TW201318915A - 自行車煞車夾器之平衡裝置 - Google Patents

Abstract

一種自行車煞車夾器之平衡裝置，包含分別設於一煞車夾器之第一和第二夾臂之軸心部的二導引路徑，該二導引路徑以預定角度相交，一滾動元件恆位於該二導引路徑之相交部位。該平衡裝置平衡了扭力彈簧分別施加於煞車器左右兩側的扭力，並抵消了主動與從動關係所產生的慣性，使煞車器的第一和第二夾臂平衡同動，並使煞車器的左右煞車塊對車輪之輪框產生一左右對稱的夾擊力。

Description

自行車煞車夾器之平衡裝置

本案與自行車的煞車系統有關，更詳而言之，係一種具有平衡裝置的側向牽引式煞車器，該平衡裝置平衡了扭力彈簧分別施加於煞車器左右兩側的扭力，並抵消了主動與從動關係所產生的慣性，使該煞車器的第一和第二夾臂平衡同動，並使煞車器的左右煞車塊對車輪之輪框產生一對稱的夾擊力。

夾式煞車為自行車輪圈煞車之一熟知實施例，夾式煞車器的基本組態包括一對煞車塊附著於一對夾臂。而依據煞車纜索牽引作用的位置不同，有中心牽引式及側向牽引式之分。

中心牽引式煞車器，其煞車纜索連接於一牽引件，該牽引件與該對夾臂連接，並使煞車纜索保持在二夾臂之間的中心位置，該對夾臂並以自由樞轉的方式被支撐於車架之前叉或後叉的桿體上。煞車纜索拉動該牽引件，即連動二夾臂以自由樞轉處為支點而相對擺動，以煞車塊夾擊車輪框，達到煞車目的。在此習知設計中，必須各別地調整兩個煞車塊每一者的垂直位置，才能達到使二煞車塊對輪框產生對稱夾擊力之目的，然而調整該二煞車塊垂直位置的過程麻煩，且行車之震動，組裝元件的鬆緊程度，皆可能使二煞車塊的垂直位置受到影響而發生改變，故此一型式的煞車器無法恆常的保持對稱的夾擊力，並產生煞車塊的不對稱磨耗、煞車噪音及煞車效能衰減等等問題，且這些問題直接關乎行 車安全性。

側向牽引式的煞車器，其二夾臂係以自由樞轉的方式彼此交合樞接，並以扭轉彈簧保持二夾臂的樞接角度，煞車纜索保持在二夾臂的肩部。煞車纜索張力增加牽拉其中一夾臂，將使二夾臂縮小其樞接夾角，從而改變二煞車塊的相對距離，以煞車塊夾擊車輪框，達到煞車目的。在此習知設計中，因煞車纜索係偏單邊的裝設在煞車器的肩部，當煞車纜索牽引該煞車器作動時，會因主動與從動關係所產生的慣性造成煞車器的偏斜，二夾臂並非平衡同動，以致二煞車塊無法產生對稱的夾擊力作用於車輪框，以致煞車塊不對稱磨耗、煞車噪音及煞車效能衰減等等問題亦在此一設計中出現。

在上述側向牽引式煞車器中安裝一個平衡構件可以解決上述的問題，在中華民國新型專利第331484號專利公告文獻中揭露了此一技術。該案係利用連桿結構，使煞車纜索牽引其中一夾臂作動時，另一夾臂從動，從而達到平衡煞車的效果。

本案之目的係為側向牽引式煞車器提出一平衡裝置，該平衡裝置平衡了扭力彈簧分別施加於煞車器左右兩側的扭力，並抵消了主動與從動關係所產生的慣性，使煞車器的第一和第二夾臂平衡同動，並使煞車器的左右煞車塊對車輪之輪框產生一左右對稱的夾擊力。

本案之目的係為側向牽引式煞車器提出一平衡裝置，該平衡 裝置的結構精簡，設置於該煞車器第一和第二夾臂的任一相對接觸且作動方向相反之部位，且內藏於煞車器中，煞車器的外部組態無任何因平衡裝置而產生的附加物件。

本案之目的係為側向牽引式煞車器提出一平衡裝置，該平衡裝置並未改變該煞車器的原始組態，亦未在該原始組態上外掛新物件，亦未增加該煞車器原始組態的重量，仍保持煞車器輕量化之組態。

上述的平衡裝置，包含分別設於一煞車夾器之第一和第二夾臂軸心部的二導引路徑，，該二導引路徑為彼此相反之傾斜方向，並具有一相交部位，一滾動元件恆位於該相交部位。

為便於說明本案於上述發明內容一欄中所表示的中心思想，茲以具體實施例表達。實施例中各種不同物件係按適於說明之比例、尺寸、變形量或位移量而描繪，而非按實際元件的比例予以繪製，合先敘明。且以下的說明中，類似的元件是以相同的編號來表示。

如第一至三圖，側向牽引式煞車器包含一第一夾臂10、一第二夾臂20、一軸心螺絲30、複數墊片40、一扭力彈簧50、以及一迫緊螺帽60。上述每一元件的中心均設有供該軸心螺絲30穿樞之軸孔。該軸心螺絲30具有一平滑段31以及一螺紋段32。該第一夾臂10和該第二夾臂20係組設於該平滑段31，以保持旋向運動之自由性。扭力彈簧50之中心被該迫緊螺帽60定位，其二 簧腳分別連接該第一夾臂10以及該第二夾臂20，且該二簧腳的彈性係數(K值)相等。該迫緊螺帽60鎖合於該軸心螺絲30的螺紋段32，複數個墊片40分別襯於各元件的相對接觸面之間，該迫緊螺帽60鎖緊，使以上各個元件沿著該軸心螺絲30而定位。該第一夾臂10的高端為煞車纜索安裝部11，低端為煞車塊安裝部12。該第二夾臂20的高端為煞車纜索穿樞部21，低端為煞車塊安裝部22。一煞車纜索從該第二夾臂20的煞車纜索穿樞部21經過而固定於該煞車纜索安裝部11。該二煞車塊安裝部12,22分別裝設一煞車塊。

如第一圖至第九圖所示之第一實施例，一平衡裝置1設於該第一夾臂10和該第二夾臂20的軸心部13,23。所述的平衡裝置1包括分別設於該二軸心部13,23之圓周的導引路徑，以及恆位於該二導引路徑相交部位之間的滾動元件4，在此一實施例中，該導引路徑為導槽2,3，該滾動元件4為滾珠。該二導槽2,3具有相等的長度，相反的傾斜方向，滾動元件4位於兩者的相交部位。在此一實施例中，基於該煞車纜索係牽引該第一夾臂10，故該第一夾臂10被定義為主動物件，該第二夾臂20被定義為從動物件。所以，設於該第一夾臂10的導槽2被定義為主導路徑，設於該第二夾臂20的導槽3則被定義為從動路徑。當該第一夾臂10受該煞車纜索之拉引，以該軸心螺絲30為中心點而旋擺時，該主導路徑(導槽2)依循該第一夾臂10的旋擺方向而位移，但滾動元件4係因該二導槽2,3的交叉干涉而恆位於該二導槽2,3的相交部位， 故該主導路徑(導槽2)之位移轉換成該滾動元件4的一推動勢，該推動勢作用於導槽3，以致該第二夾臂20循著該導槽3所形成之從動路徑而產生以該軸心螺絲30為中心點而旋擺之位移。基於主導路徑以及從動路徑之位移係同一時點同步發生，故該第一夾臂10及該第二夾臂20同步以該軸心螺絲30而產生相對方向的旋擺，且旋擺角度對等，該二煞車塊即產生相對方向對等距離之同步位移，對車輛之輪框產生左右平衡對等的夾擊力。

以上的動作原理透過第四圖至第九圖做詳細的說明。

請參閱第四圖及第五圖，煞車纜索在不具張力的情況下，對該煞車器不產生牽引作用力，該第一夾臂10及第二夾臂20受該扭力彈簧50的彈力作用而張開一預定角度。該導槽2和導槽3於第一盡端相交，滾動元件4位於相交部位。

請參閱第六圖及第七圖，煞車纜索牽拉該第一夾臂10，該第一夾臂10以該軸心螺絲30為中心點而旋擺，該導槽2(主導路徑)依循該第一夾臂10的旋擺方向及旋擺位移量而產生相對應的位移，該滾動元件4產生一推動勢，致該第二夾臂20循著該導槽3之從動路徑而產生與該第一夾臂10相對方向且對等角度的同步旋擺，該第一夾臂10及該第二夾臂20使該扭力彈簧50受壓儲能。該導槽2與導槽3於中段部位相交，滾動元件4恆位於相交部位。

如第八圖和第九圖，更進一步的，當煞車纜索再牽拉該第一夾臂10，使該第一夾臂10產生更進一步的旋擺，該第二夾臂20 亦產生相對方向且對等角度的同步旋擺。該導槽2與導槽3於第二盡端相交，滾動元件4恆位於相交部位。

當煞車纜索釋除對該第一夾臂10的牽引力量時，該扭力彈簧50釋能復回，該第一夾臂10、第二夾臂20、導槽2、導槽3復回至第四圖及第五圖所示之組態。

復如第五、七、九圖，當第一夾臂10和第二夾臂20同步張合時，該滾動元件4隨著導槽2和導槽3之相交位置變異而產生平行於該軸心螺絲30之軸線方向的位移。為使該滾動元件4的位移更加穩定，本發明再付予該滾動元件4一個穿過其中心的梢9，如第十圖至第十二圖所示之第二實施例，該梢9係與該軸心螺絲30的軸線平行，其一端係固定於該迫緊螺帽60，該導槽2和導槽3的相對部位之間具有一個可容納該梢9的間隙62。如第十二圖至第十四圖，當該第一夾臂10和第二夾臂20同步張合時，該滾動元件4係沿著該梢9移動。

所述之導槽2和導槽3的傾斜方向和角度可以如第五、七、九圖，亦可如第十二圖至第十四圖，但這些圖式都僅是用於說明本發明，傾斜方向和角度均依照實際需要而可有所不同。

如第十五圖至第二十圖，本案平衡裝置之第三實施例。在此一實施例中，平衡裝置5係平行於該軸心螺絲30而設，所述之導引路徑為貫穿該第一夾臂10和第二夾臂20之軸心部13,23的導孔6和7，該滾動元件8為滾柱。該二導孔6和7為相等長度，但傾斜方向相反，滾動元件8位於兩者的相交部位。該滾動元件8 的末端穿入該迫緊螺帽60對應位置的定位槽61中。基於該滾動元件8之樞穿，襯於該第一夾臂10和第二夾臂20之間的墊片41設有穿樞孔42是必需的。

第十七圖描述該煞車器張開時，該導孔6和導孔7於第一盡端相交，滾動元件8位於相交部位。第十九圖，煞車纜索牽拉該第一夾臂10，該第一夾臂10以該軸心螺絲30為中心點而旋擺，該導孔6(主導路徑)依循該第一夾臂10的旋擺方向及旋擺位移量而產生相對應的位移，該滾動元件8產生一推動勢，致該第二夾臂20循著該導孔7之從動路徑而產生與該第一夾臂10相對方向且對等角度的同步旋擺，至該該導孔6與導槽7於第二盡端相交，滾動元件8恆位於相交部位。

如第十八、二十圖，當該第一夾臂10和第二夾臂20同步張合時，該滾動元件8係平行於該軸心螺絲30而移動。

如第二十一圖及第二十二圖，本案平衡裝置之第四實施例。該第四實施例之結構與第三實施例相同，差異僅在於設置位置不同。

綜上所述，與本案平衡裝置1和5配合的扭力彈簧50具有中心與第一夾臂10及第二夾臂20同軸心，以及二簧腳的彈性係數(K值)相等並分別連接於第一夾臂10及第二夾臂20彼此之對應位置之技術特徵。本案平衡裝置1和5與該扭力彈簧50相輔相成，使該第一夾臂10和該第二夾臂20平衡同動，使左右煞車塊對車輪之輪框產生一左右對稱的夾擊力。

該平衡裝置1和5是由導槽(或導孔)和滾動元件(滾珠或滾柱)所構成，結構精簡，可設置在該類型煞車器第一和第二夾臂的任一相對接觸且作動方向相反之部位，並不以本案實施例所描述的為限。該平衡裝置1和5內藏於煞車器中，使煞車器的外部組態無任何因平衡裝置而產生的附加物件，未改變該煞車器的原始組態，未增加該煞車器原始組態的重量，仍保持煞車器輕量化之組態。

雖然本案是以一個最佳實施例做說明，但精於此技藝者能在不脫離本案精神與範疇下做各種不同形式的改變。以上所舉實施例僅用以說明本案而已，非用以限制本案之範圍。舉凡不違本案精神所從事的種種修改或變化，俱屬本案申請專利範圍。

1‧‧‧平衡裝置

2‧‧‧導槽

3‧‧‧導槽

4‧‧‧滾動元件

5‧‧‧平衡裝置

6‧‧‧導孔

7‧‧‧導孔

8‧‧‧滾動元件

9‧‧‧梢

10‧‧‧第一夾臂

11‧‧‧煞車纜索安裝部

12‧‧‧煞車塊安裝部

13‧‧‧軸心部

20‧‧‧第二夾臂

21‧‧‧煞車纜索穿樞部

22‧‧‧煞車塊安裝部

23‧‧‧軸心部

30‧‧‧軸心螺絲

31‧‧‧平滑段

32‧‧‧螺紋段

40‧‧‧墊片

41‧‧‧墊片

42‧‧‧穿樞孔

50‧‧‧扭力彈簧

60‧‧‧迫緊螺帽

61‧‧‧定位槽

62‧‧‧間隙

第一圖為本案平衡裝置第一實施例之前視立體外觀圖。

第二圖為本案平衡裝置第一實施例之背視立體外觀圖。

第三圖為本案平衡裝置第一實施例之立體分解圖。

第四圖為本案平衡裝置第一實施例之正視暨動作示意圖之一。

第五圖為第四圖之右側視圖。

第六圖為本案平衡裝置第一實施例之正視暨動作示意圖之二。

第七圖為第六圖之右側視圖。

第八圖為本案平衡裝置第一實施例之正視暨動作示意圖之三。

第九圖為第八圖之右側視圖。

第十圖為本案平衡裝置第二實施例之正視圖。

第十一圖為第十圖之圈示部份放大圖。

第十二圖為本案平衡裝置第二實施例之側視暨動作示意圖之一。

第十三圖為本案平衡裝置第二實施例之側視暨動作示意圖之二。

第十四圖為本案平衡裝置第二實施例之側視暨動作示意圖之三。

第十五圖為本案平衡裝置第三實施例之正面立體分解圖。

第十六圖為本案平衡裝置第三實施例之背面立體分解圖。

第十七圖為本案平衡裝置第三實施例之正視暨動作示意圖之一。

第十八圖為第十七圖之剖視圖。

第十九圖為本案平衡裝置第三實施例之正視暨動作示意圖之二。

第二十圖為第十九圖之剖視圖。

第二十一圖為本案平衡裝置第四實施例之正視暨動作示意圖之一。

第二十二圖為本案平衡裝置第四實施例之正視暨動作示意圖之二。

1‧‧‧平衡裝置

2‧‧‧導槽

3‧‧‧導槽

4‧‧‧滾動元件

10‧‧‧第一夾臂

11‧‧‧煞車纜索安裝部

12‧‧‧煞車塊安裝部

20‧‧‧第二夾臂

21‧‧‧煞車纜索穿樞部

22‧‧‧煞車塊安裝部

30‧‧‧軸心螺絲

50‧‧‧扭力彈簧

Claims (9)

1. 一種自行車煞車夾器之平衡裝置，該煞車夾器包含一第一夾臂和一第二夾臂，兩者之軸心部以一軸心螺絲穿過，一迫緊螺帽鎖附於該軸心螺絲，據以定位該第一夾臂和該第二夾臂；該平衡裝置包含：分別設於該軸心部之二導引路徑，該二導引路徑為彼此相反之傾斜方向，並具有一相交部位，一滾動元件恆位於該相交部位。
2. 如申請專利範圍第1項所述自行車煞車夾器之平衡裝置，其中，該二導引路徑分別位於該第一夾臂和該第二夾臂之軸心部的圓周。
3. 如申請專利範圍第2項所述自行車煞車夾器之平衡裝置，其中，該導引路徑係為導槽。
4. 如申請專利範圍第3項所述自行車煞車夾器之平衡裝置，其中，該滾動元件為滾珠。
5. 如申請專利範圍第4項所述自行車煞車夾器之平衡裝置，其中，一梢穿過該滾珠的中心，該梢之一端固定於該迫緊螺帽。
6. 如申請專利範圍第1項所述自行車煞車夾器之平衡裝置，其中，該導引路徑係軸向貫穿該第一夾臂和該第二夾臂之軸心部之導孔。
7. 如申請專利範圍第6項所述自行車煞車夾器之平衡裝置，其中，該滾動元件為滾柱。
8. 如申請專利範圍第7項所自行車煞車夾器之平衡裝置，其中，該滾柱之一端穿樞於該迫緊螺帽之定位槽中。
9. 如申請專利範圍第1項所述自行車煞車夾器之平衡裝置，其中，該煞車夾器更包含一扭力彈簧，該扭力彈簧之中心定位於該軸心螺絲，且該扭力彈簧具有二相同彈性係數之二簧腳，該二簧腳分別連接於該第一夾臂和該第二夾臂彼此之對應位置。