液压盘式制动杆组件的制作方法

专利名称：液压盘式制动杆组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及液压盘式制动器，尤其涉及一种优选地用于自行车的液压盘式制动杆 组件。
背景技术：
近年来，某些高性能自行车具有包括在内液压盘式制动器。液压盘式制动系统通 常包括卡钳壳体、第一可动式制动衬片和第二固定或可动式制动衬片。可动式制动衬片通 常附连于活塞上，而活塞可响应于通过卡钳壳体中的液压流体管路施加的流体压力而运 动。制动衬片位于转子的任一侧上，该转子附连于自行车的前轮或后轮上。在对活塞施加 流体压力时，制动衬片与转子形成接触，从而施加摩擦阻力并且引起自行车减速或停止。
自行车所用的液压盘式制动系统通常由附连于自行车车把上的制动杆致动。它们 通常还包括由制动杆致动的位于主缸中的主活塞。主缸中包含液压流体并且通过流体管路 与盘制动器卡钳保持流体连通。制动衬片通常与转子隔开预定间隙。当杆向着车把收縮时， 主活塞发生运动，因此将液体推出主缸并推入连接至卡钳壳体的管路中。流体进入卡钳壳 体的运动引起活塞发生运动，最终引起制动衬片与转子形成接触。 一旦制动衬片与转子接 触，它们就提供摩擦阻力，摩擦阻力可通过进一步操作杆而增加。在这点上，卡钳壳体被充 分加压，而杆的进一步操作增加了系统液压力和施加于转子上的摩擦阻力。
当操作液压盘式制动系统时，直到制动衬片与转子形成接触之前，不会发生制动。 因此，当骑车人开始收縮制动杆时，在这期间不会发生制动，就存在一个"死区"。为了补偿 死区，骑车人可首先迅速地縮回制动杆以便使得衬片与转子接触，然后较慢地增加摩擦阻 力至所需水平。因此，制动并不平滑。另外，液压制动系统可能包括后盘制动器卡钳所用的 右侧杆和前盘制动器卡钳所用的右侧杆(或者反之亦然)。当左、右侧杆同时操作时，前制 动衬片和后制动衬片两者并不同时接触转子。换句话说，当衬片接触转子时，这两个杆并不 齐。 此外，某些已知的系统具有可调节的死区。然而，在许多这些系统中，杆的作用范 围要受到死区的改变的影响。相反，某些已知系统包括可调节的作用范围特征。然而，它们 中许多并不容许调节死区，或者即使它们提供了死区调节，但是也不能在不影响杆的作用 范围的情况下进行。
因此，就需要解决了前述问题的液压盘式制动杆。

发明内容
根据本发明的第一方面，提供了 一种主缸组件。主缸组件包括主缸，主缸具有限定
了轴线的长度、顶端和底端。第一活塞置于主缸内并可在其内运动，第二活塞置于主缸内并 可在其内运动。主缸限定了从主缸的顶端沿着轴线的阈值距离。第一活塞优选地限定了从 主缸的顶端沿着轴线的距离。第二活塞优选地操作连接于第一位置上。当从第一活塞到主 缸的顶端的距离至少为阈值距离时，第二活塞优选地可相对于第一活塞运动。 在一个优选实施例中，当从第一活塞到主缸的顶端的距离小于阈值距离时，第二
活塞不可相对于第一活塞运动。在另一个优选实施例中，第一活塞具有开口 ，第二活塞的至 少一部分置于开口中，并且当从第一活塞到主缸的顶端的距离至少为阈值距离时，第二活 塞可在开口内运动。 根据本发明的另一个优选实施例，第二活塞具有第一活塞接合表面，第一活塞具 有第二活塞接合表面，并且当从第一活塞到主缸的顶端的距离小于阈值距离时，第二活塞 接合表面与第一活塞接合表面接合。 根据本发明的其它优选实施例，主缸包括具有流体出口的第一流体容纳区域，而 第一活塞、第二活塞和主缸限定了第二流体容纳区域。当从第一活塞到主缸的顶端的距离 小于阈值距离时，第一流体容纳区域与第二流体容纳区域保持流体连通。根据本发明的其 它优选实施例，从第一活塞到主缸的顶端的距离至少为阈值距离时，第一流体容纳区域基 本上不与第二流体容纳区域保持流体连通。 根据本发明的另一个方面，提供了具有顶端、底端和长度的主缸组件。主缸限定了 沿着其长度的第一部分的第一运动区域。主缸组件优选地包括具有置于主缸内并可在其内 运动的第一和第二活塞的主缸组件。在一个优选实施例中，当主活塞组件位于第一运动区 域内时，第一活塞可与第二活塞一起运动，而当主活塞组件至少部分地位于第一运动区域 外部时，第二活塞可相对于第一活塞运动。 在其它优选实施例中，主缸还包括第一纵长区域和第二纵长区域，第一纵长区域
沿着其长度的具有第一横截面积的第二部分，第二纵长区域沿着其长度的具有第二横截面
积的第三部分，并且第一横截面积大于第二横截面积。在又一个优选实施例中，第一偏置装
置置于主缸的顶端和第一活塞之间，其中第一偏置装置使第一活塞背离主缸的顶端偏置。
在另一个优选实施例中，第一和第二纵长区域的形状相配合以便限定唇缘。 根据本发明的另一个方面，提供了一种液压盘式制动杆组件。这种组件包括壳体
和连接于壳体上的杆。杆优选地相对于壳体具有中性位置、第一致动位置和第二致动位置。
第一和第二活塞也置于壳体内并且操作连接于杆上。在一个优选实施例中，杆从中性位置
向第一致动位置的运动引起第一和第二活塞一起运动，而杆从第一致动位置向第二致动位
置的运动引起第二活塞相对于第一活塞运动。 根据本发明的另一个方面，提供了一种主缸组件，其包括主缸、置于主缸中的第一 和第二活塞和用于选择地引起第一和第二活塞在主缸内一起运动以及引起第一和第二活 塞相对于彼此运动的装置。 根据本发明的又一个方面，提供了一种液压制动杆系统。这种系统包括具有行程 范围的杆和主缸组件，该行程范围包括第一和第二区域。主缸组件具有容纳于其中的液压 流体和流体出口。杆操作连接于主缸组件上。在一个优选实施例中，当杆处于第一区域中时，使杆运动一定距离就从出口输送第一容积的液压流体，而当杆处于第二区域中时，使杆
运动一定距离就从出口输送第二容积的液压流体，而第一容积大于第二容积。 根据本发明的又一个方面，提供了一种制动杆组件，其包括壳体、连接于壳体上并
可绕着枢轴线转动的杆、以及置于壳体中的主缸组件。主缸组件优选地包括操作连接于杆
上的主活塞。枢轴线相对于壳体的位置优选地可以调节，并且主缸优选地具有可调节的死区。 在优选实施例中，主活塞具有非致动状态和密封，主缸具有端口 ，而当主活塞处于 非致动状态时，死区为密封与端口之间的距离。在其它优选实施例中，杆具有轴和穿过轴放 置的可调式连接器，并且相对于轴移动可调式连接器就调节了死区。在另外的优选实施例 中，杆具有中性位置和充分致动的位置，在中性位置和充分致动位置之间限定了作用范围， 而该作用范围可调节。 在其它的优选实施例中，主缸具有纵向轴线，而枢轴线与纵向轴线相隔开。在另 外的优选实施例中，枢轴线相对于壳体的位置可沿基本上平行于主缸的纵向轴线的方向调 节。在其余的优选实施例中，壳体还包括一对相对的狭槽，杆包括枢轴，枢轴具有限定了枢 轴线的纵向轴线，并且枢轴可动地置于这对相对的狭槽内。 根据本发明的另外一个方面，提供了一种制动杆组件，其包括壳体、置于壳体中的 主缸和连接于壳体上并具有一个作用范围的杆。主缸包括主活塞并且优选地具有可调节的 死区。杆优选地可绕着第一枢轴线做枢轴转动以便调节作用范围，并且杆优选地可绕着第 二枢轴线做枢轴转动以便致动主活塞。在优选实施例中，作用范围的调节与死区无关。在其 它优选实施例中，死区的调节与作用范围无关。在另外的优选实施例中，杆具有限定了第一 枢轴线的第一枢轴和限定了第二枢轴线的第二枢轴，并且第一枢轴与第二枢轴相隔开。在 其它的优选实施例中，第二枢轴操作连接于主活塞上。 在另外的优选实施例中，可调式连接器穿过枢轴放置并且操作连接于主活塞上， 其中相对于枢轴移动可调式连接器就调节了死区。 根据本发明的另一个方面，提供了一种制动杆组件。这种组件包括壳体、杆、置于
壳体中的主缸、置于主缸中的主活塞、死区调节装置和作用范围调节装置。壳体优选地具有
第一和第二对相对的狭槽，其中第一和第二对相对的狭槽彼此相隔开。杆优选地具有置于
第一对相对的狭槽中的第一枢轴和置于第二对相对的狭槽中的第二枢轴。 优选地，死区调节装置将主活塞操作连接于第二枢轴上并且可进行调节以便改变
主活塞相对于第二枢轴的位置。作用范围调节装置优选地将壳体连接至第一枢轴并且可进
行调节以便改变第一枢轴在第一对相对的狭槽中的位置。 在优选实施例中，杆具有中性位置和充分致动的位置，在中性位置和充分致动位
置之间限定了作用范围，而调节第一枢轴在第一对相对的狭槽中的位置就调节了死区。 根据本发明的另一个方面，提供了一种调节制动杆组件的作用范围的方法。制动
杆组件包括操作连接于主缸组件上的杆，杆具有中性位置，而主缸组件具有死区，该死区可
在不改变杆的中性位置的情况下进行调节。这种方法优选地包括使杆在基本上与主缸组件
对齐的杆区域周围做枢轴转动。在优选实施例中，主缸组件具有纵向轴线，并且杆区域限定
了基本上垂直于主缸组件的纵向轴线的枢轴线。 根据本发明的另外一个方面，提供了一种制动杆组件，其包括具有死区的主缸组
5件和置于主缸中的主活塞。提供了用于调节死区的装置。 根据本发明的另一个方面，提供了一种制动杆组件，其包括具有一对相对的狭槽 的壳体、置于壳体中并具有端口的主缸和置于主缸中的主活塞组件。主活塞组件优选地包 括具有密封的主活塞。主活塞优选地具有非致动状态，当主活塞处于非致动状态时，限定了 密封与端口之间的距离。杆的第一端优选地可绕枢轴转动地连接于壳体上。杆优选地具有 与第一端相隔开的横向构件，横向构件优选地置于这对相对的狭槽中。在一个优选实施例 中，可调式连接器将横向构件操作连接于主活塞组件上，并且可以调节可调式连接器以便 改变距离。 在其它优选实施例中，可调式连接器与主活塞组件紧靠地接合。在其他优选实施 例中，主活塞朝向杆偏置。在其它优选实施例中，可以使可调式连接器旋转以改变可调式连 接器相对于杆的位置。 在其它优选实施例中，制动杆组件还包括第一联接构件，其中可调式连接器具有 调节端和接合端，接合端连接于第一联接构件上，而第一联接构件与主活塞组件紧靠地接 合。 在其它优选实施例中，主活塞组件还包括附连于主活塞上的第二联接构件，第二 联接构件与第一联接构件紧靠地接合。在其它优选实施例中，主活塞为第一主活塞，第一主 活塞具有孔，而第二主活塞至少部分地置于该孔中。在其它优选实施例中，可调式连接器具 有纵向轴线，主缸具有纵向轴线，而可调式连接器的纵向轴线基本上平行于主缸的纵向轴 线。 根据本发明的另一个方面，提供了一种制动杆组件，该组件包括壳体、置于壳体中 并具有端口的主缸以及置于主缸中的主活塞组件。主活塞组件优选地包括主活塞，而主活 塞优选地具有密封和非致动状态。杆可绕枢轴转动地连接于壳体上并且优选地具有第一、 第二叉状部分和位于第一、第二叉状部分之间的间隙。可调式连接器优选地置于该间隙中 并且将杆操作连接于主活塞上。当主活塞处于非致动状态时，密封与端口限定了一定距离， 并且可以调节可调式连接器以改变该距离。 在优选的实施例中，杆还包括连接着第一叉状部分和第二叉状部分的横向构件， 可调式连接器穿过横向构件放置。 本发明可以应用于所有类型的装置并且不限于自行车。


通过参考附图，可以更容易地理解本发明，其中 图1为根据本发明优选实施例的液压盘式制动杆组件的第一透视图；
图2为图1的液压盘式制动杆组件的第二透视图； 图3为沿线III-III剖开的图1的液压盘式制动杆组件的剖视图，其中杆处于中 性位置； 图4为图3的液压盘式制动杆组件的剖视图，其中杆处于第一致动位置；
图5为图4的液压盘式制动杆组件的剖视图，其中杆处于第二致动位置；
图6为图3的一部分的详细视图；
图7为沿图6中的线A-A剖开的图6的剖视图；以及
图8为沿图6中的线B-B剖开的图7的剖视图。
在这几幅视图中相同的标号是指相同的部件。
具体实施例方式
参看图1，对自行车制动杆组件10的优选实施例进行描述。制动杆组件10优选地 为操作连接于液压盘式制动系统上的液压制动杆组件。 如图1和2所示，制动杆组件10优选地通过夹具13或其它适用的连接机构附连 于自行车车把12上。制动杆组件10 —般包括具有第一节段16和第二节段26的壳体14， 并且还包括制动杆41。 制动杆41优选地为包括远端45的细长构件，该远端的形状适于背离车把12伸 出。杆41还包括接合着壳体14的近端47。在位于近端45与远端47之间的区域中，提供 了一个比较平的区域41a，骑自行车的人使用该区域夹紧杆10。倾斜过渡部分41b将比较 平的区域41a连接于近端47上。优选的是倾斜过渡部分41b和远端45两者都背离比较平 的区域41a伸出以便有助于保持骑车人的手免于沿着杆41长度的侧向运动。
壳体14的第一节段16优选地配置成便于杆41绕枢轴转动运动。在优选的实施 例中，第一节段16包括一对位于壳体14两侧上的狭槽18，如卵形狭槽或其它适用的细长狭 槽，(图1中只能看见一个)。杆41优选地在其近端47处分叉(参看图2)。在每个叉状 部分上，都提供了孔。这些孔互相对齐以便限定以定距离间隔的成对的对齐孔。
枢轴构件22还通过接合着狭槽对18并通过可调式紧固件如调节螺钉20而被限 制于壳体第一节段16内。枢轴构件22优选地呈圆柱形形状并且具有限定了枢轴线的纵向 轴线，制动杆41可以绕着该枢轴线转动。 在图2中看得最为清楚，可调式紧固件或调节螺钉20沿着基本上垂直于枢轴构件 22的纵向轴线104的方向安置于第一节段16内。可调式紧固件20优选地配置成容许枢轴 构件22的垂直位置在狭槽对18内改变。调节螺钉20的头部优选地可以通过位于第一节 段16的顶部中的孔进入并且配置成相对于壳体转动，而不会沿轴向前进。这可以通过多种 已知装置来实现，例如使用Belleville垫圈，其使调节螺钉20的头部相对于壳体14沿轴 向偏置。为了容许其沿垂直方向移动枢轴构件22，调节螺钉20优选地具有螺纹端，该螺纹 端更优选地接合着位于枢轴构件22中的互补式内螺纹孔。因此，根据这个实施例，当调节 螺钉20转动时，其导致枢轴构件22在狭槽对18内沿轴向移动。 在图1和2中可以看出，通过调节壳体第一节段16中的枢轴构件22的垂直位置， 就可以调节杆41的行程范围(S卩，杆41相对于车把12的运动范围)。当枢轴构件22处于 图1中所示的位置中时，杆41就在最小行程范围内操作。然而，当枢轴构件22处于狭槽对 18的底部时，杆41就在最大行程范围内操作。 优选地，壳体14还包括第二节段26，第二节段26容纳着主缸组件30的优选实施 例(图1-2中未示出)。与第一节段16相同，第二节段26包括一对位于壳体14两侧的对 齐狭槽28 (在图3-5中示为28a和28b)。杆近端47的叉状部分包括一对以定距离间隔并 与狭槽对28对齐的对齐孔。这些孔与狭槽对28都容放着致动构件38。致动构件38与狭 槽对28和杆孔接合就有助于将杆41保持于壳体14内并致动主活塞组件，如以下所述。另 外，优选地提供紧固件40如螺钉或螺栓以便有助于将致动构件38连接于主缸30上。
图3-5示出了本发明的制动杆组件10的优选实施例的剖视图。图3-5的剖视图沿 图1中的线III-III剖开。图3-5的三个不同视图代表杆41相对于壳体14和车把12的 不同位置。图3表示处于中性或非致动位置的杆41。图4表示处于第一致动位置的杆41， 而图5表示处于第二致动位置的杆41。 如以下所述，优选地，杆41从中性位置运动至第一、第二致动位置用于迫使液压 流体从制动杆组件10至液压盘式制动系统。本发明可以与多种不同的系统一起使用，这些 系统包括自行车液压盘式制动系统，如美国专利No.6，491， 144( "'144专利")中所述的系 统，该专利的全部内容在此被引入作为参考。然而，本发明并不限于任何特定液压系统或液 压盘式制动系统。因此，在此参考'144专利的公开内容以便只示出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卡钳壳体和一个或多个从属活塞， 这些活塞可以响应于通过卡钳壳体中的液压流体管路所施加的液压流体压力的变化而运 动。同样如所示，从属活塞通常包括摩擦构件，如制动衬片。 ' 144专利的图16示出了用于自行车上的这种液压盘式制动系统。如所示，在自 行车应用中，卡钳壳体通常靠近自行车转子放置，所述转子安装于自行车的前轮或后轮上 并且与其一起转动。制动衬片通常放置于转子的两侧。当需要制动时，液压压力就施加于 从属活塞上以便推动摩擦构件与转子接触。摩擦构件对转子的摩擦阻力就使得自行车车轮 转动更慢并最终停止转动。 在本发明的优选实施例中，提供了一种连接于自行车液压盘式制动系统上的主缸
组件30。主缸组件30优选地提供用于多级制动，其更优选地为两级或双级制动。在特别优
选的实施例中，在制动的第一阶段期间，杆41被拉动穿过其行程范围的第一区域，以便使
得主缸组件引起摩擦构件或制动衬片与转子接触。这个第一区域一般包括从杆的总行程范
围的约百分之三十至约百分之七十，优选地包括从总行程范围的约百分之四十至约百分之
六十，而更优选地包括从总行程范围的约百分之四十五至约百分之五十五。 在制动的第二阶段中，杆41被拉动穿过其行程范围的第二区域，从而使得摩擦构
件向转子提供压力与摩擦阻力的增加量。 现在将对图3-5中所示的主缸组件30的优选实施例进行描述。第二壳体节段26 包括一般为限定于壳体14中的圆柱形空间的主缸31，其具有顶端31a和底端31b。在特别 优选的实施例中，主缸31包括两个纵向区域Ll和L2，其中Ll区域的直径和横截面积大于 L2区域。使用两个直径不同的主缸便于形成两个液压流体容纳区域，进而，提供两级制动的 能力将会通过下述实施例得到清楚了解。 主缸31容放着包括第一活塞32和第二活塞34的主活塞组件33。在优选的实施 例中，第一活塞32优选地通过纵向开口操作连接于第二活塞34上，第二活塞34的一部分 同心放置于所述开口中。 为将杆41操作连接于主活塞组件33上，优选地提供一个或多个联接构件。可以 使用各种不同的联接构件构型和几何尺寸，图3-5中所示的情况只是为优选情况。在图3-5 的实施例中，凸凹联接构件90将紧固件40连接于双凹联接构件62上。优选地，凸凹联接 构件90的凹部分90a的尺寸适于提供与使用已知装置的紧固件40的紧配合。例如，紧固 件40可以具有凸端40a，该凸端40a与形成于凹部分90a的内表面上的互补内螺纹以螺纹 方式接合。此外，紧固件40可以通过其它方法如焊接或胶合连接于凸凹联接构件90上。
凸凹联接构件90的凸端90b优选地通过已知连接方法连接于位于双凹联接构件 62上的宽连接机构66上。在优选的实施例中，凸端90b压配合于双凹联接构件62上的宽 连接机构66上。然而，如下所述，在其它的优选实施例中，凸端90b与宽连接机构66紧靠 地接合，而不是刚性地连接于其上。 优选地，双凹连接器62还包括容放着第二活塞34的上端71的窄连接部分64。优 选的是窄连接部分64为内螺纹型式以便接合着形成于第二活塞34的上端71上的互补螺 纹中。这样，在图3-5的优选实施例中，杆41通过致动构件38、紧固件40、凸凹联接构件90 和双凹联接构件62操作连接于第二活塞34。因此，杆41绕着枢轴构件22的枢轴运动就导 致第二活塞34沿着主缸31的轴向运动。 如图3-5中所示，第一流体容纳区域82限定于主缸31内靠近其底端31b处。当 第二活塞34由于杆41的枢轴转动而运动时，第一流体容纳区域82中的流体穿过出口 83 进入液压管路连接机构84。液压管路连接机构84优选地设计成可以连接于液压管路如软 管上，然后该液压管路可以连接于盘式制动卡钳上。如果制动杆组件10连接于盘式制动组 件如'144专利的图16中所述之一上，液压流体进入这种液压管路中的移动就导致流体移 入卡钳壳体的流体管路(例如'144专利的图16中的管路37)中。 如较前所述，当制动杆组件10连接于液压盘式制动组件上时，本发明优选地提供 用于两级制动。在图1-5的实施例中，这种两级制动通过操作联接第一活塞32和第二活塞 34而实现。 参看图3，第一活塞32 —般呈环形形状，优选地具有沿着其纵向轴线延伸的开口， 更优选地为通孔51。优选地，第一活塞32的尺寸适于紧配合于主缸31中同时还可以相对 于其进行运动。 在图3-5的优选实施例中，第二活塞34的一部分安置于通孔51中。优选地，通孔 51的尺寸适于与第二活塞34的外表面形成比较紧的配合，同时容许第二活塞34按照下述 方式在通孔51内运动。第二活塞34还在第一活塞32的顶端处穿过平密封构件91伸出。 平密封构件91优选地为衬垫并且被包括在内以便有助于密封主活塞组件33与位于外部活 塞上方的主缸31的上部隔开，从而减少了液压流体将会从壳体14漏出的可能性。如图中 所示，第一活塞32包括径向内侧唇缘39，平密封构件91靠在该径向内侧密封唇缘上以便有 助于将平密封构件91保持就位。 第一活塞32优选地具有绕着其外部圆周的第一圆周凹槽50。 o型密封圈52或其 它适用装置优选地在第一活塞32与主缸31之间提供密封同时容许第一活塞32在主缸31 内运动。优选地，第一活塞32还包括绕着由通孔51限定的内表面的第二圆周凹槽54。所 提供的o型圈56有助于保持两个活塞32与34之间的密封，同时容许第二活塞34相对于 第一活塞32运动。另外，开放的圆周凹槽57优选地绕着第一活塞32的外表面提供，以便 减少第一活塞32与主缸31之间的摩擦。优选地，第一活塞32还包括下部凸缘55和相对 的中间凸缘55a，其与主缸31 —起限定了绕着第一活塞32下部的环形空间。密封58优选 地为杯状密封或伞状密封，密封58适配合于环形间隙中。 第二活塞34包括具有上部凸缘68和中间凸缘70的下端73和下部颈72。下部颈 72包括与第一流体容纳区域82中的液压流体接触的流体接触凸缘74。中间凸缘70包括 底面76。优选的是中间凸缘70的外径大于下部颈72和流体接触凸缘74的直径，从而形成
9由主缸31、下部颈72、中间凸缘70和流体接触凸缘74限定的环形空间。密封80优选地为 安置于这个环形间隙中的杯状或伞状密封。 再参看图3，第二活塞上部凸缘68优选地包括第一活塞接触表面69。当杆41处 于中性位置中时，第一活塞接触表面69紧靠着位于外部活塞下部凸缘55上的互补式第二 活塞接触表面59。另外，优选地，第二活塞34的上部凸缘68和中间凸缘70的直径小于主 缸31的Ll部分，位于凸缘68和70之间的下端73的部分也如此。相关差有利于第二流体 容纳区域86的形成。如图3-5中所示，第二流体容纳区域86为优选地位于第一流体容纳 区域82上方的环形空间。尤其优选的是第二流体容纳区域86的横截面积(即，垂直于主 缸31的纵向轴线的面积)小于第一流体容纳区域82的横截面积。 优选地，第二流体容纳区域86包括偏置装置如弹簧78以便使第一活塞32背离主 缸底端31b偏置。如图中所示，主缸的从区域L1至区域L2的直径变化形成了径向内侧突 出唇缘35。弹簧78优选地同心围绕着第二活塞34以便使一端紧靠唇缘35而另一端紧靠 第一活塞下部凸缘55。由于壳体14保持相对于车把12被固定，唇缘35保持被固定，从而 容许弹簧78使第一活塞32背离主缸底端31b偏置。 优选地，图3-5的实施例还包括偏置装置如弹簧60以便使第一活塞32背离双凹 联接构件62偏置。弹簧60优选地绕着内螺纹联接构件62和第二活塞34同心放置。在优 选的实施例中，双凹联接构件62包括外部凸缘63。弹簧60的一端紧靠外部凸缘63的底面。 如上所述，平密封构件91优选地绕着第二活塞34同心放置并且靠着第一活塞32的径向内 侧凸出唇缘39。与双凹联接构件62相对的弹簧60的端部优选地紧靠平密封构件91或与 其相邻的第一活塞32的区域安放。因此，弹簧60优选地使第一活塞32背离双凹联接构件 62偏置。这样，当杆41朝向车把12运动时，致动构件38就朝向主缸的底端31b移动。由 于紧固件40连接于致动构件38上，所以这两个部件一起运动。由于紧固件40运动，所以 凸凹联接构件90和双凹联接构件62与其一起运动。由于弹簧60与双凹联接构件90和平 密封构件91 (或第一活塞32的相邻部分)接合，所以当杆41从图3的中性位置向图4的 第一致动位置运动时，第一活塞32开始朝向主缸底端31b运动。 优选的是壳体14包括用于存储液压流体的液压流体储蓄器42。优选地提供两个 端口 ，即计时端口 44和补偿端口 46，以便容许液压流体在储蓄器42与主缸31之间流动。 在图3-5中看得最为清楚，第一流体通路87将储蓄器42连接于第二流体容纳区域86上。 在图6-8中看得最为清楚，第二流体通路88将第二流体容纳区域86与第一流体容纳区域 82连接起来。这样，当杆41处于图3中所示的中性位置中时，计时端口 44就通过第一流体 通路87、第二流体容纳区域86和第二流体通路88与第一流体容纳区域82和流体管路连接 机构84流体连通。 如果液压盘式制动器连接于杆组件10上，那么当杆41处于图3的中性位置或进 一步背离车把12时，液压制动系统的总流体容积将会包括存储器42的容积。因此，在第二 流体容纳区域和液压流体管路84处的压力将会比较低。然而，当杆41向图4中所示的第 一致动位置运动时，杆41和第一活塞32之间的操作联接就导致第一活塞32和密封58朝 向主缸底端31b运动。当密封58到达计时端口 44时，第一流体通路87基本上与计时端口 44和储蓄器42隔离。在这点上，可用于致动制动系统的总液压系统容积被减少，并且系统 的压力开始相应增加。如果所附连的盘式制动器的流体管路已经充满液体，那么更进一步的运动将会使从属活塞和所附连的制动衬片朝向转子运动。 如上所示，当杆41在中性位置与第一致动位置之间运动时，第一活塞32和第二活 塞34优选地一起运动。为了便于这种运动，弹簧60优选地选择成当杆41从中性位置向第 一致动位置运动时，弹簧60向外部活塞32施加的力大于第二弹簧78所施加的力。尤其优 选的是弹簧60的弹簧常数或刚度大于弹簧78，其中刚度或弹簧常数由关系式k = F/x确 定，其中F等于使弹簧线性压縮距离x所需的力。由于弹簧强度不同，所以当杆41从图3 的中性位置向图4的第一致动位置运动时，第一活塞凸缘55的第二活塞接合表面59将会 紧靠地接合着第二活塞32的第一活塞接合表面69，从而使第一活塞32与第二活塞34 — 起朝向主缸底端31b运动。相应地，流体将会被通过第二流体通路88从第二流体容纳区域 86排向第一流体容纳区域82并且通过出口或流体出口 83从第一流体容纳区域82排向液 压流体管路连接机构84。 本发明所属领域的普通技术人员将会清楚，当杆41从图3的中性位置向图4的第 一致动位置运动时，主缸31的出口或流体出83所排出的液压流体的容积将会等于从第一、 第二流体容纳区域82和86排出的流体容积之和。在优选的实施例中，当杆41从中性位置 向第一致动位置运动时，所附连的盘式制动系统的摩擦构件或制动衬片中至少一个将会从 其不会接触转子的位置向其接触转子的位置运动。尤其优选的是一旦到达图4的第一致动 位置时，制动衬片将会刚好与转子接触而不会向其施加明显的压力。本发明所属领域的普 通技术人员将会易于理解如何选择主缸31、活塞32和34、液压管路84和盘式制动卡钳部 件的尺寸以便获得一种制动杆和制动系统，其中一旦杆41到达第一致动位置时，制动衬片 与转子接触而不会施加明显的压力。 如图4中所示，一旦杆41到达第一致动位置时，第一活塞32将会处于离主缸顶端 31a的临界距离处，密封80将会在此处优选地封闭着第二流体通路88的出口 。封闭第二流 体通路88的出口将会使第一流体容纳区域82与第二流体容纳区域86基本上隔离。因此， 将进入或离开第二流体容纳区域86的液压流体可忽略或者没有。因为第二流体容纳区域 86中的流体容积将会基本上固定并且因为液体如已知的液压流体基本上不可压縮，所以第 一活塞32的第二活塞接合表面59将会背离第二活塞34的第一活塞接合表面69并且朝向 主缸31的顶端31a偏置。在图5中看得最为清楚，在这点上，杆41朝向车把12的进一步 运动将会导致第二活塞34与第一活塞32分开，从而使得第二活塞34朝向主缸底端31b运 动，而第一活塞32基本上保持静止。这样，从主缸31的顶端31a至第二流体通路88的出 口的距离有效限定了沿着主缸31的长度的第一运动区，以便当主活塞组件33位于第一运 动区内时，第一活塞32与第二活塞34 —起运动。然而，一旦第二活塞34开始离开第一运 动区并且至少部分地位于其外侧时，第二活塞34就相对于第一活塞32运动。
如果制动杆组件10附连于液压盘式制动器上，一旦制动衬片接触转子，可以从主 缸31排出的液体容积将会相当小。因为典型的液压流体基本上不可压縮，所以内部活塞34 朝向主缸底端31b的进一步运动将会增加施加于转子上的系统液压压力和摩擦力。然而， 由于各种因素如制动衬片的压縮性、通常为挠性软管的液压管路的膨胀或延伸或者由于系 统泄漏，即使在制动衬片与转子接触之后，一些液体也将会被从主缸31排出。
现在将对使用根据前述实施例制造的液压盘式制动杆组件10的方法的优选实施 例进行描述。根据该方法，所提供的自行车具有位于其前轮或后轮上的转子。液压盘式制动钳，例如'144专利中的图16的卡钳，附连于转子所附连的车轮上以便使得其制动衬片位 于转子的两侧。 根据该方法，自行车带有附连于车把12上的液压盘式制动杆组件10。在骑车人骑 自行车时的某些点处，骑车人将会想通过应用制动器来使自行车减速或停止。在那时，骑车 人将会夹紧车把12并且也将会夹紧处于较平区域41a中的杆41。如较前所述，车把12优 选地配置成用于限制骑车人的手沿着杆41长度的侧向运动。于是，骑车人将会以大致恒定 的速度朝向车把12收縮杆41。由于杆41和主活塞组件33操作连接，所以第一活塞32和 第二活塞34将会开始朝向主缸31的底端31b运动，同时保持于由主缸顶端31a和流体通 路88的出口所限定的第一运动区域内。在杆41的这种运动期间，液压流体将被从第二流 体容纳区域86排放至第一流体容纳区域82中并且被从第一流体容纳区域82排放至液压 管路连接机构84中。因此，液压流体将会开始填充位于卡钳壳体内的液压流体管路(除非 卡钳壳体管路已经充满液体)。一旦这些管路中充满液压流体，压力将会施加于盘式制动从 属活塞上，从而使它们朝向转子运动。在这期间，不会发生制动。 优选地，骑车人将会继续以同样的大致恒定的速度压縮杆41。当骑车人继续这样 做时，杆41将会到达第一致动位置(参看图4)，在那时第一活塞32优选地将会到达离主 缸顶端31a的临界距离。于是，杯状密封80将会优选地封闭第二流体通路88离开第二流 体容纳区域86的出口。在这点上，第二流体容纳区域86中所容纳的流体的容积将会基本 上固定，并且因此，流体开始使第一活塞32朝向主缸顶端31a偏置。因此，杆41朝向车把 12的进一步运动将会导致当其离开主缸31的第一运动区域(参看图5)时，第二活塞34离 开第一活塞32并且朝向主缸底端31b运动。然而，第一活塞32将会保持基本上静止。另 外，一旦杆41到达其第一致动位置时，制动衬片将会优选地与转子接触而不会向其施加明 显的压力。液压流体的第一容积V1将会在杆41从中性位置向第一致动位置的这种第一运 动期间被排出。 优选地，骑车人将会继续以与从中性位置向第一致动位置压縮杆所用的速度相同 的速度从第一致动位置向第二致动位置压縮杆41。在这点上，由于制动衬片与转子接触， 所以系统压力将会开始增加并且由制动衬片施加于转子上的压力将会增加。由于第二流体 容纳区域86将会与第一流体容纳区域82基本上隔离，所以当杆41从第一致动位置向第二 致动位置运动时，从杆组件10向盘式制动卡钳壳体输送的液压流体的总容积V2将会小于 VI。这样，根据该方法的优选实施例，在制动杆41行程的第一区域中所输送的流体量大于 行程的第二区域中所输送的流体量。在特别优选的实施例中，该方法将会提供两级制动，其 中当杆41朝向车把12收縮时，从主缸组件31排放的流体容积与杆行程之比将会改变。本 发明所属领域的普通技术人员将会理解，对于杆41在其行程范围的第一区域内的给定位 移而言，从主缸组件31排放的液压流体容积将会大于杆41在第二区域内移动相同的距离 时所排放的液压流体容积。 如较早前所述，当骑车人在尚未发生制动期间开始收縮杆时，已知的液压制动组 件中一般存在"死区"。在本文中使用时，术语"死区"是指当主活塞处于非致动或静止状态 时主活塞的密封与液压流体储蓄器口之间的距离。 如较早前对图3的优选实施例所述，当杆42处于中性位置中时，第一活塞32和第 二活塞34处于非致动状态，计时端口 44与第一流体容纳区域86和流体管路连接机构84流体连通。当第一活塞32处于非致动状态时，死区为沿着主缸31的纵长方向测量的密封 58与计时端口 44之间的距离。 根据本发明的优选实施例，主缸组件30具有可调节的死区。可调节的死区优选地 允许用户补偿系统液压变化(例如液压流体管路84的形状或有效长度的变化或所附连的 致动系统的变化)以便保持一贯的致动感觉和操作。 更优选地，可以调节主缸组件30的死区而不会影响杆41的作用范围或中性位置。 在本文中使用时，术语"作用范围"是指杆41的中性位置与充分致动位置之间的行程的范 围。 在图1-8的优选实施例中，用户可以通过调节紧固件40来调节死区。死区可以在 一般从约2. 0至约3. Omm的范围内调节，优选地在从约2. 2至约2. 8mm的范围内，更优选地 在从约2. 4至约2. 6mm的范围内。紧固件40优选地可使用常规工具如螺丝刀或通用扳手 来调节。紧固件40还优选地为外螺纹形式以便与形成于致动构件38的通孔92中的互补 螺纹接合。由于存在这种螺纹接合，所以转动紧固件40就会使其沿着主缸31的纵长方向 相对于制动构件38运动。 根据这个优选实施例，将紧固件40通过已知方法如螺纹接合、焊接、胶合或搭扣 配合连接而固定于凸凹联接构件90上。优选地，凸凹联接构件90的凸端90b紧靠地接合 着双凹联接器62上的宽端66而不会刚性地附连于其上。为了提供更稳定的连接，与形成 于双凹联接构件62的宽端66中的互补孔接合的柱、定位凸出部或其它突起可以包括于凸 端90b上。 优选地，凸凹联接构件90与双凹连接器62接合就容许凸凹联接构件90相对于双 凹连接构件62旋转。当用户旋转地调节紧固件40时，它就会沿着主缸31的纵长方向相对 于致动构件38运动。调节紧固件40还使得凸凹联接构件90与紧固件40 —起沿着主缸31 的纵长方向旋转与运动。为了更好地便于这种轴向运动，杆41的叉状近端47优选地尺寸 适于容放凸凹联接构件90。 在图3-5中，紧固件40完全位于横向构件通孔92中。因此，主缸组件30的死区 处于最小。当紧固件40沿第一方向旋转时，它将会相对于致动构件38并背离主缸底端31b 运动。凸凹联接构件90还将与致动构件38—起旋转与运动。当凸凹联接构件90背离主 缸底端31b运动时，它将会开始离开双凹连接构件62。然而，弹簧60和78的偏置作用将会 使第一活塞32和第二活塞34背离主缸底端31b运动直至双凹连接构件62的宽端66又紧 靠地接合着凸凹联接构件90的凸端90b为止。因此，第一活塞的静止或非致动状态将会改 变，从而使密封58背离计时端口 44运动并且加大主缸组件30的死区。
如果死区未处于最小(即紧固件40未充分位于横向构件通孔92中)，则可由用 户来减少死区。为了减少死区，紧固件40优选地沿与上述第一方向相反的第二方向旋转。 当紧固件40沿第二方向旋转时，它将会相对于致动构件38朝向主缸底端31b运动。因此， 凸凹联接构件90还将朝向底端31b运动。当凸凹联接构件90朝向底端31b运动时，这将 会促使双凹连接构件62沿同一方向运动，从而压縮弹簧78并改变第一活塞32的非致动状 态。因此，密封58与计时端口 44之间的距离将会减少，从而减少死区。
特别优选的是可以调节主缸组件30的死区而不会影响杆的作用范围。参看图3， 杆41处于中性位置，而第一活塞32处于非致动状态。当杆41被致动时，其最终将会到达不可能再进一步致动的充分致动位置。 制动杆组件10中的各个部件的设计可能限制杆41的充分致动位置。然而，为了 更好地保证对死区的调节不会影响杆的作用范围，所以杆41的充分致动位置优选地并不 受到第二活塞流体接触凸缘74紧靠主缸底端31b的限制。相反，优选地是使用制动杆组件 10的其他部件来限制杆的充分致动位置，如以下所述。 例如，根据它们的长度，狭槽28a和28b可以用于限制杆41的充分致动位置。当杆 41朝向车把12收縮时，致动构件38将会沿着狭槽对28运动，直至其到达狭槽28a和28b 的底部为止。在这点上，将不可能进一步致动。 此外，制动杆组件10可以配置成使得杆41紧靠车把12来限制杆的充分致动位 置。壳体第二节段26和/或卡钳13的尺寸可以适于在致动构件38到达狭槽对28的底部 之前和第二活塞34到达主缸底端31b之前保证杆41紧靠地接合着车把12。这种构型还将 会防止死区的变化影响杆41的作用范围的变化。 优选地，制动杆组件10还包括作用范围调节。更优选地，作用范围可以进行调节 而不会影响死区。在图1-8的优选实施例中，可以调节杆41的中性位置以改变杆的作用范 围而不会影响死区。 如前所述，壳体第一节段16中的枢轴构件22的垂直位置可以调节以改变杆的中 性位置。为了调节中性位置，用户转动可调式紧固件20从而使枢轴构件22在狭槽对18内 运动。由于弹簧60和78的偏置作用，当枢轴构件22沿狭槽对18运动时，将会使致动构件 38紧靠狭槽对28的顶部偏置。因此，杆41将会绕着致动构件38的纵向轴线102枢轴转动 直至枢轴构件22的进一步调节终止。由于致动构件38相对于狭槽对28的位置未通过这 种操作发生变化，所以主缸组件30的死区将基本不会受到杆的作用范围调节的影响。
根据图1-8的优选实施例，杆41的作用范围通过使杆41绕着杆区域(即杆41的 位于狭槽28a和28b之间的区域)枢轴转动，所述杆区域与枢轴构件22的纵向轴线隔开一 定距离并且与主缸31基本对齐。更具体而言，杆41绕着致动构件38的纵向轴线102枢轴 转动以便调节作用范围。如图1-2中所示，特别优选的是纵向轴线102基本上平行于纵向 轴线104并且还基本垂直于主缸31的纵向轴线106。 这个优选实施例允许用户调节杆41的作用范围而不会影响主缸组件30的死区， 反之，容许用户调节主缸组件30的死区而不会影响杆41的作用范围。还提供了一种杆41， 其可以绕着第一轴线(枢轴构件22的纵向轴线104)枢轴转动以便致动第一活塞32和第 二活塞34，并且可以绕着第二轴线(致动构件38的纵向轴线102)枢轴转动以便调节杆的 作用范围。 已经在双活塞主缸组件的范围中描述了这个优选实施例的作用范围和死区调节 特征。然而，应当理解双活塞构型并不需要提供在此所述的作用范围和死区调节特征。例 如，如果第一活塞32和第二活塞34由单个活塞取代，则可以除去弹簧60。弹簧78还可以 配置成使单个活塞背离主缸底端31b偏置。在示例性实施例中，弹簧78的一端将会紧靠地 接合着主缸底端31b而另一端将会接合着单个活塞的底面。与双活塞实施例相同，紧固件 40相对于致动构件38轴向运动将会导致形成于单个活塞上的密封的非致动位置运动以便 调节死区。因此，杆41将会绕着枢轴构件22的纵向轴线104枢轴转动以便致动单个活塞， 并且还可以绕着致动构件38的纵向轴线102枢轴转动以便调节中性位置进而调节杆41的作用范围。 上述实施例为本发明的示例性实施例。现在，在不背离本文中所公开的发明理念 的情况下，本发明所属领域的普通技术人员将会大量使用上述实施例并且偏离这些实施 例。相应地，本发明由以下权利要求的范围所单独限定。
权利要求
一种制动杆组件，包括壳体；主缸组件，其置于壳体中并且包括主活塞，主缸组件具有可调节的死区；杆，其连接于壳体上并且具有作用范围；其中杆可绕着第一枢轴线转动以便调节作用范围，并且杆可绕着第二枢轴线转动以便致动主活塞。
2. 根据权利要求1所述的制动杆组件，其中主活塞具有非致动状态和密封，主缸具有 端口 ，死区为主活塞处于非致动状态时密封与端口之间的距离。
3. 根据权利要求1所述的制动杆组件，其中杆具有中性位置和充分致动位置，作用范 围为中性位置与充分致动位置之间的距离。
4. 根据权利要求1所述的制动杆组件，其中作用范围可以独立于死区进行调节。
5. 根据权利要求1所述的制动杆组件，其中死区可以独立于作用范围进行调节。
6. 根据权利要求1所述的制动杆组件，其中杆具有限定了第一枢轴线的第一枢轴和限 定了第二枢轴线的第二枢轴，并且第一枢轴与第二枢轴隔开一定距离。
7. 根据权利要求1所述的制动杆组件，其中杆包括限定了第二枢轴线的枢轴，第二枢 轴操作连接于主活塞上。
8. 根据权利要求7所述的制动杆组件，还包括穿过枢轴放置并操作连接于主活塞上的 可调式连接器，其中相对于枢轴移动可调式连接器就调节了死区。
全文摘要
一种液压盘式制动杆组件，包括壳体、置于壳体中的主缸以及置于主缸中的主活塞。主活塞具有可调节的死区。杆连接于壳体上并且具有可调节的作用范围。杆可绕着第一轴线枢轴转动以便调节作用范围并且绕着第二轴线枢轴转动以便致动主活塞。
文档编号B62L3/02GK101704396SQ20091017367
公开日2010年5月12日 申请日期2006年6月16日 优先权日2005年6月17日
发明者松下达也, 泷泽慎一 申请人:株式会社岛野