JPH02114080A - 自転車用自己励起型ブレーキ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は車輪リムに対して作用する自転車用自己励起型
ブレーキに関する。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする問題点〕自転
車の制動に使用するブレーキとしては種々の型式のもの
が公知となっている。例えば、自転車の車輪におけるハ
ブに取付けられるドラムブレーキでは、ブレーキバンド
とブレーキドラムとの間の摩擦力でブレーキバンドが引
き摺られることにより、制動力が増加するものであり、
制動機能上は効果的であるといえる。しかし、ドラムブ
レーキは、一般に大型で、コスト的にも不利であるとと
もに、車輪を着脱する必要の多いスポーツ車等ではドラ
ムブレーキの存在が着膜作業に支障を与えることから好
ましいものではない。

また、車輪の回転に基づく引き摺り力で楔部材を介して
制動力を増加させる所謂「自己励起型ブレーキ」も既に
存在しているが、従来のものは現在までのところその効
果につき疑問がもたれている。

本発明の目的は、小さな操作力で大きな制動力を達成す
ることができ、しかも部品点数が少なく構成が簡単で、
車輪の着脱頻度の高いスポーツ用自転車等にも通用可能
な自転車用自己励起型ブレーキを提供することにある。

（問題点を解決するための手段〕 本発明は、上記従来の問題点を解決するために、自転車
の車輪リムの両側において固定され、複数の第１螺旋突
条を備えた実質的に円筒状の外面を有する一対の雄部材
と、それぞれの雄部材に嵌合されるとともに、前記第ｔ
ａ’旋突条に係合する第２螺旋突条を備えた実質的に円
筒状の内面を有する一対のハウジングと、それぞれのハ
ウジングと一体的に軸方向移動及び回動可能な一対の揺
動アームと、それぞれの揺動アームにおいて前記車輪リ
ムに向くように取付けられた一対の摩擦部材と、前記揺
動アームを前記ハウジングとともに制動方向に回動させ
て前記摩擦部材を前記車輪リムに押圧当接させる操作装
置と、を備え、もって前記摩擦部材を前記車輪リムに押
圧当接させた時に、両者間に生ずる摩擦力により前記ハ
ウジングが前記雄部材に対して軸方向に移動して、前記
第１螺旋突条及び第２蝦旋突条の相互作用により前記揺
動アームを前記ハウジングとともにさらに回動させ、前
記摩擦部材を前記車輪リムにより強く押圧当接させるよ
うに構成したことを特徴とする自転車用自己励起型ブレ
ーキを提供するものである。

〔作用及び効果〕 以上の構成において、前記操作装置を介して初期操作力
Ｆｌを揺動アームに作用させると、揺動アームがハウジ
ングとともに制動方向に回動して、各摩擦部材を車輪リ
ムに押圧当接させる。この結果、摩擦部材と回転する車
輪リムとの間に生じる摩擦力により揺動アームがハウジ
ングとともに雄部材に対して軸方向に移動すると同時に
、第１螺旋突条及び第２螺旋突条の相互作用によって揺
動アームがハウジングとともにさらに制動方向に回動し
て、摩擦部材を車輪リムに対してより強（押圧当接させ
ることになる。

以上のようにして、自己励起作用により増大した制動力
Ｆ２が得られ、たとえ初期操作力Ｆｉが小さくても効果
的な制動操作を行うことが可能となる。しかも、自己励
起に必要な機構は、揺動アームの支持部における簡単な
工夫のみであり、部品点数も少なく構造も簡単である。

なお、初期操作力Ｆｌを解除させた時に、確実に摩擦部
材が車輪リムから離間して円滑な走行ができるように、
揺動アームをハウジングとともに復帰方向に軸方向移動
させるための付勢部材を設けるのが好ましい。

〔実施例〕

以下添付図面に基づいて本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明に係る自己励起型ブレーキを自転車の前
輪に設けた場合の状態を示す、なお、本発明の説明の便
宜上自転車前輪を例にとるが、自転車の後輪にも同様に
適用できるのはいうまでもない。

第１図において、参照番号１１．１３は自転車フレーム
において前輪を支持するフォークを示しており、これら
フォークｌｉ、１３にはそれぞれボルト１９゜２１を介
して揺動アーム１５．１７が揺動自在に取付けられてい
る。ポル）１９．２１は揺動アーム１５．１７と一体的
に回動するハウジング２０．２２を貫通して延びるもの
である。

ハウジング２０．２２の内部構造については後述する。

揺動アーム１５．１７はその外端において連結部２３．
２５を有しており、この連結部２３，２５が連結ケーブ
ル２９．３１を介してブレーキケーブル２７に接続され
ている。このブレーキケーブル２７に引張力が作用する
と、各揺動アーム１５．１７がボルト１９．２１により
形成される枢点を中心として回動する。この引張力は操
作装置２８によって得られるものであり、本実施例のよ
うに自転車の場合、この操作装置２８は手動レバーとし
て構成されることになる。なお、揺動アーム１５．１７
は他の機械的構成により、或いは空圧式、油圧式若しく
は電気的に作動させることもできる。

以上のように、ブレーキケーブル２７に引張力Ｆ１がか
かると揺動アーム１５は時計方向に、揺動アーム１７は
反時計方向に回動する。揺動アーム１５．１７には取付
ロッド３１．３９を介して摩擦部材たるブレーキシュー
３３．３５が取付けられている。これら取付ロッド３７
．３９はボルト４１．４３を貫通して延びており、取付
ロッド３７．３９を特定の目的に応じて調整した後、こ
れらボルト４１．４３により取付ロッド３７．３９を固
定させる。すなわち、調整の際には、取付ロッド３７．
３９は自軸６回りに回転可能であるとともに、それに垂
直なボルト４１．４３の軸心に対して移動可能である。

引張力Ｆ１による揺動アーム１５．１７の回動で、ブレ
ーキシュー３３゜３５が前輪４５のリム４７に押しつけ
られる。以下に詳細に説明するように、引張力Ｆ１によ
りブレーキシュー３３．３５がリム４７に押しつけられ
た結果、ハウジング２０．２２が軸方向に移動し、螺旋
状突部を介して制動力を増加させる。これが本発明の特
徴を構成する自己励起である。

第２図は第１図に示した一方の揺動アーム１５に組み込
まれた機構の分解図である。同図から容易に類推できる
ように、組立状態において、ボルト１９はＯ−リング５
１を備えたスペーサ４９を貫通して延び、このスペーサ
４９に近接して付勢部材たる圧縮スプリング５３が設け
られる。この圧縮スプリング５３は、段部２４に当接し
た状態でハウジング２０内に嵌入する。また、取付状態
において、圧縮スプリング５３を貫通して雄部材５９（
詳細は後述）のシリンダ部６１が延び、そのシリンダ部
６１の端面がスペーサ５１に当接する。ハウジング２０
の円筒状内面には螺旋突条６４が形成されており、この
螺旋突条６４はハウジング２０の端部に設けたストッパ
部材４２の内端まで延びている。

一方、フォーク１１（フレーム）には取付ボスト５５が
溶接等により固定されており、第２ａ図に示すように、
この取付ボスト５５はその内部に雌ねじ孔５７を有して
いる。取付ボスト５９には前述した雄部材５９が嵌合し
ており、この雄部材５９はフォーク１１に当接するベー
ス部６３まで延びたシリンダ部６１を有している。ベー
ス部６３に設けた０−リング６７は、雄部材５９にハウ
ジング２０を嵌合させた時に両者間をシールする。

ベース部６３からは螺旋突条６５が軸方向外方に延びて
おり、この螺旋突部はベース部６３及びシリンダ部６１
の双方と一体となっているものである。シリンダ部６１
にハウジング２０を嵌合させると、ハウジング２０側の
螺旋突条６４が雄部材５９側の螺旋突条６５に係合する
０図示の如く、ハウジング２０は揺動アーム１５と一体
に構成されており、この揺動アーム１５とともに軸方向
移動及び回動する。

第２図の機構を組立てるに際しては、ボルト１９を取付
ボスト５５の雌ねじ孔５７に締付螺入させることにより
、雄部材５９がフォーク１１に固定されることになる。

そして、ハウジング２０は、矢印Ｙで示すように、雄部
材５９に対して軸方向移動及び回動が可能である。

第５図は組立状態における両螺旋突条６４．６５の係合
関係を示す一部切欠図であり、仮想線６８は非制動時に
おける螺旋突条６４の相対位置を示している。対応する
揺動アーム１５が軸方向に移動すると、螺旋突条６４が
実線で示す位置へと変位する。なお、動作がスムーズに
行われるように、機構内部にグリース等の潤滑剤７０を
注入しておくのが好適である。

なお、他方の揺動アーム１７に対応するハウジング２２
の内部構成も上記とほぼ同様であるが、螺旋突条６４．
６５の捻じれ方向が反対である点でのみ異なっている。

ブレーキケーブル２７に引張力Ｆ１をかけることにより
、揺動アーム１５．１７を制動方向である矢印Ｘ方向（
第１図）に揺動させると、ブレーキシュー３３．３５が
リム４７に押圧当接する。

なお、揺動アーム１５．１７がこのように回動するに際
しては、両螺旋突条６４，６５の相互作用により揺動ア
ーム１５．１７がハウジング２０゜２２とともに軸方向
にも移動するものである。そして、ブレーキシュー３３
．３５がこのようにリム４７に押圧当接すると、回転す
るリム４７との間に生ずる摩擦力により、揺動アーム１
５．１７及びハウジング２０．２２がさらに軸方向に引
きずられ、両螺旋突条６４．６５の相互作用によりさら
に矢印Ｘ方向に回動して、ブレーキシュー３３．３５が
リム４７により強く押しつけられることになる。すなわ
ち、両螺旋突条６４，６５の相互作用により、前輪４５
のリム４７に作用する制動力が増加することになる。

第３図では、リム４７に接するブレーキシュー３３を側
方から見た状態を示す。同図から分かるように、第２図
及び第５図に示した機構は、軸方向に移動した位置をと
っている（ハウジング２０のストッパ部材４２がフォー
ク１１から若干離間していることに留意）、すなわち、
引張力Ｆｌを負荷した結果、ハウジング２０がブレーキ
シュー３３とリム４７との間の摩擦力で軸方向に移動し
て、上述の如く、両螺旋突条６４，６５の相互作用によ
って、制動力を増大させるのである。

一方、第４図では、非制動時における機構の位置を示し
ている。この状態では、ハウジング２０のストッパ部材
２２がフォーク１１に当接して、ブレーキシュー３３が
リム４７から不当に離間しないように、ハウジング２０
及び揺動アーム１５が復帰方向に軸方向移動及び回動す
るのを規制している。ブレーキシュー３３がリム４７か
ら不当に離間すると、速やかな制動が得られないからで
ある。なお、第５図では、両甥旋突条６４，６５の相対
移動量を誇張して示していることに留意されたい。実際
には、２種類の螺旋突条６４，６５間の相対移動量は極
めて小さく、それでも、本発明が特徴とする自己励起制
動を達成するには充分なものである。

引張力Ｆ１を解除すると、増加した制動力も消失する。

何故なら、制動力Ｆ２の発生は、引張力Ｆ１の存在が前
提となっているからである。従って、ハウジング２０は
非制動位置に復帰する。かかるハウジングの復帰は、ス
プリングを設けなくても行われるものであるが、図示の
実施例では圧縮スプリング５３を設けて、ブレーキシュ
ー３３をリム４７から強制的に離間させ、両者間に円滑
走行に必要な隙間（しかし、前述したように不当に大き
くてはならない）を確保するのが好ましい。

すなわち、ハウジング２０が非制動位置から制動位置に
軸方向移動すると、スプリング５３が圧縮され、引張力
Ｆ１を解除すると、スプリング５３の弾性復帰力により
、ハウジング２０がスペーサ４９から離れる方向に移動
する。この結果、自己励起型ブレーキに起こり得る、食
いつき（所謂「ロックアツプ現象」）を有効に防止する
ことができる。

両４！１Ｉ１１ｆｉ！突条６４，６５の捻じれ角は、得
られる制動力の大きさを直接決定するものである。本発
明の場合、この捻じれ角は２０°〜７０°、好ましくは
４０°〜４５°に設定する。

以上図面に基づき説明した実施例は、単に説明のためだ
けのものであり、本発明の要旨から過膜しない範囲での
変形構造及び均等構成が可能である。従って、本発明の
範囲は、冒頭の特許請求の範囲によってのみ解釈される
べきものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る自転車用自己励起型ブレーキの一
実施例を示す正面図、第２図は同ブレーキにおける自己
励起機構を示す分解斜視図、第２ａ図は第２図に示した
自己励起機構をフレームに取付けるための取付ポストを
示す側面図、第３図は制動状態にある第１図のブレーキ
を示す側面図、第４図は非制動状態にある第１図のブレ
ーキを示す側面図、第５図は前記自己励起機構における
各部品間の相対位置を示す一部切欠側面図である。 １１．１３・・・フォーク（フレーム）、　　１５゜１
７・・・揺動アーム、　２０．２２・・・ハウジング、
２８・・・操作装置、　３３．３５・・・ブレーキシュ
ー４２・・・ストッパ部材、　　４５・・・車輪、　４
７・・・リム、　　５１．６７・・・０−リング（シー
ル部材）、５３・・・圧縮スプリング（付勢部材）、５
５・・・取付ポスト、　５９・・・雄部材、　６４．６
５・・・螺旋突条、　７０・・・潤滑剤 第３図 出１ｔ１１人　　ベデルセン　ディベロップメント　コ
ーボレーシ蓑ン 代理人　弁理士　樋口豊治　外１名

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）自転車の車輪リムの両側において固定されるとと
   もに、複数の第１螺旋突条を備えた実質的に円筒状の外
   面を有する一対の雄部材と、それぞれの雄部材に嵌合さ
   れるとともに、前記第１螺旋突条に係合する第２螺旋突
   条を備えた実質的に円筒状の内面を有する一対のハウジ
   ングと、それぞれのハウジングと一体的に軸方向移動及
   び回動可能な一対の揺動アームと、それぞれの揺動アー
   ムにおいて前記回転体に向くように取付けられた一対の
   摩擦部材と、前記揺動アームを前記ハウジングとともに
   制動方向に回動させて前記摩擦部材を前記車輪リムに押
   圧当接させる操作装置と、を備え、もって前記摩擦部材
   を前記車輪リムに押圧当接させた時に、両者間に生ずる
   摩擦力により前記ハウジングが前記雄部材に対して軸方
   向に移動して、前記第１螺旋突条及び第２螺旋突条の相
   互作用により前記揺動アームを前記ハウジングとともに
   さらに回動させ、前記摩擦部材を前記車輪リムにより強
   く押圧当接させるように構成したことを特徴とする自転
   車用自己励起型ブレーキ。
2. （２）前記雄部材は、前記車輪リムの両側において固定
   装置を介して自転車フレームに取付けられていることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の自転車用自己
   励起型ブレーキ。
3. （３）前記雄部材は筒状であり、前記固定手段は、前記
   雄部材を嵌合させるべく前記車輪リムの両側において前
   記自転車フレームに固定した一対の取付ポストと、この
   取付ポストに形成した雌ねじ孔に締付螺入するボルトと
   を備えていることを特徴とする特許請求の範囲第２項に
   記載の自転車用自己励起型ブレーキ。
4. （４）前記ハウジングを前記雄部材に対して復帰方向に
   軸方向移動させ、もって前記第１螺旋突条及び前記第２
   螺旋突条の相互作用により前記揺動アームを前記ハウジ
   ングともに非制動方向に回動させて前記摩擦部材を前記
   車輪リムから離間させるための付勢部材が設けられてい
   る特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載
   の自転車用自己励起型ブレーキ。
5. （５）前記ハウジングが前記付勢部材による復帰方向の
   過剰な軸方向移動を防止するためのストッパ部材を備え
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第４項に記載の
   自転車用自己励起型ブレーキ。
6. （６）前記第１螺旋突条及び第２螺旋突条をシールすべ
   く前記ハウジングと前記雄部材との間に、シール部材を
   設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第
   ５項のいずれかに記載の自転車用自己励起型ブレーキ。
7. （７）前記雄部材に対する前記ハウジングの軸方向移動
   及び回動を円滑に行わせるために両者間に潤滑剤を施し
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第
   ６項のいずれかに記載の自転車用自己励起型ブレーキ。
8. （８）前記第１螺旋突条及び第２螺旋突条の捻じれ角が
   ２０°〜７０°であることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項ないし第７項のいずれかに記載の自転車用自己励
   起型ブレーキ。
9. （９）前記第１螺旋突条及び第２螺旋突条の捻じれ角が
   ４０°〜４５°であることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項ないし第７項のいずれかに記載の自転車用自己励
   起型ブレーキ。