JP4587612B2 - ピンタンブラー錠 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ピンタンブラー及びドライバーピンを有するピンタンブラー錠に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ピンタンブラー錠は鍵の偽造が困難なこと、解錠用道具を用いたピッキング等の不正解錠を防止することができること等から多用されている。
【０００３】
かかるピンタンブラー錠は、図５に示すように、例えばシリンダー１１内に鍵挿入口を有するロータ１３を回転可能に挿入し、上記シリンダー１１及びロータ１３に連通して複数のピン穴が軸方向と直角あるいは並行に設けられ、上記各ピン穴に鍵１２の形状に合わせたキーコードによって長さの異なるピンタンブラー１４とドライバーピン１５がコイルバネ１６によって摺動可能に付勢されている。
【０００４】
また、ドリル等による不正破壊を防止するため、鍵挿入口付近には焼き入れを施した鋼材からなるリング１８、ピン１９、すり鉢状の案内部２０等の不正破壊防止部品を取り付けたり、高硬度の鋼球をロータの前方に回転可能に収容し該鋼球によってドリルの接近を阻止するようにしている。
【０００５】
このピンタンブラー錠を施錠、解錠するには、鍵挿入口に正規に鍵１２が挿入し、回転されたとき、鍵１２とピンタンブラー１４が摺動してピンタンブラー１４とドライバーピン１５の当接点がロータ１３の外周面に移動するため、ロータ１３の拘束が解除され、ロータ１３は回転可能となり、各ピンタンブラー１４とドライバーピン１５の当接面がシリンダー１１とロータ１３間の回転面に一致したとき解錠する仕組みである。
【０００６】
上記ピンタンブラー錠に備えられたピンタンブラー１４及びドライバーピン１５は、直径が約２ｍｍ、長さが約３〜６ｍｍと非常に小さく高精度な加工が要求されることから、金属を加工してなり、その表面にコーティングを施して耐久性の向上を図っている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
近年、ピンタンブラー錠は、不正解錠を防止するためにピンタンブラー及びドライバーピンの配列を３列、４列とより多く配列する傾向にあり、それに伴いピンタンブラー及びドライバーピンの数も多くなっている。
【０００８】
従来の図５に示すピンタンブラー錠におけるピンタンブラー１４やドライバーピン１５は、金属からなるため、マンションや病院の共通出入り口等の鍵の抜き差しが非常に多い場所では、ピンタンブラー錠の表面にコーティングを施していても、摩耗しやすく長期間の使用に供することができないという欠点を有していた。
【０００９】
また、上記ピンタンブラー１４は、金属からなるため、摩耗した部分から海辺や人間から発する汗等の塩分に起因する腐食が生じやすいという欠点を有していた。
【００１０】
さらに、上記ピンタンブラー１４のように表面に摩耗や腐食が生じた場合、シリンダー１１ごと交換する必要があるため、メンテナンス作業に手間がかかり、コストが高くなるという欠点を有していた。
【００１１】
またさらに、ドリル等による不正破壊については、ドリルのツール材質も様々なものが市販されるようになり、焼き入れの鋼材からなる不正破壊防止部品では対応できない場合が生じている。
【００１２】
本発明は、上述の欠点に鑑みなされたもので、その目的は、摩耗、腐食が極めて少なく、長期間の使用に共することができるピンタンブラー及びドライバーピンを有するピンタンブラー錠を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明のピンタンブラー錠は、シリンダー内に鍵挿入口を有するロータを回転可能に挿入し、上記シリンダー及びロータに連通する複数のピン穴が設けられ、該ピン穴にピンタンブラー及びドライバーピンがコイルバネによって摺動可能に付勢され、上記鍵挿入口より挿入される鍵とピンタンブラーとの摺動によって操作するピンタンブラー錠であって、上記ピンタンブラーの少なくとも鍵と接する部分をセラミックスで形成したことを特徴とするものである。
【００１４】
また、上記ドライバーピンをセラミックスで形成したことを特徴とするものである。
【００１５】
さらに、上記ピンタンブラー及び／またはドライバーピンの表面粗さがＲａで１．０μｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載のピンタンブラー錠。
【００１６】
またさらに、上記ピンタンブラー及び／またはドライバーピンのＳＵＳ３０４材に対する動摩擦係数が０．７以下のセラミックスにて形成することを特徴とするものである。
【００１７】
さらにまた、上記鍵挿入口付近にセラミックスからなる不正破壊防止部品を備えたことを特徴とするものである。
【００１８】
本発明のピンタンブラー錠によれば、ピンタンブラーの少なくとも鍵と接する部分をセラミックスで形成したことから、鍵の抜き差しの回数が増加しても摩耗し難く、長期間にわたり施錠、解錠を確実に行うことができる。
【００１９】
また、ピンタンブラーの摩耗や腐食を有効に防止して、シリンダーの交換等のメンテナンス作業を削減できることから経済性に優れたピンタンブラー錠を提供することができる。
【００２０】
さらに、本発明のピンタンブラー錠によれば、上記ドライバーピンをセラミックスで形成したことから、ピンタンブラーと同様、摩耗や腐食を有効に防止し、より長期間の使用に供することができるピンタンブラー錠を得ることができる。
【００２１】
またさらに、上記ピンタンブラー及び／またはドライバーピンの表面粗さがＲａで１．０μｍ以下、且つＳＵＳ３０４材に対する動摩擦係数を０．７以下とすることができることから、ピンタンブラーの下面と鍵、ピンタンブラーの上面とドライバーピンの下面及びドライバーピンの上面とシリンダーの内壁との摺動がスムーズに行うことができるとともに、耐摩耗性の優れたピンタンブラー錠を得ることができる。
【００２２】
さらにまた、上記鍵挿入口付近にセラミックスからなる不正破壊防止部品を備えたことから、ドリル等の侵入を防止して信頼性の高ものとし、且つ構造的にも簡素化できることから、設計の簡素化および製造コストを低減することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２４】
図１（ａ）は、本発明のピンタンブラー錠の一実施形態を示す斜視図であり、同図（ｂ）は、（ａ）の一部を破断した破断図である。
【００２５】
本発明のピンタンブラー錠は、ケーシングとなる円筒形のシリンダー１と、該シリンダー１内に鍵挿入口を有するロータ３を回転可能に挿入し、上記シリンダー１及びロータ３に連通する複数のピン穴が軸方向と直角に設けられ、各ピン穴にピンタンブラー４及びドライバーピン５がコイルバネ６によって摺動可能に付勢され、コイルバネ６の他端は封止ピン７によって閉鎖されている。
【００２６】
ここで、上記ピンタンブラー４の少なくとも鍵と摺動する部分をセラミックスで形成することが重要であり、例えば図２（ａ）〜（ｉ）に示すようにピンタンブラー４の下面の４ａ〜４ｉにあたる部分を酸化アルミニウム質焼結体、ジルコニア質焼結体、炭化珪素質焼結体、窒化珪素質焼結体等のセラミックスで形成することから、鍵の抜き差しの回数が非常に多い病院やマンションの共通出入り口等に使用されるピンタンブラー錠においても、摩耗や腐食が生じることはなく長期間の使用に供することができる。
【００２７】
なお、上記ピンタンブラー４は、図２に示すように少なくとも鍵と直接摺動する部分である４ａ〜４ｉを上記セラミックスによって形成すればよく、その場合、セラミックスからなる４ａ〜４ｉに真鍮やステンレス材等の金属からなる部材をロックタイト等の接着剤によって接合することによって得ることができる。
【００２８】
さらに、上記ピンタンブラー４の上面はドライバーピン５と接触しており、上記ピンタンブラー４とドライバーピン５との当接面がシリンダー１とロータ３間の回転面に一致したとき解錠する仕組みである。
【００２９】
上記ドライバーピン５は、図３に示すような形状となっており、セラミックスで形成されていることが好ましく、ピンタンブラー４と同様、摩耗や腐食を有効に防止し、より長期間の使用に供することができる。
【００３０】
またさらに、上記ピンタンブラー及び／またはドライバーピンは、その表面粗さがＲａで１．０μｍ以下、ＳＵＳ３０４材に対する動摩擦係数が０．７以下とすることが好ましく、ピンタンブラーの下面と鍵、ピンタンブラー４の上面とドライバーピン５の下面及びドライバーピンの上面とシリンダー１の内壁との摺動をスムーズに行うことができるとともに、耐摩耗性が優れたものとすることができる。
【００３１】
上記ピンタンブラー４、ドライバーピン５は、例えば酸化アルミニウム質焼結体で形成されている場合、酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）等の原料粉末に適当な有機バインダーを添加混合して原料粉末を調整するとともに、該原料粉末をプレス成形によって所定形状に成形した後、前記成形体を約１６００℃の温度で焼成することによって製作でき、焼成後バレル研磨を施すことによって、その表面粗さをＲａで０．１μｍ以下、ＳＵＳ３０４材に対する動摩擦係数を０．７以下とすることができる。
また、ダイヤモンドコンパウンドを用いたバフ研磨を施すことによって、さらに表面粗さ及び動摩擦係数を小さくすることができ、より耐摩耗性の優れたピンタンブラー錠を得ることができる。
【００３２】
さらに、上記鍵挿入口付近にセラミックスからなる不正破壊防止部品としてＣ型リング８、ピン９、すり鉢状の案内部１０を備えたことから、ドリル等の侵入を防止することができる。
【００３３】
これら不正破壊防止部品は、酸化アルミニウム質焼結体、ジルコニア質焼結体、炭化珪素質焼結体、窒化珪素質焼結体等の高硬度のセラミックスで形成することから、Ｃ型リング８、ピン９、案内部１０のうち少なくとも１つを備えればドリル等の侵入を有効に防止することができ、構造的にも簡素化できることから、製造コストを低減することができる。
【００３４】
なお、上記Ｃ型リング８、ピン９、案内部１０の不正破壊防止部品は、少なくとも１つを鍵挿入口の付近に備えればよく、特に上記すり鉢状の案内部１０を備えることによってドリルの侵入を有効に防止することができる。また、上記案内部１０をセラミックスで形成する場合、鍵挿入口の角部をＲ加工しておくことが好ましく、３点曲げ強度が８００ＭＰａ以上のセラミックスから成る場合はＲ０．３以上、３点曲げ強度が９００ＭＰａ以上のセラミックスから成る場合はＲ０．２以上と加工しておくことによってドリル等の侵入の衝撃により耐えうることができ、さらにＣ型リング８、ピン９を備えることによって、より信頼性の高いピンタンブラー錠を得ることができる。
【００３５】
また、上記ピンタンブラー４、ドライバーピン５及び不正破壊防止部品であるＣ型リング８、ピン９及び案内部１０を形成するセラミクッスは、そのビッカース硬度（Ｈｖ）が１０ＧＰａ以上であることが好ましく、繰り返しの使用に際しても摩耗が少なく、耐食性に優れ、長期間の使用に供するピンタンブラー錠を得ることができる。
【００３６】
さらに、上記ピンタンブラー４、ドライバーピン５、不正破壊防止部品を形成するセラミックスは、ジルコニア質焼結体で形成することがより好ましく、ジルコニア質焼結体は機械的強度、硬度が高いことから、表面粗さ、動摩擦係数を容易に小さくすることができる。
【００３７】
なお、本発明のピンタンブラー錠は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種々の変更は可能である。
【００３８】
【実施例】
次に、本発明の作用効果を実施例に基づいて示す。
【００３９】
（実施例１）
まず、表１に示す如く材質でピンタンブラーを形成し、各ピンタンブラーをシリンダーとロータ内に装着させピンタンブラー錠試料を準備し、各試料の鍵の挿し抜きテストを実施した。
【００４０】
また、比較例として、従来のピンタンブラー錠に使用されている真鍮にルブコート（黒鉛と二硫化モリブデンの焼き付き塗装）を施したピンタンブラー錠試料を準備した。
【００４１】
そして各ピンタンブラー錠試料に鍵を挿し抜きし、引っかかりを評価した。
その結果を表１に示す。
【００４２】
【表１】

【００４３】
表１から明らかなように、従来例である真鍮からなるピンタンブラーを用いたピンタンブラー錠試料では、鍵の挿し抜き回数が３０万回以上となると、鍵の挿し抜きに引っかかりが生じ始めた。
これに対し、酸化アルミニウム質焼結体、ジルコニア質焼結体、炭化珪素質焼結体、窒化珪素質焼結体からなるピンタンブラーを用いたピンタンブラー錠試料では、挿し抜き回数が６０万回においてもスムーズな挿し抜き状態を維持することが可能であることが判った。
【００４４】
（実施例２）
次いで、表２に示す如く材質でピンタンブラーを形成し、ポット式のバレル研磨を０．５〜１時間行い、その表面粗さをＲａで１．０及び０．５としたピンタンブラーを得た。また、研磨時間を４時間以上として、その表面粗さをＲａで１．５としたピンタンブラーを得た。各ピンタンブラーをシリンダーとロータ内に装着させピンタンブラー錠試料を準備し、各試料の鍵の挿し抜きテストを実施した。
【００４５】
その結果を表２に示す。
【００４６】
【表２】

【００４７】
表２から明らかなように、ピンタンブラーの表面粗さがＲａで１．５μｍのピンタンブラー錠試料では、鍵の挿し抜き回数が７万回で引っかかりが生じる。
【００４８】
これに対し、表面粗さがＲａで１．０μｍのピンタンブラー錠試料では、鍵の挿し抜き回数が２５万回までは鍵の挿し抜きに引っかかりが生じることはなく、３０万回程から鍵の挿し抜きに引っかかりが生じ始めることが判った。
【００４９】
また、従来例である真鍮からなるピンタンブラーを用いたピンタンブラー錠試料では、表面粗さが小さい試料の方が引っかかりが生じやすくなっていることが判った。
（実施例３）
次いで、表３に示す如く材質でピンタンブラーを形成し、ポット式のバレル研磨を０．５〜１時間として、その動摩擦係数を０．７及び０．５の試料を得、研磨時間を４時間以上として、その動摩擦係数を１．５としたピンタンブラーを得、各ピンタンブラーをシリンダーとロータ内に装着させピンタンブラー錠試料を準備し、各試料の鍵の挿し抜きテストを実施した。
【００５０】
なお、各ピンタンブラーの摩擦係数は、東洋測器ＥＦＭ−III（鈴木式摩擦摩耗試験機）に装着して測定を行った。
【００５１】
その結果を表３に示す。
【００５２】
【表３】

【００５３】
表３から明らかなように、ピンタンブラーの動摩擦係数が１．２のピンタンブラー錠試料では、シリンダーとロータ内に引っかかり、ロータを回転させることができなくなった。
【００５４】
これに対し、動摩擦係数が０．７以下であるピンタンブラー錠試料は、２５万回程度まで引っかかりが生じることはなく、さらに動摩擦係数が０．５のピンタンブラー錠試料では、６０万回の挿し抜きにおいてもスムーズに作動することが判った。
【００５５】
【発明の効果】
本発明のピンタンブラー錠によれば、ピンタンブラーの少なくとも鍵と接する部分をセラミックスで形成したことから、鍵の抜き差しの回数が増加しても摩耗し難く、長期間にわたり施錠、解錠を確実に行うことができる。
【００５６】
また、ピンタンブラーの摩耗や腐食を有効に防止して、シリンダーの交換等のメンテナンス作業を削減できることから経済性に優れたピンタンブラー錠を提供することができる。
【００５７】
さらに、本発明のピンタンブラー錠によれば、上記ドライバーピンをセラミックスで形成したことから、ピンタンブラーと同様、摩耗や腐食を有効に防止し、より長期間の使用に供することができるピンタンブラー錠を得ることができる。
【００５８】
またさらに、上記ピンタンブラー及び／またはドライバーピンの表面粗さがＲａで１．０μｍ以下、且つＳＵＳ３０４材に対する動摩擦係数を０．７以下とすることができることから、ピンタンブラーの下面と鍵、ピンタンブラーの上面とドライバーピンの下面及びドライバーピンの上面とシリンダーの内壁との摺動がスムーズに行うことができるとともに、耐摩耗性の優れたピンタンブラー錠を得ることができる。
【００５９】
さらにまた、上記鍵挿入口付近にセラミックスからなる不正破壊防止部品を備えたことから、ドリル等の侵入を防止して信頼性の高ものとし、且つ構造的にも簡素化できることから、設計の簡素化および製造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明のピンタンブラー錠の一実施形態を示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）の一部を破断した破断図である。
【図２】（ａ）〜（ｉ）は本発明のピンタンブラー錠におけるピンタンブラーを示す斜視図である。
【図３】本発明のピンタンブラー錠におけるドライバーピンを示す斜視図である。
【図４】本発明のピンタンブラー錠における不正破壊防止部品を示す斜視図である。
【図５】（ａ）は従来のピンタンブラー錠を示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）の一部を破断した破断図である。
【符号の説明】
１：シリンダー
２：鍵
３：ロータ
４：ピンタンブラー
５：ドライバーピン
６：コイルバネ
７：封止ピン
８：Ｃ型リング
９：ピン
１０：案内部

Claims (5)

1. シリンダー内に鍵挿入口を有するロータを回転可能に挿入し、上記シリンダー及びロータに連通する複数のピン穴が設けられ、該ピン穴にピンタンブラー及びドライバーピンがコイルバネによって摺動可能に付勢され、上記鍵挿入口より挿入される鍵とピンタンブラーとの摺動によって操作するピンタンブラー錠であって、上記ピンタンブラーの少なくとも鍵と接する部分をセラミックスで形成したことを特徴とするピンタンブラー錠。
2. 上記ドライバーピンをセラミックスで形成したことを特徴とする請求項１に記載のピンタンブラー錠。
3. 上記ピンタンブラー及び／またはドライバーピンの表面粗さがＲａで１．０μｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載のピンタンブラー錠。
4. 上記ピンタンブラー及び／またはドライバーピンのＳＵＳ３０４材に対する動摩擦係数が０．７以下であることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のピンタンブラー錠。
5. 上記鍵挿入口付近にセラミックスからなる不正破壊防止部品を備えたことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のピンタンブラー錠。

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