JP7122500B2 - 自転車用錠装置 - Google Patents

Description

本発明は、自転車の車輪に対して設けられる自転車用錠装置に関するものである。

自転車の盗難を防止する自転車用錠装置として、いわゆるサークル錠とも称せられる錠装置は既に広く知られている。この自転車用錠装置は、円弧形状の閂と、閂を収納可能な円弧形状（Ｃ字形状）の収納空間が内部に設けられている錠ケースと、閂を収納空間に収納させる方向に付勢する引張ばねと、錠機構などから構成されている。

一般に、閂は鉄などの金属で構成され、錠ケースは、閂を収納する収納空間の外壁部も含めて鉄やアルミニウムなどの金属で構成されている。そして、開錠（解錠）状態では閂の全体が、錠ケースの収納空間に収納されて、錠装置の下部に設けられている開放部が開放され、この開放部を自転車の車輪のリムが通過できて自転車は走行可能である。一方、施錠状態では、閂が開放部を通った状態で錠ケースに保持され、車輪のリムが通過できず、自転車は走行できない。このように、施錠状態と開錠状態との間で、閂は錠ケースの収納空間を摺動しながら移動される。

このような自転車用錠装置を用いて施錠動作と開錠動作を繰り返すと、閂と錠ケースとの金属の接触部分同士が摩耗するなどして金属同士が摺動する際の摩擦抵抗が増加し、開錠しても閂が戻り難くなり、最終的には開錠しても閂が完全には戻らなくなることがある。

このような状態で、搭乗者などが、閂が完全には戻らなくなっていることに気がつかずに自転車に乗って走行しようとすると、先端部が錠ケースに嵌り込んでいないために、片持ち状態の閂にスポークが当たって、閂などが変形したり、後輪がロックしてバランスを崩したりする恐れがある。

このように、開錠しても閂が完全には戻らなくならないようにする工夫として、例えば特許文献１に、錠ケースにおける閂が摺動する箇所の接触する面積を少なくして摩擦抵抗を低減する手法が開示されている。この自転車用錠装置では、錠ケースにおける閂を収納する収納空間に向けて２つの円柱形状の突設部を突出させている。より詳しくは、錠ケースにおける、施錠時と解錠時とのそれぞれの状態において閂の先端部寄り側部分が当接するように突設部を２箇所に設けている。

特開２０１２－２２５０５９公報

しかしながら、この特許文献１に開示されている自転車用錠装置を用いた場合でも、長期間にわたって使用すると、摩擦抵抗が大きくなり、開錠しても閂が完全には戻らなくなる場合が増えてくる。

本発明は上記課題を解決するもので、長期間にわたって施錠動作と開錠動作を繰り返しても、滑らかに施錠動作と開錠動作を行うことができて、開錠時に閂が錠ケース内に戻らなくなることのない自転車用錠装置を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために、本発明は、自転車の車輪に対して設けられる自転車用錠装置であって、円弧形状の閂と、閂を収納可能な円弧形状の収納空間が内部に設けられているとともに、開放部を有し、収納空間の開口部同士が前記開放部を通して対向するように配置されている錠ケースと、閂の後端部に一端部が取り付けられて閂を収納空間に収納させる方向に付勢する引張ばねと、を備え、錠ケースと閂の内周部分との接触部分に、摩擦係数が鉄よりも低い低摩擦部材が設けられ、接触部分の円弧に直交する断面において、閂の外周部分は錠ケースに臨むことを特徴とする。なお、前記低摩擦部材の材質としては、ポリアセタール樹脂またはフッ素樹脂などの樹脂であると好適であるが、これに限るものではない。

この構成によれば、錠ケースと閂との接触部分に、摩擦係数が鉄よりも低い低摩擦部材が設けられているので、長期間にわたって施錠動作と開錠動作を繰り返しても、滑らかに施錠動作と開錠動作を行うことができて、開錠時に閂が錠ケース内に戻らなくなることがない。

この場合に、錠ケースにおける閂との接触部分に、前記低摩擦部材を設ける場合には、開放部が錠ケースの下部同士を分離するように配置し、前記低摩擦部材を、錠ケースの収納空間に臨む内周部の上部に設けたり、前記低摩擦部材を、錠ケースにおける、閂の引張ばねが取り付けられている後端部に近い内周部分が摺接する領域を含むように設けたりするとよい。

ここで、開錠時に閂は、引張ばねにより、その取り付けられている箇所である後端部から引張られるため、長期間にわたって施錠動作と開錠動作を繰り返すと、閂はその後端部に近い内周部分が先端部側部分などの他の部分よりも錠ケースに比較的強く当接しながら摺動する。これに対応して、前記低摩擦部材を、錠ケースの収納空間に臨む内周部の上部に設けたり、錠ケースにおける、閂の引張ばねが取り付けられている後端部に近い内周部分が摺接する領域を含むように設けたりすることで、低摩擦部材を設ける領域を比較的小さく抑えながら、長期間にわたって施錠動作と開錠動作を繰り返しても、滑らかに施錠動作と開錠動作を行うことができて、開錠時に閂が錠ケース内に戻らなくなることがない。

また、閂における錠ケースとの接触部分に、前記低摩擦部材を設けてもよく、この場合には、前記低摩擦部材を、閂における、引張ばねが取り付けられている後端部に近い内周部分を含むように設けると好適である。

この構成によれば、前記低摩擦部材を、開錠時に引張ばねにより引張られて閂における錠ケースに強く当接し易い後端部に近い内周部分を含むように設けているため、低摩擦部材を設ける領域をより小さく抑えながら、長期間にわたって施錠動作と開錠動作を繰り返しても、滑らかに施錠動作と開錠動作を行うことができて、開錠時に閂が錠ケース内に戻らなくなることがない。

なお、本発明の自転車用錠装置を、遠隔操作により無線で開錠されるよう構成されている自転車用錠装置に適用してもよい。

本発明によれば、錠ケースと閂との接触部分に、摩擦係数が鉄よりも低い低摩擦部材を設けることにより、長期間にわたって施錠動作と開錠動作を繰り返しても、滑らかに施錠動作と開錠動作を行うことができて、開錠時に閂が錠ケース内に戻らなくなることがない。したがって、従来のように、片持ち状態の閂にスポークが当たって、閂などが変形したり、後輪がロックしてバランスを崩したりすることを防止できて、信頼性および安全性を向上させることができる。

また、前記低摩擦部材を、錠ケースにおける、錠ケースの収納空間に臨む内周部の上部に設けたり、錠ケースにおける、閂の引張ばねが取り付けられている後端部に近い内周部分が摺接する領域を含むように設けたりすることで、閂全体が摺動する全範囲に低摩擦部材を設ける場合よりも、製造コストの増加を抑えることができながら、極めて長期間にわたって信頼性および安全性を良好に向上させることができる。

また、前記低摩擦部材を、閂における、引張ばねが取り付けられている後端部に近い内周部分を含むように設けることによって、さらに小さい領域だけに前記低摩擦部材を設けて製造コストの増加を一層抑えながら、長期間にわたって信頼性および安全性を良好に向上させることができる。

本発明の実施の形態に係る自転車用錠装置を取り付けた自転車の側面図 本発明の第１の実施の形態に係る自転車用錠装置の正面図 同自転車用錠装置の右側面図 図２のＡ－Ａ線矢視断面図 同自転車用錠装置の背面図 同自転車用錠装置の分解斜視図 同自転車用錠装置の開錠状態を示す斜視図 同自転車用錠装置の施錠状態を示す斜視図 同自転車用錠装置の開錠状態を示す背面図で、裏板を外した状態 同自転車用錠装置の施錠状態を示す背面図で、裏板を外した状態 同自転車用錠装置の低摩擦部材の正面図 同自転車用錠装置の低摩擦部材の背面図 同自転車用錠装置の低摩擦部材の左側面図 本発明の第２の実施の形態に係る自転車用錠装置における開錠状態を示す背面図で、裏板を外した状態 同自転車用錠装置の施錠状態を示す背面図で、裏板を外した状態 同実施の形態に係る自転車用錠装置の変形例における開錠状態を示す背面図で、裏板を外した状態 同変形例の施錠状態を示す背面図で、裏板を外した状態 同実施の形態に係る自転車用錠装置の他の変形例における開錠状態を示す背面図で、裏板を外した状態 同他の変形例の自転車用錠装置の変形例の施錠状態を示す背面図で、裏板を外した状態 同実施の形態に係る自転車用錠装置のその他の変形例における開錠状態を示す背面図で、裏板を外した状態 同その他の変形例の自転車用錠装置の変形例の施錠状態を示す背面図で、裏板を外した状態 本発明の実施の形態に係る自転車用錠装置が開錠用モータで開錠される構成である場合を簡略的に示す図

（第１の実施の形態）
以下、本発明の実施の形態に係る自転車用錠装置を図面に基づき説明する。
図１に示すように、本発明の実施の形態に係る自転車用錠装置（以下、略して錠装置とも称す）１０は、自転車１に設けられて施錠および開錠（解錠とも称せられる）を行うものである。自転車１は、スポーク４を有する前輪２および後輪３（いずれも車輪の一例である）と、これら前輪２および後輪３を連結するフレーム５とを備えており、このフレーム５の一部であり後輪３の車軸に接続された左右一対のバックホーク（シートステーとも称せられる）６に錠装置１０が取り付けられる。この錠装置１０は、後述する閂１１を後輪３のスポーク４間に通過させて後輪３の回転を阻止することで施錠し、また、閂１１をスポーク４間から退出させて開錠する。なお、この錠装置１０を、フレーム５におけるバックホーク６以外の箇所に取り付けるよう構成してもよいし、前輪３の回転を阻止可能に取り付けてもよい。

図２～図１０に示すように、本発明の実施の形態に係る錠装置１０は、円弧形状（略Ｃ字形状）の閂１１と、閂１１を収納可能な円弧形状の収納空間１２が内部に設けられているとともに、開放部１３を有して収納空間１２の開口部１２ａ同士が開放部１３を通して対向するように配置されている錠ケース１５と、閂１１の後端部に一端部が取り付けられて閂を収納空間１２に収納させる方向に付勢する引張ばね１９などを備えている。

閂１１は、略Ｃ字形の円弧形状とされて、全体が鉄などの金属で構成されている。そして、閂１１の後端部１１ａに孔１１ｂが形成されて、この孔１１ｂに、いわゆるスプリングからなる引張ばね１９の一端部が引っ掛けられている。また、錠装置１０には、鍵（キー）２１を差し込むことで開錠される錠機構２０が設けられている。そして、閂１１の外周部の一部には、錠機構２０で出退する出退部２２の先端部が挿入される凹部１１ｃが形成されている。また、図６に示すように、閂１１には、閂１１を手動で移動させる操作つまみ１４を取り付ける棒状のつまみ取付部材１１ｄも取り付けられている。

なお、図６などに示すように、錠機構２０は、錠２１が差し込まれる錠機構本体（キーシリンダ）２３と、錠機構本体２３により駆動されるカム２５および出退部（いわゆるラッチ）２２と、出退部２２をその先端部が収納空間１２に突出する方向に付勢する出退部ばね２４などから構成されるが、これに限るものではない。なお、図６における２６は、錠装置１０をバックホーク６に取り付けるための取付台座金具である。

錠ケース１５は、アルミニウム（または鉄でもよい）などの金属製の本体ケース１６と、この本体ケース１６の裏面に取り付けられる金属板などからなる裏板１７とから構成され、錠ケース１５の下部に、後輪３のスポーク４が通過できるように開放された（すなわち錠ケース１５の下部同士を分離するように配置された）開放部１３が形成されている。すなわち、錠ケース１５により、後輪３の外周を覆い、スポーク４が通過可能な開放部１３を閂１１が出退自在とされている。本体ケース１６は断面が凹形状とされてこの凹部分が閂１１を移動自在でかつ収納可能な収納空間１２とされている。この収納空間１２には、引張ばね１９も収納され、引張ばね１９の他端部が、収納空間１２に突出するように形成された係止用突部１６ａに引っ掛けられ（係止され）ている。なお、本体ケース１６の裏面には裏板１７に形成された複数の孔部１７ａなどに嵌り込む突部１６ｂも複数形成され、孔部１７ａと突部１６ｂとが互いに嵌り込んだ状態で固定される。また、１６ｄは、閂１１のつまみ取付部材１１ｄを通すための長溝である。なお、本体ケース１６と裏板１７との組付構造はこれに限るものでないことはもちろんであり、各種の嵌め合い構造や係止構造などを用いてもよい。

そして、開錠状態では、図７、図９に示すように、閂１１全体が錠ケース１５の収納空間１２に収納されて開放部１３が開放され、この開放部１３を自転車１のスポーク４が通過可能（すなわち、自転車が走行可能）とされる。一方、施錠時には、図８、図１０に示すように、引張ばね１９の付勢力に抗して操作つまみ１４を下方に移動させ、閂１１が開放部１３を通る状態とした後に、錠２１を錠装置１２（詳しくは、錠装置１２）から引き抜いて施錠することで、錠機構２０の出退部２２が閂１１の凹部１１ｃに突入された施錠状態で保持されて、閂１１が後輪３のスポーク４間を通過し、後輪３の回転が阻止される。

上記構成に加えて、図６、図９、図１０に示すように、錠ケース１５と閂１１との接触部分には、摩擦係数が鉄（およびアルミニュウムなどの一般的な金属）よりも低い低摩擦部材３０が設けられ、この実施の形態では、錠ケース１５における閂１１との接触部分に低摩擦部材３０が設けられている。低摩擦部材３０の材質は、ポリアセタールまたはフッ素樹脂などの樹脂であると好適であるが、これに限るものではなく、鉄やアルミニウムなどの金属よりも摩擦係数が低いものであればよく、いわゆる低摩擦材量で構成すればよい。また、低摩擦部材３０は、摩耗率が小さくて（例えば真鍮や銅などより摩耗率が小さくて耐摩耗性が大きくて）耐摩耗性を有するものが好ましい。

ここで、低摩擦部材３０は、概略的には、錠ケース１５の収納空間１２に臨む内周部の上部に設けられている。つまり、開錠時に、閂１１は、引張ばね１６により、その取り付けられている箇所である後端部１１ａから引張られるため、長期間にわたって施錠動作と開錠動作を繰り返すと、閂１１はその後端部１１ａに近い内周部分１１ｆが先端部側部分などの他の部分よりも錠ケース１５に比較的強く当接しながら摺動する。これに対応して、低摩擦部材３０を、錠ケース１５の収納空間１２に臨む内周部の上部、すなわち、錠ケース１５における、閂１１の引張ばね１９が取り付けられている後端部１１ａに近い内周部分１１ｆが摺接する領域を含むように設けている。なお、前記摺接する領域のみに設けてもよい。

なお、図１１～図１３に示すように、低摩擦部材３０の両端部には、錠ケース１５の本体ケース１６に組み付けるための突状部３０ａおよび突起部３０ｂがそれぞれ形成され、これらの突状部３０ａおよび突起部３０ｂが、本体ケース１６に形成された窪み部（組付部）１６ｃ（図６、図９、図１０参照）および孔部（図示せず）に嵌め込まれている。また、低摩擦部材３０の円弧形状部３０ｃは奥行き方向に平らな平面板形状とされて、閂１１の内周部が良好に摺接するよう図られている。なお、低摩擦部材３０は必ずしもこのような形状に限られるものではなく、本体ケース１６に良好に組み付けられる形状であればよく、低摩擦部材３０の断面形状も外周側に膨らむ円弧形状（但し、閂１１の断面よりも大きい湾曲半径が好ましい）でもよい。

上記構成により、錠ケース１５における、閂１１と接触する部分に、摩擦係数が鉄よりも低い低摩擦部材３０が設けられているので、長期間にわたって施錠動作と開錠動作を繰り返しても、滑らかに施錠動作と開錠動作を行うことができて、開錠時に閂１１が錠ケース１５内に戻らなくなることがない。したがって、従来のように、片持ち状態の閂にスポークが当たって、閂などが変形したり、後輪がロックしてバランスを崩したりすることを防止できて、信頼性および安全性を向上させることができる。

また、上記構成によれば、錠ケース１５における、開錠時に閂１１が錠ケース１５に比較的強く当接しながら摺動する箇所である後端部１１ａに近い内周部分１１ｆが摺接する領域を含むように設けているので、閂１１全体が摺動する全領域よりも小さい領域として低摩擦部材３０の体積を抑えることで製造コストを抑えることができる。

（第２の実施の形態）
上記第１の実施の形態では、錠ケース１５における閂１１との接触部分に低摩擦部材３０が設けられている場合を述べたが、これに代えて、低摩擦部材３０を、図１４、図１５に示すように、閂１１における錠ケース１５との接触部分に設けてもよい。この場合には、低摩擦部材３０を、閂１１における、引張ばね１９が取り付けられている後端部１１ａに近い内周部分１１ｆに設けたり、この内周部分１１ｆを含むように設けたりするとよい。

この構成によっても、閂１１における、錠ケース１５と接触する部分に、摩擦係数が鉄よりも低い低摩擦部材３０が設けられているので、長期間にわたって施錠動作と開錠動作を繰り返しても、滑らかに施錠動作と開錠動作を行うことができて、開錠時に閂１１が錠ケース１５内に戻らなくなることがない。したがって、従来のように、片持ち状態の閂にスポークが当たって、閂などが変形したり、後輪がロックしてバランスを崩したりすることを防止できて、信頼性および安全性を向上させることができる。

また、この構成によれば、低摩擦部材３０を設ける領域を上記第１の実施の形態よりも小さく抑えることができて、製造コストをさらに低減させることが可能となる。但し、この構成では、低摩擦部材３０が設けられている同じ箇所で常に摺動することとなるため、低摩擦部材３０として特に耐摩耗性に優れた部材を設けるなどの工夫が必要となる。また、製造コストは増加するものの、低摩擦部材３０を、閂１１の後端部寄り箇所から周方向中間部まで設けたり（図１６、図１７参照）、閂１１における内周部全域に設けたり（図１８、図１９参照）、閂１１の後端部寄り箇所と前端部寄り箇所との２つの領域に設けたり（図２０、図２１参照）してもよい。なお、低摩擦部材３０は、閂１１に対して嵌合させたり、引っ掛けるなどして係止させたりして組み付けてもよいし、または接着剤により接着したり、閂１１にコーティングしたりしてもよく、閂１１に固定されればよい。

また、上記実施の形態では、人が手動で開錠する自転車の場合を述べたが、これに限るものではない。例えば電動式のモータで開錠可能な電動自転車等の自転車に設ける自転車用錠装置に上記構成を適用してもよい。

例えば、図２２に示すように、バッテリ４０を備えた電動自転車等の自転車において、開錠指示信号Ｓを発信するリモコン送信機４１を備えるとともに、自転車用錠装置１０にリモコン（遠隔操作：リモートコントロール）送信機４１からの開錠指示信号を受信するリモコン（リモートコントロール）受信機（開錠信号受信部）４６と、この受信信号を受ける開錠制御部４７と、この開錠制御部４７からの駆動信号で駆動される開錠用モータ４８とを設ける。そして、リモコン送信機４１の送信ボタン４１ａなどを押すなどして開錠用モータ４８を駆動させ、例えば、図９、図１０に示すような出退部を後退させて、開錠するよう構成する。

このような自転車のシステムに上記構成の錠装置１０を用いることで、開錠用モータ４８を用いながら引張ばね１９で閂１１を引張って開錠する構成の場合でも、錠ケース１５と閂１１との接触する部分に、摩擦係数が鉄よりも低い低摩擦部材３０が設けられているので、長期間にわたって施錠動作と開錠動作を繰り返しても、滑らかに施錠動作と開錠動作を行うことができて、開錠時に閂１１が錠ケース１５内に戻らなくなることがない。したがって、従来のように、片持ち状態の閂にスポークが当たって、閂などが変形したり、後輪がロックしてバランスを崩したりすることを防止できて、信頼性および安全性を向上させることができる。

なお、上記においては無線で開錠信号を送信して開錠用モータ４８を駆動させる場合を述べたが、これに限るものではなく、有線で、出退部を駆動させて開錠する錠装置にも適用可能である。

本発明は、サークル錠などの閂を錠ケースから出退させて施錠・開錠する各種の自転車用錠装置に適用可能である。

１ 自転車
２ 前輪
３ 後輪
４ スポーク
５ フレーム
６ バックホーク（シートステー）
１０ 自転車用錠装置（錠装置）
１１ 閂
１２ 収納空間
１３ 開放部
１４ 操作つまみ
１５ 錠ケース
１６ 本体ケース
１７ 裏板
１９ 引張ばね
２０ 錠機構
２１ 錠
２２ 出退部
３０ 低摩擦部材
４０ バッテリ
４１ リモコン（リモートコントロール）送信機
４６ リモコン（リモートコントロール）受信機
４７ 開錠制御部
４８ 開錠用モータ

Claims (8)

1. 自転車の車輪に対して設けられる自転車用錠装置であって、
   円弧形状の閂と、
   前記閂を収納可能な円弧形状の収納空間が内部に設けられているとともに、開放部を有し、前記収納空間の開口部同士が前記開放部を通して対向するように配置されている錠ケースと、
   前記閂の後端部に一端部が取り付けられて前記閂を前記収納空間に収納させる方向に付勢する引張ばねと、
   を備え、
   前記錠ケースにおける前記錠ケースと前記閂の内周部分との接触部分に、摩擦係数が鉄よりも低い低摩擦部材が設けられ、
   前記接触部分の円弧に直交する断面において、前記閂の外周部分は前記錠ケースに臨むことを特徴とする自転車用錠装置。
2. 前記低摩擦部材には突状部が形成され、前記突状部が前記錠ケースに嵌め込まれていることを特徴とする請求項１に記載の自転車用錠装置。
3. 前記開放部が前記錠ケースの下部同士を分離するように配置され、
   前記低摩擦部材が、前記錠ケースの前記収納空間に臨む内周部の上部に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の自転車用錠装置。
4. 前記低摩擦部材が、前記錠ケースにおける、前記閂の前記引張ばねが取り付けられている後端部に近い内周部分が摺接する領域を含むように設けられていることを特徴とする請求項２または３に記載の自転車用錠装置。
5. 前記低摩擦部材にはさらに突起部が形成され、前記突起部が錠ケースに嵌め込まれていることを特徴とする請求項２～４の何れか１項に記載の自転車用錠装置。
6. 前記低摩擦部材は奥行き方向に平らな平面板形状である円弧形状部を有することを特徴とする請求項２～５の何れか１項に記載の自転車用錠装置。
7. 遠隔操作により無線または有線で開錠されるよう構成されていることを特徴とする請求項１～６の何れか１項に記載の自転車用錠装置。
8. 前記低摩擦部材の材質がポリアセタールまたはフッ素樹脂などの樹脂であることを特徴とする請求項１～７の何れか１項に記載の自転車用錠装置。

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