JP4202746B2 - キーシリンダ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【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、
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、
前記シリンダケース２には、キャップ状の金属製表面外殻１が被冠されるシリンダケース本体１１の頭部先端部に信号交換素子９が固定されるとともに、
前記解錠キー６には、前記プラグ３への挿入時において、前記信号交換素子９のシリンダ錠４内径方向側から長手方向に沿ってシリンダ錠４外部に露出する領域にまで及び、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、
かつ、シリンダ錠４内には、信号交換素子９のシリンダ錠４内径方向側においてシリンダケース２とプラグ３との間に形成されるクリアランスを利用して、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)

1. 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、
   前記シリンダケースには、キャップ状の金属製表面外殻が被冠されるシリンダケース本体の頭部先端部に信号交換素子が固定されるとともに、
   前記解錠キーには、前記プラグへの挿入時において、前記信号交換素子のシリンダ錠内径方向側から長手方向に沿ってシリンダ錠外部に露出する領域にまで及び、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、
   かつ、シリンダ錠内には、信号交換素子のシリンダ錠内径方向側においてシリンダケースとプラグとの間に形成されるクリアランスを利用して、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。
2. 前記データキャリアは電磁誘導式ＲＦＩＤタグである請求項１記載のキーシリンダ装置。
3. 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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