JP5102768B2 - 水圧ブレーキを備えた自転車フォーク - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前提部に明記するような水圧ブレーキを備えた自転車フォークに関する。

前述したような種類の自転車フロントフォークは、国際公開ＷＯ９０１３４７０号において知られている。この既知の解決手段によると、フォークには、ピストン・シリンダユニットを備えた水圧ブレーキが設けられており、シリンダは、フォーク脚部の一方に設けられた横方向の貫通孔内に固定され、ピストンは、シリンダ内に摺動可能に配置されるとともに、ハンドルバー及びフォークのステアチューブ内を延びてフォーク頭部の外側に出る水圧接続ラインを通じてハンドルバーのブレーキレバーにより制御される。ピストン・シリンダユニットは、ホイールリムのサイドウォールと実質的に同じ高さ位置において、脚部の上端部に取り付けられる。水圧ピストンには、その横方向内側において、すなわち、リムのサイドウォールに面する側において、必要なブレーキ力を加えるために使用者によってブレーキが作動されたときにリムのサイドウォールに対して押圧される摩擦部材が設けられている。

リムのサイドウォールに直接ブレーキ力を加えるように配置される水圧ブレーキを設けるという発想は、ホイールハブに固定されたブレーキディスクに対してブレーキキャリパが作用する従来の水圧ディスクブレーキに比べて、数々の利点をもたらすものである。まず、より長いレバーアームにより締め付け力を加えるので、同様の締め付け力を加えた場合でも、より強いブレーキ作用を得ることが可能となる。更に、ブレーキ作用は、ホイールリムのサイドウォールに働き、それにより、ホイールの面の外側に位置するディスクに働くのではなく、ホイールの面に対する対称面に働くので、バランスが取れたものとなる。更なる利点としては、特にディスクを排除することに起因して、従来の水圧ディスクブレーキと比べ、全体の寸法が減少することが挙げられる。
国際公開ＷＯ９０１３４７０号

しかしながら、前述の特許出願において知られる解決手段には、フォーク脚部に直径の大きな貫通孔を形成する必要があるという欠点がある。その結果、フォークの機械的強度が減少することになり、脚部の最も応力を受ける部分にこれらの貫通孔を設けた場合には、それはより深刻なものとなってしまう。更に、この既知の解決手段によれば、水圧接続ラインのホイール側の端部は、フォークの外側に出るため、フォークの美的外観を損ねてしまう。

従って、本発明の目的は、前述の従来技術の欠点に影響を及ぼされることのない、水圧ブレーキを備えた自転車フォークを提供することである。

本目的は、請求項１の特徴部に記載された特徴を有する本発明に係るフォークによって完全な形で達成されるものである。

本発明の特徴及び利点は、添付図面を参照しながら非限定的な例としてのみ示す、以下の詳細な説明により明らかとなる。

以下の説明及び特許請求の範囲において、「長手方向」及び「横方向」、「内側」及び「外側」、「前方」及び「後方」、「水平」及び「垂直」などの用語は、フォークを自転車に取り付けた状態において用いることを意図している。

図を参照すると、本発明に係る自転車フォーク、この場合、フロントフォークは、概して符号１０で示す。フォーク１０は、周知の方法により、頭部１２と、頭部１２から上方に延びて自転車フレームのヘッドチューブ（図示せず）に挿入されるステアチューブ１４と、上端において頭部１２に接合され、頭部と一体に形成することも可能な一対の脚部１６（その一方のみを図面に示しているが、他方の脚部も図示のものと同一である）と、を備えている。自転車ホイール１８のハブ（図示せず）は、脚部の下端（図示せず）に取り付けられる。ホイール１８は、周知の方法により、リム２０と、リム２０に取り付けられたタイヤ２２と、を備えている。リム２０は、実質的に垂直になっており又はホイール１８の中央に向かって互いに接近するように僅かに傾斜しており、且つ、ブレーキ面２０ａをそれぞれ有している、一対のサイドウォールを、有している。

特に図１及び３から分かるように、リム２０の対応するブレーキ面２０ａに対して実質的に垂直あるいは少なくとも実質的に平行な面において配置される、略平坦な当接面２４は、各脚部１６の内側に設けられている。当接面２４は、脚部１６によって直接形成されることが好ましい。各平坦当接面２４は、対応するブレーキ面２０ａに面する高さ位置に配置され、必須ではないが好ましくは、前方において、すなわち、自転車の運転方向において互いに接近するように、ホイールの中央面に対して平行な垂直面πに対して、すなわち、フォークの対称面に対して、角度αだけ傾斜している（図３）。角度αは、本説明の以下の部分においてその機能を説明するが、０度〜５度の範囲内であることが好ましく、例えば、３度である。

水圧ブレーキの作動部材を構成する一対の水圧アクチュエータ２６は、各当接面２４に対してそれぞれ取り付けられている。このような水圧アクチュエータ２６は、当業者には周知の部品であるため、これらの部品が本発明を理解する上で不可欠でない限り、詳細には説明しない。

各水圧アクチュエータ２６は、一対の外側及び内側の長手方向の垂直平坦面２８及び３０と、下方の水平平坦面３２と、一対の前方及び後方の横方向の垂直平坦面３４及び３６と、を有する略平行六面体として、形成されている。ブレーキの作動時、リム２０の対応するブレーキ面２０ａに対して押圧されるように構成された周知の種類の摩擦部材３８は、各水圧アクチュエータ２６の内側垂直面３０に取り付けられている。

図面に示す実施形態において、脚部１６とは別個の部品として形成されているが、脚部自体と一体に形成することも可能である、一対の支持構造体４０は、水圧アクチュエータ２６を垂直方向において支持するとともに長手方向において保持するために更に設けられている。

各支持構造体４０は、下方支持部材４２と、一対の前方及び後方垂直止め部材４４及び４６と、を備えている。図示の実施形態において、下方支持部材４２及び前方垂直止め部材４４は、脚部１６に対して、例えば、ねじ４８によって好ましくは取り外し可能に固定される単一のＬ字状部品を、構成しているが、後方垂直止め部材４６は、前方垂直止め部材４４とは反対側の下方支持部材４２の端部に、接合されている。

各支持構造体４０の下方支持部材４２は、各水圧アクチュエータ２６がその下方水平平坦面３２とともに載置される、実質的に水平な平坦当接面５０を、形成している。そして、垂直止め部材４４及び４６は、各水圧アクチュエータ２６の横方向の垂直平坦面３４及び３６を長手方向において保持する、各垂直止め面５２及び５４を、形成している。

従って、各水圧アクチュエータ２６は、その底部において、支持構造体４０の当接面５０上に載置されるとともに、その外側において、各脚部１６の当接面２４により支えられ、更に長手方向において保持されるが、支持構造体４０の止め面５２及び５４によって（特に図２及び３に示すように、対応する対の前方の面３４及び５２間ならびに後方の面３６及び５４間の空隙によって）、ある程度自由な動きができるようになっている。

各水圧アクチュエータ２６を横方向内側に保持するために、例えば、アクチュエータ２６の下方平坦面３２のほぼ中央に形成された長手方向の溝と、下方支持部材４２の当接面５０に設けられるとともに前述の長手方向の溝に係合する、対応するガイド突起部と、によって形成される、ストレートガイド式のカップリング（図示せず）を、アクチュエータ２６と下方支持部材４２との間に設けることが、可能である。このような種類のカップリングを水圧アクチュエータ２６と支持構造体４０との間において使用することで、ブレーキの作動時に摩擦部材３８がリム２０のブレーキ面２０ａに対して押圧されて、それにより摩擦部材が前方に引っ張られやすくなるときに、アクチュエータの長手方向への前進を有利に案内できる。また、ストレートガイド式のカップリングの代わりに、上方に突出するとともに当接面５０の横方向内側に沿って延びる、ガイド縁部を、設けることも可能である。

有利なことに、後方垂直止め部材４６は、水圧アクチュエータ２６に対する後方止めの機能を果たす垂直位置（図１中の実線で示す）と、水圧アクチュエータ２６を支持構造体４０から後退させることを可能にする水平又は傾斜位置（図１中の点線で示す）と、の間を移動できるように、ピン５６により形成される長手方向軸を中心に回動可能に取り付けられる。この更なる特徴により、アクチュエータ２６を容易に取り外して整備作業をおこなうことができる。

前述したように、当接面２４は、脚部１６によって直接形成されることが好ましい。また、各当接面２４は、各支持構造体４０の更なる部分又は別個の更なる支持部材によって、形成することも、可能であるとともに、各脚部１６と各水圧アクチュエータ２６との間に介在させることも可能である。更に、当接面２４は、前方で互いに接近するように、長手方向の垂直面に対して傾斜していることが好ましい。これにより、リム２０に対する摩擦部材３８の有利な自己締め付け効果を得ることが可能となり、摩擦部材３８に加えられる圧力が同じ場合でもブレーキ作用を向上させることができる。実際のところ、ブレーキの作動時において摩擦部材３８がリム２０のブレーキ面２０ａと接触する際、摩擦部材は、既に述べたように、リム自体によって前方に引っ張られやすくなる。当接面２４が傾斜していることから、摩擦部材３８の長手方向への前進に伴い、摩擦部材３８がリム２０のブレーキ面２０ａに向かって横方向に動くため、加えられる有効ブレーキ力が向上する。

最後に、ブレーキ作動システムに関する限り、周知の型であることから、図面には示していない。本発明を実施するために述べておく必要があるのは、作動システムは、ハンドルバーに取り付けられたブレーキレバーに対応する制御用水圧アクチュエータと、制御用水圧アクチュエータを二つのブレーキ用水圧アクチュエータ２６に接続する一対の水圧接続ラインと、を備えている点である。美観上の理由から、水圧接続ラインは、その全長に亘って、ハンドルバー及びフォーク内を延びている。

また、接続ラインのブレーキ側の端部は、フォークの頭部から、あるいは脚部の上端から、フォークの内側に向かって突出させることもできる。この第２の解決手段は、第１の解決手段よりも美観的には劣るものの、特に側面から見た場合には、接続ラインは、あまり目に付かないか、あるいは外側からは全く見えないので、フォークの外観に大きく影響を及ぼすことはない。この場合、水圧接続ラインをより良好に隠すために、脚部の内側に形成された対応する溝内に、これらのラインを少なくとも部分的に収容することが可能である。

前述の説明を考慮すれば分かるように、水圧アクチュエータをフォークの脚部に設けられた孔に挿入することはもはや行わず、脚部自体の表面に対して簡便に配置することによって、本発明に係る水圧ブレーキを備えたフォークは、同様の形状であるが水圧ブレーキを備えていないフォークと実質的に同様の機械的強度を確保するものである。更に、水圧アクチュエータの全体をフォークの内側に配置することによって、水圧接続ラインを全体的にフォーク内に延設することができるか、あるいは、せいぜいブレーキ側の端部がフォークの頭部から内方に突出するだけなので、フォークの美的外観に影響を及ぼさない。

勿論、本発明の原理を変えることなく、実施形態及び構造の細部を、非制限的な例としてのみ説明して示したものから広範に変更することが可能である。

例えば、本発明をフロントフォークに関する実施形態について説明して示したが、本発明はリアフォークにも同様に適用可能であることは明らかである。その場合、二つのブレーキ用水圧アクチュエータを取り付けなければならない当接面は、フレームのバックホークの内側に設けられることになる。

本発明の好適な実施形態に係る自転車フロントフォークの正面図である。 図１のフォークの側面図である。 図２の線III−IIIに沿って切った、図１のフォークを下から見た図である。 図１のフォークのブレーキ用水圧アクチュエータの詳細な斜視図である。

Claims (15)

1. 自転車ホイール（１８）の回転を支持するように構成された一対の脚部（１６）と、
   一対の水圧ブレーキ・アクチュエータ（２６）を備えた水圧ブレーキ装置と、
   を備えており、各ブレーキ・アクチュエータ（２６）が、各脚部（１６）に取り付けられるとともに摩擦部材（３８）を備えており、前記ホイール（１８）のリム（２０）の各ブレーキ面（２０ａ）に対して前記各摩擦部材（３８）を押圧するように作動可能になっている、自転車フォーク（１０）であって、
   各脚部（１６）は、前記ホイール（１８）に面する側において、第１の側方当接面（２４）と、第２の下方支持面（５０）と、第３の前方止め面（５２）と、を有しており、
   各ブレーキ・アクチュエータ（２６）は、前記第１の側方当接面（２４）に対して配置された第１の外側面（２８）と、前記第２の下方支持面（５０）に支えられた第２の下面（３２）と、前記第３の前方止め面（５２）によって運転方向において長手方向に保持された第３の前面（３４）と、前記摩擦部材（３８）が取り付けられた第４の内側面（３０）と、を有していることを特徴とする自転車フォーク。
2. 前記第１の側方当接面（２４）は、前記脚部（１６）によって直接形成されている、請求項１記載の自転車フォーク。
3. 前記第２の下方支持面（５０）は、前記脚部（１６）によって直接形成されている、請求項１又は請求項２に記載の自転車フォーク。
4. 前記脚部（１６）とは別個であり且つ各脚部（１６）にそれぞれ固定された、一対の支持構造体（４０）を、更に備えており、各支持構造体（４０）が、前記第２の下方支持面（５０）及び第３の前方止め面（５２）を形成している、請求項１又は請求項２に記載の自転車フォーク。
5. 各支持構造体（４０）は、第４の後方止め面（５４）を更に形成し、各ブレーキ・アクチュエータ（２６）は、前記第４の後方止め面（５４）によって運転方向とは反対の方向において長手方向に保持された第５の後面（３６）を更に有する、請求項４記載の自転車フォーク。
6. 各支持構造体（４０）は、前記第２の下方支持面（５０）を有する下方支持部材（４２）と、前記第３の前方止め面（５２）を有する第１の前方垂直止め部材（４４）と、によって形成された、Ｌ字状部品を、備えている、請求項４又は請求項５に記載の自転車フォーク。
7. 各支持構造体（４０）は、前記第１の前方垂直止め部材（４４）の反対側において前記Ｌ字状部品（４２、４４）に接合されるとともに前記第４の後方止め面（５４）を有する、第２の後方垂直止め部材（４６）を、更に備えている、請求項５に従属する請求項６に記載の自転車フォーク。
8. 各支持構造体（４０）は、ねじ（４８）によって前記各脚部（１６）に取り外し可能に固定されている、請求項４ないし７のいずれか１つに記載の自転車フォーク。
9. 前記第２の後方垂直止め部材（４６）は、前記支持構造体（４０）の前記第４の後方止め面（５４）が前記各ブレーキ・アクチュエータ（２６）を長手方向に保持する第１の位置と、前記第４の後方止め面（５４）が前記運転方向とは反対の方向への前記各ブレーキ・アクチュエータ（２６）の長手方向の移動を可能にする第２の位置と、の間を移動できるように、前記Ｌ字状部品（４２、４４）に対して長手方向軸（５６）を中心に回動可能に取り付けられている、請求項７記載の自転車フォーク。
10. 前記ホイール（１８）を前記フォークに取り付ける際、各第１の側方当接面（２４）は、前記対応するブレーキ面（２０ａ）に面する高さ位置に配置される、前記請求項１ないし９のいずれか１つに記載の自転車フォーク。
11. 各第１の側方当接面（２４）は、前記運転方向において互いに接近するように、前記フォークの対称垂直面に対して傾斜している、前記請求項１ないし１０のいずれか１つに記載の自転車フォーク。
12. 各ブレーキ・アクチュエータ（２６）の前記第２の下面（３２）は、長手方向の溝を有しており、各脚部（１６）の前記第２の下方支持面（５０）は、前記長手方向の溝に係合するガイド突起部を形成している、前記請求項１ないし１１のいずれか１つに記載の自転車フォーク。
13. 各脚部（１６）において、前記各ブレーキ・アクチュエータ（２６）の前記第４の内側面（３０）と協働して各ブレーキ・アクチュエータを横方向内側において保持する、ガイド縁部を、更に備えている、請求項１ないし１１のいずれか１つに記載の自転車フォーク。
14. 各脚部（１６）と各ブレーキ・アクチュエータ（２６）との間にそれぞれ介在するとともに前記第１の側方当接面（２４）を形成する、一対の当接部材を、備えている、請求項１記載の自転車フォーク。
15. 前記脚部（１６）は、その内側に、前記ブレーキ・アクチュエータ（２６）の供給管を少なくとも部分的に収容するのに適した溝を、有している、前記請求項１ないし１４のいずれか１つに記載の自転車フォーク。

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