JP2020023859A

JP2020023859A - 電気錠

Info

Publication number: JP2020023859A
Application number: JP2018155826A
Authority: JP
Inventors: 竜太津惠; Ryuta Tsue
Original assignee: K G S KK
Current assignee: K G S KK
Priority date: 2018-08-06
Filing date: 2018-08-06
Publication date: 2020-02-13
Anticipated expiration: 2038-08-06
Also published as: JP6636583B1

Abstract

【課題】小型でありながら、解錠方向に大きな負荷がある状態でも、微小な電力で解錠可能であり、連続通電での使用で高温にならない電気錠を提供する。【解決手段】扉側に取付けられた受座が押し込まれることで軸を中心として回転可能であって、施錠状態において受座と係合するフックと、前記フックが受座を押し出す方向に動作するように係合するねじりコイルばねと、前記フックの回転に応じて軸を中心として回転するレバーと、前記レバーの回転に応じて後退するプランジャと、前記プランジャを進出させるように作用する圧縮コイルばねと、ソレノイド本体に対して進退可能な前記プランジャを有する、かつ、永久磁石を内蔵した自己保持型ソレノイドを備える電気錠である。【選択図】図２

Description

本発明は電気錠に関する。

従来、たとえば、ロッカーや宅配ボックス等に使用し、ロッカーの扉を閉める動作により、フックとロッカーの扉に取付けられた受座とを係合させたときにはロッカーの扉が開かれるのを規制する施錠状態となる一方、ソレノイドに通電してプランジャを吸引動作させフックと受座の係合を解除させたときにはロッカーの扉が開かれるのを許容する解錠状態となる電気錠は公知である。（特許文献１）

同様の電気錠は非特許文献１に開示されており、そこでは定格電圧がＤＣ２４Ｖ、抵抗値が１５Ω、定格電流が１．６Ａ、ＯＮ時間が１ｓ、ＯＦＦ時間が１５ｓの間欠通電でのコイル温度上昇が１１５Ｋ以下となっている。このときの消費電力は３８．４Ｗである。

特開２０１７−２１０７５１号公報

「栃木屋総合カタログ６９」，株式会社栃木屋，２０１８年，ｐ．１−２６５

上述した電気錠では、たとえば、ロッカー等の収納スペースに物がたくさん無理矢理収納されて施錠された場合や、重量の大きいものが扉側に寄りかかった状態で施錠された場合は、その扉に取付けられた受座と係合するフックに、大きな力が解錠方向へ加わることによりレバーを介してフックと係合しているプランジャの動作の妨げとなる摩擦抵抗が大きくなるため、ソレノイドに大きな吸引力を発生させなければならず、それに伴う消費電力が大きくなっている。ソレノイドの電力消費量を増やさずに吸引力を増加させるには、コイル巻き数を増やさなければならないが、ソレノイドの嵩を増やすことになるので、ロッカーや宅配ボックス等へ取付けた場合、収納スペースを圧迫してしまう問題がある。

消費電力が大きいと、ソレノイドに連続通電される状態では、コイルの自己発熱で高温になってしまう。また、非特許文献１のものは、ＯＮ時間が１ｓ、ＯＦＦ時間が１５ｓの間欠通電でありながら、温度上昇が１１５Ｋであり、非常に高温になる問題がある。

また、電池での駆動の場合、消費電力が大きいと、電池が早く消耗されるので、電池交換の期間が短くなってしまい、交換回数が多くなり作業員の負担になる。本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、小型でありながら、解錠方向に大きな負荷がある状態でも、微小な電力で解錠可能であり、連続通電での使用で高温にならない電気錠を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、扉側に取付けられた受座が押し込まれることで軸を中心として回転可能であって、施錠状態において受座と係合するフックと、前記フックが受座を押し出す方向に動作するように係合するねじりコイルばねと、前記フックの回転に応じて軸を中心として回転するレバーと、前記レバーの回転に応じて後退するプランジャと、前記プランジャを進出させるように作用する圧縮コイルばねと、ソレノイド本体に対して進退可能な前記プランジャを有する、かつ、永久磁石を内蔵した自己保持型ソレノイドとを備える電気錠である。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記レバーに回転可能なローラーを係合し、施錠時に前記フックに接触子として係合することを特徴としている。

請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記レバーに突起、又は曲げ部を設け、施錠時に前記フックに接触子として係合することを特徴としている。

本発明に係る電気錠によれば、既存の技術よりも、小型でありながら、電気機械変換効率が、大幅に上昇し、例えばロッカーの扉に５０Ｎの負荷がある状態でも、２Ｗの電力で解錠することができる。また、小型にすることで、ロッカーの収納スペースを圧迫する問題を解決できる。

電力が小さいので、ソレノイドに連続通電される状態であっても、コイル温度上昇が７０Ｋ以下に抑えられる。

また、解錠のための消費電力は２Ｗであり、既存技術に比較して、１割以下となっている。これは、同じ容量の電池を使用したとき、その解錠可能回数（又は電池寿命）は、１０倍を上回り、解錠に要する電力消費が、きわめて小さいことを意味する。そのため、この微小電力で動作する電気錠では、電池での使用に際して、電池交換の期間が長くなるため、作業員の交換回数が少なくなり負担を軽減することができる。また、本発明の電気錠は、コンデンサーに蓄えられるエネルギーでも使用することが可能で、たとえば、ソーラーパネルで発電したエネルギーを、小型で容量の大きい電気二重層コンデンサーに蓄電して利用することで、ロッカーや宅配ボックス等の設置の際に電気工事を不要とすることができる。

本発明に係る電気錠の解錠状態時の内部を示す平面図本発明に係る電気錠の施錠状態時の内部を示す平面図本発明に係る電気錠の本体の斜視図電気錠の本体をロッカー本体に取付けた状態を示す斜視図本発明の実施の形態に係るレバーの斜視図レバーの変形例を示す斜視図レバーの変形例を示す斜視図本発明に係る電気錠のソレノイドの温度上昇特性を説明するための図

図１において本発明に係る電気錠の解錠状態時であり、フック２、レバー６、プランジャ１０、圧縮コイルばね１２、ソレノイド１３等を有して構成されている。

フック２は、図１に示すように、たとえばロッカー等の扉側に取付けられた受座係合部３ａが、施錠状態時に係合可能な第１係合部２ａと、施錠状態時にローラー９が係合する第２係合部２ｂと、施錠動作時にレバー６を回転させるために当たる突起２ｃとを有しており、ケース１９内にフック回転軸５を中心に回転可能で取り付けられている。また、フック２は、ねじりコイルばね４により、常時解錠方向に付勢されている。

レバー６は、手動で解錠可能状態にするためのレバー手動解錠部６ａと、プランジャ１０の溝に入るレバー係合部６ｂとを有しており、ローラー回転軸８を係合し、ケース１９内にレバー回転軸７を中心に回転可能で取り付けられている。ローラー回転軸８にはローラー９が回転可能な状態で取り付けられている。

プランジャ１０は、その軸心が、後述のソレノイド１３の軸心、すなわち、ソレノイド１３に内設されたコイル１６が巻回されるボビン１７の軸心と一致して、ソレノイド１３の先端開口部から進退可能に設けられており、また、プランジャ１０に止め輪１１が係合されている。

圧縮コイルばね１２は、プランジャ１０の外周に装着され、一端部がソレノイド１３の本体先端面に係止されると共に、他端部がプランジャ１０に係合している止め輪１１に係止されている。この圧縮コイルばね１２は、常時、プランジャ１０をソレノイド１３から進出させる方向に付勢されている。

ソレノイド１３は、ケース１９内に固定取付けされ、内蔵された永久磁石１４が発生する磁力によってプランジャ１０と固定鉄心１５が吸着しているとき、コイル１６に通電されることにより永久磁石１４が発生する磁力とは逆方向の磁力を発生し、プランジャ１０と固定鉄心１５が吸着する力を打消す。また、内蔵された永久磁石１４が発生する磁力によってプランジャ１０と固定鉄心１５が吸着しているときの力は、このときの圧縮コイルばね１２の力より大きい。

以下に上記した構成から成る電気錠１の作用について説明する。施錠の際には、たとえばロッカー等の扉側に取付けられた受座係合部３ａが、フック２に当り、解錠位置から施錠位置の方向に回転する。それにより、突起２ｃがレバー６に当たり、レバー６が回転し、レバー６と係合するプランジャ１０をソレノイド１３に後退させ、プランジャ１０と固定鉄心１５が吸着すると同時に、フック第２係合部２ｂとローラー９が係合される。それにより、受座係合部３ａとフック第１係合部２ａが施錠状態で保持される。

解錠の際には、ソレノイド１３のコイル１６に通電されることで、プランジャ１０と固定鉄心１５が吸着する力を打ち消され、圧縮コイルばね１２の力によって、プランジャ１０を進出させることにより、プランジャ１０に係合するレバー６が回転し、フック第２係合部２ｂとローラー９の係合状態を解除する。それにより、フック２は、ねじりコイルばね４により、施錠位置から解錠位置の方向に回転することで、受座係合部３ａとの係合状態を解除することができる。

手動動作による解錠の際には、プランジャ１０と固定鉄心１５の吸着状態を、レバー手動解錠部６ａを施錠位置から解錠位置の方向に回転することで解除し、それと同時に、フック第２係合部２ｂとローラー９の係合状態を解除することで、解錠することができる。

この電気錠１では、永久磁石１４が発生する磁力によってプランジャ１０と固定鉄心１５が吸着しているときの力を打消すだけの消費電力で解錠可能であり、圧縮コイルばね１２の力が、ソレノイド１３に内蔵された永久磁石１４が発生する磁力よってプランジャ１０と固定鉄心１５が吸着しているときの力より小さければ成立する。

このときの消費電力は２Ｗであり、同じ消費電力でかつ同じ嵩のソレノイドでプランジャを吸引動作させるより、大きな力で解錠に作用することができる。

また、図２に示すように、この電気錠１では、マイクロスイッチ１８が、ケース１９内に固定取付けされ、レバー６が解錠位置から施錠位置の方向に回転した際に、マイクロスイッチ１８の検出片１８ａを押すので、電気錠１が施錠状態であることを、制御回路側に信号を与えることができる。

カバー２０は、たとえば、金属材料で形成してあって、図３に示すように、ケース１９とネジで係合され、また、３箇所のネジ穴２２を有しており、たとえば、ロッカーの内壁に取付けることができる。

電気錠１は、たとえば、図４に示すように、ロッカー本体２３に対して扉２４が、図４中に双頭矢印Ａで示す前後方向へ移動するによって、ロッカーの開口を開閉可能なロッカーに使用するものである。ロッカー本体２４に電気錠１を取付け、また、扉２４に受座３を取付けることで、扉２４が閉まるときに施錠を可能にする。

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、実施段階では、その要旨を変更しない範囲で種々変形することが可能である。たとえば、上述した実施形態では、図５に示すように、レバー６には、ローラー回転軸８を係合し、ローラー回転軸８にはローラー９が回転可能な状態で取り付けられているが、図６に示すように、レバー６にレバー突起部６ｃを設けた形態では、ローラー回転軸８とローラー９を省略することができる。その分、組立工数を少なくでき、作業が簡単になるとともに、部品点数の減少により価格的にも安価にできる。また、図７に示すように、レバー６にレバー曲げ部６ｄを設けた形態でも、同様、ローラー回転軸８とローラー９を省略することができる。

ちなみに、本発明の電気錠を実験により温度上昇特性を求めたところ、図８に示す結果が得られた。同図（ａ）に示すように、消費電力２Ｗで連続通電しても、温度上昇が７０Ｋ以下で飽和することが確認された。

１電気錠
２フック
２ａ第１係合部
２ｂ第２係合部
２ｃ突起
３受座
３ａ受座係合部
４ねじりコイルばね
５フック回転軸
６レバー
６ａレバー手動解錠部
６ｂレバー係合部
６ｃレバー突起部
６ｄレバー曲げ部
７レバー回転軸
８ローラー回転軸
９ローラー
１０プランジャ
１１止め輪
１２圧縮コイルばね
１３ソレノイド
１４永久磁石
１５固定鉄心
１６コイル
１７ボビン
１８マイクロスイッチ
１８ａ検出片
１９ケース
２０カバー
２１ネジ
２２ネジ穴
２３ロッカー本体
２４ロッカー扉

前記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、扉側に取付けられた受座が押し込まれることで軸を中心として回転可能であって、施錠状態において受座と係合するフックと、前記フックが受座を押し出す方向に動作するように係合するねじりコイルばねと、前記フックの回転に応じて軸を中心として回転するレバーと、前記レバーの回転に応じて後退するプランジャと、前記プランジャを進出させるように作用する圧縮コイルばねと、ソレノイド本体に対して進退可能な前記プランジャ、永久磁石、及び前記プランジャが後退した際に前記永久磁石が発生する磁力によって前記プランジャを吸着する固定鉄心を有する自己保持型ソレノイドとを備え、
解錠の際には、前記自己保持型ソレノイドに通電することで、前記プランジャと前記固定鉄心が吸着する力が打ち消されて前記圧縮コイルばねによって前記プランジャを進出させ、それに伴い前記プランジャに係合する前記レバーが回転するとともに前記ねじりコイルばねによって前記フックが施錠位置から解錠位置の方向に回転して前記受座との係合状態が解除される電気錠である。

電気錠１は、たとえば、図４に示すように、ロッカー本体２３に対して扉２４が、図４中に双頭矢印Ａで示す前後方向へ移動するによって、ロッカーの開口を開閉可能なロッカーに使用するものである。ロッカー本体２３に電気錠１を取付け、また、扉２４に受座３を取付けることで、扉２４が閉まるときに施錠を可能にする。

Claims

扉側に取付けられた受座が押し込まれることで軸を中心として回転可能であって、施錠状態において受座と係合するフックと、前記フックが受座を押し出す方向に動作するように係合するねじりコイルばねと、前記フックの回転に応じて軸を中心として回転するレバーと、前記レバーの回転に応じて後退するプランジャと、前記プランジャを進出させるように作用する圧縮コイルばねと、ソレノイド本体に対して進退可能な前記プランジャを有する、かつ、永久磁石を内蔵した自己保持型ソレノイドとを備える電気錠。
前記レバーに回転可能なローラーを係合し、施錠時に前記フックに接触子として係合する請求項１に記載の電気錠。
前記レバーに突起、又は曲げ部を設け、施錠時に前記フックに接触子として係合する請求項１に記載の電気錠。