CN1045933C - 自行车刹车装置 - Google Patents

Abstract

各用于自行车的刹车机构包含一具上部及下部的刹车臂，一具有上部及下部的连接件，及一联接刹车蹄片于其上的蹄片联接件。蹄片联接件枢联至刹车臂上部及连接件上部。刹车臂下部及连接件下部枢装至自行车。刹车臂下部及连接件下部彼此相隔，以形成具蹄片联接件之四杆式连接机构。一连接件基座可供联接至自行车车架，其中包含可套合固定销的柱状部件，及一固定于柱状部件另一端的臂部件。

Description

自行车刹车装置

本发明涉及一种刹车装置。具体而言，即由固定销支承的刹车装置，该固定销由自行车车架上的座部伸出，并以刹车线压迫刹车蹄片靠于车轮的轮圈而驱动刹车装置。

悬臂式刹车装置通常装于越野用途的自行车，如山地自行车(MTB)及全地形自行车(ATB)，以提供有力的刹车力。悬臂式刹车装置配备刹车臂及刹车蹄片，刹车臂悬壁式可旋转地支承于自行车车架前后的前或后叉上，刹车蹄片固定于刹车臂中间。刹车臂一端可旋转地支承于车架上，别一端连接至刹车线。刹车蹄片于自行车轮圈两侧彼此相对地位于刹车臂中间。

根据此悬臂式自行车刹车装置，当刹车杆拉动刹车线时，刹车臂于闭合方向转动，于是刹车蹄片压靠轮圈并施加刹车力。根据此悬臂式刹车装置，无需如卡钳式刹车装置视自行车大小改变装置形状，因此可于左右两侧施加更平衡的刹车力，而不似单边刹车作用，此点极有利。

然而，当悬臂式刹车装置的刹车臂转动，刹车蹄片因而由水平面向下转动时，若刹车蹄片接触轮圈侧而未配合其斜度时，压迫力将减小。因此，轮圈侧表面的相对联接位置及刹车装置必须精确调整，但此调整工作很困难。

四连杆式刹车装置为解决此问题的现有技术之一形式。四连杆式刹车装置包含刹车臂，该臂可滑动地支承于由座部伸出的固定销，刹车臂上端位于固定销外侧；输出连杆，其可转动地支承于刹车臂中间并伸至外侧；从动连杆，其可转动地连接至输出连杆并下伸；静止连杆，其可转动地连接至从动连杆并伸至内侧，故其为非转动地连接至固定销。刹车蹄片联接于输出连杆中间。根据此刹车装置，当以刹车线使刹车臂向上转动时，从动连杆转至内侧，而输出连杆水平或向上移动。结果，刹车蹄片碰击轮圈侧表面。

根提上述结构，可利用旋入固定销尖端的螺栓的摩擦力将静止连杆连接至固定销，故静止连杆不会相对于固定销转动。于是，当施加强力刹车力于刹车蹄片时，静止连杆有时会因反作用力而逆于摩擦力转动，故刹车蹄片自轮圈侧脱离而未达足够刹车力。此外，当由于螺栓松动或由于振动而静止连杆转动时，有时也会无法获得足够的刹车力。

此外，由于被刹车蹄片联接的输出连杆以悬臂式连接至刹车臂，当刹车时反作用力作用于刹车蹄片，反作用力使连接部振动并扭曲。当振动或扭曲发生时，将使可由四连杆式系统获得的力量脱离，故无法获得强力刹车力。

本发明涉及一种紧固构造的悬臂式刹车机构，可于恶劣状况下确保足够刹车力。本发明一实施例中，各刹车机构包含一具有上部及下部的刹车臂，一具有上部及下部的连接件，一可联接刹车蹄片于其上的蹄片联接件。蹄片联接件可枢转地联接至刹车臂上部及至连接件上部。刹车臂下部及连接件下部枢装至自行车，这样，当以悬臂式刹车装置施加刹车力使刹车蹄片移向轮圈时，刹车臂下部及连接件下部枢转。刹车臂下部及连接件下部彼此分隔开，以形成具有蹄片联接件的四柄式连接机构。

在本发明之一方面中，一连接基座设置成联接至自行车车架，其中连接件基座包含一高度保持机构，以可保持连接件基座相对于自行车车架的联接高度。在一特定实施例中，连接件基座包含可套合固定销的柱状部件，其中刹车臂套合柱状部件；一啮合部件，该部件固定于柱状部件一端，一臂部件固定于柱状部件另一端。此实施例中，连接件下部枢装至臂部件，啮合部件包含可套入自行车车架上开口的啮合销。

在本发明另一方面中，蹄片联接件及刹车臂建构联接后，蹄片联接件或刹车臂之一将蹄片联接件或刹车臂中的另一个包夹。换言之，于一特定实施例中，蹄片联接件包含一分叉臂联接部件，而刹车臂包夹于分叉臂联接部件之间。另一特定实施例中，刹车臂包含一分叉联接部件，而蹄片联接件包夹于分叉联接部件之间。

图1为应用本发明一特定实施例的自行车前部侧视图；

图2为根据本发明之刹车装置的一特定实施例的前视图；

图3为图2所示刹车装置的侧视图；

图4为图3沿Ⅳ-Ⅳ线的截面图；

图5为图3沿Ⅴ-Ⅴ线的截面图；

图6为图3沿Ⅵ-Ⅵ线的截面图；

图7(A)及7(B)为说明图2刹车装置操作的示意图；

图8为本发明自行车刹车装置另一实施例的前视图；及

图9为本发明自行车刹车装置另一实施例显示蹄片联接件包夹于刹车臂间的截面图。

图1和2中，本发明一实例中的自行车刹车装置1例如可用于前轮，以压靠前轮2的轮圈双侧表面5a而施加刹车力。刹车装置1可转动地连接至前叉4中间。前叉4例如为气/液或弹性型的悬架，以吸收路面震动。前叉4有一对悬架部件4a，及该对悬架部件4a联接于其上的联接部件4b，及可加强悬架部件4a的刹车弓4c。刹车弓4c大致分成两叉成U形，其下端固定于悬架部件4a中间。

刹车装置1连接至刹车线10端，刹车线10由手把6上的刹车杆7延伸。如图1及2所示，刹车装置1具有一刹车臂12a，该臂固定于刹车线10的内线10b端，及一刹车臂12b，该臂与刹车臂12a左右对称。连接臂11可转动地连接于刹车臂12b上端，连接臂11与刹车线10的外线10a接触并伸至内侧。刹车臂12a及12b均为长S形，由顶至底弯入及弯出。如图4所示，刹车臂12a及12b下端被固定销13a及13b经由连接件基座14a及14b可转动地支承(仅14a示于图中)。此中所用名词“上”、“下”、“内”、“外”可参考图2确定。

包含固定销13a及13b的下述构件均左右对称，故仅说明图2右侧构件，左侧构件说明省略。

如图3及4所示，固定销13a为阶梯形销，由刹车弓4c下内侧的座部15a前突。如图5所示，三个支承孔16a垂直地形成于座部15a内表面中的固定销13a轴线等距半径处。三个支承孔16a可调整一般悬臂式刹车装置中的回复弹簧强度。

如图4所示，连接基座14a被固定销13a支承。连接基座14a有一柱状部件17a，该柱状部件绕着固定销13a外侧，其基端接触固定销13a的阶梯部13c；一啮合部件18a，该部件套入并环绕柱状部件17a的基端；及一泪滴形臂部件19a，其套入并环绕尖端外侧。刹车臂12a由柱状部件17a可转动支承。啮合部件18a大致为三角形构件，如图5所示，其内侧具有一通过支承孔16a之一的啮合销20a。当该啮合销20a嵌入支承孔16a时，连接基座14a维持于特定时联接高度。

连接基座14a外侧周围有一弹簧支持件21a，其位于刹车臂12a及啮合部件18a间。弹簧支持件21a有一位于周界方向的槽22a，一位于外侧周围的调整部件23a(图5)。回复弹簧24a基端缠绕并固定于槽22a内侧。回复弹簧24a尖端向上延伸，并被啮合销25a(图3)啮合，啮合销由刹车臂12a中部后表面突出。回复弹簧24a可使刹车臂12a向外转动。与突起26a接触的调整螺钉27a旋入调整部件23a，突起26a位于啮合部件18a外侧周围。左右刹车臂12a及12b的用力强度可调整，左右刹车蹄片30a及30b(以下讨论)与轮圈侧表面间的间隙可视调整螺钉27a的旋入深度而调整。

连接基座14a外侧周围，一对锁定螺帽28a及29a(图4)旋入于刹车臂12a及臂部件19a间。锁定螺帽28a及29a可限制刹车臂12a于轴向的移动。联接螺栓31a可固紧至固定销13a尖端。联接螺栓31a可限制连接基座14a于轴向的移动。

如图2及图3所示，将联接至装置1后部的蹄片固定连杆32a大致水平地联接至刹车臂12a中部(于垂直方向)。穿过两者的连接销33a将蹄片固定连杆32a可转动地连接至刹车臂12a。

如图6所示，蹄片固定连杆32a有一U形的臂联接部件34a以包夹刹车臂12a两侧，及一由臂联接部件34a垂直延伸的蹄片联接部件35a。臂联接部件34a中有一联接孔36a，两U形件通过联接孔36a以联接联接销33a，及一可固定支承销38a的固定孔37a。支承销38a可转动支承一辅助连杆39a(下述)。当蹄片联接部件35a及刹车臂12a连接后使刹车臂12a受包夹，可提高连接部的刚性并抑止刹车臂12a的脱离。垂直方向(图6纸上的深度方向)较长的蹄片联接槽沟40a位于蹄片联接部件35a内。如图3所示，蹄片联接槽沟40a形成后，刹车蹄片30a后端与固定销13a阶梯部13c间距离L至少为25mm，当蹄片联接槽沟40a安排于此位置后，刹车中心接近前叉4中心，反作用力产生时间较短。结果，作用于前叉4的力较弱，而刹车装置的刚性则较高。

如图2所示，辅助连杆39a为平坦件，其上端被支承销38a可转动地连接至蹄片固定连杆32a的臂联接部件34a前表面。如图2及4所示，下端被联接至臂部19a尖端的支承销41a可转动地连接至连接基座14a。

固定销13a轴线至支承销41a轴线的距离等于联接销33a轴线至支承销38a轴线的距离。此外，位于辅助连杆39a两侧的支承销38a轴线至支承销41a轴线的距离等于固定销13a轴线至联接销33a轴线的距离。具体地，此四销安排成一平行四边形的顶点，而连接机构由部分刹车臂12a，连接基座14a，部分蹄片固定连杆32a，及销间的辅助连杆39a所构成。因此，蹄片固定连杆32a平行于一线段移动，该线所构成段将固定销13a轴线与支承销41a轴线连接。

如图6所示，刹车蹄片30a嵌入蹄片联接槽沟40a。刹车蹄片30a具有一蹄片固定销45a，一固定至蹄片固定销45a尖端的蹄片支持件46a，及一由弹性材料制成并联接至蹄片支持件46a的摩擦垫47a。蹄片固定销45a为内有六角形孔的圆头螺栓，一具有形成球形凸面的凸垫圈48a及一具凹面以啮合凸面的凹垫圈49a位于圆头与蹄片联接部件35a间，及蹄片支持件46a与蹄片联接部件35a间。在此，当经由凸垫圈48a及凹垫圈49a固紧刹车蹄片30a于蹄片联接部件35a的槽沟40a内侧时，刹车蹄片30a的垂直位置及斜度可自由调整，以配合轮圈5侧表面5a的位置与斜度。

现在将讨论上述实例的操作。

当骑车人操作刹车杆7时，经由外线10a拉动内线10b，刹车臂12a及12b的上端向内拉动。于是，刹车臂12a及12b按密合方向转动，刹车蹄片30a及30b的摩擦垫47a及47b压靠轮圈的侧表面5a，即可产生刹车动作。此时，蹄片固定连杆32a及32b移向内侧，且因连接机构作用而保持水平高度，连接机构包含辅助连杆39a及39b。可见图7A及7B。于是，摩擦垫47a及47b正确接触轮圈5，并获得有力的刹车力。由于辅助连杆39a及39b位于刹车臂12a及12b内侧，刹车装置1沿其宽度方向上的尺寸很精巧。于是，刹车装置1不会于骑车人操作时从前叉4冒出，例如碰击到脚。再者，即使反作用力作用于摩擦垫47a及47b，可通过啮合销20a及20b保持连接基座14a及14b的适当高度，故可获得足够刹车力。

当放松刹车杆7时，刹车线10松开，回复弹簧24a和24b使刹车臂12a及12b移向开口方向，刹车蹄片30a及30b的摩擦垫47a及47b的尖端即可移离轮圈的侧表面5a，并放松刹车。

上述为本发明各式实施例的一种说明，其他进一步变化例均未脱离本发明精神及范围。例如，上述实施例中，刹车蹄片30a位于刹车装置1后部，其亦可位于前部。辅助连杆39a及39b可位于刹车臂12a及12b内侧，但其亦可位于外侧，如图8所示。四销可位于平行四边形顶点，但除位于平行四边形顶点外，其亦可变化长度，使刹车蹄片30a及30b尖端沿轮圈5的侧表面5a从动。若长度如此变化后，当垫接触轮圈时可使蹄片固定连杆32a及32b水平或向上移动。刹车装置1可联接至后叉或前叉。如图9所示，可以刹车臂12a包夹蹄片固定连杆32a两侧。

因此，本发明范围不应仅限于所示特定结构。本发明真正范围应以下列权利要求来确定。当然，虽然申请专利范围中以标号便利参考图式，本发明不欲因标号而受限于附图的结构。

Claims (19)

1、一种悬臂式刹车装置，其可联接至由自行车车架伸出的固定销(13a,13b)，包含：

一第一刹车机构及一第二刹车机构，各刹车机构包括：

一刹车臂(12a,12b)，其具有一上部及一下部；

一连接件(39a,39b)，其具有一上部及一下部；及

一蹄片联接件(32a,32b)，其可联接刹车蹄片(30a,30b)至其上，该蹄片联接件(32a,32b)枢联至刹车臂(12a,12b)上部及至连接件(39a,39b)上部，

其特征在于，刹车臂(12a,12b)下部枢装于固定销(13a,13b)，故当以悬臂式刹车装置施加刹车力使刹车蹄片(30a,30b)移向车轮轮圈时，刹车臂(12a,12b)可枢转；

各刹车机构还包括一连接基座(14a)，其可联接至自行车车架，该连接基座(14a)包括可保持连接基座相对于自行车车架的联接高度的高度保持机构；

连接件(39a,39b)的下部枢装于连接基座(14a)；及

刹车臂(12a,12b)下部与连接件(39a,39b)下部彼此相隔，以与蹄片联接件(32a,32b)及连接基座(14a)形成一四杆连接机构。

2、如权利要求1所述的装置，其特征在于，在各刹车机构中，连接基座(14a)包含：

一柱状部件(17a)，其可联接至固定销(13a)；

一啮合部件(18a)，其联接至柱状部件(17a)一端；及

一臂部件(19a,19b)，其联接至柱状部件(17a)另一端。

3、如权利要求2所述的装置，其特征在于，在各刹车机构中，连接件(39a,39b)枢装至臂部件(19a,19b)。

4、如权利要求2所述的装置，其特征在于，在各刹车机构中，啮合部件(18a)包括可套入自行车车架上开口的啮合销(20a)。

5、如权利要求2所述的装置，其特征在于，在各刹车机构中，刹车臂(12a,12b)套于柱状部件(17a)周围。

6、如权利要求1所述的装置，其特征在于，在各刹车机构中，连接基座(14a)包含：

一柱状部件(17a)，其可套合固定销(13a)，其中刹车臂(12a,12b)套合柱状部件(17a)；

一啮合部件(18a)，其固定至柱状部件(17a)一端；

一臂部件(19a)，其固定至柱状部件(17a)另一端；及

其中连接件(39a,39b)下部枢装至臂部件(19a)。

7、如权利要求6所述的装置，其特征在于，在各刹车机构中，啮合部件(18a)包括可套入自行车车架上开口的啮合销(20a)。

8、如权利要求7所述的装置，其特征在于，各刹车机构另包含一座部(15a,15b)，座部(15a,15b)紧邻固定销(13a,13b)联接至自行车车架，座部具一组开口，开口位于固定销(13a,13b)轴线等半径处，以可承接啮合销(20a)于内。

9、如权利要求6所述的装置，其特征在于，在各刹车机构中，刹车臂(12a,12b)置于啮合部件(18a)与臂部件(19a,19b)之间。

10、如权利要求6所述的装置，其特征在于，在各刹车机构中，啮合部件(18a)套至柱状部件(17a)外周界表面上，及其中臂部件(19a,19b)套至柱状部件(17a)的外周界表面上。

11、如权利要求1所述的装置，其特征在于，在各刹车机构中，连接件(39a,39b)置于刹车臂(12a,12b)内侧上。

12、如权利要求1所述的装置，其特征在于，在各刹车机构中，连接件(39a,39b)置于刹车臂(12a,12b)外侧上。

13、如权利要求1所述的装置，其特征在于，各刹车臂(12a,12b)向外弯成凸形，另包含一连接至刹车臂(12a,12b)其中之一的线连接件(11)，其中线连接件(11)连接至刹车线(10)的外套(10a)，及其中另一刹车臂(12a,12b)连接至刹车线(10)的内线(10b)。

14、如权利要求1所述的装置，其特征在于，在各刹车机构中，蹄片联接件(32a,32b)界定-垂直长槽端沟(40a)，另包含：

-蹄片固定销(45a)，其延伸通过槽沟(40a)；及

一组凹及凸垫圈(48a,49a)，位于蹄片固定销(45a)上以调整蹄片固定销(45a)的联接角度。

15、一种悬臂式刹车装置，其可联接由自行车车架伸出的固定销(13a,13b)，包含：

一第一刹车机构及一第二刹车机构，各刹车机构包括：

一刹车臂(12a,12b)，其具有一上部及一下部；

一连接件(39a,39b)，其具有一上部及一下部；及

一蹄片联接件(32a,32b)，可联接刹车蹄片(30a,30b)于其上，蹄片联接件(32a,32b)枢联至刹车臂(12a,12b)上部及连接件(39a,39b)上部，

其特征在于，刹车臂(12a,12b)下部及连接件(39a,39b)下部枢装至自行车，故当以悬臂式刹车装置施加刹车力使刹车蹄片(39a,39b)移向车轮轮圈时，刹车臂(12a,12b)下部及连接件(39a,39b)下部可枢转；

刹车臂(12a,12b)下部及连接件(39a,39b)下部彼此相隔以与蹄片联接件(32a,32b)及自行车形成一四杆式连接机构；及

蹄片联接件(32a,32b)及刹车臂(12a,12b)建构联接后，蹄片联接件(32a,32b)或刹车臂(12a,12b)其中之一包夹蹄片联接件(32a,32b)或刹车臂(12a,12b)其中的另一个。

16、如权利要求15所述的装置，其特征在于，在各刹车机构中，蹄片联接件(32a,32b)包括一分叉臂联接部件(34a)，及其中刹车臂(12a,12b)包夹于分叉臂联接部件(34a)之间。

17、如权利要求15所述的装置，其特征在于，在各刹车机构中，刹车臂(12a,12b)包括一分叉联接部件，及其中蹄片联接件(32a,32b)包夹于分叉联接部件之间。

18、如权利要求15所述的装置，其特征在于，在各刹车机构中，连接件(39a,39b)置于刹车臂(12a,12b)内侧上。

19、如权利要求15所述的装置，其特征在于，在各刹车机构中，连接件(39a,39b)置于刹车臂(12a,12b)外侧上。

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