特開 2022-42489 自転車ロック

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022042489

(43)【公開日】2022-03-14

(54)【発明の名称】自転車ロック

(51)【国際特許分類】

   B62H 5/04 20060101AFI20220307BHJP

【ＦＩ】

B62H5/04

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2021136901

(22)【出願日】2021-08-25

(31)【優先権主張番号】109130101

(32)【優先日】2020-09-02

(33)【優先権主張国・地域又は機関】TW

(71)【出願人】

【識別番号】518143495

【氏名又は名称】天揚精密科技股▲ふん▼有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】100081961

【弁理士】

【氏名又は名称】木内 光春

(74)【代理人】

【識別番号】100112564

【弁理士】

【氏名又は名称】大熊 考一

(74)【代理人】

【識別番号】100163500

【弁理士】

【氏名又は名称】片桐 貞典

(74)【代理人】

【識別番号】230115598

【弁護士】

【氏名又は名称】木内 加奈子

(72)【発明者】

【氏名】留 志宏

(57)【要約】

【課題】本開示は、自転車の盗難を防止するために自転車をロックするために使用される自転車ロックを開示する。
【解決手段】自転車ロックの第１の軸と第２の軸は、それぞれ、自転車のハンドルバー及びフロントホイールに接続される。自転車ロックがロックモードの時、第１の軸が第２の軸と連結して動かないため、ハンドルでフロントホイールを操作することができない。また、自転車ロックがアンロックモードの時、第１の軸が第２の軸と連結して動く。第１の軸は、２つの異なる連結機構により、第２の軸と連結する。１つは、第１の軸及び第２の軸をピンで連結し、もう１つは、一方の軸の係合構造を他方の軸の係合構造に強固に係合させる。
【選択図】図４Ｄ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の接続穴及び第１の係合構造を備える第１の軸であって、前記第１の軸は自転車の要素に連結するように適合される第１の軸と、
第２の接続穴及び第２の係合構造を備える第２の軸であって、前記第２の軸は前記自転車の別の要素に連結するように適合される第２の軸と、
前記第１の軸及び前記第２の軸の動作を制限するように適応されたピンと、
を備え、
ロックモード及びアンロックモードを有し、アンロックモードでは、第１の連結機構又は第２の連結機構により、前記第１の軸が前記第２の軸に連結され、
前記第１の連結機構では、前記第１の軸の前記第１の接続穴及び前記第２の軸の前記第２の接続穴に前記ピンが挿入されて、前記第１の軸及び前記第２の軸が互いに連結され、前記ピンと前記第１の接続穴及び前記第２の接続穴とには、それぞれ、隙間嵌めが設けられ、
前記第２の連結機構は、前記第１の軸の前記第１の係合構造と前記第２の軸の前記第２の係合構造を係合させることで、前記第１の軸及び前記第２の軸を互いに連結させ、前記第１の係合構造は、前記第２の係合構造に密着する、
ことを特徴とする自転車ロック。

【請求項2】

前記ピンに連結された駆動部品をさらに備え、
前記駆動部品は、前記自転車ロックが前記ロックモードから前記アンロックモードに切り替えられた時、前記ピンが前記第１の軸及び前記第２の軸に挿入されるように駆動するように適合される、
請求項１の自転車ロック

【請求項3】

前記第１の軸、前記第２の軸、及び前記ピンの少なくとも一部をそれぞれ収容するハウジングをさらに備え、
前記自転車ロックが前記アンロックモードにある時、前記第１の軸及び前記第２の軸のうちの一方が前記ハウジングに固定され、他方が前記ハウジングに対して相対的に動作可能である、
請求項１の自転車ロック。

【請求項4】

前記第１の軸は、上縦断貫通孔及び下縦断貫通孔を備え、
前記上縦断貫通孔及び前記下縦断貫通孔は、同一軸上に配置され、
前記下縦断貫通孔の開口部は、前記上縦断貫通孔の開口部よりも大きく、
前記第１の軸の前記上縦断貫通孔及び前記下縦断貫通孔の間の接合部には、第１の環状台が配置され、
前記第１の環状台上に、前記第１の係合構造が配置され、
前記第２の軸の上側は、上環状端面を備え、
前記第２の係合構造は、前記上環状端面に配置される、
請求項１の自転車ロック。

【請求項5】

前記第１の係合構造は、前記第１の軸に向かって延伸する溝状の空洞であり、
前記第２の係合構造は、前記第２の軸に向かって延伸する突出部であり、
前記突出部は、傾斜面又は曲面を備える、
請求項４の自転車ロック。

【請求項6】

前記溝状の空洞は前記第１の環状台に配置され、円形曲面構造であり、
前記突出部は、前記上環状端面に配置され、上部が狭く、下部が広い円形湾曲構造又は台形構造である、
請求項５の自転車ロック。

【請求項7】

前記自転車ロックが、前記第１の軸に対して前記アンロックモードにある時、前記第２の軸は、前記第２の軸の軸方向に沿って回転し、限られた範囲内で前記垂直方向に動く、
請求項５の自転車ロック。

【請求項8】

前記アンロックモードにおける軸回転の最大振幅は、前記第２の係合構造の幅の半分よりも小さく、前記第１の軸及び前記第２の軸は、前記第２の係合構造の前記傾斜面又は前記曲面に沿って自動的に位置合わせされ、係合される、
請求項７の自転車ロック。

【請求項9】

前記自転車ロックが前記ロックモードにある時、前記第１の軸及び前記第２の軸の垂直方向の最大相対変位は、前記第２の係合構造の前記突出部の高さよりも大きく、前記第１の軸が、前記第２の軸に対して軸方向に自由に回転する、
請求項５の自転車用ロック。

【請求項10】

基部をさらに備え、
前記基部は、ハウジングに固定され、前記第１の軸及び前記ハウジングを互いに固定し、前記第１の軸に対する前記第２の軸の垂直方向の相対的な最大相対変位を制限するように適合される、
請求項３の自転車ロック。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、自転車ロック、特に、複数の保護機構を備えた自転車ロックに関する。

【背景技術】

【0002】

Ｄ－ロック等の従来の自転車ロックの収納問題を解決するために、自転車ロックを自転車の本体に強固にロックする一体型のロックが市場に登場している。さらに、ロックをフレーム又はフロントフォークチューブの内部に収納するコンシールドロックも登場している。ユーザは、露出したロックシリンダーを鍵等で回して、ピンを駆動させてロック及びアンロックを行う。

【0003】

しかしながら、現在、ほとんどのコンシールドロックは、ロック時にフロントフォークチューブ及びヘッドチューブの両方を同時に貫通するピンを使用することで、フロントフォークチューブの回転又はステムの回転を防ぐように設計されている。しかしながら、このようなコンシールドロックでは、ピンを貫通させるための同心円状の穴をヘッドチューブ及びフロントフォークチューブに配置しなければならない。さらに、同様のタイプのロックには、フロントフォークチューブを介してピンを挿入することで、ヘッドチューブ及びフロントフォークチューブの間に配置された歯状部材を駆動し、ヘッドチューブ及びフロントフォークチューブの連結モードは、接続及び非接続状態を利用して制御するものがある。とはいえ、溶接や穴あけ等の破壊的な改造を行うには、それぞれの設計を改造産業に委託しなければならず、これらは、難易度が高いだけでなく、導入コストも高い。また、このような破壊的な改造を行った場合、自転車の構造強度及び中古市場における価格に悪影響を及ぼす可能性がある。

【0004】

以上のことから、公知の自転車ロックの設計において、フロントフォークチューブ及びヘッドチューブの両方を貫通するピン、又はヘッドチューブ及びフロントフォークチューブの間にある歯状部材が、ヘッドチューブに対するフロントフォークチューブの回転又はステムの回転を止めるために使用され、ロック効果が達成される。これらは、全て、取り付けのために、自転車のフロントフォークチューブ及びヘッドチューブをカスタマイズしたり、破壊的な改造を施す必要があり、取り付けは複雑であり、部品市場（アフターマーケットとも称する）における普及が困難である。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本開示は、上記公知の設計の自転車ロックを解決できる自転車ロックを提供する。フロントフォークチューブ及びヘッドチューブの両方を貫通するピン、又はヘッドチューブ及びフロントフォークチューブの間の歯状部材は、ヘッドチューブに対するフロントフォークチューブの回転又はステムの回転を止めるために使用され、ロック効果が達成される。これらは、全て、取り付けのために、自転車のフロントフォークチューブ及びヘッドチューブをカスタマイズしたり、破壊的な改造を施す必要であり、取り付けが複雑であり、部品市場（アフターマーケット）における普及が困難である。

【課題を解決するための手段】

【0006】

先行技術の欠点に鑑みて、本開示の目的の１つは、自転車ロックを提供することである。可能な設計の１つを例として挙げると、自転車ロックは、第１の軸と、第２の軸と、を備える。第１の軸は、ステムを介してハンドルバーに接続され、第２の軸は、フロントフォークチューブ内に延伸して固定されてよく、第１の軸及び第２の軸の連結状態を制御することで、ハンドルバー及びフロントホイールの連結状態が制御され、ハンドルバーがロックされた状態ではハンドルバーは、フロントホイールのステアリングを効果的に制御できず、自転車盗難防止の目的が達成される。自転車がアンロックされると、第１の軸及び第２の軸がピンで連結される。自転車がロックされると、ピンは、第１の軸及び第２の軸のいずれか一方から外れ、第１の軸及び第２の軸は連結しなくなる。ピンが第１の軸の第１の接続穴及び第２の軸の第２の接続穴にスムーズに挿入されることを保証するために、第１の軸及び第２の軸には、それぞれ、ピンのための隙間嵌めが設けられる、すなわち、第１の接続穴と第２の接続穴は、ピンよりわずかに大きい。

【0007】

しかしながら、ピン、第１の軸、及び第２の軸の隙間嵌めの設計により、要素間に隙間ができてしまうことがある、すなわち、自転車ロックのアンロックモードにおいてユーザが自転車用ハンドルバーを回した時、ピンが第１の軸及び第２の軸を強固に連結できない可能性がある。それどころか、それぞれの要素が揺れる可能性がある。このような理由から、本開示の設計の１つでは、連結機構に加えて、対応する係合構造が第１の軸と第２の軸の接続端面のそれぞれにさらに配置され、２つの軸が強固に係合される。第２の連結機構は、問題を解決するための補助として使用される。

【0008】

本開示の１つのカテゴリーは、第１の軸と、第２の軸と、ピンとを備える自転車ロックに関する。第１の軸は、第１の接続穴と、第１の係合構造と、を備え、自転車の要素に連結されるように適合される。第２の軸は、第２の接続穴と、第２の係合構造と、を備え、自転車の別の要素に連結されるように適合される。ピンは、第１の軸及び第２の軸の動作を制限するように適合される。自転車ロックは、ロックモードと、アンロックモードと、を含み、アンロックモードでは、第１の軸は、第１の連結機構又は第２の連結機構により、第２の軸に連結される。第１の連結機構では、ピンが第１の軸の第１の接続穴及び第２の軸の第２の接続穴に挿入されることで、第１の軸及び第２の軸が連結され、第１の軸及び第２の軸には、それぞれ、ピンのための隙間嵌めが設けられる。第２の連結機構は、第１の軸の第１の係合構造及び第２の軸の第２の係合構造を係合させることで、第１の軸及び第２の軸を連結し、第１の係合構造は、第２の係合構造に密着する。

【0009】

自転車ロックのいずれかにおいて、自転車ロックは、ピンに連結される駆動部品をさらに備える。駆動部品は、自転車ロックがロックモードからアンロックモードに切り替えられると、ピンを第１の軸及び前記第２の軸に挿入されるように駆動するように適合される。

【0010】

自転車ロックのいずれかにおいて、第１の軸は、上縦断貫通孔と、下縦断貫通孔と、を備え、上縦断貫通孔及び下縦断貫通孔は同一軸上に配置され、下縦断貫通孔の開口部は、上縦断貫通孔の開口部よりも大きく、第１の軸の上縦断貫通孔及び下縦断貫通孔の間の接合部には、第１の環状台が配置され、第１の係合構造が第１の環状台上に配置され、第２の軸の上側は、上環状端面を備え、第２の係合構造は、上環状端面に配置される。

【0011】

自転車ロックのいずれかにおいて、第１の係合構造は、第１の軸に向かって伸びる溝状の空洞であり、第２の係合構造は、第２の軸に向かって伸びる突出部であり、突出部は、傾斜面又は曲面を備える。

【0012】

自転車ロックのいずれかにおいて、溝状の空洞は、第１の環状台に配置され、円形曲面構造であり、突出部は、上環状端面に配置され、円形湾曲構造又は上部が狭く下部が広い台形構造である。

【0013】

自転車ロックのいずれかにおいて、自転車ロックがアンロックモードにある時、第１の軸に対して第２の軸は、軸回転し、限られた範囲内で垂直方向に動く。

【0014】

自転車ロックのいずれかにおいて、アンロックモードの軸回転の最大振幅は、第２の係合構造の幅の半分よりも小さく、それにより、第１の軸及び第２の軸は、第２の係合構造の傾斜面又は曲面に沿って自動的に配置され、係合される。

【0015】

自転車ロックのいずれかにおいて、自転車ロックがロックモードにある時、第１の軸及び第２の軸の垂直方向の最大相対変位量は、第２の係合構造の突出部の高さよりも大きく、第１の軸は、第２の軸に対して自由に軸回転する。

【0016】

自転車ロックのいずれかにおいて、自転車ロックは、さらに、基部を備える。基部は、ハウジングに固定され、第１の軸及びハウジングを互いに固定し、第１の軸に対する第２の軸の垂直方向の最大相対変位を制限するように適合される。

【0017】

自転車ロックのいずれかにおいて、自転車ロックは、さらに、第１の軸、第２の軸、及びピンの少なくとも一部をそれぞれ収容するハウジングを備える。自転車用ロックがアンロックモードにある時、第１の軸及び第２の軸の一方は、ハウジングに固定され、他方は、ハウジングに対して相対的に動くことができる。

【発明の効果】

【0018】

以上のことから、本開示の目的の１つは、アンロック時に第１の軸及び第２の軸が連結する、又はその逆であるロックを提供することである。一方、ロックは、２つの連結機構を備える。１つは、第１の軸及び第２の軸をピンで連結ものであり、もう１つは、第１の軸の第１の係合構造及び第２の軸の第２の係合構造を用いて、２つの軸を強固に係合させるものである。そのため、本開示では、第１の軸及び第２の軸を強固に連結することができ、これにより、隙間に起因するピンと第１の軸及び第２の軸との揺れの問題を解決し、ユーザエクスペリエンスに影響を与えることができる。さらに、本開示では、ロックの第１の軸及び第２の軸は、それぞれ、フロントフォークチューブ及び自転車のステムに固定され、ロックされ、連結され、それにより、本開示のロックは、自転車を壊すことなく、簡単に取り付けることができる。

【0019】

本開示の前述の特徴及び利点を理解しやすくするために、実施形態を図面と共に以下に詳細に説明する。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1A-B】図１Ａ及びＢは、それぞれ、本開示の第１の実施形態に係る、自転車にロックが適用された時の動作例、及びロックの外観を示す概略図である。

【0021】

【図1C】図１Ｃは、本開示の第１の実施形態に係る、アンロックモードにおける図１ＢのＡ－Ａ基準線に沿ったロックの部分断面を示す概略図である。

【0022】

【図1D-E】図１Ｄは、アンロックモードにおける自転車ロックの第１の軸、第２の軸、及び基部を示す立体概略図であり、図１Ｅは、本開示の第１の実施形態に係る、Ｂ－Ｂ基準線に沿ったロックの第１の軸、第２の軸、及び基部を示す概略断面図である。

【0023】

【図2A-B】図２Ａは、ロックの第１の軸の立体概略図であり、図２Ｂは、本開示の第１の実施形態に係る、Ｃ－Ｃ基準線に沿ったロックの第１の軸の概略断面図である。

【0024】

【図3A-B】図３Ａは、ロックの第２の軸及び基部の立体概略図であり、図３Ｂは、本開示の第１の実施形態に係る、Ｄ－Ｄ基準線に沿ったロックの第２の軸及び基部の概略断面図である。

【0025】

【図4A-C】図４Ａ乃至４Ｃは、それぞれ、本開示の第１の実施形態に係る、第１の係合構造、第２の係合構造、及びロックの相対関係の概略図である。

【0026】

【図4D-E】図４Ｄ及びＥは、本開示の第１の実施形態に係る、ロックの第１の係合構造及び第２の係合構造の好適な設計及び次の好適な設計の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以上の説明、本開示の他の技術的内容、特徴、及び効果は、以下の好ましい実施形態において詳細に明確に示され得る。なお、以下の実施形態において言及される上、下、左、右、前、後、上、底、横等の方向性のある用語は、各要素の相対的な関係や設計を説明するためのものであり、本開示を限定するものではない。また、本開示において「１つを含む」とは、特に定義されない限り、少なくとも１つを含むことを意味する。

【0028】

図１Ａ及び図１Ｂを参照すると、図１Ａ及びＢは、それぞれ、本開示の第１の実施形態に係る、自転車にロック１が適用された時の動作例、及びロック１の外観を示す概略図である。自転車ロック（以下、ロック１とする）の外観から、ロック１は、ハウジング５０を有する。ハウジング５０上には、ロック穴５１、引き込みボタン５２、接続ポート５３、及びロープ１００に接続されるロープヘッド１１０が配置される。さらに、ハウジング５０の上側と下側には、第１の軸１０及び第２の軸２０が通っている。図１Ｂに示されるように、第１の軸１０とハンドルバーとは、ステムによって互いに固定され、互いに沿って動き、第２の軸２０は、フロントフォークチューブ内に延伸して固定され、互いに沿って動くことができる。

【0029】

ロック１は、アンロックモードＳＵＬ及びロックモードＳＬの２つの状態を含む。ロックモードＳＬでは、第１の軸１０及び第２の軸２０は効果的に連結しておらず、アンロックモードＳＵＬでは連結している。アンロックモードＳＵＬからロックモードＳＬに切り替える場合をロック工程、逆の場合をアンロック工程と呼ぶ。ロック工程の最初に、ユーザは、ハウジング５０からロープヘッド１１０を引き出し、ロープヘッド１１０は、個別に配置される、又はロープ１００に接続されてよい。ロープ１００を備えた設計では、ユーザは、固定対象２にロープ１００を巻き付け、その後、ロープヘッド１１０を、ロック穴５１を通してロック１に挿入して、ロック１のロック動作を引き起こすことができる。ユーザがロープヘッド１１０をロック１のロック位置まで押し込むと、ロック１は、ロックモードＳＬとなり、ロック１にロックされる。一方、第１の軸１０及び第２の軸２０が非連結状態に自動的に切り替わってよく、自転車のハンドル及びフロントホイールは効果的に連結されず、これにより、ユーザは、ハンドルバーを回してフロントホイールのステアリングを制御することができなくなり、好ましい防犯効果が得られる。

【0030】

ユーザが自転車のアンロックする必要がある場合、アンロック装置（図示せず）を用いて、接続線を介してロック１の接続ポート５３に電気的に接続することができる。接続された後、ロック１は、アンロック装置を自動的に認識する。認識に成功した後、ロック１は、自動的にアンロックし、アンロックモードＳＵＬに戻る。その間、ロープヘッド１１０がハウジング５０から自動的に押し出されて外れ、自転車のハンドルバー及びフロントホイールが自動的に連結状態に戻り、ユーザは通常の乗車を再開することができる。

【0031】

その後、ロープヘッド１１０がロープ１００に接続されている場合、ユーザは、引き込みボタン５２を押して、ロック１にロープ１００をハウジング５０に自動的に収納させることができる。アンロック装置は、リモコンや携帯電話等、動力や信号通信機能を備える様々な電子装置であってもよい。本実施形態では、アンロック装置及びロック１は、充電ケーブル等の接続線で接続される。しかしながら、必要に応じて、電力及び信号通信機能の両方を備える無線モジュールを代わりに使用することもできる。なお、本開示はこれに限定されない。

【0032】

本開示におけるロック１の詳細設計を以下に示す。

【0033】

図１Ａから図１Ｃを全て参照すると、図１Ｃは、本開示の第１の実施形態に係る、アンロックモードＳＵＬにおいて図１ＢのＡ－Ａ基準線に沿ったロック１を示す概略断面図である。図面によれば、本実施形態では、ロック１は、主に、第１の軸１０と、第２の軸２０と、ピン３０と、駆動部品４０と、ハウジング５０と、基部６０と、スライダ７０と、制御モジュール８０と、ロックロープターンテーブル９０と、ロープ１００と、ロープヘッド１１０と、を備える。

【0034】

各要素の相対的な関係を説明する前に、各要素の設計を以下に説明する。

【0035】

図２Ａ及び図２Ｂを参照すると、図２Ａは、本開示の第１の実施形態に係る、ロック１の第１の軸１０の立体概略図であり、図２Ｂは、本開示の第１の実施形態に係る、Ｃ－Ｃ基準線に沿ったロック１の第１の軸１０の概略断面図である。本実施形態では、例えば、第１の軸１０は、金属材料（例えば、アルミニウム）を選択的に含んでよく、切断工程によって形成された１つの構造であってよい。第１の軸１０は、第１の上チューブ１１及び第１の下チューブ１２を含む。第１の上チューブ１１は、上縦断貫通孔１１１を含み、第１の下チューブ１２は、下縦断貫通孔１２１を含み、上縦断貫通孔１１１及び下縦断貫通孔１２１は、同軸上にあり、互いに連通している。下縦断貫通孔１２１の開口部は、上縦断貫通孔１１１の開口部よりも大きく、上縦断貫通孔１１１及び下縦断貫通孔１２１との間の接合部には、第１の環状台１４が配置され、第１の環状台１４には、少なくとも１つの第１の係合構造１３が配置される。図４Ａを参照すると、図４Ａは、本開示の第１の実施形態に係る、ロック１の第１の係合構造の側面を示す概略図である。本実施形態では、各第１の係合構造１３は、第１の環状台１４上に配置され、第１の環状台１４の外周側の端部から第１の軸１０の軸まで延伸する。各第１の係合構造１３は、溝状の空洞である。本実施の形態では、第１の係合構造１３は、半円カットの表面形状を有する円筒形の溝である。第１の係合構造１３を配置するために、ドリルを選択的に使用して、第１の軸１０の第１の環状台１４の高さに少なくとも１つの横方向の貫通孔１５を直接開けることができる。そして、各横方向の貫通孔１５は、第１の軸１０の側壁を貫通し、第１の環状台１４上の材料の一部を除去して、第１の係合構造１３として機能する半円の溝を形成する。これにより、加工精度の向上及びコスト削減が実現される。

【0036】

図４Ａに示すように、本実施形態では、横方向の貫通孔１５の中心が第１の環状台１４の表面よりも若干低いため、第１の係合構造１３の半円の溝は、若干浅い。従って、第２の係合構造２３の高さに応じて、２つの係合構造の締め付けを改善することができる。なお、本実施形態では、第１の係合構造１３の２つの辺と曲面の中心との中心角Ａが１５０度以下であるため、半円は完全な半円ではない。

【0037】

図２Ａ及び図２Ｂに示すように、本実施形態では、第１の環状台１４には、４つの第１の係合構造１３が、均等な角度間隔で配置される。しかしながら、必要に応じて、要求に応じて数量を任意に増減することができ、本開示はこれに限定されない。さらに、第１の軸１０の側壁には、ピン３０が通るための第１の接続穴１６が配置される。一方、第１の下チューブ１２の底面の側部には、ハウジング５０や基部６０を貫通して固定するネジのために、深さの異なる複数のネジ穴１８が配置される。

【0038】

図３Ａ及び図３Ｂを参照すると、図３Ａは、ロック１の第２の軸２０と基部６０の相対的な関係を示す立体概略図であり、図３Ｂは、第１の実施形態に係る、Ｄ－Ｄ基準線に沿ったロック１の第２の軸２０と基部６０の概略断面図である。例えば、第２の軸２０は、金属材料（例えば、アルミニウム）を選択的に含んでよく、切断工程によって形成された１つの構造であってよい。第２の軸２０は、選択的に、中空管状であってよい。第２の軸２０は、第２の上チューブ２１及び第２の下チューブ２２を含む。第２の上チューブ２１の外径は、第２の下チューブ２２の外径よりも大きく、第２の軸２０の外周側の側壁に設けられた第２の環状台２４は、第２の上チューブ２１及び第２の下チューブ２２の間の接続部に配置される。さらに、均等な角度間隔で配置される少なくとも１つの第２の係合構造２３は、第２の上チューブ２１の上側の上環状端面２７に配置される。

【0039】

図３Ａ、図３Ｂ、及び図４Ｂを合わせて参照すると、図４Ｂは、本開示の第１の実施形態に係る、ロック１の第２の係合構造の側面の概略図である。本実施形態では、各第２の係合構造２３は、第２の軸２０の外周側の端部から、第２の上チューブ２１の上側に設けられた上環状端面２７の軸まで等距離で伸びる突出部である。第２の軸２０の外周側の端部からその軸に向かって見たとき、幅方向Ｗにおける第２の係合構造２３の各突出部は、突出した台２３１と、その左側及び右側にそれぞれ配置される左傾斜面２３２及び右傾斜面２３３とを含む。実施形態では、左傾斜面２３２及び右傾斜面２３３のそれぞれは、対応する空洞を案内して一緒に係合させるための曲面であるが、傾斜面は、置換された実施形態であってよい。幅方向Ｗは、第２の軸２０の円周方向と実質的に同じである。一方、図３Ａに示すように、第２の軸２０の片側には、ピン３０を挿入するための第２の接続穴２６が配置される。

【0040】

ピン３０は、第１の軸１０及び第２の軸２０を連結するために使用される。図１Ｄ及び図１Ｅを参照すると、図１Ｄは、アンロックモードＳＵＬにおけるロック１の第１の軸、第２の軸、及び基部を示す立体概略図であり、図１Ｅは、本開示の第１の実施形態に係る、Ｂ－Ｂ基準線に沿ったロック１の第１の軸、第２の軸、及び基部を示す概略断面図である。図面によれば、ピン３０は、基部３１と、頭部３２と、を備える。頭部３２は、第１の軸１０及び第２の軸２０を接続するために使用され、次第に小さくなる前端を有する曲面を含む。基部３１には、傾斜面３１２が配置され、傾斜面３１２の傾斜及び方向は、スライダ７０のピン３０の穴の傾斜面（図示せず）の傾斜及び方向に対応する。基部３１には、基部３１の左端面から右端面まで水平方向に凹んだ収容溝３１１が配置され、駆動部品４０の一部を収容するために使用される。本実施形態では、基部３１及び頭部３２は、互いに組み合わされる２つの独立した要素である。基部３１は、軽量化のために弱いプラスチック素材を含み、頭部３２は、強度を要求するために金属材料を含んでよい。しかしながら、基部３１及び頭部３２は、１つの要素の異なる部分であってもよい。

【0041】

駆動部品４０は、その中の流体を圧縮する、又は要素自体の材料を歪ませることで、機械的エネルギー及びひずみエネルギーを蓄えたり放出したりすることができる。具体的には、例えば、ばね、リード、エアシリンダ（例えば、弾性体）等の機械又は装置のいずれか、若しくはそれらの組み合わせであってよい。本実施形態では、駆動部品４０はばねであり、その寸法は、駆動部品４０の少なくとも一部を収容溝３１１に埋め込むことができるように、ピン３０の基部３１の収容溝３１１の寸法に対応する。

【0042】

ハウジング５０は、ロック１の各要素の少なくとも一部を包み込んで固定するためのものである。図１Ｃを参照すると、ハウジング５０の内部には、要素の進行方向を制限することができるリブ、突出部、又はロック穴等の複数の構造が配置される。ハウジング５０の底部には複数の貫通孔が配置され、ネジが基部６０を通過して、第１の軸１０の下環状端面１７に固定的にロックされることで、各要素を互いに固定することができる。

【0043】

本実施形態では、基部６０は、第２の軸２０の第２の上チューブ２１の外径よりも小さい直径を有する開口部を有する円形金属板である。使用時には、基部６０は、第１の軸１０の底部にねじ込まれ、第２の軸２０の通過を制限及び妨害し、そのため、第１の軸１０に対する第２の軸２０の垂直方向の最大相対変位を制限する効果が得られる。さらに、基部６０には複数の貫通孔が配置されており、ネジが通過できる。

【0044】

スライダ７０を使用して、ロック１を１自由度スライドさせ、ピン３０の基部３１の傾斜面３１２を傾斜面構造で駆動させて、ロックモードＳＬとアンロックモードＳＵＬを切り替える。３０がその傾斜面構造で出入りすることで、ロック１のロックモードＳＬとアンロックモードＳＵＬを切り替える

【0045】

図１Ａ～図１Ｃを参照すると、ロープ１００は、自転車及び自転車に接続されたロック１を固定対象２に巻き付けて、ロック効果を得るために使用される。ロープ１００の一端は、ロック１の本体に設けられたロックロープターンテーブル９０に接続され、他端は、ロープヘッド１１０に接続されている。本実施形態では、ロープ１００は、選択的に、鋼製ロープとすることができる。しかしながら、ロック１は、ロープ１００の配置に限定されない。別の実施形態では、ロープ１００が固定対象２を包む必要がない場合、ロック１は、ロープ１００、引き込みボタン５２、及びロックロープターンテーブル９０の関連する設計を選択的に省略できる。この設計では、ロープヘッド１１０は、ロック１をロックする鍵と同様の独立要素として使用できる。さらに、ロープヘッド１１０は、ハウジング５０の外側に配置された別のボタンとして設計することもできる。押されると、ロープヘッド１１０は、ロック１に押し込まれてロックされ、アンロックされると、ロープヘッド１１０は飛び出すが、ハウジング５０からは外れない。

【0046】

なお、本実施形態では、ロック１のロック工程の間、電力は全く必要なく、ロック工程全体は、ユーザがロープヘッド１１０にかける力だけで完了する。アンロック工程の間、制御モジュール８０等の要素が必要とする電力は、接続ポート５３を通じてアンロック装置から直接得ることができる。すなわち、本設計では、ロック１は、バッテリー等の蓄電素子を含まない場合があり、これにより、ロック１内のバッテリーが、開かれた環境により損傷を受けて動作しなくなることが防止されるので、ロック１の信頼性がさらに向上することになる。

【0047】

ロック１の操作モードを以下に説明する。

【0048】

図１Ｃから図１Ｅを参照すると、ロック工程の起動前に、ロック１はアンロックモードＳＵＬにあり、第２の軸２０の第２の上チューブ２１が、第１の軸１０の第１の下チューブ１２に埋め込まれており、第１の軸１０の第１の接続穴１６と、第２の軸２０の第２の接続穴２６とが重なっている。本実施の形態では、ユーザがハンドルバーを操作してステムを介して第１の軸１０を回転させると、第１の軸１０は、第１の伝達機構及び第２の伝達機構の少なくとも一方を介して第２の軸２０と連結され、これにより、フロントフォークチューブを駆動してフロントホイールを駆動し、フロントホイールのステアリングを制御することができる。

【0049】

第１の伝達機構とは、ピン３０を用いて第１の軸１０及び第２の軸２０を連結することを指す。しかしながら、各要素の間には、垂直方向（Ｚ－軸）と水平方向（Ｘ－軸）のいずれかに隙間Ｇ１があるため、動作中に揺れが生じやすいという問題がある。そこで、第２の伝達機構を設け、第１の軸１０の第１の係合構造１３及び第２の軸２０の第２の係合構造２３をしっかりと係合させることで、効果的に要素が伝達可能になる。

【0050】

本実施形態では、第１の伝達機構とは、ピン３０が第１の接続穴１６を貫通して第２の接続穴２６に挿入されるように使用されることを指す。したがって、第１の軸１０が回転すると、ピン３０が駆動して第２の軸２０をその軸に沿って回転させることができる。本実施形態では、駆動部品４０はばねであり、ロック時に圧縮され、アンロック時に膨張してピン３０を第１の接続穴１６及び第２の接続穴２６に押し込むように使用される。しかしながら、空間、体積、重量等の制約により、駆動部品４０がピン３０に与えることのできる力は限られている。そこで、駆動部品４０が第１の接続穴１６及び第２の接続穴２６にスムーズに出入りできるように、第１の接続穴１６及び第２の接続穴２６とピン３０とに隙間嵌めを採用している。これは、第１の接続穴１６及び第２の接続穴２６が、それぞれ、ピンよりも大きい、すなわち、ピン３０と第１の接続穴１６及び第２の接続穴２６との間には、それぞれ隙間Ｇ１が確保されていると解釈でき、ピン３０がスムーズに出入りできる。

【0051】

ユーザがステムを回転させて第１の軸１０を駆動すると、第１の軸１０及び第２の軸２０とピン３０との間には隙間Ｇ１が生じ、そのため、第１の軸１０及び第２の軸２０の連結が実現される前に、隙間Ｇ１のストロークを埋めるために一定の距離を空転することがあり、ハンドルが揺れてユーザの乗り心地に影響を与える可能性があった。この問題に対し、本開示では、第１の連結機構に加えて、第１の連結機構における隙間Ｇ１の乗り心地に対する影響を克服するために、第２の連結機構をさらに備える。

【0052】

第２の伝達機構とは、第１の軸１０の第１の係合構造１３と、第２の軸２０の第２の係合構造２３を直接接触させて係合させることをいう。これにより、第１の軸１０が回転すると、その力が第１の係合構造１３を介して第２の係合構造２３に瞬時に伝達され、隙間Ｇ１による影響を最小限に抑えることができる。設計上、第１の係合構造１３は空洞、第２の係合構造２３は突出部となっている。しかしながら、実際には、空洞と突出部を入れ替えても、実際の動作に影響はない。さらに、第１の軸１０及び第２の軸２０の内外の関係も必要に応じて調整することができる。さらに、第１の軸１０及び第２の軸２０がそれぞれ上の軸と下の軸であることも、要求に応じて調整することができ、本開示はこれに限定されない。

【0053】

図４Ｃに示すように、ロックモードＳＬでは、第１の軸１０が第２の軸２０に対して自由に回転でき、ユーザがハンドルバーを回してフロントホイールを効果的に駆動することができないように、ロックモードＳＬにおける第１の軸１０及び第２の軸２０の垂直方向の最大相対変位量は、第２の軸２０の突出部が第１の軸１０の空洞から完全に外れる程度である必要がある、すなわち、第１の軸１０及び第２の軸２０の最大相対変位量は、第２の軸２０の突出部の高さ又は第１の軸１０の空洞の深さよりも大きい必要がある。また、第１の軸１０及び第２の軸２０が互いに離れすぎていない必要である。

【0054】

このような効果を得るために、本実施の形態では、第１の軸１０の下環状端面１７に基部６０を固定し、第２の軸２０を第１の軸１０及び基部６０との間に制限して、第１の軸１０と第２の軸２０の最大相対変位をさらに定義する。

【0055】

図１Ｃからわかるように、基部６０の内側の開口部の内径は、第２の軸２０の上チューブの外径よりも小さいので、ユーザがハンドルバーを持ち上げると、第１の軸１０が上方に持ち上げられ、第１の軸１０の底部に固定された基部６０も上方に持ち上げられ、一定の距離を上昇した後、基部６０は、第２の軸２０の第２の環状台２４に抵抗することができる。一方、基部６０と第２の軸２０の第２の環状台２４との間の隙間Ｇ２の距離は、隙間Ｇ１の距離よりも小さい。そのため、ロックモードＳＬ及びアンロックモードＳＵＬに関わらず、第１の軸１０及び第２の軸２０の垂直方向の最大相対変位は、第２の軸２０の基部６０と第２の環状台２４との間の垂直方向の隙間Ｇ２の距離によって制御される。

【0056】

一方、ロックモードＳＬでは、第１の軸１０は第２の軸２０に対して自由に回転することができ、アンロックモードＳＵＬでは、第２の軸２０から垂直に離れた後でも、第１の軸１０はその軸に沿って回転することができるが、その最大の回転は、ピン３０と第１の軸１０及び第２の軸２０との間の隙間Ｇ１の距離によって制限される。本実施形態では、第１の軸１０の第１の接続穴１６及び第２の軸２０の第２の接続穴２６の最大垂直距離は、それぞれ８ｍｍであり、最大水平距離は、７．９７ｍｍであり、ピン３０の前端におけるシリンダーの最大直径は、約７．９４ｍｍである。このとき、水平方向の隙間Ｇ１の幅は、０．０３ｍｍであり、垂直方向の隙間Ｇ１の幅は、０．０６ｍｍと比較的大きくなっている。

【0057】

さらに、図４Ｃを参照すると、第２の係合構造２３の突出部の幅の半分Ｔが第２の軸２０に対する第１の軸１０の軸回転の最大振幅よりも大きくなるように設計されている場合、第１の係合構造１３の端部１３１は、第２の係合構造２３の湾曲面又は傾斜面に連続的に対応することができ、これにより、第１の係合構造１３及び第２の係合構造２３が垂直方向に互いに接近した際に、自動的に位置合わせされる。図４Ｂを参照すると、本開示における幅の半分Ｔは、第１の係合構造１３及び第２の係合構造２３が接続されたときの、第２の係合構造２３の突出部にある構造の長さであって、第１の係合構造１３の空洞の端部１３１を補助して当該構造を幅方向Ｗに沿った同方向に案内することができる長さに定義される。本実施形態では、幅方向Ｗにおける突出部の長さは、第２の軸２０の円周の接線方向における突出部の長さと実質的に等しい。例えば、第２の係合構造２３が狭い上部と広い底部を有する台形構造である場合、左傾斜面２３２及び右傾斜面２３３の幅方向Ｗの長さは、それぞれ、幅の半分Ｔとなる。第２の係合構造２３の突出部が完全な円形曲面である場合、幅の半分Ｔは、幅方向Ｗの全体の円形曲面の長さの半分と解釈できる。

【0058】

一方で、第１の係合構造１３及び第２の係合構造２３を密着させるために、幅方向Ｗの突出部の最大幅Ｄ２が、空洞部の開口部の最大幅Ｄ１に近いか、それ以上であることが保証されなければならない。すなわち、少なくとも緩み嵌め、好ましくは締め嵌め式が両者に採用される。図４Ｄ及び図４Ｅを参照すると、図４Ｄ及び図４Ｅは、本開示の第１の実施形態に係る、ロック１の第１の係合構造１３及び第２の係合構造２３の好適な設計及び好適な設計の概略図である。まず、図４Ａ及び図４Ｂを参照すると、第１の係合構造１３の空洞の開口部の最大幅はＤ１であり、第２の係合構造２３の突出部の最大幅はＤ２であり、図４Ｅに示すように、最大幅Ｄ１は最大幅Ｄ２よりも大きい。すなわち、Ｄ１／Ｄ２≧１の場合、第１の係合構造１３及び第２の係合構造２３の間に隙間が形成される可能性があり、揺れを低減する効果はあまり明らかではない。逆に、図４Ｄの設計を採用した場合、最大幅Ｄ１が最大幅Ｄ２よりも小さくなる、すなわち、Ｄ１／Ｄ２≦１となり、突出部及び空洞がより密接に合うようになり、連結効果が高くなり、揺れの問題を効果的に解決することができる。本実施形態では、Ｄ１の値は約３．８７ｍｍであり、Ｄ１／Ｄ２の値は約０．９８７であり、１よりも小さい。すなわち、最大幅Ｄ１から最大幅Ｄ２を引いた差が水平方向の隙間Ｇ１の長さよりも小さい場合、又は最大幅Ｄ１が最大幅Ｄ２よりも小さいとき、第１の係合構造１３及び第２の係合構造２３は密着している。

【0059】

ロック１がアンロックモードＳＵＬからロックモードＳＬに切り替わると、スライダ７０は、ロック位置からアンロック位置に自動的に動いてよく、駆動部品４０は、ピン３０を第１の接続穴１６及び第２の接続穴２６の少なくとも一方から引き抜くことで第１の軸１０及び第２の軸２０が互いに軸方向に自由に回転できるようにして、両者を効果的に連結できないようにする。

【0060】

以上のことから、本開示の目的の１つは、アンロック時に第１の軸１０及び第２の軸２０が連結する、又はその逆であるロック１を提供することである。また、ロック１は、２つの連結機構を備える。１つは、第１の軸１０及び第２の軸２０をピン３０で連結させるものであり、もう１つは、第１の軸１０の第１の係合構造１３及び第２の軸２０の第２の係合構造２３を用いて、２本の軸を強固に係合させるものである。したがって、本開示では、第１の軸１０及び第２の軸２０を強固に連結することができる。これにより、第１の軸１０及び第２の軸２０の隙間に起因するピン３０と第１の軸１０及び第２の軸２０との揺れの問題が解決され、ユーザの乗り心地に影響を与えることができる。さらに、本開示では、ロック１の第１の軸１０及び第２の軸２０は、それぞれ、自転車のステム及びフロントフォークチューブに固定、ロック、連結されているので、本開示のロック１を、自転車を壊すことなく、容易に取り付けることができる。

【0061】

最後に、本開示のロック１の均等な範囲は、実施形態の実施を含むが、それに限定されないことを強調しておく。本開示の上記において開示された実施形態に開示された構成要素及びステップは、説明のための例示に過ぎず、本開示の範囲を制限するために使用されるものではなく、他の同等の要素及びステップの置換又は修正も、本開示の特許出願の範囲に含まれるものとする。

【産業上の利用可能性】

【0062】

複数の保護機構を備えた自転車用ロックを適用してもよい。

【符号の説明】

【0063】

１ ロック
２ 固定対象
１０ 第１の軸
１１ 第１の上チューブ
１１１ 上縦断型貫通孔
１２ 第１の下チューブ
１２１ 下縦貫通孔
１３： 第１の係合構造
１３１ 第１の係留構造の端部
１４ 第１の環状台
１５ 横方向の貫通孔
１６ 第１の接続穴
１７ 下環状端面
１８ ネジ穴
２０ 第２の軸
２１ 第２の上チューブ
２２ 第２の下チューブ
２３ 第２の係合構造
２３１ 突出した台
２３２ 左傾斜面
２３３ 右傾斜面
２４ 第２の環状台
２６ 第２の接続穴
２７ 上環状端面
３０ ピン
３１ 基部
３１１ 収容溝
３１２ 傾斜面
３２ 頭部
４０ 駆動部品
５０ ハウジング
５１ ロック穴
５２ 引き込みボタン
５３ 接続ポート
６０ 基部
７０ スライダ
８０ 制御モジュール
９０ ロックロープターンテーブル
１００ ロープ
１１０ ロープヘッド
Ａ 中心角
Ｄ１，Ｄ２ 最大幅
Ｇ１，Ｇ２ 隙間
Ｔ 幅の半分
ＳＬ ロックモード
ＳＵＬ アンロックモード
Ｗ 幅方向

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図1D】

【図1E】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図4D】

【図4E】

【外国語明細書】