JP6879594B2 - 回転式ロッキング機構及びこれが適用されたロック、並びにロッキング制御方法 - Google Patents

Description

本出願は２０１６年１２月０６日にて、中国特許庁に提出され、出願番号が２０１６１１１１０９２０.４であり、発明名称が「回転式ロッキング機構及びその適用されるロック、ロッキング制御方法」である特許出願を主張し、その全ての内容は援用されることで、本出願に結合される。

本発明は機械ロッキング技術に属して、具体的には、回転式ロッキング機構及びその適用されるロック、ロッキング制御方法に関わる。

現在、自転車、電気自動車、オートバイなどのロックは、機械式ロッキング構成により、車輪に対して外部ロッキングを行うものが一般的である。目下、市販の自転車用のロックの種類は、手動によるキーロックまたはパスワードロックなど様々である。公共自転車レンタルサービスの台頭に連れて、電動制御による公共自転車のロックが現れ、それは同様に外部のロッキング構成を採用し、自動制御のモータにより、車輪をロッキングするように、相応的なロックユニットを駆動する。

このような外部ロッキングの構成が簡単で、大量の外部ロッキング製品を配置する必要が有り、携帯性が悪くて、コストが高くて、且つロッキングの確実性が強くなく、破壊されるおそれがあり、安全性能に大きいリスクが存在する。また、いつでもどこでも公共自転車資源の共有とレンタルを行うことを目的とする新興のシェアサイクルというサービスモードの場合、敷地に対する依存性が大きい専用の自転車レンタルスポットでの貸出や返却という方式を採用することができず、車載のロックユニットにより、自転車のロッキングとアンロックを実現しなければならない。

本発明が解決しようとする技術問題は、従来の自転車、電気自動車、オートバイなどのロッキング装置に存在する前記欠陥に対して、新型の回転式ロッキング機構及びその適用されるロック、ロッキング制御方法を提供することである。

本発明は以下の技術方案により実現され、即ち、
回転出力部材、第１ロック部材、第２ロック部材とスイッチ部材を含む回転式ロッキング機構であって、回転動力の伝達を実現するように、前記回転出力部材は回転部材に接続され、回転出力部材と接続された回転部材との間は、一体に接続され、同軸に接続されまたは伝動機構により接続され、前記回転出力部材の回転円周には若干のロック溝が設けられ、ロック溝が回転円周の外周、内周に設けられてもよく、前記第１ロック部材と第２ロック部材はそれぞれ二つのヒンジ点にヒンジ連結され、前記第１ロック部材にはロック溝に埋め込まれるロックブロックが設けられ、前記第２ロック部材と第１ロック部材は、両ヒンジ点がある直線以外の他方の点の位置に、互いに当接され、第１ロック部材におけるロックブロックをロック溝に埋め込み、前記スイッチ部材はロッキング制御システムに接続され、前記スイッチ部材には、順に第２ロック部材と第１ロック部材を引くための第１アンロック構成と第２アンロック構成がある。

さらに、前記第１アンロック構成と第２アンロック構成は、第１ロック部材、第２ロック部材及びスイッチ部材にそれぞれ設けられるアンロックブロックまたはアンロック辺を含み、前記アンロックブロックが突出するように設けられ、前記アンロック辺がアンロックブロックに接触する。

さらに、前記第１ロック部材と第２ロック部材との間は、互いに嵌合されるロッキング角とロッキングバヨネットにより当接される。

さらに、前記第１ロック部材と第２ロック部材との間にはアンロック保持構成が設けられる。

さらに、前記アンロック保持構成は、第１ロック部材と第２ロック部材にそれぞれ設けられるとともに、互いに引っ掛かるフック構成を含み、前記スイッチ部材には第２ロック部材を押すフック解除構成が設けられる。

さらに、前記フック解除構成はスイッチ部材に設けられるボスまたは側辺であり、前記ボスまたは側辺が第２ロック部材における側辺またはボスに接触する。

さらに、前記ロックブロックの両側の接触辺とロック溝の両側の接触面との間は、くさび面接触に呈して、第２ロック部材の当接位置側には、第１ロック部材に摺動接触する連続保持辺が設けられる。

さらに、前記ロッキング制御システムはスイッチ部材を揺動させるように制御するモータを含む。

さらに、前記モータとスイッチ部材とは隔離されるように設けられ、前記モータの出力端が旋回運動する制御ブロックに接続され、前記制御ブロックの旋回円周における１点が制御ワイヤにより、スイッチ部材の非ヒンジ点位置に接続される。

さらに、前記ロッキング制御システムは回転出力部材を監視するための回転速度センサーを含み、前記回転速度センサーがモータに信号を送信できるように接続される。

本発明はさらに前記回転式ロッキング機構が適用されるロックを開示し、前記回転出力部材は車輪に接続される回転伝動部材と同軸に固定接続され、前記第１ロック部材、第２ロック部材及びスイッチ部材は同一の装着スタンドに取り付けられる。

さらに、前記ロックは自転車、電気自動車またはオートバイの車輪のハブ内に設けられる。

さらに、前記回転式ロッキング機構はハブのハウジング内に封入され、前記回転出力部材は環状部材であり、嵌合によってハブ内壁または内端面に固定され、前記ロック溝は回転出力部材の内壁または端面に配置され、前記装着スタンドは車軸にロック固定され、前記前記装着スタンドには、それぞれ第１ロック部材、第２ロック部材及びスイッチ部材をヒンジ連結するための回転スリーブ、モータを取り付けるための位置決め構成、及び制御ワイヤを制限するための位置規制構成が設けられる。

さらに、前記回転速度センサーとして、装着スタンドに固定されるホールセンサーを採用し、回転出力部材に、ホールセンサーの位置に合わせて磁性鋼を配置する。

さらに、前記モータは信号受信モジュールに接続され、有線信号伝送または無線信号伝送により、モータに対する自動制御を実現する。

本発明はさらにロックのロッキング制御方法を開示し、
ロッキング状態において、第１ロック部材のロックブロックは完全に回転出力部材のロック溝内に埋め込まれ、その同時に、第２ロック部材は第１ロック部材に当接されることで、車輪に対する確実なロッキングを実現し、
アンロックする際に、モータが回動することで、スイッチ部材を揺動させるように制御し、前記スイッチ部材における第１アンロック構成はまず第２ロック部材を押し、第２ロック部材による第１ロック部材のロッキング規制を解除し、そして、スイッチ部材における第２アンロック構成は第１ロック部材を押すことで、第１ロック部材のロックブロックをロック溝から押出し、アンロックを完成し、
アンロック状態において、第１ロック部材のロックブロックは完全に回転出力部材のロック溝から離脱し、その同時に、第２ロック部材と第１ロック部材はアンロック保持機構により、第１ロック部材を規制して固定し、
ロッキングする際に、モータが反転し、スイッチ部材をバックスイングさせるように制御し、スイッチ部材は第１ロック部材に対する規制を解除すると同時に、フック解除構成により、第２ロック部材を押し、その同時に、第２ロック部材による第１ロック部材のアンロック規制を解除し、この際に、第１ロック部材は自体のねじりバネ作用によりバックスイングして、ロックブロックは回転出力部材のロック溝に埋め込まれ、最後、第２ロック部材は再び第１ロック部材に当接され、ロッキングを完成する。

さらに、アンロック制御過程において、前記スイッチ部材については、第２ロック部材を押すことから、第１ロック部材を押すことまでの間に、一つの遅延を設定し、該遅延の期間は第１ロック部材と第２ロック部材との間のロッキング角とロッキングバヨネットとが完全に分離する時間を超える。

本発明におけるロックのロッキング制御方法において、保護回転速度を設定し、車輪が該保護回転速度より低くなる場合に、モータはロッキング機構をアンロックまたはロッキングさせるように制御し、車輪が該保護回転速度より高くなる場合に、モータの制御信号に対する受信を切断し、ロッキング機構が失効状態にあり、または制御信号を保持し、車速が保護回転速度より低くなる場合に、制御信号は再びモータを制御する。

本発明は以下のような有益な効果を有し、即ち、
本発明における二つのロック部材は安定な三角支持構成により、回転出力部材をロッキングし、第２ロック部材はロッキング状態とアンロック状態のいずれにおいても第１ロック部材に対して効果的に規制し、製品のロッキングとアンロックの確実性を実現する。

本発明は同一のスイッチ部材により、全体のロッキング機構を制御し、制御過程はさらにコンパクトで、有効である。

本発明は第１ロック部材のロックブロックとロック溝との間にくさび面組立を採用すると同時に、第２ロック部材に保持辺を配置することで、機械機構において、高速での間違ったロッキング操作による製品構成自体に対する破壊、及び急停止による安全事故リスクを避け、その同時に、自動制御方法において、ロッキング制御の安全回転速度を設定し、制御方法から、製品に対する誤操作を効果的に回避する。

本発明は全体のロッキング機構を、ロックハウジング内に封入し固定し、容易に回転接続部材に結合し、製品が自転車、電気自動車、オートバイ、さらに軽量型自動車の伝動機械をカバーし、利用範囲が広い。

本発明の部品構成が簡単で、プレス成形を採用してもよく、コストが低い。

本発明はロッキング機構の自動制御を無線ネットワークに接続し、外部からロッキングとアンロックを自動制御することを実現し、公共交通レンタル業界において普及されることに寄与する。

本発明はさらに発電装置とともにハブ内に組み合わされてもよく、ＧＰＳまたはブルートゥースモジュールなどとの組み合わせ、内部変速機との組み合わせなどの多種の柔軟な組み合わせ形態を採用してもよい。以下は図面と具体的な実施形態を結合して、本発明をさらに説明する。

実施例１における、本発明の回転式ロッキング機構が採用されるロック構成の模式図である。 実施例１における機械ロッキング機構の、自転車のハブ内における主断面図である。 実施例１における回転出力部材の模式図である。 実施例１における第１ロック部材の模式図である。 実施例１における第２ロック部材の模式図である。 実施例１におけるスイッチ部材の模式図である。 実施例１における装着スタンドの模式図である。 実施例１における制御ブロックの模式図である。 実施例１における第１ロック部材と第２ロック部材のロッキング状態の模式図である。 実施例１におけるスイッチ部材のアンロックの模式図である。 実施例１におけるロックのアンロック状態の模式図である。 実施例１における、アンロック状態に保持される第１ロック部材と第２ロック部材の模式図である。 実施例１におけるスイッチ部材のフック解除の模式図である。 実施例１におけるロックの、高速回転時の保持状態の模式図である。 実施例２におけるロックのロッキング状態の模式図である。 実施例２におけるロックのアンロック状態の模式図である。 実施例３におけるロックのロッキング状態の模式図である。 実施例３におけるロックのアンロック状態の模式図である。

＜実施例１＞
図１と図２には、本発明の好適な実施態様に係る自転車ロックが示され、これに採用される本発明に係る回転式ロッキング機構が自転車のハブ９に対してロッキングとアンロックを行うことで、自転車のロック機能を実現する。

該回転式ロッキング機構は具体的には回転出力部材１、第１ロック部材２、第２ロック部材３、スイッチ部材４、装着スタンド５とモータ６などの部材を含む。

回転出力部材１は回転運動部材とロッキング機構との間のロッキング対象として、ロッキングされる必要が有る回転運動部材と同軸に固定接続され、本実施例における該回転運動部材は自転車のハブ９であり、ハブは自転車の車輪のスポークと自転車の車軸との回転接続部材であり、自転車の回転動力がハブ９に伝達され、ハブ９を介して車輪に伝達され、車輪の回転を実現する。

図１と図３を結合し参照し、回転出力部材１は環状の旋回構成を採用し、その円周がハブ９の内壁に嵌め込まれ、固定接続され、スプライン接続などの周方向の位置決め構成により、ハブ９の内壁に組立てられ、ハブ９とともに回動する。回転出力部材１には若干のロック溝１０１が設けられ、ロック溝１０１が回転出力部材１の回転円周に分布され、環状構成である回転出力部材の外周、内周に設けられることが含まれ、該ロック溝１０１が第１ロック部材２と第２ロック部材３からなる安定なロッキング構成と係合することで、回転出力部材１とともに、ハブをロックすることに用いられる。

図１、図４と図５を結合し参照し、第１ロック部材２と第２ロック部材３は二つの揺動レバー部材であり、二つのロック部材揺動点はそれぞれ二つのヒンジ点に弾性ヒンジ連結され、弾性ヒンジ連結は、第１ロック部材または第２ロック部材のヒンジ点という位置にねじりバネまたは引張りばねを配置し、ばねの弾力により、二つのロック部材がそれぞれヒンジ点の周りに、弾性復帰力を有することを指す。第１ロック部材２には、ロック溝１０１に埋め込まれるロックブロック２０１が設けられ、その同時に第２ロック部材３と第１ロック部材２が、両ヒンジ点がある直線以外の他方の点の位置に、互いに当接され、第１ロック部材２のロックブロックがロック溝に埋め込まれた際に、第２ロック部材３がその弾性復帰力の作用により、第１ロック部材２に固定当接され、即ち、第１ロック部材２、第２ロック部材３の二つのヒンジ点と当接点との間は、一つの三角形を形成し、第１ロック部材２と第２ロック部材３との間は三角により支持され、第１ロック部材２におけるロックブロックを確実にロック溝１０１に埋め込むことで、回転出力部材１に対する確実なロッキングを実現する。

第１ロック部材２と第２ロック部材３との間は互いに嵌合される構成により、有効な当接を実現し、第１ロック部材２の当接位置にはロッキング角２０２が設けられ、第２ロック部材３の当接位置にはロッキングバヨネット３０１が設けられ、ロッキング角２０２とロッキングバヨネット３０１は、二つのロック部材が当接された際に、確実に嵌合固定され、ロッキング角とロッキングバヨネットの角度、及び開口方向は、第１ロック部材と第２ロック部材が逆方向に揺動する場合に、円滑に離脱することを保証すべきである。ロッキング角とロッキングバヨネットとの位置関係は、二つのロック部材の間に互いに入れ替えられることができる。

第１ロック部材２と第２ロック部材３のアンロックは、スイッチ部材４により実現される。図１と図６を結合し参照し、スイッチ部材４は同様に揺動レバー部材であり、その一端がヒンジ連結されるように設けられ、非ヒンジ点位置には、順に第２ロック部材３と第１ロック部材２を引くためのアンロック構成が設けられ、まず、第２ロック部材３を逆方向に引き分けることで、第２ロック部材が第１ロック部材に対する位置規制を解除し、そして、第１ロック部材２を引いて、第１ロック部材２におけるロックブロック２０１を回転出力部材１におけるロック溝１０１から脱出させ、アンロックを完成する。

具体的には、本実施例における第１ロック部材２、第２ロック部材３とスイッチ部材４はいずれも板状の板部材であり、第１ロック部材２と第２ロック部材３との間は、同一の平面内において、当接され、ロッキングされ、スイッチ部材４は二つのロック部材が当接する平面に平行するように配置される。スイッチ部材４には、アンロック方向において、第２ロック部材３を引くための第１アンロック辺４０１と、第１ロック部材２を引くための第２アンロックブロック４０２が設けられ、対応するように、第２ロック部材３には、第１アンロック辺４０１に接触する第１アンロックブロック３０２が設けられ、第１ロック部材２には、第２アンロックブロック４０２に接触する第２アンロック辺２０３が設けられる。実際の応用において、アンロックブロックとアンロック辺との位置関係は、二つのロック部材とスイッチ部材との間に入れ替えられるように設けられ、二つのロックブロックはいずれも板部材の表面から突出するように設けられ、対応するように、アンロック辺はアンロックブロックを押し、またはアンロックブロックはアンロック辺を押すことで、ロック部材の揺動を実現する。

第１ロック部材２と第２ロック部材３はアンロックを完成した後に、スイッチ部材４は二つのロック部材のアンロック状態を保持することができ、好ましくは、アンロック保持構成として、本実施例は第１ロック部材２と第２ロック部材３との間には、さらに互いに掛合されるフック構成が設けられ、具体的には、第１ロック部材２に設けられる第１アンロック保持フック２０４と、第２ロック部材３に設けられる第２アンロック保持フック３０３が含まれる。スイッチ部材４の第２アンロックブロック４０２は、第１ロック部材２をアンロック状態に押した後に、第２ロック部材３の第１アンロックブロック３０２とスイッチ部材４の第１アンロック辺４０１とが分離し、第２ロック部材３が自体の弾性復帰力の作用により、一定の角度バックスイングし、この際に、第２ロック部材３における第２アンロック保持フック３０３と第１ロック部材２における第１アンロック保持フック２０４との間は、掛け止めるように接続され、この際に、第１ロック部材２がバックスイングすることを防止するように、第２ロック部材３は再び第１ロック部材２に対して規制を形成する。アンロック保持構成の配置は、スイッチ部材４に接続されるロッキング制御システムが故障した場合に、第１ロック部材２がバックスイングすることで、間違ったロッキングを招致することを避ける。

スイッチ部材４には、さらに、アンロック状態にある第１ロック部材２と第２ロック部材３との間の引っ掛かれるフック構成を隔離するためのフック解除構成が設けられることで、ロッキング機構に対するロッキング操作を実現する。具体的には、スイッチ部材４には、フック解除辺４０３として、他方の側辺が設けられ、フック解除辺４０３と第１アンロック辺４０１との作用は類似し、他方の方向から、第２ロック部材３における第１アンロックブロック３０２を押し（第２ロック部材３に設けられるのはアンロック辺であれば、スイッチ部材に突出するフック解除ブロックを配置する）、第２ロック部材３がフック構成による第１ロック部材２に対する規制を解除し、この際に、第２ロック部材２のロックブロック２０１が再び回転出力部材１のロック溝１０１内に埋め込まれるまでに、第１ロック部材２は自体の弾性復帰力の作用によりバックスイングし、スイッチ部材が持続的に揺動した後に、フック解除辺４０３と第２ロック部材３の第１アンロックブロック３０２とが分離し、この際に、第２ロック部材３は自体の弾性復帰力の作用により、ロッキングバヨネット３０１を再び第１ロック部材２のロッキング角２０２に嵌合当接させ、ロッキング動作を完成する。

本実施例は、第１ロック部材２のロックブロック２０１の両側におけるロックブロック接触辺２０５と、回転出力部材１のロック溝１０１の両側におけるロック溝接触面１０２との間に対して、くさび面接触になるように設けられ、ロックブロックとロック溝との接触位置を斜面または斜辺になるように加工してもよく、ロックブロックとロック溝との間の装着角度により、両者の間がくさび面接触に呈してもよく、第２ロック部材３による規制がない場合に、回転出力部材１はどの方向から回動しても、ロック溝接触面１０２はいずれも該くさび面係合により、ロックブロック２０１を第１ロック部材２とともに、ロック溝から押出し、第２ロック部材３が三角支持により、第１ロック部材２に対して規制を形成すれば、確実にロックブロックをロック溝内に限定し、回転出力部材は正逆二つの方向におけるロッキングを実現する。相応的に、アンロックする過程において、例えば第１ロック部材２のロックブロック２０１は完全にロック溝１０１に埋め込まれない際に、第２ロック部材３がロッキングバヨネット３０１の一側に、連続保持辺３０４を配置し、ロックブロックがロック溝に入ったばかりから、完全にロック溝の限界位置に入った過程において、第１ロック部材２のロッキング角２０２が常に第２ロック部材３における連続保持辺３０４にスリップ接触する。

前記配置は、本実施例の自転車車輪が高速回動（例えば走行中）における誤操作に対する回避を保証することを目的として、車輪が高速に回動する過程において、回転出力部材１を高速に回動させるように連行し、この際に、ロッキング機構がロッキング操作を行うように制御され、第１ロック部材２のロックブロックは一部的に回転出力部材１のロック溝１０１に入った後に、回動するロック溝により、ロックブロックを第１ロック部材とともに繰り返し押出し、この際に、第１ロック部材２のロッキング角２０２は第２ロック部材３の連続保持辺３０４において、往復にスリップし、第２ロック部材３は第１ロック部材２に対して有効な規制を形成しなく、この際に、ロッキング機構は連続的なカチカチという衝撃音を発する（ロック溝がロックブロックを繰り返し押出する）ことで、間違ったロッキングが出現されたことと搭乗者に注意し、且つ回転出力部材、つまり車輪に抵抗減速をもたらす。このような配置は、ロッキング機構またはハブの内部構成が高速なロッキングにより損壊されることを招致せず、走行過程において、間違ったロッキングによる意外の事故を効果的に避ける。

本実施例におけるスイッチ部材４は第１ロック部材２に、同軸にヒンジ連結され、スイッチ部材４はロッキング制御システムに接続され、ロッキング制御システムは手動制御を採用し、即ち、自転車におけるワイヤシステムにより、手動制御を実現してもよく、電動制御を採用し、モータ６により、スイッチ部材４を揺動させるように連行してもよい。

モータ６は直接的にスイッチ部材４の揺動軸に突き合せ、モータの正逆転により、スイッチ部材を往復に揺動させるように連行してもよく、本実施例に示すように、モータ６の出力端は制御ブロック６１に接続され、図８に示すように、制御ブロック６１には、モータ６の出力軸に接続される非円形のモータ軸装着孔６１１が設けられ、制御ブロック６１を旋回運動させるように駆動し、制御ブロック６１の旋回円周には、制御ワイヤ６２の一端に固定接続される第２制御ワイヤ接続孔６１２が設けられ、スイッチ部材４の非ヒンジ点には、制御ワイヤ６２の他方の端に固定接続される第１制御ワイヤ接続孔４０５が設けられる。制御ブロック６１は一定の角度で回動すれば、制御ワイヤ６１により、一定角度の揺動を実現するように、スイッチ部材４を連行し、モータの正逆転を制御すれば、スイッチ部材４の揺動方向を制御することができる。

制御ワイヤ６２は十分な剛性を有すべきであり、スイッチ部材４を揺動させるように引っ張り及び押しを行う。

モータ６には信号伝送モジュールが設けられてもよく、有線信号または無線信号により、モータに対する自動制御を実現し、ネットワーク公共自転車の自動レンタルに適用されるスマートフォンＡＰＰによる制御モードになるように設けられてもよい。有線信号または無線信号によりモータを制御することは、通常のモータ制御技術であり、当業者は実際のニーズに応じて選択し設計してもよく、本実施例はここで贅言しない。

本実施例において、回転出力部材１のロック溝１０１、第１ロック部材２のロックブロック２０１及び第２ロック部材３には機械式の誤操作防止構成が設けられ、電動制御によるロッキング操作を採用することに基づき、本実施例はさらに自動の誤操作防止配置を採用する。

具体的には、本実施例のロッキング制御システムはさらに、回転速度センサーを含み、回転速度センサーは信号によりモータに接続され、本実施例における回転速度センサーはホールセンサー７１により、回転速度に対する測定を実現し、回転出力部材１またはその接続される回転部材の回転円周には、磁性鋼７２が固定配置され、センサー装着スタンド７３により、ホールセンサー７１を磁性鋼に向いて固定配置し、回転出力部材１またはその接続される回転部材が１回動すれば、ホールセンサーが一回に信号を受信し、１回動するとカウントされ、さらにこの際の回転速度を算出し、その同時に、システム内に保護回転速度を設定し、ホールセンサーにより検出された回転速度が保護回転速度を超えた際に、モータと外部信号との連絡通路を切断し、モータはいかなる操作を実行せず、または制御信号を保持し、速度が保護回転速度の以下になる際に、操作命令を実行し、ホールセンサーにより検出された回転速度が保護回転速度の以下になる際に、モータは外部信号に応じて、相応的なロッキング動作を行う。このように、電子と機械という二つの面から、誤操作を効果的に防止し、ロッキング構成の確実性と安全性を向上させる。

回転速度センサーはさらに自転車の車速観測モジュールとして、移動表示モジュールにより、リアルタイムに走行速度を受信し表示してもよい。

本実施例において、回転出力部材１は自転車車輪のハブ９の内壁に固定接続され、第１ロック部材２、第２ロック部材３、スイッチ部材４、モータ６はいずれも同一の装着スタンド５に設けられ、装着スタンド５がハブに対応する自転車軸８に固定接続され、全体のロッキング機構を自転車のハブハウジング内に封入する。

如図７に示すように、装着スタンド５として、プレス加工された板部材が使用されてもよく、装着スタンド５の中間には、車輪軸８の周方向に組立てられる車軸装着孔５０１が設けられ、車軸装着孔５０１の内側には、自転車軸８に設けられる二つの槽と係合する二つの凸起が設けられ、装着スタンド５と車輪軸８との間の軸向位置決めは、止め輪または他の軸における位置決め部材により、装着スタンド５と自転車軸８との固定取付を実現する。装着スタンド５の周辺には、それぞれ第１ロック部材２を取り付けるための第１ロック部材取付柱５０２、第２ロック部材３を取り付けるための第２ロック部材取付柱５０３、モータ６を位置決めするように取り付けるための若干のモータ取付位置規制凸起５０４、及び回転速度センサーを取り付けるためのセンサー取付柱５０５が分布される。

装着スタンド５にはさらに制御ワイヤ位置規制柱５０６が設けられ、制御ワイヤ６２は制御ワイヤ位置規制柱５０６の上方に運動し、制御ワイヤ６２はその制御スイッチ部材４が二つの限界位置に達した際に、いずれも制御ワイヤ位置規制柱５０６に当接され、スイッチ部材４の、二つの限界位置における精確な位置決めを実現する。

図１と図４を結合し、第１ロック部材２には第１ロック部材ヒンジ孔２０６が設けられ、第１スリーブ２２により、回転するように第１ロック部材取付柱５０２に組立てられ、第１ロック部材２と第１スリーブ２２との間には、第１ロック部材２の弾性ヒンジ連結を実現するための第１ねじりバネ２１が取り付けられ、第１ねじりバネ２１の復帰方向が、第１ロック部材のロックブロックがロック溝に埋め込まれる方向である。

図１と図５を結合し、第２ロック部材３には第２ロック部材ヒンジ孔３０５が設けられ、第２スリーブ３２により、回転するように第２ロック部材取付柱５０３に組立てられ、第２ロック部材３と第２スリーブ３２との間には、第２ロック部材３の弾性ヒンジ連結を実現するための第２ねじりバネ３１が取り付けられ、第２ねじりバネ３１の復帰方向が第１ねじりバネの方向に一致し、ロッキング状態において、第２ロック部材３は第２ねじりバネ３１の復帰力により、第１ロック部材に確実的に当接されることができる。

図１と図６を結合し、スイッチ部材４にはスイッチ部材ヒンジ孔４０４が設けられ、スイッチ部材４は第１ロック部材２に、同軸にヒンジ連結され、第１スリーブ２１により、回転するように第１ロック部材取付柱５０２に組立てられ、その同時に、スイッチ部材４の下方には、制御ワイヤに固定され、フック接続される第１制御ワイヤ接続孔４０５が設けられる。

図１に示すように、回転速度センサーとしてのホールセンサー７１はセンサー装着スタンド７３により、センサー取付柱５０５に固定され、ホールセンサー７１に対応する磁性鋼７２が回転出力部材の回転円周に固定され、嵌め込まれ、ホールセンサーの受信面に位置合せる。

以下、図１、図９〜１４を結合し、詳しく本実施例のロックの動作過程を説明する。

図１と図９に示すように、ロックのロッキング状態において、この際に、自転車は停止し、車輪の回転速度はゼロであり、回転出力部材１は正逆両方向に、いずれも回動しなく、第１ロック部材２は第１ねじりバネ２１の復帰力の作用により、ロックブロック２０１を回転出力部材１のロック溝１０１内に埋め込み、その同時に、第２ロック部材３は第２ねじりバネ３１の復帰力の作用により、第１ロック部材２に当接され、互いに当接される箇所にあるロッキング角２０２はロッキングバヨネット３０１に固定され、嵌合されることで、第１ロック部材２と第２ロック部材３との間に、安定な三角支持構成を形成させ、回転出力部材１及び接続される車輪ハブに対してロッキングを形成し、第２ロック部材３は第１ロック部材２に対して規制を形成し、第１ロック部材２のロックブロック２０１がロック溝１０１から脱出することを防止する。

図１０と図１１に示すように、アンロックする際に、スイッチ部材４はロッキング制御システム（本実施例のモータと制御ワイヤ）の駆動により、反時計回りに揺動し、スイッチ部材４における第１アンロック辺４０１はまず第２ロック部材３における第１アンロックブロック３０２に接触し、そして、スイッチ部材４が続いて揺動することに連れて、第２ロック部材３が自体の復帰力を克服し、反時計回りに揺動するように、第１アンロック辺４０１は第１アンロックブロック３０２を押し、揺動が一定の角度に達した後に、第２ロック部材３と第１ロック部材２との間に当接され嵌合されるロッキングバヨネット３０１とロッキング角２０２とが分離し、この際に、スイッチ部材４の上方に設けられる第２アンロックブロック４０２が第１ロック部材２の上方における第２アンロック辺２０３に接触し、スイッチ部材が続いて揺動することに連れて、第１ロック部材２の自体の復帰力を克服し、反時計回りに揺動するように、第２アンロックブロック４０２は第２アンロック辺２０３を押すことで、第１ロック部材２のロックブロック２０１をロック溝１０１から脱出させ、アンロックを実現する。

図１２に示すように、第１ロック部材２のロックブロック２０１は完全にロック溝１０１から脱出した後に、第２ロック部材３の第１アンロックブロック３０２はスイッチ部材４による規制を失って復帰し、設けられる第２アンロック保持フック３０３は第１ロック部材２における第１アンロック保持フック２０４にフック接続され、この際に、第１ロック部材２が自体の復帰力の作用により、ロックブロックを間違ってロック溝内に埋め込むことを防止するように、第２ロック部材３は再び第１ロック部材２に対して一つの規制を確立する。その同時に、スイッチ部材はロッキング制御システムの作用により位置を保持することができる。

図１３に示すように、アンロック状態を解除し、ロッキング機構を再びロッキングする際に、スイッチ部材４はロッキング制御システムの駆動により、時計回りにバックスイングし、この際に、スイッチ部材４の上方に設けられるフック解除辺４０３は第２ロック部材３の第１アンロックブロック３０２の他方の方向に接触し、スイッチ部材４が続いてバックスイングすることに連れて、フック解除辺４０３は第１アンロックブロック３０２を押し、第２ロック部材３の自体の復帰力を克服し、反時計回りに揺動し、第２ロック部材３と第１ロック部材２との間に掛け止められる第２アンロック保持フックと第１アンロック保持フックとを分離し、分離された後に、第２ロック部材３は第１ロック部材２に対する規制をなくして、第１ロック部材２は自体の復帰力及びスイッチ部材４における第２アンロックブロック４０２のリターン作用により、再び回転出力部材１におけるロック溝１０１に埋め込まれる。

図１４に示すように、例えばロッキング過程において、自転車の車輪は高速に回動する状態（走行過程において、誤操作ロッキング）にあり、第１ロック部材２のロックブロック２０１が回転出力部材１のロック溝１０１に入るばかりの際に、ロック溝１０１の両側のロック溝の接触面と、ロックブロック２０１のロックブロック接触辺２０５とはくさび面係合し、その同時に、第１ロック部材２のロッキング角２０２は第２ロック部材３の保持辺３０４に接触し、この際に、回転出力部材が高速に回動する過程において、第２ロック部材３は第１ロック部材２に対して有効な規制を確立することに間に合わなくて、ロック溝１０１とロックブロック２０１との間のくさび面係合は、ロックブロック２０１を、第１ロック部材２とともにロックブロックが入ったロック溝から往復に押出し、その同時に、第１ロック部材２のロッキング角２０２と第２ロック部材３の保持辺３０４とは往復にスライドし、自転車が走行する過程において、確実にロッキングしないことを保証する。車輪が回動を停止した後に、回転出力部材１が回動を停止し、この際に、第１ロック部材２におけるロックブロック２０１は完全に一つのロック溝１０１に埋め込まれ、この際に、第２ロック部材３におけるロッキングバヨネット３０１は第１ロック部材２におけるロッキング角２０２に嵌合され、図９に示すように、確実なロッキングを完成する。

本実施例はモータにより、ロッキング機構を自動制御することで、ロッキングとアンロック操作を実現する場合に、以下の制御方法を採用してもよく、即ち、
ロッキング状態において、第１ロック部材のロックブロックは完全に回転出力部材のロック溝内に埋め込みまれ、その同時に、第２ロック部材は第１ロック部材に当接されることで、車輪に対する確実なロッキングを実現し、
アンロックする場合に、モータが回動することで、スイッチ部材を揺動させるように制御し、前記スイッチ部材における第１アンロック構成は、まず第２ロック部材による第１ロック部材のロッキング規制を解除するように、第２ロック部材を押し、そして、スイッチ部材における第２アンロック構成は再び第１ロック部材を押すことで、第１ロック部材のロックブロックをロック溝から押出し、アンロックを完成し、
アンロック過程において、前記スイッチ部材により第２ロック部材を押すことから、第１ロック部材を押すことまでの間には、一つの遅延が設けられる必要が有り、つまり、図１０と図１１における第１アンロック辺４０１により第１アンロックブロック３０２を押すことから、第２アンロックブロック４０２により第２アンロック辺２０３を押すことまでは、同時に動作しなくて、第１アンロック辺４０１により、第１アンロックブロック３０２を押すことで、第１ロック部材と第２ロック部材との間のロッキング角とロッキングバヨネットとが完全に分離された後に、第２アンロックブロック４０２により第２アンロック辺２０３を押すように配置され、アンロック過程において、第１ロック部材と第２ロック部材との間は干渉し、固着することを避ける。

アンロック状態において、第１ロック部材のロックブロックは完全に回転出力部材のロック溝から離脱し、その同時に、第２ロック部材と第１ロック部材はアンロック保持機構により、第１ロック部材を規制して固定し、
ロッキングする場合に、モータは反転し、スイッチ部材をバックスイングさせるように制御し、スイッチ部材は第１ロック部材に対する規制を解除すると同時に、フック解除構成により第２ロック部材を押し、その同時に、第２ロック部材が第１ロック部材に対するアンロック規制を解除し、この際に、第１ロック部材が自体のねじりバネの作用により、バックスイングし、ロックブロックが回転出力部材のロック溝に埋め込まれ、最後、第２ロック部材が再び第１ロック部材に当接され、ロッキングを完成する。

前記制御フローには、保護回転速度が設定され、自転車は該保護回転速度より低い場合に、モータは、ロッキング機構がアンロックまたはロッキングを行うように制御し、自転車が該保護回転速度より高い場合に、モータが制御信号に対する受信を切断し、ロッキング機構は失効状態にある。機械機構と自制御という二つの面から、間違ったロッキング操作に対する保護を実現する。

＜実施例２＞
図１５と図１６を結合し参照し、本実施例と実施例１との相違点は、本実施例における第１ロック部材２に設けられるのはロッキングバヨネットであり、第２ロック部材３に設けられるのはロッキング角であり、その同時に、第２ロック部材３のねじりバネの復帰方向は実施例１と反対して、スイッチ部材４はアンロック過程において、時計回りの揺動を続いて行うように、第２ロック部材３を押すことにあり、このような方案は同様に本発明の請求項の保護範囲内にある。

＜実施例３＞
図１７と図１８を結合し参照し、本実施例と実施例１及び実施例２との相違点は、本実施例における回転出力部材１は同じように、ハブに同軸に固定接続され、そのロック溝１０１が自転車の軸の周りに、ハブのハウジングの中心に設けられ、第１ロック部材２、第２ロック部材３及びスイッチ部材４はいずれもロック溝１０１の円周の外側に配置されることにあり、このような方案は同様に本発明の請求項の保護範囲内にある。

以上三の実施例におけるハブは、内部変速機を採用する自転車のハブであってもよく、単一の自転車のハブであってもよく、発電装置が組み合わされた自転車のハブであってもよく、ＧＰＳまたはブルートゥースなどの機能モジュールが組み合わされてもよい。

本発明に適用される回転式ロッキング機構は、さらに、電気自動車、オートバイまたは自動車などの回転運動伝送部材が含まれる他の車両の回転運動部材に適用されてもよく、当業者は異なる回転運動伝送部材の相違点に応じて、以上の実施例の、本請求項の範囲内の各種の類似する実施形態を採用してもよく、本実施例はここで、一々列挙しない。

１ 回転出力部材
１０１ ロック溝
１０２ ロック溝接触面
２ 第１ロック部材
２０１ ロックブロック
２０２ ロッキング角
２０３ 第２アンロック辺
２０４ 第１アンロック保持フック
２０５ ロックブロック接触辺
２０６ 第１ロック部材ヒンジ孔
２１ 第１ねじりバネ
２２ 第１スリーブ
３ 第２ロック部材
３０１ ロッキングバヨネット
３０２ 第１アンロックブロック
３０３ 第２アンロック保持フック
３０４ 保持辺
３０５ 第２ロック部材ヒンジ孔
３１ 第２ねじりバネ
３２ 第２スリーブ
４ スイッチ部材
４０１ 第１アンロック辺
４０２ 第２アンロックブロック
４０３ フック解除辺
４０４ スイッチ部材ヒンジ孔
４０５ 第１制御ワイヤ接続孔
５ 装着スタンド
５０１ 車軸装着孔
５０２ 第１ロック部材取付柱
５０３ 第２ロック部材取付柱
５０４ モータ取付位置規制凸起
５０５ センサー取付柱
５０６ ワイヤ位置規制柱
６ モータ
６１ 制御ブロック
６１１ モータ軸装着孔
６１２ 第２制御ワイヤ接続孔
６２ 制御ワイヤ
７１ ホールセンサー
７２ 磁性鋼
７３ センサー装着スタンド
８ 自転車軸；
９ ハブ

Claims (19)

1. 回転式ロッキング機構であって、
   回転出力部材、第１ロック部材、第２ロック部材とスイッチ部材を含む回転式ロッキング機構において、
   回転動力の伝達を実現するように、前記回転出力部材は回転部材に接続され、前記回転出力部材の回転円周には若干のロック溝が設けられ、
   前記第１ロック部材と第２ロック部材とはそれぞれ二つのヒンジ点にヒンジ連結され、前記第１ロック部材にはロック溝に埋め込まれるロックブロックが設けられ、前記第２ロック部材と第１ロック部材とは、両ヒンジ点がある直線以外の他方の点の位置に、互いに当接され、第１ロック部材におけるロックブロックをロック溝に埋め込み、
   前記スイッチ部材はロッキング制御システムに接続され、前記スイッチ部材には、順に第２ロック部材と第１ロック部材を引くための第１アンロック構成と第２アンロック構成があることを特徴とする回転式ロッキング機構。
2. 前記第１アンロック構成と第２アンロック構成は、第１ロック部材、第２ロック部材及びスイッチ部材にそれぞれ設けられるアンロックブロックまたはアンロック辺を含み、前記アンロックブロックが突出するように設けられ、前記アンロック辺がアンロックブロックに接触する請求項１に記載の回転式ロッキング機構。
3. 前記第１ロック部材と第２ロック部材との間は、互いに嵌合されるロッキング角とロッキングバヨネットにより当接される請求項１に記載の回転式ロッキング機構。
4. 前記第１ロック部材と第２ロック部材との間にはアンロック保持構成がさらに設けられる請求項１または請求項２または請求項３に記載の回転式ロッキング機構。
5. 前記アンロック保持構成は、第１ロック部材と第２ロック部材にそれぞれ設けられるとともに、互いに引っ掛かるフック構成を含み、前記スイッチ部材には、第２ロック部材を押すフック解除構成がさらに設けられる請求項４に記載の回転式ロッキング機構。
6. 前記フック解除構成はスイッチ部材に設けられるボスまたは側辺であり、前記ボスまたは側辺が第２ロック部材における側辺またはボスに接触する請求項５に記載の回転式ロッキング機構。
7. 前記ロックブロックの両側の接触辺とロック溝の両側の接触面との間は、くさび面接触に呈し、第２ロック部材の当接位置側には、第１ロック部材に摺動接触する連続保持辺が設けられる請求項１に記載の回転式ロッキング機構。
8. 前記ロッキング制御システムは、スイッチ部材を揺動させるように制御するモータを含む請求項１に記載の回転式ロッキング機構。
9. 前記モータとスイッチ部材とは隔離されるように設けられ、前記モータの出力端が旋回運動する制御ブロックに接続され、前記制御ブロックの旋回円周における１点が制御ワイヤにより、スイッチ部材の非ヒンジ点位置に接続される請求項８に記載の回転式ロッキング機構。
10. 前記ロッキング制御システムは回転出力部材を監視するための回転速度センサーをさらに含み、前記回転速度センサーがモータに信号を送信できるように接続される請求項９に記載の回転式ロッキング機構。
11. 前記第１ロック材と第２ロック材はそれぞれ二つのヒンジ点に弾性にヒンジ連結され、
    前記弾性にヒンジ連結されることは、前記第１ロック材または前記第２ロック材のヒンジ点にねじりバネまたは引張りばねが配置され、ばねの弾力により、前記第１ロック材と第２ロック材がそれぞれヒンジ点の周りに弾性復帰力を有することである請求項１に記載の回転式ロッキング機構。
12. 請求項１〜１１に記載の回転式ロッキング機構が適用されたロックであって、前記回転出力部材は車輪に接続される回転伝動部材と同軸に固定接続され、前記第１ロック部材、第２ロック部材及びスイッチ部材は同一の装着スタンドに取り付けられることを特徴とするロック。
13. 前記ロックは自転車、電気自動車またはオートバイの車輪のハブ内に設けられる請求項１２に記載のロック。
14. 前記回転式ロッキング機構はハブハウジング内に封入され、前記回転出力部材は環状部材であり、嵌合によってハブの内壁または内端面に固定され、前記ロック溝は回転出力部材の内壁または外周面に配置され、
    前記装着スタンドは車軸にロック固定され、前記装着スタンドには、それぞれ第１ロック部材、第２ロック部材及びスイッチ部材をヒンジ連結するための回転スリーブ、モータを取り付けるための位置決め構成、及び制御ワイヤを制限するための位置規制構成が設けられる請求項１３に記載のロック。
15. 前記回転速度センサーとして、装着スタンドに固定されるホールセンサーを採用し、回転出力部材に、ホールセンサーの位置に合わせて磁性鋼を配置する請求項１４に記載のロック。
16. 前記モータは信号受信モジュールに接続され、有線信号伝送または無線信号伝送により、モータに対する自動制御を実現する請求項１５に記載のロック。
17. 請求項１２〜１６に記載のロックのロッキング制御方法であって、
    ロッキング状態において、第１ロック部材のロックブロックは完全に回転出力部材のロック溝内に埋め込まれ、その同時に、第２ロック部材は第１ロック部材に当接されることで、車輪に対する確実なロッキングを実現し、
    アンロックする際に、モータが回動することで、スイッチ部材を揺動させるように制御し、前記スイッチ部材における第１アンロック構成はまず第２ロック部材を押し、第２ロック部材による第１ロック部材のロッキング規制を解除し、そして、スイッチ部材における第２アンロック構成は第１ロック部材を押すことで、第１ロック部材のロックブロックをロック溝から押出し、アンロックを完成し、
    アンロック状態において、第１ロック部材のロックブロックは完全に回転出力部材のロック溝から離脱し、その同時に、第２ロック部材と第１ロック部材はアンロック保持機構により、第１ロック部材を規制して固定し、
    ロッキングする際に、モータは反転し、スイッチ部材をバックスイングさせるように制御し、スイッチ部材は第１ロック部材に対する規制を解除すると同時に、フック解除構成により、第２ロック部材を押し、その同時に、第２ロック部材による第１ロック部材のアンロック規制を解除し、この際に、第１ロック部材は自体のねじりバネ作用によりバックスイングして、ロックブロックは回転出力部材のロック溝に埋め込まれ、最後、第２ロック部材は再び第１ロック部材に当接され、ロッキングを完成することを特徴とするロックのロッキング制御方法。
18. アンロックする際に、前記スイッチ部材については、第１ロック部材を押すことから、第２ロック部材を押すことまでの間に遅延を設定し、該遅延の期間は第１ロック部材と第２ロック部材との間のロッキング角とロッキングバヨネットとが完全に分離する時間を超える請求項１７に記載のロックのロッキング制御方法。
19. 保護回転速度を設定し、車輪の回転速度が該保護回転速度より低くなる場合に、モータはロッキング機構をアンロックまたはロッキングさせるように制御し、車輪の回転速度が該保護回転速度より高くなる場合に、モータの制御信号に対する受信を切断し、ロッキング機構が失効状態にあり、または制御信号を保持し、車速が保護回転速度より低くなる場合に、制御信号は再びモータを制御する請求項１８に記載のロックのロッキング制御方法。

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