TWI718984B

TWI718984B - 腳踏車鎖具

Info

Publication number: TWI718984B
Application number: TW109130101A
Authority: TW
Inventors: 留志宏
Original assignee: 天揚精密科技股份有限公司
Priority date: 2020-09-02
Filing date: 2020-09-02
Publication date: 2021-02-11
Also published as: DE102021121876A1; US20220063744A1; TW202210344A; BR102021017291A2; JP2022042489A; US11873665B2

Abstract

本發明揭露了一種腳踏車鎖具，用以對腳踏車上鎖以其防止失竊。鎖具的第一轉軸及第二轉軸分別與腳踏車的手把和前輪連接。鎖具在上鎖狀態時，第一轉軸及第二轉軸不連動，讓使用者無法有效地經手把控制前輪。相反，當鎖具在解鎖狀態時，第一轉軸及第二轉軸為連動。其中，鎖具的第一轉軸及第二轉軸可經由兩種不同的連動機制連動。前述連動機制的一者為利用插銷使第一轉軸及第二轉軸連動；另一連動機制是利用前述兩個轉軸的卡合結構相互緊密卡合。藉此設計，腳踏車在騎乘時因插銷與第一轉軸及第二轉軸之間的空隙而晃動的問題可被克服，藉此改善騎乘體驗。

Description

腳踏車鎖具

本發明係有關一種腳踏車鎖具，尤其是一種具有多重防護機制的腳踏車鎖具。

為解決例如是D型鎖等傳統腳踏車鎖具不易收納的問題，己見有將腳踏車鎖具固鎖於腳踏車的車體的一體式鎖具。另外，亦已見有將鎖具收納於車架或前叉管內部的隱藏式鎖具。使用者可藉由鑰匙等方式轉動外露的鎖芯進而驅動插銷以進行上鎖及解鎖。

惟現行的大多數隱藏式鎖具在上鎖時，多採用同時貫穿前叉管及頭管的插銷來阻礙前叉管或龍頭旋轉的設計。然而，前述的隱藏式鎖具中，頭管及前叉管必須設有同心設置的穿孔以供插銷貫穿。另外，亦見有其他類似形式的鎖具，以插銷穿過前叉管來驅動設於頭管及前叉管之間的齒狀元件，並利用其連接和脫離狀態來控制頭管及前叉管之間的連動模式。惟同樣地，前述各設計均必須委由改裝業者對腳踏車進行例如是焊接、鑽孔等破壞性改裝，非但安裝難度高、安裝成本高昂，且一旦經破壞性改裝，將對腳踏車的結構強度及在二手市場的價格造成負面影響。

綜合而言，已知的腳踏車鎖具的設計中，多採用同時貫穿前叉管及頭管的插銷或透過頭管及前叉管之間的齒狀元件來阻礙前叉管或龍頭相對於頭管的旋轉的設計來達到上鎖效果，其均要求腳踏車的前叉管或是頭管作客製化製作或破壞性改裝才能安裝，且安裝流程較複雜，以致其難以在零部件市場(又稱售後市場或Aftermarket)推廣。

有鑑於上述現有技術之缺點，本發明之其中一目的在於提供一種腳踏車鎖具。以其中一種可行設計為例，鎖具提供一第一轉軸及一第二轉軸，第一轉軸經龍頭與手把連接，而第二轉軸則可擴張地固設於前叉管中，藉由控制第一轉軸及第二轉軸的連動狀態來控制手把與前輪的連動狀態，以在上鎖時使手把無法有效控制前輪轉動，而達防盜的目的。鎖具解鎖時，第一轉軸及第二轉軸經插銷連動，鎖具上鎖時，插銷自第一轉軸及第二轉軸的任一者脫離使第一轉軸及第二轉軸不連動。而為了確保插銷可順利地插入第一轉軸的第一連接孔及第二轉軸的第二連接孔，插銷與第一轉軸及第二轉軸將分別採留隙配合(Clearance Fit)，亦即第一連接孔及第一連接孔均分別略大於插銷。

然而，由於插銷、第一轉軸及第二轉軸採留隙配合設計，各元件間將存在空隙，亦即當使用者在鎖具的解鎖狀態轉動腳踏車手把時，插銷將無法與第一轉軸及第二轉軸緊密連接，相反地，各元件將產生搖晃。為此，在前述的連動機制外，在本發明的其中之一可行設計中，進一步地在第一轉軸及第二轉軸的連接端面分別設置一對應的卡合結構以緊密地連接其二者，以作為輔助使用的第二連動機制，藉以解決前述的問題。

本發明的其中一範疇是關於一種腳踏車鎖具，包括：一第一轉軸，包括一第一連接孔以及一第一卡合結構，第一轉軸用以與腳踏車的一部件連動；一第二轉軸，包括一第二連接孔以及一第二卡合結構，第二轉軸用以與腳踏車的另一部件連動；以及一插銷，用以限制第一轉軸及第二轉軸的作動；其中，腳踏車鎖具包括一上鎖狀態及一解鎖狀態，在解鎖狀態時，第一轉軸藉由一第一連動機制及一第二連動機制與第二轉軸連動；第一連動機制以插銷插入第一轉軸的第一連接孔及第二轉軸的第二連接孔，以使第一轉軸及第二轉軸相互連動，第一連接孔及第二連接孔分別與插銷為留隙配合；第二連動機制以第一轉軸的第一卡合結構卡合第二轉軸的第二卡合結構，以使第一轉軸及第二轉軸相互連動，第一卡合結構與第二卡合結構緊密地配合。

如前所述的各腳踏車鎖具的任一者，其進一步包括一驅動元件，與插銷連動，驅動元件用於在腳踏車鎖具由上鎖狀態切換至解鎖狀態時驅動插銷插入第一轉軸及第二轉軸。

如前所述的各腳踏車鎖具的任一者，其中，第一轉軸包括一上垂直通孔及一下垂直通孔，上垂直通孔與下垂直通孔為同軸設置，下垂直通孔的孔徑大於上垂直通孔的孔徑，第一轉軸的下垂直通孔在與上垂直通孔的連接處有一第一環狀平台；第一卡合結構位於第一環狀平台上，第二轉軸的頂側包括一環狀端面，第二卡合結構位於環狀端面上。

如前所述的各腳踏車鎖具的任一者，其中，第一卡合結構係為往第一轉軸的軸心延伸的一槽狀凹陷；第二卡合結構係為往第二轉軸的軸心延伸的一凸出，凸出包括一斜面或曲面。

如前所述的各腳踏車鎖具的任一者，其中，槽狀凹陷設於第一環狀平台上，槽狀凹陷為一圓形曲面結構，凸出設於環狀端面上，凸出為上窄下寬的一梯形結構或一圓形曲面結構。

如前所述的各腳踏車鎖具的任一者，其中，當腳踏車鎖具在解鎖狀態時，第二轉軸可相對於第一轉軸沿第二轉軸的軸心為軸向旋轉以及沿垂直方向作動。

如前所述的各腳踏車鎖具的任一者，其中，軸向旋轉的最大幅度小於第二卡合結構的半寬，以使第一轉軸及第二轉軸可沿第二卡合結構的斜面或曲面自動對位並卡合。

如前所述的各腳踏車鎖具的任一者，其中，當腳踏車鎖具處於上鎖狀態時，第一轉軸與第二轉軸沿垂直方向的最大相對位移量大於第二卡合結構的凸出的高度，以使第一轉軸可相對於第二轉軸自由地軸向旋轉。

如前所述的各腳踏車鎖具的任一者，進一步包括一機座，機座固定於外殼中，機座用於將第一轉軸與外殼相互固定並限制第二轉軸相對第一轉軸沿垂直方向的最大相對位移量。

如前所述的各腳踏車鎖具的任一者，其進一步包括一外殼，外殼用於分別容置第一轉軸、第二轉軸及插銷的至少一部分，其中，當腳踏車鎖具在解鎖狀態時，第一轉軸及第二轉軸的一者與外殼相互固定，另一者則相對外殼為可動。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

1:鎖具

2:固定物體

10:第一轉軸

11:第一上管部

111:上垂直通孔

12:第一下管部

121:下垂直通孔

13:第一卡合結構

131:第一卡合結構邊沿

14:第一環狀平台

15:側向穿孔

16:第一連接孔

17:環狀端面

18:螺孔

20:第二轉軸

21:第二上管部

22:第二下管部

23:第二卡合結構

231:凸出平台

232:左傾斜面

233:右傾斜面

24:第二環狀平台

26:第二連接孔

27:環狀端面

30:插銷

31:基部

311:容置槽

312:斜傾表面

32:頭部

40:驅動元件

50:外殼

51:鎖孔

52:回收按鈕

53:連接埠

60:機座

70:滑塊

80:控制模組

90:鎖索轉盤

100:繩索

110:索頭

A:圓心角

D1、D2:最大寬度

G1、G2:空隙

T:半寬

SL:上鎖狀態

SUL:解鎖狀態

W:寬度方向

圖1A及圖1B分別繪述了本發明的鎖具的第一實施例中，應用於腳踏車時的使用情境示意圖以及鎖具的外觀示意圖。

圖1C繪述了本發明的鎖具的第一實施例中，在解鎖狀態時，沿圖1B的A-A基準線剖設的部分剖面的示意圖。

圖1D及圖1E分別繪述了本發明的鎖具的第一實施例中，第一轉軸、第二轉軸及基座在解鎖狀態時的立體示意圖及沿其B-B基準線剖設的剖面示意圖。

圖2A及圖2B分別繪述了本發明的鎖具的第一實施例中，第一轉軸的立體示意圖及沿其C-C基準線剖設的剖面示意圖。

圖3A及圖3B分別繪述了本發明的鎖具的第一實施例中，第二轉軸及基座的立體示意圖及沿其D-D基準線剖設的剖面示意圖。

圖4A、圖4B及圖4C分別繪述了本發明的鎖具的第一實施例中，第一卡合結構、第二卡合結構及其相對關係的示意圖。

圖4D及圖4E分別繪述了本發明的鎖具的第一實施例中，第一卡合結構及第二卡合結構的較佳設計及次佳設計的示意圖。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合之一較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。以下實施例中所提到的方向用語，例如：上、下、左、右、前、後、頂、底、側等，是用來說明各元件的相對關係及其設計，並非用於限制本發明的使用方法。本發明所稱的包括一，除另有定義外，是指包括至少一之意。

請參酌圖1A及圖1B，圖1A及圖1B分別繪述了本發明的鎖具的第一實施例中，應用於腳踏車時的使用情境示意圖以及鎖具的外觀示意圖。從腳踏車鎖具(下簡稱鎖具1)的外觀可見鎖具1有一外殼50，外殼50上則設有鎖孔51、回收按鈕52、連接埠53及與繩索100連接的索頭110；另外，外殼50的上、下兩側穿出有第一轉軸10及一第二轉軸20。如圖所示，第一轉軸10與手把經龍頭相互固定以與其連動；而第二轉軸20則可擴張地固定於前叉管的內部以與其連動。

鎖具1有解鎖狀態SUL及上鎖狀態SL兩種狀態。在上鎖狀態SL時，第一轉軸10及第二轉軸20未有效地連動；反之則為連動。而由解鎖狀態SUL切換為上鎖狀態SL時，稱之為上鎖過程，反之則稱為解鎖過程。在上鎖過程開始時，使用者可將索頭110自外殼50中拉出，索頭110可以單獨設置或是與繩索100連接，在設有繩索100的設計中，使用者可將繩索100纏繞在固定物體2後，將索頭110經鎖孔51插入鎖具1中以觸發鎖具1的上鎖動作；而當使用者將索頭110推至鎖具1的上鎖位置時，鎖具1處於上鎖狀態SL，此時，索頭110被鎖固於鎖具1中，同時，第一轉軸10及一第二轉軸20會自動切換為不連動，連帶使腳踏車的手把和前輪未有效連動，讓使用者無法藉由轉動手把有效控制前輪旋轉，藉以達到較佳的防竊效果。

而當使用者需解鎖腳踏車時，可利用解鎖裝置(未繪示)經由一連接線與鎖具1的連接埠53電性連接。連接後，鎖具1會自動識別解鎖裝置，識別成功後鎖具1即會自動解鎖並回復為解鎖狀態SUL，期間索頭110會自動地被從外殼50中推出且鬆脫；同時，腳踏車的手把和前輪會自動回復為連動狀態，讓使用者可正常騎乘。

其後，若索頭110有連接繩索100，則使用者可按下回收按鈕52，鎖具1即會將繩索100自動收回外殼50中。而前述的解鎖裝置可以是類似遙控器或者是手機等各式具有電能及訊號傳輸功能的電子裝置。於本實施例中，解鎖裝置與鎖具1之間是藉由例如是充電線的連接線連接；惟需要時，亦可利用同時具有電能及訊號傳輪功能的無線模組替代亦可，本發明不對此多加限制。

以下說明本發明的鎖具1的細部設計。

請一併參酌圖1A至圖1C。圖1C繪述了本發明的鎖具1的第一實施例中，在解鎖狀態SUL時，沿圖1A的A-A基準線剖設的剖面示意圖。由圖可見，於本實施例中，鎖具1主要包括第一轉軸10、第二轉軸20、插銷30、驅動元件40、外殼50、機座60、滑塊70、控制模組80、鎖索轉盤90、繩索100及索頭110。

在說明各元件的相對關係前，先就各元件的設計分別說明如下。

請參酌圖2A至2B，圖2A及圖2B分別繪述了本發明的鎖具的第一實施例中，第一轉軸10的立體示意圖及沿C-C參考線剖設的剖面的示意圖。於本實施例中，第一轉軸10可選擇性地由例如金屬材料(例如是鋁)經切削製程而作成的一體成型(One piece formed)結構。第一轉軸10包括第一上管11及第一下管12，第一上管11中包括上垂直通孔111，第一下管12中包括下垂直通孔121，上垂直通孔111與下垂直通孔121為連通且同軸，下垂直通孔121的孔徑大於上垂直通孔111的孔徑，致使上垂直通孔111在與下垂直通孔121的連接處設有一第一環狀平台14；第一環狀平台14上設有至少一個第一卡合結構13。請參酌圖4A，圖4A繪述了本發明的鎖具的第一實施例中，第一卡合結構側面輪廓的示意圖。於本實施例中，各個第一卡合結構13分別設於第一環狀平台14上，並由第一環狀平台14的外緣沿往第一轉軸10的軸心延伸。各個第一卡合結構13為槽狀凹陷。而於本實施例中，第一卡合結構13為切面輪廓為半圓型，並呈柱狀的凹槽。而第一卡合結構13可選擇性地利用鑽頭於第一轉軸10的第一環狀平台14的高度處直接鑽出至少一個側向穿孔15，每個側向穿孔15均貫穿第一轉軸10的側壁並將第一環狀平台14上的部分材料移除，以形成前述的半圓型的凹槽，以作為第一卡合結構13之用，如此可提高加工精度並減低成本。

如圖4A所繪示，於本實施例中，側向穿孔15的圓心是略低於第一環狀平台14的表面，致使第一卡合結構13的半圓型的凹槽較半圓略淺，藉此可因應第二卡合結構23的高度而提高二者結合的緊密程度。於本實施例中，第一卡合結構13的兩個側邊與其曲面的圓心之間的圓心角A小於150度，而非一正半圓。

如圖2A及2B所示，於本實施例中，第一環狀平台14上設有四個等角距設置的第一卡合結構13，惟需要時，該數量可按需求自由增減，本發明不對此多加限制。除此之外，第一轉軸10的側壁上設有一第一連接孔16，用於供插銷30穿設。而另一方面，第一下管12的底側的環狀端面17上設有多個深淺不一的螺孔18，以供貫穿外殼50或機座60的螺絲鎖固。

請參酌圖3A至3B，圖3A及圖3B分別繪述了本發明的鎖具的第一實施例中，第二轉軸20及機座60相對關係的立體示意圖及沿其D-D參考線剖設的剖面的示意圖。第二轉軸20可選擇性地由例如金屬材料(例如是鋁)經切削製程而作成的一體成型(One piece formed)結構。第二轉軸20可選擇性地呈中空管狀，第二轉軸20包括一第二上管21及第二下管22，第二上管21的外徑大於第二下管22的外徑，而第二上管21與第二下管22連接處設有位於第二轉軸20的外側壁上的第二環狀平台24。另外，第二上管21的頂側的環狀端面27上設置有至少一個等角度間隔設置的第二卡合結構23。

請一併參酌圖3A、3B及圖4B，圖4B繪述了本發明的鎖具的第一實施例中，第二卡合結構的側面輪廓的示意圖。於本實施例中，各個第二卡合結構23分別為第二上管21的頂側的環狀端面27上，由第二轉軸20的外緣往軸心等寬延伸的凸出(protrusion)。當從第二轉軸20的外緣往其軸心觀察時，可見第二卡合結構23的每一凸出沿寬度方向W上，分別包括一凸出平台231以及分設於其左、右兩側的左傾斜面232及右傾斜面233。左傾斜面232及右傾斜面233於本實施例中分別為曲面，用於導引對應的凹陷，以利卡合，惟其亦可以斜面取代亦可。而前者所稱寬度方向W與第二轉軸20的圓周方向實質相同。另一方面，如圖3A所繪示，第二轉軸20的一側設有一個第二連接孔26，用於供插銷30插入。

插銷30是用於連動第一轉軸10及第二轉軸20。請參酌圖1D及圖1E，圖1D及圖1E分別繪述了本發明的鎖具的第一實施例中，第一轉軸、第二轉軸及基座在解鎖狀態時的立體示意圖及沿其B-B基準線剖設的剖面示意圖。由圖可見，插銷30包括基部31及頭部32，頭部32用於連接第一轉軸10及第二轉軸20並包括前端漸小的曲面。而基部31設有傾斜表面312，傾斜表面312的斜率及方向均與滑塊70的插銷30孔中的傾斜表面(未繪示)相對應。基部31設有容置槽311，從基部31左方的端面往右方沿水平方向凹陷而成，用於容置驅動元件40的一部分。於本實施例中，基部31與頭部32是兩個相互結合的獨立元件，基部31可由強度較弱的塑膠材料製程以減輕重量，而頭部32則因應強度需求採用金屬材料製成。惟基部31與頭部32亦可以是單一元件的不同部分。

驅動元件40可以藉由壓縮其中的流體或使元件的材料本身產生應變的方式來儲存並釋放一機械能或應變能，具體來說，可以例如是彈簧、簧片、氣缸(例如是彈壓器)等機件或裝置的任一者或其組合。於本實施例中，驅動元件40為一彈簧(spring)，且其尺寸對應插銷30基部31的容置槽311以使驅動元件40的至少部分可嵌設於容置槽311之中。

外殼50是用於包裹並固定鎖具1中的各個元件的至少一部分。請參酌圖1C，外殼50的內部設有多個可限制前述各元件的行進方向的凸肋、凸出或是鎖孔等結構。外殼50的底部設有多個穿孔，允許螺絲穿過基座60並固鎖於第一轉軸10的底端的環狀端面17上以使前述的各元件相互固定。

於本實施例中，機座60為一圓環狀金屬片，其開口的孔徑小於第二轉軸20的第二上管21的外徑。機座60在應用時，藉由螺絲鎖固於第一轉軸10的底部以限制並妨礙第二轉軸20通過，以達到限制第二轉軸20相對第一轉軸10沿垂直方向最大相對位移量的效果。另外，機座60上設有多個穿孔，用以允許螺絲通過。

滑塊70是用於在鎖具1內進行自由度為一的滑動並以其斜面結構帶動插銷30基部31的斜傾表面312的進入、抽出作動以對鎖具1的上鎖狀態及解鎖狀態進行切換。

請參酌圖1A至圖1C，繩索100是用以將鎖具1及與其連接的腳踏車藉由纏繞於固定物體來達到固鎖效果。繩索100的一端與鎖具1本體中的鎖索轉盤90連接，另一端則與索頭110連接。於本實施例中，繩索100可以選擇性的為一鋼索。惟鎖具1不以設有繩索100為限。於另一實施例中，當沒有利用繩索100纏繞固定物的需求時，鎖具1亦可選擇性地省略繩索100、回收按鈕52、鎖索轉盤90等相關設計。於此設計中，索頭110可以作為類似鑰匙的獨立元件使用，用於對鎖具1進行上鎖。再者，索頭110亦可設計為設置在外殼50外部的另一按鈕，按下時，索頭110推入鎖具1上鎖；解鎖時，索頭110彈出，但不與外殼50脫離亦可。

值得一提的是，於本實施例中，鎖具1在上鎖過程中，完全無需電力而僅藉由使用者對索頭110所施加的力來完成整個上鎖過程。而解鎖過程中，例如是控制模組80等元件所需電能可以經連接埠53直接地自解鎖裝置取得。亦即，在採用前述設計時，鎖具1中可不包括電池等儲電元件，藉此避免鎖具1中的電池因露天環境受損而無法作動，進一步提高鎖具1的可靠度。

以下將說明鎖具1的作動方式。

請參酌圖1C至圖1E，在上鎖過程開始前，鎖具1處於解鎖狀態SUL，第二轉軸20的第二上管21的頂端嵌設於第一轉軸10的第一下管12之中，且第一轉軸10及第二轉軸20的第一連接孔16及第二連接孔26相互重疊。於本實施例中，當使用者控制手把經由龍頭轉動第一轉軸10時，第一轉軸10經由第一傳動機制及第二傳動機制的至少一者來與第二轉軸20連動，藉此帶動前叉管驅動前輪以控制前輪的轉向。

第一傳動機制是指利用插銷30連動第一轉軸10及第二轉軸20。但因前述各元件間無論是垂直方向(Z軸)或者是水平方向(X軸)均具有空隙G1，故在操作時易生晃動；為此，設有第二傳動機制，以利用第一轉軸10及第二轉軸20上的第一卡合結構13及第二卡合結構23來相互緊密卡合，使各元件能有效傳動。

於本實施例中，第一傳動機制是指利用插銷30貫穿第一連接孔16並插入第二連接孔26，以使第一轉軸10旋轉時，帶動插銷30進而使第二轉軸20沿其軸心旋轉。而於本實施例中，驅動元件40為彈簧，用於在上鎖時壓縮，解鎖時伸展以將插銷30推入第一連接孔16及第二連接孔26。然而，在空間、體積及重量等的限制下，驅動元件40所能對插銷30提供的力量有限。故此，為確保驅動元件40可順利進入或退出第一連接孔16及第二連接孔26，第一連接孔16及第二連接孔26分別與插銷30為留隙配合，其可理解為第一連接孔16及第二連接孔26分別大於插銷；亦即，插銷40與第一連接孔16及第二連接孔26之間分別保留有空隙G1來確保插銷30可流暢地進出。

而當使用者旋轉龍頭帶動第一轉軸10時，由於插銷30相對第一轉軸10及第二轉軸20之間存在空隙G1，故第一轉軸10及第二轉軸20會先空轉一定距離以填補空隙G1的行程後，才會達成連動，造成手把的晃動感，影響使用者的騎乘體驗。因應此問題，本發明除第一連動機制外，更進一步設有第二連動機制，以克服第一連動機制中的空隙G1對騎乘經驗造成的影響。

第二傳動機制是指利用第一轉軸10的第一卡合結構13與第二轉軸20的第二卡合結構23相互直接接觸並卡合，以使第一轉軸10旋轉時可即時地將力量經由第一卡合結構13傳送予第二卡合結構23以最小化空隙G1所造成的影響。於此設計中，第一卡合結構13與第二卡合結構23分別為凹陷(cavity)及凸出(protrusion)，惟於實際應用時，其凹陷及凸出可予互換而不影響實際作動。再者，第一轉軸10與第二轉軸20的內、外關係亦可隨要求因應地調整。另外，第一轉軸10及第二轉軸20分別為上轉軸及下轉軸，其亦可隨要求因應地調整，本發明亦不對此多加限制。

為確保在上鎖狀態SL時，第一轉軸10相對於第二轉軸20可自由轉動，並讓使用者無法藉由轉動手把來有效地帶動前輪，第一轉軸10和第二轉軸20在上鎖狀態SL時沿垂直方向的最大相對位移量需足以讓第二轉軸20中的凸出從第一轉軸10的凹陷中完全脫離，如圖4C所繪述。亦即，第一轉軸10及第二轉軸20的最大相對位移量需大於第二轉軸20的凸出的高度或第一轉軸10的凹陷的深度；同時，又不致於使第一轉軸10及第二轉軸20相互過分遠離。

而為達到前述的效果，於本實施例中，特於第一轉軸10的環狀端面17處固設有一機座60，藉以將第二轉軸20限制在第一轉軸10及機座60之間，進而定義第一轉軸10及第二轉軸20的最大相對位移量。

由圖1C可見，由於機座60的內開孔的內徑小於第二轉軸20的上管的外徑，當使用者抬升手把時，第一轉軸10會隨之往上抬升，固定於第一轉軸10底部的機座60亦會隨之往上抬升，並在上升一段距離後與第二轉軸20的第二環狀平台24抵持。同時，機座60與第二轉軸20的第二環狀平台24的空隙G2的距離小於空隙G1的距離。因此，無論是上鎖狀態SL或者解鎖狀態SUL，第一轉軸10和第二轉軸20之間沿垂直方向的最大相對位移量是由機座60與第二轉軸20的第二環狀平台24之間垂直方向上的空隙G2的距離來控制。

另一方面，在上鎖狀態SL時，第一轉軸10相對於第二轉軸20可自由轉動，而在解鎖狀態SUL時，第一轉軸10在自第二轉軸20垂直分離後，仍可沿其軸心旋轉，惟其最大旋轉量是受插銷30和第一轉軸10和第二轉軸20之間的各空隙G1大小所限制的。於本實施例中，第一轉軸10的第一連接孔16及第二轉軸20的第二連接孔26的最大垂直距離分別為8毫米(mm)；最大水平距離為7.97毫米(mm)；插銷30前端的圓柱體的最大直徑約為7.94毫米(mm)。此時，空隙G1在水平方向及垂直方向的寬度分別為0.03毫米以及較大的0.06毫米。

另外，請參酌圖4C，第二卡合結構23的凸出的半寬T在設計為大於第一轉軸10相對第二轉軸20的軸向旋轉的最大幅度時，其可確保第一卡合結構的邊沿131持續地與第二卡合結構23的曲面或傾斜面對應，以使第一卡合結構13及第二卡合結構23於垂直接近時可自動對位。請參酌圖4B，本發明所稱半寬T，是定義為與第一卡合結構13或第二卡合結構23連接時，前二者中的凸出中，可協助凹陷的邊沿131對同一方向進行導引的結構沿寬度方向W的長度。於本實施例中，凸出沿寬度方向W的長度與凸出在第二轉軸20的圓周的切線方向的長度實質相同。舉例來說，若第二卡合結構23為上窄下寬的梯形結構，則其左傾斜面232及右傾斜面233沿寬度方向W的長度，即分別為前述的半寬T。而若第二卡合結構的凸出為完整的圓形曲面時，則半寬T則可理解為整個圓形曲面沿寬度方向W的長度的一半。

另一方面，為確保第一卡合結構13與第二卡合結構23可緊密地配合，應確保凸出於寬度方向W的最大寬度D2應接近於或大於凹陷的開口處的最大寬度D1。亦即，二者之間應至少採用過渡配合(Transition Fit)或較佳為過盈配合(Interference Fit)。請參酌圖4D及圖4E，圖4D及圖4E分別繪述了本發明的鎖具的第一實施例中，第一卡合結構13及第二卡合結構23的較佳設計及次佳設計的示意圖。首先，請參酌圖4A及圖4B，第一卡合結構13的凹陷的開口最大寬度為D1：第二卡合結構23的凸出的最大寬度為D2；如圖4E所繪述，最大寬度D1大於最大寬度D2，亦即D1/D2≧1時，第一卡合結構11及第二卡合結構21之間將形成空隙，減少晃動的效果較不明顯；反之，若採用圖4D的設計，則最大寬度D1小於最大寬度D2，亦即D1/D2≦1，凸出、凹陷可更緊密地配合而具有較佳的連動效果，能有效解決晃動問題。於本例中，D1值約為3.87毫米，而D1/D2約為0.987，小於1。亦即，而當最大寬度D1減去最大寬度D2的差值小於空隙G1沿水平方向的長度，或者最大寬度D1小於最大寬度D2時，第一卡合結構11及第二卡合結構21為緊密地配合。

而當鎖具1從解鎖模式轉換為上鎖模式時，滑塊70會被自動地由上鎖位置移至解鎖位置，而驅動元件40會將插銷30抽出第一連接孔16及第二連接孔26的至少一者，以便第一轉軸10及第二轉軸20可自由地相互軸向旋轉而使二者無法有效連動。

綜前所述，本發明之其中一目的在於提供一種腳踏車鎖具，其解鎖時第一轉軸及第二轉軸連動，反之則為不連動。同時，腳踏車鎖具設有兩種連動機制，一者為以插銷連動第一轉軸及第二轉軸；二者是利用第一轉軸及第二轉軸上的卡合結構緊密卡合二者；如此，第一轉軸及第二轉軸可緊密連接，解決了本發明的插銷與第一轉軸及第二轉軸因空隙而產生晃動，影響使用體驗的問題。另外，本發明的腳踏車鎖具的第一轉軸及第二轉軸分別固鎖並連動於腳踏車的龍頭，以及前叉管，藉此，本發明的腳踏車鎖具可在無需對腳踏車進行破壞性改裝下輕易安裝。

最後，強調本發明的腳踏車鎖具的均等範圍包括但不限於此實施之舉例，本發明於前揭實施例中所揭露的構成元件及步驟，僅為舉例說明，並非用來限制本案之範圍，其他等效元件及步驟的替代或變化，亦應為本案之申請專利範圍所涵蓋。