JP5965532B1 - 錠開閉装置 - Google Patents

Abstract

【課題】遠隔操作だけでなく手動でも簡単に扉を施錠及び開錠することができる錠開閉装置を実現する。【解決手段】錠開閉装置１０は、扉４１のサムターン４０に取り付け可能で、サムターン４０を回転させるサムターン回転部７０と、遠隔操作により駆動するモータ９０を有し、モータ９０の動力によりサムターン回転部７０を回転させる回転駆動機構７１と、サムターン回転部７０に固定され、手動によりサムターン回転部７０を回転させる手動回転部７２と、手動回転部７２によりサムターン回転部７０を回転させる際に回転駆動機構７１のモータ９０とサムターン回転部７０との間の動力の伝達を遮断可能なクラッチ機構１２０と、を有する。【選択図】図３

Description

本発明は、遠隔操作によりサムターンが設けられた扉を施錠及び開錠する錠開閉装置に関する。

従来から、遠隔操作によりサムターンを操作して扉を施錠及び開錠する錠開閉装置が知られている。この錠開閉装置は、扉のサムターン部分に取り付けられ、遠隔操作によりモータを駆動させ、そのモータの動力を機械的な伝達機構等を用いて伝達してサムターンを回転させている。

また、上述のような錠開閉装置は、常に遠隔操作が必要になると利便性を欠くため、錠開閉装置にサムターン状の摘み部を設け、ユーザーが摘み部を操作することにより手動でもサムターンを回転させることができるものも提案されている（特許文献１参照）。

特許第５６８６２６９号公報

しかしながら、上述のように錠開閉装置に単に摘み部を設けた場合、サムターンがモータ等の駆動機構に連動しているため、摘み部を回転させようとしても機械的な抵抗が大きく、簡単に回すことができない。

本出願はかかる点に鑑みてなされたものであり、遠隔操作だけでなく手動でも簡単に扉を施錠及び開錠することができる錠開閉装置を提供することをその目的の一つとする。

本発明者らは、鋭意検討した結果、錠開閉装置において、駆動源とサムターン回転部の間の動力を遮断したり伝達したりするクラッチ機構を設けることにより、上記問題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は以下の態様を含む。
（１）遠隔操作によりサムターンが設けられた扉を施錠及び開錠する錠開閉装置であって、前記扉のサムターンに取り付け可能で、前記サムターンを回転させるサムターン回転部と、遠隔操作により駆動する駆動源を有し、前記駆動源の動力により前記サムターン回転部を回転させる回転駆動機構と、前記サムターン回転部に固定され、手動により前記サムターン回転部を回転させる手動回転部と、手動回転部によりサムターン回転部を回転させる際に前記回転駆動機構の駆動源と前記サムターン回転部との間の動力の伝達を遮断可能なクラッチ機構と、を有し、前記サムターン回転部は、当該錠開閉装置が扉に取り付けられたときに前記サムターンを挟み込んで保持する４本の脚部を有し、当該４本の脚部によって前記サムターンが挟み込まれる十字状の溝が形成されている、錠開閉装置。
（２）前記クラッチ機構は、前記回転駆動機構と前記サムターン回転部との間に設けられている、（１）に記載の錠開閉装置。
（３）前記回転駆動機構は、前記サムターン回転部に係止可能であり前記駆動源の動力により前記サムターン回転部と同軸上で回転可能な回転駆動部材を有し、前記クラッチ機構は、前記サムターン回転部と前記回転駆動部材が回転方向に互いに係止されているときに前記回転駆動機構と前記サムターン回転部との間で動力を伝達し、回転方向に互いに係止されていないときに前記回転駆動機構と前記サムターン回転部との間で動力の伝達を遮断するように構成されている、（２）に記載の錠開閉装置。
（４）前記サムターン回転部が、回転軸を中心とする円弧状の溝部を有し、前記回転駆動部材が、前記溝部にはめ込まれ、回転軸を中心とする円弧状の凸条部を有し、前記凸条部は、前記溝部内で周方向に移動可能であり、前記凸条部が前記溝の周方向の端面を押圧して回転するときに前記サムターン回転部と前記回転駆動部材が回転方向に互いに係止されている状態となり、前記凸条部が前記溝の周方向の端面に当接せずに回転するときに前記サムターン回転部と前記回転駆動部材が回転方向に互いに係止されていない状態となる、（３）に記載の錠開閉装置。
（５）前記凸条部が前記溝部の周方向の端面を押圧するように前記回転駆動部材を回転させ前記サムターン回転部を回転させた後に、前記回転駆動部材を逆方向に回転させ元の位置に戻すように駆動源を制御する制御部をさらに有する、（４）に記載の錠開閉装置。
（６）前記クラッチ機構は、前記回転駆動機構の駆動源と、当該駆動源の動力を前記サムターン回転部に伝達するための伝達機構との間に設けられた遠心クラッチである、（１）に記載の錠開閉装置。

本発明によれば、遠隔操作だけでなく手動でも簡単に扉を施錠及び開錠することができる錠開閉装置を実現できる。

錠開閉システムの構成の概略を示す模式図である。 錠開閉装置の設置位置を示す模式図である。 錠開閉装置の内部構成を示す縦断面の説明図である。 サムターン回転部、回転駆動部材及び手動回転部の分解図である。 サムターン回転部の溝部を示す断面図である。 サムターン回転部の底面図である。 サムターン回転部と回転駆動部材の斜視図である。 回転駆動部材の底面図である。 （ａ）が開錠状態時のクラッチ機構の状態を示す説明図であり、（ｂ）が遠隔操作により施錠する際のクラッチ機構の動きを示す説明図である。 回転駆動部材を逆回転させ元の位置に戻す際のクラッチ機構の動きを示す説明図である。 手動で開錠する際のクラッチ機構の動きを示す説明図である。 （ａ）が施錠状態時のクラッチ機構の状態を示す説明図であり、（ｂ）が遠隔操作により開錠する際のクラッチ機構の動きを示す説明図である。 回転駆動部材を逆回転させ元の位置に戻す際のクラッチ機構の動きを示す説明図である。 手動で施錠する際のクラッチ機構の動きを示す説明図である。 他のクラッチ機構を有する錠開閉装置の内部構成を示す縦断面の説明図である。 （ａ）は、図１５のクラッチ機構の動力の伝達が遮断される状態を示す説明図であり、（ｂ）は、クラッチ機構の動力が伝達される状態を示す説明図である。

以下、図面を参照して、本発明の好ましい実施の形態について説明する。なお、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。さらに、図面の寸法比率は、図示の比率に限定されるものではない。また、以下の実施の形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明はこの実施の形態に限定されるものではない。

本実施形態に係る錠開閉装置は、例えば図１に示される錠開閉システム１に適用される。

＜錠開閉システム１の概要＞
図１に示されるように錠開閉システム１は、錠開閉装置１０と、端末２０と、サーバ３０を備えている。

錠開閉装置１０は、扉４１のサムターン４０部分に取り付け可能である。錠開閉装置１０は、例えばブルートゥース（登録商標）等の無線通信により、端末２０と双方向に通信可能に構成されている。錠開閉装置１０は、端末２０からの遠隔操作により、サムターン４０を回転させて扉４１を施錠及び開錠することができる。また、錠開閉装置１０は、インターネット等のネットワーク５０を介して、サーバ３０と双方向に通信可能である。錠開閉装置１０の構成の詳細は後述する。

端末２０は、錠開閉装置１０による扉４１の施錠及び開錠動作を遠隔操作するための装置である。端末２０には、例えばスマートフォン、携帯電話機、携帯情報端末（ＰＤＡ）、タブレット端末、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、ノートＰＣなど、無線通信により錠開閉装置１０とデータ通信が可能なあらゆる端末装置を用いることができる。

サーバ３０は、例えば演算処理能力の高いコンピュータによって構成され、そのコンピュータにおいて所定のサーバ用プログラムが動作することにより、サーバ機能を実現する。サーバ３０は、例えば端末２０による錠開閉装置１０の遠隔操作に対する権限認証等を行うことができる。

上記錠開閉システム１において扉４１を施錠、開錠する際には、例えばユーザーが端末２０を操作して錠開閉装置１０の施錠又は開錠を指示すると、端末２０は、無線通信により、施錠又は開錠を指示する遠隔操作コマンドを錠開閉装置１０に送信する。錠開閉装置１０は、遠隔操作コマンドを受信すると、その遠隔操作コマンドに基づいてサムターン４０を自動的に操作して、扉４１の施錠又は開錠を行う。

＜錠開閉装置１０の構成＞
次に、錠開閉装置１０の構成について説明する。

錠開閉装置１０は、図２に示すように例えば扉４１の内側（部屋側）にあるサムターン４０に取り付け自在である。錠開閉装置１０は、例えば磁石により扉４１に着脱自在である。錠開閉装置１０は、例えばサムターン４０とその周囲を覆う筐体６０を備えている。

錠開閉装置１０は、例えば図３に示すように筐体６０内に、サムターン４０を回転させるサムターン回転部７０と、駆動源の動力によりサムターン回転部７０を回転させる回転駆動機構７１と、手動によりサムターン回転部７０を回転させる手動回転部７２と、電源部７３と、端末２０と通信するための通信部７４と、制御部７５等を有している。

サムターン回転部７０は、例えば略円柱状の円柱部８０と、円柱部８０の底面から後方側（図３の左側）に突出する脚部８１を有している。

図３及び図４に示すように円柱部８０は、例えば後方側の大径部８３と、前方側（図３の右側）の小径部８４を有している。大径部８３の前方側の面には、後述の回転駆動部材９１の凸状部１００が嵌め込まれる溝部８５が形成されている。溝部８５は、図５に示すようにサムターン回転部７０の回転軸を中心とする円弧状に形成されている。溝部８５の円弧の内角は、例えば２７０°（３／２×π（ｒａｄ））程度に形成されている。

脚部８１は、例えば図４及び図６に示すように円柱部８０の回転軸を中心とする同一円周上に例えば４本設けられ、４本の脚部８１によって幅の異なる溝路が十字状に形成されている。サムターン回転部７０は、脚部８１の間にサムターン４０を挟んで保持し回転することでサムターン４０を回すことができる。

図３及び図４に示すように手動回転部７２は、例えば円柱状、或いは円盤状に形成され、サムターン回転部７０の円柱部８０の前方側に固定されている。図２及び図３に示すように手動回転部７２は、筐体６０の前面６０ａに設けられた開口部６０ｂに配置され、筐体６０の前方側に突出している。手動回転部７２の筐体６０から突出した部分をユーザーが手で保持し回転することによりサムターン回転部７０を手動で回転させることができる。なお、手動回転部７２には、サムターンのような摘み部があってもよい。

図３に示すように回転駆動機構７１は、例えば遠隔操作により駆動する駆動源としてのモータ９０と、サムターン回転部７０の同軸上に設けられサムターン回転部７０に係止可能な回転駆動部材９１と、モータ９０の動力を回転駆動部材９１に伝達する伝達機構９２を有している。

回転駆動部材９１は、図４及び図７に示すようにリング状に形成され、サムターン回転部７０の円柱部８０の小径部８４にはめ込まれている。回転駆動部材９１は、外周面に歯を有し、歯車を構成している。回転駆動部材９１は、図８に示すように底面側に回転軸を中心とする円弧状の凸状部１００を備えている。凸条部１００の円弧の内角は、例えば１８０°程度に形成されている。凸状部１００は、図７に示すようにサムターン回転部７０の円弧状の溝８５にはめ込まれ、これにより、回転駆動部材９１は、サムターン回転部７０に回転方向に係止可能になっている。

図３に示すように伝達機構９２は、例えば複数の歯車により構成されている。例えば伝達機構９２は、モータ９０の軸に取り付けられた歯車１１０と、回転駆動部材９１の歯車とかみ合う歯車１１１等により構成されている。モータ９０が駆動すると、歯車１１０、１１１が回転し、回転駆動部材９１が回転する。

電源部７３は、一つ又は複数の電池を備えている。電源部７３は、通信部７４、制御部７５及びモータ９０等に電力を供給できる。

通信部７４は、通信用アンテナを有している。通信部７４は、例えば扉４１の施錠及び開錠を指示する遠隔操作コマンド等を端末２０から受信することができる。

制御部７５は、プロセッサと、当該プロセッサにより実行されるプログラムが格納されたメモリを有している。制御部７５は、通信部７４が受信した遠隔操作コマンドに基づいて所定の処理を実行する。すなわち、制御部７５は、遠隔操作コマンドに基づいてモータ９０の動作、例えば回転角度や回転の向きを制御し、これによりサムターン回転部７０を回転させ、サムターン４０を施錠又は開錠する方向に回転させることができる。

＜クラッチ機構の構成＞
本実施の形態に係る錠開閉装置１０は、図３及び図７に示すように手動回転部７２によりサムターン回転部７０を回転させる際に回転駆動機構７１のモータ９０とサムターン回転部７０との間の動力の伝達を遮断可能なクラッチ機構１２０を有している。

クラッチ機構１２０は、例えば回転駆動機構７１とサムターン回転部７０との間に設けられている。すなわち、サムターン回転部７０は、その回転軸を中心とする円弧状の溝部８５を有し、回転駆動部材９１が、その回転軸を中心とする円弧状の凸条部１００を有し、凸条部１００は、溝部８５にはめ込まれ、溝部８５内で周方向に移動可能になっている。例えば図５に示したように溝部８５の円弧の内角は、例えば２７０°程度に形成され、図８に示したように凸状部１００の円弧状の内角は、溝部８５の円弧の長さよりも９０°程度狭い１８０°程度に形成されており、図９（ａ）に示すように溝部８５と凸条部１００との間には、９０°程度の遊び１３０がある。よって、凸条部１００が溝部８５の周方向の端面８５ａ又は端面８５ｂを押圧して回転するときにはサムターン回転部７０と回転駆動部材９１が互いに係止して動力が伝達される。一方、凸条部１００が溝部８５の周方向の端面８５ａ、８５ｂに当接せずに遊び１３０の中で回転するときにはサムターン回転部７０と回転駆動部材９１が互いに係止されず動力の伝達が遮断される。

＜錠開閉装置１０の動作＞
ここで、以上の構成を有する錠開閉装置１０の動作について説明する。

先ず錠開閉装置１０は、図２に示したように扉４１のサムターン４０に取り付けられる。このとき、サムターン回転部７０の脚部８１によりサムターン４０が保持される。

遠隔操作により扉４１を施錠する際には、制御部７５の制御によりモータ９０が作動し、そのモータ９０の動力により伝達機構９２を介して回転駆動部材９１が右回りに９０°程度（サムターン４０が施錠される角度）回転する。このとき、図９（ａ）、（ｂ）に示すように回転駆動部材９１とサムターン回転部７０が回転方向に係止され、凸条部１００が溝部８５の端面８５ａを押して、サムターン回転部７０が９０°右回転する。これにより、サムターン４０が９０°回転し扉４１が施錠される。

次に、図１０に示すようにモータ９０の動力により凸条部１００が逆方向の左回りに９０°回転し、元の位置に戻される。この凸条部１００の逆回転により、凸条部１００を押すことなく、手動によりサムターン回転部７０を左回りに回転させる（開錠する）ためのスペース（遊び１３０）ができる。そして、図１１に示すようにユーザーが手動回転部７２を左回りに９０°回転させると、凸条部１００が溝部８５の端部８５ｂに当接しておらず回転駆動部材９１とサムターン回転部７０が回転方向に係止されていないので、サムターン回転部７０だけが左回りに９０°程度回転する。これにより、サムターン４０が９０°回転し扉４１が開錠される。

次に、遠隔操作により扉４１を開錠する際には、制御部７５の制御によりモータ９０が作動し、そのモータ９０の動力により伝達機構９２を介して回転駆動部材９１が左回りに９０°程度（サムターン４０が開錠される角度）回転する。このとき、図１２（ａ）、（ｂ）に示すように回転駆動部材９１とサムターン回転部７０が回転方向に係止され、凸条部１００が溝部８５の端面８５ｂを押して、サムターン回転部７０が９０°左回転する。これにより、サムターン４０が９０°回転し扉４１が開錠される。

次に、図１３に示すようにモータ９０の動力により凸条部１００が逆方向の右回りに９０°回転し、元の位置に戻される。この凸条部１００の逆回転により、凸条部１００を押すことなく、手動によりサムターン回転部７０を右回りに回転させる（施錠する）ためのスペース（遊び１３０）ができる。そして、図１４に示すようにユーザーが手動回転部７２を右回りに９０°回転させると、凸条部１００が溝部８５の端部８５ａに当接しておらず回転駆動部材９１とサムターン回転部７０が回転方向に係止されていないので、サムターン回転部７０だけが右回りに９０°程度回転する。これにより、サムターン４０が９０°回転し扉４１が施錠される。

本実施の形態によれば、錠開閉装置１０が、手動回転部７２によりサムターン回転部７０を回転させる際に回転駆動機構７１のモータ９０とサムターン回転部７０との間の動力の伝達を遮断可能なクラッチ機構１２０を有するので、手動回転部７２を手動で動かす際の機械的な抵抗を低減できる。よって、遠隔操作だけでなく手動でも簡単に扉４１を施錠及び開錠することができる。

クラッチ機構１２０が回転駆動機構７１とサムターン回転部７０との間に設けられているので、手動回転部７２に近い位置で動力が遮断され、手動回転部７２を動かす際の機械的な抵抗を効果的に低減できる。

また、サムターン回転部７０に設けられた溝部８５と、回転駆動部材９１に設けられた凸条部１００を用いてクラッチ機構１２０を実現しているので、比較的簡単な機構でクラッチ機構を実現できる。

制御部７５が、凸条部１００が溝部８５の周方向の端面８５ａ、８５ｂを押圧するように回転駆動部材９１を回転させサムターン回転部７０を回転させた後に、回転駆動部材９１を逆方向に回転させ元の位置に戻すようにモータ９０を制御するので、クラッチ機構１２０の動作が好適に行われる。

本実施の形態においてクラッチ機構１２０は、サムターン回転部７０の溝部８５と回転駆動部材９１の凸条部１００を用いて実現されていたが、クラッチ機構は、サムターン回転部７０と回転駆動部材９１が回転方向に互いに係止されているときに回転駆動機構７１とサムターン回転部７０との間で動力を伝達し、回転方向に互いに係止されていないときに回転駆動機構７１とサムターン回転部７０との間で動力の伝達を遮断するように構成されていれば、他の構成で実現されていてもよい。

また、上記クラッチ機構１２０は、回転駆動機構７１とサムターン回転部７０との間に設けられていたが、駆動源であるモータ９０とサムターン回転部７０との間の他の部分に設けられていてもよい。

例えば、図１５に示すようにクラッチ機構１３０は、モータ９０と伝達機構９２との間に設けられもよい。かかる場合、クラッチ機構１３０は、モータ９０と伝達機構９２との間に設けられた遠心クラッチであってもよい。クラッチ機構１３０は、例えば図１６（ａ）、（ｂ）に示すようにモータ９０の回転軸と一体となって回転し、遠心力が働くと径方向の外方に広がるクラッチシュー１４０と、クラッチシュー１４０が外側に広がったときにクラッチシュー１４０とともに回転するリング状のクラッチベル１４１とを有している。クラッチベル１４１は、伝達機構９２の歯車１１０に固定されている。この例の場合、サムターン回転部７０の溝部８５と回転駆動部材９１の凸条部１００は、遊びがなく嵌合していてもよい。

かかる場合、遠隔操作により扉４１を施錠、開錠する際には、図１６（ｂ）に示すようにモータ９０が作動し、そのモータ９０の回転の遠心力によりクラッチシュー１４０が広がり、クラッチベル１４１の内周面に固定される。これにより、モータ９０の動力がクラッチ機構１３０及び伝達機構９２を通じてサムターン回転部７０に伝わり、サムターン回転部７０がサムターン４０を回転させる。

一方、手動により扉４１を施錠、開錠する際には、モータ９０が回転しないため、図１６（ａ）に示すようにクラッチシュー１４０が外側に広がらずクラッチベル１４１との固定が解除され、モータ９０と伝達機構９２とが機械的に接続されない。よって、ユーザーが、弱い力で手動回転部７２を回転させサムターン回転部７０を回転させることができ、遠隔操作だけでなく手動でも簡単に扉４１を施錠及び開錠することができる。なお、上記クラッチ機構１２０とクラッチ機構１３０は併用されてもよい。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば錠開閉装置１０のクラッチ機構の構成は、上記実施の形態のものに限られず、他の一般的な技術を用いてもよい。また錠開閉装置１０の全体の形や構成は、上記実施の形態のものに限られない。錠開閉装置１０のサムターン回転部７０、回転駆動機構７１及び手動回転部７２等の構成もこれに限られない。また錠開閉装置１０を含む錠開閉システム１の構成もこれに限られない。

本発明は、遠隔操作だけでなく手動でも簡単に扉を施錠及び開錠することができる錠開閉装置を実現する際に有用である。

１ 錠開閉システム
１０ 錠開閉装置
４０ サムターン
４１ 扉
７０ サムターン回転部
７１ 回転駆動機構
７２ 手動回転部
８５ 溝部
９０ モータ
９１ 回転駆動部材
１００ 凸条部
１２０、１３０ クラッチ機構

Claims (6)

1. 遠隔操作によりサムターンが設けられた扉を施錠及び開錠する錠開閉装置であって、
   前記扉のサムターンに取り付け可能で、前記サムターンを回転させるサムターン回転部と、
   遠隔操作により駆動する駆動源を有し、前記駆動源の動力により前記サムターン回転部を回転させる回転駆動機構と、
   前記サムターン回転部に固定され、手動により前記サムターン回転部を回転させる手動回転部と、
   手動回転部によりサムターン回転部を回転させる際に前記回転駆動機構の駆動源と前記サムターン回転部との間の動力の伝達を遮断可能なクラッチ機構と、を有し、
   前記サムターン回転部は、当該錠開閉装置が扉に取り付けられたときに前記サムターンを挟み込んで保持する４本の脚部を有し、当該４本の脚部によって前記サムターンが挟み込まれる十字状の溝が形成されている、錠開閉装置。
2. 前記クラッチ機構は、前記回転駆動機構と前記サムターン回転部との間に設けられている、請求項１に記載の錠開閉装置。
3. 前記回転駆動機構は、前記サムターン回転部に係止可能であり前記駆動源の動力により前記サムターン回転部と同軸上で回転可能な回転駆動部材を有し、
   前記クラッチ機構は、前記サムターン回転部と前記回転駆動部材が回転方向に互いに係止されているときに前記回転駆動機構と前記サムターン回転部との間で動力を伝達し、回転方向に互いに係止されていないときに前記回転駆動機構と前記サムターン回転部との間で動力の伝達を遮断するように構成されている、請求項２に記載の錠開閉装置。
4. 前記サムターン回転部が、回転軸を中心とする円弧状の溝部を有し、
   前記回転駆動部材が、前記溝部にはめ込まれ、回転軸を中心とする円弧状の凸条部を有し、
   前記凸条部は、前記溝部内で周方向に移動可能であり、
   前記凸条部が前記溝の周方向の端面を押圧して回転するときに前記サムターン回転部と前記回転駆動部材が回転方向に互いに係止されている状態となり、前記凸条部が前記溝の周方向の端面に当接せずに回転するときに前記サムターン回転部と前記回転駆動部材が回転方向に互いに係止されていない状態となる、請求項３に記載の錠開閉装置。
5. 前記凸条部が前記溝部の周方向の端面を押圧するように前記回転駆動部材を回転させ前記サムターン回転部を回転させた後に、前記回転駆動部材を逆方向に回転させ元の位置に戻すように駆動源を制御する制御部をさらに有する、請求項４に記載の錠開閉装置。
6. 前記クラッチ機構は、前記回転駆動機構の駆動源と、当該駆動源の動力を前記サムターン回転部に伝達するための伝達機構との間に設けられた遠心クラッチである、請求項１に記載の錠開閉装置。

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