JP5947791B2 - 電子組合せ錠 - Google Patents

Description

本発明は、小サイズの電子組合せ錠に関係する。詳細には、本発明は、小型化、ならびに南京錠、チェーン錠、鞄錠、ワイヤ錠および自転車錠などの電子組合せ錠の施錠および解錠の組合せアクセス・コードを設定するための、使用が容易な電子識別方法に関する。

南京錠および鞄錠などの一般的な従来の施錠装置は、錠を開けるために、ユーザが、番号数字が刻まれた多回転ダイヤルを調整することによって数字列を手動で入力することを必要とする。このタイプの施錠装置は、一般的には組合せ錠として知られており、これらは通常、機械的な鍵を必要としない。その代わりに、ユーザは、組合せ数字コードを予め設定し、そのような錠を解錠する際にこのコードを思い出す必要がある。これとは対照的に、既存の電子錠は通常、アクセス・コードを入力するための分厚く、比較的大きい数字キーパッドを伴って設計される。これらのキーパッドは、小サイズの電子組合せ錠での使用には適さない。

従来の施錠装置を解錠するために機械的組合せコードを調整する方法は、面倒で時間がかかるものである。そのような組合せ錠を使用する問題は、次の通りである：（１）回転ダイヤル上の小さいサイズの刻み込まれた数字を読み、調整することは冗長で時間を無駄にし、（２）０から９までの限定された番号数字により、ユーザが形成することができるアクセス・コードの選択が少なくなり、（３）ユーザによってはアクセス・コードの複数の番号数字を覚えるのは難しいものになり得る。

従来の組合せ錠の上記の欠点に加えて、次の特性、すなわちその簡素性によって使用し易く、組合せコードの選択の種類が増え、バッテリ電力の消費が非常に少なく、そして比較的安価な構造であるという特性を備えた電子識別装置によって作動される小さい電子錠に対する必要性が存在している。

米国特許第４４９５５４０号明細書は、鞄用の電子組合せ錠を説明している。この特許で説明されている電子組合せ錠は、従来の組合せ錠における機械的調整式のリングを模倣したいくつかのボタンを備える。これは、多数字の機械的調整式のリングをいくつかの電子プッシュボタンで再現したものである。アクセス・コードを入力するこうした複数ボタンによる方法は、小さい電子組合せ錠への適用には適さない。この特許は、参照のために本明細書に組み込まれる。

次に挙げる追加の特許は、本発明に関連があると考えられる：米国特許第３７５４１６４号明細書、米国特許第４９３１７８９号明細書、米国特許第５０２１７７６号明細書、米国特許第５１５３５６１号明細書、および米国特許第５３７３７１８号明細書。

米国特許第４４９５５４０号明細書 米国特許第３７５４１６４号明細書 米国特許第４９３１７８９号明細書 米国特許第５０２１７７６号明細書 米国特許第５１５３５６１号明細書 米国特許第５３７３７１８号明細書

上記で説明した弱点および必要性に対処するために、本発明者は、有用な選択を一般利用者に提供する代替の電子組合せ錠を提案した。

本発明は、電子システム・ユニットと、機械的ハウジングと、小型ラッチと、電子システムを手動式かつ自動的にオン／オフ作動させるための一組のスイッチまたはセンサとを備える電子組合せ錠を提供する。電子システムは、視覚的表示装置ユニットと、アクセス・コードの入力および設定を行う手段を提供する小さいジョイスティック・スイッチまたは一組のスイッチまたはタッチセンサまたは複数の光学センサと、施錠および解錠機能を実行するために小型トグル・ソレノイドまたはマイクロ・モータを駆動する電子回路と組み合わせた、ソフトウエアでプログラムされたマイクロコントローラとから構成される。コンパクトな電子システム・ユニットは、機械的ハウジングと嵌合して電子施錠装置の一体的な統合体を形成する。

一組の機械的スイッチまたはセンサおよびソフトウエア・プロトコルを用いて、自動装置の「ウェークアップ」方法が、バッテリ電力を節約するために、使用されないときにその電子システムの不必要なオン作動を防止するために引き出される。電子システムは通常、自動的に電源がオフになるようにプログラムされており、プレスボタンを用いて手動でオフ作動にすることができる。電子システムは、１）オン／オフボタンを手動で押す、２）錠の適切な移動または移動の組合せが検出されたときに（たとえば加速度センサ、振動センサ、移動センサなどの）変位センサによって自動的に始動させることによって、作動させることができる。

電子表示装置、５ウエイ・スイッチのジョイスティックまたはタッチセンサ、および電子コントローラと併用するソフトウエアの組合せにより、幅広い種類および選択のアクセス・コードがユーザによって組み立てられる。アクセス・コードは、電子システムの記憶装置内に保存することができる。言葉、名前、ならびに意味を持ち、使い易く、ユーザが覚え易い、幅広い種類の安全性の高いアクセス・コードを生み出す他の組合せを形成する、英数字、色図形、形状、記号、パターン、および他の言語文字、ならびにそれらの組合せ。個々のユーザの利便性に合わせて、複数のユーザが異なるアクセス・コードの組で１つの電子組合せ錠を使用することができるように、２つ以上のアクセス・コードを設定することができる。

アクセス・コードの入力にタッチセンサを使用する場合、ユーザは、これに触れスクロールしてスクリーン上に表示される英数字またはパターンを探し、その選択をクリックしてアクセス・コード入力動作を実施することができる。表示装置ユニット（たとえばＬＣＤ表示装置）は、光が少ない環境においてアクセス・コードを読み取ることを容易するために照明され得る。

プログラムされたアクセス・コードおよび電子回路を含む別個のバッテリ作動式電子キー・ユニットが、電子組合せ錠と併用可能である。電子キーは、（１）施錠および解錠動作を実施する近接コントローラとして、（２）バッテリが上がった電子組合せ錠を始動させるための代替の電源として、（３）バックアップのアクセス・コード保存先としての役割を果たすことができる。

したがって本発明は、小型であり、コンパクトであり、アクセス・コードの幅広い選択の入力／設定が容易であり、ユーザに優しい施錠および解錠特徴であり、電力消費が少なく、使用が容易である電子組合せ錠を提供し、有利には従来の組合せ錠に取って変わることができる。本発明のこれらのおよび他の目的、利点、および特徴は、添付の図によって考察される好ましい実施の以下の説明から明白になるであろう。

電子組合せ錠および電子キーの詳細は、添付の図を参照してより明確に理解されるであろう。

本発明のデジタル組合せ錠の１つの実施形態の正面図である。 バッテリ・コンパートメントおよびキー溝を示す本発明の底面図である。 シャックル・バー内へのソレノイド係止を示す、閉位置にあるデジタル組合せ錠の内部の後面図である。 シャックル・バーからのソレノイド解放を示す、開位置にあるデジタル組合せ錠の内部を示す後面図である。 本発明にアクセス・コードを入力するためのコントローラとしてタッチスクリーンを示す全体図の正面斜視図である。 本発明にアクセス・コードを入力するためのコントローラとしてジョイスティックを示す全体図の正面斜視図である。 手荷物鞄内に埋め込まれた電子組合せ錠を示す全体図の正面斜視図である。 ボタンが延ばされその接点がケーシングの外にあることを示す、電子キーの上面図である。 ケーシング内に後退される接点を示す、電子キーの上面図である。 接点および赤外線を示す電子キーの正面図である。 錠およびそのすべての構成要素の内部を示す、電子キーの上面図である。

電子組合せ南京錠の実施形態が、図１および２を参照することによって最適に理解され得る。好ましくは細長いハウジング構造１を形成するために金属およびプラスチック材料の混合物を有する電子組合せ錠は、構造を補強するためにハウジング１の上部および底部上の金属プレート２から構成される。錠は、ハウジング１内の適所に係止保持されるシャックルタイプの施錠バー３を有する。ハウジング１の正面側は、英数字、記号、およびパターンの組合せを表示することができる色ピクセルまたはドットマトリクスによるバックライト付きタッチスクリーンの液晶表示装置（ＬＣＤ）４を有する。ＬＣＤスクリーン４上の接触特徴は、施錠特徴を入力および制御することを可能にする。ＬＣＤスクリーン４は、バッテリ電力を節約するために短時間で自動的にオフ作動にされる。本明細書で説明するこの好ましい形態では、電子組合せ錠は、６個の「デジタルダイヤル」のアクセス・コードを使用する（これより少ないまたは多いダイヤル数を使用することもできる）。オン／オフのプッシュボタン５がＬＣＤスクリーン４の下方に配置され、この錠の電子システムをオン作動またはオフ作動にする。装置をオン作動にする代替の方法は、錠を振動させ、それによって移動センサ１６を始動させ、したがって電子組合せ錠の電子システム１７を動作させることによって達成される。赤外線受信機６がＬＣＤスクリーン４の右手に配置され、施錠および解錠機能を実行するための信号を電子キーから受信する。ハウジング９の底部は、バッテリ・キャップ７によって封鎖されるバッテリ・コンパートメントである。これは、２つのバッテリ１０をコンパートメント内に含めることを可能にする。バッテリ・キャップ７の右手には、代替方法として電子組合せ錠を解錠するために挿入される電子キー用のキー穴８が存在する。電子組合せ錠のバッテリ１０が完全に消耗したとき、電子キーからのバッテリ源２２を使用して電子組合せ錠の電源を入れることができる。

図３および４を参照すれば、ハウジング１の内部セクションは、好ましくは金属から作製され、その構成要素はハウジングに固定される。シャックル型バー３は、ソレノイド１１作動式バー１２または小型モータによって内部セクション内に保持される。シャックル型バー３は、一方の端部においてばね留め２１される。シャックル・バー３は、その溝１３内に固定されたシャフト１２によって保持される。施錠動作を実行するためにアクセス・コードがユーザによって入力されたとき、信号が、回路基板上に保持されたマイクロコントローラ２３に送られ、ソレノイド１１を駆動する。ソレノイド１１は、次いでシャフト１２を前方向に移動するように動作させる。動作時、シャフト１２は、シャックル・バー３の溝１３内に移動し、その後第２のばね留めされたバー１４が、バー１２の穴１５内に移動する。ばねバー１４は安全障壁として作用し、シャフト１２がラッチ掛け位置から偶発的に解放されることを防止する。ばね荷重のボール軸受１８は、シャフト１２をラッチ掛けおよびラッチ外し動作に合わせて進入および退出させるためにシャックル・バー３を適所に保持することを助けるために使用される。

アクセス・コードが電子組合せ錠に入力される、またはアクセス・コードで事前プログラムされた電子キーがコネクタ８内に挿入されるとき、シャックル・バーを解放するため、信号がマイクロコントローラ２３に送られ、トグル・ソレノイド１９を始動させ、次いでこのトグル・ソレノイドがバー１４を後退させる。後退時、ソレノイド１１は、シャフト１２を後方に移動させるように動作する。シャックル・バー３は保持位置から開錠位置に飛び出す。一定期間後、ソレノイド１９はバー１４をラッチ穴２０に入るように解放してシャフト１２が解錠状態中に移動しないようにする。

図６を参照すれば、これは、入力装置としてジョイスティック機構３４を用いる別の好ましい実施形態を示している。ＬＣＤスクリーン上で表示されるアクセス・コード３３は、英数字、記号、およびパターンの形態になり得る。ジョイスティック機構の右側には、必要とされる特定の特徴を選択するモードボタン３２が存在する。左側には、電子組合せ錠内の電子システムの電源をオンまたはオフにするオン／オフボタン３１が存在する。

図７は、手荷物鞄４０内に埋め込まれた電子組合せ錠の別の好ましい実施形態を示している。鞄のジッパホルダ４１は、機械的ハウジング３８の金属フック３７内に挿入されるものである。数字３５は、電子鞄錠の特定の特徴を選択するモードボタンである。モードボタン３５の右側には、電子システムの電源をオンまたはオフにするオン／オフボタン３６が存在する。ＬＣＤスクリーン３９が、アクセス・コードを表示するために、および施錠状態、アクセス・コードの間違い、コードの選択されたタイプなどを表示するなどの他の特徴に利用可能である。

図８から１０を参照すれば、電気キー・モジュールは、プラスチック・ハウジング２４と、解錠プッシュボタン２５と、施錠プッシュボタンと、後退可能なコネクタ２７と、赤外線送信機２８とを備える。電子キーは、電子組合せ錠を開くための２つの方法を有する。図７を参照すれば、コネクタ２７は、押し出され、ハウジングのキー穴８内に挿入される。電子錠用の事前にプログラムされた解錠アクセス・コードは、集積回路２９の記憶装置内に保存される。キー穴８内への挿入中、コネクタは、アクセス・コードが確認された後にマイクロコントローラ２３に信号を送り、解錠シーケンスが作動される。電子組合せ錠を解錠するこの方法は、バッテリ源１０の存在に関わらず実施することができる。電子組合せ錠を解錠する代替の方法は、赤外線送信機３０を使用することである。回路の近接範囲内で解錠ボタン２６を押さえ付けることにより、送信機３０からの信号は、電子組合せ錠６の受信機に送られ、この受信機は次いで、施錠および解錠シーケンスを実施するようにマイクロコントローラを始動させる。

Claims (20)

1. バッテリ・コンパートメントを含むハウジングと、
   前記ハウジングにはめ込まれるシャックル・バーと、
   前記ハウジングの内部に配置され、小型電子錠の振動のパターンを検出するよう構成さ れた、加速または振動センサである移動センサと、
   前記ハウジングにより保護される電子システムと、からなり、
   前記電子システムは、プログラムされたアクセス・コードを記憶するメモリを含み、か つ、前記プログラムされたアクセス・コードを、タッチセンサおよび電子表示装置ユニッ トまたは電子キーから受信した時に、前記シャックル・バーを解錠するようにソフトウエ アによりプログラムされたマイクロコントローラを使用し、
   前記電子システムは、前記バッテリ・コンパートメント内の１つまたはそれ以上のバッ テリから電力を受け、
   前記移動センサは、前記小型電子錠の振動の前記検出されたパターンに応答して前記電 子システムを作動させることによって、前記電子システムのための電力節約作動を提供し 、
   前記プログラムされたアクセス・コードは、少なくとも１つの形状および少なくとも１ つの色図形を含む、
   小型電子錠。
2. 請求項１に記載の小型電子錠において、
   前記タッチセンサおよび電子表示装置ユニットは、短時間後に前記電子システムによっ て自動的にオフにされるタッチスクリーン型の液晶表示装置（ＬＣＤ）である、小型電子 錠。
3. 請求項１に記載の小型電子錠において、
   前記タッチセンサは、タッチパネルまたはトラックパッドである、小型電子錠。
4. 請求項１に記載の小型電子錠において、
   前記バッテリ・コンパートメント内の１つまたはそれ以上のバッテリが除去されるか、 または完全に放電されるか否かに関わらず、小型電子錠の状態およびプログラムされたア クセス・コードは、前記電子システムのメモリに記憶された初期状態のままである、小型 電子錠。
5. 請求項１に記載の小型電子錠において、
   前記電子キーは、前記電子システムのための近接コントローラとして役立つ、小型電子 錠。
6. 請求項１に記載の小型電子錠において、
   前記プログラムされたアクセス・コードの入力のため、前記電子キーによる近接アクセ スを可能にする無線受信機を更に有する、小型電子錠。
7. 請求項１に記載の小型電子錠において、
   前記電子キーは、コネクタを含み、前記プログラムされたアクセス・コードは、前記コ ネクタが当該コネクタを受け入れるよう構成された前記ハウジングのキー穴の中に挿入さ れた時に、前記電子システムによって読み出される、小型電子錠。
8. 請求項１に記載の小型電子錠において、
   前記電子キーは、前記電子システムに電力を供給するため、少なくとも１つのバッテリ および電子回路を含む、小型電子錠。
9. バッテリ・コンパートメントを含むハウジングと、
   前記ハウジングにはめ込まれるシャックル・バーと、
   前記ハウジングの内部に配置され、小型電子錠の振動のパターンを検出するよう構成さ れた、加速または振動センサである移動センサと、
   電子キーを受け入れるよう前記ハウジングに形成されたキー穴と、
   タッチセンサおよび電子表示装置ユニットと、
   前記ハウジングにより保護される電子システムと、からなり、
   前記電子システムは、プログラムされたアクセス・コードを記憶するメモリを含み、か つ、前記プログラムされたアクセス・コードを、前記タッチセンサおよび前記電子表示装 置ユニットまたは電子キーのいずれかから受信した時に、前記シャックル・バーを解錠す るようにソフトウエアによりプログラムされたマイクロコントローラを使用し、
   前記プログラムされたアクセス・コードは、少なくとも１つの形状および少なくとも１ つの色図形を含み、
   前記移動センサは、前記小型電子錠の振動の前記検出されたパターンに応答して前記電 子システムを作動させることによって、前記電子システムのための電力節約作動を提供す る、
   小型電子錠。
10. 請求項９に記載の小型電子錠において、
    前記タッチセンサおよび前記電子表示装置ユニットは、短時間後に前記電子システムに よって自動的にオフにされるタッチスクリーン型の液晶表示装置（ＬＣＤ）である、小型 電子錠。
11. 請求項９に記載の小型電子錠において、
    前記タッチセンサは、タッチパネルまたはトラックパッドである、小型電子錠。
12. 請求項９に記載の小型電子錠において、
    前記バッテリ・コンパートメント内の１つまたはそれ以上のバッテリが除去されるか、 または完全に放電されるか否かに関わらず、小型電子錠の状態およびプログラムされたア クセス・コードの両方は、前記電子システムのメモリに記憶された初期状態のままである 、小型電子錠。
13. 請求項９に記載の小型電子錠において、
    前記電子キーは、前記電子システムのための近接コントローラとして役立つ、小型電子 錠。
14. 請求項９に記載の小型電子錠において、
    前記電子キーは、コネクタを含み、前記プログラムされたアクセス・コードは、前記コ ネクタが当該コネクタを受け入れるよう構成された前記ハウジングのキー穴の中に挿入さ れた時に、前記電子システムによって読み出される、小型電子錠。
15. 請求項９に記載の小型電子錠において、
    前記電子キーは、前記電子システムに電力を供給するため、少なくとも１つのバッテリ および電子回路を含む、小型電子錠。
16. 請求項９に記載の小型電子錠において、
    前記電子キーは、前記プログラムされたアクセス・コードの入力のための近接アクセス を使用する、小型電子錠。
17. バッテリ・コンパートメントを含むハウジングと、
    前記ハウジングにはめ込まれるシャックル・バーと、
    前記ハウジングの内部に配置され、小型電子錠の振動のパターンを検出するよう構成さ れた、加速または振動センサである移動センサと、
    前記電子キーによる近接アクセスを可能にする無線受信機と、
    前記ハウジングにより保護される電子システムと、からなり、
    前記電子システムは、プログラムされたアクセス・コードを記憶するメモリを含み、か つ、前記プログラムされたアクセス・コードを、電子キーからの入力として受信した時に 、前記シャックル・バーを解錠するようにソフトウエアによりプログラムされたマイクロ コントローラを使用し、
    前記電子システムは、前記バッテリ・コンパートメント内の１つまたはそれ以上のバッ テリから電力を受け、
    前記移動センサは、前記小型電子錠の振動の前記検出されたパターンに応答して前記電 子システムを作動させることによって、前記電子システムのための電力節約作動を提供し 、
    前記電子キーは、前記電子システムに電力を供給するため、少なくとも１つのバッテリ および電子回路を含み、
    前記プログラムされたアクセス・コードは、少なくとも１つの形状および少なくとも１ つの色図形を含む、
    小型電子錠。
18. 請求項１７に記載の小型電子錠において、
    前記電子キーは、コネクタを含み、前記プログラムされたアクセス・コードは、前記コ ネクタが前記ハウジングのキー穴の中に挿入された時に、前記電子システムによって読み 出される、小型電子錠。
19. 請求項１７に記載の小型電子錠において、
    前記電子キーは、前記プログラムされたアクセス・コードの入力のための近接アクセス を使用する、小型電子錠。
20. 請求項１７に記載の小型電子錠において、
    前記電子キーは、前記電子システムのための近接コントローラとして役立つ、小型電子 錠。

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