JP6756808B2 - ロックされた筐体への不必要なアクセスを防止するためのデバイスおよび方法 - Google Patents

Description

本願は２０１２年１２月１９日に出願された出願番号61/739,437（係属中）の優先権を主張するものであり、参照によりその開示事項が本発明に組み込まれる。

本発明は概してロックに関し、より詳細には金庫や他の安全保障構造または領域に使用するのに適したセキュリティ性の高いロックに関するものである。

多くの場合、取扱いに注意を払うべき特性を有する物品や非常に財産価値の高い物品は、金庫または他のコンテナデバイス内に保管する必要がある。こうした物品へのアクセスは、その正当なロック解除を可能にするのに必要な既定の組み合わせコードが与えられた選ばれた個人に制限される。金庫やコンテナを解放させるような、電界または磁界や高い機械応力あるいはロック機構の要素の操作を意図したアクセラレーションの応用に関する従来のセーフクラッキング技術または高度な技能をもつ人によって、金庫やコンテナが権限を与えられずにロック解除されることに確実に対抗することが不可欠である。

多様な機械的要素、電気的要素および磁気要素のいずれの組み合わせを用いて、権限のない作動への抵抗性や、許可されたロック動作およびロック解除動作に関する要素間の協働動作の効果を確実なものとする数多くのロック機構が知られている。

本発明はこうした必要性を、以下でより詳細に説明されるようにコストがリーズナブルであり、形状がコンパクトであるとともに電気的な自主性を有するロック機構により実現する。

本発明の例示的な実施形態によれば、ロックされた筐体の不必要な開放を阻止するためのデバイスが提供される。このデバイスは、ロックポジションおよびロック解除ポジション間で動作するよう取り付けられたロックボルトを含む。係合解除ポジションと係合ポジションとの間で移動可能なレバーアームが含まれており、該レバーアームは、動作可能にロックボルトに連結されており、ロックボルトをロックポジションとロック解除ポジションとの間で移動させる。前記レバーアームとその係合ポジションにおいて係合可能な回転要素が含まれる。回転要素の回転は、回転要素がレバーアームと係合した際に、ロックボルトをロックポジションとロック解除ポジションとの間で移動させる。モータによって第１の方向および第２の方向に駆動されるウォームギアがさらに設けられる。このデバイスは、ウォームギアと係合可能なフェースギアをさらに含む。フェースギアは、ウォームギアが第１の方向に駆動される場合にはウォームギアによって第１のポジションへ回転でき、ウォームギアが第２の方向に駆動される場合にはウォームギアによって第２のポジションへ回転できる。ロックポジションとロック解除ポジションとの間で回転可能なブロック部材が含まれる。フェースギアおよびブロック部材と動作可能に連結される付勢要素がさらに含まれる。そのようなものにおいて、フェースギアが第１のポジションと第２のポジションとの間で回転すると、付勢部材は、ブロック部材を付勢方向に付勢する。具体的には付勢方向はフェースギアの回転方向である。スライド部材が、ブロック部材と選択的に係合したり離れたりする（係合が解除される）ように設けられる。スライド部材は、ブロック部材が付勢方向に回転可能となるように、選択的にブロック部材から離れる（つまり係合が解除される）。レバーアームは、スライド部材がロックポジションでブロック部材と係合した場合にはレバーアームは係合解除ポジションに位置する一方で、スライド部材がロック解除ポジションでブロック部材と係合した場合にはレバーアームは係合ポジションに位置するように、スライド部材に動作可能に連結される。

本発明の一態様によれば、フェースギアの後面から横方向に第１のアームが突出し、ブロック部材の前面から横方向に、第１のアームとは反対の方向に第２のアームが突出する。第１のアームおよび第２のアームは、ブロック部材を回転させるよう付勢部材と相互作用する。

本発明の別の例示的な実施形態によれば、電源内蔵式ロックが提供される。電源内蔵式ロックは、モータによって作動可能なロックを含む。電源内蔵式ロックは、使用者が手で作動させた場合に発電する手動発電機をさらに提供する。その電力はコントローラへの電力供給のために使用される。発電機によって生じた電力を蓄積する蓄電デバイスが提供される。コントローラは、モータを作動させるのに必要な電力量を特定して、必要な電力量に従って蓄電デバイスからモータに電力を供給する。

本発明の別の例示的な実施形態は、モータによって作動可能なロックを含む電源内蔵式ロックに関する。使用者によって手で作動された際に発電する手動発電機がさらに設けられており、その電力はコントローラへの電力供給のために使用される。発電機によって生じた電力を蓄積する蓄電デバイスが設けられる。蓄電デバイスによって蓄積された電気の少なくとも一部は、ロックの作動時に使用される。蓄電デバイスは、ロックの作動後に電気の未使用部分を蓄積するよう構成される。電気の未使用部分は、その次のロックの作動のために、コントローラに電力供給するよう使用できる。

本発明によれば、電源内蔵式ロックのさらに別の例示的な実施形態にはモータによって作動可能なロックが含まれる。モータに電力を供給するよう作動するコントローラが設けられる。使用者が手で作動させると発電するよう作動する手動発電機がさらに提供される。電力は、コントローラへの電源入力を提供するよう使用される。発電機に電気接続された蓄電デバイスが設けられる。ロックダイアルの回転時に発電するよう発電機に連結された回転ロックダイアルがさらに設けられる。加えてロックダイアルの回転速度を検知するセンサがコントローラに動作可能に連結されている。コントローラは、ロックダイアルが自動デバイスを用いて回転されたかどうかを特定する。コントローラが、ロックデバイスは自動デバイスで回転されたと判定した場合には、コントローラは、正しいロック組み合わせが入力されたかどうかにかかわらず、ロックをロックポジションに維持する。

本発明に基づく電源内蔵式ロックのさらに例示的な実施形態には、モータによって動作可能なロックと、使用者にロックに関する情報を表示するよう動作可能な表示デバイスとが含まれる。ロックは、使用者が手で作動した場合に発電する手動発電機をさらに含む。発電機は、ロックおよび表示デバイスを作動すべく表示デバイスおよびモータに電力を供給するために、表示デバイスおよびモータに電気接続されている。

本発明によればロックポジションとロック解除ポジションとの間でロックボルトを移動させる方法が提供される。ロックボルトは、係合ポジションと係合解除ポジションとの間で移動可能なレバーアームに連結される。レバーアームは、スライド部材に動作可能に連結される。前記方法は、モータを用いてウォームギアを第１の方向に駆動させ、それによってフェースギアをロックポジションからロック解除ポジションへ回転させるステップを含む。前記方法は、付勢部材を用いてブロック部材を付勢方向に付勢するステップをさらに含む。この付勢方向は、フェースギアの回転方向である。このものにおいて、付勢部材は、フェースギアおよびブロック部材と相互作用する。前記方法は、ブロック部材をスライド部材と選択的に係合させることによって、ブロック部材がロックポジションとロック解除ポジションとの間で回転することを阻止するステップを提供する。このとき、スライド部材がブロック部材とそのロックポジションで係合する際にはレバーアームはロック解除ポジションにあり、スライド部材がブロック部材とそのロック解除ポジションで係合する際にはレバーアームはロックポジションにある。前記方法は、ブロック部材を第２のポジションへ向けて付勢方向に回転させるようにスライド部材を上方移動させることによって上記選択的な係合を解除するステップをさらに含む。このとき使用者は、回転要素と相互作用するレバーアームによって上方移動が引き起こされるように回転要素を回転させる。さらに上記方法は、使用者によって回転要素がさらに回転され、レバーアームと回転要素とが係合され、スライド部材が下方へ移動し、それによって前記選択的な係合が再度もたらされるステップを含む。係合後の回転要素のさらなる回転は、ロックボルトをロック解除ポジションへ移動させる。

本発明の一態様によれば上記方法は、モータを用いて、ウォームギアを第２の方向に駆動し、それによってフェースギアをロック解除ポジションからロックポジションへ回転させるステップを提供する。上記方法は、付勢部材を用いて、ブロック部材を付勢方向に付勢するステップをさらに提供する。さらに上記方法は、使用者が、ロックボルトをロック解除ポジションへ移動させるために回転要素を回転方向の反対方向に回転させた場合に、ロックボルトをロックポジションへ移動させ、それによってレバーアームは係合解除ポジションへ移動するステップを提供する。係合解除ポジションへ移動するレバーアームは、上記選択的な係合を解除し、それによってブロック部材は第１のポジションへ戻るように付勢方向に回転する。この方法はさらに、ブロック部材が第１のポジションに配置された場合には、選択的な係合を再度もたらすステップを提供する。

本発明の例示的な実施形態に基づいてロックを作動させるモータに十分な電力を提供する方法がさらに提供される。この方法は、使用者によって手動発電機が手で作動された際に発電するステップと、発生した電力を第１の蓄電デバイスに蓄積するステップと、を提供する。さらに上記方法は、コントローラを介してモータを作動させるために必要な電力量を特定するステップと、必要な電力量に基づいて第１の蓄電デバイスからモータへ電力を供給するステップを提供する。

本発明の別の例示的な実施形態によれば、自動デバイスによるロックの正しいロック組み合わせの入力から保護する方法が提供される。この方法は、センサを用いてロックダイアルの回転を感知するステップと、センサからコントローラへ検知された回転を連絡するステップと、を提供する。さらに前記方法は、コントローラを介してロックダイアルが自動デバイスを用いて回転されたかどうかを特定するステップを提供する。従って、コントローラが、ロックダイアルは自動デバイスを用いて回転されたと判定した場合には、コントローラは、正しいロック組み合わせの入力の有無にかかわらず、ロックをロックポジションに保持する。

本発明のさらに例示的な実施形態は、モータおよび表示デバイスと電気接続された手動発電機を有するロックに電力供給する方法を提供する。この方法は、発電機を手で作動させた場合に発電するステップと、ロックを作動させるためのモータに発電機によって生じた電力を供給するステップと、を提供する。この方法はさらに、ロックに関する情報を使用者に表示するために、発電機によって発電された電力を表示デバイスに供給するステップを提供する。

本発明のさまざまな付加的な課題、利点および特徴は、例示的な実施形態の以下の詳細な説明を添付の図面と併せて参照することで理解されるだろう。

本明細書に組み込まれるとともに本明細書の一部を構成する添付の図面は、本発明の実施形態を示しており、上述の本発明の概略的な説明および以下の詳細な説明と併せて、本発明を説明するものである。

本発明に基づく略矩形状のケーシングを有する例示的なデバイスの斜視図である。 デバイスのケーシングの裏側の位置から見た図１のデバイスの斜視分解図である。 多様な要素の相互作用状態を示す、デバイスのケーシングの裏側の位置から見た図１のデバイスの斜視分解図である。 図３の斜視拡大図である。 図１のデバイスを部分的に切り欠いて、ロックボルトがロックポジションとロック解除ポジションとの間で移動する過程の１つの段階における各要素の相互作用を示す、背面図である。 図１のデバイスを部分的に切り欠いて、ロックボルトがロックポジションとロック解除ポジションとの間で移動する過程の１つの段階における各要素の相互作用を示す、背面図である。 図１のデバイスを部分的に切り欠いて、ロックボルトがロックポジションとロック解除ポジションとの間で移動する過程の１つの段階における各要素の相互作用を示す、背面図である。 図１のデバイスを部分的に切り欠いて、ロックボルトがロックポジションとロック解除ポジションとの間で移動する過程の１つの段階における各要素の相互作用を示す、背面図である。 図１のデバイスを部分的に切り欠いて、ロックボルトがロックポジションとロック解除ポジションとの間で移動する過程の１つの段階における各要素の相互作用を示す、背面図である。 図１のデバイスを部分的に切り欠いて、ロックボルトがロックポジションとロック解除ポジションとの間で移動する過程の１つの段階における各要素の相互作用を示す、背面図である。 ロックボルトがロックポジションとロック解除ポジションとの間で移動する過程の１つの段階における各要素の相互作用を示す、図１のデバイスの正面図である。 ロックボルトがロックポジションとロック解除ポジションとの間で移動する過程の１つの段階における各要素の相互作用を示す、図１のデバイスの正面図である。 ロックボルトがロックポジションとロック解除ポジションとの間で移動する過程の１つの段階における各要素の相互作用を示す、図１のデバイスの正面図である。 ロックボルトがロックポジションとロック解除ポジションとの間で移動する過程の１つの段階における各要素の相互作用を示す、図１のデバイスの正面図である。 ロックボルトがロックポジションとロック解除ポジションとの間で移動する過程の１つの段階における各要素の相互作用を示す、図１のデバイスの正面図である。 ロックボルトがロックポジションとロック解除ポジションとの間で移動する過程の１つの段階における各要素の相互作用を示す、図１のデバイスの正面図である。 ロックボルトがロックポジションとロック解除ポジションとの間で移動する過程の１つの段階における各要素の相互作用を示す、図１のデバイスの正面図である。 ロックボルトがロックポジションとロック解除ポジションとの間で移動する過程の１つの段階における各要素の相互作用を示す、図１のデバイスの正面図である。 ロックボルトがロックポジションとロック解除ポジションとの間で移動する過程の１つの段階における各要素の相互作用を示す、図１のデバイスの正面図である。 ロックボルトがロックポジションとロック解除ポジションとの間で移動する過程の１つの段階における各要素の相互作用を示す、図１のデバイスの正面図である。 ロックボルトがロックポジションとロック解除ポジションとの間で移動する過程の１つの段階における各要素の相互作用を示す、図１のデバイスの正面図である。 図１のデバイスのさまざまな要素の相互作用を示す斜視分解図である。 図１のデバイスの再ロックデバイスを示す、図５Ｂの線９Ａ−９Ａに沿う断面図である。 図１のデバイスの再ロックデバイスを示す、図５Ｂの線９Ａ−９Ａに沿う断面図である。 本発明に基づくフェースギアの代替的な実施形態の斜視図である。 本発明に基づくデバイスの代替的な実施形態の斜視図である。 図１のデバイスの発電機−モータ回路の概略図である。 図１のデバイスの作動を説明するフローチャートである。 図１のデバイスの作動を説明するフローチャートである。 図１のデバイスの作動を説明するフローチャートである。 図１のデバイスの作動を説明するフローチャートである。

図１に最良に示されるように、本発明の好ましい実施形態に基づくロックされた筐体の望まれない不正な開放を防止するためのデバイス１０は、外部から使用者がアクセス可能なハブ１２を有しており、ハブ１２には便利なことに、ディスプレイ１４と手で回転できる組み合わせ入力ノブまたはダイアル１６とが設けられる。ハブ１２は公知の様式でケーシング１８に取り付けられる。あるいはハブ１２とケーシング１８との間には、ドアなどのアクセス装置が設けられてもよい。

図２は、ケーシング１８の内面２０へ向けて見た際の、本発明の好ましい実施形態に基づくロックされた筐体の望まれない開放を防止するためのデバイス１０の分解図である。当業者であれば、デバイス１０を、金庫や戸棚、部屋、構造体などの多様な筐体や、筐体をロックすることによって意図しないアクセスから中身を保護することが望まれる他の筐体におけるドアなどの多様なアクセス装置に取り付け可能なことを予想し得るだろう。加えて、デバイス１０をドアに取り付けることは本発明の実用性に決定的な意味を持たない。なぜなら、ロックボルト２２がそのロックポジションにおいて筐体ではなくドアの内部に突出して筐体の本体にロックボルトを固定する様式により、難なくデバイス１０を筐体の壁に容易に取り付けることができるからである。

開口２４は、ケーシング１８の厚さ全体にわたって広がっており、開口２４内には、組み合わせ入力ノブ１６（図１参照）からケーシング１８の内部に規定される空間２８内に延在するシャフト２６が深く収容される。ケーシング１８内には環状ジャーナルベアリング２５が設けられている。環状ジャーナルベアリング２５は、シャフト２６をしっかりと受容して、環状ジャーナルベアリング２５を通って空間２８内に突出する回転要素３０を介してシャフト２６を回転可能に支持する。

スライド部材３２が、その上部においてはカムノッチ３４を、その下部においては平坦カム部分９２を有するように設けられる。スライド部材３２は細長開口３３を含む。細長開口３３は、ケーシング１８に固定されるとともに引張ばね３８に連結されるケーススタッド３６のためのクリアランスを提供する。ばね３８は、ケーススタッド３６によってレバースタッド４２においてレバーアーム４０に連結される。ばね３８は、ケーススタッド３６によって開口４２においてレバーアーム４０に接合する。以下で詳述するようにレバーアーム４０は、スライド部材３２のカムノッチ３４内を移動する側方ピン４４（図５Ａ〜図５Ｆ参照）を含む。レバーアーム４０は、その一端においては円形開口４６を、他端においてはフック４７を含む。フック４７は隣接する部分４７ａ、４７ｂおよび４７ｃを有する。ロックボルト２２はピン（図示せず）を有しており、該ピンは、レバーアーム４０のうち円形開口４６を有する端部を受け止め、それによってレバーアーム４０は、円形開口４６がロックボルト２２の枢軸取付開口４８に対して同軸配置されるように、枢軸回転可能に固定される。レバーアーム４０は、以下でさらに説明するように回転要素３０の機械的くぼみまたは凹部６６（図５Ａ〜図５Ｆ参照）と係合するよう枢軸回転される。

図３〜図４に図示されるように、ノブ１６（図１参照）によって回転されるシャフト２６はケーシング１８内に延在する。ロックボルト２２は、使用者が組み合わせ入力ノブ１６（図１参照）を適切に手で操作した際に、ロックポジションへ向けて外側に突出するようにもしくはロック解除ポジションへ向けてケーシング１８内にほぼ引き込められるように、ケーシング１８によってスライド可能に支持される。ケーシング１８には、固定具５１によってケーシング１８の残りの部分に固定される取り外し可能な後壁５０が設けられる。それはまた、本発明に基づくデバイス１０の各種構成要素を支持するよう機能する。

モータ５２およびウォームギア５４が設けられる。ウォームギア５４はフェースギア５６とかみ合うことができ、フェースギア５６を回転させる。ブロック部材５８は、ねじりばね６０によってフェースギア５６に動作可能に連結されており、その相互作用については図７Ａ〜図７Ｇを用いて以下で詳述する。図３〜図４にさらに図示されるようにシュラウド７２がモータ５２とウォームギア５４とフェースギア５６とを覆う（図３参照）。固定具３１は、シュラウド７２をシャフト９６ひいてはケーシング１８に固定するためにシャフト９６における開口５３と係合する。シュラウド７２はモータ５２の位置の維持を手助けし、かつ後壁５０を通るモータ５２やウォームギア５４へのアクセスに対する防護体となる。

ケーシング１８は便利なことに例えば機械加工、成形、または他の公知の様式によって、一対のガイドスロット６２を提供するように形成される。これらガイドスロット６２は、ロックポジションとロック解除ポジションとの間でスライド動作するロックボルト２２にしっかりと適合するような形状およびサイズになされて配置される。本発明の重要な目的は非常にコンパクトな様式でそのロック機能を提供することである一方で、ケーシング１８とロックボルト２２とガイドスロット６２とは、ロックされた筐体を開放するような想定される暴力や強引な力に抵抗するのに必要な強度を提供するような形状およびサイズになされる。例えばロックされた筐体が高強度鋼または高強度合金から形成され得る一方で、ロックボルト２２およびロックの他の要素は、より軟らかい金属、例えば黄銅や「ZAMAK」などの合金から形成されてもよい。なお当業者であれば、他の公知の材料もロックの１つ以上の要素を形成するのに適していることを理解し得るだろう。

ロックボルト２２には、レバーアーム４０をロックボルト２２に枢軸回転可能に接続するために、枢軸４９が取り付けられる枢軸取付開口４８が設けられている。それにより、枢軸４９およびレバー４０は、ロックボルト２２をガイドスロット６２に沿ってロックポジションとロック解除ポジションとの間で移動させるための手動力を伝達する。

レバーアーム４０には、ブロック部材５８によってガイドされる際にスライド部材３２と連動して摺動するよう強制的に移動されるように、スライド部材３２のカムノッチ３４（図２参照）に係合するよう配置される側方ピン４４（図５Ａ〜図５Ｆ参照）が設けられる。側方ピン４４の位置を越えるレバーアーム４０の遠位端は、フック４７として形成されており、フック４７は、複数の隣接部分４７ａ、４７ｂおよび４７ｃを有する外側縁部を含む形状を有する。隣接部分４７ａ、４７および４７ｃは、ケーシング１８の内面に形成されて下向きに下がるよう固定されたカム部分６４と相互作用する。図５Ａ〜図５Ｄを連続的に参照することで、ロックポジションとロック解除ポジションとの間でロックボルト２２が移動する過程のさまざまな段階におけるその相互作用がより良く理解されるだろう。これについては以下で詳述する。

図３に図示されるように、ケーシング１８内に延在するシャフト２６の端部は、好ましくは矩形断面を有しており、適合する形状およびサイズになされた中央嵌合開口２４（図２参照）を介して回転要素３０が取り付けられる。そのため金庫の使用者が組み合わせ入力ノブ１６（図１参照）に手でトルクを付与した場合、トルクはシャフト２６に伝達されて強制的に回転要素３０を回転させる。固定具２９は回転要素３０をシャフト２６に対して固定する。公知の様式で回転要素３０をシャフト２６に保持するために、例えば割りリング（図示せず）が使用されてもよい。回転要素３０を保持するために他の公知の技術または構造が使用されてもよい。この構造によって、ケーシング１８の空間２８内のポイントつまりロックされた筐体の内部の安全な閉じ込め空間２８内のポイントに、回転要素３０を介してトルクを手動で付与することが容易に実現できる。

図４は、フェースギア５６が第１のポジションにある場合のデバイス１０の構造と、回転要素３０とスライド部材３２とレバーアーム４０とモータ５２とウォームギア５４とフェースギア５６とブロック部材５８との相互作用状態を図示する。本明細書で説明されるようにモータ５２には電気が供給され、そのためモータ５２はウォームギア５４を第１の方向に駆動して、フェースギア５６を第１のポジション（つまり図４、図５Ａ、図６Ａ）から第２のポジション（つまり図５Ｂ、図６Ｂ）へ、（図７Ａ〜図７Ｇに図示される正面図から見て）反時計方向に回転させる。ブロック部材５８はフェースギア５６に対して後方に配置されており、かつ付勢部材６０を介してフェースギア５６に操作可能に連結されている。フェースギア５６とブロック部材５８と付勢部材６０との相互作用については以下で詳述する。スライド部材３２は、レバーアーム４０が上下に移動する際にスライド部材３２も上下に移動するように、レバーアーム４０に動作可能に連結される。スライド部材３２のポジションは、回転要素３０の回転およびブロック部材５８のポジションに左右される。回転の中心点において、レバーアーム４０は、下方向に移動するために、回転要素３０の凹部または機械的くぼみ６６（図５Ａ〜図５Ｆ参照）と係合し得る。レバーアーム４０の下方向移動は、スライド部材３２を下方向に押す。スライド部材３２の下方向動作は、ブロック部材５８の回転ポジションによって制限される。回転要素３０とスライド部材３２とレバーアーム４０とブロック部材５８との相互作用について以下でより詳細に説明する。

図５Ａに図示されるように、レバーアーム４０は係合解除ポジションにあり、回転要素３０に設けられた機械的くぼみ６６と係合するように下方に移動することはできない。ブロック部材５８が第２のポジションにある場合、スライド部材３２はさらに下方へ移動する自由を有する。加えて、レバーアーム４０と連結される様式に起因して、レバーアーム４０のフック４７は、引張ばね３８から負荷をかけられた状態で、回転要素３０の凹部６６との係合ポジションに移動可能となる。レバーアーム４０が図５Ｃに図示される係合解除ポジションにある場合に回転要素３０が（図５Ａ〜図５Ｆに図示される背面から見た際に）時計方向に回転されると、レバーアーム４０のフック４７が、引張ばね３８から負荷をかけられた状態で、回転要素３０のカム面４５と相互作用する。続いて、レバーアーム４０が上昇して、スライド部材３２が矢印６８で示される上方向に移動する。これによりブロック部材５８はロック解除ポジションへ回転可能となる。レバーアーム４０が係合ポジション（図５Ｄ参照）へ移動すると、図５Ｄに図示されるようにフック４７が回転要素の機械的くぼみ６６と係合し得るポイントまで使用者が回転要素３０を回転させるまで、レバーアーム４０のフック４７は、カム作動関係にある回転要素３０のカム作動面４５と相互作用する。レバーアーム４０の係合ポジションへの移動は、ブロック部材５８に対するスライド部材３２のポジションに依存する。

具体的には、スライド部材３２の上方遠位端におけるカムノッチ３４がレバーアーム４０の側方ピン４４と係合する。図５Ａ〜図５Ｄに図示されるように、引張ばね３８は、レバーアーム４０に掛かる下方向への付勢力を掛け続ける。レバーアーム４０とスライド部材３２との間の上記連結は、スライド部材３２がレバーアーム４０の垂直移動に追従する一方で、スライド部材３２とブロック部材５８との間の相互作用に起因してブロック部材５８がロックポジションにある場合の動作の範囲を制限することを確実なものとする。ブロック部材５８がロックポジションにある場合はレバーアーム４０の作動範囲が制限されるため、レバーアーム４０のフック４７は回転要素３０のカム面４５の一部とだけ接触する。これは、スライド部材３２を上昇させてブロック部材５８を圧力から解放するためになされる。それによりブロック部材５８はねじりばね６０によって生じる付勢荷重が掛けられた状態で移動でき、フェースギア５６の特定の方向へ配向することが可能となる。一度ブロック部材５８がロック解除ポジションに配置されると、レバーアーム４０のフック４７はカム面４５の全ての部分に自由に追従できるようになる。フック４７が凹部６６に到達すると、回転要素３０が外部から回転される結果、フック４７は確実に図５Ｄに図示されるように凹部６６と係合する。

より具体的には、機械的くぼみ６６を用いてスライド部材３２、固定カム部分６４、レバーアーム４０の外側縁部４７ａ、４７ｂ、４７ｃおよびフック４７を経て伝達される力は、図５Ｅに図示されるように矢印７０方向においてロックボルト２２をケーシング１８内に強制的に引き込むように伝達される手動力となる。最終的にはロックボルト２２はそのロック解除ポジションへ向けてケーシング１８内にほぼ引き込まれるようになる。図５Ｆに図示されるように使用者がロックボルト２２をロックポジションへ戻るようにロック解除ポジションから移動させることを要求した際に、使用者は、回転要素３０を反時計方向に回転させるためにロックダイアル１６（図１参照）を回転させることができる。この反時計方向への回転は、レバーアーム４０を矢印７１で示される方向に移動させて最終的に回転要素３０の凹部６６から外れるようにする。レバーアーム４０のこの移動は、ロックボルト２２をロックポジションへ戻すように移動させる。このときロックボルト２２はケーシング１８から少なくとも部分的に伸びている。フック４７に対する回転要素３０の回転ポジションに応じて、使用者がロックボルト２２をロックポジションへ移動させるために反時計方向にロックダイアル１６（図１参照）を回転させた後、レバーアーム４０およびスライド部材３２は基本的に図５Ａ〜図５Ｂに図示されるような構成となる。

図６Ａ〜図６Ｄは前側から見たデバイス１０の機能性を図示する。図６Ａ〜図６Ｄに関して時計方向および反時計方向などの方向に関する記載はこのように前側から見た場合のものと理解されたい。図６Ａに図示されるように、レバーアーム４０は、係合解除ポジションにあり、回転要素３０の（かくれ線で図示される）機械的くぼみまたは凹部６６と係合できない。この構造では、ロックボルト２２はロックポジションにあり、ケーシング１８から外へ少なくとも部分的に延在している。フェースギア５６は第１のポジションにあり、（かくれ線で図示される）ブロック部材５８はロックポジションにある。図６Ｂを参照すると、フェースギア５６は、ウォームギア５４によって第２のポジションに回転させられている。使用者による回転要素３０の回転は、レバーアーム４０のフック４７の端部を回転要素３０の（かくれ線で図示される）カム面４５と相互作用させる。フック４７と回転要素３０のカム面４５との間の相互作用により、レバーアーム４０は上向きに押される。レバーアーム４０の側方ピン４４と係合するスライド部材３２の上方遠位端におけるカムノッチ３４によって、レバーアーム４０の上方移動は、矢印７６で図示されるようなスライド部材３２を上方移動させる。

図６Ｃを参照すると、フェースギア５６は第２のポジションに留まっている。回転要素３０が反時計方向にさらに回転されると、レバーアーム４０のフック４７は回転要素３０の凹部６６と係合する。この係合は、引張ばね３８の付勢荷重によって引き起こされ、レバーアーム４０およびスライド部材３２の下方への移動が可能となる。なぜならブロック部材５８が図５Ａ〜図５Ｅに関連して上述した第２のポジションに配置されているからである。なおスライド部材３２の下方移動は図７Ａ〜図７Ｇを参照して後述するようにブロック部材５８のポジションに制限される

図６Ｄに図示されるように、使用者がロックボルト２２をロック解除ポジションからロックポジションへ戻るよう移動させることを望んだ場合、使用者はロックダイアル１６（図１参照）を回転させ、そして回転要素３０を時計方向に回転させてもよい。この時計方向の回転は、レバーアーム４０を矢印７７で示される方向に移動させ、最終的に回転要素３０の凹部６６から離れさせる。レバーアーム４０のこの移動は、ロックボルト２２がケーシング１８から外へ少なくとも部分的に延在するロックポジションにロックボルト２２を戻すよう移動させる。フック４７に対する回転要素３０の回転ポジションに応じて、使用者がロックダイアル１６（図１参照）を時計方向に回転させてロックボルト２２をロックポジションへ移動させた後、レバーアーム４０およびスライド部材３２は基本的に図６Ａ〜図６Ｂに図示されるように構成される。

図７Ａ〜図７Ｇはフェースギア５６とブロック部材５８とねじりばね６０との機能の詳細を正面図で示す。図７Ａ〜図７Ｄに関して時計方向および反時計方向などの方向に関する記載は正面から見た場合のものと理解されたい。図７Ａは、第１のポジションにあるフェースギア５６とロックポジションにあるブロック部材５８とを示す。ブロック部材５８は、詳細に後述するようにブロック部材５８がフェースギア５６とともに回転するように、付勢部材（好ましくはねじりばね６０）によってフェースギア５６に動作可能に連結される。フェースギア５６は、その後側から横方向に突出する第１のアーム７８を有する（図８参照）。ブロック部材５８は、第１のアーム７８の反対方向において、ブロック部材５８の前側から横方向に突出する第２のアーム８０を有する。ねじりばね６０は第１および第２の脚８２，８４を有する。ばね６０は、フェースギア５６が第１のポジションに配置されかつブロック部材５８がロックポジションに配置された際に第１のアーム７８が第１の脚８２と係合しかつ第２のアーム８０が第２の脚８４と係合するように設置される。

図７Ａに図示される構造では、第１の脚８２が第１のアーム７８を反時計方向に付勢し、第２の脚８４が第２のアーム８０を時計方向に付勢する。第１のアーム７８に掛かる反時計方向付勢力は、第１の脚８２との係合に起因してフェースギア５６を反時計方向に付勢する。具体的には、第１のポジションにおいて、フェースギア５６の第１の歯先５７ａは、フェースギア５６とウォームギア５４との間のかみ合いを維持するようにウォームギア５４に接して付勢される。フェースギア５６がその円周の部分のみに沿って複数の歯５７を含むセクターギアであるため、反時計方向への付勢力は、フェースギア５６がロックポジションにある場合にフェースギア５６とウォームギア５４との間のかみ合いを維持する助けとなる。特にウォームギア５４のねじ部がフェースギア５６の第１の歯先５７ａまたは第２の歯先５７ｂから外れた場合は、そのかみ合いは解除される。ねじりばね６０からの付勢力は、モータ５２がウォームギア５４を適切な方向へ回転させた場合にウォームギア５４とフェースギア５６の歯５７とを再度かみ合わせるかまたは再係合させることによってかみ合わせの維持を促す。この構成は、好ましい実施形態では電力が決められた時間間隔でモータ５２に供給されるのでモータ５２が失速状態となることなく多くの回転の超過を許容するため、特に有利である。ねじりばね６０に対する第１の歯先５７ａおよび第２の歯先５７ｂのこの構造は、ブロック部材５８がロックポジションおよびロック解除ポジションにある場合にブロック部材５８への付勢力の大きさが制御されるようになされる。図７Ａに図示されるようなウォームギア５４とブロック部材５８とねじりばね６０のポジションと対応するスライド部材３２とレバーアーム４０と回転要素３０とからなる構造が、図５Ａおよび６Ａに図示されている。

図７Ｂは、第１のポジションから第２のポジションへ反時計方向に回転するフェースギア５６を示す。フェースギア５６が回転すると、第１のアーム７８が回転し、それにより第１のアーム７８は第２の脚８４と係合する。第１のアーム７８と第２の脚８４との係合が、反時計方向におけるねじりばね６０の回転を引き起こす。この反時計方向の回転により、第１の脚８２が第２のアーム８０と係合する。フェースギア５６が第２のポジションへ向けて回転し続けると、第１のアーム７８がともに回転して第２の脚８４を前進させる。第１の脚８２は、第１の脚８２が第２のアーム８０と係合することにより、さらなる回転を防止される。第２のアーム８０は、スライド部材３２の平坦な底部９４と、ブロック部材５８が反時計方向回転するのを防ぐブロック部材５８の円形カム部分９３との間の摩擦係合により、回転を阻止される。フェースギア５６のさらなる反時計方向の回転は、第１の脚８２に対する第２の脚８４のさらなる回転を引き起こし、反時計方向への第２のアーム８０およびブロック部材５８にかかる付勢力を引き起こす。矢印８３で示されるようにスライド部材３２は選択的にブロック部材５８から離れ、ブロック部材５８に対して上方向に移動する。スライド部材３２のこの上方移動は、図５Ａ〜図５Ｆおよび図６Ａ〜図６Ｄを参照してより詳細に説明されるようにレバーアーム４０および回転要素３０とスライド要素３２との相互作用に起因する。

図７Ｃを参照すると、フェースギア５６が第２のポジションへ回転された後は、第２の脚８４と第１のアーム７８との係合により、第２の脚８４が第１のアーム７８に付勢力をもたらし、フェースギア５６を時計方向に回転させる。フェースギア５６に掛かる時計方向の付勢力は、フェースギア５６が第２のポジションに配置された際のフェースギア５６とウォームギア５４との間のかみ合いを維持する助けとなる。特にこの構成では、フェースギア５６の第２の歯先５７ｂはウォームギア５４に接して付勢され、それによりウォームギア５４とフェースギア５６との間の付勢力が維持される。より詳細にはねじりばね６０からのばね付勢力は、第２の歯先５７ｂとウォームギア５４との間のかみ合いが外れた後に第２の歯先５７ｂとウォームギア５４とを再度かみ合わせることによって、第２の歯先５７ｂとウォームギア５４とのかみ合いを維持する。

図７Ｄに図示されるように、第２のアーム８０ひいてはブロック部材５８に掛かる第１の脚８２からの反時計方向の付勢力に起因して、スライド部材３２がブロック部材５８から離れた場合には、ブロック部材５８はロック解除ポジションへ到達するように反時計方向に回転する。ブロック部材５８における突出部８６とケーシング１８の第２のストッパー９０との間の係合により、ロック解除ポジションへ向かうブロック部材５８の回転は制限される。この係合は、ブロック部材５８がさらに反時計方向に回転することを防ぐ。上述のように、レバーアーム４０は、カム作動関係にある回転要素３０のカム作動面４５に追従するが、フック４７が機械的くぼみまたは凹部６６に係合する前は、スライド部材３２は下方へ移動することを阻止されている。そのようにしてスライド部材３２はブロック部材５８と再係合することを阻止されている。レバーアーム４０のフック４７が回転要素３０の機械的くぼみまたは凹部６６と係合した後、スライド部材３２はブロック部材５８に対して下方向にかつブロック部材５８へ向けて移動可能となる。ロックダイアル１６（図１参照）の回転による回転要素３０のさらなる回転は、ロックボルト２２をロックポジションからロック解除ポジションへ向けて移動させる。ロック解除ポジションではロックボルト２２はケーシング１８内に後退させられている。スライド部材３２は、好ましくはブロック部材５８の平坦なカム部分９２について相補的な形状を有する底部９４を含む。スライド部材３２の底部９４とブロック部材５８の平坦なカム部分９２との係合によって、ブロック部材５８は、図７Ｅ〜図７Ｆに図示されるようにロック解除ポジションから離れて参照符号Ｄで図示される所定の距離にわたって時計方向に回転させられる。

所定の時間の経過後にモータ５２に電気が供給され、ウォームギア５４は第２の方向に回転され、フェースギア５６は図７Ｆに図示されるように第１のポジションへ戻るように時計方向に回転される。あるいは、ロックボルト２２のポジションを検出するためにセンサ（図示せず）が設けられており、このセンサは、ロックボルト２２のポジションに基づいてウォームギア５４を駆動するためにマイクロコントローラ２１６（図１２参照）などのコントローラを介してモータ５２と連絡する。一例として、センサは、使用者が上述のようにロックボルト２２をロック解除ポジションへ駆動したかどうかを検知してもよい。ロックボルト２２がロック解除ポジションにあることが検知されると、センサは、モータ５２に電力が供給されるようにコントローラと連絡し、それによりウォームギア５４が第１の方向とは反対の第２の方向に駆動され、フェースギア５６が第２のポジションから第１のポジションへ回転される。

フェースギア５６が第２のポジションから第１のポジションへ回転すると、第１のアーム７８が第１の脚８２と係合し、第１の脚８２がともに回転する。第１の脚８２の回転は第２の脚８４を時計方向に回転させ、それにより第２の脚８４は第２のアーム８０と係合する。第２の脚８４のさらなる回転は、第２のアーム８０との係合により阻止される。第２のアーム８０は、スライド部材３２の底部９４とブロック部材５８の平坦なカム部分９２との係合により、時計方向へのさらなる回転を阻止する。この構造において、ねじりばね６０の第１および第２の脚８２，８４の間の相対移動およびポジションに起因して、第１の脚８２は第１のアーム７８を反時計方向に付勢し、第２の脚８４は第２のアーム８０を時計方向に付勢する。

図５Ａ〜図５Ｆおよび図６Ａ〜図６Ｄを参照して上述したように、またさらに図７に図示されるように、使用者がロックダイアル１６（図１参照）を時計方向に回転させて回転要素３０を回転させると、ロックボルト２２はロック開ポジションからロックポジションへ移動する。それによってフック４７は、回転要素３０の機械的くぼみまたは凹部６６から上方へ向けて離れる。回転要素３０のさらなる回転はフック４７を再びカム作動関係にある回転要素３０のカム作動面４５と相互作用させる。レバーアーム４０とスライド部材３２とは連結関係にあるため、レバーアーム４０の上方移動はスライド部材３２を上方向へ移動させる。スライド部材３２の上向きの動作は、ブロック部材５８からスライド部材３２を離間させる。第２の脚８４によって第２のアーム８０にかかる時計方向の付勢力に起因して、ブロック部材５８からのスライド部材３２の離間は、ロックポジションへ向かうブロック部材５８の時計方向の回転を可能にする。時計方向へのロックポジションへの回転は、回転ブロッカー５８の突出部８６と第１のストッパー８８との係合によって制限される。図７Ａを参照して上述したように、フェースギア５６が第１のポジションにありかつブロック部材５８がロックポジションにある場合、第１の脚８２は第１のアーム７８を反時計方向に付勢し、第１の脚８４は第２のアーム８０を時計方向に付勢する。

構成要素の動作の多くについて、例えば反時計方向または時計方向に移動するなど、その方向に関して説明してきた。当業者であれば、方向に関する様式で説明した構成要素の構造が、上述した方向とは反対の方向に構成要素が移動する様式で構成されてもよいことを理解するだろう。一例として代替的な実施形態において、ウォームギア５４およびフェースギア５６は、フェースギア５６が第１のポジションから第２のポジションへ向けて回転するように時計方向に回転するとともに第２のポジションから第１のポジションへ回転するように反時計方向に回転するように、構成されてもよい。

代替的な実施形態では、付勢部材としてねじりばね６０を使用するのではなくばねクラッチ（図示せず）が使用される。具体的には、ばねクラッチは、ねじりばね６０と類似の様式または同じ様式でブロック部材５８を回転させるために、フェースギア５６およびブロック部材５８に動作可能に連結される。

図８はモータ５２とウォームギア５４とフェースギア５６とブロック部材５８との分解図を示す。フェースギア５６の後側からはシャフト９６が延在している。ねじりばね６０はシャフト９６上に設けられており、かつシャフト９６における凹部１００ａ，１００ｂと係合する２つのばねクリップ９８ａおよび９８ｂの間に配置される。ねじりばね６０は、シャフト９６の中心に沿って延在する軸線に関してシャフト９６周りで自由に回転できる。ブロック部材５８はシャフト９６上に設けられる。ブロック部材５８は、シャフト９６の中心に沿って延在する軸線に関してシャフト９６周りで自由に回転できる。フェースギア５６は、シャフト９６の中心に沿って延在する軸線に関してシャフト９６周りで自由に回転できる。シャフト９６は、一度組み立てられるとシャフト９６に関する自由度すべてがケース１８に対して固定されるように、組み立て中にケーシング１８に固定される。

図９Ａおよび図９Ｂを参照すると、ロックは、ロックが何らかの方法で不正に干渉されたり不正にアクセスされたりした場合にロックボルト２２のロックポジションからロック解除ポジションへの移動を防止する再ロック機構１０２をさらに含む。再ロック機構１０２は、ケーシング１８の後壁５０に連結された第１のピン１０４を備える。第１のピン１０４は、ばねの付勢方向に第２のピン１０６が移動することを妨げる構造で、ばねで付勢される第２のピン１０６に連結される。第２のピン１０６はロックボルト２２の上部にある開口１０８の上方に配置される。好ましい実施形態では第２のピン１０６は第１のピン１０４の自由端１１２を受け入れる凹部１１０を含む。好ましくは第１のピン１０４の自由端１１２は、第１のピン１０４と第２のピン１０６との間に相補的な嵌合を提供するために、凹部１１０の形状に基づく形状になされている。第１および第２のピン１０４，１０６間の代替的な連結構造を提供するために、第２のピン１０６の凹部１１０および第１のピン１０４の自由端１１２のさまざまな形状が考えられる。第１および第２のピン１０４，１０６は、ケーシング１８の後壁５０が不正に干渉される前は、好ましくは互いに略直交するよう配置される。それにより第１のピン１０４は、第１のピン１０４に直交する第２のピン１０６の移動を阻止する。

後壁５０が不正に干渉された場合、例えば後壁５０が少なくとも部分的に除去された場合、第１のピン１０４は第２のピン１０６から外れるようにその嵌合が解除される。第２のピン１０６にはスプリング１１４によってばね付勢力が掛かっているため、第２のピン１０６は、ばね付勢方向に移動する。好ましくは第２のピン１０６は、ロックボルト２２の開口１０８へ向けて下方向に付勢されるとともにロックボルト２２の移動方向に直交する方向に付勢されており、第１のピン１０４から離れた後はロックボルト２２の開口１０８内に進入する。代替的には第２のピン１０６は、ロックボルト２２に対してケーシング１８内の他の箇所で懸架されてもよい。例えば第２のピン１０６は後壁５０以外の壁に懸架されてもよい。その場合、ロックボルト２２の開口１０８は、ケーシング１８の不正干渉時に第２のピン１０６が開口１０８に進入できるように配置される。第２のピン１０６はロックポジションからロック解除ポジションへのロックボルト２２の移動に抵抗できる材料特性を備えるように製造される。

図１０は代替実施形態におけるフェースギア５６を図示する。図８に図示されるようにフェースギア５６とウォームギア５４との間のかみ合いを維持するためにねじりばね６０からのばね付勢力を単に利用するのではなく、図１０に図示されるように一対のストッパー部材１１６がフェースギア５６から突出する。ストッパー部材１１６は、ウォームギア５４がさらに回転することを防止して、フェースギア５６とウォームギア５４とのかみ合いを中止させるよう配置されている。好ましくは、２つのストッパー部材１１６が、ウォームギア５４と相互作用するよう適応された形状を有するフェースギア５６の前面に配置されており、そのためフェースギア５６がロックポジションとロック解除ポジションとの間で回転する場合に一度ウォームギア５４がストッパー部材１１６の一方と係合すると、ウォームギア５４は連続回転できなくなる。この構造は、ウォームギア５４とフェースギア５６との間でのかみ合いの維持を保障する。

図１１を参照するとデバイス１０’の代替実施形態はロックダイアル１６’とディスプレイ１４’とを含む。この実施形態においてディスプレイ１４’は前方を向いている。ディスプレイ１４’は、使用を容易にするとの理由から前を向くように構成されている。例えば前を向いたディスプレイ１４’は、ロックが高所にある金庫に配置されているなどの状況において有利となる。一部の使用者は、そうした状況において上を向くディスプレイを見ることができるほど十分に背が高くないことがある。こうした理由から、そうした状況において前を向くディスプレイ１４’を提供することは利点となる。

図１２には、上述のようにロックダイアル１６つまりユーザ入力デバイス１６を有するデバイス１０の代表的な実施形態に基づく例示的な発電機−モータ回路２００を示す。以下ではその作動について詳述する。ロックダイアル１６は発電機２２４に動作可能に連結される。発電機２２４は、回路２００の残りの部分で使用するために交流電力を直流パルスに変換するべく整流器２４１に動作可能に連結される。整流器２４１は、主要コンデンサバンク２２６と、発電機パルス検出器２３６と、電気モータを有するモータ駆動回路２２８と、整流器２４１からの直流パルスを方向付ける第１、第２および第３のパストランジスタ２３０，２３７，２３９と、に動作可能に接続される。第１のパストランジスタ２３０は、以下でより詳細に説明するように特定の状況で補助コンデンサバンク２３２に充電するために、選択的に直流パルスを補助コンデンサバンク２３２へ向けて方向付ける。第２のパストランジスタ２３７は選択的に、電圧検出器２３８へ直流パルスを方向付け、続いて第３のパストランジスタ２３９へ方向付ける。したがって第３のパストランジスタ２３９は、マイクロコントローラ２１６または他のコントローラへ電力供給するために直流パルスを電圧調整器２４０へ誘導する。回路２００は、それぞれマイクロコントローラ２１６と連絡する電圧センサ２３４および温度センサ２３１をさらに含む。電気モータを有するモータ駆動回路２２８はマイクロコントローラ２１６によって当該モータ駆動回路に電気を供給することによって駆動される。

さらに発電機２２４は、ＬＥＤバックライトを有する液晶ディスプレイ１４に動作可能に接続される。回路２００はインターフェースＰＣＢおよびＬＥＤ駆動回路２０１をさらに含む。発電機２２４は、ＬＣＤ駆動モジュール２３５にＬＣＤ制御信号を提供するマイクロコントローラ２１６と同様に液晶ディスプレイ１４のＬＥＤバックライトに電力を提供する。こうした場合、ＬＣＤ駆動モジュール２３５は液晶ディスプレイ１４にＬＣＤ駆動信号を送る。なおＬＣＤ駆動信号およびＬＥＤ駆動部は互いから独立して発電機２２４を介して電力供給される。

図１２には、上述のユーザ入力デバイス１６のためのロックダイアル１６を有するデバイス１０の例示的な実施形態に基づく発電機−モータ回路２００の例示的な実施形態が図示される。またマイクロコントローラ２１６はデバイス１０内の回路基板（図示せず）に取り付けられる。マイクロコントローラ２１６は、操作指示の特定のセットによってデバイス１０を制御するためにディスプレイ１４に動作可能に接続される。回路２００の例示的な動作が図１３Ａ〜図１３Ｄに図示される。それぞれ図１２に図示される回路２００に関連付けて考慮されるべきである。

図１３Ａ〜図１３Ｄにはロック工程の流れ図を示す。図１３Ａ〜図１３Ｄの作動モードにおいて、一度ロックダイアル１６の回転が検出されると、ロック電源が入り、ロックを最後に解除してから試された不正な組み合わせ入力の回数を示す値Ｐとともにメモリから認証情報あるいは適切な組み合わせ値Ｘ，Ｙ，Ｚを得る。具体的にはディスプレイ１４は液晶ディスプレイであり、使用者がロックダイアル１６を用いて入力した数値Ｎやダイアルの左回し（←ＤＬ）、右回し（ＤＲ→）および正しい開放（ＯＲ→）を含む使用者のアクションを示すように構成される。加えてディスプレイ１４は、使用者が不適切な組み合わせを入力した際には稲妻マークを表示し、変更キー（図示せず）がデバイス１０に挿入された際には鍵マークを表示する。

より具体的には、図１２および図１３Ａ〜図１３Ｄによれば、時計方向（ＣＷ）または反時計方向（ＣＣＷ）へのロックダイアル１６の回転により、発電機を介して、主要コンデンサバンク２２６内に蓄電される電力が発生される。参考までに図１３Ａ〜図１３Ｄに関するＣＷ回転またはＣＣＷ回転は、ロックダイアル１６を前方から見た場合の使用者に対するものである。初めに電源を入れる際に、主要コンデンサバンク２２６および補助コンデンサバンク２３２は放電されている。使用者がロックダイアル１６を回すと発生した交流電力は直流パルスとなるよう整流される。この直流パルスは主要コンデンサバンク２２６を充電する。直流パルスは発電機パルス検出器２３６によって検出され、発電機パルス検出器２３６は各直流パルスを用いて第２のパストランジスタ２３７を作動させる。主要コンデンサバンク２２６の電圧は電圧検出器２３８に連絡される。基本的に初期の充電電圧は、使用者がロックダイアル１６を回して十分な電圧を発生させるまで、電圧検出器２３８の電圧限界閾値を超えない。電圧がこの電圧限界閾値を超えると、第３のパストランジスタ２３９が作動する。そのため主要コンデンサバンク２２６は、蓄積された電荷を電圧調整器２４０へ向けて誘導し、マイクロコントローラ２１６の電源を入れる。マイクロコントローラ２１６は続いて、ロックダイアル１６の回転がある程度の期間で止まった場合でさえもマイクロコントローラ２１６へ電力を導くために、第３のパストランジスタ２３９を作動させる。ロックダイアル１６が回転し続けると、後述するように使用者にプロンプトを表示し動作を続けるために、マイクロコントローラ２１６は主要コンデンサバンク２２６の電圧をモニタする。加えて主要コンデンサバンク２２６は、マイクロコントローラ２１６および電気モータ２２８に電気接続される。なお補助コンデンサバンク２３２もまた、華氏３２度未満などの低温状態で付加的な電力を提供するために（その目的については以下で詳細に説明する）、第１のパストランジスタ２３０を介して電気モータ２２８に電気接続される。

ロックダイアル１６は、最小電圧がマイクロコントローラ２１６によって検出されるまで回転される。例示的な実施形態によれば、アナログ−デジタル変換器（図示せず）が、電圧を検出する（あるいは他の方法でセンシングする）ためにマイクロコントローラ２１６内部に製造されている。なお当然のことながら電圧を検出するデバイスまたは方法が同様に使用されてもよい。どのような場合でも主要コンデンサバンク２２６から５ボルトなどの最小電圧が検出されると、ディスプレイ１４は使用者に左につまりＣＣＷ（反時計方向）にダイアルを回すよう表示する。使用者がＣＣＷにダイアルを回すと、使用者は後述するように所定の組み合わせを入力できる。なお使用者がダイアルを右つまりＣＷ（時計方向）に回すとディスプレイ１４は監査カウントを表示する。ディスプレイ１４上にファームウェアレベルを表示させるために使用者は繰り返しダイアルを右に回してもよく、そしてファームウェアレベルおよびファームウェアレベルデータの両方を表示させるために使用者は再び繰り返しダイアルを右に回してもよい。

一度使用者がロックダイアル１６のＣＣＷ回転を開始すると、マイクロコントローラ２１６はメモリからＰの値を取得する。Ｐが３以上の値を有する場合、ディスプレイ１４はこの値を表示する。この時、デバイス１０は、動作可能にマイクロコントローラ２１６に接続される温度センサ２３１を介して環境温度の検出を開始する。マイクロコントローラ２１６は、測定された環境温度を、ＥＳＲの効果が電気モータ２２８を作動させるための主要コンデンサバンク２２６の能力を減少させる（なお本明細書ではＥＳＲ閾温度とも称される）既定の温度と比較する。環境温度がＥＳＲ閾温度を超えるかどうかに関わらず、発電機２２４は主要コンデンサバンク２２６を帯電させる。

測定された環境温度がＥＳＲ閾温度未満の場合、マイクロコントローラ２１６は第１のパストランジスタ２３０を作動し、主要コンデンサバンク２２６および補助コンデンサバンク２３２の両方を充電する。マイクロコントローラ２１６は続いて利用可能なコンデンサバンクに蓄積された電圧を検知する。言い換えると環境温度に応じて、発電機２２４は、デバイス１０の動作を予想して、主要コンデンサバンク２２６をまたは主要コンデンサバンク２２６および補助コンデンサバンク２３２の両方を充電する。加えてマイクロコントローラ２１６は、デバイス１０が作動する間にわたって、利用可能なコンデンサバンクにおける充電電圧を検知し続ける。検出される電圧が環境温度に関して既定の充電値以下に降下した場合、ディスプレイ１４は、作動状況に応じて、使用者にダイアルを右に回すか左に回すかを示す。この方法において、デバイス１０は、図１３Ａ〜図１３Ｄに示されるようにデバイス１０の作動中はずっと充電されたままとなる。

一度マイクロコントローラ２１６が環境温度を検出して上述のＥＳＲの効果のために調整すると、マイクロコントローラ２１６はループタイマを初期化し、メモリからＸ、Ｙ、Ｚの値を取得する。検出された電圧を検証するとともに、ＣＣＷ回転が停止される一方でＣＷ回転が開始されたことを検出した後、マイクロコントローラ２１６は続いて、停止時に、入力されたダイアル値をＸ１として格納する。このプロセスはＹ１およびＺ１に関する値を得るために繰り返される。次にマイクロコントローラ２１６は、入力された値Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１を、適切な組み合わせ値Ｘ、Ｙ、Ｚと適合するかを検証する。これら値が適合する場合、上記工程が後述のように進められる。これら値が適合しないかあるいは組み合わせが１０秒以内に入力された場合には、ディスプレイ１４は稲妻マークを表示し、Ｐが増加され、ロックの電源が落とされる。これは一般的に入力エラーと称されてもよい。さらに、エラーがなくても、使用者が組み合わせ値Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１を入力する時間が４０秒を超える場合にはデバイスはシャットダウンされるかるいはタイムアウトする。なお使用者が組み合わせを入力する時間の合計が１８０秒を超える場合には、その入力は上述の場合と同様に入力エラーとして処理される。

入力が正しくかつデバイス１０が充電されると、マイクロコントローラ２１６は再び環境温度を検知して、低温状態にあるかどうかを判定する。環境温度がＥＳＲ閾温度を超える場合には、主要コンデンサバンク２２６が、電気モータ２２８に動作可能に接続される。続いてマイクロコントローラ２１６は、最後に主要コンデンサバンク２２６が放電して電気モータ２２８を作動させる前に、主要コンデンサバンク２２６内の電荷の量を確認する。環境温度がＥＳＲ閾温度未満である場合には、主要コンデンサバンク２２６と補助コンデンサバンク２３２の両方が第１のパストランジスタ２３０を介して電気モータ２２８に動作可能に接続される。マイクロコントローラ２１６は続いて、最後に利用可能なコンデンサバンクの各々が放電して電気モータ２２８を作動させる前に、これら利用可能なコンデンサバンク内の電荷の量を検証する。最終的に、ディスプレイ１４は、ロックボルト２２（図３参照）が使用者によって引き込められるように、使用者に右側が開くことを示す。

さらにデバイス１０は、電源が切られる一方で電力の保存も行う。具体的にはマイクロコントローラ２１６は、第３のパストランジスタ２３９を停止させる。これにより電圧調整器２４０には電力が供給されず、結果的にマイクロコントローラ２１６は停止する。第３のパストランジスタ２３９が停止されるようにバイアスが付与されている場合、最小電流が主要コンデンサバンク２２６および補助コンデンサバンク２３２のいずれかから流れる。したがって主要コンデンサバンク２２６および補助コンデンサバンク２３２はより長い期間にわたって電荷を保持する。その後に電源を入れる際には、エネルギーが、デバイス１０の前回の作動からの経過時間に応じて主要コンデンサバンク２２６および補助コンデンサバンク２３２に保持されている傾向がある。例えばデバイス１０は、ロックダイアル１６の回転が１回だけでも電源が入ってもよい。いずれの場合でも、これは、エネルギーを保存することによって、かつデバイス１０に充電するためにロックダイアル１６の、必要とされるよりも少ない回転しか必要としないことによってユーザ・エクスペリエンスを向上させる。

発電機２２４によって発生する過大な電荷を蓄積することに関して、補助コンデンサバンク２３２が使用されない場合には主要コンデンサバンク２２６内の過大な電荷を接地するために、電圧制限ダイオード（図示せず）が従来の様式で使用されている。なおデバイス１０は、主要コンデンサバンク２２６からの過大な電荷を接地するよりむしろ補助コンデンサバンク２３２を効果的に事前充電するものである。より詳細には、デバイス１０は、第１のパストランジスタ２３０を用いて超過電力を遮断することによって、補助コンデンサバンク２３２にエネルギーを保存する。発生した超過電力はマイクロコントローラ２１６によって検出される。この方法では、特に主要コンデンサバンク２２６および補助コンデンサバンク２３２の両方を用いて電気モータ２２８を作動させる場合にエネルギーを蓄積することおよびデバイス１０の充電のためにロックダイアル１６の回転が少ししか要求されないことによってユーザ・エクスペリエンスが同様に向上される。

例えば環境温度がＥＳＲ閾温度を超える場合、マイクロコントローラ２１６は、補助コンデンサバンク２３２を事前充電するために第１のパストランジスタ２３０のパルスオンおよびパルスオフの両方を行う。具体的には、第１のパストランジスタ２３０がオフにされると、発電機２２４は補助コンデンサバンク２３２を充電しない。第１のパストランジスタ２３０がオンである場合、発電機２２４は補助コンデンサバンク２３２を充電する。主要コンデンサバンク２２６が規定充電量を超える場合には第１のパストランジスタ２３０はパルスオンされ、主要コンデンサバンク２２６が規定の充電量未満の場合にはパルスオフされる。例えば既定の最小充電量は９Ｖであってもよい。なお主要コンデンサバンク２２６と補助コンデンサバンク２３２の両方が規定の充電量に匹敵する場合には、電圧制限ダイオード（図示せず）が過大な電荷を接地する。

デバイス１０はまた、付加的なセキュリティ利点として「ＬＣＤオーバー・モジュレーション」を含む。具体的にはディスプレイ１４がＬＣＤである場合に、ディスプレイ１４は、マイクロコントローラ２１６に動作可能に接続されたＬＣＤ駆動モジュール２３５と連絡する。従来のように、マイクロコントローラ２１６は、液晶ディスプレイ１４上で表示される特定のＬＣＤセグメントを作動させるためにＬＣＤ駆動モジュール２３５に命令する。これらＬＣＤセグメントは液晶ディスプレイ１４への損傷を抑えるために迅速かつ連続的に「明滅」される。なおこの迅速な明滅の速度は従来通りにマイクロコントローラ２１６のクロック信号によって決定される。クロック信号は例示的な実施形態によれば１２５ｋＨｚから８９９ｋＨｚの間で変化する。例えば、従来のディスプレイに関してクロック信号周波数が２５０ｋＨｚの場合にＮ＝２５の数が常に表示されてもよい。なおデバイス１０の例示的な実施形態によれば、ＬＣＤ駆動モジュール２３５は、マイクロコントローラ２１６からのデータを受け取り、かつクロック信号を、意図した数を表す固有のクロック信号に変換するように構成されている。さらに進むと、ＬＣＤ駆動モジュール２３５は所定の数に関して固有のクロック信号をランダム化する。例えば数「２５」は一度は８６２ｋＨｚで表示され、別の時には１２５ｋＨｚで表示される。この方法では、液晶ディスプレイ１４の周波数を検出する試みは幅広い検出周波数をもたらす；そのため特定の周波数を特定の数に関連づけることは困難である。

最後に、デバイス１０の上述の工程は、従来の３つの数を入力するシーケンスを用いる。当然のことながら、デバイス１０は二重組み合わせモードまたは上位／下位モードに基づいて作動されてもよい。さらに本発明は１つ以上の実施形態の説明によって例示されており、またこれら実施形態は非常に詳細に説明されているが、これらは特許請求の範囲に記載の本発明の範囲を制限したり限定したりすることを意図していない。本明細書で説明されて図示されたさまざまな特徴はそれのみであるいは組み合わせて用いられてもよい。さらなる利点や変更は当業者であれば容易に理解できるだろう。本発明はその幅広い態様において特定の細部に限定されるものではなく、代表的な装置および方法および実際的な例が図示されかつ説明されている。したがって本発明の基本的な趣旨の範囲から逸脱することなく、そうした詳細からの展開も可能であろう。

１０，１０’ デバイス
１４，１４’ 液晶ディスプレイ
１６ 入力ノブ、ダイアル
１８ ケーシング
３０ 回転要素
３４ カムノッチ
３６ ケーススタッド
４０ レバーアーム
４４ 側方ピン
４５ カム作動面
４６ 円形開口
４７ フック
４８ 枢軸取付開口
５０ 後壁
５１ 固定具
５３ 開口
５４ ウォームギア
５６ フェースギア
５７ 歯
５７ａ，５７ｂ 歯先
５８ ブロック部材
６０ 付勢部材
６４ 固定カム部分
６６ 凹部
７８ 第１のアーム
８０ 第２のアーム
８２ 第１の脚
８４ 第２の脚
８６ 突出部
８８ 第１のストッパー
９０ ストッパー
９３ 円形カム部分
９４ 底部
９６ シャフト
９８ クリップ
１００ 凹部
１０４ 第１のピン
１０６ 第２のピン
１０８ 開口
１１０ 凹部
１１４ スプリング
１１６ ストッパー部材

Claims (15)

1. 電源内蔵式ロックであって、
   モータによって作動可能なロックと；
   使用者によって手で作動された場合に、コントローラに電力を供給するよう使用される電力を発生する手動発電機と；
   前記発電機によって発生した電力を蓄積する蓄電デバイスと；
   を備えており、
   前記蓄電デバイスによって蓄積された電力の少なくとも一部は、前記ロックが作動される際に使用され、
   前記蓄電デバイスは、前記ロックの作動後に電力のうち使用されていない部分を蓄積するよう構成されており、
   前記電力のうち使用されていない部分は、前記コントローラに電力を供給するために次のロックの作動のために使用可能であることを特徴とする電源内蔵式ロック。
2. 電源内蔵式ロックであって、
   モータによって作動可能なロックと；
   使用者に前記ロックに関する情報を表示するよう作動可能な表示デバイスと；
   使用者によって手で作動された場合に発電する手動発電機と；
   前記発電機と前記表示デバイスとの間で電気接続されるコントローラであって、ランダム化されたクロック信号を前記表示デバイスに提供するよう構成されているコントローラと；
   を備えており、
   前記発電機は、前記ロックおよび前記表示デバイスの作動のために前記表示デバイスおよび前記モータに電力を供給するよう前記表示デバイスおよび前記モータに電気接続されていることを特徴とする電源内蔵式ロック。
3. 前記発電機によって発生した電力は前記コントローラに電力を供給するために使用され、前記ロックはさらに、
   前記発電機に動作可能に連結された蓄電デバイスと；
   回転可能なロックダイアルであって、前記ロックダイアルの回転時に発電するように前記発電機に連結されたロックダイアルと；
   前記ロックダイアルの回転速度を検知するともに前記コントローラに動作可能に接続されたセンサと；
   を備えており、
   前記コントローラは、前記ロックダイアルが自動デバイスを用いて回転されたかどうかを特定し、
   前記コントローラが、ロックダイヤルは自動デバイスを用いて回転されたと判定した場合、前記コントローラは、正しいロック組み合わせが入力されたかどうかに関わらず、ロックをロックポジションに維持することを特徴とする請求項２に記載の電源内蔵式ロック。
4. 前記表示デバイスは、ディスプレイとバックライトとをさらに含み、
   前記ディスプレイは前記情報を表示するよう動作可能であり、かつ前記バックライトは、前記ディスプレイに光を当てるように動作可能であり、かつ前記発電機は前記バックライトに電気接続されていることを特徴とする請求項２に記載の電源内蔵式ロック。
5. 前記ディスプレイの少なくとも一部を覆うフィルタリングデバイスをさらに備えており、前記フィルタリングデバイスは、複数の角度からのディスプレイの目視を妨げるよう構成されていることを特徴とする請求項４に記載の電源内蔵式ロック。
6. 前記発電機は前記ディスプレイに電気接続されていることを特徴とする請求項４に記載の電源内蔵式ロック。
7. 前記ディスプレイは液晶ディスプレイであり、かつ前記バックライトは発光ダイオードであることを特徴とする請求項４に記載の電源内蔵式ロック。
8. 表示される前記情報は、ダイアルの組み合わせ、ダイアルを回す方向、および操作メニューのうちの少なくとも１つであることを特徴とする請求項２に記載の電源内蔵式ロック。
9. 前記発電機と前記表示デバイスとの間および前記発電機と前記モータとの間で電気接続される蓄電デバイスをさらに備えており、
   前記蓄電デバイスは、前記発電機から受け取る電力を蓄積するとともに、選択的かつ同時に前記表示デバイスおよび前記モータに電力を供給するように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の電源内蔵式ロック。
10. 前記蓄電デバイスは、発電が停止した後、所定期間にわたって前記表示デバイスの少なくとも一部が作動したままとなるように、前記表示デバイスに供給される電力を調整するよう構成されていることを特徴とする請求項９に記載の電源内蔵式ロック。
11. モータおよび表示デバイスに電気接続された手動発電機を有するロックに電力を供給する方法であって、
    前記発電機を手で作動させて発電するステップと；
    前記ロックを作動させるために、前記発電機によって生じた電力を前記モータに供給するステップと；
    前記ロックに関する情報を使用者に表示するために、前記発電機によって生じた電力を前記表示デバイスに供給するステップと；
    前記発電機と前記表示デバイスとの間で電気接続されるコントローラによって、ランダム化されたクロック信号を前記表示デバイスに提供するステップと；
    を含むことを特徴とする方法。
12. センサを用いて、ロックダイアルの回転を検知するステップと；
    前記センサから前記コントローラへ、検知された回転を連絡するステップと；
    前記コントローラを用いて、前記ロックダイアルが自動デバイスを用いて回転されたかどうかを特定するステップであって、このとき前記コントローラが、前記ロックダイアルは自動デバイスを用いて回転されたと判定した場合には、正しいロック組み合わせが入力されたかどうかにかかわらず、前記コントローラは前記ロックをロックポジションに保持する、ステップと；
    をさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
13. 前記表示デバイスはバックライトをさらに含み、
    前記方法は、前記発電機によって生じた電力を前記バックライトに供給すると同時に前記発電機によって生じた電力を前記モータに供給するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
14. 前記表示デバイスは、ディスプレイをさらに含み、
    前記方法は、前記発電機によって生じた電力を前記ディスプレイに供給すると同時に前記発電機によって生じた電力を前記モータに供給するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
15. 前記発電機と前記表示デバイスとの間および前記発電機と前記モータとの間において蓄電デバイスが電気接続されており、
    前記方法は、前記発電機から受け取った電力を蓄積し、前記表示デバイスおよび前記モータに、選択的にかつ同時に電力を供給するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。

Images