JP2007197991A - 電気錠に於けるデッドボルト駆動機構 - Google Patents

Abstract

【課題】
蝶番で開閉する電気駆動扉錠に於いて、従来は、デッドボルトの駆動を駆動源のモータから傘歯車を介して方向転換を行い、その後、数段の歯車機構及びゼネバに類似した機構を介して、デッドボルトを駆動していた。この様な構造は、部品点数が多くなる為、伝達効率が低下すると共に、作動音の発生要因になっていた。
【解決手段】
本発明は、デッドボルトの駆動を、デッドボルト作動レバーユニットに配置された駆動雌ネジと駆動雄ネジで行う様に構成した。
駆動源であるモータと連動している駆動雄ネジの回転で、駆動雌ネジが移動し、デッドボルト作動レバーユニットを回動させ、デッドボルトを出し入れする。
その結果、部品点数の削減が図れると共に、構造自体が簡素化される。特にネジ送りを使うことで、駆動源に必要となるトルクを低く押えることができ、比較的、低出力で安価なモータを採用することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、開閉形式の扉の側面から出し入れされるデッドボルト形式の電気錠に於いて、デッドボルトの駆動機構に関する。

従来の電気駆動扉錠に於いては、施開錠動作の為に、電動の小型モータを使用し、該モータから傘歯車等を介して回転方向を変換し、デッドボルト駆動の為に数段の歯車減速系を介して、デッドボルト駆動のスライダーユニット機構へ伝達し、デッドボルトを作動させていた。スライダーユニット機構に於いては、ゼネバ機構的な構成がされているのが大半である。その様な構成に於いては、構造部品が多くなり雑音の発生要因になるばかりか、コストアップ要因にもなっていた。又、部品点数の増加は、機器の信頼性の低下にもつながる要因でもある。

特開２００２−２５０１６０

従来の電気駆動式扉錠は、デッドボルト駆動の為、上述の様に構造が複雑で、必要部品点数も多く要した為に作動時の雑音が大きくなると共に、伝達効率の低下を招いていた。 故に、駆動源に、出力の高い物、言い換えれば高価格であるモータを使用していた。これらの事は、製品単価の上昇や、信頼性低下による故障の要因につながる等の要素になっている。

本件発明は、上述の状況を改善し、構造が簡単で、部品点数が少なく、安価で確実な作動を確保し、且つ、作動力量も小さく、作動音も小さくする様にしたデッドボルトの駆動方式を提供する事を目的としている。

本件発明は、デッドボルトの出し入れ駆動をデッドボルトと直結したリンクレバーで行い、該リンクレバーの回動は、リンクレバーの他端に設けられたネジ送り機構で駆動する様に構成している。

ネジ送り機構の雄ネジは、シャーシに固定された軸受けに軸支されており、駆動源であるモータと関連付けられている。
モータの回転により、雄ネジが回転し、雄ネジに嵌められている雌ネジが移動する事でリンクレバーが回動しデッドボルトを駆動する。

本件発明によれば、デッドボルトの出し入れ駆動をリンクレバーとネジ送り機構を採用する事で、部品点数の削減が図れると共に構造自体が簡素化される。特にネジ送りを使うことで、駆動源に必要となるトルクを低く押えることができ、比較的、低出力で安価なモータを採用することができる。低出力のモータは、高出力モータに比べ、一般的に作動音が小さく、騒音の低減を実現できる。

そして、ネジ送り機構を採用する事は、駆動系において、作動の円滑さ、作動音の軽減、駆動減速系の簡素化、駆動速度の向上に寄与している。また、その結果製品価格の低減、信頼性の高い電気駆動式扉錠が提供できる。

本発明を以下に示す実施例に基づいて説明する。

シャーシには、モータユニット、駆動ネジユニット、デッドボルト作動ユニット、デッドボルトユニット、クラッチユニット、クラッチアームユニット、サムターンユニットで構成される。

モータユニットは、モータ２とモータ２の出力軸に固定されたモータ歯車４、モータ２をシャーシ１に位置決めして固定する、モータケース３からなる。

駆動ネジユニットは、駆動雄ネジ７と、駆動雄ネジ７の一端に固着された駆動雄ネジ歯車５、駆動雄ネジ７を軸支する駆動雄ネジ軸受け８からなる。
駆動雄ネジ軸受け８はシャーシ１に固着される。

デッドボルト作動レバーユニットは、駆動雄ネジ７と螺合し、モータ出力を伝達する駆動雌ネジ１１と、該駆動雌ネジ１１を支持する腕部を持つ円形状の連結板１２、該連結板１２と同軸で、端部にデッドボルト２１のデッドボルト作動軸２３と関係する長穴を設けた腕部を持つ、円形状のデッドボルト作動レバー１３からなる。

上記デッドボルト作動レバーユニットは、シャーシ１に固着されている連結軸１４に軸支されている。
デッドボルト作動レバーユニットの連結板１２は、上下二枚の板で構成され、お互いを制御ピン１６、連結ピン１７で一体化されている。

連結板１２とデッドボルト作動レバー１３は、制御バネ１５によって連結される。制御バネ１５は、デッドボルト作動レバー１３に設けられた半円弧状の溝部に嵌められデッドボルト作動レバー１３を押圧している。又、制御バネ１５の他端は、連結板１２を押圧している。連結板１２は、制御バネ１５が外れない様に、バネ室を覆う様に構成されている。

デッドボルト作動レバー１３には、制御ピン１６が入る長穴が設けられている。これは、施錠時に、なんらかの異常でデッドボルト２１が作動しない時でも、制御バネ１５をチャージし、異常状態が解消された時に制御バネ１５の力でデッドボルト２１が施錠方向に作動する、ショックアブソーバー的役目を担っている。
開錠時は、制御ピン１６がデッドボルト作動レバー１３を強制的に動かし開錠する様に構成されている。

デッドボルトユニットは、図示しない壁面に設けられたストライカーに、出入りして施開錠を行うデッドボルト２１と、シャーシ１に固定され、デッドボルト２１が摺動可能な様に案内する様に配置されたデッドボルト案内板２２から構成される。

デッドボルト２１には、前述のデッドボルト作動レバー１３に設けられた長穴と嵌合するデッドボルト作動軸２３が固着されている。

シャーシ１には、デッドボルト２１の案内と外観の美観を保つ為の部材、デッド枠２４が配置されている。

デッドボルト案内板２２の図の下側には、デッドボルト２１の位置状態を検知し、駆動源であるモータの回転方向を制御するのに役立つマイクロセンサーB２５、マイクロセンサーC２６が配置されている。又、デッドボルト２１には、マイクロセンサーB２５と関連するV溝が設けられると共に、デッドボルトの端面には、マイクロセンサーC２６と関連する面取り部が設けられている。

デッドボルト案内板２２には、デッドボルト２１に固着されているデッドボルト作動軸２３の端部が入り込みデッドボルト２１を摺動案内する長溝が設けられている。

デッドボルト２１が、開錠状態の時には、マイクロセンサーB２５はOFF、マイクロセンサーC２６はON状態になっている。
施錠状態の時には、マイクロセンサーB２５はON、マイクロセンサーC２６はOFF状態になっている。
デッドボルト２１が作動途中では、両方のセンサーがON状態になっているので、デッドボルトの位置検知が行える。

クラッチユニットは、モータ歯車４と駆動雄ネジ歯車５に関連する様に配置されたクラッチ歯車３１と、クラッチ歯車３１を回動可能に軸支し、シャーシ１に固設されるクラッチ歯車軸３２、クラッチ歯車３１と同軸でクラッチ歯車軸３２に軸支されるクラッチ歯車作動環３４からなる。

クラッチ歯車軸３２は、取付板３３に固着され、該、取付板３３はモータケース３の前面にモータ軸を中心として回転調整可能な様に構成されている。故に、モータ歯車４と、駆動雄ネジ歯車５とクラッチ歯車３１が理想的な噛合い状態になる様に調整する。調整後は、取付板３３を固定する。

クラッチ歯車軸３２には、クラッチ歯車バネ３５が、クラッチ歯車軸３２の端部とクラッチ歯車３１の間に取り付けられる。クラッチ歯車３１とクラッチ歯車作動環３４は、クラッチ歯車軸３２を、図に於いて上下方向に摺動できる様に構成配置されている。故に、クラッチ歯車バネ３５によって、通常状態では、図１の様に上方向に押圧されている。

クラッチアームユニットは、クラッチ歯車作動環３４に設けられた軸と係合するクラッチアーム３６と、クラッチアーム３６の端部で、クラッチアーム３６を回動可能に軸支するクラッチアーム軸３７と、クラッチアーム３６の中部に固着されるクラッチ制御ピン３８で構成される。

このクラッチアームユニットは、クラッチアーム軸３７を中心に回動できるが、クラッチ歯車バネ３５が、クラッチ歯車３１を介し、クラッチ歯車作動環３４を押圧している。さらにクラッチ制御ピン３８が、後述のクラッチカム４７の側面に接触していて、クラッチ歯車バネ３５の押圧が抑制される。その結果、クラッチカム４７の回転位置で、クラッチアームユニット、及びクラッチ歯車３１の位置は決定される。

クラッチ歯車３１は、図1、図２、図３に示された位置にいるときは、モータ歯車４と駆動雄ネジ歯車５の両方と噛合い、図４に示された位置にいるときは、駆動雄ネジ歯車５と後述の中間歯車４１に噛合う。その時は、モータ歯車４との噛合いは外れた状態である。

サムターンユニットは、クラッチ歯車３１の近傍に配置され、大小２つの歯車部が設けられた中間歯車４１と、中間歯車４１の小歯車と噛合う、小傘歯車と一体化している連動歯車４３と、該、連動歯車４３と一体化されている小傘歯車４４と、小傘歯車４４と噛合う大傘歯車４６と、大傘歯車４６と同軸で、円周部側面に切り欠きを設けたクラッチカム４７で構成される。

上記、中間歯車４１は、シャーシ１に固設される中間歯車軸４２に回動可能に軸支され、連動歯車４３と小傘歯車４４は、L字の形状で、シャーシ１に固着される小傘歯車軸４５に回動可能に軸支される。大傘歯車４６は、シャーシ１の一部を盛り上げて、中心に円形の穴を設けた図示しない大傘歯車受けに、回動可能に支持される。

大傘歯車４６とクラッチカム４７は、中心部にサムターン連結穴４８が設けられ、大傘歯車受けの穴を通してサムターンに接続され、ともに連動する。クラッチカム４７の側面はクラッチ制御ピン３８と接触する。

サムターンが否操作状態（図1、図２、図３）では、クラッチカム４７の側面に設けられた凹部にクラッチ制御ピン３８が入り込んだ位置にあり、クラッチ歯車３１は電動駆動側に位置している。手動操作でサムターンを動作させると、クラッチカム４７が回動し、クラッチ制御ピン３８をクラッチカム４７の外周部に移動させられクラッチ歯車３１がモータ歯車４から外され、中間歯車４１と噛合わされた図４の状態となる。

電動操作で、図１の施錠状態から開錠する場合、サムターンは静止状態なので、クラッチ歯車３１が図１の状態にあり、モータ２の出力がモータ歯車４を介してクラッチ歯車３１、駆動雄ネジ歯車５に伝達し、駆動雄ネジ６が回転する。駆動雄ネジ６と螺合している駆動雌ネジ１１が図１の上方向に移動し、それに伴って連結板１２が連結軸１４を中心に反時計まわりに回転する。このとき、マイクロセンサーA１８はOFFになる。
尚、駆動雄ネジ６、駆動雌ネジ１１は、多条ネジ構成にして一回転での移動量を大きくする事で施開錠速度を早くする事が可能となる。

連結板１２上に固着された制御ピン１６がデッドボルト作動レバー１３の小さい長穴の側面を押すことで、デッドボルト作動レバー１３も連結軸１４を中心に反時計まわりに回転し、デッドボルト作動レバー１３の腕部からデッドボルト作動軸２３を介して、デッドボルト２１を、図１の右に強制的に移動させ、デッドボルト案内板２２の長穴に案内されることで、シャーシ１内に収納され、開錠が完了し、図２の状態になる。

開錠動作時は、すべて直接伝達するため、モータ２の動力の範囲内で、デッドボルト２１に負荷がかかった状態でも開錠状態に強制的に移行する。

電動操作で図２の開錠状態から施錠する場合、動作は（００３２）、（００３３）の逆の動作となる。連結板１２の回転がデッドボルト作動レバー１３に伝達するときは、連結板１２の突起部に係止された制御バネ１５を介してデッドボルト作動レバー１３の大きい長穴の側面に伝達され、デッドボルト作動レバー１３が回転する。

上記、連結板１２と、デッドボルト作動レバー１３と、制御バネ１５の構成により、施錠動作は、制御バネ１５の張力を利用する。デッド枠２４の外側に障害物があり、デッドボルト２１に過度の負荷がかかり、デッドボルト２１の駆動が困難になった場合は、連結板１２までが駆動し、制御バネ１５がチャージされた図３の状態になる。作動終端まで連結板１２が移動した時、マイクロセンサーA１８の検知によりモータ２を停止させ、モータ２や他の部品に過度の負荷がかかるのを防止する。

デッドボルト２１への負荷がなくなったとき、デッドボルト２１はチャージされた制御バネ１５の推力で、施錠状態位置へ移動する。

手動操作で、開錠もしくは施錠する場合、図示しないサムターンを回し始めると、サムターンに直結したクラッチカム４７と大傘歯車４６も回転し始め、クラッチカム４７の側面凹部に嵌っていたクラッチアーム３６上のクラッチ制御ピン３８が、クラッチカム４７の回転によって押し出される。その結果、クラッチアームユニットがクラッチアーム軸３７を中心に回転して、クラッチ歯車３１が図４の位置に移動し、クラッチ歯車３１と中間歯車４１が噛合う状態になる。サムターンの動力は大傘歯車４６、小傘歯車４４、小傘歯車連動歯車４３、中間歯車４１を介して、クラッチ歯車３１に伝わり、駆動雄ネジ歯車５が回転し、それ以後は電動時と同じ動作で、デッドボルト２１が移動する。このとき、クラッチ歯車３１とモータ歯車４の噛合いは解除されていて、モータ２を強制的に回動させる事はない。

デッドボルト２１が開錠位置もしくは施錠位置に達した時、クラッチカム４７のもう一方の凹部がクラッチ制御ピン３８の位置に移動してきて、クラッチ制御ピン３８がクラッチ歯車バネ３５の推力で再び凹部に嵌り、クラッチ歯車３１が図１の位置へ移動して、クラッチ歯車３１は、中間歯車４１との噛合いが解除されると同時に、モータ歯車４と噛合う。このとき開錠もしくは施錠が完了し、歯車列は手動操作を始める前、つまり電動操作時の状態に戻る。

施錠状態を示す平面図 開錠状態を示す平面図 開錠状態から施錠状態に移行中、デッドに負荷がかかり駆動不可になった状態を示す平面図 手動操作を行っている途中の状態を示す平面図 ネジ送りの構造を示す概略斜視図

符号の説明

１ シャーシ

２ モータ

３ モータケース

４ モータ歯車

５ 駆動雄ネジ歯車

６ 駆動雄ネジ

７ 駆動雄ネジ軸

８ 駆動雄ネジ軸受け

１１ 駆動雌ネジ
１２ 連結板

１３ デッドボルト作動レバー

１４ 連結軸
１５ 制御バネ
１６ 制御ピン
１７ 連結ピン
１８ マイクロセンサーA
２１ デッドボルト
２２ デッドボルト案内板
２３ デッドボルト作動軸
２４ デッド枠
２５ マイクロセンサーB
２６ マイクロセンサーC
３１ クラッチ歯車
３２ クラッチ歯車軸
３３ 取付板
３４ クラッチ歯車作動環
３５ クラッチ歯車バネ
３６ クラッチアーム
３７ クラッチアーム軸
３８ クラッチ制御ピン
４１ 中間歯車
４２ 中間歯車軸
４３ 小傘歯車連動歯車
４４ 小傘歯車
４５ 小傘歯車軸
４６ 大傘歯車
４７ クラッチカム
４８ サムターン連結穴

Claims (7)

1. 蝶番で開閉する扉の電気駆動扉錠に於いて、デッドボルトの出し入れ駆動を、デッドボルトと連結されているデッドボルト作動レバーユニットと、該デッドボルト作動レバーユニットに嵌められた、駆動雌ネジ、駆動雌ネジと関連している駆動雄ネジ及び駆動雄ネジと連結しているモータとからなるデッドボルト駆動機構。
2. デッドボルトと連結されているデッドボルト作動レバーユニットは、デッドボルトと関連するデッドボルト作動レバーと、駆動雌ネジを保持する連結板からなり、デッドボルト作動レバーと連結板は同軸上に軸支され、お互いのレバーはスプリング部材により関連づけられている事を特徴とする請求項１のデッドボルト駆動機構。
3. 蝶番で開閉する扉の電気駆動扉錠に於いて、デッドボルトの出し入れ駆動を、デッドボルトと連結されているデッドボルト作動レバーユニットと、該デッドボルト作動レバーユニットに嵌められた、駆動雌ネジ、駆動雌ネジと関連している駆動雄ネジ及び駆動雄ネジと連結しているモータとからなるデッドボルト駆動機構に於いて、駆動雌ネジ、駆動雄ネジは、多重ネジで構成され少ないモータの回転で、且つ短時間でデッドボルトを駆動する様にした事を特徴とする請求項１のデッドボルト駆動機構。
4. 請求項１の、デッドボルト駆動構成に於いて、駆動雄ネジと連結するモータ歯車は、クラッチ歯車を介して連結される様に構成し、該クラッチ歯車は、モータ歯車を中心として回動させ、駆動雄ネジの設けられた歯車と理想的な噛合い状態でクラッチ歯車を固定する様に構成し、軸ブレが吸収される事を特徴とする伝達機構。
5. 請求項１のデットボルトの駆動構成に於いて、デッドボルトの位置検知を、デッドボルトの一端面とデッドボルトに設けた切り欠きと、それらに関連して位置検知を行うスイッチで構成された事を特徴とするデッドボルトの位置検知機構。
6. 施錠・開錠を電動操作と手動操作併用している電気扉錠に於いて、手動操作時に回転させるサムターンと連動させたクラッチアームを制御し、クラッチアームと関連するクラッチ歯車の噛合い切替することを特徴とする電気錠。
7. 請求項６の電気扉錠に於いて、クラッチアームを制御する為に、サムターンと同軸に設けられたクラッチカムを設置し、サムターンの回動初期にクラッチアームを操作する事を特徴とする電気錠。