电子锁的制作方法

本发明涉及通过电动输入和手动输入中的任意一种都能够进行锁定或解锁的电子锁。

背景技术：

近年来，随着住宅的智能家居化而与住宅相关装置的电动化也在发展，尤其是在入户门安装有无需钥匙就能够进行锁定或解锁的电子锁在渐渐普及。但是，对于安装于入户门的电子锁而言，需要构成为：不仅能够进行在电动输入下的锁定或解锁，还能够进行备于在停电时等紧急时刻使用现有的钥匙的手动输入下的锁定或解锁。

如上所述，作为通过电动输入和手动输入中任意一个都能够进行锁定或解锁的电子锁，例如有下述专利文献1所提出的装置。该专利文献1的电子锁在由马达驱动的离合器齿轮的内部，将三个离合器部件(第一离合器片、第二离合器片以及锁定片)配置为在轴向上重叠并能够旋转地嵌合于固定的离合器轴的状态，在电动输入时，离合器齿轮与离合器部件进行锁定，与离合器部件卡合的驱动臂经由从钥匙或指旋锁受到手动输入的手动输入部件(顶接头)来驱动锁定插销，由此进行锁定或解锁，在手动输入时，与手动输入部件连动的驱动臂解除离合器齿轮与离合器部件的锁定状态，同时，手动输入部件通过驱动锁定插销来进行锁定或解锁。

专利文献1：日本专利第4847266号公报

上述专利文献1所提出的电子锁将离合器部件中的第二离合器片形成为扇形，使设置于其周向端部的被卡合部与驱动臂的端部卡合，并在第二离合器片的外周面与离合器齿轮的内周面之间形成楔形空间，通过将配置于该楔形空间内的滚子压入楔形空间的狭小部从而离合器齿轮与第二离合器片进行锁定。

然而，因将第二离合器片形成为扇形，从而作为使离合器齿轮与第二离合器片锁定的部件的滚子无法在离合器齿轮的整周上均衡地配置，其数量也与在整周上配置的情况相比减少(在实施例中为两个，其中一个进行锁定时另一个进行空转)。

因此，在离合器齿轮与第二离合器片锁定时滚子的面压容易增高，在使用中因离合器齿轮的内周面、第二离合器片的外周面的早期磨损而形成于其间的楔形空间的形状崩坏而产生锁定不良，并存在无法进行电动输入下的锁定或解锁的担忧。另外，在锁定时，由于压入楔形空间的狭小部的滚子将第二离合器片推压到离合器轴，因此边与离合器轴滑动边进行旋转的第二离合器片的旋转扭矩变大，从而存在无法顺畅地进行电动输入下的锁定或解锁的担忧，还存在容易产生因离合器轴的外周面以及第二离合器片的离合器轴嵌合孔的内周面的偏磨损、离合器轴的偏心而导致的驱动扭矩的变动的问题。

技术实现要素：

因此，本发明的课题在于提供一种通过电动输入和手动输入中的任意一种都能够进行锁定或解锁并且能够长期稳定地使用的电子锁。

为了解决上述的课题，本发明的电子锁通过电动输入和手动输入中的任意一种都能够进行锁定或解锁，并具备：第一输入部件，其通过来自驱动马达的电动输入被驱动而旋转；第二输入部件，其通过来自钥匙或指旋锁的手动输入被驱动而旋转；输出部件，其使锁定插销进退；反向输入切断机构，其将上述驱动马达的驱动力传递到第一输入部件，对于施加到第一输入部件的反向输入扭矩进行锁定而使第一输入部件停止；以及输入切换离合器，其将施加到上述第一输入部件或第二输入部件的驱动力传递到输出部件，在上述电子锁中，上述输入切换离合器在与上述第一输入部件一体旋转的外圈的径向内侧配置有绕与上述第二输入部件相同的轴心与上述输出部件一体旋转的内圈，在上述外圈与内圈之间配置有多个滚子，在将驱动力施加到上述第一输入部件时，通过上述外圈经由滚子与内圈进行锁定，从而将驱动力传递到上述内圈以及输出部件，在将驱动力施加到上述第二输入部件时，在通过上述第二输入部件的旋转将上述外圈与内圈的锁定状态解除之后，将驱动力传递到上述内圈以及输出部件。

即，作为将电动输入或手动输入的驱动力传递到输出部件的输入切换离合器能够采用如下结构，即能够在通过电动输入与第一输入部件一体旋转的外圈、和与输出部件一体旋转的内圈之间，沿周向均衡地配置多个使外圈与内圈进行锁定的滚子，并将外圈与内圈锁定时的滚子的面压抑制为较低，在使用中难以产生外圈的内周面、内圈的外周面的早期磨损、偏磨损、或内圈的偏心。

作为上述输入切换离合器的具体的结构可以采用如下结构，即在上述内圈的外周面沿周向设置有多个凸轮面，在上述外圈的内周圆筒面与内圈的各凸轮面之间形成有沿周向逐渐变狭小的楔形空间，在这些各楔形空间装入上述滚子以及将上述滚子向楔形空间的狭小部压入的弹簧，将具有插入到上述各楔形空间的周向两侧的柱部的锁定解除片与上述第二输入部件连结为能够传递旋转，在上述第二输入部件与内圈之间设置有以存在微小的角度延迟的方式将第二输入部件的旋转传递到内圈的扭矩传递单元，在将驱动力施加到上述第一输入部件时，通过与上述第一输入部件一体旋转的外圈经由滚子与内圈进行锁定，从而将驱动力传递到上述内圈以及输出部件，在将驱动力施加上述第二输入部件时，与上述第二输入部件一体旋转的锁定解除片的柱部克服上述弹簧的弹力而将在旋转方向上对置的滚子向楔形空间的广大部推压来解除上述外圈与内圈的锁定状态，之后，通过上述扭矩传递单元将驱动力传递到上述内圈以及输出部件。

另外，作为上述反向输入切断机构能够采用具备蜗杆与蜗轮且具有自锁功能的蜗杆机构，上述蜗杆由上述驱动马达施加驱动力，上述蜗轮与上述蜗杆啮合并以能够传递旋转的方式与上述第一输入部件连结。

本发明的电子锁如上所述，作为将电动输入或手动输入的驱动力传递到输出部件的输入切换离合器，由于装入有能够在通过电动输入与第一输入部件一体旋转的外圈、和与输出部件一体旋转的内圈之间沿周向均衡地设置多个使外圈与内圈进行锁定的滚子的装置，因此在使用中难以产生输入切换离合器的外圈、内圈的早期磨损、偏磨损、或内圈的偏心，与现有的装入对滚子的配置、数量的制约较大的离合器机构相比能够得到长期稳定的锁定或解锁动作。

附图说明

图1是实施方式的电子锁的纵剖主视图。

图2是沿图1的ii－ii线的剖视图。

图3a是通过钥匙对图1的电子锁进行锁定或解锁时的操作的说明图。

图3b是通过钥匙对图1的电子锁进行锁定或解锁时的操作的说明图。

图3c是通过钥匙对图1的电子锁进行锁定或解锁时的操作的说明图。

图3d是通过钥匙对图1的电子锁进行锁定或解锁时的操作的说明图。

图3e是通过钥匙对图1的电子锁进行锁定或解锁时的操作的说明图。

图3f是通过钥匙对图1的电子锁进行锁定或解锁时的操作的说明图。

图4是沿图1的iv－iv线的剖视图。

图5a是图1的电子锁的手动输入时的旋转传递动作的说明图。

图5b是图1的电子锁的手动输入时的旋转传递动作的说明图。

具体实施方式

以下，基于图1～图5b对本发明的实施方式进行说明。如图1及图2所示，该电子锁通过电动输入或手动输入中的任意一种都能够进行锁定或解锁，并在插入固定于在入户门的内外表面形成的一对板部件b1、b2之间的锁壳1的内部设置有如下部件：驱动马达2；电动输入齿轮(第一输入部件)3，其通过来自驱动马达2的电动输入被驱动而旋转；手动输入轴(第二输入部件)6，其通过来自钥匙4或指旋锁5的手动输入被驱动而旋转；输出齿轮(输出部件)8，其使锁定插销7进退；作为反向输入切断机构的蜗杆机构9，其设置于驱动马达2与电动输入齿轮3之间；以及输入切换离合器10，其分别与电动输入齿轮3、手动输入轴6以及输出齿轮8连结，将电动输入或手动输入中的任一种驱动力传递到输出齿轮8。

上述锁壳1是将指旋锁5侧敞开的内箱1b呈嵌套状地插入钥匙4侧敞开的外箱1a而成的部件，与指旋锁5一体形成的指旋锁轴11贯通该外箱1a与门内表面侧的板部件b1。指旋锁轴11与供钥匙4的前端部插入的钥匙轴12的一端部连结为能够传递旋转，该钥匙轴12将另一端部以自如旋转的方式支承于内箱1b。此外，在门内表面侧的板部件b1的表面安装有以自如旋转的方式支承指旋锁轴11的指旋锁座13，在门外表面侧的板部件b2的表面安装有钥匙座14，钥匙4的前端部贯通钥匙座14和板部件b2地插入到钥匙轴12。

这里，如图2所示，对钥匙轴12而言，供钥匙4的前端部插入的钥匙孔12a具有在径向上相互对置的剖面呈扇形的两个凹部，在该状态时，即在一个扇形凹部位于左上方且另一个扇形凹部位于右下方时，电子锁处于解锁状态。然后，若从该解锁状态，将插入到钥匙轴12的钥匙4如图3a所示那样向右旋转，则钥匙轴12也被钥匙4推压而向右旋转，如图3b所示那样一个扇形凹部位于右上方，另一个扇形凹部位于左下方，此时，电子锁被锁定。此外，对于钥匙4而言，若其前端部的剖面不是沿上下方向延伸的姿势(图3a的姿势)则无法相对于钥匙座14进行插拔，所以在通过钥匙4进行锁定之后，使钥匙4如图3b所示那样反转(左旋转)回到原来的姿势之后(成为图3c的状态之后)，从钥匙轴12以及钥匙座14拔出钥匙4。

另外，若从图3c的状态使钥匙4向左旋转(图3d)，则被钥匙4推压的钥匙轴12也向左旋转，成为图3e所示的解锁状态。在通过钥匙4解锁之后，也使钥匙4反转(向右旋转)回到原来的位置(图3f的状态)，从钥匙轴12以及钥匙座14拔出钥匙4。

上述电动输入齿轮3如后述那样是构成蜗杆机构9的一部分的蜗轮，从其轴向的一端侧的开口向内侧装入输入切换离合器10，该开口被盖15封闭。

对上述手动输入轴6而言，其一端侧形成为大径，两端部分别经由烧结含油轴承16、17支承于锁壳1的外箱1a以及内箱1b。在该大径部之中的与小径部连续的部分，形成有如后述那样用于将驱动力传递到输出侧的对边宽部6a。而且，在该对边宽部6a与一端侧的烧结含油轴承16之间的外周，键固定有手动输入齿轮18，该手动输入齿轮18与键固定于指旋锁轴11的外周的指旋锁齿轮19啮合。由此，通过来自钥匙4或指旋锁5的手动输入来驱动手动输入轴6旋转。

上述蜗杆机构9具有：与驱动马达2的主轴2a连接并被从驱动马达2直接输入驱动力的蜗杆20；以及与蜗杆20啮合的作为蜗轮的电动输入齿轮3，并且上述蜗杆机构9具有自锁功能。因此，虽然驱动马达2的驱动力传递到电动输入齿轮3，但是对于从输出侧施加到电动输入齿轮3的反向输入扭矩进行锁定从而使电动输入齿轮3停止。

如图1及图4所示，上述输入切换离合器10具备：形成为两阶梯式圆筒状的外圈21；配置于外圈21的大径部的径向内侧的内圈22；装入外圈21的大径部内周面与内圈22的外周面之间的滚子23及螺旋弹簧24；具有隔着滚子23插入到与螺旋弹簧24对置的位置的柱部25a的锁定解除片25；以及配置于锁定解除片25与电动输入齿轮3的盖15之间，安装于外圈21的侧板26。

对于该输入切换离合器10的外圈21而言，在设置于一端的凸缘部21a的外周部形成有多个切口21b，通过将形成于侧板26的外周部的爪26a嵌入到上述一部分的切口21b并折弯，从而将侧板26固定于凸缘部21a。而且，在凸缘部21a的剩余的切口21b、与形成于与其对应的位置的侧板26的切口26b嵌入设置于电动输入齿轮3的内周的止转凸部3a，从而外圈21以及侧板26与电动输入齿轮3一体旋转。

另一方面，在形成于内圈22的一端侧的卡合孔22a中插入手动输入轴6的对边宽部6a，手动输入轴6的小径部通过与内圈22的另一端侧一体形成的中空的输出轴27，从而内圈22绕与手动输入轴6相同的轴心旋转。输出轴27旋转自如地支承于嵌入外圈21的小径部的内周的烧结含油轴承28。而且，在该烧结含油轴承28与对手动输入轴6的另一端侧进行支承的烧结含油轴承17之间的输出轴27外周，键固定有输出齿轮8，从而内圈22以及输出轴27与输出齿轮8一体旋转。

该内圈22的卡合孔22a形成为剖面形状与手动输入轴6的对边宽部6a的剖面形状几乎相同，并隔着微小的旋转方向的缝隙对置。由此，将手动输入轴6的旋转以存在微小的角度延迟的方式传递到内圈22。

另外，在内圈22的外周设置有与径向正交的多个凸轮面22b，在这些各凸轮面22b与外圈21的内周圆筒面之间形成有向周向两侧逐渐变狭小的楔形空间29。而且，在这些各楔形空间29以夹着螺旋弹簧24的状态配置有一对滚子23，螺旋弹簧24将各滚子23压入楔形空间29的狭小部，在各楔形空间29的周向两侧插入有锁定解除片25的柱部25a。该锁定解除片25无缝隙地嵌合固定于手动输入轴6的对边宽部6a的一端侧部分的外周。

在该输入切换离合器10中，若经由电动输入齿轮3向外圈21施加输入扭矩(驱动力)，则经由通过螺旋弹簧24的弹力而被压入到楔形空间29的狭小部的旋转方向前侧的滚子23使外圈21与内圈22进行锁定，因此外圈21的旋转传递到内圈22、输出轴27以及输出齿轮8。此时，由于旋转方向前侧的滚子23推压锁定解除片25的柱部25a，因此固定有锁定解除片25的手动输入轴6以及手动输入齿轮18也一起旋转。

另一方面，在经由手动输入齿轮18向手动输入轴6施加了输入扭矩(驱动力)时，首先，如图5a所示，与手动输入轴6一体旋转的锁定解除片25的柱部25a克服螺旋弹簧24的弹力而将旋转方向后侧的(在旋转方向上对置)滚子23向楔形空间29的广大部推压，因此该滚子23与外圈21以及内圈22的卡合被解除，而外圈21与内圈22的锁定状态被解除。然后，如图5b所示，若手动输入轴6进一步旋转，其大径部的对边宽部6a推压内圈22的卡合孔22a的内表面，则手动输入轴6的旋转传递到内圈22，旋转方向前侧的滚子23与外圈21以及内圈22的卡合也被解除，而内圈22以及输出轴27与输出齿轮8一体旋转。

此外，在向外圈21与手动输入轴6同时施加了输入扭矩时，由于固定于手动输入轴6的锁定解除片25解除外圈21与内圈22的锁定状态，因此从外圈21向内圈22的旋转传递被切断，进行从手动输入轴6向内圈22的旋转传递而输出齿轮8进行旋转(优先手动输入)。

上述输出齿轮8在与锁定插销7相反的一侧，同与锁定插销7的齿条部7a啮合的小齿轮30啮合。该小齿轮30以旋转自如的方式支承于固定在锁壳1的内箱1b的支轴31。另外，锁定插销7在长边方向的两个位置形成有沿长边方向延伸的引导孔7b，对于具有将这些各引导孔7b贯通的小径部的引导轴32而言，将其两端部分别支承于锁壳1的外箱1a以及内箱1b。由此，若输出齿轮8旋转，则锁定插销7被引导轴32的小径部引导，使其前端部相对于锁壳1出没。

该电子锁是上述的结构，以下对其动作进行说明。首先，若从外部基于电信号驱动驱动马达2，则其驱动力经由蜗杆机构6施加到电动输入齿轮3，通过上述的输入切换离合器10的作用传递到输出齿轮8。而且，锁定插销7通过输出齿轮8的旋转而沿长边方向进退，通过其前端部相对于锁壳1出没来进行锁定或解锁。

此外，此时如上所述，由于手动输入轴6以及手动输入齿轮18通过输入切换离合器10的作用也一起旋转，因此该旋转传递到指旋锁齿轮19，指旋锁轴11以及指旋锁5与指旋锁齿轮19一体地进行旋转(同时，与指旋锁轴11连结的钥匙轴12也旋转)。因此，即使在通过电动输入进行了锁定或解锁的情况下，也能够通过从入户门的内侧目视观察指旋锁5来把握解锁定或解锁的状态。

接下来，在通过钥匙4进行锁定或解锁的情况下，将钥匙4的前端部插入钥匙座14以及钥匙轴12并向右旋转(锁定时)或向左旋转(解锁时)。这样一来，钥匙4的驱动力经由钥匙轴12、指旋锁轴11、指旋锁齿轮19以及手动输入齿轮18施加到手动输入轴6，并通过上述的输入切换离合器10的作用传递到输出齿轮8。锁定插销7通过输出齿轮8的旋转沿长边方向进退，进行锁定或解锁是与在驱动驱动马达2时相同的。另外，即使从指旋锁5侧观察使指旋锁5向左旋转(锁定时)或向右旋转(解锁时)，也能够通过与使钥匙4旋转的情况相同的动作进行锁定或解锁。

此外，由于在使钥匙4或指旋锁5旋转时，电动输入齿轮3以及外圈21通过蜗杆机构9的作用停止，因此输入切换离合器10能够顺畅地进行驱动力的传递。即，对于该电子锁而言，在想要通过手动输入进行锁定或解锁时，能够轻松地对钥匙4、指旋锁5进行操作。

该电子锁如上所述，在来自驱动马达2的电动输入和来自钥匙4或指旋锁5的手动输入中的任意一种情况下都能够通过输入切换离合器10的作用顺畅地进行锁定或解锁。并且，由于该输入切换离合器10能够在通过电动输入与电动输入齿轮3一体旋转的外圈21、和与输出齿轮8一体旋转的内圈22之间沿周向均衡地配置有多个使外圈21与内圈22进行锁定的滚子23，因此将在外圈21与内圈22锁定时的滚子23的面压抑制为较低，在使用中难以产生外圈21的内周面、内圈22的外周面的早期磨损、偏磨损、或内圈22的偏心。因此，与现有的装入对滚子的配置、数量的制约较大的离合器机构相比能够得到长期稳定的锁定或解锁动作。

此外，本发明的输入切换离合器并不限定于上述的实施方式，可以构成为如下结构，即在与第一输入部件一体旋转的外圈的径向内侧配置有绕与第二输入部件相同的轴心与输出部件一体地旋转的内圈，在外圈与内圈之间配置有多个滚子，在将驱动力施加到第一输入部件时，通过外圈经由滚子与内圈进行锁定，从而将驱动力传递到内圈以及输出部件，在将驱动力施加到第二输入部件时，通过第二输入部件的旋转解除外圈与内圈的锁定状态后，将驱动力传递到内圈以及输出部件。

另外，在上述的实施方式中采用蜗杆机构6作为反向输入切断机构，但是反向输入切断机构也能够采用除了蜗杆机构之外的具有自锁功能的高减速率的减速机构、将输入扭矩传递到输出侧并对施加到输出侧的反向输入扭矩进行锁定从而切断扭矩传递的反向输入切断离合器。

另外，电动输入齿轮可以是将构成蜗杆机构的一部分的蜗轮与第一输入部件分割并使两者连结为能够旋转传递。另一方面，也可以将输入切换离合器的外圈与电动输入齿轮一体形成。

另外，虽然本发明是与电子锁相关的装置，但是进行其驱动力传递的输入切换离合器的构造也能够广泛地应用于通过电动输入和手动输入中的任意一种都能够进行工作的工业用机器人等装置。

附图标记说明：

1…锁壳；2…驱动马达；3…电动输入齿轮(第一输入部件)；4…钥匙；5…指旋锁；6…手动输入轴(第二输入部件)；7…锁定插销；8…输出齿轮(输出部件)；9…蜗杆机构(反向输入切断机构)；10…输入切换离合器；11…指旋锁轴；12…钥匙轴；18…手动输入齿轮；19…指旋锁齿轮；20…蜗杆；21…外圈；22…内圈；23…滚子；24…螺旋弹簧；25…锁定解除片；25a…柱部；27…输出轴；29…楔形空间；30…小齿轮；32…引导轴；b1、b2…板部件。