JP5171237B2 - 蓋ロック装置 - Google Patents

Description

本発明は、蓋体を閉状態でロックするための蓋ロック装置に関するものである。

従来から、洗濯機や乾燥機などの開閉する蓋体を備えた装置では、運転中に蓋が開いてしまうのを防止するために、閉鎖状態において蓋体をロックするようになっている。蓋体をロックするためのロック装置として、モータ等の駆動源によりロックピン等のロック部材を進退動させて係合穴に係合させるものが用いられている（例えば、特許文献１、２参照）。

特許文献１に記載のロックピン駆動構造では、モータの出力軸に円盤状のクランク板を取り付けて回転させ、このクランク板の回転中心から外れた偏心位置に立設されたクランクピンを、ロックピンの基端部を支持する支持部材の長方形開口に係合することにより、ロックピンを進退動させている。ロックピン及び支持部材は、一端にロックピンの先端を通過させるガイド穴が形成された筐体内にスライド可能に保持されており、コイルばねによってガイド穴側に付勢されている。

また、特許文献２に記載の蓋体ロック装置では、モータの出力軸にプーリを取り付けて回転させ、このプーリ上の回転中心から外れた偏心位置に立設された円柱状のポストをスライドレバーの長方形開口に係合することにより、スライドレバーの先端に取り付けられたロック軸体を進退動させている。ロック軸体及びスライドレバーはケース内にスライド可能に保持されており、ばねによってロック軸体の進出方向に付勢されている。

ロックピン（ロック部材）を進退動させて蓋体のロックを行うロック装置では、筐体やケース等からロック部材が突出した状態で断線や故障によりモータが停止してしまうと、ロック部材を動かせないために蓋体のロックを外せなくなってしまうという問題点があった。これに対し、特許文献１、２の構成では、ロック部材の背面側（後退方向）にばね等の弾性伸縮部材が取り付けられているので、モータを回転させることができなくなった場合には、ロック部材を後退方向に押し込んでばねを収縮させることにより、手動でロックを解除することが可能になっている。
特開２００５−５４５２４号公報 特開２００５−１７７０４４号公報

しかしながら、特許文献１、２の構成では、ロック部材の背面側にばね等の弾性部材を設けたために、ロック解除状態では、このばねが大きく収縮した状態になる。よって、ロック解除状態でロック部材を静止させるためには、ばねの付勢力に抗する程度にモータのトルクを大きくする必要があり、モータの負荷が大きい。よって、ロック部材駆動用のモータを十分に小型化することができないという問題点があった。また、ロック部材の先端側が異物などにより塞がれている状態でロック部材を作動させようとすると、ロック部材が前進できないためにモータロックしてモータに過電流が流れる可能性があり、異常発熱などの原因になる恐れがあった。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、ロック状態でモータが停止したときに手動によるロック解除が可能であるとともに、ロック部材の作動が妨げられたときにモータや各部材に過大な負荷がかかるのを抑制することができ、さらに、ロック部材を進退動させる際の駆動負荷を小さくしてモータの小型化及び装置の小型化を図ることが可能な蓋ロック装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明では、機器本体の開口部を開閉する蓋が設けられた機器において前記蓋の開閉を規制するための蓋ロック装置であって、前記機器本体および前記蓋のうちの一方側には、ロック部材および該ロック部材を進退させる駆動部が形成され、他方側には前記ロック部材が前進した際に係合するとともに当該ロック部材が後退したときに係合が解除される被係合部が形成され、前記駆動部は、モータと、該モータにより回転駆動される偏心ピン付きの回転体と、当該偏心ピンに従動して前記ロック部材の位置規制を行うスライダとを有し、前記スライダは、該スライダの移動方向において互いに接近する方向および離間する方向に変位可能な第１カム部材および第２カム部材を備えるとともに、前記第１カム部材の第１カム面および前記第２カム部材の第２カム面は、前記偏心ピンを間に挟んで前記スライダの移動方向において対向しており、前記第１カム部材と前記第２カム部材とは付勢部材を介して連結され、当該付勢部材によって、前記第１カム面と前記第２カム面とは、互いに接近する方向に付勢されていることを特徴とする。

本発明では、偏心ピン（カムピン）を備えた回転体、スライダ等を用いた駆動部により、モータの回転運動を直線運動に変換し、ロック部材に進退動作を行なわせる。ここで、第１カム部材の第１カム面および第２カム部材の第２カム面は、偏心ピンを間に挟んでスライダの移動方向において対向しており、第１カム部材と第２カム部材とは、付勢部材によって互い接近する方向に付勢されている。このため、第１カム部材および第２カム部材に外部から力が加えられていなければ、付勢部材の付勢力によって２つのカム面が可能な限り近接し、２つのカム面によって偏心ピンが挟持された状態となる。そして、第１カム部材、第２カム部材がこの位置関係を保ったまま一体となって作動し、偏心ピンの動きに従ってスライドしてロック部材を作動させる。これに対し、何らかの理由で第１カム部材または第２カム部材の一方の動きが規制された場合や、モータが停止した場合には、付勢部材の付勢力よりも大きい力を加えるだけで２つのカム面を離間させる方向に第１カム部材と第２カム部材を相対移動させることができる。

すなわち、本発明では、スライダに外部から力が加えられていない通常の状態では、スライダを付勢部材等の付勢力に逆らって動かす必要がないので、小さい力でスライダを進退動させることができる。よって、モータの駆動負荷を小さくすることができ、モータを小型化して装置全体を小型化することができる。また、モータが停止している状態でスライダに外力が加えられたり、モータを駆動しているにもかかわらずスライダの動きが制限されている場合には、第１カム部材と第２カム部材が相対移動することにより、各部材やモータに過大な負荷がかかるのを抑制することができる。また、モータ停止時に外力を加えてスライダの少なくとも一部分を動かすことができるので、モータの駆動が不可能でもロック部材を作動させることができ、手動でのロック解除が可能となる。さらに、第１カム部材および第２カム部材は、互いに接近する方向および離間する方向に変位可能であるため、第１カム部材、第２カム部材、および偏心ピンのクリアランスを小さくした場合でも、これらの部材が干渉することがない。それ故、外部からの振動が伝わってきても、スライダの共振を防止することができる。

本発明において、前記ロック部材は、前記第１カム部材に一体に形成され、前記偏心ピンは、前記ロック部材を前進させる際には前記第２カム部材を前進方向に駆動し、前記ロック部材を後退させる際には前記第１カム部材を後退方向に駆動する構成を採用することができる。この場合、前記第１カム部材は、前記ロック部材が前進した状態で、当該ロック部材の後退方向において前記第２カム部材と非干渉状態にあることが好ましい。このように構成すると、ロック部材が前進した状態でモータが停止しても、ロック部材と一体になっている第１カム部材を手動で後退させることができ、その際、モータのディテントトルクが関与しないので、第１カム部材を容易に後退させることができる。また、ロック部材の先端側に異物等があってロック部材の前進が妨げられた場合には、第２カム部材だけを前進させるので、モータや各部材に過大な負荷がかからず、装置の損傷を抑制することができる。

本発明において、前記スライダの移動方向において前記付勢部材の付勢力に抗して前記第２カム部材と前記第１カム部材とを最大限離間させた際の前記第１カム面と前記第２カム面との距離は、前記偏心ピンの回転軌道の最外円の直径よりも大きいことが好ましい。
このように構成すると、ロック部材の前進が妨げられている場合でも、第１カム部材あるいは第２カム部材だけを往復移動させることができ、偏心ピンを空回りさせることができる。よって、モータや各部材に過大な負荷がかからないようにすることができ、装置の損傷を抑制することができる。

本発明では、前記ロック部材が前記被係合部と係合する位置まで前進したことを検出するロック検出手段と、前記蓋が開位置にあるとき前記ロック部材の前進を阻止する前進阻止位置と前記蓋が閉位置にあるとき前記ロック部材の前進を許容する前進許容位置との間に移動するシャッタと、前記シャッタが前記前進許容位置にあることを検出するシャッタ検出手段と、を備えていることが好ましい。このようにすると、扉がロックされているか否かを検出することができる。また、蓋体が開口部を閉鎖してロック可能になった時だけシャッタが開くので、蓋が開いているときにロック部材が突出してしまって機器の動作や使用者の妨げになることがない。また、ロック部材の進退経路をシャッタで塞ぐことができるので、カム部材、モータ等の設置側への異物の侵入が抑制される。

本発明において、前記シャッタ検出手段は、前記モータの駆動時間が所定時間を越えても、前記ロック部材が前記被係合部と係合する位置まで前進したことを前記ロック検出手段が検出しない場合に、前記シャッタが前記前進許容位置にあると判定することが好ましい。このようにすると、ロックの検出に基づいてシャッタの検出を行うことができるので、１つの検出手段でロックの検出とシャッタの検出の双方を行うことができる。

本発明では、前記ロック部材が前記被係合部まで前進したことを検出するロック検出手段を有していることが好ましい。このようにすると、扉がロックされているか否かを検出することができる。

本発明において、前記蓋が開位置にあるとき前記ロック部材の前進を阻止する前進阻止位置と、前記蓋が閉位置にあるとき前記ロック部材の前進を許容する前進許容位置との間に移動するシャッタを備えていることが好ましい。このようにすると、蓋体が開口部を閉鎖してロック可能になった時だけシャッタが開くので、蓋が開いているときにロック部材が突出してしまって機器の動作や使用者の妨げになることがない。また、ロック部材の進退経路をシャッタで塞ぐことができるので、カム部材、モータ等の設置側への異物の侵入が抑制される。

本発明において、前記シャッタが前記前進許容位置にあることを検出するシャッタ検出手段を備えていることが好ましい。このようにすると、シャッタが開いているか否かを検出することができる。

本発明の蓋ロック装置では、小さい力でスライダを進退動させることができるので、モータの駆動負荷を小さくすることができ、モータを小型化して装置全体を小型化することができる。また、モータが停止している状態でスライダに外力が加えられたり、モータを駆動しているにもかかわらずスライダの動きが制限されている場合には、第１カム部材と第２カム部材が相対移動可能であることにより、第１カム部材と第２カム部材のいずれか一方のみを移動させて各部材やモータにかかる負荷を抑制することができる。また、モータ停止時に外力を加えてスライダの少なくとも一部分を動かすことができるので、モータの駆動が不可能でもロック部材を作動させることができ、手動でのロック解除が可能となる。さらに、第１カム部材および第２カム部材は、互いに接近する方向および離間する方向に変位可能であるため、第１カム部材、第２カム部材、および偏心ピンのクリアランスを小さくした場合でも、これらの部材が干渉することがない。それ故、外部からの振動が伝わってきても、スライダの共振を防止することができる。

以下に、図面を参照して、本発明を適用した蓋ロック装置の一実施形態について説明する。図１は蓋ロック装置の斜視図、図２はケースのエンドプレートを省略した蓋ロック装置の斜視図、図３はモータを備えた駆動部の分解斜視図、図４は蓋ロック装置の動作説明図、図５は蓋ロック装置が取り付けられた機器の説明図である。

（蓋ロック装置の構成）
図１、図２に示すように、蓋ロック装置Ｓは、薄型の略直方体のケース１を備えている。ケース１の側面（長辺側の側面）１１には、ロック部材であるロックピン８の通路となる開口部１２が形成されている。開口部１２には、ロックピン８の通路を開放または閉鎖するためのシャッタ機構２が設けられている。また、ケース１の背面１３（図１、図２の紙面奥側の面）は、その一部がケース１の厚さ方向に向かって円形に突出しており、この突出部分が薄型の円盤形のモータケース部１４となっている。モータケース部１４の内部には、扁平型のモータ３（図３参照）が収納されている。ケース１の内部には、短辺側の側面１５寄りの位置に、駆動部４が配置されている。一方、もう一方の短辺側の側面１６寄りの位置には、端子部５及びスライダスイッチ６が配置されている。駆動部４とスライダスイッチ６の間には突出壁１７が形成されている。また、ケース１の前面側はエンドプレート１８によって塞がれている。

図１、図２は、シャッタ機構２が開放されてロックピン８が最大限ケース１外に突出している状態を示している。シャッタ機構２は、シャッタケース２１にシャッタ２２及びシャッタ復帰ばね２３が収納されて構成されている。シャッタケース２１はその内部に凹部２１ａが形成された直方体状の部材であり、その側面によって開口部１２を塞ぐように取り付けられている。シャッタケース２１は、側面１１と平行な対向する２側面に、その縁部２１ｂ（凹部２１ａが開口している側の端部）から底部２１ｃに向かって溝２１ｄが切り込まれている。よって、この溝２１ｄによってケース１内外が連通される。溝２１ｄは、底部２１ｃ側の幅が細く縁部２１ｂ側の幅が広くなっており、幅広部分はロックピン８が通過可能な寸法である。よって、この溝２１ｄの幅広部分を通って、ロックピン８をケース１の内外に進退動させることができる。

シャッタ２２は断面Ｔ字形の部材であり、溝２１ｄからその一部を外部に突出させてシャッタケース２１内に収納される。シャッタ復帰ばね２３は、凹部２１ａの底面とシャッタ２２との間に配置されており、シャッタ２２を縁部２１ｂ側に向かって付勢している。シャッタ復帰ばね２３の付勢力によってシャッタ２２が縁部２１ｂ側に移動した状態では、溝２１ｄの幅広の部分がシャッタ２２によって塞がれているので、シャッタ機構２が閉状態となっている。一方、溝２１ｄからシャッタケース２１外に出ている部分に外力を加えてシャッタ復帰ばね２３の付勢力に逆らってシャッタ２２を底部２１ｃ側に移動させると、溝２１ｄの幅広の部分が開口してケース１の内外が連通される。これにより、シャッタ機構２が開状態となる。

図３に示すように、モータ３の出力軸３１はケース１の直方体部分の内部に突出しており、出力軸３１の軸方向は背面１３と垂直な方向である。出力軸３１にはピニオン３２が装着されている。ケース１の内部にはギヤケース１９が設けられており、ギヤケース１９内には、ピニオン３２と噛み合うギヤ３３が収納されている。ギヤ３３の回転軸であるシャフト３４は、ケース１の略直方体部分とモータケース部１４との仕切り位置に固定されたプレート１４ａに支持されている。また、シャフト３４にはピニオン３５が装着されており、このピニオン３５はカムギヤ４１（回転体）と噛み合っている。

カムギヤ４１の回転軸であるシャフト４２は出力軸３１及びシャフト３４と平行に延びており、プレート１４ａに支持されてケース１の内部に固定されている。カムギヤ４１には、その回転軸であるシャフト４２から偏心した外周寄りの位置に、偏心ピン４３（カムピン）が立設されている。より詳しくは、カムギヤ４１は所定の厚さの歯車部４１ａと歯車部４１ａよりも若干小さい円盤部４１ｂを同軸上に配置して重ね合わせた形状である。また、偏心ピン４３は、円盤部４１ｂの円形表面からシャフト４２と平行な方向に延びている軸状の部材である。歯車部４１ａ及びシャフト４２はギヤ３３等と同様にギヤケース１９内に収納されているが、円盤部４１ｂ及び偏心ピン４３は、ギヤケース１９の円形開口からケース１内に突出している。

ケース１内には、第１スライダ４５（第１カム部材）および第２スライダ４８（第２カム部材）を備えたスライダ４００が配置されている。また、ケース１内には、平行な２本のガイドレール４４Ａ、４４Ｂが背面１３から垂直に突出形成されている。ガイドレール４４Ａ、４４Ｂは開口部１２が形成された側面１１に対して垂直な方向に延びており、ガイドレール４４Ａ、４４Ｂと側面１１との接続位置のほぼ中間に開口部１２が形成されている。このガイドレール４４Ａ、４４Ｂは、第１スライダ４５をスライド可能に支持している。第１スライダ４５は略Ｌ字形の板材の外周を枠状に残して残りの部分を切り欠いた形状であり、略Ｌ字形の一辺と側面１１とが平行になるように配置されている。第１スライダ４５の内周部には、略Ｌ字形の切り欠き部４６が貫通形成されている。切り欠き部４６内には、ガイドレール４４Ａ、４４Ｂと平行にガイドレール４７Ａ、４７Ｂが架け渡されている。ガイドレール４７Ａ、４７Ｂは、切り欠き部４６内に配置された第２スライダ４８をスライド可能に支持している。

第１スライダ４５の側面１１側の側面４５ｂには、開口部１２と対向する位置（シャッタ機構２の溝２１ｄと対向する位置）に、ロックピン８が垂直に立設されている。ロックピン８は、第１スライダ４５と一体に形成されているので、第１スライダ４５がガイドレール４４Ａ、４４Ｂに沿って側面１１と垂直な方向に進退動されることにより、第１スライダ４５と一体になって開口部１２およびシャッタ機構２側に進退動する。これにより、ロックピン８の先端部が開口部１２及び溝２１ｄの幅広部分を通過してケース１内外に進出されたり、ケース１内に後退されたりする。一方、第２スライダ４８は、ガイドレール４４Ａ、４４Ｂと平行なガイドレール４７Ａ、４７Ｂに沿ってスライドすることにより、第１スライダ４５に対して、第１スライダ４５のスライド方向と同一の方向に相対移動可能である。

第２スライダ４８は細長い部材であり、その長手方向をガイドレール４７Ａ、４７Ｂと直角な方向（ケース１の側面１１と平行な方向）に向けて配置されている。第２スライダ４８の長手方向の端面は、切り欠き部４６の内側側面に摺接している。一方、第２スライダ４８には、長手方向の側面を浅く凹ませた形状のカム面４８ａ（第２カム面）が形成されており、このカム面４８ａは、第１スライダ４５に形成した切り欠き部４６の内側側面のうち、開口部１２側を向いている側面であるカム面４５ａ（第１カム面）と対向している。

第１スライダ４５と第２スライダ４８は、コイルばね４９（付勢部材）によって連結されている。第１スライダ４５に形成された切り欠き部４６は、カム面４５ａの一端側において開口部１２とは反対側に細長く延びており、この細長く延びた隙間にコイルばね４９が配置される。コイルばね４９の一端側は開口部１２側（ロックピン８をケース１外へ突出させる方向：ロックピン前進方向）に延びており、第２スライダ４８に形成された取付部４８ｂに取り付けられている。一方、コイルばね４９の他端側は開口部１２とは反対側（ロックピン８をケース１内へ収納する方向：ロックピン後退方向）に延びており、第１スライダ４５に形成された取付部４５ｃに取り付けられている。

コイルばね４９を設けたことにより、第１スライダ４５と第２スライダ４８は、コイルばね４９の収縮方向、すなわち、カム面４５ａ、４８ａを近接させる方向に付勢される。カム面４５ａ、４８ａが最も近接した状態では、凹み形状であるカム面４８ａの両端に平らな面であるカム面４５ａの両端が接続され、両カム面によって囲まれる隙間状のカム溝４０が形成される。このカム溝４０には、偏心ピン４３が係合されている。

カム溝４０は、その長さ（第１スライダ４５のスライド方向と直交する方向の長さ）が、偏心ピン４３の回転軌道の直径Ｄ１（図４（ｆ）参照）よりも大きくなるように形成されている。偏心ピン４３がカムギヤ４１の回転に伴って回転軌道上を移動するときには、第１スライダ４５がその進退方向と直交する方向への移動をガイドレール４４Ａ、４４Ｂによって規制されているために、カム溝４０内において、カム溝４０の長さ方向に偏心ピン４３が往復移動する。この往復移動時の偏心ピン４３の可動範囲は、偏心ピン４３の回転軌道の最外円の直径Ｄ１であるから、カム溝４０の長さをこれよりも長くすることにより、偏心ピン４３の動きがカム溝４０の内壁との衝突によって妨げられることがなくなる。

一方、第１スライダ４５に形成されている切り欠き部４６の内法寸法Ｄ２（ロックピン８、第１スライダ４５、第２スライダ４８の進退方向の内法寸法／図４（ｆ）参照）は、その内部にスライド可能に保持された第２スライダ４８の上記スライド方向への往復移動時の可動範囲Ｄ３（図４（ｇ）参照）を、偏心ピン４３の回転軌道の直径Ｄ１よりも大きくすることができるように設定されている。このようにすると、第１スライダ４５を静止させた状態において、偏心ピン４３の回転運動に伴い、第２スライダ４８を切り欠き部４６内において往復移動させた場合に、第２スライダ４８の動きが切り欠き部４６の内周面との衝突によって妨げられることがなくなる。

また、モータケース部１４の側面には、略直方体の給電部７が接続されている。給電部７は、モータケース部１４と同様にケース１の背面１３から突出形成されている。給電部７に設けられた端子７１、７２は端子部５に設けられた給電端子５１、５２と電気的に接続されており、この給電部７からモータ３に電力供給がなされる。また、端子部５には、給電端子５１、５２の他に、スライダスイッチ６の接続端子６３、６４が設けられている。

スライダスイッチ６は、金属片を折り曲げて形成された可動片６１と固定片６２を備えている。可動片６１は、その先端に設けられた突起部６１ａが側面１５側（後述する駆動部４側）に向いており、突出壁１７の端部と側面１１との間の隙間に突起部６１ａを配置している。一方、固定片６２は、その先端を可動片６１の先端に対向させるようにして配置される。可動片６１は、第１スライダ４５に形成された突起４５ｄが突起部６１ａの位置まで移動した場合に突起４５ｄによって突起部６１ａが固定片６２側に押圧され、固定片６２側に屈曲する。これにより、可動片６１と固定片６２の先端同士が接触し、スライダスイッチ６が接続される。スライダスイッチ６が接続すると、接続端子６３、６４に接続された不図示のセンサに所定の信号が検出される。従って、このセンサにより、第１スライダ４５及びロックピン８が所定の位置まで移動したことを検出することが可能になる。

（蓋ロック装置の動作）
蓋ロック装置Ｓの駆動部４は、以上説明したように、モータ３、カムギヤ４１、シャフト４２、偏心ピン４３、ガイドレール４４Ａ、４４Ｂ、第１スライダ４５および第２スライダ４８を備えたスライダ、コイルばね４９を備えている。この機構は、モータ３の出力軸３１の回転に基づいて回転されるカムギヤ４１の回転運動を、第１スライダ４５の直線運動に変換するものである。また、駆動部４は、第１スライダ４５の切り欠き部４６内にスライド可能に組み付けられた第２スライダ４８を備えているが、この第２スライダ４８は、コイルばね４９によって第１スライダ４５に連結されている。これにより、第２スライダ４８は、第１スライダ４５に対して相対的に開口部１２側（ロックピン８の前進方向側）に移動しないように付勢されている。従って、通常は、偏心ピン４３がカム面４５ａ、４８ａの間のカム溝４０に係合している状態で第１、第２スライダ４５、４８が一体のスライダとして作動して進退動し、ロックピン８を進退方向に作動させるが、異常事態が起こった場合には、以下に説明するように、コイルばね４９の付勢力に逆らって第１、第２スライダ４５、４８が相対移動することになる。

図４（ａ）は蓋ロック装置Ｓにおいてケース１のエンドプレート１８を省略した状態の平面図であり、図４（ｂ）〜（ｇ）は、それぞれ、図４（ａ）の平面図内における駆動部４の動作を示す。

（通常動作）
図４（ｂ）（ｃ）は、第１、第２スライダ４５、４８が一体のスライダとして作動している通常の動作状態を示す。図４（ｂ）では、ロックピン８が、開口部１２に取り付けられたシャッタ機構２からケース１外に最大限突出しているロック位置８Ａにある。このとき、カムギヤ４１は、その上に立設されている偏心ピン４３が最も開口部１２側（シャッタ機構２側）に近づく位置まで回転している。ロックピン８がこのロック位置８Ａに到達する前後には、偏心ピン４３が第２スライダ４８のカム面４８ａに当接して第２スライダ４８をロックピン８側（ロックピン前進側）に移動させる。第１スライダ４５はコイルばね４９の付勢力によって第２スライダと一体になって移動する。第１スライダ４５及び第２スライダ４８は、コイルばね４９以外の付勢部材に連結されていないので、これらを駆動するための駆動力は小さい力で十分である。

一方、図４（ｃ）では、ロックピン８が、最もケース１の内側に後退しているロック解除位置８Ｂにある。このとき、カムギヤ４１は、その上に立設されている偏心ピン４３が最も開口部１２側（シャッタ機構２側）に近づく位置まで回転している。ロックピン８がこのロック解除位置８Ｂに到達する前後には、偏心ピン４３が第１スライダ４８のカム面４５ａに当接して第１スライダ４５をロックピン８とは逆側（ロックピン後退側）に移動させる。第２スライダ４８は偏心ピン４３やその他の部材からの押圧力を特に受けていないので、コイルばね４９の付勢力によって第１スライダと一体になって移動する。図４（ｂ）におけるロックピン８の先端位置と図４（ｃ）におけるロックピン８の先端位置との距離Ｌは、ロックピン８、第１スライダ４５、および第２スライダ４８の３部材のストロークである。

このように、通常時の動作では、第１、第２スライダ４５、４８が一体のスライダとして作動し、偏心ピン４３は、細長いカム溝４０内を移動しているので、偏心ピン４３とカム溝４０の内周面であるカム面４５ａ、４８ａとのクリアランスが小さい。よって、このような構成では、この蓋ロック装置Ｓを振動する機器（例えば、洗濯機等）に取り付けた場合に、機器の振動に基づくスライダ４５、４７の共振を抑制することができる。

（モータ停止時の動作）
図４（ｄ）（ｅ）は、モータ３が停止して駆動不可能となっている時の動作状態を示す。図４（ｄ）は、図４（ｂ）と同様に、ロックピン８がロック位置８Ａにある状態を示している。この状態では、ロックピン８がケース１の外側に最大限突出しているので、ロックピン８の先端が不図示の係合部に係合し、ロックがかかった状態になっている。従って、この状態でモータ３が各種の不具合によってモータロックし、正逆いずれの方向にも回転不可能になってしまうと、カムギヤ４１を回転させることができなくなり、偏心ピン４３を図４（ｄ）の位置から移動させることができなくなる。

本実施形態では、このようなときには、手動でロックピン８を押圧したり、ロックピン８あるいは第１スライダ４５に連結された紐や突起を作動させることにより、図４（ｅ）に示すようにロックピン８及び第１スライダ４５を第２スライダ４８に対してロックピン後退方向（矢印Ａ方向）に相対移動させ、ロックピン８をシャッタ機構２の内側のロック解除位置８Ｂに移動させる。この場合、第２スライダ４８は偏心ピン４３に引っかかってロックピン後退方向に移動不可能であるので、ロックピン８及び第１スライダ４５を動かすためには、コイルばね４９の付勢力よりも大きい力でロックピン８または第１スライダ４５を矢印Ａ方向に押す必要がある。このとき、モータ３を逆回転させる必要がないので、必要な押圧力はコイルばね４９の付勢力のみによって決まり、モータ３の静止トルクが関係しなくなる。よって小さな力でロック解除を行うことができる。

（ロックピン作動不能時の動作）
図４（ｆ）（ｇ）は、ロックピン８の先端側が異物Ｂによって塞がれてロックピン８及び第１スライダ４５が作動不可能になっている時の動作状態を示す。図４（ｆ）は、図４（ｃ）と同様に、ロックピン８がロック解除位置８Ｂにある状態を示している。この状態でモータ３を駆動すると、偏心ピン４３が回転軌道上を移動するのに伴い、第２スライダ４８がロックピン前進方向（矢印Ｃ方向）に押圧される。すると、第１スライダ４５は停止した位置から動かすことができないので、第２スライダ４８のみがロックピン前進方向（矢印Ｃ方向）へ移動する。このとき、コイルばね４９の付勢力に逆らって第２スライダ４８を移動させることになるので、モータ３の駆動トルクについては、コイルばね４９の付勢力とつり合う大きさよりも大きくする必要がある。

図４（ｇ）では、偏心ピン４３が最も開口部１２（シャッタ機構２）に近づいた位置まで移動しており、第２スライダ４８は、偏心ピン４３と切り欠き部４６の内周面（最もロックピン８に近い内周面）との間に納まっている。このとき、カム面４８ａとカム面４５ａの距離（可動範囲Ｄ３）を、偏心ピン４３の回転軌道の直径Ｄ１以上にすることができるようにすれば、切り欠き部４６内において第２スライダ４８と偏心ピン４３を往復移動させることができ、空回り運動をさせることができる。つまり、ロックピン８及び第１スライダ４５の作動が妨げられている場合に、モータ３の回転が妨げられてモータ３の負荷が上昇しないようにすることができるので、過電流等の不具合の発生を抑制することができる。

（蓋ロック装置を取り付けた機器）
次に、本実施形態の蓋ロック装置Ｓを、開閉蓋を備えた機器に取り付けた構成について説明する。図５に示すように、蓋ロック装置Ｓは、開閉蓋Ｔ１を備えた機器の機器本体Ｔ２側に取り付けられている。開閉蓋Ｔ１には、蓋ロック装置Ｓ側に延びる係止片９が設けられている。係止片９には、ロックピン８を挿通可能な寸法の係止孔９ａが形成されている。開閉蓋Ｔ１をロックする場合には、まず、図９（ａ）の矢印方向に向けて開閉蓋Ｔ１を閉じると、係止片９の先端がシャッタ２２を押圧し、シャッタ２２を開位置側に押し下げる。これにより、シャッタ機構２の溝２１ｄの幅広部が開口し、ロックピン８が溝２１ｄを通過可能になる。この状態で、例えば、この機器の始動スイッチが押されるなどによってモータ３に駆動電流が流されると、上記各構成により第１スライダ４５及びロックピン８がシャッタ機構２側が取り付けられた開口部１２側に駆動される。すると、図５（ｂ）に示すように、シャッタ機構２の溝２１ｄからロックピン８がケース１外に突出すると共に、係止片９の係止孔９ａにロックピン８が挿通されることにより、開閉蓋Ｔ１がロックされる。

このとき、ロックピン８及び第１スライダ４５が最大限シャッタ機構２側に移動してロックが確実になされた状態になると、上述したスライダスイッチ６が接続される。スライダスイッチ６の接続信号に基づいてモータ３への給電を停止すると、ロックピン８が係止片９に確実に係合される位置に突出したことを検出し、その状態でそれ以上部材が動かないようにしてロックを完了させることができる。つまり、スライダスイッチ６を、ロック検出手段として機能させることができる。また、モータ３の駆動を開始してから所定時間以上経過してもスライダスイッチ６の接続信号が検出されない場合には、シャッタ機構２が開状態になっていない、すなわち、開閉蓋Ｔ１が閉鎖されていないと判定することができる。となり、スライダスイッチ６を、シャッタ検出手段あるいは蓋開閉検出手段として機能させることができる。

ここで、図９では蓋ロック装置Ｓを機器本体Ｔ２側に取り付け、係止片９を開閉蓋Ｔ１側に取り付けたが、蓋ロック装置Ｓを開閉蓋Ｔ１側に取り付け、係止片９を機器本体Ｔ２側に取り付けてもよい。また、スライダスイッチ６のような検出手段を用いるかわりに、公知の位置検出センサや接触検出センサを用いて、ロック検出、シャッタ検出、蓋開閉検出などを行うこともできる。

ここで、開閉蓋Ｔ１または機器本体Ｔ２に蓋ロック装置Ｓが設置された機器の制御において、上述したスライダスイッチの接続信号が得られた場合にのみ、機器を始動させるようにすると、開閉蓋Ｔ１が確実にロックされた場合にのみ機器を始動させることができるので、作動中に機器内部から物体などが飛び出したり、作動中の機器内に異物が落下するのを抑制することができる。

また、このように、係止片９によってシャッタ機構２のシャッタ２２を押し下げてロックピン８の通過経路を形成し、開閉蓋Ｔ１が開いているときにはシャッタ復帰ばね２３の付勢力によってシャッタ２２を移動させてロックピン８の通過経路を塞ぐようにすると、開閉蓋Ｔ１が閉まってロックピン８が係止片９の係止孔９ａに挿入されたとき以外は、ケース１の開口部１２は、シャッタ２２によって塞がれる。よって、ケース１内への異物の侵入を抑制することができる。また、開閉蓋Ｔ１が閉じていないときにロックピン８がケース１外に突出するのを抑制することができる。

（本形態の主な効果）
以上のように、本実施形態の蓋ロック装置Ｓでは、円運動を直線運動に変換する駆動部４を用いてロックピン８を駆動している。駆動部４は、その一部である第１スライダ４５と第２スライダ４８をコイルばね４９で連結し、第１スライダ４５に形成されたカム面４５ａと第２スライダ４８に形成されたカム面４８ａを対向させてコイルばね４９の付勢力によって近接させている。より具体的には、第１スライダ４５に形成された切り欠き部４６内に第２スライダ４８をスライド可能に組みつけており、切り欠き部４６の内周面である第１のカム面４５ａと、第２スライダ４８の外周面であるカム面４８ａとを対向させてその隙間をカム溝４０として用いている。ロックピン８と一体に形成されている第１スライダ４５側のカム面４５ａはロックピン８の前進方向（ロックピン８をケース１外の突出させる方向）を向いており、第２スライダ４８側のカム面４８ａは、カム面４５ａの反対方向を向いている。

このような構成では、ロックピン８、第１スライダ４５、第２スライダ４８に外部から付勢力が加えられていないので、全体を小さい駆動力で作動させることができる。よって、駆動源であるモータの小型化を図ることができ、装置の小型化を図ることができる。また、上記構成では、第１スライダ４５、第２スライダ４８によってカム溝４０を形成しているが、第１スライダ４５と第２スライダ４８はコイルばね４９によって向かい合うカム面同士を互いに近接させる方向に付勢されているので、特に外力加えられなければ、第１スライダ４５が第２スライダ４８に対して相対移動することがなく、一体になって駆動される。一方、モータ３が停止している状態でロックピン８や第１スライダ４５に外力が加えられたり、モータ３を駆動しているにもかかわらずロックピン８や第１スライダ４５の動きが制限されている場合には、第１スライダ４５と第２スライダ４８が相対移動することにより、各部材やモータ３に過大な負荷がかかるのを抑制することができる。また、モータ３の停止時に外力を加えてロックピン８、第１スライダ４５、第２スライダ４８の少なくとも一部分を動かすことができるので、ロックピン８がケース１外に突出した状態でモータ３の駆動が不可能になっても、ロックピン８をケース１内に収納することができる。つまり、手動でのロック解除が可能である。

また、本実施形態では、第２スライダ４８がスライド可能に組み付けられた切り欠き部４６の内法寸法Ｄ２は、この切り欠き部４６内における第２スライダ４８の可動範囲Ｄ３が、偏心ピン４３の回転軌道の直径Ｄ１よりも大きくなるように設定されているとよい。このように構成すると、ロックピン８の先端側に異物Ｂがあってロックピン８の動きが妨げられた場合に、偏心ピン４３の駆動力に基づいて切り欠き部４６内で第２スライダ４８だけを往復移動させることができ、偏心ピン４３をその回転軌道に沿って空回りさせることができる。よって、モータ３や各部材に過大な負荷がかからないようにすることができ、装置の損傷を抑制することができる。

また、本実施形態では、ロックピン８の進退経路上にシャッタ機構２を設けてシャッタ２２を作動させるようにしており、開閉蓋Ｔ１が開口を閉鎖してロック可能になった時だけシャッタ２２をロックピン８の進退経路上から退避させているので、開閉蓋Ｔ１が開いているときにロックピン８が突出してしまって機器の動作や使用者の妨げになることがない。また、ロックピン８の進退経路をシャッタ２２で塞ぐことができるので、蓋ロック装置Ｓのケース１内への異物等の侵入が抑制される。

また、本実施形態では、スライダスイッチ６の接続信号によって、ロックピン８がロック位置８Ａに到達したことを検出することができる。また、スライダスイッチ６を、シャッタ検出手段あるいは蓋開閉検出手段として機能させることができる。

（他の実施形態）
上記形態では、付勢部材として引っ張りコイルばね４９を用いたが、圧縮コイルばねによって第１スライダ４５および第２スライダ４８を近接する方向に付勢してもよい。

本発明を適用した蓋ロック装置の斜視図である。 図１に示す蓋ロック装置において、ケースのエンドプレートを省略したときの斜視図である。 図１に示す蓋ロック装置に用いた駆動部の分解斜視図である。 図１に示す蓋ロック装置の動作説明図である。 図１に示す蓋ロック装置が取り付けられた機器の説明図である。

符号の説明

１ ケース
２ シャッタ機構
３ モータ
４ 駆動部
６ スライダスイッチ
８ ロックピン
８Ａ ロック位置
８Ｂ ロック解除位置
１２ 開口部
２２ シャッタ
３１ 出力軸
４０ カム溝
４１ カムギヤ（回転体）
４２ シャフト
４３ 偏心ピン（カムピン）
４４Ａ、４４Ｂ ガイドレール
４５ 第１スライダ（第１カム部材）
４５ａ カム面（第１カム面）
４８ 第２スライダ（第２カム部材）
４８ａ カム面（第２カム面）
４９ コイルばね（付勢部材）
４００ スライダ
Ｂ 異物
Ｄ１ 回転軌道の直径
Ｄ２ 内法寸法
Ｄ３ 可動範囲
Ｌ 距離
Ｓ 蓋ロック装置
Ｔ１ 開閉蓋
Ｔ２ 機器本体

Claims (8)

1. 機器本体の開口部を開閉する蓋が設けられた機器において前記蓋の開閉を規制するための蓋ロック装置であって、
   前記機器本体および前記蓋のうちの一方側には、ロック部材および該ロック部材を進退させる駆動部が形成され、他方側には前記ロック部材が前進した際に係合するとともに当該ロック部材が後退したときに係合が解除される被係合部が形成され、
   前記駆動部は、モータと、該モータにより回転駆動される偏心ピン付きの回転体と、当該偏心ピンに従動して前記ロック部材の位置規制を行うスライダとを有し、
   前記スライダは、該スライダの移動方向において互いに接近する方向および離間する方向に変位可能な第１カム部材および第２カム部材を備えるとともに、前記第１カム部材の第１カム面および前記第２カム部材の第２カム面は、前記偏心ピンを間に挟んで前記スライダの移動方向において対向しており、
   前記第１カム部材と前記第２カム部材とは付勢部材を介して連結され、当該付勢部材によって、前記第１カム面と前記第２カム面とは、互いに接近する方向に付勢されていることを特徴とする蓋ロック装置。
2. 前記ロック部材は、前記第１カム部材に一体に形成され、
   前記偏心ピンは、前記ロック部材を前進させる際には前記第２カム部材を前進方向に駆動し、前記ロック部材を後退させる際には前記第１カム部材を後退方向に駆動し、
   前記第１カム部材は、前記ロック部材が前進した状態で、当該ロック部材の後退方向において前記第２カム部材と非干渉状態にあることを特徴とする請求項１に記載の蓋ロック装置。
3. 前記スライダの移動方向において前記付勢部材の付勢力に抗して前記第２カム部材と前記第１カム部材とを最大限離間させた際の前記第１カム面と前記第２カム面との距離は、前記偏心ピンの回転軌道の最外円の直径よりも大きいことを特徴とする請求項１または２に記載の蓋ロック装置。
4. 前記ロック部材が前記被係合部と係合する位置まで前進したことを検出するロック検出手段と、
   前記蓋が開位置にあるとき前記ロック部材の前進を阻止する前進阻止位置と前記蓋が閉位置にあるとき前記ロック部材の前進を許容する前進許容位置との間に移動するシャッタと、
   前記シャッタが前記前進許容位置にあることを検出するシャッタ検出手段と、
   を備えていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の蓋ロック装置。
5. 前記シャッタ検出手段は、前記モータの駆動時間が所定時間を越えても、前記ロック部材が前記被係合部と係合する位置まで前進したことを前記ロック検出手段が検出しない場合に、前記シャッタが前記前進許容位置にあると判定することを特徴とする請求項４に記載の蓋ロック装置。
6. 前記ロック部材が前記被係合部まで前進したことを検出するロック検出手段を有していることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の蓋ロック装置。
7. 前記蓋が開位置にあるとき前記ロック部材の前進を阻止する前進阻止位置と、前記蓋が閉位置にあるとき前記ロック部材の前進を許容する前進許容位置との間に移動するシャッタを備えていることを特徴とする請求項１、２、３または６に記載の蓋ロック装置。
8. 前記シャッタが前記前進許容位置にあることを検出するシャッタ検出手段を備えていることを特徴とする請求項７に記載の蓋ロック装置。

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