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：
本发明涉及轮毂制动装置，特别涉及将安装在自行车的车架上的车轮的轮毂制动 的自行车用轮毂制动装置。
背景技术：
在自行车用制动装置中，以往已知有将车轮的轮毂制动的、辊制动等轮毂制动装 置。辊制动装置具备能够固定在车架上的固定托架、对置于固定托架而配置的制动鼓、具有 动作臂部、辊及凸轮部件的制动动作部、和由辊推压在制动鼓上的制动蹄片。动作臂部经由 制动线缆与制动杆连结。凸轮部件对应于动作臂部的摆动而从制动解除位置绕轮毂轴转动 既定角度。在凸轮部件的外周面上，形成有从制动解除位置起外径逐渐变大的凸轮面。辊 沿周向隔开间隔配置有多个，配置在凸轮部件与制动蹄片之间。如果动作臂部向制动方向 摆动，则制动蹄片经由辊受凸轮部件推压而接触在制动鼓上。制动蹄片(shoe)被弹簧部件 向离开制动鼓的方向施力，如果动作臂部向制动解除方向摆动，则在弹簧部件的作用下向 离开制动鼓的方向移动。在这样的辊制动装置中，以往，凸轮部件的凸轮角度被设定为一定。如果使凸轮部 件的凸轮角度为一定，则在握紧制动杆时，制动力有可能突然曲线性地上升。所以，已知有具有在制动杆的抓握开始时以较轻的力使制动发挥作用、如果握紧 则能够得到希望的制动力的制动特性的结构。为了实现这样的功能，以往将凸轮部件的凸 轮面的角度设定为，使其从抓握开始起逐渐变大(例如参照专利文献1)。通过这样使凸轮 面的角度逐渐变大，将制动杆充分握紧时的制动力变小。结果，能够得到对于制动杆的行程 制动力直线性地上升的制动特性。这样，通过直线性的制动特性，在握紧时能够得到希望的 制动力。专利文献1特许第3682957号公报一般，在辊制动装置中，因为长年使用造成的制动鼓或制动蹄片的磨损或凸轮部 件(即动作臂部)的初始位置的不均勻，制动蹄片与制动鼓的间隙变化。如果该间隙变化， 则制动蹄片接触在制动鼓上的制动开始时的凸轮部件的转动位置变化。在上述以往的使凸 轮面的角度逐渐变大的结构中，如果这样制动开始时的凸轮部件的转动位置变化，则有可 能从制动开始时的制动特性变化。具体而言，如果因磨损而制动蹄片与制动鼓的间隙变大，则到通过制动杆开始制 动为止的行程变大。于是，制动开始时的动作臂部的摆动位置、即凸轮部件的转动位置与没 有磨损的情况相比向制动方向变化，制动开始后的制动特性变化。此外，在到制动开始的行程较大的情况下，在制动杆侧调节制动线缆的拉伸、或者 将制动线缆重新拉伸。于是，动作臂部向制动方向摆动，经由辊受凸轮部件推压，制动蹄片 向制动鼓方向移动。由此，制动蹄片与制动鼓的间隙变窄，能够使到制动开始为止的行程变 小。即使进行这样的调节，也与不调节的情况同样，制动开始时的动作臂部的摆动位置、即 凸轮部件的转动位置向制动方向变化而制动开始后的制动特性变化，不能维持希望的制动特性。

发明内容
本发明的目的是在自行车用轮毂制动装置中，使得不论制动开始时的凸轮部件的 摆动位置如何都能够维持制动开始后的希望的制动特性。有关技术方案1的自行车用轮毂制动装置，是能够将安装在自行车的车架上的车 轮的轮毂制动的装置。轮毂制动装置具备固定托架、制动鼓、制动动作部、和圆弧状的多个 制动蹄片。固定托架能够不可旋转地安装在车架上。制动鼓是具有形成在内周面上的制动 面、对置于固定托架而配置、能够与轮毂一体旋转的圆筒状的结构。制动动作部具有动作臂 部、凸轮部件和多个辊。动作臂部绕轮毂的轴摆动自如地安装在固定托架上，能够与安装在 自行车上的制动杆连结。凸轮部件与动作臂部一体地转动，在外周面上具有沿周向外径逐 渐变大的第1凸轮部。多个辊(roller)接触在第1凸轮部上并且沿旋转方向隔开间隔设 置，通过凸轮部件的转动，一边滚动一边沿径向移动。多个制动蹄片与凸轮部件夹着辊而配 置，具有能够接触在制动鼓的制动面上的接触面、以及形成在与辊的接触部分上、以使其与 轮毂的转动中心的距离逐渐变化的第2凸轮部。制动蹄片相对于固定托架实质上不能旋 转，对制动鼓制动作用。在该轮毂制动装置中，如果在行进中操作制动杆而使动作臂部向制动方向摆动， 则凸轮部件转动，第1凸轮部经由辊推压制动蹄片，制动蹄片接触在制动鼓上。如果制动蹄 片接触在制动鼓上而开始制动，则通过第1凸轮部的转动，辊接触在形成于制动蹄片上的 第2凸轮部上而滚动。由此，制动蹄片对应于第1及第2凸轮部的凸轮形状而推压制动鼓。 此时，即使将第1凸轮部的凸轮角度设定为一定，也能够使握紧制动杆时的制动力变小，能 够从制动开始时通过第2凸轮部使制动力直线性地上升。这里，在制动开始后，通过形成在制动蹄片上的第2凸轮部的凸轮形状能够使制 动特性直线性地变化。因此，即使因制动蹄片或制动鼓的磨损而制动开始时的动作臂部的 转动位置变化，制动开始后的制动特性也不易变化。因而，使得不论制动开始时的凸轮部件 的转动位置如何都能够维持制动开始后的制动特性。有关技术方案2的自行车用轮毂制动装置，是能够将安装在自行车的车架上的车 轮的轮毂制动的装置。轮毂制动装置具备固定托架、制动鼓、制动动作部、和圆弧状的多个 制动蹄片。制动动作部具有动作臂部、凸轮部件和多个辊。动作臂部绕轮毂的轴摆动自如 地安装在固定托架上，能够与安装在自行车上的制动杆连结。凸轮部件与动作臂部一体地 转动，在外周面上具有沿周向外径逐渐变大的第1凸轮部。多个辊接触在第1凸轮部上并 且沿旋转方向隔开间隔设置，通过凸轮部件的转动，一边滚动一边沿径向移动。多个制动蹄 片与凸轮部件夹着辊而配置，包括能够接触在制动鼓的制动面上的接触面、以及形成为使 其与辊的接触部分的第1位置处的与轮毂的转动中心的距离与离开第1位置的第2位置处 的与转动中心的距离不同的第2凸轮部。制动蹄片是相对于固定托架实质上不能旋转、对 制动鼓制动作用的圆弧状的结构。在该轮毂制动装置中，如果在行进中操作制动杆而使动作臂部向制动方向摆动， 则凸轮部件转动，第1凸轮部经由辊推压制动蹄片，制动蹄片接触在制动鼓上。如果制动蹄 片接触在制动鼓上而开始制动，则通过第1凸轮部的转动，辊接触在形成于制动蹄片上的第2凸轮部上，从第1位置朝向第2位置滚动。由于该第1位置与第2位置相比到旋转轴 心的距离较长，所以通过第2凸轮部将制动蹄片进一步推压。由此，制动蹄片对应于第1及 第2凸轮部的凸轮形状而推压制动鼓，能够从制动开始时通过第2凸轮部使制动力直线性 地上升。这里，在制动开始后，通过形成在制动蹄片上的第2凸轮部的凸轮形状能够使制 动特性直线性地变化。因此，即使因制动蹄片或制动鼓的磨损而制动开始时的动作臂部的 转动位置变化，制动开始后的制动特性也不易变化。因而，使得不论制动开始时的凸轮部件 的转动位置如何都能够维持制动开始后的制动特性。有关技术方案3的自行车用轮毂制动装置在技术方案1所述的装置中，制动动作 部还具有辊箱，能够从制动开始位置转动既定距离地设在固定托架上，将辊沿周向隔开间 隔而配置；施力部件，将辊箱向制动开始位置侧施力。在此情况下，即使在制动蹄片接触在制动鼓上的制动时辊箱从制动开始位置移 动，在制动蹄片从制动鼓离开的制动解除时也通过施力部件的作用力使辊箱回到制动解除 位置。因此，能够将制动解除时的辊的位置维持为一定。有关技术方案4的自行车用轮毂制动装置在技术方案2所述的装置中，制动动作 部还具有辊箱，能够从制动开始位置转动既定距离地设在固定托架上，将辊沿周向隔开间 隔而配置；施力部件，将辊箱向制动开始位置侧施力。在此情况下，即使在制动蹄片接触在制动鼓上的制动时辊箱从制动开始位置移 动，在制动蹄片从制动鼓离开的制动解除时也通过施力部件的作用力使辊箱回到制动解除 位置。因此，能够将制动解除时的辊的位置维持为一定。有关技术方案5的自行车用轮毂制动装置在技术方案3所述的装置中，第2凸轮 部具有在制动解除状态时配置辊的内径最大的制动解除凸轮、和形成在制动解除凸轮的至 少一侧的制动凸轮。在此情况下，如果使动作臂部向制动解除方向摆动而制动解除，则辊从制动凸轮 移动到制动解除凸轮上，所以在制动解除时辊可靠地移动到制动解除凸轮上。有关技术方案6的自行车用轮毂制动装置在技术方案5所述的装置中，制动凸轮 形成为，使其随着离开制动解除凸轮而到转动中心的距离逐渐变小。在此情况下，如果辊在 制动凸轮上滚动，则能够得到制动力直线性地变大的制动特性。有关技术方案7的自行车用轮毂制动装置在技术方案4所述的装置中，第2凸轮 部具有在制动解除状态时辊接触的内径最大的制动解除凸轮、和形成在制动解除凸轮的至 少一侧的制动凸轮。在此情况下，如果使动作臂部向制动解除方向摆动而制动解除，则辊从制动凸轮 移动到制动解除凸轮上，所以在制动解除时辊可靠地移动到制动解除凸轮上。有关技术方案8的自行车用轮毂制动装置在技术方案7所述的装置中，制动凸轮 形成为，使得处于与制动解除凸轮的边界的第1位置与转动中心的距离比从第2位置到上 述转动中心的距离长。在此情况下，由于与制动解除凸轮的边界的第1位置与第2位置相 比到旋转轴心的距离较长，所以通过从制动解除凸轮向制动凸轮的辊的移动，能够以直线 性地上升的力推压在制动蹄片上。有关技术方案9的自行车用轮毂制动装置在技术方案5 8中任一项所述的装置中，制动凸轮形成在制动解除凸轮的两侧。在此情况下，如果夹着制动解除凸轮对称地配置 相同的凸轮形状的制动凸轮，则由于前轮的动作臂部与后轮的动作臂部向反方向摆动，所 以能够将一个制动凸轮用作前轮用、将另一个制动凸轮用作后轮用。因此，能够使前轮用和 后轮用的制动蹄片共用化。此外，由于相同的凸轮形状的制动凸轮配置在制动解除凸轮的两侧，所以即使将 制动蹄片的正反颠倒安装也不会发生问题，组装错误减少。进而，如果将不同的凸轮形状的制动凸轮配置在制动解除凸轮的两侧，则通过使 正反颠倒，能够用1个制动蹄片得到不同的制动特性。有关技术方案10的自行车用轮毂制动装置在技术方案9所述的装置中，制动凸轮 夹着制动解除凸轮以相同的比例内径逐渐变小。在此情况下，由于制动凸轮夹着制动解除 凸轮对称地配置，所以即使将制动蹄片正反颠倒安装也能够得到相同的制动特性。此外，能 够使前轮用的制动蹄片与后轮用的制动蹄片共用化。有关技术方案11的自行车用轮毂制动装置在技术方案5 10中任一项所述的装 置中，在制动解除凸轮与制动凸轮之间形成有阶差(台阶高差)。在此情况下，由于形成有 阶差，所以能够通过阶差使制动蹄片迅速地向径向外方移动。因此，能够使从制动解除状态 到开始制动的制动线缆的行程变短。有关技术方案12的自行车用轮毂制动装置在技术方案11所述的装置中，用将轮 毂的旋转中心与阶差的起点及终点连结的线段的差表示的阶差的径向的长度的差是0. 3mm 到0. 7mm的范围。在此情况下，由于阶差较小，所以即使为了使制动线缆的行程变小而设置 阶差，辊也能顺利地越过阶差而滚动。根据本发明，在制动开始后，通过形成在制动蹄片上的第2凸轮部的凸轮形状能 够使制动特性直线性地变化。因此，即使因制动蹄片或制动鼓的磨损而制动开始时的动作 臂部的转动位置变化，制动开始后的制动特性也不易变化。因而，不论制动开始时的凸轮部 件的转动位置如何都能够维持制动开始后的希望的制动特性。


图1是采用本发明的一实施方式的自行车的右侧视图。 图2是该自行车的制动系统的结构图。图3是前制动装置的侧视图。图4是前制动装置的主视图。图5是将前制动装置的盖部件拆下的状态的侧视图。 图6是前制动装置的半截剖视放大图。图7是前制动装置的分解立体图。图8是将制动鼓及固定托架去除的制动装置的主视图。 图9是制动蹄片的凸轮部分的放大剖视图。 图10是表示前制动装置的制动动作的图。图11是表示前制动装置的制动动作的图。 图12是表示杆操作力与制动力的关系的曲线图。图13是表示杆行程与制动力的关系的曲线图。
附图标记说明
1车架
6、7前轮及后轮
6a前轮毂
13fU3r前后的制动装置
30f、30r前后的固定托架
33f、33r前后的制动动作部
40制动鼓
41制动蹄片
41a接触面
41d第2凸轮部
41e制动解除凸轮
41f、41g制动凸轮
41h阶差
51a制动面
60动作臂部
61凸轮部件
61c第1凸轮部
62辊
C1转动中心
具体实施例方式<整体结构>在图1中，采用了本发明的一实施方式的自行车是多功能自行车，具备具有车架 体2和前叉3的车架1、转向用的车把部4、用来将踏板5a的旋转传递到后轮7的驱动部5、 前轮6、后轮7、和用来将前轮6及后轮7制动的制动系统8。在车架1上，安装有车把部4、驱动部5、前轮6、后轮7、就座用的鞍座9、以及制动 系统8等各部。车把部4具有固定在前叉3的上部的车把立管(handle stem) 10、和固定在车把立 管10上的车把横杆(handle bar) 110前轮6及后轮7具备具有轮毂轴15a (仅前轮用在图 6中图示)的前后的轮毂6a(前轮用在图4中图示)、配置在轮毂6a的外周侧的前后的轮 圈6b、7b、安装在前后的轮圈6b、7b上的轮胎6c、7c、和将轮毂6a与轮圈6b、7b连结的辐条 6d、7d。轮毂6a如图6所示，具有不可旋转地安装在车架1的前叉3上的轮毂轴15a、和旋 转自如地支承在轮毂轴15a上的轮毂罩15b。前轮毂6a如图1所示，具有快换杆6e，为拆 装较容易的快速释放轮毂。其中，关于快速释放部分的构造，由于是公知的，所以在以下的 说明中省略快速释放部分的说明，对使用通常的用盖形螺母紧固的类型的轮毂的制动系统 进行说明。<制动系统的结构>制动系统8如图2所示，具有前后的制动杆12f、12i 、在前后的制动杆12f、12r的作用下动作的制动装置13f、13r、和分别连结在前后的制动杆12f、12r和前后的制动装置 13f、13r上的前后的制动线缆14f、14r。制动线缆14f、14r具有两端连结在制动杆12f、12r及辊制动装置13f、13r上的内 线缆16f、16r、和覆盖内线缆16f、16r的外线缆17f、17r。前制动杆12f 安装在安装于车把横杆11的左端上的手柄18a的内侧，后制动杆 12i 安装在安装于车把横杆11的右端上的手柄18b的内侧。制动杆12f、12r是处于镜像关 系的相同构造的部件。制动杆12f、12r具有安装在车把横杆11上的杆托架20、摆动自如地 支承在杆托架20上的杆部件21、和拧入固定在杆托架20上的外卡止部22。杆托架20具有用来摆动自如地支承杆部件21的摆动轴20a、拆装自如地安装在车 把横杆11上的安装部20b、和能够拧入外卡止部22并且内线缆16f、16r能够通过的阴螺纹 部 20c。杆部件21摆动自如地安装在摆动轴20a上，受未图示的施力部件向制动解除侧施 力。杆部件21具有卡止制动线缆14f、14r的内线缆16f、16r的内卡止部21a。<制动装置的结构>前后的制动装置13f、13r是作为自行车用轮毂制动装置的一例的辊制动器。制动 装置13f、13r如图2所示，是将安装在车架1上的前轮6及后轮7的轮毂6a制动的装置。 制动装置13f、13i 如图2、图3及图7 (仅图示了前侧)所示，具有不能旋转地固定在自行车 的车架1上的固定托架30f、30r、对置于固定托架30f、30r而配置的圆筒状的制动鼓40、绕 轮毂轴摆动自如地安装在固定托架30f、30r上的制动动作部33f、33r、和对制动鼓40制动 作用的多个制动蹄片41。固定托架30f、30r是用来将制动装置13f、13r安装到车架1的前叉3或链撑杆 2a(图1)上的。固定托架30f、30r具有例如将钢板压力成形而得到的具有第1面和第2面 的托架主体34、和嵌合固定在托架主体34上并覆盖托架主体34的第2面的盖部件35。盖 部件35是将金属薄板压力成形而形成的，对其表面实施烘烤涂装并且实施型号等的设计。托架主体34具有轮毂轴15a(在图6中仅图示了前侧)贯通的基部34a、从基部 34a实质上沿径向延伸的末端尖细的臂部34b、和形成在臂部34b的末端上的实质上等宽的 板状的卡止部34c。托架主体34的基部34a如图6所示，受拧入到轮毂轴15a的一端的盖形螺母45 推压而固定在轮毂轴15a上。在基部34a上，除了臂部34b的延伸部分以外以微小的长度 形成有筒部34d。在该筒部34d上，形成有由一对安装孔38a、38b构成的部件安装部38，所 述一对安装孔38a、38b用来安装防止后述的制动鼓40的脱落的第1防松部件36、37。托架主体34的卡止部34c固定在托架固定部件25f、25r上。前侧的托架主体34 的卡止部34c为了使前轮6的拆装变得容易而可通过单触拆装地卡止在托架固定部件25f 上。在前侧的卡止部34c的第1面(图6的表面)上，形成有向安装方向延伸并凹陷的凹 部 34c。在托架固定部件25f及固定托架30r上，分别安装有能够卡止外线缆17f、17r的 外安装部31f、31r。在前侧的托架固定部件25f上，螺钉紧固固定着外安装部31f。如图4 所示外安装部31f具有能够卡止外线缆17f的外卡止部31a、和能够通过螺钉调节外卡止部 31a的线缆轴线方向的卡止位置地将外卡止部31a固定的外固定部31b。通过该轴线位置的调节，能够调节制动的游隙(制动鼓与制动蹄片的间隙)。另外，在以后的说明中，由于在前后的制动装置13f、13i 中是大致相同的结构，所 以对前制动装置13f的结构进行说明。<制动鼓的结构>制动鼓40如图6所示，具备能够与轮毂一体旋转、在内周面上具有制动面51a的 圆筒状的鼓主体43、和固定在制动鼓40的外周侧、固定在制动鼓40上的冷却盘44。鼓主体43是具备具有开口 50a的底部50、和形成在底部50的外周侧的圆周部51 的铁制的盘状的部件。在开口 50a的内周面上，形成有可一体旋转地安装在构成轮毂罩15b 的左球(滚珠)座15c的外周面上的凹凸部50b。在圆周部51的内周面上，形成有圆形的制动面51a。制动面51a以截面随着朝向 径向外方宽度变窄的等腰梯形状凹陷形成在圆周部51的轴向中央部。制动面51a的两边 交叉的角度优选为80度到100度的范围。制动面51a在内周面上具有朝向径向外方凹陷 形成在制动面上、在内部填充润滑脂的环状的润滑脂填充槽54。润滑脂填充槽54形成在制 动面51a的最凹陷的部分上。在润滑脂填充槽54中，在组装时填充润滑脂。冷却盘44如图4 图7所示，是铝合金制的部件，是压入并通过铆接固定在鼓主 体43的外周面上的部件。在前侧的冷却盘44上，在内侧面(图4右侧面)上以放射状形 成有多个冷却翅片44a。这样，通过将冷却盘44压入到鼓主体43上之后铆接(riveting)固定，能够将冷 却盘44可靠地固定在鼓主体43上。该压入及铆接的作业不需要加热并且能够在相同的场 所进行。因此，能够防止热带来的变色及变形，并且制造作业的步骤也变得简单，能够将冷 却盘44简单且便宜地固定在鼓主体43上。<制动动作部的结构>制动动作部33f、33r虽然形状不同但是为大致相同的结构，所以这里对前制动动 作部33f进行说明。前制动动作部33f摆动自如地设在固定托架30f上，是使制动蹄片41 向制动鼓40侧压接的部件。前制动动作部33f如图6及图7所示，具有动作臂部60、与动作臂部60 —体地转 动的凸轮部件61、和配置在凸轮部件61与制动蹄片41之间的辊62。此外，制动动作部33f 还具有在凸轮部件61与制动蹄片41之间与两者接触并且在旋转方向上隔开间隔设置的多 个(例如6个)辊62、和在旋转方向上隔开间隔而保持辊62的辊箱63。〈动作臂部的结构〉动作臂部60是金属板材的部件。动作臂部60绕轮毂轴15a向制动解除位置(图 10)和制动位置(图11)摆动自如地安装在固定托架30f 的托架主体34上。在动作臂部 60的前端上拆装自如地安装有卡止制动线缆14f的内线缆16f的前端的内安装部64。动 作臂部60通过该内线缆16f经由内安装部64与安装在自行车的车把部4上的制动杆12f 连结。动作臂部60的基端弯折而被插入到托架主体34的基部的内侧。在插入部分上，形 成有卡合到凸轮部件61的外周面上的卡合孔60a (图6、图7)。动作臂部60受第2弹簧部 件70(图7)向制动解除方向施力。第2弹簧部件70是扭转螺旋弹簧，一端卡止在托架主 体34上，另一端延伸到动作臂部60的前端，卡止在形成于前端上的卡止孔60b中。动作臂 部60的外方由盖部件35覆盖。在动作臂部60的前端上拆装自如地安装有内安装部64。内安装部64具有能够卡止内线缆16f的内卡止部68。<凸轮部件的结构>凸轮部件61可一体转动地铆接固定在动作臂部60上，通过动作臂部60的摆动而 转动。凸轮部件61如图7、图8及图10所示，是厚壁圆筒状的例如钢铁制的部件。在凸轮 部件61的外周面上，形成有第1凸轮部61c，所述第1凸轮部61c具有与制动杆12f的杆行 程成比例而外径逐渐变大的倾斜凸轮面61a、和配置在倾斜凸轮面61a之间、比倾斜凸轮面 61a凹陷形成的凹部61b。在该实施方式中，倾斜凸轮面61a形成为，使其周向的外径向图 10顺时针方向逐渐变大。具体而言，凸轮角度设定为一定。因此，如果通过第1凸轮部61c 推压辊62，则不论动作臂部60的摆动位置如何都能够得到一定的制动特性。<辊的结构>辊62是用来通过凸轮部件61的转动将制动蹄片41沿径向推压而使其压接在制 动蹄片41上的。辊62安装在凸轮部件61的外周面与制动蹄片41的后述的第2凸轮部 41d之间。辊62通过辊箱63在制动鼓40的旋转方向上隔开间隔配置，在径向上移动自如。 辊62通过凸轮部件61的转动而一边滚动一边沿径向移动。具体而言，辊62通过凸轮部件 61的转动一边向顺时针方向自转一边向逆时针方向公转，辊箱63通过辊62的公转而向逆 时针方向移动。<辊箱63的结构>辊箱63能够绕轮毂轴转动微小的距离。在辊箱63上，沿旋转方向隔开间隔形成有 用来保持辊62的、向轮毂轴方向外方突出的例如6个保持突起63a。在一个保持突起63a 上形成有更向轮毂轴方向外方突出而形成的卡止突起63b。该卡止突起63b能够从制动开 始位置绕轮毂轴移动微小的距离地卡止在托架主体34上。在托架主体34上，如图5、图6 及图7所示，形成有该卡止突起63b卡合的沿圆周方向较长的圆弧状的长孔34g。长孔34g 的圆周方向的长度比卡止突起63b长。辊箱63能够从制动开始位置沿圆周方向转动该长 度的差。在辊箱63与卡止突起63b之间安装有第3弹簧部件72。第3弹簧部件72将辊箱 63向图5的顺时针方向朝向制动解除位置施力。因此，保持在辊箱63中的辊62通过凸轮 部件61的转动，能够相对于制动鼓40向逆时针方向滚动微小的距离(长孔34g与卡止突 起63b的圆周方向的长度的差的距离)。在辊箱63内，在辊62的周围填充有防锈油。由 此，相对于凸轮部件61的转动，辊62能够顺利地沿径向移动。〈制动蹄片的结构〉制动蹄片41如图8所示，例如是在周向上被分割为3份的环状的、例如铬钼钢制 的部件。制动蹄片41配置为，使其与凸轮部件61夹着辊62。制动蹄片41如图6所示，在 外周面上具有当制动时能够接触在制动面51a上的接触面41a。接触面41a的截面可接触 在制动面51a上地形成为以凸状突出的等腰梯形状。接触面41a的两边交叉的角度比制动 面51a的交叉角度大或相等。在接触面41a的中央部，形成有安装第1弹簧部件53的环状 的收纳槽41b。收纳槽41b形成为，使其对置于润滑脂填充槽54的第1槽54a。在制动蹄片41的内周面上，向径向外方凹陷形成有在旋转方向上以既定的长度 形成的旋转阻止部41c。形成在固定托架30f的托架主体34上的3个卡止突起34f (图6、 图7)嵌入在该旋转阻止部41c中，防止分割的制动蹄片41的旋转。但是，制动蹄片41稍 稍旋转卡止突起34f与旋转阻止部41c的游隙的量。
在分割的制动蹄片41的旋转阻止部41c的两侧内周面上，如图8所示，形成有卡 合到辊62上的第2凸轮部41d。第2凸轮部41d形成在与辊62的接触部分上，使内径逐渐 变化。第2凸轮部41d具有在制动解除时配置辊62的制动解除凸轮41e、和配置在制动解 除凸轮41e的两侧的制动凸轮41f、49g。制动解除凸轮41e是以转动中心C1为中心距离转动中心C1的内径最大的圆弧状 的部分。制动解除凸轮41e在与制动凸轮41f之间形成有阶差41h。阶差41h由将制动解 除凸轮41e与制动凸轮41f之间连接的圆弧构成。用从前轮毂6a的转动中心C1连结阶差 41h的起点及终点的两条直线LI、L2的差表示的阶差41h的径向的长度是0. 3mm到0. 7mm 的范围。制动凸轮41f例如在前轮用的制动装置13f中使用，制动凸轮41g在后轮用的制 动装置13r中使用。制动装置13f的动作臂部60在制动时向图2逆时针方向摆动，制动装 置13r的动作臂部60向图2顺时针方向摆动。因此，凸轮部件61的转动方向在前轮用和 后轮用中为相反方向。结果，辊62的公转方向也为相反，在前轮用的情况下，辊62向控制 凸轮41f侧向逆时针方向公转，在后轮用的情况下向顺时针方向公转。制动凸轮41f具有制动解除凸轮41e侧的第1位置D1处的到转动中心C1的距离 形成得比离开第1位置D1的第2位置D2处的到转动中心C1的距离长的倾斜凸轮面。具 体而言，制动凸轮41f具有第2位置D2处的直线L3的长度比第1位置D1处的从转动中心 C1延伸的直线L2的长度短并且从第1位置D1朝向第2位置D2、到转动中心C1的距离逐 渐变短那样的倾斜凸轮面。在该实施方式中，倾斜凸轮面由大致圆弧状的曲线构成。倾斜 凸轮面的圆弧的中心C2处于比转动中心C1更接近于制动解除凸轮41e、并且处于连结制 动解除凸轮41e的中心部与转动中心C1的直线L4的相反侧为制动凸轮41f侧的变位的位 置。另外，倾斜凸轮面的中心C2并不限于上述位置。此外，也可以将倾斜凸轮面不通过圆 弧、而通过多个连续的直线或与圆弧不同的曲线形成。制动凸轮41g形成为，使其和制动凸轮41f夹着制动解除凸轮41e以相同的比例 内径逐渐变小。因而，制动凸轮41f和制动凸轮41g夹隔直线L4线对称地配置。因此，例 如即使将制动凸轮41f用于前轮用的制动装置13f、将制动凸轮41g用于后轮用的制动装置 13r,也能够得到大致同样的制动性能。另外，在图9中，转动中心C1与中心C2的半径方向的距离没有正确地表示。第1弹簧部件53是将弹性线材弯曲为圆形而形成的环状的弹簧部件。第1弹簧部 件53将3个分割的制动蹄片41向离开制动鼓40的位置、即径向内方施力。在第1弹簧部 件53的一端上，形成有向径向外方弯折突出的突出部53a。突出部53a从内周部以1. 4mm 2. 0mm的范围突出形成。突出部53a的前端在制动蹄片41接触在制动鼓40上的制动时位 于润滑脂填充槽54的第1槽54a内，在制动蹄片41从制动鼓40离开的制动解除时位于比 第1槽54a靠径向内方。由此，在制动时，突出部53a能够使填充在第1槽54a中的润滑脂 朝向制动面51a扒出。〈制动系统的动作〉在设置了制动线缆14f、14r的状态下，内线缆16f、16r为紧张的状态，所以通过 安装在制动杆12f、12r上的外卡止部22或安装在前后的制动装置13f、13r上的外安装部 31f、31r调节游隙。由此，如果不操作制动杆12f、12r，则如图10所示，在制动蹄片41与制动鼓40之间形成间隙(游隙)。如果在此状态下将前制动杆12f拉入操作，则内线缆16f克服第2弹簧部件70的 作用力而被拉伸，动作臂部60从图10所示的制动解除位置向图11所示的制动位置逆时针 摆动。如果动作臂部60逆时针转动，则凸轮部件61也转动。如果凸轮部件61转动，则辊 62骑到第1凸轮部61c的倾斜凸轮面61a上。由此，辊62被倾斜凸轮面61a推压，克服第 1弹簧部件53的作用力而向径向外方移动。在该移动途中，如果制动蹄片41接触在制动鼓 40上，则辊62将制动蹄片41朝向制动鼓40推压。此外，辊62通过与凸轮部件61的摩擦 等向图9中用箭头R表示的顺时针方向滚动，辊箱63逆时针转动。如果辊62顺时针滚动，则辊62从第2凸轮部41d的制动解除凸轮41e朝向图9 左侧的制动凸轮41f移动。结果，除了第1凸轮部61c的径向的增加量以外，施加第2凸轮 部41d的径向的减少量，能够得到相对于杆行程直线地增加的制动力。将该状况在图12及图13中用曲线表示。图12是将制动杆12f的操作力表示在横 轴、将制动力表示在纵轴的曲线图。此外，图13是将制动杆12f的杆行程表示在横轴、将制 动力表示在纵轴的曲线图。这里，实线表示在制动蹄片41的内周面上具有第2凸轮部41d 的本发明的一实施方式的制动装置13f。虚线表示不具有第1凸轮部并且凸轮部件的第1 凸轮部的凸轮角度为一定的比较对照的以往的制动装置。由图12及图13可知，在将除了第2凸轮部41d的有无以外都相同的本实施方式 的制动装置13f 与以往的制动装置比较的情况下，杆操作力或杆行程较小时的制动力大致 相同。杆操作力或杆行程较大时的制动力方面，具有第2凸轮部41d的本实施方式的制动 装置13f更小。在以往的不具有第2凸轮部的制动装置中，如果使杆操作力或杆行程逐渐变大， 则制动力突然曲线地上升。相对于此，在具有第2凸轮部41d的制动装置13f中，即使在杆 操作力或杆行程较大时制动力也不会突然变大，而为直线性的。此外，由于凸轮部件61具有一定的凸轮角度，所以不论处于怎样的转动相位，制 动蹄片41接触在制动鼓40上而开始制动后的制动特性都不易变动。因而，不论制动开始 时的凸轮部件的转动位置如何都能够维持制动开始后的制动特性。如果将手从前制动杆12f离开，则通过第2弹簧部件70使动作臂部60回到制动 解除位置侧，并且随着联动于动作臂部60的凸轮部件61的转动，通过第1弹簧部件53使 制动蹄片41向内周侧移动。此时，辊箱63也受第3弹簧部件72向图11顺时针施力而转 动。由此，辊62被配置在制动解除凸轮41e上。〈其他实施方式〉以上，对本发明的一实施方式进行了说明，但本发明并不限于上述实施方式，在不 脱离发明的主旨的范围内能够进行各种变更。(a)在上述实施方式中，将制动面51a及接触面41a形成为梯形状，但也可以是平 坦的圆周面。(b)在上述实施方式中，将第2凸轮部41d —体形成在制动蹄片41的内周面上，但 也可以分体地形成。(c)在上述实施方式中，将相同的凸轮形状的制动凸轮41f、41g配置在制动解除 凸轮41e的两侧。如果这样使两个制动凸轮的凸轮形状相同，则在前轮用和后轮用中能够实现制动蹄片的共用化。此外，由于将正反颠倒也能够使用，所以能够减少组装错误。但是， 本发明并不限于此。例如也可以将不同形状的两个制动凸轮夹着制动解除凸轮配置。在此 情况下，如果将制动蹄片的正反颠倒而安装，则能够通过一个制动蹄片得到不同的制动特 性。此外，也可以仅将制动凸轮配置在制动解除凸轮的一侧。
权利要求
一种自行车用轮毂制动装置，是能够将安装在自行车的车架上的车轮的轮毂制动的自行车用轮毂制动装置，其特征在于，具备固定托架，能够不可旋转地安装在上述车架上；圆筒状的制动鼓，具有形成在内周面上的制动面，对置于上述固定托架而配置，能够与上述轮毂一体旋转；制动动作部，具有绕上述轮毂的轴摆动自如地安装在上述固定托架上并能够与安装在上述自行车上的制动杆连结的动作臂部、与上述动作臂部一体地转动并在外周面上具有沿周向外径逐渐变大的第1凸轮部的凸轮部件、以及接触在上述第1凸轮部上并且沿周向隔开间隔设置、通过上述凸轮部件的转动而一边滚动一边沿径向移动的多个辊；圆弧状的多个制动蹄片，与上述凸轮部件夹着上述辊而配置，具有能够接触在上述制动鼓的上述制动面上的接触面、以及形成在与上述辊的接触部分上、以使其与上述轮毂的转动中心的距离逐渐变化的第2凸轮部，相对于上述固定托架实质上不能旋转，对上述制动鼓制动作用。
2.一种自行车用轮毂制动装置，是能够将安装在自行车的车架上的车轮的轮毂制动的 自行车用轮毂制动装置，其特征在于，具备固定托架，能够不可旋转地安装在上述车架上；圆筒状的制动鼓，具有形成在内周面上的制动面，对置于上述固定托架而配置，能够与 上述轮毂一体旋转；制动动作部，具有绕上述轮毂的轴摆动自如地安装在上述固定托架上并能够与安装在 上述自行车上的制动杆连结的动作臂部、与上述动作臂部一体地转动并在外周面上具有沿 周向外径逐渐变大的第1凸轮部的凸轮部件、以及接触在上述第1凸轮部上并且沿旋转方 向隔开间隔设置、通过上述凸轮部件的转动而一边滚动一边沿径向移动的多个辊；圆弧状的多个制动蹄片，与上述凸轮部件夹着上述辊而配置，包括能够接触在上述制 动鼓的上述制动面上的接触面、以及形成为使其与上述辊的接触部分的第1位置处的与上 述轮毂的转动中心的距离与离开上述第1位置的第2位置处的与上述转动中心的距离不同 的第2凸轮部，相对于上述固定托架实质上不能旋转，对上述制动鼓制动作用。
3.如权利要求1所述的自行车用轮毂制动装置，其特征在于，上述制动动作部还具有辊箱，能够从制动开始位置转动既定距离地设在上述固定托架上，将上述辊沿周向隔 开间隔而配置；施力部件，将上述辊箱向上述制动开始位置侧施力。
4.如权利要求2所述的自行车用轮毂制动装置，其特征在于，上述制动动作部还具有辊箱，能够从制动开始位置转动既定距离地设在上述固定托架上，将上述辊沿周向隔 开间隔而配置；施力部件，将上述辊箱向上述制动开始位置侧施力。
5.如权利要求3所述的自行车用轮毂制动装置，其特征在于，上述第2凸轮部具有在制动解除状态时配置上述辊的内径最大的制动解除凸轮、和形 成在上述制动解除凸轮的至少一侧的制动凸轮。
6.如权利要求5所述的自行车用轮毂制动装置，其特征在于，上述制动凸轮形成为，使其随着离开上述制动解除凸轮而到上述转动中心的距离逐渐变小。
7.如权利要求4所述的自行车用轮毂制动装置，其特征在于，上述第2凸轮部具有在制动解除状态时上述辊接触的内径最大的制动解除凸轮、和形 成在上述制动解除凸轮的至少一侧的制动凸轮。
8.如权利要求7所述的自行车用轮毂制动装置，其特征在于，上述制动凸轮形成为，使得处于与上述制动解除凸轮的边界的上述第1位置与上述转 动中心的距离比从上述第2位置到上述转动中心的距离长。
9.如权利要求5 8中任一项所述的自行车用轮毂制动装置，其特征在于，上述制动凸 轮形成在上述制动解除凸轮的两侧。
10.如权利要求9所述的自行车用轮毂制动装置，其特征在于， 上述制动凸轮夹着上述制动解除凸轮以相同的比例内径逐渐变小。
11.如权利要求5 10中任一项所述的自行车用轮毂制动装置，其特征在于，在上述制 动解除凸轮与上述制动凸轮之间形成有阶差。
12.如权利要求11所述的自行车用轮毂制动装置，其特征在于，用将上述轮毂的旋转 中心与上述阶差的起点及终点连结的线段表示的上述阶差的径向的长度是0. 3mm到0. 7mm 的范围。
全文摘要
本发明提供使得不论凸轮部件的摆动位置如何都能够维持制动开始后的希望的制动特性的自行车用轮毂制动装置。前制动装置是能够将车轮的轮毂制动的装置，具备能安装到车架上的固定托架、制动鼓(40)、制动动作部、和圆弧状的多个制动蹄片(41)。制动动作部具有动作臂部、凸轮部件、和多个辊(62)。动作臂部能够与制动杆连结。凸轮部件与动作臂部一体地转动，在外周面上具有第1凸轮部。多个辊通过凸轮部件的转动而一边滚动一边沿径向移动。制动蹄片具有能够接触在制动鼓的制动面上的接触面、以及形成在与辊的接触部分上以使其到轮毂的转动中心(C1)的距离逐渐地变化的第2凸轮部(41d)。制动蹄片对制动鼓制动作用。
文档编号F16D65/28GK101830267SQ20091017281
公开日2010年9月15日 申请日期2009年9月3日 优先权日2009年3月11日
发明者伊藤实, 田中启太 申请人:株式会社岛野