JP4102938B2 - シリンダー構造 - Google Patents

Description

回転運動するタンブラーを使ったシリンダーで、タンブラーを右方向と左方向の両方向回転を可能にする技術に関する。

錠のシリンダーの種類を大きく分けるとピンを使ったピンシリンダーと、タンブラーを使ったディスクシリンダーに分けられる。
ディスクシリンダーではタンブラーが直線運動するものと回転運動するものに分けられる。また、ロッキングバーを持つものと持たないものに分けられる。
本発明の分野はロッキングバーを持ち、タンブラーがシリンダー軸から離れた位置にあってタンブラー軸を軸に回転運動をする種類に対するものである。

このシリンダーの原型となるものは２０年程前に販売が開始された美和ロック社のロータリーディスクシリンダーで、商品名がRXシリンダーと称される。
このシリンダーは生産性が良く、錠破りの１種であるピッキングが非常に難しい優れた特徴を持つ。

原型であるロータリーディスクシリンダーを基に開発や改良をしたと見られるシリンダーは特開平７−２０７９９５（サンポウロック社）や特願２００５−１３７９７７がある。この２件はタンブラーの回転方向は定位位置から片一方のみの回転である。
また、特願２００５−１３８００５はタンブラーが左右方向の両方向に回転するが、タンブラーの回転軸がシリンダーの回転軸と重なる別技術のシリンダーである。
特開平７−２０７９９５

近年、建物の大規模化や管理エリアの大規模化によって管理システムが複雑化し、それに伴ってシリンダーに膨大な鍵違い数が求められるようになってきた。
シリンダーのマルチマスターキーシステムや逆マスターシステム等のシステムの複雑化もそれに拍車を掛けている。
また、破りの一種であるピッキングへの対応も求められるようになった。

近年はそれに加えて、合鍵コードの変更が可能な可変コードシリンダーの需要も発生し、シリンダーに対する要求はますます複雑で高度なものとなってきている。かかるシリンダーの複雑化等により、シリンダーの生産性低下や価格の上昇も発生している。

以上の事から、簡単なシリンダー構造で従来の生産技術を利用して鍵違い数を大幅に増やすことができ、ピッキングのより難しいシリンダー機構を実現し、それによって生産性の低下を無くし、価格の上昇をおさえることが課題である。
同じ目的のものとして、上述した特願２００５−１３８００５がある。特願２００５−１３８００５は将来の要求にも充分に応えられる可能性を持つものである。しかし、特願２００５−１３８００５は未来技術の性格があり、実用化するには多少の時間を要するものである。
そこで、現在や近い将来に要求される事を満足させることができるシリンダーを実現することが課題である。

特願２００５−１３８００５のようにタンブラーの回転軸がシリンダーの回転軸と重なるシリンダーは、現在見られる回転式タンブラーを持つシリンダーとは別技術であり、例外である。
シリンダーの回転軸である内筒の回転軸から離れた位置にタンブラーの回転軸を持つ従来のシリンダーでは、図１１で示したようにタンブラー（６４）はすべて一方向回転である。
なぜなら、合鍵の縁のキザミでタンブラーを動かすために、合鍵の縁でタンブラーを押す力だけが作用し、引く力は作用しないからである。
シリンダーの構造においても、タンブラーバネ（６７）は押す方向のみに作用し、合鍵を抜いた状態の定位位置ではタンブラー（６４）を補強バー（６８）に押し当ててタンブラーの定位位置を保つものである。
そのため、逆側へタンブラーを回そうとしても合鍵にタンブラーを逆方向に回す能力は無く、仮に能力があったとしてもタンブラー（６４）が補強バーに当たって回せない。

課題を解決する手段として、これらのタンブラーの回転軸がシリンダーの回転軸とは別の位置にあるタンブラーに対して、タンブラーの動きを左右への両方向回転とすることを考えた。
両方向回転とすることで、タンブラーに設けるロッキングバー受け溝を設けることのできる範囲を大きく確保でき、大きい範囲の中の１箇所にロッキングバー受け溝を設けることが可能となり、鍵違い数を大幅に増やすことができる。複数のロッキングバー受け溝も設け易くなる。
また、ピッキングでタンブラーをどちら側に回して良いかわからず、ピッキングがかなり難しくなる。

そのように考えて実現したのが請求項１、２、３記載のシリンダー機構と合鍵構造である。
まず、タンブラーを左右側への両方向回転を可能にするためには、タンブラーの仕組みとそのタンブラーを動かす合鍵の仕組みが必要である。
そのタンブラーの仕組みが請求項１記載のシリンダー機構である。
図に基づいてタンブラーの仕組みを説明する。

図６Cと図７Aがそのタンブラーである。
タンブラー（５）（３１）には両側への回転を可能にすべく、補強バー（９）の左右側に遊び溝（２２）を設けることで、タンブラーを定位位置から左右側の両方向への回転を可能にする。つまり、両方向へ回転させるための障害を無くすことがポイントである。
併せて、タンブラーを、合鍵を抜いた状態のタンブラーの位置である定位位置に於いて、タンブラーを中立の位置に置く必要がある。中立の位置にあることでタンブラーを右方向でも左方向でも回すことが可能になるからである。
そこで、タンブラー（５）（３１）を中立の位置に戻す働きをするタンブラーバネ（１９）（３３）をタンブラーに組み付ける。
従来のタンブラーバネの使い方では、タンブラーを補強バー（９）等に押し付けることで定位位置を確保するために、タンブラーを両方向回転させることができない。
本発明の機構のタンブラーバネの使い方は、タンブラーを中立状態に置くことでタンブラーの両方向回転を可能にする。

請求項１記載のシリンダー機構のタンブラーは、従来の合鍵のように合鍵の縁に設けたキザミでも動かすことが可能である。しかし、その場合は、タンブラーは両方向回転が可能でありながら、その合鍵ではタンブラーを一方向にしか回せないことになる。
やはり、請求項１記載のシリンダー機構のタンブラーは、両方向に回転させたい。
そこで、タンブラーを両方向回転させる仕組みを併せて考えたい。
その仕組みが図６C、図７Aの、タンブラー（５）（３１）に図３で示した合鍵のウォード（１２）の溝や山に合わせたウォード受け山（１６）（３５）やウォード受け溝を設け、タンブラーを合鍵のウォードで動かす請求項２記載のタンブラー構造である。

請求項３記載の合鍵構造を図３に基づいて説明する。
その合鍵は差し込む方向である縦方向にうねるように鍵軸（１４）に溝状や山状のウォード（１２）を設けたもので、合鍵を請求項２記載のタンブラーに合わせて使うことで、タンブラーを左右両方向へ回転させるための駆動力を得るものである。
合鍵に設けたウォード（１２）の溝や山をタンブラーのウォード受け山（１６）やウォード受け溝で受けてタンブラーを右方向と左方向へ動かす。

図４、５に基づいて請求項１記載の両方向回転を可能にしたタンブラーと、そのタンブラー両方向に動かす請求項２記載のタンブラー構造と、タンブラーを両方向に動かす請求項３記載の合鍵構造の仕組みを説明する。
シリンダー軸（１３）から離れた位置にあるタンブラー軸（８）に組み付けたタンブラー（５）を、合鍵を抜いた状態の定位位置から右側と左側の両方向に回転することを可能にしたのが請求項１記載のシリンダー機構である。

そのタンブラーを、合鍵の抜き差しでタンブラーを左右方向への回転を可能にしたタンブラーの構造が請求項２記載のタンブラー構造である。

そのタンブラーに対して使用する合鍵で、鍵軸（１４）に合鍵のコードの形状であるウォード（１２）を持ち、鍵軸に設けたウォードのうねりとうねりの幅で、タンブラーを左右の両方向に回転させるのが請求項３記載の合鍵構造である。

以上のシリンダーに於いて近年需要が発生した可変シリンダーの課題を実現したのが、請求項４記載の可変コードシリンダー構造である。
これは請求項１、２、３記載の機構や構造に対して、先願した特願２００５−１３７９７７の技術を加えることでタンブラーを合鍵コードに合わせて組み替え、シリンダーを可変させるものである。特願２００５−１３７９７７のロッキングバーユニットをそのまま使ったものである。
図９、１０に基づいてその構造を説明する。

内筒（２）のロッキングバー（６）周囲を内筒から分離してロッキングバーガイド（４４）とする。タンブラー（４１）のロッキングバー受け溝（４６）部分を切り離してストッパー（４５）とする。タンブラーとストッパーの切り離した部分にギア（４３）（４７）を設ける。
ロッキングバーガイドとロッキングバーと複数のストッパーをまとめてユニット化し、ロッキングバーユニット（図１０D）とする。
外筒（１）の、内筒を１８０度回した時にロッキングバーガイドが位置する部分に、ロッキングバーガイド受け溝（４８）を設ける。
以上の各部品を図９のように組み合わせたのが、その構造である。

このシリンダーを合鍵コードに合わせて可変させる仕組みを図８に基づいて説明する。
図８Aが合鍵を抜いた状態である。この状態の部品位置が定位位置である。
タンブラー（４１）は右方向でも左方向でも回転可能である。
図では、タンブラー（４１）を左へ回すとストッパー（４５）が内筒に当たって左へ回せないが、内筒とストッパーの間により大きく遊びを設けて左方向へも回転を可能した方が良い。
この状態で内筒（２）を回すとロッキングバー（６）はストッパー（４５）に当たって動くことができず、ロッキングバーが内筒と外筒（１）の間にクサビとなって内筒を回すことができない。

図８Bが合鍵の鍵軸（１４）を鍵溝（３）に差し、合鍵のウォード（１２）の溝がタンブラー（４１）のウォード受け山（４９）に沿って入ることでタンブラーを動かし、タンブラーに噛み合ったストッパー（４５）のロキングバー受け溝（４６）をロッキングバー（６）の位置にあわせたことを示す。この状態で内筒を回すとロッキングバーがロッキングバー受け溝に入り、内筒と外筒の間のクサビ状が解け、内筒を回すことができる。

図８Cが合鍵を１８０度回し、内筒が１８０度回り、内筒に組み付けたロッキングバーガイド（４４）が１８０度回り、ロッキングバーガイドがロッキングバーガイド受け溝（４８）に入ったことを示す。ロッキングバーガイドがロッキングバーガイド受け溝に入ることで、ロッキングバーガイドにユニット化したストッパー（４５）がタンブラー（４１）から離れる。

この位置で合鍵を抜いた状態を示すのが図８Dである。
ストッパー（４５）はタンブラーから離れてロッキングバー（６）と連結している。そのためにタンブラー（４１）は１８０度回転した状態での定位位置である中立状態に戻るが、ストッパーは動かない。

次に、別の鍵を差した状態を示すのが図８Eである。
タンブラー（４１）は合鍵のコードであるウォード（１２）に合った位置となる。
図８Fがその鍵を１８０度回して定位位置に戻した状態を示す。
ストッパー（４５）とタンブラー（４１）は後に差した別の鍵のコードであるウォードの位置で噛み合う。これで前の合鍵は使えなくなり、後に差した別の鍵となる。
以上が請求項４記載の可変コードシリンダーの仕組みである。

シリンダーのタンブラーの回転を左右の両方向へ回転可能にすることで、その分鍵違い数を大幅に増やすことが可能となり、大規模なキープランにも対応が可能となる。
また、ピッキングを行うにあたってタンブラーをどちら側に回して良いかわからず、ピッキングが難しくなる。
従来のシリンダー生産技術を利用でき、それ以上の難しい技術を必要としないために製作し易く、量産し易く、安価に生産することが可能である。
よって、０００７で示した課題を解決することができる。

このシリンダーで、請求項４記載のシリンダーにはもう１つの大きい目的がある。
それは特願２００５−１３７９７７の片方向回転の可変タンブラーと組み合わせ、特願２００５−１３７９７７のタンブラーを合鍵の縁のキザミで動かし、本発明のタンブラーを合鍵のウォードで動かすことで、合鍵のキザミを合鍵である子鍵に対応させ、ウォードをマスターキーに対応させることが可能となる。その結果、合鍵のみのシリンダーのコード変更や、マスターキーのみのシリンダーのコード変更も可能な技術を実現し易くなる。
それはマスターキーを紛失した場合は、シリンダーのマスターキーコードのみを変えて、マスターキーのみを使えなくして新しいマスターキーに変え、個々の合鍵である子鍵はそのまま変えないで使うことも可能にする技術である。
子鍵のみを変え、マスターキーは変えないことも、子鍵をマスターの容量の範囲で変えることで可能にする技術である。

請求項１記載のシリンダー機構を図４、５、６に基づいて説明する。
この機構はシリンダー軸（１３）から離れた位置にタンブラー軸（８）を持つタンブラー（５）を、合鍵を抜いた状態で中立状態に保ち、その位置からタンブラーを右方向でも左方向でも両方向に回転可能にする技術である。
図１１で示した従来の片1方向のタンブラーでは補強バー（６８）にタンブラーバネ（６７）でタンブラー（６４）を押し付けていたものを、本発明では図５で示したタンブラーバネ（１９）でタンブラーを中立状態に保ち、中立位置から左右側への一定のタンブラーの回転範囲で、タンブラーの回転を止める障害を無くしたものである。

図４Aが中立位置のタンブラーを示し、合鍵を抜いた状態のタンブラーを示す。
タンブラーは右方向で左方向でも回転が可能で、その回転可能な外周の１箇所にロッキングバー（６）を受けるロッキングバー受け溝（１７）を設けることができる。
一方向回転のタンブラーと比べると、ロッキングバー受け溝を設ける位置の範囲が大きくなり、その分鍵違い数を多く確保することが可能となる。
また、ピッキングを仕掛けてもタンブラーをどちら方向に回せば良いかわからず、ピッキングもかなり難しくなる。
合鍵を抜いた図４A状態で内筒を回そうとしてもロッキングバー（６）がタンブラー（５）の外周に突き当たって動くことができず、ロッキングバーが内筒と外筒との間にクサビとなって内筒を動かすことができない。

図４Bが合鍵を差し、請求項３記載の鍵軸（１４）に設けたウォード（１２）状の溝に、請求項２記載のタンブラー（５）に設けたウォード受け山（１６）が合い、ウォードに沿ってタンブラーが動き、タンブラーのロッキングバー受け溝（１７）をロッキングバー（６）の位置に合わせたものである。
図４Cが、その状態で合鍵を回し、内筒を９０度回した状態を示す。
ロッキングバー（６）がロッキングバー受け溝（１７）に入ることが可能となり、ロッキングバーのクサビが解けることで内筒の回転が可能になることを示す。

図４で示したタンブラーは、この種の従来のシリンダーの合鍵と同様に合鍵の両縁に設けたキザミで動かすことも可能である。
しかし、そのキザミで本発明のタンブラーを動かす場合は、タンブラーを定位位置からどちらか一方のみに動かすこととなる。それでもタンブラー機能を充分に果たすことができるが、本タンブラーは定位位置から左右の両方向に自由に回転する機能を持っており、合鍵を抜き差しする動作でタンブラーを左右の両方向に回転させたい。

合鍵の抜き差しでタンブラーを左右方向に回転させるためには合鍵のキザミではなく、合鍵にウォードを設け、タンブラーにウォードを受ける溝や山を設け、ウォードにタンブラーを合わせれば良い。
その合鍵のウォードに合わせる為のウォード受け山（１６）や溝を、請求項１記載の機構のタンブラーに設けたのが請求項２記載のタンブラー構造である。
そのタンブラーのウォード受け山や溝に合鍵を合わせてタンブラーを動かすために、合鍵やマスターキーの鍵軸に縦方向にうねるように溝状や山状のウォード（１２）を設けたのが請求項３記載の合鍵構造である。

請求項１、２、３記載の機構や構造を持つシリンダーを、合鍵のコードに合わせてシリンダーを変える機能を設けたのが請求項４記載の可変コードシリンダー機構である。これは先に出願した特願２００５−１３７９７７の技術を本発明のシリンダーに応用したものである。
特願２００５−１３７９７７は定位位置から片一方のみに回転する従来のタンブラーを可変させる技術である。その技術をそのまま利用して定位位置から左右方向に回転する本発明のタンブラーを可変させるものである。

発明のシリンダーの斜視図である。 図１のAA断面を示す。 合鍵を下から見た図で、請求項３記載の合鍵のウォードを示す。 Ａ．図２のB位置輪切り断面で、合鍵を抜いた状態を示す。 Ｂ．合鍵を差してタンブラーが右回転した状態を示す。 Ｃ．合鍵を９０度回した状態を示す。 Ｄ．図２のＣ位置輪切り断面で、合鍵を抜いた状態を示す。 Ｅ．合鍵を差してタンブラーが左回転した状態を示す。 タンブラーを中立位置に保つためのタンブラーバネを示す。 Ａ．図４Aの分解図で、外筒を示す。 Ｂ．内筒のロッキングバーを示す。 Ｃ．タンブラーを示す。 Ａ．タンブラーの変形例を示す。 Ｂ．A図のタンブラーを組み付けたシリンダー輪切り断面を示す。 Ａ．請求項４記載の可変コードシリンダーで、合鍵を抜いた状態を示す。 Ｂ．合鍵を差した状態を示す。 Ｃ．合鍵を１８０度回した状態を示す。 Ｄ．その位置で合鍵を抜いた状態を示す。 Ｅ．その位置で別の新鍵を差した状態を示す。 Ｆ．新鍵を定位位置に回し戻した状態を示す。 図８Fの、新鍵を抜いた状態を示し、新鍵が合鍵に変わったことを示す。 Ａ．図９の外筒を示す。 Ｂ．図９の内筒を示す。 Ｃ．図９のタンブラーを示す。 Ｄ．図９のロッキングバーユニットを示す。 Ａ．従来の左方向回転タンブラーで、合鍵を抜いた状態を示す。 Ｂ．合鍵を差した状態を示す。 Ｃ．右方向回転タンブラーで、合鍵を抜いた状態を示す。 Ｄ．合鍵を差した状態を示す。

符号の説明

１ 外筒
２ 内筒
３ 鍵溝
４ 仕切り
５ タンブラー
６ ロッキングバー
７ ロッキングバーバネ
８ タンブラー軸
９ 補強バー
１０ 抜け止め
１１ 合鍵
１２ ウォード
１３ シリンダー軸
１４ 鍵軸
１５ 鍵軸溝
１６ ウォード受け山
１７ ロッキングバー受け溝
１８ 定位溝
１９ タンブラーバネ
２０ 鍵軸溝
２１ タンブラー軸穴
２２ 遊び溝
３１ タンブラー
３２ ロッキングバー受け溝
３３ タンブラーバネ
３４ タンブラー軸穴
３５ ウォード受け山
４１ タンブラー
４２ 鍵軸溝
４３ ギア
４４ ロッキングバーガイド
４５ ストッパー
４６ ロッキングバー受け溝
４７ ギア
４８ ロッキングバーガイド受け溝
４９ ウォード受け山
５０ 鍵軸溝
５１ タンブラーバネ
５２ タンブラー軸穴
６１ 外筒
６２ 内筒
６３ ロッキングバー
６４ タンブラー
６５ ロッキングバー受け溝
６６ タンブラー軸
６７ タンブラーバネ
６８ 補強バー
６９ 鍵溝
７０ 鍵軸

Claims (4)

1. 内筒（２）の回転軸であるシリンダー軸（１３）から離れた位置にある、タンブラー軸（８）を軸に回転運動し、タンブラー（５）毎に仕切り（４）で仕切られた複数のタンブラー（５）と、ロッキングバー（６）を組み合わせたシリンダーで、タンブラーの位置を、合鍵を抜いた状態の位置を、中立状態の定位位置として、タンブラーを定位位置に留める為のタンブラーバネ（１９）を設け、タンブラーを、定位位置から右方向と左方向の両方向に回転可能として、合鍵をシリンダーに差すと、合鍵の縁に設けたキザミ等のコードによって、コードであるキザミの寸法分だけ、タンブラーが定位位置から右方向や左方向に回転し、タンブラー（５）のロッキングバー受け溝（７）がロッキングバー（６）に照合し、合鍵を回す事が可能となるシリンダーで、合鍵を抜くと、タンブラー（５）はタンブラーバネ（１９）によって定位位置に戻り、定位位置に留まる、合鍵のコードに合わせて、タンブラーが定位位置から左右の両方向に回転するシリンダー構造。
2. タンブラー（５）に、合鍵のウォードの溝や山に噛み合わせるためにウォード受け山（１６）やウォード受け溝を設けた請求項１記載のシリンダーのタンブラー構造。
3. 回転運動するタンブラーを動かすための合鍵のコードで、合鍵の差し込む方向である鍵軸（１４）の縦方向にうねるように溝状や山状のウォード（１２）を設け、タンブラーのウォード受け山と合鍵のウォードによってタンブラーを左右の両方向に回転させる請求項２記載のタンブラーに使用する合鍵構造。
4. 請求項１記載の機構を持つシリンダーに対して、内筒（２）のロッキングバー（６）周囲を内筒から切り離してロッキングバーガイド（４４）とする。
   ロッキングバーガイドを内筒の切り離した部分に可動可能に組み付つける。
   タンブラー（４１）のロッキングバー受け溝（４６）部分を、タンブラーから切り離してストッパー（４５）とする。ストッパーのタンブラーから切り離した部分にギア（４７）を設け、タンブラーのストッパーから切り離した部分にギア（４３）を設け、タンブラーに対して左右方向に遊びを設けてストッパーを組み合わせ、両ギアが遊びの中のどこかで噛み合うようにする。
   ロッキングバー（６）とロッキングバーガイド（４４）とストッパー（４５）を、ロッキングバーユニット（図１０D）として扱う。
   合鍵を差して合鍵を１８０度回した時に、ロッキングバーガイド（４４）が位置する外筒（１）の内周部分に、ロッキングバーガイド受け溝（４８）を設ける。以上の構造を設けたことで、合鍵やマスターキー等を差して鍵を１８０度回すと、ロッキングバーガイド（４４）がロッキングバーガイド受け溝（４８）に入り、ストッパー（４５）がタンブラー（４１）から分離する。その位置で合鍵を抜き、別の鍵を差し込み、後に差した鍵を定位位置方向に回し戻すと、ロッキングバーガイド（４４）がロッキングバーガイド受け溝（４８）から抜け出してストッパー（４５）を押し、ストッパー（４５）のギア（４７）が、後で差した鍵のコードの位置でタンブラー（４１）のギア（４３）と噛み合うことで、前の合鍵が使えなくなり、後に差した鍵が合鍵に変わる、鍵コードに合わせてシリンダーを変える事を可能にした可変コードシリンダー機構。