JP2009517287A

JP2009517287A - 自転車用ブレーキ

Info

Publication number: JP2009517287A
Application number: JP2008542945A
Authority: JP
Inventors: カイアッツォ・マルコ
Original assignee: Campagnolo SRL
Current assignee: Campagnolo SRL
Priority date: 2005-12-02
Filing date: 2005-12-02
Publication date: 2009-04-30
Also published as: DE212005000070U1; US20080202866A1; EP1814777B1; CN101076473B; TW200730392A; CN101076473A; TWI326259B; EP1814777A1; WO2007063564A1

Abstract

【課題】応力の分布を改善した自転車用のブレーキを提供する。
【解決手段】（i）ブレーキ・ケーブル（Ｂ）の内側ケーブル（Ｃ）への接続のための操作アームと、ブレーキ・パッド（Ｐ）を支持するための制動アームとを有している第１のレバー（２）、および（ii）ブレーキ・ケーブル（Ｂ）の鞘（Ｓ）への接続のための操作アームと、ブレーキ・パッド（Ｐ）を支持するための制動アームとを有している第２のレバー（３）を備えている自転車用のブレーキ（１）において、第１のレバー（２）の操作アームが、２つの並列のブランチ、すなわちブレーキ・ケーブル（Ｂ）に対して遠位側のブランチおよび近位側のブランチを有していることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、後輪において自転車のフレームに取り付けられるか、前輪においてフォークに取り付けられる自転車用のブレーキであって、それぞれにブレーキ・パッドを支持している２つのレバーを有しており、これらレバーが、一般的にはハンドルバーの端部に配置される制御レバーの操作に応じて、鞘付きのケーブル（外装ケーブル、ボーデン・ケーブル）を介して回動し、自転車の一方の車輪のリムにブレーキ・パッドを締め付けて車輪を停止させるブレーキに関する。

一方のレバーが鞘付きケーブルによって直接操作され、他方のレバーが、鞘付きケーブルによって直接操作される方のレバーとともに回動されるカムによって操作されるブレーキが、例えば特許文献１から知られている。

しかしながら、本発明は、操作アームを鞘付きのブレーキ・ケーブルの内側ケーブルに接続して有する第１の回動レバーと、操作アームをブレーキ・ケーブルの鞘に接続して有する第２の回動レバーとを備える形式の自転車用ブレーキに関する。

上記種類のブレーキについて、２つの形式が知られている。すなわち、１点ピボット式においては、両方のレバーが、自転車のフレームまたはフォークへの取り付け部としても機能する単一の中央ピボットまわりに回動され、２点ピボット式においては、２つのレバーのうちの一方（通常は、第２のレバーである）が、自転車への取り付け部としても機能する単一の中央ピボットまわりに回動される一方で、通常は第１のレバーである他方のレバーが、中央ピボットに固定された支持体上の第２のピボットまわりに回動される。

どちらの場合も、第２のレバーにおいて、ケーブルの鞘を取り付けるための領域ひいては操作アームが、車輪に対してひいては中央ピボットに対して、パッドを支持するための領域ひいては制動アームと同じ側に位置する一方で、第１のレバーにおいては、操作アームが、車輪に対して、制動アームの反対側に位置している。

結果として、第２のレバーは、特許文献２に示されているように、基本的にＶ字形であって、操作アームと制動アームとが、車輪から離れる方に向かって開く角度を両者の間に形成しており、特許文献３に示されているように、２つのアーム間で延びる補強梁を設けることができる。

反対に、第１のレバーは、わずかに湾曲した形状であって、操作アームと制動アームとが、車輪に向かって開く鈍角を両者の間に形成しており、類似の補強梁は、車輪を受け入れるように意図されているパッド間の空間を占めることになるので、省略されている。
米国特許出願公開第2004/0074704 A1号明細書米国特許第6,412,605 B2号明細書欧州特許出願公開第EP 0 965 518 A1号明細書

本発明の基礎にある目的は、自転車用のブレーキにおける応力の分布を改善することにある。

本発明は、（i）ブレーキ・ケーブルの内側ケーブルへの接続のための操作アームと、ブレーキ・パッドを支持するための制動アームとを有している第１のレバー、および（ii）ブレーキ・ケーブルの鞘への接続のための操作アームと、ブレーキ・パッドを支持するための制動アームとを有している第２のレバーを備えている自転車用のブレーキにおいて、第１のレバーの操作アームが、２つの並列のブランチ、すなわちブレーキ・ケーブルに対して遠位側のブランチおよび近位側のブランチを有していることを特徴とするブレーキに関する。

本件出願の出願人は、公知のブレーキにおいては、単一のブランチで構成されている第１のレバーの操作アームが、制御ケーブルの内側ケーブルに接続されている端部が制御ケーブルの内側ケーブルによって引かれて、パッドがリムに押し付けられるときに、かなりの曲げ応力にさらされることを実際に確認した。この単一のブランチを２つの並列のブランチで置き換えることによって、制動時に、引っ張りケーブルに対して遠位側のブランチが、基本的に引っ張り応力のみにさらされ、引っ張りケーブルに対して近位側のブランチが、基本的に圧縮応力のみにさらされる。ブレーキのレバーを一般的に構成している材料は、曲げ強度よりも充分に大きい圧縮強度および引っ張り強度を有しているため、より強いブレーキを得ることができ、さらには第１のレバーの操作アームの総断面積がより小さくても充分であるため、より軽量でもあるブレーキを得ることができる。

好ましくは、２つのブランチが、ブレーキ・ケーブルの内側ケーブルへの接続のための領域において結合している。

これによれば、比較的大きい断面積の操作アームの領域が形成されるが、これはブレーキ・ケーブルの内側ケーブルの端部の取り付けに適する。

同様に、２つのブランチが、第１のレバーのピボット領域において結合してもよい。

さらには、やはり同様に、第１のレバーの制動アームのうちの第１のレバーのピボット領域に隣接する部位が、２つの並列のブランチ、すなわちブレーキ・ケーブルに対して遠位側のブランチおよび近位側のブランチを有してもよく、これらのブランチがそれぞれ、やはり制動の際に、ブランチが１つだけである場合に存在すると考えられる第１のレバーそのもののピボットに直交する平面内の曲げ応力にではなく、基本的に引っ張り応力および圧縮応力のみにさらされる。

好ましくは、第１のレバーの制動アームの、パッドを支持するための領域に隣接する領域は、単一のブランチを備える。

そのような領域を単一のブランチで製作することによって、第１のレバーによって占められる総空間を小さく保ちつつ、充分に大きい断面積を与えることができ、これによって、制動時に、回転している車輪によってパッドが引きずられることで生じる曲げ応力、すなわち第１のレバーのピボットと平行な平面内に位置する応力にも耐えることができる。

好ましくは、第２のレバーは、操作アームと制動アームとの間を延びる補強梁を有している。

さらに、それ自身が単独でも有利な構成においては、補強梁は、ブレーキ・ケーブルの鞘への接続のための領域と操作アームの中間点との間で、操作アームに結合している。

これによれば、補強梁は、制動の際に、回転している車輪によってパッドが引きずられることで生じる第２のレバーのピボットに平行な平面内の曲げ応力に耐える点において、より効果的になる。

一実施形態においては、上記中間点が、ブレーキ・ケーブルの鞘への接続のための領域よりも第２のレバーのピボット領域に近い。

これによれば、補強梁が、よりいっそう効果的になる。

好ましくは、上記実施形態において、補強梁が、中央ピボットに垂直な平面において制動アームから操作アームへ向かって湾曲する形状を有している。

一実施形態においては、第１のレバーおよび第２のレバーが、自転車のフレームまたはフォークへの取り付けのために設けられた単一の中央ピボットまわりに回動され、換言すると、ブレーキが１点ピボット式である。

他の実施形態においては、通常は第２のレバーである、レバーのうちの一方が、自転車への取り付けのために設けられた中央ピボットまわりに回動される一方で、通常は第１のレバーである、他方のレバーが、中央ピボットに固定された支持体上の第２のピボット（４０）まわりに回動され、換言すると、ブレーキが２点ピボット式である。

機械的強度についての適切な特徴を維持しつつ、ブレーキの重量を軽く保つため、それ自身が単独でも有利な構成においては、支持体が、中央ピボットを受けるための穴と第２のピボットを受けるための穴との間に、開口を有している。

本発明のさらなる特徴および利点が、添付の図面を参照しつつ行われるいくつかの好ましい実施形態についての説明から、より明らかになるであろう。

図１を参照すると、本発明の一実施形態による１点ピボット式の自転車用ブレーキ１が、第１のレバー２および第２のレバー３を有しており、両者とも共通の中央ピボット４まわりに回動する。

中央ピボット４は、レバー２、３を回動自在に軸支するほか、後輪における自転車のフレームまたはフロントフォークへの取り付けにも使用されている。

第１のレバー２は、図２により詳しく示されているが、ピボット４への取り付けのためのピボット領域６からブレーキ・ケーブルＢの内側ケーブルＣへの接続（この接続自体は公知技術による）のための領域７まで延びている操作アーム５と、ピボット領域６からブレーキ・パッドＰを支持するための領域９まで延びている制動アーム８とを有している。

従来技術によるブレーキ・ケーブルＢは、基本的に延びることのないボーデン・ケーブルであり、内側ケーブルＣが鞘Ｓの内側に保護されている。

同様に、第２のレバー３は、図３により詳しく示されているが、ピボット４への取り付けのためのピボット領域１１からブレーキ・ケーブルＢの鞘Ｓへの接続（この接続自体は公知技術による）のための領域１２まで延びている操作アーム１０と、ピボット領域１１からブレーキ・パッドＰを支持するための領域１４まで延びている制動アーム１３とを有している。

補強梁１５が、第２のレバー３の２つのアームの間、すなわち操作アーム１０と制動アーム１３との間を延びている。

ここに図示されておらず、通常はハンドルバーの端部に配置されている制御レバーの操作に応答してブレーキ・ケーブルＢが引かれると、２つの操作アーム５、１０が互いに接近し、したがってレバー２、３が、ブレーキ・パッドＰを自転車の一方の車輪のリムに締め付けて車輪を止めるよう、中央ピボット４まわりに回動される。

この目的のため、２つのレバー２、３の制動アーム８、１３は、パッドＰを支持するための領域９、１４が基本的にお互いに面して広がるよう、湾曲または屈曲している。

制御レバーの操作が停止すると、復帰手段、例えば１つ以上の巻きを有するワイヤばねなどが、２つのレバー２、３を休止位置に向かって復帰させ、パッドＰがお互いに離れて車輪のリムに接触しなくなる。

ブレーキ・ケーブルＢが、中央ピボット４に対して一方の側（図１の左側）で延びているため、第１のレバー２においては、操作アーム５が、中央ピボット４に対して制動アーム８の反対側に位置しており、アーム５、８が、車輪に向かって開く鈍角を両者の間に形成している。

一方、第２のレバー３においては、操作アーム１０が、車輪ひいては中央ピボット４に対して、制動アーム１３と同じ側に位置している。したがって、第２のレバー３の操作アーム１０および制動アーム１３は、車輪から離れる方に向かって開く角度を両者の間に形成している。

図２により詳しく見られるように、第１のレバー２の操作アーム５は、遠位側ブランチ５ａおよび近位側ブランチ５ｂという並列の２つのブランチを有している。ここで、遠位側および近位側という用語は、図面に示したブレーキの向きにおいて前記接続のための領域７、１２の上方に配置されているブレーキ・ケーブルＢの位置に対して使用されている。２つのブランチ５ａ、５ｂは、ブレーキ・ケーブルＢの内側ケーブルＣへの接続のための領域７において結合し、第１のレバー２のピボット領域６において結合している。

ブレーキ１の操作時、第１のレバー２の接続のための領域７が、ブレーキ・ケーブルＢの内側ケーブルＣによってレバー３に向かって（図面に関して上方に）引かれ、パッドＰがリムに対して押し付けられると、遠位側のブランチ５ａ（図の下側）が引っ張り応力にさらされる一方で、近位側のブランチ５ｂ（図の上側）は、圧縮応力にさらされる。代わりに、２つのブランチ５ａ、５ｂにおける曲げ応力は、無視できるほどに小さく、これは、曲げ強度が一般的には引っ張り強度および圧縮強度よりも大幅に低い点で有利である。もし、遠位側および近位側の２つのブランチ５ａ、５ｂの代わりに、単一ブランチの操作アーム５が設けられたならば、中央ピボット４に直交する平面において顕著な曲げ応力にさらされることになる点に注目されたい。

さらに、単一のブランチ５ａ、５ｂの断面積は、それぞれ上記引っ張りおよび圧縮応力に耐えるための大きささえあればよい。結果として、全体としての操作アーム５の断面積が、遠位側および近位側の２つのブランチ５ａ、５ｂの代わりに単一ブランチの操作アーム５を設けた場合に必要とされる断面積よりも小さくなる。したがって、全体としてのブレーキ１が、従来技術によるブレーキの構成に比べて軽くなる。

２つのブランチが接続のための領域７およびピボット領域６において結合することで、これらの領域が、それぞれブレーキ・ケーブルＢの内側ケーブルＣの端部への接続のための手段および中央ピボット４への接続のための手段を実現するために適した、比較的大きい断面積を有している。

ピボット領域６に隣接する部位において、第１のレバー２の制動アーム８も、やはり並列の遠位側ブランチ８ａおよび近位側ブランチ８ｂを有しており、ここでも遠位側および近位側という用語は、取り付けされた状態のブレーキ１のブレーキ・ケーブルＢを基準に使用されている。

ブレーキ１の操作時、第１のレバーの制動アーム８は、車輪のリムによってパッドＰ、ひいてはパッドを支持するための領域９に加えられる反作用力（図面の右側を向いている）にさらされる。２つのブランチ８ａ、８ｂを備える上述の構成によれば、遠位側のブランチ８ａ（図の下側）が引っ張り応力にさらされる一方で、近位側のブランチ８ｂ（図の上側）は、圧縮応力にさらされる。反対に、２つのブランチ８ａ、８ｂにおける曲げ応力は、無視できるほどに小さく、操作アーム５に２つのブランチ５ａ、５ｂを設ける場合に関して上述した利点と同様の利点を備えている。

反対に、制動アーム８の残りの部分は、回転している車輪によってパッドＰが引きずられることで生じるピボット４と平行（図面の紙面に垂直）な平面内の曲げ応力にも耐えるために適している単一のブランチ８ｃを有している。

すでに述べたように、第２のレバー３は、操作アーム１０と制動アーム１３との間を延びる補強梁１５を有している。

図３により詳しく示されているように、補強梁１５は、ブレーキ・ケーブルＢの鞘Ｓへの接続のための領域１２と、操作アーム１０のほぼ中央との間において、操作アーム１０に結合している。

補強梁１５を、ブレーキ・ケーブルＢの鞘Ｓへの接続のための領域１２まで延ばさず、操作アーム１０の中間点へ延ばすことによって、補強梁１５が第２のレバー３のピボット領域１１により近くなる。結果として、補強梁１５が、回転している車輪によってパッドが引きずられることで生じるピボット４と平行（図面の紙面に垂直）な平面内の曲げ応力に耐える点で、より効率的になる。

図４に示した第２のレバーの他の実施形態においては、同様の符号がダッシュ記号付きで使用されているが、補強梁１５’が、中央ピボットに直交する平面（図面の紙面の平面）において制動アーム１３’から操作アーム１０’へ向かい、ブレーキ・ケーブルＢの鞘Ｓへの接続のための領域１２’よりも第２のレバー３’のピボット領域１１’により近い中間部において操作アーム１０’に結合する、湾曲形状を有している。

補強梁１５’は、回転している車輪によってパッドＰが引きずられることで生じる、ピボット４に平行（図面の紙面に垂直）な平面内の曲げ応力に耐える点で、よりいっそう効率的である。

図５には、本発明の他の実施形態による２点ピボット式の自転車用ブレーキ２１が示されており、上述したブレーキ１と同様の部品が、２０だけ増加させた同様の符号で示されている。

ブレーキ２１は、第２のレバー２３が、ブレーキ２１を自転車に取り付けるためにも機能する中央ピボット２４まわりに回動される一方で、第１のレバー２２が、中央ピボットに固定された支持体４１上の第２のピボット４０まわりに回動される点で、ブレーキ１と相違している。

第１のレバー２２は、図６により詳しく示されているが、ピボット領域２６の位置が相違している他に、制動アーム２８の全体が単一のブランチである点で、図２の第１のレバー２と相違している。ブレーキ２１のような２点ピボットのブレーキにおいては、操作アーム２５と制動アーム２８は、ほぼ１．５：１の比の長さを有しており、この比がほぼ１：１であるブレーキ１のような１点ピボット式のブレーキと対照的である。したがって、制動力が等しいならば、ブレーキ２１の制動アーム２８は、ブレーキ１の制動アームと比べ、より大きな単位長さ当たりの応力にさらされる。したがって、制動アーム２８が全体として、回転している車輪によってパッドＰが引きずられることで生じる、ピボット２６に平行（図面の紙面に垂直）な平面内の曲げ応力に耐えるためにも適している単一のブランチを備えることが適切である。

２点ピボットのブレーキ２１の第２のレバー２３は、図７により詳しく示されているが、第１のレバー２２の操作アーム２５と制動アーム２８とが異なる長さであるがために生じる力の相違をバランスさせるために、第１のレバー２２上の適切な手段と協働する突起３６を、ピボット領域３１から操作アーム３０および制動アーム３３に対して反対側に延びるように有している点で、１点ピボットのブレーキ１の第２のレバー３と相違している。

当然ながら、この場合においても、補強梁３５を図４に示したように形成することが可能である。

図８に示されているように、支持体４１は、中央ピボット２４を受けるための穴４３と第２のピボット４０を受けるための穴４４との間に、開口４２を有している。このような開口４２は、機械的強度についての適切な特徴を維持しつつ、ブレーキ２１の重量を小さく保つことを可能にする。

当然ながら、上述したブレーキ１、２１の両者において、中央ピボット４、２４の軸に沿った２つのレバー２、３または３’、２２、２３の相互の位置を、逆にすることも可能である。

さらに、２つの並列のブランチ８ａ、８ｂをもつという第１のレバー２の制動アーム８の構成が、第１のレバー２、２２の操作アーム５、２５が２つの並列のブランチ５ａ、５ｂ、２５ａ、２５ｂをもつ構成か否かにかかわらず、好ましく、有利であることを、当業者であれば理解できるであろう。

また、図示および説明した第２のレバー３、３’、２３の種々の構成は、第１のレバー２、２２の操作アーム５、２５が２つの並列のブランチ５ａ、５ｂ、２５ａ、２５ｂをもつ構成か否かかかわらず、好ましく、有利である。

本発明による１点ピボットのブレーキの斜視図を示している。図１のブレーキの第１のレバーの正面図を示している。図１のブレーキの第２のレバーの正面図を示している。図３の第２のレバーの別の実施形態の正面図を示している。本発明による２点ピボットのブレーキの斜視図を示している。図５のブレーキの第１のレバーの正面図を示している。図５のブレーキの第２のレバーの正面図を示している。図５のブレーキの支持体の正面図を示している。

Claims

（i）ブレーキ・ケーブル（Ｂ）の内側ケーブル（Ｃ）への接続のための操作アーム（５、２５）と、ブレーキ・パッド（Ｐ）を支持するための制動アーム（８、２８）とを有している第１のレバー（２、２２）、および
（ii）前記ブレーキ・ケーブル（Ｂ）の鞘（Ｓ）への接続のための操作アーム（１０、３０）と、ブレーキ・パッド（Ｐ）を支持するための制動アーム（１３、３３）とを有している第２のレバー（３、３’、２３）を備えている自転車用のブレーキ（１、２１）において、
前記第１のレバー（２、２２）の操作アーム（５、２５）が、並列の２つのブランチ（５ａ、５ｂ、２５ａ、２５ｂ）、すなわち前記ブレーキ・ケーブル（Ｂ）に対して遠位側のブランチおよび近位側のブランチを有していることを特徴とするブレーキ（１、２１）。
請求項１において、
前記２つのブランチ（５ａ、５ｂ、２５ａ、２５ｂ）が、前記ブレーキ・ケーブル（Ｂ）の内側ケーブル（Ｃ）への接続のための領域（７、２７）において結合していることを特徴とするブレーキ（１、２１）。
請求項１または２において、
前記２つのブランチ（５ａ、５ｂ、２５ａ、２５ｂ）が、前記第１のレバー（２、２２）のピボット領域（６、２６）において結合していることを特徴とするブレーキ（１、２１）。
請求項１から３までのいずれか一項において、
前記第１のレバー（２）の制動アーム（８）が、前記第１のレバー（２）のピボット領域（６）に隣接して、並列の２つのブランチ（８ａ、８ｂ）、すなわち前記ブレーキ・ケーブル（Ｂ）に対して遠位側のブランチおよび近位側のブランチを有していることを特徴とするブレーキ（１）。
請求項１から４までのいずれか一項において、
前記第１のレバー（２）の制動アーム（８）が、前記ブレーキ・パッド（Ｐ）を支持するための領域（９）に隣接して、単一のブランチ（８ｃ）を有していることを特徴とするブレーキ（１）。
請求項１から５までのいずれか一項において、
前記第２のレバー（３、３’、２３）が、前記操作アーム（１０、１０’、３０）と前記制動アーム（１３、１３’、３３）との間を延びる補強梁（１５、１５’、３５）を有していることを特徴とするブレーキ（１、２１）。
請求項６において、
前記補強梁（１５、１５’、３５）が、前記ブレーキ・ケーブル（Ｂ）の鞘（Ｓ）への接続のための領域（１２、１２’、３２）と前記操作アーム（１０、１０’、３０）の中間点との間で前記操作アーム（１０、１０’、３０）に結合していることを特徴とするブレーキ（１、２１）。
請求項７において、
前記中間点が、前記ブレーキ・ケーブル（Ｂ）の鞘（Ｓ）への接続のための領域（１２、１２’、３２）よりも前記第２のレバー（３、３’、２３）のピボット領域（１１、１１’、３１）に近いことを特徴とするブレーキ（１、２１）。
請求項８において、
前記補強梁（１５’）が、中央ピボット（４、２４）に垂直な平面において前記制動アーム（１３’）から操作アーム（１０’）へ向かって湾曲する形状を有していることを特徴とするブレーキ（１、２１）。
請求項１から９までのいずれか一項において、
前記第１のレバー（２）および第２のレバー（３、３’）が、自転車のフレームまたはフォークへの取り付けのために設けられた単一の中央ピボット（４）まわりに回動されることを特徴とするブレーキ（１）。
請求項１から１０までのいずれか一項において、
一方の前記レバー（２３）が、自転車への取り付けのために設けられた中央ピボット（２４）まわりに回動され、他方の前記レバー（２２）が、前記中央ピボット（２４）に固定された支持体（４１）上の第２のピボット（４０）まわりに回動されることを特徴とするブレーキ（２１）。
請求項１１において、
前記支持体（４１）が、前記中央ピボット（２４）を受けるための穴（４３）と前記第２のピボット（４０）を受けるための穴（４４）との間に、開口（４２）を有していることを特徴とするブレーキ（２１）。