(57)【要約】【課題】発電機に対して操作部材の回転エネルギーを有効に伝達すると共に、操作部材の回転速度に応じた発電量を得るための扉用発電装置等を提供する。【解決手段】  本発明の扉用発電装置９は、扉２に回転可能に設けられる操作部材４０，４１と、操作部材４０，４１の回転エネルギーを電気エネルギーに変換する発電機４２と、操作部材４０，４１の回転を発電機４２に伝達する変速機４４と、を備え、変速機４４は、操作部材４０，４１と共に回転する連結軸４６に設けられる駆動プーリー５０と、発電機４４と共に回転する従動軸５３に設けられる従動プーリー５１と、駆動プーリー５０と従動プーリー５１とに巻き掛けられるベルト５２と、を有し、操作部材４０，４１の回転速度に応じて発生する駆動プーリー５０の遠心力を利用して駆動プーリー５０の径と従動プーリー５１の径とを変更することで変速比を連続的に変化させる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
扉の壁面に回転可能に設けられる操作部材と、
前記操作部材の回転エネルギーを電気エネルギーに変換する発電機と、
前記操作部材の回転を前記発電機に伝達する変速機と、を備え、
前記変速機は、
前記操作部材と共に回転する駆動軸に設けられる駆動プーリーと、
前記発電機と共に回転する従動軸に設けられる従動プーリーと、
前記駆動プーリーと前記従動プーリーとに巻き掛けられるベルトと、を有し、
前記操作部材の回転速度に応じて発生する前記駆動プーリーの遠心力を利用して前記駆動プーリーの径と前記従動プーリーの径とを変更することで変速比を連続的に変化させることを特徴とする扉用発電装置。
【請求項２】
前記発電機によって発電された電力を蓄積する蓄電装置を更に備えていることを特徴とする請求項１に記載の扉用発電装置。
【請求項３】
前記変速機は、前記駆動プーリーと前記駆動軸との間に介設されるワンウェイクラッチを更に有し、
前記ワンウェイクラッチは、前記駆動プーリーに対し、前記操作部材の一方の回転を伝達し、前記操作部材の他方の回転の伝達を遮断することを特徴とする請求項１または２に記載の扉用発電装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の扉用発電装置と、
電気的な駆動源によって前記扉の木口側でデッドボルトを進退させる電気錠と、を備えていることを特徴とする電気錠システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操作部材の開閉動作によって発電を行う扉用発電装置およびこれを備える電気錠システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＩＣカード等をリーダーにかざして電気的に扉の施解錠を行う電気錠が用いられている。電気錠は、例えば、商用電源や電池等から電力の供給を受けることでデッドボルトを進退させる。商用電源を使用する場合、扉内での配線工事に余計な費用と時間がかかるという問題があった。電池を使用する場合、電池の消耗によって施解錠に必要な電力が得られない虞があった。
【０００３】
以上のような問題を解決するために、自己発電ユニット等の簡便な電源が提案されている。例えば、特許文献１に記載の自己発電型個人認証システムは、ドアノブから延びる第１伝達軸と、発電機から延びる第２伝達軸と、各伝達軸に軸着した一対の歯車と、第２伝達軸に軸着したフライホイールと、を備えている。ドアノブの回転エネルギーは、増速ギア比で噛み合う一対の歯車によって増速されて発電機に伝達される。発電機によって発電された電気エネルギーは、個人認証システムに設けた蓄電器に蓄電される。個人認証装置は、蓄電器からの電力供給によって動作する。
【０００４】
他にも、特許文献２には、一定の変速比を持つプーリー機構を介してドアノブの回転力を渦巻バネ装置の弾性力として蓄え、この渦巻バネ装置の弾性力によって発電機を回転させるドア用電気錠が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１９０５７２号公報
【特許文献２】特開平０３−０４７３８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般的に、ドアノブと発電機との間に設けた歯車の変速比（ギア比）は、子供や老人等の力の弱い利用者に合せて設定されている。すなわち、変速比は、低トルクおよび低回転速度（低回転数）に適応するように一定値に設定されている。特許文献１に記載の技術も、大きな変速比を有しているため、ドアノブに大きなトルクが作用した場合に不具合を生じる虞があった。例えば、力の強い利用者がドアノブを勢いよく回転させた場合、変速比が高トルクおよび高回転速度（高回転数）に適応していないため、第２伝達軸（発電機）の回転数を効率良く増加させることができなかった。すなわち、変速比を固定した歯車では、有効な動力伝達を行うことができず、効率良く発電量を増加させることができなかった。
【０００７】
特許文献２に記載の技術では、ドアノブの回転力によって一定の回転数で渦巻バネ装置を巻き上げていた。したがって、勢いよくドアノブを回転させても、渦巻バネ装置の巻き上げ数は変わらなかった。このため、ドアノブの回転速度を増加させても、発電量を増加させることができなかった。
【０００８】
本発明は、上記した課題を解決すべくなされたものであり、発電機に対して操作部材の回転エネルギーを有効に伝達すると共に、操作部材の回転速度に応じた発電量を得るための扉用発電装置およびこれを備える電気錠システム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】
上記した目的を達成するため、本発明の扉用発電装置は、扉の壁面に回転可能に設けられる操作部材と、前記操作部材の回転エネルギーを電気エネルギーに変換する発電機と、前記操作部材の回転を前記発電機に伝達する変速機と、を備え、前記変速機は、前記操作部材と共に回転する駆動軸に設けられる駆動プーリーと、前記発電機と共に回転する従動軸に設けられる従動プーリーと、前記駆動プーリーと前記従動プーリーとに巻き掛けられるベルトと、を有し、前記操作部材の回転速度に応じて発生する前記駆動プーリーの遠心力を利用して前記駆動プーリーの径と前記従動プーリーの径とを変更することで変速比を連続的に変化させる。
【００１０】
この構成によれば、変速機は、操作部材のトルクおよび回転速度（回転数）に適応するように変速比を変化させる。ここで、変速比とは、従動プーリーの周長に対する駆動プーリーの周長の比である。例えば、力の弱い利用者が操作部材を回転させた場合、駆動軸の回転速度は低くなるため、変速機の変速比は大きくなる。一方、力の強い利用者が操作部材を回転させた場合、駆動軸の回転速度は高くなるため、変速機の変速比は小さくなる。変速比が小さい場合、変速比が大きい場合よりも、発電機に入力される回転速度（回転数）が高くなる。したがって、発電機による発電量は、操作部材を勢いよく回転させるほど大きくなる。これにより、操作部材の回転速度の増加に応じて発電量を増加させることができる。また、操作部材の回転力は変速機によって無段階に変速されるため、発電機に操作部材の回転エネルギーを有効に伝達することができる。
【００１１】
この場合、前記発電機によって発電された電力を蓄積する蓄電装置を更に備えていることが好ましい。
【００１２】
この構成によれば、蓄電装置は、発電機で生成された電気エネルギーを蓄えることができる。これにより、蓄えた電気エネルギーを利用して電子機器（例えば、電気錠や個人認証装置等）を作動させることができる。
【００１３】
この場合、前記変速機は、前記駆動プーリーと前記駆動軸との間に介設されるワンウェイクラッチを更に有し、前記ワンウェイクラッチは、前記駆動プーリーに対し、前記操作部材の一方の回転を伝達し、前記操作部材の他方の回転の伝達を遮断することが好ましい。
【００１４】
この構成によれば、操作部材が一方と他方とを往復するように回動した場合であっても、発電機を一方にのみ回転させることができる。これにより、発電機は、適切に発電を行うことができる。
【００１５】
上記した目的を達成するため、本発明の電気錠システムは、上記のいずれかに記載の扉用発電装置と、電気的な駆動源によって前記扉の木口側でデッドボルトを進退させる電気錠と、を備えている。
【００１６】
この構成によれば、扉用発電装置（発電機）が発電した電力によって電気錠を動作させることができる。これにより、電力が不足した状況（例えば、停電や電池切れ等）であっても、電気錠の作動を保証することができる。また、例えば、商用電源と電気錠とを接続する配線工事を省略できるため、簡単且つ安価に電気錠システムを構築することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、発電機に対して操作部材の回転エネルギーを有効に伝達することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電気錠システムの使用状態を示す正面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る電気錠システムを示す正面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る電気錠システムを木口側から見た側面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る電気錠システムのブロック図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る扉用発電装置を模式的に示す斜視図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る扉用発電装置が低速回転している状態を模式的に示し、（Ａ）は正面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＶＩ−ＶＩ断面図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係る扉用発電装置が高速回転している状態を模式的に示し、（Ａ）は正面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る扉用発電装置を模式的に示す斜視図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る扉用発電装置のラチェット機構を模式的に示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について、添付した図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、便宜上、室外側を正面（前）とし、室内側を背面（後）として、各図に示すように各方向を設定する。
【００２０】
図１ないし図４を参照して、第１実施形態に係る扉用発電装置９を備える電気錠システム１の全体構成について説明する。図１は電気錠システム１の使用状態を示す正面図である。図２は電気錠システム１を示す正面図である。図３は電気錠システム１を木口２ａ側から見た側面図である。図４は電気錠システム１のブロック図である。
【００２１】
図１に示すように、電気錠システム１は、例えば、入退室管理を行うオフィス等の扉２に設けられている。扉２は、例えば、室外側に向けて開く矩形状の外開き戸である。扉２は、扉枠３の一側に複数のヒンジＨを介して回動可能に取り付けられている。
【００２２】
電気錠システム１は、電気錠４と、室内側認証装置５と、室外側認証装置６と、サムターン７と、シリンダー８と、扉用発電装置９と、を備えている（室内側の構成は図３参照）。
【００２３】
図２および図３に示すように、電気錠４は、錠ケース１０と、ボルト機構１１と、を含んで構成されている。電気錠４は、電気的な駆動源によって扉２の木口２ａ側でデッドボルト１３を進退させるように構成されている。
【００２４】
錠ケース１０は、矩形箱状に形成され、木口２ａから扉２の内部に挿設されている。錠ケース１０は、取付板１２を介して木口２ａに固定されている。錠ケース１０の前後両側面の上部には鍵取付開口１０ａが形成され、下部にはハンドル取付開口１０ｂが形成されている（図３参照）。なお、扉２の両壁面２ｂ，２ｃには、各取付開口１０ａ，１０ｂに対応する壁側開口２ｄ，２ｅが形成されている（図３参照）。
【００２５】
ボルト機構１１は、錠ケース１０の内部に設けられている。ボルト機構１１は、デッドボルト１３と、電動アクチュエーター１４と、動力伝達機構１５と、駆動制御回路１６と、ラッチボルト１７と、を含んで構成されている。
【００２６】
デッドボルト１３は、左右方向に長い略直方体状に形成され、シリンダー８等の下方に配設されている。デッドボルト１３は、木口２ａ側（取付板１２）から出没（進退）可能に設けられている。デッドボルト１３は、木口２ａから突出することで施錠状態になり、木口２ａから後退することで解錠状態になる。
【００２７】
電気的な駆動源としての電動アクチュエーター１４は、例えば、電動モーターやソレノイド等で構成されている。動力伝達機構１５は、電動アクチュエーター１４の動力をデッドボルト１５に伝達するように構成されている。駆動制御回路１６は、電動アクチュエーター１４の駆動を制御するように構成されている。
【００２８】
ラッチボルト１７は、左右方向に長い略直方体状に形成され、デッドボルト１３の下方に配設されている。ラッチボルト１７は、木口２ａ側（取付板１２）から出没（進退）可能に設けられている。ラッチボルト１７は、バネ１７ａによって木口２ａ側から突出する方向に付勢されている。ラッチボルト１７は、木口２ａから突出することで仮締め状態になり、木口２ａから後退することで仮締め解除状態になる。
【００２９】
図３に示すように、室内側認証装置５は、室内側壁面２ｂに取り付けられている。室内側認証装置５は、室内側ケース２０と、室内側リーダー２１と、主制御基板２２と、を含んで構成されている。
【００３０】
室内側ケース２０は、合成樹脂等の絶縁材料によって上下方向に細長い略矩形箱状に形成されている。室内側リーダー２１は、室内側ケース２０の内部に設けられている。室内側リーダー２１は、電気錠４の施解錠に関する情報を受信するように構成されている。室内側リーダー２１は、例えば、非接触型のＩＣカード２３に記憶された認証情報を読み取るためのアンテナやＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）チップ等（図示せず）を有している。
【００３１】
主制御基板２２は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）やメモリー等（図示せず）を含んで構成されている。図４に示すように、主制御基板２２は、室内側リーダー２１に電気的に接続されている。また、主制御基板２２は、ハーネス等（図示せず）を介して電気錠４の駆動制御回路１６等に電気的に接続されている。主制御基板２２は、室内側リーダー２１等に対する操作に基づいてボルト機構１１の動作制御を行う。
【００３２】
図３に示すように、室外側認証装置６は、室外側壁面２ｃに取り付けられている。室外側認証装置６は、室外側ケース２５と、室外側リーダー２６と、を含んで構成されている。室外側リーダー２６は、ハーネス等（図示せず）を介して室内側認証装置５の主制御基板２２に電気的に接続されている（図４参照）。なお、室外側認証装置６の各構成は、上記した室内側認証装置５の各構成と略同一であるため、それらの詳細な説明は省略する。
【００３３】
なお、室内外の両認証装置５，６は、各リーダー２１，２６に代えて／加えて、タッチキー、テンキーまたは指紋等の生体認証装置等を設けてもよい。なお、ＩＣカード２３に代えて、キーヘッドやタグに認証情報を記憶してもよい。
【００３４】
図３に示すように、サムターン７は、室内側壁面２ｂ側から錠ケース１０の鍵取付開口１０ａに取り付けられている。サムターン７は、胴部材３０と、摘み部３１と、サムターン軸３２と、を有している。
【００３５】
胴部材３０は、前後方向に長い略円筒形に形成されている。胴部材３０の室内側（後部）には、略円錐台状の化粧リング３０ａが取り付けられている。摘み部３１は、平板状に形成され、胴部材３０の室内側に設けられている。摘み部３１は、サムターン軸３２の後端部に接続されている。サムターン軸３２は、胴部材３０の軸心部に回転可能に支持されている。サムターン軸３２の前端部は、錠ケース１０内の動力伝達機構１５に係合している。
【００３６】
サムターン７の回転操作を行うと、デッドボルト１３は、動力伝達機構１５を介して進退する。例えば、利用者が摘み部３１を一方（施錠方向）に回転させると、デッドボルト１３は、錠ケース１０から突き出され、扉枠３に設けられたストライク３ａに嵌合する（図２参照）。一方、利用者が摘み部３１を他方（解錠方向）に回転させると、デッドボルト１３は、錠ケース１０内に引き込まれ、ストライク３ａから離脱する。
【００３７】
図３に示すように、シリンダー８は、室外側壁面２ｃ側から錠ケース１０の鍵取付開口１０ａに取り付けられている。シリンダー８は、シリンダー本体３５と、鍵穴部３６と、を含んで構成されている。
【００３８】
シリンダー本体３５は、前後方向に長い略円筒形に形成されている。シリンダー本体３５の室外側（後部）には、略円錐台状の化粧リング３５ａが取り付けられている。鍵穴部３６は、シリンダー本体３５の軸心部に回転可能に支持されている。鍵穴部３６の室外側端面には、機械的キー（図示せず）を差し込むための鍵穴３６ａが開口している（図２参照）。鍵穴部３６の後端部は、錠ケース１０内の動力伝達機構１５に係合している。
【００３９】
鍵穴部３６は、鍵穴３６ａに差し込んだ機械的キーの回転操作に伴って回転する。機械的キーを回転させると、デッドボルト１３は、動力伝達機構１５を介して進退する。例えば、利用者が機械的キー（鍵穴部３６）を一方（施錠方向）に回転させると、デッドボルト１３は、錠ケース１０から突き出され、ストライク３ａに嵌合する（図２参照）。一方、利用者が機械的キー（鍵穴部３６）を他方（解錠方向）に回転させると、デッドボルト１３は、錠ケース１０内に引き込まれ、ストライク３ａから離脱する。
【００４０】
ここで、図４を参照して、電気錠システム１の解錠動作について説明する。例えば、室外側から入室しようとする者は、室外側リーダー２６にＩＣカード２３をかざす（図３参照）。室外側リーダー２６は、ＩＣカード２３から読み取った認証情報を主制御基板２２に送信する。主制御基板２２は、読み取った認証情報と特定の認証情報とを比較、判別する。各認証情報が合致すると判別された場合、主制御基板２２から電気錠４の駆動制御回路１６に解錠信号が出力され、電動アクチュエーター１４の駆動によってデッドボルト１３が後退する（解錠）。一方、合致せずと判別された場合には、主制御基板２２からの解錠信号が送信されず、電気錠４の解錠は行われない。なお、特定の認証情報は、主制御基板２２のメモリーに予め記憶されている。なお、詳細な説明は省略するが、室内側から退室しようとする者は、室内側リーダー２１にＩＣカード２３をかざせばよい。
【００４１】
次に、図２ないし図７を参照して、扉用発電装置９について説明する。図５は扉用発電装置９を模式的に示す斜視図である。図６（Ａ）は低速回転時における扉用発電装置９の正面図であり、図６（Ｂ）は図６（Ａ）のＶＩ−ＶＩ断面図である。図７（Ａ）は高速回転時における扉用発電装置９の正面図であり、図７（Ｂ）は図６（Ａ）のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図である。
【００４２】
図５に示すように、扉用発電装置９は、室内側操作部材４０と、室外側操作部材４１と、発電機４２と、蓄電装置４３と、変速機４４と、を含んで構成されている。発電機４２、蓄電装置４３および変速機４４は、ケース４５に内設されている（図２参照）。ケース４５は、錠ケース１０に内設されている。
【００４３】
図３に示すように、室内側操作部材４０は、扉２の室内側壁面２ｂに回転可能に設けられている。室内側操作部材４０は、室内側台座４０ａと、室内側レバーハンドル４０ｂと、を含んで構成されている。
【００４４】
室内側台座４０ａは、例えば、ステンレス等の金属材料で略円板状に形成されている。室内側台座４０ａは、ハンドル取付開口１０ｂを表出させる壁側開口２ｅを覆うように室内側壁面２ｂに固定されている。
【００４５】
室内側レバーハンドル４０ｂは、例えば、ステンレス等の金属材料で、平面視で略Ｌ字状に一体に形成されている。室内側レバーハンドル４０ｂは、ユーザーによって把持されて操作される部位である。室内側レバーハンドル４０ｂは、略水平な初期位置から下方（回転角度は９０度未満）に回動するように室内側台座４０ａに支持されている。室内側レバーハンドル４０ｂは、扉２（錠ケース１０）を貫通する連結軸４６の室内側（後端部）に接続されている。
【００４６】
図２および図３に示すように、室外側操作部材４１は、扉２の室外側壁面２ｃに回転可能に設けられている。室外側操作部材４１は、室外側台座４１ａと、室外側レバーハンドル４１ｂと、を含んで構成されている。
【００４７】
室外側台座４１ａは、室外側壁面２ｃに固定され、室外側レバーハンドル４１ｂは、室外側台座４１ａに回転可能に支持されている。室外側レバーハンドル４１ｂは、連結軸４６の室外側（前端部）に接続されている。なお、室外側操作部材４１は、上記した室内側操作部材４０と略同一の構成を有しているため、その詳細な説明は省略する。
【００４８】
なお、連結軸４６は、錠ケース１０に内設されるラッチカム（図示せず）を介してラッチボルト１７に係合している。また、ラッチカムには、各レバーハンドル４０ｂ，４１ｂを初期位置に向けて付勢する捩りバネ（図示せず）が巻回されている。
【００４９】
発電機４２は、入力軸（図示せず）を回転させることで、電磁誘導の法則を利用して発電を行うように構成されている。詳細は後述するが、発電機４２は、各操作部材４０，４１（各レバーハンドル４０ｂ，４１ｂ）の回転エネルギー（仕事）を電気エネルギー（電力）に変換するように構成されている（図５参照）。なお、発電機４２は、電磁誘導の法則を利用する一般的な構成を有しているため、その構造の説明は省略する。
【００５０】
図４に示すように、蓄電装置４３は、二次電池４３ａと、充電回路４３ｂと、を含んで構成されている。蓄電装置４３は、発電機４２によって発電された電力を蓄積するために設けられている。
【００５１】
二次電池４３ａは、充電を行うことで電気を蓄え、電池として繰り返し使用可能に構成されている。二次電池４３ａは、ハーネス等（図示せず）を介して室内側認証装置５の主制御基板２２に電気的に接続されている。充電回路４３ｂは、発電機４２および二次電池４３ａに電気的に接続されている。充電回路４３ｂ、発電機４２が発電した電力を二次電池４３ａに充電する制御や過充電を防止する制御を実行する。
【００５２】
図５および図６（Ａ）に示すように、変速機４４は、所謂Ｖベルト・オートマチック機構であって、駆動プーリー５０と、従動プーリー５１と、ベルト５２（Ｖベルト）と、を含んで構成されている。変速機４４は、各操作部材４０，４１（各レバーハンドル４０ｂ，４１ｂ）の回転を発電機４２に伝達するように構成されている。
【００５３】
駆動プーリー５０は、各操作部材４０，４１（各レバーハンドル４０ｂ，４１ｂ）と共に回転する駆動軸としての連結軸４６に設けられている。図６（Ｂ）に示すように、駆動プーリー５０は、駆動側固定プーリー片６０と、駆動側可動プーリー片６１と、ランププレート６２と、複数のウェイトローラー６３と、を有している。
【００５４】
駆動側固定プーリー片６０と駆動側可動プーリー片６１とは、略円錐形状に形成されている。両プーリー片６０，６１は、円錐の頂点部分を互いに向かい合わせるように配置されている。駆動側固定プーリー片６０は、連結軸４６に対して軸方向および回転方向に移動不能に設けられている。駆動側可動プーリー片６１は、連結軸４６に対して軸方向に移動可能に支持され、且つ、連結軸４６に対して回転方向に移動不能に設けられている。
【００５５】
駆動プーリー５０（各プーリー片６０，６１）と連結軸４６との間には、ワンウェイクラッチ６４が介設されている。ワンウェイクラッチ６４は、各操作部材４０，４１の一方（図６（Ａ）の矢印Ｆ方向）の回転を駆動側可動プーリー片６１に伝達する。一方、ワンウェイクラッチ６４は、駆動側可動プーリー片６１に対し、各操作部材４０，４１の他方（矢印Ｆとは逆方向）の回転の伝達を遮断する。つまり、各操作部材４０，４１（各レバーハンドル４０ｂ，４１ｂ）は空回りする。
【００５６】
ランププレート６２は、連結軸４６に対して軸方向および回転方向に移動不能に固定されている。ランププレート６２は、駆動側可動プーリー片６１の円錐面Ｓ１の裏側に配置されている。複数のウェイトローラー６３は、駆動側可動プーリー片６１とランププレート６２との間に配置されている。各ウェイトローラー６３は、駆動側可動プーリー片６１の円錐面Ｓ１の裏面（以下、「裏側円錐面Ｒ１」とも呼ぶ。）とランププレート６２の内面とに沿って径方向に移動可能に設けられている。
【００５７】
従動プーリー５１は、発電機４２と共に回転する従動軸５３に設けられている（図５参照）。図６（Ｂ）に示すように、従動プーリー５１は、従動側固定プーリー片６５と、従動側可動プーリー片６６と、スプリング６７と、を有している。
【００５８】
従動側固定プーリー片６５と従動側可動プーリー片６６とは、略円錐形状に形成されている。両プーリー片６５，６６は、円錐の頂点部分を互いに向かい合わせるように配置されている。従動側固定プーリー片６５は、従動軸５３に対して軸方向および回転方向に移動不能に固定されている。従動側可動プーリー片６６は、従動軸５３に対して軸方向に移動可能に支持され、且つ、回転方向に移動不能に固定されている。なお、従動軸５３は、発電機４２の入力軸（図示せず）に連結されている（図５参照）。
【００５９】
スプリング６７は、円筒状の圧縮コイルバネであって、従動側可動プーリー片６６とケース４５との間で従動軸５３に巻回している。スプリング６７は、従動側固定プーリー片６５に向けて従動側可動プーリー片６６を付勢している。
【００６０】
ベルト５２は、略台形状（Ｖ字状）の断面を有する所謂Ｖベルトとして構成されている。ベルト５２は、例えば、ゴム材料によって無端環状に成形されている。ベルト５２は、張力を与えられた状態で駆動プーリー５０と従動プーリー５１とに巻き掛けられている。
【００６１】
次に、扉用発電装置９の作用について説明する。なお、利用者が室外から扉２を開く場合（室外側レバーハンドル４１ｂを回動させる場合）について説明する。
【００６２】
図２に示すように、利用者が室外側レバーハンドル４１ｂを下方（図２の矢印Ｆ方向）に回動（正回転）させると、ラッチボルト１７は、バネ１７ａの付勢力に抗して錠ケース１０内に後退する（仮締め解除状態）。
【００６３】
また、図５に示すように、室外側レバーハンドル４１ｂに連結された連結軸４６は、駆動プーリー５０と共に矢印Ｆ方向に回転する。駆動プーリー５０の回転がベルト５２を介して従動プーリー５１に伝達され、従動軸５３および発電機４２の入力軸は、図５の矢印方向に回転する。これにより、発電機４２は、発電を行うことができる。
【００６４】
発電機４２で生成された電力は、蓄電装置４３の充電回路４３ｂを介して二次電池４３ａに充電される。二次電池４３ａに充電された電力は、主制御基板２２、各リーダー２１，２６および電動アクチュエーター１４等に供給される。これにより、蓄電装置４３に蓄えた電気エネルギーを利用して電気錠システム１（電気錠４や認証装置５，６等）を作動させることができる。
【００６５】
なお、利用者が室外側レバーハンドル４１ｂから手を離す（力を抜く）と、回動した室外側レバーハンドル４１ｂは、捩りバネの付勢力によって図２および図５の矢印Ｒ方向に回転（逆回転）して初期位置に戻る。室外側レバーハンドル４１ｂが初期位置に戻ると、ラッチボルト１７は、バネ１７ａの付勢力によって木口２ａ側から突出する（仮締め状態）。
【００６６】
ところで、室外側レバーハンドル４１ｂが初期位置に戻るとき、連結軸４６も逆回転する。この連結軸４６の逆回転は、ワンウェイクラッチ６４の作用によって駆動プーリー５０に伝達されない。このように、各操作部材４０，４１が一方と他方とを往復するように回動した場合であっても、発電機４２を一方にのみ回転させることができる。これにより、発電機４２は、適切に発電を行うことができる。
【００６７】
なお、室内側から扉２を開く動作（室内側操作部材４０を回動させる場合）は、上記の説明と同様であるため、その説明は省略する。
【００６８】
ここで、図６および図７を参照して、室外側操作部材４１の回動時における変速機４４の作用について詳細に説明する。
【００６９】
図６（Ｂ）に示すように、室外側操作部材４１の回転速度が小さい（停止状態も含む）場合、駆動プーリー５０の各ウェイトローラー６３は、径方向内側（連結軸４６側）に位置している。また、駆動プーリー５０の駆動側可動プーリー片６１は、駆動側固定プーリー片６０から離れている。したがって、両プーリー片６０，６１の間の溝幅が大きくなるため、ベルト５２の巻き掛け半径は小さくなる（図６（Ａ）参照）。また、この場合、従動プーリー５１の従動側可動プーリー片６６は、スプリング６７に付勢されて従動側固定プーリー片６５に接近している。したがって、両プーリー片６５，６６の間の溝幅が小さくなるため、ベルト５２の巻き掛け半径は大きくなる（図６（Ａ）参照）。
【００７０】
これに対し、室外側操作部材４１の回転速度が増加すると、図７（Ｂ）に示すように、駆動プーリー５０の各ウェイトローラー６３は、遠心力によって裏側円錐面Ｒ１とランププレート６２の内面とに沿って径方向外側に移動する。そして、各ウェイトローラー６３は、駆動側固定プーリー片６０に向けて駆動側可動プーリー片６１を押圧する。したがって、両プーリー片６０，６１の間の溝幅が狭められるため、ベルト５２は、両プーリー片６０，６１の円錐面Ｓ１に沿って径方向外側に向けて移動する（図７（Ａ）参照）。すなわち、ベルト５２の巻き掛け半径が大きくなる。
【００７１】
ベルト５２は、巻き掛け半径の増大に伴って駆動プーリー５０側に引っ張られる。このため、ベルト５２は、両プーリー片６５，６６の円錐面Ｓ２に沿って径方向内側に向けて移動する（図７（Ａ）参照）。そして、従動プーリー５１の従動側可動プーリー片６６は、径方向内側に移動するベルト５２に押圧され、スプリング６７の付勢力に抗して従動側固定プーリー片６５から離れて行く。すなわち、両プーリー片６５，６６の間の溝幅が広がるため、ベルト５２の巻掛け半径が小さくなる（図７（Ａ）参照）。
【００７２】
以上のように、室外側操作部材４１の回転速度が小さい場合、大きな（高い）変速比で連結軸４６の回転力が従動軸５３に伝達される。一方、室外側操作部材４１の回転速度が大きい場合、小さな（低い）変速比で連結軸４６の回転力が従動軸５３に伝達される。すなわち、変速機４４は、各操作部材４０，４１の回転速度（回転数）に応じて発生する駆動プーリー５０の遠心力を利用して駆動プーリー５０の径と従動プーリー５１の径とを変更することで変速比を連続的に変化させる。ここで、変速比とは、従動プーリー５１の周長に対する駆動プーリー５０の周長の比である。すなわち、変速比が大きい場合（例えば１以上）は減速となり、変速比が小さい場合（例えば１未満）は増速となる。
【００７３】
以上説明した第１実施形態に係る扉用発電装置９によれば、変速機４４は、各操作部材４０，４１（各レバーハンドル４０ｂ，４１ｂ）のトルクおよび回転速度（回転数）に適応するように変速比を変化させる。例えば、力の弱い利用者が各操作部材４０，４１を回転させた場合、連結軸４６の回転速度は低くなるため、変速機４４の変速比は大きくなる。一方、力の強い利用者が各操作部材４０，４１を回転させた場合、連結軸４６の回転速度は高くなるため、変速機４４の変速比は小さくなる。変速比が小さい場合、変速比が大きい場合よりも、発電機４２に入力される回転速度（回転数）が高くなる。したがって、発電機４２による発電量は、各操作部材４０，４１を勢いよく回転させるほど大きくなる。これにより、各操作部材４０，４１の回転速度の増加に応じて発電量を増加させることができる。また、各操作部材４０，４１の回転力は変速機４４によって無段階に変速されるため、発電機４２に各操作部材４０，４１の回転エネルギー（機械的エネルギー）を有効に伝達することができる。
【００７４】
また、第１実施形態に係る電気錠システム１によれば、扉用発電装置９（発電機４２）が発電した電力によって電気錠４を動作させることができる。これにより、電力が不足した状況（例えば、停電や電池切れ等）であっても、電気錠４の作動を保証することができる。また、例えば、商用電源（図示せず）と電気錠４とを接続する配線工事を省略できるため、簡単且つ安価に電気錠システム１を構築することができる。
【００７５】
なお、第１実施形態に係る電気錠システム１の変形例として、ワンウェイクラッチ６４が省略されてもよい。この場合、各レバーハンドル４０ｂ，４１ｂが初期位置に戻るときに、連結軸４６は逆回転する。この連結軸４６の逆回転は、変速機４４を介して発電機４２（従動軸５３）を逆回転させる。つまり、発電機４２は、各レバーハンドル４０ｂ，４１ｂの往復回動に連動して、正逆回転して発電を行う。
【００７６】
次に、図８および図９を参照して、第２実施形態に係る扉用発電装置７０について説明する。図８扉用発電装置７０を模式的に示す斜視図である。図９はラチェット機構７２を模式的に示す正面図である。なお、上記した第１実施形態に係る扉用発電装置７０と同様の構成については、同一の符号を付し、説明を省略する。
【００７７】
図８に示すように、扉用発電装置７０は、伝達軸７１と、ラチェット機構７２と、フライホイール７３と、を更に備えている。
【００７８】
上記した従動軸５３は従動プーリー５１に連結され、伝達軸７１は発電機４２の入力軸に連結されている。なお、従動軸５３および伝達軸７１は、ケース４５内の軸受（図示せず）に軸支されている。
【００７９】
図９に示すように、ラチェット機構７２は、従動軸５３に固定される入力ギア７４と、伝達軸７１に固定される出力ギア７５と、を有している。各ギア７４，７５の外周には、複数の歯部７４ａ，７５ａが形成されている。各歯部７４ａと各歯部７５ａとは、各レバーハンドル４０ｂ，４１ｂを正回転（図８の矢印Ｆ方向）させた場合に、互いに噛み込むように傾斜して形成されている。入力ギア７４の各歯部７４ａは、回動軸７４ｂを中心に回転可能に支持されている。各歯部７４ａは、捩りバネ７４ｃによって径方向内側に向けて付勢されている。
【００８０】
図８に示すように、フライホイール７３は、出力ギア７５と発電機４２との間で伝達軸７１に固定されている。フライホイール７３は、大きな慣性質量を有する円板状に形成されている。フライホイール７３は、回転エネルギーを蓄えて発電機４２にトルクを与えるエネルギー源として利用される。
【００８１】
次に、扉用発電装置７０の作用について説明する。なお、利用者が室外から扉２を開く場合（室外側レバーハンドル４１ｂを回動させる場合）について説明する。
【００８２】
利用者が室外側レバーハンドル４１ｂ（室外側操作部材４１）を正回転（図８の矢印Ｆ方向）させると、ラッチボルト１７は仮締め解除状態になると共に、連結軸４６は駆動プーリー５０と共に回転する。駆動プーリー５０の回転がベルト５２を介して従動プーリー５１に伝達され、従動軸５３および入力ギア７４も図８の矢印方向に回転する。
【００８３】
入力ギア７４を回転させると、入力ギア７４の各歯部７４ａは、遠心力によって径方向外側に開く（図９の実線参照）。したがって、入力ギア７４の各歯部７４ａは、出力ギア７５の各歯部７５ａと接触し、入力ギア７４の回転が出力ギア７５に伝達される。出力ギア７５は、伝達軸７１、フライホイール７３および発電機４２の入力軸と共に回転する。すなわち、出力ギア７５の回転エネルギーは、伝達軸７１を介して発電機４２に入力され、電気エネルギーに変換される。また、出力ギア７５の回転エネルギーは、フライホイール７３に蓄えられる。
【００８４】
利用者が室外側レバーハンドル４１ｂから手を離す（力を抜く）と、回動した室外側レバーハンドル４１ｂは、捩りバネの付勢力によって逆回転（図８の矢印Ｒ参照）して初期位置に戻って停止する。このとき、連結軸４６、変速機４４および入力ギア７４も逆回転して停止する。入力ギア７４等が逆回転または停止した場合、入力ギア７４の各歯部７４ａは、捩りバネ７４ｃに付勢されて内側に閉じられる（図９の二点鎖線参照）。したがって、入力ギア７４の各歯部７４ａは、出力ギア７５の各歯部７５ａと接触しない。つまり、入力ギア７４の回転は、出力ギア７５に伝達されない。
【００８５】
以上説明した第２実施形態に係る扉用発電装置７０によれば、入力ギア７４等が逆回転または停止した場合でも、伝達軸７１、出力ギア７５および発電機４２は、フライホイール７３の慣性力によって一方に回転し続ける。したがって、発電機４２は、フライホイール７３に蓄えられた回転エネルギーを利用して発電を継続することができる。これにより、少ない室外側レバーハンドル４１ｂの回動操作で、発電機４２は、長時間に渡って発電し続けることができる。
【００８６】
なお、第１および第２実施形態に係る電気錠システム１の室内側認証装置５は、省略されてもよい。すなわち、室内から室外に退室する場合、利用者は、サムターン７を操作することで解錠を行ってもよい。この場合、主制御基板２２は、室外側認証装置６に設けることが好ましい。
【００８７】
なお、第１および第２実施形態に係る電気錠システム１は、扉用発電装置９，７０以外の電源を備えていなかったが、本発明はこれに限定されない。例えば、電気錠システム１は、主電源として商用電源や乾電池等を用い、副電源（停電等の緊急用）として扉用発電装置９，７０を用いてもよい。
【００８８】
なお、第１および第２実施形態に係る扉用発電装置９，７０は、操作部材として所謂レバーハンドルを用いていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、操作部材として所謂ノブを用いてもよい。
【００８９】
なお、第１および第２実施形態に係る扉用発電装置９，７０は、連結軸４６に各操作部材４０，４１と駆動プーリー５０とを直接接続していたが、本発明はこれに限定されない。例えば、各操作部材４０，４１と連結軸４６との間にギア列（図示せず）を設け、各レバーハンドル４０ｂ，４１ｂの回転が、ギア列を介して連結軸４６に伝達されてもよい。
【００９０】
なお、第１および第２実施形態に係る扉用発電装置９，７０は、低速回転時に減速となる変速比に設定されていたが（図６（Ａ）参照）、本発明はこれに限定されない。例えば、低速回転時（力の弱い利用者が操作した場合）であっても、変速機４４の変速比が、増速となるように設定されてもよい。
【００９１】
なお、上記実施形態の説明は、本発明に係る扉用発電装置およびこれを備える電気錠システムにおける一態様を示すものであって、本発明の技術範囲は、上記実施態様に限定されるものではない。上記実施形態における構成要素は、適宜、既存の構成要素等との置き換えや組み合わせが可能であって、上記実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。
【符号の説明】
【００９２】
１  電気錠システム
２  扉
２ａ  木口
２ｂ  室内側壁面（壁面）
２ｃ  室外側壁面（壁面）
４  電気錠
９，７０  扉用発電装置
１３  デッドボルト
１４  電動アクチュエーター（駆動源）
４０  室内側操作部材（操作部材）
４１  室外側操作部材（操作部材）
４２  発電機
４３  蓄電装置
４４  変速機
４６  連結軸（駆動軸）
５０  駆動プーリー
５１  従動プーリー
５２  ベルト
５３  従動軸
６４  ワンウェイクラッチ
【図１】
2016160733.tif 000003
【図２】
2016160733.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2016160733.tif 000007
【図６】
2016160733.tif 000008
【図７】
2016160733.tif 000009
【図８】
2016160733.tif 000010
【図９】
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