專利名稱：用于三輪車輛及其他車輛的杠桿式制動蹄的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及三輪車輛及其他車輛，特別涉及三輪車輛的車輪制動器中的制動蹄。
技術(shù)背景
長期以來，我國每年因交通事故所造成的死傷人數(shù)在31萬左右排徊，且呈上升趨 勢，涉及三輪車輛的交通事故又占了一定的比例，有的涉及三輪車輛的特大交通事故一次 就死亡十幾人之多，這除了駕駛員素質(zhì)不高，三輪車輛違章超員以外，三輪車輛的剎車不靈 也是重要原因。因此，在人民大眾中間廣泛地流傳著一句話“三輪車輛的剎車不行”。
為此，讓我們大家一塊來做一個行車制動實驗。實驗用品為拉桿式三輪摩托車 (完全以駕駛員的肌肉力量作為惟一的制動能源，通過杠桿省力的原理增大制動力的制動 裝置，我們把它叫做拉桿式制動裝置。所以，拉桿式制動裝置通常也叫做人力制動裝置。采 取拉桿式行車制動裝置的三輪摩托車，我們把它叫做拉桿式三輪摩托車；采取拉桿式行車 制動裝置的三輪車輛，我們把它叫做拉桿式三輪車輛。目前，絕大多數(shù)的三輪車輛均采用拉 桿式制動裝置。例如絕大多數(shù)的三輪摩托車、幾乎全部的電動三輪車以及相當數(shù)量的柴油 三輪車輛)；實驗?zāi)康臋z驗拉桿式三輪摩托車的行車制動效果。當該三輪摩托車空車行駛 速度大約為每小時30公里時，用力地猛烈地踩下制動踏板，該三輪摩托車在大約為6 8 米的前方停下，車輪與地面之間的剎車痕跡明顯；該三輪摩托車的標牌上標明的核定載重 量為200公斤，當承坐兩名體重各約為75公斤的承客后，即載重150公斤后，當車速大約為 每小時30公里時，用力猛烈地踩下制動踏板，該三輪摩托車在前方大約20米的位置停下， 下車觀察車輪與地面之間摩擦所產(chǎn)生的剎車痕跡時，卻絲毫找不到剎車痕跡，即車輪沒有 被抱死。換用其它各種品牌的拉桿式三輪摩托車反復地、多次地重復地做上述行車制動實 驗，結(jié)果均大致相同。
實驗結(jié)果(1)拉桿式三輪摩托車空車行車制動時，制動效果基本良好，能把車輪 抱死，有剎車痕跡；( 拉桿式三輪摩托車載重后行車制動時，制動效果明顯變差，車輪程 度不同的抱不死，沒有剎車痕跡；C3)載重后行車制動效果差是拉桿式三輪摩托車的普遍 現(xiàn)象。
(上述實驗表明三輪摩托車在出廠之前沒有做過載重后行車制動實驗，僅僅是 在空車行車制動實驗時，有剎車痕跡，就誤認為制動合格，所屬技術(shù)人員沒有預料到載重后 制動效果會變差，沒有預料到載重后會出現(xiàn)抱不死車輪的現(xiàn)象)。
自從上世紀九十年代初，大量的三輪摩托車由兩輪摩托車演變而來，至今己有近 二十年的歷史了，三輪摩托車的發(fā)展呈車體越來越大，車體質(zhì)量越來越大，生產(chǎn)規(guī)模越來越 大的態(tài)勢，然而，制動裝置至今仍幾乎完全照搬當年兩輪摩托車的拉桿式制動裝置，制動力 仍然停留和落后在當年兩輪摩托車的水平上。車體質(zhì)量與制動力嚴重不相適應(yīng)，日益增大 的車體質(zhì)量與制動力不足的矛盾越來越突出地顯現(xiàn)出來。
(已發(fā)現(xiàn)的拉桿式三輪摩托車的最大自重達到了360公斤。例如江蘇宗申摩托 車制造有限公司2009年9月生產(chǎn)的型號為JS150ZH-2D的三輪摩托車自重為360公斤；載重量為300公斤)。
怎樣才能提高三輪車輛的行車制動效果呢？凡是涉及車輛的制動問題，都離不開 杠桿問題，尤其是絕大多數(shù)的三輪車輛，更是離不開杠桿問題。
在力的作用下能繞著固定點轉(zhuǎn)動的硬棒叫做杠桿，例如撬棒、抽水機手抦等。杠 桿可以是直的，也可以是彎的，“硬棒”不一定是棒，泛指有一定長度但在外力的作用下不變 形的物體。
杠桿有“五要素”
(1)支點杠桿繞著轉(zhuǎn)動的固定點，叫做支點。在杠桿轉(zhuǎn)動時，支點是相對固定的。
(2)動力使杠桿轉(zhuǎn)動的力，叫做動力。
(3)阻力阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力，叫做阻力。
(4)動力臂從支點到動力作用線的垂直距離，叫做動力臂。
(5)阻力臂從支點到阻力作用線的垂直距離，叫做阻力臂。
理論教導和實驗都能證明f = μ N
f表示滑動摩擦力，μ表示滑動摩擦系數(shù)，N表示兩物體之間的垂直正壓力；上式 中的μ與兩物體接觸面的粗糙程度有關(guān)，與相互接觸的兩物體的材料有關(guān)，上式說明兩 物體之間的垂直正壓力越大，滑動摩擦力越大，兩物體接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大，而 與物體的運動速度和接觸面積的大小無關(guān)(滑動摩擦力的大小與相互接觸的兩個物體的 接觸面的面積的大小無關(guān)的論斷，在中學物理教材中均可以查到，實驗也能證實)
造成上述拉桿式三輪摩托車載重后行車制動時，車輪抱不死，歸根結(jié)蒂是制動力 不足，也就是說，車輪制動器中的制動蹄與制動鼓之間的垂直正壓力不足。從而使制動蹄與 制動鼓之間的摩擦阻力較小。
目前，查看了 一些主要的國內(nèi)拉桿式三輪車輛所使用的制動蹄市場以及其他車輛 所使用的制動蹄市場，發(fā)現(xiàn)各種車輛的車輪制動器中的制動蹄的結(jié)構(gòu)均是相同的，各種制 動蹄均是由金屬蹄片和摩擦片組成，金屬蹄片與摩擦片之間固定連接，從制動蹄呈弓形的 角度看上去，摩擦片的圓弧中點與金屬蹄片的圓弧中點相重合。圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的制動 蹄，從圖中可看出，A點與B點相重合(Α點表示摩擦片的圓弧中點，B點表示金屬蹄片的圓 弧中點。沒有發(fā)現(xiàn)摩擦片的圓弧中點偏離金屬蹄片的圓弧中點的結(jié)構(gòu)的制動蹄。這種對稱 結(jié)構(gòu)的制動蹄沒有識別出制動蹄實際上也是一個杠桿，特別是對于缺乏制動力的拉桿式三 輪車輛，應(yīng)充分挖掘和利用制動蹄這一杠桿作用，增大制動力。
另外，現(xiàn)有技術(shù)中的制動蹄的摩擦片的圓弧長度較長，即摩擦片與制動鼓相互接 觸的面積較大，這種大面積的摩擦片，即不利于杠桿作用的發(fā)揮，也不利于摩擦片材料的節(jié) 約。
采取油剎及其它方式制動的三輪車輛以及其他車輛，本來不缺乏制動力，但是，有 時剎車油會出現(xiàn)氣泡，從而使制動力疲軟，這時必須排氣，所以，采取油剎的三輪車輛以及 其他車輛仍存在著周期性的制動力的不足，特別是一些中、低檔車輛。但是，沒有發(fā)現(xiàn)其他 車輛利用制動蹄這一杠桿作用來增大或彌補制動力的。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的第一個技術(shù)問題是提供一種能增大制動力的杠桿式制動蹄。
本發(fā)明要解決的另一個技術(shù)問題是提供一種安裝有上述杠桿式制動蹄的三輪車輛。
為解決上述第一個技術(shù)問題，本發(fā)明的第一個技術(shù)方案為一種用于車輛的杠桿 式制動蹄，它包括金屬蹄片及摩擦片，全屬蹄片與摩擦片之間為固定連接，所述摩擦片的圓 弧中點偏離金離蹄片的圓弧中點，且向該制動蹄支點方向偏移，該兩個中點之間所夾的圓 弧對應(yīng)的圓心角> 5°
上述方案所述的兩個中點之間所夾的圓弧對應(yīng)的圓心角可以為> 30°。
為解決上述另一個技術(shù)問題，本發(fā)明的第二個技術(shù)方案為一種三輪車輛，包含車 輪制動器中的制動蹄，該制動蹄包括金屬蹄片及摩擦片，金屬蹄片與摩擦片之間為固定連 接，所述的摩擦片的圓弧中點偏離金屬蹄片的圓弧中點，且向該制動蹄支點方向偏移，該兩 個中點之間所夾的圓弧對應(yīng)的圓心角> 5°
摩擦片向制動蹄的支點方向偏移后，縮短了摩擦片與支點之間的直線距離，即縮 短了制動蹄杠桿的阻力臂，根據(jù)杠桿原理，阻力臂與阻力成反比的規(guī)律，增大了阻力，即增 大了制動力。
據(jù)大致的測算，摩擦片每向支點方向偏移1°，約可增加1.48%的制動力，偏移 30°時，約可增加44%的制動力；如果用一般的駕駛員作用在制動踏板上的作用力和一般 性能的拉桿式制動裝置做大致的測算，摩擦片每向支點方向偏移1°，制動力可增加38. 7 公斤，如果偏移30°，則大約可增加1162公斤的制動力。
只有減少了摩擦片的面積，摩擦片才能大量地向支點方向偏移，這樣，即增加了制 動力，又節(jié)約了摩擦片所用材料，的確是一件一舉兩得的事情。
拉桿式三輪車輛安裝杠桿式制動蹄后，載重后行車制動時，能將車輪抱死，有剎車 痕跡，明顯地提高了行車制動效果，
拉桿式三輪車輛安裝杠桿式制動蹄后，保留了拉桿式制動裝置的結(jié)構(gòu)簡單，制造 成本低，故障少，經(jīng)久耐用的優(yōu)點，克服了拉桿式制動裝置的制動力不足的缺點。
其他車輛安裝杠桿式制動蹄后，對制動效果也有好處。


下面結(jié)合附圖(各附圖均為示意圖)對本發(fā)明作進一步地詳細說明。
圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的制動蹄的示意圖。
圖2是本發(fā)明的用于三輪車輛及其他車輛的杠桿式制動蹄的示意圖。
具體實施方式
圖2可參考作為本發(fā)明的用于三輪車輛及其他車輛的杠桿式制動蹄的第一個實 施方式。參考圖2，該杠桿式制動蹄包括金屬蹄片41和摩擦片42，金屬蹄片41和摩擦片42 之間為固定連接。該固定連接可以是鉚接，也可以是沾接，還可以是螺接等。
在摩擦片42與金屬蹄片41固定連接時，使摩擦片42的圓弧中點(即A點)偏離 金屬蹄片41的圓弧中點(即B點)，且向該制動蹄的支點40(或叫做支承銷)方向偏移，使 該兩個中點所夾的圓弧對應(yīng)的圓心角β等于5° (圖中未示出5° )
摩擦片42的圓弧中點(即A點)很容易確定。這里需要對金屬蹄片41的圓弧中點(即B點)的作特別的規(guī)定
首先需要找到兩個點，一個點是支承銷40(支點)的中心點，即軸的中心點；另一 個點是凸輪軸(圖中未示)作用在該制動蹄上的作用力點，即圖中的M點。
過該兩個點(支承銷40的中心點和M點)作一條直線L(圖中顯示為虛線)。
該直線L的延長線與金屬蹄片41的圓弧延長線有兩個交點一個交點是H點，另 一個交點是K點(有時，金屬蹄片不規(guī)則，所以，直線L必須與圓弧的延長線相交)。
我們把從H點到K點之間的距離，叫做金屬蹄片的弦。
金屬蹄片的弦的垂直平分線與該金屬蹄片的圓弧有一個交點，即B點，我們就把 該B點叫做金屬蹄片的圓弧中點。
圖2也可以參考作為本發(fā)明的用于三輪車輛及其他車輛的杠桿式制動蹄的第二 個實施方式。參考圖2，該實施方式與上述實施方式大致相同，僅僅是所述的兩個點之間所 夾的圓弧對應(yīng)的圓心角β不同，該實施方式的圓心角β為30°。
從圖2中可看出，支承銷40到M點的之間距離可看作是動力臂，摩擦片42的中心 點到支承銷40之間距離可看作是阻力臂，摩擦片向支承銷方向偏移后，阻力臂縮短了，根 據(jù)杠桿定律，阻力臂與阻力成反比，所以，阻力將增大，也就是說，制動力將增大。
圖中未示本發(fā)明的第三個實施方式，本發(fā)明的第三個實施方式是將上述的杠桿式 制動蹄安裝在三輪車輛的車輪制動器中，杠桿式制動蹄的特征已在上述第一個實施方式中 描述，所屬技術(shù)人員可以很容易地將杠桿式制動蹄安裝在三輪車輛的車輪制動器中。
三輪車輛，特別是拉桿式三輪車輛安裝上杠桿式制動器后，制動效果會有明顯地 提高，三輪車輛的生產(chǎn)者不一定直接實施杠桿式制動蹄，但是，只要是在三輪車輛上使用、 安裝杠桿式制動蹄就應(yīng)落入本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于車輛的杠桿式制動蹄，包括金屬蹄片及摩擦片，金屬蹄片與摩擦片之間為 固定連接，其特征是所述摩擦片的圓弧中點偏離金屬蹄片的圓弧中點，且向該制動蹄支點 方向偏移，該兩個中點之間所夾的圓弧對應(yīng)的圓心角> 5°。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于車輛的杠桿式制動蹄，其特征是所述的兩個中點之間 所夾的圓弧對應(yīng)的圓心角為> 30°。
3.—種三輪車輛，包含車輪制動器中的制動蹄，該制動蹄包括金屬蹄片及摩擦片，金屬 蹄片與摩擦片之間為固定連接，其特征是所述摩擦片的圓弧中點偏離金屬蹄片的圓弧中 點，且向該制動蹄支點方向偏移，該兩個中點之間所夾的圓弧對應(yīng)的圓心角> 5°。
全文摘要
本實用新型涉及用于三輪車輛及其他車輛的杠桿式制動蹄。該制動蹄能增大制動力。它包括金屬蹄片及摩擦片，金屬蹄片與摩擦片固定連接；其特征是該摩擦片所固定的位置靠近該制動蹄支承銷那一邊，這樣，相當于縮短了阻力臂，從而增大了制動力。該杠桿式制動蹄特別適合安裝在拉桿式三輪車輛(人力制動裝置)上，從而提高了拉桿式三輪車輛的行車制動效果。
文檔編號F16D65/08GK102032295SQ20101050297
公開日2011年4月27日 申請日期2010年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月30日
發(fā)明者蘇社芳 申請人:蘇社芳