CN1181332A - 自行车用制动装置 - Google Patents

Abstract

在具有滚子等转动体的自行车制动装置中,如果凸轮构件的直径小,则必须将制动装置与转动的轮毂轴并列配置,因而存在轮毂体与制动装置组合后的整体在轴向上的宽度增大。本发明将凸轮构件50的直径增大,在凸轮构件50的径向内侧形成了可收容用于将转动侧罩壳100固定到轮毂体2上的安装部113的一部分,从而可将制动装置配置在轮毂体2的径向外侧。

Description

自行车用制动装置

本发明涉及一种自行车用制动装置，该制动装置包括：固定侧罩壳；和将上述固定侧罩壳固定在自行车轮毂轴上的第1安装机构；和安装在上述固定侧罩壳上的转动体罩壳；和安装在上述转动体罩壳之内、能相对于上述轮毂轴在圆周方向以及径向上变位的转动体；和能相对于上述固定侧罩壳进行转动地安装在上述转动体径向内侧的位置上、用于操作上述转动体向上述径向的外侧变位的凸轮构件；和第1制动体，它相对于上述固定侧罩壳配置在上述转动体的径向的外侧，可借助上述转动体向径向外侧变位，而在变位到径向外侧的动作位置与相对于上述动作位置移动到径向内侧时的非动作位置之间进行变位；和转动侧罩壳；和用于将上述转动侧罩壳安装到能相对于上述轮毂轴转动的轮毂体上而设置在上述转动侧罩壳上的第2安装机构；和固定在上述转动侧罩壳上的第2制动体，它能在处于上述第1制动体的直径方向外侧的状态下，当上述第1制动体处在上述动作位置时，与上述第1制动体碰接。

上述制动装置一般称为滚子制动装置，现结合图8说明以公知的结构为基本结构的滚子制动装置。该种制动装置的构成是，自行车的前轮或后轮的轮毂轴1固定在车架F上；在上述轮毂轴1的外周可以摆动地设置着凸轮50；在凸轮构件50的径向的外侧的面上设有多个倾斜面；在这些倾斜面的径向外侧，有数量与凸轮面的数量相同的、作为转动体的一个例子的圆筒状滚子61与之对接；滚子61的外侧设有制动片70；通过摆动可以与凸轮50共为一体地在轮毂轴1的外周转动的操作臂80，使凸轮50转动，从而将滚子61从上述凸轮面向径向外侧抬高；其结果，使得制动片70向径向外侧变位，并与固定在轮毂体2上的、与轮毂体2共为一体地转动的制动环碰接，从而施加制动力。

在以往的滚子制动装置中，从图8所示的结构可以看到，滚子制动装置的整体需要安装在轮毂体2的轴向横侧，这样就存在将轮毂体与制动装置组合后的整体宽度加大的问题。

为了解决上述问题，在本发明的自行车用制动装置中，在凸轮构件的径向内侧，形成有一个空间，该空间至少能收容第2安装机构的一部分。从上述轮毂轴的轴心方向观察，上述第2安装机构被配置成位于上述轮毂轴与上述凸轮构件之间。

也就是说，通过扩大凸轮构件的直径而不需要将制动机构整体并排在轮毂体上，从而使轮毂整体的宽度变小。

此外，由于制动片和与之对接的制动环的直径也比以往的加大了，所以使它们之间的对接面也必然能够加大，从而能够获得较大的制动力。或者也在维持与以往的制动装置相同的制动力的情况下，可将制动片和制动环的对接面的轴向宽度缩窄，从而缩窄制动机构整体的宽度，并因而可以实现轮毂整体的宽度的更加紧凑化。

此外，在本发明的一个实施例中，凸轮操作件由位于轮毂轴的直径方向外侧、可在摆动轴心的外周摆动的第1连接臂，和设在上述凸轮构件上的卡合件，和与上述第1连接臂共为一体地转动并能与上述卡合件卡合的第2连接臂构成，这样很适于对凸轮构件进行摆动操作。

这样，通过使第1连接臂处在轮毂轴的径向外侧，就能使与第1连接臂共同转动并且与凸轮构件卡合的第2连接臂的长度，变得比第1连接臂沿着轮毂轴外周转动那种结构中的第2连接臂短。因此，通过减少第2连接臂与第1连接臂的长度比，就能以较小的操作力来操作凸轮构件。

另外，在本发明的另一个实施例中，转动体罩壳相对固定在上述固定侧罩壳上，各个上述转动体能够分别被各自独立的弹性体朝着向直径外侧变位的方向施力。

在以往的具有转动体的制动装置中，转动体罩壳没有与固定侧罩壳相对固定，而是被支承为能随着凸轮构件的摆动而沿着圆周方向变位。在这种结构中，凸轮构件的摆动会在一定程度上被转动体的摆动所吸收，这就会对制动作用的迅速性产生负面效果。

所以，通过将转动体罩壳固定到固定侧罩壳上，就能使对凸轮构件的摆动操作直接传递到转动体，从而能够获得迅速的制动作用。

此外，通过由弹性体对各个转动体朝着向直径外侧变位的方向施力，能使各个转动体经常保持被朝着第1制动体施力的状态，从而能够得到进一步提高制动作用迅速性的效果。

在本发明的又一个实施例中，适于借助弹性体对上述第1制动体向直径方向的内侧方向施力。

这样，当凸轮构件受到摆动操作，第1制动体没有处在借助上述转动体被推向径向外侧的状态时，就能在弹性体的作用下，保持与第2制动体不碰接的非动作状态，从而能迅速地由非动作状态进入动作状态，因而提高了操作性。

以下简要说明附图。

图1是本发明的自行车用制动装置的侧面图。

图2是显示图1所示制动装置的内部结构的侧面图。

图3是显示图1所示制动装置的内部结构的断面图。

图4是显示第1固定侧罩壳形状的平面图。

图5是显示滚子罩壳形状的平面图。

图6是显示制动片形状的平面图。

图7(A)是显示本发明制动装置的主要部分的安装状态的断面图。

图7(B)是显示本发明制动装置的主要部分的安装状态的断面图。

图8是属于公知技术的滚子制动装置的断面图。

以下参照附图说明本发明的实施例。

图1示出了将本发明的自行车用制动装置B安装在自行车前轮支承架F的属于前进方向上的左侧上的情形。在本说明书中，前方向系指自行车的前进方向。

上述制动装置B一般称为滚子制动装置；在本实施例中安装在前轮的轮毂上，但也可安装在后轮的轮毂上。

该制动装置B通过一端连接着制动杠杆的制动装置操作用钢索W1来进行操作，所述制动杠杆安装在车把上。该钢索W1的外壳W2沿伸至后述的支承臂45的内部，钢索W1的另一端固定在作为第1连接臂的操作臂80的自由端上。

如后面将要详细说明的那样，与操作臂80共为一体地摆动的第2连接臂85用于摆动操作凸轮构件50。

图2是显示图1所示制动装置B的内部结构的侧面图。图2的右侧对应后方向。从图3可以清楚地看到，在轮毂轴的轴向中间部分的外侧固定着套筒6。在该套筒6的轴向两端的附近设有轴承3，可以转动地支承着轮毂体2。在轮毂体的轴向两端侧，在用于安装自行车幅条的轴环上设有后述的用于固定转动侧罩壳100的固定孔10。

在上述轴承3的轴向右侧有第1锁定衬垫4设在套筒6的右端附近。第2锁定衬垫5被设置成其内面能与上述第1锁定衬垫和上述轮毂轴1同时碰接。固定侧罩壳由第1固定侧罩壳20和第2固定侧罩壳40构成；所述第1固定侧罩壳具有供轮毂轴1穿过的孔，所述第2固定侧罩壳固定在第1固定侧罩壳的径向的外侧。

从图3可以清楚地看到，上述第1固定侧罩壳20的径向内侧的端部，以被夹持在向上述第1锁定衬垫4的径向延伸的轴环部分和上述第2锁定衬垫5的左端部之间的状态，沿轴向定位在上述第1锁定衬垫4上。如图3和图4所示，上述第1固定侧罩壳20的整体呈圆盘状，在其中心部分设有用于与轮毂轴1上的第1锁定衬垫4碰接的卡合孔21，并通过从卡合孔21伸展3个臂而形成了3个空间25。在上述空间25的外径附近，沿着周方向有间隔地设置了6个卡合孔28。此外，在上述3个臂之中的一个臂的部分上设有卡合孔23，供作为上述第1连接臂的操作臂80的摆动轴穿过。此外，在上述卡合孔23的径向外侧区域设有长孔24，卡合体55可以在被容许沿周方向变位的同时穿过该长孔24，所述卡合体55设在用于与上述第2连接臂85卡合的凸轮构件50上。上述长孔沿着周方向以圆弧状延伸，相对于上述轮毂轴1，具有约为30度角的幅度。

在设有孔23的那个臂的区域内设有4个卡合孔27，用于固定罩壳88，而罩壳88则用于收容第2连接臂85。

在周方向的外侧，设有用于固定上述第2固定侧罩壳40的卡合孔22。这些卡合孔22以2个为一组，沿着周方向分3处设置。在上述第1固定侧罩壳20的径向外侧设有多个向径向外侧延伸的舌部29。并且，在周方向的3处，按均等角度设有3个向轴向延伸的凸起26，这些凸起是将第1固定侧罩壳20的外周弯曲90度而形成的，用于为后述的制动片70定位。

如图2和图7B所示，第2固定侧罩壳40固定在上述第1固定侧罩壳20的6个卡合孔22上。如图1所示，在第2固定侧罩壳40的后方区域中，设有用于保持支承臂45的保持件41，所述支承臂45用于与自行车的车架卡合；上述支承臂45通过一对螺丝45a被保持在上述保持件的保持用凹部中。支承臂45从上述保持件41大体垂直地、并且与自行车车架F大体平行地延伸，固定着安装在车架F上的安装带46。通过使上述支承臂45与车架F相对固定，使得第1固定侧罩壳20以及第2固定侧罩壳40也与车架F相对固定，从而能阻止它们在轮毂轴1的周围转动。上述将固定侧罩壳固定到车架F上的结构称为第1安装机构。

如图2和图3所示，凸轮构件50被第1固定侧罩壳可以转动地保持着。有关该凸轮构件50如何防止脱落的问题将在后面说明。

凸轮构件50具有多个分别在周方向外侧上与滚子61的非动作位置对应的、决定基本位置的部分51，和决定动作位置的凸轮面52，决定基本位置的部分51具有能使滚子61不向图2中的逆时针方向移动的壁部。随着各凸轮面52沿着顺时针方向移动使直径变大。此外，凸轮构件50具有止动件53和止动孔54，所述止动件53用于保持用来与上述第2连接臂85卡合的凸起55，所述止动孔54设在止动件53上。

上述凸轮构件50的内周直径约83mm，通过加大了凸轮构件50的直径，便能在凸轮构件50的径向内侧形成空间，从而能够收容轮毂体2的一部分以及用于将转动侧罩壳100固定到轮毂体2上的第2安装机构的一部分。这样就能使轮毂体2与制动装置组合后的轴向宽度减小。而且，具有这种大直径的凸轮构件50也使采用不易损坏的、较厚的轮毂体变得可能。所以，最好将凸轮构件的内径设在70mm以上。

以下说明操作凸轮构件50的操作机构。制动装置操作钢索W1的一端在连接部81处安装在操作臂80上。该操作臂80从基部82延伸出来，该基部82具有卡合槽和一个空间，所述卡合槽用于与摆动轴84接合，具有与摆动轴84相对应的形状，而摆动轴84在其轴向的两处具有断面呈正方形的卡合部；所述空间用于收容可向图1中的逆时针方向施力的施力弹簧87。上述摆动轴84的一端穿过第1固定侧罩壳20的止动孔，用一个止脱件来防止脱落。摆动轴84的穿过止动孔23的部分，和穿过收容第2连接臂85的罩壳88的部分的外周形成为圆筒状，以使相对转动能够滑畅地进行。这样，摆动轴84便可在摆动轴心Y的外围进行摆动，所述摆动轴心Y位于轮毂轴1的轴心X的径向外侧，与轴心X之间保持间隔。

如图3所示，操作臂80的基部82与上述罩壳88的外侧面碰接，上述施力弹簧87的一端固定在操作臂80上，另一端固定在上述罩壳88上。第2连接臂85卡合在上述轴84的具有正方形断面的部分中，并借助该轴84，可与作为第1连接臂的操作臂80共同摆动。上述第2连接臂85的自由端部分分为两股，在其中间夹持着安装在凸轮构件50的止动孔54上的止动凸起55，从而可以在凸轮构件50的圆周方向上作双向摆动操作。

此外，从操作臂80的固定制动装置操作用钢索W1的点81到上述轴心Y之间的距离L1，比从第2连接臂85的上述轴心Y到与上述止动凸起55卡合的点之间的距离L2大约长4倍，通过缩小L2/L1的比，可以减少操作制动装置的必要操作力。

在上述基部82有多个用于固定上述施力弹簧87的一端的槽，从而可以调节来自上述施力弹簧87的施力度。

在凸轮构件50的径向外侧配置了作为图5所示转动体罩壳的滚子罩壳60，该滚子罩壳整体呈环状，在其圆周方向上，以均等的角度位置设置了12个向轴向突出的弹簧罩壳63。在上述弹簧罩壳63之间分别收容着1个圆筒状滚子61。各个滚子61被施力弹簧62向顺时针方向施力。也就是说，通过凸轮面52的倾斜，各个滚子61被施力弹簧62朝着向径向外侧变位的方向施力。施力弹簧62的一端与滚子61碰接，另一端收容在分别设在各个弹簧罩壳63上的凹部64中。

另外，以沿着轴向贯通上述滚子罩壳60的弹簧罩壳63的状态设置了多个止动孔65、66。上述止动孔中，止动孔65设在与上述第1固定侧罩壳20的止动孔22和上述第2固定侧罩壳40的止动孔43对应的位置上，如图7B所示，滚子罩壳60、上述第1固定侧罩壳20、上述第2固定侧罩壳40由安装螺栓90和螺母93固定。在安装螺栓90的头部安装有压板91，该压板91的径向内侧部分比上述凸轮构件50的外周面更向径向内侧延伸，从而起到了防止该凸轮构件50脱落的作用。此外，该压板91的径向外侧部分比后述的作为第1制动体的制动片70的内侧面更加向径向外侧延伸，因而也具有防止该制动片70脱落的作用。

作为第1制动体的制动片70配置在上述滚子罩壳60的径向外侧。如图6所示，制动片70由相同形状的3个制动片构成。各个制动片70有约120度的角度宽度，在圆周方向的中央部分形成有第1凹部71和第2凹部72。如图7A所示，上述第1凹部71是用于与第1固定侧罩壳20的凸起26卡合的槽，通过与该第1凹部71卡合，制动片70便被保持在各自的设定位置上。

第2凹部是用于固定图2和图7A所示的作为弹性体的板簧95的槽，作为第1制动体的制动片70被该板簧95向径向内侧施力。上述板簧95具有向轴向延伸的面96和与这些面96平行的面97。面96固定在上述制动片70的第2凹部72中，面97与滚子罩壳60的下面相对固定。这样制动片70就可被向径向内侧施力。

板簧95具有带卡合孔的保持部98，通过将螺丝94穿过该卡合孔，再用螺丝94与设在滚子罩壳60上的螺丝孔进行螺纹结合，而将板簧固定到上述滚子罩壳60上。板簧94具有向与轴向垂直方向延伸的延伸面99。制动片70使用的材料可以是铝合金或橡胶材料。

制动片70的外周面距离轮毂轴2的轴心约60mm。通过制动片70的直径设定得这样大，能够使起制动作用的碰接面的面积增大。同时，也可以在保持碰接面的面积与以往的相同的情况下，通过缩小碰接面在轴向上的厚度而使制动装置B变薄。在本实施例中，制动片70的轴向厚度为7.5mm，与以往的滚子制动装置的制动片相比，实在属于薄形结构。

如图3所示，转动侧罩壳100呈圆盘形状，中心部分开有用于供轮毂轴1穿通的孔，在径向内侧区域内设有4个固定孔102。这些孔102的位置与设在轮毂体2上的固定孔10的位置相对应，借助带头部114的螺栓113，转动侧罩壳100可以共为一体转动地固定在轮毂体2上。该转动侧罩壳100的固定孔102和螺栓113构成为第2安装机构。从图3可以清楚地看到，螺栓113的头部114收容于在凸轮构件50的径向内侧形成的空间中。此外，从轮毂轴2的轴心方向观察，固定孔102和螺栓113处在上述轮毂轴2和上述凸轮构件50之间。

作为第2制动体的制动环110借助设在转动侧罩壳100上的8个固定孔101和穿过这些孔的安装螺丝103固定在转动侧罩壳100的径向外侧区域内。上述制动环110向轴向延伸，具有与上述制动片70的碰接面碰接的碰接面111。在转动侧罩壳100的外周部，与罩壳共为一体地设置了4块向径向延伸的散热板105。

从图3可以看到，在凸轮构件50形成的空间中还有轮毂体2的右端进入其中。这样就不会如以往的滚子制动装置那样将凸轮构件配置成与轮毂轴2并列。通过将凸轮构件50配置成处在轮毂轴2的端部的径向外侧，能够使轮毂体2与制动装置B的组合整体的宽度缩小。

根据上述结构，当操作安装在图未示出的车把上的制动杆时，操作臂80就能向图2中的箭头方向摆动，对凸轮构件50进行摆动操作。当对制动杆进行解除操作时，在设在操作臂80的基部82上的施力弹簧87的作用下，凸轮构件50便借助第2连接臂85回位到对侧，从而解除制动力。

本发明的其它实施例。

在上述实施例中，将固定侧罩壳与轮毂轴2相对固定起来的第1安装机构由安装在第2固定侧罩壳上的保持臂45和安装带46构成。但也可以采用如下的构成，即，在第1锁定衬垫4上设置花键，将第1安装机构设在固定在上述花键上的第1固定侧罩壳上。

此外，在上述实施例中，转动体采用了圆筒状滚子61，但也可以采用球状珠作为转动体。

Claims (4)

1、一种自行车用制动装置包括：固定侧罩壳；和将上述固定侧罩壳固定在自行车轮毂轴上的第1安装机构；和安装在上述固定侧罩壳上的转动体罩壳；和安装在上述转动体罩壳之内、能相对于上述轮毂轴在圆周方向以及径向上变位的转动体；和能相对于上述固定侧罩壳进行转动地安装在上述转动体径向内侧的位置上、用于操作上述转动体向上述径向的外侧变位的凸轮构件；和第1制动体，它相对于上述固定侧罩壳配置在上述转动体的径向的外侧，可借助上述转动体向径向外侧变位，而在变位到径向外侧的动作位置与相对于上述动作位置移动到径向内侧时的非动作位置之间进行变位；和转动侧罩壳；和用于将上述转动侧罩壳安装到能相对于上述轮毂轴转动的轮毂体上而设置在上述转动侧罩壳上的第2安装机构；和固定在上述转动侧罩壳上的第2制动体，它能在处于上述第1制动体的直径方向外例的状态下，当上述第1制动体处在上述动作位置时，与上述第1制动体碰接；该种自行车用制动装置的特征在于，在上述凸轮构件的上述径向内侧形成有能收容上述第2安装机构的至少一部分的空间，从上述轮毂轴的轴心方向观察，上述第2安装机构配置在上述轮毂轴和上述凸轮构件之间的位置上。

2、如权利要求1所述的自行车用制动装置，其特征在于，上述自行车用制动装置具有操作上述凸轮构件的凸轮操作部，该操作部包括，能在位于上述轮毂轴径向外侧的摆动轴心外周摆动的第1连接臂，和设在上述凸轮构件上的止动件，和能与上述第1连接臂共为一体地转动并与上述止动件卡合的第2连接臂。

3、如权利要求1所述的自行车用制动装置，其特征在于，上述转动体罩壳与上述固定例罩壳相对固定，上述各个转动体分别被各自独立的弹性体朝着向径向外侧变位的方向施力。

4、如权利要求1所述的自行车用制动装置，其特征在于，上述第1制动体被弹性体朝着径向内侧方向施力。

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