JP6175334B2 - 電子錠 - Google Patents

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Description

本発明は、電子錠に関する。
シャックルと、シャックルをロックするロック機構を内蔵した筐体とを備えた電子錠が知られている。特許文献1、2にはそのような電子錠が開示されている。
特開2012−225017号公報 特開2006−316614号公報
電子キーと無線通信することにより、ロックする又はロックを解除する電子錠がある。従って、電子錠には無線通信用のアンテナが設けられている。ここで、電子錠の強度を確保するために、筐体として金属ケースを用いることが考えられる。しかしながら、金属ケースを用いると、金属ケース内に収納されたアンテナと電子キーとの無線通信が困難となるおそれがある。
そこで本発明は、強度を確保しつつ無線通信が可能な電子錠を提供することを目的とする。
上記目的は、筐体と、先端部及び基端部を有し、前記先端部及び基端部が前記筐体に挿入された挿入位置と前記先端部が前記筐体から離間した離間位置との間を移動可能なシャックルと、前記シャックルを前記挿入位置でロック可能なロック機構と、電子キーと無線通信するためのアンテナと、前記アンテナを介して取得した前記電子キーのID情報に応じて前記ロック機構を制御する制御部と、を備え、前記筐体は、開口部を有した金属ケース、前記開口部を覆う非磁性体であり非導電性のカバー、を含み、前記アンテナは、前記開口部に対向する、電子錠によって達成できる。
強度を確保しつつ無線通信が可能な電子錠を提供できる。
図1は、本実施例の電子錠の機能ブロック図である。 図2A、2Bは、電子錠の外観図であり、図2Cは、図2AのA−A断面図である。 図3A、3Bは、筐体の内部構成を示した図である。 図4A〜4Cは、昇降体の外観図である。 図5は、駆動ユニットのブロック図である。 図6は、図3Bの拡大図である。 図7A、7Bは、比較例である電子錠の内部構造の一部を示している。 図8A、8Bは、比較例である電子錠の内部構造の一部を示している。 図9A〜9Cは、変形例の昇降体の外観図である。 図10A、10Bは、変形例の電子錠の説明図である・ 図11A〜11Cは、変形例の電子錠の外観図である。
図1は、本実施例の電子錠1の機能ブロック図である。電子錠1は、制御部C、バッテリB、アンテナAT、ロック機構RM等を含む。制御部Cは、ROM、RAM、CPU等から構成される。制御部Cは、電子錠1全体の動作を制御する。具体的には、制御部Cは、所定の条件成立時にロック機構RMに含まれるモータMを制御することにより、ロック機構RMをロック状態又はアンロック状態に切り替える。ロック機構RMは、シャックル10をロックするための機構である。制御部Cは、ロック機構RMの状態を切り替えた時刻、即ち、ロックした時刻、及びロックを解除した時刻等の履歴情報をROM又はメモリ等に記録する。
アンテナATは、電子キーKと近距離無線通信を行うためのものである。制御部Cは、アンテナATを介して取得した電子キーKのID情報と、予め制御部CのRAM等に記録されている電子錠1のID情報との認証を行う。電子キーKのID情報と制御部Cの電子錠1のID情報とが一致している場合には、制御部Cは、所定の制御を実行する。具体的には、ロック機構RMをロック状態からアンロック状態へ、又はアンロック状態からロック状態へ切り替える。
尚、電子キーKは、アンテナATと近距離無線通信を行うための非接触式のICタグ、ICタグに接続されたバッテリ等を備えている。ICタグには、電子キーKのID情報が格納されている。尚、電子キーKは、その形態は問わない。例えば、鍵状、カード状等であってもよい。また、電子キーKは、他の装置に搭載されていてもよい。例えば、電子キーKは、携帯電話に搭載されているICタグを利用したものであってもよい。即ち、電子キーKは、電子錠1のアンテナATと無線通信可能な装置であれば何でもよい。
図2A、2Bは、電子錠1の外観図である。電子錠1は、シャックル10、筐体20、を含む。筐体20内には、バッテリB、駆動ユニットDU、プリント基板P1、P2が収納されている。シャックル10は、略逆U字状であり、先端部12、先端部12に連続して湾曲した中央部14、中央部14に連続して筐体20内に挿入されている基端部16、を含む。ロック状態では、先端部12、基端部16は共に筐体20内に挿入されてシャックル10は固定されている。アンロック状態では、先端部12が筐体20から離間するようにシャックル10は移動可能となる。図2Aでは、アンロック状態のシャックル10を点線で示している。図2Bでは、アンロック状態でシャックル10を回転させた状態を示している。このようにシャックル10は、先端部12及び基端部16が筐体20に挿入された挿入位置と先端部12が筐体20から離間した離間位置との間を移動可能である。
図2Bに示すように、筐体20の上面にはシャックル10の先端部12、基端部16がそれぞれ挿入される挿入孔22、26が形成されている。プリント基板P1には、ROM、RAM、CPU等が実装され、制御部Cが機能的に実現される。プリント基板P1と電気的に接続したプリント基板P2には、アンテナATが形成されている。アンテナATは、プリント基板P2上に形成された導電体のパターンである。尚、アンテナATは、これ以外のアンテナであってもよく、金属製の棒状のものであってもよい。また、アンテナATは、近距離無線通信用に限られず、長距離無線通信用のものであってもよい。即ち、電子錠1は、電子キーKと長距離無線通信を行うものであってもよい。
上述したようにロック状態ではシャックル10の先端部12、基端部16がそれぞれ筐体20の挿入孔22、26に挿入された状態で固定される。ロックが解除されると、シャックル10が移動可能となり、先端部12を挿入孔22から離脱させることができる。先端部12を挿入孔22から離脱させてシャックル10を基端部16周りに回転させると、図2Bに示すように挿入孔22の内部が露出する。挿入孔22からはねじSが露出している。
図2Cは、図2AのA−A断面図である。図2Cは、ロック状態での電子錠1の内部を示している。図2Cに示すように、先端部12の真下にねじSが配置されている。ねじSは、筐体20を構成する本体部21、蓋部28を固定している。本体部21は、シャックル10や駆動ユニットDU、バッテリB、プリント基板P1、P2を保持しており、本体部21に蓋部28が固定されることにより、駆動ユニットDU、バッテリB、プリント基板P1、P2が筐体20内に収納される。本体部21、蓋部28は、複数のケース部材の一例である。ねじSは、固定部の一例である。
本体部21の内面には、蓋部28側に突出した突部23が設けられている。蓋部28の内面には、本体部21側に突出した突部29が設けられている。突部23、29が互いに重なるようにして本体部21、蓋部28は取り付けられる。突部23にはねじSが螺号するネジ孔が形成されている。突部29には、ねじSが貫通する逃げ孔が形成されている。ねじSによって突部23、29が固定されることにより、本体部21、蓋部28が固定される。また、挿入孔22に治具を挿入してねじSを本体部21、蓋部28から取外すことにより、本体部21から蓋部28を取外すことができる。即ち、筐体20を分解できる。筐体20を分解することにより、バッテリBの交換作業や、駆動ユニットDU、プリント基板P1、P2等の点検作業を行うことができる。
上述したように、ロック状態ではシャックル10の先端部12が挿入孔22に挿入されているため、ねじSは、シャックル10と筐体20とにより隠蔽されてユーザはねじSにアクセスできない。このため、ロック状態のまま筐体20を分解することはできず、電子キーKを有した正当なユーザがロックを解除した後にのみ、ねじSにアクセスして筐体20を分解できる。換言すれば、正当な権限を有していない第3者は、ロックを解除できず、ねじSにもアクセスできない。このため、第3者により筐体20が分解されることを抑制できる。従って、本実施例の電子錠1はセキュリティ性が向上している。
尚、本体部21から蓋部28を取外すことによって、バッテリB、駆動ユニットDU、プリント基板P1、P2の少なくとも一つにアクセス可能になればよい。例えば、本体部21から蓋部28を取外すことによって、バッテリBは交換可能となるが、プリント基板P1、P2にはアクセスできないように本体部21内に収納されていてもよい。
尚、ねじSの代わりに、本体部21、蓋部28側にそれぞれ形成され互いに係合する係合部を設けてもよい。この係合部は、アンロック状態で挿入孔12を介して治具などを用いて係合を解除可能な構成であればよい。例えば、本体部21、蓋部28の一方に爪部が形成され、他方に爪部に係合する孔部や切欠部が形成されていてもよい。このように、本体部21と蓋部28とを固定する固定部は、本体部21、蓋部28のそれぞれに一体に形成されているものであってもよい。
ロック機構RMについて説明する。ロック機構RMは、筐体20内に設けられている。図3A、3Bは、筐体20の内部構成を示した図である。図3Aはアンロック状態を、図3Bはロック状態を示している。ロック機構RMは、駆動ユニットDU、昇降体30、4つの球体Rを含む。球体Rは、シャックル10に係合してシャックル10をロックする。昇降体30は、球体Rがシャックル10に係合する位置に規制する。昇降体30は、規制部材の一例である。駆動ユニットDUは、球体Rを駆動させる。
筐体20内には球体Rを移動可能に保持する通路部25が形成されている。通路部25は、水平方向に延び、シャックル10が移動する方向に対して垂直方向に延びている。図3Aに示した、アンロック状態においては、球体Rは、通路部25内で回転して水平方向に所定範囲を往復可能である。通路部25の中央部には、切り欠きが形成されている。切り欠きを介して昇降体30が通路部25内に突出している。昇降体30は、駆動ユニットDUにより上下動可能である。
シャックル10が挿入位置にある場合には、通路部25の右側端部は先端部12により塞がれ、通路部25の左側端部は基端部16により塞がれる。通路部25を塞ぐ先端部12の位置には凹部13が形成されている。同様に、通路部25を塞ぐ基端部16の位置には凹部17が形成されている。凹部13、17は、通路部25内を向いている。凹部13、17は、球体Rと係合可能である。昇降体30と凹部13との間には2つの球体Rが配置され、昇降体30と凹部17との間にも2つの球体Rが配置されている。シャックル10が挿入位置にありアンロック状態の場合には、左側にある球体Rは、凹部13に係合する係合位置と離脱した離脱位置との間を移動可能であり、右側にある球体Rは、凹部17に係合する係合位置と離脱した離脱位置との間を移動可能である。球体Rは、係合部材の一例である。凹部13、17は、係合部材と係合可能な被係合部の一例である。尚、シャックル10、昇降体30、球体Rは共に金属製である。このため、ロック状態では金属製の部材同士が係合、当接する。
図4A〜4Cは、昇降体30の外観図である。図4Bに示すように、昇降体30は側面視で略台形状である。昇降体30は、上面31、凹面32、垂直面34、底面35を含む。上面31は、上面視で円形状である。凹面32は、水平面である上面31から左右に下り傾斜して形成されている。凹面32は、球体Rの外面の曲率と同程度に湾曲している。垂直面34は凹面32の下端から鉛直下方に連続して延びている。垂直面34も左右に形成されている。図4Aに示すように、垂直面34は上面視で外側に突出するように湾曲している。従って、底面35は短辺が外側に突出するように湾曲した略矩形状である。
図4Bに示すように、左右の垂直面34間の水平方向の距離は、左右の凹面32間の水平方向での距離よりも長い。底面35には、図3Bに示すように駆動ユニットDUの駆動シャフトDSが固定されている。駆動シャフトDSが所定範囲を昇降することにより昇降体30も所定範囲を昇降する。
図3Aに示すように、昇降体30が下側に位置する場合、凹面32は通路部25内に位置し垂直面34は通路部25から退避する。このため、球体Rは凹面32に当接し得る。これにより、球体Rは、シャックル10に係合する係合位置から離脱した離脱位置までの間を自由に移動できる。この状態では、シャックル10は自由に挿入位置及び離間位置を移動可能なアンロック状態にある。凹面32は、支持面の一例である。
図3Bに示すように、昇降体30が上側の位置にある場合には、垂直面34は通路部25内に位置して、球体Rは垂直面34に当接する。これにより、球体Rは垂直面34により凹部13、17に係合する位置に規制される。これにより、シャックル10はロック状態となる。垂直面34は、規制面の一例である。以上のように球体Rは、水平方向に移動するのに対し、昇降体30は鉛直方向に昇降する。即ち、昇降体30は、球体Rの移動方向に対して交差する方向に移動する。
ここで、駆動ユニットDUについて説明する。図5は、駆動ユニットDUのブロック図である。駆動ユニットDUは、モータM、変換機構CM、を含む。モータMは、制御部Cによってその回転が制御される。変換機構CMは、モータMの回転運動を直進運動に変換して昇降体30に伝達する。具体的には、変換機構CMは送りねじ機構である。送りねじ機構は、モータMによって回転させられることにより軸方向に移動するリードスクリューを備えている。リードスクリューの外周にはねじ溝が形成されている。このリードスクリューと螺号するねじ孔を有した支持部が、駆動ユニットDUの外壁等に設けられている。リードスクリューが回転することにより、この支持部に対して軸方向に移動する。昇降体30は、このリードスクリューの軸方向の移動に連動して直進方向に移動する。
次に、ロック状態でロックが解除される方向にシャックル10が引っ張られた場合について説明する。例えば、ロック状態でシャックル10が何かに吊り下げられた場合である。図6は、図3Bの拡大図である。シャックル10が引っ張られると、球体Rはシャックル10の凹部13、17から水平方向、即ち、昇降体30側への力を受ける。これにより、球体Rが昇降体30を挟みこむ力が増大する。ここでロックを解除する場合、静止している球体Rに対して昇降体30が下方に移動する。このため、昇降体30には昇降体30の移動方向とは逆方向に摩擦力FFが働く。上述したように球体Rが昇降体30を挟む力が増大すると、この摩擦力FFも増大する。従って、シャックル10が引っ張られた状態でロックを解除する場合、昇降体30が下降しにくくなってモータMの負荷が増大すると考えられる。
しかしながら、上述したように変換機構CMは、リードスクリューによってモータMの回転運動を直進運動に変換している。このため、変換機構CMの減速比が大きく、摩擦力FFが増大したとしても、昇降体30を下降させることができる。
ここで、本実施例とは異なる比較例を示す。図7A〜8Bは比較例の説明図である。図7A〜8Bは、比較例である電子錠1xの内部構造の一部を示している。尚、比較例について、本実施例と同一の部分については同一の符号を使用して重複する説明を省略する。図7A、7Bはロック状態を示し、図8A、8Bはアンロック状態を示している。電子錠1xにおいて、ロック機構RMxの駆動ユニットDUxは、駆動シャフトDSと共に回転体30xを回転させる。即ち、回転体30xが回転することにより、球体Rの位置を規制又は解除する。回転体30xは、上面視で略楕円形状である。回転体30xは、ロック状態で球体Rに当接する垂直面34x、アンロック状態で球体Rに当接し得る側面32x、を含む。
駆動ユニットDUxは、駆動シャフトDSxに動力を伝達するための回転可能なモータが設けられている。モータの回転力は、例えば歯車などを介して、又は直接駆動シャフトDSxに伝達される。ここで、上述したようにロック状態でシャックル10が引っ張られた場合には、回転体30xの回転を妨げるように球体Rから回転体30xには力が作用する。
比較例のように、回転することでロックの解除を行う方式では、歯車の減速比を大きくして回転体30xに作用する力に抗しなければならないためロック機構RMxが大型化したり複雑化する傾向にある。従って、直動に変換した方が一度に減速比を稼ぐことができるので、ロック機構RMはロック機構RMxよりも小型化、あるいは単純化できる。したがって構造が簡素化できるから低コストを実現できるとともに故障も少ない。また、同じモータMを使用した場合、本実施例の方が比較例に比べて、減速比を稼げるから、モータMの消費電力の増大を抑制できる。あるいは、より小型で低出力なモータを使用することができる。したがって低コストを実現できる。
また、図6に示したように、ロック状態では昇降体30の垂直面34が球体Rに当接して球体Rの位置を規制する。垂直面34は、昇降体30の移動可能な方向に対して平行である。また、図4Aに示すように、ロック状態で球体Rは、昇降体30の上面視で垂直面34の先端面に当接する。この垂直面34の先端面は、球体Rから力を受ける方向とは略垂直である。このため、ロック状態で球体Rから垂直面34が力を受けた場合であっても、その力の鉛直方向成分の大きさは抑制される。このように、ロック状態でシャックル10が引っ張られた場合であっても、昇降体30が移動可能な方向に対しては外部から力を受けにくい。このため、ロック状態でシャックル10が引っ張られた場合であっても、昇降体30が軸方向に移動しない。また、駆動シャフトDSや駆動ユニットDUに負荷が加わるおそれもすくない。
また、アンロック状態でも昇降体30が部分的に通路部25内にあることにより、アンロック状態での球体Rの移動可能な範囲を制限している。このため、アンロック状態での球体Rの移動範囲が大きくなりすぎることに伴う球体Rのがたつき音の増大を抑制している。
また、ロック状態、アンロック状態の何れの状態においても昇降体30の少なくとも一部は、通路部25内に位置している。このため、昇降体30は少ない移動量でロックの状態を切り替えることができる。これにより、モータMも少ない回転量でロックの状態を切り替えることができ、消費電力も抑制できる。
また、少ない移動量で昇降体30はロックの状態を切り替えることができるため、短い駆動シャフトDSを採用でき、また駆動ユニットDU内に設けられているリードスクリューも短いものを採用できる。これにより、これら部材に撓みが発生することを抑制できる。
図9A〜9Cは変形例の昇降体30aの外観図である。図9A〜9Cは図4A〜4Cにそれぞれ対応している。図9Aに示すように、上面31a、底面35aは、矩形状である。垂直面34aは、平面である。このため、球体Rとの垂直面34aとの接触面積を確保することができ、昇降体30aの耐久性が向上している。
図10A、10Bは、変形例の電子錠1bの説明図である。筐体20bは、外側ケース40b、内側ケース50bを含む。外側ケース40bは、金属製である。内側ケース50bは合成樹脂製である。内側ケース50bには、上述したロック機構RM、プリント基板P1、P2、バッテリBが保持されている。外側ケース40bは、底面に開口部42bを有した略箱形状である。内側ケース50bには底部52bを備えている。外側ケース40b内に内側ケース50bを挿入した状態では、底部52bが開口部42bを塞ぐ。外側ケース40bにより内側ケース50bが略覆われるため、電子錠1bの強度は向上している。
ここで、プリント基板P2には、上述したようにアンテナATが形成されている。アンテナATは、開口部42bを介して樹脂製の底部52bと対向する位置に配置されている。底部52bは、上述したように合成樹脂製であり、非磁性体であり非導電性である。これにより、アンテナATは外部と無線通信を行うことができる。底部52bは、カバーの一例である。尚、底部52bは、合成樹脂性に限定されずに、例えばゴム製であってもよい。
図11Aは、変形例である電子錠1cの側面図である。筐体20cに含まれる外側ケース40cは金属性である。また、外側ケース40cの底面に位置する底部52cも金属製である。外側ケース40cの側面には開口部42cが形成されている。開口部42cには、合成樹脂製のカバー48cが嵌め込まれている。外側ケース40c全体は、カバー48cを含めて塗装、コーティングされているため、開口部42cとカバー48cとの境界線が目立たないようになっている。アンテナATが開口部42cに対向するように、プリント基板P2は、筐体20c内に配置されている。このような位置に開口部42cを設けアンテナATを配置することにより、アンテナATは無線通信を行うことができる。
図11Bは、変形例である電子錠1dの正面図である。電子錠1cと同様に、金属製の外側ケース40dの正面に開口部42dが形成されている。開口部42dには樹脂製のカバー48dが嵌め込まれている。このような位置に開口部42dを設けアンテナATを配置することにより、アンテナATは無線通信を行うことができる。
図11Cは、変形例である電子錠1eの底面図である。金属製の底部52eに開口部52e1が形成されている。開口部52e1には樹脂製のカバー58eが埋め込まれている。このような位置に開口部52e1を設けアンテナATを配置することにより、アンテナATは無線通信を行うことができる。
以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、変形・変更が可能である。
本実施例では、昇降体30の両側にそれぞれ、2つの球体Rが配置されているがこれに限定されない。昇降体30の両側にそれぞれ1つの球体を配置してもよい。また、昇降体30とシャックル10の先端部12との間にのみ球体Rを配置し、昇降体30と基端部16との間には球体Rを配置しなくてもよい。
本実施例では係合部材として球体Rを示したがこれに限定されない。例えば、係合部材は、球状以外の直方体状や棒状であり、通路部25内をスライドするものであってもよい。
昇降体30は、アンロック状態では通路部25から完全に退避してもよい。
昇降体30の凹面32の代わりに、傾斜した平面又は外側に突出し湾曲した凸面を設けてもよい。
本実施例では、電子キーKのID情報と電子錠1のID情報とが一致した場合に、ロック状態の電子錠1をアンロック状態にし、またアンロック状態の電子錠1をロック状態にするがこれに限定されない。例えば、電子キーKのID情報と電子錠1のID情報とが一致した場合にのみ、ロック状態の電子錠1をアンロック状態にし、アンロック状態でシャックル10が挿入位置にある状態で所定期間経過した場合に自動でロックされるようにしてもよい。この場合、シャックル10の位置を検出するセンサ、例えば光学式センサや接触式センサを設けてもよい。
1 電子錠
AT アンテナ
B バッテリ
C 制御部
RM ロック機構
DU 駆動ユニット
M モータ
S ねじ(固定部)
10 シャックル
12 先端部
13、17 凹部
16 基端部
20 筐体
21 本体部(ケース部材)
22、26 挿入孔
25 通路部
28 蓋部(ケース部材)
30 昇降体
32 凹面
34 垂直面
40b 外側ケース(金属ケース)
42b 開口部
48c カバー
50b 内側ケース
52c 底部(カバー)

Claims (3)

  1. 筐体と、
    先端部及び基端部を有し、前記先端部及び基端部が前記筐体に挿入された挿入位置と前記先端部が前記筐体から離間した離間位置との間を移動可能なシャックルと、
    前記シャックルを前記挿入位置でロック可能なロック機構と、
    電子キーと無線通信するためのアンテナと、
    前記アンテナを介して取得した前記電子キーのID情報に応じて前記ロック機構を制御する制御部と、を備え、
    前記筐体は、開口部を有した金属ケース、前記開口部を覆う非磁性体であり非導電性のカバー、を含み、
    前記アンテナは、前記開口部に対向する、電子錠。
  2. 前記アンテナは、プリント基板上に形成された導電体のパターンである、請求項1の電子錠。
  3. 前記制御部は、前記電子キーのID情報と当該電子錠のID情報とが一致する場合には前記ロック機構の状態を切り替え、前記ロック機構の状態の切り替えに関する履歴情報を記録する、請求項1又は2の電子錠。

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