JPH10109679A - 自転車用ブレーキ - Google Patents
自転車用ブレーキInfo
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- JPH10109679A JPH10109679A JP8264249A JP26424996A JPH10109679A JP H10109679 A JPH10109679 A JP H10109679A JP 8264249 A JP8264249 A JP 8264249A JP 26424996 A JP26424996 A JP 26424996A JP H10109679 A JPH10109679 A JP H10109679A
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- JP
- Japan
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- brake
- case
- cam member
- fixed
- hub
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- Granted
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62L—BRAKES SPECIALLY ADAPTED FOR CYCLES
- B62L5/00—Brakes, or actuating mechanisms therefor, controlled by back-pedalling
- B62L5/10—Brakes, or actuating mechanisms therefor, controlled by back-pedalling the brakes being actuated through coacting cams and balls or rollers located in the rear wheel hub
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T74/00—Machine element or mechanism
- Y10T74/19—Gearing
- Y10T74/19535—Follow-up mechanism
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Braking Arrangements (AREA)
Abstract
装置において、カム部材の径が小さいと、ブレーキ装置
を回転するハブ胴と並列させて配置する必要があり、ハ
ブ胴とブレーキ装置の組み合わせ全体の軸方向の幅が大
きくなるという問題があった。 【解決手段】カム部材50の径を大きくし、カム部材5
0の径方向内側に、回転側ケース100をハブ胴2に対
して取り付けるための取付部113の一部を収容する空
間を形成することで、ブレーキ装置をハブ胴2の径方向
外側に配置することが可能となった。
Description
前記固定側ケースを自転車のハブ軸に対して固定するた
めの第1取付手段と、前記固定側ケースに取り付けられ
る転動体ケースと、前記転動体ケース内に備えられ、前
記ハブ軸に対し、周方向及び、径方向に変位可能な転動
体と、前記転動体の径方向内側の位置に、前記固定側ケ
ースに対し回転可能に取り付けられ、前記転動体を前記
径方向外側に変位操作するカム部材と、前記固定側ケー
スに対して前記転動体の径方向外側に配置され、前記転
動体の径方向外側への変位に起因して、径方向外側に変
位した作動位置と、前記作動位置に対し径方向内側に移
動した非作動位置の間で変位可能の第1ブレーキ体と、
回転側ケースと、前記ハブ軸に対して回転可能のハブ胴
に前記回転側ケースを取り付けるために、前記回転側ケ
ースに設けられた第2取付手段と、前記回転側ケースに
固定され、前記第1ブレーキ体の径方向外側に位置した
状態で、前記第1ブレーキ体が前記作動位置にある際
に、前記第1ブレーキ体と接当する第2ブレーキ体を備
える自転車用ブレーキに関する。
キと呼ばれるもので、基本的な構造を公知の構造を有す
るローラブレーキを示す図8を参照して説明する。自転
車の前輪或いは後輪のハブ軸1がフレームFに固定され
ている。このハブ軸1周りで揺動可能にカム50が設け
られている。カム部材50の径方向外側の面には傾斜す
るカム面が複数設けられている。このカム面の径方向外
側に、カム面の数に対応する数の転動体の一例としての
円筒状のローラ60が接当している。ローラ60の外側
にはブレーキシュー70が設けられている。カム50と
一体的にハブ軸1周りで回転可能の操作アーム80を揺
動し、カム50を回転させることにより、ローラ60が
前記カム面により径方向外側方向に押し上げられ、その
結果ブレーキシュー70が径方向外側に変位し、ハブ胴
2に固定されハブ胴2と一体的に回転するブレーキリン
グと接当し、ブレーキ力がかかる構成になっている。
では図8に示される構造を見れば理解できるとおり、ロ
ーラブレーキ機構全体が、ハブ胴2の軸方向横側に取り
付けられる必要があり、ハブ胴とブレーキ装置の組み合
わせ全体が幅広になってしまうという問題があった。
に、本発明による自転車用ブレーキでは、カム部材の径
方向内側に、第2取付手段の少なくとも一部を収容する
空間が形成され、前記第2取付手段は前記ハブ軸の軸芯
方向視において、前記ハブ軸と前記カム部材の間に位置
するよう配置されているのである。即ち、カム部材の径
を大きくすることにより、ブレーキ機構全体をハブ胴と
並設する必要がなくなり、ハブ全体の幅を小さくするこ
とができる。また、ブレーキシューや、これと接当する
ブレーキリングの径も従来のものと比較し大きくなるた
め、これらの間の接当面も必然的に大きく取ることが可
能になり、大きな制動力を得ることができる。あるい
は、従来と同等の制動力を維持しながら、ブレーキシュ
ーやブレーキリングの接当面の軸方向の幅を狭くするこ
とも可能で、ブレーキ機構全体の幅を狭し、ハブ全体の
幅の一層のコンパクト化が可能となる。
カム操作部をハブ軸の径方向外側に位置する揺動軸芯周
りで揺動する第1リンクアームと、前記カム部材に設け
られた係止具と、前記第1リンクアームと一体的に回転
し、前記係止具と係合する第2リンクアームにより構成
し、カム部材を揺動操作することが好ましい。このよう
に第1リンクアームをハブ軸の径方向外側に位置させる
ことにより、第1リンクアームと一体的に回転し、カム
部材と係合する第2リンクアームの長さを、第1リンク
アームがハブ軸周りで回転するような構造である場合と
比較し、短くすることができる。これにより、第2リン
クアームの長さと第1リンクアームの長さの比を小さく
することにより、比較的小さな操作力でカム部材を操作
することができるのである。
転動体ケースを前記固定側ケースに対して固定し、前記
転動体の各々は各別の弾性体により径方向外側に変位す
る方向へ付勢することが可能である。従来の転動体を有
するブレーキでは転動体ケースは固定側ケースに対して
固定されておらず、カム部材の揺動操作にともない周方
向の変位があるように支持されていた。この構造では、
カム部材の揺動が、転動体ケースの変位によりある程度
吸収されてしまい、制動作用の迅速性にマイナスになる
効果があった。
とにより、カム部材の揺動操作が直接転動体に伝達され
ることになりより迅速な制動作用を得ることが可能とな
る。さらに、転動体の各々を弾性体により径方向外側に
変位する方向へ付勢することにより、転動体の各々は常
に第1ブレーキ体と接当する方向へ付勢されている状態
となり、制動作用の迅速性を更に高める効果を持つこと
になる。また、本発明の実施形態の一つにおいて、前記
第1ブレーキ体を、弾性体により径方向内側方向に付勢
することが望ましい。これにより、カム部材が揺動操作
され、前記転動体を介して第1ブレーキ体が径方向外側
に押し操作されていない状態の時は、弾性体により、前
記第2ブレーキと接当しない非作動位置の状態で保持さ
れ、作動状態から非作動状態への移行が迅速に行われる
ことになり、操作性が高まる。
説明する。図1では本発明による自転車用ブレーキBが
自転車の前輪支持用フレームFの前進方向左側に取り受
けられた様子が示されている。本明細書では前方向は自
転車の前進方向に対する方向である。このブレーキ装置
Bは一般的にローラブレーキと呼ばれ、本実施形態では
前輪のハブに取り付けられているのであるが、後輪のハ
ブに取り付けてもよい。このブレーキ装置Bはハンドル
に装備されるブレーキレバーに一端を連結されたブレー
キ操作用ワイヤW1により操作される。このワイヤW1
のアウタW2は後に説明される支持アーム45内まで延
び、ワイヤW1の他端は第1リンクアームとしての操作
アーム80の自由端に係止されている。後に詳しく説明
されるとおり、操作アーム80と一体的に揺動する第2
リンクアーム85が、カム部材50を揺動操作するので
ある。
内部構造の断面図である。図2の右側が後ろ方向に対応
する。 図3で明らかなとおり、ハブ軸の軸方向中間部
の外周にはスリーブ6が固定されている。このスリーブ
6上の軸方向両端付近にベアリング3が設けられてお
り、ハブ胴2を回転可能に支持している。ハブ胴2の軸
方向両端側において、自転車のスポークを取り付けるた
めの鍔に、後に説明される回転側ケース100を固定す
るための係止孔10が設けられている。前記ベアリング
3の軸方向右側には第1ロック間座4がスリーブ6の右
端付近に設けられている。また、第2ロック間座5が内
面を前記第1ロック間座と、前記ハブ軸1の両方に接当
させるように設けられている。 固定側ケースはハブ軸
1を貫通させる孔を有する第1固定側ケース20と、こ
の径方向外側に固定される第2固定側ケース40により
構成される。
端部は図3で明らかなように、前記第1ロック間座4上
に、前記第1ロック間座4の径方向に延びる鍔部と前記
第2ロック間座5の左端部との間に挟まれた状態で軸方
向の位置決めがされている。図3と4で明らかなとお
り、前記第1固定側ケース20は全体的にディスク状を
しており、その中心部に、ハブ軸1上の第1ロック間座
4と接当する係止孔21が設けられ、その係止孔21か
ら3本のアームが延びるように、空間25が3つ形成さ
れている。その空間25の外径付近に係止孔28が6つ
周方向に間隔を開けて設けられている。更に、前記3つ
のアームの一つの部分に、前記第1リンクアームとして
の操作アーム80の揺動軸を貫通させる係止孔23が設
けられている。また、前記係止孔23の径方向外側の領
域に、前記第2リンクアーム85と係合するためにカム
部材50に設けられた係止体55の周方向の変位を許容
しながら貫通させるための長孔24が設けられている。
この長孔は、周方向に円弧状に延び、前記ハブ軸1に対
して、約30度の角度幅を有する。
に第2リンクアーム85を収納するためのケース88を
固定するために用いられる係止孔27が4つ設けられて
いる。更に周方向外側には、前記第2固定側ケース40
を固定するための係止孔22が設けられている。これら
の係止孔22は2つを一組として、周方向3カ所に設け
られている。この第1固定側ケース20の径方向外側に
は径方向外側に延びる舌部29が複数設けられている。
更に、周方向3カ所に均等角度位置に3つの軸方向に延
びる突起26が設けられている。これらは第1固定側ケ
ース20の周部を90度折り曲げて形成されたものであ
り、後ほど説明されるブレーキシュー70の位置決めに
利用される。図2や図7Bで示されるとおり、第2固定
側ケース40が、前記第1固定側ケース20の6つの係
止孔22に対して固定されている。図1に示されるとお
り、第2固定側ケース40の後ろ側領域には、自転車の
フレームとの係合用の支持アーム45を保持するための
保持部41が設けられ、この保持部の保持用凹部に前記
支持アーム45が一対のネジ45aにより保持されてい
る。支持アーム45は前記保持部41よりほぼ垂直に、
自転車用フレームFとほぼ並行に延びており、フレーム
Fに対して装着される取付バンド46を固定している。
この支持アーム45のフレームFに対する固定により、
第1固定側ケース20及び、第2固定側ケース40がフ
レームに対して固定され、これらのハブ軸1周りの回転
が阻止されるのである。この固定側ケースをフレームF
に対して固定させるための構造を第1取付手段と呼ぶ。
0が第1固定側ケースに対して回転可能に保持されてい
る。このカム部材50の抜け止めに関しては後に説明さ
れる。カム部材50は、周方向外側にローラ60の非作
動位置に対応する基本位置を定義する部分51と、作動
位置を定義するカム面52をそれぞれ複数有している。
基本位置を定義する部分51には図2ではローラ60が
反時計方向に移動しないための壁部が備えられている。
カム面52のそれぞれは時計方向へ行くに従って径が大
きくなっている。また、カム部材50は前記第2リンク
アーム85と係合するための突起55を保持するための
係止部53と、係止部53に設けられた係止孔54を有
している。このカム部材50の内周の直径は約83mm
であり、この様にカム部材50を大径にすることによ
り、カム部材50の径方向内側に空間を形成することが
でき、ハブ胴2の一部や、回転側ケース100をハブ胴
2に固定するための第2取付手段の一部を収容すること
も可能になる。これによりハブ胴2とブレーキ装置の組
み合わせの軸方向の幅を小さくすることが可能になる。
また、これだけの径を有するカム部材50であると、破
損の可能性の少ない肉厚の大きいハブ胴2を利用するこ
とも可能になる。従って、カム部材50の内周の直径は
70mm以上であることが好ましい。
について説明する。ブレーキ操作用ワイヤW1の一端が
連結部81において操作アーム80に取り付けられてい
る。この操作アーム80は基部82から延び、前記基部
82は正方形の断面を有する係合部を軸方向に2カ所有
する揺動軸84と接合するための対応する形状の係合溝
と、図1において反時計回りの方向へ付勢する付勢バネ
87を収容する空間を有している。この揺動軸84の一
端は第1固定側ケースの20係止孔23を貫通し、抜け
止めにより抜け防止がされている。この係止孔23を貫
通する箇所と、第2リンクアーム85を収容するケース
88を貫通する部分では揺動軸84の外周は円筒状とな
っており、相対回転がスムースに行われるよう形成され
ている。このように揺動軸84はハブ軸1の軸芯Xとは
径方向外側に間隔を開けて位置する揺動軸Yまわりで揺
動するのである。
基部82は前記ケース88の外側面に接当しており、前
記付勢バネ87の一端は操作アーム80に係止され、他
端は前記ケース88に係止されている。第2リンクアー
ム85は、前記軸84の正方形の断面を有する部分に係
合しており、この軸84を介して第1リンクアームであ
る操作アーム80と一体揺動可能になっている。前記第
2リンクアーム85の自由端部分は2股になっており、
この間にカム部材50の係止孔54に取り付けられた係
止突起55を挟み込んで係止し、カム部材50の周方向
の両方向への揺動操作を可能にしている。また、操作ア
ーム80のブレーキ操作ワイヤW1を係止する点81か
ら、前記軸芯Yまでの距離L1は、第2リンクアーム8
5の前記軸芯Yから、前記係止突起55と係合する点ま
での距離L2よりも約4倍大きく、L2/L1の比を小
さくすることにより、ブレーキを操作するに必要な操作
力を小さくする事が可能になっている。前記基部82に
は前記付勢バネ87の一端を係止する溝を複数有し、前
記付勢バネ87による付勢力を調節できるようにしてい
る。
れる転動体ケースとしてのローラケース60が配置され
ている。このローラケース60は全体的に環状をしてお
り、軸方向に突出したバネケース63が均等角度位置
に、周方向に12個設けられている。このバネケース6
3同士の間隔の各々に円筒状のローラ61が一つづつ収
納されている。このローラ60の各々は付勢バネ62に
より時計回りの方向へ付勢されている。すなわち、カム
面52の傾斜により、ローラ61の各々は付勢バネ62
により径方向外側に変位する方向へ付勢されていること
になる。付勢バネ62の一端はローラ60と接当し、他
端はバネケース63の各々に設けられた凹部64に収納
されている。このローラケース60のバネケース63を
軸方向に貫通する状態で、係止孔65、66が複数設け
られている。この係止孔のうち係止孔65は、前記第1
固定側ケース20の係止孔22や、前記第2固定側ケー
ス40の係止孔43と対応する位置に設けられており、
図7Bで示されるとおり、ローラケース60、前記第1
固定側ケース20、 前記第2固定側ケース40が取付
ボルト90とナット93により固定されているのであ
る。更に、この取付ボルト90のヘッドには押さえ板9
1が取り付けられており、この押さえ板91の径方向内
側の部分は、前記カム部材50の外周面より径方向内側
にまで延設されており、このカム部材50の抜け止めの
役割を果たしている。更にこの押さえ板91の径方向外
側の部分は下に説明される第1ブレーキ体であるブレー
キシュー70の内側面より径方向外側まで延設されてお
り、このブレーキシュー70の抜け止めの作用も有す
る。
が前記ローラケース61の径方向外側に配置されてい
る。図6で示されるとおり、ブレーキシュー70は同形
状の3つのブレーキシューで構成されている。これらの
ブレーキシュー70の各々は、約120度の角度幅を有
し、周方向中央部に第1凹部71と第2凹部72が形成
されている。前記第1凹部71は、図7Aに示されると
おり第1固定側ケース20の突起26と係合するするた
めの溝であり、この突起26と前記第1凹部71との係
合により、ブレーキシュー70が各々の設定位置に保持
されている。第2凹部72は図2や図7Aで示されてい
る弾性体としての板バネ95を係止するための溝であ
り、この板バネ95により第1ブレーキ体としてのブレ
ーキシュー70は径方向内側に付勢されている。この板
バネ95は、軸方向に延びる面96とこれらの面96と
平行の面97を有し、面96は前記ブレーキシュー70
の第2凹部72と係止し、面97はローラケース1の下
面に対し係止しており、これによりブレーキシュー70
が径方向内側に付勢されるのである。
98を有し、この係合孔にネジ94が貫通し、ネジ94
がローラケース61に設けられたネジ穴66に対して螺
合することにより板バネは前記ローラケース61対して
固定されているのである。板バネは軸方向に対し垂直に
延びる延設面99を備えている。ブレーキシュー70に
使われる材料はアルミ合金でも、ゴム材でもよい。ブレ
ーキシュー70の外周面はハブ軸2の軸芯より約60m
mの距離にある。この様にブレーキシュー70の径を大
きくすることにより、制動作用する接当面の面積を大き
くすることができる。また、接当面の面積を従来のもの
と同じ程度に維持した状態で、接当面の軸方向の厚さを
小さくすることによりブレーキ装置Bを薄くすることが
可能である。本実施形態ではブレーキシュー70の軸方
向の厚さは7.5mmであり、従来のローラブレーキの
ブレーキシューより実質的に薄い構造になっている。
0は中央部にハブ軸1を貫通させるための孔のあいたデ
ィスク形状をしている。径方向内側領域に4つの係止孔
102が設けられている。これらの係止孔102の位置
はハブ胴2に設けられた係止孔10の位置と対応してお
り、ヘッド114を有するボルト113により回転側ケ
ース100はハブ胴2に対して一体回動するように固定
されている。この回転側ケース100の係止孔102と
ボルト113は第2取付手段を構成している。図3で明
らかなとおり、ボルト113のヘッド114は、カム部
材50の径方向内側に形成された空間に収容されてい
る。また、係止孔102とボルト113はハブ軸2の軸
芯方向視において、前記ハブ軸2と前記カム部材50の
間に位置している。
第2ブレーキ体であるブレーキリング110が、回転側
ケース100に設けられた8つの係止孔101とこれを
貫通する取付ネジ103により固定されている。このブ
レーキリング110は軸方向に延び、前記ブレーキシュ
ー70の接当面と接当する接当面111を有する。回転
側ケース100の周部には径方向に延びる放熱板105
が軸方向に4枚一体的に設けられている。図3で明らか
なとおり、カム部材50に形成された空間にはハブ胴2
の右端部も入り込んでいる。この様に、従来のローラブ
レーキの構成のように、カム部材をハブ軸2と並列させ
て配置するのではなく、カム部材50をハブ軸2の端部
より径方向外側に配置することによりハブ胴2とブレー
キ装置Bの組み合わせ全体の幅を小さくすることができ
るのである。上記の構造により、図示されていないハン
ドルに取り付けられたブレーキレバーを操作すると、操
作アーム80が図2の矢印の方向へ揺動し、カム部材5
0を揺動操作することができるのである。ブレーキレバ
ーをゆるめ操作すると、操作アーム80の基部82に設
けられた付勢バネ87によりカム部材50が、第2リン
クアーム85を介して反対側に戻し操作され、制動力が
解除されるのである。
ケースをハブ軸2に対して固定する第1取付手段を第2
固定側ケースに取り付けられた保持アーム45と、取付
バンド46で構成したが、第1取付手段を、第1ロック
間座4にスプラインを設け、このスプラインに係止する
第1固定側ケースに設けた溝として構成しても良い。更
に上記実施形態では、転動体として円筒状のローラ60
が利用されているが、転動体としては例えば球状のボー
ルを利用しても良い。
付状態を示す断面図 (B) 本発明のブレーキ装置の重要部分の取付状態を
示す断面図
Claims (4)
- 【請求項1】 固定側ケースと、 前記固定側ケースを自転車のハブ軸に対して固定するた
めの第1取付手段と、 前記固定側ケースに取り付けられる転動体ケースと、 前記転動体ケース内に備えられ、前記ハブ軸に対し、周
方向及び、径方向に変位可能な転動体と、 前記転動体の径方向内側の位置に、前記固定側ケースに
対し回転可能に取り付けられ、前記転動体を前記径方向
外側に変位操作するカム部材と、 前記固定側ケースに対して前記転動体の径方向外側に配
置され、前記転動体の径方向外側への変位に起因して、
径方向外側に変位した作動位置と、前記作動位置に対し
径方向内側に移動した非作動位置の間で変位可能の第1
ブレーキ体と、回転側ケースと、 前記ハブ軸に対して回転可能のハブ胴に前記回転側ケー
スを取り付けるために、前記回転側ケースに設けられた
第2取付手段と、 前記回転側ケースに固定され、前記第1ブレーキ体の径
方向外側に位置した状態で、前記第1ブレーキ体が前記
作動位置にある際に、前記第1ブレーキ体と接当する第
2ブレーキ体を備える自転車用ブレーキであって、 前記カム部材の前記径方向内側には、前記第2取付手段
の少なくとも一部を収容する空間が形成され、前記第2
取付手段は前記ハブ軸の軸芯方向視において、前記ハブ
軸と前記カム部材の間に位置するよう配置されている自
転車用ブレーキ。 - 【請求項2】 前記自転車用ブレーキには前記カム部材
を操作するカム操作部が備えられており、このカム操作
部は前記ハブ軸に対し径方向外側に位置する揺動軸芯周
りで揺動する第1リンクアームと、前記カム部材に設け
られた係止具と、前記第1リンクアームと一体的に回転
し前記係止具と係合する第2リンクアームを備える請求
項1による自転車用ブレーキ。 - 【請求項3】 前記転動体ケースは前記固定側ケースに
対して固定されており、前記転動体の各々は各別の弾性
体により径方向外側に変位する方向へ付勢されている請
求項1による自転車用ブレーキ。 - 【請求項4】 前記第1ブレーキ体は、弾性体により径
方向内側方向に付勢されている請求項1による自転車用
ブレーキ。
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