JP5269884B2 - ドア・ロック - Google Patents

Description

本発明は、フロント・プレートとボルトとが取り付けられたロック本体を含むドア・ロックに関するものである。このボルトは、後退位置と、ロック本体から外へ突出するロック位置との間で往復直線運動により移動することができる。

電気制御のドア・ロックでは、ボルトをデッドボルト位置にロックするために、ドア・ロック内のデッドボルト手段を制御するソレノイド又は他のアクチュエータが使用される。デッドボルト位置においては、ボルトは外にある。すなわち、ロック本体から外に突出している。また、ソレノイドは、デッドボルト手段をデッドボルト位置から解放し、ロック本体内の後退位置へボルトを移動させることにも使用される。国際公開第２００７／０６９９３８号、米国特許第１３７７０６１号明細書、及び仏国特許出願公開第２７２６０２６号明細書には、既知の電気機械式ロックの構成が示されている。

従来技術の解決策では、ボルトをデッドボルト位置にロックするために動かされるデッドボルト部材に、ソレノイド又は他のアクチュエータは機能的に連結される。典型的な実施形態では、デッドボルト部材はソレノイド軸に連結され、ソレノイド軸がソレノイドから外側へ突出するようにばねが使用される。ソレノイドの電源が切られている場合、ばねはデッドボルト部材をデッドボルト位置に保持し、ソレノイドが作動されている場合、ソレノイドはばねの力に逆らってデッドボルト部材をデッドボルト位置の外へ移動させようとする。

ばねは、ロック部材をデッドボルト位置に確実に保持するために十分な強さでなければならない。これは、ソレノイドがこのばねの力に逆らってロック部材を動かすことができるくらい十分に強力でなければならないことも意味する。

ドアが閉じられてドア・ロックがロック状態にある場合、ドアとドア・フレームとの間のシールがロック・ボルトをドア・フレームのストライク・プレート（ｓｔｒｉｋｅｒ ｐｌａｔｅ）に押圧する。あるボルトの場合、さらに、ボルトがロック本体の中に押し入る。すなわち、ボルトが、ソレノイドによって制御されるデッドボルト部材を押圧する。ソレノイド又は他のアクチュエータがロック部材をロック位置から動かすように作動するとき、この外力は、ソレノイド又は他のアクチュエータの力に対抗して作用する。

したがって、ソレノイド又は他のアクチュエータはデッドボルト部材を制御することができるように十分に強力でなければならない。ソレノイド／アクチュエータの動力が弱すぎる場合、望ましくないロック状態になるなど、ロック動作の混乱を招く。

出口ドアは、バーなど、ドアを開けることができる機械的アクチュエータをさらに装備していることが多い。欧州特許出願公開第１３５５０２８号明細書には、パニック・オープニング装置（ｐａｎｉｃ−ｏｐｅｎｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ）の既知のコントロール・バーの構造が示されている。このようなバーは非常用脱出バー（ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ ｅｘｉｔ ｂａｒ）と呼ばれる。非常用脱出バーは、バーを押し下げてドア・ロックのロック状態を解放するように使用される。また、アクチュエータの場合、とりわけ非常時に、非常用脱出バーはドアの方向に押される。このときにストライク・プレートとボルトとの間に大きな力がかかる場合がある。その場合、アクチュエータからドア・ロックへと伝達される力が非常に大きくなる可能性があり、それにより、ドア・ロックのデッドボルト部品が動かなくなって動作の信頼性を欠くことになり得る。

国際公開第２００７／０６９９３８号 米国特許第１３７７０６１号明細書 仏国特許出願公開第２７２６０２６号明細書 欧州特許出願公開第１３５５０２８号明細書

本発明の目的は、ドア・ロックを制御するためにロック本体で必要とされる電気エネルギを低減し、同時に、ソレノイドなどの低電力アクチュエータを使用できるようにすることである。

ドア・ロックの動作は、非常用脱出バーなどの機械的アクチュエータを用いる場合においても信頼性が高いことが望ましい。この目的は、独立請求項に記載された構成により達成される。従属請求項は、本発明ドア・ロックの種々の具体例を記載している。

ロック部材へ伝えられる外力が減少すると、電気アクチュエータの所要電力が減少する。機械的な外力がロック部材の動作に対して与える衝撃も小さくなる。このような外力の減少は、２段階の動力伝達で構成される。第１の段階の動力伝達においては、レバーに接触して力を伝達する楔部品を使用することにより、伝達される力は低減される。第２の段階の動力伝達は、レバーの異なる箇所における異なるてこの力により構成される。レバーは、ロック部材に接触するように構成されたロック面を有する。

以下では、添付の図面を参照して本発明をより詳細に説明する。

ボルトが外にある状態の、本発明のドア・ロックの一実施例を示した図である。 フロント・プレートの前方側からみた、本発明のドア・ロックの一実施例を示した図である。 ボルトが中に移動している状態の、本発明のドア・ロックの一実施例を示した図である。 ボルトが完全に中にある状態の、本発明のドア・ロックの一実施例を示した図である。 本発明の楔の一実施例を示した図である。 本発明の楔の一実施例を示した図である。 本発明の楔の一実施例を示した図である。 本発明の楔の一実施例を示した図である。 本発明のドア・ロックの楔支持部材の一実施例を示した図である。 ロック部材の一実施例を示した図である。 ロック部材の一実施例を示した図である。 ロック部材の一実施例を示した図である。 ロック本体内にあるロック部材及びソレノイド軸プランジャ要素の一実施例を示した図である。 ロック部材及びソレノイド軸プランジャ要素を示した図である。

図１は本発明のドア・ロック１の一実施例を示している。ドア・ロックは、フロント・プレート２が取り付けられたロック本体３を含む。ロック本体は、後退位置と、フロント・プレート２のボルト開口部５（図２参照）を通ってロック本体から外へ突出するロック位置との間で往復直線運動により移動することができるボルト４を有する。ボルト４は、本体部分６と、図１の実施例では２つのボルト部材７とを含む。ボルト４は、上記の突出位置へ向けてばねによって荷重がかけられている。ドア・ロック１は、デッドボルト手段８をさらに含み、デッドボルト手段８はデッドボルト位置まで移動し、ボルトが突出位置からロック本体３内の後退位置に移動することを防止することができる。また、この実施例のドア・ロックは、デッドボルト手段を制御するためのソレノイド９を含む。

また、ドア・ロックは、通常、デッドボルト手段を制御するための他の制御手段も含む。ドア・ロックは、補助ボルト１６及び／又は制御スピンドル（ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｐｉｎｄｌｅ）手段１７を有してもよい。補助ボルトは、ドアが開いている場合にはボルトがデッドボルト位置まで移動するのを防止するが、ドアが閉まっている場合にはボルトがデッドボルト位置まで移動することを可能にする。制御スピンドル手段１７は、例えば、シリンダ本体、ハンドル、及び／又はノブを含む。制御スピンドル手段及び補助ボルトからデッドボルト手段のロック部材１５への接続部は、簡単に破線で示されている。このように、図１の実施例では、ロック部材が、ソレノイド９、補助ボルト１６、及び制御スピンドル手段によって制御されることが可能である。

また、ドア・ロックを、非常用脱出バーから制御を受けるように構成してもよい。この場合、非常に大きな外力がドア・ロックのデッドボルト手段に伝達される可能性がある。これは、例えば、非常用脱出バーが押されたときにドア・フレームのストライク・プレートとロック・ボルトとの間に大きな力がかかる場合に起こる。この力はボルトをロック本体の中に強力に押し込み、それによりデッドボルト手段が動かなくなってしまう可能性がある。

図２は、フロント・プレートの前方側からみた、本発明のドア・ロックの一実施例を示している。図から分かる通り、この実施例では、ボルト開口部５の縁部に、この実施例で使用されるボルト部材７にとって必要な突出部１８がある。他のタイプのボルトも本発明のドア・ロックにおいて確実に使用することができる。

デッドボルト手段は、ボルトの本体部分６とロック本体３との間に楔１０を含む。この楔は、ボルトの直線経路に対して横断する方向に移動するように構成されている。デッドボルト手段はまた、ロック部材１５及びレバー１１を含み、レバー１１は、支点１２、支持面１３、及びロック面１４を含む。レバー１１は、支点１２においてロック本体３に対して枢動自在に支持されている。支持面１３は楔１０と協働するように構成されている。

支持面１３及びロック面１４は、レバーに伴われて、レバーがフロント・プレートへ向かう外側方向の回転位置とロック本体の後縁部へ向かう内側方向の回転位置との間で、支点１２の周りを回転することが可能である。ロック面１４は、支持面１３より、支点１２から離れた位置にある。レバー１１は外側方向の回転位置に向かうようにばねによって荷重がかけられている。

ロック面１４に接触するようにロック部材１５を動かして、レバー及び楔をデッドボルト位置にロックすることができる。このデッドボルト位置では、レバー１１が外側方向の回転位置にあり、支持面１３が楔１０に接触しており、この楔がボルト本体６とロック本体３との間に押し込められている。

図１に示されたドア・ロックは、ボルト４が外に出ており、デッドボルト手段８がデッドボルト状態にある。図３では、ボルト４がロック本体３の内側へある程度移動している。図４では、ボルトは、完全にロック本体の内側にあり、すなわち後退位置にある。図３及び図４では、デッドボルト部材１５が開位置に動かされ、開位置においては、他のデッドボルト部品が後退位置へ移動することは妨げられない。

図５Ａ〜図５Ｄは楔１０の一実施例を示している。楔１０は、ボルトの直線経路を横断する、第１の斜面１９及び第２の斜面２０を含む。これらの斜面の間の角度は、レバー支持面１３に向かって開いている。ボルト本体６が、第１の斜面に対応する第１の対応面２１を含んでおり、ロック本体が、第２の斜面に対応する第２の対応面２２を含んでいる。

デッドボルト部材１５が開位置へ動かされてドアが開けられるとき、ボルト４はストライク・プレートから圧力を受けて内側に押し込められる。デュアル・アクション・ボルトを使用する場合、ボルト部材７の一方が他方のボルト部材と同じ方向に回転し、これらのボルト部材の斜面が一致するようになる。ドア・フレームのストライク・プレートが、ボルトをロック本体内に押し込むと同時にこの一致した斜面を押圧する。ボルト部材の一方が回転することにより楔がボルトの経路から押しのけられる様子が、図３より分かる。これは、第１の対応面２１が楔の第１の斜面１９を押すことによって引き起こされる。このとき、楔はロック本体の第２の対応面２２に沿って摺動する。楔の第２の斜面２０は第２の対応面２２に接触している。

楔がボルトの経路から押しのけられるように摺動するとき、楔がレバーの支持面１３を押し、レバー１１は支点１２の周りに回転する。レバーの支持面に対応する支持対応面２３が楔に構成されている。

ボルト４をロック本体の内側へ押す外力は、楔及びレバーの異なる構成要素へ分解される。レバーのロック面１４へ伝えられる外力を小さく維持することが可能である。楔と他の部品との結合により第１の段階の動力伝達が構成され、第１の段階の動力伝達では、ボルト本体６にかかる外力を、レバーの支持面１３において０．６〜０．８倍にまで低減することが可能である。残りの外力は第２の斜面２０を介してロック本体３へと伝達される。第２の段階の動力伝達は、レバー１１の異なる位置における異なるてこの力により構成される。外力により、レバーは、ロック本体の背面部の方向へ支点１２の周りを回転する。レバーの支持面１３は、レバーのロック面１４よりもレバーの支点１２に近い位置にあるため、レバー１１を所望の位置に保持するためにロック面において必要とされる力は、支持面１３における外力成分と比較して小さくなる。第２の段階の動力伝達により、ロック面１４における外力は０．２〜０．４倍にまで低減する。両方の段階の動力伝達を合わせると、外力は０．１２〜０．３２倍にまで低減する。伝達倍率は、本発明の実施例の実施形態によって決まる。

図３から分かる通り、楔１０とレバー１１との間の接触部のレバー支点１２に対する位置は、楔及びレバーの位置によって決定される。楔が移動してボルトの経路から離れた後、ある特定の位置において、楔の移動に対する支持面１３の反作用の影響を低減するように、レバー支持面１３と楔１０とが協働して構成される。これは、楔の支持対応面２３が曲面であること、及びレバー支持面が支持対応面２３に対して常に直角となるように配置されることにより達成される。この場合、レバー支持面１３に作用する力成分ベクトルとレバー支点１２に作用する力成分ベクトルとの間の距離は、レバーの位置によって決定される。力成分ベクトル間の距離は、第２の段階の動力伝達における伝達倍率の大きさに影響する。このことは、実際、最初にボルトが外にある場合、ボルトの内側への移動に対する反作用の力が大きいことからも明白である。ボルトがロック本体の内側へある程度移動すると、反作用の力は明らかに減少する。図３は、レバー支持面１３が移動して支持対応面２３の湾曲部を通過することにより伝達倍率が変化する状況を示している。

ボルト４がロック本体内に押し入ると、ある特定の位置で、楔１０がボルトの直線経路から完全に離れるように移動し、それによりボルトが第１の対応面１９から妨げられることなく後退位置まで移動することが可能となる。このとき、ボルトは図４に示された後退位置まで移動することができる。ボルトを内側へ押す力が作用しなくなると、ばねがボルトをロック本体の外側へ押し出す。

この複数の段階の動力伝達により、レバー・ロック面１４に対する、すなわちロック部材１５に対する外力の影響は大幅に縮小されるため、外力がロック部材自体に作用する場合と比較して、より高い信頼性でロック部材を所望の位置まで動かすことができる。ソレノイド又は他のアクチュエータは極端に強力である必要はなく、すなわちこれは、ロック本体がより小型でより安価なソレノイド又は他のアクチュエータを含んでもよいということを意味する。また、ロック本体を小型にしてもよく、狭い場所にドア・ロックを設置することが容易となる。さらに、ソレノイド／アクチュエータで必要とされる電流も減少する。

この実施例では、レバーの支持面１３は突出部であり、楔の支持対応面２３は切欠部である。支持面は円形面であることが好ましい。レバー１１にローラを回転可能に取り付け、その外面が上記の円形面となるように、円形面を備える突出部を作ることも都合がよい。楔の切欠部２３は、レバー１１の位置に関係なく円形面１３を楔に接触させる形状であることが好ましい。また、レバーと楔との間の接続部を他の何らかの手法で形成することも当然可能である。回転するローラを楔に取り付け、湾曲した支持面をレバーに設けてもよい。

レバー・ロック面１２をレバーの端部に配置することが好ましい。それにより、レバー支点１２に対するてこの長さを最大にすることができる。ロック面は、例えば切り取った面でもよい。ロック面は、支点１２によって形成される軸に対して半径方向の面であることが好ましい。

楔支持部材２４を用いて、ロック本体に第２の対応面２２を作ることが好ましい。楔支持部材はロック本体に取り付けられる。第２の対応面２２を、ロック本体に直接に形成してもよいが、製造を容易にするために、楔支持部材を使用することが好ましい。ドア・ロックの他の部品に応じて、楔支持部材は種々の形状をとることができる。図６は楔支持部材２４の一実施例を示している。図５Ａ〜５Ｃの実施例の楔は基部２５を含み、基部２５は、支持対応面を含む頂部２６に対して、楔支持部材２４の反対側に配置される。第１の斜面１９及び第２の斜面２０を含む中間部２７が、基部と頂部とを接続している。第２の斜面２０は第２の対応面２２に接するように配置される。

図７Ａ〜７Ｃは、ロック部材１５の一実施例を示している。このロック部材はプレート２８を含み、プレート２８の側部２９はロック面に接触するように構成することが可能である。この実施例では、ロック部材はロック本体に対して枢動自在に支持されたローラ３０を含み、ローラ３０は上記のプレートを含む。側部は湾曲していることが好ましい。当然のことながら、本発明のドア・ロックにおいては、ソレノイド軸に直接に接続される、より従来的なロック部材を使用してもよい。

図８は、ロック手段の複数の部品の相対的な位置を示している。楔１０が本体３に接触する様子、及び、支持面１３を備えるレバーのローラが、楔の切欠部において支持対応面２３に接触している様子が、この図に示されている。図９は、ロック部材として使用されるローラ３０の軸受３１を示すと共に、ソレノイド軸のプランジャ要素３２を示している。この実施例のプランジャ要素は２つのねじ部３３を含む。ねじ部のいずれか一方は、ソレノイドが、ソレノイド軸の直線運動に伴って、そのねじ部を用いて、軸受によって形成される軸の周りでローラ３０を回転させることができるように構成される。

上述した実施例のドア・ロックにはソレノイドが取り付けられているが、このソレノイドを、電気モータ、圧電モータ、又はスマート・メタル・アクチュエータ（ｓｍａｒｔ ｍｅｔａｌ ａｃｔｕａｔｏｒ）などの他のアクチュエータに置き換えてもよい。スマート・メタル・アクチュエータを、例えば、制御された磁場をベースとしたいわゆるＭＳＭ（Ｍａｇｎｅｔｉｃａｌｌｙ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｓｈａｐｅ Ｍｅｍｏｒｙ（磁場により制御可能な形状記憶））装置とすることも可能である。磁場を電気的に制御することも可能である。別の選択肢では、本発明のドア・ロックは電気アクチュエータを全く有しなくてもよい。非常用脱出バーを本発明のドア・ロックに接続してもよい。デッドボルト手段によりロック部材に伝達される前に外力の影響が低減されるため、たとえ非常用脱出バーの作動によりドア・ロックに伝達される力が大きくても、ドア・ロックの信頼性は高い。

本発明の実施例は多数の異なる解決策を用いて達成することが可能であることが理解されよう。すなわち、本発明は本明細書に記載された実施例に限定されないことは明らかである。

したがって、いかなる実施例も本請求項の範囲内において実施可能である。

Claims (15)

1. フロント・プレート（２）が取り付けられたロック本体（３）を含むドア・ロックであって、前記ロック本体が、パワー・アクチュエータ及びボルト（４）を有し、前記ボルト（４）は、後退位置とロック位置との間で往復直線運動により移動し、前記ロック位置において前記フロント・プレート（２）のボルト開口部（５）を通って前記ロック本体から外へ突出するようになっており、前記ボルトは、本体部分（６）を含み、突出位置へ向けてばねによって荷重がかけられており、前記ドア・ロックは、デッドボルト位置へ移動することが可能なデッドボルト手段（８）をさらに含み、前記デッドボルト位置において、前記デッドボルト手段（８）は、前記ボルトが前記突出位置から前記ロック本体（３）内の前記後退位置へ移動することを防止するようになっている、ドア・ロックにおいて、
   前記デッドボルト手段（８）が、前記ボルトの前記本体部分（６）と前記ロック本体（３）との間に楔（１０）を含み、前記楔が、前記ボルトの直線経路に対して横断する方向に移動するように構成されており、
   レバー（１１）が、支点（１２）、支持面（１３）、及びロック面（１４）を含み、前記レバーは、前記支点（１２）において前記ロック本体に対して枢動自在に支持されており、前記支持面（１３）が前記楔と協働するように構成されており、前記支持面及び前記ロック面が、前記フロント・プレートへ向かう前記レバーの外側方向の回転位置と前記ロック本体の後縁部へ向かう内側方向の回転位置との間で前記支点の周りを回転可能であり、前記ロック面（１４）が、前記支持面（１３）より前記支点（１２）から離れた位置にあり、前記レバーが前記外側方向の回転位置へ向けてばねによって荷重をかけられており、
   ロック部材（１５）が、前記ロック面（１４）に接触するように動かされて、前記レバー及び前記楔をデッドボルト位置にロックすることができ、前記デッドボルト位置では、前記レバー（１１）が前記外側方向の回転位置にあり、前記支持面（１３）が前記楔（１０）に接触しており、前記楔が前記ボルト本体（６）と前記ロック本体（３）との間に押し込められており、
   前記楔（１０）が、前記ボルトの前記直線経路を横断する第１の斜面（１９）及び第２の斜面（２０）を有し、前記斜面の間の角度が前記レバーの前記支持面（１３）に向かって開いており、前記ボルト本体（６）が前記第１の斜面に対応する第１の対応面（２１）を含み、前記ロック本体（３）が前記第２の斜面に対応する第２の対応面（２２）を含み、
   前記楔（１０）が、前記レバー（１１）の前記外側方向の回転位置と前記内側方向の回転位置との間のある特定の位置において前記ボルト（４）の前記直線経路から離れるように構成されており、前記ボルトが前記第１の対応面（２１）から妨げられることなく前記後退位置まで移動することが可能となっていることを特徴とするドア・ロック。
2. 前記楔（１０）が、前記レバーの前記支持面（１３）に対応する支持対応面（２３）を含み、前記楔が移動して前記ボルト（４）の前記直線経路から離れた後、ある特定の位置において、前記楔の移動に対する前記支持面の反作用の影響を低減するように、前記レバーの前記支持面（１３）と前記支持対応面（２３）とが協働して構成されていることを特徴とする請求項１に記載されたドア・ロック。
3. 前記支持面（１３）が突出部であり、前記支持対応面（２３）が切欠部であることを特徴とする請求項２に記載されたドア・ロック。
4. 前記支持面（１３）が円形面であることを特徴とする請求項３に記載されたドア・ロック。
5. 前記レバー（１１）の位置に関係なく、前記円形面（１３）が前記楔に接触することを特徴とする請求項４に記載されたドア・ロック。
6. 前記突出部（１３）が、前記レバー（１１）に回転可能に取り付けられたローラであり、前記ローラの外面が前記円形面（１３）であることを特徴とする請求項５に記載されたドア・ロック。
7. 前記ロック面（１４）が、前記レバー（１１）の端部にあることを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載されたドア・ロック。
8. 前記ロック面が、切欠部であることを特徴とする請求項７に記載されたドア・ロック。
9. 前記ロック面（１４）が、前記支点（１２）によって形成される軸に対して半径方向の面であることを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載されたドア・ロック。
10. 前記ロック部材（１５）がプレート（２８）を含み、前記プレート（２８）の側部（２９）が前記ロック面（１４）に接触するように構成されていることを特徴とする請求項１から請求項９までのいずれか一項に記載されたドア・ロック。
11. 前記ロック部材が、前記ロック本体に対して枢動自在に支持されたローラ（３０）を含み、前記ローラ（３０）は前記プレートを含むことを特徴とする請求項１０に記載されたドア・ロック。
12. 前記側部（２９）が湾曲していることを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載されたドア・ロック。
13. 前記ロック本体（３）が楔支持部材（２４）を含み、前記楔支持部材が前記第２の対応面（２２）を含むことを特徴とする請求項１から請求項１２までのいずれか一項に記載されたドア・ロック。
14. 前記ロック本体が、前記デッドボルト手段を制御するためのソレノイド（９）又は他のアクチュエータを含むことを特徴とする請求項１から請求項１３までのいずれか一項に記載されたドア・ロック。
15. 非常用脱出バーが前記ロック本体に機能的に連結されていることを特徴とする請求項１から請求項１３までのいずれか一項に記載されたドア・ロック。

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