JP5337017B2 - マグネット錠 - Google Patents

Description

本発明は、強磁性体からなるキーを挿入して施錠状態から開錠状態にするマグネット錠に関する。

例えば、バイク便に使用している封書や書類、書籍入れのボックスは、防犯上施錠する必要がある。書類を取り出す場合は、カギ穴にキーを挿入し、キーを回して開錠する。一方、施錠する場合には、ボックスの蓋を閉め、カギ穴にキーを挿入し、キーを逆に回して施錠し、キーを抜く。特にバイクから離れる場合は、必ず施錠する必要があり、例えば５０軒分の配達があれば最大で５０回、このような開錠・施錠の動作を繰り返すことになる。

このように、従来のキー方式では、キーをカギ穴に挿入して、キーを回す操作を連続して何度も何度も行うとなると、煩雑な操作であり、施錠を忘れることもある。また、従来のキー方式では、ボックスの開錠と施錠が一目で判らず、蓋を開けてみないと施錠されているかどうかが判らないという問題があった。
一方、マグネットとばねを使用したマグネット錠が知られている（特許文献１参照）。

特開平０６−２９９７５０号公報（図１）

しかしながら、ばねは伸び縮みの回数に起因して付勢力が次第に劣化し、信頼性に劣るという問題があった。

そこで、本発明は、簡単な操作であるキーを挿入しただけで確実に開錠し、キーを抜き取るだけで確実に施錠の準備が完了するマグネット錠を提供することを課題とする。

請求項１に記載のマグネット錠（１０）の発明は、磁力によって互いに反発するように同極を対向して支持されたマグネット（５ａ，５ｂ）と、一方のマグネット（５ａ）を固定して他方のマグネット（５ｂ）を移動自在にし、または、両方のマグネット（５ａ，５ｂ）を移動自在にして、互いに離間または接近するように支持する支持手段（４）と、前記マグネット（５ａ，５ｂ）が互いに離間するように前記支持手段（４）を保持するストッパ部材（３）と、を備え、前記離間されて保持された前記マグネット（５ａ，５ｂ）の間に強磁性体からなるキー（９）を挿入することで、対向する前記マグネット（５ａ，５ｂ）同士が反発状態から吸着状態に変わって接近することにより施錠状態から開錠状態にすることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のマグネット錠（１０）であって、前記支持手段（４）は、一方のマグネット（５ａ）を固定するケース本体（３）と、他方のマグネット（５ｂ）を支持し、前記ケース本体（３）に回動自在に設けられたレバー（６）と、を備えたことを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、本発明は、同極を対向して配設されたマグネットの間に簡単な操作である強磁性体のキーの挿入により、マグネット同士を反発状態から吸着状態に変えることができることから、ロック状態が解除され、確実に開錠することができる。また、簡単な操作であるキーを抜き取ることにより、マグネット同士を吸着状態から反発状態に変えることができることから、施錠の準備が完了し、蓋の閉鎖により確実に施錠することができる。このように、簡単な操作で開錠と施錠ができるマグネット錠を提供することができる。また、マグネットの反発力と磁着力を利用した結果、ばねが不用なため、ばねの劣化に起因する寿命の短命はなく、商品寿命の延長ができる。

請求項２に係る発明によれば、支持手段は、一方のマグネットを固定するケース本体（３）と、他方のマグネットを支持し、ケース本体に回動自在に設けられたレバーとを備えたことにより、機構が簡素化され、耐久性が向上して確実に作動するマグネット錠を提供することができる。

本発明のマグネット錠のケース本体とロック部材固定具を示す拡大図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。 図１の（ｂ）に示すＡ−Ａ線の断面図である。 本発明のマグネット錠の開錠の動作を示し、（ａ）は施錠時の状態を示す断面図、（ｂ）はキーを挿入時の状態を示す断面図、（ｃ）は上蓋が開錠時の状態を示す断面図である。 本発明のマグネット錠の施錠の動作を示し、（ａ）は開錠時の状態を示す断面図、（ｂ）は上蓋が接近すると、ロック部材のロック棒がフックを押しのけたときの状態を示す断面図、（ｃ）はロック棒がフックに係合した施錠時の状態を示す断面図である。 本発明のマグネット錠のキーを示す平面図である。 本発明のマグネット錠のマグネットの磁力線を示す説明図であり、（ａ）は正面視で離間状態、（ｂ）は正面視で磁着状態、（ｃ）は平面視で磁着状態を示す断面図である。 本発明のマグネット錠の使用例を示し、（ａ）は閉鎖中のボックスの斜視図、（ｂ）は蓋を開けた状態を示すボックスの斜視図である。 動作を比較したブロック図であり、（ａ）は従来の場合、（ｂ）は本実施形態の場合である。 本発明の第２実施の形態を示し、両方のマグネットを移動自在に支持する支持手段を説明するダブルロック方式のマグネット錠の説明図である。 本発明の第２実施の形態の変形例を示す説明図である。

＜第１実施の形態＞
以下、本発明の第１実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
図１、図２に示すように、マグネット錠１０は、磁力によって互いに反発するように同極を対向して支持されたマグネット５ａ，５ｂと、一方である左側のマグネット５ａを固定し、他方である右側のマグネット５ｂを移動自在にしている支持手段４と、マグネット５ａ，５ｂが互いに離間するように支持手段４を保持するストッパ部材３とを備えている。
または、図９、図１０に示すように、両方のマグネット５ａ，５ｂを移動自在にして、互いに離間または接近するように支持する支持手段４を備えている。
さらに、図２に示すように、支持手段４は、一方のマグネット５ａを、ブロック８を介して固定するケース本体３と、他方のマグネット５ｂを支持し、ケース本体３に回動自在に設けられたレバー６とを備えている。また、ケース本体３の上部には上蓋２が配置されている。上蓋のロック部材固定具２にはレバー６と係合してロックするロック棒２ａが装着されている。

支持手段４は、図２に示すように、一方のマグネット５ａを、ブロック８を介して固定するケース本体３と、他方のマグネット５ｂを移動自在にするレバー６とを備えている。
＜マグネットの構成＞
マグネット５ａ，５ｂは、ネオジウム磁石であり、ネオジム磁石とも呼ばれている。ネオジウム磁石は、ネオジム・鉄・ボロン等を主成分とする焼結材の永久磁石であり、フェライト磁石やサマリウム磁石よりも強力な永久磁石である。ネオジウム磁石の磁束密度は、従来のフェライト磁石の６〜４倍を有する。このため、マグネット５ａ，５ｂは、ネオジウム磁石を採用することにより、フェライト磁石の１／４〜１／６に小さくすることが可能である。
また、マグネットは、同極同士では反発して離間し、異極同士では磁着力が発生し引き合う性質があり、その磁着力はその距離の二乗に反比例する点であり、接近すればするほど磁着力は強くなり、離れれば離れるほど磁着力は弱くなるという特徴を有している。

＜ケース本体の構成＞
図１の（ａ）に示すように、ケース本体３の正面は四角形であり、各稜はＲ面取りが施されている。ケース本体３のサイズは例えば６０ｍｍ×６０ｍｍ×２０ｍｍほどである。ケース本体３の正面には円形の凸部３ａが形成され、この凸部３ａの中央部にはカギ穴３ｂが設けられている。ケース本体３の背面は開口部になっており、図１の（ｂ）に示すように、その背面と上面の開口部はＬ字形状のカバー３ｃによって閉鎖されている。
図２に示すように、一方のマグネット５ａの支持手段であるケース本体３はブロック８を介してマグネット５ａを支持している。ケース本体３の背面を開口部として窪み形状に形成されており、このケース本体３の正面視で上部の左側にブロック８が固定されている。また、他方のマグネット５ｂの支持手段であるレバー６は、ケース本体３の窪みに段差付きのピン７が設けられ、このピン７に回動自在のレバー６が配設され、このレバー６の左側面にマグネット５ｂが固定されている。

＜レバーの構成＞
レバー６は、図２に示すように、他方のマグネット５ｂが回動可能に支持された支持手段４の一つである。レバー６は、ケース本体３に移動（回動）可能に設けられ、レバー６にはマグネット５ｂが固定されている。
レバー６は、平面視で、Ｕ字状に折り曲げられ、上端部の右側には三角片が突設されている。この三角片には傾斜部６ａが形成され、さらに、ロック棒２の水平部２ｃと係合する係合部６ｂが形成されており、上端部の左側面には他方のマグネット５ｂがさら小ねじ５ｄおよびナット５ｅによって固定されている。
また、ケース本体３の内周面には、ちょうどレバー６が直立した状態の姿勢を保つことができるようにストッパ部材であるストッパ３ｄが凸状に形成されている。

＜ブロックの構成＞
ブロック８は、一方のマグネット５ａをケース本体３に固定するためのブロック状の支持部材である。また、カギ穴３ｂ（図１（ａ）参照）に挿通したキー９（図５参照）の位置決め、および、案内の役目を有する部材である。ブロック８は、非磁性体の合成樹脂（ＡＢＳ）からなり、カギ穴３ｂの２辺を構成する段差８ａと段差８ｂが形成され、さらに、非磁性体のステンレス板（ＳＵＳ３０４）で略Ｌ字状に形成されたガイド８ｄによってカギ穴３ｂの１辺の側面を覆うように形成されている。そして、一方のマグネット５ａがブロック８の傾斜面８ｃにガイド８ｄを挟持して共締めされて固定されている。
なお、ケース本体３にブロック８を含めて一体としてもよい。

図２に示すブロック８の段差８ａと段差８ｂと、ガイド８ｄとによって形成された４角穴のカギ穴の位置と、図１の（ａ）に示すカギ穴３ｂの位置は、一致している。
また、ガイド８ｄは、マグネット５ｂの磁力により、キー９が右方向へ引張られてもずれないようにガードする役目も有している。
図２に示すように、ブロック８の傾斜面８ｃの角度は、約４５度であるが、それ以外の角度であっても構わない。このもう傾斜面８ｃの目的は、マグネット５ｂの接近により傾斜するのに合わせて、磁着力を高めるためであるが、このスペースの中ではこの傾斜面８ｃにより、最も接近させることができる。
マグネット５ａは、丸小ねじ５ｃによってブロック８の傾斜面８ｃに固定され、ケース本体３と干渉しないように逃がし３ｅが施されている。また、下面には水抜き穴３ｈが設けられている。

キー９は、図５に示すように、矩形で先端部の角が一部切り欠かれている。キー９の材質は、強磁性体のステンレス４３０であり、厚みが約２ｍｍの板材である。このキー９の形状は、これが基本形である。実際のキー９の形状は、適宜、溝を形成するなどした複数種類のキー９が用意されている。なお、ステンレス４３０の代わりにＳＰＣＣでもよい。

＜ロック部材固定具の構成＞
図２に示すように、ロック部材固定具２はロック部材であるロック棒２ａを固定する固定具であり、ケース本体３の上面をカバーする上蓋の機能も有している。ロック部材固定具２にはロック部材であるロック棒２ａの位置決めをするための溝２ｂが設けられ、ロック棒２ａはこの溝２ｂに挿入されて位置決めされ、図１の（ｂ）に示す押え板２ｄによって固定されている。

＜ロック棒の構成＞
ロック棒２ａは、ボックス１の蓋１ａを閉鎖する際にロックするロック部材である。ロック棒２ａは、例えば、非磁性体のステンレス（ＳＵＳ３０４）製のパイプ材であり、直角に曲げられ、ロック部材固定具２の下面から全長の約半分が下方に突出しており、その最下端部は、約１／３が前方へ直角に曲げられて水平部２ｃを形成した形状になっている。この水平部２ｃは、施錠時、後記するレバー６に係合して係止する。なお、このステンレス製のパイプ材は、非磁性体の丸棒であっても構わない。
なお、マグネット５ａ，５ｂ以外の、強磁性体はキー９のみであり、ロック部材固定具２、および、ケース本体３は、すべて非磁性体で形成されている。

＜開錠の動作＞
ここで、マグネット錠１０の開錠の動作を説明する。
図３の（ａ）に示すように、これは施錠されている状態を示し、２つのマグネット５ａ，５ｂは、同極同士で反発し合っている。
図６の（ａ）に示すように、２つのマグネット５ａ，５ｂは、例えば、Ｎ極同士が対向して配置され、各Ｎ極からは磁力線が放出され、反発し合う様子が判る。
そのため、図３の（ａ）に示すように、レバー６はピン７を中心に時計方向へ回動し、ストッパ３ｄが一方のマグネット５ａから離間して直立の状態に保持し、ロック棒２ａがレバー６の係止部６ｂに係止される。

図３の（ｂ）に示すように、ひとたび、カギ穴にキー９が挿入されると、図６の（ｂ）、（ｃ）に示すように、強磁性体のキー９は磁化され、一端はＳ極、他端はＮ極の磁石になる。その結果、回動可能なレバー６のマグネット５ｂは、キー９の一端のＳ極と引き付け合い、レバー６はピン７を中心に反時計方向（ブロック８の方向）へ回動して接近して傾く。そして、図６の（ｂ）に示すように、Ｎ極―Ｓ極―Ｎ極の構図となり、お互いが磁着する。そうすると、図３の（ｂ）に示すように、レバー６の係合部６ｂとロック棒２ａの水平部２ｃとの係止状態が解除される。

図３の（ｃ）に示すように、蓋１ａが上方へ開放される。カギ穴３ｂからキー９を抜くと、レバー６に固定されたマグネット５ｂは、一方のマグネット５ａと反発し合って回動し、元の位置にもどる。キー９が抜けてＳ極がなくなると、図６の（ａ）に示すように、Ｎ極―Ｎ極同士の構図となり、また、反発し合う。

＜施錠の動作＞
図４の（ａ）に示すように、開錠時、２つのマグネット５ａ，５ｂは反発し合ってレバー６は時計方向（ストッパ３ｄ方向）へ回動して直立状態になっている。蓋１ａが上方へ開放されている。

図４の（ｂ）に示すように、蓋１ａの上面に手を宛がい、蓋１ａをケース本体３へ押し付けると、上蓋のロック部材固定具２が下降し、ロック棒２ａが下降して、水平部２ｃがレバー６の傾斜部６ａに当接する。そうすると、レバー６は、傾斜部６ａが水平部２ｃに押圧されることにより、ブロック８側に回動する。
そして、図４の（ｃ）に示すように、さらに、水平部２ｃが係合部６ｂより下まで下降すると、２つのマグネット５ａ，５ｂの反発力に抗してレバー６は左に傾き、ついにレバー６の係合部６ｂとロック棒２ａとの係止状態になり、レバー６は２つのマグネット５ａ，５ｂの反発力により、また元の位置にもどる。これにより、確実に施錠される。
このように、施錠する場合は、上蓋のロック部材固定具２をケース本体３上に当接されるように閉鎖することにより、確実にロック状態にすることができる。つまり、蓋１ａがされている場合はすべて施錠されており、この状態で開錠されているケースはない。

図７の（ａ）に示すように、ボックス１は、蓋１ａとボックス本体１ｂとから構成されている。マグネット錠１０のケース本体３はボックス本体１ｂに装着され、ロック部材固定具２は蓋１ａに装着されている。
図７の（ｂ）に示すように、マグネット錠１０のカギ穴３ｂにキー９が挿入されると、ロック部材固定具２のロック棒２ａはレバー６との係合が外れ、蓋１ａが開口する。
図１の（ａ）に示すように、今度はカギ穴３ｂからキー９が抜き取られた状態で、ボックス１の蓋１ａが閉鎖されると、蓋１ａのロック棒２ａがレバー６に係合し、施錠する。

図８は、動作を比較したブロック図であり、（ａ）は従来の場合、（ｂ）は本実施形態の場合である。図８の（ａ）に示すように、従来の場合では、６工程から構成されている。まず、第１工程は、キーをカギ穴へ挿入する。第２工程は、キーを回して開錠する。第３工程は、蓋を開けて、書類を取り出す。第４工程は、蓋を閉める。第５工程は、キーを反転して施錠する。第６工程は、キーを抜く、ことで一連の動作が終了する。
これに対して、（ｂ）の本実施形態の場合は、図８の（ｂ）に示すように、まず、第１工程は、キーをカギ穴へ挿入（開錠）する。第２工程は、キーを抜く。第３工程は、蓋を開けて、書類を取り出す。第４工程は、蓋を閉め、施錠する、の４工程から構成されている。
この結果、この工程分析によれば、６工程を４工程に工程を短縮されており、３３％の工程短縮を可能にしている。これにより、煩雑な操作がなくなり、蓋が閉まっていれば施錠されていることになるから、施錠を忘れることもない。

＜第２実施の形態＞
図９に示す第２実施の形態のマグネット錠１１は、ダブルロック方式である。図２に示すキー９を中心に左右対称にして右側のレバー６と同じサイズのレバー１６を設けた構成になっている。この構成では、２つのレバー６、レバー１６は、両方のマグネット（５ａ，５ｂ）を移動自在にしている。
つまり、両方のマグネット５ａ、５ｂが互いの反発力で離間、または、磁着力で接近するように支持するレバーの支持手段で構成されている。
また、ロック部材固定具（上蓋）２には、２本のロック棒２ａが設けられ、それぞれのレバー６，１６の係合部６ｂ，１６ｂに係合する。これにより、強力なロックが可能であり、信頼性を高めることができる。なお、ロック部材の２本のロック棒２ａは左右対称に一本で成形してもよい。

＜変形例＞
図１０は、第２実施の形態の変形例を説明する説明図である。図１０に示すように、このマグネット錠１２の構成では、２つのレバー６、レバー２６は、両方のマグネット（５ａ，５ｂ）を移動自在にしている点は同様であるが、レバー２６のサイズは、レバー６よりも小さく、また、ロック棒２ａと係合する係合部はない。このような構成にすることにより、余り、全幅を広げる必要がない。このような構成であっても構わない。
なお、ストッパ部材３ｄ，３ｅには、レバー６，２６が当接しているが、ストッパ部材３ｄ，３ｅに直接マグネット５ａ，５ｂが当接するようにしてもよい。

なお、本発明はその技術思想の範囲内で種々の改造、変更が可能である。例えば、レバー６、１６はピン７を支点に回動するようにしているが、スライド方式であってもよい。また、キー９の挿入で開錠としたが、逆パターンのキー９の挿入で施錠としてもよい。
本発明は、２つのマグネット５ａ，５ｂが反発する例えばＮ極−Ｎ極の同極同士を対向に設け、その間に磁性体を挿入すると、瞬時に磁気誘導が起こり、磁性体が磁石になってＳ極とＮ極が両端に現われ、磁石のＮ極とキーのＳ極とが強く引き合う。この引き付け合う磁石の原理を利用している。そこで、本実施の形態は、２つのマグネット５ａ，５ｂを極力近づけて、２倍の吸着力でロックを解除するように配置している。ここではマグネットはＮ極−Ｎ極の２つとしたが、Ｓ極−Ｓ極の組み合わせであっても構わない。
また、カギ穴３ｂからの雨水の浸入対策として、キーを覆う袋状のケースを設けてもよい。

１ ボックス
１ａ 蓋
１ｂ ボックス本体
２ ロック部材固定具（上蓋）
２ａ ロック部材（ロック棒）
２ｂ 溝
２ｃ 水平部
２ｄ 押え板
３，１３，２３ ケース本体
３ａ 凸部
３ｂ カギ穴
３ｃ カバー
３ｄ，３ｅ ストッパ部材（ストッパ）
３ｅ，３ｆ，３ｇ 逃がし
３ｈ 水抜き穴
４ 支持手段
５ａ，５ｂ マグネット
５ｃ 丸小ねじ
５ｄ さら小ねじ
６，１６，２６ レバー
６ａ 傾斜部
６ｂ，１６ｂ 係合部
７ ピン
８ ブロック
８ａ，８ｂ 段差部
８ｃ ガイド
８ｄ 傾斜部
９ キー
１０，１１，１２ マグネット錠

Claims (2)

1. 磁力によって互いに反発するように同極を対向して支持されたマグネット（５ａ，５ｂ）と、
   一方のマグネット（５ａ）を固定して他方のマグネット（５ｂ）を移動自在にし、または、両方のマグネット（５ａ，５ｂ）を移動自在にして、互いに離間または接近するように支持する支持手段（４）と、
   前記マグネット（５ａ，５ｂ）が互いに離間するように前記支持手段（４）を保持するストッパ部材（３）と、を備え、
   前記離間されて保持された前記マグネット（５ａ，５ｂ）の間に強磁性体からなるキー（９）を挿入することで、対向する前記マグネット（５ａ，５ｂ）同士が反発状態から吸着状態に変わって接近することにより施錠状態から開錠状態にすることを特徴とするマグネット錠（１０）。
2. 前記支持手段（４）は、
   一方のマグネット（５ａ）を固定するケース本体（３）と、
   他方のマグネット（５ｂ）を支持し、前記ケース本体（３）に回動自在に設けられたレバー（６）と、
   を備えたことを特徴とする請求項１に記載のマグネット錠（１０）。

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