自行车用轮毂制动装置的制作方法

专利名称：自行车用轮毂制动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及制动装置，特别是用于制动自行车车轮的轮毂的自行车用轮毂制动装置。
背景技术：
自行车用制动装置有用于制动车轮轮圈的例如悬臂式制动器或卡钳式制动器等轮圈制动装置以及用于制动车轮轮毂的例如鼓式制动器、带式制动器或滚子式制动器等轮毂制动装置。
作为这种轮毂制动装置，公知的有滚子式制动器。滚子式制动器通过使制动片和与车轮轮毂一体旋转的筒状制动鼓的内周面接触，产生摩擦而制动。在滚子式制动器中，配置在制动片的内侧的滚子借助于凸轮朝径向外方移动，由此使制动片与制动鼓接触，对轮毂制动。在滚子式制动器的内部，特别是在接触面与制动面之间填充有润滑脂，通过该润滑脂抑制制动时的发热，提高耐久性，同时稳定制动性能。另外，通过填充润滑脂，可使滚子的移动能顺利地进行。
上述以往的填充润滑脂使用的轮毂制动装置中，一旦润滑脂耗尽，制动性能就会不稳定，而且也会产生制动不良。因此，希望能够有效地对制动面与接触面之间供给润滑脂，使这两个面之间始终有润滑脂。
本发明的课题是，有效地将润滑脂供给自行车用轮毂制动装置中的制动面与接触面之间。
解决课题的手段发明1所涉及的自行车用轮毂制动装置是内部填充有润滑脂、对安装到自行车车架上的车轮的轮毂进行制动的装置，包括固定托架、制动鼓、多个制动片、以及制动动作部。固定托架不能转动地安装在车架上。制动鼓可与轮毂一体旋转，是在内周面上设有圆形的制动面以及在制动面上朝径向外方凹入地形成的、内部填充有润滑脂的环状润滑脂填充槽的圆筒状。多个制动片具有制动时与制动鼓的制动面接触的接触面，实质上不能相对固定托架旋转，在圆周方向上隔开间隔地配置着，在制动鼓上进行制动作用。制动动作部包括可围绕轮毂轴自由摆动地设置在固定托架上的动作臂；可与动作臂一体旋转、并在外周面上设有凸轮部的凸轮部件；在凸轮部与多个制动片之间与两者接触并且沿圆周方向隔开间隔地设置的、借助于凸轮部件的旋转朝径向移动的、将制动片的接触面压接在制动鼓的制动面上的多个滚子；以及具有配置在润滑脂填充槽内的突出部、并朝径向内方给制动片施力的施力部件。
在该轮毂制动装置中，制动动作部的动作臂朝一个方向摆动时，借助于凸轮部件的旋转，滚子朝径向外方移动，克服施力部件的弹力，使制动片向径向外方移动，压接到制动鼓上。借此，对轮毂进行制动。另外，当动作臂向另一个方向摆动时，滚子的推压力消失，在施力部件的弹力作用下，使制动片朝径向内侧移动，离开制动面，解除制动。该施力部件的突出部配置在制动鼓的制动面上所形成的润滑脂填充槽中。因此，借助于该突出部，可以拌匀填充到旋转的润滑脂填充槽中的润滑脂，使润滑脂很容易流动到制动面上。在这种结构中，由于在施力部件上设有配置在润滑脂填充槽中的突出部，能够把填充到制动面上形成的润滑脂填充槽中的润滑脂刮出来，因此，润滑脂很容易流动到制动面上，可有效地把润滑脂供给制动面与接触面之间。
发明2所涉及的自行车用轮毂制动装置是在发明1记载的装置中，突出部的前端在制动时位于润滑脂的填充槽内，在制动片离开制动鼓的制动解除时位于润滑脂填充槽的径向内方。在这种情况下，由于突出部的前端仅在需要润滑脂的制动时位于润滑脂的填充槽内，所以，能在制动时有效地供给润滑脂。
发明3所涉及的自行车用轮毂制动装置是在发明1或2记载的装置中，多个制动片是将外周面上设有接触面以及用于容纳施力部件而与润滑脂填充槽对峙配置的环状容纳槽的环状部件在圆周方向的多个位置切断的圆弧形状；施力部件是通过将弹性线材弯曲成圆形形成，容纳到容纳槽中的环状弹簧部件，突出部通过将环状弹簧部件的至少一端朝径向外方折曲而形成。在这种情况下，利用弯曲弹性线材的简单结构的施力部件，就能简单地朝径向内侧给圆弧状的制动片施力，而且，很容易形成突出部。
发明4所涉及的自行车用轮毂制动装置是在发明3记载的装置中，施力部件的线径在0.7mm～1.2mm的范围，并且突出部从施力部件的内周部以1.4mm～2.0mm的范围突出地形成。在这种情况下，由于突出部的突出尺寸相对于线径来说比较小，所以，即使形成突出部，在通常的行驶时(制动解除时)，突出部很难与润滑脂填充槽内的润滑脂接触。另外，更不需要大幅度地改变通常的组装机械、组装工序、工具等。
发明5所涉及的自行车用轮毂制动装置是在发明1～4任一项记载的装置中，制动面凹入地形成其断面随着朝向径向外方而宽度逐渐变窄的梯形形状，同时，润滑脂填充槽具有至少在制动面的最凹入部分形成的第一槽，接触面的断面形成可与制动面接触的凸状突出的梯形形状。在这种情况下，借助于旋转的制动鼓的离心力，很容易将润滑脂集于第一槽中，通过使突出部的前端位于该第一槽中，能有效地把集于第一槽中的润滑脂刮出来。另外，由于制动面及接触面不平坦，以凹状和凸状突出，所以，与以往的平坦的情况相比，其摩擦面积变大。进而，可将摩擦面上的单位面积的发热量抑制到最小，制动温度很难再抬高。结果，可进一步抑制制动温度的上升引起的制动力的变动。此外，接触面保持凸状角度与制动面接触，使在楔形作用下制动面与接触面的接触压力变高，与平坦的以往的结构相比，增大了摩擦力。从而，能以紧凑的尺寸得到大的制动力。
发明6所涉及的自行车用轮毂制动装置是在发明5记载的装置中，润滑脂填充槽具有隔着第一槽配置在接触面上的一对第二槽，施力部件的突出部在制动时配置在第一槽中。在这种情况下，通过将一对第二槽配置在第一槽的两侧，可增加润滑脂的填充量，更有效地将润滑脂供给制动面。
发明7所涉及的自行车用轮毂制动装置是在发明1～6任一项记载的装置中，在接触面的制动鼓旋转方向上游侧的端部形成在制动时与制动面接触的位置上的切线所成的角度为锐角的倾斜面。在这种情况下，由于在制动片的制动鼓旋转方向上游侧的端部形成与制动面接触的位置上的切线所成的角度为锐角的倾斜面，所以，当制动鼓旋转时，在制动鼓旋转方向上游侧的接触面的端部的刮在一起的润滑脂可沿着锐角的倾斜面容易地移动到制动面与接触面之间，更有效地将润滑脂供给制动面。
发明8所涉及的自行车用轮毂制动装置是内部填充有润滑脂、对安装到自行车车架上的车轮的轮毂进行制动的装置，包括固定托架、制动鼓、多个制动片、以及制动动作部。固定托架不能转动地安装在车架上。制动鼓可与轮毂一体旋转，是内周面上设有圆形制动面的圆筒状。多个制动片具有制动时与制动鼓的制动面接触的接触面以及在上述接触面的上述制动鼓旋转方向上游侧的端部形成的、使其在制动时与制动面接触的位置上的切线所成的角度为锐角的倾斜面，实质上不能相对固定托架旋转，在圆周方向上隔开间隔地配置着，在制动鼓上进行制动作用。制动动作部包括可围绕轮毂轴自由摆动地设置在固定托架上的动作臂；可与动作臂一体旋转、并在外周面上设有凸轮部的凸轮部件；在凸轮部与多个制动片之间与两者接触并且沿圆周方向隔开间隔地设置的、借助于凸轮部件的旋转朝径向移动的、将制动片的接触面压接在制动鼓的制动面上的多个滚子；以及朝径向内方给制动片施力的施力部件。
在该轮毂制动装置中，制动动作部的动作臂朝一个方向摆动时，借助于凸轮部件的旋转，滚子朝径向外方移动，克服施力部件的弹力，使制动片向径向外方移动，压接到制动鼓上。借此，对轮毂进行制动。在制动时，在制动鼓旋转之际，在制动片的制动鼓旋转方向上游侧的接触面的端部，将润滑脂刮在一起，另外，当动作臂向另一个方向摆动时，滚子的推压力消失，在施力部件的弹力作用下，使制动片朝径向内侧移动，离开制动面，解除制动。在这种结构中，由于在制动片的制动鼓旋转方向上游侧的端部形成与制动面接触的位置上的切线所成的角度为锐角的倾斜面，在端部刮在一起的润滑脂可沿着锐角的倾斜面容易地移动到制动面与接触面之间，更有效地将润滑脂供给制动面。
发明9所涉及的自行车用轮毂制动装置是在发明8记载的装置中，制动鼓在内周面上设有在制动面上朝径向外方凹入地形成的、内部填充有润滑脂的环状润滑脂填充槽。在这种情况下，由于润滑脂贮留在润滑脂填充槽中，所以能从倾斜面将沿着制动面移动的润滑脂有效地储蓄起来，储蓄的润滑脂也很容易流到制动面上。
发明10所涉及的自行车用轮毂制动装置是在发明7～9任一项记载的装置中，倾斜面偏倚与接触部的制动鼓对峙的一侧而形成。在这种情况下，由于在与很容易将润滑脂刮在一起的制动鼓的对峙面上形成了倾斜面，所以，能更有效地将润滑脂供给制动面。
发明11所涉及的自行车用轮毂制动装置是在发明1～10任一项记载的装置中，制动鼓包括具有制动面的圆筒状鼓本体；以及固定在鼓本体外周侧的冷却盘。在这种情况下，由于能通过冷却盘有效地将制动时所产生的热放到外部，可抑制制动片及鼓本体的发热，抑制制动温度的上升引起的制动力的变动。
根据本发明，由于在施力部件上设置有配置到润滑脂填充槽中的突出部，可以把填充到制动面上所形成的润滑脂填充槽中的润滑脂刮出来，因此，润滑脂很容易流到制动面上，能有效地把润滑脂供给制动面与接触面之间。
根据另一发明，由于制动片的制动鼓旋转方向上游侧的端部上形成有倾斜面，以便与制动面接触的位置上的切线所成的角度为锐角，因此，能使在端部刮在一起的润滑脂很容易沿着锐角倾斜面移动到制动面与接触面之间，有效地将润滑脂供给制动面。
附图的简要说明

图1是采用本发明一实施形式的自行车的右侧视图。
图2是该自行车制动系统的构成图。
图3是前制动装置的侧视图。
图4是前制动装置的正面图。
图5是前制动装置的盖部件卸下之后的状态的侧视图。
图6是前制动装置的半截断面放大图。
图7是制动鼓的断面放大局部图。
图8是前制动装置的分解透视图。
图9是第1防拔部件的透视图。
图10是第1防拔部件的正面断面图。
图11是第1防拔部件的透视图。
图12是第1防拔部件的正面断面图。
图13是插入部件及托架本体的透视图。
图14是插入部件安装前的侧视断面图。
图15是插入部件安装后的正面断面图。
图16是制动片的正面图。
图17是制动片的平面图。
图18是制动片前端部分的放大模式图。
图19是内部安装部及动作臂的分解透视图。
图20是前制动装置的制动动作示意图。
图21是前制动装置的制动动作示意图。
图22是实施形式及另一实施形式的突出部形式的示意图。
图23是另一实施形式的相当于图17的示意图。
图24是再一实施形式的相当于图17的示意图。
符号说明1是车架，6、7是前后轮，6a是前轮毂，13f、13r是前后制动装置，30f、30r是前后固定托架，33f、33r是前后制动动作部，40是制动鼓，41是制动片，41a是接触面，41e、141e、241e是倾斜面，43是鼓本体，44是冷却盘，51a是制动面，53、153、253是第一弹簧部件，53a、153a、253a是突出部，54是润滑脂填充槽，54a是第一槽，54b是第二槽，60是动作臂，61是凸轮部件，62是滚子。
发明的实施形式<全体构成>
在图1中，采用本发明一实施形式的自行车是轻便车，包括具有车架主体2和前叉3的车架1；操纵用车把4；将踏板5a的旋转传递给后轮7的驱动部5；前轮6；后轮7；用于制动前后轮6、7的制动系统8。
在车架1上安装有车把4、驱动部5、前轮6、后轮7、骑乘用的车座9以及制动系统8等各部分。
车把4具有固定在前叉3上部的车把轴杆10以及固定在该轴杆10上的车把杆11。前轮6及后轮7包括具有轮毂轴15a(在图6中仅示出前轮用轮毂轴)的前后轮毂6a(在图4中仅示出前轮用轮毂)；配置在轮毂6a外周侧的前后轮圈6b、7b；安装在前后轮圈6b、7b上的轮胎6c、7c；将轮毂6a与轮圈6b、7b连接在一起的辐条6d、7d。轮毂6a如图6所示，具有不能转动地安装在车架1的前叉3上的轮毂轴15a及可自由旋转地支持在轮毂轴15a上的轮毂罩15b。前轮毂6a具有快速杆6e，是容易装卸的快速分离器。但是，快速分离器部分的结构在财团法人自行车产业振兴协会发行的JIS自行车编1993第276页揭示，是公知的技术，因此，在以下说明中，省略对快速分离器部分的说明，只说明通常使用以盖形螺母连接式的轮毂的制动系统。
<制动系统的构成>
制动系统8如图2所示，具有前后制动杆12f、12r；通过前后制动杆12f、12r动作的制动装置13f、13r；及分别连接到前后制动杆12f、12r与前后制动装置13f、13r上的前后制动缆线14f、14r。
制动缆线14f、14r具有两端连接到制动杆12f、12r及滚子式制动装置13f、13r上的内缆线16f、16r；以及包覆内缆线16f、16r的外缆线17f、17r。
前制动杆12f安装于车把杆11左端上所装设的把手18a的内侧，后制动杆12r安装于车把杆11右端上所装设的把手18b的内侧。制动杆12f、12r是有镜像关系的相同结构的部件。制动杆12f、12r具有安装于车把杆11上的杆托架20；可自由摆动地支持在杆托架20上的杆部件21；及以螺纹拧入方式固定到杆托架20上的外部卡合部22。
杆托架20具有可自由摆动地支持杆部件21用的摆动轴20a；可自由装卸地安装在车把杆11上的安装部20b；可使外部卡合部22螺纹拧入的同时使内缆线16f、16r穿过的内螺纹部20c。
杆部件21可自由摆动地安装在摆动轴20a上，通过图中未示的施力部件朝制动解除侧施力。杆部件21具有与制动缆线14f、14r的内缆线16f、16r卡合的内卡合部21a。
<制动装置的构成>
前后制动装置13f、13r是作为自行车用轮毂制动装置一例子的滚子式制动装置。制动装置13f、13r如图2所示，用于制动安装在车架1上的前轮6及后轮7的轮毂6a。制动装置13f、13r如图2、图3及图8(仅图示前侧)所示，具有不能转动地固定于自行车车架1上的固定托架30f、30r；制动本体32f、32r；使制动本体32f、32r动作的制动动作部33f、33r。
固定托架30f、30r是用于把制动装置13f、13r安装到车架1的前叉3或链轴杆2a(图1)的。固定托架30f、30r具有包括将例如钢板冲压成形所得到的第一面及第二面的托架本体34；与该托架本体34嵌合固定的用于覆盖托架本体34的第二面的盖部件35。盖部件35通过将金属薄板冲压成形而形成，其表面进行烤漆并施以型号等外观。
托架本体34具有使轮毂轴15a(图6仅图示前侧)贯通的基部34a；从基部34a基本上沿径向延伸的尖细的臂部34b；在臂部34b的前端形成的基本上等宽度的板状卡合部34c。
托架本体34的基部34a如图6所示，通过螺纹拧入轮毂轴15a的一端的盖形螺母45推压，固定到轮毂轴15a上。在基部34a上形成筒部34d，该筒部34d除了臂部34b的伸出部分外，稍长一些。在该筒部34d上形成由用于安装第一防拔部件36、37的一对安装孔38a、38b组成的部件安装部38，第一防拔部件36、37用于防止后述的制动鼓40的脱落。
托架本体34的卡合部34c如图13～图15所示，固定在托架固定部件25f、25r上。为了易于前轮6的装卸，前侧托架本体34的卡合部34c通过一次操作可装卸地与托架固定部件25f卡合。前侧卡合部34c的第一面(图14的左面)形成有朝安装方向延伸且凹入的凹部34e。凹部34e通过例如冲压成形形成，朝第二面(图14的右面)侧突出。
托架固定部件25f与前制动装置13f一起由制动器制造商供给，焊接到构成自行车车架1的前叉3上。托架固定部件25f如图3、图14及图15所示，其内部形成用于插入卡合部34c的以进行卡合的卡合空间25a。卡合空间25a的两侧壁25b稍向内方突出弯曲，卡合空间25a做成使卡合部34c插入的入口宽度(图15下侧的两侧壁25b之间的距离)比里侧中间部的宽度宽的结构。由于这样地以入口宽度比其里侧宽度宽的方式形成，所以，即使自行车前叉3的形状多少有些不同，也能将卡合部34c卡合。
在前侧卡合部34c上安装有例如通过将不锈钢钢板制成的薄板折曲而形成的插入部件19。插入部件19是在安装于卡合部34c上的状态下配置在卡合空间25a中的部件。插入部件19如图13～图15所示，具有从卡合部34c的前端安装的一对第一接触部19a、19b；从与卡合部34c的第一面对峙的第一接触部19a折曲所形成的、与卡合部34c的侧部接触的第二接触部19c。一对第一接触部19a是向两面折曲的形状，以便在卡合部34c的前端配置折曲部分。第一接触部19a上形成有与凹部34e卡合的凸部19d。通过将凸部19d与凹部34e卡合，在把插入部件19安装到卡合部34c上时，可把插入部件19安装到卡合部34c的所希望的位置上。另外，由于凹部34e的第二侧面是突出地形成的，所以，如图14所示，配置在第二面上的插入部件19的第一接触部19b倾斜地配置成与凹部34e的突出部分接触。因此，可以很容易地埋入托架固定部件25的卡合空间25a的间隙中，进一步抑制把制动装置13f安装到前叉3上时的晃动。
第二接触部19c沿着卡合空间25a倾斜地折曲。即使上述卡合空间25a的入口宽度做成宽的结构，由于插入部件19的第二接触部19c沿着卡合空间25a倾斜地折曲，所以，很容易埋入轮毂旋转方向的间隙中。
在托架固定部件25f及固定托架30r上，分别安装有可用于卡合外缆线17f、17r的外部安装部31f、31r。在前侧托架固定部件25f上通过螺纹紧固地固定有外部安装部31f。外部安装部31f具有可卡合外缆线17f的外部卡合部31a；及通过螺钉可调整外部卡合部31a的缆线轴线方向的卡合位置的、用于固定外部卡合部31a的外部固定部31b。通过该轴线位置的调整，可调整制动的游隙状态(制动鼓与制动片的间隙)。
制动本体32f、32r结构大致相同，因此，在这里说明前制动本体32f。前制动本体32f如图3～图8所示，是可相对于制动鼓40自由接触分离的，具有可与前轮6的轮毂罩15b一体旋转的制动鼓40；及可相对于制动鼓40自由接触分离的制动片41。
制动鼓40如图6所示，具有在可与轮毂一体旋转的内周面上设有制动面的圆筒状鼓本体43；固定在制动鼓40的外周侧、与制动鼓40热配合的冷却盘44。
鼓本体43是不锈钢合金制成的碟形部件，具有带开口50a的底部50以及在底部50的外周侧形成的圆周部51。在开口50a的内周面形成凹凸部50b，该凹凸部50b不能转动地安装在构成轮毂罩15b的左滚珠轴承15c的外周面上。
在圆周部51的内周面上形成有圆形的制动面51a。制动面51a向圆周部51的轴向中央凹入地形成，其断面是随着向径向外方而宽度逐渐变窄的等腰梯形。制动面51a的两边相交的角度α如图7所示，取15度至150度的范围，最好是取80度至100度的范围。制动面51a在其内周面上设有向径向外方凹入地形成，内部填充有润滑脂填的环状润滑脂填充槽54。润滑脂填充槽54具有在制动面51a最凹入的部分形成的第一槽54a及隔着第一槽54a配置在制动面51a上的一对第二槽54b。润滑脂填充槽54在组装时填充润滑脂。
在圆周部51的外周面上，通过滚花加工形成有由多个凹凸组成的滚花部51b。滚花部51b是为了防止铆接固定冷却盘44时冷却盘44的转动而设置的。另外，隔着滚花部51b，在圆周部51的外周面上形成有第一锥面51c及第二锥面51d。这些锥面51c、51d是两端侧分别缩径的尖细锥面。第一锥面51c是卡合冷却盘44的锥面。第二锥面51d是铆接固定冷却盘44的铆接面。第一锥面51c与滚花部51b之间形成由平坦圆周面构成的压入面51e。将冷却盘44压入到该压入面51e与滚花部51b上。通过形成这样的压入面51e，以压入面51e的全周进行压入时，可防止填充到制动鼓40内部的润滑脂向轮毂6a侧的流动。
冷却盘44如图4～图7所示，是铝合金制成的部件，通过压入及铆接固定到鼓本体43的外周面。前侧冷却盘44在内侧面(图4的右侧面)以放射状形成有多个冷却翘片44a。冷却盘44具有铆接固定到鼓本体43上的圆筒部44b和形成从该圆筒部44b朝径向外方延伸的冷却翘片44a的盘部44c。在圆筒部44b的一端(图7的右端)，如图7(a)所示，在制造时以圆筒状形成铆接固定用的折曲成形的铆接固定部44d。组装时在将冷却盘44固定到鼓本体43上之际，如图7(b)所示，在把圆筒部44b压入鼓本体43的外周面上之后，用滚子等适当的工具朝鼓本体的铆接面51d并在径向内侧碾压铆接固定部44d，使其缩径地折曲成形，借此，将冷却盘44铆接固定到鼓本体43上。另外，在圆筒部44b的内周面形成有用于贮留压入时由滚花部51切削产生的切屑的切屑贮留部58。
于是，在将冷却盘44压入鼓本体43上之后并进行铆接固定，由此能可靠地把冷却盘44固定到鼓本体43上。这种压入及铆接作业不需要加热并且可在相同的场所进行。因此，可防止热变色或变形，同时，能简化制造作业的手续，可用简单且廉价的方法，将冷却盘44固定到鼓本体43上。
在圆筒部的另一端(图7的左端)上，朝径向外方突出地形成有环状凸部44e，以便在制动装置13f的装卸之际防止制动鼓40从固定托架30f脱落的现象发生。环状凸部44e上对峙地配置有可自由装卸地安装到固定托架30f的托架本体34上的两种第一防拔部件36、37以及在盖部件35上折曲形成的第二防拔部件39。
第一防拔部件36如图9及图10所示，是折曲的不锈钢合金制成的板状部件，具有在与环状凸部44e对峙的位置延伸的防拔凸起36a；从该防拔凸起36a折曲、并配置在筒部34d的内周面上的安装部36b；以及切断安装部36b的两端并折曲、朝图9上方延伸的折曲固定部36c。该折曲固定部36c从筒部34d的内周侧插入安装孔38a、38b中，并通过将其前端折曲，由此将第一防拔部件36安装到筒部34d的内周面上。
第一防拔部件37如图11及图12所示，是折曲的不锈钢合金制成的板状部件，具有在与环状凸部44e对峙的位置延伸的防拔凸起37a；从该防拔凸起37a折曲、并配置在筒部34d的外周面上的安装部37b；以及切断安装部37b的两端并折曲、朝图11下方延伸的向后上方折曲的弹性固定部37c。该弹性固定部37c从筒部34d的外周侧插入安装孔38a、38b中，由此，使弹性固定部37c通过安装孔38a、38b后，借助于弹性使该弹性固定部37c扩张，弹性地与筒部34d卡合，将第一防拔部件37固定到筒部34d外周面上。
第二防拔部件39如图8所示，是在盖部件35上朝内方折曲形成的。第二防拔部件39防止制动鼓40的脱落的同时，也是为了让盖部件35与托架本体34卡合而设置的。另外，在盖部件35上形成用于覆盖第一防拔部件37的外周侧鼓出部35a，借此，并通过弹性卡合固定到筒部34d上，这与折曲固定的第一防拔部件36相比，很容易拆卸，第一防拔部件37比较难拆卸。
于是，通过相对于筒部34d可装卸的第一防拔部件36、37，可防止制动鼓40的脱落，因此，即使装卸第一防拔部件36、37，也不会损坏固定托架30f。进而，即使反复进行制动装置13r的分解或组装，也不会损坏固定托架30f。可防止制动鼓40的拔出。
制动片41如图16及图17所示，是例如在圆周方向上分割成3个的环状部件，在外周面上形成有制动时可与制动面51a接触的接触面41a。接触面41a做成断面为可与制动面51a接触并以凸状突出的等腰梯形。接触面41a的两边交叉所成的角度β比制动面51a的交叉角度α稍大一些或相等。在接触面41a的中央部形成用于安装第一弹簧部件53的环状容纳槽41b。容纳槽41b与润滑脂填充槽54的第一槽54a对峙地形成。
在制动片41的内周面，朝径向外方凹入地形成沿圆周方向以给定长度形成的止转部41c。固定托架30f的托架本体34上所形成的3个卡合凸起34f(图6、图8)嵌入该止转部41c，防止分割的制动片41的旋转。但是，卡合凸起34f与止转部41c的游隙部分允许制动片41稍微转动。在分割的制动片41的两端内周面上形成朝径向内方突出的滚子抵接面41d。另外，在接触面41a的两端部形成倾斜面41e。具体地，如图18所示，形成倾斜面41e，以便在制动时使倾斜面41e与制动面51a的任意圆弧80接触的位置上的切线81所成的角度γ为锐角，一旦这样形成倾斜面41e，在制动鼓40旋转之时，将集中于倾斜面上的润滑脂顺利地供给制动面51a。因此，在制动面51a上几不会产生润滑脂的耗尽。
安装在容纳槽41b中的第一弹簧部件53是将弹性线材弯曲成圆形所形成的环状弹簧部件，朝着使3个分割的制动片41离开制动鼓40的位置即径向内方对3个分割的制动片41施力。第一弹簧部件53的一端上形成有朝径向外方折曲突出的突出部53a。突出部53a从内周部以1.4mm～2.0mm的范围突出地形成。突出部53a的前端在制动片41与制动鼓40接触的制动时，位于润滑脂填充槽54的第一槽54a内，而在制动片41离开制动鼓40的制动解除时，位于第一槽54a的径向内方位置。因此，制动时，突出部53a将填充到第一槽54a内的润滑脂向制动面51a刮出。
制动动作部33f、33r是形状不同而结构大致相同的部件，因此，在这里，说明前制动动作部33f。前制动动作部33f可摆动地设置在固定托架30f上，使制动片41与制动鼓40侧压接。
如图8、图19～图21所示，制动动作部33f包括可围绕轮毂轴15a在图20所示的制动解除位置与图21所示的制动位置之间自由摆动地安装到固定托架30f的托架本体34上的动作臂60；可与动作臂60一体旋转的凸轮部件61；在凸轮部件61与制动片41之间与两者接触并且沿旋转方向隔开间隔地设置的多个(例如6个)滚子62；沿旋转方向隔开间隔并保持滚子62的滚子架63。
动作臂60是金属板材部件，其前端可自由装卸地安装有用于卡合制动缆线14f的内缆线16f的前端的内部安装部64。动作臂60借助于该内缆线16f并通过内部安装部64与装于自行车车把4上的制动杆12f连接。动作臂60的基端通过折曲插入托架本体34的基部内侧，在这里，形成与凸轮部件61的外周面卡合的卡合孔60a(图6、图8)。动作臂60通过第二弹簧部件70(图8)朝制动解除方向施力。第二弹簧部件70是受扭螺旋弹簧，其一端与托架本体34卡合，另一端延伸到动作臂60的前端并与前端上所形成的卡合孔60b卡合。动作臂60的外方由盖部件35覆盖。
如图19所示，在动作臂60的前端形成用于自由装卸地安装内部安装部64的安装槽65。安装槽65是从动作臂60的图19的前端下部开始向上方延伸后，朝基端的摆动轴心弯曲并朝斜下方弯曲而形成。在安装槽65中，从最初的弯曲部分开始，形成宽度比上述摆动轴心侧的其他部分窄的窄幅部65a。具体说，窄幅部65a的宽度d2是例如5.4mm，而其里侧及前侧的宽度d1是5.9mm。另外，在动作臂60的前端下部，折曲地形成装卸地操作内部安装部64时使用的装卸操作部60c。
内部安装部64具有板状的臂本体部66；设置在臂本体部66的基端(图19的下端)并且可自由装卸、自由摆动地安装到动作臂60的安装槽65中的装卸部67；及可与设置在臂本体部66前端的内缆线16f卡合的内部卡合部68。臂本体部66是将金属板材折曲形成的。臂本体部66的前端螺纹固定着内部卡合部68。另外，臂本体部66的前端上形成有与内部卡合部68并设的装卸操作部66b。装卸操作部66b形成有突出部分并进一步将突出部分折曲地形成。臂本体部66的基端折曲成U字状，是用于支持装卸部67的托架66a。
装卸部67具有固定到臂本体部66的第一端上的装卸轴67a；安装到装卸轴67a上的弹簧销67b；与弹簧销67b接触所配置的垫片67c。装卸轴67a是铆接固定到托架66a上的带缘的轴。弹簧销67b是外周上沿轴向形成有槽的销，通过将弹性板材卷绕而形成。弹簧销67b，其外径大于窄幅部65a，而且小于除窄幅部65a之外的安装槽65的宽度，同时其内径大于装卸轴67a的外径。通过将这样的弹簧销67b插入安装槽65而把内部安装部64安装到动作臂60上时，在窄幅部65a以外的位置，弹簧销67b是可以顺利地插入的，借助于窄幅部65a，使弹簧销67b在径向上收缩，通过窄幅部65a后还原。结果，在通常的动作中，即使越过窄幅部65a，也不能还原。但是，保持2个装卸操作部66c、66b并沿着安装槽65使内部安装部64移动时，可简单地从动作臂60上拆卸内部安装部64。
凸轮部件61不能转动地铆接固定到动作臂60上，借助于动作臂60的摆动而转动。凸轮部件61如图8、图20及图21所示，是厚臂圆筒状的例如钢铁制成的部件。在凸轮部件61的外周面上，形成有6个凸轮部61c，该凸轮部61c具有使逐渐沿径向的距离变化的倾斜凸轮面61a和配置在倾斜凸轮面61a之间的并从该倾斜凸轮面61a凹入地形成的凹部61b。在该实施形式中，倾斜凸轮面61a做成围绕图20顺时针方向的径向距离变大的结构。
滚子62是借助于凸轮部件61的旋转沿径向推压制动片41、并与该制动片41压接用的部件。滚子62安装在凸轮部件61的外周面与制动片41的滚子接触面41d之间。滚子62通过滚子架63沿制动鼓40的旋转方向隔开间隔地配置着，并可沿径向自由地移动。
在滚子架63上沿旋转方向隔开间隔地形成有用于保持滚子62的、朝轮毂轴向外方突出的、例如6个保持凸起63a。借助于在一个保持凸起63a上进一步朝轮毂轴向外方突出地形成的卡合凸起63b，使滚子架63不能旋转地与托架本体34卡合。如图5、图6及图8所示，在托架本体34上形成有用于卡合该卡合凸起63b的、在旋转方向长的长孔34g。此外，在滚子架63与卡合凸起63b之间安装有第三弹簧部件72，围绕图20的顺时针方向给滚子架63施力。因此，滚子62实质上相对于制动鼓40是不能旋转的。在滚子架63内，在滚子62的周围，与制动面61a同样，也填充有润滑脂。进而，可使滚子62相对于凸轮部件61的旋转朝径向顺利地移动。
<制动系统的动作>
在调整制动缆线14f、14r的情况下，为了使内缆线16f、16r处于张紧状态，借助于安装在制动杆12f、12r上的外部卡合部22或安装在前后制动装置13f、13r上的外部安装部31f、31r调整游隙。由此，不操作制动杆12f、12r时，如图20所示，在制动片41与制动鼓40之间形成间隙(游隙)。
在该状态下牵引前制动杆12f时，克服第二弹簧部件70的弹力，拉伸内缆线16f，动作臂60从图20所示的制动解除位置摆动到图21所示的制动位置。动作臂60在该制动位置摆动时，与之联动的凸轮部件61也转动，滚子62搭在倾斜凸轮面61上并向径向外方移动，克服第一弹簧部件51的弹力向制动鼓40推压制动片41。结果，得到与该制动片41的推压力成比例的制动力。这时，制动片41仅围绕图21的逆时针方向旋转，随之，通过滚子62使滚子架63也沿相同方向转动。结果，滚子62进一步朝径向外部移动。在该制动状态下，由于制动面51a以梯形凹入，接触面41a以梯形突出，所以，在楔形作用下，摩擦面彼此的压力变高，可使摩擦力增大。另外，由于接触面积大于平坦的圆周面，所以，摩擦面积变大，可将单位面积上的发热量抑制到最小。因此，制动温度不易升高。进而，可抑制制动温度上升引起的制动力的变动。另外，由于在楔形作用下使摩擦力变大，所以，能以紧凑的尺寸得到大的制动扭矩。
手离开制动杆12f时，在第二弹簧部件70的作用下，使动作臂60返回制动解除位置，同时，随着与该动作臂60联动的凸轮部件61的转动，在第一弹簧部件51的作用下，制动片41向内周侧移动。这时，滚子架63也通过第三弹簧部件72施力，围绕图7的顺时针方向转动。
组装制动鼓40时，将鼓本体43及冷却盘44的原料分别通过例如模铸法或锻造等形成，并将其原料机加工、精加工成所希望的尺寸，这时，冷却盘44变成图7(a)所示的形状，铆接固定部44d以筒状形成。将该状态的冷却盘44压入鼓本体43的外周面。利用压入后的滚子等碾压铆接固定部44d，使铆接固定部44d朝着铆接面51d缩径，将冷却盘44铆接固定到鼓本体43上。
另外，在组装制动装置13f时，首先，组装两个制动片41和第一弹簧部件53。接着，将组装后的两个制动片41和第一弹簧部件53安装到鼓本体内部，将剩余的制动片41组装，使第一弹簧部件53进入容纳槽41b中。这时，预先在内部充分填充润滑脂。当制动片41的安装结束时，在把制动片41推压到制动面51a上的状态下，把安装于滚子架63上的滚子62引入制动片41的内周侧。这时，在内部充分涂敷有润滑脂。另一方面，将固定有凸轮部件61的动作臂60置于托架本体34上。在这种状态下，把凸轮部件61插入滚子62的内周侧，将托架本体34与制动动作部33f组装在一起。然后，将两种防拔部件36、37安装在托架本体34上，防止制动鼓40的脱落。另外，将第三弹簧部件72挂在卡合凸起63b上，进行滚子架63的施力及防拔动作。最后，将盖部件35装上，结束组装作业。
分解的顺序与上述顺序相反，将盖部件35卸下之后，把防拔部件36、37卸下来，同时，拆卸第三弹簧部件72，从托架本体34上拆卸制动鼓40。
将装有制动装置13f的前轮6组装到前叉3上时，在将插入部件19安装到制动装置13f的托架本体34的卡合部34c上的状态下，把卡合部34c插入托架固定部件25f，同时，把轮毂6a的轮毂轴15a安装到前叉3上。然后，在轮毂轴15a的两端安装盖形螺母45，并以适当的扭矩拧紧该盖形螺母45，结束前轮6的装配。一旦安装好前轮6，就把内部安装部64安装到动作臂60上。该顺序也可以把上述的弹簧销67b插入安装槽65中，再把内部安装部64安装到动作臂60上。
在拆卸前轮6之际，将内部安装部64卸下之后，以相反的顺序分解就可以了。在拆卸内部安装部64的时候，用双手分别握住两个装卸装置部60c、66b，把内部安装部64的装卸部67从安装槽65中拔出来。这时，当越过窄幅部65a时，由于弹簧销67b缩径，所以，要稍微用力，不过，一旦越过窄幅部65a，就能简单地拔出。由于该内部安装部64不是以往的小的部件，所以，很容易捏住，很容易装卸。
(a)在上述实施形式中，制动面51a或接触面41a做成梯形，但也可以是平坦的圆周面。
(b)在上述实施形式中，如图22(a)所示，在环状的第一弹簧部件53的端部设有突出部53a，但是，也可以如图22(b)所示，将突出部153a在中间部分形成，而不是设置在第一弹簧部件153的端部。另外，也可以如图22(c)所示，沿圆周方向隔开间隔设置多个突出部253a。在这种情况下，还可以与制动片的配置一致，形成突出部253a。进一步，突出部的形状并不限于上述实施形式。
(c)在上述实施形式中，为了防止制造、组装时的错误，在制动片41的接触面41a的两端形成倾斜面41e，但是，也可以只在制动时容易把润滑脂刮在一起的制动鼓40的旋转方向上游侧的端部形成倾斜面41e。另外，由于容易贮留润滑脂的结构是与制动鼓40的对峙部分，具体地说，是与鼓本体43的底部内侧面对峙的位置，因此，也可以如图23及图24所示，偏倚该部分形成倾斜面141e、241e。此外，在图23及图24中，斜切剖面线部分形成倾斜面141e、241e。
权利要求
1.一种自行车用轮毂制动装置，是内部填充有润滑脂、对安装到自行车车架上的车轮的轮毂进行制动的自行车用轮毂制动装置，包括不能转动地安装在所述车架上的固定托架；可与所述轮毂一体旋转的圆筒状制动鼓，该圆筒状制动鼓在内周面上设有圆形的制动面以及在所述制动面上朝径向外方凹入地形成的、内部填充有所述润滑脂的环状润滑脂填充槽；具有制动时与所述制动鼓的所述制动面接触的接触面，实质上不能相对所述固定托架旋转，在圆周方向上隔开间隔地配置着，在制动鼓上进行制动作用的多个制动片；以及制动动作部，该制动动作部包括可围绕轮毂轴自由摆动地设置在所述固定托架上的动作臂；可与所述动作臂一体旋转、并在外周面上设有凸轮部的凸轮部件；在所述凸轮部与所述多个制动片之间与两者接触并且沿圆周方向隔开间隔地设置的、借助于所述凸轮部件的旋转朝径向移动的、将所述制动片的接触面压接在所述制动鼓的制动面上的多个滚子；以及具有配置在所述润滑脂填充槽内的突出部、并朝径向内方给所述制动片施力的施力部件。
2.根据权利要求1记载的自行车用轮毂制动装置，其特征是，所述突出部的前端在所述制动时位于所述润滑脂的填充槽内，在所述制动片离开所述制动鼓的制动解除时位于所述润滑脂填充槽的径向内方。
3.根据权利要求1或2记载的自行车用轮毂制动装置，其特征是，所述多个制动片是将外周面上设有所述接触面以及用于容纳所述施力部件而与所述润滑脂填充槽对峙配置的环状容纳槽的环状部件在圆周方向的多个位置切断的圆弧形状；所述施力部件是通过将弹性线材弯曲成圆形形成，容纳到所述容纳槽中的环状弹簧部件，所述突出部通过将所述环状弹簧部件的至少一端朝径向外方折曲而形成。
4.根据权利要求3记载的自行车用轮毂制动装置，其特征是，所述施力部件的突出部从所述施力部件的内周部以1.4mm～2.0mm的范围突出地形成。
5.根据权利要求1～4任一项记载的自行车用轮毂制动装置，其特征是，所述制动面凹入地形成其断面随着朝向径向外方而宽度逐渐变窄的梯形形状，同时，所述润滑脂填充槽具有至少在所述制动面的最凹入部分形成的第一槽，所述接触面的断面形成可与所述制动面接触的凸状突出的梯形形状。
6.根据权利要求5记载的自行车用轮毂制动装置，其特征是，所述润滑脂填充槽具有隔着所述第一槽配置在所述制动面上的一对第二槽，所述施力部件的突出部在制动时配置在所述第一槽中。
7.根据权利要求1～6任一项记载的自行车用轮毂制动装置，其特征是，所述制动片具有在所述接触面的所述制动鼓旋转方向上游侧的端部形成的倾斜面，以便在所述制动时与所述制动面接触的位置上的切线所成的角度为锐角。
8.一种自行车用轮毂制动装置，是内部填充有润滑脂、对安装到自行车车架上的车轮的轮毂进行制动的自行车用轮毂制动装置，包括不能转动地安装在所述车架上的固定托架；可与所述轮毂一体旋转的内周面上设有圆形制动面的圆筒状制动鼓；具有制动时与所述制动鼓的所述制动面接触的接触面以及在所述接触面的所述制动鼓旋转方向上游侧的端部形成的、使其在所述制动时与所述制动面接触的位置上的切线所成的角度为锐角的倾斜面，实质上不能相对所述固定托架旋转，在圆周方向上隔开间隔地配置着，在制动鼓上进行制动作用的多个制动片；制动动作部，该制动动作部包括可围绕轮毂轴自由摆动地设置在所述固定托架上的动作臂；可与所述动作臂一体旋转、并在外周面上设有凸轮部的凸轮部件；在所述凸轮部与所述多个制动片之间与两者接触并且沿圆周方向隔开间隔地设置的、借助于所述凸轮部件的旋转朝径向移动的、将所述制动片的接触面压接在所述制动鼓的制动面上的多个滚子；以及朝径向内方给所述制动片施力的施力部件。
9.根据权利要求8记载的自行车用轮毂制动装置，其特征是，所述制动鼓在内周面上设有在所述制动面上朝径向外方凹入地形成的、内部填充有所述润滑脂的环状润滑脂填充槽。
10.根据权利要求7～9任一项记载的自行车用轮毂制动装置，其特征是，所述倾斜面偏倚与所述制动鼓对峙的一侧而形成。
11.根据权利要求1～10任一项记载的自行车用轮毂制动装置，其特征是，所述制动鼓包括具有所述制动面的圆筒状鼓本体；以及固定在所述鼓本体外周侧的冷却盘。
全文摘要
本发明的课题是，在制动装置中，能够有效地将润滑脂供给制动面与接触面之间。制动装置(13f)具有固定托架(30f)、制动鼓(40)、多个制动片(41)、制动动作部(33f)。制动鼓可与轮毂(6a)一体旋转，在内周面上设有圆形的制动面(51a)以及在制动面上所形成的环状润滑脂填充槽(54)。多个制动片具有制动时与制动鼓的制动面接触的接触面，并且沿圆周方向隔开间隔地配置着，在制动鼓上进行制动作用。制动动作部包括动作臂(60)；与动作臂一体旋转的凸轮部件(61)；借助于凸轮部件的旋转使接触面压接在制动面上的多个滚子(62)；以及具有配置在润滑脂填充槽内的突出部(53a)，并朝径向内方给制动片施力的第一弹簧部件(53)。
文档编号F16D65/08GK1467125SQ0314102
公开日2004年1月14日 申请日期2003年6月10日 优先权日2002年6月11日
发明者松枝庆治 申请人:株式会社岛野