(57)【要約】【課題】汎用性に優れた駆動ユニットを使用することにより、製造コストを低減させることができ、かつ、組立作業性も良好な電気錠の提供を目的とする。【解決手段】入力ギア１の回転によりデッドボルト２を施解錠駆動するデッドボルト操作部３と、  ユニットケース４内に収容され、アクチュエータ５の動力を歯車列を介して回転出力軸６から出力する動力ユニット７と、  動力ユニット７の回転出力軸６に連結される中継ギア８と、  両端にラック９を備えて中継ギア８の回転動力をデッドボルト操作部３の入力ギア１に伝達するラック杆１０とを錠ケース１１に収容して形成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力ギアの回転によりデッドボルトを施解錠駆動するデッドボルト操作部と、
ユニットケース内に収容され、アクチュエータの動力を歯車列を介して回転出力軸から出力する動力ユニットと、
動力ユニットの回転出力軸に連結される中継ギアと、
両端にラックを備えて中継ギアの回転動力をデッドボルト操作部の入力ギアに伝達するラック杆とを錠ケースに収容してなる電気錠。
【請求項２】
前記ラック杆の中間部は、ラック形成面に直交する板状に形成されるとともに、
前記ユニットケースと錠ケースの壁面との間には、ラック杆の中間部が挿入されてラック杆の動作方向をガイドするガイド用間隙が形成される請求項１記載の電気錠。
【請求項３】
前記動力ユニットは、前記歯車列の最終段ギアを初期回転位置から施解錠位置に回転駆動した後、初期回転位置に復帰させる制御部を有するとともに、
最終段ギアと回転出力軸との間には、前記最終段ギアの駆動角に一致する遊び角が設定される請求項１または２記載の電気錠。
【請求項４】
前記歯車列の最終段ギアと回転出力軸との間には、最終段ギア停止状態で回転出力軸に所定トルクが負荷された際にスリップするクラッチが介装される請求項１、２または３記載の電気錠。
【請求項５】
ユニットケース内の通電部品に接続されるリード線の引き込み口近傍には、下方に向かう凸形状に屈曲させたリード線を収容可能な屈曲布線収容部が区画されるとともに、
屈曲布線収容部の底面にユニットケース外方に開放された水抜き孔が形成される請求項１から４のいずれかに記載の電気錠。
【請求項６】
前記アクチュエータと歯車列がユニットケースに立設された隔壁によりユニットケース内の残余の領域から区画される請求項１から５のいずれかに記載の電気錠。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気錠に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
アクチュエータを使用した駆動部を予めユニット化した電気錠としては、特許文献１に記載のものが知られている。この従来例において、電気錠は錠ケース内に収容されるデッドボルトを駆動制御ユニット（動力ユニット）により進退駆動するように構成される。動力ユニットは、アクチュエータ、歯車列等の動力伝達機構、およびプリント実装基板を扁平容器に収容して形成され、扁平容器から動力出力部としてのスイッチ駆動板が引き出される。
【０００３】
電気錠の組立は、動力ユニットのスイッチ駆動板を錠ケース内に予め配置されたダルマに連結して行われ、組立状態で動力ユニットを起動すると、スイッチ駆動板の直進操作力によりダルマが回転し、ダルマに連結されたデッドボルトが進退駆動される。
【０００４】
しかし、上述した従来例は、動力ユニット内で生成された駆動力がスイッチ駆動板の往復駆動力として取り出されるために、駆動ユニットの汎用性に欠け、結果製造コストが上昇するという欠点がある。
【０００５】
すなわち、上記従来例においては、スイッチ駆動板の錠ケースからの突出方向、突出距離、往復ストローク等は全て駆動ユニットにより決定されるために、錠ケース側に予め装着されるダルマ等の位置、操作ストローク等がこれらに合致する場合にのみ使用することができ、これらのいずれかが異なると、新たに駆動ユニットを設定する必要が生じる。
【０００６】
また、この問題を解決するためには、特許文献２に記載されるように、動力ユニットの出力を回転出力とすることが有効であるが、上記特許文献２記載の従来例においては、動力ユニットを装着した後に、クラッチギア等を錠ケースに装着する作業が必要であるために、組立作業性が悪いという欠点がある。
【特許文献１】特開２００５-２８２３０２号公報
【特許文献２】特開２００６-１９３９９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、以上の欠点を解消すべくなされたものであって、汎用性に優れた駆動ユニットを使用することにより、製造コストを低減させることができ、かつ、組立作業性も良好な電気錠の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
錠ケース１１内に収容されたデッドボルト２の施解錠駆動は、デッドボルト操作部３を回転することにより行うことが可能であり、デッドボルト操作部３の回転操作は、入力ギア１への回転動力の付与により行うことができる。
【０００９】
一方、動力ユニット７はユニットケース４内に収容され、ユニットケース４内のアクチュエータ５の動力を回転出力軸６から取り出すことができ、回転出力軸６に連結される中継ギア８とデッドボルト操作部３の入力ギア１とをラック杆１０を使用して連結すると、動力ユニット７を使用したデッドボルト２の駆動ができる。
【００１０】
動力ユニット７の出力が回転動作である本発明において、動力ユニット７の回転出力軸６とデッドボルト操作部３との位置関係が異なっても、間隔が同じである場合には、同一の動力ユニット７、ラック杆１０をそのまま使用することができ、間隔が異なる場合には、ラック杆１０のみを変更するだけで機種の変更に対応することができる。この結果、同一の動力ユニット７を多機種で共用することが可能になる。
【００１１】
また、デッドボルト駆動部の組立は、動力ユニット７を錠ケース１１に固定した後、回転出力軸６に中継ギア８を嵌合、固定し、予め錠ケース１１に配置されたデッドボルト操作部３の入力ギア１と中継ギア８との間にラック杆１０を橋渡しするだけで完了するために、組立作業性が向上する。
【００１２】
この場合、ユニットケース４と錠ケース１１の壁面との間に形成したガイド用間隙１２を利用してラック杆１０をガイドすると、特別なガイド部材が不要となり、ガイド部材の固定作業が不要になる上に、部品点数も減少する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、汎用性に優れた動力ユニットを使用することにより、製造コストを低減させることができ、かつ、組立作業性も向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１に示すように、電気錠は、錠ケース１１内に収容されるデッドボルト２を備える。錠ケース１１の前端面には、図外の扉体内に挿入して固定するときの扉体への固定用フランジを提供する取付プレート１１ａと、扉体への固定後に取付用ビスを隠すための化粧プレート１１ｂがねじ止めされる。なお、本明細書において、デッドボルト２が飛び出す方向を「前方」とし、「上下」「側方」は扉体に固定した姿勢を基準に決定する。
【００１５】
デッドボルト２は、板材を断面Ｕ字形状に屈曲させて前後に長く形成され、図１（ａ）に示すように、前端が取付プレート１１ａ、および化粧プレート１１ｂを貫通して錠ケース１１外に飛び出す施錠位置と、図１（ｂ）に示すように、錠ケース１１内に没入した解錠位置との間で進退移動する。
【００１６】
上記デッドボルト２を駆動するために、錠ケース１１内には動力ユニット７が固定される。動力ユニット７は、後述するように、所定の操作命令に基づいて回転出力軸６に回転出力を出力するように構成され、回転出力軸６に出力される回転動力は、回転出力軸６に連結される平歯車からなる中継ギア８、この中継ギア８に噛合するラック杆１０を介して回転カム（デッドボルト操作部３）に伝達される。回転カム３には、上記ラック杆１０の一方のラック９が噛合するギア部（入力ギア１）が一体形成される。回転カム３が回転駆動されると、回転カム３のデッド操作リンク部３ａがデッドボルト２の後端に突設される操作突出部２ａを押圧し、デッドボルト２を進退駆動する。
【００１７】
図２（ａ）に示すように、ラック杆１０は、ラックプレート１０ａの両端にラック９を有して形成される。上方に位置し、中継ギア８に噛合するラック９は、合成樹脂材により形成されたものをラックプレート１０ａに固定することにより形成され、下方に位置し、回転カム３のギア部１に噛合するラック９は、ラックプレート１０ａ自体に形成される。ラックプレート１０ａは金属板材を折り曲げてＬ字形状に形成される。また、ラックプレート１０ａの中間部には、ガイド面を広くするために幅広とされたガイド片１０ｂが形成される。
【００１８】
一方、動力ユニット７の外壁と錠ケース１１内壁面との間には、ガイド用間隙１２が形成されており、上記ラック杆１０は、中間部をガイド用間隙１２に嵌め込むようにして動力ユニット７と回転カム３上に載せた後、錠ケース１１を完成させるだけで所定位置にセットされる。
【００１９】
また、電気錠には上記動力ユニット７によらないデッドボルト２の操作手段として、シリンダ錠１９と、サムターン装置２０を連結することができる。図３に示すように、錠ケース１１の側方壁に開設され、回転カム３を臨む取付孔１１ｃからシリンダ錠１９等の取付突部２１を挿入して錠ケース１１に固定すると、シリンダ錠１９等への操作により回転する連結子２２が回転カム３のカム孔３ｂに挿入する。
【００２０】
後述するように、回転出力軸６は施解錠反転方向に空転自在であり、シリンダ錠１９等を現在の状態を反転させる方向に操作すると、動力ユニット７の規制を受けることなく回転カム３を回転させ、デッドボルト２を反転位置に移動させることができる。
【００２１】
図４以下に動力ユニット７の詳細を示す。動力ユニット７は、アクチュエータ５としてのモータ５、モータ５の動力を回転出力軸６の回転動力に変換する歯車列、およびモータ５の制御に必要なスイッチ等をユニットケース４内に収容して形成される。上記歯車列は、モータ５の回転軸に固定されるウォーム２３の回転を、ウォームホイル２４、第１ギア２５、第２ギア２６、最終段ギア１３、回転出力軸６の順に伝達するように構成される。
【００２２】
図５に示すように、上記ユニットケース４にはモータ５への給電等を行うためのリード線１５の引き込み口１６が開設され、この引き込み口１６近傍に屈曲布線収容部１７が区画される。引き込み口１６は、上端部後方に開設され、屈曲布線収容部１７は、引き込み口１６を上端とした縦長の領域として設定される。
【００２３】
また、屈曲布線収容部１７の中央部には、円筒形状の布線ガイド部１７ａが立設され、屈曲布線収容部１７の底壁部最低部に水抜き孔１８が開設される。引き込み口１６から屈曲布線収容部１７に引き込まれたリード線１５は図５に示すように、布線ガイド部１７ａを巻き込むように屈曲された後、上方に折り返すように布線される。布線作業終了後、屈曲布線収容部１７、およびその近傍にはハーネス押さえ２７が装着され、リード線１５のギアへの噛み込みが防止される。
【００２４】
以上のように構成されるユニットケース４は、図１に示すように、引き込み口１６を錠ケース１１から露出させた状態で錠ケース１１に固定される。錠ケース１１への固定に際し、布線ガイド部１７ａの中空部は、固定ビスの挿通スペースとして利用される。
【００２５】
したがってこの実施の形態において、リード線１５を伝って雨水等が錠ケース１１、正確にはユニットケース４内に侵入すると、屈曲布線収容部１７内で下に向かって凸形状に屈曲された屈曲部に滞留し、やがて滴下する。滴下した水滴は、ユニットケース４の水抜き孔１８からケース内に排出された後、ユニットケース４の外壁面と錠ケース１１内壁面との間に形成される導水間隙を伝って下方に移動した後、錠ケース１１外に排出され、錠ケース１１内部、特に、通電部品等が配置される領域に進入することはない。
【００２６】
また、図５、６に示すように、歯車列は、隔壁２８ａにより囲まれた動力部格納領域２８内に収容される。動力部格納領域２８は、モータ５から最終段ギア１３に至るまでの全部、あるいは大部分を囲う。動力部格納領域２８が屈曲布線収容部１７に隣接配置されるこの実施の形態において、動力部格納領域２８の隔壁は、屈曲布線収容部１７を囲う隔壁の一部を共有する。
【００２７】
このように動力部格納領域２８を隔壁により区画して歯車列を収容すると、グリスの流出、異物の混入を防止することができるために、潤滑不良、異物噛み込みによる異音発生、摩耗等を有効に防止できる。
【００２８】
上記回転出力軸６と最終段ギア１３とは、クラッチ１４を介して接続される。図７に示すようにクラッチ１４は、板バネにより半円形状に形成されて最終段ギア１３に連結されるクラッチプレート１４ａと、回転出力軸６側の接続凹部１４ｂとを有する。クラッチプレート１４ａは、中央部に接続凸部１４ｃが折曲形成されて回転出力軸６の接続凹部１４ｂに嵌合し、回転出力軸６と最終段ギア１３とを回転方向に連結する。
【００２９】
最終段ギア１３が故障等により動作不能になった場合、回転出力軸６に所定値以上の回転トルクを加えると、クラッチプレート１４ａの接続凸部１４ｂは接続凹部１４ｂとの接触部から力を受けて突出高さが低くなる方向に弾性変形する。この状態からさらに回転トルクを負荷すると、やがて接続凹部１４ｂとの嵌合が解除され、回転出力軸６は最終段ギア１３に対して空転することが可能になる。
【００３０】
図７（ｂ）、（ｃ）に示すように、上記接続凹部１４ｂを円周方向に延長することにより、回転出力軸６と最終段ギア１３との間には、施解錠操作ストロークに対応する遊び角が設定され、さらに、最終段ギア１３は回転出力軸６の駆動動作終了後、初期回転位置に復帰するように制御される。
【００３１】
本実施の形態において、回転出力軸６は、時計回りが解錠動作、反時計回りが施錠動作に対応しており、図７（ｂ）に示す解錠状態からの施錠動作を例にとると、まず、モータ５は最終段ギア１３を反時計回りに回転駆動する。最終段ギア１３の回転に伴って回転出力軸６も反時計回りに回転して施錠回転位置に達する。この後、モータ５が反転駆動されて最終段ギア１３を時計回りに回転させ、初期回転位置に復帰させる。最終段ギア１３の復帰方向には遊び角が設定されているために、逆転動作は回転出力軸６への回転駆動を伴うことなく行われ、図７（ｃ）の施錠動作完了状態となる。
【００３２】
この状態で回転出力軸６の時計回り、すなわち、解錠動作方向への回転を許容する遊び角が形成されているために、シリンダ錠１９等の施解錠操作装置を使用した解錠操作を最終段ギア１３の規制を受けることなく行うことができる。
【００３３】
また、図７（ｄ）に示すように、最終段ギア１３の初期回転位置への復帰がモータ５の故障、バッテリ切れ等により未完に終わった場合には、上述したように、クラッチ１４を作動させて回転出力軸６側からの回転操作を行うことができる。
【００３４】
２９は上記モータ５の制御を行うための制御部、各種センサが実装される実装基板を示す。実装基板２９の前端部には、扉枠側に固定された磁石（図示せず）を検出して扉体の開閉状態を検知するためのリードスイッチ２９ａが固定される。
【００３５】
また、図６に示すように、上記最終段ギア１３と回転出力軸６とはユニットケース４に突設された支軸４ａに回転自在に嵌合され、実装基板２９は回転出力軸６の円板部６ａと、最終段ギア１３とに挟まれるようにして配置される。２９ｂは回転出力軸６の軸部を挿通させるために実装基板２９に開設した挿通孔を示す。
【００３６】
上記出力回転軸の回転位置を検出するために、上記実装基板２９には、軸位置検出用のパターンが形成される。図８に示すように、パターンは、上記回転出力軸６と同軸のリング状の基準電位パターン３０と、この基準電位パターン３０と非接触で、基準電位パターン３０と同心に配置される検出パターン３１とから構成される。検出パターン３１は、点対称位置を対として一方の対が施錠状態検出パターン、他方の対が解錠状態検出パターンとして使用される。
【００３７】
これに対し、回転出力軸６には、図８（ｂ）、（ｃ）に示すように、上記基準電位パターン３０と検出パターン３１に接触可能なブラシ３２が固定される。ブラシ３２は、導電性の良好な金属材料に形成され、図８（ｃ）に示すように、自由端に接点突部３２ａが形成される。
【００３８】
したがってこの実施の形態において、図９（ａ）に示すように、回転出力軸６が施錠回転位置にあるときには、ブラシ３２は基準電位パターン３０と施錠状態検出パターン３１に接触し、両者を短絡させる。図外の制御部は、施錠状態検出パターン３１が基準電位パターン３０の電位（例えばグランドレベル）への変化を検出すると、施錠状態と判定する。同様に、図９（ｂ）に示すように、回転出力軸６が解錠回転位置にあるときには、解錠状態検出パターン３１が基準電位パターン３０に短絡し、制御部において解錠状態が検出される。
【００３９】
さらに、上述したように、最終段ギア１３の初期回転位置を検出するために、最終段ギア１３の実装基板２９への対向面にはブラシ３２が固定され、実装基板２９には基準電位パターン３０と、検出パターン３１が形成される。ブラシ３２、および基準電位パターン３０は上述した回転出力軸６に使用されものと同一の構成であり、検出パターン３１は初期回転位置に対応する位置に一対形成される。
【００４０】
図１０（ａ）に最終段ギア１３を、図１０（ｂ）に初期回転位置の検出状態を示す。
【００４１】
また、動力ユニット７には磁気センサ３３が実装され、デッドボルト２の施錠状態が検出される。この実施の形態において施錠状態の検出は、デッドボルト２を施錠位置に拘束し、解錠状位置への移動を規制するロック部材３４の位置を検出することにより行われる。このように、デッドボルト２のロック部材３４により施錠状態を判定すると、例えば、誤動作によりデッドボルト２が容易に解錠位置に移動可能な状態で施錠位置に移動した場合は施錠状態とは判定されないために、信頼性が向上する。
【００４２】
図１１、１２に示すように、上記ロック部材３４は、デッドボルト２の近傍に揺動自在に軸支される。ロック部材３４は後述する磁石の磁束吸収を防止するために合成樹脂材により形成され、揺動端に金属製のロック杆３４ａを保持して形成される。このロック部材３４は、枢軸３４ｂ周りに回転して図１（ａ）に示すようにロック杆３４ａがデッドボルト２の後端部に形成される係止部２ｂに係止してデッドボルト２の解錠位置側への移動を規制するロック回転位置と、図１（ｂ）に示すように、係止部２ｂとの係止が解除される非ロック回転位置との間を移動し、トーションスプリング３４ｃによりロック回転位置側に付勢される。
【００４３】
図１１（ａ）に示す施錠位置において回転カム３を解錠回転位置側に回転させると、回転カム３のデッド操作リンク部３ａにロック部材３４の作動片３４ｄが押し上げられてロック部材３４は図において時計回りに回転駆動され、ロック杆３４ａによる係止部２ｂへの係止が解除され、この後、デッドボルト２が解錠位置側にドライブされる。
【００４４】
これに対し、デッドボルト２が解錠位置にあるときに回転カム３が施錠回転位置側に回転すると、回転カム３のデッド操作リンク部３ａがロック部材３４の作動片３４ｄから離間し、デッドボルト２が後方に移動する。図１（ａ）に示すように、解錠位置においてデッドボルト２の上縁に乗り上げていたロック杆３４ａは、デッドボルト２が施錠位置に達するとトーションスプリング３４ｃの復元力により係止部２ｂに落ち込み、以後、デッドボルト２の解除位置方向への移動を規制する。
【００４５】
デッドボルト２の施錠位置の検出は、上記ロック部材３４の揺動端に固定した磁石３４ｅを実装基板２９側の磁気センサ３３により検出して行われる。上述したように、施錠状態において磁石が磁気センサ３３から離間するこの実施の形態において、磁気センサ３３が磁束を検出しない場合が「施錠」、検出する場合が「解錠」と判定される。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明を示す図で、（ａ）は施錠状態を示す図、（ｂ）は解錠状態を示す図である。
【図２】ラック杆を示す図で、（ａ）はラック杆の分解斜視図、（ｂ）は錠ケースへのラック杆の組み込み状態を示す分解斜視図、（ｃ）は図１（ａ）の２Ｃ-２Ｃ線断面図である。
【図３】シリンダ錠を装着した状態を示す断面図である。
【図４】動力ユニットを示す図で、（ａ）は外観斜視図、（ｂ）は内部を示す正面図である。
【図５】屈曲布線収容部を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は斜視図、（ｃ）は（ａ）の５Ｂ方向矢視図である。
【図６】動力ユニットの断面図で、（ａ）は図４（ｂ）の６Ａ-６Ａ線断面図、（ｂ）は図４（ｂ）の６Ｂ-６Ｂ線断面図、（ｃ）は図４（ｂ）の６Ｃ-６Ｃ線断面図である。
【図７】クラッチを示す図で、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は解錠状態を示す図、（ｃ）は施錠状態を示す図、（ｄ）は最終段ギアが途中停止した状態を示す図である。
【図８】回転出力軸の回転角検出を示す図で、（ａ）は実装基板を示す図、（ｂ）は回転出力軸を示す図、（ｃ）は（ｂ）の８Ｃ方向矢視図である。
【図９】図８の動作を示す説明図である。
【図１０】最終段ギアの回転角検出を示す図で、（ａ）は最終段ギアを示す図、（ｂ）は検出状態を示す図である。
【図１１】施錠検出を示す図で、（ａ）は施錠状態を示す図、（ｂ）は解錠状態を示す図である。
【図１２】ロック部材を示す図で、（ａ）はロック部材の斜視図、（ｂ）は錠ケースへの組み付け状態を示す分解斜視図、（ｃ）は図１１（ａ）の１２Ｃ-１２Ｃ線断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１        入力ギア
２        デッドボルト
３        デッドボルト操作部
４        ユニットケース
５        アクチュエータ
６        回転出力軸
７        動力ユニット
８        中継ギア
９        ラック
１０      ラック杆
１１      錠ケース
１２      ガイド用間隙
１３      最終段ギア
１４      クラッチ
１５      リード線
１６      引き込み口
１７      屈曲布線収容部
１８      水抜き孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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