JPH0613800B2 - シリンダ−錠 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 本発明は電気信号によって施解錠可能状態にするシリン
ダー錠において、施解錠時の使用電力が少ないシリンダ
ー錠に関するものである。

(ロ)従来の技術 従来の、電気信号で施解錠される、電気錠或いは電子錠
と言われるものはその施解錠をソレノイド或いはモータ
ーで行なっているが、これらのアクチュエーターは数ワ
ット或いは数10ワットの電力を 100ms以上通電するのが
普通であり、施解錠時に消費する電力量は１ジュール或
いはそれ以上に及んでいる。

(ハ)発明が解決しようとする問題点 従ってそれらに使用する電池は大型のものであった。又
シリンダー錠に適用するにはアクチュエーターも電源も
大き過ぎてシリンダー錠内にこれらを収納することは大
変困難であった。

(ニ)問題点を解決するための手段 シリンダー錠を電子化するためには、シリンダー錠を構
成する外筒と内筒を施錠時に機械的に結合し、解錠時に
はその結合を解除する、可動のピンを動かすためのアク
チュエーターを、小さく且つその消費電力量を極端に小
さくする必要がある。

そうすると電池も小型でよいので電子化したシリンダー
錠を得ることができる。可動ピンの移動量は２〜４mm位
であれば十分であるが、２〜４mmの空隙をもつ電磁石を
動作させるには大きな電力を必要とする。なぜなら空隙
に所要の磁速密度を得るためのアンペアターンは空隙長
に比例し、電力はアンペアターンの二乗に比例するから
である。本発明では動作状態を保持する自己保持形の電
磁石を用い、空隙をつめる時、所謂動作時には、鍵をシ
リンダー錠にいれて解錠するときの人力を利用して動作
させてその状態を保持させ、これを開放する瞬間だけ電
力を使うようにして問題を解決した。

(ホ)作用 シリンダー錠は鍵穴に正しい鍵を挿入し、施解錠可能状
態即ち内筒を回転可能にしてから人力で錠を回して内筒
を回転させて施解錠を行なう。電子シリンダー錠も同じ
ように鍵を鍵穴に挿入して施解錠可能状態即ち内筒と外
筒を結合しているピンを電気的に外して内筒を回転可能
にして人力で内筒を回転させて施解錠を行なう。ピンを
外す時は自己保持形電磁石の保持を解除することによっ
て行なう。解除の為の電力は開放から保持状態にする電
力に比べて極端に少ない。電磁石を保持の状態に戻すの
は鍵を引き抜く時の人力或いは内筒を回転させる時の人
力によって行なうような構造とし、保持状態に電気的に
する時に必要な大きな電力を節減し、電子シリンダーと
しての消費電力を接戦する。

(ヘ)実施例 以下図面に従って本発明を説明する。

第１図（ａ）は本発明のシリンダー錠の実施例の構造を
説明するための簡略断面図、（ｂ）は同シリンダー錠の
正面図である。第１図で１は電子鍵、２は内筒、３は鍵
穴、４は外筒、５は磁気保持形電磁石、６は磁気保持形
電磁石の可動鉄片、７は永久磁石、８は内筒２と外筒４
を連結して施解錠不可能状態にするピン、９はピン８を
支える板ばね、10は可動鉄片６を磁気保持状態に戻すた
めの押し上げ棒、11は押し上げ棒10を支える板ばね、12
は電磁石５が通電により永久磁石７による吸引力を失っ
た時に可動鉄片６を図上で上方に引き上げるためのば
ね、13は内筒に設けられたピン８を入れるためのピン
穴、14は内筒２に取りつけられた板状の突起で内筒の回
転運動を、錠箱内のボルトに伝える役目をするものであ
る。錠の施解錠はこのボルトによって行なわれる。第１
図（ｂ）は電子錠１をとり除いた所の正面図を示す。

第２図は第１図のシリンダー錠が通電により施解錠可能
状態になった時のピン８、及び押し上げ棒10の位置等を
示す図である。

第３図は第１図Ａ−Ｂ線で切った内筒２の断面図で、13
はピン８の入るピン穴を示す。ピン８の断面は省略して
ある。

第４図は第１図Ｃ−Ｄ線で切った内筒２の断面図で、15
は押し上げ棒10が内筒の回転時に通る通路の棒、16は電
子鍵１の凹部で、押し上げ棒10の断面は省略してある。

第５図は第１図の実施例で使用する電子鍵１の外観を示
す図で、16は電子鍵１に設けられた凹部で押し上げ棒10
の位置に対応する所に設けられる。

第６図は内筒２の外周に溝を掘って、内筒２を回転する
時の力で押し上げ棒10を押し上げる形式の実施例であ
る。

第７図は第６図のＥ−Ｆ線で切った内筒２の断面図で、
17は押し上げ棒10が入る内筒２の溝の形状を示す。

第８図は機械的に動作を保持する保持形電磁石とピン８
を示す図で、18は電磁石、19は電磁石の可動鉄片、20は
可動鉄片に取りつけられた爪でピン８を施解錠可能状態
で保持する。

第８図（ａ）は保持状態即ち施解錠不可能状態を示し、
（ｂ）は電磁石18に通電して保持を解いてピン８が上方
に移動し、施解錠可能になった状態を示す。

第９図は第８図の方式を採用したシリンダー錠の簡略断
面図で、21はばね９と11を回転可能に支えるヒンジであ
る。

図に従って本発明の説明をする。

第１図はピン８が内筒のピン穴13に入っていて施解錠不
可能状態になっている所を示している。この状態では可
動鉄片６は永久磁石７の磁束で吸引されており、電力を
消費することなくこの状態を保持している。

この状態で電子鍵１が鍵穴２の奥まで挿入されると、電
子鍵１からは鍵暗号が発信され、それを受信した、図示
されていないが、外筒４内の電子回路が正しい鍵暗号か
否かを判定し、正しい場合は電磁石５に電流を送る。こ
の電流は永久磁石７の磁束を打ち消す方向に流れるよう
にされる。このため可動鉄片６を保持していた磁束は弱
まり、ばね12の力が電磁石５の吸引力より大となり、可
動鉄片６はばね12に引かれて図上で下方に引き下げら
れ、それに従ってばね12と反対側にあるピン８は上方に
移動し、内筒２は回転自由となり、施解錠可能状態とな
る。ピン８は２〜４mm位動かねばならないが、ばね12の
力で動くので、電力消費と関係なく十分な移動量を得る
ことができる。永久磁石７の磁束を打ち消して保持を解
くのに必要な電力は、試作品のデータによると、電磁石
５の吸着部での吸着力を50gr、ばね12による上方への力
を25grにした場合、約0.10Ｗであった。又、通電時間は
５msで十分であった。従ってピン８を上方に移動させる
電力量は0.10Ｗ×５ms＝ 0.5ミリジュールであった。

ピン８が施解錠可能状態になった時の様子が第２図に示
してある。第２図でピン８は上方に移動し、反対に押し
上げ棒10は下方に移動して電子鍵１の凹部16の中に入っ
ている。この状態では内筒２は回転自由であって、この
時に電子鍵１を手動で回転させると押し上げ棒10は第３
図の溝15内を自由に移動する。この時の内筒２の回転運
動は突起14を通して図示されていないが、錠本体内のボ
ルトに伝えられボルトを施錠或いは解錠の位置に動か
す。施錠にするか解錠にするかは内筒２の回転方向によ
って定められる。これは従来のシリンダー錠で使われて
いる公知の技術である。

施、解錠を終わると内筒２は最初の位置に戻され、この
位置でのみ電子鍵は引き抜き可能にとなる。これも従来
のシリンダー錠で公知の技術である。この引き抜き可能
の状態は第２図で示されている。

この状態で電子錠１を引き抜くとその凹部16が図上で右
に移動し押し上げ棒10がこの凹部16から出る時に押し上
げ棒10は上方に押し上げられ可動鉄片６は下方に押し下
げられ、電磁石５に密着する所迄押し下げられた所で永
久磁石７の磁束によって保持される。

この時の押し上げ棒10の移動量は可動鉄片６を再吸着す
るのに十分なだけ大きくなければならない。この考えか
ら、電子鍵１の凹部16の深さは余裕をもって設計され
る。この余裕から生じる押し上げ棒10の余分の移動量
は、ばね11の撓みで吸収される。可動鉄片６の上述の動
きによってピン８は下方に下がり、ピン穴13に入って内
筒を外筒に固定する。かくして電力を消費することなく
保持状態に復元する。

前述の試作品によるデータでは、保持を開放する電力は
0.10Ｗであるが、電磁石５の可動鉄片６と固定磁極との
間隔を 0.8mmにすると、再吸着を電気的に行なうには約
７Ｗの電力と12msの時間を要する。エネルギーにすると
７×12ms＝74ミリジュールになる。本発明はこのような
大きいエネルギー消費を節約できる。

以上の説明のように第１図の実施例では、電子鍵１を引
き抜いた時、その引き抜く力で保持形電磁石を保持状態
に戻し内筒２は回転不可能となり、錠は施解錠不可能状
態となる。

第６図は他の実施例を示す。第６図の方式では内筒２の
回転によって押し上げ棒10を押し上げて可動鉄片６を再
吸着させる方法である。内筒２は第７図に示したような
形の溝17が作られており、同図は押し上げ棒10が下方に
下げられた状態を示しているが、内筒２が回転すると溝
17に従って押し上げ棒10は上方に押し上げられ、可動鉄
片６は再吸着される。この時ピン８はピン穴13が元の位
置に帰っていないので、下方に下がることができない
が、ばね９の撓みによってピン８は常に下方に向かう力
を受けて、内筒２の上を滑っていく。そして内筒２が電
子鍵１を抜くために元の位置に戻された時にピン穴13の
中に入り、内筒を固定する。

第６図の方式は第１図の方式に比べて、若し使用者が電
子鍵１を挿入して、ピン８が上方に上がった状態で、内
筒２を回転させずに電子鍵１を引き抜いた場合、押し上
げ棒10が下方に位置したままでピン８を下方に移動でき
ないので、内筒２は回転自由のままで放置され、正規の
鍵がなくても内筒を回転させ得るという不都合がある。
勿論この不都合は使用者がこのことを心得ておれば欠点
とはならない。

第８図は機械的な保持形電磁石による実施例である。

前述したように電磁石の動作電力は可動鉄片と固定磁極
との間の空隙の長さの二乗に比例して増大する。従って
短い空隙の電磁石でピン８を動かすようにすると電力消
費は少なくてすむ。第８図で18は無極の電磁石、19は可
動鉄片、20は、可動鉄片に取りつけられた、ピン８をひ
っかける爪である。第８図の（ａ）は爪20がピン８をひ
っかけて、内筒２が施解錠不可能になっている状態を示
している。この状態でピン８は上方にばね12の力を受け
ているが爪20の為に下の位置に止められている。第８図
（ｂ）は電磁石18が動作し、爪20が図上で左側に動きピ
ン８から外れて、ピン８がばねの力で上方に移動し、内
筒２のピン穴13から抜けて内筒が回転可能、即ち施解錠
可能になった状態を示している。

第９図は第８図の機械保持形電磁石18を用いたシリンダ
ー錠の簡略断面図である。ピン８の移動距離は２〜４mm
と大きいが、爪20の移動距離は、 0.2〜0.5mm 位でよい
から電磁石の消費電力は少ない。ピン８の第８図（ｂ）
の状態から（ａ）の状態に復旧するには第１図或いは第
６図の方式によって人力によって戻すようにする。第９
図の例示は第１図の方式を採用している。このようにす
れば電力消費は非常に少なくてすむ。

(ト)発明の効果 本発明ではシリンダー錠の外筒と内筒とを連結固定する
ピンに、常にピンが内筒から抜ける方式にばねで力を与
えておき、この力に抗してピンを移動させて外筒と内筒
を連結して内筒２を回転不可能状態に保持する。磁気保
持形或いは機械保持形電磁石を具え、この保持状態を解
く時にだけ電力を用い、ピンを保持状態に戻す時には、
電子鍵を内筒から引き抜く時、或いは内筒を回転する時
の人力の一部を利用して戻すようにしたので、これを電
気的に行なえば消費するであろう大きな電力消費をなく
すことができ、電子シリンダーの消費電力を極端に少な
くできるという効果を生ずる。消費電力量が少ないの
で、電池内蔵の小型で長寿命の電子シリンダーを作るこ
とができる。

又消費電力量が少ないので、電子鍵に内蔵される小型の
電池から電源供給を受けて動作する電子シリンダーを作
ることもできて、無電源の電子シリンダーを得ることが
でき保守上有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す（ａ）簡略断面図、
（ｂ）正面図、第２図はシリンダー錠のピンと押し上げ
棒の位置関係を示す図、第３図は第１図のＡ−Ｂ線で切
った内筒の断面図、第４図は第１図のＣ−Ｄ線で切った
内筒の断面図、第５図は電子鍵の例を示す側面図、第６
図は本発明の他の実施例を示す簡略断面図、第７図は第
６図のＥ−Ｆ線で切った内筒の断面図、第８図は本発明
の更に他の実施例を示す簡略断面図、第９図は第８図の
形の保持形電磁石を利用したシリンダー錠の実施例で電
磁石18は第８図と直角の方からみた図を示している。 １……電子鍵、２……内筒、３……鍵穴、４……外筒、
５，18……保持形電磁石、８……ピン、10……押し上げ
棒、12……ばね、13……穴、15，17……溝。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電子鍵により回転可能な内筒と外筒とから
   成り、内筒は電子鍵が挿入される鍵穴と、外筒のピンが
   入るピン穴と、外筒の押し上げ棒が入る溝を有し、外筒
   は、内筒の前記ピン穴に入り外筒と内筒を連結して内筒
   を回転不可能状態にする前記ピンと、前記ピンを内筒の
   前記ピン穴と反対方向に付勢するばねと、前記ピンを内
   筒の前記ピン穴に入れたまま無通電で保持し、電子鍵の
   もつ符号とシリンダー錠のもつ符号が一致したときの
   み、その保持を解除するための通電をする保持形電磁石
   と、前記ピンと連結しており、内筒の前記溝から電子鍵
   が引き抜かれるときに、鍵を引き抜く力によって、前記
   ピンを内筒の前記ピン穴に入れるようにした押し上げ棒
   を有することを特徴とするシリンダー錠。