JP6215847B2 - シリンダー錠における歯車アセンブリーおよび使用方法 - Google Patents

Description

本発明は、概ね歯車アセンブリーおよび錠装置、より詳細には、他にも使い道はあるが、シリンダー錠のプラグ穴に嵌合してシリンダー錠を電気機械式に操作することができるコンパクトな歯車アセンブリーに関する。

この分野においてよく知られているように、モータ−駆動のシリンダー錠における錠部材を回す電動モーターによって操作される多くの電気機械的シリンダー錠がある。

従来技術の周知システムは、モータ−駆動されるシリンダー錠を操作するために回転速度を低減させる必要があるモーターを使用する。周知の減速歯車は大きく、シリンダー錠の外側に配置しなければならない。

本発明は、他にも使い道はあるが、以下により詳細に記述されるように、シリンダー錠の電気機械式操作のためにシリンダー錠のプラグ穴に嵌合することができ、 概ね減速歯車として用いられる新奇でコンパクトな歯車アセンブリーを提供しようとしている。従って、その使用方法の１つにおいて、この歯車アセンブリーはシリンダー錠内にある。

従って、本発明の実施形態によると、外部錠部材を作動させるための可回転部材を含むシリンダー錠と、このシリンダー錠の内部に配され、前記可回転部材に機械的に連結されて前記可回転部材を回転操作可能である減速歯車であって、この減速歯車を動かすためのアクチュエーターに結合される接続部材を含む減速歯車とを含むアセンブリーが与えられる。

本発明の限定しない実施形態が１つ以上の次の特長を含む。

減速歯車は内側歯車と外側歯車とを含み、外側歯車は回転軸線を中心として回転するように配されている。

可回転部材および減速歯車は回転軸線の周りを共に回転するように配されている。

内側歯車が平行移動するように配され、この内側歯車の平行移動中に内側歯車が外側歯車と噛み合って外側歯車を回転軸線周りに回転させるようになっている。内側歯車は回転しない。

内側歯車は、回転軸線に対して偏心した偏心部材を含む軸に取り付けられ、回転軸線の周りの軸の回転中に、偏心部材は内側歯車を平行移動させるようになっている。

リミッターが内側歯車の平行移動を規定範囲内に拘束し、このリミッターは内側歯車の歯の外側を越えて突出していない。リミッターは内側歯車から軸線方向に突出するまっすぐな側面を持っており、このリミッターは第１の境界部材の内周縁内で移動するように配されている。第１の境界部材の外周縁はまっすぐな側面を持っており、第１の境界部材は第２の境界部材の内周縁内で移動するように配され、第１および第２の境界部材が軸に取り付けられている。

代わりに、内側歯車が回転軸線を中心として回転する一実施形態があってよい。

本発明の一実施形態によると、内側歯車および外側歯車であって、外側歯車が回転軸線を中心として回転するように配されると共に内側歯車が平行移動のために配され、内側歯車の平行移動中に内側歯車が外側歯車と噛み合い、前記回転軸線を中心として外側歯車を回転させる内側歯車および外側歯車と、内側歯車の平行移動を規定範囲内に拘束し、内側歯車の外側の歯を越えては突出していないリミッターとを含む歯車アセンブリーもまた、与えられる。

本発明の一実施形態によると、内側歯車と外側歯車とを含み、回転軸線を中心として回転するために内側歯車が配されると共に平行移動のために外側歯車が配され、外側歯車の平行移動中に、外側歯車が内側歯車と噛み合い、回転軸線を中心として内側歯車を回転させる歯車アセンブリーもまた、与えられる。この実施形態は、入力速度を減らす代わりに入力回転速度を増大させるために用いることができる。

本発明の一実施形態により構成されて作動する減速歯車を単純化した絵画的図面である。 図１の減速歯車を単純化した側面図である。 図２中のＡ−Ａ線に沿って取得し、図２の減速歯車を単純化した断面図である。 図２Ａ中のＢ−Ｂ線に沿って取得し、図２の減速歯車を単純化した断面図である。 図２Ａ中のＣ−Ｃ線に沿って取得し、図２の減速歯車を単純化した断面図である。 平行移動して外側歯車の回転をもたらす本発明の一実施形態による減速歯車の内側歯車の単純化した図面である。 平行移動して外側歯車の回転をもたらす本発明の一実施形態による減速歯車の内側歯車の単純化した図面である。 平行移動して外側歯車の回転をもたらす本発明の一実施形態による減速歯車の内側歯車の単純化した図面である。 平行移動して外側歯車の回転をもたらす本発明の一実施形態による減速歯車の内側歯車の単純化した図面である。 平行移動して外側歯車の回転をもたらす本発明の一実施形態による減速歯車の内側歯車の単純化した図面である。 平行移動して外側歯車の回転をもたらす本発明の一実施形態による減速歯車の内側歯車の単純化した図面である。 本発明の他の実施形態により構成されて作動する歯車アセンブリーを単純化した絵画的図面である。 図４の歯車アセンブリーの単純化した側断面図である。 図５中のＡ−Ａ線に沿って取得した、図５の歯車アセンブリーの単純化した断面図である。 本発明の一実施形態により構成されて作動するシリンダー錠の単純化した絵画的分解組立図面であり、減速歯車がシリンダー錠の中にある。 本発明の一実施形態により構成されて作動するシリンダー錠の単純化した絵画的分解組立図面であり、減速歯車がシリンダー錠の中にある。

本発明は、図面と関連して挙げた次の詳細な説明から、より完全に理解されると共に正しく認識されよう。

さて、本発明の限定しない一実施形態により構成されて作動する減速歯車１０を例示した図１〜図２Ｃに対して参照がなされる。

例示したこの実施形態において、減速装置１０は内側歯車１２と外側歯車１４とを含む。外側歯車１４は回転軸線１６を中心として回転するように配される。外側歯車１４はハウジング１８にジャーナル支持され、ハウジング１８から外側に突出する出力軸２０を有している。その支承面は、ハウジング１８に形成した穴２１内を（例えば随意的に支承部材または潤滑材料を用いて）回転する出力軸２０か、あるいはハウジング１８内を（例えば随意的に支承部材または潤滑材料を用いて）回転する外側歯車１４の外側輪郭であることが好ましい。

内側歯車１２および外側歯車１４は、回転軸線１６を中心として回転する軸２２に取り付けられている。しかしながら、外側歯車１４に対して内側歯車１２は平行移動するように配され、回転しない。軸２２は、回転軸線１６に対して（図２Ａに示す偏心距離Ｅ）偏心した偏心部材２４を含む。回転軸線１６を中心とする軸２２の回転中に、偏心部材２４は内側歯車１２を平行移動にて動かす。この平行移動中に、内側歯車１２が外側歯車１４と噛み合い、より詳細に以下で説明するように、回転軸線１６を中心として外側歯車１４を回転させる。

内側歯車１２の平行移動を規定範囲内に拘束するリミッター２６が設けられている。このリミッター２６は、内側歯車１２の歯の外側を越えて突出せず、減速歯車１０がこのようなコンパクトなアセンブリーであることにその理由の１つがある。

例示したこの実施形態において、リミッター２６は、内側歯車１２から軸線方向に突出するまっすぐな側面を持った部材である。リミッター２６は最適な数であると考えられる４つの側面を有するように示されるが、本発明は決してこの形態に限定されない。リミッター２６および内側歯車１２は、軸２２に取り付けるための共通の貫通穴２８を有している。貫通穴２８は偏心部材２４の移動に対応するために充分大きく、従って軸２２の外径と比較して大ぶりである。

リミッター２６は第１の境界部材３０の内周縁内を移動するように配されている。第１の境界部材３０はまっすぐな側面を持った内側および外側の輪郭を有する。この内側の輪郭は、リミッター２６の形状に対応しているが、そこでのリミッター２６の直線移動を可能にするため、 リミッター２６の外側の輪郭よりも大きい。

第１の境界部材３０は第２の境界部材３２の内周縁内を移動するように配されている。第１の境界部材３０および第２の境界部材３２も同様に、軸２２に取り付けられている。図２Ａに最も良く見られるように、軸２２は第２の境界部材３２に形成された取り付け穴３４に（例えば随意的に支承部材または潤滑材料を用いて）ジャーナル支持されている。第２の境界部材３２の外側に突出する軸２２の部分は、減速歯車１０を動かすためのアクチュエーター（例えば図示しないサーボモーターなど）に結合される接続部材である。

釣合錘３６を軸２２に取り付けて偏心部材２４と釣り合わせることができる。

さて、平行移動して外側歯車１４の回転をもたらす本発明の一実施形態による内側歯車１２を例示した図３Ａ〜図３Ｆに対して参照がなされる。

基準軸線はＸ0およびＹ0である。内側歯車１２のデカルト位置は、座標Ｘ0およびＹ0として示されている。外側歯車１４の角度位置を示すベクトルは、Ｙ2として示されている。

初めに、図３Ａに見られるように、上側の歯が噛み合うように内側歯車１２が外側歯車１４に対して位置している。内側歯車１２の初期位置は１２.１を示し、外側歯車１４の初期位置は１４.１を示している。

図３Ｂにおいて、内側歯車１２が位置１２.２へと（簡潔性のためにここでは図示しない偏心部材の回転によって）右下向きに平行移動する。これは、内側歯車１２の最も上にある歯が外側歯車１４から抜け外れ、右側の歯が外側歯車１４と噛み合うことをもたらす。これは、外側歯車１４を位置１４.２まで右回りに回転させる。

図３Ｃにおいて、内側歯車１２が位置１２.３へと左向きに平行移動する。これは内側歯車１２の右側の歯が外側歯車１４から抜け外れ、下側の歯が外側歯車１４と噛み合うことをもたらす。これは、外側歯車１４を位置１４.３までさらに右回りに回転させる。

図３Ｄにおいて、内側歯車１２が位置１２.４へと左上向きに平行移動する。これは内側歯車１２の下側の歯が外側歯車１４から抜け外れ、左下の歯が外側歯車１４と噛み合うことをもたらす。これは、外側歯車１４を位置１４.４までさらに右回りに回転させる。

図３Ｅにおいて、内側歯車１２が位置１２.５へと左上向きに平行移動する。これは内側歯車１２の左下の歯が外側歯車１４から抜け外れ、左上の歯が外側歯車１４と噛み合うことをもたらす。これは外側歯車１４を位置１４.５までさらに右回りに回転させる。

図３Ｆにおいて、内側歯車１２が位置１２.４へと右上向きに平行移動する。これは内側歯車１２の左側の歯が外側歯車１４から抜け外れ、上側の歯が外側歯車１４と噛み合うことをもたらす。これは外側歯車１４を位置１４.６までさらに右回りに回転させる。そして、この周期そのものが繰り返される。

減速歯車１０が極めてがっしりした歯の構成を可能にすることを指摘しておく。この歯はインボリュートである必要がなく、どちらかと言えば、内側歯車および外側歯車の歯はがっしりした厚みを持つまっすぐな側面を有することができる。これは優れた強度と、歯の曲げ応力および接触応力の著しい低減と、寿命の増加とをもたらす。歯の噛み合い速度は遅く、それは内側歯車の半径によってではなく、偏心部材の半径によって支配されるためである。

さて、本発明の他の限定しない実施形態によって構成されて作動する歯車アセンブリー４０を例示した図４〜図５Ａに対し、参照がなされる。歯車アセンブリー４０の構成部材は、減速歯車１０のそれと同様であるが、この実施形態における役割が切り替えられ、外側歯車が平行移動すると共に内側歯車が回転する。

例示した実施形態において、歯車アセンブリー４０は内側歯車４２と外側歯車４４とを含む。内側歯車４２は回転軸線４６の周りを回転するように配されている。内側歯車４２はハウジング４８にジャーナル支持され、ハウジング４８から外側に突出する出力軸５０を有している。回転部材５１は回転軸線４６を中心として回転する軸５２を有する。軸５２は、回転軸線４６に対して（図４に示した偏心距離Ｅ’）偏心する偏心部材５４を含んでいる。釣合錘６６があってもよい。

外側歯車４４の平行移動を規定範囲内に拘束するリミッター５６が設けられている。この例示した実施形態において、リミッター５６は、外側歯車４４から軸線方向に突出するまっすぐな側面を持った部材である。リミッター５６は第１の境界部材６０の内周縁内で移動するように配されている。第１の境界部材６０は第２の境界部材６２の内周縁内で移動するように配されている。回転軸線４６を中心とする軸５２の回転中に、偏心部材５４は第１の境界部材６０のハブ６３に対して移動し、外側歯車４４を平行移動にて動かす。この平行移動中に、外側歯車４４が内側歯車４２と噛み合い、減速歯車１０に対して上で説明したのと同様な方法で、回転軸線４６を中心として内側歯車４２を回転させる。

さて、本発明の実施形態によって構成されて作動するシリンダー錠１００を例示した図６Ａ〜図６Ｂに対して参照がなされ、このシリンダー錠１００の内側に減速歯車１０がある。

シリンダー錠１００はヨーロッパ形の二重シリンダー錠として示されている。より詳細には、この例示した実施形態は、モーター１０１により駆動され、鍵操作のシリンダー錠１０３と一列に並んだモータ−駆動されるシリンダー錠であり、これらは、共通の外部錠部材（すなわちシリンダーに対して外側）と一般に中央に配された回転可能なカム１０２を共に作動させる。モータ−駆動されるシリンダー錠は一般に扉の内部にあり、（ＲＦＩＤによるが如き）モーター１０１を作動させる鍵にある中継器により、あるいは認証された人の生体パラメーター（例えば指紋など）を検知してモーター１０１を作動させる生体検出器によるが如く、認証された人によって操作されることができる。外側のシリンダー錠１０３は鍵で操作され、機械的なオーバーライドとして特定条件下での使用のために設計されることができる。

しかしながら、本発明はこの形態に限定されず、単一のシリンダー錠およびあらゆる種類の外形に対してもまた、適用させることができる。

例示された実施形態において、図６Ｂの右側でハウジング１８がシリンダー錠１００のプラグ穴１０４の内側にジャーナル支持されることが理解される。外側歯車１４の出力軸２０は、カム１０２と直接的または間接的に接触するような寸法に作られている。減速歯車は、図６Ｂの右側の部材を具えた単一ステージの減速歯車であってよい。

他の実施形態が図６Ｂに示され、これは２ステージの減速歯車である。この実施形態において、他の組の内側歯車と外側歯車とが設けられている。この２ステージは、次のように協力する。右側ステージの第１の境界部材３０は、上述したように第２の境界部材３２内で移動するようになっている。第２の境界部材３２は、左側ステージ（モーターに接続するステージ）のためのハウジングであるハウジング１８'の一部である。左側ステージの外側歯車１４の出力軸は２２'で示され、これは右側ステージの内側歯車１２および外側歯車１４のための偏心部材２４'を持った軸２２'として機能する。

左側ステージの軸２２は、ブシュ１０６エンドキャップ１０８にジャーナル支持されてモーター１０１の軸と接続させることができる。

随意的に、シリンダー錠内の減速歯車は、その開示を参照することによってここに組み入れられる米国特許５４２３７２５に記述された如き調和駆動減速機か、あるいは太陽ローラーと外輪との間に配された複数の遊星回転部材を有する遊星伝動型の速度変換機器の如き、内側歯車および外側歯車の両方が回転する種類のものであってよいが、これらに限定されない。

Claims (12)

1. 外部錠部材を作動させるためのカムを具えたシリンダー錠と、
   前記シリンダー錠の内部に配され、前記カムに機械的に連結されて前記カムを回転操作可能な減速歯車であって、前記減速歯車を動かすためのアクチュエーターに結合される接続部材を具えた減速歯車と
   を具えた錠アセンブリーであって、
   前記減速歯車は内側歯車と外側歯車とを具え、前記外側歯車が回転軸線を中心として自転するように配され、前記内側歯車が平行移動するように配され、前記内側歯車の平行移動中に前記内側歯車は、前記外側歯車と噛み合い、前記回転軸線を中心として前記外側歯車を自転させ、
   前記錠アセンブリーは前記内側歯車の平行移動を規定範囲内に拘束するリミッターをさらに具え、前記リミッターは前記内側歯車の歯の外側を越えて突出しておらず、前記リミッターは前記内側歯車から軸線方向に突出するまっすぐな側面を持っており、前記リミッターは第１の境界部材の内周縁内で移動するように配され、前記第１の境界部材の外周縁はまっすぐな側面を持っており、前記第１の境界部材は第２の境界部材の内周縁内で移動するように配されていることを特徴とする錠アセンブリー。
2. 前記カムおよび前記減速歯車は、前記回転軸線を中心として共に自転するように配されていることを特徴とする請求項１に記載の錠アセンブリー。
3. 前記内側歯車は自転しないことを特徴とする請求項１に記載の錠アセンブリー。
4. 前記内側歯車は、前記回転軸線に対して偏心した偏心部材を具えた軸に取り付けられ、前記回転軸線を中心とする前記軸の回転中に、前記偏心部材は前記内側歯車を前記平行移動させるようになっていることを特徴とする請求項１に記載の錠アセンブリー。
5. 前記第１および第２の境界部材が前記軸に取り付けられていることを特徴とする請求項４に記載の錠アセンブリー。
6. 内側歯車および外側歯車であって、前記外側歯車が回転軸線を中心として自転するように配され、前記内側歯車が平行移動するために配され、前記内側歯車の平行移動中に前記内側歯車は、前記外側歯車と噛み合い、前記回転軸線を中心として前記外側歯車を自転させる、内側歯車および外側歯車と、
   前記内側歯車の前記平行移動を規定範囲内に拘束し、前記内側歯車の外側の歯を越えては延在していないリミッターと
   を具え、
   前記リミッターは、前記内側歯車から軸線方向に突出するまっすぐな側面を持っており、第１の境界部材の内周縁内で移動するように配され、
   前記第１の境界部材の外周縁はまっすぐな側面を持っており、前記第１の境界部材は第２の境界部材の内周縁内で移動するように配されていることを特徴とする歯車アセンブリー。
7. 前記内側歯車は自転しないことを特徴とする請求項６に記載の歯車アセンブリー。
8. 前記内側歯車は、前記回転軸線に対して偏心した偏心部材を具えた軸に取り付けられ、前記回転軸線を中心とする前記軸の自転中に前記偏心部材は前記内側歯車を前記平行移動させることを特徴とする請求項６に記載の歯車アセンブリー。
9. 前記第１および第２の境界部材が前記軸に取り付けられていることを特徴とする請求項８に記載の歯車アセンブリー。
10. 前記外側歯車はハウジングから外側に突出する出力軸を具えたことを特徴とする請求項６に記載の歯車アセンブリー。
11. 前記内側歯車および前記外側歯車の歯がまっすぐな側面を持っていることを特徴とする請求項６に記載の歯車アセンブリー。
12. 前記軸に取り付けられた釣合錘をさらに具えたことを特徴とする請求項８に記載の歯車アセンブリー。