(57)【要約】  本発明は錠をロックする装置であって、作動部材（６）が、駆動要素（７，７′，７″，１５，２５，３０，３０′，３６，３６′）と電気活性ポリマーからつくられたアクチュエータ（８，８′，８″，１６，２４，３１，３１′，３８，３８′）からなる結合装置を間に配置させて、例えばロッキング突起のようなロッキング装置に結合可能であり、前記駆動要素（７，７′，７″，１５，２５，３０，３０′，３６，３６′）がアクチュエータ（８，８′，８″，１６，２４，３１，３１′３８，３８′）によって係合位置と解放位置の間で運動可能である錠をロックする装置に関するものである。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
錠をロックする装置であって、作動部材が間に置かれた結合装置を介して例えばロッキング突起のようなロッキング装置と結合可能である錠をロックする装置において、前記結合装置が駆動要素（７，７′，７″，１５，２５，３０，３０′３６，３６′）および電気活性ポリマーからつくられたアクチュエータ（８，８′，８″，１６，２４，３１，３１′３８，３８′）とを含み、前記駆動要素（７，７′，７″，１５，２５，３０，３０′３６，３６′）が前記アクチュエータ（８，８′，８″，１６，２４，３１，３１′３８，３８′）によって係合位置と解放位置との間で運動可能であることを特徴とする錠をロックする装置。
【請求項２】
前記アクチュエータ（８，８′，８″，１６，２４，３１，３１′３８，３８′）が電圧を加えるとその寸法を変化させるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記アクチュエータ（８，８′，８″，１６，２４，３１，３１′３８，３８′）が電圧を加えると曲がる、すなわち弓形になるように構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記駆動要素（７，７′，７″，１５，２５，３０，３０′３６，３６′）が平行移動可能に案内されることを特徴とする請求項１、２または３に記載の装置。
【請求項５】
前記駆動要素（７，７′，７″，１５，２５，３０，３０′３６，３６′）が作動部材（６）の回転軸線（３）に対して平行の方向に移動可能に案内されることを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記駆動要素（７，７′，７″，１５，２５，３０，３０′３６，３６′）が枢着されていることを特徴とする請求項１、２または３に記載の装置。
【請求項７】
前記駆動要素（７，７′，７″，１５，２５，３０，３０′３６，３６′）が電気活性織地ポリマーあるいはイオン電気活性ポリマーの面によって形成されていることを特徴とする請求項１から６までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
前記作動部材（６）が回転ノブとして設計されていることを特徴とする請求項１から７までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
前記作動部材（６）がモータを含むことを特徴とする請求項１から８までのいずれか１項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は錠をロックする装置であって、間に配置された結合装置を介して、作動部材を例えばロッキング突起のようなロッキング装置に結合させることができる装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
これまで知られているロッキング技術装置は機械式あるいは電子式装置である。なかんずく、例えば扉錠、南京錠などのあらゆるタイプの機械式錠は長い間知られてきている。これら構造の利点は長期に亘り知られている技術を利用して簡単かつ安価に製造できることである。しかしながら、重要な欠点はそのような錠の禁じられた抉じ開け（ピッキング）に対する安全性が時折不十分であることである。
【０００３】
何らかの不許可アクセスに対する保護の向上は電子ロッキング装置によって提供されるが、それはそのような錠は符号化されたロッキング情報を含み、それらが既知の技術では偽造できないからである。しかしながら、一般的にそのようなロッキング技術装置はロッキング要素を作動させるためには複雑な電子式および機械式要素を必要とし、したがって高いエネルギ消費を伴うことが欠点である。そのような電子式ロッキング装置は通常精巧な機構であるために、これらの構造は製造が高価につき、かつ構成要素が多数であるために頻繁に故障が起こりやすい。
【０００４】
錠をロックするために、例えば扉の取っ手、扉のノブ、キーなどの作動部材が通常設けられ、該作動部材の運動は錠を開閉するために直接に、あるいは間に配置された結合装置を介してロッキング装置に結合されるが、前記結合装置は通常アクセスの許可が検出されたとすれば初めて作動部材をロッキング装置に結合する。そのようなアクセスの許可は適当なキーを挿入することによって機械的に、あるいは電子コードの同一性の確認を通して電子的に検出することができる。従来の結合装置は構造が複雑であり、殆どの場合、結合部材は係合位置と解放位置との間を運動するためにモータによって駆動される必要があるので、特に電子キーに関して保守がしづらい。
【０００５】
特許文献１はロッキングバーを駆動する圧電要素を含む駆動手段からなるロッキングシリンダを記載している。圧電要素が付勢されると、ロッキングバーはロッキングシリンダをロックする位置から開錠位置へ、およびその逆へ運動する。
【０００６】
特許文献２はロッキング部材を係合位置と解放位置とにそれぞれ保持するために電気活性ポリマーを使用しているロッキング機構を記載し、かつ示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】欧州特許第１５１６９８３Ａ１号
【特許文献２】米国特許第２００５／０２１０８７４Ａ１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は前述の欠点を排除し、製造が安価で手入れが少なく、一方高度のロッキング安全性を提供するロッキング装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的に対して、本発明は結合装置が駆動要素と電気活性ポリマーからつくられたアクチュエータとを含み、前記駆動要素が前記アクチュエータによって係合位置と解放位置との間で運動可能とされていることを基本的に特徴とする。作動部材をロッキング装置と結合させるようにされた前記駆動要素が電気活性ポリマーからつくられ、非結合位置と結合位置との間で運動可能であるアクチュエータから構成されているという事実によって前記駆動要素を簡単に作動させることが可能であり、したがってモータに加え必要な歯車などが排除される。
【００１０】
電気活性ポリマーは各種の形態で既に知られている。電気活性ポリマーは電気エネルギを機械的な仕事に変換するものである。詳しくは、電気活性ポリマーは電圧を加えるとそれらの形状や寸法を変化させる。特に、電気活性ポリマーの利点は、従来のアクチュエータと異なり、大きな変形や寸法変化を起こし、一方同時に大きな力を加えることができるという事実にある。生物学的組織との同等性、特に達成可能な拡張および達成可能な力に関しての同等性の故に、電気活性ポリマーは屡「人工筋肉」と称されている。
【００１１】
基本的には、二種類の電気活性ポリマーに区別される。誘電性電気活性ポリマーでは、当該ポリマーがそれらの間に保持されている２個の電極の間の静電力によって活性が実行される。活性には数千ボルト程度の極めて高電圧を要するが、電流消費は極めて低い。誘電性電気活性ポリマーの例としては電歪性ポリマーおよび誘電性エラストマを含む。
【００１２】
イオン電気活性ポリマーでは、ポリマー内のイオン移動によって活性が実行される。活性には、数ボルトの電圧ですむが、イオン移動には比較的高い電流を必要とする。電気活性ポリマーは活性電流が切断されると直ちに原形状に復帰する。イオン電気活性ポリマーの群としては、イオン導電性ポリマー、イオン金属ポリマー複合物およびイオンゲルを含む。
【００１３】
本発明の文脈において、電気活性ポリマーの前述の特性は各種の方法で利用することができる。好適な形態においては、アクチュエータは電圧を加えるとその寸法を変えるように構成しうる。例えば、長手方向の変化は、並進移動して案内される駆動要素に直接伝達することができる。駆動要素は平行移動を実行することによって係合位置と解放位置との間を運動することができる。この点について、駆動要素は作動部材の回転軸線に対して平行の方向に平行移動して案内されるようにすることが好ましい。
【００１４】
好適な形態によれば、駆動要素は枢動可能に装着することができる。この場合、駆動要素は例えば中央の、あるいは偏向した枢軸の周りで回転するように装着されるレバーとして形成すればよい。アクチュエータは、該アクチュエータのレバーアームの一方と接触して他方のレバーアームを係合位置と解放位置との間で運動させるようにしうる。枢軸をそのように偏向配置することによって電気活性ポリマーの小さい寸法変化も駆動要素の対応する大きな運動に変換されるようにレバー作用を発生させることができる。
【００１５】
修正された実施例によれば、アクチュエータは電圧を加えると曲げ、あるいは弓形となるように構成しうる。電圧を加えるとアクチュエータが曲がるような形態においては、曲げ端自体を駆動要素として設計し、その二つの曲げ位置の一方において係合位置を、他方において解放位置をとるようにしうる。
【００１６】
好適な形態によれば、駆動要素は電気活性織地（テクスチュラル）ポリマーあるいはイオン電気活性ポリマーの面によって形成される。そのような電気活性ポリマーにより、電圧を加えると相手側の要素と摩擦係合を発生させるように表面構造を修正することができる。この場合、結合装置は従って摩擦結合となる。
【００１７】
図面に概略的に示している実施例によって本発明を以下より詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第一の形態における錠をロックするための本発明による装置を示す。
【図２】本発明による装置の別の形態を示す。
【図３】本発明による装置の別の形態を示す。
【図４】本発明による装置の別の形態を示す。
【図５】本発明による装置の別の形態を示す。
【図６】本発明による装置の別の形態を示す。
【図７】本発明による装置の別の形態を示す。
【図８】本発明による装置の別の形態を示す。
【図９】本発明による装置の別の形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１はそのロッキング突起が２で指示されているロッキングシリンダを示す。
前記のロッキング突起は軸線３の周りで回転可能となるようにシリンダ１内に装着されたチューブ４に回転可能にしっかりと接続されている。例えば作動ノブ６のような作動部材を支持しているピン５がチューブ４内に装着されている。作動部材６は間に配置された結合装置であって、前記チューブ４と、該チューブ４内に装着されたピン５とによって形成されている結合装置を介してロッキング突起２に接続されている。前記の結合装置は電気活性ポリマーを含有しないことが好ましい材料からつくられた従来の駆動要素７を含み、前記駆動要素はアクチュエータ８によって両方向矢印９の方向に係合位置と解放位置との間で運動可能である。図１に示す位置において、駆動要素７は、ノブ６の回転が空転状態に留まり、詳しくはロッキング突起２を何ら作動させないようにする仕方でピン５がチューブ４内で回転自在とさせうる解放位置にある。電気活性ポリマーからなるアクチュエータ８に電圧あるいは電流を加えた後、アクチュエータの寸法変化によって駆動要素７を移動させ、駆動要素７を（図示していない）チューブ４のくぼみに係合させ、このようにして作動ノブ６をロッキング突起２に結合させる。
【００２０】
図１においてそれぞれ参照番号７および８で指示されている駆動要素およびアクチュエータの取り合わせの他に、代替的な取り合わせが示されている。第一の代替的な形態においては、アクチュエータ８′は垂直方向に配置され、矢印９′の方向での寸法変化によりレバーとして設計されている駆動要素７′を軸線１０′の周りで枢動させることによってそのような枢動のためアクチュエータ８′から離れる方向に向いた駆動要素７′の端部をチューブ４の方向に枢動させて該駆動要素７′をチューブ４と係合させる。
【００２１】
別の代替的な形態においては、矢印９″の方向に寸法変化すると、レバーとして設計されている駆動要素７″に対して作用し、該駆動要素の方は軸線１０″の周りを枢動して係合位置に到達するようなアクチュエータ８″が設けられている。
【００２２】
図１に示すアクチュエータは電圧を加えると長手方向に伸長するか、あるいは横方向に短縮される電気活性ポリマーからつくられている。しかしながら、基本的には、膜として設計され、電圧を加えると所定方向に弓形となるアクチュエータを使用することも可能である。アクチュエータはまた、電圧を加えると曲がり、こうして例えば金属製ピンを運動させる電気活性ポリマーから構成してもよい。電気活性ポリマーは、活性電圧が切られると変化した寸法を保持するものとか、あるいは活性電圧が切られると元の寸法を復元するようなポリマーを含みうる。図１に示す形態によれば、活性電圧が切られると元の寸法を復元する電気活性ポリマーを使用することによって、アクチュエータが活性化された状態においてロッキング部材の作動が初めて可能とされるように保証する。活性電圧が切られた後、駆動要素が元の解放位置へ運動するようにアクチュエータがその元の寸法を復元させ、一方作動ノブ６並びにピン５が何ら作用することなく自在に空転するだけなのでロッキング部材の作動が阻止される。
【００２３】
対照的に、図２に示す修正された形態における作動ノブ６はロッキング部材の非解放状態に封じられている。この状態において、ピン５はロッキング突起２を含むリングに回転可能にしっかりと永続的に接続されており、ロッキングシリンダ内で移動可能に案内される駆動要素７がピン５のくぼみと係合しているという点で図２に示す位置における作動ノブ６の回転は封じられている。アクチュエータ８に電圧を加えることによって初めて駆動要素７が解放され、ピンを再度運動自在となるようにしうるようアクチュエータ８が矢印１１の方向に短縮される。傾動可能な駆動要素７′および７″を含む代替的な形態も同様に図２において代案として示されている。作動要素として、作動ノブ６はまた、片側あるいは両側においてキー機能を有するロッキングシリンダに代替させてもよい。
【００２４】
図３に示す形態において、結合装置は整合して配置された２個のピン１２および１３によって構成されており、ピン１２は例えば作動部材に接続あるいは結合され、ピン１３は、例えばロッキング装置、例えばロッキング突起に接続あるいは結合されている。前記ピン１２および１３の回転軸線は１４で指示されており、駆動要素１５が前記回転軸線１４に対して平行に横移動可能に案内されていて、該駆動要素１５は電気活性ポリマーからつくられたアクチュエータ１６によって係合位置と解放位置との間で運動可能である。係合位置において、前記駆動要素１５はピン１２と１３との間での確実な接続と、前記２本のピンの間の回転可能なしっかりした接続との双方を提供するためにピン１３の適当なくぼみ１７において休止するように進む。駆動要素による結合を提供する代わりに、前記ピン１２および１３の相互に面する二つの端面に、あるいは二つの面の一方だけに粗面ポリマーあるいはイオン電気活性ポリマーを取り付けることが可能で、活性電圧を加えると二つの面が協働して摩擦係合を提供しピン１２をピン１３に結合させることができる。
【００２５】
図４が側面図であり、図５が断面図である、図４および図５に示す形態において、ここでも２個のピン１８および１９が設けられており、ピン１８は例えばノブのような作動部材に接続され、ピン１９は例えばロッキング突起のようなロッキング装置に接続されている。この場合、ピン１９は小径断面部分２０を含み、該断面部分はピン１８の軸線方向のくぼみに進入する。図３に示す形態とは対照的に、粗面ポリマーあるいはイオン電気活性ポリマーの取り付けは端面では行われず、ピン１８および１９の相互に面する外周面と内周面において行われる。非作動状態においては、ピン１８の内周とピン１９の小径部分２０の外周との間で空隙２１が保たれる。活性電圧を加えると、粗面ポリマーあるいはイオン電気活性ポリマーがピン１８の内面とピン１９の外面との間で摩擦係合を起こすように変化し、したがってピン１８に接続された作動要素をピン１９に接続されたロッキング部材と結合させる。
【００２６】
図６に示されている結合装置の修正形態はアーマチュア（ａｒｍａｔｕｒｅ）、ロックローゼット（ｌｏｃｋ  ｒｏｓｅｔｔｅ）および埋込み錠（ｍｏｒｔｉｓｅ  ｌｏｃｋ）に組み込むのに特に適している。図６の左側に示されている部分２２は例えばアーマチュアのラッチのような作動要素によって接続され、図面の右側に示されている部分２３は例えばロックストライカープレート（ｌｏｃｋ  ｓｔｒｉｋｅｒ−ｐｌａｔｅ）アクチュエータに接続される。電気活性ポリマーからつくられ、例えば鋼ピン２５のような駆動要素を解放位置と係合位置の間で運動させることができるアクチュエータ２４がまた作動要素をロッキング装置に結合させるために鋼ピン２５をくぼみ２６中へ進入させることができるように設けられている。
【００２７】
図７に示す形態においては、図６に示す形態と対比すれば、適当に作動されると部分２２および２３の間で摩擦係合が形成されるように相互に面する面２７および２８に粗面ポリマーあるいはイオン電気活性ポリマーが設けられている。必要であれば、前記の相互に面する面２７および２８は力の伝達を確実に改善するために特殊な面構造を有するようにしてもよい。
【００２８】
図８は図６および図７に示す形態の修正を示しており、この場合のロッキング装置の作動は、駆動要素３０がアクチュエータ３１によってくぼみ３２中へ移動させられた後要素２９の回転運動が封じられることによって阻止される。軸線方向に移動可能な駆動要素３０の代わりに、半径方向に調整可能な駆動要素３０′を設けることが可能であって、該駆動要素は前記要素２９の回転を封じるためにアクチュエータ３１′によって半径方向のくぼみ３２′中へ移動することができる。この場合の前記要素２９は一方では作動要素に繋がるピン３３に接続され、他方では、例えばロックストライカープレート（ｌｏｃｋ  ｓｔｒｉｋｅｒ−ｐｌａｔｅ）アクチュエータに繋がるピン３４に接続されている。
【００２９】
図９に類似の形態が示されており、同一の部分に対しては同じ参照番号が再度使用されている。図８に示す形態とは対照的に、基本的にピン３３および３４が相互に対して回転しうるようにするためにピン３４と３４の間で前記要素２９の側で該要素２９を囲むフォーク状あるいは円筒形の要素３５が設けられている。駆動要素３６がアクチュエータ３８によってくぼみ３７中へ移動することによって結合が再度行われる。確実係合の代案として、ポリマーが活性化すると摩擦係合を発生させることができるように前記要素２９または３５の相互に面する面に織地のポリマーあるいはイオン電気活性ポリマーを配置させることができる。アクチュエータ３８′によって軸線の周りでくぼみ３７′中へ枢動する駆動要素が３６′によって指示されている。
【００３０】
要約すれば、ロッキング技術製品において電気活性ポリマーの使用が可能であり、かつ想起しうる複数の取り合わせが考えられ、どのような場合であっても錠が安定して解除され、かつ（または）安定してロックできることは明らかである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４−５】
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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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【国際調査報告】
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