JP3577102B2 - 自転車用ブレーキ装置 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、自転車のブレーキ装置に関し、より詳しくは、ブレーキレバーの引き操作中にブレーキレバーの操作力が大きく変化するように構成したブレーキ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
このようなブレーキ装置としては、例えば特開平5−16865号公報に開示のものが知られている。
まず、この公知のブレーキ装置につき、添付の図8に基づいて説明すると、ハンドルバー1に固定のレバーブラケット2に枢支軸4を介してブレーキレバー3が回動可能に枢着され、かつ、このレバーブラケット2にボルト20を介して一端が自由なコイルばね21が取り付けられ、ブレーキレバー3を引き操作すると、一定のストローク回動した後に、ブレーキレバー3からの延出部3bがこのコイルばね21の自由端に当接するように構成されている。
したがって、この公知のブレーキ装置にあっては、図9に示すように、ブレーキレバー3を一定のストローク引き操作して延出部3bがコイルばね21に当接すると、その後においては操作抵抗が増大して大きな操作力を必要とし、ブレーキレバー3の操作ストロークをサイクリストが感覚的に把握できるようになっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、この公知のブレーキ装置では、ブレーキレバー3の延出部3bがコイルばね21に当接する操作点Bの前後において、図9に示すように、制動力に対するブレーキレバー3の操作力の傾斜勾配がただ単に変化するだけであるから、起こりうるあらゆる状況に対応できるというものではなく、この点に改良の余地があった。
すなわち、上述した従来の装置においても、通常の場合であればブレーキレバーの操作ストロークを感覚的に把握することはできる。しかしながら、非常事態に直面したような場合、サイクリストは往々にしてブレーキレバーを無意識のうちに強く握るものであり、咄嗟にブレーキレバーを強く握ってしまうと、制動力が一挙に上昇して車輪がロックしてしまう危険な状態となる。
本発明は、このような従来の問題点を解決するもので、無意識のうちにブレーキレバーを強く握ろうとも、車輪がロックすることを極力防止し得て、さらには通常のブレーキ操作を軽い操作力で安全に行うことのできるブレーキ装置の提供を目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明によるブレーキ装置は、ブレーキシューによる車輪制動力がある設定値になる設定操作位置にブレーキレバーが引き操作されると、このブレーキレバーに対して車輪制動力が増大する側への作動に抵抗力を付与してブレーキレバーが回動しないようにすることにより、車輪制動力を設定値のまま一定とするストッパー手段を備えるとともに、前記設定操作位置にあるブレーキレバーに前記抵抗力より大の引き操作力が付与されると、前記ストッパー手段がストッパー作用を解除し、ブレーキレバーの引き操作による車輪制動力の増大操作を可能にすることを主たる特徴とする。また、ストッパー手段がプリロードを掛けた弾性体からなり、このプリロードによって前記抵抗力を現出していて、かつ、この弾性体がブレーキレバーを引き操作した際にブレーキレバーとレバーブラケットとで挟まれて弾性変形するように取り付けたり、この弾性体に掛けてあるプリロードを調節するための調節具を設けることも特徴とする。さらに、前記弾性体がコイルばねから、前記調節具がナット部材からなり、前記コイルばねに内嵌の棒状体をレバーブラケットに抜き差し自在に挿通し、この棒状体の一端に設けたブレーキレバーへの当接部材と前記レバーブラケットとの間に前記コイルばねを介装し、前記レバーブラケットに挿通した棒状体の他端に前記ナット部材を回転操作可能に螺合してあることも特徴とする。
【0005】
【作用】
本発明の主たる特徴によれば、車輪制動力がある設定値になると、一旦それ以上の制動力の増大が阻止され、ブレーキレバーにある設定力よりも大きな操作力を付与して始めて、それ以上の制動力の増大が可能となるものであるから、図9に示す従来のように、操作点Bの前後で単に傾斜勾配が変化するだけではなく、図3や図5に示すように、制動力がある設定値Pのまま一定で、ブレーキレバーの操作力のみが操作点BからCへと増大する領域が生じる。したがって、操作点Cの操作力、具体的にはストッパー手段による抵抗力を適切に設定しさえすれば、例え咄嗟の場合にブレーキレバーを強く握ろうとも一挙に車輪がロックする事態を回避することができる。
殊に、通常のブレーキ操作においては、ほとんどの場合、車輪がロックする制動力に満たない力でブレーキを掛けるものであり、かかる現状を踏まえた上で、前述の設定値Pを車輪がロックする制動力よりも若干低く設定すれば、例え操作点Bに至るまでのブレーキレバーの操作力を大幅に軽くしたとしても車輪のロックを回避して、安全に軽くブレーキ操作を行うことができ、それでいて必要によっては、操作点Cに示す以上の操作力で設定値P以上の制動力を得ることもできるのである。
【0006】
また、前記ストッパー手段をプリロードを掛けた弾性体から構成することにより、複雑な作用を有するストッパー手段を比較的簡単な構造にして実施することができる。
そして、この弾性体に掛けるプリロードを調節可能にすることにより、この弾性体の劣化による弾性力の変化に対応できるのは勿論のこと、各サイクリストの握力に応じて常に最適な状態で使用することが可能となる。
さらに、弾性体をコイルばねで、プリロードの調節具をナット部材で構成し、このコイルばねに内嵌の棒状体をレバーブラケットに抜き差し自在に挿通し、この棒状体の一端に設けたブレーキレバーへの当接部材とレバーブラケットとの間にコイルばねを介装し、レバーブラケットに挿通した棒状体の他端に前記ナット部材を回転操作可能に螺合して構成する場合には、構造が簡単で、しかも、これら全ての機構をレバーブラケットにコンパクトに組み付けることができる。
【0007】
【発明の効果】
以上のように、本発明のブレーキ装置によれば、車輪のロックを回避しながら、安全に軽くブレーキ操作を行うことができる。
また、プリロードの値を調節して、各サイクリストに応じた最適な状態での使用が可能となる。
さらに、構造を極力簡単にして、全ての機構をレバーブラケットにコンパクトに組み付けることもできる。
【0008】
【実施例】
本発明による自転車用ブレーキ装置の第一の実施例を図1に基づいて説明すると、ハンドルバー1にはブレーキレバー用のレバーブラケット2が固定され、このレバーブラケット2にはブレーキレバー3が枢支軸4によって回動可能に枢着されている。この枢支軸4よりもブレーキレバー3の握り部3a側にはブレーキワイヤ5のインナーワイヤ5aの一端を取り付けるための取り付け具6aが枢着され、他方、レバーブラケット2側にはアウターワイヤ5bの取り付け具6bが螺着されている。
インナーワイヤ用の取り付け具6aに取り付けられたインナーワイヤ5aの他端は通常のカンチブレーキ7に連動連結されていて、ブレーキレバー3の握り部3aを握ってブレーキレバー3を引き操作すると、カンチブレーキ7のブレーキシュー8が後車輪9のリムの両側に押圧作用して、この後車輪9にブレーキを掛ける。その後、ブレーキレバー3を離すと、従来のブレーキ装置と同様に、カンチブレーキ7側に設けられた図外のリターンばねやブレーキレバー3側に設けられたリターンばねなどにより、ブレーキレバー3は元の位置に弾性復帰する。
【0009】
前記レバーブラケット2には一体的に有底の筒状体2aが形成され、この筒状体2a内には一端に雄ねじを有する棒状体10が位置されている。この棒状体10の雄ねじ部は筒状体2aの底に穿設の貫通孔を挿通して外側にまで延出され、この雄ねじ部にナット部材11が螺合されている。この棒状体10の他端には一体的にフランジ10aが形成され、このフランジ10aに耐磨耗性材料からなる当接部材12が固着されるとともに、このフランジ10aと筒状体2aの底との間には棒状体10に外嵌のコイルばね13が圧縮状態で介装されていて、前記当接部材12が筒状体2aの開口部側へ弾性付勢されている。
他方、前記ブレーキレバー3には、枢支軸4を中心として握り部3aの反対側に、押圧用の延出部3bが一体的に延出され、ブレーキレバー3を握って引き操作すると、ブレーキレバー3が一定のストローク回動した後に、この延出部3bが前記当接部材12に当接して一時的にブレーキレバー3のそれ以上の回動操作を阻止するようになっている。
つまり、後に詳しく説明するように、棒状体10やコイルばね13などから構成されるストッパー手段14の作用で、ブレーキレバー3の回動操作が一時的に阻止されるのである。
【0010】
つぎに、この第一の実施例の作用について説明すると、通常のブレーキ装置と同じようにブレーキレバー3の握り部3aを握って引き操作すると、その操作力がインナーワイヤ5aを介してカンチブレーキ7に伝達され、ブレーキシュー8が後車輪9のリム側に移動する。
最初はいわゆる空引きの状態で、ブレーキシュー8がリムに当接するまでの間はほとんど操作力を必要としない。しかし、図3に示すように、ブレーキシュー8がリムに当接した操作点Aから徐々に操作力が増加し、それに比例して制動力も増大する。さらにブレーキレバー3を引き操作すると、このブレーキレバー3の延出部3bがストッパー手段14の当接部材12に当接して図3に示す操作点Bに至る。
【0011】
ところで、前記コイルばね13は完全に伸び切った自由な状態で組み付けられているのではなく、3キログラムから8キログラム程度のプリロードをかけた状態で組み付けられているので、操作点Bの位置からさらにブレーキレバー3を引き操作しようとしても、単に操作力が増加するのみでブレーキレバー3は回動せず、したがって、制動力も横這いの状態となる。さらにブレーキレバー3に対する操作力を増加してコイルばね13のプリロードに打ち勝つ操作点Cに至ると、図2に示すようにブレーキレバー3の延出部3bとレバーブラケット2側の筒状体2aの底とに挟まれてコイルばね13が弾性変形し、ブレーキレバー3が回動を再開する。その後においては、操作力の増加に比例して制動力も増大してストロークエンドDにまで至る。
【0012】
すなわち、ブレーキシュー8による制動力がある特定の設定値Pになる設定操作位置Bにまでブレーキレバー3を引き操作すると、ストッパー手段14の作用によって、一旦それ以上の制動力の増大を不能にする。しかし、その後においてコイルばね13のプリロードに打ち勝つだけの操作力をブレーキレバー3に付与すると、このコイルばね13が弾性変形して撓みはじめ、換言すると、ストッパー手段14のストッパー作用が解除されて、制動力が設定値P以上に増大するのである。
【0013】
この場合、前記設定値Pを車輪9がロックするロック制動値Qよりも若干低い値に設定しておくと、ブレーキレバー3の操作を非常に軽く操作できるように設計することが可能となる。
詳述すると、ブレーキレバー3はできるだけ軽く操作できるのが好ましいのであるが、ただ単に軽くするだけでは咄嗟の場合にブレーキレバー3を無意識のうちに強く引き過ぎると、一挙に制動力がロック制動値Q以上になり、非常に危険な状態となる。
その点、本発明のブレーキ装置にあっては、図3の操作点Bから操作点Cに示すような制動力は設定値Pのまま一定でブレーキレバー3の操作力のみが増大する領域があるので、この設定値Pをロック制動値Qよりも若干低く設定し、かつ、プリロードの値を適切に設定することにより、例え操作点Aから操作点Bまでのブレーキレバー3の操作力を大幅に軽くしたとしても、制動力が一挙にロック制動値Qに至ることを防止することができる。
さらに、通常、ブレーキはロック制動値Q未満の制動力で使用するのがほとんどであるため、実情に即した安全なブレーキ操作が可能となる。とは言っても、場合によってはロック制動値Q以上の制動力を必要とすることもあり、かかる場合には、多少大きな操作力を要するが、操作点Cに示す以上の操作力を付与すれば、確実にロック制動値Q以上の制動力を得ることもできる。
【0014】
このロック制動値Qの値はサイクリストの体格、特に体重によって左右され、それに対してはブレーキワイヤ5の張り加減によって調節することができ、また、例えば、子供用、大人用、婦人用というように、弾性係数や長さの異なる複数のコイルばね13を用意しておいてその中から適宜選択することにより、対応することもできる。
さらに、前記コイルばね13に予め掛けておくプリロードの値は、通常、3キログラムから8キログラム程度であるが、これもサイクリストの握力などに左右されるので、ナット部材11を調節することにより、プリロードの値を各サイクリストに適した値に調節することができ、場合によってはコイルばね13を適宜選択して取り替えることも可能である。
【0015】
つぎに、図4に基づいて第二の実施例について説明する。
第一の実施例と同様に、ハンドルバー1にはレバーブラケット2が固定され、枢支軸4によってブレーキレバー3が回動可能に枢着されている。このブレーキレバー3の枢支軸4より握り部3a側にはインナーワイヤ5aのための取り付け具6aが枢着され、レバーブラケット2側にはアウターワイヤ5bの取り付け具6bが螺着されていて、第一の実施例と同様に、このブレーキレバー3と図外のカンチブレーキとがインナーワイヤ5aで連動連結され、ブレーキレバー3を引き操作することにより、ブレーキが掛かるようになっている。
【0016】
この第二の実施例が第一の実施例と異なる点はストッパー手段14の具体的な構造で、このレバーブラケット2にはブレーキレバー3の枢支軸4よりもハンドルバー1に近い箇所に別の枢支軸15が固着され、この枢支軸15に揺動アーム16が回動自在に取り付けられている。この揺動アーム16の遊端部には回転ローラ16aが回転自在に取り付けられ、揺動アーム16とレバーブラケット2との間に介装の捩じりコイルばね17によって、この回転ローラ16aがブレーキレバー3の内側面に常時当接するように弾性付勢されている。他方、ブレーキレバー3の内側面にはストッパー段部18aを有するカム面18が形成され、このカム面18も含めて、揺動アーム16と回転ローラ16a、ならびにばね17などにより、ストッパー手段14が構成されている。
【0017】
この第二の実施例においても、図5に示すように、空引きの後の操作点Aから設定操作位置Bまでの間は、第一の実施例と同様に操作力の増加に比例して制動力も増大する。この設定操作位置Bは、ブレーキレバー3の引き操作に伴って回転ローラ16aがブレーキレバー3のカム面18上を相対回転し、図4に仮想線で示すように回転ローラ16aがカム面18のストッパー段部18aにはまり込んだ位置である。回転ローラ16aがストッパー段部18aにはまり込むと、それ以上ブレーキレバー3を引き操作しようとしてもブレーキレバー3が回動せずに操作力が増加するだけで、制動力は設定値Pに維持されたままとなる。
その後もさらに操作力を増加して操作点Cにまで至ると、図4の仮想線に示すように、遂には回転ローラ16aがストッパー段部18aから抜け出し、ストロークエンドDに至り、この第二の実施例においても、回転ローラ16aやカム面18などからなるストッパー手段14が第一の実施例と同じように作用するのである。
【0018】
ただし、両者の間には若干の違いがあり、第一の実施例にあっては、図3から明らかなように、操作点Cの操作力よりもストロークエンドDの操作力の方が明らかに大で、かつ、操作点CからストロークエンドDに至る間はコイルばね13を弾性変形するための力が必要となるため、操作点Aから設定操作位置Bに至るまでの傾斜勾配に比べて、操作点CからストロークエンドDに至るまでの傾斜勾配の方が多少緩くなる。
それに対して、第二の実施例にあっては、回転ローラ16aがカム面18のストッパー段部18aを乗り越えてしまうと、若干ばね17の影響はあるものの、ブレーキレバー3の引き操作に対して特に大きな抵抗となるものがないので、図5から明らかなように、操作点Aから設定操作位置Bに至るまでの傾斜勾配と操作点CからストロークエンドDに至るまでの傾斜勾配とがほとんど同じになり、かつ、最終的にはほぼ同じ線上に位置することになる。さらに、回転ローラ16aとストッパー段部18aとによる抵抗力の設定いかんによっては、図5に示すように、ストロークエンドDの操作力の方が操作点Cの操作力より小さくなることもあり得る。
【0019】
〔別実施例〕
以上、第一と第二の実施例に基づいて具体的な構造を説明したが、実際の実施にあたってはその他に色々な改変が考えられ、その一例を下記する。
【0020】
実施例としては、カンチブレーキ7を例として説明したが、ブレーキそのものは特に特定されるものではなく、バンドブレーキでもコースタブレーキでも、その他種々のブレーキでも実施可能である。
第一の実施例において、筒状体2aをレバーブラケット2と同じ材料で一体的に形成したものを示したが、筒状体2aをブラケット2と別体に形成することもできる。また、別体に形成した上で、この筒状体2aをブラケット2に対してスライド可能で、かつ、固定自在にし、操作点Bに至るまでのブレーキレバー3のストロークを変更できるようにすることもできる。さらに、弾性体13としては、コイルばねに限るものではなく、通常のゴムでもよいし、ゴムとばねとを組み合わせたものなど、種々のものが考えられる。
第二の実施例においても、回転ローラ16aとストッパー段部18a以外に、例えば弾性的に出退自在な突起を利用するなど、一時的にブレーキレバー3に抵抗を与える色々な機構を採用することが可能である。
【0021】
さらに、図3に示した第一の実施例と同じようなブレーキ性能を有するストッパー手段14としては、図6や図7に示すような構造のものも考えられる。
【0022】
すなわち、図6に示すものは、ブレーキレバー3が枢支軸4によってレバーブラケット2に回動可能に枢着され、このブレーキレバー3の枢支軸4近くに、このブレーキレバー3と一体的にカム面22が形成されている。このカム面22は、枢支軸4を中心として一定の半径Rを有する円弧状の第一カム面22aと、この一定の半径Rよりも長い距離を有し、かつ、徐々にその距離が長くなるインボリュート曲線状の第三カム面22cと、これら両カム面22a,22cを結ぶ突起状の第二カム面22bとからなる。
前記レバーブラケット2には、ブレーキレバー3の枢支軸4とは別の枢支軸23によって揺動部材24が回動可能に枢着され、この揺動部材24に螺着した取り付け具6bにアウターワイヤ5bが取り付けられていて、このアウターワイヤ5bの反力によって揺動部材24が枢支軸23を中心として前記カム面22側に揺動付勢されている。そして、この揺動部材24には、前記カム面22に当接しカムフォロアとして作用するローラ24aが回転可能に枢着され、このローラ24aを含めた揺動部材24、前記カム面22、ならびに揺動部材24を揺動付勢するアウターワイヤ5bなどにより、ストッパー手段14が構成されている。
【0023】
この別の実施例においては、いわゆる空引きの状態と、ブレーキシュー8がリムに当接した操作点Aから徐々に操作力が増加する間は、ローラ24aがカム面22の第一カム面22aに摺接していて、特に揺動部材24が揺動することもなく、ブレーキレバー3の引き操作に比例して制動力も増大する。さらにブレーキレバー3を引き操作すると、このブレーキレバー3に形成した第二カム面22bが前記ローラ24aに当接して図3に示す操作点Bに至る。
ところが、このローラ24aを枢着する揺動部材24には、アウターワイヤ5bの反力によってカム面22側に揺動しようとするプリロードが作用しており、かつ、第二カム面22bも第一カム面22aから急に外側へ突出した形状となっているため、この操作点Bの位置からさらにブレーキレバー3を引き操作しようとしても、単に操作力が増加するのみでブレーキレバー3は回動せず、したがって、制動力も横這いの状態となる。さらにブレーキレバー3に対する操作力を増加してローラ24aが第二カム面22bの頂点を越えると、つまり、図3の操作点Cに至ると、ブレーキレバー3が回動を再開すると同時に、第三カム面22cがローラ24aを介して揺動部材24をブレーキレバー3とは逆の方向に強制的に回動させて、ストロークエンドDに至る。
【0024】
また、図7に示すものは、ブレーキレバー3が枢支軸4aによってレバーブラケット2に回動可能に枢着されているのであるが、この枢支軸4aがレバーブラケット2に穿設の長孔2bに係入され、この長孔2bに沿って移動できるように構成されるとともに、この枢支軸4aがコイルばね25によって図中の矢印方向に弾性付勢されている。そして、ブレーキレバー3側には、レバーブラケット2に形成された凹入部2cに係合可能なピン3cが突設されていて、これら凹入部2c,ピン3c,長孔2b,枢支軸4aなどにより、ストッパー手段14が構成されている。
【0025】
この別の実施例においても、いわゆる空引きの状態と、ブレーキシュー8がリムに当接した操作点Aから徐々に操作力が増加する間は、ブレーキレバー3が枢支軸4aを中心として回動し、このブレーキレバー3の引き操作に比例して制動力も増大する。さらにブレーキレバー3を引き操作すると、このブレーキレバー3に突設したピン3cがレバーブラケット2の凹入部2cに係合して図3に示す操作点Bに至る。
すると、今まで枢支軸4aを中心として回動していたブレーキレバー3が、急にピン3cを中心として回動することになり、レバー比が大幅に変化して、大きな操作力を要する。したがって、この操作点Bの位置からさらにブレーキレバー3を引き操作しようとしても、単に操作力が増加するのみでブレーキレバー3は回動せず、制動力が横這いの状態となる。この場合、枢支軸4aを弾性付勢しているコイルばね25にプリロードを掛けておけば、さらに大きな操作力を要することになるが、特にプリロードを掛けてなくても、レバー比の大幅な変化によって、所期の目的を達成することができる。
その後、さらにブレーキレバー3に対する操作力を増加して操作点Cに至ると、ブレーキレバー3がピン3cを中心として、かつ、枢支軸4aも一緒に伴って回動を再開して、ストロークエンドDに至るのである。
【0026】
このように、図6や図7に示したストッパー手段14においても、図3に示したようなブレーキ性能を得ることができ、その他、色々な構造のものも採用可能である。
【0027】
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。
【図面の簡単な説明】
【図1】自転車用ブレーキ装置の第一の実施例を示す一部切り欠き平面図
【図2】同じく第一の実施例を示す一部切り欠き平面図
【図3】第一の実施例のブレーキ性能を示すグラフ
【図4】第二の実施例を示す一部切り欠き平面図
【図5】第二の実施例のブレーキ性能を示すグラフ
【図6】別の実施例を示す一部切り欠き平面図
【図7】別の実施例を示す一部切り欠き平面図
【図8】従来のブレーキ装置を示す一部切り欠き平面図
【図9】従来のブレーキ装置のブレーキ性能を示すグラフ
【符号の説明】
2 レバーブラケット
3 ブレーキレバー
8 ブレーキシュー
10 棒状体
11 調節具としてのナット部材
12 当接部材
13 弾性体としてのコイルばね
14 ストッパー手段
B 設定操作位置
P 設定値
Claims (4)
- ブレーキシュー(8)による車輪制動力がある設定値(P)になる設定操作位置(B)にブレーキレバー(3)が引き操作されると、このブレーキレバー(3)に対して車輪制動力が増大する側への作動に抵抗力を付与してブレーキレバー(3)が回動しないようにすることにより、車輪制動力を設定値(P)のまま一定とするストッパー手段(14)を備えるとともに、前記設定操作位置(B)にあるブレーキレバー(3)に前記抵抗力より大の引き操作力が付与されると、前記ストッパー手段(14)がストッパー作用を解除し、ブレーキレバー(3)の引き操作による車輪制動力の増大操作を可能にする自転車用ブレーキ装置。
- 前記ストッパー手段(14)がプリロードを掛けた弾性体(13)からなり、このプリロードによって前記抵抗力を現出していて、かつ、この弾性体(13)がブレーキレバー(3)を引き操作した際にブレーキレバー(3)とレバーブラケット(2)とで挟まれて弾性変形するように取り付けられている請求項1記載の自転車用ブレーキ装置。
- 前記弾性体(13)に掛けてあるプリロードを調節するための調節具(11)を設けてある請求項2記載の自転車用ブレーキ装置。
- 前記弾性体がコイルばね(13)から、前記調節具がナット部材(11)からなり、前記コイルばね(13)に内嵌の棒状体(10)をレバーブラケット(2)に抜き差し自在に挿通し、この棒状体(10)の一端に設けたブレーキレバー(3)への当接部材(12)と前記レバーブラケット(2)との間に前記コイルばね(13)を介装し、前記レバーブラケット(2)に挿通した棒状体(10)の他端に前記ナット部材(11)を回転操作可能に螺合してある請求項3記載の自転車用ブレーキ装置。
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