JP2011179186A

JP2011179186A - 電気錠

Info

Publication number: JP2011179186A
Application number: JP2010042476A
Authority: JP
Inventors: Kiyofumi Sato; 清文佐藤
Original assignee: Alpha Corp
Current assignee: Alpha Corp
Priority date: 2010-02-26
Filing date: 2010-02-26
Publication date: 2011-09-15

Abstract

【課題】簡単な構造で、かつ、操作性も良好な電気錠の提供を目的とする。
【解決手段】モータ１の回転力を減速して出力ギア２に伝達する減速ギア列３と、
出力ギア２により施解錠回転位置間で回転駆動される中継ギア４と、
中継ギア４により施解錠回転位置間で回転駆動されるとともに、適宜の手動回転操作手段に連結される回転カム５と、
回転カム５の回転動作により施解錠回転位置に対応した施解錠位置に駆動されるデッドボルト６とを有し、
前記モータ１から回転カム５に至るまでの駆動経路を逆駆動可能に形成するとともに、
出力ギア２と中継ギア４との間には、出力ギア２の動作角に相当する遊び角が設けられ、
かつ、出力ギア２には、減速ギア列３の抵抗力に抗して該出力ギア２を施解錠反転位置に回転駆動する付勢力が付与される電気錠
【選択図】図６

Description

本発明は、電気錠に関するものである。

モータを使用してデッドボルトを施解錠動作させる電気錠としては、特許文献１に記載のものが知られている。この従来例において、モータの回転動力は、歯車伝達手段、駆動アームを介してダルマに伝達され、ダルマの回転に伴ってデッドボルトが施解錠駆動される。

歯車伝達手段による動力伝達は、歯車伝達手段の最終段に配置される駆動歯車側からの入力によるモータ軸の回転操作が不可能な不可逆伝達であり、駆動歯車と駆動アームとの間には、駆動歯車の施解錠回転位置間の操作角だけ遊び角が設定される。

駆動歯車によりダルマを施解錠いずれかの回転位置に駆動した状態で駆動歯車は反転位置に駆動されて駆動歯車と駆動アームとの間には遊び角に相当する遊びが形成され、この遊びを利用したサムターンを経由したダルマへの手動による回転操作が可能になる。

また、駆動歯車には、所定のトルクが負荷された際に動力伝達を切断するクラッチ機構が組み込まれており、電気系統の故障等のためにモータが停止し、前記遊びが発生しない位置で駆動歯車が停止した際でも、ダルマからの強制回転が可能とされる。

特開２００６-１３８０７２号公報

しかし、上述した従来例において、クラッチ機構は部品精度等を要するために、製造コストが高くなり、かつ、操作性も悪いという欠点がある。すなわち、クラッチ機構の切断時トルク設定が過少の場合には正常時の動力切断状態が発生するのに対し、過大である場合には、故障時の手動操作に多大な操作力が必要となる。

本発明は、以上の欠点を解消すべくなされたものであって、簡単な構造で、かつ、操作性も良好な電気錠の提供を目的とする。

電気錠は、モータ１の回転力を減速して出力ギア２に伝達する減速ギア列３と、
出力ギア２により施解錠回転位置間で回転駆動される中継ギア４と、
中継ギア４により施解錠回転位置間で回転駆動されるとともに、適宜の手動回転操作手段に連結される回転カム５と、
回転カム５の回転動作により施解錠回転位置に対応した施解錠位置に駆動されるデッドボルト６とを有して構成される。

モータ１から回転カム５に至るまでの駆動経路は、逆駆動可能、すなわち、回転カム５への入力によってモータ１の駆動軸を回転させることができるように形成されており、電気系統の故障、停電等によってモータ１が動作中に停止した場合であっても、室内側に配置されるサムターン、あるいは室外側に配置される非常用シリンダ錠等の手動回転操作手段を使用したデッドボルト６の操作を可能にする。

前記出力ギア２には、減速ギア列３の抵抗力に抗して出力ギア２を施解錠反転位置に回転駆動する付勢力が付与されており、モータ１を動力としてデッドボルト６を駆動して出力ギア２が施解錠いずれか一方の回転位置に達した後、モータ１の運転を停止すると、出力ギア２は、付勢力によってモータ１を逆方向に回転させながら駆動前回転位置に移動する。

出力ギア２と中継ギア４との間には、出力ギア２の動作角に相当する遊び角が設けられ、出力ギア２は中継ギア４を作動させることなく、すなわち、デッドボルト６の施解錠状態に影響を与えることなく逆方向に回転することができる。

モータ１の駆動による施解錠動作が終了した状態で出力ギア２が逆方向に回転することにより、中継ギア４と出力ギア２間、すなわち、回転カム５と出力ギア２との間には、出力ギア２に干渉することなく回転カム５を回転させることのできるスペースが形成されるために、サムターン等を使用した施解錠操作の操作力を小さくすることが可能になる。また、出力ギア２の反対位置への復帰はトーションスプリング１３の付勢力により行われ、モータ１の逆駆動によらないために、モータ１の逆駆動タイミングを検出するためのスイッチが不要になる上に、施解錠動作一ターン当たりの所要時間が少なくなり、システムの応答時間が短くなる。

減速ギア列３には種々の歯車列が使用できるが、モータ１の動力を、ウオームギアを介して取り出すように構成すると、減速比を大きくすることが可能になる。ウオームギアは、モータ１の駆動軸に固定されるウオームと、ウオーム７に噛合するウオームホイール８とから構成され、出力ギア２からのモータ１の回転を可能にするために、非セルフロックウオームギアが使用される。

セルフロックのウオームギアは、例えば、コースティングギアを使用することが可能であり、一般的には、多条のウオームのねじり角を摩擦角に比して大きくすることが可逆性の条件とされる。

本発明によれば、複雑なクラッチ機構等を使用することがないために、構造を簡単にすることができる上に、操作性も良好にすることができる。

本発明の電気錠を示す図である。解錠状態を示す図で、（ａ）は図１に対応する図、（ｂ）は中継ギアを取り除いた要部を示す図である。電気錠の分解斜視図である。出力ギアを示す図で、（ａ）は裏面図、（ｂ）は縦断面図、（ｃ）は正面図である。中継ギアを示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は縦断面図、（ｃ）は裏面図である。中継ギア４を示す図で、（ａ）は図２の６Ａ線断面図、（ｂ）は図６（ａ）の６Ｂ-６Ｂ線断面図、（ｃ）は図６（ａ）の６Ｃ-６Ｃ線断面図、（ｄ）は図６（ａ）の６Ｄ方向矢視図である。中継ギアの動作を示す図で、（ａ）は施錠状態まで回転駆動された状態を示す図６（ｃ）に対応する図、（ｂ）は施錠状態における図６（ｄ）に対応する図、（ｃ）は出力ギアのみが初期回転位置に復帰した状態を示す図である。

図１に示すように、電気錠は、錠ケース１０内に収容されるデッドボルト６と、デッドボルト６を駆動するための回転カム５とを有する。

デッドボルト６は、図１に示す一端が錠ケース１０から突出する施錠位置と、図２に示す解錠位置との間をスライド移動自在であり、回転カム５の駆動アーム５ａにより駆動される。回転カム５は、後述する駆動機構によって図１に示す施錠回転位置と、図２に示す解錠回転位置との間で駆動されるとともに、付勢手段１４により施解錠いずれかの回転位置に向けて付勢される。

回転カム５が解錠回転位置方向（図１における時計回り）に回転すると、駆動アーム５ａがデッドボルト６の下縁に突出された解錠用突部６ａを図１において右側に押しやり、デッドボルト６を解錠位置に移動させ、図２（ａ）に示す解錠位置から回転カム５が施錠駆動されて反時計回りに回転すると、駆動アーム５ａはデッドボルト６の施錠用突部５ｂを図２（ａ）において左側に押しやってデッドボルト６を施錠位置に移動させる。

また、回転カム５には手動回転操作手段により手動回転させるための操作孔５ｃが設けられる。図１、２は手動回転操作手段として、ドアの室内側壁面に装着されるサムターン装置が配置される場合を示すもので、サムターン装置への回転操作は、回転カム５の操作孔５ｃに空転不能に挿入されるサムターン軸１５を介して回転カム５に伝達される。

上記回転カム５を室外側の操作により駆動するために、錠ケース１０内には、モータ１、減速ギア列３、中継ギア４、およびラック・アンド・ピニオン伝達機構９が配置される。モータ１は、図外のコントローラからの制御により回転駆動され、施解錠制御に対応して回転方向が決定される。また、錠ケース１０には施解錠検出スイッチ１６ａ、１６ｂが配置されており、モータ１が図１の状態から解錠駆動されている際に解錠検出スイッチ１６ｂが解錠状態を検出すると回転が停止され、施錠駆動されている際には、施錠検出スイッチ１６ａの状態遷移によりモータ１の駆動が停止される。

減速ギア列３は、上記モータ１の駆動軸に固定されるウオーム７、およびウオーム７に噛合するウオームホイール８と、最終段に配置される出力ギア２との間に複数の中間ギア３ａを配置して構成される。ウオーム７とウオームホイール８とはウオームホイール８側からの入力によりウオーム７を回転させることのできる、所謂非セルフロックウオームギアとして構成されており、ウオーム７は、ねじり角が摩擦角より大きな複数条のねじを有して小径に形成される。

中間ギア３ａには、ウオームホイール８から出力ギア２側に行くに従ってギア比が大きくなる歯車が使用され、モータ１の回転動力は減速されながら増力されて出力ギア２に伝達される。

上記出力ギア２は、図３、４に示すように、回転軸１２から適宜間隔離れた位置から裏面方向に突出するバネ受け突部２ａを備えるとともに、表面部に駆動突部２ｂを備え、回転軸１２を錠ケース１０に立設される軸筒部１１に挿入させて回転自在に支持される。また、軸筒部１１の外周壁面には、図３、６に示すように、バネ受け突部１１ａが突設されており、軸筒部１１、および出力ギア２の双方のバネ受け突部２ａ、１１ａに両端の脚部１３ａを係止させてトーションスプリング１３が巻装される。

以上のように形成される出力ギア２の回転軸１２は表面方向に延長され、該回転軸１２に軸孔４ｃを挿通させることにより中継ギア４が出力ギア２の上部に空転自在に積層される。中継ギア４は、図５に示すように、周壁にカム１７を有するとともに、裏面部に駆動突部４ｂを備える。図６（ｄ）に示すように、カム１７は、所定の角度だけ回転した際に上述した施解錠検出スイッチ１６ａ、１６ｂを作動させることによりモータ１の回転停止タイミングを制御し、結果、中継ギア４の回転動作角（θ）を決定する。

中継ギア４の駆動突部４ｂは、図６（ｃ）に示すように、一方の端部が出力ギア２の駆動突部２ｂの一端に当接した状態で、他端間に中継ギア４の回転動作角（θ）に相当する遊び（θ’）が確保されるように形成される。

一方、ラックアンドピニオン機構は、図１、２に示すように、上記中継ギア４、および回転カム５に形成されるピニオン４ｄ、５ｄと、これらピニオン４ｄ、５ｄに噛合するラック１８を両端に固定したスライダ１９とから構成され、中継ギア４、回転カム５間の動力伝達を実現する。

したがってこの実施の形態において、図２、６に示す解錠状態において、解錠検出スイッチ１６ｂが”ＯＮ”、施錠検出スイッチ１６ａが”ＯＦＦ”状態となっており、この状態からモータ１を施錠方向に回転駆動すると、減速ギア列３の最終段に位置する出力ギア２は、図６（ｂ）、（ｃ）において反時計回りに回転する。

図６（ｃ）に示すように、中継ギア４は出力ギア２の施錠方向回転、すなわち反時計回りの回転に追随可能であり、出力ギア２の回転に伴う中継ギア４の反時計回りの回転によって解錠検出スイッチは”ＯＦＦ”に遷移する。中継ギア４がさらに回転して回転動作角（θ）に達すると、図７（ｂ）に示すように、施錠検出スイッチが”ＯＮ”となり、モータ１の駆動が停止される。

また、中継ギア４の回転はラックアンドピニオン機構を介して回転カム５に伝達され、回転カム５の施錠回転位置への移動によりデッドボルト６は図１に示すように施錠位置に移動する。

一方、出力ギア２の施錠回転位置方向への回転によって図７（ａ）に示すように、トーションスプリング１３に撓みが発生し、出力ギア２には解錠回転位置方向への付勢力が発生する。上述したように出力ギア２の施錠回転位置への到達に伴って中継ギア４が施錠回転位置まで回転すると、モータ１の駆動が停止され、正方向の駆動力が消失し、さらに、減速ギア列３は逆駆動可能に形成されているために、出力ギア２はトーションスプリング１３の付勢力によって解錠回転位置まで復帰する。

このとき、出力ギア２と中継ギア４の駆動突部２ｂ、４ｂとの間には、図７（ａ）に示すように、出力ギア２の解錠回転位置方向（時計回り回転）に遊び（θ’）があるために、出力ギア２の回転に中継ギア４は追随することなく、施錠回転位置にとどまり、結果、デッドボルト６は施錠状態を維持する（図７（ｃ）参照）。

以上のようにしてモータ１による施錠操作が完了した状態において、中継ギア４は、出力ギア２に干渉することなく解錠動作方向（図７（ｃ）における時計回り方向）に回転することができる。このため、サムターン装置を使用して解錠操作を行う場合、出力ギア２、減速ギア列３からの抵抗は発生せず、小さな操作力で解錠操作を行うことができる。

さらに、モータ１の駆動途中で停電等が発生した場合であっても、回転カム５側からのモータ１の回転操作が可能であるために、サムターン装置、あるいは必要に応じて室外側に設けられるキーシリンダ等を使用して初期状態に強制復帰させることができる。

以上、施錠動作を例にとって動作を説明したが、施錠状態から解錠状態への移行においても、モータ１の回転、出力ギア２の回転、中継ギア４の回転、デッドボルト６の並進動作、モータ１の停止、出力ギア２の復帰の各工程を経て解錠状態に到達する。

１モータ
２出力ギア
２ａバネ受け突部
２ｂ駆動突部
３減速ギア列
４中継ギア
４ｂ駆動突部
５回転カム
６デッドボルト
７ウオーム
８ウオームホイール
９ラック・アンド・ピニオン伝達機構
１０錠ケース
１１軸筒部
１１ａバネ受け突部
１２回転軸
１３トーションスプリング

Claims

モータの回転力を減速して出力ギアに伝達する減速ギア列と、
出力ギアにより施解錠回転位置間で回転駆動される中継ギアと、
中継ギアにより施解錠回転位置間で回転駆動されるとともに、適宜の手動回転操作手段に連結される回転カムと、
回転カムの回転動作により施解錠回転位置に対応した施解錠位置に駆動されるデッドボルトとを有し、
前記モータから回転カムに至るまでの駆動経路を逆駆動可能に形成するとともに、
出力ギアと中継ギアとの間には、出力ギアの動作角に相当する遊び角が設けられ、
かつ、出力ギアには、減速ギア列の抵抗力に抗して該出力ギアを施解錠反転位置に回転駆動する付勢力が付与される電気錠。
前記減速ギア列は、
モータの回転軸に固定されるウオームと、ウオームホイールとからなる非セルフロックウオームギアを含む請求項１記載の電気錠。
前記中継ギアと回転カムとがラック・アンド・ピニオン伝達機構により連結される請求項１または２記載の電気錠。
前記出力ギアは、錠ケースに設けられた軸筒部に回転軸を挿入させて軸支されるとともに、
軸筒部周りには、該軸筒部の側壁と、出力ギアに突設されたバネ受け突部に両端を係止させてトーションスプリングが巻装されて前記付勢力を付与する請求項１、２または３記載の電気錠。
前記中継ギアは、前記出力ギアの上面に該出力ギアと同軸周りに回転自在に積層されるとともに、
中継ギアと出力ギアには、前記遊び角を保持して出力ギアの回転を中継ギアに伝達する駆動突部が各々設けられる請求項４記載の電気錠。