JP3524194B2 - 錠前用シリンダ及び電子キー - Google Patents
錠前用シリンダ及び電子キーInfo
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Description
連結される錠前用シリンダ及びそれに差し込まれる電子
キー(以下、両者併せて「電子錠」という)に関する。
及しつつあり、ビル・セキュリティやホーム・セキュリ
ティ等のシステムで活用されている。かかる電子錠は、
電気的な駆動機構を内蔵した錠前用シリンダと、そのシ
リンダに差し込まれる電子キー(以下、「キー」とい
う)と、で構成される。前記シリンダは、例えばドア扉
に配置された錠本体の施解錠機構に連結される。
前用シリンダ(シリンダ錠)の例が開示されている。こ
の従来例において、シリンダは、固定配置される外筒と
施解錠機構に連結する内筒とで構成され、外筒内に内筒
が保持される。ここで、通常の状態では、外筒と内筒と
が係入ピン(連結ピン)によって連結され、内筒の回転
運動が禁止されている。一方、適正なキーを差し込んだ
場合には、電気的なキー識別照合の後、アクチュエータ
により係入ピンが駆動され、これにより内筒から係入ピ
ンが外されて内筒が回転自在にされ、施解錠可能とな
る。そのような係入ピンは、回転の可否を決定する要で
あって、電子錠の性能を大きく左右するものであるた
め、より確実な動作が望まれる。
のアクチュエータを駆動するための電力をキー内の小型
バッテリから受けるものがあり、また、シリンダ内など
に配置された長寿命のバッテリ(例えば、リチウム電
池)からアクチュエータに電力が供給されるものがあ
る。前者の電子錠によれば、シリンダにバッテリ等を配
置する必要がなく、また信号線を引き回す必要がないの
で、工事や保守上有利であるが、キーに内蔵するバッテ
リの大きさには制限がある。後者の電子錠においても同
様の問題があり、更に、一般的な電子錠においても省電
力の要請が高い。
ら動作の確実性が要請されると共に省電力化が要請され
ている。
ー本体内のバッテリを電源としてシリンダ側への識別コ
ードの送信等が行われている。そして、電力を無駄に消
費させないために、キーをシリンダに挿入した時のみ送
信等を行わせている。具体的には、シリンダの鍵穴近傍
には永久磁石等からなるマグネットが配置され、一方、
キーには磁力センサとしてのリードスイッチが配置され
る。そして、キーがシリンダに挿入された場合に、マグ
ネットの磁束をキー側のリードスイッチで検出して挿入
状態を検知し、これによって送受信を実行させている。
ここで、リードスイッチの保護のために、そのリードス
イッチは、キー本体の側面から少し隔てて奥まった位置
に埋設されていた。
ティ・システムにおいては、ドア扉等に配置された錠前
用シリンダ又は錠本体と中央管理部とが信号線によって
接続され、例えば、電子錠の動作可能期間の設定や電子
錠の使用情報の記録・管理が中央管理室で実行されてい
た。
錠のシリンダに関して、信頼性向上のために係入ピンの
動作確実性をより向上させたい要請と、バッテリの電力
消費を可能な限り削減させたいとする省電力化の要請
と、がある。
するためには、アクチュエータの出力を大きくする必要
があるが、そのようにすると、アクチュエータの消費電
力が増大し、省電力化の要請に反する。その一方、アク
チュエータの消費電力を削減すると、係入ピンの動作が
不確実になり、電子錠の信頼性の低下が危惧される。従
って、そのような一見すると相反する2つの要請を同時
に満たすシリンダの実現が要望されている。
した係入ピンを復帰させる際に、再度、アクチュエータ
の駆動力を利用するのは省電力化の要請に反する。そこ
で、係入ピンの復帰に当たり、電力を必要としないシリ
ンダが要望されている。
入を検知する構成においては、物理的衝撃からリードス
イッチを保護するために、リードスイッチがキー本体の
側面から一定距離奥まった位置に埋設されていたため、
リードスイッチをマグネットに近接させることができな
かった。このような離隔に起因して、リードスイッチが
ある程度発散した磁束を受けることになるので、本来、
想定していた挿入状態より手前でリードスイッチがON
したり、あるいはリードスイッチの動作点がばらつくと
いう問題があった。また、リードスイッチの動作アンペ
アターンは製品ごとにある程度ばらついており、それに
起因してリードスイッチの動作点がばらつくという問題
もあった。
イミングつまりアクチュエータの動作タイミングのばら
つきを生じさせ、これに対応してアクチュエータの通電
時間を長くすると、無駄な電力消費の問題が生じる。
ムでは、電子錠と中央管理室とを信号線によって接続
し、電子錠の動作管理を行っていた。この場合、キー自
体に時刻管理能力を付与してキー使用の有効期間を設定
できれば、シリンダ側から中央管理室への配線の必要が
なくなって経済的に有利になると共に、セキュリティ面
での多様な社会的ニーズに対応することができる。すな
わち、キー所持者や電子錠の設置場所などの個別事情に
応じて、1週間の内で特定の曜日のみキーを有効にした
り、1日の内で特定の時間帯のみキーを有効にできる。
そして、更に電子キーに使用履歴が記録できれば、セキ
ュリティ上有用な情報を引き出すことができ、個別的な
電子キーの管理を実現できる。
ものであり、その目的は、錠前用シリンダに関し、連結
ピンの動作の確実性を維持向上させつつ消費電力を削減
することを目的とする。
気的な駆動力を必要としない錠前用シリンダを実現する
ことを目的とする。
場を空間的に急峻に変化させて、磁力を検出するスイッ
チの動作アンペアターンのばらつきに影響されずに、常
に同じキー挿入位置でスイッチが動作する電子キーを提
供することを目的とする。
に、本出願に係る第1の発明は、電子キーが差し込まれ
る第1の回転体と、施解錠機構に係合する第2の回転体
と、前記第1の回転体に保持され、前進して先端部が前
記第2の回転体に係入し、前記第1及び第2の回転体を
回転連結する連結ピンと、前記連結ピンに対し、その後
退方向に付勢力を与える戻しバネと、前記戻しバネより
も弱い付勢力を有し、前記連結ピンに対し、その前進方
向に付勢力を与える送りバネと、キー差し込み時にその
押入力で前記連結ピンへの前記戻しバネの付勢作用を一
時的に除去し、キー引き抜き時に前記戻しバネの蓄積付
勢力を解放させるキー連動機構と、前記付勢作用の除去
状態において、前記送りバネによる前記連結ピンの前進
を規制する規制部材と、前記電子キーにつき適合判定が
得られた場合に、前記規制部材を駆動して規制解除さ
せ、前記連結ピンの係入を可能にする駆動部と、を有す
ることを特徴とする。
は、当該規制部材を直立状態から傾斜状態へ姿勢変化さ
せるために、前記駆動部の回転軸が固定された軸受け部
と、前記直立状態では前記連結ピンに形成された突起部
に引っ掛かって前進を規制し、前記傾斜状態になった時
に前記突起部の前進を許容するフック状部と、前記傾斜
状態において前記突起の後退滑り込みを利用して当該規
制部材自身を直立状態に立ち上げる復元斜面部と、が形
成されていることを特徴とする。
は、前記電子キーの押入作用により弾性力が蓄積される
主スプリングを含み、前記キー連動機構は、前記主スプ
リングが連結されつつ前記電子キーの押入運動を伝達す
る押し棒と、前記連結ピンを前記後退方向に押すための
アームと、前記押し棒の運動を前記アームの運動に転換
する運動転換部と、を含み、キー引き抜き状態では、前
記戻しバネの付勢力が前記アームを介して前記連絡ピン
に伝達され、キー差し込み状態では、前記アームが跳ね
上げられて前記戻しバネの付勢作用が除去されることを
特徴とする。
して、前記主スプリングの他に、前記アームに係合する
補助スプリングが設けられたことを特徴とする。
リンダに差し込まれる電子キーであって、前記錠前用シ
リンダへのキー差し込み状態において前記錠前用シリン
ダに配置されたマグネットに対向するようにキー本体に
内蔵され、キー差し込み検出をする磁力センサと、前記
キー本体内において前記磁力センサの前記マグネット側
に近接配置され、磁束の収束を図る導磁部材と、前記磁
力センサが前記キー差し込みを検出すると電源ONとな
り錠前用シリンダ側の電子回路と通信するキー側電子回
路と、を含むことを特徴とする。
の回転体とを連結するための連結ピン(係入ピン)に
は、戻しバネによる後退方向への付勢力と、その反作用
としての送りバネによる前方方向への付勢力と、が付与
され、ここで、戻しバネの方が送りバネよりも強いバネ
であるので、通常の状態(電子錠の非動作状態)では、
常時、連結ピンに対して後退方向に力が働いており、連
結ピンが前方へ進み出ることはなく、後退端で安定して
いる。
と、キー連動機構の作用により、その差し込みの際の押
入力が伝達されて、連結ピンに対する戻しバネの付勢作
用が一時的に除去される。この場合、その際の押入力
(押入エネルギー)は、戻しバネの圧縮(又は伸長)す
なわち弾性エネルギーの蓄積という形で、当該戻しバネ
自体に蓄積される。送りバネと戻しバネは、連結ピンに
対してその進退方向上で互いに反対方向に力を及ぼして
いるが、戻しバネによる付勢力がなくなると、送りバネ
による付勢力が発現し、連結ピンは前進を開始しようと
する。しかし、その連結ピンの前進は規制部材によって
一旦規制される。
の回転体に挿入されると、錠前用シリンダ内の電子回路
が電子キーの識別を行い、その照合の結果、当該電子キ
ーが正当なものであると判断されると、駆動部に対して
駆動信号が出力される。これにより、駆動部は、規制部
材を駆動してその姿勢を変化させ、規制部材による連結
ピンの前進規制を解消する。
バネの付勢力によって連結ピンはそのまま前進し、第2
の回転体に係入することになり、これによって第1の回
転体と第2の回転体とが一体的に回転するようになる。
すなわち、第2の回転体に挿入された電子キーを回転さ
せれば、2つの回転体が一体となって回転し、その結
果、第2の回転体に係合する施解錠機構を動作可能であ
る。
抜くと、キー連動機構の作用により、戻しバネの付勢力
が連結ピンに与えられることになり、すなわち、戻しバ
ネの本来の付勢力と相俟って蓄積された付勢力が解放さ
れ、連結ピンを復帰運動させることになる。もちろん、
送りバネよりも戻しバネの方が付勢力が大きいため、送
りバネが連結ピンになお作用していても、連結ピンを確
実に後退させることができる。連結ピンの復帰時には、
電気的な駆動力を必要とせず、その意味で省電力化を達
成できる。連結ピンが後退した場合には、第1の回転体
と第2の回転体の連結が解除され、最初の状態に復帰す
る。
受け部と、フック状部と、復元斜面部と、を有し、いわ
ゆる銃の「引き金」のように機能する。連結ピンに対し
て戻しバネ及び送りバネの両方から付勢力が与えられて
いる状態(第1の制止状態)を出発点として、電子キー
の挿入を利用してキー連動機構が連結ピンへの戻しバネ
の付勢作用を除去すると(第1の制止状態の解除)、連
結ピンに形成された突起部がフック状部に引っ掛かか
り、安定状態(第2の制止状態)が形成される。そし
て、上記の識別照合の後、駆動部が駆動軸を回転させる
と、その回転軸に軸受けが固定された規制部材が回転
し、それが直立状態から傾斜状態に姿勢変化する。する
と、突起部が前記フック状部から外れ(第2の制止状態
の解除)、第2の回転体への係入が実現される。なお、
フック状部と突起部との間の摩擦抵抗はできる限り小さ
くすべきであり、このため、フック状部は摩擦係数が小
さくなるように滑面とし、一方、突起部は例えばローラ
ーを有する構成とするのが望ましい。
後退を始めると、その突起部が復元斜面部に滑り込んで
当該規制部材を立ち上げる。すなわち、傾斜状態では、
突起部の後退進路と復元斜面部の当接辺(当接面)とが
交差しており、突起部が後退すると、突起部が復元斜面
部に当たり、その作用点と回転中心との幾何学的な関係
から、当該規制部材に前記の回転と逆方向の回転が生
じ、突起部が滑り込むに従って規制部材が自ら直立状態
に立ち上がる。これによって、最初と同様の安定状態が
築かれ、また、規制部材においては第2の制止状態を形
成するための準備が完了する。
応じて、連結ピンの前進動作を機械的に確実に制御で
き、また、連結ピンの後退動作を利用して傾斜した規制
部材を直立に復帰させることができる。特に、規制部材
を引き金状に形成したので、比較的弱い力でそれよりも
強い力を制御することができる。また、保持力の面でも
優れており、本発明では、規制部材が回転駆動されない
限り、連結ピンが規制部材から外れることもない。よっ
て、本発明によれば、確実な動作の下で省電力を達成で
き、しかもアクチュエータの小型化を実現できるという
利点がある。
の押入運動が伝達される押し棒の運動は、運動転換部を
介してアームに連結される。アームは、連結ピンに対し
て作用しており、その一方、押し棒には戻しバネとして
の主スプリングが連結されているため、その主スプリン
グの付勢力は、押し棒、運動転換部及びアームを介して
連結ピンに伝達される。すなわち、キーを挿入していな
い状態では、キー連動機構によって主スプリングの戻し
付勢力が連結ピンに対して伝達される(第1の制止状
態)。そして、キーを挿入すると、キー自体が押し棒を
運動させ、これにより主スプリングが圧縮(または伸
長)され、その結果、アームによる連結ピンへの付勢作
用は一時的に除去される。つまり、アームが跳ね除けら
れて、主スプリングの付勢力伝達が阻止され、第1の制
止状態が解除される。その後、上述した第2の制止状態
が形成され、それが解除されると、連結ピンの係入が達
成される。
と、今まで圧縮(又は伸長)されていた主スプリングが
解放され、その付勢力が押し棒を逆方向に運動させ、こ
れによってアームが連結ピンに対して接触すると共に、
そのアームを介して強力な後退付勢力が連結ピンに対し
て加わることになる。これによって、連結ピンの復帰が
実現される。
用の除去をキー押入力を利用して実現し、同時に、主ス
プリングにキー押入力を蓄積させて後の後退付勢力とし
て利用することができる。なお、戻しバネとして、主ス
プリングでは付勢力が不足する場合には、同じ戻しバネ
として、補助スプリングを加えることができる。
体に、電源スイッチ等として機能する磁力センサの近傍
に導磁部材が配置されているので、その導磁部材によっ
て、マグネットの磁束が集束する。これによってキー挿
入検知の動作点(作動位置)を安定にでき、また動作精
度を向上させることができる。つまり、導磁部材をいわ
ば磁気レンズとして機能させて、指向性をもたせるもの
である。第2の発明の好適な態様においては、導磁部材
は磁力センサの前方、すなわちマグネット側に配置され
る。これにより、本来、磁力センサを物理的衝撃から保
護するために存在する緩衝領域の一部又は全部を磁気レ
ンズの埋設空間として活用できる。
時計回路と使用有効期間を判定する期間判定回路と、を
設けてもよく、日付、曜日、時間帯等によって、電子キ
ーの有効期間を設定でき、その有効期間内においてのみ
電子キーを使用可能にできる。よって、中央管理室での
管理に代えて又はそれと並行して、電子キー自体に自己
管理機能をもたせることができる。
報)の作成部と、それを記録するための記憶部と、を設
けてもよく、当該電子キーの使用日時等を使用履歴とし
て記録できる。もちろん、記憶された情報は例えば特定
コードの送受信等により外部へ伝送できるように構成さ
れる。
て説明する。
施例が示されており、図1はその断面図である。図1に
おいて、この電子錠10は、大別して、錠前用シリンダ
12と電子キー14とで構成される。まず電子キー14
について説明する。
電子回路16と、この電子回路16の電源としてのバッ
テリ18と、電子回路16の動作スイッチとして機能す
るリードスイッチ20と、図1には図示されていない送
受信用アンテナと、で構成される。
14Cが形成されている。この凸部14Cは、キー14
をシリンダ12内に挿入し、そしてキー14を回転させ
た状態において当該キー14がシリンダ12内部のバネ
作用によって押し戻されることを阻止するためのもので
ある。これについては後に図4を用いて説明する。
磁気センサとして機能しており、後述する永久磁石13
からの磁力が検知された時に電子回路16の電源をON
する。図1に示されるように、リードスイッチ20は、
挿入部14Bの側辺から一定距離奥まった位置に埋設さ
れている。これは、リードスイッチ20を物理的な衝撃
から保護するためである。しかしながら、このように奥
まった位置に埋設すると、リードスイッチ20と永久磁
石13との間の距離が増大し、その結果、リードスイッ
チ20は発散した磁束を検出することになる。それゆ
え、上述したように、リードスイッチ20のONタイミ
ングがばらついたり、予想外の挿入位置でONしたり
し、後述するアクチュエータの動作タイミングを適正な
ものにすることができない。
20の永久磁石13側に導磁部材22を埋設している。
この導磁部材22は、軟磁性体からなる継鉄等で構成さ
れ、この実施例ではその導磁部材22が2つ並列に埋設
されている。この導磁部材22は、いわゆる磁気レンズ
として機能することになり、磁束が収束される結果、リ
ードスイッチ20の感度を高められると共に、リードス
イッチ20が作動する位置を安定化することが可能とな
る。つまり、リードスイッチ20に磁気的な指向性を持
たせることによって、電子キー14の適正な位置でのリ
ードスイッチ20の作動を確保するものである。勿論、
本実施例では2つの導磁部材22が埋設されたが、これ
は1つであってもよいし、3つ以上であってもよい。ま
た、シリンダ12側に磁気レンズとして機能する部材を
配置することも好適である。
リンダ12内に完全に挿入されていない状態が示されて
いる。一方、図2には、キー14がシリンダ12内へ完
全に挿入された状態が示されている。この図2に示され
るように、完全挿入状態では、マグネット13の垂直上
方にリードスイッチ20が存在し、その両者間には導磁
部材22が存在し、磁束の収束を図っている。また、図
2に示される完全挿入状態においては、凸部14Cが完
全にシリンダ12内へ挿し込まれていることが理解され
る。
1において、外筒としてのシリンダケース24は、円筒
形のハウジング26と、そのハウジング26のキー挿入
側を塞ぐハウジングカバー28と、で構成される。図4
に示されるように、ハウジングカバー28のキー挿入側
面には、鍵穴28Aが形成されている。そして、その鍵
穴28Aにはそれに連通する溝28Bが1箇所形成され
ている。この溝28Bは、上述した凸部14Cの進入を
許容するためのものであり、図4に示されるように、挿
入されたキー14が回転された状態においては、凸部1
4Cがハウジンクカバー28の裏面に当り、キー14が
押し戻されることが阻止される。この溝28Bは、本実
施例では1つ形成されていたが、凸部14Cの個数に応
じて形成してもよい。
は、内筒としての筒状の2つの回転体、すなわち第1の
回転体30と第2の回転体32とが回転自在に保持され
ている。そして、第1の回転体30の内部には、上述し
た永久磁石13がキー挿入口近傍に配置されており、ま
た、電子回路33が配置されている。この電子回路33
は、キー14側の電子回路16と通信を行って、挿入さ
れたキー14が適正なものである場合に後述するアクチ
ュエータ38に対して駆動信号を出力する回路である。
本実施例において、キー14の挿入部14Bにはループ
アンテナが埋設されており、一方、第1の回転体30内
にもそのループアンテナと電磁的な結合をするループア
ンテナ(図示せず)が配置されている。勿論、電磁結合
によらずに電気的な接点を利用して2つの電子回路の間
で通信を成立させてもよい。
端部14Dによって圧縮されるスプリング34が先端部
14Dの前方に配置されている。押し棒36は、第1の
回転体30と第2の回転体32との間で進退自在に横渡
しされた部材であり、その一方端には前記のスプリング
34が連結されている。すなわち、先端部14Dの押入
により押し棒36は第2の回転体32側へ、すなわち図
1において左方向へ押され、これと同時に、スプリング
34が圧縮される。なお、本実施例ではスプリング34
が後述する戻しバネとして機能しており、図1に示すよ
うに、スプリング34を圧縮型として用いずに、伸長型
として用いる構造を採用してもよい。これは後述する他
のスプリングについても同様である。
に対して固定されている。このアクチュエータ38は、
2つのプレート40及び42との間にステータ及びロー
タ(一部省略)を有し、ベアリングによって支持された
回転軸38Aにはロータが固定される。すなわち、この
アクチュエータ38は、回転軸38Aを所定角度回転さ
せるロータリーアクチュエータとして機能する。
30に対して通常の状態においては回転自在にされてお
り、以下に説明する連結ピン44の係入によって2つの
回転体が一体的に回転する。
面が示されている。図3に示されるように、プレート4
2上には連結ピン44が引き金46と2つのガイド部材
48によって図において上下方向に進退可能に保持され
ている。第2の回転体32には、連結ピン44の先端部
が挿入される係入穴32Bが形成されている。この係入
穴32Bは、図3では第2の回転体32を貫通している
が、勿論、窪み形状としてもよい。
た長孔44Aが形成されており、その長孔44Aにはア
クチュエータ38の回転軸38Aが貫通している。そし
て、その回転軸38Aには引き金46が軸固定部材50
によって固定されている。すなわち、回転軸38Aと引
き金46は一体的に回転する。
された突起部としてのスタッド52の前進運動を規制制
御するものであり、図3に示されるように、U字型ある
いはC字型、換言すればスパナ型の形状を有する。図5
には、引き金46の拡大図が示されている。図5に示さ
れるように、引き金46は、回転軸38Aを貫通させる
軸受部46Aと、前記スタッド52の前進を規制するフ
ック状部46Bと、スタッド52が後退してきた時に傾
斜状態にある引き金46を直立状態に立ち上げるための
復元斜面部46Dと、キー14の非挿入状態においてス
タッド52が落し込まれる基底部46Cと、を有する。
この引き金46の具体的な作用については後述する。
よって運動する押し棒36の作用端(先端)には突起3
6Aが形成され、その突起36Aが運動転換体54と係
合している。この運動転換体54には、スタッド52を
後退方向に押し下げるためのアーム56が固定されてお
り、押し棒36の進退運動が運動転換体54によってア
ーム56の回転運動に変換される。図6には、運動転換
体54の斜視図が示されている。運動転換体54は筒状
に形成され、その側周囲面にスパイラル溝としてのリー
ド54Aが形成されている。そして、図6において模式
的に示される押し棒36´の突起36A´がこのリード
54Aに係合しており、押し棒36´が前後するとそれ
に対応して運動転換体54が正逆回転する。図6に示さ
れるように、押し棒36´が押し込まれた状態では、運
動転換体54が反時計方向に回転し、これによって図3
に示すアーム56がスタッド52から外され上方に引き
上げられる。一方、図6に示すように、押し棒36´が
引き戻されると、運動転換体54が時計方向に回転し、
その3に示すアーム56が下方に引き下げられ、スタッ
ド52に対して後退方向の付勢力を与える。
定軸54Bに対して回転自在に支持されており、その軸
54Bには、送りバネとしてのスプリング58の一方端
が固定されている。そして、そのスプリング58の他方
端はスタッド52に係合されており、すなわちスタッド
52に対してスプリング58が前進方向への付勢力を与
えている。なお、このスプリング58の作用は運動回転
体54の回転に影響されない。
に示したスプリング34の弾性作用は、押し棒36、運
動転換体54及びアーム56からなるキー連動機構によ
って、スタッド52へ伝達されており、すなわち、キー
14の非挿入状態においては、スプリング34の付勢力
がスタッド52への後退方向への力として付与されてい
る。本実施例では、そのような戻しバネとしてのスプリ
ング34の付勢作用を補助するために、アーム56の先
端に固定軸60Aによって支持されたスプリング60の
一端が係合されている。すなわち、このスプリング60
も戻しバネとして機能するものであり、アーム56の先
端に対してスタッド52の後退方向に付勢力を働かせて
いる。勿論、この第2の戻しバネとしてのスプリング6
0は必須のものではないが、このスプリング60が存在
することによってより確実な連結ピン44の復帰を実現
できる。
は、第2の回転体32に形成された係合部32Aを突出
させる開口26Aが形成されている。ここで、係合部3
2Aは、施解錠機構に係合して、その機構に第2の回転
体の回転を伝達するものである。
との接触抵抗を小さくするため、回転自在なローラを備
えている。
子錠の動作について説明する。
いない状態では、上述したように、戻しバネとしてのス
プリング34(図1参照)及びスプリング60の作用に
よってアーム56がスタッド52を後退方向に押圧して
おり、スタッド52は図5に示した引き金46の基底部
46Cに落し込まれている。すなわち、この図3に示さ
れている状態では、連結ピン44は後退端にあり、連結
ピン44の先端部は、係入穴32Bから外れている。本
実施例では、スプリング34及びスプリング60のトー
タルのバネ付勢力は、スプリング58のバネ付勢力より
も大きく、図3に示されるように、アーム56がスタッ
ド52に作用している状態では連結ピン44は前進する
ことができない。すなわち、このような戻しバネと送り
バネとの非均衡状態(アンバランス)によって、連結ピ
ン44が強制的に制止され、すなわち第1の制止状態が
築かれている。この第1の制止状態では、第1の回転体
30と第2の回転体32とは何ら連結されておらず、例
え第1の回転体30を回転させても施解錠が行われるこ
とはない。
ると、完全にキー14が挿入された時点で(図2参
照)、リードスイッチ20が磁力を検知し、電子回路1
6を動作させる。すなわち、リードスイッチ20の永久
磁石13側には導磁部材22が配置されており、キー1
4が適正な位置に至った状態でリードスイッチ20がO
Nされる。リードスイッチ20がONすると、キー14
側の電子回路16とシリンダ12側の電子回路33との
間で電磁的な結合を介した通信が成立し、電子回路33
はキー14の識別コードを照合して、その識別コードが
適正なものであるか否かを判断する。
シリンダ12内に挿入されると、先端部14Dが押し棒
36及びスプリング34に対して押入力を与えることに
なり、これによってスプリング34が圧縮されると共に
押し棒36が第2の回転体32側へ押し込まれる。
前進運動が運動を運動転換体54によってアーム56の
引き上げ運動に変換され、これによってスタッド52に
付与される付勢力はスプリング58の付勢力のみになる
ため、スタッド52を備えた連結ピン44は前進を開始
する。しかし、図7に示すように、規制部材としての引
き金46のフック状部46B(図5参照)がスタッド5
2の前進を規制阻止し、これによって第2の制止状態が
形成される。
照合を待って2つの回転体の連結を行わせるため、及び
その連結のために必要な駆動力を軽減して省電力化を図
るために、引き金46によるスタッド52の制止が行わ
れている。この第2の制止状態において、スタッド52
は、引き金46における湾曲したフック状部46Bの最
高の位置、換言すればスプリング58による位置エネル
ギーが最小の位置にて安定する。つまり、後に詳述する
ように、フック状部46Bはそのような安定点が1つだ
け得られるように曲率設定されている。
は、スプリング58によってスタッド52が引き金46
のフック状部46Bに押し付けられているため、外的な
衝撃があっても、それが外れることはない。また、適正
なものでないキーが挿入された場合にはこの図7に示す
第2の制止状態までは達するが、その状態で当該キーを
回転させても第1の回転体30のみが回転するだけであ
り、第2の回転体32の回転は行われない。
照合によって、当該キーが適正なものであると判断され
た場合、電子回路33からアクチュエータ38に対して
駆動信号が出力される。これによって、アクチュエータ
38はその回転軸38Aを所定角度回転させる。
直立状態から傾斜状態に姿勢変化することになる。すな
わち、その姿勢変化に伴って、スタッド52はフック状
部46Bの湾曲形状に従ってやや後方(図において下
方)に押し戻された後に、引き金46の開口部から脱出
して前進する。すなわち、連結ピン44の先端部が係入
穴32Bに進入し、第1の回転体30と第2の回転体3
2との連結が達成される。この状態において、キー14
を回転させれば、第1回転体30と一体的に第2の回転
体32が回転し、施錠及び解錠を行うことができる。
る際には、本体14Aの挿入部14Bに形成された凸部
14Cがハウジングカバー28の裏側に接することにな
り、スプリング34やスプリング60の作用によってキ
ー14が外部に飛び出ることはない。つまり、凸部14
Cはアーム56の引き上げを維持するように機能する。
なお、図8に示す連結状態においては、スタッド52に
対して送りバネとしてのスプリング58が前方方向への
付勢力を働かせているため、連結ピン44が係入穴32
Bから外れることはない。
後、キー14が挿入された姿勢まで回転して戻され、さ
らに引き抜かれると、それまで圧縮されていた戻しバネ
としてのスプリング34及びスプリング60が開放さ
れ、蓄積されたエネルギーが連結ピン44に対する後退
作用として与えられる。すなわち、キー14をシリンダ
12から引き抜くと、スプリング34などの作用によっ
て押し棒36が引き戻され、これによって運動転換体5
4が先ほどとは異なる方向に回転し、アーム56が押し
倒されて、スタッド52に対してスプリング34及び6
0の付勢力を与える。
たように、送りバネとしてのスプリング58の付勢力
は、戻しバネとしてのスプリング34及び60の付勢力
よりも小さいため、連結ピン44は後退する。この際、
傾斜状態にある引き金46の復元斜面部46Dがスタッ
ド52の進路上に位置することになり、スタッド52が
その復元斜面部46Dを押し込みながら滑ることによっ
て、スタッド52と復元斜面部46Dとの幾何学的な関
係により、引き金46は傾斜状態から直立状態へ復元す
る。
6Dを滑り込んで引き金46が復帰しつつある途中状態
が示されている。そして、最終的に、スタッド52は図
5に示した基底部46Cに落ち込み、これによってスタ
ッド52の運動が停止すると共に、引き金46が完全に
直立状態に復元する。すなわち、図3に示した状態に戻
る。
ケースではあるが、連結ピン44の前進方向と係入穴3
2Bの位置とがずれて、第2の制止状態を解消しても連
結ピン44の先端が第2の回転体32の内側に当ってし
まうことが考えられる。しかしながら、そのような位置
ずれ状態においても、キー14を回転させれば第1の回
転体30の回転によって連結ピン44が回転し、少なく
とも1回転以内に連結ピン44の先端部が係入穴32B
に入り込むことになる。
フック状部46Bの曲率について説明する。図7に示し
た第2の制止状態を築くために、本実施例では、引き金
46の回転中心Pよりもフック状部46Bの曲率中心Q
が前方すなわちフック状部46B側に設定されている。
つまり、位置エネルギー的な観点から見て、引き金46
が直立した状態において、バネ58によって図12にお
いて上方に付勢されているスタッド52の位置エネルギ
ーを最も小さくすることができる。しかしながら、曲率
中心Qをあまりフック状部46B側に近付けると、スタ
ッド52をフック状部46Bから外す際のエネルギーが
増大する。そこで、スタッド52の保持安定状態を維持
する観点と引き金46の回転駆動に要する仕事量の観点
からフック状部46Bの形状を定めることが必要であ
る。
てスタッド52を当該引き金から外すためには2つの仕
事をしなければならない。まず1つは、スプリング58
の力に抗して長さL1だけスタッド52を後方に押し戻
す仕事であり、それはスプリング58の力をFとした場
合、F・L1で定義される。もう1つは、スタッド52
をフック状部46Bの摩擦に抗してフック状部46B上
で距離L2だけ動かす仕事であり、それは摩擦係数をμ
としてμ・F・L2で定義される。一方、引き金46を
回転駆動する際に必要とする力をFx とすると、この力
による仕事量はFx ・L2である。よって、この仕事量
は、上記の2つの仕事の合計に等しいので、その条件か
らFx を求めると、次の第1式を得られる。
/L2を小さくすれば、Fに比べてFx を小さくするこ
とが可能である。
0.1〜0.2のような小さい値に選定され、かつスタ
ッド52としては、連結ピン44上に起立した軸に回転
自在に嵌められた回転リングを備えたローラ型を用いて
いる。つまり、スタッド52とフック状部46Bとの間
の摩擦を滑り摩擦にしてμを小さくしている。
の位置エネルギーが最も低い頂点を示し、200はその
頂点Oと回転中心Pとの間を半径として描かれる円周を
示している。そして、L1は、フック状部46Bの端
と、その端と回転中心Pとを結ぶ直線が円弧100と交
わる点と、の間の距離を示している。また、L2は、フ
ック状部46Bの形状に沿った頂点Oから前記端までの
距離を示している。
プリング58の付勢力は、例えば10〜20g重に設定
されている。また、戻しバネとしてのスプリング34及
びスプリング60の総合付勢力は、例えば30〜50g
重に設定されている。
は、図3に示した安定状態(第1の安定状態)、図7に
示した第2の制止状態(第2の安定状態)、及び図9に
示した結合状態(第3の安定状態)のいずれにおいて
も、適切なバネ付勢力をもって連結ピン44の状態を保
持安定化できるので、外部の衝撃などに対して強く、確
実な動作を確保できる。また、図7に示した第2の制止
状態において、スプリング58によって連結ピン44に
対してバネ付勢力が働いていても、上述した引き金46
及びスタッド52の構造によって引き金46の回転に要
する仕事量を小さくして、電力消費量を従来よりも大幅
に削減できる。すなわち、銃の引き金のように、大きな
ストロークを有する連結ピン44に対して比較的大きな
力が加わっていても、小さなストローク及び小さな力で
連結ピン44の前進制御を行うことができる。さらに、
本実施例では、戻しバネを利用して、換言すれば蓄積さ
れた押入力を利用して、何ら電気的な駆動を必要とせず
に引き金46を傾斜状態から直立状態に立ち上げること
ができるので、その意味でも省電力化を図ることができ
るという利点がある。
16の構成について説明する。
述したリードスイッチが介在配置されており、リードス
イッチ20のONにより、バッテリ18の電力が送受信
部64に供給される。一方、送受信部64にはループア
ンテナ62が接続され、このループアンテナ62によっ
てシリンダ12側の電子回路33との間に通信を成立さ
せることができる。送受信部64には、制御部66が接
続され、その制御部66には時計回路68及び使用履歴
メモリ70が接続されている。制御部66は、リードス
イッチ20のONによって、送受信部64に対して当該
キー固有の識別コードの送信指令を与えたり、また送受
信全体の制御を行うものである。さらに、本実施例で
は、制御部66が判定部66Aを有している。この判定
部66Aには、予め有効期間が設定されており、時計回
路68から出力された時刻情報に基づいて、判定部66
Aが当該キーの有効/無効を判定する。すなわち、予め
定められた曜日や時間帯だけ当該キーの使用可能とする
ために、このような判定部66Aが設けられている。
成する作成部66Bが設けられている。この作成部66
Bは、当該キーがシリンダ12に差し込まれ、キーの電
子回路16とシリンダ12側の電子回路33との交信が
成立した時に、その通信記録を使用履歴情報として使用
履歴メモリ70に記憶させるものである。その場合、使
用履歴情報には、時計回路68から出力される時刻情報
すなわちいつキーが使用されたかの情報が含まれる。
変更を行う際には、キー14が別途設けられたキーコン
トローラ(図示せず)に挿入され、ループアンテナ62
を介して有効期間が設定・変更される。これと同様に、
そのようなキーコントローラによって、使用履歴メモリ
70に記憶された使用履歴情報が読み出され、セキュリ
ティー上の管理情報として利用される。
リティー上の多様なニーズに対応した電子錠を構成で
き、例えば週決めマンションで用いられる電子キーや、
一日のうち一定の時間帯だけ作業のため入退室が必要と
される職種の人に渡す電子キーなどとして本実施例の電
子キーを活用できる。
がONされた後、一定の時間の後にそのリードスイッチ
20をOFFにしているが、本実施例では、リードスイ
ッチ20の前方に導磁部材22が配置されているため、
リードスイッチ20の動作点を適正化でき、従って通信
上の支障やアクチュエータ38の駆動上のタイミングの
ずれの問題を回避できる。リードスイッチの動作アンペ
アターンは製品毎にある程度ばらつきがあり、導磁部材
22を用いないと、磁束の分散によってリードスイッチ
20の動作点がばらつき、シリンダ12とキー14との
間に交信が成立するものの、アクチュエータ38の動作
タイミングがずれて正常な連結動作が確保されなくなる
が、本実施例によれば、そのような問題を解消して、信
頼性の高い電子錠を構成できる。また、リードスイッチ
20の動作点が安定していれば、アクチュエータ38の
駆動時間を必要最小限まで短縮化することができるの
で、その意味でも電力消費量を削減できるという利点が
ある。
れている。図1に示した構成においては、第1の回転体
30と第2の回転体32との配列方向に対して連結ピン
44の方向が直交していたが、この図14に示す構成に
おいては、その2つの回転体の配列方向に対して連結ピ
ン144の方向が平行となっている。すなわち、ハウジ
ング126内には第1の回転体130と第2の回転体1
32とが回転自在に保持されており、キー14が挿入さ
れるとその押入圧でスプリング134が圧縮され、これ
と同時にそのスプリング134に連結された押し棒13
6が第2の回転体132側へ押されることになる。この
運動は、図3に示した構成と同様の構成によって連結ピ
ン144上に設けられたスタッドに伝達され、上述した
動作が同様に実行される。このような構成では、アクチ
ュエータ138の回転軸138Aが2つの回転体の配列
方向と直交する方向に向けられており、アクチュエータ
138がほぼ円筒形をなすことに鑑みると、スペース上
のロスを生じる可能性があるが、押し棒136の動きと
連結ピン144の動きとを平行にして、円滑かつ確実な
付勢力の伝達を実現することができる。図14に示され
るように、連結ピン144が前進した状態において、そ
の先端部が第2の回転体132に形成された係入穴13
2Bに挿入され、その状態では、2つの回転体が一体と
して回転する。これは上述した実施例と同様である。
34に対して直接的に当接しているが、先端部14Dを
押し棒136に直接的に当接させることも好適である。
また、スプリング134を押し棒136の作用端側(図
14において左端側)に連結させることもできる。図1
4に示す部材144を単なる送り部材として利用し、そ
の部材144と一体的に平行移動する連結ピンを別途設
け、その連結ピンを第2の回転体132の縁の方に配置
しても好適である。
発明によれば、連結ピンの動作の確実性を維持向上させ
つつ消費電力を削減することが可能となる。また、連結
ピンを電気的な駆動力を必要とせずに復帰させることが
可能となる。
出するスイッチが常に同じキー挿入位置で動作するの
で、アクチュエータに不必要に長時間駆動信号を供給す
ることによる電力ロスなどを回避して、省電力を達成で
き、また安定かつ確実な動作を確保できる。
である。
図である。
図である。
示す説明図である。
である。
示す図である。
態(その1)を示す図である。
状態(その2)を示す図である。
ック図である。
である。
石、14 電子キー、20 リードスイッチ、22 導
磁部材、30 第1の回転体、32 第2の回転体、3
4 スプリング、36 押し棒、44 連結ピン、46
引き金、54運動転換体、52 スタッド、56 ア
ーム、58 スプリング、60 スプリング。
Claims (5)
- 【請求項1】 電子キーが差し込まれる第1の回転体
と、 施解錠機構に係合する第2の回転体と、 前記第1の回転体に保持され、前進して先端部が前記第
2の回転体に係入し、前記第1及び第2の回転体を回転
連結する連結ピンと、 前記連結ピンに対し、その後退方向に付勢力を与える戻
しバネと、 前記戻しバネよりも弱い付勢力を有し、前記連結ピンに
対し、その前進方向に付勢力を与える送りバネと、 キー差し込み時にその押入力で前記連結ピンへの前記戻
しバネの付勢作用を一時的に除去し、キー引き抜き時に
前記戻しバネの蓄積付勢力を解放させるキー連動機構
と、 前記付勢作用の除去状態において、前記送りバネによる
前記連結ピンの前進を規制する規制部材と、 前記電子キーにつき適合判定が得られた場合に、前記規
制部材を駆動して規制解除させ、前記連結ピンの係入を
可能にする駆動部と、 を有することを特徴とする錠前用シリンダ。 - 【請求項2】 請求項1記載の錠前用シリンダにおい
て、 前記規制部材には、 当該規制部材を直立状態から傾斜状態へ姿勢変化させる
ために、前記駆動部の回転軸が固定された軸受け部と、 前記直立状態では前記連結ピンに形成された突起部に引
っ掛かって前進を規制し、前記傾斜状態になった時に前
記突起部の前進を許容するフック状部と、 前記傾斜状態において前記突起の後退滑り込みを利用し
て当該規制部材自身を直立状態に立ち上げる復元斜面部
と、 が形成されていることを特徴とする錠前用シリンダ。 - 【請求項3】 請求項1記載の錠前用シリンダにおい
て、 前記戻しバネは、前記電子キーの押入作用により弾性力
が蓄積される主スプリングを含み、 前記キー連動機構は、 前記主スプリングが連結されつつ前記電子キーの押入運
動を伝達する押し棒と、 前記連結ピンを前記後退方向に押すためのアームと、 前記押し棒の運動を前記アームの運動に転換する運動転
換部と、 を含み、 キー引き抜き状態では、前記戻しバネの付勢力が前記ア
ームを介して前記連絡ピンに伝達され、 キー差し込み状態では、前記アームが跳ね上げられて前
記戻しバネの付勢作用が除去されることを特徴とする錠
前用シリンダ。 - 【請求項4】 請求項3記載の錠前用シリンダにおい
て、 前記戻しバネとして、前記主スプリングの他に、前記ア
ームに係合する補助スプリングが設けられたことを特徴
とする錠前用シリンダ。 - 【請求項5】 錠前用シリンダに差し込まれる電子キー
であって、 前記錠前用シリンダへのキー差し込み状態において前記
錠前用シリンダに配置されたマグネットに対向するよう
にキー本体に内蔵され、キー差し込み検出をする磁力セ
ンサと、前記キー本体内において前記磁力センサの前記マグネッ
ト側に近接配置され、 磁束の収束を図る導磁部材と、前記磁力センサが前記キー差し込みを検出すると電源O
Nとなり錠前用シリンダ側の電子回路と通信するキー側
電子回路と、 を含むことを特徴とする電子キー。
Priority Applications (1)
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