JP2021501841A

JP2021501841A - 電気機械式ロック

Info

Publication number: JP2021501841A
Application number: JP2020524110A
Authority: JP
Inventors: ピーライネン、ミカ; アルボラ、マウリ
Original assignee: イロクオサケユキチュア
Priority date: 2017-11-02
Filing date: 2018-10-16
Publication date: 2021-01-21
Also published as: JP3237374U; PL3480395T3; CA3078764C; EP3480395B1; CN111279039A; WO2019086240A1; ES2774724T3; IL274288B; AU2018360239A1; IL274288A; CA3078764A1; AU2018360239B2; KR20200072549A; RU2741587C1; CN111279039B; DK3480395T3; US20200308873A1; US11408205B2; EP3480395A1; KR102292460B1

Abstract

電気機械式ロック。アクチュエータ１０３が、電力１６０により回転可能な駆動ヘッド１０９を備える。アクセス制御機構１０４が、コグを有する被動歯車１０１と、把持機構１１１とを備える。駆動ヘッド１０９が、２つのピン２１０、２１２であって、そのうちの一方が被動歯車１０１の２つのコグ２２０、２２２、２２４、２２６、２２８の間のノッチ内にあるように構成され且つ位置決めされた、２つのピン２１０、２１２を備える。開錠する場合、駆動ヘッド１０９は、２つのピン２１０、２１２がコグ２２０、２２２、２２４、２２６、２２８を駆動させ且つ把持機構１１１を克服することにより、被動歯車１０１を開錠位置４００まで回転させ、したがってアクセス制御機構１０４を使用者によって回転可能１５２であるように設定する。外部機械的割込み力１７２が加えられた場合、駆動ヘッド１０９は、ピン２１０、２１２のうちの少なくとも一方がコグ２２０、２２２、２２４のうちの少なくとも１つと接触することにより、また、把持機構１１１が施錠位置２００において被動歯車１０１を固定して保持することにより、動かないままである。

Description

本発明は、電気機械式ロックに関する。

電気機械式ロックは、伝統的なロックに取って代わっている。可能な限り少量の電気エネルギーを消費するように電気機械式ロックを作ること、及び／又は電気機械式ロックの割込み安全性（ｂｒｅａｋ−ｉｎｓｅｃｕｒｉｔｙ）を向上させること、及び／又は電気機械式ロックの機械構造を単純化することのために、さらなる改良が必要とされている。

ＥＰ２８１３６４７は、電気機械式ロックを説明している。

ＥＰ２８１３６４７

本発明は、改善された電気機械式ロックを提供することを図るものである。

本発明の一態様によれば、請求項１に明記されたような電気機械式ロックが提供される。

添付の図面を参照しながら、単なる実例として、本発明の例示的な実施例を以下で説明する。

電気機械式ロックの例示的な実施例の図である。駆動ヘッド及び被動歯車の例示的な実施例の図である。駆動ヘッド及び被動歯車の例示的な実施例の図である。駆動ヘッド及び被動歯車の例示的な実施例の図である。駆動ヘッド及び被動歯車の例示的な実施例の図である。駆動ヘッド及び被動歯車の例示的な実施例の図である。駆動ヘッド及び被動歯車の例示的な実施例の図である。駆動ヘッド及び被動歯車の例示的な実施例の図である。駆動ヘッド及び被動歯車の例示的な実施例の図である。電気機械式ロックのさらなる例示的な実施例の図である。電気機械式ロックのさらなる例示的な実施例の図である。電気機械式ロックのさらなる例示的な実施例の図である。電気機械式ロックのさらなる例示的な実施例の図である。電気機械式ロックのさらなる例示的な実施例の図である。電気機械式ロックのさらなる例示的な実施例の図である。

以下の実施例は、単なる実例である。本明細書はいくつかの箇所で「一」実施例に言及し得るが、これは、必ずしも、それぞれのそのような言及が同一の実施例に対するものであること、又は単一の実施例のみに特徴が当てはまることを意味するものではない。様々な実施例の個々の特徴は、他の実施例を提供するために組み合わされる場合もある。さらに、「備えている（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」及び「含んでいる（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」という用語は、説明された実施例を述べられた特徴のみから成るものに限定するのではないと理解されるべきであり、また、そのような実施例は、明確に述べられていない特徴／構造をも含み得る。

出願人であるｉＬＯＱＯｙは、該当する場合は全ての権限において参照として本明細書に組み込まれる様々なＥＰ特許出願／特許及びＵＳ特許出願／特許で開示されたような電気機械式ロックに対して、多くの改善点を考案してきた。それらの全ての詳細に関する完全な論述は、本明細書においては繰り返されないが、読者にはそれらの出願を参考にすることを勧告する。

次に、図１、６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、７Ａ、７Ｂ及び７Ｃを参照すると、これらの図は、電気機械式ロック１００の例示的な実施例を示すが、この例示的な実施例に関連する部品のみを含む。

電気機械式ロック１００は、外部ソース１３０からのデータ１６２を読み取り且つデータ１６２を所定の基準と照合するように構成された、電子回路１１２を備える。例示的な一実施例では、電子回路１１２は、読取りに加えて、外部ソース１３０にデータを書き込むこともできる。

電気機械式ロック１００はまた、電力１６０により回転可能である駆動ヘッド１０９を含むアクチュエータ１０３を備える。

電気機械式ロック１００はまた、コグを有する被動歯車１０１と、施錠位置において被動歯車１０１を固定して保持する把持機構１１１とを含む、アクセス制御機構１０４を備える。

アクセス制御機構１０４は、使用者によって回転可能１５２であるように構成される。

図２に示されるように、駆動ヘッド１０９は、２つのピン２１０、２１２であって、そのうちの一方が被動歯車１０１の２つのコグ２２０、２２２、２２４、２２６、２２８間のノッチ内にあるように構成され且つ位置決めされた、２つのピン２１０、２１２を備える。

データ１６２が所定の基準に適合するのであれば、駆動ヘッド１０９は、２つのピン２１０、２１２がコグ２２０、２２２、２２４、２２６、２２８を駆動させ且つ把持機構１１１を克服することにより、被動歯車１０１を開錠位置４００まで回転させ、したがってアクセス制御機構１０４を使用者によって回転可能１５２であるように設定する。被動歯車１０１は、軸２３０の周りで回転することができる。

外部機械的割込み力（ｅｘｔｅｒｎａｌｍｅｃｈａｎｉｃａｌｂｒｅａｋ−ｉｎｆｏｒｃｅ）１７２が電気機械式ロック１００の外側から加えられた場合、駆動ヘッド１０９は、ピン２１０、２１２のうちの少なくとも一方がコグ２２０、２２２、２２４のうちの少なくとも１つと接触することにより、また、把持機構１１１が施錠位置２００において被動歯車１０１を固定して保持することにより、動かないままである。

例示的な一実施例では、外部機械的割込み力１７２は、例えば電気機械式ロック１００をハンマーによる打撃又は別の道具によってもたらされる振動に曝すことにより、不正侵入の試み中に生成される。

図２に示された例示的な一実施例では、コグ２２０、２２２、２２４、２２６、２２８は、被動歯車１０１の３６０度未満の限られたセクタをカバーする。アクチュエータ１０３は、駆動ヘッド１０９が被動歯車１０１を限られたセクタの一方の端部ＬＯＣＫＥＤ（施錠）から限られたセクタの他方の端部ＯＰＥＮ（開錠）まで回転させるように、駆動ヘッド１０９を施錠位置２００から開錠位置４００まで回転させるように構成される。

図５に示された代替的で例示的な一実施例では、コグ２２０、２２２、２２４、２２６、２２８、５００、５０２、５０４は、被動歯車１０１の３６０度をカバーし、アクチュエータ１０３は、駆動ヘッド１０９が被動歯車１０１を３６０度ぐるりと１回又は複数回回転させるように、駆動ヘッド１０９を施錠位置２００から開錠位置４００まで回転させるように構成される。

図２、３Ａ、及び５に示された例示的な一実施例では、把持機構１１１は、被動歯車１０１に付着された１つ又は複数の永久磁石２４０と、電気機械式ロック１００の（ロック本体１０２などの）不動部品に付着された１つ又は複数の対応する永久磁石２４２と、を備え、把持機構１１１の克服は、１つ又は複数の永久磁石２４０と１つ又は複数の対応する永久磁石２４２との間の磁界力３００を克服することを含む。

永久磁石２４０、２４２は、それらが互いに引き付け合うように位置決めされる。極の命名規則によれば、Ｎ極はＮであり、Ｓ極はＳである：相反する極（Ｓ−Ｎ）は、互いに引き付け合い、一方で、同様の極（Ｎ−Ｎ、又はＳ−Ｓ）は、互いに反発する。したがって、永久磁石２４０、２４２の相反する極は、互いに面するように位置決めされる。

この例示的な実施例によれば、把持機構１１１は、適当な磁界及び磁力を持つ適切なストック永久磁石を選択することによって実装され得る。永久磁石は、磁化されてそれ自体の永続的な磁界を生じさせる材料から作られた物体である。さらに、又はその代わりに、同時に引き付け且つ反発するように調整された磁石の相関パターンを組み込む２つのポリマグネットが、１つ又は複数の永久磁石２４０及び１つ又は複数の対応する永久磁石２４２として使用されてもよい。ポリマグネットを使用することにより、より強力な保磁力及び剪断抵抗が得られ得る。さらに、相関性がある磁石は、応動するようにコード化されている他の磁性構造とのみ相互作用するように調整され得る。

図１に示された例示的な一実施例では、電子回路１１２は、アクセス制御機構１０４を電気的に制御１６４する。

例示的な一実施例では、電力供給源１１４が、アクチュエータ１０３及び電子回路１１２に電力を供給１６０する。

例示的な一実施例では、電気エネルギー１６０は、電気機械式ロック１００内で自己出力式に生成され、そのため、電力供給源１１４は、発電機１１６を備える。

例示的な一実施例では、ノブ１０６を回転させること１５０が、発電機１１６を動作１５８させ得る。

例示的な一実施例では、ドア・ハンドル１１０を押し下げること１５０が、発電機１１６を動作１５８させ得る。

例示的な一実施例では、キー溝１０８内でキー１３４を回転させること１５０、又はキー溝１０８内にキー１３４を押し込むことが、発電機１１６を動作１５８させ得る。

例示的な一実施例では、ノブ１０６を回転させること１５０、及び／又はドア・ハンドル１１０を押し下げること１５０、及び／又はキー溝１０８内でキー１３４を回転させること１５０が、アクセス制御機構１０４の（アクチュエータ１０３を介した）回転を生じさせることのように、機械的に影響を及ぼすこと１５２ができる。

例示的な一実施例では、電力供給源１１４は、電池１１８を備える。電池１１８は、場合により少なくとも１つの電気化学セルに基づく使い捨ての又は再充電可能な蓄電池であり得る。

例示的な一実施例では、電力供給源１１４は、商用電源１２０を備え、即ち、電気機械式ロック１００は、直接に又は変圧装置を通じて、汎用交流電力供給源に結合され得る。

例示的な一実施例では、電力供給源１１４は、光起電力効果により光のエネルギーを電気に直接変換する太陽電池などの、エネルギー・ハーベスティング・デバイス１２２を備える。

例示的な一実施例では、アクチュエータ１０３及び電子回路１１２によって必要とされる電気エネルギー１６０は、いくつかの外部ソース１３０から散発的に取り込まれる。

例示的な一実施例では、外部ソース１３０は、電子回路１１２及びアクチュエータ１０３と有線で又は無線で結合された遠隔制御システム１３２を備える。

例示的な一実施例では、外部ソース１３０は、同様にデータ１６２を含むＮＦＣ（ＮｅａｒＦｉｅｌｄＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ、近距離無線通信）技術１３６を備え、即ち、スマートフォン又は他の何らかのユーザ端末が、データ１６２を保持する。ＮＦＣは、スマートフォン及び類似のデバイスを一緒に接触させること又はそれらを近接近させることにより互いの無線通信を確立するための、スマートフォン及び類似のデバイスのための一連の基準である。例示的な一実施例では、ＮＦＣ技術１３６は、アクチュエータ１０３及び電子回路１１２に電気エネルギーを提供１６０するために利用され得る。例示的な一実施例では、スマートフォン又は他のポータブル電子デバイス１３６は、その周りに電磁界を生じさせ、電気機械式ロック１００に埋め込まれたＮＦＣタグが、その界によって荷電される。或いは、電気機械式ロック１００に埋め込まれたエネルギー・ハーベスティング回路を含むアンテナが、その界によって荷電され、その電荷は、ポータブル電子デバイス１３６に向かってＮＦＣトラフィックをエミュレートする電子回路１１２に電力を供給する。

例示的な一実施例では、外部ソース１３０は、記憶され且つ適切な技法（例えば、暗号化、ＲＦＩＤ、ｉＢｕｔｔｏｎ（登録商標）、等）によって伝達されるデータ１２０を含む、キー１３４を備える。

図１に示されるように、例示的な一実施例では、電気機械式ロック１００は、ロック本体１０２内に配置されてよく、また、アクセス制御機構１０４は、（例えば、電気機械式ロック１００を装着されたドアの）中１５６及び外に移動するラッチ（又はロック・ボルト）１２６を制御１５４し得る。

例示的な一実施例では、ロック本体１０２は、ラッチ１２６を動作させるラッチ機構１２４と相互作用するように構成され得るロック・シリンダとして実装される。

例示的な一実施例では、アクチュエータ１０３、アクセス制御機構１０４、及び電子回路１１２は、ロック・シリンダ１０２の内側に配置され得る。

図１では示されていないが、発電機１１６は、同様にロック・シリンダ１０２の内側に配置され得る。

図６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、７Ａ、７Ｂ、及び７Ｃをより詳細に調べる。

例示的な一実施例では、アクチュエータ１０３はまた、駆動ヘッド１０９と結合された可動軸５１０を備える。示された例示的な実施例では、可動軸５１０は、回転する軸である。

例示的な一実施例では、アクチュエータ１０３は、電気エネルギーを受け取って可動軸５１０のための運動モーションを発生させる変換器６０２を備える。例示的な一実施例では、変換器６０２は、電気エネルギーを機械エネルギーに変換する電気機械である電気モータである。例示的な一実施例では、変換器６０２は、精密な回転を発生させることが可能とされ得るステッパ・モータである。例示的な一実施例では、変換器６０２は、電気エネルギーを運動モーションに変換する電気機械式ソレノイドなどのソレノイドである。

例示的な一実施例では、電気機械式ロック１００は、ロック本体１０２と、使用者からの回転１５２を受け取るように構成された第１のアクスル６００と、変換器６０２と、被動歯車１０１を収容する部品６０４と、駆動ヘッド１０９と、ラッチ機構１２４と恒久的に結合された第２のアクスル６０６と、を備える。本発明者らの例示的な実施例では、使用者による回転１５２は、アクチュエータ１０３の非施錠位置４００では、第２のアクスル６０６と調和する第１のアクスル６００の旋回を通じてラッチ機構１２４に伝達されて、ラッチ１２６を引き出す１５６。しかし、「逆転した」例示的な実施例も実現可能である：第１のアクスル６００は、ラッチ機構１２４と恒久的に結合されてもよく、第２のアクスル６０６は、使用者による回転１５２を受け取るように構成されてもよい。この代替的で例示的な実施例を図１に適用する場合、これは、アクチュエータ１０３の施錠位置２６０においてノブ１０６（又は、キー溝１０８内のキー１３４、若しくはハンドル１１０）が自由に回転する一方で、後端６０６は回転を阻止され、また、アクチュエータ１０３の開錠位置４００において、後端６０６は回転するように解放され、第１のアクスル６００及び第２のアクスル６０６は互いに結合されることを意味する。

電気機械式ロック１００の全体構造を説明してきたので、次いで、図２、３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ、４Ａ、及び４Ｂを参照しながら、その動作を調べる。

図２、３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、及び３Ｄは、たとえ電気機械式ロック１００の外側から外部機械的割込み力１７２が加えられたとしても、駆動ヘッド１０９は、ピン２１０、２１２のうちの少なくとも一方がコグ２２０、２２２、２２４のうちの少なくとも１つに接触することにより、また、把持機構１１１が施錠位置２００において被動歯車１０１を固定して保持することにより、動かないままであることを示す。

図２では、被動歯車１０１は、施錠位置２００にあり、ここで、駆動ヘッド１０９の２つのピン２１０、２１２は、被動歯車１０１のコグ２２０の両側に位置している。この位置では、外部機械的割込み力１７２は、被動歯車１０１の移動をもたらすことができない。これは、把持機構１１１、２４０、２４２が被動歯車１０１を固定して保持するためである。また、コグ２２０の形状は、被動歯車１０１が動くであろうように駆動ヘッド１０９が被動歯車１０１に十分な力を及ぼすことができないような形状である。

図３Ａは、外部機械的割込み力１７２が駆動ヘッド１０９を回転させるように扱われ、そのため２つのピン２１０、２１２が、ここで、コグ２２２の両側にある状況を示す。依然として、把持機構１１１（本発明者らの例示的な実施例では、２つの永久磁石２４０、２４２間の磁界力３００）は、被動歯車１０１を固定して保持しようとする。図３Ｂに詳細に示されるように、２つのピン２１０、２１２は、コグ２２２の弓形表面３００上にある。駆動ヘッド１０９は旋回することができ、駆動ヘッド１０９のピン２１０、２１２は、この弓形表面３００上で移動することができるが、駆動ヘッド１０９は被動歯車１０１に十分な力を加えることができず、それにより、被動歯車１０１は動かないままでいる。図３Ｃ及び３Ｄは、たとえこれらの極端な位置であっても駆動ヘッド１０９は依然として被動歯車１０１を旋回させられないことを示す。例示的な一実施例では、各コグ２２０、２２２、２２４、２２６、２２８の形状は、両側に弓形表面３００を有して、平面状の（尖っていない）先端で終端するような形状である。

図２の被動歯車１０１の構造によれば、駆動ヘッド１０９は、被動歯車１０１を施錠位置２００から開錠位置４００まで回転させるために、少なくとも２回の完全回転をしなければならない。被動歯車１０１は、施錠位置２００ではピン２１０が第１のコグ２２０に隣接する第１のノッチの底まで駆動されるように、また開錠位置４００ではピン２１２が最終コグ２２８に隣接する最終ノッチの底まで駆動されるように構成され得るので、回転は、さらに多い場合がある。図５の被動歯車１０１の構造によれば、回転１５２がラッチ１２６の引込み１５６をもたらすような状態にロック機構が配置されるまでに被動歯車１０１が１回の完全回転かさらには複数回の回転をしなければならないと仮定すると、割込み安全性（ｂｒｅａｋ−ｉｎｓｅｃｕｒｉｔｙ）はさらに向上され得る。

図４Ａ及び４Ｂは、データ１６２が所定の基準に適合するのであれば、駆動ヘッド１０９は、２つのピン２１０、２１２がコグ２２０、２２２、２２４、２２６、２２８を駆動させ且つ把持機構１１１を克服することにより、被動歯車１０１を開錠位置４００へ回転させ、したがってアクセス制御機構１０４を使用者によって回転可能１５２であるように設定することを示す。

図４Ａ及び４Ｂに示されるように、駆動ヘッド１０９が電力１６０により回転することを認められた場合、被動歯車１０１は、開錠位置４００まで効率的に回転される。

技術が進歩につれて本発明の概念が様々な方法で実施され得ることは、当業者には明らかであろう。本発明及びその実施例は、上記で説明された例示的な実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の範囲内で変化し得る。

Claims

電気機械式ロック（１００）であって、
外部ソース（１３０）からのデータ（１６２）を読み取り且つ前記データ（１６２）を所定の基準と適合するように構成された、電子回路（１１２）と、
電力（１６０）により回転可能な駆動ヘッド（１０９）を含むアクチュエータ（１０３）と、
コグを有する被動歯車（１０１）、及び、施錠位置において前記被動歯車（１０１）を固定して保持する把持機構（１１１）を含む、アクセス制御機構（１０４）と、
を備え、
前記駆動ヘッド（１０９）が、２つのピン（２１０、２１２）であって、前記２つのピン（２１０、２１２）のうちの一方が前記被動歯車（１０１）の２つのコグ（２２０、２２２、２２４、２２６、２２８）の間のノッチ内にあるように構成され且つ位置決めされた、２つのピン（２１０、２１２）を備え、
前記データ（１６２）が前記所定の基準に適合するのであれば、前記駆動ヘッド（１０９）が、前記２つのピン（２１０、２１２）が前記コグ（２２０、２２２、２２４、２２６、２２８）を駆動させ且つ前記把持機構（１１１）を克服することにより、前記被動歯車（１０１）を開錠位置（４００）まで回転させ、したがって前記アクセス制御機構（１０４）を使用者によって回転可能（１５２）であるように設定し、
又は、外部機械的割込み力（１７２）が前記電気機械式ロック（１００）の外側から加えられた場合、前記駆動ヘッド（１０９）が、ピン（２１０、２１２）のうちの少なくとも一方が前記コグ（２２０、２２２、２２４）のうちの少なくとも１つと接触することにより、また、前記把持機構（１１１）が前記施錠位置（２００）において前記被動歯車（１０１）を固定して保持することにより、動かないままである、
電気機械式ロック（１００）。
前記コグ（２２０、２２２、２２４、２２６、２２８）が、前記被動歯車（１０１）の３６０度未満の限られたセクタをカバーし、前記アクチュエータ（１０３）が、前記駆動ヘッド（１０９）が前記被動歯車（１０１）を前記限られたセクタの一方の端部（ＬＯＣＫＥＤ（施錠））から前記限られたセクタの他方の端部（ＯＰＥＮ（開錠））まで回転させるように、前記駆動ヘッド（１０９）を前記施錠位置（２００）から前記開錠位置（４００）まで回転させるように構成される、請求項１に記載の電気機械式ロック。
前記コグ（２２０、２２２、２２４、２２６、２２８、５００、５０２、５０４）が、前記被動歯車（１０１）の３６０度をカバーし、前記アクチュエータ（１０３）が、前記駆動ヘッド（１０９）が前記被動歯車（１０１）を３６０度ぐるりと１回又は複数回回転させるように、前記駆動ヘッド（１０９）を前記施錠位置（２００）から前記開錠位置（４００）まで回転させるように構成される、請求項１に記載の電気機械式ロック。
前記把持機構（１１１）が、前記被動歯車（１０１）に付着された１つ又は複数の永久磁石（２４０）と、前記電気機械式ロック（１００）の不動部品に付着された１つ又は複数の対応する永久磁石（２４２）と、を備え、前記把持機構（１１１）の前記克服が、前記１つ又は複数の永久磁石（２４０）と前記１つ又は複数の対応する永久磁石（２４２）との間の磁界力（３００）を克服することを含む、請求項１から３までのいずれか一項に記載の電気機械式ロック。