(57)【要約】【課題】脈動および不快な振動の発生を、例えば複雑な油圧部品を必要とすることなく、効果的に防止できる連動ブレーキ・システムを提供すること【解決手段】本発明は、後輪に配置され手動によって動作する後輪ハブ・ブレーキ（２）と、後輪ハブ・ブレーキ（２）の制動トルクによって動作する前輪ブレーキ（３）とを備える二輪の車両（１）のための連動ブレーキ・システムに関する。本発明の場合、後輪ブレーキ（２）のトルク・レバー（５）から前輪ブレーキ（３）への力の伝達が、展張位置の近傍で動作する逓減的トグル機構（６）によって行なわれる。【選択図】図２
2005008144.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
後輪に配置され手動によって動作するハブ・ブレーキ（２）、および該後輪ハブ・ブレーキ（２）の制動トルクによって動作する前輪ブレーキ（３）を備える二輪の車両（１）の連動ブレーキ・システムであって、
後輪ブレーキ（２）のトルク・レバー（５）から前輪ブレーキ（３）への力の伝達が、展張位置の近傍で動作する逓減的トグル機構（６）によって行なわれることを特徴とする連動ブレーキ・システム。
【請求項２】
前記トグル機構（６）が、後輪の領域に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の連動ブレーキ・システム。
【請求項３】
前記トグル機構（６）の主軸受（９）が、補助ブラケット（８）上に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の連動ブレーキ・システム。
【請求項４】
前記補助ブラケット（８）が、車両のフレーム（７）に固定されておらず、後車軸に平行移動可能に支持され、車両のフレーム（７）に回転可能に支持されていることを特徴とする請求項３に記載の連動ブレーキ・システム。
【請求項５】
前記トグル機構（６）の定位置を調整するため、調整式のリミットストッパ（１３、ｄ）が設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の連動ブレーキ・システム。
【請求項６】
前記調整式リミットストッパ（１３、ｄ）が、補助ブラケット（８）上に配置されていることを特徴とする請求項５に記載の連動ブレーキ・システム。
【請求項７】
引き戻しばね（１０）が前記トグル機構（６）に作用することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の連動ブレーキ・システム。
【請求項８】
前記引き戻しばね（１０）が、補助ブラケット（８）に係止されていることを特徴とする請求項７に記載の連動ブレーキ・システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２輪の車両のための連動ブレーキ・システムであって、特に後輪に配置され手動によって動作するハブ・ブレーキ、および該後輪ハブ・ブレーキの制動トルクによって動作する前輪ブレーキを備える二輪の車両の連動ブレーキ・システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
この形式の連動ブレーキ・システムは、とくに自転車の車輪のブレーキを、安全かつ労苦なく動作させるために役に立つ。そのような連動ブレーキ・システムにおいては、通常は手動レバーによって後輪ブレーキを動作させ、制動動作の際に後輪ブレーキによって生み出される反作用のトルクを、前輪ブレーキを動作させるために利用している。
【０００３】
このようなやり方により、１つのブレーキ・レバーを動かすだけで、両方の車輪を減速させることができる。加えて、後輪ブレーキによる制動動作の際に生み出される反作用のトルクを前輪ブレーキの動作に利用しているため、少ない操作力で大きな制動効果を実現可能にする倍力効果が得られる。自転車の安全性という観点から、この種の連動ブレーキ・システムがある種のＡＢＳ効果を実現できると、とくに好都合である。このアンチロック効果は、前輪がロックした際に、後輪ブレーキの反作用トルクも同時に減少するよう、後輪を緩めることによって得ることができる。この結果、反作用トルクによって動作している前輪ブレーキの制動力は減少し、前輪のロックが解消される。
【０００４】
しかしながら、例えば特許文献１による連動ブレーキ・システムなど、連動ブレーキ・システムを実際に用いるにあたっては、自動車用のアンチロック・システムで知られているのと同様、むずかり、脈動、および振動の増大をきわめて生じやすいという問題がある。道路の状態によっては、これがかえって安全上の問題を引き起こしかねない。
【０００５】
この問題を解決するため、例えば特許文献２などにおいて、ブレーキ・システムに油圧ダンパを組み込むことが提案されており、ブレーキ構成部品の脈動、ならびに振動の発生および増大を、油圧ダンパによって抑制または減衰させている。しかしながら、油圧ダンパを使用することによる欠点は、そのようなブレーキ・システムが不釣合いなほど複雑化し、したがって高価になることから明らかである。このような安全なブレーキ・システムがあらゆる種類の自転車において用いられることが望まれるが、安価なあるいは平均的な価格範囲に属する多数の自転車に装備することは、その価格ゆえ不可能である。
【特許文献１】独国特許出願公開３７２９１４５号
【特許文献２】独国特許出願公開４２１６４６１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、本発明の目的は、脈動および不快な振動の発生を、例えば複雑な油圧部品を必要とすることなく、効果的に防止できる連動ブレーキ・システムを開発することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題を解決するために、本発明の連動ブレーキ・システムは、後輪に配置され手動によって動作するハブ・ブレーキ（２）、および該後輪ハブ・ブレーキ（２）の制動トルクによって動作する前輪ブレーキ（３）を備える二輪の車両（１）の連動ブレーキ・システムであって、後輪ブレーキ（２）のトルク・レバー（５）から前輪ブレーキ（３）への力の伝達が、展張位置の近傍で動作する逓減的トグル機構（６）によって行なわれることを特徴とするものである。
【０００８】
ここで前記トグル機構（６）が、後輪の領域に配置されていてもよい。
【０００９】
ここで前記トグル機構（６）の主軸受（９）が、補助ブラケット（８）上に配置されていてもよい。
【００１０】
ここで前記補助ブラケット（８）が、車両のフレーム（７）に固定されておらず、後車軸に平行移動可能に支持され、車両のフレーム（７）に回転可能に支持されていてもよい。
【００１１】
ここで前記トグル機構（６）の定位置を調整するため、調整式のリミットストッパ（１３、ｄ）が設けられているようにしてもよい。
【００１２】
ここで前記調整式リミットストッパ（１３、ｄ）が、補助ブラケット（８）上に配置されていてもよい。
【００１３】
ここで引き戻しばね（１０）が前記トグル機構（６）に作用するようにしてもよい。
【００１４】
ここで前記引き戻しばね（１０）が、補助ブラケット（８）に係止されているようにしてもよい。
【００１５】
本発明による連動ブレーキ・システムは、従来と同様、後輪に配置され例えば手動ブレーキ・レバーまたはペダルの逆転によって動作するハブ・ブレーキ、および、例えばリム・ブレーキの形式であり、後輪ハブ・ブレーキの制動トルクによって動作する前輪ブレーキを備えている。
【００１６】
本発明によれば、当該連動ブレーキ・システムは、ハブ・ブレーキのトルク・レバーから前輪ブレーキへの力の伝達が、逓減的なトグル機構によって行なわれることを特徴とする。この場合、トグル機構は、展張位置に近い状態で動作する。
【発明の効果】
【００１７】
展張位置の近傍で動作するトグル機構を用いることで、油圧減衰要素を必要とすることなく、全体としてのシステムに、不快なブレーキ脈動の発生ならびに振動および揺動の増大をきわめて効果的に防止できるという特徴を持たせることができる。展張位置に近い状態にあるトグル機構は、とくに、力の伝達比がきわめて大きい。これは、本発明に関しては、展張位置にあるトグル機構への入力を、出力の増加を引き起こすことなく任意に大きくできるということである。
【００１８】
これにより、後輪ブレーキの反応が強力でも前輪ブレーキの反応が同様に強力になることはないため、ブレーキ・システムのむずかりや振動といった傾向を、ほとんどなくすことができる。これはすなわち、例えば特許文献１による従来の技術水準の場合のような別置きの力制限要素を必要とすることなく、トルク制限効果を得ることができるということである。
【００１９】
また、展張位置の近くにおいては、トグル機構による変位の伝達比は、きわめて小さい。これは、本発明に関しては、トグル機構へのごくわずかな変位の入力または後輪ブレーキのトルク・レバーのごくわずかな角度の回転が、それぞれ大きな出力変位または大きな出力回転角をもたらすことを意味する。これにより、ブレーキ・システム全体の応答時間を目に見えて減らすことができるとともに、質量モーメントの慣性を減らして、生じうる共振を無害なかなり高い周波数の領域へと移すことができる。
【００２０】
本発明の文脈において、トグル機構が二輪の車両のどの場所に取り付けられているかは重要ではない。原理上、トグル機構は後輪ブレーキと前輪ブレーキの間の力の伝達システムの任意の位置に配置することができる。本発明の或る好ましい実施の形態によれば、トグル機構が二輪車の後輪の部分に配置されている。この配置により、とくに後輪ブレーキのトルク・レバーを前記形式のトグル機構へと直接接続することができるため、簡潔な設計とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照しつつ本発明をさらに詳細に説明するが、図面に示した実施の形態は、本発明の連動ブレーキ・システムのあくまで一例である。図１は通常よく見られる自転車１であり、後輪のハブにブレーキ２を備え、前輪のリムにブレーキ３を備えている。しかしながら、図１に示した自転車１は、さらに本発明の一実施の形態による連動ブレーキ・システムを装備している。この連動ブレーキ・システムにおいては、後輪ブレーキ２が、ボーデン・ケーブル４を介して前輪ブレーキ３へと接続されている。
【００２２】
したがって、自転車１に乗っている人物は、制動動作を開始させるために、例えば手動ブレーキ・レバーおよびもう１本のボーデン・ケーブル（どちらも図示されていない）によって、後輪ブレーキ２のみを動作させればよい。このようにして後輪の制動を開始させると、この制動の際に生み出された制動トルクが、後輪ブレーキ２のトルク・レバー５およびトグル機構６の展張によって、ボーデン・ケーブル４に伝えられる。すなわち、後輪ブレーキ２の制動トルクによる力で、前輪ブレーキ３が作動する。
【００２３】
ブレーキを強くかけすぎて後輪が浮き上がりそうになる場合、従来型のブレーキを備えた自転車であれば乗車者がハンドルを飛び越えて前転する恐れがあるが、本実施の形態ではそのような場合、まず後輪の制動トルクが弱くなり、そしてゼロになる。しかしながら、これによって、後輪の制動トルクを起源としている前輪ブレーキ３の操作力も失われる。このようにして、切迫していた前転の恐れを高い確率で回避できる。
【００２４】
前輪の制動力が弱められるため、ふたたび後輪に多くの荷重が加わるようになり、後輪ブレーキ２の制動トルクおよびこれを起源とする前輪ブレーキ３の操作力が増加する。このような連動ブレーキ・システムを備えた２輪の車両においては、この後輪の制動トルクと前輪ブレーキ３の操作力との間のサーボ・ループが、自動車産業において知られているアンチロック・システムと同様のＡＢＳ効果をもたらす。
【００２５】
図２は、図１による自転車１においてボトム・ブラケットの軸受を保持しているフレーム７を拡大して示している。この領域に配置されている補助ブラケット８、後輪ハブ・ブレーキ２（詳細には示していない）のトルク・レバー５、および、主要な構成部品ａ、ｂ、ｃ、ｄからなり、軸受装置９によって補助ブラケット８に接続されているトグル機構６も示されている。
【００２６】
トグル機構６が、図２において破線で示された展張位置の近くで動作することが確認できるであろう。これにより、後輪ブレーキ２のトルク・レバー５と前輪ブレーキ３へと繋がるボーデン・ケーブル４との間で、極めて高い力の伝達比が得られる一方、変位の伝達比は極めて小さくなる。
【００２７】
すなわち、トグル機構６がほぼ展張した位置にあり、さらにトルク・レバー５によるトグル機構６への力の印加が角度γであり直角でないため、ときに極めて大きくなるトルク・レバー５に加わる反作用のトルクまたは力のうちのわずかな部分だけが、ボーデン・ケーブル４へと伝えられることになる。これは、きわめて小さい操作力でかなり大きな制動効果を実現できるようにしている最近の前輪リム・ブレーキにおいて、とくに重要である。
【００２８】
さらに、後輪ブレーキ２のトルク・レバー５は、トグル機構６の定位置から最大展張位置まで、ごく短い距離または角度αを移動または回転するだけである。これにより質量モーメントの慣性が小さくなることから、やはりブレーキ・システムが引き起こす脈動ならびに振動の発生および増加の防止に寄与する。また、トルク・レバー５が角度αだけ回転するとき、ボーデン・ケーブル４を作動させるトグル機構６の駆動レバーａは角度βだけ回転し、この角度βはトルク・レバーの角度の数倍になる。これはつまり、通常の前輪ブレーキ３、とくに車輪のリムに備えられたブレーキを、滑らかに動作させることができるということである。
【００２９】
図２に示す展張位置の近くでトグル機構６を動作させることにより、追加の組立体を必要とせずに、考えられる限り簡潔かつきわめて効果的に、前輪ブレーキに加わる操作力を制限することができる。図２に破線で示されているトグル機構６の展張位置においては、後輪ブレーキ２のトルク・レバー５へと加わる力がさらに増加しても、ボーデン・ケーブル４を介して前輪ブレーキ３へと加えられる力が、さらに増加することはない。
【００３０】
換言すれば、トグル機構６によって後輪ブレーキ２から前輪ブレーキ３へと力を伝達することにより、軽い制動動作の際にブレーキ・システム全体の敏感な反応が得られるだけでなく、強い制動動作の際に所望のとおりのトルク制限効果および振動抑制効果が得られる。さらに、やはりトグル機構６によって、とくにペダルの逆転による制動などでトルク・レバー５に生じる可能性がある急激な力のピークを、直接補助ブラケット８へと、そして支承１１を介して直接自転車１の後部のフレーム７へと、伝えることができるようになる。加えて、展張位置においては、前輪ブレーキが後輪ブレーキにいかなる作用も引き起こすことはない。これも、不快な振動を抑制することに貢献する。
【００３１】
定位置への復帰の動きを促進するため、引き戻しばね１０が、補助ブラケット８とトグル機構６の駆動レバーａの間に、ボーデン・ケーブル４の端部と平行に配置されている。
【００３２】
図３には、図２による構成が、上面図の形式で示されている。自転車のフレーム７のチェーン・ステイ、およびこの領域に配置された補助ブラケット８を確認できるであろう。軸受筒９を保持した軸受ボルト１２が、補助ブラケット８上に配置されており、トグル機構の２つのレバーａおよびｂが、両者の間の角度が固定された状態で前記軸受筒上に配置されている。さらに図３には、接続要素ｃが、曲げモーメントの発生を避けるため、チェーン・リンクと同様の二連リンクの方式で実現されている様子が示されている。
【００３３】
図２と関連する図３に、やはり筒９上に配置されており、調整ねじ１３と連携してトグル機構６の定位置を調整すべく機能するリミットストッパ・リンクｄの設計および機能が明示されている。
【００３４】
本発明の他の好ましい実施の形態によれば、トグル機構の主軸受が、補助ブラケットに配置されている。とくに好都合なさらなる発展形においては、補助ブラケットが、車両のフレームに固定的に接続されているわけではなく、後車軸に平行移動可能に支持され、車両のフレームに回転可能に支持されている。これは、ブレーキ・システムの取り付けおよび調整ならびに後輪の着脱がきわめて簡単になるため、とくに好都合である。
【００３５】
本発明の別の好ましい実施の形態によれば、連動ブレーキ・システムは、トグル機構の定位置を調整するための調整式リミットストッパを備えている。調整式リミットストッパにより、連動ブレーキ・システムの中立位置を、例えばすでに存在するブレーキの特性など種々の状況に適合させることができる。この場合、調整式リミットストッパを補助ブラケットに配置すると特に好ましい。これにより、ブレーキ・システムを意図せず調節してしまう恐れをほとんどなくすことができ、同時に簡潔かつ頑丈な設計が実現できる。
【００３６】
本発明の他の好ましい実施の形態によれば、連動ブレーキ・システムが、トグル機構に対して作用する引き戻しばねを備えている。制動動作の後、この引き戻しばねが、後輪ブレーキのトルク・レバーの待機位置すなわち中立位置への復帰を含むブレーキ・システム全体の定位置への復帰を助ける。とくに好都合なさらなる発展形によれば、この引き戻しばねが補助ブラケットに係止されている。これにより、やはりブレーキ・システムの設計が簡潔になると同時に、信頼性が向上し故障しにくくすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
要約すると、本発明による連動ブレーキ・システムは、優れた動作信頼性、アンチロック効果、および振動の抑制を、きわめて簡潔なやり方で、詳しくは展張位置の付近で動作するトグル機構によって、同時に実現している。従来技術による公知の連動ブレーキ・システムはしばしば複雑な設計であり、比較的故障しやすく、熱心に保守をする必要があるが、これと比較して、本発明による連動ブレーキ・システムは、その信頼性および簡潔な設計ゆえ、さまざまな種類の自転車に使用できる可能性がある。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】図１は、本発明による連動ブレーキの一実施の形態を備えた自転車について、概略を示した側面図である。
【図２】図２は、図１による自転車において、トグル機構が備えられている領域をより詳細に示した側面図である。
【図３】図３は、図２に示したトグル機構が備えられている領域を、図２と同様に示した上面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  自転車
２  後輪ブレーキ
３  前輪ブレーキ
４  ボーデン・ケーブル
５  トルク・レバー
６  トルク機構
７  フレーム材
８  補助ブラケット
９  軸受け装置
１０  引き戻しばね
１１  支承
１２  軸受けボルト
１３  調整ねじ
ａ，ｂ  レバー
ｃ  接続要素
ｄ  リミットストッパ・リンク
【図１】
2005008144.tif 000003
【図２】
2005008144.tif 000004
【図３】
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