JP4908449B2 - 電気錠 - Google Patents

Description

本発明は、宅配ボックス、ロッカー、その他扉の開閉に使用される電気錠に関するものである。

宅配ボックスやロッカーのような収納装置に電気錠が使われる場合がある。収納装置に電気錠を用いる場合、収納装置の隔室の扉を押して扉のフックを電気錠のフックプレートに押し込み、これによりストッパ機構をラッチさせ施錠がかかり、一方、開錠するときには制御回路からソレノイドなどの駆動手段により電気錠のストッパ機構のラッチを解除して開錠する、といった方式が用いられる（たとえば下記の特許文献１）。

また、この種の電気錠を用いる構成では、扉のフックを係止している電気錠のフックプレートをリターンスプリングなどで付勢しておき、ストッパ機構が解除された時にその付勢力で扉のフックを蹴り出し、扉が開くようにした、いわゆるポップアップ方式が採用されることがある。
特開２００５−２８２０２５号公報

上記の電気錠を用いた従来の収納装置では、施錠状態において扉が開く方向に抗するように扉のフックと電気錠のフックプレートが係止している。そして、ポップアップ方式の場合には、開錠時にはリターンスプリングなどの付勢力でフックプレートが扉のフックを蹴り出せなければならないが、従来構成では、この開錠動作が、扉の内側からかかる圧力（以下内圧と呼ぶ）によって不可能になってしまうことがあった。

たとえば、収納装置の隔室に荷物を詰め込み過ぎたために、扉に内圧がかかったりすると、扉のフックと電気錠のフックプレートがロックしてしまい、ソレノイドにより電気錠のストッパ機構のラッチを解除しても開錠状態とならない、という問題が発生する。また、電源からの距離や電源電圧のイレギュラーなどによる電圧降下などで、ソレノイドの駆動力が足りなくなった場合には、扉にかかる内圧がたとえ小さくても電気錠が動作できなくなり、扉が開かなくなるという問題が発生する。

電気錠には、セキュリティの面からこじ開けに対する強度が要求されるが、一方では、上記のような内圧による開錠不能というような事態が生じたとしても、必要に応じて確実に収納装置を開扉できるような非常開錠の仕組みも要求される。

上記の内圧による開扉不能の問題は上記の特許文献１においても指摘されており、特許文献１では、扉を押すことにより、開錠用のソレノイドのアーマチュアを開錠方向に移動できるようした構成が提案されている。しかしながら、特許文献１では、非常開錠のために扉を押す、という操作が必要であり、この方法を熟知していない利用者や管理者をとまどわせる可能性があり、また、非常開錠方法を説明したステッカーなどを扉などに貼付するような措置も考慮する必要がある。

また、内圧による開錠不能の可能性を完全に払拭できない従来構成においては、内圧による開錠不能それ自体を回避するために、収納装置に貼付するステッカーには「荷物を詰め込まないで下さい」などの注意書きを記載する必要があった。

本発明の課題は、上記の問題に鑑み、内圧に強く、安定して施錠および開錠できるとともに必要に応じて確実に非常開錠可能な電気錠を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明においては、施錠されるフックと係合して前記フックの施錠を行ない、該係合を解除されることにより前記フックの開錠を行なうよう回動するフックプレートと、前記フックプレートと連動して回動するストッププレートと、前記ストッププレートと連動して回動するレバープレートと、前記レバープレートおよび前記ストッププレートを介して前記フックプレートを開錠する駆動力を発生するソレノイドと、前記フックプレート、前記ストッププレート、および前記レバープレートを回動自在に支持するとともに、前記ソレノイドを収容するケースと、を有し、前記フックから前記フックプレートに働く力が、前記ストッププレート、前記レバープレート、前記ソレノイドと経由する際に段階的に弱められるよう前記各プレートのレバー比が設定される構成を採用した。

上記構成により、本発明では、フックから前記フックプレートに働く力が、ストッププレート、レバープレート、ソレノイドと経由する際に段階的に弱められるよう各プレートのレバー比を設定しているため、荷物の詰めすぎなどによって扉にかかる内圧を低減し、耐内圧性能を向上し、安定して施錠および開錠できるとともに必要に応じて確実に非常開錠可能な優れた電気錠を提供することができる。

以下、発明を実施するための最良の形態の一例として、図面を参照して本発明を採用した電気錠の一実施例を示す。

図１〜図３は本発明を採用した電気錠の構成を示している。図１および図２は電気錠をロッカーや宅配ボックスのような収納装置の隔室に装着した状態を、図３は電気錠の内部構成を詳細に示したものである。

本実施例の電気錠は、図１のごとく、不図示の収納装置の隔室の扉に装着されたフック１２と係合するフックプレート３を有している。電気錠の樹脂ケース１内部には、後述のような構成部材が組み込まれている。

本実施例の電気錠は、図１、図２に示すようにステンレス板などからなるベースプレート２を介して樹脂ケース１の透孔１ａ（本実施例では樹脂ケース１の外周のタブ１ｅ（図１）の部位に設けてある）を貫通するビス３１により収納装置の隔室の側壁１５ａ、または１５ｂのビス穴１７に固定される（本実施例では４点止め）。

図２は、本実施例の電気錠は、後述のような内部構成を有することにより、その組み上げかたによっては、側壁１５ａ（扉が右ヒンジの場合）、または側壁１５ｂ（扉が左ヒンジの場合）のいずれかにも装着できることを示したものである。また、図１において、符号５は、樹脂ケース１後部から突出した非常開錠用のレバープレートを示している。また、符号１６の破線で示したものは、収納装置の本体の扉受部である。

次に図３を参照して、電気錠の内部構造につき説明する。本実施例の電気錠は、樹脂ケース１の内部にフックプレート３、ストッププレート４、レバープレート５、ソレノイド６、回転軸７〜９、フックスプリング１０、レバースプリング１１を組み込んだものである。

なお、図３の例では、ベースプレート２は、図１および図２のような１枚板の構成ではなく、金属板などを折曲げ成型して周囲に装着用のビス穴を貫通させたタブを有する構成を例示している。このようなベースプレート２を用いる場合は、ベースプレート２と樹脂ケース１の間に、特に図の左右方向に関する両者の相対位置が変らないように係合する爪などの構造を設け、その上でベースプレート２を用いて、図１および図２に準ずる方法でビス止めなどにより収納装置の隔室の側壁に固定する。

樹脂ケース１には、上記の各構成部材を収容するに適した凹部１ｃ、１ｄを適宜設けるとともに、回転軸７〜９の座となる円柱を成型する。

樹脂ケース１の内部形状、特に凹部１ｃ、１ｄや回転軸７〜９の座となる円柱は、図示のようにＰ−Ｐ’の一点鎖線で示した中心線に対して線対称に成型する。

回転軸７、８、９は、樹脂ケース１の座となる円柱に対して植設した金属棒などから構成し、たとえば金属板から構成したフックプレート３、ストッププレート４、およびレバープレート５は、これらのプレートに設けた透孔に対して回転軸７、８、９をそれぞれ貫通させ、Ｅリングを用いたり、ベースプレート２によって抜け止めすることにより、回動自在に支持される。

フックプレート３、およびレバープレート５には、それぞれトーションスプリングから成るフックスプリング１０、レバースプリング１１を架装し、これによりフックスプリング１０は回転軸７を中心に反時計廻りに、レバースプリング１１は回転軸９を中心に時計廻りに付勢される。

また、樹脂ケース１の図中右方にはソレノイド６が配置されており、そのアーマチュア６ａの先端は、レバープレート５の軸９よりも右側の腕に設けられた透孔５ｂに係止しており、ソレノイド６は不図示の駆動回路および制御回路により駆動され、開錠信号によって図中上方にレバープレート５の右方の腕を引く。

本実施例では、ソレノイド６は、モーメンタリーな動作を行なうものであって、駆動時のみにアーマチュア６ａを引き、それ以外の状態ではアーマチュア６ａがレバープレート５に従動する構成のものであればよい。なお、ソレノイド６を収容する樹脂ケース１の凹部も、一点鎖線Ｐ−Ｐ’で示した中心線に対して線対称に成型されているものとする。

フックプレート３、ストッププレート４、およびレバープレート５は金属の板材から構成され、裏返して用いることができるように構成する。特に、図３の樹脂ケース１に、回転軸７、８、９の座となっている円柱と一点鎖線Ｐ−Ｐ’に対して線対称な位置に設けた円柱に回転軸７、８、９を移設し、そこに図３の状態から裏返したフックプレート３、ストッププレート４、およびレバープレート５を支持し、さらにソレノイド６を図示と上下反対に装着してレバープレート５とアーマチュア６ａを係止させることにより、収納装置の隔室の反対側の側壁に装着するための電気錠を構成することができる。

いいかえれば、本実施例の樹脂ケース１は、その中心線Ｐ−Ｐ’に対して、線対称な異なる２つの姿勢で、各プレート３〜５を支持するとともにソレノイドを収容できるよう形成されている。

図３は、右ヒンジの隔室において左側の側壁に装着するための電気錠を示しているが、上述のように図３と線対称に組み上げることにより左ヒンジの隔室において右側の側壁に装着するための電気錠を構成することができる。図４（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、上記のようにして構成した右ヒンジ用、および左ヒンジ用の電気錠を、収納装置の隔室の左側、および右側の側壁に装着した状態の断面を示している。

さらに、図３の構成では、レバープレート５を操作して非常開錠を行なうため、丸鍵キー１５により操作可能な丸鍵シリンダー１４、および丸鍵シリンダー１４の駆動棒１４ａに固定された鍵板１３を配置してある。

丸鍵シリンダー１４は、丸鍵シリンダー１４に丸鍵キー１５を挿し込み、丸鍵キー１５を回す事で、駆動棒１４ａを介して鍵板１３の右端が図の上方に持ち上げるように構成されている。丸鍵シリンダー１４は、収納装置の隔室側方や下部などに配置し、非常開錠などの必要が生じた場合に収納装置の管理者などが、保有する丸鍵キー１５を用いて丸鍵シリンダー１４を操作し、これによりレバープレート５右端の操作端部５ａを上方に押し上げて、電気錠を開錠することができる。

さらに図３、および図５を用いて、本実施例の電気錠の動作、およびその力学的な特徴について詳細に説明する。

上記の通り、本実施例の電気錠は、フックプレート３、ストッププレート４、およびレバープレート５の３枚のプレートを連動させる構成であり、フックプレート３が扉のフック１２と係合し、またフック１２を開放することにより、施錠／開錠を行なう。

フックプレート３は、その溝３ｃの部分で扉のフック１２と係合してフック１２をロックする。フックプレート３は、図３右側の腕部分３ｄ、３ｅ、３ｆの部分で、ストッププレート４の左側の腕４ａと連動する。

ストッププレート４はほぼ「７」の形状で図３右側の腕４ｂによってレバープレート５の左側の腕中央付近の切り欠き５ｃと連動する。

図３は施錠時の状態を示しており、図５の状態から扉（不図示）を閉じて、フック１２を溝３ｃを押し込むと、最終的にフックプレート３、ストッププレート４、およびレバープレート５が図示の状態で係止する。図５から図３の状態に移行する間は、フックプレート３の時計廻りの回動によって、フックプレート３の腕部分３ｅの斜面をストッププレート４の腕４ａが滑るよう、フックプレート３とストッププレート４が連動する。

図３の状態では、ストッププレート４の腕４ａがフックプレート３の腕部分３ｄに係止して、フックプレート３が反時計廻りに回動するのを阻止する。

また、ストッププレート４は、腕４ｂの先端がレバープレート５の切り欠き５ｃと係止し、これによりストッププレート４が時計廻りに回動するのが阻止される。図５から図３の状態に移行する間は、ストッププレート４の腕４ｂの先端は、レバースプリング１１で時計廻りに付勢されたレバープレート５の圧接を受けながらレバープレート５の左腕の先端から右方へ滑り、切り欠き５ｃと係止する図３の状態に移行する。

以上の施錠時には、ソレノイド６は駆動する必要はなく、そのアーマチュア６ａはレバープレート５の透孔５ｂと係止したまま従動して図５から図３の状態に移行する。

開錠時には、不図示の制御回路を介してソレノイド６を駆動して、アーマチュア６ａを図の上方に引くか、あるいは、非常開錠の場合には丸鍵１５を用いて鍵板１３の右端を図の上方に持ち上げることにより、レバースプリング１１の付勢力に抗してレバープレート５と反時計廻りに回動させ、レバープレート５とストッププレート４の係合を解く。

これにより、ストッププレート４が、図５のようにストッププレート４の腕４ａが樹脂ケース１の内壁に係止して止まる位置まで時計廻りに回動する。これに連動して、フックスプリング１０で付勢されたフックプレート３が反時計廻りに回動し、溝３ｃの部分で扉のフック（１２）を図の左方に蹴り出して扉（不図示）をポップアップさせる。

その際、ストッププレート４の腕４ａの先端はフックプレート３の腕部分３ｆの斜面を滑動する。図５の最終状態では、ストッププレート４の腕４ａがフックプレート３の腕部分３ｅおよび３ｆの部分に係止し、フックプレート３が図示の位置よりもさらに反時計廻りに回動するのが阻止される。

本実施例の電気錠は、以上のようにして施錠および開錠される。

本実施例の電気錠の特徴は、フックプレート３とレバープレート５の間にストッププレート４を配置して、連動させ、荷物の詰めすぎなどによって扉にかかる内圧の大きな力をてこの原理で低減させる点にある。

フックプレート３に働く力はストッププレート４、レバープレート５を経由してソレノイド６に伝わるが、各プレートを図示のような形状とし、レバー比を下記のような構成とすることにより、内圧の大きな力をてこの原理で低減させ、ソレノイド６の数百グラムの力で扉を開閉させることが可能となる。

すなわち、電気錠が施錠した状態の図３において、扉のフック１２とフックプレート３は、フックプレート３の回転中心から距離ａで接しており、フックプレート３とストッププレート４は、フックプレート３の回転中心から距離ｂで接している。

同様にフックプレート３とストッププレート４は、ストッププレート４の回転中心から距離ｃで接しており、ストッププレート４とレバープレート５は、ストッププレート４の回転中心から距離ｄで接している。

また、ストッププレート４とレバープレート５は、レバープレート５の回転中心から距離ｅで接しており、レバープレート５とソレノイド６は、レバープレート５の回転中心から距離ｆで接続している。

本実施例においては、上記の距離の比で表現すると、各レバー３、４、５のレバー比を、ａ：ｂ（ａ＜ｂ）、ｃ：ｄ（ｃ＜ｄ）ｅ：ｆ（ｅ＜ｆ、図示の構成ではｅ、ｆの差は小さいが、スペースが許すならｅ：ｆの比をより大きくしてもよい）に構成しており、このようにレバー比を設定しておくことにより、扉のフック１２からフックプレート３に加わる内圧の力を低減し、ソレノイド６の吸引動作に及ぼす悪影響を小さくすることができる。

したがって、収納装置の隔室に荷物を詰め込みすぎるなどして、扉を介してフック１２とフックプレート３の間に大きな力がかかっていても、ソレノイド６は小さな駆動力で確実にストッププレート４とレバープレート５の係合を解除し、ストッププレート４、フックプレート３をそれぞれ時計廻り／反時計廻りに回動させ、開錠状態に移行することができる。

なお、本実施例では、吸引状態から復帰するためにレバースプリング１１を使用しているが、このレバースプリング１１は、ソレノイド６が吸引動作を行うのとは反対方向に力を及ぼしている。したがってレバースプリング１１の力が大きい場合、何らかの要因によってソレノイドに供給される電圧が降下すると、ソレノイドの動作に悪影響が及びやすくなる。

しかしながら、本実施例では、ソレノイド６の向きとレバープレート５のレバー比をｅ：ｆ（ｅ＜ｆ）に取ることで、ソレノイド６は少ない力で復帰動作が可能となっており、これにより、レバースプリング１１の力をソレノイド６の復帰に必要十分な程度まで弱めることができ、電圧降下に対しての動作安定性を高めることができる。

さらに、本実施例では、ストッププレート４を「７」字型（ないしＬ字型）に構成し、フックプレート３とレバープレート５の間に配置することにより、電気錠のスペースを有効利用でき、電気錠を大型化することなく、プレート３〜５に至る係合構造の全体のレバー比を充分大きくとることができる。

また、本実施例では、丸鍵シリンダー１４を丸鍵キー１５で操作することにより、非常開錠を容易かつ確実に行なうことができる。

すなわち、丸鍵シリンダー１４に丸鍵キー１５を挿し込み、丸鍵キー１５を回す事で、鍵板１３が持ち上がり、レバープレート５を動かす事によって、電気錠を開錠することができる。本実施例では、手の力で直接的にレバープレートを動かすため、電気的にソレノイド６を動かすよりも遥かに大きい力によって電気錠を開錠することができる。そのため、荷物が押し込められ非常に内圧が高い状態や、何らかのトラブルでソレノイド６が動かないような場合でも、この方法によって、確実に電気錠を開錠することができる。

なお、こじ開けの力が電気錠に加わった際は、フックプレート３には、ストッププレート４とレバープレート５よりも大きな力が加わるため、この点を考慮して、フックプレート３の板厚はストッププレート４とレバープレート５の板厚よりも厚くしている。しかしストッププレート４とレバープレート５も無駄に厚くしてしまうと、材料コストが上がってしまうため、必要な強度を確保出来る範囲でフックプレート２よりも薄くしている。

そして、板厚の異なる３つの部品フックプレート３、ストッププレート４、レバープレート５をベースプレート２に近接させた状態で安定して動作させることが出来るよう、樹脂ケース１の内部構成、たとえばリブの高さや幅と、ベースプレート２の形状を決定している。フックプレート３、ストッププレート４、レバープレート５は、金属のベースプレート２に近接しているため、大きな負荷が加えられても、樹脂ケース１ではなくベースプレート２で負荷の多くを受け止める事が出来るため、こじ開けに対して十分な強度を確保する事が出来る。

また、本実施例では、上述のように、樹脂ケース１を線対称に構成し、ソレノイド６やプレート３〜５を線対称な姿勢で（裏返して、あるいは逆向きに）組み込むことにより、内部部品の向きは同じまま、ベースプレート２と樹脂ケースのみ上下反転させて左右いずれのヒンジの扉にも対応できる構成が得られる。すなわち、ソレノイド６の向きと非常開錠の向きが同じまま、左右両方の取付けに対応する。なお、ベースプレート２のネジ穴位置は上下左右対称にしても、組立管理に関するフェイルセイフの観点からは問題ない。たとえば間違えて取付けると、「非常開錠が動作しない」か「ドアが閉じない」となるため、出荷前のチェックにおいて容易に組み付けのミスを発見することができる。

＜作用効果＞
ここで、以上の実施例で示した構成における作用効果を要約しておく。

上記実施例における電気錠の内部構造においては、扉のフックを係止し、施錠するフックプレート３、および、これに連動するストッププレート４、およびレバープレート５の形状および寸法の設定により、電気錠が装着された収納装置の扉にかかる大きな内圧をてこの原理で低減させるようになっており、これにより荷物の詰めすぎなどによって扉のフックから各プレート３〜５、さらにはソレノイド６にかかる内圧を低減し、ソレノイド６（あるいは丸鍵シリンダー１４を用いた非常開錠機構など）の小さな駆動力によって確実に電気錠を開錠することができる。すなわち、本実施例の電気錠は、収納装置の耐内圧性能を向上することができる。

また、本実施例では、電源回路やソレノイド６の駆動回路に電圧降下が起き、ソレノイド６の駆動力が低下しているような状況でも、確実に電気錠の開錠動作を行なえ、収納装置の動作安定性を高めることができる。あるいは、開錠用のソレノイド６にはラッチソレノイドのような比較的複雑なソレノイドを用いる必要がなく、パワーが小さく消費電力も小さい、モーメンタリー動作の小型なソレノイドを利用することができ、構成を簡単安価にすることができる。さらに、本実施例では、特許文献１において必要とされるような扉を押すなどの特別な操作を必要とせずに、ソレノイド６を介して電気的に、あるいは下記の非常開錠機構により電気錠を開錠することができる。

また、フックプレート３とレバープレート５を直接係合させるのではなく、フックプレート３とレバープレート５の間の空間を利用して両者を連動させるストッププレート４を配置する構成により、電気錠のスペースを有効利用でき、電気錠を大型化することなく、プレート３〜５に至る係合構造の全体のレバー比を充分大きくとることができ、上記の開錠の容易性、あるいは確実性の効果を高めることができる。

さらに、上記実施例では、非常用に電気錠を機械的に強制開錠する手段として丸鍵キー１５、丸鍵シリンダー１４、鍵板１３を用いた非常開錠機構を設けており、電気的制御による開錠と、個別の強制（非常）開錠を選択することができる。また、電気錠の非常開錠は、上記同様の理由で、無理なく小さな力で電気鍵を設けた扉に対して個別に行なうことができる。

また、上記実施例の電気錠を装着した収納装置においては、扉をこじ開けようとする力に対しては、電気錠の内部構造によって電気錠にかかる負荷を低減する事で、道具を使わないレベルのこじ開けや蹴破りを出来ないようにすることができる。特に、上記実施例では、フックプレート３、ストッププレート４、レバープレート５は、金属のベースプレート２に近接しているため、大きな負荷が加えられても、樹脂ケース１ではなくベースプレート２で負荷の多くを受け止める事が出来るため、こじ開けに対して十分な強度を確保する事が出来る。

本発明を採用した電気錠の構成を示した斜視図である。 本発明を採用した電気錠の装着例を示した斜視図である。 本発明を採用した電気錠の内部構成を施錠状態で示した側面図である。 図３の電気錠の装着状態を正面から示しており、（ａ）は電気錠を左側壁に、（ｂ）は電気錠を右側壁に装着した状態の正面図である。 本発明を採用した電気錠の内部構成を開錠状態で示した側面図である。

符号の説明

１ 樹脂ケース
２ ベースプレート
３ フックプレート
４ ストッパープレート
５ レバープレート
６ ソレノイド
７〜９ 回転軸
１０ フックプレート
１１ レバースプリング
１２ 扉用フック
１３ 鍵板
１４ 丸鍵シリンダー
１５ 丸鍵キー
１６ 扉受部
１７ ビス穴

Claims (5)

1. 施錠されるフックと係合して前記フックの施錠を行ない、該係合を解除されることにより前記フックの開錠を行なうよう回動するフックプレートと、
   前記フックプレートと連動して回動するストッププレートと、
   前記ストッププレートと連動して回動するレバープレートと、
   前記レバープレートおよび前記ストッププレートを介して前記フックプレートを開錠する駆動力を発生するソレノイドと、
   前記フックプレート、前記ストッププレート、および前記レバープレートを回動自在に支持するとともに、前記ソレノイドを収容するケースと、
   を有し、前記フックから前記フックプレートに働く力が、前記ストッププレート、前記レバープレート、前記ソレノイドと経由する際に段階的に弱められるよう前記各プレートのレバー比が設定されることを特徴とする電気錠。
2. 前記レバープレートに、開錠時に駆動した前記ソレノイド６を復帰させるためのレバースプリングが架装され、該レバースプリングの力がソレノイドの復帰に必要十分な程度に弱く設定されていることを特徴とする請求項１に記載の電気錠。
3. 前記レバープレートおよび前記ストッププレートを介して前記フックプレートを開錠する駆動力を与えるよう、前記レバープレートを外部から操作する非常開錠手段を有することを特徴とする請求項１に記載の電気錠。
4. 前記フックプレートの厚みが、前記ストッププレート、およびレバープレートの厚みよりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の電気錠。
5. 前記ケースは、前記ケースの中心線に対して線対称な異なる２つの姿勢で、前記各プレートを支持するとともに前記ソレノイドを収容できるよう形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電気錠。

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