自行車用輪轂制動裝置的製作方法
2023-12-06 18:10:51
專利名稱：自行車用輪轂制動裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及制動裝置，特別是用於制動自行車車輪的輪轂的自行車用輪轂制動裝置。
背景技術：
自行車用制動裝置有用於制動車輪輪圈的例如懸臂式制動器或卡鉗式制動器等輪圈制動裝置以及用於制動車輪輪轂的例如鼓式制動器、帶式制動器或滾子式制動器等輪轂制動裝置。
作為這種輪轂制動裝置，公知的有滾子式制動器。滾子式制動器通過使制動片和與車輪輪轂一體旋轉的筒狀制動鼓的內周面接觸，產生摩擦而制動。在滾子式制動器中，配置在制動片的內側的滾子藉助於凸輪朝徑向外方移動，由此使制動片與制動鼓接觸，對輪轂制動。在滾子式制動器的內部，特別是在接觸面與制動面之間填充有潤滑脂，通過該潤滑脂抑制制動時的發熱，提高耐久性，同時穩定製動性能。另外，通過填充潤滑脂，可使滾子的移動能順利地進行。
上述以往的填充潤滑脂使用的輪轂制動裝置中，一旦潤滑脂耗盡，制動性能就會不穩定，而且也會產生制動不良。因此，希望能夠有效地對制動面與接觸面之間供給潤滑脂，使這兩個面之間始終有潤滑脂。
本發明的課題是，有效地將潤滑脂供給自行車用輪轂制動裝置中的制動面與接觸面之間。
解決課題的手段發明1所涉及的自行車用輪轂制動裝置是內部填充有潤滑脂、對安裝到自行車車架上的車輪的輪轂進行制動的裝置，包括固定託架、制動鼓、多個制動片、以及制動動作部。固定託架不能轉動地安裝在車架上。制動鼓可與輪轂一體旋轉，是在內周面上設有圓形的制動面以及在制動面上朝徑向外方凹入地形成的、內部填充有潤滑脂的環狀潤滑脂填充槽的圓筒狀。多個制動片具有制動時與制動鼓的制動面接觸的接觸面，實質上不能相對固定託架旋轉，在圓周方向上隔開間隔地配置著，在制動鼓上進行制動作用。制動動作部包括可圍繞輪轂軸自由擺動地設置在固定託架上的動作臂；可與動作臂一體旋轉、並在外周面上設有凸輪部的凸輪部件；在凸輪部與多個制動片之間與兩者接觸並且沿圓周方向隔開間隔地設置的、藉助於凸輪部件的旋轉朝徑向移動的、將制動片的接觸面壓接在制動鼓的制動面上的多個滾子；以及具有配置在潤滑脂填充槽內的突出部、並朝徑向內方給制動片施力的施力部件。
在該輪轂制動裝置中，制動動作部的動作臂朝一個方向擺動時，藉助於凸輪部件的旋轉，滾子朝徑向外方移動，克服施力部件的彈力，使制動片向徑向外方移動，壓接到制動鼓上。藉此，對輪轂進行制動。另外，當動作臂向另一個方向擺動時，滾子的推壓力消失，在施力部件的彈力作用下，使制動片朝徑向內側移動，離開制動面，解除制動。該施力部件的突出部配置在制動鼓的制動面上所形成的潤滑脂填充槽中。因此，藉助於該突出部，可以拌勻填充到旋轉的潤滑脂填充槽中的潤滑脂，使潤滑脂很容易流動到制動面上。在這種結構中，由於在施力部件上設有配置在潤滑脂填充槽中的突出部，能夠把填充到制動面上形成的潤滑脂填充槽中的潤滑脂刮出來，因此，潤滑脂很容易流動到制動面上，可有效地把潤滑脂供給制動面與接觸面之間。
發明2所涉及的自行車用輪轂制動裝置是在發明1記載的裝置中，突出部的前端在制動時位於潤滑脂的填充槽內，在制動片離開制動鼓的制動解除時位於潤滑脂填充槽的徑向內方。在這種情況下，由於突出部的前端僅在需要潤滑脂的制動時位於潤滑脂的填充槽內，所以，能在制動時有效地供給潤滑脂。
發明3所涉及的自行車用輪轂制動裝置是在發明1或2記載的裝置中，多個制動片是將外周面上設有接觸面以及用於容納施力部件而與潤滑脂填充槽對峙配置的環狀容納槽的環狀部件在圓周方向的多個位置切斷的圓弧形狀；施力部件是通過將彈性線材彎曲成圓形形成，容納到容納槽中的環狀彈簧部件，突出部通過將環狀彈簧部件的至少一端朝徑向外方折曲而形成。在這種情況下，利用彎曲彈性線材的簡單結構的施力部件，就能簡單地朝徑向內側給圓弧狀的制動片施力，而且，很容易形成突出部。
發明4所涉及的自行車用輪轂制動裝置是在發明3記載的裝置中，施力部件的線徑在0.7mm～1.2mm的範圍，並且突出部從施力部件的內周部以1.4mm～2.0mm的範圍突出地形成。在這種情況下，由於突出部的突出尺寸相對於線徑來說比較小，所以，即使形成突出部，在通常的行駛時(制動解除時)，突出部很難與潤滑脂填充槽內的潤滑脂接觸。另外，更不需要大幅度地改變通常的組裝機械、組裝工序、工具等。
發明5所涉及的自行車用輪轂制動裝置是在發明1～4任一項記載的裝置中，制動面凹入地形成其斷面隨著朝向徑向外方而寬度逐漸變窄的梯形形狀，同時，潤滑脂填充槽具有至少在制動面的最凹入部分形成的第一槽，接觸面的斷面形成可與制動面接觸的凸狀突出的梯形形狀。在這種情況下，藉助於旋轉的制動鼓的離心力，很容易將潤滑脂集於第一槽中，通過使突出部的前端位於該第一槽中，能有效地把集於第一槽中的潤滑脂刮出來。另外，由於制動面及接觸面不平坦，以凹狀和凸狀突出，所以，與以往的平坦的情況相比，其摩擦面積變大。進而，可將摩擦面上的單位面積的發熱量抑制到最小，制動溫度很難再抬高。結果，可進一步抑制制動溫度的上升引起的制動力的變動。此外，接觸面保持凸狀角度與制動面接觸，使在楔形作用下制動面與接觸面的接觸壓力變高，與平坦的以往的結構相比，增大了摩擦力。從而，能以緊湊的尺寸得到大的制動力。
發明6所涉及的自行車用輪轂制動裝置是在發明5記載的裝置中，潤滑脂填充槽具有隔著第一槽配置在接觸面上的一對第二槽，施力部件的突出部在制動時配置在第一槽中。在這種情況下，通過將一對第二槽配置在第一槽的兩側，可增加潤滑脂的填充量，更有效地將潤滑脂供給制動面。
發明7所涉及的自行車用輪轂制動裝置是在發明1～6任一項記載的裝置中，在接觸面的制動鼓旋轉方向上遊側的端部形成在制動時與制動面接觸的位置上的切線所成的角度為銳角的傾斜面。在這種情況下，由於在制動片的制動鼓旋轉方向上遊側的端部形成與制動面接觸的位置上的切線所成的角度為銳角的傾斜面，所以，當制動鼓旋轉時，在制動鼓旋轉方向上遊側的接觸面的端部的刮在一起的潤滑脂可沿著銳角的傾斜面容易地移動到制動面與接觸面之間，更有效地將潤滑脂供給制動面。
發明8所涉及的自行車用輪轂制動裝置是內部填充有潤滑脂、對安裝到自行車車架上的車輪的輪轂進行制動的裝置，包括固定託架、制動鼓、多個制動片、以及制動動作部。固定託架不能轉動地安裝在車架上。制動鼓可與輪轂一體旋轉，是內周面上設有圓形制動面的圓筒狀。多個制動片具有制動時與制動鼓的制動面接觸的接觸面以及在上述接觸面的上述制動鼓旋轉方向上遊側的端部形成的、使其在制動時與制動面接觸的位置上的切線所成的角度為銳角的傾斜面，實質上不能相對固定託架旋轉，在圓周方向上隔開間隔地配置著，在制動鼓上進行制動作用。制動動作部包括可圍繞輪轂軸自由擺動地設置在固定託架上的動作臂；可與動作臂一體旋轉、並在外周面上設有凸輪部的凸輪部件；在凸輪部與多個制動片之間與兩者接觸並且沿圓周方向隔開間隔地設置的、藉助於凸輪部件的旋轉朝徑向移動的、將制動片的接觸面壓接在制動鼓的制動面上的多個滾子；以及朝徑向內方給制動片施力的施力部件。
在該輪轂制動裝置中，制動動作部的動作臂朝一個方向擺動時，藉助於凸輪部件的旋轉，滾子朝徑向外方移動，克服施力部件的彈力，使制動片向徑向外方移動，壓接到制動鼓上。藉此，對輪轂進行制動。在制動時，在制動鼓旋轉之際，在制動片的制動鼓旋轉方向上遊側的接觸面的端部，將潤滑脂刮在一起，另外，當動作臂向另一個方向擺動時，滾子的推壓力消失，在施力部件的彈力作用下，使制動片朝徑向內側移動，離開制動面，解除制動。在這種結構中，由於在制動片的制動鼓旋轉方向上遊側的端部形成與制動面接觸的位置上的切線所成的角度為銳角的傾斜面，在端部刮在一起的潤滑脂可沿著銳角的傾斜面容易地移動到制動面與接觸面之間，更有效地將潤滑脂供給制動面。
發明9所涉及的自行車用輪轂制動裝置是在發明8記載的裝置中，制動鼓在內周面上設有在制動面上朝徑向外方凹入地形成的、內部填充有潤滑脂的環狀潤滑脂填充槽。在這種情況下，由於潤滑脂貯留在潤滑脂填充槽中，所以能從傾斜面將沿著制動面移動的潤滑脂有效地儲蓄起來，儲蓄的潤滑脂也很容易流到制動面上。
發明10所涉及的自行車用輪轂制動裝置是在發明7～9任一項記載的裝置中，傾斜面偏倚與接觸部的制動鼓對峙的一側而形成。在這種情況下，由於在與很容易將潤滑脂刮在一起的制動鼓的對峙面上形成了傾斜面，所以，能更有效地將潤滑脂供給制動面。
發明11所涉及的自行車用輪轂制動裝置是在發明1～10任一項記載的裝置中，制動鼓包括具有制動面的圓筒狀鼓本體；以及固定在鼓本體外周側的冷卻盤。在這種情況下，由於能通過冷卻盤有效地將制動時所產生的熱放到外部，可抑制制動片及鼓本體的發熱，抑制制動溫度的上升引起的制動力的變動。
根據本發明，由於在施力部件上設置有配置到潤滑脂填充槽中的突出部，可以把填充到制動面上所形成的潤滑脂填充槽中的潤滑脂刮出來，因此，潤滑脂很容易流到制動面上，能有效地把潤滑脂供給制動面與接觸面之間。
根據另一發明，由於制動片的制動鼓旋轉方向上遊側的端部上形成有傾斜面，以便與制動面接觸的位置上的切線所成的角度為銳角，因此，能使在端部刮在一起的潤滑脂很容易沿著銳角傾斜面移動到制動面與接觸面之間，有效地將潤滑脂供給制動面。
附圖的簡要說明
圖1是採用本發明一實施形式的自行車的右側視圖。
圖2是該自行車制動系統的構成圖。
圖3是前制動裝置的側視圖。
圖4是前制動裝置的正面圖。
圖5是前制動裝置的蓋部件卸下之後的狀態的側視圖。
圖6是前制動裝置的半截斷面放大圖。
圖7是制動鼓的斷面放大局部圖。
圖8是前制動裝置的分解透視圖。
圖9是第1防拔部件的透視圖。
圖10是第1防拔部件的正面斷面圖。
圖11是第1防拔部件的透視圖。
圖12是第1防拔部件的正面斷面圖。
圖13是插入部件及託架本體的透視圖。
圖14是插入部件安裝前的側視斷面圖。
圖15是插入部件安裝後的正面斷面圖。
圖16是制動片的正面圖。
圖17是制動片的平面圖。
圖18是制動片前端部分的放大模式圖。
圖19是內部安裝部及動作臂的分解透視圖。
圖20是前制動裝置的制動動作示意圖。
圖21是前制動裝置的制動動作示意圖。
圖22是實施形式及另一實施形式的突出部形式的示意圖。
圖23是另一實施形式的相當於圖17的示意圖。
圖24是再一實施形式的相當於圖17的示意圖。
符號說明1是車架，6、7是前後輪，6a是前輪轂，13f、13r是前後制動裝置，30f、30r是前後固定託架，33f、33r是前後制動動作部，40是制動鼓，41是制動片，41a是接觸面，41e、141e、241e是傾斜面，43是鼓本體，44是冷卻盤，51a是制動面，53、153、253是第一彈簧部件，53a、153a、253a是突出部，54是潤滑脂填充槽，54a是第一槽，54b是第二槽，60是動作臂，61是凸輪部件，62是滾子。
發明的實施形式全體構成
在圖1中，採用本發明一實施形式的自行車是輕便車，包括具有車架主體2和前叉3的車架1；操縱用車把4；將踏板5a的旋轉傳遞給後輪7的驅動部5；前輪6；後輪7；用於制動前後輪6、7的制動系統8。
在車架1上安裝有車把4、驅動部5、前輪6、後輪7、騎乘用的車座9以及制動系統8等各部分。
車把4具有固定在前叉3上部的車把軸杆10以及固定在該軸杆10上的車把杆11。前輪6及後輪7包括具有輪轂軸15a(在圖6中僅示出前輪用輪轂軸)的前後輪轂6a(在圖4中僅示出前輪用輪轂)；配置在輪轂6a外周側的前後輪圈6b、7b；安裝在前後輪圈6b、7b上的輪胎6c、7c；將輪轂6a與輪圈6b、7b連接在一起的輻條6d、7d。輪轂6a如圖6所示，具有不能轉動地安裝在車架1的前叉3上的輪轂軸15a及可自由旋轉地支持在輪轂軸15a上的輪轂罩15b。前輪轂6a具有快速杆6e，是容易裝卸的快速分離器。但是，快速分離器部分的結構在財團法人自行車產業振興協會發行的JIS自行車編1993第276頁揭示，是公知的技術，因此，在以下說明中，省略對快速分離器部分的說明，只說明通常使用以蓋形螺母連接式的輪轂的制動系統。
制動系統的構成
制動系統8如圖2所示，具有前後制動杆12f、12r；通過前後制動杆12f、12r動作的制動裝置13f、13r；及分別連接到前後制動杆12f、12r與前後制動裝置13f、13r上的前後制動纜線14f、14r。
制動纜線14f、14r具有兩端連接到制動杆12f、12r及滾子式制動裝置13f、13r上的內纜線16f、16r；以及包覆內纜線16f、16r的外纜線17f、17r。
前制動杆12f安裝於車把杆11左端上所裝設的把手18a的內側，後制動杆12r安裝於車把杆11右端上所裝設的把手18b的內側。制動杆12f、12r是有鏡像關係的相同結構的部件。制動杆12f、12r具有安裝於車把杆11上的杆託架20；可自由擺動地支持在杆託架20上的杆部件21；及以螺紋擰入方式固定到杆託架20上的外部卡合部22。
杆託架20具有可自由擺動地支持杆部件21用的擺動軸20a；可自由裝卸地安裝在車把杆11上的安裝部20b；可使外部卡合部22螺紋擰入的同時使內纜線16f、16r穿過的內螺紋部20c。
杆部件21可自由擺動地安裝在擺動軸20a上，通過圖中未示的施力部件朝制動解除側施力。杆部件21具有與制動纜線14f、14r的內纜線16f、16r卡合的內卡合部21a。
制動裝置的構成
前後制動裝置13f、13r是作為自行車用輪轂制動裝置一例子的滾子式制動裝置。制動裝置13f、13r如圖2所示，用於制動安裝在車架1上的前輪6及後輪7的輪轂6a。制動裝置13f、13r如圖2、圖3及圖8(僅圖示前側)所示，具有不能轉動地固定於自行車車架1上的固定託架30f、30r；制動本體32f、32r；使制動本體32f、32r動作的制動動作部33f、33r。
固定託架30f、30r是用於把制動裝置13f、13r安裝到車架1的前叉3或鏈軸杆2a(圖1)的。固定託架30f、30r具有包括將例如鋼板衝壓成形所得到的第一面及第二面的託架本體34；與該託架本體34嵌合固定的用於覆蓋託架本體34的第二面的蓋部件35。蓋部件35通過將金屬薄板衝壓成形而形成，其表面進行烤漆並施以型號等外觀。
託架本體34具有使輪轂軸15a(圖6僅圖示前側)貫通的基部34a；從基部34a基本上沿徑向延伸的尖細的臂部34b；在臂部34b的前端形成的基本上等寬度的板狀卡合部34c。
託架本體34的基部34a如圖6所示，通過螺紋擰入輪轂軸15a的一端的蓋形螺母45推壓，固定到輪轂軸15a上。在基部34a上形成筒部34d，該筒部34d除了臂部34b的伸出部分外，稍長一些。在該筒部34d上形成由用於安裝第一防拔部件36、37的一對安裝孔38a、38b組成的部件安裝部38，第一防拔部件36、37用於防止後述的制動鼓40的脫落。
託架本體34的卡合部34c如圖13～圖15所示，固定在託架固定部件25f、25r上。為了易於前輪6的裝卸，前側託架本體34的卡合部34c通過一次操作可裝卸地與託架固定部件25f卡合。前側卡合部34c的第一面(圖14的左面)形成有朝安裝方向延伸且凹入的凹部34e。凹部34e通過例如衝壓成形形成，朝第二面(圖14的右面)側突出。
託架固定部件25f與前制動裝置13f一起由制動器製造商供給，焊接到構成自行車車架1的前叉3上。託架固定部件25f如圖3、圖14及圖15所示，其內部形成用於插入卡合部34c的以進行卡合的卡合空間25a。卡合空間25a的兩側壁25b稍向內方突出彎曲，卡合空間25a做成使卡合部34c插入的入口寬度(圖15下側的兩側壁25b之間的距離)比裡側中間部的寬度寬的結構。由於這樣地以入口寬度比其裡側寬度寬的方式形成，所以，即使自行車前叉3的形狀多少有些不同，也能將卡合部34c卡合。
在前側卡合部34c上安裝有例如通過將不鏽鋼鋼板製成的薄板折曲而形成的插入部件19。插入部件19是在安裝於卡合部34c上的狀態下配置在卡合空間25a中的部件。插入部件19如圖13～圖15所示，具有從卡合部34c的前端安裝的一對第一接觸部19a、19b；從與卡合部34c的第一面對峙的第一接觸部19a折曲所形成的、與卡合部34c的側部接觸的第二接觸部19c。一對第一接觸部19a是向兩面折曲的形狀，以便在卡合部34c的前端配置折曲部分。第一接觸部19a上形成有與凹部34e卡合的凸部19d。通過將凸部19d與凹部34e卡合，在把插入部件19安裝到卡合部34c上時，可把插入部件19安裝到卡合部34c的所希望的位置上。另外，由於凹部34e的第二側面是突出地形成的，所以，如圖14所示，配置在第二面上的插入部件19的第一接觸部19b傾斜地配置成與凹部34e的突出部分接觸。因此，可以很容易地埋入託架固定部件25的卡合空間25a的間隙中，進一步抑制把制動裝置13f安裝到前叉3上時的晃動。
第二接觸部19c沿著卡合空間25a傾斜地折曲。即使上述卡合空間25a的入口寬度做成寬的結構，由於插入部件19的第二接觸部19c沿著卡合空間25a傾斜地折曲，所以，很容易埋入輪轂旋轉方向的間隙中。
在託架固定部件25f及固定託架30r上，分別安裝有可用於卡合外纜線17f、17r的外部安裝部31f、31r。在前側託架固定部件25f上通過螺紋緊固地固定有外部安裝部31f。外部安裝部31f具有可卡合外纜線17f的外部卡合部31a；及通過螺釘可調整外部卡合部31a的纜線軸線方向的卡合位置的、用於固定外部卡合部31a的外部固定部31b。通過該軸線位置的調整，可調整制動的遊隙狀態(制動鼓與制動片的間隙)。
制動本體32f、32r結構大致相同，因此，在這裡說明前制動本體32f。前制動本體32f如圖3～圖8所示，是可相對於制動鼓40自由接觸分離的，具有可與前輪6的輪轂罩15b一體旋轉的制動鼓40；及可相對於制動鼓40自由接觸分離的制動片41。
制動鼓40如圖6所示，具有在可與輪轂一體旋轉的內周面上設有制動面的圓筒狀鼓本體43；固定在制動鼓40的外周側、與制動鼓40熱配合的冷卻盤44。
鼓本體43是不鏽鋼合金製成的碟形部件，具有帶開口50a的底部50以及在底部50的外周側形成的圓周部51。在開口50a的內周面形成凹凸部50b，該凹凸部50b不能轉動地安裝在構成輪轂罩15b的左滾珠軸承15c的外周面上。
在圓周部51的內周面上形成有圓形的制動面51a。制動面51a向圓周部51的軸向中央凹入地形成，其斷面是隨著向徑向外方而寬度逐漸變窄的等腰梯形。制動面51a的兩邊相交的角度α如圖7所示，取15度至150度的範圍，最好是取80度至100度的範圍。制動面51a在其內周面上設有向徑向外方凹入地形成，內部填充有潤滑脂填的環狀潤滑脂填充槽54。潤滑脂填充槽54具有在制動面51a最凹入的部分形成的第一槽54a及隔著第一槽54a配置在制動面51a上的一對第二槽54b。潤滑脂填充槽54在組裝時填充潤滑脂。
在圓周部51的外周面上，通過滾花加工形成有由多個凹凸組成的滾花部51b。滾花部51b是為了防止鉚接固定冷卻盤44時冷卻盤44的轉動而設置的。另外，隔著滾花部51b，在圓周部51的外周面上形成有第一錐面51c及第二錐面51d。這些錐面51c、51d是兩端側分別縮徑的尖細錐面。第一錐面51c是卡合冷卻盤44的錐面。第二錐面51d是鉚接固定冷卻盤44的鉚接面。第一錐面51c與滾花部51b之間形成由平坦圓周面構成的壓入面51e。將冷卻盤44壓入到該壓入面51e與滾花部51b上。通過形成這樣的壓入面51e，以壓入面51e的全周進行壓入時，可防止填充到制動鼓40內部的潤滑脂向輪轂6a側的流動。
冷卻盤44如圖4～圖7所示，是鋁合金製成的部件，通過壓入及鉚接固定到鼓本體43的外周面。前側冷卻盤44在內側面(圖4的右側面)以放射狀形成有多個冷卻翹片44a。冷卻盤44具有鉚接固定到鼓本體43上的圓筒部44b和形成從該圓筒部44b朝徑向外方延伸的冷卻翹片44a的盤部44c。在圓筒部44b的一端(圖7的右端)，如圖7(a)所示，在製造時以圓筒狀形成鉚接固定用的折曲成形的鉚接固定部44d。組裝時在將冷卻盤44固定到鼓本體43上之際，如圖7(b)所示，在把圓筒部44b壓入鼓本體43的外周面上之後，用滾子等適當的工具朝鼓本體的鉚接面51d並在徑向內側碾壓鉚接固定部44d，使其縮徑地折曲成形，藉此，將冷卻盤44鉚接固定到鼓本體43上。另外，在圓筒部44b的內周面形成有用於貯留壓入時由滾花部51切削產生的切屑的切屑貯留部58。
於是，在將冷卻盤44壓入鼓本體43上之後並進行鉚接固定，由此能可靠地把冷卻盤44固定到鼓本體43上。這種壓入及鉚接作業不需要加熱並且可在相同的場所進行。因此，可防止熱變色或變形，同時，能簡化製造作業的手續，可用簡單且廉價的方法，將冷卻盤44固定到鼓本體43上。
在圓筒部的另一端(圖7的左端)上，朝徑向外方突出地形成有環狀凸部44e，以便在制動裝置13f的裝卸之際防止制動鼓40從固定託架30f脫落的現象發生。環狀凸部44e上對峙地配置有可自由裝卸地安裝到固定託架30f的託架本體34上的兩種第一防拔部件36、37以及在蓋部件35上折曲形成的第二防拔部件39。
第一防拔部件36如圖9及圖10所示，是折曲的不鏽鋼合金製成的板狀部件，具有在與環狀凸部44e對峙的位置延伸的防拔凸起36a；從該防拔凸起36a折曲、並配置在筒部34d的內周面上的安裝部36b；以及切斷安裝部36b的兩端並折曲、朝圖9上方延伸的折曲固定部36c。該折曲固定部36c從筒部34d的內周側插入安裝孔38a、38b中，並通過將其前端折曲，由此將第一防拔部件36安裝到筒部34d的內周面上。
第一防拔部件37如圖11及圖12所示，是折曲的不鏽鋼合金製成的板狀部件，具有在與環狀凸部44e對峙的位置延伸的防拔凸起37a；從該防拔凸起37a折曲、並配置在筒部34d的外周面上的安裝部37b；以及切斷安裝部37b的兩端並折曲、朝圖11下方延伸的向後上方折曲的彈性固定部37c。該彈性固定部37c從筒部34d的外周側插入安裝孔38a、38b中，由此，使彈性固定部37c通過安裝孔38a、38b後，藉助於彈性使該彈性固定部37c擴張，彈性地與筒部34d卡合，將第一防拔部件37固定到筒部34d外周面上。
第二防拔部件39如圖8所示，是在蓋部件35上朝內方折曲形成的。第二防拔部件39防止制動鼓40的脫落的同時，也是為了讓蓋部件35與託架本體34卡合而設置的。另外，在蓋部件35上形成用於覆蓋第一防拔部件37的外周側鼓出部35a，藉此，並通過彈性卡合固定到筒部34d上，這與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比較難拆卸。
於是，通過相對於筒部34d可裝卸的第一防拔部件36、37，可防止制動鼓40的脫落，因此，即使裝卸第一防拔部件36、37，也不會損壞固定託架30f。進而，即使反覆進行制動裝置13r的分解或組裝，也不會損壞固定託架30f。可防止制動鼓40的拔出。
制動片41如圖16及圖17所示，是例如在圓周方向上分割成3個的環狀部件，在外周面上形成有制動時可與制動面51a接觸的接觸面41a。接觸面41a做成斷面為可與制動面51a接觸並以凸狀突出的等腰梯形。接觸面41a的兩邊交叉所成的角度β比制動面51a的交叉角度α稍大一些或相等。在接觸面41a的中央部形成用於安裝第一彈簧部件53的環狀容納槽41b。容納槽41b與潤滑脂填充槽54的第一槽54a對峙地形成。
在制動片41的內周面，朝徑向外方凹入地形成沿圓周方向以給定長度形成的止轉部41c。固定託架30f的託架本體34上所形成的3個卡合凸起34f(圖6、圖8)嵌入該止轉部41c，防止分割的制動片41的旋轉。但是，卡合凸起34f與止轉部41c的遊隙部分允許制動片41稍微轉動。在分割的制動片41的兩端內周面上形成朝徑向內方突出的滾子抵接面41d。另外，在接觸面41a的兩端部形成傾斜面41e。具體地，如圖18所示，形成傾斜面41e，以便在制動時使傾斜面41e與制動面51a的任意圓弧80接觸的位置上的切線81所成的角度γ為銳角，一旦這樣形成傾斜面41e，在制動鼓40旋轉之時，將集中於傾斜面上的潤滑脂順利地供給制動面51a。因此，在制動面51a上幾不會產生潤滑脂的耗盡。
安裝在容納槽41b中的第一彈簧部件53是將彈性線材彎曲成圓形所形成的環狀彈簧部件，朝著使3個分割的制動片41離開制動鼓40的位置即徑向內方對3個分割的制動片41施力。第一彈簧部件53的一端上形成有朝徑向外方折曲突出的突出部53a。突出部53a從內周部以1.4mm～2.0mm的範圍突出地形成。突出部53a的前端在制動片41與制動鼓40接觸的制動時，位於潤滑脂填充槽54的第一槽54a內，而在制動片41離開制動鼓40的制動解除時，位於第一槽54a的徑向內方位置。因此，制動時，突出部53a將填充到第一槽54a內的潤滑脂向制動面51a刮出。
制動動作部33f、33r是形狀不同而結構大致相同的部件，因此，在這裡，說明前制動動作部33f。前制動動作部33f可擺動地設置在固定託架30f上，使制動片41與制動鼓40側壓接。
如圖8、圖19～圖21所示，制動動作部33f包括可圍繞輪轂軸15a在圖20所示的制動解除位置與圖21所示的制動位置之間自由擺動地安裝到固定託架30f的託架本體34上的動作臂60；可與動作臂60一體旋轉的凸輪部件61；在凸輪部件61與制動片41之間與兩者接觸並且沿旋轉方向隔開間隔地設置的多個(例如6個)滾子62；沿旋轉方向隔開間隔並保持滾子62的滾子架63。
動作臂60是金屬板材部件，其前端可自由裝卸地安裝有用於卡合制動纜線14f的內纜線16f的前端的內部安裝部64。動作臂60藉助於該內纜線16f並通過內部安裝部64與裝於自行車車把4上的制動杆12f連接。動作臂60的基端通過折曲插入託架本體34的基部內側，在這裡，形成與凸輪部件61的外周面卡合的卡合孔60a(圖6、圖8)。動作臂60通過第二彈簧部件70(圖8)朝制動解除方向施力。第二彈簧部件70是受扭螺旋彈簧，其一端與託架本體34卡合，另一端延伸到動作臂60的前端並與前端上所形成的卡合孔60b卡合。動作臂60的外方由蓋部件35覆蓋。
如圖19所示，在動作臂60的前端形成用於自由裝卸地安裝內部安裝部64的安裝槽65。安裝槽65是從動作臂60的圖19的前端下部開始向上方延伸後，朝基端的擺動軸心彎曲並朝斜下方彎曲而形成。在安裝槽65中，從最初的彎曲部分開始，形成寬度比上述擺動軸心側的其他部分窄的窄幅部65a。具體說，窄幅部65a的寬度d2是例如5.4mm，而其裡側及前側的寬度d1是5.9mm。另外，在動作臂60的前端下部，折曲地形成裝卸地操作內部安裝部64時使用的裝卸操作部60c。
內部安裝部64具有板狀的臂本體部66；設置在臂本體部66的基端(圖19的下端)並且可自由裝卸、自由擺動地安裝到動作臂60的安裝槽65中的裝卸部67；及可與設置在臂本體部66前端的內纜線16f卡合的內部卡合部68。臂本體部66是將金屬板材折曲形成的。臂本體部66的前端螺紋固定著內部卡合部68。另外，臂本體部66的前端上形成有與內部卡合部68並設的裝卸操作部66b。裝卸操作部66b形成有突出部分並進一步將突出部分折曲地形成。臂本體部66的基端折曲成U字狀，是用於支持裝卸部67的託架66a。
裝卸部67具有固定到臂本體部66的第一端上的裝卸軸67a；安裝到裝卸軸67a上的彈簧銷67b；與彈簧銷67b接觸所配置的墊片67c。裝卸軸67a是鉚接固定到託架66a上的帶緣的軸。彈簧銷67b是外周上沿軸向形成有槽的銷，通過將彈性板材卷繞而形成。彈簧銷67b，其外徑大於窄幅部65a，而且小於除窄幅部65a之外的安裝槽65的寬度，同時其內徑大於裝卸軸67a的外徑。通過將這樣的彈簧銷67b插入安裝槽65而把內部安裝部64安裝到動作臂60上時，在窄幅部65a以外的位置，彈簧銷67b是可以順利地插入的，藉助於窄幅部65a，使彈簧銷67b在徑向上收縮，通過窄幅部65a後還原。結果，在通常的動作中，即使越過窄幅部65a，也不能還原。但是，保持2個裝卸操作部66c、66b並沿著安裝槽65使內部安裝部64移動時，可簡單地從動作臂60上拆卸內部安裝部64。
凸輪部件61不能轉動地鉚接固定到動作臂60上，藉助於動作臂60的擺動而轉動。凸輪部件61如圖8、圖20及圖21所示，是厚臂圓筒狀的例如鋼鐵製成的部件。在凸輪部件61的外周面上，形成有6個凸輪部61c，該凸輪部61c具有使逐漸沿徑向的距離變化的傾斜凸輪面61a和配置在傾斜凸輪面61a之間的並從該傾斜凸輪面61a凹入地形成的凹部61b。在該實施形式中，傾斜凸輪面61a做成圍繞圖20順時針方向的徑向距離變大的結構。
滾子62是藉助於凸輪部件61的旋轉沿徑向推壓制動片41、並與該制動片41壓接用的部件。滾子62安裝在凸輪部件61的外周面與制動片41的滾子接觸面41d之間。滾子62通過滾子架63沿制動鼓40的旋轉方向隔開間隔地配置著，並可沿徑向自由地移動。
在滾子架63上沿旋轉方向隔開間隔地形成有用於保持滾子62的、朝輪轂軸向外方突出的、例如6個保持凸起63a。藉助於在一個保持凸起63a上進一步朝輪轂軸向外方突出地形成的卡合凸起63b，使滾子架63不能旋轉地與託架本體34卡合。如圖5、圖6及圖8所示，在託架本體34上形成有用於卡合該卡合凸起63b的、在旋轉方向長的長孔34g。此外，在滾子架63與卡合凸起63b之間安裝有第三彈簧部件72，圍繞圖20的順時針方向給滾子架63施力。因此，滾子62實質上相對於制動鼓40是不能旋轉的。在滾子架63內，在滾子62的周圍，與制動面61a同樣，也填充有潤滑脂。進而，可使滾子62相對於凸輪部件61的旋轉朝徑向順利地移動。
制動系統的動作
在調整制動纜線14f、14r的情況下，為了使內纜線16f、16r處於張緊狀態，藉助於安裝在制動杆12f、12r上的外部卡合部22或安裝在前後制動裝置13f、13r上的外部安裝部31f、31r調整遊隙。由此，不操作制動杆12f、12r時，如圖20所示，在制動片41與制動鼓40之間形成間隙(遊隙)。
在該狀態下牽引前制動杆12f時，克服第二彈簧部件70的彈力，拉伸內纜線16f，動作臂60從圖20所示的制動解除位置擺動到圖21所示的制動位置。動作臂60在該制動位置擺動時，與之聯動的凸輪部件61也轉動，滾子62搭在傾斜凸輪面61上並向徑向外方移動，克服第一彈簧部件51的彈力向制動鼓40推壓制動片41。結果，得到與該制動片41的推壓力成比例的制動力。這時，制動片41僅圍繞圖21的逆時針方向旋轉，隨之，通過滾子62使滾子架63也沿相同方向轉動。結果，滾子62進一步朝徑向外部移動。在該制動狀態下，由於制動面51a以梯形凹入，接觸面41a以梯形突出，所以，在楔形作用下，摩擦面彼此的壓力變高，可使摩擦力增大。另外，由於接觸面積大於平坦的圓周面，所以，摩擦面積變大，可將單位面積上的發熱量抑制到最小。因此，制動溫度不易升高。進而，可抑制制動溫度上升引起的制動力的變動。另外，由於在楔形作用下使摩擦力變大，所以，能以緊湊的尺寸得到大的制動扭矩。
手離開制動杆12f時，在第二彈簧部件70的作用下，使動作臂60返回制動解除位置，同時，隨著與該動作臂60聯動的凸輪部件61的轉動，在第一彈簧部件51的作用下，制動片41向內周側移動。這時，滾子架63也通過第三彈簧部件72施力，圍繞圖7的順時針方向轉動。
組裝制動鼓40時，將鼓本體43及冷卻盤44的原料分別通過例如模鑄法或鍛造等形成，並將其原料機加工、精加工成所希望的尺寸，這時，冷卻盤44變成圖7(a)所示的形狀，鉚接固定部44d以筒狀形成。將該狀態的冷卻盤44壓入鼓本體43的外周面。利用壓入後的滾子等碾壓鉚接固定部44d，使鉚接固定部44d朝著鉚接面51d縮徑，將冷卻盤44鉚接固定到鼓本體43上。
另外，在組裝制動裝置13f時，首先，組裝兩個制動片41和第一彈簧部件53。接著，將組裝後的兩個制動片41和第一彈簧部件53安裝到鼓本體內部，將剩餘的制動片41組裝，使第一彈簧部件53進入容納槽41b中。這時，預先在內部充分填充潤滑脂。當制動片41的安裝結束時，在把制動片41推壓到制動面51a上的狀態下，把安裝於滾子架63上的滾子62引入制動片41的內周側。這時，在內部充分塗敷有潤滑脂。另一方面，將固定有凸輪部件61的動作臂60置於託架本體34上。在這種狀態下，把凸輪部件61插入滾子62的內周側，將託架本體34與制動動作部33f組裝在一起。然後，將兩種防拔部件36、37安裝在託架本體34上，防止制動鼓40的脫落。另外，將第三彈簧部件72掛在卡合凸起63b上，進行滾子架63的施力及防拔動作。最後，將蓋部件35裝上，結束組裝作業。
分解的順序與上述順序相反，將蓋部件35卸下之後，把防拔部件36、37卸下來，同時，拆卸第三彈簧部件72，從託架本體34上拆卸制動鼓40。
將裝有制動裝置13f的前輪6組裝到前叉3上時，在將插入部件19安裝到制動裝置13f的託架本體34的卡合部34c上的狀態下，把卡合部34c插入託架固定部件25f，同時，把輪轂6a的輪轂軸15a安裝到前叉3上。然後，在輪轂軸15a的兩端安裝蓋形螺母45，並以適當的扭矩擰緊該蓋形螺母45，結束前輪6的裝配。一旦安裝好前輪6，就把內部安裝部64安裝到動作臂60上。該順序也可以把上述的彈簧銷67b插入安裝槽65中，再把內部安裝部64安裝到動作臂60上。
在拆卸前輪6之際，將內部安裝部64卸下之後，以相反的順序分解就可以了。在拆卸內部安裝部64的時候，用雙手分別握住兩個裝卸裝置部60c、66b，把內部安裝部64的裝卸部67從安裝槽65中拔出來。這時，當越過窄幅部65a時，由於彈簧銷67b縮徑，所以，要稍微用力，不過，一旦越過窄幅部65a，就能簡單地拔出。由於該內部安裝部64不是以往的小的部件，所以，很容易捏住，很容易裝卸。
(a)在上述實施形式中，制動面51a或接觸面41a做成梯形，但也可以是平坦的圓周面。
(b)在上述實施形式中，如圖22(a)所示，在環狀的第一彈簧部件53的端部設有突出部53a，但是，也可以如圖22(b)所示，將突出部153a在中間部分形成，而不是設置在第一彈簧部件153的端部。另外，也可以如圖22(c)所示，沿圓周方向隔開間隔設置多個突出部253a。在這種情況下，還可以與制動片的配置一致，形成突出部253a。進一步，突出部的形狀並不限於上述實施形式。
(c)在上述實施形式中，為了防止製造、組裝時的錯誤，在制動片41的接觸面41a的兩端形成傾斜面41e，但是，也可以只在制動時容易把潤滑脂刮在一起的制動鼓40的旋轉方向上遊側的端部形成傾斜面41e。另外，由於容易貯留潤滑脂的結構是與制動鼓40的對峙部分，具體地說，是與鼓本體43的底部內側面對峙的位置，因此，也可以如圖23及圖24所示，偏倚該部分形成傾斜面141e、241e。此外，在圖23及圖24中，斜切剖面線部分形成傾斜面141e、241e。
權利要求
1.一種自行車用輪轂制動裝置，是內部填充有潤滑脂、對安裝到自行車車架上的車輪的輪轂進行制動的自行車用輪轂制動裝置，包括不能轉動地安裝在所述車架上的固定託架；可與所述輪轂一體旋轉的圓筒狀制動鼓，該圓筒狀制動鼓在內周面上設有圓形的制動面以及在所述制動面上朝徑向外方凹入地形成的、內部填充有所述潤滑脂的環狀潤滑脂填充槽；具有制動時與所述制動鼓的所述制動面接觸的接觸面，實質上不能相對所述固定託架旋轉，在圓周方向上隔開間隔地配置著，在制動鼓上進行制動作用的多個制動片；以及制動動作部，該制動動作部包括可圍繞輪轂軸自由擺動地設置在所述固定託架上的動作臂；可與所述動作臂一體旋轉、並在外周面上設有凸輪部的凸輪部件；在所述凸輪部與所述多個制動片之間與兩者接觸並且沿圓周方向隔開間隔地設置的、藉助於所述凸輪部件的旋轉朝徑向移動的、將所述制動片的接觸面壓接在所述制動鼓的制動面上的多個滾子；以及具有配置在所述潤滑脂填充槽內的突出部、並朝徑向內方給所述制動片施力的施力部件。
2.根據權利要求1記載的自行車用輪轂制動裝置，其特徵是，所述突出部的前端在所述制動時位於所述潤滑脂的填充槽內，在所述制動片離開所述制動鼓的制動解除時位於所述潤滑脂填充槽的徑向內方。
3.根據權利要求1或2記載的自行車用輪轂制動裝置，其特徵是，所述多個制動片是將外周面上設有所述接觸面以及用於容納所述施力部件而與所述潤滑脂填充槽對峙配置的環狀容納槽的環狀部件在圓周方向的多個位置切斷的圓弧形狀；所述施力部件是通過將彈性線材彎曲成圓形形成，容納到所述容納槽中的環狀彈簧部件，所述突出部通過將所述環狀彈簧部件的至少一端朝徑向外方折曲而形成。
4.根據權利要求3記載的自行車用輪轂制動裝置，其特徵是，所述施力部件的突出部從所述施力部件的內周部以1.4mm～2.0mm的範圍突出地形成。
5.根據權利要求1～4任一項記載的自行車用輪轂制動裝置，其特徵是，所述制動面凹入地形成其斷面隨著朝向徑向外方而寬度逐漸變窄的梯形形狀，同時，所述潤滑脂填充槽具有至少在所述制動面的最凹入部分形成的第一槽，所述接觸面的斷面形成可與所述制動面接觸的凸狀突出的梯形形狀。
6.根據權利要求5記載的自行車用輪轂制動裝置，其特徵是，所述潤滑脂填充槽具有隔著所述第一槽配置在所述制動面上的一對第二槽，所述施力部件的突出部在制動時配置在所述第一槽中。
7.根據權利要求1～6任一項記載的自行車用輪轂制動裝置，其特徵是，所述制動片具有在所述接觸面的所述制動鼓旋轉方向上遊側的端部形成的傾斜面，以便在所述制動時與所述制動面接觸的位置上的切線所成的角度為銳角。
8.一種自行車用輪轂制動裝置，是內部填充有潤滑脂、對安裝到自行車車架上的車輪的輪轂進行制動的自行車用輪轂制動裝置，包括不能轉動地安裝在所述車架上的固定託架；可與所述輪轂一體旋轉的內周面上設有圓形制動面的圓筒狀制動鼓；具有制動時與所述制動鼓的所述制動面接觸的接觸面以及在所述接觸面的所述制動鼓旋轉方向上遊側的端部形成的、使其在所述制動時與所述制動面接觸的位置上的切線所成的角度為銳角的傾斜面，實質上不能相對所述固定託架旋轉，在圓周方向上隔開間隔地配置著，在制動鼓上進行制動作用的多個制動片；制動動作部，該制動動作部包括可圍繞輪轂軸自由擺動地設置在所述固定託架上的動作臂；可與所述動作臂一體旋轉、並在外周面上設有凸輪部的凸輪部件；在所述凸輪部與所述多個制動片之間與兩者接觸並且沿圓周方向隔開間隔地設置的、藉助於所述凸輪部件的旋轉朝徑向移動的、將所述制動片的接觸面壓接在所述制動鼓的制動面上的多個滾子；以及朝徑向內方給所述制動片施力的施力部件。
9.根據權利要求8記載的自行車用輪轂制動裝置，其特徵是，所述制動鼓在內周面上設有在所述制動面上朝徑向外方凹入地形成的、內部填充有所述潤滑脂的環狀潤滑脂填充槽。
10.根據權利要求7～9任一項記載的自行車用輪轂制動裝置，其特徵是，所述傾斜面偏倚與所述制動鼓對峙的一側而形成。
11.根據權利要求1～10任一項記載的自行車用輪轂制動裝置，其特徵是，所述制動鼓包括具有所述制動面的圓筒狀鼓本體；以及固定在所述鼓本體外周側的冷卻盤。
全文摘要
本發明的課題是，在制動裝置中，能夠有效地將潤滑脂供給制動面與接觸面之間。制動裝置(13f)具有固定託架(30f)、制動鼓(40)、多個制動片(41)、制動動作部(33f)。制動鼓可與輪轂(6a)一體旋轉，在內周面上設有圓形的制動面(51a)以及在制動面上所形成的環狀潤滑脂填充槽(54)。多個制動片具有制動時與制動鼓的制動面接觸的接觸面，並且沿圓周方向隔開間隔地配置著，在制動鼓上進行制動作用。制動動作部包括動作臂(60)；與動作臂一體旋轉的凸輪部件(61)；藉助於凸輪部件的旋轉使接觸面壓接在制動面上的多個滾子(62)；以及具有配置在潤滑脂填充槽內的突出部(53a)，並朝徑向內方給制動片施力的第一彈簧部件(53)。
文檔編號F16D65/08GK1467125SQ0314102
公開日2004年1月14日 申請日期2003年6月10日 優先權日2002年6月11日
發明者松枝慶治 申請人:株式會社島野