JPH0768805B2

JPH0768805B2 - 電子鍵装置

Info

Publication number: JPH0768805B2
Application number: JP2210258A
Authority: JP
Inventors: 洋伊藤; 健太郎安達
Original assignee: Itoki Corp
Current assignee: Itoki Corp
Priority date: 1990-08-10
Filing date: 1990-08-10
Publication date: 1995-07-26
Anticipated expiration: 2010-07-26
Also published as: JPH0493481A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、収納庫、貸金庫、ホテル、マンション、車
両あるいは自動販売機などのドアの施錠、解錠を行なう
ために使用する電子鍵装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来の鍵装置は、機械式と電子式に大別することができ
る。

そして、機械式としては、鍵に形成されている凹凸や溝
などを暗号手段とし、錠側で、例えば機械的なピンで暗
号を検出して暗号が一致すると、解錠および施錠を行な
えるものや、鍵に永久磁石を配列し、その位置や極性の
組み合わせを錠側の永久磁石との反発または吸引の組み
合わせで暗号を検出して一致すると、解錠および施錠を
行なえるものが知られている。

また、電子式としては、複数の数字ボタンから暗号を入
力し、電子的あるいは電気的に暗号の一致を検出する
と、解錠および施錠を行なえるものや、前述した鍵装置
と組み合わせて磁気テープに暗号（暗号情報）を記憶さ
せた磁気ストライプカードを利用して保安性を高めたも
のが知られている。

また、鍵に内蔵した半導体記憶素子を暗号記憶手段と
し、暗号伝達手段として赤外線や電波を利用したものが
知られており、自動車の鍵などに利用されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の鍵装置は、以上のように構成されているので、機
械式の場合、暗号形成手段が機械的な鍵の形状に依存し
ているため、きわめて容易に複製、偽造ができる。

また、鍵装置の紛失、盗難などのときには錠装置を交換
しなければならず、負担が大きくなる。

さらに、物理的な寸法の制約から暗号の組み合わせ数が
少なく、永久磁石を利用して暗号の組み合わせを行なっ
た場合は、永久磁石の経年変化によって動作が不安定に
なるなどの不都合があった。

次に、電子式の場合、磁気ストライプカードを利用する
と、外部からの磁気によって暗号の内容が破壊される。

また、パーソナルコンピュータなどの普及により、暗号
の内容を容易に変造、複製できるため、安全性に問題が
ある。

さらに、鍵装置に内蔵した半導体記憶素子を暗号記憶手
段とする場合は、暗号伝達手段を赤外線で行なうものが
多く、錠の解錠または施錠が必要なとき以外にも鍵装置
に設置された押ボタンなどを操作することにより、随意
に暗号を発信することになる。

この場合、空間を暗号の伝達路として使用しているた
め、普及している家電用の学習リモコンなどによって容
易に暗号の盗聴が可能であり、暗号の複製は機械式より
容易である。

また、電池などの電源を内蔵しているため、電池切れ
や、電池交換に伴う不便さや、電池を交換できる形状に
構成しなければならないため、防水性に問題がある。

さらに、電波を暗号の伝達媒体に使用すると、貸しロッ
カなどのように錠装置を近接させて集合状態で設置した
場合、各錠装置が電波送信部を持つことは互いに混信し
て実用的でないなどの不都合があった。

この発明は、上記したような不都合を解消するためにな
されたもので、赤外線によって暗号情報の書き換え、書
き込みが可能で、安全性、防犯性、耐久性および信頼性
に優れた電子鍵装置を提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明にかかる電子鍵装置は、機械鍵部を鍵電子回路
部分に接続された一方の電極とし、電子鍵部に他方の電
極を設け、電子鍵部の鍵電子回路部分に、両電極を介し
て錠側から供給される電圧を鍵電子回路部分を構成する
各部に供給するとともに、電圧に重畳された初期化信号
および同期信号を分離して制御部に出力する電源信号分
離部を設けたものである。

〔作用〕

この発明における電子鍵装置は、機械鍵部を錠側に挿入
することにより、錠側から電圧が供給されるとともに、
電圧に重畳された初期化信号および同期信号を電源信号
分離部で分離して制御部に供給する。

したがって、制御部は供給される初期化信号および同期
信号に基づいて制御を開始するので、赤外線で送信され
てくる暗号情報の書き換え、書き込みを行なうことがで
きるとともに、錠側と暗号情報の送受信を赤外線で行な
うことができる。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図に基づいて説明する。

第１図はこの発明の一実施例による電子鍵装置の構成を
示す断面図、第２図は第１図に示した電子鍵装置と、こ
の電子鍵装置に対応する電子錠装置を示す斜視図、第３
図は第１図と第２図に示した電子鍵装置と電子錠装置の
電気系統の構成を示すブロック図である。

第１図において、１は電子鍵装置を示し、暗号手段とし
て凹凸や溝が形成され、アース電極となる機械鍵部２
と、この機械鍵部２の後端部に一体的に形成された電子
鍵部３で構成されている。

そして、電子鍵部３は、鍵電子回路部分3aと、この鍵電
子回路部分3aの電極3a₅を前端側部の上下に露出させて
機械鍵部２の後端部に赤外線を透過させる樹脂でモール
ドした樹脂モールド部分3bで構成されている。

さらに、鍵電子回路部分3aは、第３図にも示すように、
機械鍵部２と電極3a₅を介して供給される電圧を後述す
る各部に供給するとともに、電圧に重畳された初期化信
号および同期信号を分離して第１の制御記憶部3a₄に出
力する電源信号分離部3a₁と、供給される赤外線の光信
号を受光して第１の制御記憶部3a₄に出力する、例えば
赤外線ホトトランジスタで構成された第１の光受信部3a
₂と、第１の制御記憶部3a₄の制御に基づいて赤外線の光
信号を出力する、例えば赤外線発光ダイオードで構成さ
れた第１の光送信部3a₃と、マイクロコンピュータ、EEP
ROMなどで構成され、電源信号分離部3a₁の出力に基づい
て制御を開始して第１の光送信部3a₃を動作させ、第１
の光受信部3a₂からの制御情報、暗号情報を記憶する第
１の制御記憶部3a₄で構成されている。

なお、機械鍵部２と電極3a₅は、鍵電子回路部分3aの電
源信号分離部3a₁に接続されている。

そして、第１の制御記憶部3a₄は、EEPROMなどの半導体
記憶素子を用いているので、多数の暗号情報の組み合わ
せを記憶することができる。

第２図において、11は電子錠装置を示し、機械錠部12
と、電子錠部13で構成されている。

そして、機械錠部12は、ドアなどに固定され、陽極とな
るシリンダ錠固定部分12aと、このシリンダ錠固定部分1
2aに対して回転し、アース電極となるシリンダ錠回転部
分12bと、このシリンダ錠回転部分12bを施錠状態に保持
するロック機構部分12dで構成されている。

なお、シリンダ錠固定部分12aとシリンダ錠回転部分12b
は、絶縁体12cで電気的に絶縁されている。

さらに、シリンダ錠固定部分12aには、電子鍵装置３の
機械鍵部２をシリンダ錠回転部分12bの鍵穴12b₁に挿入
すると、第１の光受信部3a₂と対向し、赤外線を透過さ
せる発光窓12a₁と、第１の光送信部3a₃と対向し、赤外
線を透過させる受光窓12a₂と、鍵穴12b₁に挿入された機
械鍵部２を検出するための検出孔12a₃が設けられ、シリ
ンダ錠回転部分12bには、機械鍵部２が挿入される鍵孔1
2b₁と、図示は省略されているが、鍵穴12b₁と検出孔12a
₃に連通する連通孔と、ロック機構部分12dのプランジャ
12d₂が係脱する係合溝12b₂が設けられている。

また、ロック機構部分12dは、ソレノイド12d₁と、その
ソレノイド12d₁を励磁することによって移動し、シリン
ダ錠回転部分12bの係合溝12b₂と係合しなくなるプラン
ジャ12d₂で構成されている。

そして、電子錠部13は、第３図にも示すように、各部に
電源を供給する電池などの電源部13a₁と、シリンダ錠固
定部分12aの検出孔12a₃に対向させて設けられ、例えば
ホフレクタなどで構成された鍵検出部13a₂と、電源部13
a₁からの電圧に第２の制御記憶部13a₇からの初期化信号
および同期信号を重畳して電子鍵装置１の電源信号分離
部3a₁に供給する電源信号供給部13a₃と、第２の制御記
憶部13a₇の制御に基づいて赤外線の光信号を発光窓12a₁
に出力する、例えば赤外線発光ダイオードで構成された
第２の光送信部13a₄と、受光窓12a₂から供給される赤外
線の光信号を受信して第２の制御記憶部13a₇に出力す
る、例えば赤外線ホトトランジスタで構成された第２の
光受信部13a₅と、第２の制御記憶部13a₇の制御に基づい
てロック機構部分12dを制御する錠動作制御部13a₆と、
マイクロコンピュータ、ROM、RAMなどで構成され、鍵検
出部13a₂と第２の光受信部13a₅の出力に基づいて電源信
号供給部13a₃、第２の光送信部13a₄、錠動作制御部13a₆
および第１の制御記憶部3a₄を制御するとともに、制御
情報、暗号情報などを記憶する第２の制御記憶部13a₇で
構成されている。

なお、電源信号供給部13a₃の陽極はシリンダ錠固定部分
12aに接続されるとともに、アース電極はシリンダ錠回
転部分12bに接続されている。

そして、13a₈は外部機器と第２の制御記憶部13a₇を接続
するインタフェース部（I/F部）を示し、第３図に示し
た電源信号供給部13a₃、第２の制御記憶部13a₇およびI/
F部13a₈は、第２図のプリント基板PB上に形成されてい
る。

第４図（ａ）〜（ｄ）および第５図（ａ）〜（ｄ）は情
報の送受信を説明するためのタイミング図である。

次に、動作について説明する。

まず、電子鍵装置１の機械鍵部２を電子錠装置11のシリ
ンダ錠回転部分12bに形成されている鍵穴12b₁に挿入す
ると、電子錠部13の鍵検出部13a₂は第４図（ｄ）に示す
鍵検出信号を第２の制御記憶部13a₇に出力するので、第
２の制御記憶部13a₇は、第４図（ｃ）に示すように、電
源信号供給部13a₃を活性化させると同時に、初期化信号
S_Iを重畳させた後、同期信号S_Sを重畳させると同時に、
同期信号S_Sに同期した制御情報D_C（第４図（ａ））を第
２の光送信部13a₄から送出させる。

したがって、シリンダ錠固定部分12aおよび電極3a₅、シ
リンダ錠回転部分12bおよび機械鍵部２を介して電源信
号分離部3a₁に電圧が供給される。

なお、制御情報D_Cの種類によっては、さらに同期信号S_S
を必要な数だけ重畳させる。

そして、制御情報D_Cとは、読み込み、書き込み、書き込
み禁止、全消去などの指令を1,0のビット列の組み合わ
せで表現した、例えば８ビットのディジタルデータであ
り、４ビットをコマンド、４ビットを第１の制御記憶部
3a₄のアドレスとして使用する。

次に、電源信号分離部3a₁は電圧に重畳された初期化信
号S_Iおよび同期信号S_Sを除去して第１の光受信部3a₂〜
第１の制御記憶部3a₄に安定した電力を供給するととも
に、初期化信号S_Iと同期信号S_Sを各々の信号S_I，S_Sの時
間幅と繰り返しの時間間隔で認識して分離し、第１の制
御記憶部3a₄に出力する。

なお、初期化信号S_Iの時間幅を、例えば50マイクロ秒、
同期信号S_Sの時間幅を、例えば10マイクロ秒、初期化信
号S_Iおよび同期信号S_Sの時間間隔を、例えば100マイク
ロ秒とすると、各時間幅および時間間隔が所定の値でな
いときは、第１の制御記憶部3a₄は何の制御も行なわな
い。

さらに、第１の制御記憶部3a₄は、初期化信号S_Iを受信
すると、所定の初期化動作を行なって初期状態になるの
で、第４図（ａ）に示す第１の光受信部3a₂の制御情報D
_Cを同期信号S_Sに同期して読み込み、あらかじめ設定さ
れている制御情報D_Cであるか否かを検証する。

そして、あらかじめ設定されている制御情報D_Cでない場
合は、第１の制御記憶部3a₄は何の制御も行なわないの
で、第１の光送信部3a₃から暗号情報D_Pは送出されず、
第１の制御記憶部3a₄の暗号情報D_Pも変更されない。

しかし、あらかじめ設定されている制御情報D_Cであり、
制御情報D_Cが読み込みの場合は、第１の制御記憶部3a₄
は引き続いて送られてくる同期信号S_Sに同期して第１の
光送信部3a₃を制御し、第１の光送信部3a₃から第４図
（ｂ）に示す暗号情報D_Pを電子錠装置11に送信させる。

この場合、制御情報D_Cのアドレスを変更しながら読み込
みを繰り返すことにより、暗号情報D_Pの一部もしくは全
部を読み出すことができる。

そして、読み出された暗号情報D_Pは第２の光受信部13a₅
を介して第２の制御記憶部13a₇に出力されるので、第２
の制御記憶部13a₇は、暗号情報D_Pを比較検証することに
より、暗号情報D_Pが一致すると、錠動作制御部13a₆を介
してロック機構部分12dを動作させ、プランジャ12d₂の
係合溝12b₂との係合を解除する。

したがって、機械鍵部２とシリンダ錠回転部分12bの暗
号が一致した状態で、機械鍵部２およびシリンダ錠回転
部分12bを施錠位置Ａから解錠位置Ｂ（第２図）の解錠
方向に回転させると、解錠することができる。

そして、このように解錠した状態から機械鍵部２および
シリンダ錠回転部分12bを施錠位置Ａまで回転させ、電
子鍵装置１を電子錠装置11から抜き取ると、鍵検出部13
a₂が鍵検出信号を出力しなくなるので、第２の制御記憶
部13a₇は錠動作制御部13a₆を介してロック機構部分12d
を動作させ、プランジャ12d₂を係合溝12b₂に係合させ
る。

また、制御情報D_Cが書き込みの場合は、引き続いて送ら
れてくる同期信号S_Sに同期して第２の光送信部13a₄から
第５図（ａ）に示すように暗号情報D_Pが送られてくるの
で、第１の制御記憶部3a₄は第１の光受信部3a₂からの暗
号情報D_Pを記憶する。

この場合、第１の制御記憶部3a₄は、制御情報D_Cのアド
レスと暗号情報D_Pを変更しながら書き込みを繰り返すこ
とにより、一部もしくは全部の暗号情報D_Pを書き換える
ことができる。

そして、書き込みを行なった場合は、引き続き読み出し
を行なって書き込まれた暗号情報D_Pが正しいか否かの検
証を行なうことが望ましい。

また、制御情報D_Cが全消去または書き込み禁止の場合
は、第２の光送信部13a₄から制御情報D_Cだけが送出され
るので、第１の制御記憶部3a₄は全消去を行なったり、
書き込み禁止となる。

上述したこの発明の一実施例によれば、機械鍵部２と電
子鍵部３を一体とすることにより、従来の機械式の鍵装
置と外観を同一とすることが可能であるため、携帯の利
便性を損なわず、紛失した場合においても、拾得者に特
殊な鍵であることを認識させることもないので、安全
性、防犯性が向上する。

また、電子鍵部３は電池などの電源を内蔵しないので、
鍵電子回路部分3aを樹脂モールド部分3bで機械鍵部２に
モールドして一体化し、完全に密閉できるため、強固で
完全防水性、耐久性および信頼性などに優れたものとな
る。

さらに、赤外線を送受信する経路を、例えば10mm以内の
短い距離とし、かつ、半値角が10度の赤外線発光ダイオ
ードを必要最低限の電力で動作させることができるた
め、外部から暗号情報D_Pを盗聴することが非常に困難と
なるので、信頼性に優れたものとなる。

そして、単に電源用の電極3a₅が露出しているだけなの
で、内部の各情報を読み出すことができないため、複
製、偽造ができず、安全性、防犯性が向上する。

また、電子鍵部３の暗号情報D_Pの書き換えが可能である
ことを利用することにより、使用者の特定、制限、禁
止、利用時間の制限、特定などが可能になる。

なお、上記した実施例では、機械鍵部２の柄として電子
鍵部３を形成した例で説明したが、鍵とキーホルダを組
み合わせたような形状に形成してもよい。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、機械鍵部を鍵電子回
路部分に接続された一方の電極とし、電子鍵部に他方の
電極を設け、電子鍵部の鍵電子回路部分に、両電極を介
して錠側から供給される電圧を鍵電子回路部分を構成す
る各部に供給するとともに、電圧に重畳された初期化信
号および同期信号を分離して制御部に出力する電源信号
分離部を設けたので、従来の機械式の鍵装置と外観を同
一とすることが可能であり、携帯の利便性を損なわず、
紛失した場合においても、拾得者に特殊な鍵であること
を認識させることもないため、安全性、防犯性に優れた
ものとなる。

また、電源用の電極が露出しているだけなので、内部の
各情報を読み出すことができないため、複製、偽造がで
きず、安全性、防犯性に優れたものとなる。

さらに、電子鍵部を機械鍵部の後端部に樹脂でモールド
して一体化したので、完全に電子鍵部を密閉でき、強固
で完全防水性、耐久性および信頼性などに優れたものと
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による電子鍵装置の構成を
示す断面図、第２図は第１図に示した電子鍵装置と、この電子鍵装置
に対応する電子錠装置を示す斜視図、第３図は第１図と第２図に示す電子鍵装置と電子錠装置
の電気系統の構成を示すブロック図、第４図（ａ）〜（ｄ）および第５図（ａ）〜（ｄ）は情
報の送受信を説明するためのタイミング図である。１…電子鍵装置、２…機械鍵部、３…電子鍵部、3a…鍵
電子回路部分、3a₁…電源信号分離部、3a₂…第１の光受
信部、3a₃…第１の光送信部、3a₄…第１の制御記憶部、
3a₅…電極、3b…樹脂モールド部分、11…電子錠装置、1
2…機械錠部、13…電子錠部。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】機械鍵部と電子鍵部で構成され、前記電子
鍵部に、制御部の制御に基づいて錠側と赤外線で各種情
報の送受信を行なう鍵電子回路部分を備えた電子鍵装置
において、前記機械鍵部を前記鍵電子回路部分に接続された一方の
電極とし、前記電子鍵部に他方の電極を設け、前記鍵電子回路部分
に、前記両電極を介して前記錠側から供給される電圧を
前記鍵電子回路部分を構成する各部に供給するととも
に、前記電圧に重畳された初期化信号および同期信号を
分離して前記制御部に出力する電源信号分離部を設け
た、ことを特徴とする電子鍵装置。
【請求項２】機械鍵部の後端部に電子鍵部を樹脂でモー
ルドして設けるとともに、前記電子鍵部の前端側部に電
極を設けた請求項（１）記載の電子鍵装置。