JP4522198B2

JP4522198B2 - シリンダ錠

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Publication number: JP4522198B2
Application number: JP2004254916A
Authority: JP
Inventors: 俊一長田
Original assignee: Alpha Corp
Current assignee: Alpha Corp
Priority date: 2004-09-01
Filing date: 2004-09-01
Publication date: 2010-08-11
Anticipated expiration: 2024-09-01
Also published as: CN1743634A; JP2006070551A

Description

本発明は、シリンダ錠に関するものである。

ピンタンブラを使用したシリンダ錠としては、特許文献１に記載のものが知られている。この従来例において、シリンダ錠は、プラグとシリンダケースに各々ピンタンブラを収容して形成される。プラグ内に真正な解錠キーを挿入すると、解錠キーに形成された解錠コード形成凹部の深さに応じてピンタンブラの境界がプラグの回転境界面まで移動し、プラグへの回転操作が可能になる。
特開２００３-１２９７１０号公報

しかし、上述した従来例において、キーの判別はキーコード形成凹部の深さのみによるために、鍵違いを多くするためには、キーコード形成凹部の深さの種類を増加させるか、あるいはキーコード形成凹部の数を増加させるしかないために、鍵違い数を飛躍的に増加させることが困難であるという欠点がある。

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、鍵違い数を増加させることのできるシリンダ錠の提供を目的とする。

本発明によれば上記目的は、
円筒状のプラグ１をシリンダケース２内に回転自在に挿入してなり、
プラグ１内に保持され、シリンダケース２内に進入可能なタンブラピン３と、シリンダケース２内に保持され、プラグ１内に進入可能なドライブピン４との境界がプラグ１とシリンダケース２との回転境界円筒面に合致する円筒状曲率面により形成され、
タンブラピン３とドライブピン４とが各々の移動方向中心線５周りに回転自在で、前記円筒状曲率面の回転姿勢によりプラグとシリンダケースとの回転境界を閉塞、開放して施解錠状態を設定するシリンダ錠を提供することにより達成される。

シリンダ錠はタンブラピン３を装着したプラグ１をドライブピン４が装着されるシリンダケース２に回転自在に挿入して形成される。プラグ１の初期回転位置においてタンブラピン３はドライブピン４を後退させてシリンダケース２内に、ドライブピン４はタンブラピン３を押しのけてプラグ１内に進入可能なように、両者は一直線に積層された状態となる。ドライブピン４のタンブラピン３側の端部、およびタンブラピン３のドライブピン４側の端部には、プラグ１とシリンダケース２との回転境界円筒面にほぼ一致する円筒状曲率面が形成されており、プラグ１の初期回転位置において、両者は円筒状曲率面を面接触する状態で積層される。

この状態でピン３、４間の境界面がプラグ１の回転境界面に合致すると、プラグ１はシリンダケース２に対して回転可能となるのに対し、この位置でピン３、４が水平回転すると、ドライブピン４の先端がプラグ１の回転境界を越えてプラグ１側に進入し同様にタンブラピン３の先端もシリンダケース２側に進入するため、回転境界が閉塞されてプラグ１を回転させることができなくなる。

したがって、ドライブピン４とタンブラピン３の高さ位置が同一であっても、回転姿勢が異なると、プラグ１とシリンダケース２との回転境界は開放されることがないために、施解錠状態を設定できる。この結果、回転角度による鍵違いを多数形成することが可能になり、鍵違い数を増加させることができる。

また、タンブラピン３とドライブピン４との対の移動方向線をプラグ１の回転中心７からオフセットした場合には、タンブラピン３の回転による高低差が大きくなる。この結果、回転角度が小さくても、プラグ１とシリンダケース２の回転境界を閉塞する高さが高くなるために、施錠の信頼性が向上する。

タンブラピン３の回転操作は、プラグ１に解錠キー９を挿入することにより行われ、解錠キー９には、タンブラピン３を設定された回転姿勢まで回転させるための解錠コード形成凹部１０が形成される。解錠コード形成凹部１０とこれに対応するタンブラピン３の先端形状は、タンブラピン３を所定の水平回転位置に導くことができれば、適宜の組み合わせを採用することが可能であり、例えば、タンブラピン３の先端がたがね形状である場合には、解錠コード形成凹部１０は、該先端が嵌合する溝として形成され、溝の角度がタンブラピン３の回転姿勢を決定する。

また、前記タンブラピン３の端部に、先端に行くに従って漸次縮径し、回転中心７が移動方向中心線５から偏心した母線により形成される曲率面を周壁とするドライブ部８が形成され、
前記タンブラピン３は、シリンダケース２内に収容されてドライブピン４を付勢する圧縮スプリング４ａにより、プラグ１に開設されたキー挿入部１３内に向けて付勢され、
前記ドライブ部８とほぼ同一の母線により同様の傾きを有して形成される曲率面を周壁とし、かつ、ドライブ部８よりもひとまわり大きいサイズに形成された解錠キー９の解錠コード形成凹部１０の前記周壁に対してドライブ部８の周壁が圧接された際に、解錠コード形成凹部１０内への突出方向の付勢力によってタンブラピン３が解錠コード形成凹部１０の中心方向に向かう分力（Ｆ１６）を発生させ、該分力（Ｆ１６）の作用線上に移動方向中心線５が含まれないことにより、解錠コード形成凹部１０の中心方向への移動に伴ってタンブラピン３を解錠状態に対応した所定回転姿勢まで回転させるようにした場合には、タンブラピン３が所定の回転角度まで変化する際に、ドライブ部８は、接触開始点から順次接触位置を変更しながら解錠コード形成凹部１０の周壁を移動して最終接触位置に達する。この結果、解錠コード形成凹部１０を複製する場合には、接触開始点はタンブラピン３の初期回転位置により決定されるために不定で、最終接触点は設定コードにより決定されるために未知であるために、周壁の全てを複製することが必要となり、複製作業が困難になる。

本発明によれば、鍵違いを飛躍的に増加させることができる。

図１に、扉体１１に固定されて扉体１１内の錠本体を操作するために使用されるシリンダ錠を示す。シリンダ錠は、シリンダケース２内にプラグ１を回転自在に挿入して形成され、シリンダケース２の前端部には、筒状カバー１２が装着される。筒状カバー１２は、回転操作により扉体１１表面側に移動させることが可能であり、図２に示す状態でシリンダ錠を扉体１１に固定した後、筒状カバー１２を締め付けて図１（ａ）に示すように、取付孔１１ａを覆い隠すことができる。また、プラグ１の前端には、キャップ部材１ａが装着される。

図２、４に示すように、プラグ１の中心部には、プラグ１の長手通しにキー挿入部１３が開設され、キー挿入部１３内に一端が開口し、他端がプラグ１外周に開口するタンブラ挿入孔１４の複数が形成される。タンブラ挿入孔１４は、断面円形の孔として形成され、キー挿入部１３近傍で、タンブラ挿入孔１４の中心軸線（後述するように、この中心軸線はタンブラピン３の移動方向中心線に合致するために、以後、移動方向中心線５として説明する。）に対して対称位置に２個のタンブラ回転規制用の突起１４ａが突設される。

図２に示すように、上記各タンブラ挿入孔１４の移動方向中心線５は、キー挿入部１３の幅中心面に直交して配置され、プラグ１の回転中心７に平行な複数の面（タンブラ列面）のいずれかに属するように配列される。同一タンブラ列面（Ｓｔ）内のキー挿入部１３、１３間には均等な間隔（Ｐｔ）が設定される。

この実施の形態において、プラグ１にはキー挿入部１３の幅中心面に対して一側に２面、他側に１面の計３面のタンブラ列面（Ｓｔ１〜３）が設定される。図４に示すように、３面のうち、他側の１面（Ｓｔ１）はプラグ１の回転中心６を含み、一側の２面（Ｓｔ２、Ｓｔ３）は上記他側のタンブラ列面（Ｓｔ１）に対して対称位置に配置される。この結果、一側の２面（Ｓｔ２、Ｓｔ３）は、プラグ１の回転中心６からオフセット量（Δ）だけずれる。

上記他側の１面（Ｓｔ１）はマスターキーシステム構成用に使用され、当該タンブラ列面（Ｓｔ１）には、両端がほぼ截頭円錐形状の周知のタンブラピン（以下、「補助タンブラピン３’」）が使用される。この補助タンブラピン３’は、後述する解錠キー９の解錠コード形成凹部１０の深さのみを検知してコードを判定するもので、当該補助タンブラピン３’が挿入されるタンブラ挿入孔１４には回転規制用の突起は設けられない。

一側のタンブラ列面（Ｓｔ２、Ｓｔ３）に配列されるタンブラピン３を図５に示す。このタンブラピン３は、一端に截頭円錐面を外周面とするドライブ部８を有する（以下、記述を明瞭にするために、ドライブ部８が形成される側を下方、反対側を上方として説明する。）。ドライブ部８を形成する円錐の回転中心７（母線を回転させて円錐形状を得る際の回転中心）は、タンブラピン３の移動方向中心線５に対して所定間隔（δ）オフセットされる。また、ドライブ部８は、対向する弦が切り落とされて移動方向中心線５に対して線対称な小判形状断面を有し、対向する平面８ａは、円錐の回転中心７とタンブラピン３の移動方向中心線５の双方を含む面に対する平行面となっている。後述するように、タンブラピン３が１８０°回転した状態で異なった解錠コードとなるこの実施の形態において、上記平面８ａは、タンブラ挿入孔１４に挿入された状態で、タンブラ回転規制用の突起１４ａに当接し、タンブラピン３の回転範囲を規制する。

一方、タンブラピン３の上端には円筒状曲率面１５が形成される。円筒状曲率面１５の曲率半径（Ｒ）はプラグ１の半径に等しく、さらに、曲率中心は、図５（ａ）に示すように、プラグ１の外周に円筒状曲率面１５ａを合致させた際のプラグ１の回転中心線６に合致する。

鍵違いを得るために、上記タンブラピン３と同形で、全長が異なる複数種が設定され（以下、「長さ要素」）、さらに、長さ要素が一致するタンブラピン３間に、鍵違いの回転要素が加えられる。回転要素は、ドライブ部８の円錐の回転中心７と移動方向中心線５とを含む面と、上記円筒状曲率面の中心線を含む面との移動方向中心線５に直交する面（投影面）上での交差角度（図５（ｄ）における角度θ）を変えることにより与えられる。θは、図５（ｄ）において、０°から３６０°まで変化させることが可能であり、この実施の形態においては、図５（ｃ）に示す０°、これから時計回りに、４５°（図５（ｄ））、図５（ｄ）が上下反転した１３５°、図５（ｃ）が上下反転した１８０°、これらが左右反転した２２５°、３１５°の６種類の鍵違いが設定される。

上述したように、一側のタンブラ列面（Ｓｔ２、Ｓｔ３）は互いに線対称位置に配置されるために、同一のタンブラピン３は、対称位置に使用されたときには、１８０°回転した他の回転要素をもつタンブラピン３として利用される。

これに対し、シリンダケース２にはタンブラピン３、および補助タンブラピン３’とほぼ同一径のドライブピン４、４’が配置される。ドライブピン４、４’は、プラグ１が初期回転位置（施錠回転位置）にあるときに各タンブラピン３に正対し、プラグ１側のタンブラ挿入孔１４に進入することができ、タンブラピン３、３’もシリンダケース２内に進入することができる。また、各ドライブピン４、４’は、圧縮スプリング４ａによりプラグ１中央部に向けて付勢される。

図４に示すように、タンブラピン３に対応するドライブピン４の一端には、タンブラピン３の上端に形成される円筒状曲率面１５に合致する円筒状曲率面が形成され、補助タンブラピン３’に対応するドライブピン４には先端が截頭円錐形状をした周知のものが使用される。

以上のように構成されるシリンダ錠に使用される解錠キー９を図３に示す。解錠キー９は、キーブレード部９ａの一端に握り部９ｂを設けて形成される。キーブレード部９ｂの表裏両面には、複数の解錠コード形成凹部１０がディンプル状に形成される。表裏反転した使用を可能にするために、キーブレード部９ｂは解錠コード形成凹部１０の形成箇所を含め、板厚中心と幅方向中心との交点に対して点対称断面形状に形成される。なお、図３において９ｃはプラグ１のキー挿入部１３側に設けた突起１３ａが嵌合してプラグ１内での挿入姿勢を規制するためのガイド溝を示す。

解錠コード形成凹部１０のうち、補助タンブラピン３’に対応する解錠コード形成凹部（以下、「補助ピン用解錠コード形成凹部１０’」）は、底壁部に補助タンブラピン３’の先端が当接することにより、解錠コード形成凹部１０’の深さと補助タンブラピン３’の長さの一致を確認するためのもので、図９に示すように、解錠キー９を正規位置まで挿入した位置（コード判定位置）において、底壁１０ａ’の中心が補助タンブラピン３’の移動方向中心線５に一致する位置を所定深さでディンプル形状に切削等による加工をして得られる。

これに対し、タンブラピン３に対応する解錠コード形成凹部１０は、上記タンブラピン３のドライブ部８における円錐面を介してタンブラピン３に回転トルクを与える周壁を有してディンプル形状に形成される。上記周壁、正確にはコード判定位置においてタンブラピン３のドライブ部８に当接する可能性のある周壁は、ドライブ部８における円錐面と同一の円錐面により形成される。

また、この解錠コード形成凹部１０は、タンブラピン３の長さの変化に対応して深さのみが異なる複数種が設定され、解錠コード形成凹部１０の位置は、解錠キー９表面での凹部領域での面積が最小となる最浅コードであっても、円錐の回転中心７（截頭平面を有するこの実施の形態においては截頭平面）が上記凹部領域内に含まれるように設定される。

後述するように、タンブラピン３のドライブ部８の当接位置、および深さを容易に管理することができるように、解錠コード形成凹部１０は、以下のように配置される。まず、図６に示すように、同一タンブラ列面（Ｓｔ２、Ｓｔ３）に対応して解錠キー９の幅広面上に３本、計６本の基準線（Ｌ２１、Ｌ２２、Ｌ２３、Ｌ３１、Ｌ３２、Ｌ３３）が設定される（但し、Ｌｍｎは、タンブラ列面Ｓｔｍの第ｎ番基準線を示す。）。基準線（Ｌ）は解錠キー９の長手方向に平行な直線であり、幅方向に等間隔（ｐ）に配置される。解錠コード形成凹部１０は、円錐面の回転中心が上記いずれかの基準線（Ｌ）上に乗り、かつ、隣接する回転中心間の間隔（Ｐｋ）がプラグ１における同一タンブラ列面（Ｓｔ）内での隣接するタンブラ挿入孔１４間の間隔（Ｐｔ）（図２参照）に一致するように配置される。

以上のように配置して解錠コード形成凹部１０の円錐面の母線を統一すると、中間に位置する基準線（Ｌ２２、Ｌ３２）に対して対称位置にある基準線（Ｌ）上の解錠コード形成凹部１０は深さが一致すると、他側に対して回転方向が反転した解錠コード（図５（ｃ）、（ｄ）において上下反転したもの）となる。また、後述するように、タンブラピン３の回転姿勢は、タンブラピン３の移動方向中心線５と解錠コード形成凹部１０の回転中心７との位置関係により決定されるために、基準線（Ｌ）を選択するだけで中央、左右回転姿勢の３種類の解錠コードが管理できる。さらに、プラグ１への装着姿勢により、解錠コード形成凹部１０の前方部を使用するか後方部を使用するか、すなわち、図５（ｃ）、（ｄ）において左右反転したものを選択できるために、合計６種類のキーコードが同一深さで設定できる。

また、中央部の基準線（Ｌ２２、Ｌ３２）上に配置される解錠コード形成凹部１０は、実質的に前後方部のみが使用されるために、図６に示すように、周壁が他のディンプルと同様の傾きを有する長円形状で代用できる。

したがってこの実施の形態において、解錠キー９を挿入しない状態においては、図４に示すように、圧縮スプリング４ａによりプラグ１中心方向に付勢されるドライブピン４はプラグ１のタンブラ収容孔１４内に進入する。この状態において、プラグ１とシリンダケース２との回転境界は閉塞されるために、プラグ１を回転させることができない（施錠状態）。

この状態から、解錠キー９を挿入すると、まず、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、タンブラピン３の下端は解錠キー９の先端により拾われて上方に移動する。次いで、図７（ｃ）、（ｄ）に示すように、解錠キー９がコード判定位置まで挿入されると、タンブラピン３のドライブ部８は解錠コード形成凹部１０の周縁に当接する。タンブラピン３には突出方向の付勢力が与えられているために、図８に示すように、タンブラピン３の解錠コード形成凹部１０の周縁との接触線１６には、解錠コード形成凹部１０の中心方向に向かう分力（Ｆ１６）が発生する。このようにして発生する分力（Ｆ１６）の作用線上にタンブラピン３の移動方向中心線（点）５は含まれないために、タンブラピン３には所定方向の（図８（ｂ）においては時計回り）回転力が発生し、タンブラピン３が所定回転位置まで回転する。

以上のようにして、タンブラピン３の回転角は、解錠コード形成凹部１０の状態によって一義的に決定され、解錠コード形成凹部１０が真正であると、図９（ａ）に示すように、タンブラピン３の上端の円筒状曲率面１５はプラグ１とシリンダケース２の回転境界面に完全に一致し、プラグ１を回転させることができる。

これに対し、解錠コード形成凹部１０の深さが同じでも回転角が適正でない場合には、図９（ｂ）に示すように、タンブラピン３とドライブピン４との境界部はいずれかに進入するためにプラグ１を回転させることはできない。

この結果、この実施の形態においては、タンブラピン３の長さに加え、回転角度も鍵違いの要素となるために、鍵違い数が飛躍的に増加する。
さらに、この実施の形態において、解錠キー９には複製を困難にするためのフローティングボール１７が装着される。上述したように、表裏いずれでも使用可能なように、フローティングボール１７は、解錠キー９の終端部で、ガイド溝９ｃ上に２個配置される（図６参照）。

このフローティングボール１７は、図１０に示すように、プラグ１内の一方の補助タンブラピン３’により支え突起１８に押し付けられる。フローティングボール１７の補助タンブラピン３’の押しつけが確実に行われるように、補助タンブラピン３’側のドライブピン４’には、この補助タンブラピン３’に正対する位置に配置される他方の補助タンブラピン３”に比して大きな付勢力が与えられる。この状態で、補助タンブラピン３’、３”と、これらに対応するドライブピン４’との境界は、プラグ１の回転境界に一致し解錠される。

これに対し、フローティングボール１７が装着されていない解錠キー９を挿入した場合には、一方の補助タンブラピン３’に対応するドライブピン４’がプラグ１内に進入して施錠状態となる。また、フローティングボール１７の双方の補助タンブラピン３’、３”の保持位置を解錠キー９に一体に形成すると、図１０に示すように、フローティングボール１７と他方の補助タンブラピン３”との境界はガイド溝９ｃより飛び出した位置にあるために、解錠キー９をタンブラ挿入孔１４内に挿入できなくなる。

この結果、解錠キー９を入手しても、このプロフィールを単にトレースしただけでは解錠することができないために、複製が不可能になる。

本発明を示す図で、（ａ）は（ｂ）の１Ｂ-１Ｂ線断面図、（ｂ）は正面図である。図１（ａ）の２Ａ-２Ａ線断面図である。解錠キーの平面図である。シリンダ錠をタンブラピン、補助タンブラピンの移動方向中心線に沿って切断した断面図である。タンブラピンを示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は（ａ）の５Ｃ方向矢視図、（ｄ）は鍵違いを示す（ａ）の５Ｃ方向矢視図である。解錠キーのキーブレード部の拡大図である。本発明の動作を示す図で、（ａ）は（ｂ）の７Ａ-７Ａ線断面図、（ｂ）は解錠キーがタンブラーピンを押し上げた状態を示す図、（ｃ）は（ｄ）の７Ｃ-７Ｃ線断面図、（ｄ）は解錠コード形成凹部に嵌合した状態を示す図である。タンブラピンの動作を示す図で、（ａ）はタンブラピンの側面図、（ｂ）は解錠コード形成凹部への嵌合初期を示す（ａ）の８Ｂ-８Ｂ線断面図、（ｃ）は（ｂ）の８Ｃ-８Ｃ線断面図である。施解錠状態を示す図で、（ａ）は解錠状態における図４に対応する図、（ｂ）は施錠状態を示す断面図である。解錠キーを挿入した状態の図１（ａ）の１０Ａ-１０Ａ線断面図である。

符号の説明

１プラグ
２シリンダケース
３タンブラピン
４ドライブピン
５移動方向中心線
６プラグの回転中心
７回転中心
８ドライブ部

Claims

円筒状のプラグをシリンダケース内に回転自在に挿入してなり、
プラグ内に保持され、シリンダケース内に進入可能なタンブラピンと、シリンダケース内に保持され、プラグ内に進入可能なドライブピンとの境界がプラグとシリンダケースとの回転境界円筒面に合致する円筒状曲率面により形成され、
タンブラピンとドライブピンとが各々の移動方向中心線周りに回転自在で、前記円筒状曲率面の回転姿勢によりプラグとシリンダケースとの回転境界を閉塞、開放して施解錠状態を設定するシリンダ錠。
前記タンブラピンとドライブピンとの対の移動方向中心線がプラグの回転中心からオフセットされている請求項１記載のシリンダ錠。
前記タンブラピンの端部には、先端に行くに従って漸次縮径し、回転中心が移動方向中心線から偏心した母線により形成される曲率面を周壁とするドライブ部が形成され、
前記タンブラピンは、シリンダケース内に収容されてドライブピンを付勢する圧縮スプリングにより、プラグに開設されたキー挿入部内に向けて付勢され、
前記ドライブ部とほぼ同一の母線により同様の傾きを有して形成される曲率面を周壁とし、かつ、ドライブ部よりもひとまわり大きいサイズに形成された解錠キーの解錠コード形成凹部の前記周壁に対してドライブ部の周壁が圧接された際に、解錠コード形成凹部内への突出方向の付勢力によってタンブラピンが解錠コード形成凹部の中心方向に向かう分力を発生させ、該分力の作用線上に移動方向中心線が含まれないことにより、解錠コード形成凹部の中心方向への移動に伴ってタンブラピンを解錠状態に対応した所定回転姿勢まで回転させる請求項１または２記載のシリンダ錠。