专利名称：自行车用制动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种自行车用的制动装置，更详细地说，是一种在制动杆捏紧过程中，使制动杆的操作力发生较大变化的制动装置。
这种制动装置，如日本专利公报特开平5-16865号所公开的那样，已是一种公知技术。
首先，参照图8对这种公知的制动装置进行说明，制动杆3通过枢轴4可转动地支承在杆托2上，而杆托是固定在把手杆1上的，一端是自由状态的螺旋弹簧21通过螺钉20安装在杆托2上，当捏紧制动杆3地操作时，转过一定行程后，从制动杆3伸出的凸出部分3b就与螺旋弹簧21的自由端接触。
在这种公知的制动装置中，如图9所示，当将制动杆3捏紧到一定程度，使凸出部分3b与螺旋弹簧21接触之后，操作阻力便增大，因而需要大的操作力，而制动杆3的操作行程就由骑车者的感觉来把握。
但是，如图9所示，这种公知的制动装置，在使制动杆3的凸出部分3b与螺旋弹簧21接触的操作点B的前后，只能引起制动杆3的操作力相对于制动力的倾斜坡度有所变化，并不能使整个状况发生变化，因此，对于这一点还有改善的余地。
也就是说，以前的装置，在正常情况下，制动杆的操作行程可以凭感觉来掌握。但是，在遇到紧急情况下，骑车者往往无意识地过分捏紧制动杆，在这种过分捏紧制动杆的瞬间，制动力迅速上升，会形成刹死车轮的危险状态。
本发明是为了克服以前的技术所存在的问题而作出的，其目的是提供一种在无意地过分捏紧制动杆时，能积极防止车轮被刹死，并且正常制动时用较轻的操作力就能安全地进行制动的制动装置。
为了实现上述目的而作出的本发明的制动装置，设有定程装置，它是在由制动片形成的车轮制动力成为某一设定值的设定操作位置上捏紧制动杆时，把阻止车轮制动力向增大侧动作的阻力加到制动杆上，使制动杠不能动作的；在上述设定的操作位置上的制动杆受到大于上述阻力的捏紧力时，使上述定程装置的定程作用解除，能由制动杆的捏紧使车轮制动力增大。
此外，定程装置由加上预载荷的弹性体组成，由这预载荷呈现上述的阻力，并且把这弹性体安装成在捏紧制动杆时，由制动杆和杆托将该弹性体夹住地进行弹性变形的。还设置用于调节上述弹性体上所作用的预载荷的调节构件。
上述弹性体由螺旋弹簧组成，上述的调节构件由螺母构件组成，嵌入在上述螺旋弹簧内的杆状体可自由插入或拔出地穿过杆托，设置在杆状体的一端的与制动杆接触的接触构件和杆托之间，装着上述螺旋弹簧，在穿过上述杆托的杆状体的另一端上，可转动地用螺纹拧紧着螺母构件。
由于具有上述结构的本发明，当车轮制动力成为某一设定值时，阻止制动力增大到该值以上，对制动杆加上大于这设定力的操作力之后，制动力才能从上述设定值再往上增大，因此不仅会出现图9所示的如以前那样的在操作点B前后发生倾斜坡度变化的现象，而且会如图3和图5所示地产生从操作点B到C点增大时只有制动杆的操作力增加，而制动力仍保持P设定值的区域。因此，如果把操作点C的操作力，具体地说，把由定程装置形成的阻力进行合适的设定，就可避免因过分捏紧制动杆时所造成的车轮刹死现象。
特别是在通常的制动操作中，大多数是利用不足以使车轮刹死的制动力来制动的，根据这种现状，如果上述的设定值P比刹死车轮的制动力稍微低一些，这样就可把到操作点B为止的制动杆的操作力大幅度减轻，而且能避免刹死车轮，能安全、轻松地进行制动操作，还可根据需要，用操作点C以上的操作力得到大于设定值P的制动力。
又由于上述的定程装置是由加上预载荷的弹性体所构成的，因此可以把具有复杂作用的定程装置做成结构比较简单的。
还由于弹性体的预载荷是可以调整的，因此，能够适应弹性体老化时引起的弹力变化，各个骑车者可根据握力、将其调整在最合适的状态下加以使用。
由于弹性体是由螺旋弹簧组成，预载荷调节构件是由螺母构件构成，嵌入螺旋弹簧内的杆状体是可自由插入和拔出地穿过杆托，螺旋弹簧是安装在杆状体一端所设置的与制动杆相接触的接触构件和杆托之间，穿过杆托的杆状体另一端上，可转动地用螺纹拧紧着螺母构件，因此，其结构简单，整个机构能紧凑地组装在杆托上。
如上所述，本发明的制动装置，可以避免车轮的刹死，同时又能实现安全轻松地操作。
此外，预载荷的值可以调节，因此可在适于各个骑车者的最佳状态下使用。
另外，其结构非常简单，整个机构能紧凑地组装在杆托上。
下面参照附图进一步地描述本发明的较佳实施例，以使本发明的特征，优点更加显而易见，图中
图1是表示自行车用制动装置的第一实施例的局部剖切正视图；图2同样是表示第一实施例的局部剖切的正视图；图3是表示第一实施例的制动性能的曲线图；图4是表示第二实施例的局部剖切的正视图；图5是表示第二实施例的制动性能的曲线图；图6是表示另一实施例的局部剖切的正视图；图7是表示再一实施例的局部剖切的正视图；图8是表示现有的制动装置的局部剖切的正视图；图9是表示现有的制动装置制动性能的曲线图。
下面，参照着图1来说明本发明的自行车用制动装置的第一实施例。制动杆用的杆托2被固定在把手杆1上，用枢轴4把制动杆3可转动地支承在杆托2上。在比枢轴4更靠近制动杆3的手柄3a的一侧上，可转动地安装着安装件6a，安装件6a是用来安装制动钢丝5的内线5a的一端的，另一方面，外线5b的安装件6b由螺纹拧紧在杆托2的侧面上。
通常，装内线用的安装件6a上所装的内线5a的另一端与悬臂制动器7联动地连结着，当握住制动杆3的手柄部3a、捏紧制动杆3时，使悬臂制动器7的制动片8挤压在后车轮9的轮缘两侧，对后车轮9进行制动。此后，在将制动杆3放开时，与以前的制动装置一样，依靠悬臂制动器7一侧所设置的图中没表示的复位弹簧和制动杆3一侧所设置的复位弹簧等的作用，使制动杆3依靠弹性回复到原来的位置上。
杆托2上成一体地形成有底的筒状体2a，一端刻有阳螺纹的杆状体10置于该筒状体2a内。该杆状体10的阳螺纹部穿过在筒状体2a的底部所设置的通孔并伸到外侧，螺母件11与该阳螺纹部的螺纹接合着。杆状体10的另一端上成一体地形成凸缘10a，由耐磨性材料制作的接触构件12固定在该凸缘10a上，外嵌的螺旋弹簧13在压缩状态下被安装在凸缘10a与筒状体2a底部之间，把接触构件12弹向筒状体2a的开口部一侧。
另一方面，在上述制动杆3上，在以枢轴4为中心的手柄部3a的相反一侧上，成一体地伸出挤压用的伸出部分3b，当握住制动杆3捏紧时，制动杆3转动一定的行程后，该伸出部分3b与上述接触构件12相接触，就阻止制动杆3的上述以外的回转操作。
于是，如下详述的那样，在由杆状体10及螺旋弹簧13等构成的定程器装置14的作用下，暂时阻止制动杆3的转动。
下面，说明第一实施例的作用，当与通常的制动装置一样地握住制动杆3的手柄部3a捏紧时，通过内线5a将操作力传递给悬臂制动器7，使制动片8向后车轮9的轮缘侧移动。
最初，在所谓的空载捏紧状态下，直到制动片8与轮缘接触之前这段时间，几乎不需要操作力。但如图3所示，从制动片8与轮缘接触的操作点A开始，操作力逐渐增加，制动力也与该操作力成比例地变大。当进一步捏紧制动杆3时，制动杆3的伸出部分3b与定程装置14的接触构件12接触，如图3所示，操作点移至B点。
由于上述螺旋弹簧13不是以完全伸展的自由状态安装的，而是以3-8千克力左右的预压力下安装的，因此，从操作点B的位置开始，即使进一步捏紧制动杆3，也仅仅是操作力单独增加，不使制动杆3转动，由此，使制动力处于恒值状态。进一步给制动杆3增加操作力、克服螺旋弹簧13的预压力到操作点C时，如图2所示，使夹在制动杆3的伸出部分3b与杆托2侧面上的筒状体2a的底部间的螺旋弹簧13弹性变形，使制动杆3再次开始转动。此后，制动力又与操作力的增加成比例地增大，直到行程末端D。
也就是说，在由制动片8产生的制动力变为特定的设定值P所对应的设定操作位置B之前，捏紧制动杆3时，由于定程装置14的作用，增大的制动力不会大于这个设定值P。但此后，只要将克服螺旋弹簧13预压力的操作力施加给制动杆3时，螺旋弹簧13才开始产生弹性挠曲变形，换言之，定程装置14的定程作用被解除，使制动力增加到设定值P以上。
在这种场合下，当将上述设定值P设定成比刹紧车轮9的刹紧制动值Q稍低一些时，就可以将制动杆3的操作设计成非常轻松地操作。
更详细地说，制动杆3以能够尽可能轻松操作的为好，但是，一味追求尽可能轻松，在紧急场合下无意识过强地捏紧制动杆时，就会一下子使制动力大于刹紧制动值Q，形成很危险的状态。
这一点，在本发明的制动装置中，由于有图3的、从操作点B到操作点C所示的、制动力维持在设定值P，只增大制动杆3的操作力的区域，因而通过将设定值P设计在稍低于刹紧制动值Q、而且通过合适地设定预压力值，可使从操作点A到操作点B的制动杆3操作力大幅度减轻，也能够防止使制动力一下子上升到刹紧制动值Q。
通常，由于普遍使用未满刹紧制动值Q的制动力来制动，因而实际上就可以进行安全的制动操作。不过，也可根据情况不同，在要求大于刹紧制动值Q的制动力的情况下，虽然需要大一点的操作力，若将操作点C以上的操作力施加给制动杆，就能确实得到大于刹紧制动值Q的制动力。
刹紧制动值Q取决于骑自行车者的体格、特别是体重，对此，可根据增加或减少制动线5的张力来进行调节，或者准备几根如供小孩、大人、妇女使用的，弹性系数和长度不同的螺旋弹簧13，从中进行适当地选择，以达到相应的要求。
此外，上述螺旋弹簧13上预先施加的预压力值，通常是3-8千克力左右，这个预压力值也取决于骑车者的握力，通过调节螺母构件11，可以将预压力值调节成适于各个骑车者的值，还可以根据不同情况选择合适的螺旋弹簧13来替换。
下面，参照图4来说明第二实施例。
与第一实施例相同，杆托2固定在把手柄1上，制动杆3由枢轴4可转动地支承着。装内线5a用的安装构件6a可转动地安装在较制动杆3的枢轴4更靠近手柄部3a一侧，外线5b的安装构件6b用螺纹拧紧在杆托2的一侧上，与第一实施例一样，制动杆3通过内线5a与图中没表示的悬臂制动器联动地连接在一起，捏紧制动杆3时便可实现制动。
第二实施例与第一实施例的不同点在于定程装置14的具体结构，即在比制动杆3的枢轴4更靠近把手柄1的位置上，在杆托2上固定另一枢轴15，摆动臂16可自由转动地安装在枢轴15上。转动滚子16a可自由转动地安装在摆动臂16的自由端，扭转螺旋弹簧17安装在摆动臂16和杆托2之间，借助于弹簧17的弹性作用，使转动滚子16a经常与制动杆3的内侧面接触着。另一方面，在制动杆3的内侧面，形成具有定程台阶部18a的凸轮面18。由凸轮面18、摆动臂16、转动滚子16a以及弹簧17等构成了定程装置14。
第二个实施例如图5所示，在从空载捏紧后的操作点A到设定操作位置B之间，与第一实施例相同，制动力与操作力的增加成比例地增大。设定操作位置B随着对制动杆3的捏紧，转动滚子16a在制动杆3的凸轮面18上相对转动，如图4的双点划线所示，转动滚子16a进入凸轮面18的定程台阶部分18a中。当转动滚子16a进入定程台阶部分18a中时，即使再继续捏紧制动杆3，制动杆3也不转动，只是使操作力增加，制动力却仍维持在设定值P上。
此后，再增加操作力，直到操作点C之前时，如图4的双点划线所示，转动滚子16a就从定程台阶部分18a出来，直到行程末端D为至，在第二实施例中，由转动滚子16a及凸轮面18等所构成的定程装置14的作用也和第一实施例相同。
但是，这两个实施例也有些不同之处，在第一实施例中，从图3可以明显地看出，行程末端D的操作力大于操作点C的操作力，还由于从操作点C到行程末端D之间、需有使螺旋弹簧13产生弹性变形的力，因此，与从操作点A到设定操作位置B之间的倾斜的坡度相比，从操作点C至行程末端D间的倾斜坡度更平缓一些。
对比之下，在第二实施例中，转动滚子16a越过凸轮面18的定程台阶部分18a时，弹簧17稍微有点影响，对制动杆3的捏紧不会形成大的阻力，从图5可明显地看出，从操作点A到设定位置B之间的倾斜坡度与从操作点C到行程末端的倾斜坡度基本相同，而且，几乎在同一线上。根据设定的转动滚子16a和定程台阶部分18a产生的阻力，如图5所示，可以使行程末端D的操作力小于操作点C的操作力。
以上，对第一和第二实施例的具体结构进行了说明，而在实际的实施中，还可以考虑其它种种改变，下面叙述其中一个例子。
虽然在对实施例的说明中，把悬臂制动器7作为一个例子进行说明，但这并不构成对制动器的特殊限定，还可利用手动制动器和倒轮制动器或其它各种制动器来实施。
在第一实施例中，用相同的材料将筒状体2a与杆托2做成一体，但也可将筒状体2a与杆托2做成分体形式。并且可在形成分体形式的基础上，使筒状体2a能相对于托架2滑动，而且能自由地固定，还可做成能改变到操作点B之前的制动杆3的行程。此外，作为弹性体13，也不限于螺旋弹簧，可用通常的橡胶，或者橡胶与弹簧组合的等等，可考虑各种变更。
在第二实施例中，除了转动滚子16a及定程台阶部分18a以外，也可利用如弹性地可自由伸缩的凸出部分等，可以用临时地对制动杆3产生阻力的各种结构。
此外，具有与图3所示的与第一实施例相同的制动性能的定程装置14，也可以考虑采用图6及图7所示的结构。
也就是说，如图6所示，制动杆3用枢轴4可转动地支承在杆托2上，在制动杆3的枢轴4附近，形成与这制动杆3成一体的凸轮面22。该凸轮面22由以枢轴4为中心、有一定半径R的圆弧状第一凸轮面22a和具有比一定半径R还长的距离、并逐渐使这距离变长的渐开线曲线状的第三凸轮面22c、和连结这两个凸轮面22a、22c的突起状的第二凸轮面22b组成。
摆动构件24由与制动杆3的枢轴4不同的另一个枢轴23可转动地支承在上述杆托2上，外线5b安装在安装构件6b上，安装构件6b用螺纹拧紧在这摆动构件24上，由外线5b的反作用力可使摆动构件24以枢轴23为中心、在上述凸轮面22的侧面上摆动。作为与上述凸轮面22接触的凸轮从动件的滚子24a可转动地支承在摆动构件24上，设有滚子24a的摆动构件24、上述凸轮面22以及使摆动构件24摆动的外线5b等构成定程装置14。
在这个实施例中，当处在所谓的空载捏紧状态时，从制动片8与轮缘相接触的操作点A开始，使操作力逐渐增加的过程中，滚子24a与凸轮面22的第一凸轮面22a相接触，特别是，摆动构件24不摆动地随着制动杆3捏紧操作力的增大，制动力成比例地增加。当继续捏紧制动杆3时，滚子24a与制动杆3上形成的第二凸轮面22b相接触，到达图3所示的操作点B。
由于可转动地支承着滚子24a的摆动构件24上，由外线5b反作用力的作用，在凸轮面22的侧面上作用着使其摆动的预载荷，而且，由于第二凸轮面22b是从第一凸轮面22a开始急剧地向外突出的形状，因此，从操作点B的位置开始，即使继续捏紧制动杆3，也只增加操作力，不使制动杆3转动，由此，使制动力处于恒定不变的状态。对制动杆3增加操作力，使滚子24a越过第二凸轮面22b的顶点时，即到达如图3所示的操作点C时，与制动杆3开始转动的同时，第三凸轮面22c通过滚子24a，使摆动构件24朝着与制动杆3相反的方向转动，最终到达行程末端D。
此外，如图7所示，制动杆3由枢轴4a可转动地支承在杆托2上，枢轴4a装入杆托2上开设的长孔2b中，并可沿着该长孔2b移动，由螺旋弹簧25沿图中箭头所示方向对枢轴4a弹性作用。而且，在制动杆3的侧面，在杆托2上形成有凹槽部2c，销3c能与该凹槽2c结合并向外凸出地设置，凹槽部2c、销3c、长孔2b、枢轴4a等构成定程装置14。
在这实施例中，当处在所谓的空载捏紧状态时，从制动片8与轮缘相接触的操作点A开始，逐渐增加操作力，期间，制动杆3以枢轴4a为中心转动，制动力与制动杆3的捏紧成比例地增大。继续捏紧制动杆3时，制动杆3上凸出设置的销3c与杆托2的凹槽部2c结合，到达如图3所示的点B。
于是，正以枢轴4a为中心转动的制动杆3，迅速变成以销3c为中心地转动，杆比发生大幅度地变化，就需要较大的操作力。因此，从这操作点B的位置开始，即使再捏紧制动杆3，也只是使操作力增加，制动杆3并不转动，使制动力处于恒定的状态。在这种情况下，由于对枢轴4a弹性作用的螺旋弹簧25上有预载荷作用，因此，需要更大的操作力来操作，特别是即使在弹簧上没加预载荷，由于杆比的大幅度变化，也可以达到所要求的目的。
此后，继续增加作用于制动杆3的操作力而到达操作点C时，制动杆3以销3c为中心，并且枢轴4a也一起随着开始转动地到达行程末端D处。
这样，如图6及图7所示的定程装置14能具有图3所示的制动性能，此外也可采用其它各种结构。
在权利要求书的各项权利要求中，为了方便，使用与附图所对应的序号做标记，但是，本发明并不局限于这些附图的结构。
权利要求
1.一种自行车用制动装置，其特征在于设有定程装置(14)，它是在由制动片(8)形成的车轮制动力成为某一设定值(P)的操作位置(B)上捏紧制动杆(3)时，把阻止车轮制动力向增大侧动作的阻力加到制动杆(3)上，使制动杆(3)不能动作的；在上述设定的操作位置(B)上的制动杆(3)受到大于上述阻力的捏紧力时，使上述定程装置(14)的定程作用解除，能由制动杆(3)的捏紧使车轮制动力增大。
2.如权利要求1所述的自行车用制动装置，其特征在于，上述的定程装置(14)由加上预载荷的弹性体(13)组成，由这预载荷呈现上述的阻力，并且，将这弹性体安装成在捏紧制动杆(3)时，由制动杆(3)和杆托(2)将这弹性体(13)夹住地进行弹性变形。
3.如权利要求2所述的自行车用制动装置，其特征在于，还设置着用于调节上述弹性体(13)上所作用的预载荷的调节构件(11)。
4.如权利要求3所述的自行车用制动装置，其特征在于上述的弹性体由螺旋弹簧(13)组成，上述的调节构件由螺母构件(11)组成，嵌入在上述螺旋弹簧(13)内的杆状体(10)可自由插入或拔出地穿过杆托(2)，设置在该杆状体(10)的一端的与制动杆(3)相接触的接触构件(12)和杆托(2)之间，装着螺旋弹簧(13)，在穿过上述杆托(2)的杆状体(10)的另一端上，可转动地用螺纹拧紧着螺母构件(11)。
全文摘要
本发明提供一种在紧急情况下，骑车者无意识地强力捏紧制动杆时仍能防止刹死车轮、轻松又安全地进行正常制动的自行车用制动装置。它设有定程装置，该装置的作用是在由制动片形成的车轮制动力为设定值的设定操作位置上捏紧制动杆时，把阻止车轮制动力向增大侧动作的阻力加到制动杆上，使其不能动作；当比上述阻力大的捏紧力加在设定操作位置上的制动杆上时，使定程装置的定程作用解除，就能把制动杆捏紧而增大制动力。
文档编号B62K23/00GK1135989SQ95107199
公开日1996年11月20日 申请日期1995年5月18日 优先权日1995年5月18日
发明者冈岛伸平, 杉本雅则, 山下和久 申请人:株式会社岛野