專利名稱：自行車用輪轂制動器的制作方法
本申請是申請?zhí)枮?5107690．6，申請日為1995年6月22日的申請的分案申請本發(fā)明有關(guān)自行車用輪轂制動器，該輪轂制動器具備有連接于自行車的輪轂并可與其一體旋轉(zhuǎn)的制動鼓，對制動鼓起制動作用的制動塊，將制動塊壓接于上述制動鼓側(cè)的制動器操作件，詳細(xì)說來就是有關(guān)可以防止制動過度作用的制動器。
已有的自行車制動器，例如實開平2-35897號公報所示那樣，支持著制動塊和制動操作件的固定部件相對于車架圍繞著制動鼓的回轉(zhuǎn)軸芯搖動，并且，安裝于車架上的支持體通過彈簧緩沖止動地支撐著上述固定部件以此構(gòu)成自行車用制動器。就是說一拉緊連接于制動操作件的制動線中的內(nèi)鋼絲，制動操作件就將制動塊壓向制動鼓，由此制動塊與制動鼓之間產(chǎn)生摩擦，這樣便對與制動鼓一同旋轉(zhuǎn)的車輪發(fā)生制動作用。而當(dāng)制動塊與制動鼓之間產(chǎn)生的摩擦力一超出由上述彈簧所決定的設(shè)定力時，固定部件一面通過制動鼓及制動塊傳遞的車輪轉(zhuǎn)動力使上述彈簧產(chǎn)生彈性變形一面向車輪的轉(zhuǎn)動方向搖動。于是，由于固定件的搖動，制動操作件向制動線的外線端部方向移動而使內(nèi)鋼絲線趨緩，由此制動塊與制動鼓間的摩擦力自動地降低，制動力也比鋼絲沒有緩和的狀態(tài)下要低。
如

圖13所示，內(nèi)鋼絲的操作行程S為橫座標(biāo)，縱座標(biāo)為制動力B，制動力線B1表示所發(fā)揮的制動力強(qiáng)度。即，在內(nèi)鋼絲的操作行程到達(dá)所設(shè)定的行程SA之前，隨著操作行程S的增大制動力沿第一傾斜角a增大、當(dāng)操作行程達(dá)到所設(shè)定的行程SA時制動力也就達(dá)到了由彈簧決定的設(shè)定制動力BA，然后，隨著操作行程的加大制動力沿第二傾斜角b增大。而且，由于制動力達(dá)到設(shè)定制動力BA之后內(nèi)鋼絲發(fā)生趨緩作用，第二傾斜角b比第一傾斜角a的角度要小。
對于供給制動塊潤滑脂使用的輪轂制動器，在潤滑脂用盡的狀態(tài)下，或者對于不使用潤滑脂的輪轂制動器，由于生銹或灰塵侵入的情況出現(xiàn)，會有因制動塊產(chǎn)生的摩擦制動力上升而發(fā)生制動效果過度的情況。然而采用已有的上述制動技術(shù)，即使在潤滑脂用盡或發(fā)生銹蝕等異常狀態(tài)下，也可以使制動不會過度。
即如圖13所示，在沒有發(fā)生潤滑脂用盡或銹蝕的正常狀態(tài)下，可以得到制動力線B2所示的制動力，在異常狀態(tài)下，如制動力線B1所示制動力得以發(fā)揮。于是，在異常狀態(tài)下被發(fā)揮的最大制動力達(dá)到制動力線B1線上的制動力BY，這個最大制動力BY比沿制動力線B1的設(shè)定制動力BA之前的部分延長而得到的制動力線B3線上的最大制動力BX要低。
就是說，不采用已有的上述制動技術(shù)，一旦處于異常狀態(tài)，制動力BX就成為可能使用到的最大制動力，這個最大的制動力BX或與其接近的高制動力施于制動器上將會發(fā)生制動效果(作用)過度的情況。對此，采用已有的上述制動技術(shù)，即使在異常狀態(tài)下，可能使用到的最大制動力也是比前述最大制動力BX要低的制動力BY，在限界之內(nèi)進(jìn)行制動時由于制動力BY施于制動器上因而不會使制動效果過度。
然而，采用已有的制動技術(shù)，固定部件為可動式的，必需要在固定部件的游動端施加彈簧的作用等等，這使得制動器整體比較大型化。
本發(fā)明的目的是要提供一種可以防止過度有效制動的同時又比較緊湊小型的自行車用輪轂制動器。
本發(fā)明第一發(fā)明的自行車用輪轂制動器為達(dá)到目的，包括開頭所記述的結(jié)構(gòu)內(nèi)容，其特征在于，在制動鼓和制動塊之間裝了與兩者都可滑動相接的滑動部件，由前述制動操作件的操作把制動塊向制動鼓一側(cè)壓接的時候，前述滑動部件和制動塊之間產(chǎn)生的摩擦力與前述滑動部件和制動鼓之間產(chǎn)生的摩擦力被設(shè)定得不一樣，且上述兩摩擦力中的較小者被設(shè)定成制動力。
根據(jù)上述實施的輪轂制動器，雖可以采用如下的構(gòu)成方式使滑動部件與制動塊之間的摩擦系數(shù)和滑動部件與制動鼓之間的摩擦系數(shù)相同，而使制動塊壓向滑動部件的壓力和滑動部件壓向制動鼓的壓力不同，由此而得到滑動部件和制動塊之間的摩擦力與滑動部件和制動鼓之間的摩擦力不同。然而，采用使上述滑動部件和制動塊之間的摩擦系數(shù)與滑動部件和制動鼓之間的摩擦系數(shù)的不同，從而使上述兩摩擦力不同的結(jié)構(gòu)則有以下的優(yōu)點。
實施輪轂制動器時，雖可以把滑動部件安裝在制動鼓的外周側(cè)，把制動塊卷纏在滑動部件的外周側(cè)以構(gòu)成皮帶制動的操作。然而，采用上述滑動部件安裝于上述制動鼓的內(nèi)周面與制動塊的外周面之間的結(jié)構(gòu)則有后述的優(yōu)點。
實施輪轂制動器時，雖然在正常狀態(tài)下滑動部件和制動塊之間的摩擦力可以比滑動部件和制動鼓之間的摩擦力大，然而，采用上述滑動部件和制動塊11之間產(chǎn)生的摩擦力設(shè)定的比該滑動部件和制動鼓之間產(chǎn)生的摩擦力小的結(jié)構(gòu)則有后述的優(yōu)點。
作為滑動部件，雖可以采用在制動鼓的圓周方向分散配置的多個滑動部件，然而，采用環(huán)狀的滑動部件壓入到制動器內(nèi)周面的結(jié)構(gòu)則有后述的優(yōu)點。
本發(fā)明第二發(fā)明的自行車用輪轂制動器為達(dá)到目的，包括開關(guān)所記述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，在制動鼓和輪轂之間介裝了扭矩限制器裝置，作用于制動鼓和輪轂之間的扭矩一超過設(shè)定值，在該扭矩限制器裝置的作用下，前述制動鼓與輪轂產(chǎn)生相對回轉(zhuǎn)。
實施上述特征的輪轂制動器，作為扭矩限制器裝置，雖可以采用用嚙合離合器和彈簧的嚙合式扭矩限制器，該彈簧設(shè)定該嚙合離合器中斷作用時的扭矩，或者采用如下方式連動連接于制動鼓31的環(huán)形件和上述摩擦板以此摩擦板為內(nèi)側(cè)，在該輪轂的一端部內(nèi)，可以相對自由轉(zhuǎn)動地嵌入環(huán)形件，而只可相對滑動地嵌入上述摩擦板，同時由于比摩擦板更靠近輪轂的彈簧的作用，摩擦板被壓在環(huán)形件上，進(jìn)而也可采用配置于輪轂外周側(cè)的外裝式，然而，采用上述扭矩限制器是由摩擦板和作用于該摩擦板上的彈簧組成，制動鼓和輪轂之中至少在一方的側(cè)面上，只能自由滑動地安裝上述摩擦板，在另一側(cè)面上由前述彈簧將此摩擦板壓在其上的方式，則有后述的優(yōu)點。
在本發(fā)明的輪轂制動器的情況下，由于制動塊與滑動部件間的摩擦力和制動鼓與滑動部件14間的摩擦力不同，各自設(shè)定了摩擦力，因此，在潤滑脂沒有用盡和不生銹等的正常狀態(tài)下，制動塊與滑動部件間的摩擦力處于正常狀態(tài)，所以比滑動部件與制動鼓間的摩擦力要小，而當(dāng)潤滑脂用盡，生銹等情況發(fā)生的異常狀態(tài)到來時，制動塊與滑動部件間的摩擦力處于異常狀態(tài)，所以會變化得比滑動部件與制動鼓間的摩擦力要大?；蛘呦喾?，在正常狀態(tài)下，滑動部件與制動鼓間的摩擦力處于正常狀態(tài)，所以比制動塊與滑動部件間的摩擦力要小，而一到達(dá)異常狀態(tài)，則滑動部件與制動鼓間的摩擦力處于異常狀態(tài)，所以會變得比制動塊與滑動部件間的摩擦力要大。
于是，前者的情況，處于正常狀態(tài)下時，一操作制動器，由于前述的摩擦力差使得滑動部件與制動鼓共同回轉(zhuǎn)，制動塊對滑動部件起摩擦制動作用，由此對車輪起制動作用，并且即使在高速行駛時由于制動塊對滑動部件滑動，亦可以對車輪施以非急停程度的制動。而當(dāng)異常狀態(tài)的時候，一操作制動器，由于摩擦力的差是逆轉(zhuǎn)的，故此制動塊在較大摩擦力的支持下使滑動部件不與制動鼓共同回轉(zhuǎn)，滑動部件對制動鼓起摩擦制動作用，由此對車輪制動，并且即使在高速行駛時由于滑動部件對制動鼓的滑動亦可以對車輪施以非急停程度的制動。
后者的情況處于正常狀態(tài)下時，一進(jìn)行制動操作，由于前述的摩擦力差，較大的摩擦力支持制動塊，使滑動部件不與制動鼓共同回轉(zhuǎn)，滑動部件對制動鼓起摩擦制動作用，由此對車輪制動，并且即使在高速行駛時由于滑動部件對制動鼓的滑動亦可以對車輪施以非急停程度的制動。而當(dāng)異常狀態(tài)的時候，一進(jìn)行制動操作，由于摩擦力差的逆轉(zhuǎn)，滑動部件與制動鼓共同回轉(zhuǎn)，制動塊對滑動部件起摩擦制動作用，并由此對車輪制動，并且即使在高速行走時，由于制動塊對滑動部件的滑動，亦可以對本輪施以非急停程度的制動。
根據(jù)上述實施的輪轂制動器，采用使上述滑動部件和制動塊之間的摩擦系數(shù)與滑動部件和制動鼓之間的摩擦系數(shù)不同，從而使上述面摩擦力不同的結(jié)構(gòu)，摩擦力差的精度高而且比較容易得到。就是說通過使制動塊對滑動部件的壓力與滑動部件對制動鼓的壓力不同而得到制動塊和滑動部件間與滑動部件和制動鼓間的摩擦力的差，這種情況下特別是對于滑動部件與制動鼓的壓力由于制作誤差和組裝誤差等等很難做到所期望的那樣，因此很難做到高精度的摩擦力差。為此，如采用上述的結(jié)構(gòu)，則要對滑動部件和制動鼓施以表面處理等，由此可以穩(wěn)定地獲得所期望的制動塊和滑動部件間與滑動部件和制動鼓間的摩擦系數(shù)差。其結(jié)果也就比較容易得到較高精度的摩擦力差值。
采用上述滑動部件安裝于上述制動鼓的內(nèi)周面與制動塊的外周面之間的結(jié)構(gòu)，可以把滑動部件和制動塊置于制動鼓的內(nèi)側(cè)。
采用上述滑動部件和制動塊11之間產(chǎn)生的摩擦力設(shè)定的比該滑動部件和制動鼓之間產(chǎn)生的摩擦力小的結(jié)構(gòu)，可以長時期地保持所設(shè)定的摩擦力差。也就是說，在正常狀態(tài)下設(shè)定滑動部件和制動塊間產(chǎn)生的摩擦力比滑動部件和制動鼓間產(chǎn)生的摩擦力要大，正常操作制動器時，滑動部件和制動鼓之間產(chǎn)生相對滑動，特別是滑動部件容易發(fā)生磨損?；瑒硬考话l(fā)生磨損，滑動部件和制動塊之間的摩擦力差值和滑動部件和制動鼓之間所設(shè)定的值發(fā)生變化，設(shè)定的摩擦力在早期容易發(fā)生變化。為此，如采用上述的結(jié)構(gòu)，對于正常情況下操作制動器時，制動塊和滑動部件間發(fā)生相對滑動，隨著制動器的操作磨損在制動塊和滑動部件間產(chǎn)生。這種情況下，即使由于磨損的產(chǎn)生使設(shè)定的摩擦力差值發(fā)生變化，也容易由制動器的調(diào)整來修正這種變化，達(dá)到期望的程度。因此，盡管由正常時的制動器操作產(chǎn)生磨損，但也容易長期地確保所定的摩擦力差值。
如采用環(huán)狀的滑動部件壓入到制動器內(nèi)周面的結(jié)構(gòu)，滑動部件構(gòu)造簡單，可以在發(fā)生所定的摩擦力的狀態(tài)下裝配在制動鼓上。就是說，作為滑動部件，在采用在制動鼓的圓周方向上分散配置多個滑動部件的方式時，有必要這樣安裝，使得利用特別的安裝部件將滑動部件壓接于制動鼓上。對此，采用上述的結(jié)構(gòu)，僅把滑動部件壓入制動鼓就實現(xiàn)了在預(yù)定的壓接力下將滑動部件安裝在制動鼓上。
在第二發(fā)明的輪轂制動器的情況下，在異常狀態(tài)下操作制動器，在制動效果過度現(xiàn)象發(fā)生時將制動和輪轂間發(fā)生的扭矩設(shè)定為前述設(shè)定值。這樣一來，在正常狀態(tài)下進(jìn)行制動操作時，制動塊對制動鼓即使有摩擦，兩者間也只有比異常狀態(tài)時的摩擦力要小的摩擦力發(fā)生。由此，制動鼓和輪轂之間亦只發(fā)生比前述設(shè)定值低的扭矩，扭矩限制器裝置不產(chǎn)生作用而對車輪實施了制動。而且，即使是在高速行走時，同于制動塊對制動鼓產(chǎn)生滑動，因而車輪的制動不至于到急停程度。而在異常狀態(tài)的時候操作制動器，制動操作力小則制動塊和制動鼓間發(fā)生的摩擦力小，制動鼓和輪轂間發(fā)生的扭矩比前述的設(shè)定值小，這時，扭矩限制器裝置不產(chǎn)生作用，所以制動塊的制動作用傳遞給輪轂，但是這時由于制動塊和制動鼓的摩擦力小，所以不產(chǎn)生過度的制動效果。而當(dāng)制動操作力加大，制動塊與制動鼓之間發(fā)生的摩擦力亦變大而使制動鼓與輪轂間產(chǎn)生的扭矩超出前述的設(shè)定值時，制動塊對制動鼓雖有很強(qiáng)的制動作用，但因扭矩限制器裝置的作用使制動塊的強(qiáng)制動作用不能傳遞到輪轂上，故此車輪的制動效果不是急停的程度。
采用上述扭矩限制器是由摩擦板和作用于該摩擦板和作用于該摩擦板上的彈簧組成，制動鼓和輪轂之間至少在一方的側(cè)面上，只能自由滑動地安裝上述摩擦板，在另一方側(cè)面上由前述彈簧將此摩擦板壓在其上的結(jié)構(gòu)時，扭矩限制器裝置可以比較細(xì)微調(diào)節(jié)地設(shè)定作用扭矩。就是說，采用嚙合式的扭矩限制器裝置。由于脫離嚙合，扭矩限制器裝置產(chǎn)生作用，因此作為起預(yù)定作用的扭矩值可以設(shè)定的設(shè)定扭矩值是間隔較大地分散存在的。與此相反，如采用上述的結(jié)構(gòu)，扭矩限制器裝置是摩擦式的，由于滑動而使扭矩限制裝置發(fā)生作用。由此，作為起預(yù)定作用的扭矩值可以設(shè)定的設(shè)定扭矩值是小間隔存在的。
采用如下方式連動連接于制動鼓31的環(huán)形件和上述摩擦板，以此摩擦板為內(nèi)側(cè)，在該輪轂的一端部內(nèi)，可以相對自由轉(zhuǎn)動地嵌入環(huán)形件，而只可相對滑動地嵌入上述摩擦板，同時由于比摩擦板更靠近輪轂的彈簧的作用，摩擦板被壓在環(huán)形件上，則阻滯扭矩限制器裝置置于輪轂的內(nèi)側(cè)。
第一發(fā)明的輪轂制動器，由于在制動塊和制動鼓之間裝的滑動部件的作用；分別在開頭記述了的異常狀態(tài)下也不產(chǎn)生過度的制動效果，由此，第一及第二發(fā)明的不論哪一種輪轂制動器，都不僅在正常時而且在異常時也不產(chǎn)生過度的制動效果。而且，在第一發(fā)明的輪轂制動的情況下，在制動塊和制動鼓之間只介裝滑動部件就可以了，而在第二發(fā)明的輪轂制動器中在制動鼓和輪轂這間只介裝扭矩限制器裝置就可以了，因此，不論是根據(jù)第一發(fā)明還是第二發(fā)明的輪轂制動器，與已有的技術(shù)相比都可做到小型化并易于裝配在車體上。
采用使上述滑動部件和制動塊之間的摩擦系數(shù)與滑動部件和制動鼓之間的摩擦系數(shù)的不同，從而使上述兩摩擦力不同的結(jié)構(gòu)，摩擦力差的精度較高且穩(wěn)定，并且比較容易得到防止制動器過度有效的、精度高、可靠性亦高并且價格比較便宜的制動器。
采用上述滑動部件安裝于上述制動鼓的內(nèi)周面與制動塊的外周面之間的結(jié)構(gòu)，可以將滑動部件及制動塊置于制動鼓之內(nèi)，因此可以得到更容易裝配的比較小型的能防止過度有效的制動器。
采用上述滑動部件和制動塊11之間產(chǎn)生的摩擦力設(shè)定的比該滑動部件和制動鼓之間產(chǎn)生的摩擦力小的結(jié)構(gòu)，可以長時期地得到所定的設(shè)定摩擦力差，因此，防止制動器的過度有效的機(jī)能可以長期地保持較高的可靠性。
采用環(huán)狀的滑動部件壓入到制動器內(nèi)周面的結(jié)構(gòu)，只將滑動部件壓接就可得到所定的摩擦力差，由此能得到可以防止制動器過度有效的輪轂制動器，且結(jié)構(gòu)簡單價格便宜。
采用上述扭矩限制器是由摩擦板和作用于該摩擦板上的彈簧組成，制動鼓和輪轂之中至少在一方的側(cè)面上，只能自由滑動地安裝上述摩擦板，在另一方側(cè)面上由前述彈簧將此摩擦板壓在其上的結(jié)構(gòu)，使扭矩限制器裝置發(fā)生作用而設(shè)定的扭矩可以在比較小的間隔設(shè)定，所以當(dāng)在異常狀態(tài)下扭矩限制器裝置起作用時的制動力會如設(shè)計的那樣達(dá)到較高的精度，從扭矩限制器的動作面也可以較高精度地防止制動器的過度效果。
采用如下方式連動連接于制動鼓31的環(huán)形件和上述摩擦板以此摩擦板為內(nèi)側(cè)，在該輪轂的一端部內(nèi)，可以相對自由轉(zhuǎn)動地嵌入環(huán)形件，而只可相對滑動地嵌入上述摩擦板，同時由于比摩擦板更靠近輪轂的彈簧的作用，摩擦板被壓在環(huán)形件上，則可以將扭矩限制器裝置內(nèi)裝于輪轂里，由于扭矩限制器的裝著空間小而可小型化。
圖1是自行車前輪用輪轂制動器整體側(cè)視圖；圖2是自行車前輪用輪轂制動器整體正視圖；圖3是制動器操作部件安裝部的側(cè)視圖；圖4是自行車前輪用輪轂制動器的截面圖；圖5是制動器脫開狀態(tài)說明圖；圖6是制動器進(jìn)入制動狀態(tài)說明圖；圖7是滑動部件的部分切槽狀態(tài)的立體圖；圖8是制動力說明圖；圖9是自行車前輪用輪轂制動器截面圖；圖10是制動器脫開狀態(tài)說明圖；圖11是制動力說明圖；圖12是其它實施的扭矩限制器裝置的截面圖；圖13是以前制動器的制動力說明圖。
符號說明如下5是操作部件；7是輪轂；
10，31是制動鼓；10a是內(nèi)周面；11是制動塊；14是滑動部件；40、80是扭矩限制器裝置；41、81是環(huán)狀件；42、82是摩擦板；43、84是彈簧；F1、F2是摩擦力。
如圖1及圖2所示，將固定部件2固定于自行車前輪用車叉上，使得在制動反作用力的作用下亦不動，將制動鋼絲3的外線裝卡在固定部件2所具有的外保持架4上，將內(nèi)鋼絲3a與制動操作件5所具有的鋼絲連結(jié)件6相連結(jié)，內(nèi)鋼絲3a拉緊及松弛的操作使制動操作件5搖動，從而對前輪用輪轂7制動由此對前車輪制動，或?qū)η拜営幂嗇?解除制動由此對前車輪解除制動，如此構(gòu)成了自行車前輪用的輪轂制動器，詳細(xì)構(gòu)成如下所述。
固定部件2的構(gòu)成如下一端具有如圖1和圖2所示的緊固條夾8，另一端具有如圖4所示的裝接軸轂2a，由此可固定于前輪用車叉1上。也就是，裝接軸轂2a外嵌于輪轂軸9，將固定部件2的另一端通過輪轂軸9被支承于前輪用車叉上，緊固條夾8緊固于前輪用車叉1上，使固定部件2這樣連接，使得它相對于前輪用車叉1在輪轂軸9的軸芯旋轉(zhuǎn)情況下并不產(chǎn)生回轉(zhuǎn)，由此，裝接軸轂2a裝接在輪轂軸9上，緊固條夾8與前輪用車叉1相連接，由此將固定部件2固定在前輪用車叉1上，使得在制動反力作用下也不動。
如圖4所明示的那樣，使制動鼓10與前輪用輪轂7的一個端側(cè)形成一個整體，使制動鼓10和前輪用輪轂7相連接，形成整體旋轉(zhuǎn)。
如圖4及圖5所示，制動鼓10的內(nèi)周面10a和前述制動操作件5的操作凸輪部5a之間，在制動鼓10的圓周上分散著多個制動塊11，在各個制動塊11的內(nèi)周面一側(cè)，每2個一組在制動鼓的周向上分散配置了許多滾子12，這些滾子12的配置間隔為設(shè)定的間隔，并且為了抑制滾子12偏離制動鼓的周向設(shè)置了滾子保持架13，在制動塊11的外周面一側(cè)設(shè)置著環(huán)狀的滑動部件14。
制動操作件5由5a和5b構(gòu)成，如圖4及圖5所示，前述操作凸輪部5a可回轉(zhuǎn)地外嵌于球壓15及球壓固定螺母16上，操作臂5b從該操作凸輪部5a可成一體回轉(zhuǎn)地延出，延出端穿過如圖3所示的固定部件2和防水罩17的貫穿孔，在比固定部件2更靠車體橫向外側(cè)的位置與前述鋼絲連接件6相連結(jié)，由前述內(nèi)鋼絲3a的拉緊操作力，圍繞輪轂軸9的軸芯從OFF位置向進(jìn)入制動的ON方向搖動，又由回復(fù)彈簧19的作用復(fù)歸回脫離制動的OFF位置，回復(fù)彈簧19位于上述防水罩17和裝飾罩18之間，安裝在前述裝接軸轂2a上，其一端連接在鋼絲連接件6上。如圖6所示，制動操作件5從不制動的位置OFF向進(jìn)入制動的方向ON-搖動時，操作凸輪部5a所具備的多個進(jìn)入操作的凸輪面5c分別對接于多個滾子12，將滾子12從滾子保持架13壓向保持架外的周面?zhèn)?，并將制動塊11壓向制動鼓10，由這樣的操作方式，制動操作件5總是把制動塊11壓向滑動部件14的內(nèi)周面14a，而滑動部件14壓向制動鼓10的內(nèi)側(cè)。此時，制動鼓10的回動力作用于制動塊11及滾子12上，然而如圖3及圖4所示，從滾子保持架13延出并貫穿于固定部件2及防水罩17的滾子保持架固定銷20在固定部件2的如圖3所示的銷孔2b的端部與固定部件2相接，固定部件2通過滾子保持架固定銷20、滾子保持架13來支持滾子12，并且，繞過所有制動塊11的壓簧21將制動塊11壓向滾子12，因此滾子12的一部份陷入制動塊11內(nèi)周面?zhèn)鹊陌既氩?1a處，對制動塊11起止動作用，滾子保持架固定銷20可在銷孔2b的內(nèi)部反抗回復(fù)彈簧22的作用，在其行程范圍內(nèi)移動，滾子12和制動塊11也可隨著制動鼓10的回動而在上述行程范圍內(nèi)移動，但不進(jìn)行超出以上范圍的移動，因而利用制動塊11的制動作用是可能的。這種狀態(tài)如圖5所示，將制動操作件5返回到停止制動的位置OFF處，操作凸輪部5a具有的多個切下的凹入部5d與多個滾子12對接，由于制動塊壓簧21所給的作用，滾子12向滾子保持架13方向回移，制動塊11可以離開滑動部件14，由此，制動操作件5將制動塊11返回到解除對滑動部件14壓接的位置。
前述滑動部件14針對制動塊11和制動鼓10形成其它一些形狀可滑動地嵌入到制動鼓10處。在滑動部件14向著制動塊11的內(nèi)周面?zhèn)壬闲纬捎袌D7所示那樣的潤滑脂槽23，并在滑動部件14和制動塊11之間，將制動潤滑脂裝入前述潤滑脂槽23內(nèi)。使得制動塊11對滑動部件14在制動潤滑脂存在的狀態(tài)下起摩擦制動作用。
用鉻鉬鋼作成制動塊11，用炭素鋼作成滑動部件14，用鋁合金作成制動鼓10。將滑動部件14壓入制動鼓10，使之與制動鼓10的內(nèi)周面10a之間容易得到比較高的摩擦力，同時，在滑動部件14與制動鼓10接觸的外周面上為使摩擦系數(shù)穩(wěn)定，涂一層固體潤滑劑24，例如，硬質(zhì)鍍鉻或二硫化鉬。制動潤滑脂存在條件下的制動塊11和滑動部件14間的摩擦系數(shù)f1，制動潤滑脂用盡條件下的制動塊11和滑動部件14間的摩擦系數(shù)f3，滑動部件14和制動鼓10之間的摩擦系數(shù)f2三者之間的關(guān)系設(shè)定為摩擦系數(shù)f1＜摩擦系數(shù)f2＜摩擦系數(shù)f3由此，制動潤滑脂存在著的制動塊11和滑動部件14其接觸的場合有制動潤滑脂介于其間，此時，制動塊11和滑動部件14間發(fā)生的摩擦力F1、滑動部件14和制動鼓10間發(fā)生的摩擦力F2之間的關(guān)系設(shè)定為摩擦力F1＜摩擦力F2進(jìn)而，在制動潤滑脂用盡，制動塊11與滑動部件14之間沒有制動潤滑脂的介入而直接接觸的情況下，制動塊11與滑動部件14間摩擦力由于潤滑脂的用盡變成了比摩擦力F1更強(qiáng)的摩擦力F3，該摩擦力F3和滑動部件14與制動鼓之間發(fā)生的前述摩擦力F2之間的關(guān)系設(shè)定為摩擦力F2＜摩擦力F3即，將前述摩擦力F1，F(xiàn)2，F(xiàn)3的大小關(guān)系設(shè)定為摩擦力F1＜摩擦力F2＜摩擦力F3總之，制動鋼絲3的內(nèi)鋼絲3a進(jìn)行松緩操作則使制動操作件5在回復(fù)彈簧19的作用下回到脫離制動的位置OFF處，制動操作件5依靠制動塊壓簧21的操作力將滾子12及制動塊11返回到滾子保持架13一側(cè)，由此，制動塊11脫離開滑動部件14，制動器停止制動。
制動鋼絲3的內(nèi)鋼絲3a拉緊時，制動操作件5以停止制動的OFF位置向進(jìn)入制動的方向ON搖動，制動操作件5靠操作凸輪部5a通過滾子12將制動塊11壓接于滑動部件14上。此時，若制動潤滑脂存在，則制動塊11和滑動部件14間的摩擦力F1要比滑動部件14和制動鼓10間的摩擦力F2要小，因此滑動部件14和制動鼓10共同回轉(zhuǎn)，制動塊11通過滑動部件14對制動鼓10起制動作用，從而對前輪實施制動。制動潤滑脂一用盡，制動塊11和滑動部件14間的摩擦力F3就要比滑動部件14和制動鼓10間的摩擦力F2大，制動塊11對滑動部件14的摩擦支持使其不與制動鼓10共同回轉(zhuǎn)，滑動部件14給予制動鼓10摩擦制動力，由此對前輪實施制動。這樣即使?jié)櫥瑳]有了，也可以實現(xiàn)不發(fā)生制動效果過度的制動操作。
也就是如圖8所示那樣，不論是制動潤滑脂存在還是不存在，隨著內(nèi)鋼絲3a的拉緊操作行程S增加，制動操作件5使制動塊11壓接于滑動部件14的操作力由于凸輪面5C的傾斜面漸入的作用而增大，從而，作用于前車輪的制動力B亦增大；制動潤滑脂存在時，由于制動塊11和滑動部件14間的摩擦力F1而產(chǎn)生制動力B，所以制動力B沿制動力線B2增大，內(nèi)鋼絲3a在界限之內(nèi)的拉緊操作可得到的最大制動力一直增大到BX2。而當(dāng)制動潤滑脂用盡時，由滑動部件14和制動鼓10間的摩擦力F2而產(chǎn)生制動力B，同時由于該摩擦力F2比前述摩擦力F1大，所以此時的制動力B沿制動力線B1增大，內(nèi)鋼絲3a在界限之內(nèi)的拉緊操作可得到的最大制動力一直增大到BX1。由于前述摩擦力F2比F1大，所以前述最大制動力BX1比前述最大制動力BX2大。在滑動部件14不存在，制動塊11對制動鼓10直接起制動作用的情況下，沒有制動潤滑脂時，制動塊11以前述摩擦力F3對制動鼓10直接起制動作用，因此，隨著內(nèi)鋼絲3a的拉緊操作行程S的增多，制動力B沿制動線B3增大，內(nèi)鋼絲3a在界限之內(nèi)的拉緊操作使制動力B最大可達(dá)BX3。此時的最大制動力BX3根據(jù)前述摩擦力F3和F2的大小關(guān)系，是比前述最大制動力BX1還大的制動力。因此，在發(fā)生潤滑脂用盡的情況下，用內(nèi)鋼絲3a在界限內(nèi)操作來實施制動的操作也只能得到比前述最大制動力BX3低的最大制動力BX1，該最大制動力BX1根據(jù)前述摩擦力F2的設(shè)定而設(shè)定為不發(fā)生過度有效制動的制動力值。
實際上，實施制動操作中作為前述最大制動力BX1，其輪胎切向力約為45公斤，作為前述最大制動力BX2，其輪胎的切向力約為35公斤。
如圖4及圖5所示，球體61裝入制動鼓10的安裝孔內(nèi)，在制動鼓10的外周側(cè)用安裝螺釘62固定壓制球體的彈簧63，使該球體61壓在滑動部件14外周面上，并在滑動部件14的外周面?zhèn)妊鼗瑒硬考?4的圓周方向上分散配置形成有多個如圖7所示的切入槽64，由此構(gòu)成報知裝置60。
也就是在滑動部件14與制動鼓10一體回轉(zhuǎn)的情況下，球體61相對滑動部件14沒有回轉(zhuǎn)移動故沒有發(fā)音作用，報知裝置60處于非動作狀態(tài)。制動潤滑脂用盡后，滑動部件14與制動鼓10之間發(fā)生滑動，制動鼓10與滑動部件14相對轉(zhuǎn)動時，制動鼓10一邊保持著球體61一邊相對于滑動部件14轉(zhuǎn)動，由此，球體61在滑動部件14的外周側(cè)沿其圓周方向移動，并通過滑動部件14上的切入槽64。于是，當(dāng)球體61通過切入槽64的時候，由于球體壓制彈簧63的壓下作用而落入切入槽64，與滑動部件14相撞，此時發(fā)出球體61與滑動部件14的相撞聲音。由此，報知裝置成動作狀態(tài)，由球體61與滑動部件14的相撞聲音可知潤滑脂用盡了。
上述輪轂制動器的情況下，滑動部件14及制動塊11位于制動鼓10的內(nèi)側(cè)，所以制動器整體可小型化。由此，安裝時有必要的空間和操作面等，使得向自行車用車體上的安裝簡單易行?？捎猛庋b式取代這種內(nèi)裝式，將制動塊做成皮帶式的，把制動塊及滑動部件配置于制動鼓的外側(cè)，即可構(gòu)成外裝式。
在上述輪轂制動器的情況下，滑動部件如上述實施例中所述是環(huán)狀的，所以只需壓入制動鼓，即使不具備特別的安裝部件和壓接操作部件也可以通過壓接安裝得到對制動鼓所定的摩擦力。因此，從滑動部件的安裝結(jié)構(gòu)來說是有利于制動器結(jié)構(gòu)簡單化的。也可以取代該環(huán)狀的滑動部件，采用在制動鼓的圓周方向分散配置多個滑動部件的方式。
下面說明第二發(fā)明的自行車用輪轂制動器。
自行車用前輪用的輪轂制動器其構(gòu)造如圖9所示，該輪轂制動器由下列部件構(gòu)成在自行車前輪用輪轂7的一端側(cè)上配置的制動鼓31、與圖2～圖5所示輪轂制動器中相同的制動塊11、滾子12、滾子保持架13、制動操作件5、具有固定部件2等的制動器本體30，以及安裝在該制動器本體30的前述制動鼓31和前述前輪用輪轂7之間的使制動鼓31連接于前輪用輪轂7使兩者可以一體回轉(zhuǎn)的扭矩限制器裝置40。
前述制動器本體30的構(gòu)成如圖9及圖10所示。
就是說，放松制動鋼絲3的內(nèi)鋼絲3a時，制動操作件5在回復(fù)彈簧19的作用下回到停止制動的位置OFF處，此時，制動操作件5的多個切入凹部5d分別對應(yīng)多個滾子12，制動塊壓簧21把滾子12及制動塊11壓回到滾子保持架13上。由此，制動塊11脫離開制動鼓31的內(nèi)周面31a，從而解除了對制動鼓31的制動作用。
拉緊制動鋼絲3的內(nèi)鋼絲3a時，制動操作件5從停止制動位置OFF向進(jìn)入制動的ON方向繞輪轂軸9的軸芯擺動，此時制動操作件5的操作凸輪部5a所具備的多個操作凸面5C分別與多個滾子12相對接，把滾子口從滾子保持架13向其外周面方向推壓，由此，制動操作件5通過滾子12使制動塊11壓接在制動鼓31的內(nèi)周面31a上。這樣，制動塊11便對制動鼓31產(chǎn)生摩擦制動作用。
如圖9所示，在制動鼓31的朝向制動塊11的內(nèi)周面一側(cè)形成有潤滑脂槽23，在制動鼓31與制動塊11之間制動潤滑脂停留于前述潤滑脂槽23中，使得制動塊11對制動鼓31在制動潤滑脂介在的狀態(tài)下起摩擦制動作用。
如圖9所示，筒狀體50在前輪用輪轂7的一端部內(nèi)側(cè)形成承接球體部50a，將筒狀體50的連接部50b以螺紋嚙合方式與前輪用輪轂7相連接使其一體回動，其一端側(cè)內(nèi)嵌于前輪用輪轂7的一端部上的前述筒狀體50的另一端部外嵌環(huán)狀部件41，該環(huán)狀部件41由筒狀體50的止動面50c來限制止擋，摩擦板42內(nèi)嵌于前輪用輪轂7一端部的前述環(huán)狀部件41的內(nèi)側(cè)，同時外嵌于筒狀體50，在比該摩擦板42更向內(nèi)的輪轂7的內(nèi)側(cè)，在摩擦板42與前輪用輪轂7的端面7a之間配置了外嵌于筒狀體50的彈簧43，由此構(gòu)成前述扭矩限制器裝置40。就是說，環(huán)狀部件41可相對轉(zhuǎn)動地嵌合于輪轂7及筒狀體50，而對制動鼓31由于是靠花鍵部31b與制動鼓31相接合，故對輪轂7是可以相對轉(zhuǎn)動的，而與制動鼓31則一體回轉(zhuǎn)。摩擦板42通過花鍵部42a與輪轂7接合，并能成一體地回轉(zhuǎn)及相對滑動，摩擦板42與筒狀體50也可相對回轉(zhuǎn)及滑動地嵌合著，因此，摩擦板42相對于輪轂7只可能在輪轂軸芯方向產(chǎn)生滑動、并和輪轂7一體回轉(zhuǎn)。彈簧43以輪轂7作反作用力部件把摩擦板42壓向環(huán)狀部件41的側(cè)面41b，輪轂7的轉(zhuǎn)動扭矩由摩擦板42和環(huán)狀部件41的摩擦可以傳遞到制動鼓31上，并且輪轂7的回動扭矩一超出由摩擦板42與環(huán)狀件41間的摩擦系數(shù)和彈簧43的壓力所決定的設(shè)定扭矩T時，摩擦板42和環(huán)狀部件41就可以相對回轉(zhuǎn)和滑動。
即，在前輪用輪轂的回動扭矩低于設(shè)定扭矩T的情況下，扭矩限制器裝置40加入運作使制動鼓31和輪轂7摩擦相接，使其一體回轉(zhuǎn)。而當(dāng)前輪用輪轂7的回動扭矩到達(dá)設(shè)定扭矩T以上時，扭矩限制器裝置40做切斷動作使制動鼓31與輪轂7相對回轉(zhuǎn)。
將扭矩限制器裝置40定位于輪轂7的一端側(cè)的內(nèi)部，構(gòu)成輪轂內(nèi)裝式。這樣，輪轂制動器加有扭矩限制器裝置亦可小型化，由于有組裝所必要的空間和安裝面等，可以容易地安裝于自行車用車體上。作為這種扭矩限制器裝置亦可將摩擦板安裝于制動鼓一方而將環(huán)狀部件安裝于輪轂一方來加以實施。
制動器本體30和扭矩限制器40這樣構(gòu)成，使得制動潤滑脂存在時，制動塊11通過制動潤滑脂與制動鼓接觸，由制動器本體30可得到圖11所示的制動力B2，而在制動潤滑脂用盡，制動塊11不通過制動潤滑脂接觸制動鼓31時，由制動器本體30可得到的制動力B與扭矩限制器40的前述設(shè)定扭矩T的關(guān)系如圖11所示。
就是說，制動潤滑脂不論是存在還是不存在。隨著內(nèi)鋼絲3a的拉緊，操作行程S增加，制動操作件5使制動塊11壓接在制動鼓31上的操作力由于進(jìn)入的凸輪傾斜面而增大，從而對前車輪作用的制動力B亦增大，當(dāng)制動潤滑脂存在時，由制動塊11和制動鼓31之間的摩擦力而產(chǎn)生制動力B，所以制動力B沿制動力線B2增大，內(nèi)鋼絲3a在界限之內(nèi)的拉緊操作所能得到的最大制動力一直增大到BX2。而當(dāng)制動潤滑脂用盡的時候，制動塊11與制動鼓31之間產(chǎn)生比制動潤滑脂存在時要強(qiáng)的摩擦力，由該強(qiáng)摩擦力產(chǎn)生制動力B，所以此時的制動力B沿制動力線B3增大。并且一直增大到由前述設(shè)定扭矩T所決定的制動力BX1，其后，雖然隨著內(nèi)鋼絲3a的進(jìn)一步拉緊操作，制動塊11對制動鼓31的壓接操作力進(jìn)一步增大，可是由于扭矩限制器裝置40的動作，前輪用輪轂7相對制動鼓31滑動和回轉(zhuǎn)，使實際作用于前車輪的制動力到前述制動力BX1為止，不再繼續(xù)增大。
即，扭矩限制器40不存在而制動潤滑脂又用盡的情況下，隨著內(nèi)鋼絲3a的拉緊，操作行程增加，實際作用于前車輪的制動力比前述制動力BX1更加增大，內(nèi)鋼絲3a在界限內(nèi)的拉緊操作可使實際作用于前車輪的制動力B達(dá)到最大制動力BX3。然而，由于扭矩限制器裝置40的存在，當(dāng)潤滑脂用盡的情況發(fā)生時，即使在界限內(nèi)拉緊內(nèi)鋼絲3a進(jìn)行制動器操作，作用在前車輪上的也只是比前述最大制動力BX3低的制動力BX1，所以制動器操作不會使制動效果過度。
實際上，在實施中作為前述最大制動力BX1的輪胎切向力約45公斤，作為前述最大制動力BX2的輪胎切向力約75公斤。
如圖9所示，在制動鼓31上沿其圓周方向分散配置安裝了發(fā)音體71，在輪轂7上沿其圓周方向分散配置形成了多個突出條72，由此構(gòu)成了報知裝置70。
就是說，在扭矩限制器裝置40不發(fā)生作用的情況下，由于摩擦板42與環(huán)狀部件41的摩擦使制動鼓31和輪轂7一體回轉(zhuǎn)，因此輪轂7相對發(fā)音體71沒有轉(zhuǎn)動。于是，報知裝置70處于非動作狀態(tài)。扭矩限制器裝置40一發(fā)生作用，摩擦板42與環(huán)狀部件41滑動，而制動鼓31和輪轂7相對回轉(zhuǎn)，由此輪轂7相對發(fā)音體71做回轉(zhuǎn)移動。于是當(dāng)突出條72通過發(fā)音體71時，發(fā)音體71被彈撥振動而發(fā)音。這樣，報知裝置70處于動作狀態(tài)，根據(jù)發(fā)音體71發(fā)出的聲音報知潤滑脂已用盡。
作為扭矩限制器裝置，也可以采用圖12所示結(jié)構(gòu)的扭矩限制器裝置80來加以實施。
該扭矩限制器裝置80構(gòu)成如下內(nèi)裝于輪轂7一端側(cè)的環(huán)狀件81，2塊輪轂側(cè)摩擦板82、82，2塊制動器側(cè)摩擦板83、83，以及比兩摩擦板82、83更加位于輪轂7內(nèi)側(cè)的盤簧制的彈簧84。
即，環(huán)狀體81通過球體85，球體承接件86可回轉(zhuǎn)地支承于輪轂軸9上并內(nèi)嵌于輪轂7的端部且可以相對回轉(zhuǎn)，同時靠花鍵部81a與制動鼓31一體回轉(zhuǎn)地相連接。輪轂側(cè)摩擦板82靠花鍵部82a與輪轂7一體回轉(zhuǎn)，并且可在輪轂軸心方向滑動地相連接，制動器側(cè)摩擦板83靠花鍵部83a與環(huán)狀件81一體回轉(zhuǎn)，并且可在輪轂軸心方向滑動地相連接。彈簧84從擰在環(huán)狀件81的端部的彈簧架87獲得反作用力，使輪轂側(cè)摩擦板82及制動器側(cè)摩擦板83直接或間接地作用于環(huán)狀件81的側(cè)面81a上，于是使輪轂?zāi)Σ涟?2和制動器摩擦板83壓接，在兩摩擦板82與83之間產(chǎn)生摩擦力。
就是說，根據(jù)摩擦板82和83的摩擦力強(qiáng)度設(shè)定前述的設(shè)定扭矩T，在前輪用輪轂7的回轉(zhuǎn)扭矩比設(shè)定扭矩值T低的條件下，輪轂7和環(huán)狀件81靠摩擦板82，83的摩擦力而一體回轉(zhuǎn)。由此，扭矩限制器裝置80處于非作用狀態(tài)，制動鼓31和輪轂一體回轉(zhuǎn)。當(dāng)前輪用輪轂7的回轉(zhuǎn)扭矩達(dá)到設(shè)定扭矩T之上時，摩擦板82和83相對滑動，輪轂7和環(huán)狀件81相對回轉(zhuǎn)。由此扭矩限制器裝置80處于作用狀態(tài)，使制動鼓31與輪轂7相對回轉(zhuǎn)。
作為扭矩限制器裝置，可采用如上述各實施例的摩擦式，另外亦可采用嚙合式的離合器形式，在利用離合器作用的同時，還要用離合器脫開時的設(shè)定扭矩的彈簧來實施嚙合。進(jìn)而，除采用配置于輪轂內(nèi)部的輪轂內(nèi)裝式而外，還可以采用配置于輪轂外側(cè)的外裝式。
上記實施結(jié)構(gòu)中具備有報知裝置60或70，根據(jù)該報知裝置的動作，容易確認(rèn)潤滑脂是否用盡，可以立即供給制動潤滑脂使其在正常狀態(tài)下進(jìn)行制動操作。然而也可以省略報知裝置。
本發(fā)明除適用于供給制動潤滑脂使用的輪轂制動器之外，也適用于不供給制動潤滑脂的輪轂制動器。就是說，不使用潤滑脂的制動器情況下，在出現(xiàn)生銹，進(jìn)入灰塵時，制動塊與制動鼓間的摩擦力比沒有生銹和進(jìn)灰塵時的摩擦力要大，往往會出現(xiàn)過度制動的效果。
此外，除開像上述實施例那樣靠滾子把制動塊壓接于制動鼓側(cè)的制動器以外，本發(fā)明還適用于靠回轉(zhuǎn)凸輪將一對制動塊壓接在制動鼓的內(nèi)側(cè)面上或解除這種壓接構(gòu)成的內(nèi)擴(kuò)式制動器。進(jìn)而也能適用于皮帶式制動器。
為方便權(quán)利要求范圍的各項與圖面的對照，標(biāo)記了編號，雖然記入該編號，但本發(fā)明并不限于所示附圖的結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1．一種自行車用輪轂制動器，它包括可與自行車輪轂(7)一體旋轉(zhuǎn)的連接于該自行車輪轂(7)的制動鼓(31)；對該制動鼓(31)起制動作用的制動塊(11)；使該制動塊(11)壓接于前述制動鼓(31)側(cè)的制動操作件(5)；其特征在于，前述制動鼓(31)和輪轂(7)之間安裝著扭矩限制器裝置(40)、(80)，在制動鼓(31)和輪轂(7)之間的扭矩作用力一超過設(shè)定值，在該據(jù)矩限制器裝置(40)、(80)作用下，前述制動鼓(31)和輪轂(7)便相對回轉(zhuǎn)。
2．如權(quán)利要求1記載的自行車用輪轂制動器，其特征在于，前述扭限制器裝置(40)、(80)是由摩擦板(42，82)和作用于該摩擦板(42，82)上的彈簧(43，84)組成的，前述制動鼓(31)和輪轂(7)之中至少在一方(7)的側(cè)面上只能自由滑動地安裝著前述摩擦板(42，82)，在另一方(31)的側(cè)面上由前述彈簧(43、44)將該摩擦板(42，82)壓向該側(cè)面。
3．如權(quán)利要求2所記載的自行車用輪轂制動器，其特征在于，連動連接于前述制動鼓(31)的環(huán)狀件(41，81)和前述摩擦板(42，82)以該摩擦板(42，82)為內(nèi)側(cè)，在輪轂的一個端部內(nèi)，可相對自由回轉(zhuǎn)地嵌入前述環(huán)狀件(41)，且只可自由滑動地嵌入前述摩擦板(42、82)，同時，由于比該摩擦板(42，82)更靠輪轂7內(nèi)側(cè)安置的彈簧(43，84)的作用，前述摩擦板(42，82)被壓在環(huán)狀件(41，81)上。
全文摘要
制動潤滑脂用盡時,制動塊和滑動部件14間的摩擦力變得比滑動部件14和制動輪間的摩擦力要大。此時,如實施制動操作,則制動塊11利用摩擦支承滑動部件14,使其不再與制動輪10共同回轉(zhuǎn),由于滑動部件14對制動輪10的摩擦而將制動作用施加在制動輪10上。由此,在制動潤滑脂用盡的時候,滑動部件14只產(chǎn)生出比與制動塊小的摩擦力,由此摩擦力對制動輪10實施制動,如同制動塊11對制動輪10直接起制動作用的場合一樣,可以防止制動效果過度。而且,僅由于在制動輪10與制動塊11間裝備滑動部件14,而實現(xiàn)了小型化。
文檔編號B62L5/00GK1290628SQ0011793
公開日2001年4月11日 申請日期2000年6月1日 優(yōu)先權(quán)日1994年6月23日
發(fā)明者花田貢 申請人:株式會社島野