液压盘式制动器操纵杆组件的可调调节器的制作方法

专利名称：液压盘式制动器操纵杆组件的可调调节器的制作方法
技术领域：
本发明涉及液压盘式制动器，更具体地，本发明涉及包括可调调节 器的优选用于自行车的液压盘式制动器操纵杆组件。
背景技术：
近年来，某些高性能自行车已包括液压盘式制动器。液压盘式制动 系统通常包括制动钳壳体、第一可动制动块和第二固定或可动制动块。 可动制动块通常连接到可响应于通过制动钳壳体中液压流体管路施加的流体压力而移动的活塞上。制动块(衬片(pad))位于连接到自行 车前轮或后轮的转动体(碟片(rotor))的任意一側上。当向活塞或多 个活塞施加流体压力时，制动块与转动体相接触，从而施加摩擦阻力， 使得自行车减速或停止。用于自行车的液压盘式制动系统通常由连接到自行车把的制动器 操纵杆致动。它们通常还包括由制动器操纵杆致动的位于主缸中的主活 塞。主缸容纳有液压流体，并通过流体管路与盘式制动^T流体连通。制 动块通常以预定间隙从转动体间隔开。当操纵杆朝着车把缩回时，主活 塞移动，从而迫使流体流出主缸并进入连接到制动钳壳体的管路。流体 进入制动钳壳体的移动引起活塞移动，最后使制动块与转动体接触。一 旦制动块接触转动体，它们就提供可由操纵杆的进一步操作增大的摩擦 阻力。这里，制动钳壳体被充分加压，操纵杆的进一步操作增大了系统 液压和施加到转动体的摩擦阻力。但是，只包括单个主活塞的液压盘式制动系统的用户常常发现，由 于液压直接受主活塞影响，并没有任何其它的元件，所以在制动块接触 转动体之后难以控制制动。因此，在制动块接触转动体之后，如果用户更紧地握住制动器操纵杆，从而由于主活塞的移动使得液压增大，那么 制动器常常抱死，引起轮胎打滑。这是不期望的。还发展出在主缸中包括两个活塞的其它液压制动系统。例如，参见 Takizawa等人的美国专利申请No. US-2006-0185360-A1,其整体内容通 过参考并入本文。这类液压制动系统包括枢转地连接到制动器壳体的制动器操纵杆、在制动器壳体中具有不同直径的两个流体容纳区域的主 缸、以及具有两个活塞的主活塞组件。第一活塞的形状通常为环形，并 包括中心开口，第二活塞延伸穿过上述中心开口。第一和第二活塞具有 不同的直径，其中各直径对应于主缸两个流体容纳区域之一的直径。但是，这类液压制动系统具有类似于上述单个主活塞设计的制动问 题。在该系统中，在制动块接触转动体之后，由第二活塞提供的附加液 压常常引起制动器抱死，从而轮胎打滑。因此，液压盘式制动器操纵杆存在解决上述问题的需求。发明内容根据本发明的笫 一方面，提供了 一种用于液压式自行车制动系统的主缸组件，包括主缸，该主缸具有第一端和第二端；第一活塞，该第 一活塞具有第一端和第二端，布置在所述主缸内并可在所述主缸内移 动；第二活塞，该第二活塞布置在所述主缸内，并且可在所述主缸内移 动；以及调节器，该调节器构造为调节施加到所述第一活塞的所述第二 端上的第一压力。在优选实施例中，当所述第一压力超过预定第二压力 时，所述调节器调节限定在所述第 一活塞的所述第二端与所述主缸的所 述第二端之间的第一流体容纳区域的容积。优选地，所述调节由所述第 一活塞相对于所述第二活塞的移动产生。根据本发明的另 一 方面提供了 一种用于自行车的液压制动器操纵 杆组件，包括壳体，该壳体适于连接到车把上；操纵杆，该操纵杆可 枢转地连接到所述壳体上，并且具有包括第 一和第二区域的行程范围； 主缸，该主缸布置在所述壳体内，并且具有第一端和第二端；第一活塞， 该第一活塞布置在所述主缸内，并且可在所述主缸内移动；第二活塞， 该第二活塞布置在所述主缸内，并且可在所述主缸内移动，并且所述第 二活塞可操作地连接到所述操纵杆上；以及调节器，该调节器布置在所 述第一活塞与所述第二活塞的至少一部分之间，并且可在所述主缸内移 动。向所述第一活塞的所述第二端施加第一压力，并且所述操纵杆在所 述第二区域内的移动使得所述调节器调节所述第 一压力。根据本发明的再 一 方面，提供了 一种用于液压式自行车制动系统的 主缸组件，包括主缸，该主缸具有第一端和第二端；第一活塞，该第 一活塞具有第一端和第二端，布置在所述主缸内并可在所述主缸内移动；第二活塞，该第二活塞布置在所述主缸内，并且可在所述主缸内移 动，所述第二活塞包括大直径部分和小直径部分，其中所述大直径部分 具有第一端和第二端；以及调节器，该调节器可在所述主缸内移动，并 且布置在所述第一活塞的所述第一端与所述笫二活塞的所述大直径部 分的所述第二端之间。所述调节器调节所述第一活塞的所述第一端与所 述第二活塞的所述大直径部分的所述笫二端之间的距离。


参考附图，可更加容易地理解本发明，其中 图1为液压盘式制动器操纵杆组件的分解透视图； 图2为根据本发明优选实施例的主缸组件的横截面图，包括处于起 始或非压缩位置的主活塞组件；和图3为图2的主缸组件的横截面图，其中主活塞组件处于压缩位置。 在附图的整个几个图中，相同的附图标记指的是相同的零件。
具体实施方式
参考图1,对自行车制动器操纵杆组件10的优选实施例进行描述。 制动器操纵杆组件。，、。, ，、'、'、、、_'、，、'"、优选地，制动器操纵杆组件10通过夹紧装置12或其它适当的连接机 构连接到自行车把上，并且通常包括壳体14和制动器操纵杆16。壳体14 优选容纳主缸组件18的优选实施例。图2-3示出了本发明主缸组件18的优选实施例的横截面图。主缸组件 18在其中包括主活塞组件20。图2-3的两个不同的视图表示主活塞组件20 的不同位置。图2示出了主活塞组件20处于起始或非压缩位置。图3示出 了主活塞组件20处于压缩位置。如下所述，优选地，主活塞组件20从起始位置至压缩位置的移动用 于迫使液压流体从制动器操纵杆组件1 O流至液压盘式制动系统。本发明可与多种液压盘式制动系统一起使用，包括如美国专利No. 6,491,144 ( "，144专利，，)中描述的自行车液压盘式制动系统,其中，144 专利的整体内容通过参考并入本文。但是，本发明不限于任何特定的液 压系统或液压盘式制动系统。因此，这里参考，144专利的公开内容以举例说明本发明的优选实施例。如，144专利的图16中所示，液压盘式制动 系统通常包括制动钳壳体和一个或多个从动活塞，所述从动活塞可响应 于通过制动钳壳体中液压流体管路施加的液压流体压力的变化而移 动。同样如图所示，所述从动活塞通常包括摩擦元件，例如制动块。'144专利的图16示出了自行车上使用的这种液压盘式制动系统。如 图所示，在自行车应用中，制动钳壳体通常位于安装在自行车前轮或后 轮上并与之一起旋转的自行车转动体的附近。制动块通常位于转动体的 相对两侧上。当希望制动时，向从动活塞施加液压，以迫使摩擦元件接 触转动体。摩擦元件对转动体的摩擦阻力使得自行车轮转动得越来越慢，最后停止转动。另外，本发明的主缸组件可与多种不同制动器操纵杆组件或系统一 起使用。应当理解，图l中所示的制动器操纵杆组件仅仅是示意性的， 而不是对本发明的限制。在本发明的优选实施例中，主缸组件18连接到自行车液压盘式制动 系统上。优选地，主缸组件18提供了多级制动，更优选为两级或双级制 动。在特别优选的实施例中，在第一级制动期间，操纵杆16被拉动通过 其行程范围的第一区域。在优选实施例中，通过第一区域的移动使得摩 擦元件或制动块与转动体接触。但是，这不是对本发明的限制，笫一区 域不必一定与引起摩擦元件或制动块与转动体接触相一致。例如，该第 一区域可在制动块接触转动体之前终止。此第 一区域通常包括制动器操 纵杆总行程范围的约30 %至约70 % ，优选包括总行程范围的约40 %至约 60%,更优选地包括总行程范围的约45%至约55%。应当理解，这些行 程范围仅仅是示意性的，并且因为骑车者可调节某些制动器操纵杆上的 作用范围(车把与制动器操纵杆之间的距离)，所以上述这些行程范围 可变化。在第二级制动中，操纵杆16被拉动通过其行程范围的第二区域，使 得摩擦元件向转动体提供增大的压力和摩擦阻力。现在对图2-3中所示主缸組件18的优选实施例进行描述。主缸组件18 包括主缸22,该主缸22通常为在壳体14中限定的具有笫一端22a和第二 端22b的圆柱形空间。主缸22容纳主活塞组件20，该主活塞组件20优选 包括第一活塞24、第二活塞26和调节器28。第一活塞24优选为环形形 状，因而在其中限定有纵向布置的通孔30,并且第一活塞24包括第一端24a和第二端24b。优选地，第一活塞24的尺寸使得其紧密地装配在主缸 22中，但仍可相对于主缸22移动。第二活塞26优选包括小直径部分32、 以及具有第一端34a和第二端34b的大直径部分34。小直径部分32优选延 伸穿过通孔30。优选地，通孔30的尺寸使得与第二活塞26的小直径部分32的外表面 产生比较紧密的配合，同时允许第二活塞26的小直径部分32以下述方式 在通孔30内移动。优选地，第一和第二活塞24和26各具有环绕其外圆周的周向槽。优 选地，在周向槽中布置有杯形密封或伞形密封50或者其它适当的装置， 该密封50在第一和第二活塞24和26与主缸22之间提供了密封，同时允许 第 一和第二活塞24和26在主缸22内移动。在优选实施例中，第一活塞24优选通过第一活塞24中的通孔30可操 作地连接到第二活塞26上,在通孔30中布置有第二活塞26的小直径部分 32。优选地，第一活塞24与第二活塞26还通过调节器28可操作地连接。 如图2-3中所示，调节器28优选布置在第一活塞24的第一端24a与第二活 塞26的大直径部分34的第二端34b之间。如图2-3中所示，调节器28优选为弹簧，笫二活塞26的小直径部分32 延伸穿过该弹簧。但是，调节器28可为在第一活塞24与第二活塞26之间 提供相对移动(下面会进行全面地描述)的任何偏置装置。例如，调节 器28可为在第 一活塞24与第二活塞26之间延伸的任意线性弹性材料，例 如橡胶等。调节器28具有预定弹力，并偏置第一活塞24与第二活塞26使其分 开。本领域的技术人员应当理解，所述弹力为由弹簧作用在与其连接的 任意物体(这里为活塞)上的力。该力(与由第一流体容納区域40中液 压流体施加到第一活塞24上的压力和由连接元件43施加到第二活塞26 上的压力联合)用于保持活塞处于其静止或平衡位置。如果(沿弹簧压 缩方向)作用到任一活塞的压力(每单位面积的力)大于弹力，那么调 节器28将压缩(如图3中所示，下面会进行更全面地描述)。图2示出了 主活塞组件20 (和调节器28)处于起始或非压缩位置。应当理解，术语 "弹力，，不一定意味着调节器28必须为弹簧。主缸22还包括布置在其中的偏置装置或活塞弹簧36,该活塞弹簧36 在主缸22的第二端22b与第二活塞26的小直径部分32之间延伸，并偏置第二活塞26使其远离主缸第二端22b。应当理解，活塞弹簧36可为任意 形式的偏置装置。在优选实施例中，第二活塞26的小直径部分32包括至少一个拧在其 末端上的螺母38,优选为一对。螺母38在一侧用作活塞弹簧36的止动 件，在另一侧用作第一活塞24的止动件。在另一实施例中，可使用e形 环和销作为止动件。因为螺母38可在第二活塞26的小直径部分32上移 动，所以可调整第一活塞24的起始位置。在具有两个螺母38的实施例 中， 一个螺母优选地用于调整第一活塞24的起始位置，另一个优选地用 于将另外的一个螺母固定在适当的位置。第一流体容纳区域40限定在主缸22内主缸22的第二端22b与第一活 塞24的第二端24b之间。第一流体容纳区域40的一部分也限定在第二活 塞26的小直径部分32的第二端32b与主缸22的第二端22b之间。第二流体 容納区域42限定在第一活塞24的第一端24a与第二活塞26的大直径部分 34的第二端34b之间。为将操纵杆16可操作地连接到主活塞组件18上，优选设有一个或多 个连接元件。可使用多种不同的连接元件结构和几何形状，图2-3中所示 连接元件43仅仅是示意性的。连接元件43的一端可操作地连接到制动器操纵杆16上(图中未示出 该连接)，另一端可旋转安放在与第二活塞26的第一端26a相邻的凹槽 内。如本领域的技术人员所理解的，操纵杆16的枢转运动使得连接元件 43沿着主缸22的轴向方向(如图2-3中所示，沿从右至左的方向)推动第 二活塞26 (并从而推动主活塞组件20)。如前所述，当制动器操纵杆组件10连接到液压盘式制动组件时，本 发明优选提供两级制动。在图2-3的实施例中，由笫一活塞24、第二活塞 26和调节器28的可操作连接来实施两级制动。由主活塞组件20的第一行 程范围和第二行程范围来实施两级制动。如上所述，图2示出了主活塞组件20 (和调节器28)处于起始或非 压缩位置。这样，制动器操纵杆16处于中立位置。在该位置中，第一流 体容纳区域内的压力较低。当主活塞组件20由于操纵杆16的枢转运动而 移动时，第一流体容纳区域40内的流体通过出口44排出到液压管路连接 件46中。优选地，液压管路连接件46设计成可连接到诸如软管的液压管 路上，然后该液压管路可连接到盘式制动钳上。如果制动器操纵杆组件IO连接到盘式制动器组件上，如'144专利的图16中所示的盘式制动器组 件，那么液压流体流入这种液压管路的排量使得流体流入制动钳壳体的 流体管路中(例如，'144专利的图16中的管路37)。在第一级制动或第一行程区域期间(在这一级，制动器操纵杆16处 于第一致动位置)，当主活塞组件20由于操纵杆16的枢转运动而移动 时，活塞弹簧36被压缩，并且减小了可用于致动制动系统的总液压系统 容积。这使得系统压力相应地升高。如果连接的盘式制动器的流体管路 已被流体充满，那么进一步移动会引起(多个)从动活塞和连接的制动 块朝着转动体移动。当压力继续增大时，每单位面积更大的力也相应地施加到第一活塞 24的笫二端24b上。但是，在该第一级制动期间，施加在第一活塞24的 第二端24b上的增大压力仍小于调节器28的弹力。因此，第一活塞24的 第一端24a与第二活塞26的大直径部分34的第二端34b之间的距离保持 不变。换句话说，当制动器操纵杆16处于中立位置和第一致动位置(或 者起始位置和主活塞组件20的第一行程区域)时，第一活塞24的第一端 24a与第二活塞26的大直径部分34的第二端34b之间的距离保持不变。当由于制动器操纵杆16的枢转运动，主活塞组件20沿着主缸22继续 轴向移动时，在某一点处液压系统压力超过调节器28的弹力。在这一 点，制动器操纵杆16处于第二致动位置，并且开始了主活塞组件20的行 程范围的第二区域(和笫二级制动)。第二级制动通常发生在制动块接 触了转动体之后。但是，这并不是对本发明的限制。如图3中所示，在 这一点，由于高压力，第一活塞24远离螺母38,从而压缩调节器28。在 此第二行程区域期间，第 一活塞24与第二活塞26可相对于彼此移动。在该第二级制动期间，除了其它条件之外，各活塞24和26的移动依 赖于骑车者施加到制动器操纵杆16上的力。换句话说，当第一活塞24远 离螺母38,从而压缩调节器时，骑车者同时向制动器操纵杆16施加了更 大的力，使得第二活塞26从另一侧压缩调节器28。该从相对两侧进行的 持续压缩，与制动块压靠转动体的状态以及骑车者施加的压力联合，共 同允许制动器28调节或调整总液压系统容积。换句话说，调节器28调节 液压压力，从而调节施加到第一活塞24的第二端24b上的压力。.-应当理解，当压缩调节器28时(在第一流体容纳区域40内的压力超 过调节器开始压缩的预选压力之后)，如果骑车者仍向制动器操纵杆16施加更大的力，那么第二活塞26的小直径部分32的第二端32b仍将流体 推出第一流体容纳区域40,并通过出口44,该流体进而引起制动块挤压 转动体。但是，因为小直径部分32的直径小于第一活塞24的直径，所以 通过出口44被推出的流体量小于调节器28开始压缩之前的量，因此提供 了受控制的制动。本领域的技术人员应当理解，这提供了 "软的"或更受控制的制动。 在最优条件下，调节器开始压缩的预定压力(其直接与调节器的预选弹 力相一致)将提供充足的制动，同时防止制动抱死。在压缩调节器28期间，笫二流体容纳区域42中的 一些液压流体被推 过端口 ，并进入储存容器(未示出)。应当理解，当操纵杆16从中立位置通过第一致动位置移动到第二致 动位置时，活塞弹簧36压缩，而调节器28并不压缩。但是， 一旦系统中 的压力达到预选压力时，施加在活塞24 (从而施加在调节器28)上的总 的力变为高得足以使调节器28压缩。如上所述，本发明提供了受控制的和平顺的制动。为了提供更进一 步的可调性能，依赖于例如骑车者的偏好，可改变调节器。换句话说， 可设置具有不同弹力或弹性常数的调节器。调节器之间的差别可提供 "更软"或"更硬"的制动。上述实施例是本发明的示例实施例。在不脱离这里所公开的本发明 概念的情况下，本领域的技术人员现在可采用多种方式利用上述实施 例，并可对其做出变化。因此，本发明仅由所附权利要求的范围来限定。
权利要求
1.一种用于液压式自行车制动系统的主缸组件，包括主缸，该主缸具有第一端和第二端；第一活塞，该第一活塞具有第一端和第二端，布置在所述主缸内并可在所述主缸内移动，其中向所述第一活塞的所述第二端施加第一压力；第二活塞，该第二活塞布置在所述主缸内并可在所述主缸内移动；以及调节器，该调节器构造为调节所述第一压力。
2. 如权利要求l所述的用于液压式自行车制动系统的主缸组件，还 包括第 一 流体容纳区域，该第 一 流体容纳区域位于所述第 一 活塞的所述 第二端与所述主缸的所述第二端之间，其中当所述第一压力超过预定第 二压力时，所述调节器调节所述第 一流体容纳区域的容积。
3. 如权利要求2所述的用于液压式自行车制动系统的主缸组件，其 中所述调节由所述第一活塞相对于所述第二活塞的移动产生。
4. 如权利要求2所述的用于液压式自行车制动系统的主缸组件，还 包括第二流体容纳区域，该第二流体容纳区域限定在所述第一活塞与所 述第二活塞之间，其中所述调节器还调节所述第二流体容纳区域的容 积。
5. 如权利要求2所述的用于液压式自行车制动系统的主缸组件，其 中所述第一活塞限定有从其穿过的开口 ，所述第二活塞的至少一部分布 置在所述开口中，并且当施加到所述第 一活塞的所述第二端的所述第一 压力超过预定第二压力时，由于所述第一活塞相对于所述第二活塞的移 动，所述调节器调节所述第一流体容纳区域的容积。
6. 如权利要求l所述的用于液压式自行车制动系统的主缸组件，其 中所述调节器布置在所述第一活塞与所述第二活塞的至少一部分之 间，并且所述调节器可在所述主缸内移动。
7. 如权利要求6所述的用于液压式自行车制动系统的主缸组件，其 中所述调节器包括弹性材料。
8. 如权利要求7所述的用于液压式自行车制动系统的主缸组件，其 中所述调节器包括弹簧，并且其中所述弹簧偏置所述第一活塞使其沿轴 向方向远离所述第二活塞。
9. 如权利要求7所述的用于液压式自行车制动系统的主缸组件，其 中所述调节器包括橡胶，并且其中所述调节器的一端接触所述第 一活塞 的所述第一端，所述调节器的另一端接触所述第二活塞。
10. —种用于自行车的液压制动器操纵杆组件，包括 壳体，该壳体适于待被连接到车把上；操纵杆，该操纵杆可枢转地连接到所述壳体上，并且具有包括第一和第二区域的行程范围；主缸，该主缸布置在所述壳体内，并且具有第一端和第二端； 第一活塞，该第一活塞布置在所述主缸内，并且可在所述主缸内移动，其中向所述第一活塞的所述第二端施加第一压力；第二活塞，该第二活塞布置在所述主缸内，并且可在所述主缸内移 动，其中所述第二活塞可操作地连接到所述操纵杆上；以及调节器，该调节器布置在所述第一活塞与所述第二活塞的至少一部 分之间，并且可在所述主缸内移动；其中所述操纵杆在所述第二区域内的移动使得所述调节器调节所 述第一压力。
11. 如权利要求10所述的用于自行车的液压制动器操纵杆组件，还 包括第一流体容纳区域，该第一流体容纳区域限定在所述第一活塞的所 述第二端与所述主缸的所述第二端之间，其中所述操纵杆在所述第二行程范围中的移动使得所述调节器调节所述笫 一流体容纳区域的容积。
12. 如权利要求11所述的用于自行车的液压制动器操纵杆组件，其中所述调节由所述^ 一活塞相对于所述第二活塞的移:^生。 '
13. 如权利要求12所述的用于自行车的液压制动器操纵杆组件，其 中所述调节器包括弹簧，并且其中所述弹簧偏置所述第一活塞使其沿轴 向方向远离所述第二活塞。
14. 一种用于液压式自行车制动系统的主缸组件，包括 主缸，该主缸具有笫一端和笫二端；第一活塞，该第一活塞具有第一端和第二端，布置在所述主缸内并 可在所述主缸内移动；第二活塞，该第二活塞布置在所述主缸内，并且可在所述主缸内移 动，其中所述第二活塞包括大直径部分和小直径部分，并且其中所述大 直径部分具有第一端和第二端；以及调节器，该调节器可在所述主缸内移动，并且布置在所述第一活塞 的所述第一端与所述第二活塞的所述大直径部分的所述第二端之间，其 中所述调节器调节所述第一活塞的所述笫一端与所述第二活塞的所述 大直径部分的所述第二端之间的距离。
15. 如权利要求14所述的用于液压式自行车制动系统的主缸组件， 其中所述第一活塞限定有通孔，并且其中所述第二活塞的所述小直径部 分延伸穿过所述通孔。
16. 如权利要求15所述的用于液压式自行车制动系统的主缸组件， 还包括活塞弹簧，该活塞弹簧偏置所述第二活塞使其远离所述主缸的所 述第二端。
17. 如权利要求16所述的用于液压式自行车制动系统的主缸组件， 其中所述第二活塞的小直径部分包括在其一端上的止动件，并且其中所 述活塞弹簧与所述止动件相接触。
18. 如权利要求17所述的用于液压式自行车制动系统的主缸组件， 其中所述止动件包括至少一个拧在所述小直径部分的该端上的螺母。
全文摘要
一种用于液压式自行车制动系统的主缸组件，包括主缸，该主缸具有第一端和第二端；第一活塞，该第一活塞具有第一端和第二端，布置在所述主缸内并可在所述主缸内移动；第二活塞，该第二活塞布置在所述主缸内，并且可在所述主缸内移动；以及调节器，该调节器构造为调节施加到所述第一活塞的所述第二端上的第一压力。
文档编号B62L3/02GK101264780SQ20071014713
公开日2008年9月17日 申请日期2007年8月30日 优先权日2007年3月14日
发明者高地毅 申请人:株式会社岛野