JP2021113401A - シリンダ錠装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化が可能なシリンダ錠装置を提供する。【解決手段】ボディ２０に回転自在に収容保持されるロータ３０と、キー挿入孔に正規のキーを挿入することでタンブラとの係合を解除する第１スリーブ４０と、ロータ及び第１スリーブがボディに対して一体回転されたときにボディの後方側へ移動するスライド部材５０と、スライド部材がボディの後方側へ向けて移動することでロータとの係合を解除する第２スリーブ６０と、第２スリーブに連結して配されるホルダレバー７０と、ロータを中立位置に復帰させるバックスプリング８０と、ロータと第２スリーブを係合させる方向に付勢力を付与するスプリングコンプレション９０と、を有し、スプリングコンプレションは、回転軸方向の少なくとも一部においてバックスプリングと同軸状に重複して、バックスプリングの内側に配置される、ようにシリンダ錠装置を構成する。【選択図】図２

Description

本発明は、シリンダ錠装置に関する。

従来、例えば、正規のキーがロータに挿入された状態でキーが回転されるとレバー部材がロータとともに回転する。ここで、不正なキーやドライバー等でロータが無理に回転されると、ロータ側とクラッチ部材側との係合を解除してロータをクラッチ部材に対して空回りさせるクラッチ機構を備えた、いわゆるフリーホイール方式が採用されたシリンダ錠装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−２５５７２６号公報

しかし、特許文献１のシリンダ錠装置は、ロータ側とクラッチ部材側との係合を行なうものとして、クラッチ側をロータ側に付勢するバネ部材を要する。このバネ部材は組み付け性が悪く、このためにバネ部材をクラッチ機構に配置した場合には小型化がむつかしいという問題があった。

従って、本発明の目的は、小型化が可能なシリンダ錠装置を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するために、キー挿入孔を横切って径方向に付勢される進退自在なタンブラが収容され、前後に開口する筒状のボディに回転自在に収容保持されるロータと、前記ボディ及び前記ロータの間に回転自在に収容保持され、前記キー挿入孔に正規のキーを挿入することで前記タンブラとの係合を解除する第１スリーブと、前記ロータの回転軸方向に移動自在に配され、前記ロータ及び前記第１スリーブが前記ボディに対して一体回転されたときに前記ボディの後方側へ移動するスライド部材と、前記ロータに係脱自在に配され、前記スライド部材が前記ボディの後方側へ向けて移動することで前記ロータとの係合を解除する第２スリーブと、前記第２スリーブに連結して配されるホルダレバーと、前記ロータを中立位置に復帰させるバックスプリングと、前記ロータと前記第２スリーブを係合させる方向に付勢力を付与するスプリングコンプレションと、を有し、前記スプリングコンプレションは、前記回転軸方向の少なくとも一部において前記バックスプリングと同軸状に重複して、前記バックスプリングの内側に配置される、シリンダ錠装置を提供する。

本発明によると、小型化が可能なシリンダ錠装置を提供することができる。

図１は、本願発明の実施の形態に係るシリンダ錠装置の分解斜視図である。 図２は、本願発明の実施の形態に係るシリンダ錠装置の通常時の縦断面図である。 図３は、本願発明の実施の形態に係るシリンダ錠装置に正規キーが挿入された場合の縦断面図である。 図４は、本願発明の実施の形態に係るシリンダ錠装置に不正キーが挿入された場合のフリーホイール動作時の縦断面図である。

本願発明の実施の形態に係るシリンダ錠装置１は、キー挿入孔を横切って径方向に付勢される進退自在なタンブラ１００が収容され、前後に開口する筒状のボディ２０に回転自在に収容保持されるロータ３０と、ボディ２０及びロータ３０の間に回転自在に収容保持され、キー挿入孔に正規のキーを挿入することでタンブラとの係合を解除する第１スリーブ４０と、ロータ３０の回転軸方向に移動自在に配され、ロータ３０及び第１スリーブ４０がボディ２０に対して一体回転されたときにボディ２０の後方側へ移動するスライド部材５０と、ロータ３０に係脱自在に配され、スライド部材５０がボディ２０の後方側へ向けて移動することでロータ３０との係合を解除する第２スリーブ６０と、第２スリーブ６０に連結して配されるホルダレバー７０と、ロータ３０を中立位置に復帰させるバックスプリング８０と、ロータ３０と第２スリーブ６０を係合させる方向に付勢力を付与するスプリングコンプレション９０と、を有し、スプリングコンプレション９０は、回転軸方向の少なくとも一部においてバックスプリング８０と同軸状に重複して、バックスプリング８０の内側に配置される、ように構成されている。

図１に示すように、このシリンダ錠装置１は、円筒部を備えて車両のドア等に装着されるボディ２０と、ボディ２０の内側に回転自在に配されるロータ３０と、ボディ２０とロータ３０の間に回転自在に配される第１スリーブ４０と、ロータ３０に径方向へ移動自在となるよう設けられるタンブラ１００と、ロータ３０におけるキー挿入側と反対側に対向して配される回転自在なホルダレバー７０と、を備えている。シリンダ錠装置１は、正規キー（マスターキー）がロータ３０に挿入されてタンブラを介してロータ３０と第１スリーブ４０の係合が解除された状態でキーが回転されると第２スリーブ６０及びホルダレバー７０がロータ３０と共に回転する。一方、シリンダ錠装置１は、不正なキーやドライバー等でロータ３０が無理に回転されると、タンブラ１００を介してロータ３０と第１スリーブ４０が一体的に回転し、スライド部材５０を第２スリーブ６０の方向にスライド移動させることにより、ロータ３０側と第２スリーブ６０側との係合を解除する。この解除作用により、ロータ３０をホルダレバー７０に対して空回りさせる係合解除機構を備えており、いわゆるフリーホイール方式が採用されている。すなわち、ロータ３０と第２スリーブ６０と間でクラッチ動作するクラッチ機構が構成されている。

具体的には、シリンダ錠装置１は、図１、２に示すように、第１スリーブ４０、スライド部材５０、及び第２スリーブ６０が軸ＣＬ方向に各端面が対向して配置され、ロータ３０と接触するようスライド部材５０、第２スリーブ６０等をロータ３０側へ付勢するスプリングコンプレション９０と、を備え、ロータ３０と第２スリーブ６０の間の係合又は非係合動作によるこれらの協働によりフリーホイール機構を実現している。

（ボディ２０）
ボディ２０は、図１、２等に示すように、内部にロータ３０、第１スリーブ４０等を収容する円筒部２１ａ、車両のドア等に装着される場合に表面に露出して装着されるフロント部２１ｂ等から構成されている。ボディ２０は、円筒部２１ａが車両のドアパネル等の挿通孔に挿通されて、フロント部２１ｂがドアパネルの表面に露出した状態で装着されて固定される。

（ロータ３０）
図１に示すように、ロータ３０は、フランジ部３４を備えた略円柱状を呈し、キー挿入孔３１が軸ＣＬ方向へ延びるよう形成されている。また、図１に示すように、ロータ３０におけるキー挿入側と反対側の外周面には、第２スリーブ６０の凹部６５と係合可能な凸部３５が形成されている。凸部３５は周方向へ延び、第２スリーブ６０の凹部６５に対応して、例えば４カ所に略９０°の間隔で形成されている。ロータ３０には、軸ＣＬ方向にスプリングコンプレション９０のガイドとなるロータ軸３２を備え、ロータ軸３２の先端部には、Ｅリング１１０が装着される溝部３３が形成されている。

また、ロータ３０には、タンブラ１００を径方向へ案内する溝３７が形成されている。各タンブラ１００は、各溝３７にそれぞれ収容されるタンブラ用ばね３８により径方向外側へ付勢される。第１スリーブ４０には、各タンブラ１００の径方向外側端部と係合する係合溝４１が形成されており、径方向外側へ付勢された各タンブラ１００と係合することにより、ロータ３０と第１スリーブ４０が一体的に回転するようになっている。各タンブラ１００には正規キー（マスターキー）に対応する孔が形成されており、各タンブラ１００はロータ３０に挿入されたキーの溝形状に応じて径方向へ移動する。正規キー（マスターキー）が挿入されると、全てのタンブラ１００が第１スリーブ４０から離脱して係合が解除され、ロータ３０と第１スリーブ４０とが独立して回転可能な状態となる。

（第１スリーブ４０）
第１スリーブ４０は、図１、２等に示すように、略円筒状を呈し、ボディ２０とロータ３０の間に回転自在に配される。円筒状の周面には軸方向へ延びる一対の係合溝４１が形成されている。また、第１スリーブ４０のスライド部材側の端面には、後述するスライド部材５０の嵌合傾斜凸部５１と嵌合する傾斜凹部４２が形成されている。本実施の形態においては、第１スリーブ４０側が嵌合傾斜凹部とされ、それに嵌合するスライド部材５０の傾斜突起部が嵌合傾斜凸部とされているが、逆の嵌合条件であってもよく、例えば、第１スリーブ４０側が傾斜突起部であってもよい。

（スライド部材５０）
スライド部材であるスライド部材５０は、図１、２等に示すように、第１スリーブ４０の端面に対向して配置されている。上述のように、スライド部材５０は嵌合傾斜凸部５１を備え、第１スリーブ４０の傾斜凹部４２と嵌合している。また、図１に示すように、ガイド部５２を備え、このガイド部５２は、ボディ２０のガイド溝２２にスライド可能に嵌合している。

スライド部材５０は、嵌合傾斜凸部５１にテーパ部５１ａが形成されている（嵌合する第１スリーブ４０の傾斜凹部４２にもテーパ部４２ａが形成されている）。スライド部材５０は、第１スリーブ４０が回転駆動されると、テーパ部４２ａにより駆動力を受け、軸ＣＬ方向の分力により軸ＣＬ方向へスライドして移動する。すなわち、シリンダ錠装置１は、第１スリーブ４０に形成された傾斜凹部４２と、スライド部材５０に形成された嵌合傾斜凸部５１の各テーパ部によるカム機構を備える。このカム機構は、第１スリーブ４０がボディ２０に対して相対的に回転するとスライド部材５０を第２スリーブ６０の方向へスライド移動させる。

スライド部材５０は、軸ＣＬ方向へ移動することにより、スプリングコンプレション９０のばね力に抗して第２スリーブ６０をロータ３０から離間させる。これにより、ロータ３０の凸部３５と第２スリーブ６０の凹部６５との係合が解除される。

（第２スリーブ６０）
第２スリーブ６０は、図１に示すように、略円板状を呈し、中心にはロータ３０の先端側を受容するための受容孔６２が形成される。第２スリーブ６０には、ホルダレバー７０へ向かって延びる円筒部６６が形成され、円筒部６６の先端には複数の連結部６７が突出形成される。連結部６７は、第２スリーブ６０の外周側に形成され、後述するホルダレバー７０の係合部７６と係合することができる。

第２スリーブ６０の凹部６５は、第２スリーブ６０におけるキー挿入側の面の受容孔６２の内周縁に形成されている（図１参照）。スライド部材５０が第２スリーブ６０の方向へスライド移動して、第２スリーブ６０の凹部６５とロータ３０の各凸部３５との係合が解除された状態では、各凸部３５がキー挿入側の面６３と当接して、ロータ３０と第２スリーブ６０の相対的な回転が許容される。すなわち、第２スリーブ６０とロータ３０との係合が解除された状態で、第２スリーブ６０における凹部６５以外の部分が凸部３５と摺接する。

（ホルダレバー７０）
ホルダレバー７０は、図１、２等に示すように、溝部７５、係合部７６が形成された円筒部７４と、キーの回転を車両側に伝達する側のレバー部７７から概略構成されている。

図１、２に示すように、ホルダレバー７０の係合部７６と、第２スリーブ６０の連結部６７は、軸ＣＬの回りに係合した状態で回転可能とされている。また、第２スリーブ６０がスライド部材５０によりスライド移動する場合は、溝部７５と連結部６７とが回転方向に係合したまま相対移動可能とされている。したがって、ホルダレバー７０と第２スリーブ６０は、互いの外径部である連結部６７と係合部７６において、回転軸である軸ＣＬ方向に移動自在とされ、かつ、一体的に回転可能に嵌合する。互いの外径部で当接して当接面積及び回転半径が大きくとれることから、第２スリーブ６０とホルダレバー７０の嵌合強度のロバスト性が向上すると共に、トルクＴが印加される当接部への荷重Ｆ（＝Ｔ/半径Ｒ）を小さくできる効果がある。

ホルダレバー７０は、図１に示すように、連結部７２とレバー１３０の連結部１３５とは、緩衝部材１２０を介して連結されている。ホルダレバー７０の回転はレバー１３０に伝達され、先端に形成された結合部１３２を回転駆動する。この結合部１３２は、図示省略するドアパネル内に配置されたドアロック機構部に結合され、キー（ロータ３０）の回転に連動した回転によりドアロック機構部を駆動して、ドアのロック又はアンロックを行なうことができる。

（バックスプリング８０）
バックスプリング８０は、図１、２に示すように、トーションコイルバネであって、ホルダレバー７０の内部に収容されている。バックスプリング８０の一端部８１は、ホルダレバー７０に係止され、他端部８２は、ボディ２０側に係止されている。これにより、ホルダレバー７０の回転付勢を行なう。この回転付勢力は、キーが挿入されて回転操作をした場合の回転復帰力を付与する。これにより、ロータ３０、第１スリーブ４０、第２スリーブ６０を回転方向の中立位置に復帰させることができる。

（スプリングコンプレション９０）
スプリングコンプレション９０は、コイルバネであって、図２に示すように、その内径が、ロータ３０のロータ軸３２をガイドとして組み付けられている。スプリングコンプレション９０は、一端部９１がホルダレバー７０に当接し、他端部９２が第２スリーブ６０に当接して、伸張した状態で装着されている。これにより、スライド部材５０と第２スリーブ６０を所定の力で当接させることができる。

ここで、図２に示すように、スプリングコンプレション９０のコイルバネ部の外径は、バックスプリング８０のコイルバネ部の内径よりも小さく設定されている。スプリングコンプレション９０をバックスプリング８０の内側に配置することにより、シリンダ錠装置の小径化、小型化が可能となる。

（シリンダ錠装置の組み立て）
図１、２に示すように、タンブラ１００を溝３７に収容したロータ３０を、ボディ２０の左側から挿入すると共に、第１スリーブ４０、スライド部材５０、第２スリーブ６０、バックスプリング８０、スプリングコンプレション９０、及びホルダレバー７０をボディ２０の右側から挿入する。ここで、スプリングコンプレション９０は、その内径がロータ軸３２をガイドとして組み付けられる。

上記の組み付け状態において、Ｅリング１１０がロータ３０のロータ軸３２の先端部に形成された溝部３３に装着される。Ｅリング１１０は、図２に示すように、ホルダレバー７０の端面部７１に当接するので、第１スリーブ４０、スライド部材５０、第２スリーブ６０、及びホルダレバー７０が、レバー１３０側へ離脱することを防ぐ。なお、ロータ３０は、図２に示すフランジ部３４が、ボディ２０の段部２３に当接するので、軸ＣＬの方向への移動が規制された状態で、軸ＣＬ回りに回転可能に支持される。

ホルダレバー７０の連結部７２は、緩衝部材１２０を介して、レバー１３０の連結部１３５と連結される。これにより、ロータ３０の回転がレバー１３０に伝達され、ドアロック機構部を駆動して、ドアのロック又はアンロックを行なうことができる。

（正規キーによるシリンダ錠動作）
正規のキー２００がキー挿入孔３１へ挿入されると、図３に示すように、タンブラ１００と第１スリーブ４０の係合溝４１との係合が解除され、ロータ３０と第１スリーブ４０とが独立して回転可能な状態となる。この状態でキー２００を回転させると、ロータ３０と係合している第２スリーブ６０がホルダレバー７０と共に回転し、レバー１３０を回転駆動する。これによりドアロック機構部を駆動して、ドアのロック又はアンロックを行なうことができる。

（不正キー等によるシリンダ錠動作）
不正なキー２０１やドライバー等の異物がキー挿入孔３１へ挿入されると、タンブラ１００と第１スリーブ４０の係合溝４１との係合が解除されず、ロータ３０と第１スリーブ４０とは一体的に回転する状態となる。この状態でロータ３０を回転させると、ロータ３０と共に第１スリーブ４０がボディ２０に対して回転し、スライド部材５０がホルダレバー７０側へ移動して、図４に示すように、ロータ３０の凸部３５と第２スリーブ６０の凹部６５との係合が解除される。ロータ３０と第２スリーブ６０の係合が解除されることにより、不正なキー２０１を回転させてもロータ３０と第１スリーブ４０が回転するのみであり、第２スリーブ６０、ホルダレバー７０は回転しない。すなわち、フリーホイール機構が動作して、ドアロック機構部を駆動することができず、ドアのロック又はアンロックを行なうことができない。

（本発明の実施の形態の効果）
上記示した本発明の実施の形態によれば以下のような効果を有する。
（１）本発明の実施の形態に係るシリンダ錠装置１は、キー挿入孔を横切って径方向に付勢される進退自在なタンブラ１００が収容され、前後に開口する筒状のボディ２０に回転自在に収容保持されるロータ３０と、ボディ２０及びロータ３０の間に回転自在に収容保持され、キー挿入孔に正規のキーを挿入することでタンブラとの係合を解除する第１スリーブ４０と、ロータ３０の回転軸方向に移動自在に配され、ロータ３０及び第１スリーブ４０がボディ２０に対して一体回転されたときにボディ２０の後方側へ移動するスライド部材５０と、ロータ３０に係脱自在に配され、スライド部材５０がボディ２０の後方側へ向けて移動することでロータ３０との係合を解除する第２スリーブ６０と、第２スリーブ６０に連結して配されるホルダレバー７０と、ロータ３０を中立位置に復帰させるバックスプリング８０と、ロータ３０と第２スリーブ６０を係合させる方向に付勢力を付与するスプリングコンプレション９０と、を有し、スプリングコンプレション９０は、回転軸方向の少なくとも一部においてバックスプリング８０と同軸状に重複して、バックスプリング８０の内側に配置される、ように構成されている。このような構成において、スプリングコンプレション９０のコイルバネ部の外径は、バックスプリング８０のコイルバネ部の内径よりも小さく設定されている。スプリングコンプレション９０をバックスプリング８０の内側に配置する構成とすることにより、シリンダ錠装置の小径化、小型化が可能となる。
（２）シリンダ錠装置の組み立てにおいて、図１、２に示すように、タンブラ１００を溝３７に収容したロータ３０を、ボディ２０の左側から挿入すると共に、第１スリーブ４０、スライド部材５０、第２スリーブ６０、バックスプリング８０、スプリングコンプレション９０、及びホルダレバー７０をボディ２０の右側から挿入する。ここで、スプリングコンプレション９０は、その内径がロータ軸３２をガイドとして組み付けられるので、予めサブアッシー化をしなくてもスプリングの組み付けが容易となる。
（３）第２スリーブ６０とホルダレバー７０は、互いの外径部である連結部６７と係合部７６において、回転軸である軸ＣＬ方向に移動自在とされ、かつ、一体的に回転可能に嵌合する。互いの外径部で当接して当接面積及び回転半径が大きくとれることから、第２スリーブ６０とホルダレバー７０の嵌合強度のロバスト性が向上すると共に、トルクＴが印加される当接部への荷重Ｆ（＝Ｔ/半径Ｒ）を小さくできる効果がある。

なお、上記実施形態においては、シリンダ錠装置１として、自動車車両のドアの解錠・施錠を行うものを例示したが、例えば住居のドア、引き出し等の解錠・施錠を行うものであってもよい。

以上の説明からも明らかなように、本発明に係る代表的な実施の形態、及び図示例を例示したが、上記実施の形態、及び図示例は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。従って、上記実施の形態、及び図示例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。

１…シリンダ錠装置、２０…ボディ、２１ａ…円筒部、２１ｂ…フロント部、２２…ガイド溝、２３…段部、３０…ロータ、３１…キー挿入孔、３２…ロータ軸、３３…溝部、３３…ロータ軸、３４…フランジ部、３５…凸部、３７…溝、４０…第１スリーブ、４１…係合溝、４２…傾斜凹部、４２ａ…テーパ部
５０…スライド部材、５１…嵌合傾斜凸部、５１ａ…テーパ部、５２…ガイド部、６０…第２スリーブ、６２…受容孔、６３…面、６５…凹部、６６…円筒部、６７…連結部、７０…ホルダレバー、７１…端面部、７２…連結部、７４…円筒部、７５…溝部、７６…係合部、７７…レバー部、８０…バックスプリング、８１…一端部、８２…他端部、９０…スプリングコンプレション、９１…一端部、９２…他端部、１００…タンブラ、１１０…Ｅリング、１２０…緩衝部材、１３０…レバー、１３２…結合部、１３５…連結部、２００…正規キー、２０１…不正キー、ＣＬ…軸

Claims (4)

1. キー挿入孔を横切って径方向に付勢される進退自在なタンブラが収容され、前後に開口する筒状のボディに回転自在に収容保持されるロータと、
   前記ボディ及び前記ロータの間に回転自在に収容保持され、前記キー挿入孔に正規のキーを挿入することで前記タンブラとの係合を解除する第１スリーブと、
   前記ロータの回転軸方向に移動自在に配され、前記ロータ及び前記第１スリーブが前記ボディに対して一体回転されたときに前記ボディの後方側へ移動するスライド部材と、
   前記ロータに係脱自在に配され、前記スライド部材が前記ボディの後方側へ向けて移動することで前記ロータとの係合を解除する第２スリーブと、
   前記第２スリーブに連結して配されるホルダレバーと、
   前記ロータを中立位置に復帰させるバックスプリングと、
   前記ロータと前記第２スリーブを係合させる方向に付勢力を付与するスプリングコンプレションと、を有し、
   前記スプリングコンプレションは、前記回転軸方向の少なくとも一部において前記バックスプリングと同軸状に重複して、前記バックスプリングの内側に配置される、シリンダ錠装置。
2. 前記ホルダレバーと前記第２スリーブは、互いの外径部において、前記回転軸方向に移動自在とされ、かつ、一体的に回転可能に嵌合する、請求項１に記載のシリンダ錠装置。
3. 前記ロータは、前記回転軸方向にロータ軸を備え、前記スプリングコンプレションの内径が前記ロータ軸をガイドとして組み付けられている、請求項１又は２に記載のシリンダ錠装置。
4. 前記スプリングコンプレションのコイルバネ部の外径は、前記バックスプリングのコイルバネ部の内径よりも小さい、請求項１から３のいずれか１項に記載のシリンダ錠装置。
   

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