可拆装式电池盒的锁定机构

本发明涉及一种内藏电池的可拆装式电池盒的锁定机构。

自电动自行车方案的提出到开始应用也只是近几年的事，这种电动 自行车是利用由马达产生的补充动力来补充由于人力的驱动力不足的 一种自行车，因而，给自行车配备电池是不可缺少的。

不过，考虑电池进行充电的方便性人们总希望能够生产具有相对车 体便于拆装的产品，另外，还应考虑必须将其配置在不妨碍骑车人乘降 的位置处。

然而，在这种电动自行车中将电池放进电池盒内，并做到将电池盒 可自由拆装地安装在车体上，这一点大概无人不知，不过，在这种电动 自行车中，为了防止电池盒被盗，则放置了将处于安装状态的电池盒锁 住的锁定机构。

不过，在以前的锁定机构中，不仅取下电池和开锁时要用钥匙，在 安装电池盒并上锁时也需要用钥匙进行操作，另外，由于在安装电池盒 或取下电池盒时的至少一个方面是需要由两只手进行操作，故使得该电 池盒的拆装操作(作业)过于麻烦，特别是不能通过一次操作便很容易 地将电池盒装上。

本发明鉴于上述问题，其目的在于提供一种无需进行钥匙操作，且 仅用单手可方便地拆装电池盒的可拆装式电池盒的锁定机构。

为达到上述目的，由权利要求1所述的发明特征在于：在通过对钥 匙的操作便可使圆柱体沿锁体内移动的圆柱体和随着该圆柱体的动作 而出入于前述锁体内的由包含配合在电池盒配合沟内的锁钩所构成的 可拆装式电池盒的锁定机构中，前述锁钩被支撑在锁体内并可相对于前 述圆柱体移动，同时，该锁钩被沿伸出方向施力，由于该锁钩的前端部 加工成斜面，故通过对加锁状态的前述电池盒进行安装的操作便可被暂 时打开，该电池盒的安装一结束便可恢复到加锁状态。

另外，由权利要求2所述的发明特征在于：在权利要求1所述的发 明中，该结构仅在加锁状态下才能将前述钥匙从前述圆柱体内拔出。

由权利要求3所述的发明，其结构特征在于：前述钥匙也通用于设 置在具有电池盒的电动自行车的车锁上，只有当该车锁处于加锁状态 时，才能将钥匙从车锁内的圆柱体中拔出。

因此，根据权利要求1所述的发明，在取下电池盒后若将锁定机构 置于加锁状态，在后来安装电池盒时利用电池盒的安装动作便可使锁定 机构自动打开并装上电池盒，当该电池盒的安装结束时便被锁住，因 此，既不需要麻烦的钥匙操作，也可简单地仅用单只手便可将电池盒装 上。

此外，据权利要求2所述的发明，当为了给电池充电而将电池盒取 下后拔出钥匙时，需要将锁定机构置于加锁装态，与权利要求1所述的 发明相同，在之后安装电池盒时仅用一次操作便可很容易地将其装上， 同时还可确实地防止忘记锁住电池盒。

另一方面，根据权利要求3所述的发明，由于不将车锁锁住便无法 拔出钥匙也不能拆下电池盒，因此，可防止电池充电时电动自行车被盗 事故，又由于不将电池盒的锁定机构锁住便拔钥匙不能将车锁打开，故 可确实地防止忘记将电池盒加锁的现象。

图1表示备有本发明的锁定机构的电动自行车的侧视图。

图2表示沿图1中的A-A剖面线剖开后的放大剖视图。

图3表示安装了电池盒时的电动自行车的主要部分的侧剖视图。

图4表示拆装电池盒时的电动自行车主要部分的侧视图。

图5表示本发明的锁定机构的侧剖视图。

图6是本发明的锁定机构的侧视图。

图7表示拆装电池盒时锁定机构发挥作用的剖视图。

图8表示拆装电池盒时锁定机构发挥作用的剖视图。

图9表示拆装电池盒时锁定机构作用的剖视图。

图10表示拆装电池盒时锁定机构作用的剖视图。

图11表示拆装电池盒时锁定机构作用的剖视图。

下面，参阅所附图纸介绍有关本发明的实施形态，图1表示配有本 发明的锁定机构的电动自行车的侧视图，图2表示沿图1中的A-A 剖面线放大的剖视图，图3表示安装了电池盒时的电动自行车主要部分 的侧剖视图，图4表示电池盒装卸状态时电动自行车主要部分的侧视 图，图5是本发明的锁定机构的侧剖面图，图6表示同一锁定机构的侧 面图，图7乃至图11表示装拆电池盒时的锁定机构作用的剖面图。

首先，参照图1说明电动自行车1的简要结构。

图1中，2是位于车体前叉导管，该前叉导管2内通插着自由转动 的车把杆3。并且，车把杆3的上端连结着车把4，同一车把杆3的下 端连结着前叉5，该前叉5的下端部通过轴被前轮6支撑着，可自由旋 转。此外，前轮6的一部分被前挡泥板7所覆盖着。

另外，下导管8自前叉导管2处向车体后方(图1中的右方)倾斜 向下方延伸。该下导管8的下端略呈水平形状延长至后端部处，在该处 朝向车体后方以斜向上方的方式设置有座管9。并且，座管9内以配合 方式装嵌着可上下自由活动的座柱10(参照图3及图4)，该座柱10 的上端支撑着可转动的车座11。下面，将参照图3及图4说明车座11 的支撑结构。

前述座柱10的上端固结着托架12，该托架12上，通过轴14自由 旋转地支撑着支撑车座11的合页部件13，同时，突出设置着销钉15。 而且，在合页部件13上通过轴17自由旋转地枢支L形杠杆16，该杠 杆16在弹簧18的作用下沿某个方向偏压。

在平时使用车座11的状态时，杠杆16的前端钩部16a与前述销钉 15相配合从而使车座11保持在图3所示的水平状态。

此外，如图1所示，在车体的中心下部位置的下导管8及座管9下 部的由薄板制成的安装托架20上安装(支撑)着动力装置19。该动力 装置19是由利用人力进行驱动的部分和利用电动马达进行驱动的部分 的共同组合体，该动力装置上装着可旋转的曲柄轴21，该曲柄轴21的 左、右侧分别安装着曲柄22，各曲柄22的端部轴支着脚蹬23。另外， 下导管8和座管9的连接部的四周及安装托架20以及动力装置19的一 部分均被由树脂材料制成的盖所覆盖。

此外，自前述安装托架20处朝着车体后方延设着左右一对链条固 定架25，该链条固定架25的后端部与前述车管9的上端部的连接是由 左右一对车座固定架26实现的。并且，在链条固定架25的后端与前述 车座固定架26的连接部处自由旋转地轴支着后轮27，后挡泥板28覆 盖着后轮的一部分。此外，后轮27上安装着车轮的链轮(飞轮)29， 在该飞轮29与设置在前述动力装置19上的传动(主动)链轮(图中未 画出)之间卷绕安装着无端的链条30。另一方面，前述车座固定架26 的中间位置安装可锁住后轮27以防止被偷盗的车锁31。此外，如图2 所示，车锁31上设置有可加锁的锁定机构55，该锁定机构55的圆柱 体56上开有插入将在后面叙述的钥匙48(参照图5及图6)的钥匙沟 56a。

另外，在涉及本实施例的电动自行车1的车座11的下方，所由座 管9和后挡泥板28所围成的空间里安装着可装拆的电池盒32。

下面，将参阅图2～图4，就前述电池盒32的详细装拆结构作一 说明。

如图2所示，电池盒32的形状为矩形盒状，是由2块树脂成型品 通过接合而构成的，其内部收藏有由两个收缩包装的单电池所组成的 Ni-cd(图略)电池。并且，在该电池盒32的上部(参阅图3)设置着 放倒自由的手柄33。另外，如图2所示，在电池盒32的前端面和后端 面上分别沿着上下方向贯通地设置有由左右加强肋32a、32b所构成的 导向沟32c、32d。

另一方面，如图3及图4所示，在朝向由前述安装托架20上方的 座管9和后挡泥板28所包围的空间的位置上，用小螺丝35从内侧安装 着上面呈开口形状的盖状壳体34。该壳体34是由树脂材料整体成型制 成的，如图3所示，该壳体34上安装着电池盒32下部的一部分。

此外，前述壳体34的前面安装锁定机构36，同一壳体34的后端 面上沿车宽(幅)方向的上下方向设置着具有较长矩形剖面的插入孔 34a。并且，在壳体34的插入孔34a中，插有沿车宽方向较宽的由聚丙 烯(PP)等软质材料制成的板状导向部件37的下端部37a，该导向部 件37直立设置在自壳体34的后端部沿后挡泥板28的前面与座管9大 致平行的斜上方。

如图4所示，前述导向部件37沿车宽度方向的中间部位被弯成朝 向车体前方的凸状，其上端部37b被折成面向车体后方的弯曲形状，从 而形成了导向部。并且，该导向部件37的上部通过小螺丝39和螺帽40 被安装在焊接在后挡泥板28上的金属材料制成的托架38上。

如图2、图4所示，在座管9的后方，底部被壳体34所围，前后 被座管9和导向部件37所围，并且，由顶面与左右两侧面构成了开放 式的空间，如图3所示，该空间内收藏着前述的电池盒32，正如前所 述的那样，在收藏着电池盒32的状态时，该电池盒32下部的某部分被 安装在壳体34上。此外，如图4所示，在座管9上部的后侧(面)焊 有金属制的托架41，该托架41嵌入着树脂材料制成的导向部件42。

下面，参照图5及图6介绍一下本发明的前述锁定机构36的详细 结构。

锁定机构具有圆筒状的锁体43，在该锁体43一端的外圆周上所形 成的法兰盘部43a上开有2个螺栓孔44，如图6所示，在同一锁体43 的轴向的中间部开有L形的配合沟45。而且，该锁体43内嵌装着可自 由滑动的圆柱体46，该圆柱体46通过压缩安装在圆柱体46和锁体43 之间的大直径弹簧47向图5的左侧(该圆柱体46自锁体43突出的方 向)施力。此外，该圆柱体46内嵌入着必需插入钥匙48的圆柱状的锁 头部件49，同一圆柱体46的内部由于锁头部件49的分割形成了空间9 (参阅图5)。

而且，在靠近前述锁头部件49的空间端面处设置着随钥匙48的旋 转动作而一起连动、旋转的平板状的接合止动部件50，该接合止动部 件50的限制器部50a(参阅图6)，穿过圆柱体46上所形成的沟46a 并与锁体43的前述配合沟45配合在一起。另外，如图5所示，接合止 动部件50的中心部开有圆孔50b。

另外，在锁体43内，收藏着出入于该锁体43的一端开口部43b内 并自由滑动的中空状的锁钩51，该锁钩51一端的凸缘部51a滑动自如 地嵌合在圆柱体46的内圆周部上，同一锁钩51的另一端尖部滑动自由 地保持与锁体43一端的开口部43b相嵌合，其锁钩的端面形状为斜面 51b。而且，该锁钩在缩装在锁钩53与弹簧座52之间的小直径弹簧53 的作用下向图5的右侧(该锁钩51自锁体43的开口部43b处向外突出 的方向)施压。此外，弹簧座52的端面形状呈半球状，该半球状的端 面与前述的接合止动部件50的圆孔50b部分相接。

如图7所示，将锁体43的凸缘部43a贴紧在前述壳体34的前端面 上，并由内侧插入壳体34内的小螺丝54安装拧紧在锁体43的凸缘部 43a上的前述螺栓孔44内(参阅图5)，这样，则具有如上结构的锁定 机构36便被安装在壳体34的前面，由于该锁钩51在壳体34内出入并 装脱在位于电池盒32前面下部所形成的配合沟32a内，则可将相对于 电池盒32的壳体34的安装状态置于加锁或开锁状态。

可是，如图3所示，在安装着电池盒32的状态时，该电池盒32的 下部由壳体34支撑，与此同时，(参阅图2)前述导向部件42、37 分别被嵌合在各自设置在电池盒32前端面和后端面上的前述导向沟 32a、32d内，并且，(参阅图3及图7)使锁定机构36处于加锁状态， 由于锁钩51被固定在电池盒32的配合沟32a内，则将使相对电池盒32 的壳体34的装配状态保持不变，使得该电池盒32被牢牢地固定住，很 小的摇动也不会发生，从而有效地防止了由于振动而引起电池盒32损 坏。

另外，当锁定机构36处于加锁状态时，圆柱体46被塞进锁体43 内，此时，由于锁钩51是通过弹簧座52和弹簧53传递圆柱体46的挤 压力的，故将与圆柱体一起移动(如图所示)，并从锁体43的开口部 43b伸出，然后进入电池盒32的配合沟32a内，从而使该电池盒32变 为被锁紧的安装状态。并且，在该状态下，图6所示的接合止动部件50 的限制器部50a将与锁体43上所形成的配合沟45的键形部45a配合在 一起。

然而，当为了给电池充电将电池盒32取下时，应首先打开锁定机 构36，解除加锁状态时的电池盒32的装配的状态。即是，按图8所示 的那样，将钥匙48插进锁头部件49内，并将其沿箭头方向转动。由于 钥匙48与前述轮锁31通用，若不将车锁锁住则无法将钥匙从圆柱体56 的钥匙槽56a(参照图2)中拔出。

当沿着图8所示的箭头方向按前述过程转动钥匙48时，接合止动 部件50也将同方向转动，同时，限制器部50a与锁体43的配合沟45 的键形部45a脱开，圆柱体46在弹簧47的作用下将沿图9所示的箭头 方向移动，并自锁体43内伸出。于是，在弹簧53的作用下向图9的右 方作用的锁钩51的一端的凸缘部51a将与圆柱体46相接，并随圆柱体 46一起沿同方向移动，使得与电池盒32的配合沟32a的配合被解除。

当前述锁定机构36被脱开后或按图4所示的那样，将车座11向前 方放倒，使电池盒32的上方被空出来，有关这种操作可按下述过程进 行。

也就是说，在位于图3所示的正常使用状态时的车座11中，克服 弹簧1 8的作用力，将杠杆抬起，并使其以轴17为轴心沿图3中的反时 针方向转动杠杆，则杠杆与该杠杆16前端的钩部16a的销钉之间的配 合被解除，从而既可使合页部件13和支撑在该合页上的车座11以轴14 为中心沿反时针方向被拧紧，也可以将车座11向前方放倒(如图4所 示)，从而将电池盒32的上方空出来。

当按如上所述那样的方法打开锁定机构36，并将车座11向前方放 倒而使电池盒32的上方被空出来，并将设置在电池盒32上部的手柄33 立起来，同时，握住手柄33，并沿导向部件37向上曳拉，电池盒32 便十分容易地被拆下，但是，此时，由于设置在电池盒32前面的导向 沟32c内嵌入着导向部件42，故电池盒32不会发生任何摇动便被顺利 地取出来(向上方提起便被取下)。

然而，在本实施方案中，由于如图9所示的锁定机构36处在开锁 状态下，故无法将钥匙从锁头部件中拔出，因此，用户在取下电池盒32 后，需将插着钥匙48的圆柱体46塞入锁体43后再转动钥匙48将锁定 机构36锁住。这样一来，为能够拔出钥匙，取出电池盒32对电池欲进 行充电时，则需将锁定机构36置于图10所示的加锁状态。并且，在该 加锁状态下，锁钩51可单独克服弹簧53的作用力，并可自由滑动。

其后，电池充电完毕，重新装入电池盒32时，可在图4所示的状 态下使电池盒32沿导向部件37内滑动并将其下部部分地装在壳体34 上。

也就是说，当让电池盒32的后面贴紧导向部件37上端的导向部37b 并沿导向部件37按下电池盒32时，由于设置在电池盒32的前端面和 后端面上的导向沟(槽)32c、32d内分别嵌合着导向部件42、37， 所以，两导向部件在起导向作用的同时，可使电池盒32不晃动地灵活 滑动。

而且，如图11所示，电池盒32的下端部一接触到锁定机构36的 锁钩51前端斜面51b时，由于锁钩51处于一种可以克服弹簧53的作 用而单独、自由滑动的状态，在斜楔的作用下、锁钩51受到来自电池 盒32(图11所示)左方的力的作用沿同方向滑动，并通过电池盒32 的安装动作可使锁定机构36暂时处于开锁状态，并继续保持电池盒32 的安装动作。由于电池盒32的配合沟32a的底面32a-1在通过锁钩 51的底面时刻，作用给锁钩51的力被解除，该锁钩51在弹簧53的作 用下返回到原始位置并按如图所示的情形配合在电池盒32的配合沟 32a内，使得锁定机构36重新进入加锁状态，并将与电池盒32壳体34 的安装状态锁住。

然而，在本实施状态下，因并不需要按图11所示的那样操作锁定 机构36，而只需安装电池盒32，便可使处于加锁状态的锁定机构36 通过电池盒32的安装操作而变成暂时的解锁状态后又重新变为加锁状 态，此外，由于进行电池盒32安装作业时并不需要进行钥匙48的操作， 因此便可很容易地只用单手安装电池盒32，使其安装作业极为简单。

另外，在本实施方案中，为对电池实施充电而将电池盒32取下后 欲拔出钥匙48则需要将锁定机构36置于加锁状态，正如前面所述一 样，这样，既可通过一次简单的操作而进行加锁状态后的电池盒32的 安装，又可防止忘记锁住电池盒32。

此外，在本实施方案中，由于不将车锁31锁住便无法拔出钥匙48， 也不能取下电池盒32，因而，便可防止电池充电时出现电动自行车1 的丢失现象，另外，由于不锁住电池盒32的锁定机构36便拔出钥匙48 而无法打开车锁31，故又可防止忘记将电池盒32锁住。

可是，如图1所示，如果在后轮27的幅条上安装上磁铁60，并利 用内藏于车锁31内的传感器(图略)，通过检测磁铁60的磁通量来确 定后轮27的旋转数的话，便可直接地以较高精度检测出电动自行车1 的车速。

此外，以上所述的内容虽仅针对将锁定机构特意用于电动自行车上 的一种装拆式电池盒的例子，但本发明依然可适用于其它各种任意的可 拆装式的电池盒。

正如前面所阐述的那样，根据本发明，在利用钥匙操作沿锁体内运 动的圆柱体和随着该圆柱体的运动而出入于前述锁体内的包括装、拆在 电池盒的配合沟内的由锁钩构成的可拆装式电池盒的锁定机构中，可相 对于前述圆柱体移动地支撑前述锁钩，同时，沿着突出(伸出)方向施 力的该锁钩的尖部被加工成斜面形状，由于可根据处于加锁状态下的前 述电池盒的安装动作而使其暂时变为开锁状态，待同一电池盒的安装结 束便可恢复成加锁状态，故无需进行钥匙的操作，用单手便可十分方便 地将电池盒装上。