专利名称：自行车用轮毂制动器的制作方法
本申请是申请号为95107690．6，申请日为1995年6月22日的申请的分案申请本发明有关自行车用轮毂制动器，该轮毂制动器具备有连接于自行车的轮毂并可与其一体旋转的制动鼓，对制动鼓起制动作用的制动块，将制动块压接于上述制动鼓侧的制动器操作件，详细说来就是有关可以防止制动过度作用的制动器。
已有的自行车制动器，例如实开平2-35897号公报所示那样，支持着制动块和制动操作件的固定部件相对于车架围绕着制动鼓的回转轴芯摇动，并且，安装于车架上的支持体通过弹簧缓冲止动地支撑着上述固定部件以此构成自行车用制动器。就是说一拉紧连接于制动操作件的制动线中的内钢丝，制动操作件就将制动块压向制动鼓，由此制动块与制动鼓之间产生摩擦，这样便对与制动鼓一同旋转的车轮发生制动作用。而当制动块与制动鼓之间产生的摩擦力一超出由上述弹簧所决定的设定力时，固定部件一面通过制动鼓及制动块传递的车轮转动力使上述弹簧产生弹性变形一面向车轮的转动方向摇动。于是，由于固定件的摇动，制动操作件向制动线的外线端部方向移动而使内钢丝线趋缓，由此制动块与制动鼓间的摩擦力自动地降低，制动力也比钢丝没有缓和的状态下要低。
如
图13所示，内钢丝的操作行程S为横座标，纵座标为制动力B，制动力线B1表示所发挥的制动力强度。即，在内钢丝的操作行程到达所设定的行程SA之前，随着操作行程S的增大制动力沿第一倾斜角a增大、当操作行程达到所设定的行程SA时制动力也就达到了由弹簧决定的设定制动力BA，然后，随着操作行程的加大制动力沿第二倾斜角b增大。而且，由于制动力达到设定制动力BA之后内钢丝发生趋缓作用，第二倾斜角b比第一倾斜角a的角度要小。
对于供给制动块润滑脂使用的轮毂制动器，在润滑脂用尽的状态下，或者对于不使用润滑脂的轮毂制动器，由于生锈或灰尘侵入的情况出现，会有因制动块产生的摩擦制动力上升而发生制动效果过度的情况。然而采用已有的上述制动技术，即使在润滑脂用尽或发生锈蚀等异常状态下，也可以使制动不会过度。
即如图13所示，在没有发生润滑脂用尽或锈蚀的正常状态下，可以得到制动力线B2所示的制动力，在异常状态下，如制动力线B1所示制动力得以发挥。于是，在异常状态下被发挥的最大制动力达到制动力线B1线上的制动力BY，这个最大制动力BY比沿制动力线B1的设定制动力BA之前的部分延长而得到的制动力线B3线上的最大制动力BX要低。
就是说，不采用已有的上述制动技术，一旦处于异常状态，制动力BX就成为可能使用到的最大制动力，这个最大的制动力BX或与其接近的高制动力施于制动器上将会发生制动效果(作用)过度的情况。对此，采用已有的上述制动技术，即使在异常状态下，可能使用到的最大制动力也是比前述最大制动力BX要低的制动力BY，在限界之内进行制动时由于制动力BY施于制动器上因而不会使制动效果过度。
然而，采用已有的制动技术，固定部件为可动式的，必需要在固定部件的游动端施加弹簧的作用等等，这使得制动器整体比较大型化。
本发明的目的是要提供一种可以防止过度有效制动的同时又比较紧凑小型的自行车用轮毂制动器。
本发明第一发明的自行车用轮毂制动器为达到目的，包括开头所记述的结构内容，其特征在于，在制动鼓和制动块之间装了与两者都可滑动相接的滑动部件，由前述制动操作件的操作把制动块向制动鼓一侧压接的时候，前述滑动部件和制动块之间产生的摩擦力与前述滑动部件和制动鼓之间产生的摩擦力被设定得不一样，且上述两摩擦力中的较小者被设定成制动力。
根据上述实施的轮毂制动器，虽可以采用如下的构成方式使滑动部件与制动块之间的摩擦系数和滑动部件与制动鼓之间的摩擦系数相同，而使制动块压向滑动部件的压力和滑动部件压向制动鼓的压力不同，由此而得到滑动部件和制动块之间的摩擦力与滑动部件和制动鼓之间的摩擦力不同。然而，采用使上述滑动部件和制动块之间的摩擦系数与滑动部件和制动鼓之间的摩擦系数的不同，从而使上述两摩擦力不同的结构则有以下的优点。
实施轮毂制动器时，虽可以把滑动部件安装在制动鼓的外周侧，把制动块卷缠在滑动部件的外周侧以构成皮带制动的操作。然而，采用上述滑动部件安装于上述制动鼓的内周面与制动块的外周面之间的结构则有后述的优点。
实施轮毂制动器时，虽然在正常状态下滑动部件和制动块之间的摩擦力可以比滑动部件和制动鼓之间的摩擦力大，然而，采用上述滑动部件和制动块11之间产生的摩擦力设定的比该滑动部件和制动鼓之间产生的摩擦力小的结构则有后述的优点。
作为滑动部件，虽可以采用在制动鼓的圆周方向分散配置的多个滑动部件，然而，采用环状的滑动部件压入到制动器内周面的结构则有后述的优点。
本发明第二发明的自行车用轮毂制动器为达到目的，包括开关所记述的结构，其特征在于，在制动鼓和轮毂之间介装了扭矩限制器装置，作用于制动鼓和轮毂之间的扭矩一超过设定值，在该扭矩限制器装置的作用下，前述制动鼓与轮毂产生相对回转。
实施上述特征的轮毂制动器，作为扭矩限制器装置，虽可以采用用啮合离合器和弹簧的啮合式扭矩限制器，该弹簧设定该啮合离合器中断作用时的扭矩，或者采用如下方式连动连接于制动鼓31的环形件和上述摩擦板以此摩擦板为内侧，在该轮毂的一端部内，可以相对自由转动地嵌入环形件，而只可相对滑动地嵌入上述摩擦板，同时由于比摩擦板更靠近轮毂的弹簧的作用，摩擦板被压在环形件上，进而也可采用配置于轮毂外周侧的外装式，然而，采用上述扭矩限制器是由摩擦板和作用于该摩擦板上的弹簧组成，制动鼓和轮毂之中至少在一方的侧面上，只能自由滑动地安装上述摩擦板，在另一侧面上由前述弹簧将此摩擦板压在其上的方式，则有后述的优点。
在本发明的轮毂制动器的情况下，由于制动块与滑动部件间的摩擦力和制动鼓与滑动部件14间的摩擦力不同，各自设定了摩擦力，因此，在润滑脂没有用尽和不生锈等的正常状态下，制动块与滑动部件间的摩擦力处于正常状态，所以比滑动部件与制动鼓间的摩擦力要小，而当润滑脂用尽，生锈等情况发生的异常状态到来时，制动块与滑动部件间的摩擦力处于异常状态，所以会变化得比滑动部件与制动鼓间的摩擦力要大。或者相反，在正常状态下，滑动部件与制动鼓间的摩擦力处于正常状态，所以比制动块与滑动部件间的摩擦力要小，而一到达异常状态，则滑动部件与制动鼓间的摩擦力处于异常状态，所以会变得比制动块与滑动部件间的摩擦力要大。
于是，前者的情况，处于正常状态下时，一操作制动器，由于前述的摩擦力差使得滑动部件与制动鼓共同回转，制动块对滑动部件起摩擦制动作用，由此对车轮起制动作用，并且即使在高速行驶时由于制动块对滑动部件滑动，亦可以对车轮施以非急停程度的制动。而当异常状态的时候，一操作制动器，由于摩擦力的差是逆转的，故此制动块在较大摩擦力的支持下使滑动部件不与制动鼓共同回转，滑动部件对制动鼓起摩擦制动作用，由此对车轮制动，并且即使在高速行驶时由于滑动部件对制动鼓的滑动亦可以对车轮施以非急停程度的制动。
后者的情况处于正常状态下时，一进行制动操作，由于前述的摩擦力差，较大的摩擦力支持制动块，使滑动部件不与制动鼓共同回转，滑动部件对制动鼓起摩擦制动作用，由此对车轮制动，并且即使在高速行驶时由于滑动部件对制动鼓的滑动亦可以对车轮施以非急停程度的制动。而当异常状态的时候，一进行制动操作，由于摩擦力差的逆转，滑动部件与制动鼓共同回转，制动块对滑动部件起摩擦制动作用，并由此对车轮制动，并且即使在高速行走时，由于制动块对滑动部件的滑动，亦可以对本轮施以非急停程度的制动。
根据上述实施的轮毂制动器，采用使上述滑动部件和制动块之间的摩擦系数与滑动部件和制动鼓之间的摩擦系数不同，从而使上述面摩擦力不同的结构，摩擦力差的精度高而且比较容易得到。就是说通过使制动块对滑动部件的压力与滑动部件对制动鼓的压力不同而得到制动块和滑动部件间与滑动部件和制动鼓间的摩擦力的差，这种情况下特别是对于滑动部件与制动鼓的压力由于制作误差和组装误差等等很难做到所期望的那样，因此很难做到高精度的摩擦力差。为此，如采用上述的结构，则要对滑动部件和制动鼓施以表面处理等，由此可以稳定地获得所期望的制动块和滑动部件间与滑动部件和制动鼓间的摩擦系数差。其结果也就比较容易得到较高精度的摩擦力差值。
采用上述滑动部件安装于上述制动鼓的内周面与制动块的外周面之间的结构，可以把滑动部件和制动块置于制动鼓的内侧。
采用上述滑动部件和制动块11之间产生的摩擦力设定的比该滑动部件和制动鼓之间产生的摩擦力小的结构，可以长时期地保持所设定的摩擦力差。也就是说，在正常状态下设定滑动部件和制动块间产生的摩擦力比滑动部件和制动鼓间产生的摩擦力要大，正常操作制动器时，滑动部件和制动鼓之间产生相对滑动，特别是滑动部件容易发生磨损。滑动部件一发生磨损，滑动部件和制动块之间的摩擦力差值和滑动部件和制动鼓之间所设定的值发生变化，设定的摩擦力在早期容易发生变化。为此，如采用上述的结构，对于正常情况下操作制动器时，制动块和滑动部件间发生相对滑动，随着制动器的操作磨损在制动块和滑动部件间产生。这种情况下，即使由于磨损的产生使设定的摩擦力差值发生变化，也容易由制动器的调整来修正这种变化，达到期望的程度。因此，尽管由正常时的制动器操作产生磨损，但也容易长期地确保所定的摩擦力差值。
如采用环状的滑动部件压入到制动器内周面的结构，滑动部件构造简单，可以在发生所定的摩擦力的状态下装配在制动鼓上。就是说，作为滑动部件，在采用在制动鼓的圆周方向上分散配置多个滑动部件的方式时，有必要这样安装，使得利用特别的安装部件将滑动部件压接于制动鼓上。对此，采用上述的结构，仅把滑动部件压入制动鼓就实现了在预定的压接力下将滑动部件安装在制动鼓上。
在第二发明的轮毂制动器的情况下，在异常状态下操作制动器，在制动效果过度现象发生时将制动和轮毂间发生的扭矩设定为前述设定值。这样一来，在正常状态下进行制动操作时，制动块对制动鼓即使有摩擦，两者间也只有比异常状态时的摩擦力要小的摩擦力发生。由此，制动鼓和轮毂之间亦只发生比前述设定值低的扭矩，扭矩限制器装置不产生作用而对车轮实施了制动。而且，即使是在高速行走时，同于制动块对制动鼓产生滑动，因而车轮的制动不至于到急停程度。而在异常状态的时候操作制动器，制动操作力小则制动块和制动鼓间发生的摩擦力小，制动鼓和轮毂间发生的扭矩比前述的设定值小，这时，扭矩限制器装置不产生作用，所以制动块的制动作用传递给轮毂，但是这时由于制动块和制动鼓的摩擦力小，所以不产生过度的制动效果。而当制动操作力加大，制动块与制动鼓之间发生的摩擦力亦变大而使制动鼓与轮毂间产生的扭矩超出前述的设定值时，制动块对制动鼓虽有很强的制动作用，但因扭矩限制器装置的作用使制动块的强制动作用不能传递到轮毂上，故此车轮的制动效果不是急停的程度。
采用上述扭矩限制器是由摩擦板和作用于该摩擦板和作用于该摩擦板上的弹簧组成，制动鼓和轮毂之间至少在一方的侧面上，只能自由滑动地安装上述摩擦板，在另一方侧面上由前述弹簧将此摩擦板压在其上的结构时，扭矩限制器装置可以比较细微调节地设定作用扭矩。就是说，采用啮合式的扭矩限制器装置。由于脱离啮合，扭矩限制器装置产生作用，因此作为起预定作用的扭矩值可以设定的设定扭矩值是间隔较大地分散存在的。与此相反，如采用上述的结构，扭矩限制器装置是摩擦式的，由于滑动而使扭矩限制装置发生作用。由此，作为起预定作用的扭矩值可以设定的设定扭矩值是小间隔存在的。
采用如下方式连动连接于制动鼓31的环形件和上述摩擦板，以此摩擦板为内侧，在该轮毂的一端部内，可以相对自由转动地嵌入环形件，而只可相对滑动地嵌入上述摩擦板，同时由于比摩擦板更靠近轮毂的弹簧的作用，摩擦板被压在环形件上，则阻滞扭矩限制器装置置于轮毂的内侧。
第一发明的轮毂制动器，由于在制动块和制动鼓之间装的滑动部件的作用；分别在开头记述了的异常状态下也不产生过度的制动效果，由此，第一及第二发明的不论哪一种轮毂制动器，都不仅在正常时而且在异常时也不产生过度的制动效果。而且，在第一发明的轮毂制动的情况下，在制动块和制动鼓之间只介装滑动部件就可以了，而在第二发明的轮毂制动器中在制动鼓和轮毂这间只介装扭矩限制器装置就可以了，因此，不论是根据第一发明还是第二发明的轮毂制动器，与已有的技术相比都可做到小型化并易于装配在车体上。
采用使上述滑动部件和制动块之间的摩擦系数与滑动部件和制动鼓之间的摩擦系数的不同，从而使上述两摩擦力不同的结构，摩擦力差的精度较高且稳定，并且比较容易得到防止制动器过度有效的、精度高、可靠性亦高并且价格比较便宜的制动器。
采用上述滑动部件安装于上述制动鼓的内周面与制动块的外周面之间的结构，可以将滑动部件及制动块置于制动鼓之内，因此可以得到更容易装配的比较小型的能防止过度有效的制动器。
采用上述滑动部件和制动块11之间产生的摩擦力设定的比该滑动部件和制动鼓之间产生的摩擦力小的结构，可以长时期地得到所定的设定摩擦力差，因此，防止制动器的过度有效的机能可以长期地保持较高的可靠性。
采用环状的滑动部件压入到制动器内周面的结构，只将滑动部件压接就可得到所定的摩擦力差，由此能得到可以防止制动器过度有效的轮毂制动器，且结构简单价格便宜。
采用上述扭矩限制器是由摩擦板和作用于该摩擦板上的弹簧组成，制动鼓和轮毂之中至少在一方的侧面上，只能自由滑动地安装上述摩擦板，在另一方侧面上由前述弹簧将此摩擦板压在其上的结构，使扭矩限制器装置发生作用而设定的扭矩可以在比较小的间隔设定，所以当在异常状态下扭矩限制器装置起作用时的制动力会如设计的那样达到较高的精度，从扭矩限制器的动作面也可以较高精度地防止制动器的过度效果。
采用如下方式连动连接于制动鼓31的环形件和上述摩擦板以此摩擦板为内侧，在该轮毂的一端部内，可以相对自由转动地嵌入环形件，而只可相对滑动地嵌入上述摩擦板，同时由于比摩擦板更靠近轮毂的弹簧的作用，摩擦板被压在环形件上，则可以将扭矩限制器装置内装于轮毂里，由于扭矩限制器的装着空间小而可小型化。
图1是自行车前轮用轮毂制动器整体侧视图；图2是自行车前轮用轮毂制动器整体正视图；图3是制动器操作部件安装部的侧视图；图4是自行车前轮用轮毂制动器的截面图；图5是制动器脱开状态说明图；图6是制动器进入制动状态说明图；图7是滑动部件的部分切槽状态的立体图；图8是制动力说明图；图9是自行车前轮用轮毂制动器截面图；图10是制动器脱开状态说明图；图11是制动力说明图；图12是其它实施的扭矩限制器装置的截面图；图13是以前制动器的制动力说明图。
符号说明如下5是操作部件；7是轮毂；
10，31是制动鼓；10a是内周面；11是制动块；14是滑动部件；40、80是扭矩限制器装置；41、81是环状件；42、82是摩擦板；43、84是弹簧；F1、F2是摩擦力。
如图1及图2所示，将固定部件2固定于自行车前轮用车叉上，使得在制动反作用力的作用下亦不动，将制动钢丝3的外线装卡在固定部件2所具有的外保持架4上，将内钢丝3a与制动操作件5所具有的钢丝连结件6相连结，内钢丝3a拉紧及松弛的操作使制动操作件5摇动，从而对前轮用轮毂7制动由此对前车轮制动，或对前轮用轮毂7解除制动由此对前车轮解除制动，如此构成了自行车前轮用的轮毂制动器，详细构成如下所述。
固定部件2的构成如下一端具有如图1和图2所示的紧固条夹8，另一端具有如图4所示的装接轴毂2a，由此可固定于前轮用车叉1上。也就是，装接轴毂2a外嵌于轮毂轴9，将固定部件2的另一端通过轮毂轴9被支承于前轮用车叉上，紧固条夹8紧固于前轮用车叉1上，使固定部件2这样连接，使得它相对于前轮用车叉1在轮毂轴9的轴芯旋转情况下并不产生回转，由此，装接轴毂2a装接在轮毂轴9上，紧固条夹8与前轮用车叉1相连接，由此将固定部件2固定在前轮用车叉1上，使得在制动反力作用下也不动。
如图4所明示的那样，使制动鼓10与前轮用轮毂7的一个端侧形成一个整体，使制动鼓10和前轮用轮毂7相连接，形成整体旋转。
如图4及图5所示，制动鼓10的内周面10a和前述制动操作件5的操作凸轮部5a之间，在制动鼓10的圆周上分散着多个制动块11，在各个制动块11的内周面一侧，每2个一组在制动鼓的周向上分散配置了许多滚子12，这些滚子12的配置间隔为设定的间隔，并且为了抑制滚子12偏离制动鼓的周向设置了滚子保持架13，在制动块11的外周面一侧设置着环状的滑动部件14。
制动操作件5由5a和5b构成，如图4及图5所示，前述操作凸轮部5a可回转地外嵌于球压15及球压固定螺母16上，操作臂5b从该操作凸轮部5a可成一体回转地延出，延出端穿过如图3所示的固定部件2和防水罩17的贯穿孔，在比固定部件2更靠车体横向外侧的位置与前述钢丝连接件6相连结，由前述内钢丝3a的拉紧操作力，围绕轮毂轴9的轴芯从OFF位置向进入制动的ON方向摇动，又由回复弹簧19的作用复归回脱离制动的OFF位置，回复弹簧19位于上述防水罩17和装饰罩18之间，安装在前述装接轴毂2a上，其一端连接在钢丝连接件6上。如图6所示，制动操作件5从不制动的位置OFF向进入制动的方向ON-摇动时，操作凸轮部5a所具备的多个进入操作的凸轮面5c分别对接于多个滚子12，将滚子12从滚子保持架13压向保持架外的周面侧，并将制动块11压向制动鼓10，由这样的操作方式，制动操作件5总是把制动块11压向滑动部件14的内周面14a，而滑动部件14压向制动鼓10的内侧。此时，制动鼓10的回动力作用于制动块11及滚子12上，然而如图3及图4所示，从滚子保持架13延出并贯穿于固定部件2及防水罩17的滚子保持架固定销20在固定部件2的如图3所示的销孔2b的端部与固定部件2相接，固定部件2通过滚子保持架固定销20、滚子保持架13来支持滚子12，并且，绕过所有制动块11的压簧21将制动块11压向滚子12，因此滚子12的一部份陷入制动块11内周面侧的凹入部11a处，对制动块11起止动作用，滚子保持架固定销20可在销孔2b的内部反抗回复弹簧22的作用，在其行程范围内移动，滚子12和制动块11也可随着制动鼓10的回动而在上述行程范围内移动，但不进行超出以上范围的移动，因而利用制动块11的制动作用是可能的。这种状态如图5所示，将制动操作件5返回到停止制动的位置OFF处，操作凸轮部5a具有的多个切下的凹入部5d与多个滚子12对接，由于制动块压簧21所给的作用，滚子12向滚子保持架13方向回移，制动块11可以离开滑动部件14，由此，制动操作件5将制动块11返回到解除对滑动部件14压接的位置。
前述滑动部件14针对制动块11和制动鼓10形成其它一些形状可滑动地嵌入到制动鼓10处。在滑动部件14向着制动块11的内周面侧上形成有图7所示那样的润滑脂槽23，并在滑动部件14和制动块11之间，将制动润滑脂装入前述润滑脂槽23内。使得制动块11对滑动部件14在制动润滑脂存在的状态下起摩擦制动作用。
用铬钼钢作成制动块11，用炭素钢作成滑动部件14，用铝合金作成制动鼓10。将滑动部件14压入制动鼓10，使之与制动鼓10的内周面10a之间容易得到比较高的摩擦力，同时，在滑动部件14与制动鼓10接触的外周面上为使摩擦系数稳定，涂一层固体润滑剂24，例如，硬质镀铬或二硫化钼。制动润滑脂存在条件下的制动块11和滑动部件14间的摩擦系数f1，制动润滑脂用尽条件下的制动块11和滑动部件14间的摩擦系数f3，滑动部件14和制动鼓10之间的摩擦系数f2三者之间的关系设定为摩擦系数f1＜摩擦系数f2＜摩擦系数f3由此，制动润滑脂存在着的制动块11和滑动部件14其接触的场合有制动润滑脂介于其间，此时，制动块11和滑动部件14间发生的摩擦力F1、滑动部件14和制动鼓10间发生的摩擦力F2之间的关系设定为摩擦力F1＜摩擦力F2进而，在制动润滑脂用尽，制动块11与滑动部件14之间没有制动润滑脂的介入而直接接触的情况下，制动块11与滑动部件14间摩擦力由于润滑脂的用尽变成了比摩擦力F1更强的摩擦力F3，该摩擦力F3和滑动部件14与制动鼓之间发生的前述摩擦力F2之间的关系设定为摩擦力F2＜摩擦力F3即，将前述摩擦力F1，F2，F3的大小关系设定为摩擦力F1＜摩擦力F2＜摩擦力F3总之，制动钢丝3的内钢丝3a进行松缓操作则使制动操作件5在回复弹簧19的作用下回到脱离制动的位置OFF处，制动操作件5依靠制动块压簧21的操作力将滚子12及制动块11返回到滚子保持架13一侧，由此，制动块11脱离开滑动部件14，制动器停止制动。
制动钢丝3的内钢丝3a拉紧时，制动操作件5以停止制动的OFF位置向进入制动的方向ON摇动，制动操作件5靠操作凸轮部5a通过滚子12将制动块11压接于滑动部件14上。此时，若制动润滑脂存在，则制动块11和滑动部件14间的摩擦力F1要比滑动部件14和制动鼓10间的摩擦力F2要小，因此滑动部件14和制动鼓10共同回转，制动块11通过滑动部件14对制动鼓10起制动作用，从而对前轮实施制动。制动润滑脂一用尽，制动块11和滑动部件14间的摩擦力F3就要比滑动部件14和制动鼓10间的摩擦力F2大，制动块11对滑动部件14的摩擦支持使其不与制动鼓10共同回转，滑动部件14给予制动鼓10摩擦制动力，由此对前轮实施制动。这样即使润滑脂没有了，也可以实现不发生制动效果过度的制动操作。
也就是如图8所示那样，不论是制动润滑脂存在还是不存在，随着内钢丝3a的拉紧操作行程S增加，制动操作件5使制动块11压接于滑动部件14的操作力由于凸轮面5C的倾斜面渐入的作用而增大，从而，作用于前车轮的制动力B亦增大；制动润滑脂存在时，由于制动块11和滑动部件14间的摩擦力F1而产生制动力B，所以制动力B沿制动力线B2增大，内钢丝3a在界限之内的拉紧操作可得到的最大制动力一直增大到BX2。而当制动润滑脂用尽时，由滑动部件14和制动鼓10间的摩擦力F2而产生制动力B，同时由于该摩擦力F2比前述摩擦力F1大，所以此时的制动力B沿制动力线B1增大，内钢丝3a在界限之内的拉紧操作可得到的最大制动力一直增大到BX1。由于前述摩擦力F2比F1大，所以前述最大制动力BX1比前述最大制动力BX2大。在滑动部件14不存在，制动块11对制动鼓10直接起制动作用的情况下，没有制动润滑脂时，制动块11以前述摩擦力F3对制动鼓10直接起制动作用，因此，随着内钢丝3a的拉紧操作行程S的增多，制动力B沿制动线B3增大，内钢丝3a在界限之内的拉紧操作使制动力B最大可达BX3。此时的最大制动力BX3根据前述摩擦力F3和F2的大小关系，是比前述最大制动力BX1还大的制动力。因此，在发生润滑脂用尽的情况下，用内钢丝3a在界限内操作来实施制动的操作也只能得到比前述最大制动力BX3低的最大制动力BX1，该最大制动力BX1根据前述摩擦力F2的设定而设定为不发生过度有效制动的制动力值。
实际上，实施制动操作中作为前述最大制动力BX1，其轮胎切向力约为45公斤，作为前述最大制动力BX2，其轮胎的切向力约为35公斤。
如图4及图5所示，球体61装入制动鼓10的安装孔内，在制动鼓10的外周侧用安装螺钉62固定压制球体的弹簧63，使该球体61压在滑动部件14外周面上，并在滑动部件14的外周面侧沿滑动部件14的圆周方向上分散配置形成有多个如图7所示的切入槽64，由此构成报知装置60。
也就是在滑动部件14与制动鼓10一体回转的情况下，球体61相对滑动部件14没有回转移动故没有发音作用，报知装置60处于非动作状态。制动润滑脂用尽后，滑动部件14与制动鼓10之间发生滑动，制动鼓10与滑动部件14相对转动时，制动鼓10一边保持着球体61一边相对于滑动部件14转动，由此，球体61在滑动部件14的外周侧沿其圆周方向移动，并通过滑动部件14上的切入槽64。于是，当球体61通过切入槽64的时候，由于球体压制弹簧63的压下作用而落入切入槽64，与滑动部件14相撞，此时发出球体61与滑动部件14的相撞声音。由此，报知装置成动作状态，由球体61与滑动部件14的相撞声音可知润滑脂用尽了。
上述轮毂制动器的情况下，滑动部件14及制动块11位于制动鼓10的内侧，所以制动器整体可小型化。由此，安装时有必要的空间和操作面等，使得向自行车用车体上的安装简单易行。可用外装式取代这种内装式，将制动块做成皮带式的，把制动块及滑动部件配置于制动鼓的外侧，即可构成外装式。
在上述轮毂制动器的情况下，滑动部件如上述实施例中所述是环状的，所以只需压入制动鼓，即使不具备特别的安装部件和压接操作部件也可以通过压接安装得到对制动鼓所定的摩擦力。因此，从滑动部件的安装结构来说是有利于制动器结构简单化的。也可以取代该环状的滑动部件，采用在制动鼓的圆周方向分散配置多个滑动部件的方式。
下面说明第二发明的自行车用轮毂制动器。
自行车用前轮用的轮毂制动器其构造如图9所示，该轮毂制动器由下列部件构成在自行车前轮用轮毂7的一端侧上配置的制动鼓31、与图2～图5所示轮毂制动器中相同的制动块11、滚子12、滚子保持架13、制动操作件5、具有固定部件2等的制动器本体30，以及安装在该制动器本体30的前述制动鼓31和前述前轮用轮毂7之间的使制动鼓31连接于前轮用轮毂7使两者可以一体回转的扭矩限制器装置40。
前述制动器本体30的构成如图9及图10所示。
就是说，放松制动钢丝3的内钢丝3a时，制动操作件5在回复弹簧19的作用下回到停止制动的位置OFF处，此时，制动操作件5的多个切入凹部5d分别对应多个滚子12，制动块压簧21把滚子12及制动块11压回到滚子保持架13上。由此，制动块11脱离开制动鼓31的内周面31a，从而解除了对制动鼓31的制动作用。
拉紧制动钢丝3的内钢丝3a时，制动操作件5从停止制动位置OFF向进入制动的ON方向绕轮毂轴9的轴芯摆动，此时制动操作件5的操作凸轮部5a所具备的多个操作凸面5C分别与多个滚子12相对接，把滚子口从滚子保持架13向其外周面方向推压，由此，制动操作件5通过滚子12使制动块11压接在制动鼓31的内周面31a上。这样，制动块11便对制动鼓31产生摩擦制动作用。
如图9所示，在制动鼓31的朝向制动块11的内周面一侧形成有润滑脂槽23，在制动鼓31与制动块11之间制动润滑脂停留于前述润滑脂槽23中，使得制动块11对制动鼓31在制动润滑脂介在的状态下起摩擦制动作用。
如图9所示，筒状体50在前轮用轮毂7的一端部内侧形成承接球体部50a，将筒状体50的连接部50b以螺纹啮合方式与前轮用轮毂7相连接使其一体回动，其一端侧内嵌于前轮用轮毂7的一端部上的前述筒状体50的另一端部外嵌环状部件41，该环状部件41由筒状体50的止动面50c来限制止挡，摩擦板42内嵌于前轮用轮毂7一端部的前述环状部件41的内侧，同时外嵌于筒状体50，在比该摩擦板42更向内的轮毂7的内侧，在摩擦板42与前轮用轮毂7的端面7a之间配置了外嵌于筒状体50的弹簧43，由此构成前述扭矩限制器装置40。就是说，环状部件41可相对转动地嵌合于轮毂7及筒状体50，而对制动鼓31由于是靠花键部31b与制动鼓31相接合，故对轮毂7是可以相对转动的，而与制动鼓31则一体回转。摩擦板42通过花键部42a与轮毂7接合，并能成一体地回转及相对滑动，摩擦板42与筒状体50也可相对回转及滑动地嵌合着，因此，摩擦板42相对于轮毂7只可能在轮毂轴芯方向产生滑动、并和轮毂7一体回转。弹簧43以轮毂7作反作用力部件把摩擦板42压向环状部件41的侧面41b，轮毂7的转动扭矩由摩擦板42和环状部件41的摩擦可以传递到制动鼓31上，并且轮毂7的回动扭矩一超出由摩擦板42与环状件41间的摩擦系数和弹簧43的压力所决定的设定扭矩T时，摩擦板42和环状部件41就可以相对回转和滑动。
即，在前轮用轮毂的回动扭矩低于设定扭矩T的情况下，扭矩限制器装置40加入运作使制动鼓31和轮毂7摩擦相接，使其一体回转。而当前轮用轮毂7的回动扭矩到达设定扭矩T以上时，扭矩限制器装置40做切断动作使制动鼓31与轮毂7相对回转。
将扭矩限制器装置40定位于轮毂7的一端侧的内部，构成轮毂内装式。这样，轮毂制动器加有扭矩限制器装置亦可小型化，由于有组装所必要的空间和安装面等，可以容易地安装于自行车用车体上。作为这种扭矩限制器装置亦可将摩擦板安装于制动鼓一方而将环状部件安装于轮毂一方来加以实施。
制动器本体30和扭矩限制器40这样构成，使得制动润滑脂存在时，制动块11通过制动润滑脂与制动鼓接触，由制动器本体30可得到图11所示的制动力B2，而在制动润滑脂用尽，制动块11不通过制动润滑脂接触制动鼓31时，由制动器本体30可得到的制动力B与扭矩限制器40的前述设定扭矩T的关系如图11所示。
就是说，制动润滑脂不论是存在还是不存在。随着内钢丝3a的拉紧，操作行程S增加，制动操作件5使制动块11压接在制动鼓31上的操作力由于进入的凸轮倾斜面而增大，从而对前车轮作用的制动力B亦增大，当制动润滑脂存在时，由制动块11和制动鼓31之间的摩擦力而产生制动力B，所以制动力B沿制动力线B2增大，内钢丝3a在界限之内的拉紧操作所能得到的最大制动力一直增大到BX2。而当制动润滑脂用尽的时候，制动块11与制动鼓31之间产生比制动润滑脂存在时要强的摩擦力，由该强摩擦力产生制动力B，所以此时的制动力B沿制动力线B3增大。并且一直增大到由前述设定扭矩T所决定的制动力BX1，其后，虽然随着内钢丝3a的进一步拉紧操作，制动块11对制动鼓31的压接操作力进一步增大，可是由于扭矩限制器装置40的动作，前轮用轮毂7相对制动鼓31滑动和回转，使实际作用于前车轮的制动力到前述制动力BX1为止，不再继续增大。
即，扭矩限制器40不存在而制动润滑脂又用尽的情况下，随着内钢丝3a的拉紧，操作行程增加，实际作用于前车轮的制动力比前述制动力BX1更加增大，内钢丝3a在界限内的拉紧操作可使实际作用于前车轮的制动力B达到最大制动力BX3。然而，由于扭矩限制器装置40的存在，当润滑脂用尽的情况发生时，即使在界限内拉紧内钢丝3a进行制动器操作，作用在前车轮上的也只是比前述最大制动力BX3低的制动力BX1，所以制动器操作不会使制动效果过度。
实际上，在实施中作为前述最大制动力BX1的轮胎切向力约45公斤，作为前述最大制动力BX2的轮胎切向力约75公斤。
如图9所示，在制动鼓31上沿其圆周方向分散配置安装了发音体71，在轮毂7上沿其圆周方向分散配置形成了多个突出条72，由此构成了报知装置70。
就是说，在扭矩限制器装置40不发生作用的情况下，由于摩擦板42与环状部件41的摩擦使制动鼓31和轮毂7一体回转，因此轮毂7相对发音体71没有转动。于是，报知装置70处于非动作状态。扭矩限制器装置40一发生作用，摩擦板42与环状部件41滑动，而制动鼓31和轮毂7相对回转，由此轮毂7相对发音体71做回转移动。于是当突出条72通过发音体71时，发音体71被弹拨振动而发音。这样，报知装置70处于动作状态，根据发音体71发出的声音报知润滑脂已用尽。
作为扭矩限制器装置，也可以采用图12所示结构的扭矩限制器装置80来加以实施。
该扭矩限制器装置80构成如下内装于轮毂7一端侧的环状件81，2块轮毂侧摩擦板82、82，2块制动器侧摩擦板83、83，以及比两摩擦板82、83更加位于轮毂7内侧的盘簧制的弹簧84。
即，环状体81通过球体85，球体承接件86可回转地支承于轮毂轴9上并内嵌于轮毂7的端部且可以相对回转，同时靠花键部81a与制动鼓31一体回转地相连接。轮毂侧摩擦板82靠花键部82a与轮毂7一体回转，并且可在轮毂轴心方向滑动地相连接，制动器侧摩擦板83靠花键部83a与环状件81一体回转，并且可在轮毂轴心方向滑动地相连接。弹簧84从拧在环状件81的端部的弹簧架87获得反作用力，使轮毂侧摩擦板82及制动器侧摩擦板83直接或间接地作用于环状件81的侧面81a上，于是使轮毂摩擦板82和制动器摩擦板83压接，在两摩擦板82与83之间产生摩擦力。
就是说，根据摩擦板82和83的摩擦力强度设定前述的设定扭矩T，在前轮用轮毂7的回转扭矩比设定扭矩值T低的条件下，轮毂7和环状件81靠摩擦板82，83的摩擦力而一体回转。由此，扭矩限制器装置80处于非作用状态，制动鼓31和轮毂一体回转。当前轮用轮毂7的回转扭矩达到设定扭矩T之上时，摩擦板82和83相对滑动，轮毂7和环状件81相对回转。由此扭矩限制器装置80处于作用状态，使制动鼓31与轮毂7相对回转。
作为扭矩限制器装置，可采用如上述各实施例的摩擦式，另外亦可采用啮合式的离合器形式，在利用离合器作用的同时，还要用离合器脱开时的设定扭矩的弹簧来实施啮合。进而，除采用配置于轮毂内部的轮毂内装式而外，还可以采用配置于轮毂外侧的外装式。
上记实施结构中具备有报知装置60或70，根据该报知装置的动作，容易确认润滑脂是否用尽，可以立即供给制动润滑脂使其在正常状态下进行制动操作。然而也可以省略报知装置。
本发明除适用于供给制动润滑脂使用的轮毂制动器之外，也适用于不供给制动润滑脂的轮毂制动器。就是说，不使用润滑脂的制动器情况下，在出现生锈，进入灰尘时，制动块与制动鼓间的摩擦力比没有生锈和进灰尘时的摩擦力要大，往往会出现过度制动的效果。
此外，除开像上述实施例那样靠滚子把制动块压接于制动鼓侧的制动器以外，本发明还适用于靠回转凸轮将一对制动块压接在制动鼓的内侧面上或解除这种压接构成的内扩式制动器。进而也能适用于皮带式制动器。
为方便权利要求范围的各项与图面的对照，标记了编号，虽然记入该编号，但本发明并不限于所示附图的结构。
权利要求
1．一种自行车用轮毂制动器，它包括可与自行车轮毂(7)一体旋转的连接于该自行车轮毂(7)的制动鼓(31)；对该制动鼓(31)起制动作用的制动块(11)；使该制动块(11)压接于前述制动鼓(31)侧的制动操作件(5)；其特征在于，前述制动鼓(31)和轮毂(7)之间安装着扭矩限制器装置(40)、(80)，在制动鼓(31)和轮毂(7)之间的扭矩作用力一超过设定值，在该据矩限制器装置(40)、(80)作用下，前述制动鼓(31)和轮毂(7)便相对回转。
2．如权利要求1记载的自行车用轮毂制动器，其特征在于，前述扭限制器装置(40)、(80)是由摩擦板(42，82)和作用于该摩擦板(42，82)上的弹簧(43，84)组成的，前述制动鼓(31)和轮毂(7)之中至少在一方(7)的侧面上只能自由滑动地安装着前述摩擦板(42，82)，在另一方(31)的侧面上由前述弹簧(43、44)将该摩擦板(42，82)压向该侧面。
3．如权利要求2所记载的自行车用轮毂制动器，其特征在于，连动连接于前述制动鼓(31)的环状件(41，81)和前述摩擦板(42，82)以该摩擦板(42，82)为内侧，在轮毂的一个端部内，可相对自由回转地嵌入前述环状件(41)，且只可自由滑动地嵌入前述摩擦板(42、82)，同时，由于比该摩擦板(42，82)更靠轮毂7内侧安置的弹簧(43，84)的作用，前述摩擦板(42，82)被压在环状件(41，81)上。
全文摘要
制动润滑脂用尽时,制动块和滑动部件14间的摩擦力变得比滑动部件14和制动轮间的摩擦力要大。此时,如实施制动操作,则制动块11利用摩擦支承滑动部件14,使其不再与制动轮10共同回转,由于滑动部件14对制动轮10的摩擦而将制动作用施加在制动轮10上。由此,在制动润滑脂用尽的时候,滑动部件14只产生出比与制动块小的摩擦力,由此摩擦力对制动轮10实施制动,如同制动块11对制动轮10直接起制动作用的场合一样,可以防止制动效果过度。而且,仅由于在制动轮10与制动块11间装备滑动部件14,而实现了小型化。
文档编号B62L5/00GK1290628SQ0011793
公开日2001年4月11日 申请日期2000年6月1日 优先权日1994年6月23日
发明者花田贡 申请人:株式会社岛野