JP2017075467A - 電子式シリンダー錠 - Google Patents

Abstract

【課題】既存のドア錠に取付け可能で、かつ電子信号により簡単に施解錠できる電子式シリンダー錠を提供する。
【解決手段】本体は、回転自在にサムターンリング５０を有し、このサムターンリング５０の回転を、テールギア６７に伝達若しくは非伝達する回転断続機構がある。この機構は、モーター４０と、前記モーター４０により前記テールギア６７に移動可能なコネクティングギア２６を含む。前記モーター４０は、制御回路１２３により制御される。前記モーター４０の駆動により、前記コネクティングギア２６を前記テールギア６７に係合する位置に移動させ、前記サムターンリング５０の回転を前記テールギア６７に伝達する。
【選択図】図３

Description

本発明は、電子式シリンダー錠に関し、更に詳しくは、ドア錠に組み合わされて使用される電子式シリンダー錠に関するものである。

従来から、扉の内部に設置され、ハンドルで操作されるラッチと、室内側に設けられたサムターン及び室外側から挿入される鍵で操作されるデッドボルトを有するドア錠が広く一般に使用されている。

しかし、このようなドア錠は、前面に鍵穴が設けられたシリンダー錠が常に外部に露出した状態になっているので、鍵穴をいたずらされたり、鍵穴に土砂等が詰って使用不可能になるおそれや、ピッキングによる被害にあう可能性がある。

そのため、シリンダー錠を使用せずに、シリンダー錠と交換可能な他の錠装置を使用したものが提案されている（例えば特許文献１参照）。特許文献１には、扉に固定される外ケ−ス内に回転可能に内ケ−スが設けられ、内ケ−ス内に、キーカードの挿入により移動可能になる作動体を有するカ−ド式錠本体が装着され、カ−ド式錠本体にキ−カ−ドが差し込まれた際に内ケ−スが回転可能となるようにし、内ケ−スを施錠位置及び解錠位置へ回転移動させることで、内ケ−スに連結したデッドボルト等の掛金を施錠、解錠するようにしたカード式錠装置が記載されている。このような装置は、キーカードにより簡易に操作できるものとし好評を得ているが、キーカードを押し込む際の力を利用して操作するので、挿入するごとに衝撃が与えられ、キーカードが損傷し易いことがある。

非接触通信で施解錠できるようにしたものも提案されている（例えば特許文献２、３参照）。特許文献２には、ハンドルに連結され電気的に作動する施解錠装置を備え、施解錠装置を動作させるための乾電池を収納する電池ケースを外カバーの下端に形成し、無線通信の結果に基づいてデッドボルトとハンドルの接続および切り離しを行う非接触型の錠制御装置が記載され、解錠状態でハンドルの操作によりラッチボルトとデッドボルトを没入できるよう構成されている。しかし、この錠制御装置は、装置全体を従来のものと全く別の構成にしなければならないので、既存のドア錠に組み合わせて使用することができない。

特許文献３には、遠隔操作型の電子ロック保安システム組立体を備えるシリンドリカルロックが記載されているが、この装置も、既存のドア錠に簡単に取付けられない。

なお、扉の室内側に設けたサムターンを覆うように装置を取付け、スマートフォンにより操作信号を送受信して施解錠するようにしたものも知られている。しかし、このような装置は、モーターを駆動させてサムターンを直接回動し解錠するものであるから、大きなモーターが必要になる。また、電池やそれを収納するための電池ケースも大きくなり、ハンドルとサムターンの位置関係や、扉の周囲に設けられる框との位置関係によっては設置できない場合がある。

特許３９０６４０７号公報（段落０００８、図１） 特開平１１−１３１８７９号公報（段落００１３〜００１６、図５、図６） 特表平１０−５０７５０３号公報（図１、図２、図１４〜図１８）

本発明の解決課題は、多種多様な扉に設置された既存のドア錠に取付け可能で、かつ適正な電子情報等の受信により、簡単に施解錠できる電子式シリンダー錠を提供することである。

本発明によれば、筒状の本体の外周に回転自在に設けられたサムターンリングと、前記本体内に設けられ前記サムターンリングの回転をデッドボルト等の掛金に連動可能なテールギアに伝達若しくは非伝達する回転断続機構を有し、前記回転断続機構は、モーターと、前記モーターにより前記テールギアと係合位置若しくは非係合位置に移動可能なコネクティングギアと、適正な情報を受信したとき前記モーターを操作する制御回路と、前記制御回路を駆動させるバッテリーを含み、前記モーターの駆動により、前記コネクティングギアを前記テールギアとの係合位置に移動させ、前記サムターンリングの回転を前記テールギアに伝達し、テールギアの回転により前記掛金を操作するようにしたことを特徴とする電子式シリンダー錠が提供される。

また、本発明によれば、前記本体は扉に固定されるハウジングに着脱可能に連結され、前記ハウジングには、上記テールギアが回転自在に設けられていることを特徴とする電子式シリンダー錠が提供される。

本発明は、上記構成により、既存のドア錠に備えられている従来のシリンダー錠に取替えて簡単に使用することでき、ハンドルの位置やシリンダー錠の位置、かまち幅その他の態様の異なる様々な扉であっても、支障なく組み込むことができる。

また、本発明は、上記構成により、本体を既存のドアに設けられているシリンダー錠設置用孔と略同じにすることにより容易に交換して取付けることができる。

また、本体をハウジングに組み込むと、コネクティングギアとテールギアを連結させることができ、サムターンリングの回転を、テールギアに伝達して手動で回動するように構成しているので、モーターはコネクティングギアを移動させるために使用され、動力の小さいモーターやバッテリーで済ませることができ、構成が簡単でどのような場所にも容易に取付けることができる。

本発明の一実施例を示す使用状態の斜視図である。 図１に示す実施例の分解斜視図である。 回転断続機構の一実施例を示し、スプリングホルダーを省略した説明図である。 スクリューシャフトとスプリングホルダーと回り止めワッシャーの関係を示す説明図である。 コネクティングギアがテールギアにかみ合う位置に移動した状態の断面図である。 コネクティングギアがテールギアにかみ合っていない位置に移動した状態の断面図である。 コネクティングギアの歯先がテールギアに当っている状態の一部の拡大断面図である。 本体とサムターンリングを示す斜視図である。 ハウジングを示す斜視図である。 サムターンリングと連結ギアとバッテリー収納部の位置を示す説明図である。 モーターギア及びスクリューリングとバッテリー収納部の位置を示す説明図である。

図１、図２を参照し、本発明の電子式シリンダー錠１は、図に示すように、扉９０に取付けたドア錠９１に組み合わせて使用されるものである。ドア錠９１は、公知のようにハンドル９６で操作されるラッチ９２、室内側に設けたサムターン９７（図２）に連絡するデッドボルト９３を有している。電子式シリンダー錠１は、サムターン９７に対向する扉９０の室外側に、デッドボルト９３に連絡して設けられる。なお、本願明細書及び特許請求の範囲において、扉９０の室外方向を「前方」、「前部」とし、室内方向を「後方」、「後部」とする。

電子式シリンダー錠１は、筒状の本体１０を有し、この本体１０の外周には、図３に示すように、内歯車５１を設けたサムターンリング５０が、回動可能に組み込まれている。本体１０内には、前端にサムターンリング５０と係合する連結ギア３１を有し、後方の軸部にテールギア６７にかみ合い可能なコネクティングギア２６を軸方向に移動可能かつ回転不能に挿入した連結軸３０が回転可能に設けられている。なお、上記コネクティングギア２６を回り止め状態で軸方向に移動可能に保持するため、連結軸３０の一部は、円柱状の側面に平面部３２を設けて異形断面に形成してあるが、コネクティングギア２６が挿入される部分を角軸に形成してもよい。連結軸３０の前端は本体１０に枢支され、後端はハウジング６０に枢支されている。

上記本体１０の後方側の一部は、上記テールギア６７を回転可能に収納したハウジング６０に挿入されている。このハウジング６０は、後記するように扉９０に固定され、その外周の中間部には、扉面との隙間を調整するよう化粧リング７０がねじ嵌めされている。

上記サムターンリング５０は、図３に示すように、円筒状であり、上記本体１０の外周を覆い隠し、上記ハウジング６０の一部を覆うことができる程度の長さに形成されている。サムターンリング５０の内面には、図５に示すように、半径方向に向かって内方に伸びる前方突起５２が形成され、前方に位置する本体１０に当接することによりサムターンリング５０を抜け止めしている。上記内歯車５１は、前方突起５２より後方の内面に形成されている。内歯車５１の後方に形成した段部５３と上記本体１０に設けた本体収納部１１の突起１１４の間にはリングワッシャ５４が嵌着されており、これにより、サムターンリング５０を安定して回動させることができる。上記本体１０の外径は、サムターンリング５０を違和感なく使用できるようシリンダー錠設置用孔９５や従来のシリンダー錠と略同径にすることが好ましく、具他的には、４４ｍｍに形成してあるが、所望の直径や外径に形成することができる。

上記コネクティングギア２６は、テールギア６７に係合する位置若しくは非係合する位置に回転断続機構で移動される。この回転断続機構としては、適宜のクラッチ機構等を用いて種々の構成にすることができるが、図に示す実施例では、モーター等のアクチュエーターを利用した機構を用いている。すなわち、実施例においては、モーターギア４１を有するモーター４０と、モーターギア４１により回転されるギア付きスクリューリング２１と、ギア付きスクリューリング２１により軸方向に移動されるスクリューシャフト２２と、スクリューシャフト２２により軸方向に移動され上記コネクティングギア２６が止め輪２６１を介して回転可能に支持されるスプリングホルダー２４を含んでいる。これらギア付きスクリューリング２１、スクリューシャフト２２、スプリングホルダー２４、コネクティングギア２６は、上記連結軸３０が自由に回転できるよう筒状に形成されている。また、上記モーター４０を正転、逆転させるよう制御回路１２３及びバッテリー８０が設けられている。

この制御回路１２３は、適正な信号を受信したときモーター４０を操作するよう構成されている。この信号としては、ＩＣカード、スマートフォン等の電子情報媒体に記録された認証コード等の電子情報や、指紋、虹彩、声紋、網膜、静脈、遺伝子、顔輪郭など、使用者のバイオメトリクス情報による個人認識情報、テンキーによる入力情報等から適宜選択することができる。受信方法としては、無線による非接触通信や有線回線を適宜選択できる。図に示す実施例では、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）通信を用いているが、ＮＦＣ（Ｎｅａｒ Ｆｉｅｌｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）通信、その他の無線通信や赤外線通信等の非接触通信により操作することもできる。

バッテリー８０は、モーター４０を駆動できるものであればよく、例えば、ＣＲ−１２３Ａのような筒状の電池を好適に用いることができる。この電池は、本体１０の長手方向に沿って設けられたバッテリー収納部１１２に収納されている（図１１参照）。

ギア付きスクリューリング２１は、内面に雌螺子部２１１を形成し、外周に、上記モーターギア４１に係合する歯車部２１２が形成されている（図５参照）。図３に示すギア付きスクリューリング２１は、雌螺子部２１１と歯車部２１２を円筒状に一体に成形しているが、別体に作ってから組合せて固定してもよい。

上記スクリューシャフト２２は、ギア付きスクリューリング２１の雌螺子部２１１にねじ係合する雄螺子部２２１を先端外周に有し、後端がスプリングホルダー２４内に挿入され、後端には、図５に示すように、止め輪２７を嵌めるための嵌め溝２２３（図４）が形成されている。

図４を参照し、上記スクリューシャフト２２の外周には、後端側から回り止めワッシャー２３が挿入され、この回り止めワッシャー２３はスクリューシャフト２２の中間に設けたフランジ２２４に当る位置まで挿入される。回り止めワッシャー２３は、内方突出部２３１を有し、スクリューシャフト２２には、この内方突出部２３１に係合する長い溝２２２が設けられている。上記回り止めワッシャー２３に設けた外方突出部２３２は、スプリングホルダー２４に設けた長溝２４２に回り止め状態でかつ軸方向に移動可能に挿入されている。このスプリングホルダー２４には、本体１０に設けた回り止め突起（図示略）に係合する外方溝２４１が設けられ回転不能状態で軸方向に移動可能に支持されているので、上記スクリューシャフト２２も回転不能に支持されることになる。スプリングホルダー２４に設けた上記長溝２４２は、軸方向に延びているので、上記回り止めワッシャー２３を有するスクリューシャフト２２とスプリングホルダー２４が相対的に軸方向に移動することを許容する所定の長さを有している。

スクリューシャフト２２は、ギア付きスクリューリング２１が回動すると、雄螺子部２２１と雌螺子部２１１のねじ係合により前方に移動したり、後方に移動したりする（図５、図６参照）。

また、上記スプリングホルダー２４の内周面の前方には、上記フランジ２２４に当って上記スクリューシャフト２２を抜け止めするよう止め輪２８が嵌着され、上記回り止めワッシャー２３とスプリングホルダー２４の内面の中間部に設けた段部２４３の間には、スクリューシャフト２２とスプリングホルダー２４を逆方向に付勢するようカウンタースプリング２５が介装されている。上記カウンタースプリング２５は、止め輪２９を介してスプリングホルダー２４の段部２４３に支持され、上記スクリューシャフト２２の後端に設けた止め輪２７によりスクリューシャフト２２は抜け止めされている。

上記構成により、上記スクリューシャフト２２が後退すると、スプリングホルダー２４が後方に移動し、コネクティングギア２６も後方に移動して、係合位置に到達し、コネクティングギア２６は、テールギア６７にかみ合う（図５）。

この状態から、スクリューシャフト２２を逆回転させると、スプリングホルダー２４が前方に移動するから、上記コネクティングギア２６はテールギア６７から外れて非係合の位置に移動する。

また、図７に示すように、コネクティングギア２６が後方に移動する際、その歯先がテールギア６７の歯先に当接して移動が停止すると、スプリングホルダー２４の移動も停止する。スクリューシャフト２２は、上述のように移動しているから、スクリューシャフト２２のみが後退し、その結果、上記カウンタースプリング２５が圧縮される。このカウンタースプリング２５の圧縮力により上記コネクティングギア２６は、相対的に後方に付勢されることになるから、このような状態でサムターンリング５０を回転してコネクティングギア２６を微動させると、コネクティングギア２６とテールギア６７をかみ合わせることができる。

なお、コネクティングギア２６とテールギア６７が円滑に係合できるように、コネクティングギア２６の後端外周面に後端傾斜面２６２を形成し、テールギア６７の前端外周面に前端傾斜面６７１が形成してある。この後端傾斜面２６２と前端傾斜面６７１の角度は、適宜設けることができるが、好ましくは図７に示すように、約１５度程度で設けられている。

ギア付きスクリューリング２１とモーターギア４１は、ギアボックス１４内に収納して本体１０にセットされる。制御回路１２３とバッテリー８０の正極端子と当接するプラス端子１２２は、板状のメイン基板１２１に設置されている。

本体１０は、回転断続機構、モーター４０、バッテリー８０等を収納する本体収納部１１と、制御回路１２３を設けたメイン基板１２１を収納する基板収納部１２と、収納蓋部１３により構成されている。

収納蓋部１３は、円盤状であり、後面に設置されたＵＳＢ基板１３４に外部から接続可能にするため、後面から前面に貫通しているＵＳＢ接続端子表出用口１３１が形成されている。収納蓋部１３の外径は、サムターンリング５０の前方端部が収納蓋部１３の後面に当接するようにするため、サムターンリング５０の外径と略等しいか、僅かに大きくなっている。ＵＳＢ基板１３４は、制御回路１２３に繋がっている。

収納蓋部１３には、シリコンフロントラバー１３３が取付けられている（図５参照）。シリコンフロントラバー１３３は、ＵＳＢ接続端子表出用口１３１を覆う蓋部を有しているので、必要な時以外にＵＳＢ基板１３４が露出しないようにできる。また、本体１０に衝撃が与えられた際に、その衝撃を緩和できる。

ハウジング６０は、図９に示すように、前方に大径部６１と、後方に大径部６１より小径の小径部６５とを有し、大径部６１の後方端部には、上記化粧リング７０がねじ着されている。小径部６５の外径は、扉９０に設けられているシリンダー錠設置用孔９５に挿入できる外径に形成されている（図２参照）。小径部６５の側面には、ドア錠９１から差し込んだ固定ピン９４を挿入するための差込孔６５１が形成されている。差込孔６５１に固定ピン９４を挿入することにより、ハウジング６０はドア錠９１に固定される。

ハウジング６０の中には、本体１０の後方から中程までを収納する本体収納部６２と、連結孔６６が形成されている。連結孔６６の周囲の段部には、本体１０の後端に設けた固定用突起１１５を挿入する複数の移動制御用凹部６２２を形成してある。上記連結孔６６には、回転可能にかつ抜け止め状態にテールギア６７が嵌着され、テールギア６７に設けた略十字状の孔には、ドライバー６８が収納されている。ドライバー６８は、ハウジング６０をドア錠９１に固定した状態において、デッドボルト９３等の移動を制御する機構と係合する。

上記本体１０とハウジング６０は、着脱可能に連結されている。連結機構としては、適宜に構成することができるが、図に示す実施例では、連結機構として、本体１０に略扇状でスプリング（図示略）により突出方向に弾発されている着脱ストッパー１５を出没可能に設けてある。一方、ハウジング６０は、着脱ストッパー１５の円弧面側と係合する係合溝６２１を有している。上記着脱ストッパー１５と係合溝６２１の形状により、上記本体１０を回転すると、着脱ストッパー１５が係合溝６２１に嵌ったり、係合溝６２１から抜け出したりする。この係合溝６２１の底部に開口するよう取外し孔６１１を形成してあり、この孔から適宜ピンを差し込んで着脱ストッパー１５を没入させて本体１０とハウジング６０の係合を外すことができる。上記係合溝６２１と着脱ストッパー１５は、上記固定用突起１１５を移動制御用凹部６２２から脱出させることができる程度の幅だけ、本体１０を前方に移動できるよう適宜の遊びを有して係合している。取外し孔６１１は、サムターンリング５０を持って本体１０を引き出したとき、視認できる位置に設けられている。

本体１０とハウジング６０は着脱可能に連結しているので、バッテリー８０の交換の際に、本体１０を前方に移動させて、取外し孔６１１を露出し、取外し孔６１１にピンを挿入しつつ本体１０を回動すれば、本体１０はハウジング６０から分離するから、簡単に交換することができる。

本発明の電子式シリンダー錠１の使用状態について説明する。スマートフォン等のＢｌｕｅｔｏｏｔｈ通信機器からの電子情報を、制御回路１２３が識別情報を受信すると、モーター４０が回転し、ギア付きスクリューリング２１を介してスクリューシャフト２２が回転する。この回転により、コネクティングギア２６は、テールギア６７との係合位置に移動する。そして、サムターンリング５０が回動することにより、連結軸３０、コネクティングギア２６を介しテールギア６７に回転を伝達することが可能になる。

そして、手動でサムターンリング５０を回転すれば、テールギア６７を回転し、ドライバー６８を介し、解錠することができる。また、逆方向に回転すれば、施錠することができる。

モーター４０の駆動は、所定時間経過後、コネクティングギア２６を非係合位置に移動に回転して停止するよう制御されているから、その後はサムターンリング５０を回転してもテールギア６７を回転させることができなくなり、外側からの解錠は不可能になる。また普段は、コネクティングギア２６とテールギア６７がかみ合った状態になっていないので、仮に電子式シリンダー錠１が破壊された場合でも、部屋の内側からサムターン９７を回して解錠して出ることができる。

なお、収納蓋部１３に開口を設け、メイン基板１２１に、施解錠状態を報知するためのＬＥＤを設けて動作等を確認できるようにしていてもよいし、ハウジング６０を固定ピン９４による方法以外に既存のドア錠に対応すうよう適宜のボルト等を用いてドア錠９１に着脱可能に固定してもよい。

１：電子式シリンダー錠
１０：本体
２１：ギア付きスクリューリング
２２：スクリューシャフト
２４：スプリングホルダー
２５：カウンタースプリング
２６：コネクティングギア
３１：連結ギア
４０：モーター
４１：モーターギア
５０：サムターンリング
６７：テールギア
６８：ドライバー
８０：バッテリー

Claims (7)

1. 筒状の本体の外周に回転自在に設けられたサムターンリングと、
   前記本体内に設けられ前記サムターンリングの回転をデッドボルト等の掛金に連動可能なテールギアに伝達若しくは非伝達する回転断続機構を有し、
   前記回転断続機構は、モーターと、
   前記モーターにより前記テールギアと係合位置若しくは非係合位置に移動可能なコネクティングギアと、
   適正な情報を受信したとき前記モーターを操作する制御回路と、
   前記制御回路を駆動させるバッテリーを含み、
   前記モーターの駆動により、前記コネクティングギアを前記テールギアとの係合位置に移動させ、前記サムターンリングの回転を前記テールギアに伝達し、テールギアの回転により前記掛金を操作するようにしたことを特徴とする電子式シリンダー錠。
2. 前記本体は扉に固定されるハウジングに着脱可能に連結され、前記ハウジングには、前記テールギアが回転自在に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電子式シリンダー錠。
3. 前記テールギアの前端周面には、前端傾斜面が設けられていることを特徴とすることを特徴とする請求項２に記載の電子式シリンダー錠。
4. 前記バッテリーは、前記本体の長手方向に沿って収納されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電子式シリンダー錠。
5. 前記サムターンリングは、内歯車を有し、前記コネクティングギアは前記内歯車に係合する連結ギアを設けた連結軸に回転不能でかつ軸方向に移動可能に設けられ、前記コネクティングギアは、前記モーターに取付けたモーターギアにより回転されるギア付きスクリューリングと、前記ギア付きスクリューリングにねじ係合するスクリューシャフトにより移動可能であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の電子式シリンダー錠。
6. 前記スクリューシャフトは、スプリングホルダーに嵌挿され、前記テールギアは、スプリングホルダーの後端に回転自在に連結され、前記スプリングホルダーとスクリューシャフトの周りには、コネクティングギアがテールギアに当って移動が停止したとき、スクリューシャフトの移動により圧縮され前記コネクティングギアを係合位置に付勢するようカウンタースプリングが設けられている請求項５に記載の電子式シリンダー錠。
7. 前記コネクティングギアの後端周面には、後端傾斜面が設けられていることを特徴とすることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の電子式シリンダー錠。

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