TWI414691B - 用於液壓盤式制動器卡鉗的螺栓 - Google Patents

Description

用於液壓盤式制動器卡鉗的螺栓

本發明相關於用於液壓盤式制動器卡鉗(caliper)的螺栓，且尤其相關於用於液壓盤式制動器卡鉗的包含槽道的螺栓。

近年來，一些高性能自行車已包含液壓盤式制動器。液壓盤式制動器系統典型上包含卡鉗殼體、第一可移動制動墊、及第二固定或可移動制動墊。可移動制動墊典型上附著於可回應卡鉗殼體中經由液壓流體導管施加的流體壓力而移動的活塞。制動墊被定位在轉子的兩側，而轉子附著於自行車的前或後車輪。在流體壓力施加於一或多個活塞時，制動墊會與轉子接觸，因而施加摩擦阻力而造成自行車減速或停止。

用於自行車的液壓盤式制動器系統典型上是由附著於自行車車把的制動桿件來致動。液壓盤式制動器系統也典型上包含由制動桿件致動的在主缸中的主活塞。主缸容納液壓流體且經由流體導管而與盤式制動器卡鉗流體連通。制動墊典型上以預定間隙與轉子間隔開。當將制動桿件朝向車把壓擠時，主活塞會移動，因而迫使液體流出主缸而流入連接於卡鉗殼體的導管內。流體至卡鉗殼體內的移動造成活塞移動，最終將制動墊帶至與轉子接觸。

當在一開始充填液壓盤式制動器系統(包含主缸及卡 鉗)時，系統必須進行泄放(bleed)以將氣泡從系統移除，而使制動器的性能最佳化。一些習知技術卡鉗包含所謂的班究琴管接頭(banjo fitting)，其包含班究琴螺栓(banjo bolt)。班究琴管接頭包含用於流體傳遞的穿孔的中空螺栓及球面活接頭(spherical union)。此稱呼係源自管接頭的形狀，其係具有連接於較細的管件的大圓形區段，概括而言類似於班究琴的形狀。然而，在泄放期間，氣泡經常會卡在典型的班究琴螺栓的中空軸向部份的內部。因此，對於與液壓盤式制動器一起使用的易於泄放的螺栓有需求。

根據本發明的第一方面，提供一種與液壓盤式制動器卡鉗一起使用的螺栓。此螺栓包含頭部、及從頭部向外延伸的軸部。軸部包含具有一直徑的螺紋部份、至少部份地界定於螺紋部份的外表面的至少一個槽道、及界定成至少部份地在圓周上環繞軸部且位在頭部與螺紋部份之間的直徑減小部份。當螺栓以螺紋旋入一開口內時，上述的至少一個槽道與直徑減小部份流體連通。在較佳實施例中，軸部包含三個槽道，而此三槽道平行於軸部的軸線延伸，且彼此間隔開大約120度。

根據本發明的另一方面，提供一種液壓盤式制動器卡鉗總成，包含殼體，其具有設置於殼體內的至少一個流體導管；螺栓，其被接收在殼體的開口內；流體耦接單元， 其具有開口，而此開口具有被界定通過開口的內表面；及流體路徑。螺栓延伸通過流體耦接單元的開口且至殼體的開口內。螺栓包含頭部、及從頭部向外延伸的軸部。軸部包含螺紋部份、被界定於螺紋部份的外表面的至少一個槽道、及界定成至少部份地在圓周上環繞軸部且位在頭部與螺紋部份之間的直徑減小部份。流體路徑從流體導管延伸通過被界定於螺栓的外表面的上述的至少一個槽道，通過直徑減小部份，而至流體耦接單元。

根據本發明的另一方面，提供一種流體耦接單元總成，包含流體耦接單元，其具有被界定通過流體耦接單元的開口；螺栓；及流體路徑。流體耦接單元的開口的內表面具有一直徑，且具有被界定於上述內表面的孔，此孔與從流體耦接單元延伸的液壓管線流體連通。螺栓具有頭部、及從頭部向外延伸的軸部。軸部包含螺紋部份、被界定於螺紋部份的外表面的至少一個槽道、及界定成在圓周上環繞軸部且位在頭部與螺紋部份之間的直徑減小部份。直徑減小部份具有小於流體耦接單元的內表面的直徑的直徑。軸部延伸通過流體耦接單元的開口。流體路徑延伸通過被界定於螺栓的外表面的上述的至少一個槽道，通過直徑減小部份，通過流體耦接單元的內表面的孔，而至液壓管線。

本發明可應用於所有類型的裝置而不限於自行車。

藉著參考所附圖式可更易於瞭解本發明。

相同數字在圖式的數個視圖中標示相同的部份或零 件。

首先參考圖1至3，以下敘述包含提供流體路徑的本發明的螺栓的自行車盤式制動器卡鉗的較佳實施例。此自行車盤式制動器卡鉗較佳地為操作性地連接於液壓制動桿件總成的液壓盤式制動器卡鉗。

應瞭解此處所用的術語諸如「前」、「後」、「頂部」、「底部」、「側邊或側部」、及類似者都只是為了易於敘述，且所指的是組件在圖中被顯示的定向。應瞭解卡鉗及此處所述的其組件的任何定向均在本發明的範圍內。

如圖1所示，圖中顯示根據本發明的較佳實施例的具有前盤式制動器總成12及後盤式制動器總成14的自行車10。除了卡鉗所用的以下所敘述的螺栓外，前及後盤式制動器總成12及14為相當傳統的固定地耦接於車架13的流體操作式盤式制動器。因此，盤式制動器總成12及14的許多組件在此處不會被詳細討論或顯示，除了在如以下所討論的藉由本發明的較佳實施例而被修改時。

明確地說，前盤式制動器總成12固定地耦接於車架13的前叉架15，而後盤式制動器總成14固定地耦接於車架13的後叉架17。車架13包含安裝於前叉架15以將自行車10轉向的車把19。自行車10包含可旋轉地耦接於自行車車架13的一對車輪16。一個車輪16耦接於前叉架 15，而一個車輪16耦接於後叉架17。每一個車輪16具有以傳統方式固定地耦接於車輪的盤式制動器轉子18。

自行車10及其各種不同的組件相當傳統。因此，自行車10及其各種不同的組件不會在此處被詳細討論或顯示。另外，前及後盤式制動器總成12及14彼此實質上相同。因此，應可瞭解螺栓50可與前盤式制動器總成12或後盤式制動器總成14一起使用。另外，應可瞭解前及後盤式制動器總成12及14可包含具有任何數目的活塞的卡鉗。例如，圖2及3所示的卡鉗為四活塞型的卡鉗。但是，其他卡鉗只包含兩個活塞。因此，具有任何數目的活塞的卡鉗均在本發明的範圍內，只要是卡鉗包含以下所述的本發明的螺栓50。

前盤式制動器總成12基本上包含卡鉗及制動器操作機構或桿件總成28a。卡鉗包含卡鉗殼體20、一對摩擦構件或摩擦墊(未顯示)、及設置在殼體20中的多個活塞(未顯示)。卡鉗殼體20以傳統方式使用螺紋緊固件而固定地耦接於前叉架15。第一及第二摩擦構件耦接於卡鉗殼體20，以在二者之間形成轉子接收槽溝。摩擦構件中的至少一個可相對於卡鉗殼體20移動，且較佳地為兩個摩擦構件均可相對於卡鉗殼體20移動。至少一個活塞可移動地耦接於卡鉗殼體20。較佳地，每一個活塞均可移動地耦接於卡鉗殼體20。

制動器操作機構28a及28b為傳統的盤式制動器操作機構。因此，此處不詳細討論或顯示制動器操作機構28a 及28b。應可瞭解圖1至3所示的卡鉗只是為了舉例說明的目的。制動器操作機構28a及28b被設置來控制盤式制動器總成12及14。制動器操作機構28a及28b較佳地被固定地安裝在車把19上成為相鄰於車把19的手把部份。因此，制動器操作機構28a及28b以傳統方式被操作，使得盤式制動器總成12及14將摩擦構件從自行車車輪16及盤式制動器轉子18自由旋轉的釋放位置移動至制動位置。於制動位置，盤式制動器總成12及14對盤式制動器轉子18施加制動力，以停止自行車車輪16及盤式制動器轉子18的旋轉。

以下更詳細敘述制動器操作機構28a及28b。基本上，制動器操作機構28a及28b被設計來以傳統方式致動盤式制動器總成12及14，以在盤式制動器轉子18上施加強制性的夾緊動作來停止車輪16的旋轉。制動器操作機構28b致動後盤式制動器總成14，而制動器操作機構28a致動前盤式制動器總成12。制動器操作機構28b與制動器操作機構28a彼此相同，除了制動器操作機構28b為制動器操作機構28a的鏡像。制動器操作機構28a及28b的每一個基本上包含制動桿件80、液壓或主缸81、液壓或主活塞82、及致動流體貯器83。較佳地，制動器操作機構28a及28b的每一個為被安裝在車把19上的單一單元。

特別是，就制動器操作機構28a及28b的任一個而言，制動桿件80包含安裝部份84及桿件部份85。安裝部份84被設計成為可用傳統方式夾緊在車把19上。安裝部 份84與主缸81成整體地形成在一起，使得主缸81、主活塞82、及致動流體貯器83全部都被支撐在制動桿件80的安裝部份84上。桿件部份85可樞轉地耦接於安裝部份84，以在釋放位置與制動位置之間移動。常態下，桿件部份85以傳統方式被保持於釋放位置。

主活塞82以傳統方式可移動地安裝在主缸81內。更明確地說，致動流體貯器83被安裝在主缸81上，且與主缸81的內部孔流體連通以供應致動流體至主缸內。主活塞82在一個端部處連接於桿件部份85，以用來使主活塞82在主缸81內軸向移動。因此，桿件部份85的致動造成主活塞82在主缸81內軸向移動。主活塞82在主缸81內的此移動引導流體壓力通過液壓管線86，而此液壓管線86係經由流體耦接單元40而耦接於盤式制動器總成12及14之一。因此，加壓的致動流體造成活塞及摩擦構件移動而接合盤式制動器轉子18，因而停止車輪16的旋轉。

參考圖4至7，圖中顯示以下敘述的與液壓盤式制動器系統的卡鉗殼體20一起使用的螺栓50。螺栓50包含頭部52、具有外圓周表面的肩部53、界定一軸線且包含上面具有螺紋60的螺紋部份的軸部54、直徑減小部份56、及多個槽道58。肩部53的外圓周表面實質上平行於軸部54的軸線延伸。如圖7所示，螺栓50被接收在卡鉗殼體20的流體導管42內(應可瞭解殼體20包含多個流體導管)。此螺栓50取代以往使用於此類型的液壓制動系統的班究琴螺栓(在以上的先前技術段落中所討論者)。如 圖7所示，螺栓50的軸部54被接收在流體耦接單元40的開口45內，且經由螺紋60而以螺紋旋入流體導管42內。另外，頭部52具有第一直徑D1，肩部53的外圓周表面具有第二直徑D2，螺紋60包含具有第三直徑D3的尖峰，且直徑減小部份56具有第四直徑D4。如圖6所示，第一直徑D1大於第二直徑D2，第二直徑D2大於第三直徑D3，且第三直徑D3大於第四直徑D4。並且，也如圖6所示，直徑減小部份56的第四直徑D4大於由槽道58的底部所界定的直徑。

以以往的班究琴螺栓，流體路徑通過卡鉗殼體的流體導管42，通過班究琴螺栓的軸向開口，且從與流體耦接單元流體連通的橫向開口通至外部(取決於流體流動方向，反之亦然)。在本發明中，如圖7所示，流體路徑通過槽道58，通至直徑減小部份56，且經由流體耦接單元40通出至主缸(經由液壓管線86)。此總成可包含用來密封流體路徑的O形環44。如圖7所示，槽道58與直徑減小部份56流體連通。

流體耦接單元40的開口45的內表面46具有一直徑，且具有界定於內表面46的孔48，而此孔48與從流體耦接單元40延伸的液壓管線86流體連通。如在圖7中可見的，直徑減小部份56的直徑小於流體耦接單元40的內表面46的直徑。此產生成為流體路徑的一部份的空間。在另一實施例中，如圖8所示，可去除直徑減小部份，並且流體耦接單元40的開口45的直徑可大至足以使空間被 界定在軸部54的外表面或直徑(及螺栓頭部52的肩部)與流體耦接單元40的內表面46之間。

在較佳實施例中，螺栓50的軸部54包含配置成在軸部的圓周上以120度間隔開的三個軸向延伸的槽道58，如圖5所示。然而，任何數目的槽道58(例如一個或多於一個)均在本發明的範圍內。並且，槽道58不須彼此等距地間隔開。槽道58較佳地平行於軸部54的軸線延伸。但是，此並非對本發明的限制。舉例而言，槽道可繞軸部54以螺旋狀延伸。槽道58的目的為容許流體從離開頭部52最遠的軸部54的端部流動至凹入部份或直徑減小部份56，使得流體可流出流體耦接單元40。如果槽道58以螺旋形狀延伸，則應可瞭解流體仍然沿著軸部54的外側大致上或實質上軸向地流動，但是不必然平行於軸線。因此，此處所用的大致上或實質上軸向表示藉由槽道行進的距離可平行於軸線或不平行於軸線，只要是整個距離於軸向方向比於橫向方向遠。

如圖4所示，直徑減小部份56環繞軸部54在圓周上延伸。在較佳實施例中，直徑減小部份56環繞整個軸部54延伸360度。然而，此並非對本發明的限制。在另一實施例中，直徑減小部份56可只是部份地環繞軸部54延伸。應可瞭解本發明的創新方面之一為流體路徑的至少一部份沿著軸部54軸向延伸且開口至螺栓50的外部。

應可瞭解以上所述的流體路徑為可逆的。不論是制動系統正被充填、淨空、或在使用中，流體可於不同的方向 行進。

上述的實施例為本發明的舉例說明的實施例。熟習此項技術者在不離開此處所揭示的發明概念之下可對上述實施例進行許多的利用及變化。因此，本發明應完全由附隨的申請專利範圍的請求項範圍來界定。

10‧‧‧自行車

12‧‧‧前盤式制動器總成

13‧‧‧車架

14‧‧‧後盤式制動器總成

15‧‧‧前叉架

16‧‧‧車輪

17‧‧‧後叉架

18‧‧‧盤式制動器轉子

19‧‧‧車把

20‧‧‧卡鉗殼體

28a‧‧‧制動器操作機構或桿件總成

28b‧‧‧制動器操作機構

40‧‧‧流體耦接單元

42‧‧‧流體導管

44‧‧‧O形環

45‧‧‧開口

46‧‧‧內表面

48‧‧‧孔

50‧‧‧螺栓

52‧‧‧頭部

53‧‧‧肩部

54‧‧‧軸部

56‧‧‧凹入部份或直徑減小部份

58‧‧‧槽道

60‧‧‧螺紋

80‧‧‧制動桿件

81‧‧‧液壓或主缸

82‧‧‧液壓或主活塞

83‧‧‧致動流體貯器

84‧‧‧安裝部份

85‧‧‧桿件部份

86‧‧‧液壓管線

D1‧‧‧第一直徑

D2‧‧‧第二直徑

D3‧‧‧第三直徑

D4‧‧‧第四直徑

圖1為具有根據本發明的實施例的前盤式制動器總成及後盤式制動器總成的自行車的側視圖。

圖2為圖1所示的自行車的耦接於前叉架及前盤式制動器操作機構的前盤式制動器總成的側視圖。

圖3為圖1所示的自行車的耦接於後叉架及後盤式制動器操作機構的後盤式制動器總成的側視圖。

圖4為根據本發明的實施例的與液壓盤式制動器一起使用的螺栓的立體圖。

圖5為圖4的螺栓的底部平面圖。

圖6為沿圖5的線6-6所取的圖4的螺栓的剖面圖。

圖7為被接收在卡鉗殼體內且提供流體耦接單元與卡鉗殼體之間的流體連通的圖4的螺栓的剖面圖。

圖8為根據本發明的另一實施例的被接收在卡鉗殼體內且提供流體耦接單元與卡鉗殼體之間的流體連通的螺栓的剖面圖。

50‧‧‧螺栓

52‧‧‧頭部

54‧‧‧軸部

56‧‧‧凹入部份或直徑減小部份

58‧‧‧槽道

60‧‧‧螺紋

Claims (13)

1. 一種螺栓，與液壓盤式制動器卡鉗一起使用，該螺栓包含：頭部，其包含具有外圓周表面的肩部，其中該頭部具有第一直徑，且該肩部的該外圓周表面具有第二直徑；軸部，其從該肩部向外延伸，其中該軸部界定一軸線且包含：螺紋部份，其上具有螺紋，其中該螺紋包含具有第三直徑的尖峰；至少一個槽道，其被至少部份地界定於該螺紋部份的外表面，其中該至少一個槽道沿著該軸部實質上軸向地延伸；及直徑減小部份，其被界定成至少部份地在圓周上環繞該軸部且位在該肩部與該螺紋部份之間，其中該直徑減小部份具有第四直徑，其中該第一直徑大於該第二直徑，該第二直徑大於該第三直徑，且該第三直徑大於該第四直徑，其中當該螺栓以螺紋旋入一開口內時，該至少一個槽道與該直徑減小部份流體連通，並且其中該肩部的該外圓周表面實質上平行於該軸部的該軸線延伸。
2. 如申請專利範圍第1項所述的螺栓，其中該至少一個槽道實質上平行於該軸部的該軸線延伸。
3. 如申請專利範圍第2項所述的螺栓，其中該軸部包含界定於該軸部的多於一個的實質上平行於該軸部的該軸線延伸的槽道。
4. 如申請專利範圍第1項所述的螺栓，其中該軸部包含界定於該軸部的多於一個的實質上平行於該軸部的該軸線延伸的槽道。
5. 如申請專利範圍第3項所述的螺栓，其中該直徑減小部份在圓周上環繞該軸部延伸，且其中該直徑減小部份的該第四直徑大於由該槽道的底部所界定的直徑。
6. 如申請專利範圍第5項所述的螺栓，其中該軸部包含三個槽道，該三個槽道實質上平行於該軸部的該軸線延伸，且彼此間隔開大約120度。
7. 一種液壓盤式制動器卡鉗總成，包含：殼體，其具有設置於該殼體內的至少一個流體導管；螺栓，其被接收在該殼體的開口內，其中該螺栓包含頭部，其包含具有外圓周表面的肩部，其中該頭部具有第一直徑，且該肩部的該外圓周表面具有第二直徑；軸部，其界定一軸線且從該肩部向外延伸，其中該軸部包含螺紋部份，其上具有螺紋，其中該螺紋包含具有第三直徑的尖峰、及被界定於該螺紋部份的外表面的至少一個槽道，其中該至少一個槽道沿著該軸部實質上軸向地延伸；及直徑減小部份，其被界定成至少部份地在圓周上環繞該軸部且位在該肩部與該螺紋部份之間，其中該直徑減小部份具有第四直徑，其中該第一直徑大於該第二直徑，該第二直徑大於該第三直徑，且該第三直徑大於該第四直徑，其中當該螺栓以螺紋旋入該開口內時，該至少一個槽道與該直徑減小部份流體連通，並且其中該肩部的該外圓周表面實質 上平行於該軸部的該軸線延伸；流體耦接單元，其具有開口，而該開口具有被界定通過該開口的內表面，其中該螺栓延伸通過該流體耦接單元的該開口且至該殼體的該開口內，且該內表面的第一部份與該螺栓的該肩部的該外圓周表面接觸，其中空間被界定在該流體耦接單元的該內表面不與該肩部接觸的第二部份與該螺栓的該直徑減小部份之間；流體路徑，其從該流體導管延伸通過被界定於該螺栓的該外表面的該至少一個槽道，通過該空間，而至該流體耦接單元。
8. 如申請專利範圍第7項所述的液壓盤式制動器卡鉗總成，其中該直徑減小部份至少部份地界定該空間，且其中該直徑減小部份的該第四直徑大於由該至少一個槽道的底部所界定的直徑。
9. 如申請專利範圍第8項所述的液壓盤式制動器卡鉗總成，其中該至少一個槽道平行於該軸部的該軸線延伸。
10. 如申請專利範圍第9項所述的液壓盤式制動器卡鉗總成，其中該軸部包含界定於該軸部的多於一個而每一個平行於該軸部的該軸線延伸的槽道，其中該流體路徑從該流體導管延伸，通過被界定於該螺栓的該外表面的該槽道，至該直徑減小部份，通過該空間，且至該流體耦接單元。
11. 如申請專利範圍第7項所述的液壓盤式制動器卡鉗總成，其中該軸部包含界定於該軸部的多於一個而每一個 平行於該軸部的該軸線延伸的槽道，其中該流體路徑從該流體導管延伸，通過被界定於該螺栓的該外表面的該槽道，至該直徑減小部份，通過該空間，且至該流體耦接單元。
12. 如申請專利範圍第10項所述的液壓盤式制動器卡鉗總成，其中該直徑減小部份在圓周上環繞該軸部延伸。
13. 如申請專利範圍第12項所述的液壓盤式制動器卡鉗總成，其中該軸部包含三個槽道，該三個槽道平行於該軸部的該軸線延伸，且彼此間隔開大約120度。