TW201328930A - 自行車之輪轂煞車裝置 - Google Patents

Abstract

本發明係提供一種自行車之輪轂煞車裝置，其特點主要包括：固定煞車盤，裝設固定於輪轂一端並位於軸承外側處，且固定煞車盤包括有一第一煞車面其面朝向係與輪軸軸向相同，固定煞車盤中央具一穿透部以供輪軸穿過；軸向位移式煞車盤，裝設於輪轂一端並位於固定煞車盤外側對應處，該軸向位移式煞車盤具一第二煞車面與固定煞車盤的第一煞車面相對，軸向位移式煞車盤中央並具一導動套組部組合於輪軸外周，且可沿著輪軸軸向進退位移，又軸向位移式煞車盤設有受動部以控制第一、第二煞車面之間呈相互抵靠摩擦之煞車狀態或相互分離的釋放狀態；制動構件，包括驅動端及被動端，該被動端與軸向位移式煞車盤所設受動部相連接，驅動端則與自行車所設煞車把手相連接，俾可通過該制動構件帶動軸向位移式煞車盤產生軸向位移，進而抵靠摩擦固定煞車盤達成輪轂煞車功能；藉此，俾可令自行車之輪轂煞車裝置達到構件大幅簡化且裝設體積縮減、製造量化更簡單、組立更方便且兼具較佳煞車制動效益之實用進步性及優點。

Description

自行車之輪轂煞車裝置

本發明係涉及一種自行車的局部結構；特別是指一種自行車的輪轂煞車裝置之創新型態設計者。

按，目前自行車(即腳踏車)結構的煞車裝置作動型態已相當多種，若以組設部位來區分，主要分為輪圈煞車型態以及輪轂煞車型態，其中輪圈煞車型態又可細分為懸臂式煞車及拉引式煞車型態，輪圈煞車型態由於煞車的對象是在輪圈部位，所以目前存在較大的問題點，蓋因隨著目前自行車產品的輕量化設計發展趨勢，使得自行車輪圈多數改採質輕的鋁合金或碳纖維材料製成，然而，此等輕質材料均存在不耐高溫的缺點，如此造成自行車面對某些劇烈使用狀態如長時間下坡時，頻繁且用力的煞車動作在煞車介面所產生的瞬間高溫(註：約可達200℃以上)，很容易致使輪圈產生變形現象甚至損壞，造成自行車輪圈壽命大幅縮短的嚴重問題。

承上，另一種輪轂煞車型態設計由於煞車介面是位在輪轂部位，故與輪圈無涉而顯然更適合目前的輕量化自行車結構；然而，綜觀目前各種習知的輪轂煞車結構型態設計，其為人所詬病之處，通常是在於構件太過繁多複雜、製造成本過高以及組立不便等問題，而此等問題的導因，簡而言之應可歸咎於設計者通常是將傳統鼓式煞車的架構直接轉用到自行車輪轂結構空間中，然而，相關使用者皆知，自行車輪轂(特別是前輪輪轂)其實是一個相當狹小有限的筒狀空間而已，若要將傳統鼓式煞車結構設置其中，顯然有其技術上的困難與瓶頸存在，而若加以小型化以配合自行車輪轂空間規格，則煞車力度與效果勢必大打折扣；因此，由目前各種習知輪轂煞車結構相關專利前案所揭內容均可發現，其輪轂體積通常會因為煞車構件的設置而倍增，惟如此一來，對於自行車整體結構的輕量化發展以及製造成本顯然均造成負面影響，顯非一理想實用的結構型態設計。

本發明之主要目的，係在提供一種自行車之輪轂煞車裝置，其所欲解決之問題點，係針對如何研發出一種更具理想實用性之新式自行車之輪轂煞車裝置構造為目標加以思索創新突破；所述輪轂煞車裝置係設置於自行車之前輪或後輪的輪轂結構中以提供煞車功能，該輪轂具有中空筒狀空間且藉由軸承樞組於自行車前輪或後輪的輪軸外周；本發明解決問題之技術特點，主要在於該輪轂煞車裝置係包括：固定煞車盤，呈固定狀裝設於輪轂一端並位於軸承外側處，且固定煞車盤包括有第一煞車面，該第一煞車面之面朝向與輪軸的軸向相同，固定煞車盤中央並具一穿透部以供輪軸穿過；軸向位移式煞車盤，裝設於輪轂一端並位於固定煞車盤外側對應位置處，該軸向位移式煞車盤包括有一第二煞車面與固定煞車盤的第一煞車面相對，軸向位移式煞車盤中央並具一導動套組部組合於輪軸外周，且呈可沿著輪軸軸向進退位移的狀態，又軸向位移式煞車盤設有受動部以控制該第二煞車面與第一煞車面之間呈相互抵靠摩擦之煞車狀態或相互分離的釋放狀態；制動構件，包括驅動端及被動端，該被動端與軸向位移式煞車盤所設受動部相連接，驅動端則與自行車所設煞車把手相連接，俾可通過該制動構件帶動軸向位移式煞車盤產生軸向位移，進而抵靠摩擦固定煞車盤達成輪轂煞車功能；藉此創新獨特設計，使本發明對照先前技術而言，俾可令自行車之輪轂煞車裝置達到構件大幅簡化且裝設體積縮減、製造量化更簡單、組立更方便且兼具較佳煞車制動效益之實用進步性及優點。

本發明之另一目的，並藉由該第一、第二煞車面設為弧曲面或起伏面配合型態之另一技術特徵，以達到進一步增加煞車摩擦面積、強化煞車效果之優點。

本發明之又一目的，並藉由該第一、第二煞車面其中一者的至少一局部區域並設有凹部之又一技術特徵，藉以達到能夠提供排屑及熱溫加速排散的功用。

本發明之再一目的，更藉由該輪轂對應固定煞車盤與軸向位移式煞車盤裝設位置處設成外徑擴增型態之再一技術特徵，而能達到進一步擴增固定煞車盤與軸向位移式煞車盤設置面積之優點。

請參閱第1至3圖所示，係本發明自行車之輪轂煞車裝置之較佳實施例，惟此等實施例僅供說明之用，在專利申請上並不受此結構之限制；所述自行車之輪轂煞車裝置05係設置於自行車之前輪或後輪的輪轂06結構中以提供煞車功能，該輪轂06具有中空筒狀空間07且藉由軸承08樞組於自行車前輪或後輪的輪軸09外周；該輪轂煞車裝置05係包括下述構成：一固定煞車盤10，呈固定狀態裝設於該輪轂06的一端並位於軸承08外側位置處，本實施例的固定煞車盤10係裝設於輪轂06一端的中空筒狀空間07內部，且該固定煞車盤10包括有一第一煞車面11，該第一煞車面11之面朝向係與輪軸09的軸向相同，該固定煞車盤10中央並具有一穿透部12以供輪軸09穿過；一軸向位移式煞車盤20，裝設於該輪轂06的一端並位於該固定煞車盤10外側對應位置處，該軸向位移式煞車盤20包括有一第二煞車面21與固定煞車盤10的第一煞車面11相對，其中該第二煞車面21與第一煞車面11係為平面、弧曲面，起伏面等任一種面狀配合型態，又該軸向位移式煞車盤20中央並具有一導動套組部22組合於輪軸09外周，且呈可沿著該輪軸09的軸向進退位移的狀態，又該軸向位移式煞車盤20設有一受動部23，以控制軸向位移式煞車盤20的第二煞車面21與固定煞車盤10的第一煞車面11之間呈相互抵靠摩擦之煞車狀態或相互分離的釋放狀態；此外，該固定煞車盤10與軸向位移式煞車盤20係為耐高溫且具有高耐磨質性的金屬材(如巴氏合金)所構成者為較佳，該第一煞車面11或第二煞車面21其中一者則為具有耐高溫、高耐磨質性的陶瓷與金屬複合來令片所構成者為較佳，以增加固定煞車盤10的第一煞車面11與軸向位移式煞車盤20的第二煞車面21之間的耐磨度，進而減少損耗、增加使用壽命；一制動構件30，包括一驅動端31以及一被動端32，其中該被動端32係與軸向位移式煞車盤20所設受動部23相連接，該驅動端31則與自行車所預設的煞車把手A相連接(請配合參考第2、3圖所示)，藉此，俾可通過該制動構件30帶動軸向位移式煞車盤20產生軸向位移，進而抵靠摩擦固定煞車盤10達成輪轂06煞車功能；又該制動構件30亦可設為油壓制動型態，藉以增加自行車之制動能力，並能提升行駛時之安全性，而該油壓型態之制動構件30相關內部零組件形態在此則不再詳細敘述；如第2、3圖所示，該軸向位移式煞車盤20之導動套組部22係為一螺紋孔型態，以使該輪軸09外周配合設有一外螺紋段70，藉此俾可藉由該螺紋孔型態的導動套組部22與外螺紋段70之螺合型態，令軸向位移式煞車盤20能夠能通過旋轉作動方式達到軸向位移狀態，以使軸向位移式煞車盤20的第二煞車面21能與固定煞車盤10的第一煞車面11達成相互抵靠摩擦之煞車狀態，又該軸向位移式煞車盤20所設受動部23係為一凸伸臂型態，該制動構件30則設為一索體型態(以鋼索為較佳)，復令制動構件30的被動端32連接於該凸伸臂型態的受動部23末端。

如第4圖所示，係為本發明輪轂煞車裝置05之不同型態實施例，其中該軸向位移式煞車盤20之導動套組部22係設為一直孔型態滑套於輪軸09外周，且該導動套組部22與輪軸09相對設有定向限位部40，以防止軸向位移式煞車盤20相對於輪軸09產生旋轉，且該受動部23係由軸向位移式煞車盤20外端所形成之一端面231所構成；又該制動構件30之被動端32設有包括由偏心凸輪41以及支軸42所構成的一擺臂43，該擺臂43係藉由支軸42樞組定位於軸向位移式煞車盤20之外端端面231相對應處。

藉由上述結構組成設計，茲就本發明之使用狀態說明如下：如第2、3圖所示，當使用者於行駛中按壓按壓煞車把手A時，此時該煞車把手A係牽動該制動構件30之驅動端31，由於該制動構件30為鋼索型態(此處以鋼索為例)，即能拉引與軸向位移式煞車盤20受動部23相連接之被動端32，使該軸向位移式煞車盤20產生旋轉作動，令該導動套組部22與輪軸09之外螺紋段70達到軸向位移狀態，進而使軸向位移式煞車盤20的第二煞車面21移動並抵靠於固定煞車盤10的第一煞車面11，達成相互抵靠摩擦之煞車狀態而使自行車停止之目的，而當使用者釋放煞車把手A時，則制動構件30被動端32的拉引力消失，亦使軸向位移式煞車盤20產生旋轉作動而令第二煞車面21脫離該固定煞車盤10的第一煞車面11。

如第3、4圖所示，當使用者於行駛中按壓按壓煞車把手A時，同樣令煞車把手A牽動該制動構件30之驅動端31(此處制動構件30同樣係藉由鋼索來帶動)，藉由該驅動端31拉引被動端32所設之擺臂43，當該擺臂43受到制動構件30拉引而擺動角度的同時，得驅使偏心凸輪41產生逆向迴轉而抵推軸向位移式煞車盤20之外端端面231，以使軸向位移式煞車盤20之第二煞車面21移動並抵靠於固定煞車盤10的第一煞車面11，藉以達成第一、第二煞車面11、21相互抵靠摩擦之煞車狀態，當使用者釋放煞車把手A時，則該軸向位移式煞車盤20係藉由套設於輪軸09之一彈性構件44彈性抵推，使該軸向位移式煞車盤20外端端面231推動偏心凸輪41使其產生正向旋轉，而復位至釋放狀態位置。

如第5圖所示，其中該軸向位移式煞車盤20的第二煞車面21與固定煞車盤10的第一煞車面11其中一者的至少一局部區域並設有凹部50，本實施例凹部50係設置於該軸向位移式煞車盤20的第二煞車面21型態，藉以能夠提供排屑及熱溫加速排散的作用，增加固定煞車盤10與軸向位移式煞車盤20使用壽命。

如第6圖所示，其中該輪轂06對應固定煞車盤10與軸向位移式煞車盤20裝設位置處並增設有透氣孔60或散熱鰭片等輔助散熱結構(本實施例為增設透氣孔60之型態)，藉此能夠提升散熱效率。

此外，該輪轂06對應固定煞車盤10與軸向位移式煞車盤20裝設位置處係能夠設成外徑擴增型態(本實施例圖面未表示)，藉此而能相對擴增該固定煞車盤10與軸向位移式煞車盤20的設置面積，進而能夠提生制動能力。

如第7圖所示，係為該輪轂煞車裝置05應用於自行車後輪的實施例，該軸向位移式煞車盤20之受動部23係可設為一內凹緣型態，且該制動構件30則可為一索體型態(以鋼索為較佳)，復令制動構件30的被動端32環繞於該內凹緣型態的受動部23外周，當煞車把手牽動制動構件30時，即能拉引環繞於軸向位移式煞車盤20受動部23之被動端32，使該軸向位移式煞車盤20產生旋轉作動，並能夠沿著套設於輪軸09外側之套管組71的煞車套管72產生軸向位移，(此處所指導動套組部22與煞車套管72配合型態以螺紋為較佳，但不限定於此種型態)，使第二煞車面21移動並抵靠第一煞車面11而達成相互抵靠摩擦之煞車狀態。

如第8圖所示，為該固定煞車盤10與軸向位移式煞車盤20亦可裝設在輪轂06中空筒狀空間07外部位置的實施例圖，至於該固定煞車盤10與軸向位移式煞車盤20達成煞車之動作原理及結構與上述實施例相同，故不再加以贅述。

本發明之優點：

本發明所揭「自行車之輪轂煞車裝置」主要藉由所述固定煞車盤、軸向位移式煞車盤及制動構件等所構成之創新獨特結構型態設計，俾可通過該制動構件帶動軸向位移式煞車盤產生軸向位移，即可抵靠摩擦固定煞車盤達成軸向盤面狀摩擦型態的輪轂煞車功能；藉此前所未見的簡易化輪轂煞車結構型態設計，使本發明對照【先前技術】所提習知結構而言，由於該固定煞車盤與軸向位移式煞車盤均為型態簡易的盤狀或塊狀構件，故製造加工技術等級十分簡易而利於大量生產，組立方面亦可由輪轂一端依序組入而至為便利且高效率，且該固定煞車盤與軸向位移式煞車盤之間所形成的環面狀煞車介面型態，其摩擦面積不亞於習知鼓式或夾式煞車介面型態；是以，本發明之技術特徵確可令自行車之輪轂煞車裝置達到構件大幅簡化、輕量化且裝設體積縮減、製造量化更簡單、組立更方便且兼具較佳煞車制動效益之實用進步性及優點。

上述實施例所揭示者係藉以具體說明本發明，且文中雖透過特定的術語進行說明，當不能以此限定本發明之專利範圍；熟悉此項技術領域之人士當可在瞭解本發明之精神與原則後對其進行變更與修改而達到等效之目的，而此等變更與修改，皆應涵蓋於如后所述之申請專利範圍所界定範疇中。

05．．．輪轂煞車裝置

06．．．輪轂

07．．．中空筒狀空間

08．．．軸承

09．．．輪軸

10．．．固定煞車盤

11．．．第一煞車面

12．．．穿透部

20．．．軸向位移式煞車盤

21．．．第二煞車面

22．．．導動套組部

23．．．受動部

231．．．端面

30．．．制動構件

31．．．驅動端

32．．．被動端

40．．．定向限位部

41．．．偏心凸輪

42．．．支軸

43．．．擺臂

44．．．彈性構件

50．．．凹部

60．．．透氣孔

70．．．外螺紋段

71．．．套管組

72．．．煞車套管

A．．．煞車把手

第1圖：本發明自行車之輪轂煞車裝置整體型態之組合剖視圖。

第2圖：本發明自行車之輪轂煞車裝置零組件結構較佳實施例剖視圖。

第3圖：本發明按壓自行車的煞車把手拉引制動構件驅動端之狀態示意圖。

第4圖：本發明本發明自行車之輪轂煞車裝置另一實施例動作狀態剖視圖。

第5圖：本發明軸向位移式煞車盤的第二煞車面設有凹部之實施例局部放大剖視圖。

第6圖：本發明自行車之輪轂煞車裝置設有透氣孔之實施例局部放大剖視圖。

第7圖：本發明之輪轂煞車裝置應用於自行車後輪之實施例圖。

第8圖：本發明固定煞車盤與軸向位移式煞車盤係裝設於輪轂外部型態實施例之剖視圖。

05．．．輪轂煞車裝置

06．．．輪轂

07．．．中空筒狀空間

08．．．軸承

09．．．輪軸

10．．．固定煞車盤

11．．．第一煞車面

12．．．穿透部

20．．．軸向位移式煞車盤

21．．．第二煞車面

22．．．導動套組部

23．．．受動部

30．．．制動構件

32．．．被動端

70．．．外螺紋段

Claims (10)

1. 一種自行車之輪轂煞車裝置，設置於自行車之前輪或後輪的輪轂結構中以提供煞車功能，該輪轂具有中空筒狀空間且藉由軸承樞組於自行車前輪或後輪的輪軸外周；該輪轂煞車裝置包括：一固定煞車盤，呈固定狀態裝設於該輪轂的一端並位於軸承外側位置處，且該固定煞車盤包括有一第一煞車面，該第一煞車面之面朝向係與輪軸的軸向相同，該固定煞車盤中央並具有一穿透部以供輪軸穿過；一軸向位移式煞車盤，裝設於該輪轂的一端並位於該固定煞車盤外側對應位置處，該軸向位移式煞車盤包括有一第二煞車面與固定煞車盤的第一煞車面相對，軸向位移式煞車盤中央並具有一導動套組部組合於輪軸外周，且呈可沿著該輪軸的軸向進退位移的狀態，又該軸向位移式煞車盤設有一受動部，以控制軸向位移式煞車盤的第二煞車面與固定煞車盤的第一煞車面之間呈相互抵靠摩擦之煞車狀態或相互分離的釋放狀態；一制動構件，包括一驅動端以及一被動端，其中該被動端係與軸向位移式煞車盤所設受動部相連接，該驅動端則與自行車所預設的煞車把手相連接；藉此，俾可通過該制動構件帶動軸向位移式煞車盤產生軸向位移，進而抵靠摩擦固定煞車盤達成輪轂煞車功能。
2. 依據申請專利範圍第1項所述之自行車之輪轂煞車裝置，其中該軸向位移式煞車盤之導動套組部係為一螺紋孔型態，以使該輪軸外周配合設有一外螺紋段，藉此俾可藉由該螺紋孔型態的導動套組部與外螺紋段之螺合型態，令軸向位移式煞車盤能夠能通過旋轉作動方式達到軸向位移狀態，以使軸向位移式煞車盤的第二煞車面能與固定煞車盤的第一煞車面達成相互抵靠摩擦之煞車狀態，又該軸向位移式煞車盤所設受動部係為一凸伸臂型態，該制動構件則設為一索體型態，復令制動構件的被動端連接於該凸伸臂型態的受動部末端。
3. 依據申請專利範圍第1項所述之自行車之輪轂煞車裝置，其中該軸向位移式煞車盤之導動套組部係設為一直孔型態滑套於輪軸外周，且該導動套組部與輪軸相對設有定向限位部，以防止軸向位移式煞車盤相對於輪軸產生旋轉，又該受動部係由軸向位移式煞車盤外端所形成之一端面所構成；該制動構件之被動端設有具偏心凸輪以及支軸的一擺臂，該擺臂係藉由支軸樞組定位於軸向位移式煞車盤之外端端面相對應處，且當該擺臂受到制動構件拉引而擺動至一角度時，得驅使偏心凸輪抵推軸向位移式煞車盤之外端端面，以構成軸向位移式煞車盤之第二煞車面與固定煞車盤的第一煞車面之間呈相互抵靠摩擦之煞車狀態；又該軸向位移式煞車盤並藉由一彈性構件的組配，使其具有復位至釋放狀態位置之作動性。
4. 依據申請專利範圍第1或2或3項所述之自行車之輪轂煞車裝置，其中該固定煞車盤與軸向位移式煞車盤係為裝設於該輪轂的中空筒狀空間內部或中空筒狀空間外部之型態者。
5. 依據申請專利範圍第1或2或3項所述之自行車之輪轂煞車裝置，其中該固定煞車盤與軸向位移式煞車盤係為耐高溫的金屬材所構成，該第一煞車面或第二煞車面其中一者則為具有耐高溫、高耐磨質性的陶瓷與金屬複合來令片所構成。
6. 依據申請專利範圍第1或2或3項所述之自行車之輪轂煞車裝置，其中該軸向位移式煞車盤的第二煞車面與固定煞車盤的第一煞車面係為平面、弧曲面、起伏面等任一種面狀配合型態者。
7. 依據申請專利範圍第1或2或3項所述之自行車之輪轂煞車裝置，其中該軸向位移式煞車盤的第二煞車面與固定煞車盤的第一煞車面其中一者的至少一局部區域並設有凹部，藉以提供排屑及熱溫加速排散的作用。
8. 依據申請專利範圍第1項所述之自行車之輪轂煞車裝置，其中該輪轂對應固定煞車盤與軸向位移式煞車盤裝設位置處並增設有透氣孔或散熱鰭片等輔助散熱結構型態。
9. 依據申請專利範圍第1或8項所述之自行車之輪轂煞車裝置，其中該輪轂對應固定煞車盤與軸向位移式煞車盤裝設位置處係設成外徑擴增型態，藉此而能相對擴增該固定煞車盤與軸向位移式煞車盤的設置面積。
10. 依據申請專利範圍第1項所述之自行車之輪轂煞車裝置，其中該制動構件係為油壓制動的結構型態。