(57)【要約】【課題】ケーブルを使った自転車用ブレーキ装置において、ケーブルの応答性が低くても車輪ロックの防止と制動力を確保するために必要な程度まで素早く押圧力の増減を可能とする。【解決手段】アウターケーブルの内部に配置されたインナーケーブルをハンドルに設けられたブレーキレバーにより移動させることによって、ブレーキシューを車輪のリムに押圧操作し、発生する押圧力に対応して前記車輪に制動力を付与しているブレーキ装置において、車輪のリムを直接押圧するブレーキシュー部に制動力調整装置を設けたことを特徴とする自転車用ブレーキ装置。【選択図】図４
2008044542.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アウターケーブルの内部に配置されたインナーケーブルをハンドルに設けられたブレーキレバーにより移動させることによって、ブレーキシュー組立体を車輪のリムに押圧操作し、発生する押圧力に対応して前記車輪に制動力を付与している自転車用ブレーキ装置であって、前記ブレーキシュー組立体に制動力調整装置を具備したことを特徴とする自転車用ブレーキ装置。
【請求項２】
前記ブレーキシュー組立体は、シュー支持部材と、前記シュー支持部材の長手方向に延びるシューガイド、及び、該ガイドに沿ってスライド可能に装着されたブレーキシューと、前記押圧操作時に前記ブレーキシューにかかる前記車輪の接線力を受け止める制動力調整ロッドと、前記制動力調整ロッドを前記接線力方向に移動させる駆動装置と、で構成し、前記シューガイドと前記ブレーキシューにテーパ部を形成したことを特徴とする、請求項１に記載の自転車用ブレーキ装置。
【請求項３】
アウターケーブルの内部に配置されたインナーケーブルをハンドルに設けられたブレーキレバーにより移動させることによって、ブレーキシューを車輪のリムに押圧操作し、発生する押圧力に対応して前記車輪に制動力を付与している自転車用ブレーキ装置であって、前記アウターケーブルの前記インナーケーブル出口にケーブル保持装置を設けたことを特徴とする自転車用ブレーキ装置。
【請求項４】
前記ケーブル保持装置は、前記アウターケーブルの先端部を固定するケーブル固定機構の調整螺筒の下端部にチャック体を形成して、前記チャック体に外嵌して拡開・閉鎖を行うチャックリングを備えた締付けレバーと、前記締付けレバーの一端がＹアームに軸支され、他端はプッシュソレノイドのロッドに当接していることを特徴とする、請求項３に記載の自転車用ブレーキ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アウターケーブルの内部に配置されたインナーケーブルをハンドルに設けられたブレーキレバーにより移動させることによって、ブレーキシューを車輪のリムに押圧操作し、発生する押圧力に対応して前記車輪に制動力を付与している自転車用ブレーキ装置に関し、詳しくは制動力調整装置やケーブル保持装置を自転車用ブレーキ装置に具備したことに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、自転車は走行速度が低くフラフラして不安定な乗り物で、急制動時や、スリップし易い路面上での制動時において、車輪がロックするとハンドルがきかなくなり更に走行が不安定になる。よって、制動時に車輪ロックを防止すると共に制動力を確保するために、車輪がロックする前兆が発生した際には制御装置がこの前兆を捕らえ、車輪リムに押圧されたブレーキシューの押圧力を軽減し制動力を減少させて車輪のロックを回避させ、車輪がロックする前兆が無くなると同時に押圧力を増加し制動力を回復させる動作を素早く繰り返すことが必要である。しかし、下記に説明するように自転車用ブレーキ装置はブレーキシューのブレーキアームを車輪のリムにケーブルで接近操作することによって、前記ブレーキシューを前記車輪に押圧操作し、発生する押圧力に対応して前記車輪に制動力を付与しているが、ケーブルの応答性が低いことから、ケーブル操作による制動力の急増・保持・急減で車輪ロックの防止と制動力を確保するのが難しい。
【０００３】
自転車用のブレーキ装置について図１、図８で説明すると、一般に、アウターケーブル５７１の内部に配置されたインナーケーブル５７２をハンドルに設けられたブレーキレバー１３により移動させることによって、ブレーキシュー６０を車輪リム７の側面に押圧操作し、発生する押圧力に対応して前記車輪に制動力を付与している。この種の自転車用ブレーキ装置では、ブレーキ本体に１対のブレーキアーム５１が設けられており、ブレーキアーム５１へのケーブルの接続形式により主として次の２種のものがよく知られている。一方は、二又に分かれたインナーケーブル５７２を両ブレーキアームの先端で係止するセンタープル式のものであり、主としてカンチレバー型のブレーキ装置に用いられている。このセンタープル式のものはアウターケーブル５７１を自転車フレームに係止している。他方は、インナーケーブル５７２とアウターケーブル５７１とをそれぞれのブレーキアーム５１に係止するサイドプル式のものであり、主としてキャリパー型のブレーキ装置に用いられている。
【０００４】
サイドプル式ブレーキについて説明すると、自転車のフレームに固定される取付ボルト５１５と該取付ボルト５１５に枢着された左右一対のブレーキアーム５１、即ちＣアーム５１１とＹアーム５１２と、両方のアーム５１１、５１２に復帰反発力を付与するバネ体５１３と、からなっている。即ち、Ｃアーム５１１は、平面ほぼＣ字形をなし、中央部が該取付ボルト５１５に回動自在に枢支され、一端５１１ａにブレーキシュー６０を取着し、他端５１１ｂにインナーケーブル５７２の先端部を固定するケーブル固定機構５６を有している。
【０００５】
Ｙアーム５１２は、平面ほぼＹ字形をなし、基端５１２ａが該Ｃアーム５１１の内側にて該取付ボルト５１５に回動自在に枢支され、下方の延出端５１２ｂにブレーキシュー組立体５３を取着し、上方の延出端５１２ｃに、インナーケーブル５７２を内部に挿通したアウターケーブル５７１の先端部を固定するケーブル固定機構５５を有している。バネ体５１３は、図示していないブレーキバネ保持金５１６のバネ溝を通り、ブレーキアーム後方の突起部５１４に掛かり合うように配置されている
【０００６】
制動操作時には、バネ体５１３を圧縮しながらインナーケーブル５７２が引っ張られ、Ｃアーム５１１の他端５１１ｂがＹアーム５１２の延出端５１２ｃに接近する方向に回動する。Ｃアーム５１１に取り付けられたブレーキシュー６０が車輪リム７に接近する方向へ回動する。
【０００７】
Ｙアーム５１２の延出端５１２ｃがバネ体５１３の弾性に抗してＣアーム５１１の他端５１１ｂの方向に回動し、同時にブレーキシュー６０を取着したＹアーム５１２の延出端５１２ｂが車輪リム７に接近する方向に回動する。その結果、左右双方のブレーキシュー６０が順次に車輪リム７の左右側面に押圧して車輪９を制動する。
【０００８】
ブレーキレバーを離し制動解除を行なうと、Ｃアーム５１１の端部５１１ａに取り付けられたブレーキシュー６０が最初に車輪のリム７から離れ、次にＹアーム５１２の延出端５１２ｂ乃至ブレーキシュー６０が車輪リム７から離れ、Ｙアーム５１２に作用する反発力がＣアーム５１１本来の反発力と一体となってＣアーム５１１に作用し元の待機状態に復帰する。上記から従来の自転車用ブレーキ装置はケーブル操作が主体のブレーキであるが、ケーブル自体の応答性が低いことから、車輪ロック防止のためブレーキシューの車輪リム側面への押圧力を０．１秒以下（図７参照）で増減させるのは難しいと言える。
【０００９】
その改善策として、制動時の車輪ロック防止には応答性のよい油圧式ブレーキ装置を使っている。油圧式ブレーキ装置としては、前輪ブレーキ操作部に連結される前輪用マスタシリンダと、前記前輪ブレーキ操作部の作用下に前記前輪用マスタシリンダに生ずる液圧に対応して前輪に制動力を付与する前輪制動部と、前記前輪用マスタシリンダに発生する液圧を調整して制動力を減圧させる前輪用制動力減力部と、後輪ブレーキ操作部に連結される後輪用マスタシリンダと、前記後輪ブレーキ操作部の作用下に前記後輪用マスタシリンダに生ずる液圧に対応して後輪に制動力を付与する後輪制動部と、前記後輪用マスタシリンダに発生する液圧を調整して前記制動力を減圧させる後輪用制動力減力部とを備え、前記前輪用制動力減力部は、前輪ブレーキ操作部と前輪との間に配設され、前記後輪用制動力減力部は、後輪ブレーキ操作部と後輪との間に配設される。ブレーキ操作部とマスターシリンダとの間がケーブルにより連結されているものもある。油圧式ブレーキ装置は車輪のロック防止性能がよいので自動二輪車に採用されている、しかし自転車には高価格で重量が重く体積が大きいのでほとんど採用されていない。
【特許文献１】実開平２−１０１６９号公報
【特許文献２】特開平５−１０５１７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
解決しようとする問題点は、ケーブルを使った自転車用ブレーキ装置はケーブルによる応答性が低いことから、制動時に車輪のロック防止と制動力を確保するために必要な程度まで素早く押圧力を増減させることができない点である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、ケーブルを使った自転車用ブレーキ装置において、押圧力を調整して制動力を減少させる制動力調整装置をケーブルの応答遅れが影響しないブレーキ装置のブレーキシュー部に具備したことを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の自転車用ブレーキ装置は、制動時に車輪ロックの防止と制動力を確保するのに必要な程度まで素早く押圧力を増減させる利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
自転車は走行速度が低くフラフラして不安定な乗り物で、急制動時や、スリップし易い路面上での制動時において、車輪がロックするとハンドルがきかなくなり更に走行が不安定になることから、制動時に車輪のロック防止と制動力を確保するために必要な程度まで素早く押圧力を増減させることができる制動力調整装置を持った軽量な自転車用ブレーキ装置を低価格で実現した。
【実施例】
【００１４】
以下に、本発明を前輪のサイドプル式ブレーキに用いた場合の実施例について説明する。図２に示す前輪ブレーキ５は、自転車のフレームに固定される取付ボルト５１５と該取付ボルト５１５に枢着された左右一対のブレーキアーム５１、即ちＣアーム５１１とＹアーム５１２と、両方のアーム５１１、５１２に復帰反発力を付与するバネ体５１３と、からなっている。即ち、Ｃアーム５１１は、平面ほぼＣ字形をなし、中央部が該取付ボルト５１５に回動自在に枢支され、一端５１１ａにブレーキシュー組立体５２を取着し、他端５１１ｂにインナーケーブル５７２の先端部を固定するケーブル固定機構５６を有している。
【００１５】
Ｙアーム５１２は、平面ほぼＹ字形をなし、基端５１２ａが該Ｃアーム５１１の内側にて該取付ボルト５１５に回動自在に枢支され、下方の延出端５１２ｂにブレーキシュー組立体５３を取着し、上方の延出端５１２ｃに、インナーケーブル５７２を内部に挿通したアウターケーブル５７１の先端部を固定するケーブル固定機構５５を有している。バネ体５１３は、図示していないブレーキバネ保持金５１６のバネ溝を通り、ブレーキアーム後方の突起部５１４に掛かり合うように配置されている
【００１６】
制動操作時には、バネ体５１３を圧縮しながらインナーケーブル５７２が引っ張られ、Ｃアーム５１１の他端５１１ｂがＹアーム５１２の延出端５１２ｃに接近する方向に回動する。Ｃアーム５１１に取り付けられたブレーキシュー組立体５２が車輪リム７に接近する方向へ回動する。
【００１７】
Ｙアーム５１２の延出端５１２ｃがバネ体５１３の弾性に抗してＣアーム５１１の他端５１１ｂの方向に回動し、同時にブレーキシュー組立体５３を取着したＹアーム５１２の延出端５１２ｂが車輪リム７に接近する方向に回動する。その結果、左右双方のブレーキシュー組立体５２、５３が順次に車輪リム７の左右側面に押圧して車輪９を制動する。
【００１８】
ブレーキレバーを離し制動解除を行なうと、Ｃアーム５１１の端部５１１ａに取り付けられたブレーキシュー組立体５２が最初に車輪のリム７から離れ、次にＹアーム５１２の延出端５１２ｂ乃至ブレーキシュー組立体５３が車輪リム７から離れ、Ｙアーム５１２に作用する反発力がＣアーム５１１本来の反発力と一体となってＣアーム５１１に作用し元の待機状態に復帰する。
【００１９】
次に、前記制動力調整装置を具備したブレーキシュー組立体５２、５３について説明する。左右双方のブレーキシュー組立体５２、５３は左右対称品なので、片方のブレーキシュー組立体５２について説明する。図２、図３、図４に示すように，ブレーキシュー組立体５２は、車輪リム７と当接する面の反対側のスライド面５２１ａをテーパ形状の面にして、該テーパ面が金属板で覆われたブレーキシュー５２１と、長手方向に延びるコ字形状断面のシューガイド５２５が取付けられ、該ガイド底面５２５ａをテーパ形状の面にして、ブレーキシュー５２１がスライド可能に装着され、該ガイド５２５の長手方向の一端には押圧操作時に前記ブレーキシュー５２１にかかる車輪９の接線力を受け止める制動力調整ロッド５２４が、他端にはブレーキシュー５２１の脱落防止のために弾性体で形成された押え板５２３がビスで止着されたシュー支持部材５２２と、リードスクリュー５２４ａを外周に有し、廻り止め用の溝５２４ｂが軸方向に設けられ、シュー支持部材５２２の２つのロッド支持体５２２ａ、５２２ｂに形成された貫通孔に挿入され、ロッド支持体５２２ａの側面から螺入されたボルト５２９の先端部が廻り止め溝部５２４ｂの底面と摺接して廻り止めされ、ロッド支持体５２２ａとロッド支持体５２２ｂの間に配設されたウォームホイール５２６の中心位置に形成された雌ねじ穴にリードスクリュー５２４ａの雄ねじが回動自在に螺合された制動力調整ロッド５２４と、モータ５２８で駆動するウォームギヤ５２７が噛合されているウォームホイール５２６とで構成されている。なお、制動力調整ロッド５２４のブレーキシュー５２１との当接面に回動自在の鋼球５２４ｃを埋め込んで当接面の摩耗低減をはかっている。
【００２０】
前記制動力調整装置の作動は、図５に示すように、押圧操作時にブレーキシュー５２１にかかる車輪９の接線力を制動力調整ロッド５２４で受けているが、車輪９のロック防止のために押圧力を減少させる必要が生じたときに、モータ５２８を駆動してウォームギヤ５２７経由でウォームホイール５２６を回転させて制動力調整ロッド５２４を車輪９の前進方向にｘｍｍ移動させると、ブレーキシュー５２１は車輪９の接線力によりシューガイド５２５内の図５に示す方向に形成されたテーパ角θの面５２５ａをｘｍｍスライド移動して、車輪リム７の間に隙間δ＝ｘ・Tanθを生じる、この結果、ブレーキシュー５２１の車輪リム７への押圧力が低下し制動力を減力させることができる。
【００２１】
ハンドル３に設けられたブレーキレバー１３によりアウターケーブル５７１の内部に配置されたインナーケーブル５７２を引っ張ってブレーキシュー組立体５２，５３を車輪リム７に押圧操作し、制動力を発生させているが、ブレーキシュー組立体５２，５３の制動力調整装置で制動力を減力させるときに、ブレーキレバー１３でインナーケーブル５７２を更に引っ張るとブレーキシュー５２１の押圧力が増加して制動力の減力効果が減少することから、制動力調整装置を作動させるときに、同時にインナーケーブル５７２が動かないように保持するケーブル保持装置５４が必要である。
【００２２】
ケーブル保持装置５４の構成について説明する。図６に示すように、Ｙアーム５１２のアウターケーブル５７１の先端部を固定するケーブル固定機構５５の調整螺筒５４７の下端にチャック体５４１を設定している。締付けレバー５４３は弾性体で形成され、チャック体５４１に外嵌して拡開・閉鎖を行うチャックリング５４２を備え、一端がＹアーム５１２の上方の延出端５１２ｃの少し下方５１２ｄに軸固定５４６で取付けられ、他端はプッシュソレノイド５４５のロッド５４４に当接している。
【００２３】
ケーブル保持装置５４の作動はソレノイド５４５のロッド５４４が突き出て、該ロッドに当接した締付けレバー５４３の片端を押し下げ、これにより締付けレバー５４３が下方に弓なりに変形してチャックリング５４２が下方に移動してチャック体５４１の閉鎖を行うことにより、インナーケーブル５７２をチャック体５４１が握持してインナーケーブル５７２が動かないように保持する。インナーケーブル５７２の保持解除動作はソレノイド５４５のロッド５４４が引っ込んで、弓なりに変形した締付けレバー５４３とチャックリング５４２が元の位置に戻り、チャック体５４１が拡開することによりインナーケーブル５７２の保持が解除される。
【００２４】
図１で、ブレーキに前記制動力調整装置と前記ケーブル保持装置を具備した電動補助自転車の例について説明する。前記制動力調整装置と前記ケーブル保持装置を具備したブレーキ装置５、６と、前輪９と後輪１０の回転速度検出装置11、１２とを装着した電動補助自転車において、電動補助自転車のモータ制御装置１内に追加したブレーキ５、６の制御装置で車輪９、１０がロックする前兆やロックする前兆が無くなるときを演算して、ブレーキ５、６の制動力調整装置と前記ケーブル保持装置に指示をだして、制動力を増減制御して車輪のロック防止と制動力を確保する。このときの前記制動力調整装置と前記ケーブル保持装置の駆動電源は前記電動補助自転車のバッテリー２を流用している。なお、前記制動力調整装置と前記ケーブル保持装置は前輪９と後輪１０の両方のブレーキ装置に、または、どちらか片方のブレーキ装置に装着してもよい。
【００２５】
電源を持たない一般の自転車では、自転車に照明ライト用の発電機（ハブダイナモ等）と、前記制動力調整装置および前記ケーブル保持装置を持ったブレーキ装置５、６と、前後輪の回転速度検出装置11、１２と、前記制動力調整装置およびケーブル保持装置を制御する制御装置とを取付けて、上記発電機の電源を使って車輪のロック防止と制動力確保の制御を行う。なお、前記発電機が故障した場合のためにバックアップ用のバッテリーを装備してもよい。さらに、前記発電機を装備しない自転車の場合には、車輪のロック防止と制動力確保のための制御用電源としてバッテリーを装備してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
この構造のブレーキ装置は制動力の調整を制動力発生部（ブレーキ本体）でダイレクトに行うため、高応答で制動力の増・保持・減ができるので、自動二輪車や自動車のブレーキ装置に採用すると、低コストで小型軽量のブレーキシステムの提供が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本考案の一実施例を示す電動補助自転車の全体図である。（実施例）
【図２】本考案の一実施例を示す自転車用キャリパーブレーキの正面図である。（実施例）
【図３】本考案の一実施例を示すブレーキシュー組立体の分解図である。（実施例）
【図４】本考案の一実施例を示すブレーキシュー組立体の組立図である。（実施例）
【図５】本考案の一実施例を示すブレーキシュー組立体の作動説明図である。（実施例）
【図６】本考案の一実施例を示すケーブル保持装置図である。（実施例）
【図７】本考案の一実施例を示す車輪ロック防止制御波形図である。（実施例）
【図８】前輪のサイドプル式ブレーキ装置の正面図である。（実施例）
【符号の説明】
【００２８】
５            前輪ブレーキ
７            前輪リム
９            前輪
５１          ブレーキアーム
５２、５３    ブレーキシュー組立体
５４          ケーブル保持装置
５７          ケーブル
【図１】
2008044542.tif 000003
【図２】
2008044542.tif 000004
【図３】
2008044542.tif 000005
【図４】
2008044542.tif 000006
【図５】
2008044542.tif 000007
【図６】
2008044542.tif 000008
【図７】
2008044542.tif 000009
【図８】
2008044542.tif 000010