JP5078691B2 - 電気錠における回転力伝達機構 - Google Patents

Description

本発明は、電気錠における回転力伝達機構に関する。

特許文献１には、制御部に電気的に回転制御される駆動モータの駆動力が、伝動歯車を介してデッドカム（通称、「ダルマ」）に伝わる事項が記載されている。

すなわち、特許文献１の特許請求の範囲には、「錠箱１の側板に回動可能に支承され、デッドボルト２と係合してこれを駆動箱のフロント板４から出没させる作動アーム６ｂを形成すると共に、シリンダ錠の内筒に連結されたデッドカム６と、このデッドカムに同軸且つ一体に結合されたセクターギア６ｃと、施、解錠時、施、解錠信号に応じて施錠方向、或いは反対方向の解錠方向に回転するマイクロモータ７と、このマイクロモータの出力軸に減速機を介して連結された差動歯車装置１４と、この差動歯車装置の遊星歯車１３の移動軌跡に沿い、遊星歯車を挟むような位置関係で、且つ遊星歯車が遊動できる間隔を保って配設された施錠用受け歯車１５及び解錠用受け歯車１６と、施錠用受け歯車とセクターギアとを連結する施錠用従動歯車列と、解錠用受け歯車とセクターギアとを連結する解錠用従動歯車列とを有し、上記施錠用受け歯車及び解錠用受け歯車のモジュール及び歯数を、これらの歯車の１回転以内でデッドボルトの施錠、及び解錠操作ができるように設定すると共に、施錠用受け歯車及び解錠用受け歯車のそれぞれに、半径方向に突出し、施、解錠操作完了時差動歯車装置のスイングアーム１２と係合して、遊星歯車１３との噛み合いを解く方向にスイングアームを押動する切離し片２１を結合したことを特徴とするモータ駆動電気錠のデッドボルト制御機構」が記載されている（符号は特許文献１のもの）。

図１０は、本願発明と対比する便宜上、環境を含む上記特許文献１の構成を概略的に示したものである。この図１０に於いて、１は建物の玄関の出入り口、室内の出入り口等に設けられた扉で、この扉１の自由端部の内壁面には、錠箱２内に電気錠を構成する主な部材（ここでは「デッドボルト出没用駆動機構」という）が組み込まれている。そこで、デッドボルト出没用駆動機構を構成する主な部材を簡単に説明する。なお、各部材の詳細は割愛する。

３は駆動モータで、この駆動モータ３の出力軸４には原歯車５が取付けられている。６は原歯車と噛合する大歯車（例えば傘歯車）、該大歯車に設けられた動力切換えアーム（クラッチ）Ｘ、施錠用受け歯車、解錠用受け歯車、アイドル歯車等の複数個の歯車で構成された伝動歯車で、このクラッチＸを含む伝動歯車６は、デッドカム（通称、「ダルマ」）７のセクターギア８に噛合している。９はダルマ７の作動アームを介して出没するデッドボルトである。

１０は錠箱２外の箇所（例えば扉の壁面、建物の壁面）に設けられた制御部で、この制御部１０と錠箱２内の駆動モータ３及び検出信号用の基板１１とは給電線１２を介して電気的に接続している。１３は施錠信号及び解錠信号を検出するために錠箱内の適宜箇所に配設された複数個の信号検出器で、これらの信号検出器１３は前記基板１１に電気的に接続している。１４は伝動歯車６の一つと係合する係合手段を有する信号検出器用のスライダーで、このスライダー１４は錠箱２の後壁に沿って配設されている。

そして、１５は錠箱２外の箇所に設けられた電源、１６はダルマ７と接続するシリンダ錠、１７は同じくダルマ７と接続するサムターンである。

周知のように、駆動モータ３は制御部１０によって施錠方向或いは反対方向の解錠方向への回転が制御される。そこで、駆動モータ３が起動すると、この駆動側の回転力は、原歯車５からクラッチＸを含む伝動歯車６を介してダルマ７のセクターギア８へと伝達される。一方、合鍵でもってシリンダ錠１６の内筒を回転すると、又は摘みを操作してサムターン１７のサムターン軸を回転すると、従動側の回転力（操作力）は、逆にダルマ７のセクターギア８から伝動歯車６側へと伝達されることになるが、特許文献１に説明されているように、差動歯車装置の動力切換えアーム（クラッチ）Ｘ、その遊星歯車の噛み合いを解く方向に位置変位するので、従動側の回転力（操作力）は、駆動モータ３の原歯車５へは伝わらない。

なお、特許文献２には、逆入力遮断クラッチの一例が開示されているが、該逆入力遮断クラッチを構成する入力軸部材、出力部材、バネ部材等の構成は複雑であるという問題点がある。
特開平６−１０８７１６号公報 特開２００７−２３９８９１号公報

特許文献１は、動力切換えアーム（クラッチ）Ｘを用いて駆動側の回転力をダルマに伝え、一方、従動側の回転力（操作力）を駆動モータ側に伝えないという利点があるものの、太陽歯車、遊星歯車等多くの部品を錠箱内に組み込まなければならないので、組立て作業時間の短縮化を図ることができないという問題点を有している。そこで、現在、電気錠における回転力伝達機構に於いて、組立て作業時間の向上を図ることが期待されている。本発明の所期の目的は、電気錠における回転力伝達機構に於いて、組立て作業時間の向上を図ることである。

本発明の電気錠における回転力伝達機構は、錠箱内に配設された駆動モータの駆動側の回転力を、クラッチを含む伝動歯車を介してダルマに伝達し、一方、ダルマに伝えられる従動側の回転力を、前記クラッチを介して駆動側に伝達しない電気錠における回転力伝達機構に於いて、前記クラッチは、前記駆動モータと伝動歯車の間に固定的に配設された筒状取付け箱内に組み込まれた逆入力遮断クラッチであり、該逆入力遮断クラッチは、駆動モータのモータ出力軸に一体的に設けられた断面異径の入力軸と、この入力軸の縁部に押圧され、かつバネ部材のバネ力に抗して半径外方向に移動可能な係合手段と、この係合手段と係合する係止部分を内周面に有し、かつ双方向に回転可能な断面円形の出力軸と、この出力軸の外端部に一体的に設けられていると共に、前記伝動歯車と噛合する原歯車とから成ることを特徴とする。

ここで、「係止部分」とは、係合歯面型、波状の凹凸面型、山形状の凹凸面型、ザラザラの凹凸面型、メッシュ状面型、スリット状面型、鉤状面型等のブレーキ機能を発揮する非平滑面である。

逆入力遮断クラッチを採用したので、組立て作業時間の向上を図ることができる。また、部品点数を減らすことができる。さらに、特許文献１と同様の利点を得ることができる。

以下、図１乃至図９に示す本発明を実施するための最良の形態により説明する。

（１）発明の実施の環境
図１は、図１０と同様の概略説明図である。したがって、図１０に示した実施例の構成と同一の部分には、同一の符号を付して重複する説明を割愛する。図１に於いて、Ｘ１は逆入力遮断クラッチで、この逆入力遮断クラッチＸ１の入力軸は駆動モータ３のモータ出力軸４に連結し（或は一体的に設けられ）、一方、逆入力遮断クラッチＸ１の出力軸の外端部は伝動歯車６の一つと噛合する原歯車５に連結し（或は一体的に設けられ）ている。

本発明の電気錠における回転力伝達機構も特許文献１と同様に機械的に動力を連結し、又は動力を切断する。すなちわ、図２で示すように、本発明は、錠箱２内に配設された駆動モータ３の駆動側の回転力を、逆入力遮断クラッチＸ１を含む伝動歯車６を介してダルマ７に伝達し、一方、ダルマ７に伝えられる従動側の回転力（操作手段による操作力）を、前記逆入力遮断クラッチＸ１を介して駆動側に伝達しない電気錠における回転力伝達機構である。

（２）逆入力遮断クラッチＸ１の筒状取付け箱２１
次に、本発明の特定要件について説明する。逆入力遮断クラッチＸ１の主要部は、錠箱２内に取付け板２０を介して縦方向に配設された筒状取付け箱２１内に組み込まれている。

図３は筒状取付け箱２１の概略断面説明図である。筒状取付け箱２１は、クラッチ箱本体２１ａと、該クラッチ箱本体２１ａの開口部に固定される蓋体２１ｂとから成る。２２は駆動モータのモータ出力軸を支承する短筒小径状の一端ボス部、２３はボス部２２に連設する大径円筒部、２４は大径円筒部の内周壁、２５は蓋体２１ｂの側壁部、２６出力軸の外端部を支承する他端ボス部である。しかして、前記大径円筒部２３の内周壁２４と直交する側壁２７には、軸方向に複数本のバネ支持部２８が設けられている。これらのバネ支持部２８は、本実施例では、両端部を対向状態に折り曲げた板バネ（図４で示すバネ部材）を拘束状態で支持することができるように互い違いに配設されている。

（３）主たる部材
図４は筒状取付け箱２１に内装された逆入力遮断クラッチＸ１の主たる部材を示す説明図である。図４で示すように、逆入力遮断クラッチＸ１は、駆動モータ３のモータ出力軸４に一体的に設けられた断面異径（非真円）の入力軸３１と、この入力軸３１の角部分３１ａに押圧され、かつバネ部材３２のバネ力に抗して半径外方向に移動可能な係合手段（本実施例では楔ローラを含む楔手段）３３と、この係合手段３３と係合する係止部分４２（本実施例では楔手段３３の楔ローラと係合する係合歯４２）を内周面に有し、かつ双方向に回転可能な断面円形の出力軸４１と、この出力軸４１の外端部４３に一体的に設けられていると共に、伝動歯車６の一つと噛合する原歯車５とから成る。

しかして、前記入力軸３１は、本実施例では、図４で示すように断面小判形状に形成されていることから、不番の上下の水平面（一側面）と、この水平面に連続する左右の弧状面（交差面）とを有している。したがって、入力軸３１の前記一側面と前記交差面の縁部（稜線部分）３１ａは合計四箇所であり、これらの角部分３１ａが係合手段（例えば楔手段）３３を構成するリテーナ部材３４のコ字形状型、凹所形状型等の凹枠状の内側囲壁３４ａを押し付けるカム面に相当する。

また、前記バネ部材３２は、筒状取付け箱２１内に設けられた複数個のバネ支持部２８に支持された左右一対の板バネであり、該板バネの折り曲げられた両端部３２ａは、一対のリテーナ部材３４の対向端部を挟み込んでいる。なお、左右一対のバネ部材３２も一対のリテーナ部材３４と同様に回転対称に配設されている。

また、前記楔手段３３は、入力軸３１の外側に回転対称に配設された一対のリテーナ部材３４と、これらのリテーナ部材３４の外周壁３４ｂに所定間隔を有して形成された複数の凹所状保持部３５にそれぞれ保持された複数の楔ローラ３６とから成る。

ところで、リテーナ部材３４の前述した凹枠状の内側囲壁３４ａについて付言すると、該内側囲壁３４ａは、扁平状の受け面と、この受け面の両端から弧状に連設する左右対向面から成り、前記扁平状受け面に入力軸３１の角部分３１ａが当たる。また、リテーナ部材３４の前述した外周壁３４ｂの左右端部には、図６で示すようにバネ部材３２の折り曲げ端部３２ａを支持する切欠状のバネ端支持面３７が形成されている。

なお、楔ローラ３６の形状については特に図示しないが、例えば断面小円形であり、軸方向に所要量延びる棒状体である。また、係合手段（例えば楔手段）３３は、望ましくは楔ローラ３６を含む楔手段であるが、前記楔ローラ３６は、設計如何によっては省くことも可能である。

さらに、双方向に回転可能な断面円形の出力軸４１は、一側開口の筒状部４１ａと、この筒状部４１ａと交差する側壁部４１ｂとから成り、前記筒状部４１ａの内周面に前述した係合歯４２が所定間隔を有してかつ連続的に複数個形成されている。また、前記側壁部４１ｂの中央部には蓋体２１ｂの他端ボス部２６に支承される外端部が一体的に設けられている。

（４）主たる部材の作用
図４は、駆動モータが停止した初期状態を示す。この初期状態では、バネ部材３２で初期位置に戻された上下一対のリテーナ部材３４の外周壁３４ｂと出力軸４１の筒状部４１ａの内周面との間には所定間隙４５が出来ている。付言すると、入力軸３１の水平面とリテーナ部材３４の内側囲壁３４ａの受け面は互いに平行状態であることから、複数の楔ローラ３６は出力軸４１の係合歯４２に噛み合っていない。したがって、出力軸４１は所定間隙４５の存在により、双方向（時計方向と反時計方向）に空転することができる。それ故に、図２、図７で示すように、従動側の回転力がダルマ７及び伝動歯車６を介して原歯車５に伝わっても、出力軸４１のみが回転（空転）し、従動側の回転力は入力軸３１乃至駆動モータ３には伝わらない。

これに対して、図８及び図９は、駆動モータが起動した状態を示す。本発明の逆入力遮断クラッチＸ１は、双方向式であるから、出力軸４１が施錠方向、又はその逆の解錠方向に回転しても同じである。ここでは、入力軸３１が時計方向へと回転した場合を例にして説明する。入力軸３１が時計方向へと回転すると、楔手段３３は、入力軸３１の縁部３１ａに押圧され、かつバネ部材３２のバネ力に抗して半径外方向に移動する。そうすると、上下一対のリテーナ部材３４の外周壁３４ｂと出力軸４１の筒状部４１ａの内周面との間の所定間隙４５が狭まることになるから、楔手段３３の楔ローラ３６が出力軸４１の内周面の係合歯４２に食い込み、出力軸４１は入力軸３１と共働回転する。付言すると、図２で示すように駆動側の回転力は伝動歯車６に伝わるので、デットボルト９はダルマ７を介して出没する。

筒状取付け箱に一体的に設けたバネ支持部２８は、図４を基準にすると、側壁２７の左右の中央部にそれぞれ３本配設されているが、バネ支持部２８の数や配置方法は設計変更事項である。また、係合手段３３としての楔ローラ３６を含む楔手段は、ブレーキ機能を発揮する係合手段３３の最適例であり、前述したように、発明の効果を逸脱しない範囲内で、係合手段３３と被係止部分４２との係合構成を任意に設計変更することができる。

本発明は、主に錠前や建具の業界で利用される。

図１乃至図９は本発明の最良の実施例を示す各説明図。
発明の実施の環境を示す概略説明図（図１０と同様の図）。 逆入力遮断クラッチを主とする動力の流れを示す概念図。 図３（ａ）は筒状取付け箱の概略断面説明図、図３（ｂ）は筒状取付け箱内の軸の概略説明図（楔手段３３、バネ部材は省略）。 初期状態における主たる部材の説明図。 要部（入力軸乃至出力軸）の説明図。 要部（リテーナ部材とバネ部材の関係）の説明図。 駆動モータ停止時における出力軸の動きの説明図。 駆動モータ起動時における入力軸乃至出力軸の関係を示す説明図。 噛み合い状態を示す概略説明図。 特許文献１に基づく発明の実施の環境を示す概略説明図。

符号の説明

Ｘ１…逆入力遮断クラッチ、２…錠箱、３…駆動モータ、４…モータ出力軸、５…原歯車、６…伝動歯車、７…ダルマ、２１…筒状取付け箱、２１ａ…クラッチ箱本体、２１ｂ…蓋体、２２…一端ボス部、２３…大径円筒部、２４…大径円筒部の内周壁、２５…蓋体の側壁部、２６…他端ボス部、２８…バネ支持部、３１…入力軸、３１ａ…縁部（角部分）、３２…バネ部材、３２ａ…折り曲げ両端部、３３…係合手段（例えば楔手段）、３４…リテーナ部材、３４ａ…内側囲壁、３４ｂ…リテーナ部材の外周壁、３５…凹所状保持部、３７…バネ端支持面、４１…出力軸、４２…被係止部分（例えば係合歯）、４３…外端部、４５…所定間隙。

Claims (4)

1. 錠箱内に配設された駆動モータの駆動側の回転力を、クラッチを含む伝動歯車を介してダルマに伝達し、一方、ダルマに伝えられる従動側の回転力を、前記クラッチを介して駆動側に伝達しない電気錠における回転力伝達機構に於いて、前記クラッチは、前記駆動モータと伝動歯車の間に固定的に配設された筒状取付け箱内に組み込まれた逆入力遮断クラッチであり、該逆入力遮断クラッチは、駆動モータのモータ出力軸に一体的に設けられた断面異径の入力軸と、この入力軸の縁部に押圧され、かつバネ部材のバネ力に抗して半径外方向に移動可能な係合手段と、この係合手段と係合する係止部分を内周面に有し、かつ双方向に回転可能な断面円形の出力軸と、この出力軸の外端部に一体的に設けられていると共に、前記伝動歯車と噛合する原歯車とから成ることを特徴とする電気錠における回転力伝達機構。
2. 請求項１に於いて、係止部分は、係合歯面型、波状の凹凸面型、山形状の凹凸面型、ザラザラの凹凸面型、メッシュ状面型、スリット状面型、鉤状面型等のブレーキ機能を発揮する非平滑面であることを特徴とする電気錠における回転力伝達機構。
3. 請求項１に於いて、バネ部材は、筒状取付け箱内に設けられたバネ支持部に支持された板バネであり、該板バネの折り曲げられた両端部は、一対のリテーナ部材の対向端部を挟み込んでいることを特徴とする電気錠における回転力伝達機構。
4. 請求項１に於いて、係合手段は、楔ローラを含む楔手段であり、前記楔ローラが係止部分としての係合歯に係脱することを特徴とする電気錠における回転力伝達機構。

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