JP5230866B2 - ドアノブ装置 - Google Patents

Description

本発明は、ドアノブ装置に関するものであり、電子キーによって施解錠できるとともにピッキングできないドアノブ装置を提供するものである。また、簡単で安価に市販のドアノブ装置を電子キー構造に変更できる構成を提案するものである。

従来のドアノブ装置は図10に示すように、取手90をM方向に回転させることによって芯金91が回転し、ラッチ92の内部機構によりラッチ爪93がXO方向に引き込まれドア95が開けられるように構成されている。

ドア95を特定の人しか開けられないようにするには、通常時は施錠して芯金91を固定し取手90が回動しないようにしておき、鍵穴94に適合した鍵を差し込んで解錠することで、ドア95を開けることができるよう構成されている。

このようなドアノブ・ラッチ装置の構成は一般的であり、実開平5-17047等に記載されている。
実開平5-17047

しかしながら図10に示すような従来のドアノブ方式による施錠方法では、手馴れた窃盗犯によるピッキングによって簡単に解錠してしまうという欠点があった。

そこで鍵穴94を無くし電子キーによって施錠することでピッキングできないようにする手立ても考えられるが、電子キーであっても取手90を回動しないように固定して施錠する方法では、パイプレンチ等を使用して強引に取手90を回転させることで施錠部を破壊してドア95を開けることが可能であった。

従って従来のドアノブ装置を鍵穴のない電子キー等に交換する場合は、取手90を固定して施錠する手段以外の方法による電子ロック装置等に変更を余儀なくされることが多く(例えばラッチ爪意外にロックプレートを出入りするように構成したドアノブ・ラッチ構造や、モータやシリンダの駆動によりラッチ爪を固定させるようにした構造等)、ドア95そのものを交換したりドアノブ・ラッチ装置そのものを大幅に変更しなければならないため工事費が高くなってしまうという欠点があった。

また、ホテル等の貸室業では、フロントにおいて賃貸料を清算し、鍵であっても電子キーであっても人手によって手渡しする必要があり、この作業に関しては人件費の削減ができなかった。

そこで取手と、前記取手を回転自在の状態で施錠し、該取手との係合回転によりドア解錠とされる、常時ドア施錠している施錠手段と、前記取手と前記施錠手段とを係合させる係脱手段と、前記施錠手段と前記取手とを係合回転させる係脱手段を制御する解錠制御手段とを備えたドアノブ装置を提供するものである。

更に、認証情報を持ったICカードと、前記ICカードと通信を行う読み取り制御手段をそなえ、前記解錠制御手段は、前記認証情報によって前記施錠手段を制御することを特徴とするドアノブ装置を提供するものである。

本発明は従来のドアノブ装置の回転軸と取手の間に電気信号によって係脱する手段を設けることにより、施錠時はフリー回転するフリー取手32が空回りし、解錠時はフリー取手32をまわすことにより芯金46が回転しラッチ爪41をラッチ45側に引き込むことができるようにしたものである。

このような構造により室外側のドアノブには鍵穴がなくピッキングすることができなくなり従来のドアノブより防犯上安全にすることができるようになった。

施錠時はフリー取手32が空回りするのでパイプレンチ等で取手を強引に回転させて、施錠部を破壊することができなくなり、更に安全な構造にすることができた。

室内側は従来の市販のドアノブ90を使用することができるので、外側のドアノブだけ交換することが可能であり、工事費が安価で簡単に短時間で変更することができるようになった。

本発明の装置であれば電子キーとして施解錠することができる。更に非接触型ICカードとリーダ・ライタ60を用いて鉄道等で用いられている定期券のように使用することができるので、非接触型ICカードや同様の機能を持った携帯電話などに電子キー情報によるIDを送信して賃貸料を清算することができるので、人手によってキーを手渡しする必要がなくなり、人件費の大幅な削減を可能にしたものである。

本発明は従来のドアノブ装置の回転軸と自在回転するフリー取手32の間に電気信号によって係脱する手段を設けることにより、本来不特定多数の人が開閉できるように構成されているドアを、電子キー等によってIDを照合し特定の人しか開閉できないようにするドアノブ装置である。

つまり、取手を回転することによって開閉レバー43を回動してラッチ爪41を出し入れしてドア1を開閉可能にするドアノブ装置において、開閉レバー43を回動する主軸31と、主軸31に対して自在回転するように取り付けられたフリー取手32と、主軸31とフリー取手32を電気信号によって係脱する係脱手段を備えたドアノブ装置である。
更に認証情報を持ったICカードと、該ICカードと通信を行うリーダ・ライタ60をそなえ、認証情報によって作動する係脱手段を備えたドアノブ装置である。

図1は本発明の断面図である。図2は本発明の装置を室内側から見た図である。図3は本発明をドアに取り付けた状態の側面図である。図4は本発明の装置を室外側から見た図である。図5は本発明を上から見た図でありドアを見えないようにして描いた図である。図6は本発明を室外側から見た図でクラッチ内蔵ドアノブ取手を半透明にして描いた図である。図7は本発明の実施例に使用されている励磁クラッチの斜視図である。図8は本発明の実施例に使用されている励磁クラッチの断面図である。図9は本発明のフローチャートの図である。図10は従来例のドアノブの斜視図である。

図2は本発明に係るドアノブ装置を取り付けたドア1を室内側から見た図である。ドア1の室内側には一般に用いられている市販ドアノブ40が取り付けられており、市販ドアノブ取手42がM方向に回転するとラッチ爪41がドア1に取り付けたラッチ45内部に引き込まれドア1を開くことが可能になるよう構成されている。
通常時は飛び出したラッチ爪41が対応するドア枠に作られた凹部(図示しない)に係合してドア1は閉じられている。

ドア1の室内側には、市販ドアノブ40の上方に内部電源ボックス50が取り付けられており、内部電源ボックス50内には制御部55が設置されており、ドア1の外側に取り付けられたリーダ・ライタ部の情報を送受信し、施解錠を制御する構成になっている。

内部電源ボックス50の上部には解錠中表示ランプ(緑色)51と電源ランプ(白色)52が取り付けられており、内部電源ボックス50が正常に通電していることを電源ランプ(白色)52が点灯することにより示すと共に、解錠中は解錠中表示ランプ(緑色)51が点灯し解錠されていることが表示されるようになっている。

また、内部電源ボックス50上部には、手動解除ボタン53が取り付けられている。通常は室外側のクラッチ内臓ドアノブ30が施錠された状態になっているが、入室する際は解錠される。本実施例では設定時間(数秒間)を経過した後自動で施錠する構成になっているが、手動解除ボタン53を押すことにより、設定時間を経過しなくても励磁クラッチ20の通電を解除して施錠することができる構成になっている。

また、電源ボックス50には、電源ヒューズ54が取り付けられており、過電流により制御部55やリーダ・ライタ部60が破損するのを防止している。

図3は本発明に係るドアノブ装置を取り付けたドア1をラッチ爪41方向から見た図である。ラッチ45は取付板48によってビス47でドア1に固着されている。
また、リーダ・ライタ部60はドア1の室内側からボルト等によって固着されており、電源ボックス50と通電されかつ情報を制御部55に送受信できるように構成されている。

図4は本発明に係るドアノブ装置を取り付けたドア1を室外側から見た図である。本発明に係るクラッチ内臓ドアノブ30とリーダ・ライタ部60は一体になるように取り付けられており、配線ケーブル21が露出しないように構成されている。リーダ・ライタ部60には近づいたICカードに電力を供給しIDを照合するための通信を行うように構成されている。

図5は市販ドアノブ40とクラッチ内臓ドアノブ30とラッチ45の構成を説明するためにドア1を消去して上方から見るように図示したものである。
市販ドアノブ40とクラッチ内臓ドアノブ30はドアノブボルト49によって連結されると共にドアノブボルト49によってドア1に固着されている。

市販ドアノブ取手42をM方向に回転させると芯金46と共に開閉レバー43も回転する。開閉レバー43は市販ドアノブ取手42によってM方向に回動させられることにより、ラッチ45の内部機構によってラッチ爪41がラッチ45内側に引き込まれるように構成されている。

ラッチ45の内部機構については防犯上の安全のため図示しないが、開閉レバー43がラッチ爪41と反対のX方向に回動することにより、ラッチ爪41に取り付けられた冶具(図示しない)がX方向に引かれることにより、ラッチ爪41がラッチ45の内側(X方向)に引き込まれるように構成されている。

また、通常の施錠は芯金46が市販ドアノブ取手42に取り付けた押しボタン(図示しない)を押すことにより、回動しないようにすることで施錠する構成になっている。

市販ドアノブ取手42によって回動させられた開閉レバー43はクラッチ内臓ドアノブ30に内蔵された主軸31に連結されている。このような構成によって市販ドアノブ取手42をM方向のどちらかに回動することにより、開閉レバー43を回動してラッチ爪41をX方向に引き込み同時に主軸31を回動させる構成になっている。

次に図1と図6を用いてクラッチ内臓ドアノブ30の内部構成について説明する。市販ドアノブ取り付けベース44とクラッチ内臓ドアノブ取り付けベース34はドアノブボルト49によってドア1をはさんで連結され固着されている。

市販ドアノブ42が回転することによって開閉レバー43が芯金46を中心に回動し主軸31が回転する。主軸31に挿入されている芯金46はフリー状態になっており主軸31の回転には関与しないようになっている。

主軸31が開閉レバー43によって回転してもベアリングa35によって主軸31の回転はクラッチ内臓ドアノブ取り付けベース34には伝わらない。同様に主軸31の回転はベアリングb36によってフリー取手32にも伝わらないようになっている。
つまり、フリー取手32を回転してもベアリングb36の働きによって主軸31が回転することはない構成になっている。フリー取手32は回転自在の状態でドア1は施錠されている。このことが常時ドア1を施錠している施錠手段である。

フリー取手32は凸部322によってベアリングbと共にボルト37によってZ方向に抜け出さず更に主軸31に対して回転自在に装着されている。
なお、フリー取手32には組立時にボルト37を挿入させるためのボルト穴が作孔されているが、組立終了後は塞がれ、防犯上の安全性に考慮して容易に分解できないように構成されている。

図6はフリー取手32を半透明にして図示したものである。フリー取手32内部には励磁クラッチ20が内蔵されている。励磁クラッチ20はボルト穴201とボルト202によってクラッチ内臓ドアノブ取り付けベース34に固着されている。

図7、図8に示すように励磁クラッチ20はコイル25を内蔵したステータ22と、ライニング材26を埋め込んだロータ23と、ライニング材26と摩擦するアーマチュア24の3つの部品で構成されている。
ステータ22はボルト202によってクラッチ内臓ドアノブ取付ベース34の静止部に直接取り付けられ固定されている。

ロータ23はキー溝231とキー311によって回転する主軸31に固定される。ステータ22とロータ23は磁気回路の一部となる狭いエアギャップ203を介して組み合わされ磁極を形成するようになっている。
アーマチュア24はリング状板ばね27を介してフリー取手32にしっかりと取り付けられボルト穴241とボルト323によって固着されている。更にアーマチュア24はロータ23と対向して一定の空隙hを保ち組み合わされている。

以上のような構成により、励磁クラッチ20に電流が流れるとコイル25が励磁しロータ23をアーマチュア24に押し付ける。そのためにフリー取手32が回されるとアーマチュア24が回動しその力がライニング材26を介してロータ23に伝わり、主軸31が回動する。このことがフリー取手32と係合回転によりドア1を解錠とされる手段である。
フリー取手32と主軸31が係合回転することにより開閉レバー43が回動しラッチ爪41がラッチ45内部に引き込まれドア1を開くことができる構成になっている。この手段がフリー取手32と施錠手段とを係合させる係脱手段である。

励磁クラッチ20の電流が止まるとコイル25は磁力を失いロータ23とアーマチュア24の間に空隙hが生じるよう構成されているので、励磁クラッチ20の電流が止まるとフリー取手32を回してもその力はアーマチュア24からロータ23に伝わる事無く、主軸31を回すことができないので、開閉レバー43を回してラッチ爪41をX方向に引き込むことができなくなる。

以上のような構成で施錠された状態と同じことになり、フリー取手32を回転させても空回りするので、ラッチ爪を引き込んでドア1を開けることができない。つまり常時ドア施錠している施錠手段に復帰するものである。

なお、励磁クラッチ20の配線ケーブル21はクラッチ内臓ドアノブ取付ベース34に開けられた配線ケーブル穴344を通して配線されるので、外部に配線ケーブル21が露出する事無くクラッチ内蔵ドアノブ30内部からリーダ・ライタ部60内部に配線される。

以上のように構成されたドアノブ装置の動作について説明する。内部電源ボックス50及びリーダ・ライタ部60は常に通電しており、通電していることを示すため電源ランプ(白色)52,62は常に点灯している。

ICカード(図示しない)をリーダ・ライタ部60に近づけると電磁誘導によってICカードに電力を供給し、データキャリアの変調によりリーダ・ライタ部60とICカード間で通信を行う。この状態が図9のフローチャートのa2の状態である。

このことによりリーダ・ライタ部60の情報により、ICカードのID(利用者識別,identtification)があらかじめ登録されたものと同じで解錠してもよいと制御部55で判断した場合は励磁クラッチ20に電流が流れコイル25が励磁されると同時に、解錠中は表示ランプ(緑色)51,61が点灯し解錠していることを表示する。但し励磁クラッチ20に電流が流れる時間は数秒間とする。

ステータ22に内蔵されたコイル25が通電されるとロータ23は磁力によって空隙hの分アーマチュア24に押圧されロータ23とアーマチュア24はクラッチがつながった状態になる。このことにより、フリー取手32が回転するとアーマチュア24とロータ23も回転する。

ロータ23はキー311によって主軸31と連結されているので主軸31が回転し開閉レバー43が回転して、ラッチ爪41がX方向に引き込まれドア1を開くことが可能になる。このときが解錠状態であり図9のフローチャートのa4の状態である。

次に設定時間を越えると通電が終了し、励磁クラッチ20に電流が流れなくなるとコイル25の磁力はなくなり、ロータ23は元の位置に復帰し、ロータ23とアーマチュア24の間に空隙hが発生する。

この状態のときはフリー取手32を回してもアーマチュア24は空回りするだけであり、主軸31を回転することができず、ドアを開けることはできない。以上が主軸31とフリー取手32を電気信号によって係脱する係脱手段である。
この状態が施錠状態であり図9のフローチャートのa6の状態である。なお、係脱手段は励磁クラッチだけに留まることではなく、ギャーのかみ合わせ等の構成であっても良い。
以上の制御が施錠手段とフリー取手32とを係合回転させる係脱手段を制御する解錠制御手段である。

ICカードのID(利用者識別)の登録について説明する。リーダ・ライタ部60のIDはあらかじめホストコンピュータ(図示しない)から使用可能なIDを設定し複数のIDを設定することにより複数のリーダ・ライタ部60を集中管理することができる。

また、パソコン等で設定用マスターICカードを製作してIDを制御部55に読み込ませて単体で設定することもできる。そしてICカードへのIDの書き込みはパソコン等によりIDを書き込むか、ICカード機能付きの携帯電話にIDを送信することでICカードと同じ機能を携帯電話に持たせることもできる。

単体で使用する場合には製作した設定用マスターICカードを使用可能としたICカード、あるいはICカード機能付きの携帯電話を当てて使用できるIDをカードに書き込む。

このようなICカードの使用方法は以下の通りである。
まず最初に登録したICカードもしくは携帯電話をリーダ・ライタ部60に近づけてIDを読み込ませる。そして制御部55に登録されたIDと照合して一致した場合には、励磁クラッチ20に設定時間通電して、フリー取手32を回転したときに開閉レバー43を回転できる状態となり、ドア1を開けることができる。

そして設定時間を過ぎると通電が終了してフリー取手32は空回りし施錠状態になる。もしくは入室して内部電源ボックス50に取り付けられた手動解除ボタン53を押すことにより通電を切断して施錠状態とする。
以上のように解錠状態を終了する。このことは図9にフローチャートa6の状態として示されている。

次にICカード及び制御部55に記憶されたIDを解除する場合を説明する。
集中管理によるIDの解除の場合は、IDを設定したときと同様にホストコンピュータにより無効となるIDを消しこむ。
また、単体でのIDの解除の場合は新たなIDの設定をすることで以前のIDを解除する。以上のような方法でIDが解除される。

このような方法であれば、非接触型ICカードとリーダ・ライタ60を用いて、鉄道等で用いられている定期券のように使用することができる。その結果非接触型ICカードや同様の機能を持った携帯電話などに電子キー情報を送信して賃貸料を清算することができるので、ホテル等においては人手によってキーを手渡しする必要がなくなり、人件費の大幅な削減を可能にすることができる。

そして、このようなクラッチ内蔵式ドアノブ30であれば、市販のドアノブを利用することができるので工事が安価で容易に交換することができる。

更に室外に取り付けられるクラッチ内蔵式ドアノブ30には鍵穴94がないのでピッキングができないので防犯上安全なドアノブにすることができる。

本発明は、ホテルやマンション等のドアノブ装置だけでなく、ロッカーや金庫等のノブ部分に応用することができる。

本発明の断面図である。 本発明の装置を室内側から見た図である。 本発明をドアに取り付けた状態の側面図である。 本発明の装置を室外側から見た図である。 本発明を上から見た図でありドアを見えないようにして描いた図である。 本発明を室外側から見た図でクラッチ内蔵ドアノブ取手を半透明にして描いた図である。 本発明の実施例に使用されている励磁クラッチの斜視図である。 本発明の実施例に使用されている励磁クラッチの断面図である。 本発明のフローチャートの図である。 従来例のドアノブの斜視図である。

符号の説明

1
ドア
20 励磁クラッチ
201 ボルト穴
202 ボルト
203 エァーギャップ
21 配線ケーブル
22 ステータ
23 ロータ
231 キー溝
24 アーマチュア
241 ボルト穴
25 コイル
27 リング状板ばね
30 クラッチ内臓ドアノブ
31 主軸
311 キー
32 フリー取手
322 凸部
323 ボルト
34 クラッチ内臓ドアノブ取付ベース
344 配線ケーブル穴
35 ベアリングa
36 ベアリングb
37 ボルト
40 市販ドアノブ
41 ラッチ爪
42 市販ドアノブ取手
43
開閉レバー
44
市販ドアノブ取付ベース
45
ラッチ
46 芯金
47 ビス
48 取付板
49
ドアノブボルト
50
内部電源ボックス
51
解錠中表示ランプ(緑色)
52
電源ランプ(白色)
53
手動解除ボタン
54
電源ヒューズ
55
制御部
60
リーダ・ライタ部
61
解錠中表示ランプ(緑色)
62
電源ランプ(白色)
90 取手(従来)
91 芯金
92 ラッチ
93 ラッチ爪
94 鍵穴
95 ドア
h 空隙

Claims (2)

1. 取手に取り付けられたアーマチュアと主軸に取り付けられたロータとドアに取り付けられ、前記主軸を自在に回転する様に取り付けたステータと、
   前記取手を回転自在の状態で施錠し、該取手との係合回転によりドア解錠とされる常時ドア施錠している施錠手段と、
   前記取手と前記施錠手段との係脱により施錠、解錠させる係脱手段と、
   前記係脱手段を制御する解錠制御手段と、を備え、
   前記アーマチュアは、非励磁の際、前記ロータと前記アーマチュアとの間に空隙を保つように構成され、
   前記解錠制御手段は、前記ステータの励磁により前記ロータを前記アーマチュアに押し付けることによって前記取手と前記主軸を係合して前記取手の回転によりドア解除とされるようにし、前記ステータの非励磁により、前記ロータと前記アーマチュアとの間の前記空隙により、前記取手を前記主軸に対して回転自在の状態で施錠するように前記施錠手段を制御するようにしたことを特徴とするドアノブ装置。
   
2. 認証情報を持ったICカードと、
   前記ICカードと通信を行う読み取り制御手段とを備え、
   前記解錠制御手段は、前記認証情報によって前記施錠手段を制御することを特徴とする請求項1記載のドアノブ装置。
   
   
   

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