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特表2024-537984固定デバイス

書誌要約請求の範囲詳細な説明課題実施例実施するための形態図面の説明

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-10-18

(54)【発明の名称】固定デバイス

(51)【国際特許分類】

E05B 15/16 20060101AFI20241010BHJP

E05B 67/06 20060101ALI20241010BHJP

B23K 26/342 20140101ALI20241010BHJP

E05B 71/00 20060101ALN20241010BHJP

【ＦＩ】

E05B15/16

E05B67/06

B23K26/342

E05B71/00 K

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024519322

(86)(22)【出願日】2022-09-29

(85)【翻訳文提出日】2024-05-28

(86)【国際出願番号】 GB2022052477

(87)【国際公開番号】W WO2023052778

(87)【国際公開日】2023-04-06

(31)【優先権主張番号】2113956.3

(32)【優先日】2021-09-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】GB

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】517421530

【氏名又は名称】ジールイノベーションリミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110000796

【氏名又は名称】弁理士法人三枝国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】バロンニールアンソニー

【テーマコード（参考）】

4E168

【Ｆターム（参考）】

4E168BA33

4E168BA83

4E168BA87

4E168BA88

(57)【要約】

固定デバイスは、少なくとも１つの端部がロックユニットに取り付け可能な金属製の細長い本体を有する。その本体は、その本体の表面上に長手方向に延在し、その本体と冶金的に接合された、上記種類の材料の少なくとも１つのトラックを有する。本体の融点よりも低い融点の自己融着マトリックス中に分散され、更にクロム、ケイ素及びホウ素を含む組成でニッケル、鉄及びコバルトのうちの１つを含む、硬質耐切断性材料の粒子を、トラックの材料は有する。トラックは、溶接、好ましくはレーザ溶接又はレーザクラッディングによって細長い本体に通常適用されるが、プラズマアーク溶接又はろう付けを使用してもよい。低い融点は、冶金的接合を可能にしつつ、細長い本体の溶融を防止する。炭化タングステンが好ましい硬質耐切断性材料であるが、炭化ケイ素、立方晶窒化ホウ素、又は工業用若しくは合成ダイヤモンドなど、他の材料が使用されてもよい。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

金属製の細長い本体が、ロックユニットに取り付け可能な少なくとも１つの端部を有する固定デバイスであって、前記本体が、前記本体の表面上に長手方向に延在する少なくとも１つのトラックを有し、前記本体の融点よりも低い融点の自己融着マトリックス中に分散され、クロム、ケイ素及びホウ素を含む組成のニッケル、鉄及びコバルトのうちの１つを含む硬質耐切断性材料の粒子を、前記トラックの材料が有し、前記トラック又は各トラックが、前記細長い本体と冶金的に接合される、固定デバイス。

【請求項2】

前記トラックの材料が、レーザ溶接及びレーザクラッディングのうちの一方によって前記本体の表面に接合される、請求項１に記載の固定デバイス。

【請求項3】

前記マトリックスが、セラミック材料を含む、請求項２に記載の固定デバイス。

【請求項4】

前記耐切断性粒子の材料が、炭化タングステン、炭化ケイ素、及び工業用又は合成ダイヤモンドのうちの少なくとも１つを含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の固定デバイス。

【請求項5】

前記耐切断性粒子が球形形態である、請求項１から４のいずれか一項に記載の固定デバイス。

【請求項6】

前記粒子のサイズが、５０～１６０μｍの範囲で変化する、請求項５に記載の固定デバイス。

【請求項7】

前記粒子が、鋳造及び粉砕された形態である、請求項１から４のいずれか一項に記載の固定デバイス。

【請求項8】

前記粒子の寸法が、５０～２００μｍの間で変化する、請求項７に記載の固定デバイス。

【請求項9】

前記粒子が、前記トラック材料の４０～６５％を含む、請求項１から８のいずれか一項に記載の固定デバイス。

【請求項10】

複数のトラックが、前記本体を完全にクラッディングするように隣接して並んで延在する、請求項１から９のいずれか一項に記載の固定デバイス。

【請求項11】

複数の前記トラックが、前記細長い本体の表面上で互いに交差する、請求項１から１０のいずれか一項に記載の固定デバイス。

【請求項12】

前記少なくとも１つのトラックが、２ｍｍの最大厚さを有する、請求項１から１１のいずれか一項に記載の固定デバイス。

【請求項13】

前記少なくとも１つのトラックが、３～１０ｍｍの範囲の幅を有する、請求項１から１２のいずれか一項に記載の固定デバイス。

【請求項14】

前記少なくとも１つのトラックが、前記細長い本体内に圧縮される、請求項１から１３のいずれか一項に記載の固定デバイス。

【請求項15】

前記細長い本体が、円形の断面を有する、請求項１から１４のいずれか一項に記載の固定デバイス。

【請求項16】

前記細長い本体の前記少なくとも１つの端部が、その中の開口部に入ることによって前記ロックユニットに取り付け可能であり、クロム、ケイ素、及びホウ素を含む組成のニッケル、鉄、及びコバルトのうちの１つを含む自己融着マトリックス中に分散された硬質耐切断性材料の粒子を有する材料のトラックが、前記開口部の境界周りで前記ロックユニットと冶金的に接合される、請求項１から１５のいずれか一項に記載の固定デバイス。

【請求項17】

前記開口部周りの前記トラック内の前記耐切断性粒子の材料が、炭化タングステン、炭化ケイ素、及び工業用又は合成ダイヤモンドのうちの少なくとも１つを含む、請求項１６に記載の固定デバイス。

【請求項18】

前記細長い本体が、ポリマー材料の層内に封入される、請求項１から１７のいずれか一項に記載の固定デバイス。

【請求項19】

請求項１から１８のいずれか一項に記載の固定デバイスを備えるパドロックであって、前記細長い要素が、パドロックシャックルである、パドロック。

【請求項20】

請求項１から１９のいずれか一項に記載の固定デバイスを備えるＤロックであって、前記要素の各端部が、ロック棒と係合するように適合される、Ｄロック。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、固定デバイスに関し、特に、固定デバイスに必須の構成要素を形成する細長い要素における耐切断性材料の使用に関する。本発明の目的は、切断が極めて困難であり、そのため、要素によって固定されたデバイスが泥棒によって破壊されることを阻止又は防止する要素を提供することである。本発明は、特に、細長い本体の少なくとも１つの端部がロックユニットに取り付け可能である固定デバイスに関する。

【背景技術】

【0002】

周知の耐切断性材料の例は、サーメット、炭化タングステン、炭化チタン、チタンナイトライド、及びチタンカーボンナイトライドである。表面に耐摩耗層を形成するために、炭化タングステンなどの材料を使用することが知られている。そのような層は、火炎溶射及び／又はレーザクラッディングによって形成することができる。典型的には、炭化タングステン粒子は、２０１５年９月にＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅに発表された「Ｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｅｒｏｓｉｏｎｗｅａｒｏｆｃｅｒｍｅｔｐａｒｔｉｃｌｅｓｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｓｅｌｆ－ｆｌｕｘｉｎｇａｌｌｏｙｍａｔｒｉｘＨＶＯＦｓｐｒａｙｅｄｃｏａｔｉｎｇｓ」と題する会議論文で論じられているように、クロム、ケイ素及びホウ素を含む組成のニッケル、鉄又はコバルトをベースとする自己融着マトリックス又は合金中に分散されている。このような層又はコーティングを有する製品は、米国オハイオ州バーバートンのＡＳＢＩｎｄｕｓｔｒｉｅｓＩｎｃ．、英国のＢ＆ＢＰｒｅｃｉｓｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｏｆＨｕｄｄｅｓｆｉｅｌｄ、スイスのＯｅｌｉｋｏｎＭｅｔｃｏｏｆＰｆａｆｆｉｃｏｎなど、様々な企業から入手可能である。

【0003】

特許文献１及び特許文献２、並びに特許文献３、並びに特許文献４、特許文献５、及び特許文献６の記述を参照されたい、それらのすべては、合金マトリックス中での炭化タングステンの使用を開示している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】米国特許第４１３６２３０号明細書

【特許文献2】米国特許第４５６１２７２号明細書

【特許文献3】米国特許出願公開第２００５／００９２０３８号明細書

【特許文献4】欧州特許出願公開第２７４０５５３号明細書

【特許文献5】欧州特許出願公開第２８０８１０７号明細書

【特許文献6】欧州特許出願公開第３９７４５５２号明細書

【発明の概要】

【0005】

本発明は、耐切断性材料を用いてロックデバイスの作動構成要素を補強する概念にある。本発明によれば、固定デバイスは、少なくとも１つの端部がロックユニットに取り付け可能な金属製の細長い本体を有する。その本体は、その本体の表面上に長手方向に延在し、その本体と冶金的に接合された、上記種類の材料の少なくとも１つのトラックを有する。本体の融点よりも低い融点の自己融着マトリックス中に分散され、更にクロム、ケイ素及びホウ素を含む組成でニッケル、鉄及びコバルトのうちの１つを含む、硬質耐切断性材料の粒子を、トラックの材料は有する。トラックは、溶接、好ましくはレーザ溶接又はレーザクラッディングによって細長い本体に通常適用されるが、プラズマアーク溶接又はろう付けを使用してもよい。低い融点は、冶金的接合を可能にしつつ、細長い本体の溶融を防止する。炭化タングステンが好ましい硬質耐切断性材料であるが、炭化ケイ素、立方晶窒化ホウ素、又は工業用若しくは合成ダイヤモンドなど、他の材料が使用されてもよい。

【0006】

本発明のデバイスのトラック材料に使用される好ましいマトリックスは、理想的には約５０～６０ＨＲＣの硬度（ロックウェルＣ硬度）を有するニッケル又はコバルトをベースとする。特に好ましいマトリックスは、鉄を任意選択で含むニッケルベースである。本発明の要素のトラックを形成するマトリックスにおいて、耐切断性粒子の硬度は、好ましくは２５００から３０００Ｈｖ（ビッカース硬度）の範囲内であり、マトリックスの硬度は、５００から６００Ｈｖの範囲内である。

【0007】

細長い本体のベースの材料は、通常は鋼、典型的には低炭素硬化鋼である。好ましい材料は、５８～６０ＨＲＣに硬化された低炭素鋼表面である。

【0008】

分散粒子を有するマトリックスは、固体又は粉末形態とすることができる。固体形態では、トラックの適用時に溶融されなければならないロッド又はワイヤとして送出される。これにより、適用領域で多くの熱を生成し、その結果、本体材料がトラックに移動する。好ましい適用プロセスは、粉末形態を使用し、これを本体に直接送出して、溶接し、トラックを形成する。細長い本体の材料のマトリックス内への移動は、最小限に、好ましくはトラック材料の体積の１０％以下に維持されるべきである。

【0009】

本発明の要素のトラックを形成するマトリックス中の粒子は、好ましくは球形形態であり、典型的なサイズ変化は、５０～１６０μｍの範囲内である。粒子はまた、鋳造及び粉砕された形態とすることができる。この形態では、粒子の寸法は、典型的には５０～２００μｍの間で変化する。いくつかの実施形態では、球状粒子と粉砕粒子との混合物も使用することができる。粒子のサイズ変化は、マトリックス中の粒子の密度を決定するが、小さすぎる粒子は、トラックが本体に適用されたときに溶融又は崩壊することができ、大きすぎる粒子は保持されない可能性がある。粒子は、通常、トラック材料の体積の４０～６５％を含む。

【0010】

本発明のほとんどの実施形態では、通常は３つ又は４つである複数の別個のトラックが本体の表面上に延在する。しかしながら、特定の実施形態では、トラックは、本体を完全にクラッディングするように隣接して並んで延在する。他の実施形態では、トラックは、細長い本体の表面上で互いに交差するように異なる方向に適用されてもよい。いくつかの実施形態では、１つ又は複数のトラックが適用された後、１つ又は複数のトラックを本体内に圧縮して、その元の断面を実質的に再確立することができる。ロックユニットに受け入れられる本体の１つ又は複数の端部において、この圧縮を、それぞれの端部セクションに制限することができる。１つ又は複数のトラックは、細長い本体の全長にわたって通常延在するが、本体の一端又は各端部の手前で終端して、ロックユニットの一致する断面の開口部に受け入れのための端部セクションを残すことができる。

【0011】

本発明によるデバイスでは、細長い本体の１つ又は複数のトラックと同様の材料のトラックが、ロックユニットに適用されてもよい。特に、本体の端部がユニットの開口部に入るように適合されている場合、材料のトラックは、開口部の境界周りでロックユニットと冶金的に接合されてもよい。

【0012】

本発明の要素における細長い本体上のトラック又は各トラックの寸法は、それぞれの本体の寸法に応じて変化する。しかしながら、最大５ｃｍの直径を有する円形断面の本体では、典型的な最大トラック厚さは、２ｍｍ以下、好ましくは１ｍｍ以下であり、典型的な幅は、３～１０ｍｍの範囲内である。

【0013】

本発明のすべての実施形態では、最終製品は、耐腐食性及び長寿命が与えられるとともに、補強トラックの位置及びパターンを変えるために、ポリマー材料、好ましくは低圧プラントベースのポリマーに、めっき又はコーティング又はカプセル化されてもよい。

【0014】

本発明のデバイスは、自転車用のロック及びオートバイ用のロックなどの様々な携帯用固定デバイスに、例えば、欧州特許第３１９３４０５号明細書及び第３５８４３９４号明細書に記載されている種類のパドロック及びＤロック又はＵロック、並びに多くの他の用途の例として与えられているドアロック、金庫、触媒コンバータロックに使用することができる。

【0015】

本発明はまた、低融点自己融着金属系マトリックス中に懸濁された、炭化タングステンの、又は本明細書に記載の他の硬質、耐摩耗性若しくは耐切削性材料の、粒子を含む材料の少なくとも１つのトラックを溶接することによって、本明細書に記載の種類の細長い金属体を補強する方法に関する。

【0016】

ここで、本発明を、例として、添付の概略図を参照して説明する。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明による固定要素を含むデバイスのロック部分の斜視図である。

【図2】図１のトラック８内のマトリックス中に分散された炭化タングステンの形態を示す図である。

【図3】図１のトラック８内のマトリックス中に分散された炭化タングステンの形態を示す図である。

【図4】本発明を具現化する細長い本体の斜視図である。

【図5】本発明を具現化する細長い本体の断面図である。

【図6】本発明を製品にどのように利用し得るかを示す図である。

【図7】本発明を製品にどのように利用し得るかを示す図である。

【図8】本発明のデバイス内の固定要素に接合されたトラックの断面を示す顕微鏡写真の図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

図１は、細長い固定要素４によって互いに固定された２つのハウジング部材２Ａ及び２Ｂを示している。要素４は、トラック８が溶接された固体金属、典型的には、鋼の棒６からなる。トラックの材料は、上述した種類の低融点自己融着マトリックス又は合金中の炭化タングステンなど、硬質耐切断性材料を含む。一方の端部において、要素４は、部材２Ａ内に固定された軸１２周りに枢動するために、ハウジング部材２Ａのスロット１０内に取り付けられる。要素の他端部は、取り外し可能な鍵１６によって操作されるロック機構（図示せず）によって保持されるスロット１４に受け入れられる。図示のように棒が定位置に固定された状態で、棒と、凹部の基部との間にほとんど空間がなく、ハウジング部材２間に画定された凹部を、棒は横切る。この空間は、いかなる従来の切断機構によってもアクセスできないため、図示のような棒２の下側は、ハウジング部材２によって保護される。棒の他端部がロック機構によって解放されたとき、棒は図示のように時計回りに枢動して、ハウジング部材を分離させることができる。当然ながら、ロック機構は、棒端部をハウジング部材２Ｂから単に取り外すように動作し、スロット１４から直接引き抜くことを可能にし、その場合、棒を、ハウジング部材２Ａに固定して取り付けることができる。

【0019】

自己融着マトリックスは、クロム、ケイ素及びホウ素と組み合わせたニッケルベースである。好ましい組成物は、１５％のクロム、３％のホウ素、４．５％のシリコン、０．６５％の炭素、及び３％の鉄、残りはニッケルであるが、一部ではセラミックも通常含まれる。

【0020】

図２は、図１に示す種類のニッケル系マトリックス中に分散した炭化タングステン（ＷＣ）の球状粒子を示している。分散はランダムであり、小さい粒子は、大きい粒子間の空間を占める傾向がある。粒子のサイズは、直径５０～１６０μｍの範囲で変化する。マトリックスは、ニッケルベースであり、ケイ素及びホウ素を含む。このマトリックス中のこのような粒子の複合体は、米国カリフォルニア州サンディエゴのＳｔｏｏｄｙＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＷｅｌｄｉｎｇＳｕｐｐｌｙ，Ｉｎｃ．から入手可能である。マトリックス中のＷＣ粒子の含有量は、体積の約６５％である。図３は、図２のものと同じニッケル系マトリックス中のＷＣの鋳造及び粉砕された粒子を示している。見て分かるように、粒子の密度は、図２の密度よりも約８０％高い。

【0021】

図１は、実質的に正方形の断面の細長い固定要素を示しているが、任意の適切な断面を採用することができる。単一のトラック８は、多角形断面を有する本体の１つ又は複数の他の側面に複製されてもよいが、本発明は、円形断面の細長い本体の形態における要素で通常具体化される。トラックが異なるパターンで異なる固体に適用される例を図４に示しており、４つは、１つ、４つ、６つ、又は８つの線形トラックを有し、３つは、４つ、６つ、又は８つの螺旋トラックを有する。同様の本体の断面を図５に示す。見て分かるように、トラックを互いに極めて近接して、実際には隣接して、又は本体と重なり合って完全にクラッディングするように適用することが可能である。

【0022】

上述したように、本発明のデバイスにおいて細長い本体に適用された１つ又は複数のトラックを、本体の元の断面を実質的に再確立するために本体内に圧縮することができる。これの利点は、トラックの位置を不明瞭にしたり隠したりし得ることである。もう１つは、トラックが本体の一方又は両方の端部まで延在することができ、元の本体形状を受け入れるように設計されたロック又は他のユニットに受け入れられ得ることである。

【0023】

本発明は、周知の固定デバイスに好適に具現化することができる。そのようなデバイスの１つは、自転車及びオートバイに一般的に使用されるＤロック又はＵロックである。図６は、「Ｄ」又は「Ｕ」セクション２０が、上述のように、そこに溶接されたトラック２２の適用によってどのように補強され得るかを示している。図示した補強体では、トラックは、セクションの端部の手前で終端し、端部が、補強されていないセクションと同じ断面の元の製品のロック棒２４における開口部に受け入れられることを可能にする。棒自体はまた、１つ又は複数のトラック２６によって補強されてもよい。本発明のすべての実施形態に適用される好ましい特徴において、追加のトラック２８を、セクション端部が棒又はロックユニットに受け入れられる点の周りに溶接することができる。もちろん、トラック２２がセクション２０内に圧縮される場合、それらは端部まで、及びロック棒２４内に延在することができる。次いで、本発明を既存の製品に遡及的に利用することができることが理解されよう。

【0024】

本発明を使用して強化し得る別の周知の固定デバイスは、パドロックである。図７に示すように、分散ＷＣを有するマトリックスのトラック３０を、シャックル３６に溶接されたトラック３４に加えて、パドロック本体３２に溶接することができる。

【0025】

図８に示す顕微鏡写真は、本体の材料内へのトラック材料の移動を最小限にした、本発明のデバイスにおける、トラック３８と、細長い要素又は本体４０との間の接合を示している。見て分かるように、様々なサイズの炭化タングステン粒子（白色で示す）は、適用プロセス中の材料の圧縮又は軟化のいずれかによって、適用されたときに、本体の材料の一部を変位させた自己融着マトリックス又は合金（灰色で示す）に分布している。粒子の分布は、ランダムであるが、濃度は、切断しようとするあらゆる試みに対する耐性を確保するために明らかに十分である。

【図1】