JP7235327B2 - ヒンジ用芯材および盗難防止具、並びに盗難防止具の製造方法 - Google Patents

Description

特許法第３０条第２項適用 令和元年９月２５日に販売

本発明は、ヒンジを構成する芯材および当該芯材を用いた盗難防止具およびその製造方法に関する。

一組の部材間を回動可能に連結する機構としてヒンジ機構がある。
ヒンジ機構は、主に、連結しあう部材にそれぞれ設けた貫通孔と、前記貫通孔に挿通する芯材とを有して構成する。
この芯材の一端または両端には、貫通孔に挿通できない大きさを呈する部位（以後「干渉部」ともいう。）を設けておくことで、貫通孔から芯材が抜け出ることを防止している。
この干渉部は、芯材を挿抜自在に構成する場合には芯材の一端側にのみ設け、芯材を挿抜不能に構成する場合には、芯材の一端側は事前形成しつつ、他端側は貫通孔への挿入後に事後形成する場合がある。

この干渉部を設ける方法として、スピニングカシメ工法（非特許文献１）や、ネジ締付け工法などが知られている。
スピニングカシメ工法は、貫通孔に挿通した後の芯材の先端を、スピンリベッターで回転・加圧を繰り返すことにより貫通孔よりも大径のリベットを形成する工法である。
ネジ締付工法は、芯材を、連結対象の部材の一方から挿入する雌ネジ部と、連結対象の部材の他方から挿入する雄ネジ部とで構成し、両者を螺合することで、芯材を貫通孔内で回動可能とする工法である。

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前記した従来の方法では、以下に記載する課題のうち、少なくとも何れか１つの課題有する。
（１）スピニングカシメ工法を採用する場合は、芯材に対し高負荷での塑性加工によってリベットを形成するため、高強度な材料を用いた芯材での適用が困難であった。
（２）ネジ締付工法の場合に、各部材に雄ネジと雌ネジを形成する必要があるため、ヒンジのサイズダウンに限界があった。また、螺合動作を行うためには、各部材の端部形状に制約があり、デザインの自由度が低い。

よって、本発明は、より高強度で、かつネジ溝の形成を要しない態様でのヒンジ用芯材の提供を目的の一つとするものである。

上記課題を解決すべくなされた本願の第１発明は、施錠によってループ状態を構成可能な盗難防止具であって、複数のロッドを、ヒンジ用芯材を介して回動自在に連結してあり、前記ロッドの端部には、貫通孔と、前記貫通孔の前記ロッドの外表面側に設け、前記貫通孔よりも大径の収容孔が形成されており、前記ヒンジ用芯材は、雌部と、前記雌部に圧入する雄部と、を有し、前記雄部は、一端側に雄側干渉部、他端側に差込部を設けており、前記雌部は、一端側に雌側干渉部、他端側に前記差込部を差し込んで結合可能な挿入孔を設けており、前記差込部に、前記挿入孔に圧入可能なセレーション部を設けており、一方のロッドの前記収容孔に、前記雄側干渉部の全てが収容され、他方のロッドの前記収容孔に、前記雄側干渉部の全てが収容されていることを特徴とする。
また、本願の第２発明は、前記第１発明において、前記収容孔の径と、前記雄側干渉部および前記雄側干渉部の径をほぼ同径としてあることを特徴とする。
また、本願の第３発明は、前記第１発明または第２発明において、前記雄部の硬度が、前記雌部の硬度よりも高いことを特徴とする。
また、本願の第４発明は、前記第１発明乃至第３発明のうち何れか１つの発明において、前記挿入孔が、前記雌部の他端側から一端側に向けて、前記セレーション部の径と略同径を呈する、第１の孔と、前記セレーション部の径よりも小さな径を呈する、第２の孔と、を少なくとも具備し、前記第１の孔と前記第２の孔との境界に段差部が形成されており、前記セレーション部を、前記差込部の他端側先端から離隔した位置に設けてあることを特徴とする。
また、本願の第５発明は、前記第４発明に記載の盗難防止具の製造方法であって、前記雌部に前記雄部を差し込む際に、前記段差部に前記セレーション部の先端を接触させ、かつ前記差込部の他端側先端を前記第２の孔内に位置させて、前記雄部の直立状態を維持してから、前記雌部に、前記雄部を圧入してあることを特徴とする。

本発明によれば、以下に記載する効果のうち、少なくとも何れか１つの効果を奏する。
（１）セレーション圧入によって雄部と雌部を一体化するため、従来のスピニングカシメ工法のように、使用する部材の強度に制約が無く、より高強度なヒンジ構造を提供することができる。
（２）セレーション圧入によって雄部と雌部を一体化するため、従来のネジ締付工法のように、各部材にネジ加工を施す必要が無く、芯材のサイズダウンに寄与する。
（３）従来のネジ締付工法のように、各部材を螺合動作が可能な形状にする必要が無いため、デザインの自由度が高い。
（４）挿入孔を構成する第１の孔と第２の孔との境界に形成される段差に雄部側に設けたセレーション部の先端と接触するため、セレーション圧入の前に、雌部に差し込んだ雄部の姿勢を直立姿勢に保持することができる。
（５）セレーション部を、前記差込部の他端側先端から離隔した位置に設けることで、セレーション圧入の前に、雌部に雄部を差し込んで姿勢保持した状態において、差込部の他端側先端が第２の孔内に位置し、かつセレーション部の一部が第１の孔内に位置するため、より雄部の直立姿勢をより安定した状態で保持することができる。

本発明に係るヒンジ用芯材の全体構成の概略図。 雄部の平面図および底面図。 圧入前の姿勢保持状態を示す概略図。 圧入後の結合状態を示す概略図。 噛み合い長による、抜け力の遷移を示すグラフ。 セレーション部の長さによる抜け力の遷移を示すグラフ。 硬度差による抜け力の遷移を示すグラフ。 本発明に係る盗難防止具の概略図。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施例について説明する。

＜１＞全体構成（図１）
図１に、本発明に係るヒンジ用芯材Ａの全体構成の概略図を示す。
本発明に係るヒンジ用芯材（以下、単に「芯材Ａ」という。）は、連結対象である一組の部材にそれぞれ設けて連通させた貫通孔５０に挿入することで、芯材Ａの長手方向を回転軸として、一組の部材を回動自在に連結するために用いる部材である。
図１に示すように、本発明に係る芯材Ａは、雌雄結合する雄部Ａ１と雌部Ａ２とを少なくとも有して構成する。
雄部Ａ１は、略棒状の部材であり、当該部材の一端側には雄側干渉部１０を設け、他端側に差込部２０を設けている。雄部Ａ１はピン部とも呼ばれる。
雌部Ａ２も、雄部Ａ１と同様、略棒状の部材で構成し、当該部材の一端側に雌側干渉部３０を設け、他端側に挿入孔４０を設けている。雌部Ａ２は軸部とも呼ばれる。
以下、各構成要素の詳細について説明する。

＜２＞雄側干渉部、雌側干渉部（図１，図２（ａ））
雄側干渉部１０および雌側干渉部３０は、連結対象となる一組の部材から芯材Ａが抜け出ることを防止するための部位である。
雄側干渉部１０および雌側干渉部３０は、連結対象となる各部材に設けた貫通孔５０への挿通ができない形状又は大きさを呈すれば良い。
本実施例では、雄側干渉部１０および雌側干渉部３０を、貫通孔５０の径よりも大径とした、いわゆるトラスネジの頭部形状に類似した形状で構成ししている。
雄部Ａ１および雌部Ａ２の結合後には、各干渉部が、芯材Ａの両端に位置することで、各連結対象からの芯材Ａの抜け出しを防止する。
また、本実施例では、図２（ｂ）に示すように、少なくとも雄側干渉部１０の頂面を平面上に均して、セレーション圧入を行う際の押圧面１１としている。

＜３＞差込部（図１，図２（ｂ））
差込部２０は、雌部Ａ２の挿入孔４０に差し込んで雌雄結合するための部位である。
差込部２０の一部または全部には、挿入孔４０に対し圧入可能な大きさを有するセレーション部２２を設けている。
本発明において、セレーション部２２の形状、構造等は特段限定しない。
図２（ｂ）に示す本実施例では、差込部２０の多端側先端２１から所定長さ離隔した位置において、差込部２０を構成する円柱形状の基部の周面に対し、断面山型形状の縦歯２２１を、間隔を設けて複数配置することによって、セレーション部２２を形成している。

＜４＞挿入孔（図１）
挿入孔４０は、雄部Ａ１に設けた差込部２０を収容して固定するための部位である。
挿入孔４０は、前記したセレーション部２２を有する差込部２０を圧入することが可能な程度の空間でもって形成する。
本実施例では、挿入孔４０を、前記雌部Ａ２の他端側から一端側に向けて、順に第１の孔４１と第２の孔４２とを少なくとも設けるように形成している。

＜４．１＞第１の孔（図１）
第１の孔４１は、雄部Ａ１と雌部Ａ２とを圧入結合する際に、雌部Ａ２に対する雄部Ａ１の直立姿勢を保持するための部位である。
第１の孔４１の径（Ｄ２１）は、前記セレーション部２２の径（Ｄ１１）と略同径を呈することで、圧入されることなく、セレーション部２２が孔内に収容されることとなる。

＜４．２＞第２の孔（図１）
第２の孔４２は、雄部Ａ１と雌部Ａ２とを連結する際に、セレーション部２２の圧入を受けて雌部Ａ２に雄部Ａ１を強固に固定するための部位である。
第２の孔４２の径（Ｄ２２）は、前記セレーション部２２の径（Ｄ１１）よりも小さな径を呈しておくことで、差込部２０を挿入孔４０内に差し込んでいく途上で、セレーション部２２による圧入を受けて潰れ変形するよう構成する。

＜４．３＞段差部（図１、図３）
第１の孔４１と第２の孔４２による径の相違によって、両者の境界位置には段差部４３が形成される。
図３に、雌部Ａ２に雄部Ａ１を差し込んだ状態の概略断面図を示す。
雄部Ａ１の圧入作業の開始前に、セレーション部２２の先端がこの段差部４３に接触して載った状態とし、かつ差込部２０の他端側先端（先端２１）を第２の孔内４２内に位置させることにより、雄部Ａ１が雌部Ａ２に対し直立した状態を保持しやすくなる。
その結果、雄部Ａ１の圧入作業を精度良く行うことができる。

＜５＞結合状態（図４）
図４に、雄部Ａ１と雌部Ａ２とが結合した状態の概略断面図を示す。
セレーション部２２の圧入によって、第２の孔４２の内壁は、縦歯２２１の形状に沿って面接触するように押しつぶされて、つぶれ面４２１を形成している。
この圧入作業によって、雌部Ａ２に対し雄部Ａ１が強固に結合した状態となる。

＜６＞実験例１（図５）［噛み合い代による抜け力の遷移］
図５に、セレーション部２２の径との第２の孔４２部との直径の差（噛み合い代）による、抜け力の遷移グラフを示す。
噛み合い長を徐々に大きくしていくにつれ、抜け力は増加していくものの、その抜け力の増加勾配は徐々に小さくなり、やがて抜け力が現象していく現象が確認できた。
したがって、抜け力が最大となった点を基準として前後をセレーション部２２の噛み合い長の管理幅としておくことで、所定以上の抜け力を確保したヒンジ構造を提供することができる。

＜７＞実験例２（図６）［セレーション部の長さによる抜け力の遷移］
図６に、セレーション部２２の長さによる、抜け力の遷移グラフを示す。
本実験では、実験例１で示した噛み合い代を０．１ｍｍに固定している。
セレーション部２２の長さを徐々に長くしていくにつれ、抜け力は増加していくものの、その抜け力の増加勾配は徐々に小さくなっていくことが確認できた。
したがって、抜け力が最大となった点を基準として前後数ｍｍをセレーション部２２の長さの管理幅としておくことで、所定以上の抜け力を確保したヒンジ構造を提供することができる。

＜８＞試験例３（図７）［硬度差による抜け力の遷移］
図７に、雄部Ａ１と雌部Ａ２の硬度差による、抜け力の遷移グラフを示す。
セレーション部２２を有する雄部Ａ１の硬度を、挿入孔４０を有する雌部Ａ２の硬度よりも高くした場合と、低くした場合とで、抜け力の値に顕著な差が現れる結果となった。
したがって、雄部Ａ１の硬度を、雌部Ａ２の硬度よりも同等以上に設定することで、所定以上の抜け力を確保したヒンジ構造を提供することができる。

［盗難防止具への適用例（図８）］
図８に、本発明に係る芯材を、自転車やバイクなどの盗難防止具に適用した場合の概略図を示す。
図８は、複数のロッドＢの端部をヒンジ機構で回動自在に連結してなる多関節部材と、多関節部材の両端を差し込んで施解錠可能なキーシリンダでもって、自転車やバイクなどの車輪等に係留可能なループを構成可能な盗難防止具Ｃにおいて、ヒンジ機構周辺の断面を示している。

各ロッドＢの両端には貫通孔５０が形成されており、ロッドＢの外表面側には、前記貫通孔５０よりも大径で、雄側干渉部１０および雌側干渉部３０と略同径の収容孔６０を設けてある。そして、本発明に係る芯材Ａは、連通させた二つのロッドＢにおいて、互いに連通させた貫通孔５０の一方から雌部Ａ２を差し入れ、かつ貫通孔５０の他方から雄部Ａ１を差し込んでセレーション圧入を行うことで、雄部Ａ１および雌部Ａ２を結合してロッドＢ同士を回動可能に連結したヒンジ機構を構築している。
本発明に係る芯材Ａは、雌部Ａ２に対し雄部Ａ１を圧入する動作で完成することができるため、雄部Ａ１を螺合するための把持具と接触するための部位の形成や、螺合の進展に伴い、把持具の侵入を確保するスペースをロッドＢに設ける必要が無い。

また、図８に示す盗難防止具Ｃにおいて、雄側干渉部１０および雌側干渉部３０は、ロッドＢに設けた収容孔６０の中に位置しており、ロッドＢの外表面から露出しない構造を呈している。
よって、本発明に係る盗難防止具によれば、セレーション圧入によって雌部Ａ２と雄部Ａ１とが強固に結合されているだけでなく、ヒンジの構築後には犯罪者がそもそも芯材Ａに簡単に触れることができない状態とすることで、盗難防止効果を確実に発揮することができる。

また、収容孔６０の径と、雄側干渉部１０および雌側干渉部３０の径をほぼ同径としておくと、ヒンジ機構の構築後には、何人も指先や治具などを介して芯材Ａに容易にアクセスできない構造とすることができ、前記した盗難防止効果をより確実に発揮することができる。

Ａ 芯材
Ａ１ 雄部
Ａ２ 雌部
１０ 雄側干渉部
１１ 押圧面
２０ 差込部
２１ 先端
２２ セレーション部
３０ 雌側干渉部
４０ 挿入孔
４１ 第１の孔
４２ 第２の孔
４３ 段差部
Ｂ ロッド
５０ 貫通孔
６０ 収容孔
Ｃ 盗難防止具

Claims (5)

1. 施錠によってループ状態を構成可能な盗難防止具であって、
   複数のロッドを、ヒンジ用芯材を介して回動自在に連結してあり、
   前記ロッドの端部には、
   貫通孔と、
   前記貫通孔の前記ロッドの外表面側に設け、前記貫通孔よりも大径の収容孔が形成されており、
   前記ヒンジ用芯材は、
   雌部と、前記雌部に圧入する雄部と、を有し、
   前記雄部は、一端側に雄側干渉部、他端側に差込部を設けており、
   前記雌部は、一端側に雌側干渉部、他端側に前記差込部を差し込んで結合可能な挿入孔を設けており、
   前記差込部に、前記挿入孔に圧入可能なセレーション部を設けており、
   一方のロッドの前記収容孔に、前記雄側干渉部の全てが収容され、
   他方のロッドの前記収容孔に、前記雄側干渉部の全てが収容されていることを特徴とする、
   盗難防止具。
2. 前記収容孔の径と、前記雄側干渉部および前記雄側干渉部の径をほぼ同径としてあることを特徴とする、
   請求項１に記載の盗難防止具。
3. 前記雄部の硬度が、前記雌部の硬度よりも高いことを特徴とする、
   請求項１または２に記載の盗難防止具。
4. 前記挿入孔が、
   前記雌部の他端側から一端側に向けて、
   前記セレーション部の径と略同径を呈する、第１の孔と、
   前記セレーション部の径よりも小さな径を呈する、第２の孔と、を少なくとも具備し、
   前記第１の孔と前記第２の孔との境界に段差部が形成されており、
   前記セレーション部を、前記差込部の他端側先端から離隔した位置に設けてあることを特徴とする、
   請求項１乃至３のうち何れか１項に記載の盗難防止具。
5. 請求項４に記載の盗難防止具の製造方法であって、
   前記雌部に前記雄部を差し込む際に、
   前記段差部に前記セレーション部の先端を接触させ、かつ前記差込部の他端側先端を前記第２の孔内に位置させて、前記雄部の直立状態を維持してから、前記雌部に、前記雄部を圧入してあることを特徴とする、
   盗難防止具の製造方法。

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