JP2010533806A - 電子機械式ロックおよびそのキー - Google Patents

Abstract

電子機械式ロックおよびその作動方法が開示されている。この方法は、発電機による機械的動力から電力を発生するステップ（７０２）と、電力により外部ソースからデータを読み出すステップ（７０３）と、電力によりデータと所定の基準とを照合するステップ（７０６）と、電力を発電機に供給するステップ（７０８）と、データと所定の基準とが一致することを条件に、ロックを、ロックされた状態から機械的に開放可能な状態に、機械的にセットするステップ（７１０）とを備える。

Description

本発明は、電子機械式ロック、そのキーおよびその作動方法に関する。

従来の機械式ロック（錠）は、種々のタイプの電子機械式ロックにとって替わられつつある。これら電子機械式ロックは、外部電源と、ロック内部のバッテリーと、キー（鍵）内部のバッテリー、またはロックのユーザーが（機械的動力および電力を含む）パワーを供給するようになっているタイプにするようロック内で電力を発生するための手段とを必要とする。

しかしながら、電子機械式ロックを狭いスペースに嵌合したり、信頼できるようにするには電子機械式ロックを更に改善する必要がある。

本発明は、特許請求の範囲の独立請求項に記載されている。

以下、添付図面を参照し、単なる例により、本発明の実施形態について説明する。

キーの一実施形態を示す。 キーの種々の位置を示す。 キーの種々の位置を示す。

キー従動子およびその位置の一実施形態を示す。 キー従動子およびその位置の一実施形態を示す。 キー従動子およびその位置の一実施形態を示す。

ユーザーがパワーを供給する電子機械式ロックの一実施形態を示す。 その作動を示す。 その作動を示す。 その作動を示す。 その作動を示す。 その作動を示す。 その作動を示す。 その作動を示す。 その作動を示す。 その作動を示す。

電子機械式ロック内の作動のタイミングおよび順序を示す。 電子機械式ロック内の作動のタイミングおよび順序を示す。

ロッキング機構の電子制御および機械式制御の一実施形態を示す。 ロッキング機構の電子制御および機械式制御の一実施形態を示す。 ロッキング機構の電子制御および機械式制御の一実施形態を示す。 ロッキング機構の電子制御および機械式制御の一実施形態を示す。 ロッキング機構の電子制御および機械式制御の一実施形態を示す。 ロッキング機構の電子制御および機械式制御の一実施形態を示す。

ロッキング機構の電子制御および機械式リセットの一実施形態を示す。 ロッキング機構の電子制御および機械式リセットの一実施形態を示す。 ロッキング機構の電子制御および機械式リセットの一実施形態を示す。 ロッキング機構の電子制御および機械式リセットの一実施形態を示す。 ロッキング機構の電子制御および機械式リセットの一実施形態を示す。 ロッキング機構の電子制御および機械式リセットの一実施形態を示す。 ロッキング機構の電子制御および機械式リセットの一実施形態を示す。 ロッキング機構の電子制御および機械式リセットの一実施形態を示す。 ロッキング機構の電子制御および機械式リセットの一実施形態を示す。

電子機械式ロックを作動させるための方法を示す。

次の実施形態は、例である。本明細書では、いくつかの箇所で「ある」、「１つの」または「一部の」実施形態について言及するが、このことは、同じ実施形態についていちいち言及すること、または単一の実施形態だけに特徴事項が適用されることを必ずしも意味するものではない。別の実施形態の単一特徴事項を組み合わせて別の実施形態とすることも可能である。

図３Ａを参照し、電子機械式ロック３００の構造について説明する。このロック３００は、外部ソースからデータを読み出し、この読み出したデータと所定の基準とを照合するようになっている電子回路３２６を備える。電子回路３２６は、１つ以上の集積回路、例えばアプリケーション特定集積回路（ＡＳＩＣ）から構成できる。別個のロジック部品から構成された回路またはソフトウェアを有するプロセッサから、別の実施形態を実現することも可能である。これら異なる実施形態のハイブリッドも実現可能である。このような実現方法を選択する際に、当業者であれば、例えばデバイスの電力消費量と、製造コストと、製造量との必要な組み合わせを検討するであろう。

外部ソースは、データを記憶するようになっている電子回路とすることができる。この電子回路は、例えばマキシムインテグレーティッドプロダクツ社のｉＢｕｔｔｏｎ（登録商標）（ｗｗｗ．ｉｂｕｔｔｏｎ．ｃｏｍ）とすることができ、かかる電子回路は、１−Ｗｉｒｅ（登録商標）プロトコルで読み出すことができる。この電子回路は、例えば１つのキーに設置できるが、別の適当なデバイスまたは物体内に設けてもよい。必要条件は、ロック３００の電子回路３２６が外部電子回路からのデータを読み出しできることだけである。外部電子回路からロック３００の電子回路３２６へのデータの転送は、任意の適当な有線または無線通信技術によって行うことができる。ユーザーがパワーを供給するタイプのロックでは、発生されるエネルギー量により、使用される技術が限定され得る。外部ソースとして、磁気ストライプ技術またはスマートカード技術を使用することもできる。無線技術として、例えばＲＦＩＤ技術またはモバイル電話（携帯電話）技術を使用できる。外部ソースは、トランスポンダ、ＲＦタグまたはデータを記憶できる他の任意の適当な電子回路タイプのものにすることができる。

外部ソースから読み出されたデータと所定の基準とを照合することにより、データは認証のために使用される。この認証は、米国国家安全保障局（ＮＳＡ）によって設計された、ＳＨＡ−１（安全ハッシュアルゴリズム）を用いて実行できる。このＳＨＡ−１では、（メッセージとして知られる）所定の入力データシーケンスから、（メッセージダイジェストとして知られる）短縮されたデジタル表示が計算される。このメッセージダイジェストは、メッセージに対して高度な確率でユニークとなっている。所定のアルゴリズムに対し、所定のメッセージダイジェストに対応するメッセージを見つけたり、同一のメッセージダイジェストを生成する２つの異なるメッセージを探すことは、計算上、実現不能であるので、ＳＨＡ−１は、「安全」であると称されている。メッセージを探す試みを行っても、極めて高い確率で異なるメッセージダイジェストが生じることになる。セキュリティを高めたい場合、ＳＨＡファミリー内の他のハッシュ関数（ＳＨＡ−２２４、ＳＨＡ−２５６、ＳＨＡ−３８４およびＳＨＡ−５１２）（各々は、より長いダイジェストを有し、全体はＳＨＡ−２として知られる）も使用できる。当然ながら、外部ソースから読み出されたデータを認証するのに、任意の適当な認証技術も使用できる。どの認証技術を選択するかは、ロック３００の所望するセキュリティレベルだけでなく、可能な場合には（特にユーザーがパワーを供給する電子機械式ロック内の）認証のための許容される電気消費量によっても決まる。

ロック３００は、機械的動力から電力を発生するようになっている発電機３３０も含む。このロック３００は、ユーザーがパワー（動力および電力を含む）供給するようになっているタイプのものである。例えばユーザーは、ロック３００を作動させるのに必要な機械的動力および電力のすべてを発生する。発電機３３０は、例えば永久磁石式発電機とすることができる。発電機３３０の出力電力は、回転速度、電子回路のターミナル抵抗およびターミナル電圧、および発電機３３０の定数によって決まる。この発電機３３０は、例えば発電機として使用されるファウルハーバー（Ｆａｕｌｈａｂｅｒ）社のモータ０８１６Ｎ００８Ｓによって構成できる。発電機なる用語は、機械的動力から電力を発生できる任意の発電機／モータを意味する。

ロック３００は、機械的動力を発電機３３０に伝えると共に、発電後、機械的動力によりこの発電機３３０から係合を解除するようになっている動力伝達機構も含む。この動力伝達機構は、ユーザーから機械的動力を受け、この機械的動力を発電機３３０に伝えることができる任意の機構とすることができる。本願の図は、キー挿入から機械的動力を受けることができる、かかる動力伝達機構を示す。しかしながら、この動力伝達機構は、ハンドルまたはノブの回転から、キーに類似する移動物体の挿入から、または他の任意の機械的システムの運動から、機械的動力を受けるように構成できる。

動力伝達機構は、ロックをロックしている間、スタート位置に復帰し、発電機３３０をロックされた状態に機械的にリセットし、発電機３３０と再係合するように構成できる。

発電機３３０は、更に動力伝達機構との係合が解除された後に、電力を供給するようになっている。この発電機３３０は、データと所定の基準とが一致することを条件に、電子回路３２６から電子制御を受け、ロックをロックされた状態から機械的に開放自在な状態に機械的にセットするようにも構成されている。発電機３３０はデータと所定の基準とが一致しないことを条件に、電子回路３２６から他の電子制御を受け、ロック３００をロックされた状態に機械的にセットするようにも構成できる。このような構成は、発電された電力を使用して、発電機３３０をアクチュエータとして閉位置に駆動し、ロック３００の不正な操作をより困難にするように実施できる。

実際に発電機３３０は、ロック３００を操作するのに必要な電力を発生させ、かつ発電された電力およびロック３００のアクチュエータとして作動する。「アクチュエータ」とは、ロックされた状態から機械的に開放可能な状態にロックを機械的に設定できるデバイスを意味する。このアクチュエータについては、本願と同時に出願された別の出願第ＥＰ０７１１２６７３．４号に、より詳細に記載されている。かかる解決手段により、ロック３００を最も小さくできるスペースに嵌合することが可能となっている。その理由は、２つのデバイス（発電機とアクチュエータ）の代わりに、（発電機とアクチュエータとを組み合わせた１つのデバイスしか必要でないからである。更に、発電と作動のために同じデバイスを使用しているので、発電中に不作動状態となり得るデバイスをウォームアップし、解放している。必要な場合に、発電兼作動デバイスの作動表面を解放するのに必要な回数だけ発電サイクルを繰り返すことができる。デバイスを別個にした場合、アクチュエータの不作動状態となった表面を解放することは困難となる。一体化した解決手段により、ロック３００がほとんど使用されない場合、または低温もしくは湿気のある環境にある場合に、作動の信頼性が高くなっている。

ロック３００は、更に動力伝達機構と発電機３３０とを係合させ、機械的動力を発電機３３０に伝え、発電後、機械的動力により動力伝達機構と発電機３３０との係合を解除するようになっているクラッチ３３４を含むことができる。クラッチとは、係合したり、係合を解除できる、回転運動伝達機構を意味する。これらクラッチは２本の回転シャフトを有するデバイスで有効である。本ケースでは、一方のシャフトは動力伝達機構に属し、他方のシャフトは発電機３３０に属す。このクラッチ３３４は乾式クラッチ、すなわち流体に浸漬されていないクラッチとすることができる。

クラッチ３３４はロックを機械的に開放可能な状態に設定するよう、クラッチ３３４を切った（係合を解除した）後に、発電機３３０によって移動されるようになっているメインホイール３３８を含むことができる。

クラッチ３３４は、クラッチ３３４が切られている間、張力を与え、更にクラッチ３３４が再係合される間、メインホイール３３８をリセットするようにクラッチ３３４のための機械的動力を供給するようになっているスプリング３４４も含むことができる。

このクラッチ３３４は、切られたときに発電機３３０によりメインホイール３３８を限られた所定の距離だけ移動させるようにすることができる。

メインホイール３３８は、開口部を含むことができ、クラッチ３３４を係合したり、解除を解除する間、この開口部内で移動するようになっているピンを更に含むことができる。これらピンおよび開口部は、発電機３３０がメインホイール３３８を移動させることができる所定の限られた距離を、この開口部内のピンの位置が決定するように構成できる。これについては、図５Ａ〜５Ｆおよび６Ａ〜６Ｉを参照し、より詳細に説明する。このクラッチ３３４は、切られたときにメインホイール３３８を限られた距離だけ移動するようにできる。このようなタイプのクラッチ３３４を使用することにより、開放および閉鎖サイクルの後で、メインホイール３３８を同じ位置に維持することが可能となっている。その後、図５Ａ〜５Ｆにおいて、クラッチ３３４は、１）クラッチ３３４が切られたときに、メインホイール３３８を開放位置まで自由に回転できるようにすること、および２）クラッチ３３４が再係合されたときに、メインホイール３３８を閉位置に復帰させるよう、発電機３３０のシャフトの軸方向の運動をするように構成されており、図６Ａ〜６Ｈでは、クラッチ３３４は、１）クラッチが切られたときにメインホイール３３８を開放位置まで自由に回転することを可能にすること、および２）クラッチが再係合されたときにメインホイール３３８を閉位置まで復帰させるよう、発電機３３０のシャフトに対して直角な運動するように構成されている。

動力伝達機構は、ロック３００内に挿入されたキーと結合するようになっているキー従動子２００を含むことができる。このキー従動子２００は、（動力伝達機構を切る）アクチュエータの作動を可能にするための機械的動力を供給するようになっているスウィングレバー２０６を含むことができる。このキー従動子２００については、同時に出願された別出願第ＥＰ０７１１２６７６．７号に、より詳細に記載されている。

このキー従動子２００は、
第１の挿入フェーズ中に機械的動力を発電機３３０に伝え、
第２の挿入フェーズ中にアクチュエータ３３０の作動を機械的にイネーブルし、
第３の挿入フェーズ中にデータと所定の基準とが一致することを条件に、電子回路３２６にアクチュエータ３３０を電子制御させ、ロック３００を機械的に開放可能な状態にセットするよう、キーの挿入に対するロック３００のタイミングを定めるように構成できる。

このタイプのタイミングでは、機械的動力により、ロック３００のできるだけ多くの回数の作動を実行し、絶対に必要なときに限り、作動用に（ユーザーが発生した電力を消費する。

図１Ａを参照し、キー１００の構造について説明する。更に図１Ｂおよび１Ｃは、ロック３００内のキー１００の種々の位置を示す。
電子機械式ロック３００のためのキー１００は、キー１００を挿入している間にロック３００のキー従動子２００と係合し、ロック３００のユーザーが発生した機械式動力をロック３００の発電機３３０に機械式に伝えるようになっている第１の形状部１１８を含む。

キー１００は、このキー１００を挿入中に電力を発生し、ロック３００の電子回路がロック３００の外部のソースからデータを読み出し、このデータと所定の基準とを照合するための遅延を行うように構成された、第１形状部１１８と第２形状部１１０との間に位置するギャップ１１４も含む。

このキー１００は、データと所定の基準とが一致することを条件に、キー１００の挿入中にキー従動子２００と係合し、ロック３００のアクチュエータ３３０の作動を機械的に可能にすると共に、電子回路３２６にアクチュエータ３３０を電子的に制御させ、ロック３００を機械的に開放可能な状態にセットするようになっている第２形状部１１０も含む。

このキー１００は、ユーザーによるキー１００の取り外しフェーズ中に、キー従動子２００と係合し、キー従動子２００をスタート位置に復帰させ、アクチュエータ３３０をロックされた状態に機械的にリセットするようになっている第３の形状部１１６も含むことができる。

このキー１００はデータを記憶するようになっている電子回路１０６も含むことができる。前に説明したように、この回路１０６は、例えばｉＢｏｔｔｏｎ（登録商標）とすることができる。

キー１００は、ロックのロックシリンダ１２０と係合し、ロックシリンダ１２０と共にキー１００の挿入位置からロック開放位置へ回転できるように構成できる。キー挿入位置だけでしかキー１００をロック３００から抜くことができないよう、ロック３００と係合するようになっている第４の形状１０４、例えば回転位置の形状も含むことができる。これに対応し、ロック３００はキー１００の挿入位置からロック３００の開放位置まで回転自在に構成できるロックシリンダ１２０を備え、このロック３００は、キー１００の挿入位置だけでしかキー１００を抜くことができないように構成することができる。

このキー１００は、他の種々の部品も含むことができる。図１Ａに示されるように、このキー１００は、キーグリップ１０１および（例えばバー形状をした）キー本体１０２も含むことができる。更にこのキー１００は、スライド接点１０８およびキー本体１０２に接続されたキー電子回路１０６も含むことができる。この電子回路１０６は上記のように、（ロック３００の電子回路３２６によって読み出された）データを記憶するための電子回路を含むことができる。キー本体１０２は、位置決め制御をより良好にするための軸方向ガイドも有することができる。

図１Ｂでは、キー１００はゼロ位置に示されている。このゼロ位置では、キー通路形状部１２２を通してキー１００をロック３００に挿入したり、抜き取りできる。

図１Ｃでは、キー１００は、ゼロ位置から外れており、このゼロ位置から外れた位置において、キー本体１０２とロックのキー通路形状部１２２は、キー１００の抜き取りを防止する。

図２Ａ、２Ｂおよび２Ｃを参照し、キー従動子２００および電子機械式ロック内のキー従動子の位置について説明する。

キー従動子２００は、図２Ａに説明した回転式キー従動子とすることができるが、実施のために他の形状も適す。この回転式キー従動子２００は、シャフト２０８を中心として回転し得る。図２Ａのキー従動子２００は、ある意味では、２つの歯車を有するギアホイールであり、キー１００は一致する歯車を有するので、当業者であれば、キー１００およびその従動子２００を構成するのに、この原理を適用できよう。

キー従動子２００は、第１の挿入フェーズ中にキー１００と係合するようになっている第１の爪２０２を含むことができる。

キー従動子２００は、第２の挿入フェーズ中および第３の挿入フェーズ中にキー１００と係合するようになっている第２の爪２０４も含むことができる。

このキー従動子２００は、スウィングレバー２０６も含むことができる。

図２Ｂは、ロック３００内にキー１００が挿入されているときのキー従動子２００の位置および機能を示す。

図３Ｂおよび３Ｃは、キー１００の第１の形状部１１８による機械的動力の受け入れを更に示している。

図３Ｄは、キーのギャップ１１４により可能となる作動を更に示す。

図３Ｅおよび３Ｆは、キー１００の第２の形状部１１０によるアクチュエータの作動を更に示す。

図３Ｇ、３Ｈおよび３Ｉは、キーの第２の形状部１１０により、位置スイッチ３２８が操作された後の作動を更に示す。

図２Ｃは、ロック３００からキー１００が抜かれた後のキー従動子２００の位置および機能を示す。キー従動子２００は、スプリングによりギャップ１１４の位置へ復帰し、よって位置スイッチ３２８は、不作動状態とされ、アクチュエータ３３０はリセットされる。その後に、キー１００の第３の形状部１１６は、キー従動子２００をそのホーム位置へ復帰させることができる。図３Ｊは、これら動作を更に示す。このキー従動子２００は、キー１００の取り外しフェーズ中に、スタート位置に復帰し、アクチュエータ３３０をロックされた状態に機械的にリセットするようにもできる。

図３Ａは、ロック３００の他の多くの可能なコンポーネントを示す。ロック３００は、キー通路１２２、３０６、電気接点３０２、支持体３４２、駆動ピン３１６、ロッキングピン３１８、レバー３２０、アーム３１４、スプリング３２２、３２４、３４４、スレッシュホールドデバイス３３２、クラッチ３３４、メインホイール３３８、ストッパー３４０、位置スイッチ３２８、ロックシリンダ３２０およびクラッチ開放器３３６を更に含むことができる。更にこのロックは、ボルト機構３２１へ結合できる。クラッチ３３４が閉じられていることを条件に、スレッシュホールドデバイス３３２が移動している間、発電機３３０はメインホイール３３８を介して回転できる。

支持体３４２は、データが所定の基準に一致していることを条件に、例えばデータが認証されたことを条件に、電力により支点位置へ移動するように構成できる。この支持体３４２は、キーがロック３００から抜かれると、機械的動力により、支点位置からリセットされるように構成できる。この機械的動力は、例えばスプリング３４４により発生できる。

ロッキングピン３１８は、係合状態のときにロック３００をロック状態に保持するように構成でき、係合が解除（開放）されると、ロック３００を機械的に開放可能な状態に保持するように構成できる。ロッキングピン３１８は、ロックからキーが取り出されると、機械的動力により係合するように構成できる。この機械的動力は、例えばスプリング３２２によって発生できる。これについては図３Ｊを参照して後に説明する。ロッキングピン３１８は、係合中にこのロッキングピン３１８がロックシリンダ１２０を静止状態に保持するようにロック状態となり、更に係合が解除されると、ロッキングピン３１８が機械的動力によって回転可能なロックシリンダ１２０を解放するよう、ロックシリンダを機械的に開放可能な状態にするように構成できる。第３クラスのレバーでは、入力する力は出力される負荷よりも大きくなるが、この入力する力は、負荷よりも短い距離移動するだけである。すなわちロッキングピン３１８は、ロックシリンダ１２０の壁内に充分深く進入するので、ロッキングピン３１８は、かかるレバー３２０により、所定位置にあるロックシリンダ１２０をロックされた状態に強固に保持できる。このロッキングピン３１８のために、ロックシリンダ１２０内にキャビティ３１０を形成できる。

レバー３２０は、機械的動力を受けると共に、支持体３４２が支点位置にあることを条件に、ロッキングピン３１８との係合を機械的に解除するための機械的動力を出力するように構成できる。

駆動ピン３１６は、レバー３２０に機械的動力を入力するように構成できる。レバー３２０は、キーの挿入から生じる機械的動力を受けるように構成できる。図３Ａに示されるように、レバー３２０は、第３のクラスのレバーとし得る。すなわち、支点をレバー３２０の左側の端部に設け、レバー３２０の中間に機械的動力を入力し、レバー３２０の右側端部から機械的動力を出力するようなレバーとすることができる。

レバー３２０とロッキングピン３１８との間のカップリング３２１は、別の支点として作動でき、データが所定の基準と一致しないことを条件に、例えば支持体３４２が支点位置まで移動されないことを条件に、ロックされた位置に静止状態に留まる。

図３Ｂは、ロック３００内の第１の爪２０２に対してキー３００の第１の形状部１１８が挿入されたときのロック状態を示す。キー電子回路１０６は、電気接点３０２とスライド接点１０８との間で一方の電気接続がなされ、キー本体３０２とロックフレーム３００との間に別の電気接続がなされるように、電子回路３２６に接続できる。

図３Ｃでは、ロック３００内のスレッシュホールド位置にキー１００が挿入され、キー１００の第１の形状部１１８はまだ第１の爪２０２に接触状態にある。スレッシュホールドデバイス３３２は、スウィングレバー２０６が掛かっている。キー１００がロック内に更に深く挿入されると、スレッシュホールドデバイス３３２は、作動状態となり、スプリングによってホーム位置へ復帰する。スレッシュホールドデバイス３３２が移動している際、発電機３３０によって電子回路３２６への電力が発生される。このスレッシュホールドデバイス３３２は、本願出願人による別の特許出願第ＥＰ０５１１２２７２．９号およびＰＣＴ／ＦＩ／２００６／０５０５４３号に、より詳細に示されている。

図３Ｄでは、キー１００はロック３００内に移動し続ける。第２の爪２０４は、キー１００のギャップ１１４内にあるので、キー従動子２０２は移動しない。すなわち発電と通信のために遅延が行われる。十分な電圧レベルに達した後に、電子回路３２６は電気接点３０２、１０８を介してキーの電子回路１０６と通信し、キー１００を認証する。

図３Ｅでは、キーの第２の形状部１１０により、第２の爪２０４は前方に押されている。スウィングレバー２０６およびクラッチ開放器３３０によってクラッチ３３４を開放することにより、アクチュエータの作動が可能となる。同時に出願された別の欧州特許出願第ＥＰ０７１１２６７７．５号には、クラッチ３３４がより詳細に記載されている。

図３Ｆでは、発電フェーズが終了する前に、アクチュエータイネーブル動作がスタートされる。すなわちロック３３０内に過度に速くキー１００が挿入されることがあるが、かかる場合、クラッチ３３４はストッパー３４０に抗してホームポジションに復帰するときにしか開放（係合を解除）できないので、アクチュエータの動作が不可能とされ、ロック３００を開けることはできない。

図５Ａおよび５Ｂでは、クラッチ３３４は閉じており、メインホイール３３８の回転は形状部５０４、５０６によってブロックされる。メインホイール３３８は、発電機３３０によっては回転できず、支持体３４２は、レバー３２０の下にセットされていない。キー１００のユーザーが駆動ピン３１６を押し下げた場合でも、ロッキングピン３１８は閉位置に維持される。

図３Ｇでは、クラッチ３３４は開けられ、キーの第２の爪２０４および第２形状部１１０の端部により、位置スイッチ３２８が作動される。電子回路３２６は、位置スイッチ３２８が次のように作動されるときに、発電機３３０を電動モータとして制御する。すなわちキー１００が認証された場合、発電機３３０は図５Ｅおよび５Ｆに示されるように開方向に駆動され、キー１００が認証されない場合、キー１００は図５Ｃおよび５Ｄに示されるように閉位置に維持される。

図３Ｈにおいて、メインホイール３３８は閉位置に維持される。支持体３４２は、レバー３２０の下にはない。アーム３１４、駆動ピン３１６およびレバー３２０は、キーの第１の形状部１１８によって下方に押されるが、ロッキングピン３１８はスプリング３２２により閉位置に維持され、ロック３００をかけることはできない。図示するように、キー１００が認証されない場合、レバー３２０は支持体３４２（従って支点）を失う。ロック３００の機構は、不正な操作に対して安全なままである。

図３Ｉでは、電子回路３２６によりメインホイール３３８は開放位置へ駆動される。支持体３４２はレバー３２０の下にセットされている。アーム３１４および駆動ピン３１６は、キー１００の第１の形状部１１８により押し下げられ、ロッキングピン３１８は駆動ピン３１６によりレバー３２６を介して押し下げられる。この結果、ロック３００は機械的に開放可能な状態にあり、キー１００を回転することによりボルト機構３１２を移動できる。キー１００を回転すると、ロックシリンダ１２０はキー従動子２００の第２の爪２０４に対する支持体となり、よってロックシリンダ１２０はその回転中にこの位置を維持する。キー１００は、ロック３００から抜き出す前に、図１Ｂに示されるように、ゼロ位置へ復帰しなければならない。

この開放は図５Ｃおよび５Ｄにも示されている。クラッチ３３４が開放され、メインホイール３３８の回転が形状部５０４、５０６により可能となる。図５Ｅおよび５Ｆに更に示されるように、メインホイール３３８は、発電機３３０によりストッパー５０８まで回転され、支持体３４２はレバー３２０の下にセットされ、アーム３１４、駆動ピン３１６およびレバー３２０を介して、キー１００のユーザーによりロッキングピン３１８を開放できる。

図３Ｊでは、キー１００の抜き取りが進行中である。ロッキングピン３１８はスプリング３２２によって閉位置まで復帰する。駆動ピン３１６およびアーム３１４は、スプリング３２４により初期位置へ復帰する。レバー３２０は、駆動ピン３１６およびロッキングピン３１８と共に初期位置へ復帰する。クラッチ３３４はスプリング３４４によって閉じられ、メインホイール３３８はリセットされる。第２の爪２０４は、クラッチ開放器３３６によりギャップ１１４内に戻る。ロック３００からキー１００が抜かれると、キー１００の第３の形状部１１６および第２の爪２４０は、図３Ｂおよび２Ｃに示されるようにキー従動子２００をスタート位置に戻す。

図４Ａは、キー１００がロック３００内に所定の速度で挿入されたときのロックの機能の順序を示す。キー１００の挿入から直線状の機械的動力が受け取られ、この受け取られた直線状の機械的動力の一部から、電力が発生される。充分な電圧が発生されると、ロックの電子回路３２６のプロセッサがスタートし、電圧が充分なレベルよりも低下すると、プロセッサは停止する。発電された電力によりキー１００が認証される。アクチュエータは機械的動力によりイネーブルされる。キー１００が必要な深さだけ挿入された後に、位置スイッチ３２８が作動される。このとき、アクチュエータは発電された電力によって制御され、ロック機構は機械的動力によって更に作動される。位置スイッチ３２８が作動される前に電圧が十分なレベルより低下するよう、キー１００の挿入速度が低速である場合、アクチュエータ３３０は駆動されず、ロック３００はロックされた状態のままである。キー１００が過度に高速で挿入された場合、キー認証プロセスがレディ状態となる前に位置スイッチ３２８が作動され、ロック３００は閉状態に維持される。最終的に、回転機械的動力が受けとられ、この動力はボルト機構３１２を作動するのに使用される。

図４Ｂは、キー１００がロック３００から抜かれるときのロック機能を示す。キー１００の抜き取りから直線状の機械的動力が受け取られる。この受け取られた機械的動力により、ロック機構が操作され、位置スイッチ３２８が不作動とされた後にアクチュエータはリセットされる。この直後、キー従動子２００は機械的動力によりスタート位置へ復帰する。

次に図６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、６Ｄ、６Ｅ、６Ｆ、６Ｇおよび６Ｈを参照し、あるクラッチを示す。このクラッチは、発電機３３０のシャフトの軸方向に移動して係合したり切られたりするようになっている、図５Ａ〜５Ｆのクラッチと異なり、発電機３３０のシャフトと直角方向に移動して係合したり、係合を解除するようになっている。

図６Ａのクラッチは、アーム６００、スライド６０２、ピン６０４、開口部６０６、スプリング６０８、６０９、６１２およびギア本体６１０を備え、図３Ａ〜３Ｊに示された動力伝達機構となるように構成できる。スライド６０２は、ギア本体６１０に結合されており、これらはスレッシュホールドデバイス３３２により回転される。ピン６０４は、ストッパー３４０に対向しており、一方、スレッシュホールドデバイス３３２はホーム位置にある。クラッチが係合すると、スライド６０２のピン６０４はスプリング６０８、６０８により、外側方向に押される。これらピン６０４とマインホイール３３８の開口部６０６とは、図６Ａ〜６Ｄに示されるような、係合したり／係合を解除したりする機構を構成している。図６Ａおよび６Ｂでは、メインホイール３３８は発電機３３０により、開放位置へは回転できず、支持体３４２はレバー３２０の下方にはセットされていない。駆動ピン３１６がキー１００のユーザーによって押し下げられても、ロッキングピン３１８は閉位置に維持される。

図６Ｃおよび６Ｄでは、アーム６００と共にピン６００を押すことにより、スライド６０２は内側へ押され、このスライドはスウィングレバー２０６によって回転される。メインホイール３３８の回転は、ピン６０４および開口部６０６により可能となる。

図６Ｅおよび６Ｆに更に示されるように、メインホイール３３８は発電機３３０によりストッパー５０８まで回転され、支持体３４２はレバー３２０の下方にセットされており、アーム１４２、駆動ピン３１６およびレバー３２０を介してキー１００のユーザーによりロッキングピン３１８を開けることができる。その後、キー１００が抜かれ、スウィングレバー２０６が復帰されると、開放状態がリセットされる。アーム６００は、スプリング６１２により復帰され、スライド６０２は、スプリング６０８、６０９により閉じられ、外側に押され、開口部６０６およびピン６０４によりメインホイールがリセットされる。図６Ａおよび６Ｂには、係合したクラッチ位置が示されている。

図６Ｇおよび６Ｈでは、（スレッシュホールドデバイスにより）ストッパー３４０に抗してピン６０４が復帰される前に、クラッチの係合を解除すること（クラッチを切ること）が試みられる。ストッパー３４０とピン６０４との間で、アーム６００が移動される。スライド６０４は移動されず、支持体３４２はレバー３２０のもとでは回転できない。

図６Ｉは、クラッチ５Ａ〜５Ｆおよび６Ａ〜６Ｈを使用するときのメインホイール３３８内の支持体３４２の位置およびロック３００の作動を示す。機械的動力を受けて、作動準備状態となったとき、支持体３４２は機械的動力を使用することにより、スレッシュホールド位置まで時計回り方向に回転される。動力を受ける角度Ａ１は、例えば９０〜３３０度とすることができ、この場合、２８０度である。スレッシュホールド位置を通過した後に、支持体３４２はスレッシュホールドデバイス３３２により反時計方向に回転され、電力が発生され、支持体はホーム位置に復帰される。図５Ｃ、５Ｄ、６Ｃおよび６Ｄに示されるように、クラッチが開けられた（係合が解除された）場合、支持体３４２は発電機３３０によりホーム位置から開位置まで自由に回転できる。駆動角Ａ２は、例えば９０〜１５度とすることができ、この場合、４０度となっている。動力を受ける角度Ａ１および駆動角Ａ２は、電子回路に対し、十分な電力を発生し、駆動角Ａ２だけ駆動するように定めることができる。最小駆動角度を定めるときに、不正な操作に対するロックのセキュリティを検討することもできる。発電機３３０によって駆動されたときにしか支持体３４２が開放位置まで進まないよう角度Ａ１およびＡ２を定めることもできる。

次に、図７を参照し、電子機械式ロックを作動させるための方法について説明する。複数の作動の間、または作動中に、本願で説明していない別の機能を実行してもよい。この方法は７００でスタートする。

７０２において、発電機により機械的動力から電力が発生される。７０４において、電力により外部ソースからデータが読み出され、７０６において電力によりデータと所定の条件とが照合される。７１４に示されるように７０２における発電は、少なくとも部分的に７０４と並行して、可能な場合には７０６とも並行して続行できる。

７０８では、発電機に対して電力が供給される。

７１０では、データと所定の条件とが一致することを条件に、発電機により、ロックは、ロックされた状態から機械的に開放可能な状態に機械的にセットされる。

この方法は、２つのフェーズすなわち発電機による発電フェーズ７１４と、発電機による作動フェーズ７１８とに分割される。これら２つのフェーズ７１４と７１８との間で係合解除ポイントが生じ得る。動力伝達機構は、発電機がアクチュエータとして作動できるように、発電機との係合を解除できる。

この方法は７１２で終了する。

この方法は、前に説明した電子機械式ロックおよびキーの種々の実施形態によって働きを高めることができる。

当業者であれば、技術が進歩するにつれ、本発明の原理を種々の方法で実施できることは明らかとなる。本発明およびその実施形態は、これまで説明した例だけに限定されるものではなく、特許請求の範囲で種々の変更が可能である。

Claims (15)

1. 機械的動力から電力を発生するようになっている発電機と、
   外部からデータを読み出し、このデータと所定の基準とを照合するようになっている、電力が給電される電子回路と、
   前記機械的動力を前記発電機に伝え、発電後、前記機械的動力により前記発電機との係合を解除するようになっている動力伝達機構とを備え、
   前記発電機は、更に前記動力伝達機構との係合が解除された後に電力が供給され、前記データと前記所定の基準とが一致することを条件に前記電子回路からの電子制御を受け、前記ロックを、ロックされた状態から機械的に開放自在な状態に機械的にセットするようになっている、電子機械式ロック。
2. 前記ロックは、前記動力伝達機構と前記発電機とを係合し、前記機械的動力を前記発電機に伝えると共に、前記発電後、前記機械的動力により前記動力伝達機構と前記発電機との係合を解除するようになっているクラッチを更に含む、請求項１に記載のロック。
3. 前記クラッチは、更に前記発電機のシャフトに対して軸方向の運動により、係合したり、係合を解除するようになっている、請求項２に記載のロック。
4. 前記クラッチは、更に前記発電機のシャフトに対して直角方向の運動により、係合したり、係合が解除されるようになっている、請求項２に記載のロック。
5. 前記クラッチは、前記クラッチの係合が解除された後に前記発電機によって移動し、前記ロックを機械的に開放可能な状態にセットするようになっているメインホイールを含む、請求項２に記載のロック。
6. 前記クラッチは、このクラッチの係合が解除されている間、張力を生じさせ、クラッチが再係合される間、クラッチがメインホイールをリセットするための機械的動力を供給するようになっているスプリングを含む、請求項５に記載のロック。
7. 前記クラッチは、係合が解除されているときに前記発電機によりメインホイールを限られた所定の距離だけ移動させるように構成されている、請求項５に記載のロック。
8. 前記メインホイールは、開口部を含み、前記クラッチは更にピンを含み、このピンは、クラッチと係合しているとき、および係合が解除されている間、前記開口部内で移動するようになっている、請求項５に記載のロック。
9. 前記発電機が前記メインホイールを移動させることができる限られた所定の距離を、前記開口部内のピンの位置が決定できるよう、前記ピンおよび開口部が構成されている、請求項８に記載のロック。
10. 前記発電機は、更に前記データと前記所定の基準とが一致しないことを条件に、前記電子回路から別の電子制御を受け、前記ロックを、ロックされた状態に機械的にセットするようになっている、請求項１〜９のいずれか１項に記載のロック。
11. 前記動力伝達機構は、ロックがロックされている間、更にスタート位置まで復帰し、前記発電機を前記ロックされた状態に機械的にリセットし、前記発電機と再係合するようになっている、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のロック
12. 前記動力伝達機構は、前記ロック内に挿入されたキーと結合するようになっているキー従動子を含む、請求項１〜１１のいずれか１項に記載のロック。
13. 前記キー従動子は、前記動力伝達機構の係合を解除するための機械的動力を供給するようになっているスウィングレバーを含む、請求項１２に記載のロック。
14. 発電機により、機械的動力から電力を発生するステップと、
    前記電力により外部ソースからデータを読み出すステップと、
    前記電力により前記データと所定の基準とを照合するステップと、
    前記電力を前記発電機に供給するステップと、
    前記データと前記所定の基準とが一致することを条件に、前記発電機により、ロックされた状態から機械的に開放可能な状態に前記ロックを機械的にセットするステップとを備える、電子機械式ロックを操作するための方法。
15. 機械的動力から電力を発生するための発電手段と、
    前記機械的動力を前記発電手段に伝えるための伝達手段と、
    外部ソースからデータを読み出すための手段と、
    前記データと所定の基準とを照合するための照合手段と、
    電力を発電後に、前記発電手段と前記動力伝達手段との係合を解除するための手段とを備え、
    前記係合を解除するための前記手段が前記伝達手段と前記発電手段との係合を解除した後に、前記データと前記所定の基準とが一致することを条件に、前記電力が前記発電手段に供給され、この発電手段は、前記照合手段からの電子制御を受け、前記ロックを、ロックされた状態から機械的に開放可能な状態に機械的にセットするようになっている、電子機械式ロック。

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