JP2009532645A - セルフロック機構 - Google Patents

Abstract

セルフロック機構は、第２の本体部材（４６）に対して回転する第１の本体部材（４４）と、該第１の本体部材（４４）に回転可能に連結するロックレバー（４８）と、該ロックレバー（４８）の回転をラッチ方向に偏向させる偏向要素（７２）とを含む。該ロックレバー（４８）は、該第２の本体部材（４６）上のラッチ要素と接合するように構成されるカム表面（８０）を含む、カム部分を含む。該カム表面（８０）は、該ラッチ要素（５６）を摺動自在に係合し、該ロックレバー（４８）が該ラッチ方向に回転する時に、該カム表面（８０）と該ラッチ要素（５６）との間の摺動係合により、該本体部材が接近させられるように構成される。

Description

（関連出願の引用）
本願は、米国特許出願第１１／３９８，２００号（２００６年４月４日出願）の優先権を主張するものであり、その内容は参考として本明細書に援用される。

（発明の技術分野）
本発明は、セルフロック機構に関し、より具体的には、２つ以上の可動部品を互いの相対的な配列に配置するセルフロック機構に関する。

本発明の解決する技術的問題は、折り畳み式自転車または収納用仕切り等の可動部品間の接合を設計することであって、このような接合は、自動的および強固に部品をともにロックし、道具を使用せずに選択的にアンロックすることができる。

種々のロック機構が、部品を選択的に固定するために利用されている。２つの既知の例は、折り畳み式自転車および航空機荷物棚のためのものである。例えば、特許文献１は、折り畳み式自転車に含まれる折り畳み式ハンドルバーアッセンブリに関して記述している。ハンドルバーアッセンブリは、横搭載管を介してステアリングコラムポストに搭載される水平管を含む。水平管は、各端でヒンジバーに連結され、ハンドルバー部分はヒンジバーのそれぞれに摺動自在に接続される。ハンドルバー部分を操作位置に設置するためには、それらが水平管の各端に隣接するように、ハンドルバー部分が位置内まで持ち上げられ、ヒンジバー上を摺動される。次いで、ピンは、ヒンジバーおよびハンドルバー部分を貫通して延在する開口部に挿入され、部品間のその後の相対運動を防止する。

アッセンブリは種々の不利点を被る。まず、アッセンブリは、ユーザによるロックピンの手動挿入を必要とするため、セルフロックではない。次に、ユーザは、自転車が折り畳み構造にある時にピンを保管する必要がある。最後に、ロックピンは、開口部のサイズに厳密に適合されなければならないため、通常の摩耗等による開口部またはロックピンの寸法のいかなる変化もアッセンブリの剛性を低下させる。

別の折り畳み式ハンドルバーアッセンブリは、Ｃｈｅｎの特許文献２に提供される。そのアッセンブリは、管、管に固定されるシート部材、一対のハンドグリップ、クランプバーおよび従来の着脱が容易な留め具を含む。シート部材およびバーは、各ハンドグリップの端部を受け取るように構成されるチャネルを総称的に決定する。着脱が容易な留め具は、バーをシート部材に連結させ、ユーザがそれらの間にハンドグリップを選択的に締め付けることを可能にする。

前述のロック機構と同様に、Ｃｈｅｎの特許に記載される折り畳み式ハンドルバーアッセンブリは、セルフロックではない、従来の着脱が容易な留め具であって、不適切に使用されていることが知られている。その結果、ユーザは、適切なクランプ力を得るために留め具を適切に調節する必要がある。

航空機荷物棚に使用されるラッチアッセンブリの例は、Ｓｔｏｅｃｋｅｒの特許文献３に示される。その装置は、摺動作動部材によって移動させられる枢動可能に搭載されたラッチアームを含み、どちらもヒンジ結合された荷物棚扉に取り付けられる。作動部材は、ラッチアームの一部に隣接させられるようにバネで負荷がかけられており、ラッチアームをラッチ位置内に押し込む。ラッチアームは、荷物棚の固定部上に提供されるストライカをフックで接続するように構成された、概してフック形状の端部を含む。フック形状の端部は、概して平面であり、表面に垂直に延在する線がラッチアームの回転軸の上を通るように配向された接触面を含む。

機構はセルフロックであるように設計されるが、ラッチアームは、ヒンジ結合された棚扉と固定部とが接近させられるように特に設計される。実際に、ラッチアームは、荷物棚扉がラッチ解除時に固定部に向かって押されることができるように特別に構成される。その結果、機構は、棚扉と固定部との間に遊びがあるように設計される。
米国特許第４，４１７，７４５号明細書 米国特許第６，３０１，７４９号明細書 米国特許第４，６３７，６４２号明細書

ユーザ調節を必要とせず、ある期間の使用後においても緩まない、互いに対して回転するように構成された２つの部品間の強固な接合を提供するセルフロック機構を提供することが望ましい。

本発明は、部品を互いの相対的な配列に配置するための既知のセルフロック機構の不利点の大部分を軽減する。本発明の一側面において、互いに対して回転するように構成された２つの部品間の相対的に固定された接合を提供するセルフロック機構を提供する。本発明の別の側面において、ユーザが、適切な適合をもたらすためにロック機構を調節する必要がないセルフロック機構を提供する。本発明の別の側面において、部品の通常の摩耗に起因する緩みの影響を比較的受けにくいセルフロック機構を提供する。

本発明のセルフロック機構またはラッチアッセンブリは、第２の本体部材に関して回転するようにヒンジ結合される第１の本体部材と、ロックレバーとを含む。該ロックレバーは、本体部材のいずれか一方に回転可能に連結され、概してフック形状またはくさび形状であり得るカム部分とハンドル部分とを含む。加えて、偏向要素は、ロックレバーを回転偏向させることにより、これをラッチ方向に回転させる。該カム部分は、他方の本体部材上のラッチ要素と接合するように構成されるカム表面をさらに含む。該カム表面は、該偏向要素の影響を受けて該ロックレバーが回転するにつれて、本体部材がより密接に接近させられるように、該ラッチ要素を摺動自在に係合するように構成される。

フック形状のカム部分を採用する実施形態において、該カム表面は、該ロックレバーの回転中心と該フック形状のカム部分の先端との間の距離が、該ロックレバーの回転中心と該カム表面上の位置との間の距離よりも大きくなるように構成される。くさび形状のカム部分を採用する実施形態において、該カム表面は、該ロックレバーの回転中心と該カム部分の頂点との間の距離が、該ロックレバーの回転中心と該カム表面上の位置との間の距離よりも小さくなるように構成される。

該偏向要素は、ユーザがロックレバーを操作する必要のない強固な接合を提供するために該本体部材が十分に接近させられるように、該カム表面がラッチ機能と摺動接触にある時に、ロックレバーを該ラッチ方向に回転させるのに十分な力を提供するように選択される。ユーザは、該偏向要素によってもたらされるトルクおよび該カム表面と該ラッチ要素間の摩擦を克服するために、該ロックレバーの該ハンドル部分を引くかまたは押すことによって、該機構をアンロックすることができる。

本発明の例示的な実施形態を、下記全体において同様の参照数字は同様の部品を示す下記の図面を参照して詳述する。

以下の段落において、本発明は、一例として図面を参照して詳述される。本記述を通して、示されるような好適な実施形態および実施例は、本発明における限定としてではなく、例としてみなされるべきである。本明細書において「本発明」は、本明細書に記述される本発明の実施形態のいずれか１つ、および任意の均等物を言う。さらに、本文書全体での本発明の種々の特徴への言及は、すべての請求された実施形態が、参照された特徴を含まなければならないことを意味するものではない。

図１を参照して、本発明のセルフロック機構１２を含む折り畳み式自転車１０の一実施形態を例証する。自転車１０は、下管１６、上管１８、立管２０、頭管２２、一対のチェーンステイ２４および一対のシートステイ２６で構築されるフレームアッセンブリ１４を含む。前輪アッセンブリ２８および後輪アッセンブリ３０は、フレームアッセンブリ１４に連結される。また、ドライブトレインアッセンブリ３２は、フレームアッセンブリ１４および後輪アッセンブリ３０に連結され、ペダルを踏んでいる間、乗り手から加えられる力を後輪アッセンブリ３０へ伝達するために使用される。

前輪アッセンブリ２８は、自転車１０が操縦され得るように、フレームアッセンブリ１４の頭管２２に回転可能に連結される。具体的には、前輪アッセンブリ２８は、頭管２２を通って延在するフォーク３４に連結され、「グースネック」とも一般的に称されるネック３８に連結される。ネック３８は、ハンドルバーアッセンブリ３６に連結される。フォーク３４およびネック３８は、頭管２２内のヘッドセット軸受アッセンブリ（図示せず）を挟み、フレームアッセンブリ１４に対してハンドルバーアッセンブリ３６、ネック３８、フォーク３４および前輪アッセンブリ２８が一体となって回転することを可能にする。ハンドルバーアッセンブリ３６は、当技術分野においては既知であるように、ユーザが、フレームアッセンブリ１４に対して前輪アッセンブリ２８の角度を操作することによって自転車１０を操縦できるように提供される。

図１、２、３Ａおよび３Ｂを参照して、ハンドルバーアッセンブリ３６を説明する。ハンドルバーアッセンブリ３６は、ネック３８に連結されるクロスバー４０を含む。クロスバー４０の各端は、対応するセルフロック機構１２を介して各ハンドルバー４２に連結される。セルフロック機構１２は、ハンドルバー４２が、クロスバー４０に対して折り畳み位置または乗車位置のいずれか一方に選択的に配置されることを可能にする。折り畳み位置において、ハンドルバーは、自転車の外形寸法を減少するために折り畳まれる。乗車位置において、ハンドルバー４２は、付随するグリップ部分４３を水平に配向するクロスバー４０から概して上方へ延在するため、ユーザはそれらを容易に把持することができる。

セルフロック機構１２は、ハンドルバー４２を折り畳むことが望まれるときに、開放およびアンロック位置に選択的に変換される。あるいは、セルフロック機構は、ユーザが自転車１０に乗ることを所望するときに、図２に示すような閉鎖およびロック位置に変換されてもよい。

各セルフロック機構１２は、概して、固定本体部材４４、折り畳み式本体部材４６およびロックレバー４８を含む。本実施形態において、固定本体部材４４は、２つの本体部分が、ヒンジ軸Ａの周りで互いに対して折り畳むことができるように、折り畳み式本体部材４６に直接ヒンジ結合される。２つの本体部材は、セルフロック機構１２が閉鎖位置に置かれた時等に、固定本体部材４４の接合面４５が、折り畳み式本体部材４６の接合面４７に向かって選択的に回転できるように折り畳める。下記にさらに詳細に記述するように、ロックレバー４８は、一方の本体部材に回転可能に連結され、折り畳み式本体部材４６に対して固定された状態に固定本体部材４４を強固に保持するために、他方の本体部材の一部と相互作用するように構成される。本実施形態において、ロックレバー４８は、折り畳み式本体部材４６によって支持され、本体部材をともに強固にロックするために、固定本体部材４４の一部と接合するように構成される。

固定本体部材４４は、クロスバー４０の端部を摺動自在に受け取るようにサイズ設定される内径を含む。本体部材４４およびクロスバー４０は、例えば、本体部材４４を貫通して半径方向に延在する開口部５２と、クロスバー４０を貫通して半径方向に延在する適合する開口部５３とを貫通して延在する１つ以上の留め具によって強固に連結される。好ましくは、開口部は、留め具がそれらの中に圧入されるようにサイズ設定および配向される。用語「留め具」は、ダボピンまたはバネピン、ねじ、リベットおよび当技術分野においては既知の任意の他の機械式留め具等のピンを含むことが意図されることを理解されたい。さらに、本体部材４４は、溶接またはろう付け等によってクロスバー４０に恒久的に取り付けられてもよく、またはクロスバー４０の一体の部分として機械加工されてもよい。

スロット５４は、本体部材４６とのヒンジ結合された接合点から離間されている本体部材４４の外側部分を通って延在する。本実施形態において、スロット５４は、ヒンジ結合された接合点と直径方向に反対側の、本体部材４４上の位置に配置される。下記のさらなる記述から明らかなように、スロット５４は、ロックレバー４８を受け取るようにサイズ設定される。加えて、スロット５４は、図３Ｂに示すように、角度αによってセルフロック機構１２の縦軸に対して角度付けられる傾斜側壁５５を含む。

本実施形態においてはラッチピン５６であるラッチ要素は、スロット５４を横断して延在し、ヒンジ軸Ａに概して平行に配向される。ラッチピン５６は、スロット５４の側壁の中へ延在する開口部に圧入されるダボピンである。ラッチピン５６は、当技術分野においては既知である任意の材料であってもよいが、好ましくは、焼き入れ鋼、ステンレス鋼またはチタニウムから構築される。しかし、任意のラッチ要素が、スロット５４の少なくとも一部を横断して延在し、ロックレバー４８と接合するように構成される、ショルダ、ウェブまたはタブ等のラッチピン５６の代替とされても、またはラッチピン５６に付加して使用されてもよいことを理解されたい。

上記のように、固定本体部材４４および折り畳み式本体部材４６は、それらがヒンジ軸Ａの周りを互いに対して回転できるように連結される。実施形態において、折り畳み式本体部材４６は、本体部材４４に含まれる対応するヒンジスロット５９の中に受け取られるヒンジタブ５８を含む。ヒンジタブ５８およびヒンジスロット５９は、本体部材４４、４６の少なくとも一方が、ピン６２、およびピン６２を通って延在し、かつ平行であるヒンジ軸Ａの回りを回転できるように、ヒンジピン６２を受け取るように構成される整列した開口部６０を含む。

折り畳み式本体部材４６のハンドルバー接合部分７６は、ハンドルバー４２を支持する。ハンドルバー接合部分７６は、ハンドルバー４２の下部を受け取るように構成された半円形チャネルを画定する弓形表面７７を含む。ハンドルバー４２は、本体部分４６の開口部７８を貫通してハンドルバー４２の開口部７９の中へと延在し得る留め具で折り畳み式本体部材４６に強固に連結される。ハンドルバー接合部分７６は、ヒンジ軸Ａに対して任意の角度でハンドルバー４２を保持するように配向されてもよいことを理解されたい。表面７７は半円形として示しているが、所望される任意の形を有してもよいことをさらに理解すべきである。例えば、表面７７は、切子面のあるハンドルバー４２に対応するために任意の数の切子面を有してもよい。

加えて、ロックレバー４８は、折り畳み式本体部材４６の支持部６４に、ロック軸Ｂの周りで回転可能であるように連結される。ロック軸Ｂは、ヒンジ軸Ａに概して平行になるように配向される。上記のように、第２の本体部分４６は、ロックレバー支持部６４を含む。支持部６４は、ヒンジタブ５８から離間され、固定本体部材４４に向かって接合面４７から突出する一対のアーム６５を含む。各アーム６５の外面６６は、図３Ｂに示すように角度αによって、セルフロック機構１２の縦軸に対して角度付けされ、その角度は好ましくは約３°である。開口部６８は、アーム６５のそれぞれを貫通して延在する。開口部６８は、軸Ｂに合わせられ、アーム６５間のロックレバー４８を回転可能に支持するために、ロックレバー４８の開口部７０を通って延在するピン６９を受け取るように構成される。

また、ピン６９は、ロックレバー４８とアーム６５との間に挿入されるバネ７２または他の偏向要素を通って延在する。各バネ７２は、アーム６５とロックレバー４８とを相互作用させ、かつ偏向させることにより、本体部分４６に対してロックレバー４８が所定のラッチ方向に回転するように構成される。「ラッチ方向」とは、ラッチピン５６に対してロックレバー４８のカム表面８２を締め付ける傾向にあるロックレバー４８の回転方向であり、下記にさらに詳述されるように、その方向はロックレバーの設計に依存する。偏向要素のバネ定数は、下記により詳細に記述されるように、セルフロック機構１２を強固に閉鎖およびロックするために、偏向要素が単独でラッチピン５６とロックレバー４８との間に十分な力をもたらすように選択される。

図３Ａに示すように、バネ７２は、アーム６５およびロックレバー４８に含まれる各開口部７４に受け取られるように構成されたタブ７３を有する直線オフセットらせん形ねじりバネである。バネ７２は、ロック部材４８の回転をラッチ方向に偏向させるように構成された任意の素子であってもよく、任意の数の素子が使用されてもよいことを理解すべきである。例えば、本実施形態において、２つのバネ７２は、一方が、ロックレバー４８と各アーム６５との間で各アーム６５と接合するように提供および配置される。例えば、単一らせん形バネは、ロックレバー４８をラッチ方向に回転するように偏向させる軸力を提供するために、ロックレバー４８と折り畳み式本体部材４６との間に挿入されてもよい。

図３および図４を参照して、ロックレバー４８は、カム部分８０およびハンドル部分８１を含む。カム部分８０は、概してくさび形状の断面を有し、セルフロック機構１２が閉鎖およびロック位置にある時にはラッチピン５６に隣接する弓形のカム表面８２と、セルフロック機構１２が閉鎖されつつある時にはラッチピン５６と接触する外面８４とカム表面８２が外面８４に接するところの頂点８６とを含む。

カム表面８２は、カム表面８２の曲率Ｃの中心がロックレバー４８の回転中心（つまり、ロック軸Ｂ）と一致せず、ロックレバー４８を回転させることによって、カム表面８２がラッチピン５６に押圧され得るように構成される。具体的には、本実施形態において、回転中心と頂点８６に隣接するカム表面８２上の第１の位置との間の距離（つまり、距離Ｄ）は、回転中心と頂点８６から離間されているカム表面８２上の第２の位置との間の距離（つまり、距離Ｅ）よりも小さい。それらの距離の差は、ロックレバーに対して偏向要素によってラッチ方向に与えられた偏向力に起因してセルフロック機構が閉鎖およびロックされている時に、セルフロック機構が剛な状態のままであることを確実にする。

ハンドル部分８１は、カム部分８０から離れて延在し、セルフロック機構１２をアンロックするために、ユーザが把持または押圧することができる把持面を提供する。ハンドル部分８１の長さは、ユーザが、偏向要素およびカム表面８２とラッチピン５６との間の摩擦によって生じる結合トルクを容易に克服し、ロックレバー４８をアンロック方向に回転させることができるように選択される。「アンロック方向」とは、ラッチ方向とは反対の回転方向を意味することを理解されたい。また、下記により詳細に記述されるように、アンロック方向のロックレバー４８の回転は、折り畳み式本体部材４６を固定本体部材４４から離れるように折り畳むことを可能にし、それにより、セルフロック機構１２を開放することを可能にする、カム部分８０とラッチピン５６との間の間隔を生じさせる。

図５〜図８を参照して、セルフロック機構１２の動作を説明する。セルフロック機構１２は、図５に示す開放およびアンロック位置において説明される。その位置において、折り畳み式本体部材４６は、接合面４５が接合面４７に対して離間され、かつ角度付けされるように、ヒンジピン６２およびヒンジ軸Ａの周りを固定本体部材４４から離れるように回転する。加えて、ロックレバー４８のカム表面８２は、ラッチピン５６から完全に離脱され、ロックレバー４８は、偏向要素の偏向力によってラッチ方向に回転する。ハンドル部分８１と回転本体部材４６の一部との間の接触は、図５〜図８に示すような時計回りのラッチ方向におけるロックレバー４８の回転を制限する。

図６において、閉鎖されている間にセルフロック機構１２が設置される位置に相当する中間位置におけるセルフロック機構が示されている。セルフロック機構１２は、固定本体部材４４に向かって折り畳み式本体部材４６を回転することによって、中間位置に設置される。折り畳み式本体部材４６が固定本体部材４４に近づくように移動するにつれて、ロックレバー４８のカム部分８０は、受け取りスロット５４の中へ移動し、カム部分８０の外面８４は、ラッチピン５６に対して摺動する。外面８４とラッチピン５６との間の接触は、ロックレバー４８をアンロック方向（つまり、図のような反時計回り）に回転させる。カム部分８０は、折り畳み式本体部材４６が固定本体部材４４に向かって回転する時にロックピン５６の先端を通過し、したがって、折り畳み式本体部材４６のさらなる回転時に、ラッチピン５６が、頂点８６の前方を横切り、カム表面８２上へ摺動することができるように寸法設定される。

ラッチピン５６が頂点８６を通過した後、ロックレバー４８の回転方向は、偏向要素によって生じる偏向力の影響を受けてラッチ方向に変わる。偏向力によりロックレバー４８がラッチ方向に回転すると、ラッチピン５６とカム表面８２との間の摺動接触により、折り畳み式本体部材４６の接合面４７は、固定本体部材４４の接合面４５に向かって引かれる。具体的には、カム部分８０の距離Ｅは、距離Ｄよりも大きいため、カム部分８０は、ロックレバー４８がラッチ方向に回転する時に、ロックレバー４８の回転中心をラッチピン５６から離れさせ、これはアーム６５の側壁６６をスロット５４の側壁５５に隣接させ、それにより、接合面４５に平行および接合面４５から離間して接合面４７を設置する。接合面４７と接合面４５との間の空間は、好ましくは１〜３ｍｍである。接合面４７と接合面４５との間の空間は、隣接表面が使用するにつれて摩擦するかどうかにかかわらず、セルフロック機構が、固定本体部分４４と折り畳み式本体部分４６との間の強固な接合を維持することを可能にする。しかし、固定本体部分４４および折り畳み式本体部分４６は、セルフロック機構が閉鎖位置にある時に、接合面４７および接合面４５が隣接できるように構成されてもよいことを理解すべきである。

セルフロック機構の閉鎖およびロック位置を図７に示す。その位置において、側壁６６は、表面間に相対運動がないように側壁５５に堅く保持される。好ましくは、部品は、磨耗する前においては、セルフロック機構１２が閉鎖およびロックされている時に、ラッチピン５６がカム表面８２上の中間位置に接触できるように寸法設定される。部品が磨耗したときには、ラッチピン５６とカム表面８２との間の接触場所は、頂点８６から遠くに離れる場合があるが、依然として、ラッチピン５６とカム表面８２との間で生成される力は、閉鎖およびロック位置においてセルフロック機構１２の剛性を維持するのに十分である。

偏向要素は、動作時にセルフロック機構１２を閉鎖およびロックするために、ユーザがロックレバー４８を操作する必要がないように選択される。したがって、ユーザは、クロスバー４０に対してハンドルバー４２を正確な配向に回転させることのみが要求され、そして機構は適切にロックされる。その結果、セルフロック機構１２は、不適当な使用による不具合の影響をあまり受けない。加えて、セルフロック機構は、ユーザがロックレバー４８を操作する場合、ユーザがロックレバー４８を解放した後においては、機構が適切にロックするように構成される。

ユーザがセルフロック機構１２のアンロックを望む場合、ユーザは、ロックレバー４８がアンロック方向に回転するように、矢印Ｆによって示される方向にハンドル部分８１を持ち上げる。その方向にロックレバー４８を回転させることは、折り畳み式本体部材４６が固定本体部材４４から離れて回転するように、カム部分８０とラッチピン５６との間に間隔を生じさせる。上記のように、ハンドル部分８１の長さは、偏向要素およびラッチピン５６とカム表面８２との間の摩擦によって生じるトルクの組み合わせを、ユーザが容易に克服し、ロックレバー４８を回転できるように選択される。好ましくは、装置が任意のユーザによって使用され得るように、ユーザは、セルフロック機構１２をアンロックするための最小の持ち上げ力が必要とされる。

セルフロック機構の第２の実施形態を図９および図１０に示す。セルフロック機構１１２は、第２の本体部材１４６に対してヒンジ結合された固定本体部材４４を概して含むことにより、それらが互いにおよびロックレバー１４８に対して移動するよう構成される。本実施形態において、ロックレバー１４８はフック形状のカム部分１８０を含み、従って、折り畳み式本体部材１４６は、ロックレバー１４８を支持するように構成される。先の実施形態において、固定本体部材４４は、先の実施形態に関して上述されたものと同様の特徴を含み、同様の参照番号は、同様または同一の特徴を示すことが意図されることを理解されたい。

先の実施形態と同様に、折り畳み式本体部材１４６は、折り畳み式本体部材１４６に剛結されるハンドルバー４２の下部を受け取るハンドルバー接合部分を含む。ロックレバー支持部１６４は、ロックレバー１４８を貫通して支持部１６４まで延在するロックレバーピン１６９によって、ロックレバー１４８を回転可能に支持する。そのような実施形態において、支持アームは必要とされない場合があるが、傾斜外側側壁を有するアームが、スロット５４の傾斜側壁に隣接するように含まれてもよい。

ロックレバー１４８は、図１０に示すように、フック形状のカム部分１８０およびハンドル部分１８１を含む。カム部分１８０は、図９に示すように、セルフロック機構１１２が閉鎖およびロック位置にある時に、本体部分４４のロックピン５６に隣接するように構成される弓形のカム表面１８２を含む。カム表面１８２は、カム表面１８２の曲率中心Ｃ’がロックレバー１４８の回転中心と一致しないために、ロックレバー１４８を回転することによって、カム表面１８２がラッチピン５６に対して押圧され得るように構成される。具体的には、本実施形態において、ロックレバー１４８の回転中心と、頂点１８６に隣接するカム表面１８２上の第１の位置との間の距離（つまり、距離Ｄ’）は、回転中心と頂点１８６から離間したカム表面１８２上の第２の位置との間の距離（つまり、距離Ｅ’）よりも大きい。それらの距離の差は、偏向要素によって、ラッチ方向におけるロックレバー１４８に対して与えられた偏向力に起因して閉鎖およびロックされている時に、セルフロック機構を剛な状態に留めることを確実にする。本実施形態において、ラッチ方向は、図９および図１０に示す構成において、ロックレバー１４８の反時計回りの回転に相当する。

本実施形態において、フック形状のカム部分１８０は、カム表面１８２およびハンドル部分１８１を、ロックレバー１４８の回転中心の反対側に配置することを可能にする。結果として、折り畳み式本体部材１４６のロックレバー支持部は、ロックレバー１４８を支持するためのアームを必要としないが、アームは、スロット５４の一部に隣接するように提供されてもよい。

セルフロック機構１１２は、ヒンジピン１６２の回りに固定本体部材４４に向かって折り畳み式本体部材１４６を回転させることにより閉鎖およびロックされる。折り畳み式本体部材１４６が本体部分４４に向かって回転するにつれて、カム部分１８０の外面１８４は、ラッチピン５６に対して摺動し、頂点１８６がラッチピン５６を通り過ぎるまで、ロックレバー１４８をアンロック方向に回転させる。頂点１８６がラッチピン５６上を摺動した後、偏向要素によって生じる偏向力は、ロックレバー１４８をラッチ方向に回転させ、そして、カム表面はラッチピン５６に対して摺動する。

ロックレバー１４８の距離Ｅ’は、距離Ｄ’よりも小さいため、ラッチピン５６がカム表面１８２に対して摺動し、頂点１８６から離れるにつれ、ラッチピン５６とロックレバー１４８の回転中心との距離は減少する。結果として、固定本体部材４４の接合面４５が、折り畳み式本体部材１４６の接合面１４７に平行に強固に保持され、そこから離間しているように固定本体部材４４と折り畳み式本体部材１４６とは接近させられる。先の実施形態と同様に、ラッチピン５６は、図９に示すように、セルフロック機構１１２が閉鎖およびロックされている時に、好ましくはカム表面１８２に沿って中間位置に配置される。

ハンドル部分１８１は、カム部分１８０から離れる方向に延在し、ユーザがセルフロック機構１１２をアンロックするために押圧することができる把持面を提供する。ハンドル部分１８１の長さは、偏向部材によって生成されるトルクと、ロックレバー１４８を回転させるためにカム表面１８２とラッチピン５６との間で生じる摩擦とを、ユーザが容易に克服できるように選択される。ロックレバー１４８は、折り畳み式本体部材１４６を固定本体部材４４から離れる方向に回転させ、それにより、図１１に示すように、カム部分１８０とラッチピン５６との間に間隔をもたらすように回転して、セルフロック機構１１２をアンロックして開放することを可能にする。

図１２および図１３を参照して、セルフロック機構の別の実施形態を説明する。セルフロック機構２１２は、概して、折り畳み式本体部分２４６にヒンジ結合された固定本体部材２４４とロックレバー２４８とを含む。図１〜図８に示す実施形態と同様に、ロックレバー２４８は、くさび形状のカム部分２８０を含み、同様の方法で動作する。しかし、本実施形態において、ロックレバー２４８は、固定本体部材２４４の一部である支持部２６４に連結され、ラッチピン２５６は、折り畳み式本体部材２４６上に含まれる。加えて、偏向要素は、図示した構成において反時計回りであるラッチ方向のロックレバー２４８の偏向回転に含まれる。

セルフロック機構２１２の動作は、上述の実施形態と同様である。具体的には、セルフロック機構２１２を閉鎖およびロックするために、折り畳み式本体部材２４６は、ヒンジピン２６２の周りを固定本体部材２４４に向かって回転する。その回転時、ロックレバー２４８の外面２８４は、ロックレバー２４８を固定本体部材２４４の残りの部分に関して時計回りに回転させるラッチピン２５６に対して摺動する。カム部分２８０の頂点２８６がラッチピン２５６上を通過した後、ロックレバー２４８は、偏向要素の影響を受けてラッチ方向に回転し、そしてラッチピン２５６は、カム部分２８０のカム表面２８２に対して摺動する。

カム表面２８０は、ロックレバー２４８の回転中心がカム表面２８２の曲率中心と一致しないように構成される。その構成は、ロックレバー２４８がラッチ方向に回転するにつれて、折り畳み式本体部材２４６を固定本体部材２４４に向かって引くようにさせる、ラッチピン２５６とカム表面２８２との相互作用をもたらす。

セルフロック機構２１２をアンロックするには、ユーザは、ロックレバー２４８のハンドル部分２８１を持ち上げ、それにより、ロックレバー２４８を時計回りに回転させる必要がある。ロックレバー２４８の時計回りの回転は、カム部分２８０とラッチピン２５６との間に間隔を生じさせ、セルフロック機構２１２を開放することを可能にする。図１３に示すように、セルフロック機構２１２が開放され、ハンドル部分２８１が解放された後、ロックレバー２４８の回転偏向は、それを固定本体部材２４４に関して反時計回りの位置に回転させる。

図１４および図１５を参照して、セルフロック機構の別の実施形態を説明する。セルフロック機構３１２は、折り畳み式本体部材２４６にヒンジ結合される固定本体部材３４４とロックレバー３４８とを含む。図９〜図１１に示す実施形態と同様に、ロックレバー３４８は、フック形状のカム部分３８０を含み、同様の方法で動作する。本実施形態において、折り畳み式本体部材２４６は、図１２および図１３に示す実施形態に関して上述された同様の特徴を含み、同様の参照番号は、同様または同一の特徴を指すことが意図されることを理解されたい。

本実施形態において、ロックレバー３４８は、固定本体部材３４４の一部である支持部３６４に連結され、ラッチピン２５６は、折り畳み式本体部材２４６上に含まれる。加えて、偏向要素が、図示する構成において時計回りであるラッチ方向に、ロックレバー３４８を回転偏向するために含まれる。

セルフロック機構３１２の動作は、上述の実施形態と同様である。具体的には、セルフロック機構３１２を閉鎖およびロックするために、折り畳み式本体部材２４６は、ヒンジピン２６２の周りを固定本体部材３４４に向かって回転する。その回転時、ロックレバー３４８の外面３８４は、ロックレバー３４８を固定本体部材３４４の残りの部分に関して反時計回りに回転させるラッチピン２５６に対して摺動する。最終的に、ロックレバー３４８の頂点３８６は、ラッチピン２５６の前方を横切り、ロックレバーは、ラッチピン２５６とカム表面３８２との間の圧力が、ロックレバー３４８の回転を停止させて、固定本体部材３４４および折り畳み式本体部材２４６をともに保持するのに十分となるまで、カム表面３８２に対して摺動するラッチピンを用いて、ラッチ方向に回転することができる。

また、カム部分３８０は、ロックレバー３４８の回転中心がカム表面３８２の曲率中心と一致しないように構成される。先の実施形態に関して上述したように、その構成は、本体部分３４４と本体部分２４６とが接近させられるようにする、ロックピン２５６とカム表面３８２間の摺動相互作用をもたらす。

セルフ機構３１２をアンロックするには、ユーザは、ロックレバー３４８のハンドル部分３８１を押圧することにより、それを反時計回りに回転させる必要がある。ロックレバー３４８のその回転は、カム部分３８０とラッチピン２５６との間に間隔を生じさせて、セルフロック機構３１２が開放されることを可能にする。偏向要素によって生じた偏向力は、セルフロック機構３１２が開放されている時に、ロックレバー３４８が図１５に示すような時計回りの位置に回転するように、ロックレバー３４８をラッチ方向に回転させる。

「固定」および「折り畳み式」部材に関して記述した実施形態にもかかわらず、部材の一方または両方は可動であってもよく、用語は、制限的であると意図されないことを理解されたい。

さらに、セルフロック機構は、折り畳み式自転車のためのハンドルバーアッセンブリに対して説明されているが、セルフロック機構は、多くの用途での使用に適している。例えば、セルフロック機構は、折り畳み式自転車、ラゲッジ、収納用仕切りまたは棚、折り畳み式はしご、または互いに対して折り畳む構成要素を有する任意の他の装置において使用されてもよく、相対運動を予防するため、および以前より既知の装置の欠点を回避するためにセルフロック機構を有することの利益を享受するであろう。

ラッチ要素は、セルフロック機構のヒンジ軸に平行に配向される必要はなく、ロックレバーの回転軸は、ヒンジ軸またはラッチ要素のいずれか一方に平行である必要はないことをさらに理解するべきである。

図１は、本発明に従ったセルフロック機構を含む乗車形態での折り畳み式自転車の側面図である。 図２は、本発明に従ったセルフロック機構を含む折り畳み式自転車の一部の斜視図である。 図３Ａおよび図３Ｂは、それぞれ、セルフロック機構の実施形態の分解図および部分的にアッセンブルした上面図である。 図３Ａおよび図３Ｂは、それぞれ、セルフロック機構の実施形態の分解図および部分的にアッセンブルした上面図である。 図４は、図３のセルフロック機構に含まれるロックレバーの側面図である。 図５は、開放およびアンロック位置における図３のセルフロック機構の断面図である。 図６は、中間位置における図３のセルフロック機構の断面図である。 図７は、閉鎖およびロック位置における図３のセルフロック機構の断面図である。 図８は、閉鎖およびアンロック位置における図３のセルフロック機構の断面図である。 図９は、閉鎖およびロック位置におけるセルフロック機構の別の実施形態の断面図である。 図１０は、閉鎖およびアンロック位置における図９のセルフロック機構の断面図である。 図１１は、図９のセルフロック機構に含まれるロックレバーの側面図である。 図１２は、本発明に従う、閉鎖およびロック位置において示されるセルフロック機構の別の実施形態の断面図である。 図１３は、開放およびアンロック位置における図１２のセルフロック機構の断面図である。 図１４は、本発明に従う、閉鎖およびロック位置において示されるセルフロック機構の別の実施形態の断面図である。 図１５は、開放およびアンロック位置における図１４のセルフロック機構の断面図である。

Claims (20)

1. 第１の本体部材と、
   ラッチ要素を含む第２の本体部材であって、該第２の本体部材は、ヒンジ軸に沿って該第１の本体部材に対してヒンジ結合されることにより、開放位置と閉鎖位置との間で回転可能である、第２の本体部材と、
   該第１の本体部材に回転可能に連結され、かつ、カム表面を含む、ロックレバーと、
   該ロックレバーをラッチ方向に回転偏向させるように構成される偏向要素と
   を含む、セルフロック機構であって、
   該ラッチ要素は、該ヒンジ軸から間隔を置かれており、
   該カム表面は、該ラッチ要素を摺動自在に係合するように構成されることにより、該第２の本体部材が該閉鎖位置にあり、かつ、該ロックレバーが該偏向要素によって該ラッチ方向に回転させられるときに、該第１の本体部材と該第２の本体部材とは接近させられる、セルフロック機構。
2. 前記ラッチ要素は、前記ヒンジ軸に平行に配向される細長い構造である、請求項１に記載のセルフロック機構。
3. 前記ロックレバーは、前記ラッチ要素に平行な軸の周りを回転する、請求項２に記載のセルフロック機構。
4. 前記ラッチ要素は、前記第２の本体部材に連結されるピンである、請求項１に記載のセルフロック機構。
5. 前記カム表面は、前記ロックレバーのフック形状のカム部分上に含まれる、請求項１に記載のセルフロック機構。
6. 前記カム表面の曲率中心は、前記ロックレバーの回転中心から間隔を置かれることにより、該ロックレバーの回転中心と前記フック形状のカム部分の先端との間の距離が、該ロックレバーの回転中心と該カム表面上の位置との間の距離よりも大きい、請求項５に記載のセルフロック機構。
7. 前記ロックレバーの回転中心は、前記カム部分と該ロックレバーのハンドル部分との間に配置される、請求項５に記載のセルフロック機構。
8. 前記カム表面は、前記ロックレバーのくさび形状のカム部分上に含まれる、請求項１に記載のセルフロック機構。
9. 前記カム表面の曲率中心は、前記ロックレバーの回転中心から間隔を置かれることにより、該ロックレバーの回転中心と前記くさび形状のカム部分の頂点との間の距離が、該ロックレバーの回転中心と該カム表面上の位置との間の距離よりも小さい、請求項８に記載のセルフロック機構。
10. 前記ロックレバーの回転中心は、該ロックレバーの前記カム部分内に配置される、請求項８に記載のセルフロック機構。
11. 自転車用セルフロックハンドルバーアッセンブリであって、
    自転車のネック部分に固定されるように構成されたクロスバーと、
    ハンドルバーと、
    セルフロック機構であって、
    該クロスバーの端部に固定して連結される第１の本体部材と、
    該第１の本体部材とヒンジ結合され、かつ、該ハンドルバーに連結される第２の本体部材と、
    該第１および第２の本体部材の一方に回転可能に連結され、かつ、カム表面を含む、ロックレバーと、
    該第１および第２の本体部材の他方上に含まれるラッチ要素と、
    該ロックレバーをラッチ方向に回転偏向させるように構成された、該ロックレバーに連結される偏向要素とを含む、セルフロック機構と
    を含み、
    該ラッチ要素は、該ヒンジ軸から間隔を置かれる細長い構造であり、そして、
    該カム表面は、該ラッチ要素を摺動自在に係合するように構成されることにより、該第２の本体部材が該第１の本体部材に向かって回転させられ、かつ、該ロックレバーがラッチ方向に回転させられるときに、該第１の本体部材と該第２の本体部材とが接近させられる、
    セルフロックハンドルバーアッセンブリ。
12. 前記ラッチ要素は、前記第１の本体部材に連結されるピンであり、前記ロックレバーは、前記第２の本体部材に連結される、請求項１１に記載のセルフロックハンドルバーアッセンブリ。
13. 前記ラッチ要素は、前記第２の本体部材に連結されるピンであり、前記ロックレバーは、前記第１の本体部材に連結される、請求項１１に記載のセルフロックハンドルバーアッセンブリ。
14. 前記カム表面は、前記ロックレバーのフック形状のカム部分上に含まれる、請求項１１に記載のセルフロックハンドルバーアッセンブリ。
15. 前記カム表面は、前記ロックレバーのくさび形状のカム部分上に含まれる、請求項１１に記載のセルフロックハンドルバーアッセンブリ。
16. 第１の接合面を含む第１の本体部材と、
    該第１の本体部材に対してヒンジ結合され、かつ、第２の接合面を含む第２の本体部材であって、該第２の本体部材は、該第１の接合面が該第２の接合面から間隔を置かれる開放位置と、該第１の接合面が該第２の接合面に隣接する閉鎖位置との間で回転させられるように構成される、第２の本体部材と、
    該第２の本体部材に回転可能に連結され、かつ、カム部分と該カム部分から延在するハンドル部分とを含むロックレバーと、
    該ロックレバーをラッチ方向に回転偏向させるように構成される偏向要素と
    を含む、セルフロック機構であって、
    該カム部分は、該第１の本体部材の一部を摺動自在に係合するように構成されるカム表面を含むことにより、該ロックレバーが該ラッチ方向に回転させられるときに、該第１の本体部材と第２の本体部材とが該閉鎖位置に引き寄せられる、セルフロック機構。
17. 前記カム部分はフック形状であり、かつ、前記カム表面の曲率中心は、前記ロックレバーの回転中心から間隔を置かれることにより、該ロックレバーの回転中心と該フック形状のカム部分の先端との間の距離が、該ロックレバーの回転中心と該カム表面上の位置との間の距離よりも大きい、請求項１６に記載のセルフロック機構。
18. 前記カム部分はくさび形状であり、かつ、前記カム表面の曲率中心は、前記ロックレバーの回転中心から間隔を置かれることにより、該ロックレバーの回転中心と該くさび形状のカム部分の頂点との間の距離が、該ロックレバーの回転中心と該カム表面上の位置との間の距離よりも小さい、請求項１６に記載のセルフロック機構。
19. 前記カム表面が係合するように構成される前記第１の本体部分の一部は、該第１の本体部分に連結されるピンである、請求項１６に記載のセルフロック機構。
20. 前記ピンは、前記第１の本体部分と前記第２の本体部分との間のヒンジ結合部から間隔を置かれる、請求項１９に記載のセルフロック機構。

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