JP2016522340A - キー制御機能を有する電気機械式シリンダー錠 - Google Patents

Abstract

シリンダー錠（１０）は、カム（１６）を有するカムシリンダー錠本体（９）と、アクチュエータ（２０）と、カム（１６）を作動させるための手動要素（１８）とを含む。クラッチ（２６）は、シリンダー錠本体（９）に収容され、選択的にカム（１６）に係合されるとともに、アクチュエータ（２０）および手動要素（１８）のうちの一方、および、シリンダー錠本体（９）に収容されるカプラー（３４）に係合される。カプラー（３４）の適切な移動により、手動要素（１８）がクラッチ（２６）に係合する。

Description

本発明は、全体としてシリンダー錠アセンブリに関し、特に、アクチュエータの操作およびノブの操作を含む様々な動作方式を有する電気機械式シリンダー錠に関する。

ドアまたは窓の両側から施錠、および、開錠できるダブルシリンダー錠がよく知られている。ユーロプロファイル型（Ｅｕｒｏ ｐｒｏｆｉｌｅ）シリンダーのような、典型的なダブルシリンダーアセンブリは、ロックケースを介して横方向に装着されるようにしたシリンダー本体を含む。その本体は、通常、２つの回転可能なピンプラグと、ドアロック内に１個以上のロック用ボルトを突出および引っ込ませるための中央の回転可能なカム（スロワーとも呼ばれる）とを有している。適切なキーをどちらか一方のプラグに挿入することにより、カムの作動が可能となる。

代替的な形式において、シリンダー機構のうちの一つは、キーなしで一方側からボルトの作動を可能とするように手動により自由に回転可能とされるノブなどを備える軸で置き換えられるものである。

他の代替的な形式においては、シリンダー錠が、駆動用モータ（例えば、ギアモータ）により作動可能である電気機械式錠のような、いくつかのアクチュエータにより、作動可能である。

駆動用モータは、通常、ドアの内面、または、ドアのある内部の一部にある装飾補強用板金に装着される。その駆動用モータは、回転をシリンダー錠、通常、シリンダー錠から延びる軸に伝達するための駆動軸を有する。駆動用モータが、電気的に通電される場合、それにより、カムの作動（例えば、回転）が、ロック用ボルトを開閉する。その駆動用モータは、通常、キー内のトランスポンダーまたは他の装置により通電される。

本発明は、以下にさらに詳述されるように、アクチュエータの動作および手動（例えば、ノブ）の動作（いくつかの実施例では、機械的なキー制御操作）を含み、様々な動作方式を有する改良された電気機械式シリンダー錠を提供することを目的とする。

従って、本発明の実施例に従いもたらされ、シリンダー錠は、カムと、カムを作動させるためのアクチュエータおよび手動要素を含むシリンダー錠本体と、カム、および、アクチュエータおよび手動要素のうちの一方に選択的に係合されるシリンダー錠本体内に収容されるクラッチと、シリンダー錠本体内に収容されるカプラーとを含み、カプラーの適切な移動が、手動要素をクラッチに係合させる。

本発明の実施例に従い、キー操作用ピンプラグは、プラグを回転させカムを操作するためにキーが挿入可能とされるシリンダー錠本体に配される。

本発明の実施例に従い、オーバーパワーリングデバイスは、シリンダー錠本体に収容され、プラグをカムに結合するとともに、アクチュエータおよび手動要素を、作動するカムから切り離すように動作する。

本発明の実施例に従い、キーがプラグのキー溝に十分に挿入される場合、オーバーパワーリングデバイスは、プラグをカムに係合させるように、プラグのカプラーをカムに係合させる。

本発明の実施例に従い、手動要素は、選択的にカプラーに係合状態とするとともに非係合状態とするように構成される端面を有する軸に連結される。

本発明の実施例に従い、アクチュエータは、クラッチの基端に受け入れられる末端を有するレングスアダプタの基端で、末端が受け止められる駆動軸を有する。

本発明の実施例に従い、駆動軸は、レングスアダプタに摺動可能に係合され、レングスアダプタは、クラッチに摺動可能に係合される。

本発明は、図面と一緒に以下の詳細な説明からさらに十分に理解され、分かるであろう。図中。

図１は、本発明における限定されない実施例に従い構成され機能するシリンダー錠の外観略図である。 図１Ａは、アクチュエータと、手動要素と、キー操作の作動とを含むカムの動作可能な方式を示すシリンダー錠の略図である。 図２Ａは、図１におけるシリンダー錠の分解した略図である。 図２Ｂは、図１におけるシリンダー錠の分解した略図である。 図３は、本発明の実施例に従い構成され動作する減速歯車であってその減速が図１におけるアクチュエータに連動される減速歯車の外観略図である。 図４は、図３における減速歯車の簡略化した側面図である。 図４Ａは、図４におけるＡ−Ａ線に沿った図４における減速歯車の簡略化した断面図である。 図４Ｂは、図４ＡにおけるＢ−Ｂ線に沿った図４における減速歯車の簡略化した断面図である。 図４Ｃは、図４ＡにおけるＣ−Ｃ線に沿った図４における減速歯車の簡略化した断面図である。 図５Ａは、本発明の実施例に従い変換し外歯車の回転を引き起こす減速歯車の内歯車の略図である。 図５Ｂは、本発明の実施例に従い変換し外歯車の回転を引き起こす減速歯車の内歯車の略図である。 図５Ｃは、本発明の実施例に従い変換し外歯車の回転を引き起こす減速歯車の内歯車の略図である。 図５Ｄは、本発明の実施例に従い変換し外歯車の回転を引き起こす減速歯車の内歯車の略図である。 図５Ｅは、本発明の実施例に従い変換し外歯車の回転を引き起こす減速歯車の内歯車の略図である。 図５Ｆは、本発明の実施例に従い変換し外歯車の回転を引き起こす減速歯車の内歯車の略図である。

ここで図１を参照するに、本発明における限定されない実施例に従い構成され動作するシリンダー錠１０を示す。シリンダー錠１０は、ユーロプロファイル（ＥｕｒｏＰｒｏｆｉｌｅ）型を有するように示されるが、しかし、本発明は、この形状に限定されるものではない。シリンダー錠１０は、キー１４（図１Ａ、図２Ａ，２Ｂ）がプラグ１２を回転させ、カム１６（例えば、タング、即ち、レバー）（図１Ａ、図２Ａ，２Ｂ）を操作（回転などの作動を意味するが、直線運動でもよい）するために挿入され得るキー操作用ピンプラグ１２がある本体９を含む。また、シリンダー錠１０は、以下でさらに説明されるように、手動要素１８（ノブまたはハンドル１８とも呼ばれる）と、カム１６を操作するためのアクチュエータ２０（図１Ａ、図２Ａ，２Ｂ）とを含む。

ここで図１Ａを参照するに、アクチュエータ、手動要素およびキー操作の作動を含むカムの動作可能な方式を示す。これは、動作の簡略化した概要であり、各状態のより詳細な説明は、以下にもたらされる。また、図１Ａに示される複数の要素は、図２Ａ，２Ｂにも示される。

クラッチ２６は、選択的にアクチュエータ２０および手動要素１８のうちの一方とともにカム１６に係合するシリンダー錠本体９内に収容される（換言すれば、クラッチ２６は、本体９の外部ではない）。アクチュエータの動作において、アクチュエータ２０の駆動軸２２は、直接的、または、図面に示されるように、末端がクラッチ２６内に受け入れられるレングスアダプター（ｌｅｎｇｔｈ−ａｄａｐｔｅｒ）２３を介してクラッチ２６に係合される。

手動要素１８は、駆動軸２２を回転させるように回転可能とされる。例えば、手動要素１８は、回転用ハンドルとして機能するアクチュエータ２０のハウジングとされる。手動要素１８は、ただ単に、そのハウジングを掴み、駆動軸２２を回転させるためにそれを回すことを含む。また、手動要素１８は、アクチュエータ２０とは無関係に、クラッチ２６と連結され得る。手動要素１８は、カプラー３４に配される１個以上のスプリング付きピン１９と嵌め合う１個以上の孔２７などにより、カプラー３４に係合可能であるアウターシャフト３０に取り付け可能とされる。カプラー３４は、クラッチ２６に係合する。手動操作において、手動要素１８を回転させることが、アウターシャフト３０を回転させ、カプラー３４に結合される場合、クラッチ２６がカム１６を操作する。後述するように、クラッチ２６に対する如何なる角度方向にかかわらず、手動要素１８は、カプラー３４の適切な移動により、クラッチ２６に係合可能である。

キー操作において、キー操作用ピンプラグ１２は、キー１４がプラグ１２を回転させ、その結果として、係合しカム１６を操作するプラグカプラー４７を回転させるためにキーが差し込み可能であるシリンダー錠本体９内に配置される。後述するように、オーバーパワーリングデバイス４２は、キー操作用ピンプラグ１２をカム１６に結合させ、また、アクチュエータ２０および手動要素１８をカム１６を操作することから切り離す作動状態となるように、シリンダー錠本体９内に収容される。代替的に、プラグ１２は、例えば、トランスポンダーにより作動されるモータなどにより、キー以外の他の手段によって回転され得る。

ここで、アクチュエータ２０がカム１６を作動させる作動方式は、図１Ａ、図２Ａおよび図２Ｂを参照して説明される。アクチュエータ２０は、末端が本体９に収容されるクラッチ２６の基端２５に受け入れられるレングスアダプタ２３の基端に、末端２４が係合する駆動軸２２を有する。カム１６は、止め輪１７により、本体９に組み付けられ得る。クラッチ２６は、カム１６に係合する末端の歯２８（図２Ａ）を有している。（例えば、歯２８は、図２Ｂに示されるカム１６内に形成される凹部２９に入り押し付け得る）。駆動軸２２とレングスアダプタ２３との係合、および、レングスアダプタ２３とクラッチとの係合は、限定されないが、スプライン、複数の歯、または他の適した係合のような、いずれかの好適な手段により、達成されてもよい。図２Ａで示される実施例において、ピン１５は、カプラー３４に形成される細長い孔７３、クラッチ２６に形成される細長い孔７５、および、レングスアダプタ２３に形成される孔７７に入り込む。駆動軸２２とレングスアダプタ２３との係合、および、レングスアダプタ２３とクラッチ２６との係合により、複数の部品相互間において摺動可能とされる。後述されるように、クラッチ２６の末端の歯２８が、カム１６から外れるように移動可能とされる。

ここで、手動要素（ノブ）１８がカム１６を作動させる作動方式は、図１Ａ、図２Ａ、および、図２Ｂを参照して説明される。図２Ａ、図２Ｂから分かるように、１個以上の孔２７が、駆動軸２２の末端面３２に形成される。１個以上のスプリング付きピン１９が、カプラー３４の基端に装着されている。ノブ１８によりシリンダー錠１０を作動させる要求がある場合、ノブ１８が、カプラー３４の方向に内方に押される。もし、ピン１９が孔２７と一直線に並んでいない場合、ノブ１８は、ピン１９が孔２７に整合するまで回転される。ピン１９のばね荷重により、ピン１９は、孔２７に突き出し、それにより、ノブ１８とカプラー３４との係合をもたらす。カプラー３４がクラッチ２６に係合しているのでノブ１８は、機械的にクラッチ２６に係合され、アクチュエータ２０について述べたように、クラッチ２６を回転させカム１６を操作するように使用可能とされる。

クラッチ２６に対するアクチュエータ２０の角度方向がたとえどんな方向であろうとも、ノブ１８は、カプラー３４を介してクラッチ２６と係合可能であることに留意されたい。従って、アクチュエータ２０が、カム１６を作動させるようにクラッチ２６と係合され、クラッチ２６に係合されているにもかかわらず、カム１６を操作できないような、故障を不意にたとえ起きても、ノブ１８は、カプラー３４を介してクラッチ２６に係合するように押し込むことが可能とされ、それにより、アクチュエータの係合を無効にする。これは、人が部屋の内側から施錠されることを防止するために役立ち得る。

ここで、キー１４が、カム１６を作動させる動作方式は、図１Ａ、図２Ａ、図２Ｂを参照して説明される。キー１４が最初にキー溝３９に挿入される場合（図２Ａ，２Ｂ）、クラッチ２６の末端の歯２８が依然として、カム１６に係合されているのでクラッチ２６は、依然としてアクチュエータ、即ち、ノブ操作を請け負っている。

一実施例において、キー１４がキー溝３９に十分に挿入された後、キー１４がプランジャ４２（オーバーパワーリングデバイス４２とも呼ばれる）に、クラッチ２６とカム１６との係合に打ち勝つように十分な力で押し当たる。オーバーパワーリングデバイス４２は、付勢装置４０（例えば、プランジャ４２の頭部の下に配されるコイルスプリング）を含む。キー１４が十分に挿入された状態で、付勢装置４０の付勢力により、クラッチ２６の末端の歯２８（図２Ａ）がカム１６に対し切り離されるように、クラッチが回転する。図２Ｂを参照するに、これは、歯がもはや凹部２９に当接しないように、カム１６において凹部２９に当接する歯２８が回転することを意味する。それから、すぐに、付勢装置４０の付勢力により、クラッチ２６の末端の歯２８がカム１６から切り離されるように、クラッチ２６が外方に移動する。

アクチュエータ、即ち、ノブ操作に連動されるクラッチ２６の切り離しに加えて、付勢装置４０の付勢力は、プラグカプラー４７をカム１６に係合させるように付勢する。プラグカプラー４７がカム１６に係合し、キー１４を回転させることが、カム１６を作動させることに留意されたい。

例え、万一、人が、アウターシャフト３０または駆動軸２２をクラッチ２６に向けて押すことなどにより、カム１６を作動させようとしてノブ／アクチュエータ側からクラッチ２６に係合させようとしても、付勢装置４０は、より強く、レングスアダプタ２３がクラッチ２６に係合することを妨げ、その結果、キー１４は、シリンダー錠の唯一の操作者のままである。これは、入居者が部屋内で錠を操作できなくなった部屋（例えば、その入居者が弱っており、意識を失った場合等）に人が入ることを可能にするために特に重要であり得る。

ここで、本発明の限定されない実施例に従い、アクチュエータがシリンダー錠内に少なくとも部分的に配される減速歯車である実施例を示す図３乃至図４Ｃを参照する。そのアクチュエータは、ＰＣＴ特許出願（ＰＣＴ／ＵＳ１３／２４８３７）における説明に基づいている。

示される実施例において、減速歯車１１０は、内歯車１１２および外歯車１１４を含む。外歯車１１４は、回転軸線１１６の回りの回転のために配置されている。外歯車１１４は、ハウジング１１８内に支持され、ハウジング１１８から外方に延びる出力軸１２０を有している。軸受面は、好ましくは、ハウジング１１８内に形成される孔１２１で回転する出力軸１２０（例えば、随意の軸受け要素、または、潤滑物質を有する）、または、ハウジング１１８内で回転する外歯車１１４の外面形状（例えば、随意の軸受要素、または、潤滑物質を有する）である。

内歯車１１２および外歯車１１４は、回転軸線１１６の回りに回転する軸１２２に装着されている。しかしながら、外歯車１１４とは異なり、内歯車１１２は、並進運動のために配置され、回転しない。軸１２２は、回転軸線１１６に対し偏心した（図４Ａに示される偏心距離Ｅ）偏心部材１２４を含む。回転軸線１１６の回りの軸１２２の回転中、偏心部材１２４により、内歯車１１２が、並進運動において移動する。その並進運動中、内歯車１１２は、外歯車１１４と噛み合い、以下に詳細に述べるように、外歯車１１４が回転軸線１１６の回りに回転する。

リミッタ１２６は、限定された制限値内における内歯車１１２の並進運動を制約ように設けられる。リミッタ１２６は、内歯車１１２の外歯を越えて延在しておらず、それが、減速歯車１１０がそのようなコンパクトアッセンブリであることの一つの理由である。

示される実施例において、リミッタ１２６は、内歯車１１２から軸線方向に延びる直線の面を持つ部材である。リミッタ１２６は、最適な数が考慮され４つの辺を有するように示されるが、本発明は、決してこの構成に限定されるものではない。リミッタ１２６および内歯車１１２は、軸１２２を装着するための共通の貫通孔１２８を有している。貫通孔１２８は、偏心部材１２４の移動を収容するために十分に大きく、従って、軸１２２の外径と比較して大き過ぎる。

リミッタ１２６は、第１の境界部材１３０の内周部における移動のために配置される。第１の境界部材１３０は、直線の面を持つ内側および外側の輪郭を有する。その内側の輪郭は、その中でリミッタ１２６の直線移動を可能とするようにリミッタ１２６の外側の輪郭よりも大であり、リミッタ１２６の形状を収容する。

第１の境界部材１３０は、第２の境界部材１３２の内周部における移動のために配置される。第１の境界部材１３０および第２の境界部材１３２は、同様に軸１２２に装着される。

図４Ａで分かるように、軸１２２は、第２の境界部材１３２内に形成される取付孔１３４（例えば、随意の軸受要素、または、潤滑物質を有する）に支持される。第２の境界部材１３２の外方に延在する軸１２２の一部は、減速歯車１１０の運動のためにアクチュエータ（例えば、図示されないサーボモータ等）との連結のための連結部材である。

釣合い重り１３６が、偏心部材１２４との釣り合いのために軸１２２に装着され得る。

ここで、本発明の実施例に従い並進し外歯車１４の回転を引き起こす内歯車１１２を示す図５A乃至図５Fを参照する。基準軸線は、X₀およびY₀である。内歯車１１２における直交座標位置は、座標X₀およびY₀として示される。外歯車１１４の角度位置を示すベクトルは、Y₂として示される。

最初に、図５Aで分かるように、内歯車１１２は、上方の歯が噛み合うように、外歯車１１４に対し位置決めされる。内歯車１１２の最初の位置は、１１２．１で示され、外歯車１１４の最初の位置は、１１４．１で示される。

図５Bにおいて、内歯車１１２は、右下方に並進し、位置１１２．２となる（ここで簡単にするために示されないが、偏心部材の回転による）。これにより、内歯車１１２の最上の歯が外歯車１１４から出て、その右の歯が外歯車１１４に噛み合う。これにより、外歯車１１４が時計回り方向に回転し、位置１１４．２となる。

図５Cにおいて、内歯車１１２が左下方に並進し、位置１１２．３となる。これにより、内歯車１１２の右の歯が外歯車１１４から出て、下方の歯が外歯車１１４に噛み合う。これにより、外歯車１１４がさらに時計回り方向に回転し、位置１１４．３となる。

図５Dにおいて、内歯車１１２は、左下方に並進し、位置１１２．４となる。これにより、内歯車１１２の下方の歯が外歯車１１４から出て、下方の左の歯が外歯車１１４に噛み合う。これにより、外歯車１１４がさらに時計回り方向に回転し、位置１１４．４となる。

図５Eにおいて、内歯車１１２が左上方に並進し、位置１１２．５となる。これにより、内歯車１１２における下方の左の歯が外歯車１１４から出て、より上方の左の歯が外歯車１１４に噛み合う。これにより、外歯車１１４が、さらに時計回り方向に回転し、位置１１４．５となる。

図５Fにおいて、内歯車１１２が、右上方に並進し、位置１１２．４となる。これにより、内歯車１１２の左の歯が外歯車１１４から出て、上方の歯が外歯車１１４に噛み合う。これにより、外歯車１１４がさらに時計回り方向に回転し、位置１１４．６となる。それから、そのサイクルは、繰り返す。

減速歯車１１０により、歯車の歯における大変堅牢な構造が可能となることに留意されたい。その歯は、インボリュートである必要なく、むしろ、内歯車および外歯車の歯は、堅牢な厚さを有する直線の面を持つものであってもよい。これにより、歯において優れた強度、十分に低減された曲げおよび接触応力をもたらし、耐用年数の向上をもたらす。
歯の噛み合い速度は、速度が偏心部材の半径により調整され、内歯車の半径により調整されないので、減速する。

他の実施例において、内歯車が回転軸線の回りの回転のために構成され、外歯車が並進運動のために構成されてもよいことに留意されたい。他の実施例において、シリンダー錠における減速歯車が、双方の内歯車および外歯車が回転する形式、限定されないが、ハーモニックドライブ減速歯車、または、米国特許第５４２３７２５号に説明されるような、太陽ローラと外輪との間に配される複数の遊星回転要素を有する遊星摩擦形式の変速装置であってもよい。

Claims (12)

1. シリンダー錠本体（９）と、カム（１６）と、該カム（１６）を作動させるためのアクチュエータ（２０）および手動要素（１８）を含むシリンダー錠（１０）において、
   前記カム（１６）、および、前記アクチュエータ（２０）および前記手動要素（１８）のうちの一方に選択的に係合される前記シリンダー錠本体（９）内に収容されたクラッチ（２６）を特徴とするシリンダー錠。
2. 前記シリンダー錠（９）内に収容されるカプラー（３４）をさらに含み、該カプラー（３４）が選択的に前記手動要素（１８）を前記クラッチ（２６）に係合させる請求項1記載のシリンダー錠（１０）。
3. 前記シリンダー錠本体（９）内に配されるプラグ（１２）をさらに含み、回転するプラグ（１２）が、前記カム（１６）を操作する請求項１または請求項２記載のシリンダー錠（１０）。
4. 前記シリンダー錠本体（９）に収容され、前記プラグ（１２）を前記カム（１６）に結合するとともに、前記アクチュエータ（２０）および前記手動要素（１８）を作動する前記カム（１６）から切り離すように動作するオーバーパワーリングデバイス（４２）をさらに含む請求項３記載のシリンダー錠（１０）。
5. キー（１４）が前記プラグ（１２）のキー溝に十分に挿入される場合、前記オーバーパワーリングデバイス（４２）は、該プラグ（１２）を前記カム（１６）に係合させるように、プラグ（１２）のカプラーを前記カム（１６）に係合させる請求項４記載のシリンダー錠（１０）。
6. 前記手動要素（１８）は、選択的に前記カプラー（３４）に係合状態とするとともに非係合状態とするように構成される端面（３２）を有する軸（２２）に連結される請求項１乃至請求項５のうちのいずれかに記載のシリンダー錠（１０）。
7. 前記アクチュエータ（２０）は、前記クラッチ（２６）の基端に受け入れられる末端を有するレングスアダプタ（２３）の基端で、末端が受け止められる駆動軸（２２）を有する請求項１乃至請求項６のうちのいずれかに記載のシリンダー錠（１０）。
8. 前記駆動軸（２２）は、前記レングスアダプタ（２３）に摺動可能に係合され、該レングスアダプタ（２３）は、前記クラッチ（２６）に摺動可能に係合される請求項７記載のシリンダー錠（１０）。
9. 前記クラッチ（２６）は、前記カム（１６）に形成される凹部（２９）に入り、押し付けるように動作する末端の歯（２８）を有する請求項１乃至請求項８のうちのいずれかに記載のシリンダー錠（１０）。
10. 前記カプラー（３４）は、前記クラッチ（２６）に対する前記アクチュエータ（２０）のいずれの角度方向にも関係なく、前記手動要素（１８）を前記クラッチ（１６）に係合できる請求項１乃至請求項９のうちのいずれかに記載のシリンダー錠（１０）。
11. 前記アクチュエータ（２０）は、前記シリンダー錠（１０）内に配される減速歯車式モータに作動的に連結される請求項１乃至請求項１０のうちのいずれかに記載のシリンダー錠（１０）。
12. 前記減速歯車式モータ（１１０）は、内歯車（１１２）と、回転軸線の回りに回転するように構成される外歯車（１１４）とを含む請求項１１記載のシリンダー錠（１０）。