JP4667323B2 - 自転車用ブレーキレバー装置の作動流体タンク装置 - Google Patents

Description

本発明は、自転車用ブレーキレバー装置のための作動流体タンク装置に関する。

最近では、一部の高機能付き自転車に液圧ディスクブレーキシステムが装備されるようになっている。液圧ディスクブレーキシステムは、一般的に、キャリパハウジングと、互いに対向する第１及び第２ブレーキパッドと、１つ又は複数のピストンと、を備えている。第１及び第２ブレーキパッドは、キャリパハウジングの対向する内側に取り付けられている。ピストンは、自転車のハンドルバーに設置されたブレーキレバー・アセンブリの作動により発生する液圧に応じて、第１ブレーキパッドまたは第２ブレーキパッド、あるいはその両方を互いに接近する方向へ移動させる。そして、第１及び第２ブレーキパッドの間には、自転車の車輪と共に回転するロータが配置されている。第１及び第２ブレーキパッドは、ブレーキレバー・アセンブリが作動されることによって発生する液圧に応じて、互いに接近する方向へ移動する際、ロータに摩擦力を加え、その結果、ロータ及び自転車車輪の回転が制止される。

ブレーキレバー・アセンブリは、通常、自転車のハンドルバーに装着されるベース部材と、ベース部材に回動自在に連結されたブレーキレバーとで構成される。ベース部材は、マスタシリンダと、適切なオリフィスを通じてブレーキ液をマスタシリンダに供給する液体タンクとを備えるか、またはそれらに装着される。液体タンクは、必要に応じてブレーキ液が追加できるように、脱着式キャップを備えている。マスタシリンダは、ブレーキ液アウトレットと、ブレーキレバーの回動に応じて往復運動するピストンとを備えている。そして、マスタシリンダとキャリパハウジングとの間にブレーキ液が流れるよう、ブレーキ液アウトレットとキャリパハウジングとの間に管が接続されている。そして、ブレーキレバーがハンドルバーに向かう方向に回動されると、ブレーキレバーがピストンを押圧し、これによりピストンがブレーキ液をブレーキ液アウトレットを通してキャリパハウジングへ移動させ、その結果第１及び第２ブレーキパッドがロータに当接する。

ブレーキ液は、ブレーキレバー・アセンブリ内のピストンからキャリパハウジング内のピストン（複数可）へ力を正しく伝達可能であるように、ほぼ非圧縮性の液体である。したがって、ブレーキレバー・アセンブリ内のピストンからキャリパハウジング内のピストンまでの経路に、圧縮率の高い空気が含まれないようにする必要がある。従来は、キャリパハウジング内の液体タンクにブリーダ（空気抜き）ねじを取り付けることで、その目標を達成してきた。このブリーダねじは、一般に、中実内端部と、内端部に近いねじ側面からねじの外端にまで延びる内部液体通路とを有している。ブリーダねじがキャリパハウジングにねじ込まれると、中実内端部が液体タンクのオリフィスを閉じる。ブリーダねじが緩められると、ブレーキ液は、中実内端部を通過し、内部液体通路を通ってねじの外端から放出するよう移動可能になる。このように、ブリーダねじを緩めて、ブレーキレバーを操作することにより、液体は、ブレーキレバー・アセンブリのタンクから、マスタシリンダをキャリパハウジングに接続している管を通って、さらにブリーダねじを通過するよう強制的に移動させられる。したがって、マスタシリンダからキャリパハウジングまでの経路にある空気は、ブレーキ液内に存在する空気と共にブリーダねじを通って放出される。その後、ブリーダねじを締めてシステムを密閉する。
特開２００２−０３１１７４号公報

以上のように、従来の装置では、ブリーダねじを緩めてブレーキレバーを操作することにより、マスタシリンダからキャリパハウジングまでの経路にある空気を、ブリーダねじを通して放出している。しかし、場合によっては、液体タンク内の空気がマスタシリンダ内に入り込み、さらにブレーキレバー・アセンブリ内のピストンからキャリパハウジング内のピストンへの経路に侵入することがあり、その結果、ブレーキ性能が低下する場合がある。

本発明の課題は、ブレーキレバー・アセンブリのピストンからキャリパハウジングのピストンへの経路に空気が侵入するのを防止して、ブレーキ性能が低下するのを防止することにある。

本発明に係る自転車用ブレーキレバー装置のタンク装置は、マスタシリンダと、第１及び第２タンクとカバーとを備えた液体タンクとを有している。マスタシリンダは、マスタシリンダ用ピストンが内部に収容されるマスタシリンダ室を有している。第１タンクは、上側の室壁に形成されたポートを通じて作動流体をマスタシリンダ室に供給可能な第１タンク室を有している。そして、第１タンク室の少なくとも一部分は、マスタシリンダ室の一部分よりも下方に配置される。第２タンクは、第１タンクと一体に形成され、第１タンク室に接続されて、第１タンク室との間で作動流体が流通可能な第２タンク室を有し、第２タンク室は上側の室壁である空気エントレインメント面を備えている。空気エントレインメント面は、第１タンク室の上側の室壁よりも高い位置に配置される。カバーは、タンク底面に位置するように配置され、第１タンク室と第２タンク室とを封止する。

以上のような本発明では、ブレーキレバー・アセンブリのピストンからキャリパハウジングのピストンへの経路に空気が侵入するのを抑えて、ブレーキ性能が低下するのを防止することができる。

図１は、自転車用ブレーキシステム１０の概略図である。自転車用ブレーキシステム１０は、ブレーキレバー・アセンブリ１４と、キャリパ・アセンブリ１８と、ブレーキレバー・アセンブリ１４とキャリパ・アセンブリ１８との間に接続されたブレーキ液管１９と、を備えている。キャリパ・アセンブリ１８はキャリパハウジング２０を有し、キャリパハウジング２０は互いに対向する１対のブレーキパッド２２を支持している。この１対のブレーキパッド２２は、１つまたは複数のピストン（図示せず）による作動液圧に応じて、ロータ２４に当接して摩擦力を発生する。キャリパハウジング２０内には、液体タンク（図示せず）が配置されており、空気またはブレーキ液、あるいはその両方などの流体を液体タンクから抽出するためのブリーダねじ２５がキャリパハウジング２０にねじ込み装着されている。

ブレーキレバー・アセンブリ１４は、ブレーキレバー取付アセンブリ２６と、ブレーキレバー３０とを備えている。ブレーキレバー取付アセンブリ２６は、ハンドルバー取付軸ＨＭを定めるハンドルバーマウント３４と、液体タンク３８及びマスタシリンダ４２を含むタンク装置とを備えている。本実施形態による液体タンク３８及びマスタシリンダ４２の両方は、構造がコンパクトになるように、それらのすべての部分がハンドルバー取付軸ＨＭの下方に配置されている。ここで使用するように、以下で用いる「上方」、「下方」などの方向を示す用語は、ブレーキレバー３０がハンドルバーＨの前方に配置されるようにして、ブレーキレバー・アセンブリ１４がハンドルバーＨに取り付けられる構成にも対応しており、図１に示す方向から決定される。ハンドルバーマウント３４は、ハンドルバーＨの周囲を包囲するように設けられた従来型構造であり、取付用部分５０の整列開口４６にねじ込み装着されたねじ（図示せず）によって、従来の方法で締結される。

ブレーキレバー取付アセンブリ２６の一部、特に、ブレーキレバー３０を液体タンク３８及びマスタシリンダ４２に接続する部分は、見やすくするために省略している。ブレーキレバー３０は、Ｒ軸を中心に平面Ｐ内で、ハンドルバーＨに近づく方向又は離れる方向に回転するよう、回転軸Ｒを定める回動軸芯５４によって、マスタシリンダ４２に対して回動自在に取り付けられている。ブレーキレバー３０は、マスタピストン６５の軸芯６３と接合して、マスタピストン６５を運動軸Ｍに沿って相対的に移動させる、従来型のピストン接合構造５８を備えている。また、マスタピストン６５を外側（図１の左）に向かう方向に付勢する従来型戻しばね（図示せず）をさらに備えている。

液体タンク３８は、カバー６２と、第１タンク室７０を有する第１タンク６６（図２）と、第２タンク室７８を有する第２タンク７４とを備えている。第１タンク室７０は、第１タンク室７０の上側の室壁９４に形成されたタイミングポート８６と、補正ポート９０とを通じて、液体が流動自在であるようマスタシリンダ室８２（図３）に接続される。タイミングポート８６及び補正ポート９０の機能は周知であるので、ここでは詳細な説明を省略する。マスタシリンダ室８２に入った液体は、ブレーキ液管１９に接続する液体アウトレット９６にまで導かれる。図３に示すように、第１タンク室７０の垂直方向長さＬ１は、第１タンク室７０の水平方向長さＨ１よりも短く、第２タンク室７８の垂直方向長さＬ２は、第２タンク室７８の水平方向長さＨ２よりも短く、第１タンク室７０の垂直方向長さＬ１は、第２タンク室７８の垂直方向長さＬ２よりも短く、第１タンク室７０の水平方向長さＨ１は、第２タンク室７８の水平方向長さＨ２よりも長い。その結果、第１タンク６６及び第２タンク７４の間の接合部は、階段面９８を形成する。

第１タンク室７０及び第２タンク室７８の底面は、カバー６２によって同じ垂直位置に形成される。また、第２タンク室７８の上側の室壁１０２は、第１タンク室７０の上側の室壁９４よりも垂直方向に高い位置に配置される。このような構成により、第１タンク室７０及びポート８６，９０はマスタシリンダ室８２及び運動軸Ｍの下方に配置され、マスタシリンダ室８２及び運動軸Ｍは第２タンク室７８と横方向に隣接して配置され、室壁１０２は運動軸Ｍ及びポート８６，９０の上方に配置される。室壁１０２は、液体タンク３８に侵入した空気が第２タンク室７８及び室壁１０２の方向へ推進されるように、空気エントレインメント面、すなわち空気を閉じ込めるための面として機能する。閉じ込められた空気は、自転車の荒々しい運転中も、第２タンク室７８内に閉じ込められたままになる。その結果、タイミングポート８６及び補正ポート９０がブレーキ液中に継続して浸され、マスタシリンダ４２とキャリパハウジング２０との間の経路に空気がまったく入り込まず、信頼のおけるブレーキ動作が確実に維持される。

ブレーキ液を前述のブレーキシステムに注入するには、カバー６２が上方に向くまで、ブレーキレバー取付アセンブリ２をハンドルバー取付軸ＨＭの回りに回転させる。カバー６２を取り外して、ブレーキ液を第１タンク室７０及び第２タンク室７８に注入した後、ブレーキ液がマスタシリンダ室８２と、ブレーキ液管１９と、キャリパハウジング２０の液体タンクとにまで浸潤して、気泡が混じっていないブレーキ液がブリーダねじ２５を通って流れ出るまで、ブレーキレバー３０を操作する。次に、ブリーダねじ２５を締め、カバー６２を元の位置に取り付けた後、液体タンク３８がハンドルバーＨの下方の動作位置に配置されるまで、ブレーキレバー取付アセンブリ２６をハンドルバー取付軸ＨＭの回りに回転させる。

あるいは、カバー６２を取り外し、キャリパハウジング２０のブリーダねじ２５を緩めた後、ブレーキ液がキャリパハウジング２０のタンク室を満たし、ブレーキ液管１９を通って、第１タンク室７０及び第２タンク室７８を満たすまで、ブレーキ液をブリーダねじ２５を通してポンピングしてもよい。その後、カバー６２を元の位置に取り付けた後、液体タンク３８がハンドルバーＨの下方の動作位置に配置されるまで、ブレーキレバー取付アセンブリ２６をハンドルバー取付軸ＨＭの回りに回転させる。いずれにしろ、この両方の事例において、ブレーキレバー取付アセンブリ２６が正しい位置に配置された後、液体タンク３８内に残留する空気は、第２タンク室７８の上側の室壁１０２に向かって移動し、そこに閉じ込められる。その結果、前述のように、マスタシリンダ４２と、キャリパハウジング２０との間の経路に空気が侵入することはない。

上記説明では、本発明の様々な実施形態を説明しているが、本発明の意図または範囲から離れることなく、さらなる修正を加えることができる。例えば、図１の実施形態による第２タンク７４にブリーダねじ２２０を追加して、カバー６２を外さずにブレーキ液が注入できるようにしてもよい。開示された実施形態による上側の室壁９４は、一般に横に平らな形状であるが、室壁９４が他の形状を有してもよい。例えば、室壁９４を傾斜する室壁２３０で置き換えてもよい。また、様々な部品の大きさ、形状、位置、方向などを希望に応じて変更してもよい。互いに直結または接触したように示されている部品は、それらの間に中間構造を備えても構わない。１つの要素の機能を２つの要素で実行するか、又はその逆を行ってもよい。１つの要素の機能が別の要素に実行されてもよく、機能が要素間で相互に交換されてもよい。１つの実施形態による構造及び機能が、その他の実施形態に適用されてもよい。特定の実施形態によるすべての利点が同時に存在する必要もない。従来の技術とは異なる独特な機能は、単独または他の機能との組合せのいずれであっても、そのような機能によって具体化された構造または機能（あるいは両方）の概念を含め、すべて出願者による独自の発明と見なされるべきである。したがって、本発明の範囲は、開示された特定の構造、あるいは特別な構造又は機能に関する最初の焦点または強調点のみに限定されるものではない。

自転車用ブレーキシステムの概略図。 底部カバーが取り外された、液体タンクの底面図。 一部分が切り落とされた液体タンクの正面図。

符号の説明

１４ ブレーキレバー・アセンブリ
３８ 液体タンク
４２ マスタシリンダ
６５ マスタピストン
６６ 第１タンク
７０ 第１タンク室
７４ 第２タンク
７８ 第２タンク室
８２ マスタシリンダ室
９８ 階段面
１０２ 上側の室壁（空気エントレインメント面）
２３０ 傾斜する室壁
Ｍ 運動軸

Claims (7)

1. 自転車用ブレーキレバー装置に設けられ、内部に作動流体を収容するタンク装置であって、
   マスタピストンが内部に収容されるマスタシリンダ室を有するマスタシリンダと、
   液体タンクと、
   を備え、
   前記液体タンクは、
   上側の室壁に形成されたポートを通じて作動流体を前記マスタシリンダ室に供給可能な第１タンク室を有する第１タンクと、
   前記第１タンクと一体に形成され、前記第１タンク室に接続されて互いの間で作動流体が流通可能な第２タンク室を有する第２タンクと、
   タンク底面に位置するように配置され、前記第１タンク室と前記第２タンク室とを封止するカバーと、を有し、
   前記第１タンク室の少なくとも一部分は前記マスタシリンダ室の一部分よりも下方に配置され、
   前記第２タンク室は上側の室壁である空気エントレインメント面を備え、
   前記空気エントレインメント面は前記第１タンク室の上側の室壁よりも高い位置に配置されている、
   自転車用ブレーキレバーの作動流体タンク装置。
2. 前記第１タンクと前記第２タンクとの間の接合部は階段面を形成している、請求項１に記載の装置。
3. 前記マスタシリンダ室は運動軸を備え、
   前記空気エントレインメント面は前記運動軸の上方に配置されている、
   請求項１に記載の装置。
4. 前記マスタシリンダ室は運動軸を備え、
   前記ポートは前記運動軸の下方に配置されている、請求項１に記載の装置。
5. 前記マスタシリンダ室は運動軸を備え、
   前記第１タンク室の少なくとも一部分は前記運動軸よりも下方に配置され、
   前記空気エントレインメント面は前記運動軸の上方に配置されている、
   請求項１に記載の装置。
6. 前記マスタシリンダ室は、前記第１タンク室の上方で、かつ前記第２タンク室の側方に配置されている、請求項５に記載の装置。
7. 前記第１タンク室の上側の室壁が傾斜している、請求項１に記載の装置。

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