以進(jìn)行在可辨別或分級(jí)的徑向位置上轉(zhuǎn)換、有時(shí)稱作“檔爪”的裝置。因此，將調(diào)檔桿轉(zhuǎn)動(dòng)到某一特定位置，就可對(duì)調(diào)節(jié)軸440選定所需位置。
液壓流體路程在經(jīng)過相應(yīng)孔之后沿活塞軸330的管狀通路331a(如圖27C所示)延伸到第二活塞軸端332b。如圖28所示，第一活塞350具有帶外凸緣部分358的主體，凸緣部分靠近內(nèi)部環(huán)形凸肩357。密封圈359裝在凸肩357內(nèi)，用以封住活塞350和活塞軸330之間的任何通路。第一外凹槽354用以裝入密封圈355和一對(duì)位于密封圈355兩側(cè)的墊圈356a、b。第一活塞350還具有第二外部環(huán)形凹槽352，用以裝入耐磨環(huán)353。耐磨環(huán)353和密封圈355相結(jié)合用以在第一活塞和筒體320內(nèi)部圓形側(cè)壁之間取得滑動(dòng)密封。
圖29示出第二活塞380的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。第二活塞380具有帶前凸緣部分385的主體?？拷咕壊糠?85設(shè)有外部環(huán)形凹槽384。耐磨環(huán)387裝在凹槽384內(nèi)而在筒體壁321和第二活塞380(圖23)之間取得滑動(dòng)配合。第二活塞380必要時(shí)也可設(shè)置第二環(huán)形凹槽383，用以裝入密封件如密封環(huán)(未示出)。否則取消后端的凸緣部分382而省去凹槽。第二活塞380具有螺紋孔381，用以在組合時(shí)放去流體。在裝完流體后用螺釘389堵住開口381。
如圖30所示，提動(dòng)頭具有錐形前部396，此部向外傾斜或展開而到達(dá)座面394，再到達(dá)外縱面393。提動(dòng)彈簧388使提動(dòng)頭390的座面394靠在活塞軸330內(nèi)相應(yīng)密封面331b上。在壓縮時(shí)，活塞軸330內(nèi)的流體壓力克服提動(dòng)閥的彈簧壓力而使流體能通過活塞軸330內(nèi)的孔342進(jìn)入提動(dòng)室525。提動(dòng)座394的斜面提供一種遞增作用，提動(dòng)彈簧388提供遞增力。提動(dòng)頭390還具有凸起部分392以便在提動(dòng)頭不工作時(shí)允許有所回流。在活塞軸330的側(cè)壁上還設(shè)有旁通小孔344，用以使提動(dòng)頭后方的流體慢速分流而從活塞軸330的中央通路331a流入第二流體室520，也可反向流動(dòng)?？?44較小，直徑約為1.0mm，因此僅所需量的流體可從中通過。在壓縮力停止時(shí)，提動(dòng)彈簧388立即關(guān)閉提動(dòng)閥，也就引發(fā)了回彈期，回彈力來自空氣室540的氣墊作用。旁通小孔344的尺寸應(yīng)提供一定量的節(jié)制流動(dòng)。
圖31詳示空氣和油分隔活塞400。活塞400在一端具有形成凸肩408的凹部，螺釘頭405作壓靠其上的安裝。第二凸肩406提供一帶棱表面，用以裝上密封圈407而在螺釘頭405和分隔活塞400主體之間形成密封。分隔活塞400還具有第一外部環(huán)形凹槽404，用以裝入耐磨環(huán)401，還具有第二環(huán)形凹槽402，用以裝入空氣和油的密封件403以便在空氣和油的分隔活塞400和筒體320內(nèi)壁之間形成密封滑動(dòng)表面。密封件403最好為用腈、BunaN之類材料制成的四方形密封結(jié)構(gòu)。由于浮動(dòng)密封件400要求零的差動(dòng)條件，由于密封件不要求高壓差密封，靜磨擦減小或減小到了最低程度。
筒體320的第一端322a用上壓蓋370(如圖32所示)蓋住。上壓蓋370具有外部環(huán)形下凸肩374，用以與密封圈377配合而在筒體320內(nèi)壁和上壓蓋370之間形成密封。壓蓋370還具有內(nèi)部環(huán)形凹槽372，用以裝入活塞桿刮垢密封件379，用以在活塞軸330和壓蓋370之間形成密封。
第二壓蓋420封住筒體第二端322b。圖33詳示第二壓蓋。壓蓋420具有中央開口422，通過此開口Schreder閥430可通入空氣室540。Schraeder閥430通過帶密封圈425a的螺母425固定在壓蓋420上，密封圈裝在內(nèi)部環(huán)形凸肩425b上，螺母425靠在壓蓋420內(nèi)第二環(huán)形凸肩425c上。壓蓋420還具有外部環(huán)形凸肩426和外部環(huán)形凹槽424，分別用以裝入密封圈428、427以便在壓蓋420和筒體320側(cè)壁之間形成密封。
在用于自行車如山地車時(shí)，可以想到騎車人會(huì)要求選擇性地控制震動(dòng)的勁度，如只要通過操縱一類似于用以操縱普通自行車變速齒輪的桿件。圖23示出具有震動(dòng)調(diào)節(jié)裝置的減震系統(tǒng)300，這種裝置具有調(diào)節(jié)軸440，可用以作出可變的一定量的震動(dòng)阻尼。圖34詳示具有連接端445和控制端441的調(diào)節(jié)軸440。連接端445具有凹槽446，用以微調(diào)阻尼調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。分度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)可具有裝在自行車上的手動(dòng)操作控制器(未示出)，因而可裝在軸部449上。
調(diào)節(jié)軸440沿活塞軸330的內(nèi)腔延伸并穿過外管蓋415向外延伸。止推墊圈417、419裝在外管蓋415和調(diào)節(jié)軸外凸肩447之間以便容易地轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)軸440。外管蓋通過帶螺紋的接頭或其他合適的方法固定在活塞軸330的第一端上。調(diào)節(jié)軸440還具有直接位于控制段441側(cè)面的外部環(huán)形凹槽448，用以裝入密封圈460以免流體在調(diào)節(jié)軸440外表面和活塞軸330內(nèi)表面之間從第一室510漏出。調(diào)節(jié)軸440的控制部分441具有一對(duì)凹槽442、444，其間具有相應(yīng)空隙443。調(diào)節(jié)軸的凹槽部分、實(shí)際上整個(gè)調(diào)節(jié)軸最好用塑料制成，最好采用乙縮醛塑料如以商標(biāo)Delrin出售的塑料。將凹槽442、444的外部圓筒表面加工到與鄰接的活塞軸330上的孔334a、334b、333a、333b具有準(zhǔn)確的公差配合。在將調(diào)節(jié)軸調(diào)節(jié)到一特定的轉(zhuǎn)動(dòng)位置上時(shí)，空隙443和調(diào)節(jié)軸440會(huì)選擇性地對(duì)準(zhǔn)活塞軸上所需孔334a、334b或長孔333a或333b。
在第一操作方式中，當(dāng)空隙443與一特定孔如孔334a或334b對(duì)準(zhǔn)時(shí)，液壓流體可僅通過此孔而此孔尺寸決定了液壓件的阻尼速度。
相反，長孔333a、333b作為很大的孔在對(duì)準(zhǔn)調(diào)節(jié)軸440的空隙443時(shí)可使最大量的液壓流體從中經(jīng)過，以致如有必要，裝置可不再提供液壓阻尼。在這第一、第二操作方式中，氣墊機(jī)構(gòu)保持操作而提供彈性墊式的行駛。在第三操作方式中，凹槽442、444覆蓋全部活塞軸的孔和長孔(即空隙443不對(duì)準(zhǔn)孔334a、b或長孔333a、b中任一孔)。在這第三方式中，各室之間的流體通路被堵住而由于裝有隔體，在第一活塞350力求壓縮第一室510內(nèi)的流體時(shí)流體再無出處。由于液壓流體實(shí)際上是不可壓縮的，第三方式提供鎖住方式(對(duì)減震器作“實(shí)際鎖住”)，這時(shí)，氣墊實(shí)際上無作用而液壓件實(shí)際上無液壓減震作用。在自行車的應(yīng)用上，這種調(diào)定狀態(tài)例如在行駛在光滑路面上、疾駛或離座爬坡時(shí)會(huì)是可取的。
所述減震設(shè)計(jì)在氣墊緩沖器上提供了浮動(dòng)油室。在空氣室540作用在浮動(dòng)油室上時(shí)(系統(tǒng)要求在動(dòng)活塞和筒形壁之間具有氣、油之間的密封)，空氣室540內(nèi)的高壓空氣向外作用在氣油密封面上而提供額外的密封作用以免液壓流體漏出液壓室。由于第二活塞是“浮動(dòng)”在空氣室540內(nèi)壓縮空氣墊上的，任何由氣油分隔活塞400產(chǎn)生的壓力由空氣室540內(nèi)壓力的相應(yīng)增加所抵償而不會(huì)使液壓流體強(qiáng)行通過密封面逸到大氣壓下的部位，空氣室540內(nèi)的壓力具有密封作用而可使液壓流體保持在相應(yīng)液壓流體室內(nèi)。
圖35為另一減震筒體600的部分剖示側(cè)視圖，筒體具有外筒體620和軸向位于其中的活塞軸630?；钊S630具有第一活塞筒650和第一活塞筒680。筒體620具有隔體凸緣624，此凸緣使隔體625和隔體襯套627繞活塞軸630固定就位。隔體625形成第一和第二流體室710、720。此實(shí)施例的流動(dòng)節(jié)制和控制情況除下活塞680為一氣油分隔活塞(在此實(shí)施例中無浮動(dòng)活塞)而分隔第二流體室720和氣墊室740外與上述實(shí)施例是相同的。密封件605與第二活塞680連接，位于筒體620壁體和第二活塞680之間而封隔流體室720和空氣室740。與上述實(shí)施例相同，密封件605在一側(cè)具有高壓空氣，有助于封住流體室720、防止其他泄漏并有助于減震。由于無浮動(dòng)密封件，在筒體600內(nèi)由于液壓流體的熱膨脹和收縮會(huì)出現(xiàn)空穴現(xiàn)象。作為一例可緊貼第二流體室720用一隔膜隔出一室，這就可適應(yīng)液壓流體的膨脹和收縮。
圖36示出較簡單的減震系統(tǒng)800。減震系統(tǒng)具有上蓋801，用以將減震系統(tǒng)與外管214連接，還具有一上壓蓋802，用以使減震系統(tǒng)800與內(nèi)管213連接。系統(tǒng)800具有阻尼件803，用以減震，具有下流體室804、上流體室805和其間的隔體806。若干開孔807連通下流體室804和上流體室805。上活塞808和下活塞809將阻尼流體限制在室804和室805內(nèi)。下活塞809和下壓蓋810構(gòu)成裝入氣體如空氣的室811。下活塞809、下壓蓋810和氣體室811構(gòu)成氣墊812，用以取得懸掛彈性。熟悉本專業(yè)的人會(huì)看出，在內(nèi)管213和外管214之間的壓縮性相對(duì)移動(dòng)會(huì)強(qiáng)使阻尼流體從上室805進(jìn)入下室804并壓縮氣體室811。節(jié)制在室805和室804之間的流體流動(dòng)會(huì)阻尼移動(dòng)的動(dòng)作而在氣體室811內(nèi)的氣體壓縮會(huì)對(duì)抗移動(dòng)動(dòng)作。
圖37、38示出減震器820的另一實(shí)施例。減震器820具有阻尼筒體821和活塞822。阻尼筒體821具有兩個(gè)流體室823、824，兩室用隔體825隔開。若干孔826和薄片827控制室823、824間的流體流動(dòng)。且，筒體821在上壓蓋828處與內(nèi)管連接?；钊?22通過伸縮活塞軸829、830和上蓋831與外管214連接。內(nèi)活塞軸830與外活塞軸829是通過螺紋連接的，因而可選擇性地使內(nèi)活塞軸定位以調(diào)定彈簧預(yù)負(fù)荷。此外，外活塞軸829與阻尼調(diào)節(jié)旋鈕832和薄片827連接以便選擇性地調(diào)節(jié)減震系統(tǒng)820的阻尼，即，可使薄片轉(zhuǎn)動(dòng)以開閉開孔826而改變流速或關(guān)閉開孔826而完全鎖住減震系統(tǒng)820。
如圖38所示，活塞822壓縮并聯(lián)的螺旋彈簧833和最好用微孔氨基甲酸乙酯制成的合成橡膠彈簧或最好是兩者的組合。螺旋彈簧833和合成橡膠彈簧834的并聯(lián)組合可提供遞增彈簧常數(shù)或耐壓縮性，即彈簧負(fù)荷在受壓縮時(shí)增大。這種組合提供沖擊行程開始時(shí)的低彈簧常數(shù)，但在行程終端時(shí)明顯加大的勁度而省助于防止由很大沖擊造成的極限硬度。熟悉本專業(yè)的人可以看出，也可使用氣墊。
本發(fā)明示出并說明了一些實(shí)施例，但可作出各種改變而并不脫離本發(fā)明的范圍而所有這些改變和等效物都應(yīng)包括在本發(fā)明范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1．一種懸掛叉形組件，用于車輛可轉(zhuǎn)向的車輪，包括一外管；一內(nèi)管，與外管共軸線安裝，并可在外管內(nèi)伸縮；內(nèi)管的外表面具有若干軸向延伸、大體上平直的表面；外管的內(nèi)表面具有若干軸向延伸、大體上平直的表面，與內(nèi)管徑向向外的平直表面對(duì)準(zhǔn)以便與之相對(duì)應(yīng)；若干滾針軸承組，各組垂直于所述管的縱軸線并在相應(yīng)內(nèi)管平直表面和外管平直表面之間設(shè)置；一前叉件，由U形管制成而形成兩個(gè)具有支架的端部以便與車輪連接，并固定在內(nèi)管上。
2．按權(quán)利要求1所述懸掛叉，其中所述滾針軸承組繞內(nèi)管以徑向間隔的關(guān)系布置，平直表面的構(gòu)形應(yīng)為在內(nèi)管和外管之間的滾針軸承產(chǎn)生所需壓配合。
3．按權(quán)利要求2所述懸掛叉，還具有若干裝在平直表面和滾針軸承組之間的座板，座板的厚度應(yīng)為在內(nèi)管和外管之間的滾針軸承產(chǎn)生所需壓配合。
4．按權(quán)利要求1所述懸掛叉，還具有減震系統(tǒng)，裝在所述內(nèi)外管內(nèi)并連接在所述內(nèi)外管之間。
5．按權(quán)利要求4所述懸掛叉，其中減震系統(tǒng)由一筒體構(gòu)成，筒體具有按在內(nèi)管上的第一端、接在外管上的第二端和一裝在其內(nèi)的彈簧。
6．按權(quán)利要求5所述懸掛叉，其中彈簧為氣墊。
7．按權(quán)利要求4所述懸掛叉，其中減震系統(tǒng)由一筒體構(gòu)成，筒體具有裝在內(nèi)管上的第一端、裝在外管上的第二端和一裝在其內(nèi)的阻尼器。
8．按權(quán)利要求7所述懸掛叉，其中阻尼器為液壓阻尼器，由若干用隔體隔開的流體室構(gòu)成，隔體具有若干貫通其中的開孔，用以在流體室之間提供流體連通。
9．按權(quán)利要求4所述懸掛叉，其中減震系統(tǒng)由一筒體構(gòu)成，該筒體具有裝在內(nèi)管上的第一端、裝在外管上的第二端和裝在其內(nèi)的一彈簧和一阻尼器。
10．按權(quán)利要求9所述懸掛叉，其中彈簧為氣墊，阻尼器為液壓阻尼器。
11．按權(quán)利要求1所述懸掛叉，還具有若干軸承，用以使外管與車輛前管相配接。
12．按權(quán)利要求1所述懸掛叉，還具有若干轉(zhuǎn)向支架，用以將外管與車輛轉(zhuǎn)向管連接。
13．按權(quán)利要求12所述懸掛叉，其中，前叉體具有固定在內(nèi)管上的上端和下端，下端具有與車輪連接的車輪支架。
14．按權(quán)利要求13所述懸掛叉，其中上端從下端向前偏移。
15．按權(quán)利要求14所述懸掛叉，其中上管具有大體上與車輪支架相交的軸線，前叉體上端從下端以一約15-45度的角延伸。
16．按權(quán)利要求15所述懸掛叉，其中此角度約為22度。
17．一懸掛組件，用于車輛的可轉(zhuǎn)向車輪，具有一外管；若干支架，與外管連接，用以將外管與車輛的轉(zhuǎn)向構(gòu)件連接；一內(nèi)管，與外管同軸線安裝，用以使內(nèi)管上端在外管內(nèi)伸縮；若干軸承座板，裝在內(nèi)管外表面和外管內(nèi)表面上；若干軸承，裝在軸承座板之間；一前叉件，用U形管制成而形成帶支架的兩端，以便與車輪連接，并固定在內(nèi)管下端。
18．按權(quán)利要求17所述懸掛叉，其中前叉件由上端和下端構(gòu)成，下端具有車輪支架，用以與車輪連接。
19．按權(quán)利要求18所述懸掛叉，其中上端從下端向前偏移。
20．按權(quán)利要求19所述懸掛叉，其中上管具有大體上與車輪支架相交的軸線，前叉件上端從下端以一約15-45度的角延伸。
21．按權(quán)利要求20所述懸掛叉，其中此角度約為22度。
22．按權(quán)利要求19所述懸掛叉，還具有一減震系統(tǒng)，裝在所述內(nèi)外管內(nèi)，并連接在所述內(nèi)外管之間。
23．按權(quán)利要求22所述懸掛叉，其中減震系統(tǒng)由一筒體構(gòu)成，筒體具有接在內(nèi)管上的第一端、接在外管上的第二端和一裝在其內(nèi)的彈簧。
24．按權(quán)利要求23所述懸掛叉，其中彈簧為氣墊。
25．按權(quán)利要求22所述懸掛叉，其中減震系統(tǒng)由一筒體構(gòu)成，筒體具有裝在內(nèi)管上的第一端、裝在外管上的第二端和一裝在其內(nèi)的阻尼器。
26．按權(quán)利要求25所述懸掛叉，其中阻尼器為液壓阻尼器，具有若干用隔體隔開的流體室，隔體具有若干貫通其中的開孔，用以在流體室之間提供流體連通。
27．按權(quán)利要求17所述懸掛叉，其中減震系統(tǒng)由一筒體構(gòu)成，該筒體具有裝在內(nèi)管上的第一端、裝在外管上的第二端和裝在其內(nèi)的一彈簧和一阻尼器。
28．按權(quán)利要求27所述懸掛叉，其中彈簧為氣墊，阻尼器為液壓阻尼器。
29．按權(quán)利要求17所述懸掛叉，其中減震系統(tǒng)由一筒體構(gòu)成，該筒體具有由一隔體隔開的兩個(gè)流體室，隔體接在內(nèi)管上而與之移動(dòng)；一活塞，具有接在外管上的第一端；和一彈簧，裝在內(nèi)管內(nèi)、內(nèi)管和活塞之間。
30．一種懸掛叉形組件，用于可轉(zhuǎn)向的車輪，具有一細(xì)長的內(nèi)管和一細(xì)長的外管，兩管同軸線安裝在一起而可彼此相對(duì)地伸縮，包括內(nèi)管，具有外壁，外壁具有若干軸向延伸、面向外面的表面，包括一定數(shù)量的至少三個(gè)這種表面；一組內(nèi)座板嵌件，在每個(gè)面向外面的表面上裝上一個(gè)內(nèi)座板嵌件；外管，具有內(nèi)壁，內(nèi)壁具有若干給定數(shù)量的、軸向延伸且面向內(nèi)面的表面；一組給定數(shù)量的外座板嵌件，在每個(gè)面向內(nèi)面的表面上裝上一個(gè)外座板嵌件；若干給定數(shù)量的滾針軸承組，每組垂直于所述管件縱軸線定位、位于內(nèi)管外壁的相應(yīng)座板嵌件和外管內(nèi)壁的相應(yīng)座板嵌件之間，因而內(nèi)外管的座板嵌件結(jié)合滾針軸承組可使管件彼此相對(duì)地伸縮并可在內(nèi)外管之間傳遞扭轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)向力；若干轉(zhuǎn)向支架，固定在外管上，用以將外管連接于車輛轉(zhuǎn)向管；一前叉件，固定在內(nèi)管上，由一U形管構(gòu)成，具有上端和下端，下端具有用以安裝車輛車輪的車輪支架，上端從下端向前布置。
全文摘要
本申請(qǐng)公開一種懸掛叉形組件，特別用于自行車。組件包括外管(14)可裝在前管(11)內(nèi)并延伸其中或可通過支架(7、8)裝在自行車架的轉(zhuǎn)向管(18)上；內(nèi)管(13)，在外管內(nèi)伸縮。一減震系統(tǒng)，最好形成筒體，裝在管件內(nèi)。外管(14)的內(nèi)表面(28)和內(nèi)管(13)的外表面(20)各具有若干軸向布置的對(duì)置縱向平面段，如在每一側(cè)具有四個(gè)。若干滾針軸承(36—39)裝在管件之間的這些平面段上。
文檔編號(hào)F16F9/32GK1237931SQ97199701
公開日1999年12月8日 申請(qǐng)日期1997年9月17日 優(yōu)先權(quán)日1996年9月18日
發(fā)明者C·P·德阿盧伊斯奧, M·M·加拉索, R·P·科林斯, M·S·法里斯, M·A·哈里森, J·M·羅夫圖斯, A·K·泰勒, C·E·馬克 申請(qǐng)人:坎農(nóng)代爾公司