JP2004211327A - キーシリンダ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】金属製表面外殻1を備えたシリンダケース2内にプラグ3を回転自在に挿入したシリンダ錠4と、
前記プラグ3に装着されたタンブラ5をプラグ3内の所定位置に移動させる解錠コードが形成された解錠キー6とを有するキーシリンダ装置であって、
前記解錠キー6には、前記プラグ3への挿入時に該プラグ3の解錠キー挿入部7に少なくとも一部が位置する無電源非接触データキャリア8が固定されるとともに、
前記シリンダケース2内部には、前記データキャリア8との信号交換素子9が配置され、
かつ、シリンダ錠4内には、データキャリア8と信号交換素子9との交信可能な信号交信経路10が形成される。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、キーシリンダ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
非接触データキャリアとリーダとを利用したキーシリンダ装置としては、特許文献1記載のものが知られている。
【0003】
この従来例において解錠キー側にはトランスポンダ(非接触データキャリア)が、シリンダ錠側にはコントローラ(リーダ)のコイル(信号交換素子)が配置され、リーダ側のコイルを励磁することによりデータキャリア側のコイルに電磁誘導起電力を発生させる。データキャリアは、この起電力により組み込まれたICを駆動し、所定のID情報をリーダ側に送信し、リーダにより照合操作が行われる。
【0004】
【特許文献1】
特開2002-70374号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来例には以下の欠点がある。すなわち、キーシリンダ装置は、解錠キーに形成された解錠コードによりプラグ内のタンブラをプラグ内の所定位置にドライブすることにより施解錠状態を作り出すもので、耐摩耗性、不正操作に対する耐性等を考慮して金属材料により形成されるのに対し、上述したように、信号交換素子とデータキャリアとの交信には電磁波が利用されるために、信号交換素子とデータキャリアとの間に該電磁波に対してシールド効果を発揮する金属材料が介在すると、磁気回路が構成されず、信号読み取りができない。
【0006】
この結果、非接触データキャリアをID識別部材として利用する際には、トランスポンダを解錠キーの操作部近傍に配置するとともに、コイルをシリンダケースの表層に配置し、シリンダ錠外部の空間を利用して磁気回路を形成する必要がある。
【0007】
しかしながら、このように構成することにより、コイルはシリンダケース表面に配置する必要が生じ、かつ、コイル保護のための被覆材には上述した理由により金属材料を使用できないために、悪戯等により破壊されるおそれがある。
【0008】
これを防止するためには、解錠キーの先端にデータキャリアを配置し、解錠キーをプラグに挿入した状態でデータキャリアをシリンダケース外部、すなわち、非電磁シールド領域に突出させることも可能であるが、この場合には、装置全体が大型化するという欠点がある。
【0009】
本発明は、以上の欠点を解消すべくなされたものであって、悪戯等に強く、かつ装置の小型化も図ることのできるキーシリンダ装置の提供を目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば上記目的は、
金属製表面外殻1を備えたシリンダケース2内にプラグ3を回転自在に挿入したシリンダ錠4と、
前記プラグ3に装着されたタンブラ5をプラグ3内の所定位置に移動させる解錠コードが形成された解錠キー6とを有するキーシリンダ装置であって、
前記解錠キー6には、前記プラグ3への挿入時に該プラグ3の解錠キー挿入部7に少なくとも一部が位置する無電源非接触データキャリア8が固定されるとともに、
前記シリンダケース2内部には、前記データキャリア8との信号交換素子9が配置され、
かつ、シリンダ錠4内には、データキャリア8と信号交換素子9との交信可能な信号交信経路10が形成されるキーシリンダ装置を提供することにより達成される。
【0011】
シリンダ錠4は、ドア等への固定状態で外部に露出する部位、すなわち、表面外殻が金属材料により形成されたシリンダケース2内にプラグ3を回転自在に挿入して形成される。プラグ3には適数のタンブラ5が装着されており、プラグ3内に解錠キー6を挿入すると、タンブラ5は解錠キー6に形成された解錠コードの種類によりプラグ3内の所定位置にドライブされる。
【0012】
例えば、解錠状態への移行条件に上記解錠コードの一致以外の条件を加えるために、解錠キー6には無電源非接触データキャリア8が固定され、シリンダ錠4側にはこのデータキャリア8と交信可能な信号交換素子9が配置される。信号交換素子9は、タグリーダ14から給電されて駆動され、データキャリア8側に駆動エネルギーを発生させ、データキャリア8を駆動する。データキャリア8が駆動されると、データキャリア8は、ICチップから所定のIDコードを呼び出して出力信号を生成し、信号交換素子9側に送信する。データキャリア8から受信した出力信号は、タグリーダ14により照合され、設定値との一致が確認されると、アクチュエータ15への駆動信号を生成して解錠操作が行われる。
【0013】
信号交換素子9とデータキャリア8とはデータキャリア8における駆動エネルギー発生及び交信方式に応じて種々のように構成することが可能であり、電磁誘導によりデータキャリア8に起電力を発生させる場合には、信号交換素子9はデータキャリア8側のインダクタンスへの誘導電磁界の発生可能なコイルにより形成され、光通信により行う場合には、受光ダイオードと発光ダイオードが使用され、データキャリア8では信号交換素子9側からの発光を光電変換して駆動電力を得る。また、上述した以外に、電磁結合型、あるいはデータキャリア8と信号交換素子9とでコンデンサを構成する静電結合型が利用できる。
【0014】
したがってこの発明において、解錠キー6に形成された解錠コードに加えて、データキャリア8が保持するIDコードとの一致を解錠の条件とすることができるために、不正解錠操作に対する耐性が向上する。また、シリンダ錠4の表面外殻が金属材料により形成されているために、外部からの機械的破壊操作に対する耐性も向上させることができる。
【0015】
また、データキャリア8は、プラグ3への挿入時にプラグ3の解錠キー挿入部7に少なくとも一部が位置するように配置され、対応する信号交換素子9はシリンダ錠4内部に配置されるために、全体をコンパクトに形成することができる。
【0016】
さらに、データキャリア8を解錠キー挿入部7内、すなわち、プラグ3内に配置し、信号交換素子9をシリンダ錠4内部に配置することにより、電磁誘導方式をとる場合には、通常金属により形成されるプラグ3がシールドとして機能し、光通信による場合には、プラグ3は光遮蔽部材として機能することにより相互の交信に支障を来すおそれがあるが、シリンダ錠4内に信号交信経路10を形成することにより、交信信号の伝達を確実にし、信頼性を向上させることができる。
【0017】
信号交信経路10は、電磁誘導方式をとる場合には、図3(a)に示すように、プラグ3の頭部3aのようにプラグ3の一部を非導電性材料により形成することにより構成することが可能であり、光通信方式の場合には、データキャリア8と信号交換素子9との間に孔、あるいは透光性材料を配置すればよい。また、図3(a)においては、プラグ3の全周に渡って信号交信経路10が形成される場合が示されているが、交信はプラグ3が施錠回転位置にある場合にのみ交信可能であれば足り、この条件を満たすならば、図3(b)に示すように、プラグ3全周に形成する必要はない。図3(b)において信号交信経路10は、プラグ3の一部に開設した縦長の孔3bに充填される非導電性材料10a、施錠状態において上記孔3bに対向するようにシリンダケース2に開設された長孔2a内に充填される非導電性材料10bにより構成され、信号交換素子9は、シリンダケース2の外周を包囲するように装着される実装基板12上に固定される。
【0018】
上述したように、データキャリア8としては種々のものが使用可能であるが、小型化、低コスト化を図るためには電磁誘導式の利用が有効であり、この場合、データキャリア8にはRFID(Radio Frequency Identification)タグが使用される。電磁誘導型を利用する場合には、シリンダケース2とプラグ3との間に形成されるプラグ3回転用のクリアランスを信号交信経路10として利用することが可能となり、該クリアランスを最大に利用するためには、信号交換素子9は、シリンダケース2の解錠キー6挿入側端面近傍、すなわち、金属製表面外殻1近傍に配置するのが望ましい。
【0019】
以上のように漏れ磁束を利用するために信号交換素子9を解錠キー6挿入側端面近傍に配置する場合には、信号交換素子9を、シリンダケース本体11の端面に保持される実装基板12上に固定し、絶縁材料からなるシール材13を介してシリンダケース本体11に被冠されるキャップ状の金属製表面外殻1により覆う構成を取ることにより、製造が簡単になる。
【0020】
【発明の実施の形態】
図1、2に示すように、キーシリンダ装置は、ブレード部6aの一端に摘み部6bを形成した解錠キー6と、シリンダケース2内にプラグ3を回転自在に挿入したシリンダ錠4とから構成される。
【0021】
プラグ3とシリンダケース2とは、亜鉛ダイカスト合金、あるいは真鍮等の金属材料により形成され、プラグ3には、長手通しに解錠キー6のブレード部6aを挿入する解錠キー挿入部7が形成される。プラグ3とシリンダケース2には、上記解錠キー挿入部7に向けて複数のタンブラ5、ドライバ5’・・が各位置において2段に分けられて径方向に移動自在に挿入されており、シリンダケース2側に装着される圧縮スプリング5aにより解錠キー挿入部7に突出する方向に付勢される。
【0022】
一方、上記解錠キー6のブレード部6aには、各タンブラ5に対応して複数の凹部6b、6b・・が設けられ、これら凹部6bの深さの組み合わせによって解錠キー6の解錠コードが形成される。タンブラ5の組み合わせによって決定される解錠コードに解錠キー6の解錠コードが一致すると、図1に示すように、上下2段のタンブラ5とドライバ5’の境界はプラグ3のシリンダケース2との回転境界に位置するようになり、プラグ3への回転操作が許容される(解錠状態)。
これに対し、解錠キー6の未挿入状態、あるいは解錠コードが一致しない解錠キー6を挿入した状態では、タンブラ5とドライバ5’の境界が回転境界からずれるために、プラグ3への回転操作が禁止される(施錠状態)。
【0023】
プラグ3への回転操作が可能となる条件を加重し、不正操作に対する耐性を向上させるために、解錠キー6には、電磁誘導式RFIDタグ(データキャリア8)が固定される。RFIDタグ8は、図外のコイル及びICチップをガラス筒内に封入して形成され、ブレード部6aに開設したタグ収容穴6c内に固定される。タグ収容穴6cは、金属材料であるブレード部6aの影響を可及的に少なくするように、表裏に貫通状に形成される。
【0024】
また、後述するように、シリンダ錠4側からの漏れ磁束を効率的に捕捉できるように、RFIDタグ8は、図1、2に示すように、ブレード部6aをプラグ3の解錠キー挿入部7に完全に挿入した状態でほぼ半分がシリンダ錠4から露出し、残余の部分が解錠キー挿入部7に挿入される位置に配置される。
【0025】
上記RFIDタグ8との交信をするために、シリンダ錠4にはコイル(信号交換素子9)が配置される。コイル9は、プラグ3の頭部3aを包囲する円形リング形状に形成される。コイル9のシリンダ錠4への組み込みを容易にするために、コイル9はリング形状のプリント基板からなる実装基板12上に固定され、実装基板12のランドには、上記コイル9への給電、コントロールを行うコントローラ(タグリーダ14)が接続される。
【0026】
上記実装基板12は、上記タンブラ5等を保持するシリンダケース本体11の頭部側先端部に形成された基板保持凹部11a内にコイル9実装面を表面側に向けて載置、保持される。コイル9に対する外部からの攻撃を防止するために、シリンダケース本体11の先端部には、ステンレス鋼等により形成される金属製キャップが固定されて金属製表面外殻1が形成される。コイル9と金属製キャップ1との短絡を防止するために、コイル9と金属製キャップとの間には、シリコンゴム等の弾性を有する絶縁体からなるシール材13が介装される。
【0027】
また、シール材13は、プラグ3の長手方向に延設されるリブ部13aを有する。このリブ部13aは、実装基板12及びコイル9の内周壁面を覆い、プラグ3の頭部3aとシリンダケース2とのクリアランス部からの塵埃、水等の侵入を防止する。
【0028】
したがってこの実施の形態において、解錠キー6のブレード部6aをプラグ3の解錠キー挿入部7に挿入すると、図外のスイッチが動作してタグリーダ14を駆動する。タグリーダ14の駆動により励磁された実装基板12上のコイル9からの磁束は、表面が金属製キャップ1によりシールドされているために、非導電性を有するシール材13のリブ部13a、およびプラグ3の頭部3aとシリンダケース2との間隙部を信号交信経路10として利用してシリンダ錠4外部に漏れ磁束として流出し、解錠キー6側のRFIDタグ8のコイル9に起電力を発生させ、該RFIDタグ8から所定のIDコードを送信させる。
【0029】
コイル9経由でタグリーダ14に送られたIDコードがタグリーダ14により認証されると、モータ等のアクチュエータ15を駆動し、プラグ3の回転を規制しているストッパ16を解除する。
【0030】
この結果、シリンダ錠4のプラグ3を回転操作するためには、解錠キー6のブレード部6aに形成された解錠コードがシリンダ錠4内のタンブラ5配列に合致しており、かつ、解錠キー6に固定されたRFIDタグ8が保持するIDコードがリーダ14により認証可能なものであることが必要であり、不正解錠操作が困難となる。
【0031】
なお、以上においては、説明を容易にするために、アクチュエータ15及びストッパ16をシリンダ錠4外部に配置する場合を示したが、シリンダ錠4内部に組み込むことができる。
【0032】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、悪戯等に強く、かつ装置の小型化も図ることのできるキーシリンダ装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を示す断面図である。
【図2】図1の2A-2A線断面図である。
【図3】図1の変形例を示す図である。
【符号の説明】
1 金属製表面外殻
2 シリンダケース
3 プラグ
4 シリンダ錠
5 タンブラ
6 解錠キー
7 解錠キー挿入部
8 データキャリア
9 信号交換素子
10 信号交信経路
11 シリンダケース本体
12 実装基板
13 シール材
Claims (3)
- 金属製表面外殻を備えたシリンダケース内にプラグを回転自在に挿入したシリンダ錠と、
前記プラグに装着されたタンブラをプラグ内の所定位置に移動させる解錠コードが形成された解錠キーとを有するキーシリンダ装置であって、
前記解錠キーには、前記プラグへの挿入時に該プラグの解錠キー挿入部に少なくとも一部が位置する無電源非接触データキャリアが固定されるとともに、
前記シリンダケース内部には、前記データキャリアとの信号交換素子が配置され、
かつ、シリンダ錠内には、データキャリアと信号交換素子との交信可能な信号交信経路が形成されるキーシリンダ装置。 - 前記データキャリアは電磁誘導式RFIDタグであり、
前記信号交換素子は、シリンダケースの解錠キー挿入側端面近傍に配置されて、シリンダケースとプラグとのクリアランスからの漏れ磁束によりデータキャリアとの交信を行う請求項1記載のキーシリンダ装置。 - 前記信号交換素子は、シリンダケース本体の端面に保持される実装基板上に固定され、絶縁材料からなるシール材を介してシリンダケース本体に被冠されるキャップ状の金属製表面外殻により覆われる請求項2記載のキーシリンダ装置。
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JP2006241870A (ja) * | 2005-03-04 | 2006-09-14 | G S K Hanbai Kk | コインリターン式無料電気錠 |
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WO2017047505A1 (ja) * | 2015-09-15 | 2017-03-23 | 株式会社村田製作所 | 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 |
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