JP2003213994A - 電子制御によるシリンダー錠の構造とその管理システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】電子制御するシリンダー錠に関するもので、構
造を簡単にしコストを低減すること。 【解決手段】操作キイ部から電源供給しシリンダー部の
電気回路を簡略化した。又、シリンダー内部の回転部の
同軸上にロック解除のソレノイドを設けたことによるコ
ストダウン、簡略化を図った。又管理面で簡略化する為
に１個の操作キイで複数の機器又は、部屋、家屋に於け
る鍵を操作できるようにする。キイ操作部には通信する
端子があり、外部機器と通信接続し管理する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子制御シリンダー
錠の構造とその管理システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】特に金銭等を扱う機器に取り付ける鍵の
管理をする場合従来から使われているメカニズム方式は
合鍵が作りやすく、鍵の交換を煩雑にしなければ成らな
い場合が多い。また、何個もの異なった、機器ごとの鍵
を持ち歩く必要がある。管理面でも従業員の管理、盗難
等の問題もある。

【０００３】

【発明が解決する為の課題】開錠、施錠を一元管理した
い。操作キイ１個のみで複数機器の施錠、開錠を行いた
い、また交換がし易く、キイの有効期限等を設定した
い、又、安価に提供する必要がある。

【０００４】簡単に従来の鍵から簡単に交換できるシス
テムを供給することである。

【０００５】電源の供給、セキュリテイ、電子化による
不正を防止したい。外形の小型化、同一化、安定性も問
題である。

【０００６】

【発明が解決しようとする手段】鍵を電子化し、操作キ
イに電池を内蔵し開錠の電源を機器に取り付けた鍵に供
給すると同時に、操作キイ部に通信する為の端子を設
け、操作キイを挿入し、開錠ボタンを押すと開錠できる
様にする。シリンダー鍵内部には電子基板ＣＰＵ，があ
り操作キイからのＩＤ番号等を照合し、一致するとソレ
ノイドが引きロックを外す。すべてＩＤ番号で登録、管
理しているので、持ち歩く鍵は１個で済み持ち歩き、鍵
番号の確認作業が無くなり、管理、作業が楽になる。

【０００７】各個人が操作した機器の情報は、操作キイ
部に通信用の端子を設け、インターネット等の通信網を
使いパソコン等を通じ管理者に随時通信する。

【０００８】施錠においても閉め忘れが管理コンピュー
ター等から管理者に通知しミスを防ぐ。

【０００９】一回限り鍵の挿入操作で１回の開錠作業し
か出来ないようにする。

【００１０】外形は現在使用している、メカニズムタイ
プ、シリンダー錠と同一の寸法、取り付け方法にする。
その為に出来るだけ消費電流の少ない、小型のシステム
にする。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は、電子シリンダー錠の構造
全体図を説明している。メカニカルなキイと異なり、構
造は簡単である。大きく分けて、外周取り付け部、内部
回転部、その内部回転部と連結した、筐体との固定部、
操作キイ部に分けられる。ｓ３は外周固定部であり、取
り付け用のネジ、フランジ等が外周にある。この中心に
は孔があり回転部のシャフトが貫通している。その外周
にロック用の２種類の径が異なる孔がｓ５側（ソレノイ
ド）にある。反対側（ｓ２）には２個の同径のベアリン
グ用ガイド孔がある。

【００１２】内部の回転部が操作キイで回転させるには
ロックピンがソレノイド側に無ければロックは外れない
構造である。通常ロック状態ではバネ（ｓｄ５で説明）
で反面に押されている。このロックを外すにはソレノイ
ドｓ５に電流を流す。ｓ８が吸着しロックピンがソレノ
イド側に移動しロックを外す。

【００１３】ロックが外れると回転部が回転しｓ９を動
かし筐体ロックが外れる。ｓ２はロックガイドでありｓ
３との間にバネ、ベアリングが入っている。ロックが外
れるとベアリングは内部に入る。１８０度（９０度）回
すとガイド孔に入りカチッとクリックする。ここが完全
に鍵が外れた位置と確認できる。

【００１４】また、鍵をロックする場合１８０度（９０
度）反対側に回す。同じようにクリックして止まる。ベ
アリングとバネでガイドは正確な位置で止まる。この位
置にはロックピンの位置と同位置でありロックピンはロ
ック位置で２個のロックピンがバネで押されガイド側の
孔に入りロックされる。ロックピンはソレノイドで動く
為、孔とピンの寸法には空間があり、摩擦抵抗は無い構
造である。反対側（１８０度回転）ではロックピンとガ
イド側の孔径が違い入らない構造である。尚、１８０度
以上回転しないストッパーも付いている。

【００１５】電気的な動作について説明する。操作キイ
をｓ１５の孔に差し込むと操作キイにあるｓ１６、ｓ１
７の接点がｓ１１、ｓ１２のシリンダー錠回転部基板に
内蔵した接点と接触し電子基板ｓ７に信号、電源が繋が
る。

【００１６】操作キイ部 ｓ１８のボタンを押すと開錠
信号が電子基板部のＣＰＵに繋がりＩＤ（識別番号）が
（内蔵した鍵ＩＤの操作キイ、シリンダー錠のペアの組
み合わせ、暗号化を、専用の機械、パソコン等で行わせ
るようにする）必ず二つそろっていないと変更が出来な
いようにする。データーと一致すれば、ソレノイドに電
流を流しロックピンを引く動作をする。この時、開錠し
たことを操作キイのＣＰＵに鍵内部ＣＰＵから知らせ記
録します。ロックピンには接点用のピン、ｓｓ７が有り
電子基板（ｓ７）に内蔵しているリーフスイッチを押
す。

【００１７】このリーフスイッチが一定時間押されたこ
とを確認した場合、電流を切る、これは開錠した信号で
ある。拠って、常に押された状況ではソレノイドに電源
は入らない。（開錠時）外にソレノイド機構としてラッ
チ機構を取り入れ、吸引板が引いた場合そのピンに、引
っかかり、ソレノイドが回転した場合そのラッチが外れ
る機構もある。これによりラッチする時間のみ通電すれ
ばよくなる。（ラッチ機構が無い場合は電流を移動板が
保持する電流まで減らす。）

【００１８】この信号を利用しｓ１３、ＬＥＤ（発光ダ
イオード）を点灯し開錠確認できる。ロック状態で操作
キイを差し込んだ場合、点滅し区別する。施錠時は単に
操作キイを逆に回転します。施錠確認の為、操作キイを
抜いても、一定時間（数秒程度）点灯するようにｓ７、
基板内部にコンデンサーで電源を蓄える。暗い場所でも
施錠確認出来て安全性が高まる。施錠した信号は操作キ
イを抜く前に、シリンダー鍵、内部ＣＰＵから、操作キ
イの内部ＣＰＵを介しメモリーに格納されます。

【００１９】図２は、電子シリンダー錠の心臓部である
ソレノイド部の詳細を説明している。ｓｓ１はロックピ
ンであり、内部のソレノイドで吸引される可動板ｓｄ２
と接続されている。ｓｓ２は外形と固定され外部に回転
を伝達するシャフトである。ｓｓ４は操作キイのストッ
パーの役目とカチッとロックするバネが内臓されてい
る。内部には電磁石を構成するｓｄ６、磁気回路、ｓｄ
４、巻き線、ｓｄ５、可動板用バネがある。ｓｄ８、ｓ
ｄ９、ｓｄ１０はソレノイドに電流が流れ吸引板が引か
れるとラッチする機構である。これは、鍵を回し開錠す
るとｓｄ８が孔位置、ｓｓ８、ｇ１２から外れて、押さ
れ解除される機構である。

【００２０】図３は、電子シリンダー錠が安定的に動作
し且つ消費電流を軽減し、更に施錠、開錠したことが感
触で確認できるガイド機構について説明している。ｇ１
は筐体に固定する為の金具でロック時に筐体と固定す
る。ｇ２はｇ１、ｇ７と共に回転し、ガイド機構を構成
する。

【００２１】内部には２個の孔がありｇ３のボールベア
リング、ｇ５のバネがこの孔に入る。バネに押されたｇ
３のボールベアリングはｇ４の取り付け部に固定された
ガイド板に接触している。ｇ４にはｇ１０の孔がある。
ｇ２側、ｇ１０の穴はボールベアリングが約３分の１程
度入る大きさの孔である。ｇ７（ソレノイド）側の孔は
Ｇ６（ロックピン）が入る孔である。ロック位置でこの
ピンが２個とも入る。２個のｇ１０のソレノイド側孔は
互いに寸法が異なる。開錠した場合は孔寸法が異なり入
らない。

【００２２】この孔寸法はピンとの空間がある。ｇ９は
外周部でありｇ４に固定される。ｇ８はソレノイドユニ
ットに連結したシャフトでｇ１、ｇ２と同一、回転軸で
ある。

【００２３】図４はシリンダー錠、管理システムの電気
的情報処理内容である。

【００２３】ｂ９は操作キイの内部構造のブロックを示
している。これから、キイ接点部通じ電源、信号がシリ
ンダー部ｂ１に接続されている。情報交換用のポートが
ｂ１の携帯情報端末等に接続できる外部接続端子も設け
られている。

【００２４】ｂ１に接続された信号、電源はｂ２、ｂ４
に行き、信号はｂ７で判断されＩＤ番号が一致すれば、
ソレノイドｂ６に電流を流します。開錠信号処理と同時
にＩＤ番号を更新し（ｂ１１）、ｂ９にその内容を返し
ます。

【００２５】不一致ならば、操作キイ部に信号を返し、
ｓ１４、ＬＥＤ表示に不一致の表示（高速点滅）し処理
を停止します。この場合、操作キイを入れなおし再度開
錠作業をする必要があります。ｂ６ソレノイドに電流が
流れるとロック接点が切れ、その信号でＬＥＤ表示Ｂ３
を点灯させます。

【００２６】電源部にはＬＥＤを電源が切れても数秒点
灯させることの出来る、蓄電コンデンサーがあります。

【００２７】

【発明の効果】以上で説明したように、簡単な構造で電
子シリンダー錠が構成され、取り付け交換のし易さ、量
産性、コストが安くなる等、考えられる。また、１個の
操作用キイで何台もの機器を扱うことが出来るようにな
り、また、管理面でも操作の記録、禁止、交換、が専用
のパソコン、情報端末で行えるようになり安全性が増
す。操作キイを盗難、紛失等の際、鍵自体の交換が要ら
ない、等の効果がある。また不正をしようとしてＩＤ番
号をパソコン等で総当りされる心配があるが、ＩＤ番号
が不一致の場合プログラム処理が停止し、再度操作キイ
を入れなおす（リセット）必要があるようにして物理的
に不可能にしている。

【図面の簡単な説明】

【図１】電子シリンダー錠の構造、外形

【図２】ソレノイドユニットの詳細

【図３】ロック案内機構の詳細

【図４】シリンダー錠、管理システムの電気的情報処理
内容

【図５】操作キイの操作の流れ

【符号の説明】

図１ ｓ１ 固定ナット ｓ２ ロックピンガイド案内部 ｓ３ 外部固定部、ロックピンが入る孔、ガイド案内の
ベアリング用孔が有る。 ｓ４ 吸引子 ガイドピン、ロックピン ｓ５ ソレノイドコイルユニット ｓ６ 外部 接続コネクター部 ｓ７ 電子回路基板部 ｓ８ 可動電磁吸引板 ｓ９ 筐体固定板 ｓ１０ 操作キイ ストッパー、クリック抑え ｓ１１ 基板と操作キイ信号接続接点部１ ｓ１２ 同上２ ｓ１３ シリンダー内部回転部 ソレノイドと回転は
一体 ｓ１４ 動作表示ＬＥＤ ｓ１５ 操作キイ 挿入口、挿入ガイド、 ｓ１６ 操作キイ 信号、電源接点部 ｓ１７ 同上 ２ ｓ１８ 開錠ボタン ｓ１９ 操作キイ 外形 電池内蔵、電子回路部 ｓ２０ 操作キイピン ｓ２１ 操作キイがｓ１０にあるバネ部突起に入る丸型
溝、キイが奥まで到達した時、クリック感触を出す。 ｓ２２ 取り付け用フランジ ｓ２３ 操作キイ部 外部接続端子 ｓ２４ 接点カバー 挿入しない時は、ばね戻りで接点
部をカバーしている。 図２ ソレノイドユニットの詳細 ｓｓ１ ロックピン 可動吸引板にカシメられてい
る。 ｓｓ２ シャフト ｓ１、ｓ２と同回転する。 ｓｓ３ ソレノイド磁気回路を形成されており、内部に
巻き線がある。 ｓｓ４ 操作キイのストッパー、差込クリックバネ ｓｓ５ 接続リード線 ソレノイド巻き線 ｓｓ６ 筐体固定板用 固定タップネジ ｓｓ７ ロックピン出口 リーフスイッチ用 ｓｓ８ ラッチ解除板、 溝孔 断面図 ｓｄ１ 回転シャフト ｓｄ２ ロックピンユニット ｓｄ３ ソレノイド磁気回路 ｓｄ４ ソレノイド巻き線 ｓｄ５ ロックピン コイルバネ ｓｄ６ 操作キイ ストッパー、ガイド ｓｄ７ 操作回転部外周ケース ｓｄ８ ラッチ板、解除板 ｓｄ９ ラッチばね ｓｄ１０ ラッチ溝 図３ ロック案内機構の詳細 ｇ１ 筐体固定板 ｇ２ ロック案内板 ロック時正確な位置を決定す
る。 ｇ３ ベアリング ｇ４のロック孔に入る ｇ４ 外周に固定された ロック孔板 ｇ５ ベアリング用 コイルばね ｇ６ ロックピン ソレノイド吸着板にカシメられて
居る。ロック時ロック孔に入っている。 ｇ７ ソレノイドユニット ｇ８ ソレノイド連結シャフト ｇ１、ｇ２との連結
用 ｇ９ 取り付け用外周部 固定されている ｇ１０ ロック孔 ２つの径は異なる ｇ１１ スイッチ用ロックピン リーフスイッチを動か
しロック時に接点をオンする。 ｇ１２ ラッチ解除板溝孔

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の鍵利用者が居る金銭等を扱う機器に
   取り付ける鍵の場合、その管理が煩わしいが、電子制御
   の鍵を利用し、開錠、施錠を１個の操作キイで行う、最
   新の情報通信網−ＩＴ技術、携帯情報端末（携帯電話）
   を利用し一元管理する電子キイシステムを提供するこ
   と。
2. 【請求項２】 機器に取り付ける電子制御鍵は電源の供
   給を操作キイ部に内蔵した電源から供給し、機器の内部
   配線による電源の供給が不要にした構造であり、且つ内
   蔵ＣＰＵのリセット回路が電源の入れ切れで行う電子キ
   イシステム
3. 【請求項３】 開錠の操作は、操作キイを手動で回し、
   電子開錠はそのロックを外す構造であり、ロック開錠に
   はソレノイドを利用し、施錠時に回転ロック案内バネで
   施錠位置を正確に決め、ロック機構（ラチェット、吸引
   される移動子、ピン）に摩擦の起きない遊び空間を設け
   た構造にした電子キイシステム
4. 【請求項４】ソレノイドの形状はシリンダーの内部で施
   錠、開錠する回転シャフトと同軸上に設置され、磁気回
   路が閉磁路を形成し易い構造で、且つコイルの巻き線が
   効率よく形成できる構造である電子キイシステム。
5. 【請求項５】ロックピンは２個あり、寸法は同一でな
   く、相手の孔径と一致した場合ロックされる構造である
   電子キイシステム
6. 【請求項６】前項の機構でのロックガイドによりロッ
   ク、アンロック時にクリックの感触が得られる構造であ
   る電子キイシステム
7. 【請求項７】ソレノイド移動板に連結した接点をつけ、
   開錠時ソレノイドに電流が流れ、その移動で接点が切断
   して、ソレノイド電源を切るか電流を軽減する構造であ
   る電子キイシステム
8. 【請求項８】施錠、開錠されたことを確認する表示器
   （ＬＥＤ等）があり、キイから供給された電源をコンデ
   ンサーで蓄えた電源で電源オフでも一定時間点灯する電
   子キイシステム
9. 【請求項９】機器に取り付けるシリンダー錠には電気的
   に随時書き込める電源が無くても記憶保持のできるＣＰ
   Ｕ，ＥＥＰＲＯＭ等を内蔵し、少なくとも２つのＩＤ番
   号を付け、開錠はＩＤ番号の一致で行い、不一致の場
   合、プログラム処理を停止し、１回の鍵挿入で、１回の
   ＩＤ番号交換のみしか出来なくした電子キイシステム
10. 【請求項１０】使用した時点でその開錠情報を随時更新
    し、その情報を暗号化し、ＩＴ通信網に載せ一元管理
    し、管理、セキュリテイ性の向上を図った電子キイシス
    テム