專利名稱：減震裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種減震裝置。更具體地，本發(fā)明的減震裝置用于各種各樣的能量吸收和彈簧適用的應(yīng)用場(chǎng)合。本發(fā)明的減震裝置的許多應(yīng)用場(chǎng)合，是用于自行車、摩托車以及同類運(yùn)輸工具上的懸掛系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
先前已經(jīng)公開了不同的震動(dòng)吸收和懸掛裝置，它們特別應(yīng)用于自行車，使用被稱為減震組件、扭震防沖器或扭簧裝置。在這點(diǎn)上，參見以下幾個(gè)專利或?qū)＠暾?qǐng)公布的公開內(nèi)容專利US 5975550(Schonfeld)，6755432(Muser)及美國專利申請(qǐng)公布US 2001/0011806 A1(Muser)。這些文獻(xiàn)描述的每一個(gè)裝置采用外殼或外罩和內(nèi)軸，它們通常允許相對(duì)的同軸轉(zhuǎn)動(dòng)。在外殼或內(nèi)軸之間設(shè)置減震器，該減震器可以或者由天然橡膠、合成橡膠、其他橡膠類物質(zhì)或者由聚亞安酯提供。
不幸的是，已經(jīng)證明，這些現(xiàn)有技術(shù)的裝置很大程度上不能滿足要求，減震材料由于使用中引起的剪力，或者由于減震材料在外部/橫向受到壓力或擠壓而斷裂或從外罩向外膨脹。該斷裂被認(rèn)為是歸因于幾個(gè)因素。其中一個(gè)因素是使用壓配合到外殼或外罩內(nèi)以及壓配合使之圍繞內(nèi)軸的減震材料。壓配合動(dòng)作對(duì)減震材料施加了一定程度的應(yīng)力，例如剪力，并導(dǎo)致了側(cè)面或橫向的擠壓力。US 6755432公開了這樣的裝置。該裝置也采用了設(shè)在減震材料與外殼或外罩以及內(nèi)軸之間的接合處的齒狀物。相對(duì)小的齒狀物在減震材料與外殼或外罩和內(nèi)軸中的每一個(gè)之間提供小的有效傳動(dòng)面以及最小固著力(purchase)。因此，在使用中減震材料的扭轉(zhuǎn)抗力小，并受到相當(dāng)大程度的擠壓。
文獻(xiàn)US 5975550描述粘接到外殼或外罩以及內(nèi)軸上的橡膠減震材料。但是，該文獻(xiàn)繼續(xù)描述到，設(shè)在外殼或外罩內(nèi)的“鍵”或切口容納一部分該橡膠減震材料，該“鍵”或切口有助于防止在外殼或外罩和內(nèi)軸之間的滑動(dòng)。再次，鍵的存在引起了與由US 6755432所述的帶齒裝置導(dǎo)致的那些問題相似的問題。內(nèi)軸與減震相粘接的光滑面導(dǎo)致了減震材料在接合面上的剪力，在上述接合面上，減震材料和內(nèi)軸之間的接合區(qū)域很小，提供的扭轉(zhuǎn)抗力還是很小。
這些現(xiàn)有技術(shù)的裝置采用從內(nèi)軸到外罩的厚度很大程度上保持不變的減震材料環(huán)面或柱面。同樣地，在使用過程中，扭矩力/壓力集中在內(nèi)軸附近。
防止減震材料受到橫向擠壓的任何努力都只會(huì)增加剪力的負(fù)面影響以及減震材料的最終斷裂。從減震材料的反應(yīng)和回復(fù)方面看，存在與附帶的約束相關(guān)的嚴(yán)重摩擦損失。這至少是部分由于穆林斯效應(yīng)(MullinsEffect)，該效應(yīng)阻止減震材料的完全恢復(fù)。該穆林斯效應(yīng)也可被稱作應(yīng)力軟化。
再者，美國專利US 5975550描述的裝置沒有隔離扭轉(zhuǎn)減震的機(jī)構(gòu)。因此，減震材料受到相對(duì)于減震器轉(zhuǎn)動(dòng)的軸線成徑向作用的力。因此，在使用時(shí)，減震材料發(fā)生壓縮形變，再次限制了減震材料充分發(fā)揮其功能。
不管現(xiàn)有技術(shù)的扭轉(zhuǎn)震動(dòng)消震器或懸掛裝置的具體結(jié)構(gòu)如何，減震材料或主動(dòng)元件呈現(xiàn)出抑制回復(fù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的減震裝置的一個(gè)目的在于至少基本上克服與上述現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)的問題，或者至少提供一種有用的替代方案。
前面對(duì)背景技術(shù)的討論僅是為了便于理解本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)理解為，該討論不表示承認(rèn)所提到的任何一種材料是在本申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)日時(shí)的澳大利亞的公知常識(shí)的一部分。
在整個(gè)說明書中，除非上下文有不同要求，詞語“包括”的含義將被理解為包括所述的部件或一組部件，但是不排除任何其他部件或一組部件。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種減震裝置，該裝置包括外罩、內(nèi)部元件和夾設(shè)在它們之間的減震材料，該減震材料粘接到外罩和內(nèi)部元件上，其中外罩和內(nèi)部元件中至少一個(gè)或另一個(gè)能夠轉(zhuǎn)動(dòng)或者各自基本上同軸地被轉(zhuǎn)動(dòng)，內(nèi)部元件的形狀或結(jié)構(gòu)使得其相對(duì)于減震材料具有有限扭矩角。
優(yōu)選地，減震材料的橫向厚度從內(nèi)部元件朝著外罩的方向逐漸減少。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，外罩具有環(huán)形內(nèi)表面，在該內(nèi)表面上粘接有減震材料。
優(yōu)選地，內(nèi)部元件設(shè)有兩個(gè)或更多從其中心突出的凸起，這些凸起一般為圓形，使得當(dāng)內(nèi)部元件相對(duì)于外罩轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，扭矩角和剪力基本上減少到最小。
外罩和內(nèi)部元件被預(yù)期到在使用時(shí)將各自具有附加結(jié)構(gòu)，其中它們的相對(duì)運(yùn)動(dòng)可以被衰減或吸收。一個(gè)很明顯的應(yīng)用是用作那些自行車或同類運(yùn)輸工具的懸掛系統(tǒng)中的扭矩減震器例如那些在美國專利US 5975550和美國專利申請(qǐng)公布US2001/011905所述。
根據(jù)本發(fā)明，還提供一種在其內(nèi)或其上設(shè)有懸掛裝置的運(yùn)輸工具，該懸掛裝置至少部分包括一個(gè)或多個(gè)上述扭轉(zhuǎn)減震裝置。
根據(jù)本發(fā)明，此外還提供一種減震裝置，該減震裝置包括第一和第二材料，在它們之間至少部分夾設(shè)有減震材料，該第一和第二材料在各自的接合面上粘接到減震材料上，其中它們之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)被衰減，至少其中一種材料與減震材料粘接的接合面的形狀或結(jié)構(gòu)相對(duì)于減震材料具有有限扭矩角。
優(yōu)選地，第一和第二材料中的一種或兩種都在與減震材料粘接的接合面上設(shè)有數(shù)個(gè)凸起，這些凸起一般為圓形，使得當(dāng)一種材料相對(duì)于另一種材料轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，扭矩角和剪力基本上減少到最小。


下面以僅作為舉例的方式，參照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例和附圖描述本發(fā)明的減震裝置，其中圖1是一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的減震裝置的透視圖，該減震裝置的具體應(yīng)用為扭轉(zhuǎn)減震器；圖2是圖1中減震裝置的側(cè)視圖；圖3是圖1中減震裝置的橫剖端視圖。
具體實(shí)施例方式
圖1至3示出了一個(gè)減震裝置10，其適合用于各種扭轉(zhuǎn)減震應(yīng)用，該減震裝置10包括第一材料，如通常為環(huán)形結(jié)構(gòu)的外罩12，第二材料，如內(nèi)部元件14，以及夾設(shè)在它們之間的減震材料16。外罩12設(shè)有徑向設(shè)置的外表面18和徑向設(shè)置的內(nèi)表面20。外罩12還包括第一側(cè)表面22和第二側(cè)表面24。減震材料16直接粘接到外罩12的內(nèi)表面20上，并且還粘接到內(nèi)部元件14的外表面26上。這些粘接表面可以命名為各個(gè)材料之間的接合面。
內(nèi)部元件14在其內(nèi)限定了橫向內(nèi)芯28。內(nèi)部元件14還包括四個(gè)均等間隔且徑向延伸的凸起即突出物30。徑向突出物30是圓形的并且在內(nèi)部元件14的整個(gè)長度上橫向延伸。突出物30的圓形形狀不會(huì)具有與減震材料16粘接的有突邊的或平坦的表面，從而具有最小扭矩角，并減少了任何同樣具有破壞性的、將剪力引入到減震材料的可能性。
如從圖3可見，減震材料16從內(nèi)部元件14到外罩12的內(nèi)表面20逐漸減少。
在使用中，外罩12和內(nèi)部元件14被固定到裝置組件上，它們之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)可以得到抑制。因此，外罩12和內(nèi)部元件14被預(yù)期到在使用過程中同軸地彼此相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。該轉(zhuǎn)動(dòng)通過外罩12和內(nèi)部元件14所粘接的減震元件16的作用而得到抑制。該轉(zhuǎn)動(dòng)可以是在減震材料16內(nèi)引起的相對(duì)小的剪力情況下并在最小扭矩角下實(shí)現(xiàn)，這是由在內(nèi)部元件14上設(shè)置突出物30，每個(gè)突出物30在外形上是圓形或光滑的結(jié)果。因此，在內(nèi)部元件14和減震材料16之間的接合面可以實(shí)現(xiàn)接近0°的扭矩角。
突出物30的設(shè)置也用于將由外罩12和內(nèi)部元件14之間的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)而引起的剪力從內(nèi)芯28隔開。在這樣的情況下，這些力更加容易被減震材料16吸收。
可以想到，使用者(未示出)可以改變內(nèi)部元件14的突出物30的數(shù)量和外形，以適應(yīng)不同的應(yīng)用和任務(wù)，然而這樣的改動(dòng)應(yīng)在由上面提出的在減震材料內(nèi)引起的相對(duì)小的剪力并且在最小扭矩角下的總的約束條件內(nèi)。
減震材料16從內(nèi)部元件14到外罩12逐漸減少，這使得扭轉(zhuǎn)力在全部減震材料16內(nèi)分布。
可以想到，在使用中，外罩12或內(nèi)部元件14中的任一個(gè)可以相對(duì)于另一個(gè)固定設(shè)置。
外罩12和內(nèi)部元件14的相對(duì)設(shè)置使它們之間可以進(jìn)行高度可變的轉(zhuǎn)位(highly variable indexing)。一個(gè)組件相對(duì)于另一個(gè)的轉(zhuǎn)位通常用于懸掛系統(tǒng)中，并用于調(diào)整或設(shè)置用戶所要求的減震或震動(dòng)吸收的等級(jí)。
破壞現(xiàn)有技術(shù)的裝置的剪力和側(cè)向或橫向擠壓力的最小化或者基本減小，在很大程度上避免了本發(fā)明的減震材料內(nèi)的應(yīng)力松弛或壓縮形變。這個(gè)因素常常導(dǎo)致現(xiàn)有技術(shù)的裝置的扭轉(zhuǎn)彈簧失效且需要更換。
很大程度上由于與剛才所述的那些原因相同的原因，本發(fā)明的扭轉(zhuǎn)減震裝置能夠?qū)崿F(xiàn)外罩12和內(nèi)部元件14之間非常大程度的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。例如，在自行車(cycle)的懸掛系統(tǒng)中作為扭轉(zhuǎn)減震器的應(yīng)用中，發(fā)明人已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)大約270°或更大的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。這在現(xiàn)有技術(shù)的裝置中一般是不會(huì)看到的。應(yīng)當(dāng)理解的是，相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的度數(shù)很大程度上是裝置本身性質(zhì)的產(chǎn)物，該性質(zhì)包括外罩12和內(nèi)部元件14安裝在其上或構(gòu)成其的一部分的裝置的物理約束，和減震材料的半徑。發(fā)明人預(yù)見超過這里描述的范圍的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)在適當(dāng)?shù)膽?yīng)用中是可能的。但是，同樣應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的裝置作為獨(dú)特構(gòu)造的結(jié)果，一般能夠比現(xiàn)有技術(shù)的裝置所獲得的更大的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。
本發(fā)明的裝置10也優(yōu)選地與襯套或同類部件一起工作，襯套或同類部件用于隔離減震材料16使其免受設(shè)計(jì)要吸收的轉(zhuǎn)動(dòng)或扭轉(zhuǎn)力之外的其他力的作用。這樣的襯套或同類部件通過使內(nèi)部元件14和外罩12保持大致不變的相對(duì)關(guān)系，來阻止減震材料遷移，這不同于吸收內(nèi)部元件14和外罩12之間的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。
可以想到，減震材料16至少可以是包括聚氨酯的聚合材料。還可以想到，該材料表現(xiàn)出震凝材料的典型特性。震凝材料被理解為具有隨時(shí)間變化而保持不變的剪切率(shear rate)，同時(shí)粘性不斷提高。
還可以想到，本發(fā)明的減震裝置的應(yīng)用不僅可以作為扭轉(zhuǎn)減震裝置也可以應(yīng)用于各種各樣的一種材料相對(duì)于另一種的運(yùn)動(dòng)需要減震的其他情況。例如，兩個(gè)物體各自的直線運(yùn)動(dòng)可以通過在它們之間設(shè)置減震材料的方法得到衰減。在一種構(gòu)造中，該構(gòu)造可以包括基本上為圓柱形的第一材料即外罩和以基本共軸的方式延伸穿過第一材料即外罩的軸，該軸相對(duì)于外罩可軸向移動(dòng)。在外罩和軸之間可以設(shè)置減震材料，并將減震材料粘接到外罩和軸上，減震材料所粘接的軸的表面上設(shè)有數(shù)個(gè)圓形構(gòu)成光滑圓周脊?fàn)钗锏耐蛊?。這些凸起或脊?fàn)钗锵鄬?duì)于減震材料具有有限扭矩角和最小剪力。
如上面關(guān)于減震裝置10所述，軸承或同類部件優(yōu)選地可以用于隔離軸通過外罩的運(yùn)動(dòng)，從而避免在減震材料內(nèi)的壓縮形變(compression set)和穆林斯效應(yīng)。事實(shí)上，不管本發(fā)明的減震裝置以什么樣的設(shè)置使用，優(yōu)選的是需要衰減的兩個(gè)物體之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)以這種方式得到隔離。
還可以想到，存在各種各樣的第一、第二和減震材料可以采用的材料。例如，這些材料中的每一種都可以是聚合材料。在這樣的設(shè)置中，第一和第二材料可以采用比減震材料硬度更大的聚合材料。事實(shí)上，三種材料可以是相同的材料但是作為具有不同硬度的層。同樣地，每一種材料可以是金屬或復(fù)合材料。在每種情況下，都是關(guān)于材料的相對(duì)特性，減震材料必須具有如上面提到的震凝特性。使用這樣的材料可以使第一、第二和減震材料能夠特別有效地粘接在一起。
仍然可以想到的是，可以將上述范圍內(nèi)的數(shù)個(gè)層作為減震材料。例如，具有不同硬度的層或區(qū)域可以單獨(dú)用作減震材料，或者用作減震材料以及外罩和內(nèi)部元件的機(jī)械等同物。
外罩的內(nèi)表面設(shè)置成不同于上述的圓形的其他形狀。但是，減震材料和外罩之間的接合面還是具有有限扭矩角。
對(duì)于技術(shù)人員來說是明顯的更改或變化被認(rèn)為是落入本發(fā)明要求保護(hù)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種減震裝置，包括外罩、內(nèi)部元件和夾設(shè)在它們之間的減震材料，該減震材料粘接到外罩和內(nèi)部元件上，其中所述外罩和內(nèi)部元件中至少一個(gè)或另一個(gè)能夠轉(zhuǎn)動(dòng)或者各自同軸地被轉(zhuǎn)動(dòng)，所述內(nèi)部元件的形狀或結(jié)構(gòu)使得其相對(duì)于減震材料具有有限扭矩角。
2.如權(quán)利要求1所述的減震裝置，其特征在于，所述減震材料的橫向厚度從內(nèi)部元件朝著外罩的方向逐漸減少。
3.如權(quán)利要求1或2所述的減震裝置，其特征在于，所述外罩設(shè)有環(huán)形內(nèi)表面，在該內(nèi)表面上粘接有減震材料。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的減震裝置，其特征在于，所述內(nèi)部元件設(shè)有兩個(gè)或更多從其中心突出的凸起，這些凸起一般為圓形，使得當(dāng)所述內(nèi)部元件相對(duì)于所述外罩轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，扭矩角和剪力減少到最小。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的減震裝置，其特征在于，所述外罩和內(nèi)部元件各自具有附加結(jié)構(gòu)，其中它們之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)可以被衰減或吸收。
6.一種運(yùn)輸工具，在其內(nèi)或其上設(shè)有懸掛裝置，所述懸掛裝置至少部分包括一個(gè)或多個(gè)如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的扭轉(zhuǎn)減震裝置。
7.一種扭轉(zhuǎn)減震裝置，包括外罩、內(nèi)部元件和夾設(shè)在它們之間的減震材料，該減震材料粘接到外罩和內(nèi)部元件上，其中所述外罩和內(nèi)部元件中至少一個(gè)或另一個(gè)能夠轉(zhuǎn)動(dòng)或者各自同軸地被轉(zhuǎn)動(dòng)。
8.如權(quán)利要求7所述的扭轉(zhuǎn)減震裝置，其特征在于，所述內(nèi)部元件被設(shè)計(jì)成具有有限扭矩角的結(jié)構(gòu)。
9.如權(quán)利要求7或8所述的扭轉(zhuǎn)減震裝置，其特征在于，所述減震材料的橫向厚度從內(nèi)部元件朝著外罩的方向逐漸減少。
10.如權(quán)利要求7至9中任一項(xiàng)所述的扭轉(zhuǎn)減震裝置，其特征在于，所述外罩設(shè)有環(huán)形內(nèi)表面，在該內(nèi)表面上粘接有減震材料。
11.如權(quán)利要求7至10中任一項(xiàng)所述的扭轉(zhuǎn)減震裝置，其特征在于，所述內(nèi)部元件設(shè)有兩個(gè)或更多從其中心突出的凸起，這些凸起一般為圓形，使得當(dāng)所述內(nèi)部元件相對(duì)于所述外罩轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，扭矩角和剪力基本上減少到最小。
12.如權(quán)利要求7至11中任一項(xiàng)所述的扭轉(zhuǎn)減震裝置，其特征在于，所述外罩和內(nèi)部元件各自具有附加結(jié)構(gòu)，由此它們之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)可以被衰減或吸收。
13.一種減震裝置，包括第一和第二材料，在它們之間至少部分夾設(shè)有減震材料，所述第一和第二材料在各自的接合面上粘接到所述減震材料上，由此它們之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)被衰減，至少其中所述一種材料與減震材料粘接的接合面的形狀或結(jié)構(gòu)相對(duì)于所述減震材料具有有限扭矩角。
14.如權(quán)利要求13所述的減震裝置，其特征在于，所述第一和第二材料中的一種或兩種都在與所述減震材料粘接的接合面上設(shè)有數(shù)個(gè)凸起，這些凸起一般為圓形，使得當(dāng)一種材料相對(duì)于另一種材料轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，扭矩角和剪力基本上減少到最小。
15.一種參照附圖如前所述的扭轉(zhuǎn)減震裝置。
全文摘要
一種減震裝置(10)包括外罩(12)、內(nèi)部元件(14)和夾設(shè)在它們之間的減震材料(16)，該減震材料(16)粘接到外罩(12)和內(nèi)部元件(14)上，其中外罩(12)和內(nèi)部元件(14)中至少一個(gè)或另一個(gè)能夠轉(zhuǎn)動(dòng)或者各自基本上同軸地被轉(zhuǎn)動(dòng)，內(nèi)部元件(14)的形狀或結(jié)構(gòu)使得其相對(duì)于減震材料(16)具有有限扭矩角。
文檔編號(hào)F16F7/04GK1980829SQ200580017240
公開日2007年6月13日 申請(qǐng)日期2005年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月28日
發(fā)明者奧爾多·孔塔里諾, 安東尼奧·瓦羅內(nèi) 申請(qǐng)人:Av國際公司