CN101786484B - 自行车制动系统 - Google Patents

Abstract

自行车制动系统，基本上具备自行车制动装置、辅助制动操作装置和制动维持设备。自行车制动装置可在非制动施加位置与施加制动力的制动施加位置之间移动。辅助制动操作装置被可操作地连接以操作该自行车制动装置。该辅助制动操作装置包括骑车者操作设备，其可由骑车者在非制动位置与至少一个预定制动位置之间操作。制动维持设备被构造和布置成响应于骑车者操作设备向预定制动位置的移动而将所述自行车制动装置保持在制动施加位置从而持续且一致地施加所述自行车制动装置的制动力。

Description

自行车制动系统

技术领域

本发明大体而言涉及用于一种用于自行车的制动系统。更具体而言，本发明涉及一种自行车制动系统，其中自行车制动装置的制动力可被连续地且一致地施加。

背景技术

骑自行车日益成为流行的休闲方式和运输方式。而且，对于业余爱好者和专业人员来说，骑自行车已经成为非常流行的竞技性运动项目。无论自行车是用于休闲、运输还是竞赛，自行车产业都在不断地改进自行车的各种器件以适合骑车者的特定需要和/或要求。

大部分自行车通常具备某种制动系统。这些制动系统可包括(例如)手操作的制动器和脚操作的制动器。最常用的自行车制动系统包括一对手操作的致动杆，其分别选择性地操作一对制动力施加装置，其中制动杆中的一个向前轮施加制动力且制动杆中的另一个向后轮施加制动力。制动杆的致动可以多种方式传输到制动力施加装置。将制动杆连接到制动力施加装置的最常用的方式是通过使用缆线。但是，近年来，在自行车中已使用液压制动系统和电制动系统。所有这些制动系统的一个共同特点在于仅当骑车者操作制动操作装置(例如，制动杆)时施加制动力施加装置的制动力。换言之，一旦骑车者释放制动操作装置(例如，制动杆)，制动力施加装置的制动力就会停止。因此，例如，当骑车者从陡峭的山坡向下行进时，骑车者需要持续保持制动操作装置(例如，制动杆)以向轮子持续施加该制动力施加装置的制动力。

鉴于上文所述，通过本公开内容对于本领域技术人员显而易见，存在对能施加持续且一致制动力的改进制动系统的需要。本发明解决了本领域中这种需要以及其它需要，通过本公开内容，这将对本领域技术人员显而易见。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种能施加连续且一致的制动力的制动系统。

基本上通过提供一种自行车制动系统来达成前述目的，这种自行车制动系统基本上包括：自行车制动装置，辅助制动操作装置和制动维持设备。这种自行车制动装置可在非制动施加位置与施加制动力的制动施加位置之间移动。辅助制动操作装置被可操作地连接以操作自行车制动装置。辅助制动操作装置包括骑车者操作设备，其由骑车者在非制动位置与至少一个预定制动位置之间操作。制动维持设备被构造和布置成响应于骑车者操作设备移动到预定制动位置而将自行车制动装置保持在制动施加位置从而连续且一致地施加自行车制动装置的制动力。

通过下文的详细描述，本发明的这些和其它目的、特点、方面和优点对于本领域技术人员显而易见，下文的详细描述结合附图公开了本发明的优选实施例。

附图说明

现参看附图，附图构成这个原始公开内容的一部分。

图1是配备了根据第一实施例的自行车制动系统的自行车的侧视立面图；

图2是根据第一实施例的自行车制动系统的方块图；

图3是根据第一实施例的自行车制动系统的图解视图，其示出了连接到图1所示自行车车把杆上的主要制动操作装置和辅助制动操作装置，且示出连接到自行车车架的主要自行车制动装置和辅助自行车制动装置；

图4是辅助制动操作装置处于非制动位置使得辅助自行车制动装置处于制动施加位置的图解视图；

图5是辅助制动操作装置处于第一制动位置使得辅助自行车制动装置处于第一制动施加位置的图解视图；

图6是辅助制动操作装置处于第二制动位置使得辅助自行车制动装置处于第二制动施加位置的图解视图；

图7示出辅助制动操作装置的分解图，其以局部截面图示出辅助制动操作装置的主要器件；

图8是配备了根据第二实施例的自行车制动系统的自行车的侧视图；

图9是根据第二实施例的自行车制动系统的方块图；

图10是根据第二实施例的自行车制动系统的图解视图，示出主要制动操作装置和辅助制动操作装置处于非制动位置，且示出共用自行车制动装置处于非制动施加位置；

图11是自行车制动系统的类似图10的图解视图，但其主要制动操作装置处于制动位置；

图12是自行车制动系统的类似于图10和图11的图解视图，但其辅助制动操作装置处于第一制动位置；

图13是自行车制动系统的类似于图10至图12的图解视图，但其辅助制动操作装置处于第二制动位置；

图14是根据第三实施例的自行车制动系统的方块图；

图15是可用于前述实施例中任何实施例的替代辅助制动操作装置；以及

图16是可用于前述实施例中任何实施例的另一替代辅助制动操作装置。

具体实施方式

将参看附图来解释本发明的选定实施例。通过本公开内容对于本领域技术人员显而易见的是，提供本发明的实施例的下文详细描述只是出于说明目而不是出于限制本发明的目的，本发明由所附权利要求和其均等物限定。

首先参看图1，图示了自行车10，其配备了根据第一实施例的自行车制动系统12。图1所示的自行车10包括主车架14、前叉16、车把杆18、前轮20和后轮22。前叉16枢转地连接到主车架14的头管。车把杆18在前叉16的上端固定地连接到舵管。前轮20连接到前叉16下端。后轮22连接到主车架14的后端。

在这个图示实施例中，如在图2和图3中可以看出，自行车制动系统12基本上包括主要制动操作装置31、辅助制动操作装置32、主要自行车制动装置33和辅助自行车制动装置34。此处，主要自行车制动装置33是液压盘式制动器且辅助自行车制动装置34是悬臂型制动器。主要制动操作装置31被可操作地连接到主要自行车制动装置33以在非制动施加位置与向后轮22施加制动力的制动施加位置之间选择性地移动主要自行车制动装置33。辅助制动操作装置32被可操作地连接到辅助自行车制动装置34以在非制动施加位置与向后轮22施加制动力的制动施加位置之间选择性地移动辅助自行车制动装置34。当然，自行车制动装置33和34可被布置成在操作主要制动操作装置31和/或辅助制动操作装置32时均向前轮20施加制动力。

主要制动操作装置31只有在骑车者保持主要制动操作装置31的制动杆31a在制动施加或致动位置的情况下才操作主要自行车制动装置33。一旦操作者释放了主要制动操作装置31，主要自行车制动装置33释放到后轮22的制动力施加装置。另一方面，一旦骑车者将辅助制动操作装置32从非制动位置操作到至少一个预定制动位置，辅助自行车制动装置34保持于制动施加位置用于向后轮22施加制动力而无需骑车者持续操作(例如，施加操作力)辅助制动操作装置32。辅助制动操作装置32被设计成不能向后轮22施加全制动力。换言之，辅助制动操作装置32的预定制动位置被设计成不能将后轮22锁定于辅助制动操作装置32的预定制动位置中的任一位置。

主要制动操作装置31是液压制动操作装置，其包括枢转地安装到车把杆安装部分31b的制动杆31a。制动杆31a相对于车把杆安装部分31b被偏置成离开车把杆18朝向非制动施加位置。当制动杆31a被拉向车把杆18时，这就是用于施加制动力的制动施加位置。特别地，液压流体被迫在液压软管35中向下，液压软管35连接于车把杆安装部分31中的液压流体储集器与主要自行车制动装置33之间以移动制动衬垫抵靠制动盘转子R。主要制动操作装置31是自行车领域中熟知的常规液压制动操作装置。因此，为了简要起见，将不在本文中详细地讨论和/或说明主要制动操作装置31。

辅助制动操作装置32是安装到车把杆18上的缆线操作装置。辅助制动操作装置32是扭转把手(twist-grip)型操作装置，其基本上包括安装部件40、卷绕构件41、操作构件42和分度机构43。辅助制动缆线36可操作地连接于辅助制动操作装置32与辅助自行车制动装置34之间。辅助制动缆线36是常规鲍登(Bowden)控制缆线，其具有外部壳体36a和内线36b，内线36b在外部壳体36a内移动以在操作构件42朝向车把杆18扭转时向辅助自行车制动装置34传输拉力。内线36b的自由端从外部壳体36a的相对端部延伸出来，使得内线36b的一端连接到辅助制动操作装置32的卷绕构件41且内线36b的另一端连接到辅助自行车制动装置34。

安装部件40被构造成安装到车把杆18上。卷绕构件42可旋转地连接到安装部件40上，且具有用于连接内线36b一端的内线连接结构41a。操作构件42被固定到卷绕构件41上使得它们一起旋转。操作构件42构成骑车者操作设备，其由骑车者在非制动位置与至少一个预定制动位置之间操作。分度机构43被构造成可旋转地支承卷绕构件41和操作构件42，且相对于安装部件40在三个分度位置(例如，一个非制动位置和两个制动位置)定位操作构件42和卷绕构件41。因此，分度机构43构成辅助制动操作装置32的制动维持设备，其被构造和布置成响应于操作构件42(即，骑车者操作设备)向预定制动位置的移动将辅助自行车制动装置34保持于制动施加位置从而持续地且一致地施加该辅助自行车制动装置34的制动力。即使在释放操作构件42之后还维持这种持续且一致地施加的制动力。

分度机构43可操作地设置在安装部件40与操作构件42之间以保持操作构件42，使得辅助自行车制动装置34也经由内线36b保持于多个预定制动位置中的一个位置。因此，辅助制动操作装置32被构造成拉动并释放鲍登缆线36的内线36b以便根据操作构件42的旋转位置在多个分度位置(例如，一个非制动施加位置和两个制动施加位置)之间移动内线36b。在这个图示实施例中，辅助制动操作装置32的制动维持设备(例如，分度机构43)具有两个预定制动位置。

分度机构43基本上包括圆筒形支承主体44、中间构件45和力施加构件46。圆筒形支承主体44固定到安装部件40上且在车把杆18上可旋转地支承卷绕构件41和操作构件42。中间构件45被布置和构造成与操作构件42一体地旋转。力施加构件46(例如，盘形弹簧)用于朝向支承主体44加载中间构件45。

中间构件45是被称作惰轮的大体上圆盘形构件。中间构件45被构造成可沿着支承主体44在轴向自由移动。中间构件45也被构造成使得其外周与操作构件42啮合。因此，中间构件45与操作构件42一体地旋转，但可在车把杆18上相对于操作构件42在轴向移动。中间构件45的棘齿45a与支承主体44的配合棘齿44a啮合，使得操作构件42相对于安装部件40沿着旋转方向定位于三个位置中的一个位置。中间构件45具有啮合突起45b，其被构造成与卷绕构件41啮合以便经由中间构件45向卷绕构件41转移操作构件42的转动(旋转)移动。

自行车制动装置33基本上包括制动钳外壳50和致动单元51，致动单元51可响应于制动杆32a操作所致的液压流体被迫进入到制动钳外壳50之间而相对于制动钳外壳50移动。致动单元51相对于制动钳外壳50向非制动施加位置偏置，制动钳外壳50被固定到车架14上。致动单元51包括一对制动衬垫用于以常规方式选择性地夹持盘式制动转子R。由于液压盘式制动器是自行车领域中熟知的，因此将不再进一步详细地讨论自行车制动装置33。

辅助自行车制动装置34是自行车领域中熟知的常规悬臂式制动器。辅助自行车制动装置34具有一对枢转地安装到车架14上的制动臂54。制动臂54向非制动施加位置偏置。当操作构件42扭转到制动位置中的一个位置时，如在图5和图6中看出，制动臂54朝向彼此移动使得制动衬垫56接触后轮22的轮缘。由于悬臂式制动器是自行车领域中熟知的，为了简要起见，将不在本文中详细地讨论和/或说明辅助自行车制动装置34。

现参看图8至图13，图示了根据第二实施例的自行车制动系统112。这个自行车制动系统112安装到自行车10的车架14上，如在图8中看出。在这个图示实施例中，自行车制动系统112基本上包括主要制动操作装置131，第一实施例的辅助制动操作装置32以及自行车制动装置133。此处，自行车制动装置133操作主要自行车制动装置和辅助自行车制动装置。这种自行车制动系统在图9中的方块图中示意性地图示。

换言之，主要制动操作装置131和辅助制动操作装置32均被可操作地连接到自行车制动装置133以在非制动施加位置与向后轮22施加制动力的制动施加位置之间选择性地移动自行车制动装置133。当然，自行车制动装置133可被布置成在操作主要制动操作装置131和/或辅助制动操作装置32时向前轮20施加制动力。

在这个图示实施例中，主要制动操作装置131是缆线操作装置，其包括枢转地安装到车把杆安装部分131b上的制动杆131a。制动杆131a相对于车把杆安装部分131b离开车把杆18朝向非制动施加位置偏置。当制动杆131a拉向车把杆18时，这就是用于施加制动力的制动施加位置。主要制动缆线135可操作地连接在主要制动操作装置131与自行车制动装置133之间。主要制动缆线135是常规鲍登控制缆线，其具有外部壳体135a和内线135b，内线135b在外部壳体135a内移动以在制动杆131a被拉向车把杆18时向自行车制动装置133传输拉力。内线135b的自由端从外部壳体135a的相对端部延伸出来使得内线135b的一端连接到主要制动操作装置131且内线135b的另一端连接到自行车制动装置133。换言之，主要制动操作装置131被可操作地连接以通过主要制动缆线135来操作自行车制动装置133从而基于自行车制动装置133的制动杆131a的操作量来施加制动力。

在这个图示实施例中，自行车制动装置133是常规缆线操作的盘式制动器。主要制动操作装置131和辅助操作制动装置32均被可操作地连接以操作自行车制动装置133。自行车制动装置133可响应于主要制动操作装置131或辅助制动操作装置32的致动在非制动施加位置与施加制动力的制动施加位置之间移动。因此，主要自行车制动装置133是缆线操作的制动器，其通过控制缆线135被可操作地连接到主要制动操作装置131且通过控制缆线136被可操作地连接到辅助制动操作装置32。

自行车制动装置133基本上包括制动钳外壳150和致动单元151，致动单元151可通过缆线135和136相对于制动钳外壳150移动。致动单元151相对于制动钳外壳150偏置到非制动施加位置，制动钳外壳150被固定到车架14上。致动单元151包括一对制动衬垫，其用于以常规方式选择性地夹持盘式制动转子R。由于缆线操作的盘式制动装置是自行车领域中熟知的，将不进一步详细地讨论自行车制动装置133。

基本上，主要制动操作装置131只在骑车者将主要制动操作装置131的制动杆131a保持在制动施加或致动位置的情况下才操作自行车制动装置133。一旦骑车者释放主要制动操作装置131的制动杆131a，自行车制动装置133将释放到后轮22的制动力施加装置。另一方面，一旦操作者将辅助制动操作装置32从非制动装置操作到预定制动位置中的一个，制动维持设备40(图7)将自行车制动装置133保持在向后轮22施加制动力的制动施加位置。

现参看图14，图示了根据第三实施例的自行车制动系统212。在这个图示实施例中，自行车制动系统212基本上包括第一实施例的主要制动操作装置31和辅助制动操作装置32和以再生式制动装置形式的辅助自行车制动装置234。换言之，此实施例与第一实施例的不同在于辅助自行车制动装置234使用再生式制动装置而不是悬臂型制动器来向后轮22施加制动力。再生式制动装置234可为安装于后轮22的后轮毂内的电机/发电机，且离合器235安置于轮毂壳与再生式制动装置234之间。离合器235通常处于脱离位置(即，辅助制动操作装置32处于非制动位置)使得再生式制动装置234与后轮22断开连接。离合器235被可操作地连接到再生式制动装置234(例如，电机/发电机)的旋转轴，且离合器235可由辅助制动操作装置132在啮合位置与脱离位置之间操作。

此处，辅助制动操作装置32操作再生式制动装置234和离合器235。因此，当辅助制动操作装置32从非制动位置移动(旋转)到预定制动位置中的一个位置时，内线36b被拉成与离合器235啮合。离合器235的啮合将再生式制动装置234连接到后轮22，使得后轮22的旋转使再生式制动装置234的转子转动。再生式制动装置234基本上为发电机，当离合器235啮合时由后轮转动以产生电力，所产生的电力可存储于自行车的电力储存装置(例如，电池)中。因此，当离合器235啮合时，再生式制动装置234响应于辅助制动操作装置32的操作构件42(例如，骑车者操作设备)向制动位置的移动向后轮22施加制动力。

可以至少两种可能方式控制再生式制动装置234。如在图14中看出，通过控制设备234a来控制再生式制动装置234，控制设备234a可为行星齿轮单元或一组可变电阻器。

在行星齿轮单元的情况下，通过在预定制动位置之间移动(旋转)操作构件42来控制该控制设备234a的齿轮比。因此，再生式制动装置234是通过将其动能中的某些转变成电能而减小自行车速度的机构。然后储存这些俘获的电能供未来使用或反馈到自行车10的电力系统内。

在一组可变电阻器的情况下，通过在预定制动位置之间移动(旋转)操作构件42来控制该控制设备234a的电阻。因此，再生式制动装置234是通过使电流经过多组可变电阻器将电能耗散为热而减小自行车速度的机构。

现参看图15，图示了可用于前述实施例中任何实施例的替代辅助制动操作装置332。除了添加了释放机构360来移动压缩力施加构件46使得中间构件45可从位置维持部位移动到位置释放部位使得操作构件42从制动位置自由移动到非制动位置之外，辅助制动操作装置332与辅助制动操作装置32相同。

释放机构360基本上包括偏置构件362、压缩元件364和释放杆366。偏置构件362使操作构件42朝向非制动位置偏置，而压缩元件364和释放杆366可操作地布置成压缩力施加构件46，使得中间构件45从位置保持部位移动到位置释放部位。特别地，偏置构件362是扭簧，扭簧在一端固定到支承主体44且在另一端固定到操作构件42以使操作构件42朝向非制动位置偏置。

当力施加构件46被压缩时，偏置构件362促使操作构件42从制动位置到非制动位置，使得中间构件45在轴向移动到释放位置。当操作构件42从非制动位置转动至任一制动位置时，分度机构43维持卷绕构件41和操作构件42在制动位置中的选定位置，如在上文中在第一实施例中所提到的那样。因此，卷绕构件41拉动内线36b以操作相对应的制动装置到制动施加位置。一旦卷绕构件41和操作构件42处于制动位置中的一个位置，释放机构360的释放杆366可由骑车者操作以返回到非制动位置。释放杆366构成制动释放操作装置，其被可操作地连接到辅助制动操作装置332以响应于释放杆366的操作将制动维持设备从预定制动位置中的选定位置释放到非制动位置。因此，骑车者能从任一制动位置迅速返回到非制动位置。在图15中，释放杆(例如，制动释放操作装置)邻近辅助制动操作装置332(的例如一部分)。

现参看图16，图示了可用于前述实施例中任何实施例的另一替代辅助制动操作装置432。除了释放机构460代替第三实施例的释放机构360之外，辅助制动操作装置432与辅助制动操作装置332相同。

基本上，释放机构460包括偏置构件462、压缩元件464和释放杆466。除了在这个实施例中释放杆466并不直接接触压缩元件464之外，释放机构460以与第三实施例相同的方式操作。因此，偏置构件462与第三实施例的偏置构件362相同，且将操作构件42朝向非制动位置偏置。压缩元件464也与第三实施例的压缩元件364相同。释放杆466间接地压缩该压缩元件464以释放该操作构件42。

特别地，在此实施例中，释放杆466远离辅助制动操作装置432。释放杆466通过缆线470连接到释放传输元件468。当释放杆466枢转时，缆线470使释放传输元件468枢转，而释放传输元件468又移动压缩元件464以压缩力施加构件46，使得中间构件45在偏置构件462的力的作用下从位置维持部位自由移动到位置释放部位。换言之，下按释放杆466导致操作构件42从制动位置中的一个位置移动到非制动位置。在此实施例中，释放杆466(例如，制动释放操作装置)枢转地安装到制动杆31a上。术语的一般解释

为理解本发明的范畴，如本文所用的术语“包括”和其派生词预期是开放式术语，其规定所陈述的特点、元件、器件、群组、整体和/或步骤的存在，但并不排除其它未陈述的特点、元件、器件、群组、整体和/或步骤的存在。前文的描述也适用于具有类似意义的术语，诸如术语“包含”、“具有”和其派生词。而且，术语“部件”、“部段”、“部分”、“构件”或“元件”当以单数使用时可具有单个部件或多个部件的双重意义。如本文用于描述上述实施例的下列方向性术语“向前”、“向后”、“上方”、“向下”、“垂直”、“水平”、“下方”和“横向”以及任何其它类似的方向性术语是指配备了本发明的自行车的那些方向。因此，用于描述本发明的这些术语应相对于配备了本发明的自行车在其正常骑车位置来理解。最后，如本文所使用的诸如“大体上”、“大约”和“近似”的程度术语表示与所修饰术语的合理量的偏移而使最终结果并未显著改变。

虽然仅选择了选定实施例来说明本发明，但通过本公开内容对本领域技术人员显而易见的是，在不偏离本发明的范畴的情况下可以对本发明做出各种变化和修改，本发明的范畴由所附权利要求书限定。举例而言，可根据需要和/或要求来改变各种器件的大小、形状、部位或方位。被示出彼此直接连接或接触的器件在它们之间可能具有中间结构。一个元件的功能可由两个元件来执行，且两个元件的功能也可由一个元件来执行。一个实施例的结构和功能可能在另一实施例中采用。无需在一个特定实施例中同时展示所有优点。与先前技术不同的每个特征，无论自身或与其它特征组合，还应被认为是对本申请人的发明的进一步单独描述，包括该等特征所体现的结构和/或功能概念。因此，提供根据本发明的实施例的前述描述仅是出于说明目的而不是出于限制本发明的目的，本发明由所附权利要求和其均等物限定。

Claims (10)

1.一种自行车制动系统，包括：

自行车制动装置，其能够在非制动施加位置与施加制动力的制动施加位置之间移动；以及

辅助制动操作装置，其被可操作地连接以操作所述自行车制动装置，所述辅助制动操作装置包括骑车者操作设备，骑车者操作设备能够由骑车者在非制动位置与至少一个预定制动位置之间操作；以及

制动维持设备，其被构造和布置成响应于所述骑车者操作设备到预定制动位置的移动来将所述自行车制动装置保持于所述制动施加位置从而持续且一致地施加所述自行车制动装置的制动力，

其中所述制动维持设备是分度机构，包括圆筒形支承主体、中间构件和用于朝向所述支承主体加载所述中间构件的力施加构件，所述中间构件被构造成可沿着所述支承主体在轴向自由移动并且其外周与所述骑车者操作设备啮合。

2.根据权利要求1所述的自行车制动系统，其还包括：

主要制动操作装置，其被可操作地连接以操作所述自行车制动装置从而基于所述主要制动操作装置的操作量来施加制动力。

3.根据权利要求1所述的自行车制动系统，其还包括：

主要自行车制动装置，其能够在非制动施加位置与施加制动力的制动施加位置之间移动；以及

主要制动操作装置，其被可操作地连接以操作所述主要自行车制动装置从而基于所述主要制动操作装置的操作量来施加制动力。

4.根据权利要求1所述的自行车制动系统，其还包括：

制动释放操作装置，其被可操作地连接到所述辅助制动操作装置以响应于所述制动释放操作装置的操作将所述制动维持设备从所述预定制动位置释放到所述非制动位置。

5.根据权利要求4所述的自行车制动系统，其中

所述制动释放操作装置远离所述辅助制动操作装置。

6.根据权利要求4所述的自行车制动系统，其中

所述制动释放操作装置邻近所述辅助制动操作装置。

7.根据权利要求1所述的自行车制动系统，其中

所述辅助制动操作装置的所述制动维持设备具有多个预定制动位置。

8.根据权利要求1所述的自行车制动系统，其中

所述自行车制动装置包括缆线操作的制动器，通过控制缆线被可操作地连接到所述辅助制动操作装置。

9.根据权利要求1所述的自行车制动系统，其中

所述自行车制动装置包括电机/发电机，其被构造成响应于所述骑车者操作设备到所述制动位置的移动而施加制动力。

10.根据权利要求9所述的自行车制动系统，其还包括：

离合器，其被可操作地连接到所述电机/发电机的旋转轴，且所述离合器能够由所述辅助制动操作装置在啮合位置与脱离位置之间操作。

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