JP5999912B2 - 電気錠 - Google Patents

Description

本発明は、モータやソレノイド等の動力によって施開錠することができる電気錠に関するものである。

周知の通り、錠は、扉が開かない様に固定するための装置であり、例えばシリンダーを備え、シリンダーに鍵を挿入し、鍵でシリンダーを回動させて施開錠させる。即ち鍵を挿入してシリンダーを回動させることにより、錠ケースからデッドボルト等を突出させ、戸枠に儲けられたストライクにデッドボルト等を係合させて施錠する。
また開錠する際には、シリンダーに鍵を挿入してシリンダーを回動し、デッドボルト等を錠ケース内に没入させる。

これに対して、モータやソレノイド等の動力によってデッドボルト等を出没させる電気錠が知られている。
電気錠は、例えば集合住宅等の正面玄関に取り付けられ、各部屋からの遠隔操作によって玄関ドア（扉）を施開錠させるものである。

この様に電気錠は、遠隔操作によって施開錠させることを目的として開発されたが、近年、いわゆるキーレス施錠システムのための電気錠が開発されている。
即ち旧来の錠は、前記した様に鍵を鍵孔に挿入して回動させることによって施開錠させるものであったが、鍵を鍵孔に挿入することは面倒であり、鍵を使用せずに扉を開錠させたいという要求がある。
例えば鍵の代わりにカードを使用し、カードを特定の位置に挿入したり、かざすことによって施開錠する。あるいは鍵の代わりにリモコン装置を使用し、リモコン装置を操作することによって鍵を使用すること無く施開錠する。

特開２０１０−３７７７３号公報 特開２００９−１８５４７７号公報

キーレス施錠システムは、便利であるから、建設当時は、旧来の鍵を使用する玄関であったものを、後でキーレス施錠システムに変更したいという要求がある。
即ち、扉に取り付けられていた旧来の錠を電気錠に取り替えてキーレス施錠システムに変更したいという要求がある。
しかしながら、キーレス施錠システムに使用する錠は、前記した様に電気錠であり、モータやソレノイド等の動力源を内蔵するので、旧来の錠よりも大きい。
そのため扉の彫り孔の開口から、電気錠を挿入することができないという問題があった。即ち旧来の錠を電気錠に取り替えるには、扉ごと取り替えるか、扉の彫り孔を彫り直す必要があった。

そこで本発明は、従来技術の上記した問題点に注目し、扉を取り替えたり扉に再加工を施すことなく装着することができる電気錠を開発することを課題とするものである。

一般に錠は、扉の端面に設けられた開口から、扉の内部に形成された錠収納用空洞部に錠ケースを挿入することによって扉に装着される。
ここで一般的に、扉の内部に設けられた錠収納用空洞部は、端面の開口面積の割に大きい。即ち一般に、錠収納用空洞部の高さ方向の長さは、開口面積の高さ方向の長さに比べて大きい。
そこで本発明者らは、扉の開口の端部を回り込んで錠ケースを錠収納用空洞部に挿入させることを思いついた。

上記した着想に基づいて完成した請求項１に記載の発明は、扉の内部に形成された錠収納用空洞部に、扉の端面に形成された挿入用開口から錠ケースが挿入される電気錠であって、前記錠ケース内に錠の機構部分と動力源とが内蔵されている電気錠において、前記錠ケースは本体部と、取り付け姿勢を基準として前記本体部から上方向又は下方向に向かって突出する突出部とを有し、
前記本体部と突出部を合計した錠ケースの高さ寸法は、前記挿入用開口の高さ方向の長さよりも長く、本体部の高さ寸法は前記挿入用開口の高さ方向の長さよりも短いことを特徴とする電気錠である。

本発明の電気錠は、本体部と突出部を合計した錠ケースの高さ寸法が、挿入用開口の高さ方向の長さよりも長い。そのため錠ケースは大きく、収納力が高いので、モータやソレノイド等の動力源を錠ケースに収納することができる。
一方、突出部を除いた本体部の高さ寸法は、挿入用開口の長さよりも短いから、錠ケースを回動させながら挿入用開口に挿入することにより、挿入用開口の端部を回り込むことができる。そのため突出部を含む部位を錠収納用空洞部に入れることができる。

前記突出部の挿入用開口側の根元部と、前記根元部及び挿入用開口の双方から遠い側の錠ケースの突端部との距離が、前記挿入用開口の高さ方向の長さよりも短いものであれば、より確実に突出部を含む部位を錠収納用空洞部に入れることができる（請求項２）。

錠ケースの本体部は略四角形であり、突出部についても略四角形であることが望ましい（請求項３）。

前記錠ケースの本体部は、四角形の一部が欠落した形状であることが望ましい（請求項４）。

動力源はモータであり、モータ及びギアボックスが前記突出部に配されていることが望ましい（請求項４）。

本発明の電気錠は、既設の錠を外して扉に取り付けることができるので、設置工事が簡単である。

本発明の実施形態の電気錠を取り付けた扉の斜視図である。 図１の扉で採用する主錠の鍵穴周辺の拡大斜視図である。 図１の扉で採用する主錠及び扉の端面部分の斜視図である。 図１の扉で採用する主錠の正面蓋を外して中の様子を示す斜視図である。 主錠の錠ケースの外形を説明する正面図である。 図１の扉の本体部分の錠収納用空洞部及び挿入用開口近傍の断面斜視図である。 図１の扉の本体部分の錠収納用空洞部及び挿入用開口近傍の断面図と、図１の扉で採用する主錠の正面図である。 図１の扉の本体部分に主錠を挿入する際の様子を示す説明図である。 図１の扉の本体部分に主錠が装着された状態を示す断面図である。 図１の扉で採用する主錠及び副錠の電源部を取り出した斜視図である。 図１の扉の主錠と副錠の電力及び信号の授受の状況を斜視で示す説明図である。 図１の扉の主錠と副錠の電力及び信号の授受の状況を概念的に説明する説明図である。 図１の扉の主錠と副錠の電力部とモータと制御装置の関係を概念的に説明する説明図である。 本発明の他の実施形態の主錠の正面図である。

以下さらに本発明の実施形態について説明する。
本発明の実施形態の電気錠１は、主錠２と副錠３によって構成されている。
主錠２及び副錠３は、図１の様に、扉５の自由端側の端面６に取り付けられている。即ち扉５は、一辺側が蝶番７，８によって扉枠１１に固定されたものであり、他端側（端面６側）が自由端となる。
そして自由端側に、電気錠１と、ラッチ錠１２が取り付けられている。ラッチ錠１２は、公知のそれと同様に、ハンドル１３を操作することにより、錠ケース（図示せず）からラッチ１４が出没するものである。

本実施形態では、ラッチ錠１２が扉５の中間の高さの位置に設けられ、その上に電気錠１の主錠２が設けられている。またラッチ錠１２の下には、電気錠１の副錠３が設けられている。
要するに、電気錠１の主錠２と副錠３は、ラッチ錠１２を挟んで上下の高さの位置に設けられている。
図１で扉５の上部と、扉枠１１に設けられている部材は、扉５が閉じているか否かを確認するセンサー９，１０である。実際には、センサー９，１０は、室内側に取り付けられるが、図示の都合上、屋外側に描かれている。

主錠２と副錠３には、図２の様にいずれもシリンダー２０が取り付けられる。なお主錠２に装着されるシリンダー２０の回りには、図１、図２に示すような検知箱２１が設けられている。検知箱２１にはスイッチ１５が設けられている。また検知箱２１にはアンテナ１６が内蔵されている。

主錠２と副錠３は、公知の錠と同様に、扉５の内部に形成された錠収納用空洞部２２（図３）に装着される。
錠収納用空洞部２２は、彫り孔とも称されるものであり、扉５の端面に挿入用開口２３が設けられている。そして後記する様に、主錠２等の錠ケース３０の機構収容部３７が挿入用開口２３から錠収納用空洞部２２に挿入される。

前記した様に、電気錠１は、主錠２と副錠３によって構成されているが、両者の形状及び寸法は同一である。そのため代表として主錠２の形状及び寸法を説明する。
主錠２は、図３、図４、図５の様に、錠ケース３０を有し、図４に示すように当該錠ケース３０内に錠機構部３１と、動力部３２と、制御基板３３ａ及び電源部３５ａが内蔵されたものである。

錠ケース３０は、図３、図４の様に機構収容部３７を有し、その一面に化粧板３６が設けられたものである。
化粧板３６は、短冊状の金属板であり、デッドボルト４３が出没する開口３９が設けられている。また化粧板３６には、扉に取り付けられた姿勢を基準として上下の位置に取り付け孔４２、５４が設けられている。
機構収容部３７は、一面に取り付けフランジ部３８（以下単にフランジ部３８という場合がある）が設けられた匡体であり、箱本体部４０と正面蓋４１によって構成されている。
フランジ部３８は、前記した化粧板３６と同様に短冊状の金属板である。フランジ部３８には、前記した化粧板３６と同様に、デッドボルト４３が出没する開口４５と、取り付け孔４６、４７が設けられている。
またフランジ部３８には、電源部３５を取り出すための開口４４が設けられている。

機構収容部３７を正面側から観察した外観形状は、図３、図４、図５の様にあたかも二つの四角形を合体させた様な形状をしている。
即ち錠ケース３０の機構収容部３７は、図５のＸの領域で囲まれる大きな四角形の本体部５０と、Ｙの領域で囲まれる小さな四角形の突出部５１が合体した形状をしている。
即ち大きな四角形の本体部５０があり、その下部側であって、フランジ部３８から遠い側の位置に突出部５１が垂下している。

錠ケース３０は、取り付けフランジ部３８の中央部を一辺とする四角形である。即ち錠ケース３０は、図５の様に取り付けフランジ部３８の上下の取り付け孔４６、４７近傍を除く中央部をその一辺５５とし、取り付けフランジ部３８から後端辺５２までをもう一つの辺５６とする長方形である。

また錠ケース３０の突出部５１は、図５の様に後端辺５２の下部領域を一辺５７とし、後端辺５２から取り付けフランジ部３８に至る長さの約１／２の領域を他方の辺５８とする長方形である。

錠ケース３０の本体部５０は、見方を変えれば、取り付けフランジ部３８から後端辺５２に至る辺５６を一辺とし、後端辺（辺５７を含む）５２を他辺とする長方形を想定し、この一部が欠落した形状であるとも言える。
即ち錠ケース３０の本体部５０は、取り付けフランジ部３８から後端辺５２に至る辺５６を一辺とし、後端辺５２を他辺とする長方形に、四角形の欠落部６０を設けた形状であると言える。
欠落部６０の位置は、錠ケース３０の下部側であって、取り付けフランジ部３８に近い領域である。

次に、錠ケース３０の各部の寸法と、錠収納用空洞部２２の寸法関係を図７を参照しつつ説明する。
図７に示すように、錠収納用空洞部２２の挿入用開口２３の長さをＡとし、錠ケース３０の機構収容部３７の全高をＢとすると、錠ケース３０の全高Ｂ（フランジ部３８を除く全高）は、挿入用開口２３の長さＡよりも高い。
即ち錠ケース３０の後端辺５２の長さ（Ｂ）は、挿入用開口２３の長さＡよりも長い。言い換えると、錠ケース３０の本体部５０と突出部５１とを併せた高さ（Ｂ）は、挿入用開口２３の長さＡよりも長い。

しかしながら、本体部５０に限って見ると、本体部５０の高さＣは、挿入用開口２３の長さＡよりも短い。即ち突出部５１を除くと、錠ケース３０の機構収容部３７の高さＣは、挿入用開口２３の長さＡよりも短い。

また突出部５１の挿入用開口側２３の根元部６２と、前記根元部６２及び挿入用開口２３の双方から遠い側の錠ケースの突端部６３との距離Ｅは、前記した挿入用開口２３の長さＡよりも短い。即ち突出部５１の根元部６２と、本体部５０のフランジ部３８から離れた位置の角部（実際には面取りがされている）を斜めの計った長さＥは、挿入用開口２３の長さＡよりも短い。
なお取り付けフランジ部３８の長さＦは、挿入用開口２３の長さＡよりも長い。

次に、錠ケース３０内に収納された機器について説明する。
前記した様に、錠ケース３０内には、錠機構部３１と、動力部３２と、制御基板３３ａ及び電源部３５ａが内蔵されている（図４）。

錠機構部３１は、錠ケース３０の本体部５０の上部を除く領域を占め、ハブ７０、デッドボルト４３及び両者を連動させる連動機構（図示せず）が内蔵されている。
錠機構部３１のハブ７０を回転させることによって連動機構が運動し、デッドボルト４３を錠ケース３０から出没させることができる。
また錠機構部３１には、図示しないセンサーが内蔵されている。センサーは、デッドボルト４３の出入りを検知するものである。

動力部３２は、モータ７２ａとギア列７３が収納ケース７４内に内蔵されたものであり、錠ケース３０の突出部５１に収納されている。動力部３２の収納ケース７４内から出力軸８４が突出している。そして出力軸８４は、連接部材７７によって錠機構部３１のハブ７０に連結されている。従って動力部３２のモータ７２ａが回転すると、連接部材７７が動作し、ハブ７０を回動させる。その結果、デッドボルト４３が、錠ケース３０の開口４５から出没する。

制御基板３３及び電源部３５は、同一の領域に重ねて配置されている。
即ち錠ケース３０の本体部５０の上部であって、正面蓋４１（図４では正面蓋４１が取り外されている）側の位置に制御基板３３ａが設けられている。そして同じ領域であって、箱本体部４０側の位置に電源部３５ａが設けられている。

制御基板３３ａは、図示しないセンサーの信号を入力し、処理するソフトウェアが内蔵されている。
本実施形態では、主錠２側の制御基板３３ａと、副錠３側の制御基板３３ｂは、若干機能が異なる。即ち主錠２側の制御基板３３ａには、電気錠１の全体の動作を司る制御装置としての機能がある。
そのため、アンテナ１６からの信号を受信し、これを処理する機能や、モータ７２を起動停止したり、逆転させるスイッチング回路８５（図１３）が内蔵されている。

電源部３５ａは、単３型の乾電池が４本収納されたものである。即ち電源部３５ａは、電池ケース７５を有し、当該電池ケース７５に単３型の乾電池７６が４本並べて配置されている。

なお電池ケース７５は、化粧板３６を外すことによって、図１０の様に外部に引き出すことができる。即ち電池ケース７５は、機構収容部３７の取り付けフランジ部３８に設けられた開口４４から機構収容部３７内に挿入されている。これに対して化粧板３６には開口４４に相当するものが無いので、通常は、化粧板３６の裏面によって電池ケース７５の挿入部たる開口４４が塞がれている。
従って、化粧板３６を取り外すと、機構収容部３７の取り付けフランジ部３８に設けられた開口４４が露出し、内部の電池ケース７５を抜き出すことができる。

次に、主錠２及び副錠３を扉に取り付ける方法について説明する。
前記した様に、主錠２及び副錠３は、公知の錠と同様に、扉の内部に形成された錠収納用空洞部２２（図２）に取り付けられる。
錠収納用空洞部２２は、扉の端面に形成された挿入用開口２３を介して外部と連通する。挿入用開口２３は、長方形であり、その上下に取り付け用のネジ孔７８，７９が設けられている。
錠収納用空洞部２２の天地方向の長さは、図６の様に挿入用開口２３の長さＡに比べて相当に長い。

本実施形態の主錠２及び副錠３は、錠ケース３０の機構収容部３７の全高Ｂが、挿入用開口２３の長さＡよりも高いが、錠ケース３０自身が歪な形をしているために、挿入用開口２３の突端部を回り込ませて機構収容部３７を錠収納用空洞部２２内に収めることができる。

即ち、最初に図８の様に、錠ケース３０の突出部５１を挿入用開口２３内に挿入する。そして突出部５１の根元部６２を挿入用開口２３の下部側突端８０の近傍に置き、突出部５１の根元部６２を中心として、錠ケース３０の上部側を矢印の様に大きく回動させる。 ここで、本実施形態では、錠ケース３０の本体部５０の高さＣは、挿入用開口２３の長さＡよりも短い。
さらに突出部５１の挿入用開口側の根元部６２と、前記根元部及び挿入用開口の双方から遠い側の錠ケースの突端部６３との距離Ｅは、挿入用開口２３の長さＡよりも短い。
そのため錠ケースの突端部６３は、挿入用開口２３の上部側突端８１をすり抜け、本体部５０が、錠収納用空洞部２２内に入る。

その後、扉５の正面に設けられたシリンダ挿入孔８２（図３）にシリンダー２０の後端部を挿入し、主錠２及び副錠３のハブ７０にシリンダー２０を係合させる。
さらに錠ケース３０の取り付けフランジ部３８を化粧板３６と共に挿入用開口２３にネジ止め（図示せず）し、主錠２及び副錠３の取り付けを完了する。

次に、本実施形態の電気錠１の信号経路及び電力経路について説明する。
本実施形態の電気錠１では、検知箱２１に設けられたスイッチ１５のオンオフ信号や、アンテナ１６の受信信号は、図１１、図１２の様に主錠２側の制御基板３３ａに入力される。また主錠２に設けられたセンサーの信号も図１２の様に主錠２側の制御基板３３ａに入力される。さらに、副錠３側に設けれられたセンサーの信号は、一旦、副錠３側の制御基板３３ｂに入力され、制御基板３３ｂを経由して、主錠２側の制御基板３３ａに入力される。
そしてこれらの信号に基づいて、主錠２側の制御基板３３ａ内のソフトウェアで演算処理が行われ、モータ７２ａ，７２ｂを動作させる信号が主錠２側から送信される。
即ち主錠２側のモータ７２ａだけでなく、副錠３側のモータ７２ｂについても、主錠２側の制御基板３３ａで制御される。
具体的には、主錠２側の制御基板３３ａは、図１３の様なスイッチング回路８５を内蔵しており、主錠２側のモータ７２ａだけでなく、副錠３側のモータ７２ａについても、制御基板３３ａのスイッチング回路８５によって起動・停止・逆転が行われる。
さらにアンテナ１６への送信信号や、図示しないランプ等を点灯させる信号は、いずれも主錠２側の制御基板３３ａから発信される。

また本実施形態の電気錠１は、特徴的な電力供給系統を備えている。
即ち図１１、図１２、図１３の様に、主錠２の電源部３５ａは、４本の電池７６が直列に接続されており、６ボルトの直流電圧を発生させる。副錠３の電源部３５ｂについても、４本の電池７６が直列に接続されており、６ボルトの直流電圧を発生させる。
しかしながら、主錠２の電源部３５ａと副錠３の電源部３５ｂは並列接続され、電圧が６ボルト、容量が２個の電池７６分の電源となっている。この電源が一旦、主錠２側に入力されている。そして副錠３側には、主錠２側から、電力線８６，８７によって電力が供給されている。

本実施形態の電気錠１では、この様に電源部３５ａ，３５ｂが並列に接続されているから、容量が多く。電源が長持ちする。
また電源を主錠２と、副錠３に分散しているから、個々の電源部３５ａ，３５ｂの外形形状が小さい。そのため主錠２及び副錠３自体の大きさが過度に大きくならず、既設の錠が取り付けられていた部位に本実施形態の電気錠１を取り付けることができる。

次に、本実施形態の電気錠１の動作について説明する。
本実施形態の電気錠は、鍵９０（図２）及びカード８３（図１１）の双方によって施開錠することができる。
カード８３を使用して施開錠する場合は、検知箱２１に設けられたスイッチ１５を押し、検知箱２１にカード８３をかざす。スイッチ１５が押されたという信号は、信号線によって主錠２の制御基板３３ａに入力され、主錠２側から、アンテナ１６に電力が供給されて、電磁波を発生させる。
カード８３は、この電磁波を受けて発電し、所定の電波を発信する。カード８３から発信された電波は、信号ラインによって制御基板３３ａに入力され、解析される。
そしてカード８３が発信する信号が、所定の条件に適合するならば、制御基板３３ａのスイッチング回路８５が機能し、主錠２側のモータ７２ａと、副錠３側のモータ７２ｂを起動させるスイッチをオン状態にする。

一方、主錠２側の制御基板３３ａのスイッチング回路８５には、二つの錠の電源部３５ａ，３５ｂから電力が供給されている。
即ち二つの錠の電源部３５ａ，３５ｂが並列に接続されて、大容量の電源を構成し、この合成された電源の電力が、制御基板３３ａのスイッチング回路８５の接点に供給されている。
そしてスイッチング回路８５が繋がることにより、主錠２内のモータ７２ａと、副錠３内のモータ７２ｂに順次、電力が供給される。なお、主錠２内のモータ７２ａと、副錠３内のモータ７２ｂへの電力供給は、時間差を設けて行われる。

その結果、主錠２及び副錠３から、デッドボルト４３が出没し、施錠または開錠が行われる。

以上説明した実施形態では、主錠２及び副錠３に設けた突出部５１は、本体部５０の下部側に設けたが、本体部５０の上部側に設けてもよい。
さらに図１４に示す様に、本体部５０の上下に突出部５１を設けてもよい。

また上記した実施形態では、主錠２と副錠３に収納される電池の本数が同一であるが、これが異なっていてもよい。例えば、主錠２の電源部では、電池が３本、並列に接続されており、副錠３の電源部では、電池が２本並列に接続されおり、二つの電源部が並列に接続されたものであってもよい。

以上説明した実施形態は、モータを動力源とするものであったが、モータに代わってソレノイドを使用するものであってもよい。

上記した実施形態では、主錠２及び副錠３を備えた電気錠１を例示したが、一つの錠によって構成される電気錠にも本発明を適用することができる。

１ 電気錠
２ 主錠
３ 副錠
５ 扉
７，８ 蝶番
１２ ラッチ錠
１５ スイッチ
１６ アンテナ
２０ シリンダー
２１ 検知箱
２２ 錠収納用空洞部
２３ 挿入用開口
３０ 錠ケース
３１ 錠機構部
３２ 動力部
３３ 制御基板
３５ａ，３５ｂ 電源部
３６ 化粧板
３７ 機構収容部
３８ 取り付けフランジ部
４０ 箱本体部
４１ 正面蓋
４３ デッドボルト
５０ 本体部
５１ 突出部
６０ 欠落部
７２ａ，７２ｂ モータ
７０ ハブ
８５ スイッチング回路

Claims (5)

1. 扉の内部に形成された錠収納用空洞部に、扉の端面に形成された挿入用開口から錠ケースが挿入される電気錠であって、前記錠ケース内に錠の機構部分と動力源とが内蔵されている電気錠において、前記錠ケースは本体部と、取り付け姿勢を基準として前記本体部から上方向又は下方向に向かって突出する突出部とを有し、前記本体部と突出部を合計した錠ケースの高さ寸法は、前記挿入用開口の高さ方向の長さよりも長く、本体部の高さ寸法は前記挿入用開口の高さ方向の長さよりも短いことを特徴とする電気錠。
2. 前記突出部の挿入用開口側の根元部と、前記根元部及び挿入用開口の双方から遠い側の錠ケースの突端部との距離が、前記挿入用開口の高さ方向の長さよりも短いことを特徴とする請求項１に記載の電気錠。
3. 前記錠ケースの本体部は略四角形であり、突出部についても略四角形であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電気錠。
4. 前記錠ケースの本体部は、四角形の一部が欠落した形状であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電気錠。
5. 動力源はモータであり、モータ及びギアボックスが前記突出部に配されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の電気錠。

Images