JP4616138B2

JP4616138B2 - ブレーキ構造

Info

Publication number: JP4616138B2
Application number: JP2005279201A
Authority: JP
Inventors: 昌紀山岸
Original assignee: ブリヂストンサイクル株式会社
Priority date: 2005-09-27
Filing date: 2005-09-27
Publication date: 2011-01-19
Anticipated expiration: 2025-09-27
Also published as: JP2007092769A

Description

本発明は、フレーム部材に一端部が軸支された円弧状のインナーシューと、該インナーシューの他端部に軸支されたアウターシューと、ブレーキ操作により前記インナーシューとアウターシューとがブレーキドラムの内外を挟圧して制動力を発生させるように構成したブレーキ構造に関する。

自転車等の軽車両に適した主なブレーキ装置としては、外締め式バンドブレーキ、内拡式ドラムブレーキそしてディスクブレーキ等がある。これらの中で、外締め式バンドブレーキおよび内拡式ドラムブレーキは、ブレーキドラムに対して外側からあるいは内側からの一方向からの力のみが作用することから、ブレーキドラムの強度を増大させる必要があった。そのために、ブレーキドラムの肉厚を大きくして重量増を招いたり、外形も大きなブレーキ装置となった。また、ディスクブレーキについては、ブレーキディスクの両面にブレーキパッドを配置する必要があって、ブレーキディスクの厚み方向の嵩が増大する問題があった。そのようなことから、本件出願人は皿状のブレーキドラムの内部空間を活用して、ブレーキドラムの内外にインナーシューとアウターシューとを配設して、これらの両側にシューによりブレーキドラムを挟圧してブレーキ動作を行う下記特許文献１に開示された車両用制動装置を提案した。
特公昭６０−４９７７５号公報（公報図１参照）

本発明の前提技術となった前記特許文献１に開示された車両用制動装置を図２用いて簡単に説明すると、皿状のブレーキドラム１０３が矢印Ａ方向に正転しているとき、操作ケーブルのインナーワイヤ１３０ａをＢ方向に牽引すると、インナーシュー１１６はアンカーピン１１５を中心に矢印Ｃ方向に揺動する。同時に、インナーシュー１１６の遊端部に挿通された連結ピン１１８に軸支されたアウターシュー１１７は矢印Ｃの方向に移動しつつ矢印Ｄ方向に移動する。この際、連結用レバー１２３はアンカーボルト１２０を中心に矢印Ｅ方向に揺動し、操作レバー１２５は連結用レバー１２３の遊端部の連結ピン１２６を中心に矢印Ｆ方向に揺動する。すなわち、操作レバー１２５は下方へ移動しながらピン１２６を中心として矢印Ｆのように揺動する。

このように、ブレーキドラム１０３の内周面にインナーライニング１４２が、外周面にアウターライニング１４３が圧接されると、それらの摩擦抵抗によって、インナーライニング１４２およびアウターライニング１４３が引きずられ、それぞれがアンカーピン１１５および連結ピン１１８の周りに制動方向に揺動する。つまり、自己付勢作用（サーボ効果）が生じて制動力が増大する。したがって、小さな操作力でも充分に大きな制動力を得ることができる。しかも、ブレーキドラム１０３の内外からブレーキシュー１１６、１１７を作用させるので、ブレーキドラムに格別の強度を必要としない等、様々な利点がある。

本発明は、前記提案の車両用制動装置を更に改良して、より安定した確実な操作力が得られ、吸付き現象や鳴き現象を解消して、水濡れ時の制動力の確保も可能なブレーキ構造を提供することを目的とする。

このため本発明は、フレーム部材に一端部が軸支された円弧状のインナーシューと、該インナーシューの他端部に軸支されたアウターシューと、ブレーキ操作により前記インナーシューとアウターシューとがブレーキドラムの内外を挟圧して制動力を発生させるように構成したブレーキ構造において、前記ブレーキ操作によって揺動する操作アームの操作力が前記アウターシューの背面に作用するように構成するとともに、前記インナーシューおよびアウターシューにそれぞれ配設されるライニング部材が異質材から構成され、かつ前記アウターライニングに軟質材を用いることを特徴とする。また本発明は、前記アウターライニングが硬質ゴム系の素材にて、インナーライニングがレジンモールド系の素材にて構成したことを特徴とする。また本発明は、前記操作力が前記アウターシューの背面の略中央部に作用するように構成したことを特徴とする。また本発明は、前記アウターシューの位置を、制動面上で前記アウターシューの揺動中心である軸支点に可及的に近接させたことを特徴とする。また本発明は、少なくとも前記アウターライニングに水切り溝を形成したことを特徴とするもので、これらを課題解決のための手段とするものである。

本発明によれば、フレーム部材に一端部が軸支された円弧状のインナーシューと、該インナーシューの他端部に軸支されたアウターシューと、ブレーキ操作により前記インナーシューとアウターシューとがブレーキドラムの内外を挟圧して制動力を発生させるように構成したブレーキ構造において、前記ブレーキ操作によって揺動する操作アームの操作力が前記アウターシューの背面に作用するように構成するとともに、前記インナーシューおよびアウターシューにそれぞれ配設されるライニング部材が異質材から構成され、かつ前記アウターライニングに軟質材を用いることにより、インナーシューの他端部に軸支されてインナーシューとのサーボ（自己付勢）作用を発揮させる際に、アウターライニングのドラムへの押付け力を無駄に分散させることなく、操作アームからの操作力を、逃げを抑制して安定してアウターシューに及ぼすことができる。しかも、通常はインナーとアウターとで面圧が異なることで発生しがちなブレーキ鳴き現象を、アウターライニングにやや軟質材を用いて、発生した振動を効果的に吸収して軽減ないし解消することが可能となる。

また、前記操作力が前記アウターシューの背面の略中央部に作用するように構成した場合は、インナーシューの他端部に軸支されてインナーシューとのサーボ作用を発揮させる際に、アウターライニングのドラムへの押付け力を無駄にすることなく、操作アームからの操作力をさらに均等にアウターライニングからドラムに作用させることができる。さらに、前記アウターシューの位置を、制動面上で前記アウターシューの揺動中心である軸支点に可及的に近接させた場合は、アウターシューに発生する摩擦力のうち、アウターシューの軸支点Ｘを中心とした回転方向の力を減少させて、過度の吸付き現象を抑制して、ブレーキ解除時のアウターシューの分離が容易となる。しかも、アウターシューがインナーシューの軸支点Ｙからの距離が離れる（腕の長さが大となる）ことにより、アウターシューに発生する摩擦力のうち、インナーシューの軸支点Ｙを中心としたインナーシューを揺動させる力が増大するので、インナーシューへの入力を増大させて大きな制動力を得ることができる。

さらにまた、少なくとも前記アウターライニングに水切り溝を形成した場合は、雨水に晒され易いアウター側のドラム外周等に付着した水膜等を効率よく排出して、アウターライニングの摩擦力低下を抑制して制動力の低下を防止できる。

以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図１は本発明のブレーキ構造の１つの実施例を示す要部断面図である。本発明の基本的な構成は、図１に示すように、フレーム部材１に一端部が軸支Ｙされた円弧状のインナーシュー５と、該インナーシュー５の他端部に軸支Ｘされたアウターシュー７と、ブレーキ操作により前記インナーシュー５とアウターシュー７とがブレーキドラム４の内外を挟圧して制動力を発生させるように構成したブレーキ構造において、前記ブレーキ操作によって揺動する操作アーム２の操作力が前記アウターシュー７の背面に作用するように構成するとともに、前記インナーシュー５およびアウターシュー７にそれぞれ配設されるライニング部材６、８が異質材から構成され、かつ前記アウターライニング８に軟質材を用いることを特徴とする。

フレーム部材１は自転車等の軽車両の車軸Ｏの近傍の静止部分に取り付けられる。皿状のブレーキドラム４は車輪のハブに取り付けられる。車輪すなわちブレーキドラム４の正回転方向は矢印Ａで示される。ブレーキドラム４の最外周は紙面に垂直な制動面４Ａを形成し、該制動面４Ａの内外にインナーシュー５とアウターシュー７が配設され、制動時にこれらのシュー５、７が制動面４Ａを挟圧する。インナーシュー５の外側面はブレーキドラム４の曲率にほぼ等しい円弧状を呈し、ブレーキドラム４の内側のフレーム部材１における下部の軸支点Ｙを揺動中心として揺動自在に軸支される。制動時には、インナーシュー５の外側面に固着されたインナーライニング６をブレーキドラム４の内周面に矢印Ｄのように押し付ける。インナーシュー５の開放端部にはフレーム部材との間にリターンスプリング１７が介設されて、インナーシュー５をブレーキドラム４の内周面から開放する方向（矢印Ｄと反対方向）に付勢する。

前記インナーシュー５の開放端部には、アウターシュー７の揺動中心となる軸支点Ｘが設置される。該軸支点Ｘはフレーム部材１に対してはフリーで遊動可能である。軸支点Ｘを揺動中心として揺動可能なアウターシュー７は、ブレーキドラム４の曲率にほぼ等しい円弧形状を呈しており、その内周面に固着したアウターライニング８をブレーキドラム４の制動面４Ａの外周面に圧接してブレーキ動作を行う（矢印Ｃ方向）。フレーム部材１の前部（図面右方）の適宜部位には、操作アーム２が支軸１１により軸支され、ハンドルバー等に設置した図示省略のブレーキレバーを操作することにより、ブレーキアウター１４内のブレーキインナー１５をＦ方向に牽引することによって、ブレーキワイヤー固定部材１０により連結された操作アーム２を矢印Ｂ方向の反時計方向に回動させる。操作アーム２の回動端部の第１ヒンジ１２と、アウターシュー７の背面の略中央部に設置した取付ブラケット９の第２ヒンジ１３との間には操作リンク３が介設される。前記操作アーム２のブレーキ操作（矢印Ｂ方向）によって、操作リンク３を介して取付ブラケット９によりアウターシュー７を前記軸支点Ｘの周りに揺動させる（矢印Ｃ方向）。

本発明では、前記操作アーム２からの操作力が操作リンク３を介してアウターシュー７の背面の略中央部に作用するように構成される。すなわち、操作リンク３との連結部である第２ヒンジ１３を有する取付ブラケット９をアウターシュー７の背面、好適には、略中央部に設置するものである。そして、アウターシュー７の位置を、制動面上で前記アウターシュー７の揺動中心である軸支点Ｘに可及的に近接させたものである。これにより、アウターシュー７が、インナーシュー７の他端部の軸支点Ｘに軸支されてインナーシュー７とのサーボ作用を発揮させる際に、アウターライニング８のブレーキドラム４への押付け力を無駄にすることなく、アウターシュー７の背面に直接に操作アーム２からの操作力を確実かつ強力に伝えることができる。特に、アウターシュー７の背面の略中央部に設置された取付ブラケット９により、ブレーキ操作力をさらに均等に伝えて、アウターライニング８からブレーキドラム４に作用させることができる。

しかも、アウターシュー７に発生する摩擦力のうち、アウターシュー７の揺動中心である軸支点Ｘを中心とした回転方向の力を減少させて、過度の吸付き現象を抑制して、ブレーキ解除時のアウターシュー７の制動面４Ａからの分離が容易となる。その上、アウターシュー７がインナーシュー５の揺動中心である軸支点Ｙからの距離が離れることにより、アウターシュー７に発生する摩擦力のうち、インナーシュー５の軸支点Ｙを中心としたインナーシュー５を揺動させる力が増大するので、インナーシュー５への入力を増大させて大きな制動力を得ることができる。

さらにまた、前記インナーシュー５およびアウターシュー７にそれぞれ配設されるライニング部材すなわち、インナーライニング６およびアウターライニング８を異質材から構成する。例えば、インナーライニング６をレジンモールド系の素材にて構成し、アウターライニング８を硬質ゴム系の素材にて構成する。このように構成することによって、通常はインナーとアウターとで面圧が異なることで発生しがちなブレーキ鳴き現象を、アウターライニング８に配した硬質ゴム系の素材によって、発生した振動を効果的に吸収して軽減ないし解消することが可能となる。

また、少なくとも前記アウターライニング８の内周面に、図１の右側に示したように、水切り溝１６を適宜の数だけ形成する。このような構成によって、雨水に晒され易いアウター側のブレーキドラム４の制動面４Ａの外周等に付着した水膜等を効率よく排出して、アウターライニング８の摩擦力低下を抑制して制動力の低下を防止できる。なお、図中符号１８は、軸支点Ｙを中心として揺動するインナーシュー５の初期位置をフレーム部材１に対して調整するアジャストボルト機構を示す。

以上、本発明の実施例について説明してきたが、本発明の趣旨の範囲内で、フレーム部材の形状（前部にブレーキアウターの端部保持部や操作アームの支軸部が、そして下部にはアジャストボルト機構の受部が形成されるが、それらの配置形状は適宜選定される。また、フレーム部材のブレーキドラムの制動面の周囲に位置する部分を制動面に並行に起立形成することで、フレーム部材自体の補剛機能を向上させる他、制動面への泥土の侵入を抑制するように構成してもよい）、形式およびその車体等静止部への取付形態、インナーシューの形状（円弧形状の延設程度、軸支点Ｙの軸支形態等）、形式、アウターシューの形状（円弧形状の延設程度、軸支点Ｘの軸支形態，軸支点Ｘと円弧形状のアウターシュー本体とを接続するアーム部材の形状についても適宜の形状が採用できる）、形式、ブレーキドラムの形状（制動面は連続無端状に形成されるが、そのディスク面については、放熱や軽量化のために多数の孔やスリット等が形成されてもよい）、形式、操作アームの形状（略Ｌ字形とされるが、その間の角度も鈍角の他、直角や鋭角とされてもよい）、形式、操作アームから操作力を伝えるリンクの形状、形式、該リンクと接続されるアウターシューの取付ブラケットの形状、形式およびそのアウターシューヘの取付形態（一体形成、別体による固着等）、アウターシューのその軸支点Ｘに対する位置（過度の吸付き現象の抑制、ブレーキ解除時のアウターシューの分離、アウターシューに発生する摩擦力によりインナーシューに及ぼす制動力との関係にて最適に決定される。好適には、インナーシューの円弧に関して制動面上の軸支点Ｘ寄りに配置される）、インナライニングおよびアウターライニングの材質（インナはレジンモールド系、アウターは硬質ゴム系等が例示される）、ライニングの水切り溝の形状（溝の断面形状、溝幅、溝の数、傾斜角度等。溝の底部にシューへの取付ビス孔等が形成されてもよい）、形式等については適宜選定できる。

本発明のブレーキ構造の１つの実施例を示す要部断面図である。従来の車両用制動装置の要部断面図である。

符号の説明

１フレーム部材
２操作アーム
３リンク
４Ａ制動面
４ブレーキドラム
５インナーシュー
６インナーライニング
７アウターシュー
８アウターライニング
９取付ブラケット
Ｘアウターシュー軸支点
Ｙインナーシュー軸支点

Claims

フレーム部材に一端部が軸支された円弧状のインナーシューと、該インナーシューの他端部に軸支されたアウターシューと、ブレーキ操作により前記インナーシューとアウターシューとがブレーキドラムの内外を挟圧して制動力を発生させるように構成したブレーキ構造において、前記ブレーキ操作によって揺動する操作アームの操作力が前記アウターシューの背面に作用するように構成するとともに、前記インナーシューおよびアウターシューにそれぞれ配設されるライニング部材が異質材から構成され、かつ前記アウターライニングに軟質材を用いることを特徴とするブレーキ構造。
前記アウターライニングが硬質ゴム系の素材にて、インナーライニングがレジンモールド系の素材にて構成したことを特徴とする請求項１に記載のブレーキ構造。
前記操作力が前記アウターシューの背面の略中央部に作用するように構成したことを特徴とする請求項１または２に記載のブレーキ構造。
前記アウターシューの位置を、制動面上で前記アウターシューの揺動中心である軸支点に可及的に近接させたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のブレーキ構造。
少なくとも前記アウターライニングに水切り溝を形成したことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のブレーキ構造。