JPWO2017047505A1 - Key with wireless communication device and key lock with wireless communication device - Google Patents
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Abstract
無線通信デバイス付き鍵は、錠の鍵穴に挿入して開施錠するための鍵であって、把持部と、把持部から延び、鍵山を有する軸部と、を有する鍵本体と、を備え、軸部の把持部と反対側の先端側に切欠き部が設けられており、外周の少なくとも一部が切欠き部内の内周に沿って配置されたコイルアンテナと、コイルアンテナと接続されたRFIC素子と、を有する無線通信デバイスが切欠き部に収容されている。A key with a wireless communication device is a key for inserting and unlocking into a keyhole of a lock, and includes a grip body and a key body having a shaft portion extending from the grip portion and having a key ring. A coil antenna in which at least a part of the outer periphery is disposed along the inner periphery of the notch, and an RFIC element connected to the coil antenna. Are accommodated in the notch.
Description
本発明は、RFIDタグ等の無線通信デバイス付き鍵及び無線通信デバイス付き鍵用錠に関する。 The present invention relates to a key with a wireless communication device such as an RFID tag and a key lock with a wireless communication device.
金属鍵にさらにRFID機能を付与することで、セキュリティ性をより高めることができることが知られている(例えば、特許文献1参照。)。この場合、金属鍵の把持部にRFIDタグ用のコイルアンテナが設けられており、錠(シリンダー錠)側には、差込口(鍵穴)の周囲にリーダライタ側のコイルアンテナが設けられている。タグ側コイルアンテナは、リーダライタ側コイルアンテナと磁界を介して無線通信する。 It is known that security can be further improved by further providing an RFID function to a metal key (see, for example, Patent Document 1). In this case, a coil antenna for the RFID tag is provided in the holding part of the metal key, and a coil antenna on the reader / writer side is provided around the insertion port (key hole) on the lock (cylinder lock) side. . The tag side coil antenna wirelessly communicates with the reader / writer side coil antenna via a magnetic field.
しかし、把持部から延び、鍵穴に挿入する軸部が金属部材で構成されていると、金属部材により磁界が遮られてしまうため、RFIDタグとリーダライタとの無線通信が困難となる。軸部を樹脂等の磁界を遮らない部材で構成すればよいが、樹脂等で軸部を構成すると強度を保つことが難しくなる。また、そもそも、タグ側コイルアンテナとリーダライタ側アンテナとの距離が大きく、通信が成立しにくい。 However, if the shaft portion that extends from the gripping portion and is inserted into the keyhole is formed of a metal member, the magnetic field is blocked by the metal member, and wireless communication between the RFID tag and the reader / writer becomes difficult. The shaft portion may be formed of a member that does not block a magnetic field such as resin, but if the shaft portion is formed of resin or the like, it is difficult to maintain strength. In the first place, the distance between the tag-side coil antenna and the reader / writer-side antenna is large, making it difficult to establish communication.
これに対して、特許文献1では、さらに金属鍵の把持部にコイルアンテナを巻回して金属鍵自体を磁心として用いて、錠(シリンダー錠)側のリーダライタ側アンテナとタグ側コイルアンテナとを電磁的に結合させて通信することが記載されている。
On the other hand, in
しかし、上記特許文献1に記載の方法では、金属鍵自体を磁心として用いているので金属鍵の素材を統一する必要がある。また、金属鍵自体を磁心とする同様の構成によってタグ側コイルアンテナとリーダライタ側アンテナとを電磁的な結合させることで外部からの不正な通信が容易に行えるという問題がある。
However, in the method described in
そこで、本発明の目的は、外部からの不正な通信が困難なRFIDタグ等の無線通信デバイス付き鍵及び無線通信デバイス付き鍵用錠を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a key with a wireless communication device such as an RFID tag and a key lock with a wireless communication device, which are difficult to carry out unauthorized communication from the outside.
本発明に係る無線通信デバイス付き鍵は、錠の鍵穴に挿入して開施錠するための鍵であって、
把持部と、前記把持部から延びて鍵山を有する軸部と、を有する鍵本体と、
を備え、
前記軸部の前記把持部と反対側の先端側に切欠き部が設けられており、外周の少なくとも一部が前記切欠き部内の内周に沿って配置されたコイルアンテナと、前記コイルアンテナと接続されたRFIC素子と、を有する無線通信デバイスが前記切欠き部に収容されている。A key with a wireless communication device according to the present invention is a key for unlocking by inserting into a keyhole of a lock,
A key body having a grip portion and a shaft portion extending from the grip portion and having a key ring;
With
A coil antenna in which a notch is provided on a tip side opposite to the grip portion of the shaft portion, and at least a part of an outer periphery thereof is disposed along an inner periphery in the notch, and the coil antenna A wireless communication device having a connected RFIC element is accommodated in the notch.
本発明に係る無線通信デバイス付き鍵用錠は、無線通信デバイスを有する鍵を鍵穴に挿入して開施錠する錠であって、
外筒と、
鍵を挿入する鍵穴を有し、前記外筒の内側に回転可能に設けられた内筒と、
前記鍵の鍵山が正しい配置と一致する場合に、前記内筒を機械的に回転可能とし、機械的な開施錠動作を行う機械的開施錠機構と、
電気的な開施錠動作を行う電気的開施錠機構と、
を備え、
前記電気的開施錠機構は、
前記鍵穴に挿入された前記鍵の先端側に配置された無線通信デバイスのコイルアンテナと電磁結合する通信相手側アンテナと、
前記通信相手側アンテナと接続され、前記無線通信デバイスから情報を受信するリーダライタと、
を備え、
前記外筒および前記内筒のうち、前記コイルアンテナと対応する部分には切欠き部が設けられており、
前記無線通信デバイスからの情報に基づいて電気的な開施錠動作を行う。A lock for a key with a wireless communication device according to the present invention is a lock for unlocking by inserting a key having a wireless communication device into a keyhole,
An outer cylinder,
An inner cylinder that has a keyhole for inserting a key and is rotatably provided inside the outer cylinder;
A mechanical unlocking mechanism that mechanically rotates the inner cylinder and performs a mechanical unlocking operation when the key pile of the key matches the correct arrangement;
An electrical unlocking mechanism that performs an electrical unlocking operation;
With
The electrical unlocking mechanism is
A communication counterpart antenna that electromagnetically couples with a coil antenna of a wireless communication device arranged on the tip side of the key inserted into the keyhole;
A reader / writer connected to the communication partner antenna and receiving information from the wireless communication device;
With
Of the outer cylinder and the inner cylinder, a portion corresponding to the coil antenna is provided with a notch,
An electrical unlocking operation is performed based on information from the wireless communication device.
本発明に係る無線通信デバイス付き鍵によれば、無線通信デバイスが鍵の把持部ではなく軸部の先端側に設けられた切欠き部に収容されているため、錠の鍵穴に挿入後には外部からの不正な通信を困難にすることができる。 According to the key with the wireless communication device according to the present invention, since the wireless communication device is housed in the notch provided on the distal end side of the shaft portion instead of the key grip portion, the external device is inserted after being inserted into the keyhole of the lock. Unauthorized communication from can be made difficult.
本発明に係る無線通信デバイス付き鍵用錠によれば、鍵の先端側に配置された無線通信デバイスのコイルアンテナと電磁結合する通信相手側アンテナを錠の奥側の切欠き部に設けているので、外部からの不正な通信を困難にすることができる。 According to the key lock with a wireless communication device according to the present invention, the communication counterpart antenna that electromagnetically couples with the coil antenna of the wireless communication device arranged on the tip end side of the key is provided in the notch on the back side of the lock. Therefore, illegal communication from outside can be made difficult.
第1の態様に係る無線通信デバイス付き鍵は、錠の鍵穴に挿入して開施錠するための鍵であって、
把持部と、前記把持部から延びて鍵山を有する軸部と、を有する鍵本体と、
を備え、
前記軸部の前記把持部と反対側の先端側に切欠き部が設けられており、外周の少なくとも一部が前記切欠き部内の内周に沿って配置されたコイルアンテナと、前記コイルアンテナと接続されたRFIC素子と、を有する無線通信デバイスが前記切欠き部に収容されている。The key with the wireless communication device according to the first aspect is a key that is inserted into the keyhole of the lock and unlocked,
A key body having a grip portion and a shaft portion extending from the grip portion and having a key ring;
With
A coil antenna in which a notch is provided on a tip side opposite to the grip portion of the shaft portion, and at least a part of an outer periphery thereof is disposed along an inner periphery in the notch, and the coil antenna A wireless communication device having a connected RFIC element is accommodated in the notch.
上記構成によれば、無線通信デバイスが鍵の把持部ではなく軸部の先端側に設けられた切欠き部に収容されているため、錠の鍵穴に挿入後には外部からの不正な通信が困難となる。このため、この無線通信デバイス付き鍵によってより高いセキュリティを保つことができる。 According to the above configuration, since the wireless communication device is housed in the notch provided on the distal end side of the shaft portion instead of the key grip portion, unauthorized communication from the outside is difficult after being inserted into the keyhole of the lock. It becomes. For this reason, higher security can be maintained by the key with the wireless communication device.
第2の態様に係る無線通信デバイス付き鍵は、上記第1の態様において、前記切欠き部は、前記軸部の先端側に設けられ、前記軸部の延在方向と交差する貫通孔と、前記貫通孔の周縁の一部が前記貫通孔の一方の開口から他方の開口にわたって開放された開放端と、を有し、
前記コイルアンテナは、前記貫通孔に格納されていてもよい。The key with a wireless communication device according to a second aspect is the key according to the first aspect, wherein the notch portion is provided on a tip side of the shaft portion, and a through hole intersecting the extending direction of the shaft portion; A part of the periphery of the through hole has an open end that is opened from one opening of the through hole to the other, and
The coil antenna may be stored in the through hole.
上記構成によれば、切欠き部を構成する貫通孔の一方の開口から他方の開口にわたって開放された開放端のために、コイルアンテナの電磁界に対応する反電流がコイルアンテナの周囲に沿って周回できず、渦電流を形成できない。このため、コイルアンテナから放射される電磁波が弱められることを抑制でき、貫通孔の周縁をブースターとして利用できる。その結果、通信時の信号強度を高くできる。 According to the above configuration, the counter current corresponding to the electromagnetic field of the coil antenna is generated along the periphery of the coil antenna because of the open end opened from one opening of the through hole forming the notch to the other opening. It cannot circulate and eddy current cannot be formed. For this reason, it can suppress that the electromagnetic waves radiated | emitted from a coil antenna are weakened, and can use the periphery of a through-hole as a booster. As a result, the signal strength during communication can be increased.
第3の態様に係る無線通信デバイス付き鍵は、上記第2の態様において、前記無線通信デバイスは、前記切欠き部の前記開放端から奥側に収容されていてもよい。 The key with a wireless communication device according to a third aspect is the key according to the second aspect, wherein the wireless communication device may be accommodated from the open end of the notch to the back side.
上記構成によれば、無線通信デバイスを切欠き部の開放端から奥側に収容しているので、衝撃の影響を抑制できる。 According to the said structure, since the radio | wireless communication device is accommodated in the back | inner side from the open end of a notch part, the influence of an impact can be suppressed.
第4の態様に係る無線通信デバイス付き鍵は、上記第2の態様において、前記コイルアンテナは、その軸方向が前記貫通孔の貫通方向と平行となるように配置されていてもよい。 In the key with a wireless communication device according to a fourth aspect, in the second aspect, the coil antenna may be arranged so that an axial direction thereof is parallel to a penetration direction of the through hole.
上記構成によれば、コイルアンテナの軸方向からの電磁波の放射を軸部が遮ることを抑制できる。 According to the said structure, it can suppress that an axial part interrupts | blocks radiation | emission of the electromagnetic waves from the axial direction of a coil antenna.
第5の態様に係る無線通信デバイス付き鍵は、上記第4の態様において、前記軸部は、板状であって、前記貫通孔は、前記板状の軸部の厚み方向に貫通し、
前記コイルアンテナは、そのコイル面が前記軸部の板面と平行に配置されていてもよい。The key with a wireless communication device according to a fifth aspect is the key according to the fourth aspect, wherein the shaft portion is plate-shaped, and the through hole penetrates in a thickness direction of the plate-shaped shaft portion,
The coil antenna may have a coil surface disposed in parallel with the plate surface of the shaft portion.
上記構成によれば、通常多く使用される板状鍵の板面に沿ってコイルアンテナを配置することができる。 According to the said structure, a coil antenna can be arrange | positioned along the plate surface of the plate-shaped key normally used.
第6の態様に係る無線通信デバイス付き鍵は、上記第2から第5のいずれかの態様において、前記貫通孔は、前記鍵山より先端側に設けられていてもよい。 In the key with a wireless communication device according to a sixth aspect, in any one of the second to fifth aspects, the through hole may be provided on the tip side from the key mountain.
上記構成によれば、無線通信デバイスが鍵の鍵山より先端側に配置されているため、錠の鍵穴に挿入後には外部からの不正な通信が困難となる。このため、この無線通信デバイス付き鍵によってより高いセキュリティを保つことができる。 According to the above configuration, since the wireless communication device is arranged on the tip side from the key pile of the key, unauthorized communication from outside becomes difficult after being inserted into the key hole of the lock. For this reason, higher security can be maintained by the key with the wireless communication device.
第7の態様に係る無線通信デバイス付き鍵用錠は、無線通信デバイスを有する鍵を鍵穴に挿入して開施錠する錠であって、
外筒と、
鍵を挿入する鍵穴を有し、前記外筒の内側に回転可能に設けられた内筒と、
前記鍵の鍵山が正しい配置と一致する場合に、前記内筒を機械的に回転可能とし、機械的な開施錠動作を行う機械的開施錠機構と、
電気的な開施錠動作を行う電気的開施錠機構と、
を備え、
前記電気的開施錠機構は、
前記鍵穴に挿入された前記鍵の先端側に配置された無線通信デバイスのコイルアンテナと電磁結合する通信相手側アンテナと、
前記通信相手側アンテナと接続され、前記無線通信デバイスから情報を受信するリーダライタと、
を備え、
前記外筒および前記内筒のうち、前記コイルアンテナと対応する部分には切欠き部が設けられており、
前記無線通信デバイスからの情報に基づいて電気的な開施錠動作を行う。The key lock with a wireless communication device according to the seventh aspect is a lock for unlocking by inserting a key having a wireless communication device into a keyhole,
An outer cylinder,
An inner cylinder that has a keyhole for inserting a key and is rotatably provided inside the outer cylinder;
A mechanical unlocking mechanism that mechanically rotates the inner cylinder and performs a mechanical unlocking operation when the key pile of the key matches the correct arrangement;
An electrical unlocking mechanism that performs an electrical unlocking operation;
With
The electrical unlocking mechanism is
A communication counterpart antenna that electromagnetically couples with a coil antenna of a wireless communication device arranged on the tip side of the key inserted into the keyhole;
A reader / writer connected to the communication partner antenna and receiving information from the wireless communication device;
With
Of the outer cylinder and the inner cylinder, a portion corresponding to the coil antenna is provided with a notch,
An electrical unlocking operation is performed based on information from the wireless communication device.
上記構成によれば、機械的開施錠機構と電気的開施錠機構とを備えるので、機械的開施錠機構しか有しない従来の錠よりもセキュリティを向上させることができる。さらに、鍵の先端側の切欠き部に配置された無線通信デバイスのコイルアンテナと電磁結合する通信相手側アンテナを錠の奥側に設けているので、外部からの不正な通信を困難にすることができる。これによって、さらにセキュリティを高めることができる。 According to the said structure, since a mechanical unlocking mechanism and an electrical unlocking mechanism are provided, security can be improved rather than the conventional lock | rock which has only a mechanical unlocking mechanism. In addition, the communication partner antenna that electromagnetically couples with the coil antenna of the wireless communication device placed in the notch on the tip side of the key is provided on the back side of the lock, making unauthorized communication from the outside difficult. Can do. This can further increase security.
第8の態様に係る無線通信デバイス付き鍵用錠は、上記第7の態様において、前記電気的開施錠機構は、前記通信相手側アンテナと接続され、前記無線通信デバイスからの情報に基づいて前記内筒の回転を電気的に制御する回転制御部をさらに備えてもよい。 The key lock with a wireless communication device according to an eighth aspect is the seventh aspect, wherein the electrical unlocking mechanism is connected to the communication partner antenna, and is based on information from the wireless communication device. You may further provide the rotation control part which electrically controls rotation of an inner cylinder.
上記構成によれば、RFID通信の成立(電子的一致)の確認を優先させ、その後、鍵山の形状の一致(機械的一致)の確認によってロック解除を行うことができる。 According to the above configuration, priority can be given to confirmation of the establishment of RFID communication (electronic coincidence), and then unlocking can be performed by confirming the coincidence of the key mountain shape (mechanical coincidence).
第9の態様に係る無線通信デバイス付き鍵用錠は、上記第7の態様において、前記通信相手側アンテナは、前記鍵を前記鍵穴に挿入して前記内筒を所定角度回転した際の前記コイルアンテナと対向する位置に配置されていてもよい。 A key lock with a wireless communication device according to a ninth aspect is the coil according to the seventh aspect, wherein the antenna on the communication partner side is rotated by a predetermined angle by inserting the key into the keyhole and rotating the inner cylinder by a predetermined angle. You may arrange | position in the position facing an antenna.
上記構成によれば、鍵山の形状の一致(機械的一致)の確認を優先させ、その後、RFID通信の成立(電子的一致)の確認によってロック解除を行うことができる。 According to the above configuration, it is possible to prioritize confirmation of key mountain shape coincidence (mechanical coincidence), and then perform unlocking by confirmation of RFID communication establishment (electronic coincidence).
以下、実施の形態に係るRFIDタグ付き鍵及びRFIDタグ付き鍵用錠について、添付図面を参照しながら説明する。ここでRFIDタグは、無線通信デバイスの一つである。なお、図面において実質的に同一の部材については同一の符号を付している。 Hereinafter, a key with an RFID tag and a key lock with an RFID tag according to an embodiment will be described with reference to the accompanying drawings. Here, the RFID tag is one of wireless communication devices. In the drawings, substantially the same members are denoted by the same reference numerals.
(実施の形態1)
<RFIDタグ付き鍵>
図1は、実施の形態1に係るRFIDタグ付き鍵20の構成を示す概略図である。図2は、図1のRFIDタグ10を設けた先端側4の拡大図である。
実施の形態1に係るRFIDタグ付き鍵20は、錠の鍵穴に挿入して開施錠するための鍵である。この鍵20は、把持部1と、把持部1から延び、鍵山3を有する軸部2と、を有する鍵本体7と、を備える。また、軸部2の把持部1と反対側の先端側4に切欠き部18が設けられている。この切欠き部18には、外周の少なくとも一部が切欠き部18内の内周に沿って配置されたコイルアンテナ12と、コイルアンテナ12と接続されたRFIC素子11と、を有するRFIDタグ10が収容されている。
このRFIDタグ付き鍵20によれば、RFIDタグ10が鍵20の把持部1ではなく軸部2の先端側4の切欠き部18に配置されているため、錠の鍵穴に挿入後には外部からの不正な通信が困難となる。このため、このRFIDタグ付き鍵20によってより高いセキュリティを保つことができる。また、RFIDタグ10が軸部2の先端側4の切欠き部18に配置されているため、錠の内部に設けられた通信相手側アンテナにより近づけることができる。(Embodiment 1)
<Key with RFID tag>
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of the RFID tag-attached key 20 according to the first embodiment. FIG. 2 is an enlarged view of the
The RFID-tagged key 20 according to
According to this RFID tag-attached
以下に、このRFIDタグ付き鍵20の構成要素について説明する。 The components of the RFID tag key 20 will be described below.
<鍵本体>
鍵本体7は、青銅やステンレス鋼等の導電性材料からなる。また、鍵本体7は、把持部1と軸部2(ブレード、差込部)とを有し、例えば、板状である。把持部1は、鍵本体7を保持できればよく、任意の形状であってもよい。なお、軸部2の形状は、板状に限られず、例えば、板状、棒状、円柱状(チューブラ錠等)、円筒状、多角柱状等のいずれであってもよい。また、軸部2は湾曲面を有してもよい。軸部2には鍵山3を有する。鍵20を挿入する錠(シリンダー錠)において、鍵山3が正しい鍵山の配置と一致する場合に機械的な開施錠機構が動作して開施錠を行うことができる。したがって、この鍵山3は、機械的な開施錠機構の種類に応じて適宜必要な配置を有すればよい。例えば、図1では、鍵山3は軸部2の側面に形成された凹凸であるが、軸部2の主面に形成された複数のディンプル(凹部)の配置であってもよい。さらに、鍵山3は、軸部2の一面のみに設けられている場合に限られず、2面以上にわたって設けられていてもよい。鍵山3が軸部2の2面以上にわたって設けられていることによって鍵違い数を増やすことができ、セキュリティを向上させることができる。<Key body>
The
軸部2の先端側4には、軸部2の延在方向(x軸の正方向)と交差する貫通孔5を有する切欠き部18を設けてもよい。具体的には、切欠き部18は、軸部2が板状である場合、板面の厚さ方向(z軸の正及び負方向)に貫通する貫通孔5を有してもよい。また、貫通孔5は、その周縁の一部が軸部2の先端側(x軸の正方向)に貫通孔5の一方の開口から他方の開口にわたって開放された開放端6を有してもよい。この周縁の一部が開放された貫通孔5を有する切欠き部18は、換言すれば「コの字状の切欠き」又はC字形状の切欠きである。また、貫通孔5の周縁の一部であって、貫通孔5の一方の開口から他方の開口にわたって開放する開放端6とは、例えば、スロット又はスリットである。貫通孔5は、軸部2の鍵山3よりも先端側(x軸の正方向)、つまり、把持部1とは反対側に設けている。ここでは、開放端6は、先端方向に開放されている場合を示しているがこれに限られない。例えば、後述する実施の形態3に示すように、軸部2の延在方向(x軸の正方向)について垂直方向、例えば、側面方向(y軸の正又は負方向)に開いていてもよい。
A
また、上記例では軸部2の先端側の貫通孔5は、軸部2と一体的に設けられているが、これに限られず、後述する実施の形態2に示すように別部材4aに設けられてもよい。
Further, in the above example, the through
<RFIDタグ>
図3は、RFIDタグ10の断面構成を示す断面図である。図4は、図3のRFIDタグ10の等価回路図である。
このRFIDタグ10は、鍵本体7の軸部2の先端側の切欠き部18に設けられていればよい。これによって、上述の通り、錠の鍵穴に挿入後には外部からの不正な通信が困難となる。このRFIDタグは、軸部2の先端側の切欠き部18を構成する貫通孔5に格納されていてもよい。貫通孔5に格納することによって、RFIDタグ10を保護しやすくなる。また、例えば、RFIDタグ10は、貫通孔5内に樹脂系接着材にて固定されていてもよい。さらに、RFIDタグ10の上面を樹脂で覆って、軸部2について面一としてもよい。
また、このRFIDタグ10は、RFIC素子11とコイルアンテナ12とを備える。RFIDタグ10のコイルアンテナ12は、その外周の少なくとも一部が切欠き部18を構成する貫通孔5の内周に沿って配置されている。また、コイルアンテナ12は、その軸方向8と、軸部2の先端側4に設けられた貫通孔5の貫通方向9と、が平行となるように配置されていてもよい。これによって、コイルアンテナ12からの電磁波の放射が軸部2に遮られることを抑制できる。なお、コイルアンテナ12の一部が切欠き部18から露出していてもよい。切欠き部18から露出した部分は、衝撃を受けやすくなるので、別途、保護部材等を設けてもよい。<RFID tag>
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a cross-sectional configuration of the
The
The
図5は、RFIDタグ付き鍵20の軸部2に流れる誘導電流19を示す概略図である。図6は、鍵20の先端側4のRFIDタグ10の周囲に流れる誘導電流19を示す先端側の拡大図である。
さらに、軸部2は、貫通孔5の周縁の一部に貫通孔の一方の開口から他方の開口にわたって開放された開放端6を設けてもよい。この貫通孔5の周縁の一部の開放端6によって、コイルアンテナ12の電磁界に対応する誘導電流(反電流)19は、コイルアンテナ12の周囲を3/4周するように流れ、コイルアンテナ12周縁の前後で軸部2の周縁を流れる。この場合、誘導電流19は、コイルアンテナ12の周囲に沿って周回できず、電磁界を弱める渦電流とならない。このため、コイルアンテナ12から放射される電磁波が弱められることを抑制できる。つまり、コイルアンテナ12の磁界が軸部2によって遮られにくくなる。それだけでなく、コイルアンテナ12の誘導電流19を軸部2の貫通孔5の周囲、具体的には、軸部2の周縁に流すことができ、さらに軸部2を放射体として利用できる。つまり、金属製の鍵7の軸部2に誘導電流19が流れ、金属製の鍵本体7が放射素子として機能する。そこで、小型のRFIDタグ10であっても、金属製の軸部2に誘導電流19が流れて鍵本体7を放射素子として機能させることができ、ブースター効果によって通信時の信号強度を高くできる。
また、RFIDタグ10は、開放端6より奥側の貫通孔5に格納されており、先端側の開口端6からは離間している。これによって、RFIDタグ10が直接に衝撃をうけにくくなるよう保護している。FIG. 5 is a schematic diagram showing an induced current 19 that flows in the
Furthermore, the
The
なお、上記切欠き部18としては、開放端6を有する貫通孔5に限らない。例えば、開放端6を有しない長円形状又は楕円形状の貫通孔であっても、短径に対する長径のアスペクト比(長径/短径)が著しく大きい場合には、実質的に切欠き部として機能するものと考えられる。具体的には、アスペクト比の大きな長円形状又は楕円形状の貫通孔のコイルアンテナから遠く離れた内周に生じる反電流は無視しうる程度に小さくなるものと考えられる。
The
このRFIDタグ10は、多層基板16の上にRFIC素子11がはんだ等の導電性接合材14、15を介して表面実装されている。RFIC素子11は、封止樹脂層13によって封止されている。これによって高強度が得られる。このRFIDタグ10は、鍵20の先端側4に設けられるほどに超小型のパッシブタグである。
多層基板16は、セラミック多層基板や樹脂多層基板であってもよい。多層基板16内部には、コイルアンテナ12を内蔵している。
コイルアンテナ12は、コイル状であって、複数ターン巻きであってもよく、1ターン巻きであってもよい。また、コイルアンテナ12は、積層型であってもよく、単層型であってもよい。また、コイルアンテナ12は、多層基板16の主面方向に巻回軸を持つ。
このRFIDタグ10は、コイルアンテナ12のインダクタンス成分とRFIC素子11自身の容量成分17とで並列共振回路を構成している。この共振回路の共振周波数は、例えば、13.56MHz(HF帯)である。つまり、このRFIDタグ10は、HF帯用RFIDタグである。使用されるシステムは、HF帯RFIDシステムである。なお、使用される周波数は上記周波数に限定されるものではなく、UHF帯、2.4GHz帯等の他の周波数帯のRFIDタグであってもよい。In the
The
The
The
次に、RFIDタグ付き鍵用錠(シリンダー錠)について説明する。
<RFIDタグ付き鍵用錠(シリンダー錠)>
図7Aは、実施の形態1に係るRFIDタグ付き鍵用錠(シリンダー錠)30に鍵20を挿入した際の状態を示す概略断面図である。図7Bは、図7AのA−A方向からみた断面図である。図8は、図7AのRFIDタグ付き鍵用錠(シリンダー錠)30の構成を示すブロック図である。
このRFIDタグ付き鍵用錠30は、RFIDタグ10を有する鍵20を鍵穴25に挿入して開施錠する錠である。この錠30は、外筒31と、鍵20を挿入する鍵穴25を有し、外筒31の内側に回転可能に設けられた内筒32と、を備える。さらに、この錠30は、鍵20の鍵山3が正しい配置と一致する場合に、内筒32を機械的に回転可能とし、機械的な開施錠動作を行う機械的開施錠機構33と、電気的な開施錠動作を行う電気的開施錠機構36と、を備える。電気的開施錠機構36は、鍵穴25に挿入された鍵20の先端側に配置されたRFIDタグ10のコイルアンテナ12と電磁結合する通信相手側アンテナ34と、通信相手側アンテナ34と接続され、RFIDタグ10から情報を受信するリーダライタ35と、を備え、RFIDタグ10からの情報に基づいて電気的な開施錠動作を行う。
このRFIDタグ付き鍵用錠30によれば、機械的開施錠機構33と電気的開施錠機構36とを備えるので、機械的開施錠機構しか有しない従来の錠よりもセキュリティを向上させることができる。さらに、鍵20の先端側に配置されたRFIDタグ10のコイルアンテナ12と電磁結合する通信相手側アンテナ34を錠30の奥側に設けているので、外部からの不正な通信を困難にすることができる。これによって、さらにセキュリティを高めることができる。Next, a key lock (cylinder lock) with an RFID tag will be described.
<Key lock with RFID tag (cylinder lock)>
FIG. 7A is a schematic cross-sectional view showing a state when the key 20 is inserted into the RFID tag-attached key lock (cylinder lock) 30 according to the first embodiment. FIG. 7B is a cross-sectional view seen from the AA direction of FIG. 7A. FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of the RFID tag key lock (cylinder lock) 30 of FIG. 7A.
The RFID tag-attached
According to the RFID tag-attached
以下に、このRFIDタグ付き鍵用錠(シリンダー錠)30の構成要素について説明する。 The components of the RFID tag key lock (cylinder lock) 30 will be described below.
<外筒及び内筒(インナーシリンダ)>
錠(シリンダー錠)30の外筒31及び内筒32は、金属からなる。内筒32は、鍵20を挿入する鍵穴25を有し、外筒31の内側に回転可能に設けられている。<Outer cylinder and inner cylinder (inner cylinder)>
The
<機械的開施錠機構>
錠(シリンダー錠)30の機械的開施錠機構33は、シリンダー錠であればよく、その開施錠機構については一般的なものであってもよい。図7Aの断面図に示す機械的開施錠機構33は、ピンシリンダー錠の機械的開施錠機構であって、スプリング21、ドライバーピン(アッパーピン、上ピン)22、タンブラーピン(ボトムピン、下ピン))23等で構成されている。<Mechanical unlocking mechanism>
The mechanical unlocking
このピンシリンダー錠の機械的開施錠機構33の構成及び動作について説明する。ピンシリンダー錠では、スプリング21で付勢されたドライバーピン22及びタンブラーピンが鍵山3の凹凸に当接する。このとき、ドライバーピン22とタンブラーピン23との長さは配置に応じて異なり、鍵山3が正しい配置の場合にドライバーピン22とタンブラーピン23の境界がシアライン24と一致する。シアライン24とは、外筒31と内筒32との境界に対応している。ドライバーピン22がシアライン24より内筒32側に突出せず、タンブラーピン23がシアライン24より外筒31側に突出しない場合には内筒32が回転可能となる。これに対して、ドライバーピン22がシアライン24から内筒32側に突出しているか、又は、タンブラーピン23がシアライン24から外筒31側に突出している場合には、内筒32は回転しない。図7Aでは、鍵穴25に挿入された鍵20の鍵山3は正しい配置のものであり、内筒32は回転可能となっている。内筒32が回転することで、錠30の内部のカムが回転し、開施錠している閂(デッドボルト)を動かして開施錠する。
機械的開施錠機構33は、図示した上記ピンシリンダー錠の機械的開施錠機構に限られない。例えば、ディスクシリンダー錠、ロータリーシリンダー錠、マグネチックタンブラーシリンダー錠、リバーシブルピンシリンダー錠等の機械的開施錠機構であってもよい。なお、ピンシリンダー錠、リバーシブルピンシリンダー錠の場合には、ピンの先端形状を凸形状としてもよい。この場合、対応する鍵20の鍵山3はディンプル状となる。The configuration and operation of this pin cylinder lock mechanical unlocking
The mechanical unlocking
<電気的開施錠機構>
電気的開施錠機構36は、通信相手側アンテナ34と、リーダライタ35と、を備える。通信相手側アンテナ34は、鍵穴25に挿入された鍵20の先端側に配置されたRFIDタグ10のコイルアンテナ12と電磁結合する。リーダライタ35は、通信相手側アンテナ34と接続され、RFIDタグ10から情報を受信する。この電気的開施錠機構36は、RFIDタグ10からの情報(例えば、ID等)に基づいて電気的な開施錠動作を行う。具体的には、RFIDタグ10から得られたIDが正しいIDであるか判断して、正しいIDである場合にはRFID通信が成立した(電子的一致)として、電気的ロックを解除する。<Electrical unlocking mechanism>
The electrical unlocking
通信相手側アンテナ34は、機械的開施錠機構33よりも奥側に配置されている。具体的には、ピンシリンダー錠の場合にはドライバーピン22及びタンブラーピンより奥側に配置される。通信相手側アンテナ34は、コイルアンテナである。また、通信相手側アンテナ34は、例えば、リーダライタ35(リーダライタ側IC等)に接続されている。また、図7Bに示すように、通信相手側アンテナ34は、外筒31側に設置される。RFIDタグ10のコイルアンテナ12に近づけられるので内筒32側(回転する側)に設置してもよいが、リーダライタ35への接続等の関係から外筒31側(固定側)に設置することが好ましい。また、通信相手側アンテナ34は、2つ以上を配置してもよい。また、通信相手側アンテナ34を設ける通信面側に対して鍵を挟んで反対側にコイルアンテナ12からの磁束を導く軟磁性体が設けられていてもよい。これによって磁気回路を構成し、通信を安定させることができる。
通信相手側アンテナ34は、コイルアンテナ12よりも大きめである。通信相手側アンテナ34は、その開口面とRFIDタグ10のコイルアンテナ12の開口面とが対向するように配置している。
通信相手側アンテナ34は、比較的小型であって、錠30の奥まった位置に配置されており、しかも、スプリング21やタンブラーピン23等が邪魔するので、不審者による外部からの不正な通信を困難なものとすることができる。
なお、通信相手側アンテナ(リーダライタ側アンテナ)34は、必ずしも外筒部分に設けられている必要があるわけではなく、さらに外側部分に設けられていてもよい。The
The
The
Note that the communication partner side antenna (reader / writer side antenna) 34 does not necessarily have to be provided in the outer cylinder portion, and may be provided in the outer portion.
このRFIDタグ付き鍵用錠30は、鍵山3の形状の一致(機械的一致)とRFID通信の成立(電子的一致)とをトリガーに錠30の機械的ロック及び電気的ロックをそれぞれ解除する。なお、鍵20を鍵穴25に挿入後、機械的開施錠機構での鍵山3の形状一致だけで内筒32が回転できるようにするのではなく、電気的開施錠機構によるRFIDタグからの情報によって、RFID通信の成立後に内筒32を回転可能(ロック解除可能)にしてもよい。この場合、例えば、錠30は、リーダライタ35と接続されRFIDタグ10からの情報に基づいて内筒32の回転を電気的に制御する回転制御部(図示せず)をさらに備えてもよい。これによって、RFID通信の成立(電子的一致)を優先させ、その後、鍵山3の形状の一致(機械的一致)によってロック解除を行うことができる。
The RFID tag-attached
(実施の形態2)
図9は、実施の形態2に係るRFIDタグ付き鍵20aの構成を示す概略図である。このRFIDタグ付き鍵20aは、実施の形態1に係るRFIDタグ付き鍵と対比すると、先端側の貫通孔5を軸部2と一体的に設けるのではなく、軸部2の先端側に貫通孔5を含む先端部4aを別部材として設けている点で相違する。RFIDタグ10を収容する先端部4aを別部材として設けることによって、従来の鍵を改良して実施の形態2に係る鍵20aとして利用できる。(Embodiment 2)
FIG. 9 is a schematic diagram showing the configuration of the RFID tag-attached key 20a according to the second embodiment. Compared with the RFID tag key according to the first embodiment, the RFID tag key 20a is not provided with the through
(実施の形態3)
図10は、実施の形態3に係るRFIDタグ付き鍵20bの構成を示す概略図である。図11は、図10のRFIDタグを設けた先端側の拡大図である。
このRFIDタグ付き鍵20bは、実施の形態1に係るRFIDタグ付き鍵と対比すると、貫通孔5の周縁の一部の貫通孔5の一方の開口から他方の開口にわたって開放された開放端6の位置について相違している。具体的には、実施の形態1では、開放端6は、軸部2の先端側に設けられているが、実施の形態3では、開放端6は、側面、例えば、y軸の正又は負方向に設けられている点で相違する。このように、開放端6を先端側ではなく、側面に設けることで、鍵20bの先端側から受ける衝撃等からRFIDタグ10をさらに保護できる。(Embodiment 3)
FIG. 10 is a schematic diagram showing the configuration of the RFID tag-attached key 20b according to the third embodiment. FIG. 11 is an enlarged view of the tip side provided with the RFID tag of FIG.
In comparison with the RFID tag key according to the first embodiment, the RFID tag key 20b has an
(実施の形態4)
図12Aは、実施の形態4に係るRFIDタグ付き鍵20cのz軸の正方向から見た先端側の拡大図である。図12Bは、y軸の正方向から見た先端側の拡大図である。図12Cは、z軸の負方向から見た先端側の拡大図である。図12Dは、x軸の正方向から見た先端側の拡大図である。
このRFIDタグ付き鍵20cは、実施の形態1に係るRFIDタグ付き鍵と対比すると、貫通孔5aの形状の点で相違する。実施の形態1の貫通孔5は、両面にわたって同一形状の開口部であったが、実施の形態4の貫通孔5aは、z軸の正方向側に凹部を設け、z軸の負方向側にスロットを設けている点で相違する。このように貫通孔5aを両面の開口を異なる形状とすることで、RFIDタグ10を格納した際にスロットを設けた面でRFIDタグ10を支えることができ、さらにRFIDタグ10を衝撃等から保護できる。なお、z軸の負方向側にもスロットが設けられているので、z軸の正方向側と同様に電磁波の放射を行うことができる。(Embodiment 4)
12A is an enlarged view of the distal end side of the RFID tag-attached key 20c according to
The RFID tag key 20c is different from the RFID tag key according to the first embodiment in the shape of the through
(実施の形態5)
図13Aは、実施の形態5に係るRFIDタグ付き鍵用錠30aの電気的開施錠機構に関連する断面構造を示す側断面図である。図13Bは、図13Aの上面図である。図13Cは、図13Aの奥側からみた構成を示す断面図である。この錠30aは、実施の形態1に係る錠と対比すると、内筒32が90°回転した状態(鍵穴26)のコイルアンテナ12と対向するように通信相手側アンテナ34が設けられている点で相違する。また、この錠30aは、実施の形態1に係る錠と対比すると、外筒31および内筒32のうち、コイルアンテナ12と対応する部分には切欠き部38が設けられている点で相違する。外筒31及び内筒32に切欠き部38を設けることによって、RFIDタグ10のコイルアンテナ12からの信号が外筒31及び内筒32で遮断されにくくなり検出しやすくなる。また、円孔ではなく、開放端を有する切欠き部38を設けることによって、リーダライタ35の通信相手側アンテナ34における出力を増幅できる。さらに、コイルアンテナ12と対応する部分以外を残すことによって、外筒31及び内筒32の強度を維持できる。(Embodiment 5)
FIG. 13A is a side sectional view showing a sectional structure related to the electrical unlocking mechanism of the RFID tag-attached
また、上記のように、内筒32が90°回転した状態(鍵穴26)のコイルアンテナ12と対向するように通信相手側アンテナ34が設けられている。この場合には、RFID通信の成立(電子的一致)の確認は、鍵山3の形状の一致(機械的一致)の確認後に行うこととなる。したがって、鍵山3の形状の一致(機械的一致)の確認を優先させ、その後、RFID通信の成立(電子的一致)の確認によってロック解除を行うことができる。つまり、機械的一致をトリガーにしてRFID通信の成立(電子的一致)の確認、例えば、ID認証をスタートする。これによって省電力化を図ることができる。なお、この場合には、RFID通信の成立(電子的一致)の確認によって、施錠している閂(デッドボルト)を動かして開施錠する。
なお、鍵20を回す際のエネルギーを電気エネルギーに変換すれば、錠30aとしての電源を不要とすることができる(エネルギーハーベスティング)。Further, as described above, the communication
In addition, if the energy at the time of turning the key 20 is converted into electric energy, the power supply as the
なお、図13A及び図13Cに示すように、内筒32を90°回転した状態で通信相手側アンテナ34がコイルアンテナ12と対向するように設けられ、開施錠動作も90°回転した状態で行うこととしている。しかし、これに限られず、さらに内筒32を回転して、例えば180°回転した状態で開施錠動作を行うようにしてもよい。この場合、RFID通信の成立(電子的一致)の確認を内筒32の回転の途中で行うので、RFIDタグ10と通信相手側アンテナ34との間の通信をどのように行うかわかりにくくすることができる。なお、上記角度は適宜変更してもよい。
As shown in FIGS. 13A and 13C, the
また、この錠30aによれば、鍵山3の形状の一致(機械的一致)の確認後、内筒32を回転させないとRFIDタグ10と通信相手側アンテナ34とを対向させることができない。これによって、回転させない状態での通信相手側アンテナとのRFID通信を実現できないので、さらにセキュリティを向上させることができる。
In addition, according to the
図14は、実施の形態5に係るRFIDタグ付き鍵用錠30aによるロック解除方法のフローチャートである。
(1)RFIDタグ付き鍵20を錠30aの内筒32に挿入して、鍵20を回す(S01)。
(2)このとき、鍵20を回すことができなかった場合には、鍵山3の形状の一致(機械的一致)の確認ができなかったことを意味する。この場合、ロックは解除されない(S04)。
(3)一方、鍵20を回すことができた場合には、鍵山3の形状の一致(機械的一致)の確認ができたことを意味する。この場合には、RFID通信の成立(電子的一致)の確認を行う。具体的には、RFID通信を行って、例えば、ID認証を行う(S02)。
(4)このとき、ID認証ができなかった場合には、RFID通信の成立(電子的一致)の確認ができなかったことを意味する。この場合、ロックは解除されない(S04)。このとき、鍵山3の形状の一致(機械的一致)の確認ができているので、機械的開施錠機構のみしか有しない場合にはロックが解除されてしまう。不正な鍵山3のコピーが行われた場合にも、電子的一致が確認できない場合には、ロック解除を防ぐことができる。
(5)ID認証ができる場合には、RFID通信の成立(電子的一致)の確認ができたことを意味する。この場合、ロックが解除される(S03)。
以上によって、このRFIDタグ付き鍵用錠30aのロックを解除できる。FIG. 14 is a flowchart of a lock releasing method by the RFID tag
(1) Insert the RFID tag key 20 into the
(2) At this time, if the key 20 cannot be turned, it means that the coincidence (mechanical coincidence) of the shape of the
(3) On the other hand, if the key 20 can be turned, it means that the
(4) At this time, if the ID authentication cannot be performed, it means that the establishment (electronic matching) of the RFID communication could not be confirmed. In this case, the lock is not released (S04). At this time, since the coincidence (mechanical coincidence) of the shape of the
(5) If ID authentication can be performed, it means that the establishment (electronic matching) of RFID communication has been confirmed. In this case, the lock is released (S03).
Thus, the lock of the RFID tag
なお、本開示においては、前述した様々な実施の形態及び/又は実施例のうちの任意の実施の形態及び/又は実施例を適宜組み合わせることを含むものであり、それぞれの実施の形態及び/又は実施例が有する効果を奏することができる。 It should be noted that the present disclosure includes appropriately combining any of the above-described various embodiments and / or examples, and each of the embodiments and / or examples. The effect which an Example has can be show | played.
本発明に係る無線通信デバイス付き鍵及び錠によれば、無線通信デバイスが鍵の把持部ではなく軸部の先端側の切欠き部に配置されているため、錠の鍵穴に挿入後には外部からの不正な通信が困難となる。このため、より高いセキュリティを必要とする鍵及び錠として用いることができる。 According to the key and the lock with the wireless communication device according to the present invention, since the wireless communication device is arranged in the notch portion on the distal end side of the shaft portion instead of the key grip portion, it is externally inserted after being inserted into the key hole of the lock. Unauthorized communication becomes difficult. For this reason, it can be used as a key and lock that require higher security.
1 把持部
2 軸部
3 鍵山
4 先端側
4a 先端部
5 貫通孔
6 開放端
7 鍵本体
8 コイル軸方向
9 貫通方向
10 RFIDタグ(無線通信デバイス)
11 RFIC素子
12 コイルアンテナ
13 封止樹脂層
14、15 導電性接合材
16 多層基板
17 容量成分
18 切欠き部
19 誘導電流
20、20a RFIDタグ付き鍵
21 スプリング
22 ドライバーピン
23 タンブラーピン
24 シアライン
25 鍵穴
26 鍵穴(90°回転)
30、30a 錠(シリンダー錠)
31 外筒
32 内筒
33 機械的開施錠機構
34 通信相手側アンテナ
35 リーダライタ
36 電気的開施錠機構
37 切欠き部DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
30, 30a lock (cylinder lock)
31
Claims (9)
把持部と、前記把持部から延びて鍵山を有する金属製の軸部と、を有する鍵本体と、
を備え、
前記軸部の前記把持部と反対側の先端側に切欠き部が設けられており、外周の少なくとも一部が前記切欠き部内の内周に沿って配置されたコイルアンテナと、前記コイルアンテナと接続されたRFIC素子と、を有する無線通信デバイスが前記切欠き部に収容されている、
無線通信デバイス付き鍵。A key to be inserted and unlocked in the keyhole of the lock,
A key body having a grip portion and a metal shaft portion extending from the grip portion and having a key ring;
With
A coil antenna in which a notch is provided on a tip side opposite to the grip portion of the shaft portion, and at least a part of an outer periphery thereof is disposed along an inner periphery in the notch, and the coil antenna A wireless communication device having a connected RFIC element is housed in the notch.
Key with wireless communication device.
前記コイルアンテナは、前記貫通孔に格納されている、請求項1に記載の無線通信デバイス付き鍵。The notch is provided on the distal end side of the shaft portion, and a through hole that intersects the extending direction of the shaft portion, and a part of the periphery of the through hole extends from one opening of the through hole to the other opening. An open end that is open across,
The key with a wireless communication device according to claim 1, wherein the coil antenna is stored in the through hole.
前記コイルアンテナは、そのコイル面が前記軸部の板面と平行に配置されている、請求項4に記載の無線通信デバイス付き鍵。The shaft portion is plate-shaped, and the through hole penetrates in the thickness direction of the plate-shaped shaft portion,
The key with a wireless communication device according to claim 4, wherein the coil antenna has a coil surface arranged in parallel with a plate surface of the shaft portion.
金属製の外筒と、
鍵を挿入する鍵穴を有し、前記外筒の内側に回転可能に設けられた金属製の内筒と、
前記鍵の鍵山が正しい配置と一致する場合に、前記内筒を機械的に回転可能とし、機械的な開施錠動作を行う機械的開施錠機構と、
電気的な開施錠動作を行う電気的開施錠機構と、
を備え、
前記電気的開施錠機構は、
前記鍵穴に挿入された前記鍵の先端側に配置された無線通信デバイスのコイルアンテナと電磁結合する通信相手側アンテナと、
前記通信相手側アンテナと接続され、前記無線通信デバイスから情報を受信するリーダライタと、
を備え、
前記外筒および前記内筒のうち、前記コイルアンテナと対応する部分には切欠き部が設けられており、
前記無線通信デバイスからの情報に基づいて電気的な開施錠動作を行う、無線通信デバイス付き鍵用錠。A lock for inserting and locking a key having a wireless communication device into a keyhole,
A metal outer cylinder,
A metal inner cylinder that has a keyhole for inserting a key and is rotatably provided inside the outer cylinder;
A mechanical unlocking mechanism that mechanically rotates the inner cylinder and performs a mechanical unlocking operation when the key pile of the key matches the correct arrangement;
An electrical unlocking mechanism that performs an electrical unlocking operation;
With
The electrical unlocking mechanism is
A communication counterpart antenna that electromagnetically couples with a coil antenna of a wireless communication device arranged on the tip side of the key inserted into the keyhole;
A reader / writer connected to the communication partner antenna and receiving information from the wireless communication device;
With
Of the outer cylinder and the inner cylinder, a portion corresponding to the coil antenna is provided with a notch,
A lock for a key with a wireless communication device that performs an electrical unlocking operation based on information from the wireless communication device.
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