JP5561826B2 - シリンダ錠及びキー - Google Patents

Description

本発明は、シリンダ内に複数のタンブラを出没可能に収容して成るシリンダ錠とこれに挿入されるキーに関するものである。

車両等に使用されるシリンダ錠には内溝キーによって解錠されるものがあるが、この種のシリンダ錠は、内周面に係合溝を備えたホルダと、該ホルダ内に回転可能に収容されたシリンダと、該シリンダに出没可能に収容された複数のタンブラ等によって構成されている。

ここで、上記複数のタンブラはキーの挿入方向に配置され、各タンブラにはキーのキー山に係合する係合部がそれぞれ形成され、各タンブラは、キーの挿入方向に対して直交する方向（ホルダの係合溝に係合する方向）に付勢されている。

斯かるシリンダ錠においてキーが挿入されていない状態では、全てのタンブラがホルダの係合溝に係合してシリンダの回転を阻止するために施錠状態が維持される。そして、シリンダに正規のキーが挿入されると、該キーのキー溝に形成された複数のキー山に各タンブラの係合部がそれぞれ係合し、各タンブラが付勢力に抗して径方向内方に移動してシリンダ内に没入し、該タンブラのホルダの係合溝との係合が解除されるために解錠状態となり、シリンダの回転が許容される。

ところで、シリンダ錠の鍵違い数（キーの山違い数）は、タンブラの数と各タンブラに形成された係合部の段違い数によって決定される。従って、鍵違い数を多くするにはタンブラの数と各タンブラに形成された係合部の段違い数を増やせば良い。

しかしながら、複数のタンブラはキーの挿入方向に沿って並んで配置されているため、その数を増やすとシリンダ錠の全長が長くなってしまうという問題が生ずる。又、タンブラに形成された係合部の段違い数を増やすと、タンブラのシリンダ内での径方向の移動量が大きくなり、キーを抜いた状態でのタンブラのシリンダからの突出量が大きくなるため、シリンダ錠の外径が大きくなるという問題が生ずる。

そこで、特許文献１には、隣り合うタンブラ同士を当接させて配置し、これらを互いに逆方向に付勢することによって、鍵違い数を確保した上で小型化を図ることができるシリンダ錠とこれに対応するキーが提案されている。

特開２００５−３４４３０５号公報

ところで、シリンダ錠に差し込まれるキーの隣り合うキー山の高さが大きく異なると、キー山を繋ぐ傾斜面の傾斜が急になり過ぎてキーの挿入に支障を来すため、傾斜面の傾斜角が所定値を超えないようにキーの隣り合うキー山の高さを設定する必要がある。このため、隣り合うタンブラの係合部の段違い（高さの差）にも制約が生じる。例えば、段違い（係合部の高さの差）のタンブラが４種類ある場合、隣り合うタンブラとして３段以上の異なるタンブラを選択することができない等の制約が生ずる。即ち、４種類のタンブラにその係合部の高さの順に１番〜４番の番号を付した場合、１番と４番のタンブラを隣り合わせで配置することができない。

従って、例えばキーの挿入方向に沿って配置された複数のタンブラ同士の間隔を狭めてタンブラの数を増やそうとしても、上述のように隣り合うタンブラには段違いの制約があるためにタンブラの数には自ずと限界があり、結果的に鍵違いの数を多くできないという問題がある。この問題は特許文献１において提案された構成においても同様に発生する。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、全長を極力抑えつつ、違い数を多く取ることができるシリンダ錠とこれに挿脱されるキーを提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、
内周面に係合溝を備えたホルダと、
該ホルダ内に回転可能に収容されたシリンダと、
該シリンダに挿入されるキーのキー山に係合する係合部を有し、キーの挿入方向に対して直交する方向に付勢された複数のタンブラを備え、
キーの未挿入状態において前記タンブラが前記ホルダの係合溝に係合して前記シリンダの回転を阻止し、
前記シリンダにキーが挿入されると該キーのキー山に前記タンブラの係合部が係合し、タンブラが移動して前記シリンダ内に没入し、該タンブラの前記ホルダの係合溝との係合が解除されて前記シリンダの回転を許容するよう構成されたシリンダ錠において、
前記係合部の位置が移動方向に沿って異なる段違いの少なくとも４種類のタンブラを設け、
少なくとも１組の隣り合うタンブラの係合部の段差を最大の「３」に設定するとともに、該タンブラ間の第１間隔を他の隣り合うタンブラ間の第２間隔よりも広く設定することによって、段差が最大の「３」である隣り合うタンブラの係合部に係合する前記キーのキー山を繋ぐ斜面の勾配が５０°以下にしたことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載のシリンダ錠のシリンダに挿入可能なキーを、シリンダに挿入されると各タンブラの係合部に係合して全てのタンブラをシリンダ内に没入させる複数のキー山を備えたキー溝を形成して構成したことを特徴とする。

本発明によれば、少なくとも１組の隣り合うタンブラの係合部の段差を最大の「３」に設定することによって、タンブラの配列パターン数が増え、結果的にシリンダ錠の全長を極力おさえつつ、鍵違い数を多く取ることができる。そして、この場合、係合部の段差が最大の「３」である隣り合うタンブラ間の第１間隔を他の隣り合うタンブラ間の第２間隔よりも広く設定することによって、段差が最大の「３」である隣り合うタンブラの係合部に係合することによって、段差が最大の「３」である隣り合うタンブラの係合部に係合するキーのキー山を繋ぐ斜面の勾配が５０°以下になるようにしたため、キーの各係合部が係合するキー山を繋ぐ傾斜面の傾斜が急になり過ぎることがなく、キーの挿入に支障を来すことがない。

本発明に係るシリンダ錠の側断面図である。 図１のＡ−Ａ線断面図であって、（ａ）はキー挿入状態を示し、（ｂ）はキー未挿入状態を示す。 図１のＢ−Ｂ線断面図であって、（ａ）はキー挿入状態を示し、（ｂ）はキー未挿入状態を示す。 （ａ）〜（ｈ）はタンブラの種類を示す図である。 本発明に係るキーの側面図である。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は本発明に係るシリンダ錠の側断面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３は図１のＢ−Ｂ線断面図、図４はタンブラの種類を示す図、図５は本発明に係るキーの側面図である。

図１に示すシリンダ錠１は、正規のキー１０の抜き差しによって解錠と施錠を行うものであって、有底筒状のホルダ２の内部にシリンダ３を回転可能に収容するとともに、シリンダ３の内部にプレート状の複数（本実施の形態では９枚）のタンブラ４を長手方向（キー１０の挿脱方向）に適当な間隔で配列して構成されている。

上記ホルダ２は、不図示の支持部材に固定されており、その内周面の相対向する２箇所（図１〜図３の上下２箇所）には係合溝２ａが長手方向（図１の左右方向）に沿ってそれぞれ形成されている。そして、図１に示すように、ホルダ２の底壁（奥側の壁）２Ａの中心部には前記シリンダ３の奥側端部に形成された連結部３Ａが貫通するための貫通孔２ｂが形成されており、該ホルダ２の手前側（図１の左側）の開口端はキャップ５によって塞がれている。尚、キャップ５は、ホルダ２の手前側の端部外周に嵌着されている。

前記シリンダ３は、前述のようにホルダ２の内部に回転可能に収容されており、その中心部には上下方向に長い略矩形のキー挿入穴３ａ（図２及び図３参照）が長手方向に沿って形成されている（図１参照）。

又、シリンダ３の中心部には上下方向に貫通する複数（タンブラ４と同数の９個）のタンブラ収納溝３ｂが長手方向に沿って適当な間隔で形成されており、該シリンダ３の奥側端部に突設された連結部３Ａは、前述のようにホルダ２の底壁２Ａに形成された貫通孔２ｂを貫通してホルダ２の外部に突出している。

前記９枚のタンブラ４は、図２〜図４に示すように、上下方向に長い略矩形の薄いプレートであって、これらはシリンダ３に形成された各タンブラ収納溝３ｂ内に径方向（図１〜図３の上下方向）に移動可能にそれぞれ収容されている。ここで、図１に示すように、９枚のタンブラ４に手前側からそれぞれ「＃１」〜「＃９」の番号を付すこととする。

而して、本実施の形態では、９枚のタンブラ４は交互に逆方向（上下方向）に付勢されている。具体的には、奇数番＃１，＃３，＃５，＃７，＃９のタンブラ４は上方に付勢され、偶数番＃２，＃４，＃６，＃８のタンブラ４は下方に付勢されている。

ここで、キー１０は内溝キーであって、その両面のうち、図５において手前側の面を「Ａ面」、その裏側の面を「Ｂ面」とすると、Ａ面とＢ面には上下対称形状（上下を逆にした形状）のキー溝１１，１２が長手方向に沿ってそれぞれ形成されている。尚、キー１０のＡ面とＢ面に上下対称形状のキー溝１１，１２を形成することによってキー１０はリバーシブルキーとなり、このキー１０はＡ面とＢ面（表裏）を気にすることなくシリンダ３のキー挿入穴３ａに差し込むことができる。

図５に示すように、キー１０のＡ面に形成されたキー溝１１には奇数番＃１，＃３，＃５，＃７，＃９のタンブラ４に対応する５つのキー山１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１１ｅが形成されており、これらのキー山１１ａ〜１１ｅの高さは図示のようにＰ１，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ１，Ｐ４にそれぞれ設定されている。又、キー１０のＢ面に形成されたキー溝１２には偶数番＃２，＃４，＃６，＃８のタンブラ４に対応する４つのキー山１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄが形成されており、これらのキー山１２ａ〜１２ｄの高さは図示のようにＰ３，Ｐ４，Ｐ４，Ｐ２にそれぞれ設定されている。

ところで、奇数番＃１，＃３，＃５，＃７，＃９のタンブラ４は、キー１０のＡ面に形成されたキー溝１１のキー山１１ａ〜１１ｅによってシリンダ３内を下動せしめられ、偶数番＃２，＃４，＃６，＃８のタンブラ４は、キー１０のＢ面に形成されたキー溝１２のキー山１２ａ〜１２ｄによってシリンダ内３を上動せしめられるが、奇数番＃１，＃３，＃５，＃７，＃９のタンブラ４は図４（ａ）〜（ｄ）に示す４種類の中から選択され、偶数番＃２，＃４，＃６，＃８のタンブラ４は図４（ｅ）〜（ｈ）の４種類の中から選択される。

図４に示すように、各タンブラ４にはキー１０が貫通するための上下方向に長い矩形のキー貫通孔４Ａがそれぞれ形成されており、図４（ａ）〜（ｄ）に示す奇数番＃１，＃３，＃５，＃７，＃９に使用されるタンブラ４の右側部上側にはスプリング受け４ａが突設され、これらのタンブラ４のキー貫通孔４Ａの右端縁の異なる高さ位置には係合部４ｂがそれぞれ形成されている。具体的には、図４（ａ）〜（ｄ）に示すタンブラ４には、図５に示す高さＰ１〜Ｐ４に対応する位置に係合部４ｂがそれぞれ形成されており、本実施の形態では、奇数番＃１，＃３，＃５，＃７，＃９には図４（ａ）に示すタンブラ４（係合部４ｂの高さＰ１）が３枚、図４（ｂ）に示すタンブラ４（係合部４ｂの高さＰ２）が１枚、図４（ｄ）に示すタンブラ４（係合部４ｂの高さＰ４）が１枚使用されている。尚、図４（ａ）〜（ｄ）には、キー１０のＡ面側のキー溝１１によって動作する高さ（係合部４ｂの高さ）Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４のタンブラ４をそれぞれ「Ｐ１−Ａ」〜「Ｐ４−Ａ」と表記している。

他方、図４（ｅ）〜（ｈ）に示す偶数番＃２，＃４，＃６，＃８に使用されるタンブラ４の右側部下側にはスプリング受け４ａが突設され、これらのタンブラ４のキー貫通孔４Ａの左端縁の異なる高さ位置には係合部４ｂがそれぞれ形成されている。具体的には、図４（ｅ）〜（ｈ）に示すタンブラ４には、図５に示す高さＰ１〜Ｐ４に対応する位置に係合部４ｂがそれぞれ形成されており、本実施の形態では、偶数番＃２，＃４，＃６，＃８には図４（ｆ）に示すタンブラ４（Ｐ２）が１枚、図４（ｇ）に示すタンブラ４（Ｐ３）が１枚、図４（ｈ）に示すタンブラ４（Ｐ４）が２枚使用されている。尚、図４（ｅ）〜（ｈ）には、キー１０のＢ面側のキー溝１２によって動作する高さ（係合部４ｂの高さ）Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４のタンブラ４をそれぞれ「Ｐ１−Ｂ」〜「Ｐ４−Ｂ」と表記している。

而して、前述のように奇数番＃１，＃３，＃５，＃７，＃９のタンブラ４と偶数番＃２，＃４，＃６，＃８のタンブラ４はシリンダ３の各タンブラ収納溝３ｂに交互に収容されてシリンダ３の長手方向（キー１０の挿入方向）に沿って配置されている。そして、図２に示すように、奇数番＃１，＃３，＃５，＃７，＃９のタンブラ４は、これらに形成されたスプリング受け４ａとシリンダ３に形成されたスプリング受け３ｃの間に縮装されたスプリング６によって常時上方（ホルダ２の上側の係合溝２ａに係合する方向）に付勢されている。又、図３に示すように、偶数番＃２，＃４，＃６，＃８のタンブラ４は、これらに形成されたスプリング受け４ａとシリンダ３に形成されたスプリング受け３ｃの間に縮装されたスプリング６によって常時下方（ホルダ２の下方の係合溝２ａに係合する方向）に付勢されている。

ところで、本実施の形態に係るシリンダ錠１に使用されている９枚のタンブラ４の係合部４ｂの高さにはＰ１〜Ｐ４までの４段階の差が設けられているが、これらの＃１〜＃９のタンブラ４の係合部４ｂの高さはＰ１，Ｐ３，Ｐ１，Ｐ４，Ｐ２，Ｐ４，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ４にそれぞれ設定されており、従って、これらの係合部４ｂに係合するキー１０のキー溝１１，１２に形成されたキー山１１ａ〜１１ｅ及び１２ａ〜１２ｄ（手前側から番号「＃１」〜「＃９」を付す）の高さも順にＰ１，Ｐ３，Ｐ１，Ｐ４，Ｐ２，Ｐ４，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ４に設定されている。

上述のようにタンブラ４の係合部４ｂとキー１０のキー山１１ａ〜１１ｅ及び１２ａ〜１２ｄの高さをそれぞれ設定すると、隣り合う＃３と＃４及び＃６と＃７のタンブラ４の係合部４ｂの段差とキー１０の＃３と＃４のキー山１１ｂと１２ｂとの段差及び＃６と＃７のキー山１２ｃと１１ｄの段差は「３」となり、他の隣り合う＃１と＃２、＃２と＃３、＃４と＃５、＃５と＃６及び＃８と＃９のタンブラ４の係合部４ｂの段差とキー１０のキー山１１ａと１２ａ、１２ａと１１ｂ、１２ｂと１１ｃ、１１ｃと１２ｃ、１２ｄと１１１１ｅとの段差は「２」、＃７と＃８のタンブラ４の係合部４ｂとキー１０のキー山１１ｄと１２ｄとの段差は「１」となる。

複数のタンブラを等間隔に配置する従来のシリンダ錠にあっては、隣り合うタンブラの係合部とキーのキー山の段差は最大「２」まで許容され、それ以上の段差を設けた場合には、これらのタンブラの係合部に係合するキーのキー山を繋ぐ斜面の勾配が急になり過ぎるためにキーの挿入に支障を来すことは前述の通りである。

本実施の形態では、鍵違いの数を増やすために隣り合う＃３と＃４及び＃６と＃７の２組のタンブラ４の係合部４ｂとキー１０のキー山１１ｂと１２ｂ及び１２ｃと１１ｄの段差を最大の「３」に設定するとともに、これら２組のタンブラ４及びキー山１１ｂと１２ｂ及び１２ｃと１１ｄの第１間隔ｔ１を他の組の隣り合うタンブラ４とキー１０のキー山１１ａと１２ａ、１２ａと１１ｂ、１２ｂと１１ｃ、１１ｃと１２ｃ、１１ｄと１２ｄ、１２ｄと１１ｅとの間の第２間隔ｔ２よりも大きく設定した（ｔ１＞ｔ２）。このため、最大の段差「３」に設定された＃３と＃４及び＃６と＃７の２組のキー１０のキー山１１ｂと１２ｂ’（キー山１２ｂに対応するキー溝１１のキー山）及び１２ｃ’（キー山１２ｃに対応するキー溝１１のキー山）と１１ｄとを繋ぐ斜面１１ｆ，１１ｇの勾配がキー１０の挿入に支障を来さない程度に緩やかとなる。尚、キー１０のキー山１１ｂと１２ｂ’及び１２ｃ’と１１ｄを繋ぐ斜面１１ｆ，１１ｇの勾配は４５°程度に抑えられるが、最大５０°程度までは設定可能である。

以上のように構成されたシリンダ錠１において、図２（ｂ）及び図３（ｂ）に示すようにキー１０がシリンダ３のキー挿入穴３ａに挿入されていない状態では、奇数番＃１，＃３，＃５，＃７，＃９の各タンブラ４は、図２（ｂ）に示すようにスプリング６によって上方に移動してシリンダ３の外周面から突出し、ホルダ２の上方の係合溝２ａに係合しており、偶数番＃２，＃４，＃６，＃８の各タンブラ４は、図３（ｂ）に示すようにスプリング６によって下方に移動してシリンダ３の外周面から突出し、ホルダ２の下方の係合溝２ａに係合している。従って、キー１０がシリンダ３のキー挿入穴３ａに挿入されていない状態では、シリンダ錠１は、シリンダ３の回転が阻止される施錠状態にある。

次に、図１、図２（ａ）及び図３（ａ）に示すように、キー１０をシリンダ３のキー挿入穴３ａに差し込むと、該キー１０のＡ面に形成されたキー溝１１のキー山１１ａ〜１１ｅが奇数番＃１，＃３，＃５，＃７，＃９のタンブラ４の係合部４ｂに係合して図２（ａ）に示すように各タンブラ４をスプリング６の付勢力に抗して押し下げるため、各タンブラ４はシリンダ３内に没入してホルダ２の上方の係合溝２ａとの係合が解除される。又、キー１０のＢ面に形成されたキー溝１２のキー山１２ａ〜１２ｄが偶数番＃２，＃４，＃６，＃８のタンブラ４の係合部４ｂに係合して図３（ａ）に示すように各タンブラ４をスプリング６の付勢力に抗して押し上げるため、各タンブラ４はシリンダ３内に没入してホルダ２の下方の係合溝２ａとの係合が解除される。このように、キー１０をシリンダ３のキー挿入穴３ａに差し込むと、全てのタンブラ４が移動してホルダ２の係合溝２ａとの係合が解除されるため、シリンダ３はホルダ２内で回転可能となってシリンダ錠１が解錠状態となる。

そして、上記解錠状態からキー１０をシリンダ３のキー挿入穴３ａから抜き取ると、各タンブラ４はスプリング６によってシリンダ３内で移動せしめられて図２（ｂ）及び図３（ｂ）に示すようにホルダ２の係合溝２ａに再び係合するため、シリンダ３の回転が阻止されてシリンダ錠１は施錠状態となる。

以上のように、本実施の形態に係るシリンダ錠１とこれの解錠と施錠に使用されるキー１０によれば、シリンダ錠１の隣り合う２組（＃３と＃４及び＃６と＃７）のタンブラ４の係合部４ｂの段違いを最大の「３」に設定したため、タンブラ４の配列パターン数が増え、結果的にシリンダ錠１の全長を極力抑えつつ、鍵違い数を多く取ることができる。そして、この場合、係合部４ｂの段違いが最大の「３」に設定された２組の隣り合うタンブラ４間の第１間隔ｔ１を他の隣り合う組のタンブラ４間の第２間隔ｔ２よりも広く設定したため（ｔ１＞ｔ２）、係合部４ｂの段違いが最大の「３」に設定された２組の隣り合うタンブラ４の各係合部４ｂが係合するキー山１１ｂと１２ｂ’及び１２ｃ’と１１ｄとを繋ぐ傾斜面１１ｆ，１１ｇの傾斜が急になり過ぎることがなく、キー１０の挿入に支障を来すことがない。

尚、本実施の形態におけるタンブラ４の配列パターン（タンブラ４の種類の組み合わせ）は一実施例であり、通常、各シリンダ錠１ごとにこのタンブラ４の配列パターンは異なるよう設定される。そして、本実施の形態においては、タンブラ４間の間隔が第１間隔となる＃３と＃４及び＃６と＃７のタンブラ４の係合部４ｂの段違いを最大の「３」に設定しているが、無論、この＃３と＃４及び＃６と＃７のタンブラ４間の係合部４ｂの段違いを「２」又は「１」に設定することも可能である。即ち、タンブラ４間の間隔を広くしてタンブラ４の係合部４ｂの段違いを最大の「３」に設定することによって、選択することができるタンブラ４の種類を増やすことができ、シリンダ錠１の鍵違い数を多く取ることが可能となる。

１ シリンダ錠
２ ホルダ
２Ａ ホルダの低壁
２ａ ホルダの係合溝
２ｂ ホルダの貫通孔
３ シリンダ
３Ａ シリンダの連結部
３ａ シリンダのキー挿入穴
３ｂ シリンダのタンブラ収納溝
３ｃ シリンダのスプリング受け
４ タンブラ
４Ａ タンブラのキー貫通孔
４ａ タンブラのスプリング受け
４ｂ タンブラの係合部
５ キャップ
６ スプリング
１０ キー
１１，１２ キー溝
１１ａ〜１１ｅ キー山
１１ｆ，１１ｇ キー山の斜面
１２ａ〜１２ｄ キー山
Ｐ１〜Ｐ４ タンブラの係合部の高さ
ｔ１ 第１間隔
ｔ２ 第２間隔

Claims (2)

1. 内周面に係合溝を備えたホルダと、
   該ホルダ内に回転可能に収容されたシリンダと、
   該シリンダに挿入されるキーのキー山に係合する係合部を有し、キーの挿入方向に対して直交する方向に付勢された複数のタンブラを備え、
   キーの未挿入状態において前記タンブラが前記ホルダの係合溝に係合して前記シリンダの回転を阻止し、
   前記シリンダにキーが挿入されると該キーのキー山に前記タンブラの係合部が係合し、タンブラが移動して前記シリンダ内に没入し、該タンブラの前記ホルダの係合溝との係合が解除されて前記シリンダの回転を許容するよう構成されたシリンダ錠において、
   前記係合部の位置が移動方向に沿って異なる段違いの少なくとも４種類のタンブラを設け、
   少なくとも１組の隣り合うタンブラの係合部の段差を最大の「３」に設定するとともに、該タンブラ間の第１間隔を他の隣り合うタンブラ間の第２間隔よりも広く設定することによって、段差が最大の「３」である隣り合うタンブラの係合部に係合する前記キーのキー山を繋ぐ斜面の勾配が５０°以下にしたことを特徴とするシリンダ錠。
   
2. 請求項１記載のシリンダ錠のシリンダに挿入可能であって、シリンダに挿入されると各タンブラの係合部に係合して全てのタンブラをシリンダ内に没入させる複数のキー山を備えたキー溝を形成して成ることを特徴とするキー。
   

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