TWM513166U - 集中式可變比例連動刹車裝置及應用其之車輛 - Google Patents

Description

集中式可變比例連動剎車裝置及應用其之車輛

本創作係有關於一種前後輪連動的剎車裝置，特別是有關於一種將前後輪之剎車控制裝置集中，且可在剎車過程中連續性的改變前後輪制動比例之剎車裝置及應用其之車輛。

目前一般自行車、機車等車輛所使用的剎車系統，主要是利用每個單側車把手分別各安裝有一剎車把手，其中一側剎車把手是控制前輪的剎車器，另一側剎車把手則是控制後輪的剎車器，藉由剎車器摩擦車輪、車輪轂或組設於車輪上的碟片(即俗稱之機械式碟剎)，以降低車輛的行駛速度或完全停止。

在騎乘者進行減速或停止制動時，因車輛慣性作用力以及車輛整體重心集中在前輪與後輪間並偏向後輪位置等條件下，最好是先剎後輪、再剎前輪，車輛才能有良好的操控性中達到減速或停止之需求。特別是在新購買不熟悉車況下、車輛高速行駛或是處於下坡路段時，騎乘者想減速而不慎單獨操控前輪剎車，容易因車輛的慣性作用力與前輪鎖死等狀況下，造成車輛失控嚴重更會導致翻車的意外事故。

又另有一剎車結構係以單一剎車握把以雙剎車線連接控制前輪剎車器與後輪剎車器，以於操控者使用時經由操控其單一剎車握把鎖 固剎車器，其極容易造成前輪與後輪同時瞬間被剎車器鎖死，進而造成操控者之傷害，因此其安全性具有相當大的問題，例如安全係數低、無法依比例制動將及需要較大的裝設體積。

如圖1A及圖1B所示，其為台灣專利證書號數TW I394903B1專利技術，其為一種剎車裝置，主要具有一殼體10，該殼體10一端對接有一頂蓋11與內部容設有一同步組件12，該同步組件12於其第一端面與第二端面間穿設有主動剎車線13與被動剎車線組14，又該主動剎車線13於第二端面位置處組接有一主動限位件131，而該被動剎車線組14組接有至少一被動限位件141、至少一彈性元件15與至少一剎車組件，以經由主動剎車線13及被動剎車線14與彈性元件15及單一同步組件12間之帶動，達到可依所調配之彈性元件15之比例先制動後輪再制動前輪，惟，該專利技術並沒有辦法在按壓剎車把手後的剎車過程中，產生連續性的不同比例的剎車力變化。

本創作的目的在於提供一種集中式優先進行後輪剎車，再自動變換前、後輪剎車比例的剎車控制裝置。

為達成上述裝置的目地，本創作的技術手段在於提供一種集中式可變比例連動剎車裝置，其包含本體及本體內的制動力分配滑動件。本體係設置於一剎車把手與前後輪剎車器之間，由一殼體及一蓋體所組成，該殼體具有一容置空間及一開放面，該蓋體對應於該開放面組設於殼體上，該本體之一主動側具有一供一第一剎車線接入該容置空間的第一接孔，背對該主動側的一被動側具有一供一後輪剎車線接入該容置空間的後剎接孔與一供一前輪剎車線接入該容置空間的前剎接孔，該第一接孔的中 心軸延伸線係位於該前剎接孔與該後剎接孔之間；以及一制動力分配滑動件，係設置於該容置空間中，其包含：一擺臂，其左、右兩端分別以連接件樞接該前輪剎車線與該後輪剎車線，該擺臂具有一面向該被動側的一工作面和面向該主動側的一底面；一拉桿組件，係設置在該擺臂之底面的外側，其具有一樞軸、一由該擺臂外側跨越該工作面並以一頂抵面接觸該工作面之拉桿、一具有一延伸段之套筒及一彈性件，該樞軸樞接該拉桿與該套筒，該套筒之該延伸段係連接該第一剎車線，該拉桿與該延伸段以該樞軸為頂點而形成一夾角，該彈性件係設置於該拉桿上，用以在該第一剎車線被拉動一距離內時，維持該拉桿與該延伸段保持該夾角的角度為第一夾角。

本創作的特點至少包括：1.可依駕駛者按壓剎車之力量大小，自動分配前、後剎車比例。2.可適用於前後鼓剎、前碟後鼓，前後碟剎等剎車系統。3.剎車作動瞬間，前剎車不比後剎車先作動，且後剎車力大於前剎車力。4.初始剎車比例為前輪小、後輪大(例如比例為4：6)，並在同一個壓按剎車的動作行程中持續變化剎車比例，最終剎車比例前輪大、後輪小(例如比例為7：3)。5.搭配有自動補償裝置(斜面及高低差的平台)，可發揮更準確之效用。6.前輪剎車或後輪剎車失效時，本創作仍可保有另一輪的剎車制動力。

10‧‧‧殼體

11‧‧‧頂蓋

12‧‧‧同步組件

13‧‧‧主動剎車線

14‧‧‧被動剎車線組

15‧‧‧彈性元件

20‧‧‧集中式可變比例連動剎車裝置

30‧‧‧本體

301‧‧‧主動側

3011‧‧‧第一接孔

3012‧‧‧第二接孔

302‧‧‧被動側

3021‧‧‧後剎接孔

3022‧‧‧前剎接孔

31‧‧‧殼體

311‧‧‧容置空間

312‧‧‧開放面

313‧‧‧導軌

314‧‧‧框架

32‧‧‧蓋體

40‧‧‧制動力分配滑動件

41‧‧‧擺臂

410a‧‧‧右銷軸

410b‧‧‧左銷軸

411,412‧‧‧連接件

412’‧‧‧第二剎車拉桿

4121’‧‧‧前固定孔座

4122’‧‧‧後固定孔座

413’‧‧‧導槽

4131’‧‧‧前緣

413,413a,413b‧‧‧工作面

414‧‧‧斜面

415‧‧‧底面

416‧‧‧擋板

42‧‧‧拉桿組件

421‧‧‧樞軸

422‧‧‧拉桿

4221‧‧‧頂抵面

42211‧‧‧滾輪

423‧‧‧套筒

4231‧‧‧延伸段

424‧‧‧彈性件

424a‧‧‧拉伸彈簧

424b‧‧‧扭轉彈簧

425‧‧‧頭端

426‧‧‧尾端

427‧‧‧夾角

4271‧‧‧第一夾角

4272‧‧‧第二夾角

428‧‧‧滾柱

50‧‧‧第一剎車線

60‧‧‧第二剎車線

70‧‧‧後輪剎車線

80‧‧‧前輪剎車線

90‧‧‧車體

91‧‧‧後輪

92‧‧‧前輪

A‧‧‧剎車把手

B‧‧‧剎車把手

C‧‧‧後輪剎車器

D‧‧‧前輪剎車器

H1,H2‧‧‧高度

X1,X2,X3‧‧‧中心軸

圖1A繪示先前技術之立體分解圖；圖1B繪示先前技術之剖面圖； 圖2繪示本創作之集中式可變比例連動剎車裝置一實施例的立體組合圖；圖3繪示圖2實施例之另一角度之移除蓋體的立體組合圖；圖4繪示本創作之集中式可變比例連動剎車裝置之一連接件為第二剎車拉桿形態的實施例的立體組合圖；圖5繪示本創作之制動力分配滑動件及第二剎車拉桿實施例之立體組合圖；圖6繪示圖5實施例之另一角度示意圖；圖7繪示本創作之制動力分配滑動件中的擺臂及拉桿組件的立體組合圖；圖8繪示本創作之制動力分配滑動件中的擺臂的立體圖；圖9繪示本創作之集中式可變比例連動剎車裝置一實施例的前視圖；圖10繪示本創作之集中式可變比例連動剎車裝置無剎車狀態的前視圖；圖11繪示圖10實施例之拉動第一剎車線一小段距離後，該拉桿仍然位於第一位置的動作示意圖；圖12繪示圖11實施例之持續拉動第一剎車線一更長距離後，該拉桿位於第二位置的動作示意圖；圖13繪示圖10實施例之拉動第二剎車線後，該第二剎車拉桿位的移動動作示意圖；圖14繪示本創作之集中式可變比例連動剎車裝置之一彈性件為扭轉彈簧形態的實施例的立體組合圖；圖15繪示本創作之扭轉彈簧設置示意立體圖。

茲配合圖式將本創作實施例詳細說明如下，其所附圖式均為簡化之示意圖，僅以示意方式說明本創作之基本結構，因此在該等圖式中 僅標示與本創作有關之元件，且所顯示之元件並非以實施時之數目、形狀、尺寸比例等加以繪製，其實際實施時之規格尺寸實為一種選擇性之設計，且其元件佈局形態有可能更為複雜。

首先，請參閱圖2及圖3所示。本實施例中的集中式可變比例連動剎車裝置20，其結構係包含一本體30及設置於該本體30內的制動力分配滑動件40。本體30係設置於一剎車把手(A,B)與前後輪剎車器(C,D)之間，其係由具有一容置空間311及一開放面312之殼體31及對應於該開放面312之一蓋體32所組成，該本體30之一主動側301具有一第一接孔3011，用以供一第一剎車線50接入到該容置空間311，背對於該主動側301的一被動側302具有一供一前輪剎車線80接入到該容置空間311的前剎接孔3022與一供一後輪剎車線70接入到該容置空間311的後剎接孔3021，該第一接孔3011的中心軸X1延伸線係位於該後剎接孔3021與該前剎接孔3022之間，而該後剎接孔3021、該前剎接孔3022之中心軸(X2,X3)可互為平行或不平行。

制動力分配滑動件40係設置於該容置空間311中，其包含：一擺臂41及一拉桿組件42。請同時參照圖8所示，該擺臂41對應於該後剎接孔3021的右端及對應於前剎接孔3022的左端分別具有向擺臂41兩側面突伸之右銷軸410a與左銷軸410b(實務上可在該擺臂41對應的位置開設透孔，並分別以右銷軸410a與左銷軸410b穿過該透孔)，該右銷軸410a連接一連接件411，該左銷軸410b連接一連接件412，該連接件(411,412)分別樞接於該後輪剎車線70與該前輪剎車線80，該擺臂41面向該被動側302的一面具有一工作面413，該工作面413之背面為一底面415。請再參見圖3，拉桿組件42係設置在面對該擺臂41之底面415的一側，其具有一樞軸421、一由該擺臂41 外側跨越該工作面413並以一頂抵面4221(參見圖6所示)接觸該工作面413之拉桿422、一具有一延伸段4231之套筒423及一彈性件424，該樞軸421樞接該拉桿422與該套筒423，該套筒423之該延伸段4231係連接該第一剎車線50，該拉桿422與該延伸段4231以該樞軸421為頂點而形成一夾角427(參見圖10所示)，該彈性件424係設置於該拉桿422上，用以在該第一剎車線50被以一外力拉動在一定距離內時，維持該拉桿422與該延伸段4231保持該夾角427的角度為第一夾角4271。

請再對照圖4至圖7。在本實施例中，進一步地，該本體30之該主動側301具有一供一第二剎車線60接入的第二接孔3012，且該容置空間311內更包含一第二剎車拉桿412’，係設置並可自由滑動於該第二接孔3012與該前剎接孔3022之間(如圖4所示，該實施例係應用螺鎖在殼體31上的上、下兩個框架314形成類似導引軌道的結構，以使該第二剎車拉桿412’在其間進行滑動)，該第二剎車拉桿412’的前、後兩端分別設有一卡固該第二剎車線60的前固定孔座4121’和卡固該前輪剎車線80的後固定孔座4122’，該前、後固定孔座(4121’,4122’)之間設有一平行於該自由滑動方向的導槽413’，此實施例中，該擺臂41的左端係以該第二剎車拉桿411’取代前述實施例之連接件412的功能，使擺臂41的左側以一左銷軸410b樞設於該導槽413’，並可於該導槽413’內自由移動。如此一來，請參照圖13，當使用者單獨拉動第二剎車線60(例如按壓圖9中左側的剎車把手B)後，該第二剎車線60拉動該第二剎車拉桿412’，並由該第二剎車拉桿412’拉動該前輪剎車線80，此時，由於該擺臂41左端係以左銷軸410b活動地樞接於該導槽413’，因此當該第二剎車拉桿412’被向下拉動時，該擺臂41左端的左銷軸410b遂僅 能在導槽413’內移動而無法被第二剎車拉桿412’帶動；反之，如圖11及圖12所示，而當使用者單獨拉動第一剎車線50(例如按壓圖9中右側的剎車把手A)後，該第一剎車線50拉動該制動力分配滑動件40，使得其中的該擺臂41的左銷軸410b抵住該導槽413’的前緣4131’而能拉動該第二剎車拉桿411’，以同時拉動該後輪剎車線70及該前輪剎車線80。

圖8實施例中，該擺臂41之對應於該後輪剎車線70一側之該工作面413平台的高度H1(由該擺臂41底部起算至該工作面413)較之對應於該前輪剎車線80一側之該工作面413平台為低，且其較低工作面413a平台與較高工作面413b平台之間係以一斜面414銜接之。

藉由上述機構設計，如圖10~圖12所示，在使用者在一個剎車壓按動作行程中，施加外力拉動該第一剎車線50的瞬間，前輪剎車線80不會比後輪剎車線70先作動，續在該剎車壓按動作行程初期，連接在該第一剎車線50的套筒423(延伸段4231)係傳遞一斜下的力(如圖11所示，以面對圖面而言)到該拉桿422，以一斜向的力拉動該擺臂41，因此施加在該擺臂41的力F可分為一垂直向下的分力Fy，以及一水平向左的分力Fx(即拉桿422面對該工作面413b的轉動力)，此時前輪剎車線80小於後輪剎車線70拉動距離的比例(例如4：6)，當剎車壓按動作行程持續進行到後期時，會產生更大的力拉動該第一剎車線50後，可提供在該拉桿422的水平分力Fx逐漸增強到足以克服彈性件424之彈力係數K值(單位是N/m)的彈性力後，該拉桿422轉動至與該延伸段4231(或該第一剎車線50)呈一直線(即一夾角角度為180度的第二夾角4272，如圖12所示)後，可利用該斜面414，由較低的工作面413a轉進到較高的工作面413b而獲得較大的位移，以補償在 其分力方向所產生的位移損失，經此歷程，前輪剎車線80拉動距離已變成大於後輪剎車線70拉動距離(例如7：3的比例)，且其比例變化為連續改變形式，而非跳躍式改變，而當使用者移除外力後，該彈性件424會以回復力使該拉桿422與該延伸段4231回復成彼此形成第一夾角4271的初始狀態。

進一步地，如圖7所示，該拉桿組件42之該拉桿422係以一滾輪42211輪面接觸並頂抵該工作面413，且其起始接觸位置係較靠近該後輪剎車線70。當然，上述實施例中，為了更精準地定位該滾輪42211輪面，該工作面413係可設為一凹槽軌道面。

另一方面，為防止前輪剎車線80失效(例如鋼索斷裂)時，擺臂41產生的不規則擺動而影響了後輪剎車的動作，該工作面413係對應於該後輪剎車線70一側之端部係設置有一擋板416，以限制該擺臂41只能單邊擺動，也使該擺臂41所在位置仍得以被拉桿422拉動。

再一方面，如圖6所示，其中設置於該拉桿422上之該彈性件424為一對分別連接於該拉桿422與該擺臂41兩外側之拉伸彈簧424a，以防止制動力分配滑動件40產生單邊旋轉力距，造成構件的震動，進而影響安全性。

再如圖14、15圖所示，設置於該拉桿422上之該彈性件424為一只扭轉彈簧424b，其中心部位係套接於該樞軸421，且一頭端425卡抵於該拉桿422側邊，尾端426卡抵於該延伸段4231表面。

值得一提的是，該樞軸421兩端可分別樞設有一滾柱428，並於該本體30之該容置空間311之對應於該滾柱428的壁面形成沿著該第一剎車線50的拉動方向之導軌313，以使該滾柱428沿著該導軌313滑動。

在應用上，如圖9所示，本創作係包含應用其集中式可變比例連動剎車裝置的車輛，包含：前述集中式可變比例連動剎車裝置20、車體90、剎車把手(A,B)、設有該後輪剎車器C之至少一後輪91以及設有該前輪剎車器D的前輪92，其中，剎車把手A其具有延伸之該第一剎車線50及/或剎車把手B具有延伸之該第二剎車線60。

綜上所述，乃僅記載本創作為呈現解決問題所採用的技術手段之較佳實施方式或實施例而已，並非用來限定本創作專利實施之範圍。即凡與本創作專利申請範圍文義相符，或依本創作專利範圍所做的均等變化與修飾，皆為本創作專利範圍所涵蓋。

20‧‧‧集中式可變比例連動剎車裝置

30‧‧‧本體

301‧‧‧主動側

3011‧‧‧第一接孔

3012‧‧‧第二接孔

302‧‧‧被動側

3021‧‧‧後剎接孔

3022‧‧‧前剎接孔

31‧‧‧殼體

311‧‧‧容置空間

312‧‧‧開放面

313‧‧‧導軌

40‧‧‧制動力分配滑動件

41‧‧‧擺臂

411,412‧‧‧連接件

413‧‧‧工作面

415‧‧‧底面

416‧‧‧擋板

42‧‧‧拉桿組件

421‧‧‧樞軸

422‧‧‧拉桿

423‧‧‧套筒

4231‧‧‧延伸段

424‧‧‧彈性件

424a‧‧‧拉伸彈簧

428‧‧‧滾柱

50‧‧‧第一剎車線

60‧‧‧第二剎車線

70‧‧‧後輪剎車線

80‧‧‧前輪剎車線

Claims (10)

1. 一種集中式可變比例連動剎車裝置，其結構包含：一本體，係設置於一剎車把手與前後輪剎車器之間，其係由具有一容置空間及一開放面的殼體及對應於該開放面之一蓋體所組成，該本體之一主動側具有一供一第一剎車線接入該容置空間的第一接孔，背對該主動側的一被動側具有一供一後輪剎車線接入該容置空間的後剎接孔與一供一前輪剎車線接入該容置空間的前剎接孔，該第一接孔的中心軸延伸線係位於該前剎接孔與該後剎接孔之間；以及一制動力分配滑動件，係設置於該容置空間中，其包含：一擺臂，其左、右兩端分別以連接件樞接該前輪剎車線與該後輪剎車線，該擺臂具有一面向該被動側的一工作面和面向該主動側的一底面；以及一拉桿組件，係設置在該擺臂之底面的外側，其具有一樞軸、一由該擺臂外側跨越該工作面並以一頂抵面接觸該工作面之拉桿、一具有一延伸段之套筒及一彈性件，該樞軸樞接該拉桿與該套筒，該套筒之該延伸段係連接該第一剎車線，該拉桿與該延伸段以該樞軸為頂點而形成一夾角，該彈性件係設置於該拉桿上，用以在該第一剎車線未拉動及被拉動一距離內時，維持該拉桿與該延伸段保持該夾角的角度為第一夾角，持續拉動該第一剎車線超過該距離後，該拉桿與該延伸段由第一夾角持續改變角度後維持在一第二夾角。
2. 如申請專利範圍第1項所述的集中式可變比例連動剎車裝置，其中，該本體之該主動側更包含有一供一第二剎車線接入的第二接孔，且該容置空間內更包含一第二剎車拉桿，該第二剎車拉桿係設置並可自由地滑動於 該第二接孔與該前剎接孔之間，該第二剎車拉桿前、後兩端分別設有一卡固該第二剎車線之前固定孔座和卡固該前輪剎車線的後固定孔座，該前、後固定孔座之間設有一平行於該自由滑動方向的導槽，該擺臂係樞設於該導槽，並可於該導槽內自由移動。
3. 如申請專利範圍第1項所述的集中式可變比例連動剎車裝置，其中，該擺臂之對應於該後輪剎車線一側之該工作面平台的高度較之對應於該前輪剎車線一側之該工作面平台為低，且其較低工作面平台與較高工作面平台之間係以一斜面銜接。
4. 如申請專利範圍第1項所述的集中式可變比例連動剎車裝置，其中，該拉桿組件之該拉桿係以一滾輪輪面接觸並頂抵該工作面，且其起始接觸位置係較靠近該後輪剎車線。
5. 如申請專利範圍第4項所述的集中式可變比例連動剎車裝置，其中，該工作面係為一凹槽軌道面。
6. 如申請專利範圍第5項所述的集中式可變比例連動剎車裝置，其中，該工作面係對應於該後輪剎車線一側之端部係設置一擋板。
7. 如申請專利範圍第1項所述的集中式可變比例連動剎車裝置，其中，設置於該拉桿上之該彈性件為一對分別連接於該拉桿與該擺臂兩外側之拉伸彈簧。
8. 如申請專利範圍第1項所述的集中式可變比例連動剎車裝置，其中，設置於該拉桿上之該彈性件為一只套接於該樞軸，且其頭端卡抵於該拉桿側邊，其尾端卡抵於該延伸段表面之扭轉彈簧。
9. 如申請專利範圍第1項所述的集中式可變比例連動剎車裝置，其中，該樞軸兩端分別樞設有一滾柱，並於該本體之該容置空間之對應於該滾柱的壁面形成沿著該第一剎車線的拉動方向之導軌，以使該滾柱沿著該導軌 滑動。
10. 一車輛，包含：一如申請專利範圍第1至第9項任一項所述之集中式可變比例連動剎車裝置；一車體，係供該本體固定；一剎車把手，係設置於該車體上，其具有延伸之該第一剎車線及/或該第二剎車線；至少一前輪，該前輪設有該前輪剎車器；以及至少一後輪，該後輪設有該後輪剎車器。