CN1051514C - 自行车用制动装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种在紧急情况下，骑车者无意识地强力捏紧制动杆时仍能防止刹死车轮、轻松又安全地进行正常制动的自行车用制动装置。它设有定程装置，该装置的作用是在由制动片形成的车轮制动力为设定值的设定操作位置上捏紧制动杆时，把阻止车轮制动力向增大侧动作的阻力加到制动杆上，使其不能动作；当比上述阻力大的捏紧力加在设定操作位置上的制动杆上时，使定程装置的定程作用解除，就能把制动杆捏紧而增大制动力。

Description

自行车用制动装置

本发明涉及一种自行车用的制动装置，更详细地说，是一种在制动杆捏紧过程中，使制动杆的操作力发生较大变化的制动装置。

这种制动装置，如日本专利公报特开平5-16865号所公开的那样，已是一种公知技术。

首先，参照图5对这种公知的制动装置进行说明，制动杆3通过枢轴4可转动地支承在杆托2上，而杆托是固定在把手杆1上的，一端是自由状态的螺旋弹簧21通过螺钉20安装在杆托2上，当捏紧制动杆3地操作时，转过一定行程后，从制动杆3伸出的凸出部分3b就与螺旋弹簧21的自由端接触。

在这种公知的制动装置中，如图6所示，当将制动杆3捏紧到一定程度，使凸出部分3b与螺旋弹簧21接触之后，操作阻力便增大，因而需要大的操作力，而制动杆3的操作行程就由骑车者的感觉来把握。

但是，如图6所示，这种公知的制动装置，在使制动杆3的凸出部分3b与螺旋弹簧21接触的操作点B的前后，只能引起制动杆3的操作力相对于制动力的倾斜坡度有所变化，并不能使整个状况发生变化，因此，对于这一点还有改善的余地。

也就是说，以前的装置，在正常情况下，制动杆的操作行程可以凭感觉来掌握。但是，在遇到紧急情况下，骑车者往往无意识地过分捏紧制动杆，在这种过分捏紧制动杆的瞬间，制动力迅速上升，会形成刹死车轮的危险状态。

本发明是为了克服以前的技术所存在的问题而作出的，其目的是提供一种在无意地过分捏紧制动杆时，能积极防止车轮被刹死，并且正常制动时用较轻的操作力就能安全地进行制动的制动装置。

为了实现上述目的而作出的本发明的一种自行车用制动装置，包括：回位弹簧，把手杆，制动杆，杆托，所述制动杆由枢轴转动地装于杆托上，其特征在于：还包括一定程装置，所述定程装置包括以一定的预载荷设置于上述制动杆和杆托之间的弹性体，当制动杆移动到一具体位置时，该定程装置向制动杆的运动增加阻力，使得在该制动杆受到更大的力的作用以前，禁止上述制动杆的运动；并且，作为制动杆操作力的函数的制动力的曲线在制动杆操作力对应于所述的具体位置包括第一转折点；以及作为制动杆操作力的函数的制动力的曲线在制动杆操作力对应于一更大的力时包括第二转折点；并且在对应于所述的具体位置的制动杆操作力和对应于该更大的力的制动杆操作力之间，该制动力保持恒定，从而其中的曲线形成一水平台阶。

此外，定程装置由加上预载荷的弹性体组成，由这预载荷呈现上述的阻力，并且把这弹性体安装成在捏紧制动杆时，由制动杆和杆托将该弹性体夹住地进行弹性变形的。还设置用于调节上述弹性体上所作用的预载荷的调节构件。

上述弹性体由螺旋弹簧组成，上述的调节构件由螺母构件组成，嵌入在上述螺旋弹簧内的杆状体可自由插入或拔出地穿过杆托，设置在杆状体的一端的与制动杆接触的接触构件和杆托之间，装着上述螺旋弹簧，在穿过上述杆托的杆状体的另一端上，可转动地用螺纹拧紧着螺母构件。

由于具有上述结构的本发明，当车轮制动力成为某一设定值时，阻止制动力增大到该值以上，对制动杆加上大于这设定力的操作力之后，制动力才能从上述设定值再往上增大，因此不仅会出现图6所示的如以前那样的在操作点B前后发生倾斜坡度变化的现象，而且会如图3所示地产生从操作点B到C点增大时只有制动杆的操作力增加，而制动力仍保持P设定值的区域。因此，如果把操作点C的操作力，具体地说，把由定程装置形成的阻力进行合适的设定，就可避免因过分捏紧制动杆时所造成的车轮刹死现象。

特别是在通常的制动操作中，大多数是利用不足以使车轮刹死的制动力来制动的，根据这种现状，如果上述的设定值P比刹死车轮的制动力稍微低一些，这样就可把到操作点B为止的制动杆的操作力大幅度减轻，而且能避免刹死车轮，能安全、轻松地进行制动操作，还可根据需要，用操作点C以上的操作力得到大于设定值P的制动力。

又由于上述的定程装置是由加上预载荷的弹性体所构成的，因此可以把具有复杂作用的定程装置做成结构比较简单的。

还由于弹性体的预载荷是可以调整的，因此，能够适应弹性体老化时引起的弹力变化，各个骑车者可根据握力、将其调整在最合适的状态下加以使用。

由于弹性体是由螺旋弹簧组成，预载荷调节构件是由螺母构件构成，嵌入螺旋弹簧内的杆状体是可自由插入和拔出地穿过杆托，螺旋弹簧是安装在杆状体一端所设置的与制动杆相接触的接触构件和杆托之间，穿过杆托的杆状体另一端上，可转动地用螺纹拧紧着螺母构件，因此，其结构简单，整个机构能紧凑地组装在杆托上。

如上所述，本发明的制动装置，可以避免车轮的刹死，同时又能实现安全轻松地操作。

此外，预载荷的值可以调节，因此可在适于各个骑车者的最佳状态下使用。

另外，其结构非常简单，整个机构能紧凑地组装在杆托上。

下面参照附图进一步地描述本发明的较佳实施例，以使本发明的特征，优点更加显而易见，图中：

图1是表示自行车用制动装置的第一实施例的局部剖切正视图；

图2同样是表示第一实施例的局部剖切的正视图；

图3是表示第一实施例的制动性能的曲线图；

图4是表示第二实施例的局部剖切的正视图；

图5是表示现有的制动装置的局部剖切的正视图；

图6是表示现有的制动装置制动性能的曲线图。

下面，参照着图1来说明本发明的自行车用制动装置的第一实施例。制动杆用的杆托2被固定在把手杆1上，用枢轴4把制动杆3可转动地支承在杆托2上。在比枢轴4更靠近制动杆3的手柄3a的一侧上，可转动地安装着安装件6a，安装件6a是用来安装制动钢丝5的内线5a的一端的，另一方面，外线5b的安装件6b由螺纹拧紧在杆托2的侧面上。

通常，装内线用的安装件6a上所装的内线5a的另一端与悬臂制动器7联动地连结着，当握住制动杆3的手柄部3a、捏紧制动杆3时，使悬臂制动器7的制动片8挤压在后车轮9的轮缘两侧，对后车轮9进行制动。此后，在将制动杆3放开时，与以前的制动装置一样，依靠悬臂制动器7一侧所设置的图中没表示的复位弹簧和制动杆3一侧所设置的复位弹簧等的作用，使制动杆3依靠弹性回复到原来的位置上。

杆托2上成一体地形成有底的筒状体2a，一端刻有阳螺纹的杆状体10置于该筒状体2a内。该杆状体10的阳螺纹部穿过在筒状体2a的底部所设置的通孔并伸到外侧，螺母件11与该阳螺纹部的螺纹接合着。杆状体10的另一端上成一体地形成凸缘10a，由耐磨性材料制作的接触构件12固定在该凸缘10a上，外嵌的螺旋弹簧13在压缩状态下被安装在凸缘10a与筒状体2a底部之间，把接触构件12弹向筒状体2a的开口部一侧。

另一方面，在上述制动杆3上，在以枢轴4为中心的手柄部3a的相反一侧上，成一体地伸出挤压用的伸出部分3b，当握住制动杆3捏紧时，制动杆3转动一定的行程后，该伸出部分3b与上述接触构件12相接触，就阻止制动杆3的上述以外的回转操作。

于是，如下详述的那样，在由杆状体10及螺旋弹簧13等构成的定程器装置14的作用下，暂时阻止制动杆3的转动。

下面，说明第一实施例的作用，当与通常的制动装置一样地握住制动杆3的手柄部3a捏紧时，通过内线5a将操作力传递给悬臂制动器7，使制动片8向后车轮9的轮缘侧移动。

最初，在所谓的空载捏紧状态下，直到制动片8与轮缘接触之前这段时间，几乎不需要操作力。但如图3所示，从制动片8与轮缘接触的操作点A开始，操作力逐渐增加，制动力也与该操作力成比例地变大。当进一步捏紧制动杆3时，制动杆3的伸出部分3b与定程装置14的接触构件12接触，如图3所示，操作点移至B点。

由于上述螺旋弹簧13不是以完全伸展的自由状态安装的，而是以3-8千克力左右的预压力下安装的，因此，从操作点B的位置开始，即使进一步捏紧制动杆3，也仅仅是操作力单独增加，不使制动杆3转动，由此，使制动力处于恒值状态。进一步给制动杆3增加操作力、克服螺旋弹簧13的预压力到操作点C时，如图2所示，使夹在制动杆3的伸出部分3b与杆托2侧面上的筒状体2a的底部间的螺旋弹簧13弹性变形，使制动杆3再次开始转动。此后，制动力又与操作力的增加成比例地增大，直到行程末端D。

也就是说，在由制动片8产生的制动力变为特定的设定值P所对应的设定操作位置B之前，捏紧制动杆3时，由于定程装置14的作用，增大的制动力不会大于这个设定值P。但此后，只要将克服螺旋弹簧13预压力的操作力施加给制动杆3时，螺旋弹簧13才开始产生弹性挠曲变形，换言之，定程装置14的定程作用被解除，使制动力增加到设定值P以上。

在这种场合下，当将上述设定值P设定成比刹紧车轮9的刹紧制动值Q稍低一些时，就可以将制动杆3的操作设计成非常轻松地操作。

更详细地说，制动杆3以能够尽可能轻松操作的为好，但是，一味追求尽可能轻松，在紧急场合下无意识过强地捏紧制动杆时，就会一下子使制动力大于刹紧制动值Q，形成很危险的状态。

这一点，在本发明的制动装置中，由于有图3的、从操作点B到操作点C所示的、制动力维持在设定值P，只增大制动杆3的操作力的区域，因而通过将设定值P设计在稍低于刹紧制动值Q、而且通过合适地设定预压力值，可使从操作点A到操作点B的制动杆3操作力大幅度减轻，也能够防止使制动力一下子上升到刹紧制动值Q。

通常，由于普遍使用未满刹紧制动值Q的制动力来制动，因而实际上就可以进行安全的制动操作。不过，也可根据情况不同，在要求大于刹紧制动值Q的制动力的情况下，虽然需要大一点的操作力，若将操作点C以上的操作力施加给制动杆，就能确实得到大于刹紧制动值Q的制动力。

刹紧制动值Q取决于骑自行车者的体格、特别是体重，对此，可根据增加或减少制动线5的张力来进行调节，或者准备几根如供小孩、大人、妇女使用的，弹性系数和长度不同的螺旋弹簧13，从中进行适当地选择，以达到相应的要求。

此外，上述螺旋弹簧13上预先施加的预压力值，通常是3-8千克力左右，这个预压力值也取决于骑车者的握力，通过调节螺母构件11，可以将预压力值调节成适于各个骑车者的值，还可以根据不同情况选择合适的螺旋弹簧13来替换。

以上，对第一实施例的具体结构进行了说明，而在实际的实施中，还可以考虑其它种种改变，下面叙述其中一个例子。

虽然在对实施例的说明中，把悬臂制动器7作为一个例子进行说明，但这并不构成对制动器的特殊限定，还可利用手动制动器和倒轮制动器或其它各种制动器来实施。

在第一实施例中，用相同的材料将筒状体2a与杆托2做成一体，但也可将筒状体2a与杆托2做成分体形式。并且可在形成分体形式的基础上，使筒状体2a能相对于托架2滑动，而且能自由地固定，还可做成能改变到操作点B之前的制动杆3的行程。此外，作为弹性体13，也不限于螺旋弹簧，可用通常的橡胶，或者橡胶与弹簧组合的等等，可考虑各种变更。

下面参照图4说明本发明的第二实施例。

具有与图3所示的与第一实施例相同的制动性能的定程装置14，也可以采用图4所示的结构。

如图4所示，制动杆3由枢轴4a可转动地支承在杆托2上，枢轴4a装入杆托2上开设的长孔2b中，并可沿着该长孔2b移动，由螺旋弹簧25沿图中箭头所示方向对枢轴4a弹性作用。而且，在制动杆3的侧面，在杆托2上形成有凹槽部2c，销3c能与该凹槽2c结合并向外凸出地设置，凹槽部2c、销3c、长孔2b、枢轴4a等构成定程装置14。

在这实施例中，当处在所谓的空载捏紧状态时，从制动片8与轮缘相接触的操作点A开始，逐渐增加操作力，期间，制动杆3以枢轴4a为中心转动，制动力与制动杆3的捏紧成比例地增大。继续捏紧制动杆3时，制动杆3上凸出设置的销3c与杆托2的凹槽部2c结合，到达如图3所示的点B。

于是，正以枢轴4a为中心转动的制动杆3，迅速变成以销3c为中心地转动，杆比发生大幅度地变化，就需要较大的操作力。因此，从这操作点B的位置开始，即使再捏紧制动杆3，也只是使操作力增加，制动杆3并不转动，使制动力处于恒定的状态。在这种情况下，由于对枢轴4a弹性作用的螺旋弹簧25上有预载荷作用，因此，需要更大的操作力来操作，特别是即使在弹簧上没加预载荷，由于杆比的大幅度变化，也可以达到所要求的目的。

此后，继续增加作用于制动杆3的操作力而到达操作点C时，制动杆3以销3c为中心，并且枢轴4a也一起随着开始转动地到达行程末端D处。

这样，如图4所示的定程装置14能具有图3所示的制动性能，此外也可采用其它各种结构。

本发明并不局限于上述的结构。在不脱离本发明的范围和精神的条件下，还可进行种种修改。

Claims (3)

1.一种自行车用制动装置，包括：回位弹簧，把手杆(1)，制动杆(3)，杆托(2)，所述制动杆(3)由枢轴(4，4a)转动地装于杆托(2)上，

其特征在于：还包括一定程装置(14)，所述定程装置(14)包括以一定的预载荷设置于上述制动杆(3)和杆托(2)之间的弹性体，当制动杆(3)移动到一具体位置时，该定程装置(14)向制动杆(3)的运动增加阻力，使得在该制动杆(3)受到更大的力的作用以前，禁止上述制动杆(3)的运动；

并且，作为制动杆操作力的函数的制动力的曲线在制动杆操作力对应于所述的具体位置包括第一转折点；以及

作为制动杆操作力的函数的制动力的曲线在制动杆操作力对应于一更大的力时包括第二转折点；并且

在对应于所述的具体位置的制动杆操作力和对应于该更大的力的制动杆操作力之间，该制动力保持恒定，从而其中的曲线形成一水平台阶。

2.如权利要求1所述的自行车用制动装置，其特征在于：所述的弹性体包括螺旋弹簧(13)，所述定程装置(14)还包括嵌入在上述螺旋弹簧(13)内、可自由插入/拔出地穿过杆托(2)的杆状体(10)，设置在该杆状体(10)的一端的与制动杆(3)相接触的接触构件(12)和杆托(2)之间，装着螺旋弹簧(13)，在穿过上述杆托(2)的杆状体(10)的另一端上，可转动地用螺纹拧紧着螺母构件(11)。

3.如权利要求1所述的自行车用制动装置，其特征在于：所述的弹性体包括螺旋弹簧(25)，所述的定程装置(14)还包括：在杆托(2)上形成的凹槽部(2C)、在制动杆(3)的侧面上形成的能与该凹槽部(2C)结合并向外凸出的销(3C)、在杆托(2)上开设的、枢轴(4a)插入其中并在其中移动的长孔(2b)；其中所述螺旋弹簧(25)装于枢轴(4a)和杆托(2)之间。

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