本发明是一种自行车的制动装置，该装置是一种滚子爬坡式结构共同与橡胶刹车块组合成刹车制动装置。自行车制动装置，包括安装在自行车把手上的刹车手柄，位于车手柄和安装了橡胶刹车块的叉形牵引架或钳形闸架之间的由杠杆、连杆或钢丝绳组成的力传动机构，和松开刹车手柄后使叉形牵引架或钳形闸架复位的机构，当刹车制动时，刹车力通过力传递机构传到叉形牵引架或钳形架上使安在其上的橡胶刹车块沿径向或从车轮钢圈两侧压紧车轮钢圈从而实现制动。现有的刹车制动器仅仅是通过传力机构，使橡胶刹车块与自行车轮圈摩擦，从而达到刹车的目的。这种结构控制的刹车效果与手对闸把的握力大小有直接的关系，因此存在着刹车费力，刹车灵敏度不高等问题。中国专利85204087公布了一种能借助自行车轮转动惯性增强刹车力的自行车闸，这种自行车闸的制动器是刹车块架的侧面带有一个导柱，导柱在一个固定的单方向的斜槽里可以滑动，当刹车块接触转动中的自行车轮后，依靠摩擦力带动刹车块继续在斜槽里作楔入式滑动，从而起到刹车省力的作用，但是这种结构的刹车制动器并不完善，它在自行车倒溜坡时，刹车制动器将起相反的作用。正常使用中导柱也容易磨损，同时该装置也不能用于钳形闸的制动器中。 本发明地目的是提供一种刹车块架带有一面定位，而另一面是滚子爬坡结构的自行车制动装置，这种制动装置可以达到操作省力的目的，并且刹车灵敏度高，可以广泛用于钳形闸和叉形牵引闸的制动系统中。
为了达到上述目的，本发明的解决方案是，橡胶刹车块安装在一个带圆柱滚子的叉形刹车块架的刹车块盒室内，刹车块架上安装着圆柱滚子的叉形部分装入一个敝口的坡道盒内，而坡道盒则固定安装在叉形牵引架或钳形闸架上，所说的圆柱滚子与坡道盒的倾斜坡道底面沿车轮转动方向向钢圈接近成一楔角，这样，在刹车时，当橡胶刹车块和刹车块架与车轮一起沿转动方向运动一小段距离，在此运动过程中，由于倾斜坡道的作用，使借助所述滚子在坡道盒倾斜坡道上滑动的刹车块架及橡胶刹车块在随车轮周向运动的同时，沿径向或侧向进一步压紧自行车钢圈，从而进一步增大制动力，使车轮迅速制动。而当松开手刹则这种楔入式滚子爬坡则自动复位。
附图1是滚子爬坡式自行车制动装置整体结构及安装示意图，该图为摘要附图。
附图2是附图1的俯视图
附图3是附图2的A-A局部剖视示意图
附图4是坡道盒结构的轴侧示意图
附图5是叉形滚子刹车块架装有圆柱滚子时的轴侧示意图
附图6是滚子爬坡式自行车制动装置应用于钳形闸的实施例
附图7是附图6的左视图
附图8是用于钳形闸的坡道盒结构的轴侧示意图
附图9是附图6的B-B剖视图
下面结合附图作详细说明：
从图1可以看出滚子爬坡坡道盒4是利用其耳柄14和螺丝9紧固在牵引叉架8上，橡胶刹车块2装在叉形滚子刹车块架3的正面刹车块盒室里，而刹车块架装着圆柱滚子的叉形部分又是装在敝口的坡道盒4当中的。为了使坡道盒固定稳固，坡道盒的耳柄经过折边卡住牵引叉架，并且坡道盒紧贴牵引叉架一边的侧壁上设计有定位凸台16，正好镶入牵引叉架上的定位孔10中（参看图2）。刹车引导挂耳5和传统的刹车引导挂耳一样，用螺丝夹固在自行车的底后叉架1上。图中拉簧6是用以使叉形滚子刹车块架2不制动时保持在坡道盒的一端起始定位形状和工作后的复位。图1也明显地看出，刹车块2是偏置的。在未制动的起始位置，刹车块架上的滚子中心线相对于牵引叉架8的中心线向车轮转动的上游方向偏置，其偏置量最好等于倾斜坡道的有效长度的一半。图中序号7是自行车原有的牵引环，序号37表示自行车轮缘，箭头是示意自行车轮转动方向。
从图2可以看出，一对滚子爬坡刹车机构的夹角α取决于自行车轮圈37的形状，一般在60°左右。二个引导柱38的中心线之间的夹角β要求在35～45°之间。图中序号12是圆柱滚子，滚子的材料可以是金属的也可以用铸石等非金属硬质材料制成。序号11是销轴。
从图3可以看出安装橡胶刹车块2的叉形滚子刹车块架3其装有圆柱滚子的叉形部分装在坡道盒4里的起始位置，叉形架22（参看图5）被拉簧6拉靠在坡道盒的起始一端，而滚子与坡道盒的倾斜坡道保持接触。刹车块架3上，在叉形架22的中部位置有挂拉簧的小孔13，坡道盒4上有挂拉簧的小孔18。
从图4可以看出，用于普通牵引叉式自行车闸的坡道盒4，在侧面沿口中部斜向伸出一个安装用的耳柄14，坡道盒沿口和耳柄均可作折边处理，以提高另件刚度。耳柄的折边还有一个作用是卡住牵引叉架，以保持坡道盒的稳固。坡道盒4分左右二种，图4是表示右坡道盒。图中15是安装螺孔，16是向外的定位凸台，17是便于装拉簧的工艺性窗孔，19是滚子爬坡的坡道。爬坡楔角θ在10°～20°之间。
从图5可以看出，这是为了橡胶刹车块受力均匀，并更有利于滚子爬坡功能的发挥而设计的不对称的叉形滚子刹车块架3。刹车块架3用钢片制成，为了保持刹车块架的刚度，刹车块盒室的底面有增强凸缘21。上下段向一个方向折边20，构成包容橡胶刹车块的盒室，而翼状的中段向相反方向折弯，构成叉形架22，滚子12用销轴11铆在叉形架22上。刹车块架不对称的比例以销轴中心算它是在2∶3～1∶2之间，而上述较长的部分的安装方位是顺车轮向前转动方向看位于上游位置。
从图6可以看出，这是表示了滚子爬坡式自行车制动装置应用在钳形闸上的最佳实施例。该钳形闸的左右闸架23和24均是用薄钢片制成的并组合套在共同转轴27上（参看图7）。钳形闸闸架靠弹簧26复位。图中31是不带安装耳柄的坡道盒。闸架23和24上有安装长孔35，序号34是示意自行车轮缘。32是操作闸线，33是闸线紧固螺丝，39是闸线调节螺丝。
从图7可以看出叉形滚子刹车块架在钳形闸上同样要求是偏置的，偏置量和图1说明中完全相同。闸架复位簧26卡在定位块25的下面横槽里，定位块25又靠弧形横槽卡座在自行车后叉架的横档36上，并用螺栓28固定。图中序号40是辅助支撑，它是两头折成回形弯并正好横担在自行车后叉架41上，其中段卡在定位块25的上边横向的槽中。当产生大的刹车力时，闸架23、24所产生的弯矩可借助辅助支撑传到自行车后叉架41上，从而也克服了钳形闸只能适应较小刹车力的不足之处。
从图8可以看出钳形闸上用的坡道盒31上没有安装耳柄和定位凸台，但在两端面有安装螺孔37，其他和图4完全相同。它没有左右坡道盒之分。
从图9可以看出坡道盒31和钳形闸架23（24）的安装关系是用螺栓29和垫片30紧固在一起的。
实施例：图1图2表达的是普通牵引叉式自行车闸改用滚子爬坡式自行车制动装置的最佳实施例。这种刹车布置能抗较大的刹车力。可以分析，当手操作手闸的力由连杆或闸线传至刹车块接触轮圈虽是效率递减的，但由于是轻负荷，用力感觉较小。而刹车时刹车块接触自行车轮缘，产生磨擦，自行车轮转动的部分动能，使滚子刹车块架上的滚子在坡道盒的爬坡坡道上滚动，带动刹车块作楔入式位移，可以产生很大的刹车力，但这种力反馈到手上也是效率递减关系而变得较小，故有刹车省力的收益。更重要的是提高了刹车安全可靠性。
第二个实施例是图6图7表达的滚子爬坡式自行车制动装置，应用于钳形闸的情形。这种闸架形状和传统的钳形闸架相似，但左右闸架都不用整体结构，而是应用二片薄钢片成形后组合的方法，有较好的抗扭能力。特别增加了辅助支撑更能发挥滚子爬坡式自行车制动装置的优越制动作用。