專利名稱：自行車的懸掛系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及自行車的懸掛系統(tǒng)，該懸掛系統(tǒng)將裝在自行車的車架上，以便提高舒適性、安全性等性能。如下面說明書所述，該懸掛系統(tǒng)可以用于其它有輪子的結(jié)構(gòu)，例如摩托車和輪椅。
為了將懸掛系統(tǒng)裝入自行車中，自行車架必須有兩個能相對運動的車架部件。通常，第一部件與自行車的前輪或前面部分相連，第二部件與自行車的后輪或后面部分相連。懸掛系統(tǒng)裝在兩車架部件之間，并包括減振器。這樣，能吸收車架所受的沖擊，或者以某種方式引導(dǎo)該沖擊，從而使騎手所受的沖擊減至最小。
在自行車中，普通的減振形式包括安裝在軸上的壓縮線圈彈簧，該軸與車架部件連接并靠壓在活塞上。該彈簧的特性可以選擇成有較大或較小的抗沖擊性，該活塞可以選擇性地與液壓或氣動裝置相連，或者與致動器相連，以便向彈簧施加預(yù)應(yīng)力或改變彈簧的運動速度。不過，彈簧的運動范圍非常有限，因此根據(jù)騎車人的重量和該騎車人所要騎車經(jīng)過的地形而調(diào)節(jié)該組件靈敏性的適應(yīng)性很小。
在摩托車產(chǎn)業(yè)中已經(jīng)認(rèn)識到，包括壓縮線圈彈簧的上述減振器具有軸向位移有限的缺點。授予Jordan的US2596411提供了一種懸掛系統(tǒng)，在該懸掛系統(tǒng)中，扭矩桿與摩托車的前駕駛叉連接，并包括安裝在從前輪軸延伸的臂上的軸。橡膠狀件裝在軸上并用于將駕駛叉與前輪隔開。一個液壓的可調(diào)連接件使得該臂的遠(yuǎn)離扭矩桿的一端與駕駛叉連接，以便增加扭矩桿的彈性。
類似地，在授予Therm的US5487443中，扭矩桿在主車架的車架支桿之間延伸。該扭矩桿的一端固定在主車架上，另一端通過“浮動螺母”或襯套而可旋轉(zhuǎn)地連接在主車架上。扭矩桿臂和螺套連接件使得該扭矩桿與后車架或用于安裝后輪的擺動臂連接。優(yōu)選是，在主車架和后車架之間布置有吸收線性振動的輔助減振器。
如果不對自行車車架作大的調(diào)整，這樣的扭矩桿不能很好地裝入自行車車架。而且，該扭矩桿的靈敏性有限，不能調(diào)節(jié)成適合騎車人需要和適合剛性懸掛或柔性懸掛的相應(yīng)選擇。
授予Takayanagi等的US4913255提供了一種用于摩托車的減振器，包括一旋轉(zhuǎn)型的液壓減振器和螺套，該螺套連接著與軸或液壓減振器殼體相連且與擺動臂或支承后輪的后車架相連的臂。
在該專利中，通過改變螺套連接件的長度，可以改變該旋轉(zhuǎn)型液壓減振器的轉(zhuǎn)速，從而調(diào)節(jié)該減振器的減振能力特性曲線。不過，該旋轉(zhuǎn)型液壓減振器很貴且制造起來較復(fù)雜。該懸掛系統(tǒng)還很笨重，明顯增加了自行車的重量。
申請人的本發(fā)明將以簡單有效的方法克服上述缺點。
在最簡單的實施例中，本發(fā)明提供了一種液壓減振器，包括安裝在有齒的軸上的聚氨酯材料的柱體，該有齒的軸安裝在自行車架的第一部分上。該聚氨酯減振器由支承在該減振器外圓周表面上的殼體和支承在該減振器的相對端并防止該減振器軸向位移和流動(f1ow)的橫向支承件來限定。當(dāng)處于靜液壓狀態(tài)時，能夠很好地利用聚氨酯的特性。
優(yōu)選是，該殼體有一徑向向軸的軸線延伸的臂，該臂可以被分成兩部分，因此臂的有效長度可以調(diào)整。優(yōu)選是，由于預(yù)定大小的力而導(dǎo)致作用在減振器上的力矩可以變化，以便改變該減振器的阻尼特性。
使該臂與自行車架的第二部分相連的連接件的長度是可調(diào)的，以便在需要時對于該臂部分的任意選定結(jié)構(gòu)都能保持該自行車的幾何形狀。也可選擇，提供有可在自行車架上滑動的并用于支承該軸的支架，以便補(bǔ)償自行車幾何形狀的變化。
下面將參考附圖介紹本發(fā)明的優(yōu)選實施例及其變化形式，附圖中

圖1是包括現(xiàn)有技術(shù)的懸掛系統(tǒng)的自行車的側(cè)視圖，該現(xiàn)有技術(shù)的懸掛系統(tǒng)裝在第一類型的自行車架上；圖2是與圖1類似的視圖，表示本發(fā)明第一實施例的懸掛系統(tǒng)，該懸掛系統(tǒng)裝在第二類型的自行車架上；圖3是與圖1類似的視圖，表示裝在圖1所示類型的自行車架上的本發(fā)明第二實施例；圖4是表示圖3中的懸掛系統(tǒng)部件的(放大)局部剖視圖，其中，一種可選結(jié)構(gòu)由虛輪廓線表示；圖5是圖4所示部件的俯視圖，其與安裝支架和完全伸長的螺套連接件相聯(lián)；圖6是與圖5類似的視圖，表示在該懸掛系統(tǒng)一端的旋轉(zhuǎn)減振器的一個可選實施例；圖7是有固定長度連接件的本發(fā)明第三實施例的側(cè)視圖；圖8是圖4所示懸掛系統(tǒng)的側(cè)視圖，其中以虛輪廓線表示了用于形成該懸掛系統(tǒng)一部分的旋轉(zhuǎn)減振器的殼體的位置的動態(tài)變化；圖9是旋轉(zhuǎn)減振器的沿圖8中的線9-9的剖視圖；圖10是包括減振器組件的自行車的一部分的示意側(cè)視圖，該減振器組件形成本發(fā)明的懸掛系統(tǒng)的一部分；圖11是圖10的減振器組件的剖視圖；圖12(圖11旁邊)是表示圖11的減振器組件的裝配圖；以及圖13(圖12旁邊)是形成圖10中懸掛系統(tǒng)的一部分的安裝支架的側(cè)視圖。
在圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)中，懸掛式自行車的普通自行車架由參考標(biāo)號10表示，該車架10包括可相對于后面部分14獨立運動的前面部分12，該前面部分12和后面部分14分別支承前輪16和后輪18。
自行車架10的前面部分12包括主車架20，前端的頂部管22安裝在該主車架20上；向后延伸的橫梁24；以及向上延伸的座位管26。自行車架10的后面部分14包括一對向上延伸的座撐28(圖1中只可見一個)；一對向后延伸的鏈條支桿30，該鏈條支桿30與座位管26和主車架20的底部樞接；一對基本垂直延伸的穩(wěn)定器32，該穩(wěn)定器32使座撐28與鏈條支桿30連接。鏈輪34以普通方式安裝在座位管26和主車架20之間的接頭處，以便通過踏板36驅(qū)動。
在圖示現(xiàn)有技術(shù)的懸掛裝置中，壓縮線圈彈簧38安裝于在座撐28前端和支架40之間延伸的軸上，該支架40使橫梁24與主車架20連接。在該圖示實施例中，壓縮彈簧38有預(yù)應(yīng)力，并僅僅占據(jù)了該軸長度的一部分。該壓縮彈簧38的最大位移由箭頭42表示，該最大位移相當(dāng)于該軸的長度。
在使用時，后輪18的如箭頭44所示的向上位移將表現(xiàn)為線圈彈簧38的向前的位移，鏈輪34與地面之間間距的相應(yīng)變化如箭頭46所示。
自行車架46的一個可選實施例如圖2所示，相同的部件以相同的標(biāo)號表示?？梢钥匆姡谠擃愋偷淖孕熊嚰苤?，座位管26的底部被截短，以便直接在該座位管26的下面安裝車架的后面部分14，且使得車架的后面部分14的位移不會受到座位管26的干擾。一種可選的三角形支架48焊接到橫梁24和主車架20上，以便支承懸掛系統(tǒng)50的一端。懸掛系統(tǒng)50根據(jù)下面將詳細(xì)介紹的一個本發(fā)明實施例而制成。
在圖3中，一個本發(fā)明優(yōu)選實施例的懸掛系統(tǒng)總體以標(biāo)號52表示，它裝在圖1所示的那種自行車架10上。圖4和5是該懸掛系統(tǒng)52的放大圖，下面將參考它們介紹各部件。從左至右(如圖)，該部件包括減振器組件54、分段臂56和螺套連接件58。
該減振器組件54包括一位于中心的空心軸60，該空心軸60在自行車架10的寬度方向延伸，并有螺紋孔62，以便安裝緊固件64(圖5)，該緊固件64將軸60安裝在分叉支架70的各側(cè)面66、68上。支架70的位置如圖3所示，在該處，支架70焊接到主車架20上并向上朝著橫梁24延伸。應(yīng)當(dāng)知道，該支架70也可以變化成支架40(圖1)和支架48(圖2)的形式。為了簡明，圖4中省略了該支架70和緊固件64。
軸60的外端包括直徑減小的部分，在圖9的剖視圖中可以看得更清楚。軸60的較大直徑的部分具有由標(biāo)號72表示的有齒的外表面。該表面72的形狀需要仔細(xì)形成，以避免出現(xiàn)尖銳物，該尖銳物將會切割或撕裂在該軸60外部的聚氨酯材料的液壓減振器74。
液壓減振器74呈有縱向延伸的開口的空心柱體形式，該縱向延伸的開口內(nèi)安裝軸60，且該液壓減振器74限定于軸60和外殼體76之間。該殼體76有一裂口77，并在所示裂口77附近形成有一對徑向延伸的凸耳78。形成于凸耳78內(nèi)的孔79用于安裝螺栓80，凸耳78通過該螺栓80緊壓在一起，以便夾緊該外殼體76，從而使該外殼體76與聚氨酯液壓減振器74的外圓柱表面配合。該殼體76的內(nèi)表面82也是有齒的，它適于與軸60的有齒表面72一起就地模壓該聚氨酯材料，并在該殼體和軸之間形成中間齒輪。還應(yīng)當(dāng)注意，殼體76的內(nèi)表面在靠近凸耳78處是光滑的，從而不會將聚氨酯材料擠入裂口77內(nèi)和凸耳78之間，同時還防止在凸耳之間擠壓該聚氨酯材料。
構(gòu)成液壓減振器74的聚氨酯材料還由一對支承件84、86限定，支承件84、86相對于軸60的軸線而橫向布置，并支承液壓減振器74的相對端，該支承件84、86用于防止該聚氨酯材料沿軸向位移和流動到減振器組件54外。在圖9中可以更清楚地看見，支承件84、86各包括一個有中心孔的環(huán)形盤，該中心孔用于安裝軸60的較小直徑的部分，并頂住形成于該軸60的較小直徑部分和有齒的較大直徑部分之間的軸肩。環(huán)形凸緣88形成于支承件84、86的內(nèi)表面上，并位于形成于外殼體76內(nèi)的配合槽90中，以便密封該組件并防止灰塵和類似物進(jìn)入該組件的內(nèi)部。構(gòu)成支承件的優(yōu)選材料是DelrinTM或AddipreneTM750D的75 D Shore硬度的塑料，聚氨酯優(yōu)選是Shore硬度在80A至90A之間的AddipreneTML-100或VibrathaneTMB60 2。
外殼體76有徑向延伸的臂56，該徑向延伸的臂56與凸耳78角度間隔開。臂56分成與殼體76形成一體的第一臂部分92(圖5)和通過可拆卸的緊固件96而與該第一臂部分92可旋轉(zhuǎn)地連接的第二臂部分94。還可以看見，第一臂部分92和第二臂部分94的配合表面成鋸齒形，以便在一定角度位置內(nèi)能彼此可靠嚙合。角度位置的變化由圖4中的虛線表示，該角度位置的范圍在虛線97和虛線99之間。
該第二臂部分94的外部自由端是分叉的，以便在該分叉部分之間安裝螺套連接件58的一端。穿過該第二臂部分94分叉端和螺套連接件58的樞接銷98通過擋圈CirclipTM100保持就位。這樣，螺套連接件58和該分段的臂56就樞軸連接。
該螺套連接件58的長度是可調(diào)的，它包括外套筒102和螺紋桿104、106，該螺紋桿104、106與套筒102的兩相對端的內(nèi)螺紋嚙合。通過用由聚氨酯材料環(huán)形盤構(gòu)成的摩擦手柄108旋轉(zhuǎn)該套筒102，可以改變該連接件58的長度。還應(yīng)當(dāng)知道，也可以用與手柄108不同的裝置來使套筒102旋轉(zhuǎn)。遠(yuǎn)離減振器組件54的螺紋桿106通過有螺紋外端的螺栓110和配合螺母112而與構(gòu)成自行車架10后面部分14的一部分的座撐28樞軸連接。
下面將參考圖8介紹本發(fā)明的懸掛系統(tǒng)的動態(tài)工作情況。任何傳遞給自行車的振動(例如當(dāng)后輪18遇到障礙物時)都將表現(xiàn)為如箭頭114所示的螺套連接件58的向前位移，以便到達(dá)如圖8中虛輪廓線所示位置。由箭頭114表示的軸向運動非常大，這完全是為了說明，應(yīng)當(dāng)知道，實際上，外殼體76和分段臂56的角度位移應(yīng)當(dāng)是15-60°。根據(jù)壁厚，構(gòu)成減振器組件54內(nèi)的液壓減振器74的聚氨酯材料在達(dá)到其拉伸強(qiáng)度極限(大約8000p.s.i)以前可以位移90°的弧線。實際上，作用在該聚氨酯材料上的最大應(yīng)力大約600p.s.i。
應(yīng)當(dāng)知道，聚氨酯材料的小角度位移就能使分段臂56的外端有相當(dāng)大的移動距離。這對于越野駕駛是很有利的，因為對于越野駕駛，如圖3箭頭116所示的輪間距需要經(jīng)常改變以適應(yīng)地面的起伏，從而使得該自行車能很好地前進(jìn)。
聚氨酯的特性是這樣，如箭頭114所示的位移可以與圖8所示方向相反，而該液壓減振器74將同樣好地工作，從而能吸收所形成的沖擊力。因此，本發(fā)明的懸掛系統(tǒng)能夠響應(yīng)于如箭頭117所示向上的力和如箭頭119所示向下的力(圖3)而減振。
聚氨酯基本是不可壓的，它有相對恒定的體積，因此它在扭轉(zhuǎn)負(fù)載的情況下有不同于橡膠的特性。當(dāng)螺栓80擰緊以使外殼體76上的凸耳78閉合時，聚氨酯液壓減振器74被限定在支承件84和86之間，然后置于初始靜壓下并完全充滿殼體76內(nèi)的空腔，這確定了聚氨酯材料與相應(yīng)部件即、軸60和外殼體76之間的附著性。當(dāng)扭轉(zhuǎn)負(fù)載作用在殼體76上時，聚氨酯與毗連的軸和殼體的表面之間的粘附性增加，尤其是如圖所示當(dāng)部件具有有齒的或不規(guī)則的表面時。因此，隨著所作用的負(fù)載的增加，聚氨酯的抗震性實際上也增加。通常，聚氨酯液壓減振器是分離的，能根據(jù)需要取出、更換或重新成形。當(dāng)聚氨酯沒有從周圍結(jié)構(gòu)上分層時，如果作用的力超過了它的拉伸強(qiáng)度，其損害的表現(xiàn)形式為聚氨酯材料的撕裂或分離。該損害會暫時削弱該液壓減振器74，但是該減振器能繼續(xù)很好地工作，因為裂口附近的材料聚結(jié)形成粘結(jié)，因此如果保持該靜液壓負(fù)載，該減振器自身能有效修復(fù)。
在圖8所示結(jié)構(gòu)中，當(dāng)分段臂56的有效長度最大且螺套連接件58與該分段臂56成直角時，作用在液壓減振器74上的力矩最大。當(dāng)需要使阻尼最大時，例如對于重量輕的騎車人或要在特別顛簸的路面上騎行時，需要采用這樣的結(jié)構(gòu)。
還應(yīng)當(dāng)知道，當(dāng)外殼體76相對于軸60的角度位置變化時，也能保持該相同結(jié)構(gòu)的分段臂56和與螺套連接件58之間的相對位置。這時部分由圖4的凸耳78的虛輪廓線位置表示。
還應(yīng)當(dāng)知道，在圖8所示的實輪廓線位置(5點鐘位置)能夠使機(jī)械性能最有利，并且當(dāng)作用的負(fù)載增加從而使外殼體76從圖8中實線所示位置運動到虛輪廓線位置時(6點鐘位置)時，該懸掛系統(tǒng)將變得更硬或反作用更小。
相反，當(dāng)外殼體76和分段臂56的初始位置在4點鐘位置時，連續(xù)施加的力所受的阻力逐漸減小，該懸掛系統(tǒng)將變得更軟和更能忍受(forgiving)。
再回到圖4，可以看見，通過改變第一和第二臂部分92、94之間的相對角，可以調(diào)節(jié)臂56的有效長度。第二臂部分94的位置范圍限制為一端在由虛線97所示的鎖定位置，另一端由虛線99所示或抵住自行車架20。還應(yīng)當(dāng)知道，在處于如圖4中虛線所示位置處(6點鐘位置)時臂56有最大有效長度，該第二臂部分94處于其它徑向位置處時，臂56的有效長度減小。
因此，臂的相對位置可以根據(jù)所預(yù)計的地形和騎車人的體重來進(jìn)行調(diào)整。例如，重量輕的騎車人可能趨向于需要較軟的懸掛系統(tǒng)，因此可以通過靠近6點鐘方向來增加臂56的有效長度，這時兩臂位置成180°角而對齊。不過，當(dāng)騎車人將騎行的地形非常硬或非常顛簸時，可以考慮采用最小的剛度，因此，騎車人可以選擇使懸掛系統(tǒng)有中等的響應(yīng)性，因此第一和第二臂部分之間的相對角度大約在4點鐘位置。
從圖4可以清楚地看見，圖示的兩種輪廓顯示，當(dāng)臂部分94運動到虛線位置時，第二臂部分94與座撐28的間距逐漸增加。當(dāng)騎車人希望使自行車的車架靜止時，需要調(diào)節(jié)螺套連接件58的長度。當(dāng)該螺套連接件58的長度沒有進(jìn)行調(diào)節(jié)時，自行車架10的前面部分12和后面部分14的相對位置將改變，而這一幾何形狀的變化相應(yīng)使如圖3中箭頭116所示的與地面之間的間距改變，從而使該自行車的重心移動。
在圖3中，包括圖4所示的懸掛系統(tǒng)52且螺套連接件58較短的自行車以實輪廓線表示，而螺套連接件長度較長的相同自行車以虛輪廓線表示。這顯示出，只要操作螺套58以改變其長度，就可以對自行車的幾何形狀有很大的影響。如喜歡自行車的人所期待的，該調(diào)節(jié)的通用性使得自行車手能夠自信地在各種地形上騎行，而不害怕危害騎車人的安全，因為該自行車的重心能根據(jù)需要升高或降低。
應(yīng)當(dāng)知道，螺套連接件58可以延伸足夠距離，從而使該螺套連接件伸出到座位管26。在圖3所示類型的自行車中，座位管26從座位向下延伸到鏈輪34，座撐28向前延伸到座位管26的前面，且座撐28在座位管26的前面通過螺栓110連接起來。繼續(xù)旋轉(zhuǎn)手柄108以使螺套連接件58伸長，將會使得座撐28抵靠住座位桿，如圖所示。通過使臂56遠(yuǎn)離座位管26以采取如圖8中虛輪廓線所示的靠前的位置，則可以向旋轉(zhuǎn)減振器54施加預(yù)應(yīng)力。
下面參考其余的附圖介紹本發(fā)明的簡單變化。圖2中以標(biāo)號50表示的懸掛系統(tǒng)包括減振器組件54和可調(diào)螺套連接件58，并還有臂56，不過該臂56是不分段的。在本發(fā)明的這一實施例中，臂的有效長度保持恒定，扭矩通過該有效長度作用在液壓減振器74上，因此，獲得理想減振效果所需的力不能夠很容易地調(diào)節(jié)。不過，如前面參考圖8所述，外殼體76相對于軸60的徑向位置可以調(diào)節(jié)，因此可以選擇所希望的阻尼度，這樣，它可以開始相對較硬，然后變軟(阻尼度降低)或開始較軟，然后變硬(阻尼度增加)。在選擇外殼體76相對于軸50的初始位置時，用戶必須考慮，當(dāng)騎車人坐在自行車座上時，由于騎車人的重量傳遞給車架，因此導(dǎo)致形成初始徑向位移或下垂。
在圖10所示的本發(fā)明的另一種變化中，總體由參考標(biāo)號140表示的懸掛系統(tǒng)裝在自行車架上，該自行車架有可彼此相對運動的前面部分142和后面部分144。該前面部分142包括向上延伸的座位管146、橫梁148和主車架部分150，頂部管(未示出)裝在該主車架部分150上，以便支承車把桿和前輪。自行車架的后面部分144包括一對向上延伸的座撐152(只顯示了一個)和一對向后延伸的鏈條支桿154(只顯示了一個)，該鏈條支桿154的一端與座位管146的底部樞軸連接，另一端與相應(yīng)的座撐152連接。
座撐152和鏈條支桿154可以是分別可旋轉(zhuǎn)地與后輪156的輪轂(未示出)連接的分開元件，也可以是一體的，如圖所示。
懸掛系統(tǒng)140使座撐152的前端連接在自行車架的前面部分142上，它包括安裝支架158和減振器組件160，該安裝支架158固定在座位管146上，例如通過焊接固定。因為該支架158從座位管146向后延伸，且可以將座撐152自身看作與自行車架的后面部分144連接的連接件，因此不需要單獨的連接件來使減振器組件160與自行車架的后面部分144相連。
根據(jù)本發(fā)明，如圖11詳細(xì)所示，減振器組件160包括外殼體162，該外殼體162有成一體形成的臂164，該臂164從該殼體162的一側(cè)向外延伸。該臂164橫切于由軸166確定的旋轉(zhuǎn)軸線，該軸166可旋轉(zhuǎn)地與外殼體162連接并通過固定件163固定在支架158上。臂164的自由端是分叉的(見圖12)，以便安裝從座撐152中伸出的舌狀物，臂164的分叉端頭上形成有孔170、172，以便安裝與座撐152連接的樞接銷168。該樞接銷168的一端有一用于安裝擋圈CirclipTM 174的環(huán)形槽，另一端有一頭部176，從而將樞接銷168固定在臂164上。
包括聚氨酯材料襯套的液壓減振器178安裝在外殼體162和軸166之間，該聚氨酯材料的Shore硬度范圍從80A到90A，其化學(xué)性能適宜于所希望的用途。
與圖4中的減振器組件不同，外殼體162沒有裂口，它不能夾緊聚氨酯。為了限定該聚氨酯減振器178并向該聚氨酯施加產(chǎn)生合適靜液壓所需的力，該部件的尺寸很精確，并在壓力下組裝。減振器178的尺寸將過大，超過了軸166和外殼體162的內(nèi)腔之間的徑向間距，該減振器先放入外殼體162。然后將軸166插入形成于聚氨酯襯套內(nèi)的縱向延伸開口中，從而使得聚氨酯材料與外殼體162和軸166緊密接觸，并在壓力作用下凸起，以至于凸出到稍微超過外殼體162內(nèi)部的有齒表面和軸166的有齒表面。因為將軸166插入減振器178比較困難，因此可以使用5-10％容積的洗碗劑加水的潤滑劑。
該聚氨酯減振器178就這樣通過一對呈環(huán)形盤形式的橫向支承件180而限定在外殼體162內(nèi)，該環(huán)形盤的尺寸為橋接軸166和外殼體162的內(nèi)腔之間的徑向間距。形成于支承件180內(nèi)的中心孔182用于安裝軸166，且該支承件180布置在軸的兩相對端。如前所述，支承件180可以由DelrinTM制成，或者由更硬的聚氨酯材料制成，例如Shore硬度為75D的AddipreneTMLF 750D.。也可選擇，第二對環(huán)形支承件184布置在該第一對支承件180上并在所述支承件180和安裝支架158之間，以便使減振器組件160和安裝支架158之間的摩擦力減至最小。
緊固件163通過形成于安裝支架158上的孔186而安裝，且該緊固件163的一端有螺紋并安裝在形成于軸166中的螺紋孔188內(nèi)。這樣，就作用有壓力，以便將聚氨酯減振器178限定在外殼體162內(nèi)部，從而防止該聚氨酯材料沿軸向位移和流動。
在圖6所示的懸掛系統(tǒng)118的實施例中，與圖5所示類似的部件以類似標(biāo)號表示。其僅有的變化是，減振器組件54包括第二對支承件120、122，該第二對支承件120、122布置在支架70的相應(yīng)側(cè)66、68與靠近外殼體76的支承件84、86之間。該第二對支承件120、122優(yōu)選是由不同于支承件84、86的材料制成，并使外殼體76與支架70隔開，這樣，不會有阻礙該外殼體76繞內(nèi)軸60運動的摩擦力。此外，多個支承件盤對(84、86)和(120、122)提供了柔性，以便當(dāng)側(cè)面66、68之間的間距隨相關(guān)自行車架的寬度而變化時能將該懸掛系統(tǒng)的部件裝在支架上。
正如參考圖4所介紹的，第一和第二臂部分92、94之間的相對角可以調(diào)節(jié)，以便改變向液壓減振器74施加預(yù)定扭矩所需的力。這樣，當(dāng)?shù)诙鄄糠?4的遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)減振器54的端頭與座撐28之間的間距固定時，自行車架10的前面部分12和后面部分14的相對位置也可以改變。
在如圖7所示的可選實施例中，相同的部件以相同的標(biāo)號表示，固定長度的連接件130使得第二臂部分94與座撐28連接。當(dāng)自行車架的幾何形狀不能通過選擇部分92、94的不同角度位置而改變時，將減振器組件54安裝在支架132上，而該支架可滑動地安裝在橫梁24上，如方向箭頭134所示。該支架132包括上面部分134和下面部分136，橫梁24安裝在上下部分之間，該支架132有由合適緊固件138固定的配合凸緣，以便在選定位置將支架132固定在橫梁24上。因此，如箭頭136所示，當(dāng)?shù)谝槐鄄糠?2繞緊固件96旋轉(zhuǎn)時，使得未固定的支架132在橫梁24上滑動，當(dāng)支架固定就位后，就能保持連接件130與座撐28的相對位置。
應(yīng)當(dāng)知道，在不脫離由附后的權(quán)利要求限定的本發(fā)明的原理的情況下，可以對本發(fā)明的上述實施例進(jìn)行多種變化。本發(fā)明提供了一種用于懸掛可相對運動的部件的簡單結(jié)構(gòu)，該簡單結(jié)構(gòu)易于進(jìn)行調(diào)節(jié)，且不會使相關(guān)構(gòu)件的重量過度增加。該部件不需要潤滑，并相對不需要維修。盡管本實施例是參考自行車進(jìn)行介紹的，但是應(yīng)當(dāng)知道，對部件沒有尺寸限制，且20mm厚的聚氨酯扭矩彈簧適于自行車，還很容易得出12-15cm厚的聚氨酯扭矩彈簧能安全用于很重的自行車，例如摩托車。正如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知，相關(guān)部件需要進(jìn)行相應(yīng)改變，且這也在附加的權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1．用于自行車(10)的懸掛系統(tǒng)(52)，該自行車(10)有第一(12)和第二(14)可相對運動的車架部分，該懸掛系統(tǒng)包括一個減振器組件(54)，該減振器組件(54)包括一軸(60)，該軸(60)確定了旋轉(zhuǎn)軸線，且適于與所述第一車架部分(12)連接；一液壓減振器(74)，該液壓減振器(74)包括一個具有縱向延伸的開口的聚氨酯材料襯套，該開口用于安裝穿過其中的軸(60)；一外殼體(76)，該外殼體(76)可旋轉(zhuǎn)地與該軸(60)連接，所述聚氨酯材料襯套布置在該外殼體(76)和該軸(60)之間，該外殼體(76)支承在該聚氨酯襯套的外表面上，這樣，該聚氨酯材料與所述軸(60)和所述殼體(76)緊密接觸；以及至少一對支承件(84、86)，該對支承件(84、86)橫切于所述旋轉(zhuǎn)軸線，并支承在所述聚氨酯材料襯套的相對端頭，該支承件(84、86)用于限定聚氨酯材料并防止聚氨酯材料沿軸線位移和流動，這樣，該聚氨酯處于靜壓下；一分段臂(56)，該分段臂(56)包括第一臂部分(92)，該第一臂部分(92)從所述外殼體(76)向外延伸，并橫切于所述旋轉(zhuǎn)軸線而布置；以及第二臂部分(94)，該第二臂部分(94)可旋轉(zhuǎn)地與該第一臂部分(92)連接，所述第一和第二臂部分(92、94)用于相對成選定角度，該角度確定了向所述液壓減振器(74)施加扭矩的有效臂長；以及一連接件(58)，該連接件(58)的第一端可旋轉(zhuǎn)地與所述第二臂部分(94)連接，該連接件(58)的第二端可旋轉(zhuǎn)地與所述第二車架部分(14)連接。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的懸掛系統(tǒng)(52)，其中該連接件(58)有長度調(diào)節(jié)裝置(102、104、106)，以便改變該連接件的長度。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的懸掛系統(tǒng)，其具有安裝支架(70)，該安裝支架(70)用于支承所述軸(60)并與所述第一車架部分(12)連接。
4．根據(jù)權(quán)利要求3所述的懸掛系統(tǒng)，其中該安裝支架(132)可滑動地安裝在第一車架部分(12)上。
5．用于自行車的懸掛系統(tǒng)(140)，該自行車有第一(142)和第二(144)可相對運動的車架部分，該懸掛系統(tǒng)包括一個減振器組件(160)，該減振器組件(160)包括一軸(166)，該軸(166)確定了旋轉(zhuǎn)軸線，且與所述第一車架部分(142)連接；一液壓減振器(178)，該液壓減振器(178)包括一個具有縱向延伸的開口的聚氨酯材料襯套，該開口用于安裝穿過其中的軸(166)；一外殼體(162)，該外殼體(162)可旋轉(zhuǎn)地與該軸(166)連接，所述聚氨酯材料襯套布置在該外殼體(162)和該軸(166)之間，該外殼體(162)支承在該聚氨酯襯套的外表面上，這樣，該聚氨酯材料與所述軸(166)和所述殼體(162)緊密接觸；以及至少一對支承件(180、184)，該對支承件(180、184)橫切于所述旋轉(zhuǎn)軸線而布置，并支承在所述聚氨酯材料襯套的相對端頭，該支承件(180、184)用于限定聚氨酯材料并防止聚氨酯材料沿軸向位移和流動，這樣，該聚氨酯處于靜壓下；以及一臂(164)，該臂(164)從所述外殼體(162)向外延伸，并橫切于所述旋轉(zhuǎn)軸線而布置，所述臂(164)有自由端，該自由端與所述第二車架部分(144)連接。
6．用于自行車(46)的懸掛系統(tǒng)(50)，該自行車(46)有第一(12)和第二(14)可相對運動的車架部分，該懸掛系統(tǒng)包括一個減振器組件(54)，該減振器組件(54)包括一軸(60)，該軸(60)確定了旋轉(zhuǎn)軸線，且與所述第一車架部分(12)連接；一液壓減振器(74)，該液壓減振器(74)包括一個具有縱向延伸的開口的聚氨酯材料襯套，該開口用于安裝穿過其中的軸(60)；一外殼體(76)，該外殼體(76)可旋轉(zhuǎn)地與該軸(60)連接，所述聚氨酯材料襯套布置在該外殼體(76)和該軸(60)之間，該外殼體(76)支承在該聚氨酯襯套的外表面上，這樣，該聚氨酯材料與所述軸(60)和所述殼體(76)緊密接觸；以及至少一對支承件(84、86),(120、122)，該支承件橫切于所述旋轉(zhuǎn)軸線而布置，并支承在所述聚氨酯材料襯套的相對端頭，該支承件(84、86),(120,122)用于限定聚氨酯材料并防止聚氨酯材料沿軸線位移和流動，這樣，該聚氨酯處于靜壓下；一臂(56)，該臂(56)從所述外殼體(76)向外延伸，并橫切于所述旋轉(zhuǎn)軸線而布置；以及一連接件(58)，該連接件(58)的第一端可旋轉(zhuǎn)地與所述臂(56)連接，該連接件(58)的第二端可旋轉(zhuǎn)地與所述第二車架部分(14)連接。
全文摘要
用于自行車(10)的懸掛系統(tǒng)(52)包括減振器組件(54)，該組件與自行車的第一部分(12)連接并包括由聚氨酯材料制成的液壓減振器(74)。該減振器組件(54)有外殼體(76)，臂(56)從該外殼體(76)伸出以便向減振器施加扭矩。優(yōu)選是，該臂是分段的，這樣，該臂的有效長度和施加在減振器上的力矩可適應(yīng)騎車人的需要而調(diào)節(jié)。連接件(58)使臂(56)與自行車的第二部分(14)相連，且該連接件的長度是可調(diào)的，因此該自行車的幾何形狀是可調(diào)的。
文檔編號B62K25/28GK1318022SQ99811057
公開日2001年10月17日 申請日期1999年8月18日 優(yōu)先權(quán)日1998年8月18日
發(fā)明者保羅·米澤爾 申請人:蘇皮瑪控股公司