KR890003399Y1

KR890003399Y1 - 전자기식 자물쇠와 열쇠

Info

Publication number: KR890003399Y1
Application number: KR2019860011871U
Authority: KR
Inventors: 송재호
Original assignee: 송재호
Priority date: 1986-08-07
Filing date: 1986-08-07
Publication date: 1989-05-22
Also published as: KR880004707U

Abstract

내용 없음.

Description

전자기식 자물쇠와 열쇠

제1도는 본 고안의 구성도.

제2도는 본 고안에 따르 열쇠의 일예시도로서, (a)는 영구자석이 행렬형태로 배치된 열쇠의 평면도, (b)는 (a)에 저장된 고유 데이터를 논리값으로 나타낸 표.

제3도는 본 고안에 따른 자물쇠부의 상세 회로도.

제4도는 제3도는 회로동작에 다른 타임챠드.

제5도는 본 고안의 사용상태도로서, 고유데이터가 저장된 열쇠와 그 데이터코드를 수신하는 센서로 조합된 자물쇠의 일부절개 사시도.

제6도는 본 고안에 따른 괘정 및 해정장치의 괘정 및 해정동작상태를 각각 나타내는 단면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

3 : 데이터검출부 6a,6b : 쉬프트레지스터

6 : 직병렬변환부 7 : 플립플롭

8 : 카운터 9 : 계수부

10,11 : 제1, 제2고유테이터설정부 12 : 비교부

13 : 솔레노이드구동부 14 : 괘정 및 해정장치

S₁~S₃: 센서 SL : 솔레노이드

본 고안은 전자기식 자물쇠와 열쇠에 관한 것으로, 특히 다수의 소형자석에 의해 코오드형태로 조합된 고유번호가 저장되어져 있는 열쇠와, 상기 열쇠에 저장된 코오드형태의 고유번호와 동일한 고유번호가 미리 설정되어 있어서, 열쇠를 삽입하게 되면 상기 열쇠의 고유번호가 일치할 때만 해정장치가 동작되어 지도록 한 전자기식 자물쇠와 열쇠에 관한 것이다.

근래에 들어 순수한 기계식 자물쇠보다는 디지탈식 자물쇠가 안정성이 높다는 이유때문에 널리 사용되어지고 있고, 이러한 디지탈식 자물쇠로는 다이알형태의 번호판을 돌려 사전에 설정된 고유번호로 맞추어 주었을때 기계적 해정장치가 풀려지도록 된 것인 바, 이는 자물쇠번호가 한번 누설되게 되면 거의 자물쇠로의 기능을 상실하게 될 뿐만 아니라 자물쇠의 구조를 아는 사람이라면 쉽게 해정시킬 수 있게된다는 단점을 갖고 잇다.

한편 키보드를 조작하여 자물쇠의 해정번호를 눌렀을 때 해정장치가 동작하도록 된 전자버턴식 개폐장치도 있었으나, 이는 사용자가 키조작에 의해 림등의 기억소자에 기억시켜 놓았던 해정번호를 임의로 변경시켜 사용할 수 있다는 장점을 갖고는 있지만, 이와는 달리 해정번호를 자주 면경시키게 되면 오늘날과 같이 숫자의 범람속에 살고 있는 현대인에게는 착각이나 혼동 또는 이를 망각해 버릴 소지가 있어 사용자에게는 불안한 요인이 되었을뿐더러 비교적 수분에 약하고 제작비용도 고가로 되어 일부 한정된 곳이나 특수목적 이외에는 사용하기가 곤란하다는 문제점이 있었다.

한편 영구자석을 이용한 괘정 및 해정장치로는 비자성 금속평판등의 일부 측면에 일정간격을 두고 영구자석을 매립시켜 열쇠를 제작하고, 그에 대응된 자물쇠 장치에는 열쇠가 삽입되었을 때 열쇠에 매립시킨 영구자석의 위치에 대응되는 곳에 가동자석을 배치시켜 그 가동자석의 동작여하에 따라 해정이 가능하도록 된 열쇠와 자물쇠도 있기는 하나, 이 또한 열쇠와 자물쇠의 크기관계상 서로다른 종류의 열쇠와 자물쇠를 다량으로 제작하기에는 한계가 있었고, 해정장치가 가는 스프링등을 이용한 기계적 구조로 되어 있으므로 수명이 길지못할 뿐만 아니라 안정성에도 불안한 요소를 내포하고 있었다.

본 고안은 상기한 제반결점을 개선하기 위해 안출된 것으로, 수분의 영향을 받지않고 괘정의 안정성을 높어 주기 위해 자물쇠의 괘정 및 해정장치로서 통상의 솔레노이드장치를 사용하고, 저렴한 비용으로도 많은 종류(예를들어 2¹⁶가지)의 고유번호를 갖게하기 위하여, 자물쇠의 기계적인 괘정 및 해정장치는 전자식 작동장치에 널리 사용되는 솔레노이드장치를 사용하되 그 솔레노이드장치를 통상적인 열쇠모양의 비자상금속편에 다수개의 영구자석이 행렬형태로 조합되어, 자물쇠의 고유번호에 해당되는 데이터(예를들어 2¹⁶종류의 데이터중 한개의 데이터)를 간진하도록 된 열쇠가 전자회로 소자에 의해 고유번호가 사전에 설정되어져 있는 자물쇠의 열쇠구멍에 삽입되어졌을때 자물쇠에서는 그 데이터를 해독한 다음 열쇠와의 고유번호가 서로 일치되어 졌을 때만 해정장치를 동작시킬 수가 있도록 된 전자기식 자물쇠와 열쇠를 제공하고자 함에 고안의 목적이 있다.

이와 본 고안의 구성 및 작용, 효과를 예시도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 고안은 다수개의 영구자석(1)이 행렬형태로 조합되어 코오드형태의 고유데이터를 간직하도록 된 열쇠(2)와, 상기 열쇠(2)의 고유데이터를 직렬로 검출하도록된 데이터검출부(3)에는 쉬프트레지스터(6a)(6b)로 이루어진 직병렬변환부(6)와 플립플롭(7)과 카운터(8)로 이루어진 계수부(9)가 각각 연결되고, 제2 고유데이터 설정부(10)(11)의 각 출력단과 계수부(9)의 출력단이 연결되어, 제2 고유데이터와 상기 제1, 제2 고유데이터 설정부 (10)(11)의 출력데이터가 일치되었을 때만 해정신호를 송출하도록 배타적 오아게이트(EX₁~EX₁₆)와 노어게이트(NR₁~NR₄) 및 앤드게이트(AN₁)로 이루어진 비교부(12)가 연결되며, 상기 비교부(12)의 출력단에는 트랜지스터(TR₁)와 저항(R₁₇)으로 이루어진 솔레노이드구동부(13)를 통해 솔레노이드(SL)를 이용한 괘정 및 해정장치(14)가 연결된 구조로 되어있다.

미설명부호 S₁~S₃는 센서, 15는 도선, 16은 인장스프링, 17은 가동괘정철편, 18은 괘정부재를 각각 나타낸다.

제1도는 본 고안의 구성도를 나타낸 것으로, 다수개의 영구자석(1)에 의해 행렬형태로 코오드화된 고유데이터를 갖고 있는 열쇠(2)가 자물쇠의 열쇠구멍에 삽입되면 상기 고유데이터를 나타내는 영구자석(1)이 열쇠구멍의 내측입구에 설치된 데이터검출부(3)를 통과할때마다 열쇠(2)측의 고유데이터가 직렬로 검출되어 다시 직병렬변환부(6)에 의해 병렬데이터로 변환됨과 동시에 열쇠(2)의 각 열의 데이터가 상기 데이터검출부(3)를 통과할 때마다 계수부(9)에서 이를 카운트하여 최종 데이터가 입력됨을 감지하게 된다. 이와 같이하여 열쇠(2)가 가지고 있던 모든 고유데이터가 검출되어 직병렬변환부(6)에서 병렬데이터로 변환되어졌을때 이러한 병렬데이터는 고유데이터 설정부 (10)(11)에 설정되어 있는 자물쇠측의 고유데이터와 비교부(12)에서 비교되고, 그 결과 열쇠(2)의 고유데이터와 자물쇠측에 배치된 고유데이터 설정부 (10)(11)의 고유데이터가 서로 일치되었을 때만 상기 비교부(12)에서는 해정신호를 송출하여 솔레노이드구동부(13)를 통해 괘정 및 해정장치(14)를 동작시켜 주게 되므로써 해정동작인 이루어지도록 구성시킨 것이다. 여기서 솔레노이드에 의해 구동되는 괘정 및 해정장치(14)는 통상 많이 사용되는 기구적장치이다.

제2도는 본 고안에 따른 열쇠(2)의 평면도와 그에 따른 논리값을 나타내는 표의 일예시도를 각각 나타내는 도면으로, 이는 제2도의 (a)에서 도시된 바와 같이, 예를 들어 3행(RW₁~RW₃)×9열(C₀~C₈)로 구성된 것인데, 여기서 제1열(C₈)은 자물쇠측의 회로를 리셋트시키기 위한 것이고, 제1행(RW₁)은 클럭펄스 공급단이며, 제2, 3행(RW₂)(RW₃)의 제2열(C₁)로부터 제9열(C₈)까지가 열쇠의 고유데이터가 저장된 행렬인 것으로, 그에 대응된 논리값은 제2도의 (b)에 도시된 바와 같다. 여기서 소형의 영구자석(1)이 결합된 부분은 후술하는 바와같이 데이터검출부(3)에 설치된 센서(S₁~S₃)에 의해 로우신호 "0"로 검출되고, 영구자석(1)이 결합되지 않은 부분은 하이신호 "1"로 검출되므로 열쇠(2)에 결합된 영구자석(1)의 위치에 따라 "0"과 "1"로 표시하였다.

제3도는 본 고안에 따른 자물쇠측의 상세한 회로도를 나타낸 것인데, 여기서 데이터검출부(3)를 구성하고 있는 3개의 센서(S₁~S₃)는 예컨데 홀소자인 것으로 이는 평소에 하이레벨의 신호를 출력하도록 된 소자이고, 그 배치상태는 제5도에 도시된 바와같다. 직병렬변환부(6)를 구성하고 있는 쉬프트레지스터(6a)(6b)는 클록펄스(CK)와 동기되어 데이터입력단(D)으로 입력되는 직렬데이터를 출력단(A₈)측으로부터 출력단(A₁)으로 쉬프트시켜 병렬데이터로 출력시키도록 된 레지스터이며, 카운터(8)는 예컨대 8진 카운터로서 열쇠(2)에 저장된 고유데이터가 예컨대 8행으로 구성되어진 경우 이를 카운트하여 0에서 7까지 계수가 증가되면 모든 고유데이터가 입력되었음을 감지하여 그에 따른 출력신호를 송출하도록 된 것이다. 또한 제1 고유데이터 설정부 (10) 제2 고유데이터 설정부(11)는 저항(R₁~R₈)과 스위치(SW₁~SW₈), 저항(R₉~R₁₆)과 스위치(SW₉~SW₁₆)로 각각 구성되어 각 스위치(SW₁~SW₁₆)의 조작에 따라 해정번호를 임의로 선택할 수 있는 것으로, 여기서는 제2도에 도시된 열쇠(2)의 고유데이터와 동일한 고유데이터를 설정하기 위하여 스위치 (SW₃)(SW₄)(SW₅)와 스위치 (SW₁₀)(SW₁₃)(SW₁₄)만을 오프시켜 놓고 그 밖의 스위치들은 온 시켜 놓은 것이다.

이와같이 구성된 본 고안의 작용을 설명하면 다음과 같다.

제2도에 도시되어진 바와같이 영구자석(1)에 의해 일련의 고유데이터를 저장하고 있는 열쇠(2)가 센서(S₁~S₃)를 통과할때 영구자석(1)이 배치된 곳이 통과할 때만 해당 센서에서 로우레벨의 신호가 출력되어지는데, 제1열 (C₀)의 데이터가 센서(S₂)(S₃)를 통과하는 경우 3행 1열 (RW₃, C₀)의 영구자석이 2행 1열(RW₂, C₀)의 영구자석보다 약간 앞쪽에 배치되어져 있으므로 이때의 파형은 제4도에 도시되어진 바와같이 센서(S₂)의 출력파형이 센서(S₃)의 출력파형보다 위상이 약간 늦게 된다. 따라서 초기에 D형 플립플롭(7)의 반전출력단(Q)에서 출력되는 하이레벨의 신호에 의해 카운터(8)가 리셋트되었다가 상기 3행 1열의 영구자석이 센서(S₃)를 통과한 다음 2행 1열(RW₂, C₀)의 영구자석 센서(S₂)를 통과하는 순간 발생되는 펄스 상승점(t₁)에서 플립플롭(7)의 출력단(Q)으로부터 출력되는 로우레벨의 신호에 의해 카운터(8)의 리셋트가 해제되므로써 상기 카운터(8)는 카운트준비 상태가 된다. 이와 동시에 상기 2행 1열(RW₂, C₀)과 3행 1열 (RW₃, C₀)의 로우레벨데이터가 쉬프트레지스터(6a)(6b)의 데이터입력단(D)으로도 입력되지만 이때는 센서(S₁)에서 클릭펄스가 검출되지 않으므로 쉬프트레지스터(6a)(6b)는 동작하지 않는다.

이어 제2열(C₁)의 데이터가 센서(S₁~S₃)를 통과하는 경우, 이중 센서(S₁)에서 검출된 제1행의 (RW₁, C₁)데이터는 카운터(8)의 클럭단으로 입력되어 카운터(8)의 계수를 1만큼 증가시키고, 이와 더불어 제2행의 (RW₂, C₁)과 제3행의 (RW₃, C₁)의 데이터 "0"는 각각 직병렬변환부(6)에 있는 쉬프트레지스터(6a)(6b)로 각각 입력된다. 이때 클럭펄스를 발생시키기 위한 제1행의 (RW₁)의 영구자석 크기는 고유데이터를 발생시키기 위한 제2행의 (RW₂)과 제3행의 (RW₃)의 영구자석크기 보다 직경이 작은것을 사용하므로서 센서(S₁)로부터 검출되는 클럭펄스의 펄스상승점에서 센서(S₁)(S₂)로부터 검출되는 데이터를 정확하게 검출할 수 있도록 하였다. 즉, 제4도에 도시된 파형에서 명확히 알 수 있듯이 센서(S₁)(S₂)로부터 검출되는 데이터의 변환시점이 아니고 완전히 데이터가 변환된 상태에서 그 데이터를 검출하므로써 정확하게 고유데이터를 검출할 수 있게되는것이다.

이어 제3열(C₂)의 영구자석이 각 센서(S₁~S₃)를 통과하는 경우, 제4도는 C₂에서와 같이 센서(S₁)에 의해 검출된 클럭이 카운터(8)의 계수를 또 다시 1만큼 증가시킴과 더불어 센서(S₂)와 센서(S₃)에 의해 검출된 "0"과 "1"의 데이터는 센서(S₁)에서 검출되는 클럭펄스에 동기되어 각각 쉬프트레지스터(6a)(6b)로 입력된다.

그러면 최초에 입력되었던 제2열(C₁)의 "0" 데이터는 각각 쉬프트레지스터(6a)(6b)에서 A₇쪽으로 쉬프트되고 새로 입력된 "0"과 "1" 데이터는 각각 쉬프트레지스터(6a)(6b)의 A₈측에 저장된다.

이와같은 동작을 반복하여 열쇠(2)의 제3열(C₂)부터 제9열(C₈)까지의 제2행(RW₂) 및 제3행(RW₃)의 데이터는 각각의 쉬프트레지스터(6a)(6b)로 입력되어 쉬프트된다. 이와같이 열쇠(2)측의 고유데이터가 쉬프트레지스터(6a)(6b)로 모두 입력되는 순간 카운터(8)도 카운트를 종료하여 제4도의 C₈과 같이 출력단(Q)으로부터 앤드게이트(AN₁)로 하이레벨의 신호가 입력되어 상기 앤드게이트(AN₁)는 비교부(12)의 출력데이터에 좌우되게 된다. 즉, 예컨대 제2행(RW₂)의 제2열(C₁)부터 제9열(C₈)까지의 데이터 "101001"는 쉬프트레지스터(6a)(6b)의 출력단자(A₁~A₈)로 부터 각각 출력되고, 제3행(RW₃)의 제2열(C₁)부터 제9열(C₈)까지의 데이터 "1001100"는 쉬프트레지스터(6b)의 출력단자(A₁~A₈)로 부터 각각 출력된다. 이와같은 쉬프트레지스터(6a)(6b)의 각 출력데이터는 제1, 제2 고유데이터 설정부 (10)(11)로부터 출력되는 자물쇠측의 고유번호와 비교부(12)에서 비교되어지게 되는데, 제3도의 회로에서와 같이 제1 고유데이터 설정부 (10)의 스위치(SW₁~SW₈)와 제2 고유데이터 설정부(11)의 스위치(SW₉~SW₁₆)에 의해 출력되는 데이터는 각각 "101001"와 "1001100"인 경우 비교부(12)에 있는 배타적 오아게이트(EX₁~EX₈)(EX₉~EX₁₆)의 각 양쪽 입력단에는 동일한 데이터가 입력되므로 각각의 배타적 오아게이트(EX₁~EX₁₆)에서는 로우레벨의 신호가 출력되어 노어게이트(NR₁~NR₄)로 입력된다. 그러면 각 노어게이트(NR₁~NR₄)의 출력단에서는 하이레벨의 신호가 출력되게 되고, 전술한 바와같이 카운터(8)의 출력단(Q)으로부터도 하이레벨의 신호가 출력된 상태이므로 결국 앤드게이트(AN₁)로부터 하이레벨의 해정신호가 출력되어 트랜지스터(TR₁)을 통해 괘정 및 해정장치(14)에 있는 솔레노이드(SL)를 동작시키게 된다. 그런데 만일 쉬프트레지스터(6a)(6b)로 부터 병렬로 그런데 만일 쉬프트레지스터(6a)(6b)로부터 병렬로 출력되는 열쇠(2)측의 각 고유데이터와 그에 대응되는 자물쇠측의 제1, 제2 고유데이터 설정부 (10)(11)의 각 고유데이터중 어느 하나이상의 데이터라도 일치되지 않게된다면 그 일치되지 않는 신호가 입력되는 배타적 오아게이트의 출력단에서 하이레벨의 신호가 출력되고, 그에 따라 해당 노어게이트에서 로우레벨의 신호가 출력되며, 결국 앤드게이트(AN₁)로부터 로우레벨의 신호가 출력되므로써, 솔레노이드구동부(13)에 있는 트랜지스터(TR₁)가 턴오프 상태를 유지하게 되어 솔레노이드(SL)가 동작하지 않게된다.

제6도는 제3도의 회로동작 설명에서 이미 언급한바 있는 괘정 및 해정장치(14)의 개략적인 단면도로서, 여기서 SL은 솔레노이드, 참조부호 15는 상기 트랜지스터(TR₁)와 전원공급단(Vcc₂)측에 연결되는 도선, 16은 인장스프링, 17은 가동괘정철편, 18은 상기 가동괘정 철편(17)의 괘정부재를 각각 나타내는 것으로, 제6도중 (A)는 솔레노이드(SL)가 동작하지 않았을때 인장스프링(16)의 인장력에 의해 가동괘정 철편(17)이 괘정부재(18)쪽으로 이동하여 자물쇠가 괘정된 상태를 나타낸 것이고, 제6도중 (b)는 이와 반대로 솔레노이드(SL)가 동작하여 가동괘정 철편(17)을 당김으로써 자물쇠가 해정된 상태를 나타내는 것인데, 이러한 구조는 통상 널리 사용되어지는 것이므로 상세한 설명은 생략하였다.

한편, 위와는 반대로 자물쇠의 열쇠구멍에 끼워넣었던 열쇠(2)를 빼게되면 센서(S₁~S₃)에서는 제4도에 도시된 파형이 역방향으로 차례로 출력되므로 최초의 역방향 출력데이터인 제9열(C₈)의 데이터가 출력되는 순간이 데이터는 제1, 제2 데이터 설정부 (10)(11)의 고유데이터와 일치하지 않게 되므로, 그에 따라 입력데이터가 일치되지 않는 배타적 오아게이트에서 하이레벨의 신호가 출력되게 되어 결국 솔레노이드구동부(13)는 괘정 및 해정장치(14)의 솔레노이드(SL)를 동작시키지 못하게 된다. 따라서 괘정 및 해정장치(14)는 제6도의 (a)와 같이 괘정상태로 된다. 그리고 센서 (S₂)(S₃)에서 마지막으로 검출되는 데이터, 즉 열쇠(2)의 제2행 (RW₂, C₀) 및 제3행(RW₃, C₀)에 배치된 영구자석에 의해 출력되는 리셋트데이터가 계수부(9)에 있는 D형 플립플롭(7)의 클럭단(CK)과 데이터입력단(D)에 각각 입력되는데, 이 경우 센서(S₂)의 역방향 펄스상승점(t₂)에서 센서(S₃)로부터 로우레벨의 신호가 검출되어 상기 D형 플립플롭(7)에서 출력되는 하이레벨의 신호가 카운터(8)를 리셋트시키게 된다.

따라서, 상기 카운터(8)의 출력단자(Q)로부터 출력되는 로우레벨의 신호에 의해 앤드게이트(AN₁)는 확실하게 로우레벨의 신호를 출력시키게 된다.

상기한 실시예에서는 열쇠(2)에 저장되는 고유데이터 행렬이 2행 ×8열의 형태로 구성된 것이지만, 필요에 따라 상기 행렬형태를 증가 또는 감소시킴과 더불어 그에 대응하는 직병렬변환부(6)와 제1, 제2 고유데이터 설정부 (10)(11)등을 간단하게 변경시켜도 상기한 목적을 달성할 수가 있다.

상기한 바와같이 본 고안은 열쇠에 저장되는 고유데이터를 소형의 영구자석을 사용하여 행렬형태로 저장하므로써, 예컨데, 2행 ×8열로 고유데이터를 저장하는 경우 2¹⁶종류의 다양한 고유번호를 갖는 열쇠를 제작할 수 있고, 이와 더불어 자물쇠측에서는 상기 열쇠측의 고유데이터를 홀소자로 구성된 센서를 이용하여 간단하게 직렬로 검출해낸 다음 이를 병렬데이터로 변화시켜 자물쇠측에 설정하여 놓은 고유데이터와 비교하여 양측의 모든 고유데이터가 동일한 경우에만 해정신호를 송출하도록 하여 괘정 및 해정장치를 동작시키도록 하므로서 비교적 간단한 구조로도 많은 종류의 고유번호를 갖는 자물쇠와 열쇠를 제작할 수가 있고, 열쇠에 영구자석을 사용하므로써 전자식 자물쇠와 열쇠가 비등의 수분에 약하다는 단점이 제거되어진 장점이 있다.

Claims

다수개의 영구자석(1)이 행렬형태로 조합되어 코오드형태의 고유데이터를 간직하도록 된 열쇠(2)와, 상기 열쇠(2)의 고유데이터를 직렬로 검출하도록된 데이터검출부(3)에는 쉬프트레지스터(6a)(6b)로 이루어진 직병렬변환부(6)와 플립플롭(7)과 카운터(8)로 이루어진 계수부(9)가 각각 연결되고, 상기 직병렬변환부(6)의 각 출력단의 제1, 제2 고유데이터 설정부 (10)(11)의 각 출력단과 계수부(9)의 출력단이 연결되어 상기 직병렬변환부(6)의 출력데이터와 상기 제1, 제2 고유데이터 설정부 (10)(11)의 출력데이터가 일치되었을 때만 해정신호를 송출하도록 배타적 오아게이트(EX₁~EX₁₆)와 노어게이트(NR₁~NR₄) 및 앤드게이트(AN₁)로 이루어진 비교부(12)가 연결되며, 상기 비교부(12)의 출력단에는 트랜시스터(TR₁)와 저항(R₁₇)으로 이루어진 솔레노이드구동부(13)를 통해 솔레노이드(SL)를 이용한 괘정 및 해정장치(14가 연결된 전자기식 자물쇠와 열쇠.