JP2014105767A - 自転車用ブレーキシュー - Google Patents

Abstract

【課題】乾燥時と水濡れ時の両方において優れた制動性能が得られる自転車用ブレーキシューを提供すること。
【解決手段】自転車のリムに押圧してその摩擦力により車輪の回転を抑制する自転車用ブレーキシューであって、ゴムやエラストマー、熱可塑性樹脂などで構成され、リムとの接触面には、凹凸の小さいスムーズ面部分４２と凹凸の大きい粗面部分４３と凹凸の小さいスムーズ面部分４２とをこの順にリムの移動方向に配置した第２の構造部分４７をリムの移動方向に複数個配置し、自転車用ブレーキシュー４０をリムに押圧したときにすべてのスムーズ面部分４２とすべての粗面部分４３の凸部は同時にリムに接触するように構成され、互いに隣接する第２の構造部分４７の間は溝４８により分離されており、溝４８の形状は、第２の構造部分４７がそれぞれ個々に独立に弾性変形可能であるように設定されている。
【選択図】 図５

Description

本発明は、自転車のリムに押圧してその摩擦力により車輪の回転を抑制する自転車用ブレーキシューに関する。

一般に、従来の自転車用ブレーキシューは、特許文献１に記載のように、リムとの接触部分はリムの移動方向に長手方向を有し、その長手方向が溝により複数のブロックに分割されている。また、雨や晴れの場合などの気象条件が変化した場合においてもその制動性能を確保するため、様々な工夫がなされている。例えば、特許文献１においてはリムとの接触部分に使用する材料を選択し、特許文献２においては溝の形状を水切に適した形状とし、特許文献３においてはリムと接触する面に凹凸を形成している。また、自転車用の高性能ブレーキの共同開発の実施報告が非特許文献１に記載されている。

特開２００２−８１４７７号公報 実開平４−２３８３８号公報 実開平４−１０９２３４号公報

平成１８年度自転車安全性向上研究開発実施報告書、財団法人自転車産業振興協会発行、平成１９年３月

従来、自転車用ブレーキシューに関して上記のような様々な改良が行われてきたが、十分な性能は得られていない。例えば、非特許文献１の中のＢ−３報告書には溝形状について様々な改善を行った自転車用ブレーキシューの試験結果が掲載されているが、リムの材質がアルミニウム、ステンレスのいずれであっても、乾燥時と水濡れ時の両方で自転車協会認証（ＢＡＡ）規格の制動性能を満たすものは得られていない。特に水濡れ時に制動性能が劣化してしまう場合が多い。

そこで、本発明は、係る問題を解決するためになされたものであり、乾燥時と水濡れ時の両方において優れた制動性能が得られる自転車用ブレーキシューを提供することを目的とする。

第１の観点では、本発明は、自転車のリムに押圧してその摩擦力により車輪の回転を抑制する自転車用ブレーキシューであって、ゴム、またはエラストマー、または熱可塑性樹脂、または熱硬化性樹脂で構成され、前記リムとの接触面に、少なくとも１つの凹凸の小さいスムーズ面部分と少なくとも１つの凹凸の大きい粗面部分とを前記リムの移動方向に配置し、当該ブレーキシューをリムに押圧したときに前記スムーズ面部分と前記粗面部分の凸部は同時に前記リムに接触することを特徴とする自転車用ブレーキシューを提供する。本発明において、凹凸の小さいスムーズ面部分とは、その面の形状が平面か曲面かによらず表面が滑らかな表面部分であり、凹凸の大きい粗面部分とは、表面が荒れた、または表面に故意に凹凸を設けた表面部分である。例えば、スムーズ面部分の表面粗さは１〜５μｍ程度以下、粗面部分の表面粗さは２０〜１００μｍ程度とすることができる。

従来の自転車用ブレーキシューにおいては、ゴムなどの材料で構成されたリムとの接触面は、単に滑らかなスムーズ面であるか、凹凸の大きい粗面であるかのどちらかである。この場合、自転車用ブレーキシューを水で濡れたリムと接触させたとき、リムとの間の摩擦係数は、スムーズ面の場合は動摩擦係数は大きいが静止摩擦係数は小さく、逆に粗面の場合は動摩擦係数は小さいが静止摩擦係数は大きくなり、いずれの場合もリムの滑り速度に対して摩擦係数の変化が大きいことが発明者らにより明らかとなった。一方、本発明のように、リムの移動方向にスムーズ面部分と粗面部分とを配置し、リムに押圧したときに両方の面が同時にリムに接触する構成とすることにより、静止摩擦係数と動摩擦係数の差は小さくなり、これによりリムの滑り速度に対する摩擦係数の変化が小さくなり、乾燥時と水濡れ時の両方において優れた制動性能が得られることが発明者らにより確認された。

第２の観点では、本発明は、第1の観点の自転車用ブレーキシューにおいて、前記リムとの接触面に、１つの凹凸の小さいスムーズ面部分と１つの凹凸の大きい粗面部分とをリムの移動方向にこの順に配置した第１の構造部分を有することを特徴とする。リムの移動方向に対して、第１の構造部分とは逆に先に凹凸の大きい粗面部分を配置しその後に凹凸の小さいスムーズ面部分を配置する場合に比べて、第１の構造部分のような順番でスムーズ面部分と粗面部分とを配置する構成の方が優れた制動性能が得られることが発明者らにより確認された。なお、自転車用ブレーキシューの接触面全体が１つの凹凸の小さいスムーズ面部分と１つの凹凸の大きい粗面部分とに分割されていてもよく、または、その接触面の一部に１個または複数個の第１の構造部分を有していてもよい。

第３の観点では、本発明は、前記第１の観点の自転車用ブレーキシューにおいて、前記リムとの接触面に、１つの凹凸の小さいスムーズ面部分と１つの凹凸の大きい粗面部分と１つの凹凸の小さいスムーズ面部分とをリムの移動方向にこの順に配置した第２の構造部分を有することを特徴とする。本観点の発明では、第２の観点の発明よりもさらに優れた制動性能が得られることが確認されている。なお、自転車用ブレーキシューの接触面全体で１つの第２の構造部分を構成していてもよく、または、その接触面の一部に１個または複数個の第２の構造部分を有していてもよい。

第４の観点では、本発明は、前記第２の観点の自転車用ブレーキシューにおいて、前記第１の構造部分をリムの移動方向に複数個配置したことを特徴とする。本観点の発明は、リムとの接触面の全体に対する第１の構造部分の占める面積が同じであれば、大きな面積の第１の構造部分を１つ配置するよりも、小さな面積の第１の構造部分をリムの移動方向に複数個配置した方が優れた制動性能が得られることによる。第１の構造部分の配置数は、２〜１０個程度が望ましい。

第５の観点では、本発明は、前記第３の観点の自転車用ブレーキシューにおいて、前記第２の構造部分をリムの移動方向に複数個配置したことを特徴とする。本観点の発明は、リムとの接触面の全体に対する第２の構造部分の占める面積が同じであれば、大きな面積の第２の構造部分を１つ配置するよりも、小さな面積の第２の構造部分をリムの移動方向に複数個配置した方が優れた制動性能が得られることによる。その配置数は、２〜１０個程度が望ましい。

第６の観点では、本発明は、前記第２または第３の観点の自転車用ブレーキシューにおいて、前記第１の構造部分および前記第２の構造部分のそれぞれ少なくとも１つをリムの移動方向に配置したことを特徴とする。本観点の発明は、リムとの接触面に、リムの移動方向に第１の構造部分と第２の構造部分を組み合わせて配置するものである。

第７の観点では、本発明は、前記第４乃至第６のいずれかの観点の自転車用ブレーキシューにおいて、互いに隣接する前記第１の構造部分または前記第２の構造部分の間は溝により分離されており、該溝の形状は、前記前記第１の構造部分または前記第２の構造部分がそれぞれ個々に独立に弾性変形可能であるように設定されていることを特徴とする。自転車用ブレーキシューのリムとの接触面をリムの移動方向に配置した複数個の第１の構造部分または第２の構造部分で構成する場合、リムに押圧した時にそれぞれの第１の構造部分または第２の構造部分が個々に独立に弾性変形可能であるように設定することにより、リムとの接触における個々の部分の密着性が高まり、また、リムの移動に対しても弾性変形して接触時間が長くなることにより摩擦力が大きくなる。そこで、本観点の発明の自転車用ブレーキシューでは、さらに優れた制動性能が得られる。なお、前記溝は第１の構造部分または第２の構造部分が個々に独立に弾性変形可能であるようにある程度の深さがあればよく、その形状は任意に選択でき、例えばリムの移動方向の断面形状は、矩形状、台形状、逆台形状、Ｕ字状、Ｖ字状などが可能である。

第８の観点では、本発明は、前記第７の観点の自転車用ブレーキシューにおいて、前記スムーズ面部分および前記粗面部分と前記溝の側面との成す角度が６０度〜１２０度であることを特徴とする。複数個の第１の構造部分または第２の構造部分を個々に分離する溝の断面形状は台形または逆台形とするのが最も簡単であり、この場合、溝により分割された第１の構造部分または第２の構造部分が個々に独立に弾性変形可能であるようにするためには、リムとの接触面と溝の側面との成す角度が６０度〜１２０度であることが望ましい。

第９の観点では、本発明は、前記第１乃至第８のいずれかの観点の自転車用ブレーキシューにおいて、前記リムとの接触面における前記粗面部分の面積は、前記リムとの接触面の全体の面積に対して３０％〜８０％であることを特徴とする。発明者らの実験を含めた検討の結果、優れた制動性能を得るためには接触面の全体に対する粗面部分の割合が３０％〜８０％であることが望ましく、その中でも５０〜７０％程度である場合が最も高い制動性能が得られることが確認されている。

上記のように、本発明により、乾燥時と水濡れ時の両方において優れた制動性能が得られる自転車用ブレーキシューが得られる。

実施例１に係る自転車用ブレーキシューを示す斜視図。 実施例２に係る自転車用ブレーキシューを示す斜視図。 実施例３に係る自転車用ブレーキシューを示す斜視図。 実施例４に係る自転車用ブレーキシューを示す斜視図。 実施例５に係る自転車用ブレーキシューを示す斜視図。

以下、図面を参照して本発明を実施例により詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一符号を付し、その重複した説明を省略する。

図１は、実施例１に係る自転車用ブレーキシューを示す斜視図である。図１において、本実施例の自転車用ブレーキシュー１は、自転車のリムに押圧してその摩擦力により車輪の回転を抑制する自転車用ブレーキシューであって、ゴムで構成され、リムとの接触面は、リムの移動方向に対して、凹凸の小さいスムーズ面部分２と凹凸の大きい粗面部分３とに分割され、このブレーキシューをリムに押圧したときにスムーズ面部分２と粗面部分３の凸部は同時にリムに接触するように構成されている。なお、自転車用ブレーキシュー１は、金属などで構成されたブレーキシューホルダー４に装着され、ブレーキシューホルダー４はブレーキアームなどのブレーキ機構に取り付けるためのシャフト５を備えている。スムーズ面部分２は表面が見かけ上滑らかな部分であり、粗面部分３は、表面を表面粗さ２０〜５０μｍ程度に荒らした部分である。スムーズ面部分２と粗面部分３の間の分離部分６は、リムへの押圧時に表面がリムと接触しなければよく、窪みや溝であってもよい。また、分離部分６の幅が０、すなわち、分離部分６が無く、スムーズ面部分２と粗面部分３が接していてもよい。なお、粗面部分３の面積は、リムとの接触面の全体の面積に対して５０％〜７０％程度である。

また、本実施例の自転車用ブレーキシュー１は、図１に示すように従来の自転車用ブレーキシューの外形と同様に全体が直方体に近い形状であるが、接触面の形状は、リムの移動方向の長さがそれと直行する方向の幅よりも大きければよく、長方形ではなく楕円形やその他の形状であってもよい。また、接触面は平面である必要はなく、リムとの接触面積が大きくなるような接触部分のリムの形状に合わせた曲面であってもよい。また、本実施例の自転車用ブレーキシュー１の材料としては、ゴム以外にも、エラストマー、または熱可塑性樹脂、または熱硬化性樹脂などが使用でき、リムとの間の摩擦力が大きく、摩耗による耐久性に優れ、ある程度の変形が可能な弾性が得られる材料であればよい。なお、使用可能なゴム材料の一例としては、ＮＢＲ（アクリロニトリルブタジエンゴム）がある。また、自転車用ブレーキシュー１の外形の一例としては、リムの移動方向の長さは３０〜５０ｍｍ程度、幅は５〜２０ｍｍ程度、厚さは５〜２０ｍｍ程度とすることができる。

図２は、実施例２に係る自転車用ブレーキシューを示す斜視図である。図２において、本実施例の自転車用ブレーキシュー１０は、外形や材料などは実施例１と同様であるが、リムとの接触面のみ異なっている。本実施例においては、リムとの接触面は、リムの移動方向に対して、凹凸の小さいスムーズ面部分１２と凹凸の大きい粗面部分１３と凹凸の小さいスムーズ面部分１２とをこの順に配置するように分割され、この自転車用ブレーキシューをリムに押圧したときにスムーズ面部分１２と粗面部分１３の凸部は同時にリムに接触するように構成されている。スムーズ面部分１２と粗面部分１３の表面状態は実施例１のスムーズ面部分２、粗面部分３とそれぞれ同じである。スムーズ面部分１２と粗面部分１３の間の分離部分１６も実施例１の分離部分６と同様である。なお、粗面部分１３の面積は、リムとの接触面の全体の面積に対して５０％〜７０％程度である。

本実施例においては、実施例１よりも優れた制動性能が得られる。

図３は、実施例３に係る自転車用ブレーキシューを示す斜視図である。図３において、本実施例の自転車用ブレーキシュー２０は、外形や材料などは実施例１と同様であるが、リムとの接触面のみ異なっている。本実施例においては、リムとの接触面には、実施例１のような凹凸の小さいスムーズ面部分２２と凹凸の大きい粗面部分２３とをこの順にリムの移動方向に配置した第１の構造部分２７をリムの移動方向に４個配置している。自転車用ブレーキシュー２０をリムに押圧したときにすべてのスムーズ面部分２２とすべての粗面部分２３の凸部は同時にリムに接触するように構成されている。スムーズ面部分２２と粗面部分２３の間の分離部分２６、および第１の構造部分２７の間の分離部分２８は実施例１の分離部分６と同様にリムへの押圧時に表面がリムと接触しなければよく、窪みや溝であってもよい。なお、粗面部分２３の面積は、リムとの接触面の全体の面積に対して５０％〜７０％程度である。

本実施例においては、実施例１や実施例２よりも優れた制動性能が得られる。

図４は、実施例４に係る自転車用ブレーキシューを示す斜視図である。図４において、本実施例の自転車用ブレーキシュー３０は、外形や材料などは実施例１と同様であるが、リムとの接触面のみ異なっている。本実施例においては、リムとの接触面には、実施例２のような凹凸の小さいスムーズ面部分３２と凹凸の大きい粗面部分３３と凹凸の小さいスムーズ面部分３２とをこの順にリムの移動方向に配置した第２の構造部分３７をリムの移動方向に４個配置している。自転車用ブレーキシュー３０をリムに押圧したときにすべてのスムーズ面部分３２とすべての粗面部分３３の凸部は同時にリムに接触するように構成されている。スムーズ面部分３２と粗面部分３３の間の分離部分３６、および第２の構造部分３７の間の分離部分３８は実施例１の分離部分６と同様にリムへの押圧時に表面がリムと接触しなければよく、窪みや溝であってもよい。なお、粗面部分３３の面積は、リムとの接触面の全体の面積に対して５０％〜７０％程度である。

本実施例においては、実施例３よりも優れた制動性能が得られる。

図５は、実施例５に係る自転車用ブレーキシューを示す斜視図である。図５において、本実施例の自転車用ブレーキシュー４０は、実施例４と同様に、リムとの接触面には、実施例２のような凹凸の小さいスムーズ面部分４２と凹凸の大きい粗面部分４３と凹凸の小さいスムーズ面部分４２とをこの順にリムの移動方向に配置した第２の構造部分４７をリムの移動方向に４個配置している。自転車用ブレーキシュー４０をリムに押圧したときにすべてのスムーズ面部分４２とすべての粗面部分４３の凸部は同時にリムに接触するように構成されている。さらに、互いに隣接する第２の構造部分４７の間は溝４８により分離されており、溝４８の形状は、第２の構造部分４７がそれぞれ個々に独立に弾性変形可能であるように設定されている。また、スムーズ面部分４２および粗面部分４３と溝４８の側面４９との成す角度は８０度〜１００度程度となっている。スムーズ面部分４２と粗面部分４３の間の分離部分４６は実施例１の分離部分６と同様にリムへの押圧時に表面がリムと接触しなければよく、窪みや溝であってもよい。なお、粗面部分４３の面積は、リムとの接触面の全体の面積に対して５０％〜７０％程度である。全体の外形や材料などは実施例１と同様である。

本実施例においては、リムとの接触における個々の第２の構造部分４７の密着性が高まり、また、リムの移動に対しても第２の構造部分４７が弾性変形して接触時間が長くなることにより摩擦力が大きくなるため、実施例４よりも優れた制動性能が得られる。

なお、本発明は上記の実施例に限定されるものではないことは言うまでもなく、目的や用途に応じて設計変更可能である。例えば、実施例３〜５の構成と同様な構成で、第１の構造部分と第２の構造部分を組み合わせて配置することや、リムとの接触面への第１の構造部分または第２の構造部分の配置個数を２〜１０個程度とすることが可能である。また、自転車用ブレーキシューの外形は使用するブレーキ機構に合わせて選択可能である。

１、１０，２０，３０，４０ 自転車用ブレーキシュー
２、１２、２２、３２、４２ スムーズ面部分
３、１３、２３、３３、４３ 粗面部分
４ ブレーキシューホルダー
５ シャフト
６、１６、２６、２８、３６、３８、４６ 分離部分
２７ 第1の構造部分
３７、４７ 第２の構造部分
４８ 溝
４９ 側面

Claims (9)

1. 自転車のリムに押圧してその摩擦力により車輪の回転を抑制する自転車用ブレーキシューであって、ゴム、またはエラストマー、または熱可塑性樹脂、または熱硬化性樹脂で構成され、前記リムとの接触面に、少なくとも１つの凹凸の小さいスムーズ面部分と少なくとも１つの凹凸の大きい粗面部分とを前記リムの移動方向に配置し、当該ブレーキシューをリムに押圧したときに前記スムーズ面部分と前記粗面部分の凸部は同時に前記リムに接触することを特徴とする自転車用ブレーキシュー。
2. 前記リムとの接触面に、１つの凹凸の小さいスムーズ面部分と１つの凹凸の大きい粗面部分とをリムの移動方向にこの順に配置した第１の構造部分を有することを特徴とする請求項１に記載の自転車用ブレーキシュー。
3. 前記リムとの接触面に、１つの凹凸の小さいスムーズ面部分と１つの凹凸の大きい粗面部分と１つの凹凸の小さいスムーズ面部分とをリムの移動方向にこの順に配置した第２の構造部分を有することを特徴とする請求項１に記載の自転車用ブレーキシュー。
4. 前記第１の構造部分をリムの移動方向に複数個配置したことを特徴とする請求項２に記載の自転車用ブレーキシュー。
5. 前記第２の構造部分をリムの移動方向に複数個配置したことを特徴とする請求項３に記載の自転車用ブレーキシュー。
6. 前記第１の構造部分および前記第２の構造部分のそれぞれ少なくとも１つをリムの移動方向に配置したことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の自転車用ブレーキシュー。
7. 互いに隣接する前記第１の構造部分または前記第２の構造部分の間は溝により分離されており、該溝の形状は、前記前記第１の構造部分または前記第２の構造部分がそれぞれ個々に独立に弾性変形可能であるように設定されていることを特徴とする請求項４乃至請求項６のいずれか１項に記載の自転車用ブレーキシュー。
8. 前記スムーズ面部分および前記粗面部分と前記溝の側面との成す角度が６０度〜１２０度であることを特徴とする請求項７に記載の自転車用ブレーキシュー。
9. 前記リムとの接触面における前記粗面部分の面積は、前記リムとの接触面の全体の面積に対して３０％〜８０％であることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の自転車用ブレーキシュー。

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