本發明涉及通過電動輸入和手動輸入中的任意一種都能夠進行鎖定或解鎖的電子鎖。

背景技術：

近年來，隨著住宅的智能家居化而與住宅相關裝置的電動化也在發展，尤其是在入戶門安裝有無需鑰匙就能夠進行鎖定或解鎖的電子鎖在漸漸普及。但是，對于安裝于入戶門的電子鎖而言，需要構成為：不僅能夠進行在電動輸入下的鎖定或解鎖，還能夠進行備于在停電時等緊急時刻使用現有的鑰匙的手動輸入下的鎖定或解鎖。

如上所述，作為通過電動輸入和手動輸入中任意一個都能夠進行鎖定或解鎖的電子鎖，例如有下述專利文獻1所提出的裝置。該專利文獻1的電子鎖在由馬達驅動的離合器齒輪的內部，將三個離合器部件(第一離合器片、第二離合器片以及鎖定片)配置為在軸向上重疊并能夠旋轉地嵌合于固定的離合器軸的狀態，在電動輸入時，離合器齒輪與離合器部件進行鎖定，與離合器部件卡合的驅動臂經由從鑰匙或指旋鎖受到手動輸入的手動輸入部件(頂接頭)來驅動鎖定插銷，由此進行鎖定或解鎖，在手動輸入時，與手動輸入部件連動的驅動臂解除離合器齒輪與離合器部件的鎖定狀態，同時，手動輸入部件通過驅動鎖定插銷來進行鎖定或解鎖。

專利文獻1：日本專利第4847266號公報

上述專利文獻1所提出的電子鎖將離合器部件中的第二離合器片形成為扇形，使設置于其周向端部的被卡合部與驅動臂的端部卡合，并在第二離合器片的外周面與離合器齒輪的內周面之間形成楔形空間，通過將配置于該楔形空間內的滾子壓入楔形空間的狹小部從而離合器齒輪與第二離合器片進行鎖定。

然而，因將第二離合器片形成為扇形，從而作為使離合器齒輪與第二離合器片鎖定的部件的滾子無法在離合器齒輪的整周上均衡地配置，其數量也與在整周上配置的情況相比減少(在實施例中為兩個，其中一個進行鎖定時另一個進行空轉)。

因此，在離合器齒輪與第二離合器片鎖定時滾子的面壓容易增高，在使用中因離合器齒輪的內周面、第二離合器片的外周面的早期磨損而形成于其間的楔形空間的形狀崩壞而產生鎖定不良，并存在無法進行電動輸入下的鎖定或解鎖的擔憂。另外，在鎖定時，由于壓入楔形空間的狹小部的滾子將第二離合器片推壓到離合器軸，因此邊與離合器軸滑動邊進行旋轉的第二離合器片的旋轉扭矩變大，從而存在無法順暢地進行電動輸入下的鎖定或解鎖的擔憂，還存在容易產生因離合器軸的外周面以及第二離合器片的離合器軸嵌合孔的內周面的偏磨損、離合器軸的偏心而導致的驅動扭矩的變動的問題。

技術實現要素：

因此，本發明的課題在于提供一種通過電動輸入和手動輸入中的任意一種都能夠進行鎖定或解鎖并且能夠長期穩定地使用的電子鎖。

為了解決上述的課題，本發明的電子鎖通過電動輸入和手動輸入中的任意一種都能夠進行鎖定或解鎖，并具備：第一輸入部件，其通過來自驅動馬達的電動輸入被驅動而旋轉；第二輸入部件，其通過來自鑰匙或指旋鎖的手動輸入被驅動而旋轉；輸出部件，其使鎖定插銷進退；反向輸入切斷機構，其將上述驅動馬達的驅動力傳遞到第一輸入部件，對于施加到第一輸入部件的反向輸入扭矩進行鎖定而使第一輸入部件停止；以及輸入切換離合器，其將施加到上述第一輸入部件或第二輸入部件的驅動力傳遞到輸出部件，在上述電子鎖中，上述輸入切換離合器在與上述第一輸入部件一體旋轉的外圈的徑向內側配置有繞與上述第二輸入部件相同的軸心與上述輸出部件一體旋轉的內圈，在上述外圈與內圈之間配置有多個滾子，在將驅動力施加到上述第一輸入部件時，通過上述外圈經由滾子與內圈進行鎖定，從而將驅動力傳遞到上述內圈以及輸出部件，在將驅動力施加到上述第二輸入部件時，在通過上述第二輸入部件的旋轉將上述外圈與內圈的鎖定狀態解除之后，將驅動力傳遞到上述內圈以及輸出部件。

即，作為將電動輸入或手動輸入的驅動力傳遞到輸出部件的輸入切換離合器能夠采用如下結構，即能夠在通過電動輸入與第一輸入部件一體旋轉的外圈、和與輸出部件一體旋轉的內圈之間，沿周向均衡地配置多個使外圈與內圈進行鎖定的滾子，并將外圈與內圈鎖定時的滾子的面壓抑制為較低，在使用中難以產生外圈的內周面、內圈的外周面的早期磨損、偏磨損、或內圈的偏心。

作為上述輸入切換離合器的具體的結構可以采用如下結構，即在上述內圈的外周面沿周向設置有多個凸輪面，在上述外圈的內周圓筒面與內圈的各凸輪面之間形成有沿周向逐漸變狹小的楔形空間，在這些各楔形空間裝入上述滾子以及將上述滾子向楔形空間的狹小部壓入的彈簧，將具有插入到上述各楔形空間的周向兩側的柱部的鎖定解除片與上述第二輸入部件連結為能夠傳遞旋轉，在上述第二輸入部件與內圈之間設置有以存在微小的角度延遲的方式將第二輸入部件的旋轉傳遞到內圈的扭矩傳遞單元，在將驅動力施加到上述第一輸入部件時，通過與上述第一輸入部件一體旋轉的外圈經由滾子與內圈進行鎖定，從而將驅動力傳遞到上述內圈以及輸出部件，在將驅動力施加上述第二輸入部件時，與上述第二輸入部件一體旋轉的鎖定解除片的柱部克服上述彈簧的彈力而將在旋轉方向上對置的滾子向楔形空間的廣大部推壓來解除上述外圈與內圈的鎖定狀態，之后，通過上述扭矩傳遞單元將驅動力傳遞到上述內圈以及輸出部件。

另外，作為上述反向輸入切斷機構能夠采用具備蝸桿與蝸輪且具有自鎖功能的蝸桿機構，上述蝸桿由上述驅動馬達施加驅動力，上述蝸輪與上述蝸桿嚙合并以能夠傳遞旋轉的方式與上述第一輸入部件連結。

本發明的電子鎖如上所述，作為將電動輸入或手動輸入的驅動力傳遞到輸出部件的輸入切換離合器，由于裝入有能夠在通過電動輸入與第一輸入部件一體旋轉的外圈、和與輸出部件一體旋轉的內圈之間沿周向均衡地設置多個使外圈與內圈進行鎖定的滾子的裝置，因此在使用中難以產生輸入切換離合器的外圈、內圈的早期磨損、偏磨損、或內圈的偏心，與現有的裝入對滾子的配置、數量的制約較大的離合器機構相比能夠得到長期穩定的鎖定或解鎖動作。

附圖說明

圖1是實施方式的電子鎖的縱剖主視圖。

圖2是沿圖1的ii－ii線的剖視圖。

圖3a是通過鑰匙對圖1的電子鎖進行鎖定或解鎖時的操作的說明圖。

圖3b是通過鑰匙對圖1的電子鎖進行鎖定或解鎖時的操作的說明圖。

圖3c是通過鑰匙對圖1的電子鎖進行鎖定或解鎖時的操作的說明圖。

圖3d是通過鑰匙對圖1的電子鎖進行鎖定或解鎖時的操作的說明圖。

圖3e是通過鑰匙對圖1的電子鎖進行鎖定或解鎖時的操作的說明圖。

圖3f是通過鑰匙對圖1的電子鎖進行鎖定或解鎖時的操作的說明圖。

圖4是沿圖1的iv－iv線的剖視圖。

圖5a是圖1的電子鎖的手動輸入時的旋轉傳遞動作的說明圖。

圖5b是圖1的電子鎖的手動輸入時的旋轉傳遞動作的說明圖。

具體實施方式

以下，基于圖1～圖5b對本發明的實施方式進行說明。如圖1及圖2所示，該電子鎖通過電動輸入或手動輸入中的任意一種都能夠進行鎖定或解鎖，并在插入固定于在入戶門的內外表面形成的一對板部件b1、b2之間的鎖殼1的內部設置有如下部件：驅動馬達2；電動輸入齒輪(第一輸入部件)3，其通過來自驅動馬達2的電動輸入被驅動而旋轉；手動輸入軸(第二輸入部件)6，其通過來自鑰匙4或指旋鎖5的手動輸入被驅動而旋轉；輸出齒輪(輸出部件)8，其使鎖定插銷7進退；作為反向輸入切斷機構的蝸桿機構9，其設置于驅動馬達2與電動輸入齒輪3之間；以及輸入切換離合器10，其分別與電動輸入齒輪3、手動輸入軸6以及輸出齒輪8連結，將電動輸入或手動輸入中的任一種驅動力傳遞到輸出齒輪8。

上述鎖殼1是將指旋鎖5側敞開的內箱1b呈嵌套狀地插入鑰匙4側敞開的外箱1a而成的部件，與指旋鎖5一體形成的指旋鎖軸11貫通該外箱1a與門內表面側的板部件b1。指旋鎖軸11與供鑰匙4的前端部插入的鑰匙軸12的一端部連結為能夠傳遞旋轉，該鑰匙軸12將另一端部以自如旋轉的方式支承于內箱1b。此外，在門內表面側的板部件b1的表面安裝有以自如旋轉的方式支承指旋鎖軸11的指旋鎖座13，在門外表面側的板部件b2的表面安裝有鑰匙座14，鑰匙4的前端部貫通鑰匙座14和板部件b2地插入到鑰匙軸12。

這里，如圖2所示，對鑰匙軸12而言，供鑰匙4的前端部插入的鑰匙孔12a具有在徑向上相互對置的剖面呈扇形的兩個凹部，在該狀態時，即在一個扇形凹部位于左上方且另一個扇形凹部位于右下方時，電子鎖處于解鎖狀態。然后，若從該解鎖狀態，將插入到鑰匙軸12的鑰匙4如圖3a所示那樣向右旋轉，則鑰匙軸12也被鑰匙4推壓而向右旋轉，如圖3b所示那樣一個扇形凹部位于右上方，另一個扇形凹部位于左下方，此時，電子鎖被鎖定。此外，對于鑰匙4而言，若其前端部的剖面不是沿上下方向延伸的姿勢(圖3a的姿勢)則無法相對于鑰匙座14進行插拔，所以在通過鑰匙4進行鎖定之后，使鑰匙4如圖3b所示那樣反轉(左旋轉)回到原來的姿勢之后(成為圖3c的狀態之后)，從鑰匙軸12以及鑰匙座14拔出鑰匙4。

另外，若從圖3c的狀態使鑰匙4向左旋轉(圖3d)，則被鑰匙4推壓的鑰匙軸12也向左旋轉，成為圖3e所示的解鎖狀態。在通過鑰匙4解鎖之后，也使鑰匙4反轉(向右旋轉)回到原來的位置(圖3f的狀態)，從鑰匙軸12以及鑰匙座14拔出鑰匙4。

上述電動輸入齒輪3如后述那樣是構成蝸桿機構9的一部分的蝸輪，從其軸向的一端側的開口向內側裝入輸入切換離合器10，該開口被蓋15封閉。

對上述手動輸入軸6而言，其一端側形成為大徑，兩端部分別經由燒結含油軸承16、17支承于鎖殼1的外箱1a以及內箱1b。在該大徑部之中的與小徑部連續的部分，形成有如后述那樣用于將驅動力傳遞到輸出側的對邊寬部6a。而且，在該對邊寬部6a與一端側的燒結含油軸承16之間的外周，鍵固定有手動輸入齒輪18，該手動輸入齒輪18與鍵固定于指旋鎖軸11的外周的指旋鎖齒輪19嚙合。由此，通過來自鑰匙4或指旋鎖5的手動輸入來驅動手動輸入軸6旋轉。

上述蝸桿機構9具有：與驅動馬達2的主軸2a連接并被從驅動馬達2直接輸入驅動力的蝸桿20；以及與蝸桿20嚙合的作為蝸輪的電動輸入齒輪3，并且上述蝸桿機構9具有自鎖功能。因此，雖然驅動馬達2的驅動力傳遞到電動輸入齒輪3，但是對于從輸出側施加到電動輸入齒輪3的反向輸入扭矩進行鎖定從而使電動輸入齒輪3停止。

如圖1及圖4所示，上述輸入切換離合器10具備：形成為兩階梯式圓筒狀的外圈21；配置于外圈21的大徑部的徑向內側的內圈22；裝入外圈21的大徑部內周面與內圈22的外周面之間的滾子23及螺旋彈簧24；具有隔著滾子23插入到與螺旋彈簧24對置的位置的柱部25a的鎖定解除片25；以及配置于鎖定解除片25與電動輸入齒輪3的蓋15之間，安裝于外圈21的側板26。

對于該輸入切換離合器10的外圈21而言，在設置于一端的凸緣部21a的外周部形成有多個切口21b，通過將形成于側板26的外周部的爪26a嵌入到上述一部分的切口21b并折彎，從而將側板26固定于凸緣部21a。而且，在凸緣部21a的剩余的切口21b、與形成于與其對應的位置的側板26的切口26b嵌入設置于電動輸入齒輪3的內周的止轉凸部3a，從而外圈21以及側板26與電動輸入齒輪3一體旋轉。

另一方面，在形成于內圈22的一端側的卡合孔22a中插入手動輸入軸6的對邊寬部6a，手動輸入軸6的小徑部通過與內圈22的另一端側一體形成的中空的輸出軸27，從而內圈22繞與手動輸入軸6相同的軸心旋轉。輸出軸27旋轉自如地支承于嵌入外圈21的小徑部的內周的燒結含油軸承28。而且，在該燒結含油軸承28與對手動輸入軸6的另一端側進行支承的燒結含油軸承17之間的輸出軸27外周，鍵固定有輸出齒輪8，從而內圈22以及輸出軸27與輸出齒輪8一體旋轉。

該內圈22的卡合孔22a形成為剖面形狀與手動輸入軸6的對邊寬部6a的剖面形狀幾乎相同，并隔著微小的旋轉方向的縫隙對置。由此，將手動輸入軸6的旋轉以存在微小的角度延遲的方式傳遞到內圈22。

另外，在內圈22的外周設置有與徑向正交的多個凸輪面22b，在這些各凸輪面22b與外圈21的內周圓筒面之間形成有向周向兩側逐漸變狹小的楔形空間29。而且，在這些各楔形空間29以夾著螺旋彈簧24的狀態配置有一對滾子23，螺旋彈簧24將各滾子23壓入楔形空間29的狹小部，在各楔形空間29的周向兩側插入有鎖定解除片25的柱部25a。該鎖定解除片25無縫隙地嵌合固定于手動輸入軸6的對邊寬部6a的一端側部分的外周。

在該輸入切換離合器10中，若經由電動輸入齒輪3向外圈21施加輸入扭矩(驅動力)，則經由通過螺旋彈簧24的彈力而被壓入到楔形空間29的狹小部的旋轉方向前側的滾子23使外圈21與內圈22進行鎖定，因此外圈21的旋轉傳遞到內圈22、輸出軸27以及輸出齒輪8。此時，由于旋轉方向前側的滾子23推壓鎖定解除片25的柱部25a，因此固定有鎖定解除片25的手動輸入軸6以及手動輸入齒輪18也一起旋轉。

另一方面，在經由手動輸入齒輪18向手動輸入軸6施加了輸入扭矩(驅動力)時，首先，如圖5a所示，與手動輸入軸6一體旋轉的鎖定解除片25的柱部25a克服螺旋彈簧24的彈力而將旋轉方向后側的(在旋轉方向上對置)滾子23向楔形空間29的廣大部推壓，因此該滾子23與外圈21以及內圈22的卡合被解除，而外圈21與內圈22的鎖定狀態被解除。然后，如圖5b所示，若手動輸入軸6進一步旋轉，其大徑部的對邊寬部6a推壓內圈22的卡合孔22a的內表面，則手動輸入軸6的旋轉傳遞到內圈22，旋轉方向前側的滾子23與外圈21以及內圈22的卡合也被解除，而內圈22以及輸出軸27與輸出齒輪8一體旋轉。

此外，在向外圈21與手動輸入軸6同時施加了輸入扭矩時，由于固定于手動輸入軸6的鎖定解除片25解除外圈21與內圈22的鎖定狀態，因此從外圈21向內圈22的旋轉傳遞被切斷，進行從手動輸入軸6向內圈22的旋轉傳遞而輸出齒輪8進行旋轉(優先手動輸入)。

上述輸出齒輪8在與鎖定插銷7相反的一側，同與鎖定插銷7的齒條部7a嚙合的小齒輪30嚙合。該小齒輪30以旋轉自如的方式支承于固定在鎖殼1的內箱1b的支軸31。另外，鎖定插銷7在長邊方向的兩個位置形成有沿長邊方向延伸的引導孔7b，對于具有將這些各引導孔7b貫通的小徑部的引導軸32而言，將其兩端部分別支承于鎖殼1的外箱1a以及內箱1b。由此，若輸出齒輪8旋轉，則鎖定插銷7被引導軸32的小徑部引導，使其前端部相對于鎖殼1出沒。

該電子鎖是上述的結構，以下對其動作進行說明。首先，若從外部基于電信號驅動驅動馬達2，則其驅動力經由蝸桿機構6施加到電動輸入齒輪3，通過上述的輸入切換離合器10的作用傳遞到輸出齒輪8。而且，鎖定插銷7通過輸出齒輪8的旋轉而沿長邊方向進退，通過其前端部相對于鎖殼1出沒來進行鎖定或解鎖。

此外，此時如上所述，由于手動輸入軸6以及手動輸入齒輪18通過輸入切換離合器10的作用也一起旋轉，因此該旋轉傳遞到指旋鎖齒輪19，指旋鎖軸11以及指旋鎖5與指旋鎖齒輪19一體地進行旋轉(同時，與指旋鎖軸11連結的鑰匙軸12也旋轉)。因此，即使在通過電動輸入進行了鎖定或解鎖的情況下，也能夠通過從入戶門的內側目視觀察指旋鎖5來把握解鎖定或解鎖的狀態。

接下來，在通過鑰匙4進行鎖定或解鎖的情況下，將鑰匙4的前端部插入鑰匙座14以及鑰匙軸12并向右旋轉(鎖定時)或向左旋轉(解鎖時)。這樣一來，鑰匙4的驅動力經由鑰匙軸12、指旋鎖軸11、指旋鎖齒輪19以及手動輸入齒輪18施加到手動輸入軸6，并通過上述的輸入切換離合器10的作用傳遞到輸出齒輪8。鎖定插銷7通過輸出齒輪8的旋轉沿長邊方向進退，進行鎖定或解鎖是與在驅動驅動馬達2時相同的。另外，即使從指旋鎖5側觀察使指旋鎖5向左旋轉(鎖定時)或向右旋轉(解鎖時)，也能夠通過與使鑰匙4旋轉的情況相同的動作進行鎖定或解鎖。

此外，由于在使鑰匙4或指旋鎖5旋轉時，電動輸入齒輪3以及外圈21通過蝸桿機構9的作用停止，因此輸入切換離合器10能夠順暢地進行驅動力的傳遞。即，對于該電子鎖而言，在想要通過手動輸入進行鎖定或解鎖時，能夠輕松地對鑰匙4、指旋鎖5進行操作。

該電子鎖如上所述，在來自驅動馬達2的電動輸入和來自鑰匙4或指旋鎖5的手動輸入中的任意一種情況下都能夠通過輸入切換離合器10的作用順暢地進行鎖定或解鎖。并且，由于該輸入切換離合器10能夠在通過電動輸入與電動輸入齒輪3一體旋轉的外圈21、和與輸出齒輪8一體旋轉的內圈22之間沿周向均衡地配置有多個使外圈21與內圈22進行鎖定的滾子23，因此將在外圈21與內圈22鎖定時的滾子23的面壓抑制為較低，在使用中難以產生外圈21的內周面、內圈22的外周面的早期磨損、偏磨損、或內圈22的偏心。因此，與現有的裝入對滾子的配置、數量的制約較大的離合器機構相比能夠得到長期穩定的鎖定或解鎖動作。

此外，本發明的輸入切換離合器并不限定于上述的實施方式，可以構成為如下結構，即在與第一輸入部件一體旋轉的外圈的徑向內側配置有繞與第二輸入部件相同的軸心與輸出部件一體地旋轉的內圈，在外圈與內圈之間配置有多個滾子，在將驅動力施加到第一輸入部件時，通過外圈經由滾子與內圈進行鎖定，從而將驅動力傳遞到內圈以及輸出部件，在將驅動力施加到第二輸入部件時，通過第二輸入部件的旋轉解除外圈與內圈的鎖定狀態后，將驅動力傳遞到內圈以及輸出部件。

另外，在上述的實施方式中采用蝸桿機構6作為反向輸入切斷機構，但是反向輸入切斷機構也能夠采用除了蝸桿機構之外的具有自鎖功能的高減速率的減速機構、將輸入扭矩傳遞到輸出側并對施加到輸出側的反向輸入扭矩進行鎖定從而切斷扭矩傳遞的反向輸入切斷離合器。

另外，電動輸入齒輪可以是將構成蝸桿機構的一部分的蝸輪與第一輸入部件分割并使兩者連結為能夠旋轉傳遞。另一方面，也可以將輸入切換離合器的外圈與電動輸入齒輪一體形成。

另外，雖然本發明是與電子鎖相關的裝置，但是進行其驅動力傳遞的輸入切換離合器的構造也能夠廣泛地應用于通過電動輸入和手動輸入中的任意一種都能夠進行工作的工業用機器人等裝置。

附圖標記說明：

1…鎖殼；2…驅動馬達；3…電動輸入齒輪(第一輸入部件)；4…鑰匙；5…指旋鎖；6…手動輸入軸(第二輸入部件)；7…鎖定插銷；8…輸出齒輪(輸出部件)；9…蝸桿機構(反向輸入切斷機構)；10…輸入切換離合器；11…指旋鎖軸；12…鑰匙軸；18…手動輸入齒輪；19…指旋鎖齒輪；20…蝸桿；21…外圈；22…內圈；23…滾子；24…螺旋彈簧；25…鎖定解除片；25a…柱部；27…輸出軸；29…楔形空間；30…小齒輪；32…引導軸；b1、b2…板部件。