JP3421360B2 - 外装式制動装置 - Google Patents
外装式制動装置Info
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D69/00—Friction linings; Attachment thereof; Selection of coacting friction substances or surfaces
- F16D69/02—Composition of linings ; Methods of manufacturing
- F16D69/025—Compositions based on an organic binder
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Braking Arrangements (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ブレーキレバーと制動
体、ならびに両者を連結する機械式連動機構とからな
り、前記ブレーキレバーの操作力で制動体を車輪の被制
動体に押圧して、この車輪を制動する外装式制動装置、
詳しくは、車輪が雨水や露などで濡れた湿潤時でも優れ
た制動力が得られるようにする手段に関する。
体、ならびに両者を連結する機械式連動機構とからな
り、前記ブレーキレバーの操作力で制動体を車輪の被制
動体に押圧して、この車輪を制動する外装式制動装置、
詳しくは、車輪が雨水や露などで濡れた湿潤時でも優れ
た制動力が得られるようにする手段に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、たとえば特公昭５７−２６７０２
号公報に示されるように、制動体が、ゴムのポリマーを
主剤とする結合剤と、金属化合物の粉粒体が混合したも
のでなり、湿潤時でも乾燥時と同様の制動効果を得るこ
との可能なものがあった。
号公報に示されるように、制動体が、ゴムのポリマーを
主剤とする結合剤と、金属化合物の粉粒体が混合したも
のでなり、湿潤時でも乾燥時と同様の制動効果を得るこ
との可能なものがあった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来、制動体を被制動
体に極めて高い押圧力で押圧する必要があるために、さ
らには、この高圧押圧を実行するに当たっては、たとえ
ば自転車において、ブレーキレバー自体に手で付与する
操作力を大にする必要があるために、高押圧力での押圧
が困難になり、制動力が充分には得にくくなっていた。
本発明の目的は、湿潤時でも比較的高い制動力が操作容
易に現出できるものを提供することにある。
体に極めて高い押圧力で押圧する必要があるために、さ
らには、この高圧押圧を実行するに当たっては、たとえ
ば自転車において、ブレーキレバー自体に手で付与する
操作力を大にする必要があるために、高押圧力での押圧
が困難になり、制動力が充分には得にくくなっていた。
本発明の目的は、湿潤時でも比較的高い制動力が操作容
易に現出できるものを提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明による外装式制動
装置にあっては、目的達成のために、冒頭に記したもの
において、前記制動体を、乾燥時に比して湿潤時に制動
力の低下するゴム様基材から形成し、このゴム様基材の
少なくとも表面に、前記ゴム様基材に対して３０重量部
から３００重量部の、硬質摩擦剤としての酸化アルミニ
ウムに加えて、前記被制動体よりも硬度が低い弁柄を散
在させた制動体を用い、更に、前記機械式連動機構の入
出力比を４．５４より大となるよう構成し、これによる
制動体の押圧力増加によって湿潤時の制動力を向上させ
るように構成したことを特徴とする。その作用、効果は
つぎのとおりである。
装置にあっては、目的達成のために、冒頭に記したもの
において、前記制動体を、乾燥時に比して湿潤時に制動
力の低下するゴム様基材から形成し、このゴム様基材の
少なくとも表面に、前記ゴム様基材に対して３０重量部
から３００重量部の、硬質摩擦剤としての酸化アルミニ
ウムに加えて、前記被制動体よりも硬度が低い弁柄を散
在させた制動体を用い、更に、前記機械式連動機構の入
出力比を４．５４より大となるよう構成し、これによる
制動体の押圧力増加によって湿潤時の制動力を向上させ
るように構成したことを特徴とする。その作用、効果は
つぎのとおりである。
【０００５】
【作用】本発明による外装式制動装置にあっては、従来
と等しい人為操作力をブレーキレバーに付与しても、連
動機構の入出力比向上のために、制動体が従来より高い
押圧力で被制動体に圧接し、湿潤時においては、ゴム様
基材が液層のために制動作用しなくとも、硬質摩擦剤が
液層を切って被制動体に制動作用することに起因して硬
質摩擦剤を備えないゴム様基材による制動力に比して向
上するだけではなく、機械式連動機構の入出力比の向上
で制動体の被制動体に対する押圧力が増加して、硬質摩
擦剤が被制動体によりさらに強く摩擦抵抗を付与するこ
とによっても、より一層向上する制動力を現出する。す
なわち、硬質摩擦剤が液層を切って制動作用すること
と、制動体の被制動体に対する押圧力の強さによるもの
との両面から、高い制動力を現出する。
と等しい人為操作力をブレーキレバーに付与しても、連
動機構の入出力比向上のために、制動体が従来より高い
押圧力で被制動体に圧接し、湿潤時においては、ゴム様
基材が液層のために制動作用しなくとも、硬質摩擦剤が
液層を切って被制動体に制動作用することに起因して硬
質摩擦剤を備えないゴム様基材による制動力に比して向
上するだけではなく、機械式連動機構の入出力比の向上
で制動体の被制動体に対する押圧力が増加して、硬質摩
擦剤が被制動体によりさらに強く摩擦抵抗を付与するこ
とによっても、より一層向上する制動力を現出する。す
なわち、硬質摩擦剤が液層を切って制動作用すること
と、制動体の被制動体に対する押圧力の強さによるもの
との両面から、高い制動力を現出する。
【０００６】
【発明の効果】湿潤時でも、ブレーキレバーを比較的軽
く操作するだけで高制動力が得られ、制動距離を比較的
短くして停止できるなど有利に、しかも、操作容易にブ
レーキ操作できるようになった。
く操作するだけで高制動力が得られ、制動距離を比較的
短くして停止できるなど有利に、しかも、操作容易にブ
レーキ操作できるようになった。
【０００７】
【実施例】図１に示すように、一対の制動体１，１を露
出状態で備える外装式制動装置本体Ｂと、ブレーキワイ
ヤ２と、ブレーキレバー３を備えるレバー装置とによ
り、自転車用の外装式制動装置を構成してある。この制
動装置は、ブレーキレバー３の揺動操作によって入り切
り操作するものであり、かつ、ブレーキレバー３をして
付与する人為操作力により制動体１を車輪リム４に押圧
して車輪Ｗを摩擦制動するものであり、つぎの如く構成
してある。ブレーキレバー３は、図１に明示する如くレ
バーブラケット５を介してフラットバー型のハンドルバ
ー６に取り付け、レバーブラケット５による枢支軸７の
軸芯まわりで揺動操作するように構成してある。制動装
置本体Ｂは、一対の制動体１，１を各別に支持する一対
のブレーキアーム８，８などを備え、一方のブレーキア
ーム８を、車輪Ｗの左右側に各別に位置する一対の車体
フレームＦ，Ｆの一方に軸芯Ｘまわりで揺動するように
取り付け、他方のブレーキアーム８を、他方の車体フレ
ームＦに軸芯Ｘまわりで揺動するように取り付けて使用
するように、カンチレバーブレーキに構成してある。一
対のブレーキアーム８，８の一方のブレーキアーム８に
備えてあるワイヤ製連結具９、前記ブレーキワイヤ２、
および、ブレーキレバー３に備えてあるワイヤ連結具１
０により、ブレーキレバー３と、一対の制動体１，１を
機械的に連動連結するための機械式連動機構Ｅを構成し
てある。すなわち、ブレーキワイヤ２は、インナーワイ
ヤ２ａの一端側を前記ワイヤ連結具９と、この連結具９
を備えない方のブレーキアーム８に連結し、他端側を前
記連結具１０に連結することによって、使用状態になる
ように構成してある。この使用状態にあるブレーキワイ
ヤ２は、ブレーキレバー３の揺動力をインナーワイヤ２
ａによっていずれものブレーキアーム８，８にこれを揺
動操作するための操作力として伝達する。そして、制動
体１はブレーキアーム８とともに揺動することにより、
機械式連動機構Ｅは、ブレーキレバー３の揺動操作力が
制動体１に機械的に伝わり、制動体１が車輪リム４に離
れた位置から接触するように移動するとともに圧接する
ように、ブレーキレバー３と制動体１を連動連結するの
である。つまり、ブレーキレバー３をハンドルバー６側
に揺動操作すると、ブレーキワイヤ２を介して伝わるレ
バー操作力のために、左右のブレーキアーム８，８が車
輪Ｗの方に揺動し、いずれもの制動体１，１が車輪リム
４の側面に圧接して摩擦制動力を付与するようにブレー
キ入りになる。そして、ブレーキレバー３の前記揺動操
作を解除すると、ブレーキワイヤ２が弛み状態になり、
左右のブレーキアーム８，８がそれぞれの基端部に備え
てあるリターンスプリング（図示せず）による付勢作用
のために車輪Ｗから離れる方に揺動し、いずれもの制動
体１，１が車輪リム４の側面から離れて制動付与を解除
するようにブレーキ切りになる。
出状態で備える外装式制動装置本体Ｂと、ブレーキワイ
ヤ２と、ブレーキレバー３を備えるレバー装置とによ
り、自転車用の外装式制動装置を構成してある。この制
動装置は、ブレーキレバー３の揺動操作によって入り切
り操作するものであり、かつ、ブレーキレバー３をして
付与する人為操作力により制動体１を車輪リム４に押圧
して車輪Ｗを摩擦制動するものであり、つぎの如く構成
してある。ブレーキレバー３は、図１に明示する如くレ
バーブラケット５を介してフラットバー型のハンドルバ
ー６に取り付け、レバーブラケット５による枢支軸７の
軸芯まわりで揺動操作するように構成してある。制動装
置本体Ｂは、一対の制動体１，１を各別に支持する一対
のブレーキアーム８，８などを備え、一方のブレーキア
ーム８を、車輪Ｗの左右側に各別に位置する一対の車体
フレームＦ，Ｆの一方に軸芯Ｘまわりで揺動するように
取り付け、他方のブレーキアーム８を、他方の車体フレ
ームＦに軸芯Ｘまわりで揺動するように取り付けて使用
するように、カンチレバーブレーキに構成してある。一
対のブレーキアーム８，８の一方のブレーキアーム８に
備えてあるワイヤ製連結具９、前記ブレーキワイヤ２、
および、ブレーキレバー３に備えてあるワイヤ連結具１
０により、ブレーキレバー３と、一対の制動体１，１を
機械的に連動連結するための機械式連動機構Ｅを構成し
てある。すなわち、ブレーキワイヤ２は、インナーワイ
ヤ２ａの一端側を前記ワイヤ連結具９と、この連結具９
を備えない方のブレーキアーム８に連結し、他端側を前
記連結具１０に連結することによって、使用状態になる
ように構成してある。この使用状態にあるブレーキワイ
ヤ２は、ブレーキレバー３の揺動力をインナーワイヤ２
ａによっていずれものブレーキアーム８，８にこれを揺
動操作するための操作力として伝達する。そして、制動
体１はブレーキアーム８とともに揺動することにより、
機械式連動機構Ｅは、ブレーキレバー３の揺動操作力が
制動体１に機械的に伝わり、制動体１が車輪リム４に離
れた位置から接触するように移動するとともに圧接する
ように、ブレーキレバー３と制動体１を連動連結するの
である。つまり、ブレーキレバー３をハンドルバー６側
に揺動操作すると、ブレーキワイヤ２を介して伝わるレ
バー操作力のために、左右のブレーキアーム８，８が車
輪Ｗの方に揺動し、いずれもの制動体１，１が車輪リム
４の側面に圧接して摩擦制動力を付与するようにブレー
キ入りになる。そして、ブレーキレバー３の前記揺動操
作を解除すると、ブレーキワイヤ２が弛み状態になり、
左右のブレーキアーム８，８がそれぞれの基端部に備え
てあるリターンスプリング（図示せず）による付勢作用
のために車輪Ｗから離れる方に揺動し、いずれもの制動
体１，１が車輪リム４の側面から離れて制動付与を解除
するようにブレーキ切りになる。
【０００８】制動体１を、少なくとも表面に粒状の酸化
アルミニュウムが散在するように改変したニトリルブタ
ジエンゴム（以下、改変ＮＢＲと略称する。）でなるよ
うに、表１に示す配合に基いて作成してある。そして、
制動体１の制動特性が適切に利用できる入出力比を連動
機構Ｅに備えさせて、車輪リム４が乾燥状態にある時に
は、制動の効き過ぎを容易に回避しながら制動操作で
き、車輪リム４が雨水や露などで濡れた湿潤状態にある
時には、車輪リム４の表面に液層が存在するにかかわら
ず制動が比較的良く効く状態で制動操作できるようにし
てある。すなわち、制動体１を前記改変ＮＢＲで形成す
ることにより、乾燥時には、制動体１が、酸化アルミニ
ュウムなどの硬質摩擦剤を備えない非改変ニトリルブタ
ジエンゴム（以下、非改変ＮＢＲと略称する。）で作成
した非改変制動体に比して低下する制動力を現出し、湿
潤時には、制動体１が前記非改変制動体に比して向上す
る制動力を現出するように構成してある。つまり、乾燥
時にはニトリルブタジエンゴム（以下、ＮＢＲと略称す
る。）が車輪リムに容易に密着して、酸化アルミニュウ
ムより大なる摩擦抵抗を付与し、湿潤時には、車輪リム
表面の液層のためにＮＢＲによる摩擦抵抗付与が不能に
なっても、酸化アルミニュウムがその硬さのために液層
を切って車輪リムに引っ掛かり作用して摩擦抵抗を付与
するように構成してある。また、非改変制動体を使用す
る場合には、制動体とブレーキレバー３を連動連結する
非改変用連動機構Ｅａとして、図１の如きブレーキレバ
ー３の入力アーム長さＬＩと、出力アーム長さＬＯの
比、ブレーキアーム８の入出力比、ならびに、制動体が
車輪リム４に接触する状態での連結具９およびインナー
ワイヤ２ａのブレーキアーム８に対する連結角度Ａのそ
れぞれが次ぎの表１に示すものである連動機構を採用す
ることにより、非改変制動体が乾燥時に車輪リム４に所
定の押圧力で圧接して過不足のない制動力を現出するよ
うにする。これに対し、改変ＮＢＲでなる制動体１を使
用している故に、前記連動機構Ｅにおけるブレーキレバ
ー３の入力アーム長さＬＩと、出力アーム長さＬＯの
比、ブレーキアーム８の入出力比、ならびに、制動体が
車輪リム４に接触する状態での連結具９およびインナー
ワイヤ２ａのブレーキアーム８に対する連結角度Ａを、
表２に示す如く設定することにより、表２に示すよう
に、連動機構Ｅによる出力が入力の約６．６５倍になる
ように構成してある。すなわち、ブレーキレバー３に入
力する操作力Ｐが等しくても、非改変連動機構Ｅａによ
るよりも連動機構Ｅによる方が制動体を車輪リム４に圧
接する押圧力が増加するように、連動機構Ｅの入出力比
を非改変制動体用の連動機構Ｅａに比して約１．１２倍
に向上させ、この入出力比向上により、乾燥時には、制
動体１が非改変制動体によるものに等しいまたはほぼ等
しい制動力を現出し、湿潤時には、制動体１が非改変制
動体に比して向上する制動力をさらに向上する制動力を
現出するように構成してある。つまり、乾燥時には非改
変制動体に比して制動力が低下する制動体１を使用する
も、制動体１による制動力が非改変制動体による制動力
に比して低下する低下制動力分を、連動機構Ｅの入出力
比の向上による制動体の押圧力増加によって補足し、乾
燥時であっても、非改変制動体を使用する場合と等しい
またはほぼ等しい制動力が得られるのである。また、湿
潤時には非改変制動体に比して制動力が向上する制動体
１を使用するも、制動体１が現出する制動力が連動機構
Ｅの入出力比の向上による制動体の押圧力増加によって
より一層、向上し、湿潤時でも乾燥時の制動力に接近す
る値の制動力が得られるのである。
アルミニュウムが散在するように改変したニトリルブタ
ジエンゴム（以下、改変ＮＢＲと略称する。）でなるよ
うに、表１に示す配合に基いて作成してある。そして、
制動体１の制動特性が適切に利用できる入出力比を連動
機構Ｅに備えさせて、車輪リム４が乾燥状態にある時に
は、制動の効き過ぎを容易に回避しながら制動操作で
き、車輪リム４が雨水や露などで濡れた湿潤状態にある
時には、車輪リム４の表面に液層が存在するにかかわら
ず制動が比較的良く効く状態で制動操作できるようにし
てある。すなわち、制動体１を前記改変ＮＢＲで形成す
ることにより、乾燥時には、制動体１が、酸化アルミニ
ュウムなどの硬質摩擦剤を備えない非改変ニトリルブタ
ジエンゴム（以下、非改変ＮＢＲと略称する。）で作成
した非改変制動体に比して低下する制動力を現出し、湿
潤時には、制動体１が前記非改変制動体に比して向上す
る制動力を現出するように構成してある。つまり、乾燥
時にはニトリルブタジエンゴム（以下、ＮＢＲと略称す
る。）が車輪リムに容易に密着して、酸化アルミニュウ
ムより大なる摩擦抵抗を付与し、湿潤時には、車輪リム
表面の液層のためにＮＢＲによる摩擦抵抗付与が不能に
なっても、酸化アルミニュウムがその硬さのために液層
を切って車輪リムに引っ掛かり作用して摩擦抵抗を付与
するように構成してある。また、非改変制動体を使用す
る場合には、制動体とブレーキレバー３を連動連結する
非改変用連動機構Ｅａとして、図１の如きブレーキレバ
ー３の入力アーム長さＬＩと、出力アーム長さＬＯの
比、ブレーキアーム８の入出力比、ならびに、制動体が
車輪リム４に接触する状態での連結具９およびインナー
ワイヤ２ａのブレーキアーム８に対する連結角度Ａのそ
れぞれが次ぎの表１に示すものである連動機構を採用す
ることにより、非改変制動体が乾燥時に車輪リム４に所
定の押圧力で圧接して過不足のない制動力を現出するよ
うにする。これに対し、改変ＮＢＲでなる制動体１を使
用している故に、前記連動機構Ｅにおけるブレーキレバ
ー３の入力アーム長さＬＩと、出力アーム長さＬＯの
比、ブレーキアーム８の入出力比、ならびに、制動体が
車輪リム４に接触する状態での連結具９およびインナー
ワイヤ２ａのブレーキアーム８に対する連結角度Ａを、
表２に示す如く設定することにより、表２に示すよう
に、連動機構Ｅによる出力が入力の約６．６５倍になる
ように構成してある。すなわち、ブレーキレバー３に入
力する操作力Ｐが等しくても、非改変連動機構Ｅａによ
るよりも連動機構Ｅによる方が制動体を車輪リム４に圧
接する押圧力が増加するように、連動機構Ｅの入出力比
を非改変制動体用の連動機構Ｅａに比して約１．１２倍
に向上させ、この入出力比向上により、乾燥時には、制
動体１が非改変制動体によるものに等しいまたはほぼ等
しい制動力を現出し、湿潤時には、制動体１が非改変制
動体に比して向上する制動力をさらに向上する制動力を
現出するように構成してある。つまり、乾燥時には非改
変制動体に比して制動力が低下する制動体１を使用する
も、制動体１による制動力が非改変制動体による制動力
に比して低下する低下制動力分を、連動機構Ｅの入出力
比の向上による制動体の押圧力増加によって補足し、乾
燥時であっても、非改変制動体を使用する場合と等しい
またはほぼ等しい制動力が得られるのである。また、湿
潤時には非改変制動体に比して制動力が向上する制動体
１を使用するも、制動体１が現出する制動力が連動機構
Ｅの入出力比の向上による制動体の押圧力増加によって
より一層、向上し、湿潤時でも乾燥時の制動力に接近す
る値の制動力が得られるのである。
【０００９】このことは、改変ＮＢＲでなる制動体１お
よび非改変制動体の制動試験によった得られた図２の試
験結果からも明らかである。制動試験は、表面に２〜６
ミクロンの厚さのアルマイト層を備えるアルミ製車輪リ
ムを被制動体として行った。また、 ライダーを含む全
体の自転車全体の質量を１００ｋｇとし、速度を１２．
５ｋｍ／ｈとし、図１に示す如くブレーキレバー３の先
端から２５ｍｍの箇所に操作入力Ｐ＝１８０Ｎを作用さ
せて行った。さらに、湿潤条件として、毎分０．３〜
０．４リットルの流水量の水で車輪を濡らした。図２の
横軸は制動回数（Ｎ）を示し、縦軸は制動力（Ｆ）を示
す。非改変制動体を非改変用の連動機構Ｅａでブレーキ
レバーに連結した場合、乾燥時には線ア’−アで示す制
動力を現出し、湿潤時には線イ’−イで示す制動力を現
出する。また、乾燥時において、制動回数（Ｎ）の増加
にかかわらず制動力変化が少なくなる安定期に入ると、
この安定期での制動力は、使用初期の制動力に比して若
干低下する。湿潤時において、制動回数（Ｎ）の増加に
かかわらず制動力変化が少なくなる安定期に入ると、こ
の安定期での制動力は、使用初期の制動力に比して若干
向上する。改変ＮＢＲでなる制動体１を非改変用の連動
機構Ｅａでブレーキレバーに連結した場合、乾燥時には
線ウ’−ウで示す制動力を現出し、湿潤時に線エ’−エ
で示す制動力を現出し、この湿潤時制動力は、乾燥時制
動力に比しては低下するが、非改変制動体の湿潤時制動
力（イ’−イ）に比しては向上する。また、乾燥時にお
いて、制動回数（Ｎ）の増加にかかわらず制動力変化が
少なくなる安定期に入ると、この安定期での制動力は、
使用初期の制動力に比して若干低下する。湿潤時におい
て、制動回数（Ｎ）の増加にかかわらず制動力変化が少
なくなる安定期に入ると、この安定期での制動力は、使
用初期の制動力に比して若干低下する。改変ＮＢＲでな
る制動体１を連動機構Ｅでブレーキレバーに連結した場
合、乾燥時には線ア’−キで示す制動力を現出し、湿潤
時に線オ’−オで示す制動力を現出する。図２に示す制
動力Ｆは、図３および図４に示す算出方法に基づいて算
出したものである。すなわち、乾燥時には、図３に示す
如く制動力変化が少ないところの制動力経過で、制動開
始後、制動時間ｔを要して車輪停止に至り、湿潤時に
は、図４に示す如く制動力が車輪停止時に最大に達する
ところの制動力経過で、制動開始後、制動時間ｔを要し
て車輪停止に至る。そして、乾燥時および湿潤時のいず
れにおいても、制動開始後、０．５秒後に測定を開始
し、制動開始後少なくとも２．５秒経過した後に測定を
終了し、その間の平均値を制動力Ｆとして算出した。
よび非改変制動体の制動試験によった得られた図２の試
験結果からも明らかである。制動試験は、表面に２〜６
ミクロンの厚さのアルマイト層を備えるアルミ製車輪リ
ムを被制動体として行った。また、 ライダーを含む全
体の自転車全体の質量を１００ｋｇとし、速度を１２．
５ｋｍ／ｈとし、図１に示す如くブレーキレバー３の先
端から２５ｍｍの箇所に操作入力Ｐ＝１８０Ｎを作用さ
せて行った。さらに、湿潤条件として、毎分０．３〜
０．４リットルの流水量の水で車輪を濡らした。図２の
横軸は制動回数（Ｎ）を示し、縦軸は制動力（Ｆ）を示
す。非改変制動体を非改変用の連動機構Ｅａでブレーキ
レバーに連結した場合、乾燥時には線ア’−アで示す制
動力を現出し、湿潤時には線イ’−イで示す制動力を現
出する。また、乾燥時において、制動回数（Ｎ）の増加
にかかわらず制動力変化が少なくなる安定期に入ると、
この安定期での制動力は、使用初期の制動力に比して若
干低下する。湿潤時において、制動回数（Ｎ）の増加に
かかわらず制動力変化が少なくなる安定期に入ると、こ
の安定期での制動力は、使用初期の制動力に比して若干
向上する。改変ＮＢＲでなる制動体１を非改変用の連動
機構Ｅａでブレーキレバーに連結した場合、乾燥時には
線ウ’−ウで示す制動力を現出し、湿潤時に線エ’−エ
で示す制動力を現出し、この湿潤時制動力は、乾燥時制
動力に比しては低下するが、非改変制動体の湿潤時制動
力（イ’−イ）に比しては向上する。また、乾燥時にお
いて、制動回数（Ｎ）の増加にかかわらず制動力変化が
少なくなる安定期に入ると、この安定期での制動力は、
使用初期の制動力に比して若干低下する。湿潤時におい
て、制動回数（Ｎ）の増加にかかわらず制動力変化が少
なくなる安定期に入ると、この安定期での制動力は、使
用初期の制動力に比して若干低下する。改変ＮＢＲでな
る制動体１を連動機構Ｅでブレーキレバーに連結した場
合、乾燥時には線ア’−キで示す制動力を現出し、湿潤
時に線オ’−オで示す制動力を現出する。図２に示す制
動力Ｆは、図３および図４に示す算出方法に基づいて算
出したものである。すなわち、乾燥時には、図３に示す
如く制動力変化が少ないところの制動力経過で、制動開
始後、制動時間ｔを要して車輪停止に至り、湿潤時に
は、図４に示す如く制動力が車輪停止時に最大に達する
ところの制動力経過で、制動開始後、制動時間ｔを要し
て車輪停止に至る。そして、乾燥時および湿潤時のいず
れにおいても、制動開始後、０．５秒後に測定を開始
し、制動開始後少なくとも２．５秒経過した後に測定を
終了し、その間の平均値を制動力Ｆとして算出した。
【００１０】図５および図６は、改変ＮＢＲでなる制動
体１および非改変制動体の別の制動試験の結果を示すも
のである。この制動試験は、表面に２〜６ミクロンの厚
さのアルマイト層を備えるアルミ製車輪リムに対し、乾
燥状態（ＤＲＹ）、湿潤状態（ＷＥＴ）、および、車輪
リムに砂が付いた砂状態（ＤＵＳＴＹ）のそれぞれで行
った。また、ライダーを含む全体の自転車全体の質量を
１００ｋｇとし、前輪側を試験対象とし、速度を２５ｋ
ｍ／ｈとし、図１に示すようにブレーキレバー３の先端
から２５ｍｍの箇所に操作入力Ｐ＝１４ｋｇを作用させ
て行った。さらに、湿潤条件として、毎分６００ｃｃの
流水量の水で車輪を濡らした。制動体１は、表２に示す
ように約６．６５３の入出力比を備える連動機構Ｅによ
りブレーキレバーに連結して行い、非改変制動体は、表
２に示すように約５．９４９の入出力比を備える連動機
構Ｅａによりブレーキレバーに連結して行った。図５お
よび図６の横軸は、制動回数（Ｎ）を示し、縦軸は、制
動力（Ｆ）を示す。図５および図６で示す黒丸印は、改
変ＮＢＲでなる制動体１の試験結果で、白丸印は、非改
変制動体の試験結果である。また、図５は、乾燥状態
（ＤＲＹ）、湿潤状態（ＷＥＴ）および砂状態（ＤＵＳ
ＴＹ）それぞれの一つの項目で複数回、試験を行ったこ
とを示している。図６は、各項目において現出された最
高制動力と最低制動力との差を明示するものである。つ
まり、図７に明示するように、改変ＮＢＲでなる制動体
１は、乾燥時において非改変制動体にほぼ等しい制動力
を現出し、湿潤時において非改変制動体に比して優れた
制動力を現出する。また、図８に明示するように、改変
ＮＢＲでなる制動体１の乾燥状態（ＤＲＹ）での使用に
伴う制動性能変化が非改変制動体に比して少なくなる。
また、改変ＮＢＲでなる制動体１が乾燥状態（ＤＲＹ）
および湿潤状態（ＷＥＴ）で図５および図６に示す値の
制動力を現出するのであり、しかも、ブレーキレバーの
操作入力Ｐが１８０Ｎ（１８０Ｎ＝１８．３７ｋｇ）よ
り低い値の１４ｋｇであり、車体速度が１２．５ｋｍ／
ｈより高速の２５ｋｍ／ｈであることを試験条件として
いる。したがって、改変ＮＢＲでなる制動体１、連動機
構Ｅを使用することにより、ライダーを含む自転車全体
の質量を１００ｋｇとし、ブレーキレバーへの操作入力
Ｐを１８０Ｎとし、車体速度を１２．５ｋｍ／ｈとする
試験条件の場合には、湿潤時での制動力が前輪で１４．
３ｋｇ以上、後輪で１０．２ｋｇ以上、乾燥時の制動力
が前輪で２８．６ｋｇ以上、後輪で２０．４ｋｇ以上に
なる制動力が得られ、さらには、湿潤時での制動力が前
輪で２２．４ｋｇ以上、後輪で１４．３ｋｇ以上、乾燥
時の制動力が前輪で３４．７ｋｇ以上、後輪で２２．４
ｋｇ以上になる制動力をも得られる。
体１および非改変制動体の別の制動試験の結果を示すも
のである。この制動試験は、表面に２〜６ミクロンの厚
さのアルマイト層を備えるアルミ製車輪リムに対し、乾
燥状態（ＤＲＹ）、湿潤状態（ＷＥＴ）、および、車輪
リムに砂が付いた砂状態（ＤＵＳＴＹ）のそれぞれで行
った。また、ライダーを含む全体の自転車全体の質量を
１００ｋｇとし、前輪側を試験対象とし、速度を２５ｋ
ｍ／ｈとし、図１に示すようにブレーキレバー３の先端
から２５ｍｍの箇所に操作入力Ｐ＝１４ｋｇを作用させ
て行った。さらに、湿潤条件として、毎分６００ｃｃの
流水量の水で車輪を濡らした。制動体１は、表２に示す
ように約６．６５３の入出力比を備える連動機構Ｅによ
りブレーキレバーに連結して行い、非改変制動体は、表
２に示すように約５．９４９の入出力比を備える連動機
構Ｅａによりブレーキレバーに連結して行った。図５お
よび図６の横軸は、制動回数（Ｎ）を示し、縦軸は、制
動力（Ｆ）を示す。図５および図６で示す黒丸印は、改
変ＮＢＲでなる制動体１の試験結果で、白丸印は、非改
変制動体の試験結果である。また、図５は、乾燥状態
（ＤＲＹ）、湿潤状態（ＷＥＴ）および砂状態（ＤＵＳ
ＴＹ）それぞれの一つの項目で複数回、試験を行ったこ
とを示している。図６は、各項目において現出された最
高制動力と最低制動力との差を明示するものである。つ
まり、図７に明示するように、改変ＮＢＲでなる制動体
１は、乾燥時において非改変制動体にほぼ等しい制動力
を現出し、湿潤時において非改変制動体に比して優れた
制動力を現出する。また、図８に明示するように、改変
ＮＢＲでなる制動体１の乾燥状態（ＤＲＹ）での使用に
伴う制動性能変化が非改変制動体に比して少なくなる。
また、改変ＮＢＲでなる制動体１が乾燥状態（ＤＲＹ）
および湿潤状態（ＷＥＴ）で図５および図６に示す値の
制動力を現出するのであり、しかも、ブレーキレバーの
操作入力Ｐが１８０Ｎ（１８０Ｎ＝１８．３７ｋｇ）よ
り低い値の１４ｋｇであり、車体速度が１２．５ｋｍ／
ｈより高速の２５ｋｍ／ｈであることを試験条件として
いる。したがって、改変ＮＢＲでなる制動体１、連動機
構Ｅを使用することにより、ライダーを含む自転車全体
の質量を１００ｋｇとし、ブレーキレバーへの操作入力
Ｐを１８０Ｎとし、車体速度を１２．５ｋｍ／ｈとする
試験条件の場合には、湿潤時での制動力が前輪で１４．
３ｋｇ以上、後輪で１０．２ｋｇ以上、乾燥時の制動力
が前輪で２８．６ｋｇ以上、後輪で２０．４ｋｇ以上に
なる制動力が得られ、さらには、湿潤時での制動力が前
輪で２２．４ｋｇ以上、後輪で１４．３ｋｇ以上、乾燥
時の制動力が前輪で３４．７ｋｇ以上、後輪で２２．４
ｋｇ以上になる制動力をも得られる。
【００１１】
【表１】
【００１２】
【表２】
【００１３】尚、表２に示すブレーキレバーにおけるア
ーム比の値は、フラットバー型ハンドル用のブレーキレ
バーのもので、かつ、ブレーキレバーが引き始め位置と
ボトムアップ付近の中間位置に位置する時の値である。
また、ブレーキレバーにおけるアーム比の値は、ブレー
キアームの制動体取り付け長孔の中間位置に制動体が位
置する状態に制動体の取り付けをした場合の値である。
ーム比の値は、フラットバー型ハンドル用のブレーキレ
バーのもので、かつ、ブレーキレバーが引き始め位置と
ボトムアップ付近の中間位置に位置する時の値である。
また、ブレーキレバーにおけるアーム比の値は、ブレー
キアームの制動体取り付け長孔の中間位置に制動体が位
置する状態に制動体の取り付けをした場合の値である。
【００１４】上記制動体１にあっては、前記組成構成に
起因し、 酸化アルミニュウムの配合量を比較的おおく
し、湿潤時には、車輪リムがアルミニュウム製の場合で
も、液層切りによる面と、連動機構Ｅによる制動体の押
圧力増大の面の両面から高い制動力を現出し、その割り
には、乾燥時における制動の効き過ぎが回避しやすいよ
うにできる。すなわち、硫黄の混入量が比較的多いこと
によってＮＢＲが強固に結合する。この結合強度のため
に、制動時に、酸化アルミニュウムが剥離しにくくな
り、この結果、湿潤時に液層切りによる制動が精度良く
行われるように、かつ、乾燥時の非改変制動体に比して
の制動力低下が顕著になるように、酸化アルミニュウム
の混入量を比較的多くできる。酸化アルミニュウムは、
モースカタサ９の硬度を備え、アルミニュウム製リムの
場合でも、リム表面の液層を切ってリムに確実に引っ掛
かり作用して精度良く制動作用する。また、弁柄は、ア
ルミニュウム製リムの表面のアルマイト層に比して硬度
が低く、乾燥時に、酸化アルミニュウムの混入の割りに
優れた制動力を現出する。
起因し、 酸化アルミニュウムの配合量を比較的おおく
し、湿潤時には、車輪リムがアルミニュウム製の場合で
も、液層切りによる面と、連動機構Ｅによる制動体の押
圧力増大の面の両面から高い制動力を現出し、その割り
には、乾燥時における制動の効き過ぎが回避しやすいよ
うにできる。すなわち、硫黄の混入量が比較的多いこと
によってＮＢＲが強固に結合する。この結合強度のため
に、制動時に、酸化アルミニュウムが剥離しにくくな
り、この結果、湿潤時に液層切りによる制動が精度良く
行われるように、かつ、乾燥時の非改変制動体に比して
の制動力低下が顕著になるように、酸化アルミニュウム
の混入量を比較的多くできる。酸化アルミニュウムは、
モースカタサ９の硬度を備え、アルミニュウム製リムの
場合でも、リム表面の液層を切ってリムに確実に引っ掛
かり作用して精度良く制動作用する。また、弁柄は、ア
ルミニュウム製リムの表面のアルマイト層に比して硬度
が低く、乾燥時に、酸化アルミニュウムの混入の割りに
優れた制動力を現出する。
【００１５】〔別実施例〕制動体が車輪リムに制動作用
するよう構成する他、制動体が作用して制動力付与する
専用の部材を車輪に備えて実施してもよく、これらを被
制動体４と総称する。制動体を構成するに、組成をつぎ
の如く変更して実施してもよい。ＮＢＲに替え、スチレ
ンブタジエンゴム（ＳＢＲ）など、各種の合成ゴムを採
用してもよい。さらには、合成樹脂や天然ゴムを採用し
てもよいのであり、これらをゴム様基材と総称する。
するよう構成する他、制動体が作用して制動力付与する
専用の部材を車輪に備えて実施してもよく、これらを被
制動体４と総称する。制動体を構成するに、組成をつぎ
の如く変更して実施してもよい。ＮＢＲに替え、スチレ
ンブタジエンゴム（ＳＢＲ）など、各種の合成ゴムを採
用してもよい。さらには、合成樹脂や天然ゴムを採用し
てもよいのであり、これらをゴム様基材と総称する。
【００１６】制動対象とする車輪リムの素材によって
は、酸化アルミニュウムに替え、シリコンカーバイト
（ＳｉＣ）を採用して実施してもよい。また、ダイヤモ
ンドを採用して実施してもよい。つまり、表３に示すよ
うに、被制動体に比して、等しいまたはそれより硬い硬
度を備えるものを採用することによって液層切りが可能
になるのであり、これらを硬質摩擦剤と総称する。ま
た、ゴム様基材、１００重量部に対しての硬質摩擦剤の
配合重量部が３０より少なくなると水切り効果が低くな
って制動効果が得られなくなり、３００より多くなると
制動体の耐久性の面から使用不能になる。したがって、
硬質摩擦剤は、３０〜３００重量部の配合で混入すると
よい。
は、酸化アルミニュウムに替え、シリコンカーバイト
（ＳｉＣ）を採用して実施してもよい。また、ダイヤモ
ンドを採用して実施してもよい。つまり、表３に示すよ
うに、被制動体に比して、等しいまたはそれより硬い硬
度を備えるものを採用することによって液層切りが可能
になるのであり、これらを硬質摩擦剤と総称する。ま
た、ゴム様基材、１００重量部に対しての硬質摩擦剤の
配合重量部が３０より少なくなると水切り効果が低くな
って制動効果が得られなくなり、３００より多くなると
制動体の耐久性の面から使用不能になる。したがって、
硬質摩擦剤は、３０〜３００重量部の配合で混入すると
よい。
【００１７】
【表３】
【００１８】制動対象とする車輪リムの素材によって
は、弁柄に替え、酸化チタン（ＴｉＯ）、酸化錫（Ｓｎ
Ｏ2 ）を採用してもよい。すなわち、被制動体より硬度
が低いものを採用すればよい。ゴム様基材、１００重量
部に対し、加硫剤として硫黄を比較的多い配合重量部で
配合すると、ゴム様基材の結合が強固になり、ゴム様基
材が硬質摩擦剤を保持する強度が大になって有利であ
る。また、配合重量部が２０より大になると、制動体が
硬くなり過ぎて使用不能になる。硫黄を含む加硫促進剤
を採用する場合には、この硫黄が加硫機能を発揮するこ
とから、加硫剤としての硫黄は、０．２程度の重量部で
配合しても所望の加硫効果が得られる。したがって、ゴ
ム様基材、１００重量部に対し、加硫剤としては、０．
２〜２０重量部の配合で混入するとよい。
は、弁柄に替え、酸化チタン（ＴｉＯ）、酸化錫（Ｓｎ
Ｏ2 ）を採用してもよい。すなわち、被制動体より硬度
が低いものを採用すればよい。ゴム様基材、１００重量
部に対し、加硫剤として硫黄を比較的多い配合重量部で
配合すると、ゴム様基材の結合が強固になり、ゴム様基
材が硬質摩擦剤を保持する強度が大になって有利であ
る。また、配合重量部が２０より大になると、制動体が
硬くなり過ぎて使用不能になる。硫黄を含む加硫促進剤
を採用する場合には、この硫黄が加硫機能を発揮するこ
とから、加硫剤としての硫黄は、０．２程度の重量部で
配合しても所望の加硫効果が得られる。したがって、ゴ
ム様基材、１００重量部に対し、加硫剤としては、０．
２〜２０重量部の配合で混入するとよい。
【００１９】連動機構Ｅの入出力比を向上させるに、上
記実施例の如く、ブレーキレバーにおける入力アーム長
さと出力アーム長さの比を向上させるブレーキレバー手
段のみを採用する他、ブレーキアームにおける入力アー
ム長さと出力アーム長さの比を向上させるブレーキアー
ム手段、ブレーキワイヤの伝動効率を向上させるブレー
キワイヤ手段のいずれか一つを採用したり、ブレーキレ
バー手段、ブレーキアーム手段およびブレーキワイヤ手
段の二つまたは三つを組み合わせる手段を採用して実施
してもよい。
記実施例の如く、ブレーキレバーにおける入力アーム長
さと出力アーム長さの比を向上させるブレーキレバー手
段のみを採用する他、ブレーキアームにおける入力アー
ム長さと出力アーム長さの比を向上させるブレーキアー
ム手段、ブレーキワイヤの伝動効率を向上させるブレー
キワイヤ手段のいずれか一つを採用したり、ブレーキレ
バー手段、ブレーキアーム手段およびブレーキワイヤ手
段の二つまたは三つを組み合わせる手段を採用して実施
してもよい。
【００２０】本発明は、フラットバー型ハンドルに使用
する制動装置の他、ドロップ型ハンドルに使用する制動
装置、すなわち、メインレバーのみのもの、あるいは、
エクステンションレバーを備えるものなど、種々の制動
装置にも適応可能である。そして、硬質摩擦剤を備える
制動体を使用するに際しての連動機構として、従来、ド
ロップ型ハンドルに使用する制動装置においては、メイ
ンレバーでブレーキ操作する時の連動機構全体としての
入出力比が４．５４であり、エクステンションレバーで
ブレーキ操作する時の連動機構全体としての入出力比が
５．７７であるものがあり、フラットバー型ハンドル用
の制動装置においは、連動機構全体としての入出力比が
４．１４であるものがあった。本発明においては、ドロ
ップ型ハンドルに使用する制動装置において、メインレ
バーでブレーキ操作する時の連動機構全体としての入出
力比が４．５４より大であり、エクステンションレバー
でブレーキ操作する時の連動機構全体としての入出力比
が５．７７より大であるように構成し、フラットバー型
ハンドル用の制動装置においは、連動機構全体としての
入出力比が４．１４より大であるように構成することに
より、入出力比の向上による押圧力増加によって高湿潤
時制動力を得るといゆう本発明の目的を達成する。
する制動装置の他、ドロップ型ハンドルに使用する制動
装置、すなわち、メインレバーのみのもの、あるいは、
エクステンションレバーを備えるものなど、種々の制動
装置にも適応可能である。そして、硬質摩擦剤を備える
制動体を使用するに際しての連動機構として、従来、ド
ロップ型ハンドルに使用する制動装置においては、メイ
ンレバーでブレーキ操作する時の連動機構全体としての
入出力比が４．５４であり、エクステンションレバーで
ブレーキ操作する時の連動機構全体としての入出力比が
５．７７であるものがあり、フラットバー型ハンドル用
の制動装置においは、連動機構全体としての入出力比が
４．１４であるものがあった。本発明においては、ドロ
ップ型ハンドルに使用する制動装置において、メインレ
バーでブレーキ操作する時の連動機構全体としての入出
力比が４．５４より大であり、エクステンションレバー
でブレーキ操作する時の連動機構全体としての入出力比
が５．７７より大であるように構成し、フラットバー型
ハンドル用の制動装置においは、連動機構全体としての
入出力比が４．１４より大であるように構成することに
より、入出力比の向上による押圧力増加によって高湿潤
時制動力を得るといゆう本発明の目的を達成する。
【００２１】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。
【図１】外装式制動装置の正面図
【図２】制動体が現出する制動力の説明図
【図３】乾燥時の平均制動力算出方法を示す説明図
【図４】湿潤時の平均制動力算出方法を示す説明図
【図５】制動試験の結果を示す説明図
【図６】制動試験の結果を示す説明図
【図７】制動試験の結果を示す説明図
【図８】制動試験の結果を示す説明図
１ 制動体
３ ブレーキレバー
４ 被制動体
Ｅ 機械式連動機構
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭53−131636（ＪＰ，Ａ)
特開 昭49−32038（ＪＰ，Ａ)
特開 昭58−183372（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−71266（ＪＰ，Ａ)
実開 平１−143434（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭58−142191（ＪＰ，Ｕ)
実開 平５−71476（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B62L 1/10 - 1/16
F16D 65/06
Claims (4)
- 【請求項１】ブレーキレバー（３）と制動体（１）、な
らびに両者を連結する機械式連動機構（Ｅ）とからな
り、前記ブレーキレバー（３）の操作力で制動体（１）
を車輪（Ｗ）の、被制動体（４）に押圧して、この車輪
（Ｗ）を制動する外装式制動装置において、 前記制動体（１）を、乾燥時に比して湿潤時に制動力の
低下するゴム様基材から形成し、このゴム様基材の少な
くとも表面に、前記ゴム様基材に対して３０重量部から
３００重量部の、硬質摩擦剤としての酸化アルミニウム
に加えて、前記被制動体（４）よりも硬度が低い弁柄を
散在させた制動体（１）を用い、更に、前記機械式連動
機構（Ｅ）の入出力比を４．５４より大となるよう構成
し、これによる制動体（１）の押圧力増加によって湿潤
時の制動力を向上させるように構成した外装式制動装
置。 - 【請求項２】前記ゴム様基材はニトリルブタジジエンゴ
ムを含む請求項１に記載の外装式制動装置。 - 【請求項３】前記ゴム様基材は更に、ニトリルブタジジ
エンゴムに対して０．２から２０重量部の硫黄を含む請
求項２に記載の外装式制動装置。 - 【請求項４】前記酸化アルミニウムは粒状である請求項
１から３のいずれかに記載の外装式制動装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05531492A JP3421360B2 (ja) | 1992-02-14 | 1992-03-13 | 外装式制動装置 |
| EP19930102275 EP0555877B1 (en) | 1992-02-14 | 1993-02-12 | Brake structure for a bicycle |
| DE1993602414 DE69302414T2 (de) | 1992-02-14 | 1993-02-12 | Bremsstruktur für ein Fahrrad |
| CN93103082A CN1046244C (zh) | 1992-02-14 | 1993-02-13 | 用于自行车的闸结构 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4-28555 | 1992-02-14 | ||
| JP2855592 | 1992-02-14 | ||
| JP05531492A JP3421360B2 (ja) | 1992-02-14 | 1992-03-13 | 外装式制動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05286475A JPH05286475A (ja) | 1993-11-02 |
| JP3421360B2 true JP3421360B2 (ja) | 2003-06-30 |
Family
ID=26366684
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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