技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及制動(dòng)系統(tǒng)，并且更具體地說(shuō)，涉及如用于自行車(chē)的輪圈制動(dòng)器。

背景技術(shù)：

自行車(chē)通常采用三種不同的制動(dòng)器中的一種。這些制動(dòng)器的相對(duì)普及主要基于它們所附接的自行車(chē)的類(lèi)型。城市自行車(chē)通常使用內(nèi)齒輪轂，在后輪中具有倒輪式制動(dòng)器并且在前輪中具有輪圈制動(dòng)器。山地車(chē)通常具有盤(pán)式制動(dòng)器，并且公路和鐵人三項(xiàng)賽式自行車(chē)通常具有輪圈制動(dòng)器，這是因?yàn)檩喨χ苿?dòng)器是輕質(zhì)且氣動(dòng)的。

市場(chǎng)上存在兩種流行的不同的輪圈制動(dòng)器。第一種是兩柱式制動(dòng)器并且第二種是單樞軸式制動(dòng)器。兩柱式制動(dòng)器通常具有位于左臂和第二臂之間的齒輪連接件，該齒輪連接件連接兩個(gè)臂并且將設(shè)備減小到一個(gè)自由度。兩柱式制動(dòng)器的缺點(diǎn)是每個(gè)制動(dòng)臂的不同襯墊路徑。這種制動(dòng)器也比單樞軸式制動(dòng)器重，這是因?yàn)樗哂懈嗟牟考⑶颐總€(gè)部件均需要是高強(qiáng)度的以便處理高制動(dòng)負(fù)載。單樞軸式制動(dòng)器的唯一缺點(diǎn)是由每個(gè)臂經(jīng)受的不同摩擦和來(lái)自鋼索的不對(duì)稱(chēng)的側(cè)負(fù)載造成的不對(duì)稱(chēng)的襯墊運(yùn)動(dòng)。這些制動(dòng)器具有兩個(gè)自由度以及用于每個(gè)臂的彈簧以將每個(gè)臂推回到外部位置。如果比彈簧的預(yù)負(fù)載高的側(cè)負(fù)載被施加在一個(gè)臂上，那么附接到該臂的制動(dòng)襯墊將始終接觸輪圈。

本發(fā)明向自行車(chē)提供輪圈制動(dòng)器，該輪圈制動(dòng)器不重或復(fù)雜并且具有合適的性能特性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

考慮到對(duì)于改進(jìn)的制動(dòng)設(shè)備并且具體地對(duì)以總體人類(lèi)工程學(xué)包裝設(shè)置的設(shè)備的當(dāng)前需要，提出各種示例性實(shí)施方式的簡(jiǎn)要概要。在下列概要中可以進(jìn)行一些簡(jiǎn)化和省略，旨在突出和介紹各種示例性實(shí)施方式的一些方面，但是不會(huì)限制本發(fā)明的范圍。足以允許本領(lǐng)域技術(shù)人員形成和使用發(fā)明概念的優(yōu)選的示例性實(shí)施方式的詳細(xì)描述將在后續(xù)部分中呈現(xiàn)，但是應(yīng)該理解的是，通過(guò)本發(fā)明設(shè)想到這些概念的微小變化。

本發(fā)明試圖消除單樞軸式制動(dòng)器的該唯一缺點(diǎn)并且確保兩個(gè)制動(dòng)襯墊同步移動(dòng)。在現(xiàn)有技術(shù)裝置中，因?yàn)樵谥苿?dòng)臂的每個(gè)連接件中并不始終具有相同的摩擦，因此一個(gè)臂傾向于移動(dòng)直到它接觸輪圈，并且然后另一個(gè)襯墊移動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明的同步連桿機(jī)構(gòu)確保兩個(gè)襯墊同時(shí)移動(dòng)相同距離。本發(fā)明改善了單樞軸式制動(dòng)器的操作和舒適性，該單樞軸式制動(dòng)器可以借助一個(gè)螺栓被容易地安裝在車(chē)叉或框架上，該單樞軸式制動(dòng)器非常小、輕質(zhì)且易于調(diào)節(jié)。本發(fā)明將輪圈制動(dòng)器的自由度減少到一個(gè)，并且兩個(gè)臂操作地彼此連接并且同步移動(dòng)。一個(gè)實(shí)施方式中，向新穎的液壓制動(dòng)器設(shè)備提供同步連桿。

本發(fā)明的一個(gè)方面提供一種用于自行車(chē)的制動(dòng)組件，該制動(dòng)組件包括樞轉(zhuǎn)地設(shè)置在單個(gè)樞軸上的第一制動(dòng)臂和第二制動(dòng)臂?；黧w設(shè)置在所述樞軸上并且能以可釋放的方式固定到該樞軸，所述基座主體包括連桿樞軸。連桿構(gòu)件樞轉(zhuǎn)地設(shè)置在所述連桿樞軸上，所述連桿構(gòu)件具有接觸所述第一制動(dòng)臂的第一端和接觸所述第二制動(dòng)臂的第二端，并且布置成使所述第一制動(dòng)臂和所述第二制動(dòng)臂的運(yùn)動(dòng)同步，彈簧承靠在所述第一制動(dòng)臂和所述第二制動(dòng)臂中的一者或兩者上并且將所述第一制動(dòng)臂和所述第二制動(dòng)臂偏壓到休止位置。

本發(fā)明的另一方面提供一種用于自行車(chē)的液壓輪圈制動(dòng)器，所述自行車(chē)包括主缸，所述液壓輪圈制動(dòng)器包括第一制動(dòng)臂和第二制動(dòng)臂，所述第一制動(dòng)臂和所述第二制動(dòng)臂樞轉(zhuǎn)地連接至所述自行車(chē)。從動(dòng)缸設(shè)置在所述第一制動(dòng)臂和所述第二制動(dòng)臂中的一者中并且與所述主缸流體連通，所述從動(dòng)缸包括活塞，所述活塞定位成作用于所述第一制動(dòng)臂和所述第二制動(dòng)臂中的所述另一者上，使得所述活塞響應(yīng)于所述主缸中流體排出的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致所述第一制動(dòng)臂和所述第二制動(dòng)臂樞轉(zhuǎn)。

本發(fā)明的又一方面提供一種用于自行車(chē)的制動(dòng)組件，該制動(dòng)組件包括樞轉(zhuǎn)地設(shè)置在單個(gè)樞軸中的第一制動(dòng)臂和第二制動(dòng)臂?？烧{(diào)節(jié)的基座主體設(shè)置在所述樞軸上并且能在多個(gè)位置中以可釋放的方式固定到所述樞軸，所述基座主體包括連桿樞軸。包括連桿構(gòu)件的同步連桿機(jī)構(gòu)樞轉(zhuǎn)地設(shè)置在所述連桿樞軸上并且使所述基座主體以及所述第一制動(dòng)臂和所述第二制動(dòng)臂互連，并且布置成使所述第一制動(dòng)臂和所述第二制動(dòng)臂的運(yùn)動(dòng)同步，并且彈簧將所述第一制動(dòng)臂和所述第二臂偏壓到休止位置。

從本發(fā)明的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式的下列說(shuō)明連同附圖將更充分地理解本發(fā)明的這些和其他特征和優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1是具有輪圈制動(dòng)器的自行車(chē)的側(cè)視圖；

圖2A和圖2B是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的輪圈制動(dòng)器的后視圖，其中圖2A示出了偏壓在一個(gè)制動(dòng)臂上的彈簧，并且圖2B示出了偏壓在兩個(gè)制動(dòng)臂上的彈簧；

圖3是圖2A的輪圈制動(dòng)器的上部后視立體圖；

圖4是圖2A的輪圈制動(dòng)器的下部后視立體圖；

圖5是圖2A的輪圈制動(dòng)器的右側(cè)視圖；

圖6是圖2A的輪圈制動(dòng)器的后視圖，其中臂處于關(guān)閉狀態(tài)；

圖7是圖2A的輪圈制動(dòng)器的后視圖，其中臂處于打開(kāi)狀態(tài)，一個(gè)臂以剖面圖示出；以及

圖8是同步連桿以及如何計(jì)算連桿系統(tǒng)的各個(gè)部件之間的距離以便確保兩個(gè)制動(dòng)臂同步移動(dòng)的示例的示意圖。

具體實(shí)施方式

本文將參照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施方式。將理解的是，附圖和本文闡述的描述僅為說(shuō)明而提供并且不會(huì)將本發(fā)明局限于所附的權(quán)利要求以及任一和所有它們的等同要求。例如，術(shù)語(yǔ)“第一”和“第二”、“上部”和“下部”以及“左”和“右”為了清楚起見(jiàn)而使用并且不作為限制的術(shù)語(yǔ)。而且，術(shù)語(yǔ)指的是傳統(tǒng)上安裝至自行車(chē)的自行車(chē)機(jī)構(gòu)，其中自行車(chē)以標(biāo)準(zhǔn)方式取向和使用，除非另外指明。

圖1至圖7示出了處于各種視角以及相對(duì)打開(kāi)和關(guān)閉的位置的輪圈制動(dòng)組件或輪圈制動(dòng)卡鉗10。圖1示出了位于自行車(chē)架7上并且能借助致動(dòng)器(諸如制動(dòng)控制設(shè)備8的杠桿9)操作的輪圈制動(dòng)組件10。將理解的是，本發(fā)明的一些實(shí)施方式設(shè)想了液壓制動(dòng)組件和非液壓制動(dòng)組件兩者。

轉(zhuǎn)到圖2A至圖7，輪圈制動(dòng)組件10包括樞軸11、第一制動(dòng)臂12(示出位于圖的左側(cè))、第二制動(dòng)臂13(示出位于圖的右側(cè))、基座主體14、連桿構(gòu)件15、從動(dòng)活塞16、液壓連接件113以及復(fù)位彈簧17。第二制動(dòng)臂13和第一制動(dòng)臂12支承制動(dòng)襯墊116并且繞樞軸11樞轉(zhuǎn)。

可以是螺栓的樞軸11將基座主體14和制動(dòng)臂12、13安裝到自行車(chē)架7上。樞軸11固定到框架7上位于該框架的制動(dòng)臂側(cè)上的中心螺母31和框架的與制動(dòng)臂背對(duì)的一側(cè)上的樞轉(zhuǎn)螺栓32之間?；黧w14借助中心螺母31與框架7隔開(kāi)。第一制動(dòng)臂12和第二制動(dòng)臂13樞轉(zhuǎn)地安裝在樞軸11上，位于基座主體14外?；黧w14相對(duì)于樞軸11能以可釋放的方式固定。

在第二制動(dòng)臂13中具有孔22，從動(dòng)活塞16設(shè)置在該孔22中并且在其中往復(fù)運(yùn)動(dòng)以形成從動(dòng)缸115。從動(dòng)缸115與流出端口112和液壓連接件113流體連通。液壓連接件113可以傳統(tǒng)的鼓形管接頭或任何合適的連接件。

將理解的是，與所示的制動(dòng)組件的液壓操作相關(guān)的結(jié)構(gòu)用于本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式。連桿構(gòu)件15和相關(guān)聯(lián)的結(jié)構(gòu)可用于鋼索操作的制動(dòng)器以及具有相當(dāng)效能且基本上不加改動(dòng)的液壓操作制動(dòng)器。鋼索操作制動(dòng)器和液壓操作制動(dòng)器兩者是眾所周知的。然而所示的液壓操作制動(dòng)器具有幾個(gè)新穎的特征并且特別適于現(xiàn)代自行車(chē)，例如除其他類(lèi)型的自行車(chē)以外還包括“計(jì)時(shí)賽”和“鐵人三項(xiàng)賽”式自行車(chē)。

從動(dòng)活塞16的外側(cè)接觸第一制動(dòng)臂12的曲面114以形成凸輪從動(dòng)連接。該凸輪從動(dòng)連接形成第一制動(dòng)臂12、從動(dòng)活塞16和第二制動(dòng)臂13之間的力路徑以允許制動(dòng)襯墊116相對(duì)于彼此相對(duì)地移入和移出?；黧w14可以借助于夾緊螺釘110夾緊到樞軸11并且可以承載彈簧17和連桿樞軸111。本發(fā)明設(shè)想到將基座主體14固定到樞軸11和/或相對(duì)于框架7固定的其他裝置。

從動(dòng)缸115連接至如眾所周知的液壓制動(dòng)控制設(shè)備8的主缸，并且借助手控桿9操作。當(dāng)借助手控桿9在主缸中產(chǎn)生壓力增加時(shí)，主缸、液壓管線(xiàn)和從動(dòng)缸115中的油壓增加并且從動(dòng)活塞16向上(即，從缸115的孔22向外)移動(dòng)。從動(dòng)活塞16在所示實(shí)施方式中直接推壓在第一制動(dòng)臂12的曲面114上并且使兩個(gè)制動(dòng)臂和兩個(gè)制動(dòng)襯墊116朝向彼此移動(dòng)。另選地，活塞16可以具有彎曲的外表面30并且臂12的表面114可以是平坦的。此外，活塞表面30和表面114可以具有允許它們協(xié)作的其它形狀。

連桿樞軸111形成連桿構(gòu)件15的樞軸。連桿樞軸可以是銷(xiāo)、突起、柱或能承載連桿構(gòu)件15并且允許所述連桿構(gòu)件樞轉(zhuǎn)的任何合適的結(jié)構(gòu)。彈簧17可以在一端處或靠近一端夾緊至基座主體14并且具有由托架117以可滑動(dòng)的方式接納的相反端，該托架117連接至第一制動(dòng)臂12并且加載第一制動(dòng)臂以推動(dòng)輪圈制動(dòng)組件10返回到圖7所示的打開(kāi)或休止位置。在另選方案中，如圖2B所示，彈簧17’可以被偏壓在制動(dòng)臂12、13兩者上。

圖7通過(guò)省略彈簧17和基座主體14示出了同步連桿機(jī)構(gòu)20的詳圖。第二制動(dòng)臂13和第一制動(dòng)臂12兩者通過(guò)連桿構(gòu)件15可操作地彼此連接。在所示實(shí)施方式中，連桿構(gòu)件15是長(zhǎng)梁狀構(gòu)件，但是可以采用任何合適的形狀。將理解的是，同步連桿機(jī)構(gòu)20被示出應(yīng)用于液壓制動(dòng)設(shè)備，但是連桿機(jī)構(gòu)也可以用于鋼索操作的制動(dòng)器。

連桿構(gòu)件15借助位于左側(cè)的第一制動(dòng)臂點(diǎn)18與第一制動(dòng)臂12以凸輪從動(dòng)連接的方式連接。連桿構(gòu)件15也借助位于右側(cè)的第二制動(dòng)臂點(diǎn)19與第二制動(dòng)臂13以凸輪從動(dòng)連接的方式連接并且繞連桿樞軸111樞轉(zhuǎn)，該樞軸固定至基座主體14。點(diǎn)18、19可以是形成在相應(yīng)制動(dòng)臂12、13上的任何合適的接觸點(diǎn)，諸如圓形突起、銷(xiāo)、柱等，并且每個(gè)點(diǎn)均可以包括輥?zhàn)?。其他?lèi)型的連接件也可以適于允許連桿構(gòu)件15和點(diǎn)18、19操作。例如，點(diǎn)18、19在結(jié)構(gòu)上可以具有面對(duì)連桿15的平坦表面，并且連桿可以具有與所述點(diǎn)的平坦表面接觸的曲面。第一制動(dòng)臂點(diǎn)18和第二制動(dòng)臂點(diǎn)19因此可以是成形并且確定尺寸為與連桿構(gòu)件15接合或相互作用的任何合適結(jié)構(gòu)。同步連桿機(jī)構(gòu)20可以被認(rèn)為包括連桿構(gòu)件15、第一制動(dòng)臂點(diǎn)18和第二制動(dòng)臂點(diǎn)19以及連桿樞軸111。

連桿構(gòu)件15定位成以類(lèi)似搖臂的方式騎跨在第一制動(dòng)臂點(diǎn)18和19兩者的頂部上。換言之，通常點(diǎn)18、19的頂部在連桿構(gòu)件15的下表面28都由該連桿構(gòu)件接觸或接納，其中點(diǎn)是倒圓的并且下表面是平坦的(“下…”是指下表面，其中制動(dòng)器以典型的方式安裝至自行車(chē)并且如圖中所繪)。點(diǎn)18、19和連桿構(gòu)件15的協(xié)作表面可以具有其他合適形狀。在所示實(shí)施方式中，平坦表面24、26是與連桿構(gòu)件15的相應(yīng)端部相鄰的間隔開(kāi)的表面并且騎跨在相應(yīng)的點(diǎn)18、19上。

將注意的是，連桿構(gòu)件15不直接與彈簧17連接或接觸，并且用于通過(guò)點(diǎn)18、19使第一制動(dòng)臂12和第二制動(dòng)臂13的運(yùn)動(dòng)關(guān)聯(lián)。如此，連桿構(gòu)件15僅需要處理臂的不對(duì)稱(chēng)運(yùn)動(dòng)，并且不需要還在結(jié)構(gòu)或強(qiáng)度方面適應(yīng)彈簧。

第一制動(dòng)臂點(diǎn)18、連桿樞軸111和第二制動(dòng)臂點(diǎn)19之間的距離使第一制動(dòng)臂12和第二制動(dòng)臂13同步，從而兩個(gè)臂在操作時(shí)具有相同或幾乎相同的角速度。

連桿構(gòu)件15在固定至基座主體14的連桿樞軸111上樞轉(zhuǎn)，并且響應(yīng)于來(lái)自第二臂點(diǎn)19的力而移動(dòng)。而且，彈簧17從托架117接收較大的力并且彈簧的偏轉(zhuǎn)能量在關(guān)閉過(guò)程期間增大。

本制動(dòng)系統(tǒng)將側(cè)負(fù)載分成對(duì)稱(chēng)和不對(duì)稱(chēng)的側(cè)負(fù)載。襯墊處的所有對(duì)稱(chēng)負(fù)載均沿從第一制動(dòng)臂12經(jīng)過(guò)活塞16至第二制動(dòng)臂13的側(cè)負(fù)載路徑發(fā)生。所有的不對(duì)稱(chēng)負(fù)載均沿從第一制動(dòng)臂12經(jīng)過(guò)同步連桿構(gòu)件15至第二制動(dòng)臂13的側(cè)負(fù)載路徑發(fā)生。通常，不對(duì)稱(chēng)負(fù)載僅由彈簧17以及每個(gè)連接中摩擦的差異引起，為此不對(duì)稱(chēng)負(fù)載是非常低的，并且經(jīng)過(guò)同步連桿構(gòu)件15的不對(duì)稱(chēng)側(cè)負(fù)載路徑不需要求高強(qiáng)度的部件。

如果液壓系統(tǒng)中的壓力因?yàn)橹鞲咨系呢?fù)載減小而減小，那么彈簧17的偏轉(zhuǎn)能量有助于使得兩個(gè)制動(dòng)襯墊116返回到外端位置。不對(duì)稱(chēng)彈簧負(fù)載沿經(jīng)過(guò)同步連桿構(gòu)件15至第二制動(dòng)臂的側(cè)負(fù)載路徑發(fā)生，并且允許兩個(gè)臂以同步方式向外打開(kāi)。

擰松螺釘110導(dǎo)致基座主體14和樞軸11之間的摩擦夾緊的松動(dòng)。當(dāng)基座主體14相對(duì)于樞軸11被擰松時(shí)，中心螺栓31繼續(xù)將樞軸保持至自行車(chē)架7。擰松基座主體14允許直接或間接附接至其的結(jié)構(gòu)(例如，連桿機(jī)構(gòu)20和制動(dòng)臂12、13以及彈簧17)作為一個(gè)單元繞樞軸11一起旋轉(zhuǎn)，而沒(méi)有改變附接至其的結(jié)構(gòu)的相對(duì)位置。因此，在沒(méi)有改變制動(dòng)襯墊之間的距離并且沒(méi)有改變制動(dòng)臂12、13的間隔或者連桿的功能的情況下，可以進(jìn)行襯墊的角度調(diào)整。如果螺釘110被擰松，那么基座主體14能繞樞軸11轉(zhuǎn)動(dòng)，該基座主體承載同步連桿構(gòu)件15的樞軸。該特征允許使用者能夠在沒(méi)有從框架或車(chē)叉擰松樞軸11的情況下對(duì)中制動(dòng)器。以該方式可以進(jìn)行單樞軸制動(dòng)機(jī)構(gòu)10的快速、容易且精確的對(duì)中調(diào)整。

圖8示出了確定同步連桿機(jī)構(gòu)20的部件的布置的一種方法。點(diǎn)18、19和柱111被定位成使得第一臂點(diǎn)18和第二臂點(diǎn)19中的每個(gè)點(diǎn)的角速度是相同的或大約相同的。在一個(gè)實(shí)施方式中，當(dāng)制動(dòng)器定位在卡鉗的最小位置和最大位置之間的中途時(shí)，同步連桿機(jī)構(gòu)20的所有四個(gè)點(diǎn)(11、18、19和111)可以布置成對(duì)準(zhǔn)。所述對(duì)準(zhǔn)在圖8中被示出為線(xiàn)L，該線(xiàn)穿過(guò)樞軸11的中心和柱111以及與連桿15接觸的點(diǎn)18、19。以這樣的方式，沿兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致在卡鉗的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)幾乎同步的運(yùn)動(dòng)。

示出了點(diǎn)18、19和柱111的一個(gè)構(gòu)造及其位置的計(jì)算。假定希望使點(diǎn)18、19的兩個(gè)角速度的值相同并且這將產(chǎn)生制動(dòng)臂12、13的相似的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。因此：ω₁＝ω₂。因此，從圖看出，r₁是從樞軸11的中心測(cè)量直到第二制動(dòng)臂13的點(diǎn)19的距離。類(lèi)似地，r₂是從樞軸11的中心測(cè)量直到第一臂12的點(diǎn)18的距離。為了確定連桿樞軸111距樞軸11的距離“x”，采用下述方程：

雖然已經(jīng)參照具體實(shí)施方式描述了本發(fā)明，但是應(yīng)該理解的是，在所述的發(fā)明的概念的精神和范圍內(nèi)進(jìn)行各種改變。因此，本發(fā)明并不旨在限于所公開(kāi)的實(shí)施方式，而是具有由下列權(quán)利要求的語(yǔ)言所允許的全部范圍。