(57)【要約】      （修正有）【課題】金庫および他の安全保障構造または領域で使用するよう構成されたセキュリティ性の高いロックを提供する。【解決手段】安全性の高いロックは、延出ポジションと後退ポジションとの間で移動可能なロックボルト５４と、ロックボルト５４に連結されたボルト後退ギア６８と、手動ギア７８とを含む。ロックのロック解除のためにコントローラがユーザ入力情報が正しいと確認した場合、ボルト後退ギア６８および手動ギア７８が動作可能に連結され、ボルト後退ギア６８と手動ギア７８が、ロックボルト５４をその延出ポジションから後退ポジションへ移動できる構成とした。【選択図】図７
2019090312.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロック機構であって；
延出ポジションと後退ポジションとの間で移動可能なロックボルトと；
前記ロックボルトに動作可能に連結されかつ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ボルト後退ギアと；
前記係合ポジションにおいて前記ボルト後退ギアと係合して前記ロックボルトを前記延出ポジションと前記後退ポジションとの間で駆動するよう構成された手動ギアと；
ユーザ入力情報を受け取るよう構成された回転可能なロックダイアルと；
ユーザ入力情報を視覚化するためのディスプレイと；
前記ロックダイアルの回転を検知するよう構成されたセンサと；
認証情報を格納してユーザ入力情報を照合するよう構成されたコントローラであって、前記コントローラは、前記ロックダイアルの回転を所定のアルゴリズムを介して前記ディスプレイ上に視覚化される前記ユーザ入力情報に変換するために、前記センサおよび前記ディスプレイに動作可能に接続されている、コントローラと；
前記ユーザ入力情報と格納された前記認証情報とが一致することを前記コントローラが確認した場合に、前記ボルト後退ギアは、前記手動ギアにより前記係合解除ポジションから前記係合ポジションへ移動することを特徴とするロック機構。
【請求項２】
前記回転可能なロックダイアルは、前記手動ギアに機械的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載のロック機構。
【請求項３】
前記センサはロータリセンサであり、前記ロック機構は、前記手動ギアに取り付けられたエンコーダをさらに備えており、前記ロータリセンサが前記エンコーダを介して前記手動ギアの回転を直接検知することを特徴とする請求項２に記載のロック機構。
【請求項４】
前記ディスプレイ上に視覚化された前記ユーザ入力情報は、基本的に前記ロックダイアルの回転ポジションからランダムであることを特徴とする請求項３に記載のロック機構。
【請求項５】
前記アルゴリズムは、前記ロックダイアルの回転率を前記ユーザ入力情報に変換することを特徴とする請求項４に記載のロック機構。
【請求項６】
前記ディスプレイの少なくとも一部をカバーする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、複数の視野角からの前記ディスプレイの視認を防止するよう構成されていることを特徴とする請求項１に記載のロック機構。
【請求項７】
再ロックピンを含むサーマル再ロック装置をさらに備えており、
前記再ロックピンは、前記再ロックピンが前記後退ポジションへの前記ロックボルトの移動を防止するように、前記延出ポジションにおける前記ロックボルトの係合のために時間および温度の影響下で移動可能となることを特徴とする請求項１に記載のロック機構。
【請求項８】
前記コントローラと前記手動ギアと前記ボルト後退ギアとを包囲するロックケーシングをさらに備えており、
前記ロックケーシングは、第１の部分と第２の部分とを有しており、
前記第１および第２の部分は、前記第１および第２の部分の分離が前記ロックケーシングの少なくとも一部を破損するように、互いに永続的にシールされていることを特徴とする請求項１に記載のロック機構。
【請求項９】
前記コントローラと前記手動ギアと前記ボルト後退ギアとを包囲するロックケーシングをさらに備えており、
前記ロックケーシングは、ロックへの不正干渉の証拠を見えるようにするために略半透明の材料から少なくとも部分的に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のロック機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本発明は、２００８年９月５日付で出願された米国仮出願第６１／０９４，７３０号（失効）の利益を主張する２００９年９月４日付で出願された米国出願第１２／５５４，３７２（現在の米国特許第８，０９１，３９２号）の継続出願である２０１１年１２月２０日付で出願された米国特許出願公開第１３／３３１，２２２号（係属中）の一部継続出願であり、その参照によってそれらの開示全体が本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は概してロックに関するものであり、より具体的には金庫および他の安全保障構造または領域で使用するよう構成されたセキュリティ性の高いロックに関するものである。
【背景技術】
【０００３】
多くの場合、取扱いに注意を払うべき特性を有する書類や非常に財産価値の高い物品は金庫や他の構造物の中に保管する必要がある。構造物は典型的にはロック機構を含んでおり、かつ該構造物は基本的に選ばれた少数の関係者によってのみアクセス可能なように設計されており、関係者には、ロック機構のロック解除を手助けする既定のコンビネーションコードが与えられている。権限のない人物は、ロック機構内部の構成要素を操作するために、単純なロックピッキングツールや、ロック機構に高い機械的応力または電界あるいは磁界を与え得る高機能な機器を用いる。
【０００４】
ロックのピッキングに使用される道具がより高機能なものとなればなるほどロック機構もそうした高度なロックピッキング方法に耐え得るように改良されなければならない。構造物への侵入を試みる潜在的に権限のない人物に対する複雑なバリアを提供するために、機械的な要素および／または電気的な要素がロックに使用されてきた。しかしながら権限のない人物は、これら改良されたロック機構でさえも、ロックケーシングの開口を介してロック機構の内部へ向けてドリルで穴を開けてアタックし続ける。ロックケーシングのうち頻繁にアタックされる部位には、取付ボルトや、コンビネーションダイアルからのスピンドルシャフトがロックケーシングに入るスピンドル取付部が含まれる。
【０００５】
加えて、構造内に侵入しようと試みる権限のない人物には、ロック機構のセキュリティ要素を乗り越えるためにコンビネーションダイアルに高加速度を付与するためのデバイスを使用することが知られている。ギアトレインの高加速は、時々、適切なコンビネーションを入力しなくてもロックボルトを制御するギアを強制的に回転させてロック解除させることができる。こうした高加速デバイスは、適切なコンビネーションが特定されるまで、すべての考えられ得るコンビネーションを迅速に試みるいわゆる自動ダイヤル装置を含み得る。権限のない人物による上記様式でのロック機構の開放に成功しない場合であっても、高加速によって引き起こされるギアトレインにおけるギア歯の急速な衝突は、頻繁にギアトレインを破損させてロック機構の不適切な作動を引き起こすことがある。ギア歯の衝突は、機構のロック解除を始動させるプログラムされたコンビネーションを特定するよう権限のない人物に感知されて使用され得る可聴情報を提供することもある。
【０００６】
さらに、改良されたロック機構は、政府が管理する構造体または格納デバイスに使用するために、非常に厳しい政府仕様を順守しなければならない。例えば関連する合衆国政府仕様の厳しさは、すべての連邦機関向けの１９８９年１０月１２日付の連邦仕様書FF-L-2740「FEDERAL SPECIFICATION: LOCKS, COMBINATION」から容易に理解される。セクション3.4.7「Combination Redial」では、ロックボルトがそのロックポジションへ延出されると「ロックされたコンビネーションが完全に再度ダイアル入力されることなくロックを再開放できるようになってはならない」ことが要求される。セクション3.6.1.3「Emanation Analysis」では、ロックは指定の期間内にロックを内密に開放するために使用され得る音や他の信号を出してはならないことが要求される。さらに合衆国政府要求事項は、２００５年１月３１日付の連邦仕様書FF-L-2937における「FEDERAL SPECIFICATION: COMBINATION LOCK, MECHANICAL」を含む。この文書において、セクション4.7.4,「Endurance Test」では、サンプルロックが、機能性を設定する適切なコンビネーションを保証するために「各々が変更された後に、３回の開閉検査を含む５０回のコンビネーションの変更を経て繰り返される」ことが要求される。セクション4.7.7「Resistance to Unauthorized Opening Test」では、ロックは、少なくとも２０時間にわたってコンピュータでアシストされたデバイスによる機械的操作または自動ダイアル入力では開放不可能であることが要求される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、典型的な政府仕様を完全に遵守しつつロック機構のうち頻繁にアタックされる領域に対処するよう高い安全性を有するロックを改良することが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一実施形態では、ロック機構は、延出ポジションと後退ポジションとの間で移動するロックボルトを含む。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ボルト後退ギアに連結される。係合ポジションでは、ボルト後退ギアは、手動ギア(manually-driven gear)と係合される。ロック機構はさらに、ユーザ入力情報を受け取るためのユーザ入力デバイスと、格納された認証情報とユーザ入力情報とを照合するためのコントローラと、を含む。正当なユーザ入力情報が検知が検出されると、コントローラは、捕捉ポジションと捕捉解除ポジションとの間で動作可能なガイド要素を有するアクチュエータアセンブリを始動させる。捕捉ポジションでは、ガイド要素は、ボルト後退ギアの移動を阻止する。捕捉解除ポジションでは、ガイド要素は、ボルト後退ギアの動作を許可する。ガイド要素は、ユーザ入力情報が格納された認証情報と一致することをコントローラが確認するまで、係合ポジションへ向かうボルト後退ギアの動作を阻止する。
【０００９】
一態様ではガイド要素は、ボルト後退ギアを係合解除ポジションへ向けて方向付けるために、捕捉解除ポジションから捕捉ポジションへの移動中にボルト後退ギアと係合する。アクチュエータアセンブリは、第１のポジションと第２のポジションとの間で移動可能なカムと、アクチュエータと、クラッチ機構とをさらに含む。アクチュエータは、クラッチ機構を介してカムと係合する。カムは、該１のポジションではガイド要素に近接して位置決めされ、第２のポジションではガイド要素と係合する。そのためカムは、捕捉ポジションと捕捉解除ポジションとの間でガイド要素を移動させるためにガイド要素を係合する。
【００１０】
別の実施形態によれば、ロック機構は、延出ポジションと後退ポジションとの間で移動するロックボルトを含む。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ボルト後退ギアに連結される。係合ポジションでは、ボルト後退ギアは手動ギアと係合される。ロック機構はさらに、ユーザ入力情報を受け取るためのロックダイアルと、ロックダイアルの回転を検知するよう構成されたセンサと、を含む。ディスプレイが、ユーザ入力情報を可視化するよう構成されており、コントローラが、ユーザ入力情報と格納された認証情報とを照合するよう構成される。コントローラは、ロックダイアルの回転を所定のアルゴリズムを介してディスプレイ上で可視化されるユーザ入力情報に変換するためにセンサおよびディスプレイに動作可能に接続される。ユーザ入力情報が格納された認証情報であることが確認されると、ボルト後退ギアは、手動ギアとともに係合解除ポジションから係合ポジションへ移動する。
【００１１】
一態様ではディスプレイ上に可視化されたユーザ入力情報は基本的にロックダイアルの回転ポジションからランダムであるつまり無作為に選択される。さらにアルゴリズムは、ロックダイアルの回転率をユーザによって選択されたユーザ入力情報に変換する。
【００１２】
ロック機構のさらなる実施形態は、ロックの内部構成要素をその中に有するロックケーシングを含む。ロックケーシングは、少なくとも部分的に略半透明な材料から形成される。この点においてロックの内部構成要素は、ロックへの不正干渉の証拠が見えるように、ケーシングの外から見ることができる。付加的にロックケーシングは、不透明な第１の部分と、略半透明な第２の部分とをさらに含む。ロックケーシングの第１および第２の部分は、第１および第２の部分を分割することでロックケーシングの少なくとも一部が破損されるように、互いに永続的にシールされている。
【００１３】
使用時に、ロックを作動させる方法は、手動ギアとの係合へ向かうボルト後退ギアの移動を阻止するために、捕捉ポジションにあるガイド要素を用いてボルト後退ギアを捕捉するステップを含む。この方法は、ユーザ入力デバイスからユーザ入力情報を記録するステップと、ユーザ入力情報がコントローラに格納された認証情報と一致することを照合するステップとをさらに含む。さらにこの方法は、アクチュエータアセンブリのカムを、ガイド要素と係合させてガイド要素を捕捉解除ポジションへ移動させるために、回転させるステップを含む。加えてこの方法は、ユーザ入力情報が検証された後にボルト後退ギアと手動ギアとの係合を可能にするために、ガイド要素をボルト後退ギアから係合解除するステップを含む。この方法は、ボルト後退ギアを用いてギアを手動で駆動することによって、ロックボルトを後退ポジションへ駆動させるステップをさらに含む。
【００１４】
ロックの使用に関する一態様ではこの方法は、既定の期間にわたってクラッチ機構を回転させるために既定の期間にわたってアクチュエータを作動させるステップと、クラッチ機構をカムと係合させるステップと、を含む。この方法は、さらにアクチュエータがクラッチ機構を動作可能に回転させ続ける間にカムの動作を急に停止させるステップを含む。
【００１５】
本発明のさまざまなさらなる目的、利点および特徴は、添付の図面と関連する例示的な実施形態に関する以下の詳細な説明を読むことによって明らかとなろう。
【００１６】
添付の図面はこの説明に組み込まれかつその一部を構成して、上述の本発明の概略的な説明および以下の実施形態の詳細な説明とともに本発明の実施形態を例示しており、本発明の原理を説明するのに役立つものである。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に基づいて構成される安全性の高いロックの斜視図である。
【図２】図１に図示されるロックの分解斜視図である。
【図３】ロックの後方からの分解斜視図である。
【図４】その長手方向中央軸線に沿って切り欠かれたロックの斜視断面図である。
【図５】ロックケーシングおよびボルト後退ハードウェアの分解斜視図である。
【図６】多様なボルト後退ハードウェアを図示する部分的に分解された斜視図である。
【図７】ボルト後退アセンブリの斜視図である。
【図８Ａ】延出ポジションまたはロックポジションにあるボルトを備えるボルト後退ハードウェアを示す、部分的に切り欠かれた正面図である。
【図８Ｂ】ボルト後退シーケンスの初期部分を示す、図８Ａと同様の正面図である。
【図８Ｃ】ボルトの完全に後退したポジションと関連するボルト後退ハードウェアを示す、図８Ｂと同様の正面図である。
【図９Ａ】図８Ａの線９Ａ−９Ａに沿って切り欠かれた断面図である。
【図９Ｂ】図８Ｂの線９Ｂ−９Ｂに沿って切り欠かれた断面図である。
【図９Ｃ】図８Ｃの線９Ｃ−９Ｃに沿って切り欠かれた断面図である。
【図１０】回路遮断コイルを示すための部分的に分解されたロックケーシングを備える図１のロックの後方斜視図である。
【図１１】ロックケーシングおよびボルト後退ハードウェアの代替実施形態の分解斜視図である。
【図１２】図１１のボルト後退ハードウェアおよび後退取付ねじシールドの分解図である。
【図１３】図１１のボルト後退ハードウェアと後退取付ねじシールドの斜視図である。
【図１４Ａ】ボルト後退ハードウェアのロックポジションにおける、図１１の後退取付ねじシールドを図示する正面図である。
【図１４Ｂ】ボルト後退シーケンスの初期部分を図示する、図１４Ａと同様の正面図である。
【図１４Ｃ】ボルトの完全に後退したポジションと、後退取付ねじシールドの関連する回転とを示す、図１４Ａと同様の正面図である。
【図１５Ａ】ボルトが延出または後退ポジションにある状態のボルト後退ハードウェアを示す、ロックの別の代替実施形態の部分的に切り欠いた正面図である。
【図１５Ｂ】ボルト後退シーケンスの初期部分を示す、図１５Ａと同様の正面図である。
【図１５Ｃ】ボルトの完全に後退されたポジションと関連するボルト後退ハードウェアとを示す、図１５Ａと同様の正面図である。
【図１６Ａ】ボルトが延出または後退ポジションにある状態のボルト後退ハードウェアを示す、ロックの代替実施形態の部分的に切り欠かれた正面図である。
【図１６Ｂ】ボルト後退シーケンスの初期部分を示す、図１６Ａと同様の正面図である。
【図１６Ｃ】ボルトの完全に後退したポジションと関連するボルト後退ハードウェアを示す、図１６Ａと同様の正面図である。
【図１７Ａ】延出または後退ポジションにあるボルトを備えるボルト後退ハードウェアを示す、図１６Ａのロックの部分的に切り欠かれた反転された正面図である。
【図１７Ｂ】ボルト後退シーケンスの初期部分を示す、図１６Ａと同様の反転された正面図である。
【図１７Ｃ】ボルトの完全に後退したポジションと関連するボルト後退ハードウェアを示す、図１６Ａと同様の反転された正面図である。
【図１８】ロックケースを備える、権限のない不正な干渉からの可視化された損傷が図示される、ロックの別の代替的な実施形態の後方斜視図である。
【図１９Ａ】本発明のさらに別の代替的な実施形態に基づく安全性の高いロックの斜視図である。
【図１９Ｂ】ロックケーシングおよびボルト後退ハードウェアの、分解斜視図である。
【図２０】ロックケーシングの一部およびボルト後退ハードウェアの、分解斜視図である。
【図２１】ボルト後退アセンブリの部分的に分解された斜視図である。
【図２２Ａ】ボルトが延出ポジションまたはロックポジションにある、ボルト後退ハードウェアを示す部分的に切り欠かれた正面図である。
【図２２Ｂ】ボルト後退シーケンスの初期部分を示す、図８Ａと同様の正面図である。
【図２２Ｃ】ボルトが完全に後退したポジションと関連するボルト後退ハードウェアを図示する、図８Ｂと同様の正面図である。
【図２３Ａ】図２２Ａの線２３Ａ−２３Ａに沿って切り欠かれた断面図である。
【図２３Ｂ】図２２Ｃの線２３Ｂ−２３Ｂに沿って切り欠かれた断面図である。
【図２４Ａ】図２３Ａの一部を示す拡大図である。
【図２４Ｂ】図２２Ｂの線２４Ｂ−２４ｂにおおむね沿って切り欠かれた拡大断面図である。
【図２４Ｃ】図２３Ｂの一部を示す拡大図である。
【図２５Ａ】作動ポジションにあるサーマル再ロック装置を示す、図２２の線２５Ａ‐２５Ａに沿って切り欠かれた断面図である。
【図２５Ｂ】不正干渉ポジションにあるサーマル再ロック装置を示す、図２５Ａと同様の断面図である。
【図２６Ａ】ロックの一実施形態のための作動モードの制御ロジックを示すフローチャートを示す図である。
【図２６Ｂ】ロックの一実施形態のための作動モードの制御ロジックを示すフローチャートを示す図である。
【図２７】ロックの一実施形態のためのコンフィグレーションモードの制御ロジックを示すフローチャートを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１は、例えば構造体のドア１２に連結された安全性の高いロック１０の一実施形態を示す。ロック１０はロックケーシング１４およびユーザ入力デバイス１５を含む。ロック１０のこの実施形態のユーザ入力デバイス１５は、ダイアルハウジング１６内に配置された機械的なロックダイアル２４である。ダストカバー１８が、適切なスナップ嵌合コネクタ２０を用いて着脱可能な様式でダイアルハウジング１６に連結されてもよく、かつ例えば開口２２を有しており、ロックダイアル２４が該開口２２を通って延在する。ダイアル２４は、数字コンビネーションを入力するために回転されてもよく、コンビネーションの数字は以下で説明されるようにミラー２８での反射によってダイアルハウジング１６における窓２６を介して見ることができる。
【００１９】
図２は、ユーザ入力デバイス１５およびその中身の分解図である。ダイアル２４は、ユーザによって手で把持され得る突出部分３０と、その背面に数字コンビネーション用の数字３４を含むプレート部分３２（図３参照）と、を含む。黄銅インサート３６がねじ固定具３８を用いてダイアル２４にしっかりと固定される。黄銅インサート３６は、ダイアル２４のための重しを提供でき、かつダイアルハウジング１６の部分４０に対して回転するためのベアリング部材として機能する。ダイアルハウジング１６は、ダイアルプレート部分４０の背面にある数字をミラー２８での反射を介して視認できるようにするために窓４２，４４を含む。ＬＥＤ指示ライト４６が設けられており、コンビネーション入力の指示を提供するようさまざまな様式で使用されてもよい。標準的な９ボルトバッテリーなどのバッテリー４８が、バッテリードア５０を介して着脱可能にダイアルハウジング１６内に配置されてもよい。バッテリー４８は、後述する電気回路およびサーボモータのための電力を提供する。回転スピンドルシャフト５２は、正しいコンビネーションコードが入力された際にダイアル２４の回転をボルト後退ハードウェアに伝達するために設けられる。
【００２０】
図３はロック１０の後ろ側からの斜視図であり、ロックケーシング１４から延出するロックボルト５４を示す。シャフト５２は、ロックケーシング１４の背面５６を通って延在しており、ダイアル２４が回転されるとシャフト５２が回転可能となる様式で、ナット５８を用いて固定されている。図３にさらに示されるように、ダイアルプレート部分３２の背面は、ミラー２８（図２）で反射されると使用者によって視認可能となるコンビネーション用の数字を含む。
【００２１】
図４は、ロック１０の長手方向斜視断面図であり、上述のさまざまな構成要素を含む。特にスピンドルシャフト５２は、ダイアルハウジング１６とロックケーシング１４とを完全に貫通して延在するよう図示される。１つ以上のスピンドルスリーブ６０がスピンドルシャフト５２をその長さに沿って受け止める。そうしたスリーブ６０は、ロックケーシング１４内への望まれない侵入の防止や、シャフト５２が取り外される際の、さまざまなボルト後退ハードウェアへのアクセスの防止に役立つ。
【００２２】
図５を参照すると、ロックケーシング１４は、回路基板６２および多様なロックボルト後退ハードウェアを示すために分解形態で図示されており、ロックボルト後退ハードウェアは、ボルトガイド部材６４と、ボルト５４と、ボルト後退ギア６８と、アクチュエータ７０と、ピボットブロック７２と、ピボットブロック７２への固定およびアクチュエータ７０の回転出力要素７６のカバーのためのカバー７４と、を含む。ロックケーシング１４は、前方ケーシング半体１４ａと、後方ケーシング半体１４ｂと、を含む。回路基板６２は、前方ケーシング半体１４ａの前方内側に配置される。そのためドリルがドア１２の外部からロックケーシング１４に穴を開けるために使用される場合、ドリル先端は最初に回路基板６２に接触してロック１０を無効にすることが見込まれるため、侵入がより困難となる。スピンドルギア７８が、スピンドルシャフト５２および接続されたダイアル２４（図４）とともに回転するよう連結されている。スピンドルギア７８は、駆動ギア要素８０の第１のギア部分８０ａとかみ合う。駆動ギア要素８０の反対側のつまり第２のギア部分８０ｂは、図６および図７に図示されるように正しいコンビネーションコードが入力された場合に第２のギア部分８０ｂがボルト後退ギア６８と係合し得るように、後方ケーシング半体１４ｂにおける開口８２を通って延在する。エンコーダ８４が、シャフト５２の回転を介してコンビネーションコードの入力を検出するために用いられ、かつ回路基板６２の適切なコントローラの制御回路と連動して使用される。
【００２３】
図６および図７を参照して、ボルト後退シーケンスについて図８Ａ〜図８Ｃおよび図９Ａ〜図９Ｃと関連して説明する。エンコーダおよび制御回路によって認識されるように正しいコンビネーションコードが入力されると、アクチュエータ７０はその出力要素７６を回転するように作動される。出力要素７６はピン７６ａを含んでおり、ピン７６ａは、ピボットブロック７２（図５）におけるスロット８６を介して回転し、さらにボルト後退ギア６８におけるスロット６８ｃを通って移動する。通常はこのピン７６ａは、例えば図８Ａに示されるようにボルト後退ギア６８の回転を阻止する。しかしながらアクチュエータ７０の出力要素７６が図８Ａ〜図８Ｃに図示されるように回転してピン７６ａを下方に移動させると、ボルト後退ギア６８は、ボルト後退ギア６８が駆動ギア要素８０の第２の部分８０ｂと係合し得るように、図８Ａ〜図８Ｃに図示されるように時計方向に移動または回転できる。図示しないが、ボルト後退ギア６８は、アクチュエータ７０の作動時にボルト後退ギア６８が図８Ｂに図示されるポジションへ向けて時計方向に付勢されるように、例えばばね力の小さなねじりばねを用いてわずかにばね荷重がかけられていてもよい。ギア６８およびギア８０ｂが図８Ｂに図示されるように係合されると、ダイアル２４は、スピンドルギア７８との第１の駆動ギア部分８０ｂの係合を介して駆動ギア要素８０が回転されるように、手で回転される。図８Ａ〜図８Ｃに図示されるように、スピンドルギア７８はキー８８によってシャフト５２に連結される。ボルト後退ギア６８が図８Ｂに図示されるように駆動ギア部分８０ｂと係合されると、ボルト後退ギア６８はそのピボット軸６８ａを中心として回転し、かつボルト後退ギア６８に固定されたピン６８ｂは、ボルトガイド部材６４の凹部６４ａとボルトガイド部材６４（図５）の湾曲スロットまたはピンガイド９０の端部９０ａとに収容されるポジションから上昇する。ピン６８ｂはさらに、ボルト５４内のスロット５４ａを通って延在し、ボルト後退ギア６８が回転すると、ピン６８ｂは図８ｂおよび図８Ｃに図示されるようにスロット５４ａ内を上方に上昇し、同時にボルト５４をボルトガイド部材６４を介してロックケーシング１４内に移動させる。ダイアル２４とシャフト５２とギア７８，８０，６８とが反対方向に回転することによって、ボルト５４はその完全延出ポジションへ戻るように延出し、ボルト後退ギア６８はピン７６ａによって図８Ａに図示される初期ポジションへ戻る。これに関して、出力要素７６は、アクチュエータ７０が作動停止された場合にスプリング９２がピン７６ａを図９Ａに図示される初期ポジションへ復帰させるように、スプリング９２を用いてばね荷重を掛けられている。出力要素７６のばね力は、図８Ａに図示される初期ポジションへ向けてボルト後退ギア６８を押し進める程度に十分に強いものである。
【００２４】
ダイアルプレート部分３２およびミラー２８を使用することで、バッテリー４８を空間効率の良い様式でダイアルハウジング１６内に配置できる。ロックケーシング部分１４ａ，１４ｂは機械的に互いに固定されており、ロックケーシング部分１４ａ，１４ｂがこじ開けられた際には、ロックケーシング１４を互いに固定する機械的要素（図示せず）が破損する。当然のことながら、ロックケーシング１４を通って延在するボルト９４は、ロックケーシング部分１４ａ，１４ｂをともに固定せず、単にロックケーシング１４を例えばドア１２に固定するよう機能する。ロックへの不正な侵入の他の方法は、ロック１０を介してスピンドルシャフト５２に力を加えるために外部からハンマーを使用することを含む。なお既存のロックでは、これはケーシング１４を移動させず、そのため他の安全性の高いロックで使用される「再ロック」特徴部が必要とされない。アクチュエータ７０は図示される実施形態ではサーボモータ７０である。例えばステップモータとは反対のマイクロサーボなどのサーボモータ７０の使用には利点がある。例えばサーボモータ７０は、上述のように部分的な回転だけで出力要素７６を回転させるためにいくつかの転回(revolution)を伴う相対的に複雑なギアトレインを含む。そのためサーボモータ７０は、いくつかの不正な様式では作動するのが難しい。ボルト後退ギア６８に使用されるピン６８ｂは、ロックボルト５４が図８Ａに図示されるように延出するホームポジションでは凹部に留められる。それゆえロック１０に不正アクセスしようと不正な試みがなされてロックボルト５４が強制的に内側に押された場合、力はギアトレインに作用せず、むしろ大きな力に耐えるように設計構成されたボルトガイド部材６４に作用する。
【００２５】
図１０を参照すると、ロック１０はさらに回路遮断デバイス９６を有する。図示された実施形態の回路遮断デバイス９６は、第１の端部９６ａおよび第２の端部９６ｂを有する連続導電ワイヤからなる。各端部９６ａ，９６ｂは回路基板６２に電気接続される。回路遮断デバイス９６は、ロック１０の主要制御回路に一体的に接続されており、回路遮断デバイス９６が破損された場合にはロック１０は動作不可能となる。図１０に図示されるように、回路遮断デバイス９６は、シャフト５２がロックケーシング１４に入るとスピンドルシャフト５２を保持するスピンドルスリーブ６０に近接して配置される。ロック１０の無効化を試みる権限のない人物は、ユーザ入力デバイス１５を取り除き、続いてロックケーシング１４の前方開口におけるスピンドルスリーブ６０に穴を開けようと試みるだろう。しかしながら、スピンドルスリーブ６０を介したロックケーシング１４への不正な侵入についての試みは、回路遮断デバイス９６を破損させ、それによってロック１０にアタックするこの方法は阻害される。回路遮断デバイス９６は、図１０では、スピンドルスリーブ６０を被覆するコイルとして図示される。当業者は、回路遮断デバイス９６が複数のワイヤを備えてもよいことを認識するだろう。
【００２６】
図１１〜図１４Ｃを参照すると、ロック１１０の別の実施形態が図示される。図１１のロックケーシング１４および内側ロックハードウェアの分解図に最も明瞭に図示されるように、ロック１１０は、回路基板６２、ボルト後退ギア６８およびアクチュエータ７０などのロック１０の第１の実施形態と同じ多数の要素を含む。この出願では、開示されるさまざまな実施形態において同じ要素には同じ参照符号が付与される。ロック１１０のこの実施形態は、上述の図６〜図９Ｃに図示されたものと同じボルト後退シーケンスに追従するが、ロック１１０は異なるロックボルト１１２および後退ボルトシールド１１４を含む。ロックボルト１１２は、ボルト後退ギア６８のピン６８ｂを受容するよう構成されたスロット１１２ａを含む。ロックボルト１１２は、以下で詳述されるように後退ボルトシールド１１４に使用される一対の対向する凹部１１２ｂと、ボルト延長部１１２ｃと、をさらに含む。ボルト延長部１１２ｃは、ボルト延長部１１２ｃがロックボルト１１２上に配置された場合にボルト延長部１１２ｃの外面と同一平面上に配置されるねじ固定具１１６を用いて、ロックボルト１１２に連結される。図１１の実施形態では、ボルト延長部１１２ｃは１インチの約１０分の１（０．１００）から１６分の３（０．１８７５）の厚さを有する。多様な政府契約者が米国合衆国のためのロックを製造しており、主要なロックメーカーの１つは、後退時にロックケーシングと同一の平面内にあるロックボルトを設計しており、一方で別の主要なロックメーカーは、後退時にロックケーシングをおおむね１インチの１６分の３（０．１８７５）越えて延出するロックボルトを設計する。ボルト延長部１１２ｃは、選択されたドア１２に関して必要であれば、ロックボルト１１２に追加できる。そのためロックボルト１１２はどのようなタイプのドアにも使用されるよう構成できる。
【００２７】
上述の実施形態に示されるように、ロックケーシング１４の取付ボルト９４は、ロックケーシング１４の背面５６からアクセス可能である。権限のない人物は、こうした背面５６へアクセスする場合、取付ねじ９４を除去し、ロックケーシング１４を異なる機構のロック本体と交換して、ロック１１０に不正アクセスすることがある。こうした問題に対処するために、この実施形態のロック１１０は後退ボルトシールド１１４を含む。図１１および図１２に図示されるように、ロック１１０は変更されたボルトガイド部材１１８を含む。ボルトガイド部材１１８は、ボルト後退ギア６８のピン６８ｂと係合するために凹部１１８ａと湾曲スロット１２０とを含み続ける。ボルトガイド部材１１８は、ボルトガイド部材１１８の両側面に形成された長手方向に配向された一対の開口１１８ｂをさらに有する。これら長手方向に配向された開口１１８ｂは、横方向に配向されたスロット１１８ｃと連通する。スロット１１８ｃはボルトガイド部材１１８の縁部から取付ボルト９４を保持する長手方向受容部１２２へ延在する。後退ボルトシールド１１４は、非円形開口１２４ａを備えるブロック部材１２４と、非円形開口１２６ａを備える第１の部材１２６と、非円形開口１２４ａ，１２６ａにおいて第１の部材１２６にブロック部材１２４を動作可能に連結する非円形駆動ロッド１２８と、を含む。駆動ロッド１２８が、ボルトガイド部材１１８の長手方向に配向された開口１１８ｂの１つの中に位置決めされる一方で、ブロック部材１２４は、図１３に最も明瞭に図示されるように側方スロット１１８ｃのうちの１つの中に少なくとも部分的に配置される。駆動ロッド１２８および関連する開口１２４ａ，１２６ａは、図示される実施形態では六角形であるが、当業者には明らかなようにこれら要素に関して代替的な非円形の形状が選択されてもよい。第１の部材１２６は、ロックボルト１１２と係合するように、より具体的にはロックボルトにおける凹部１１２ｂの一方と係合するように構成された第１の端部１２６ｂを有する。
【００２８】
後退ボルトシールド１１４の作動が図１４Ａ〜図１４Ｃにおける一連の図面で図示される。図１４Ａでは、ロックボルト１１２の後退プロセスを開始するために、ボルト後退ギア６８がまさにギアトレイン７８，８０と係合される。ロックボルト１１２が延出ポジションにある場合、ブロック部材１２４はロック１１０のボルト側において取付ボルト９４を完全に隠す。図１４Ｂでは、ボルト後退ギア６８はロックボルト１１２を部分的に後退させるように移動される。この作動状態では、第１の部材の第１の端部１２６ｂがロックボルトの凹部１１２ｂ内に移動されるが回転されないため、ブロック部材１２４は取付ボルト９４を隠し続ける。ボルト後退ギア６８がロックボルト１１２を後退させ続けると、凹部１１２ｂは第１の部材１２６を図１４Ｃに図示されるポジションへ強制的に回転させる。ロックボルト１１２が完全にそうしたポジションに後退させられると、駆動ロッド１２８は、第１の部材１２６の動作をブロック部材１２４に伝達し、取付ボルト９４を露出させる。スピンドルギア７８がボルト後退ギア６８およびロックボルト１１２を延出ポジションまたはロックポジションへ戻るように駆動すると、第１の部材１２６は再びロックボルト１１２ｂと係合して、図１４Ａにおけるポジションへ戻るよう回転する。そのため後退ボルトシールド１１４は、権限のない人物が取付ボルト９４を取り外すことによってロック１１０に不正にアクセスしようとする試みを阻害する。
【００２９】
図示されない同様の実施形態では、後退ボルトシールド１１４は、簡単なリンク機構を介してボルト側ブロック部材１２４とともに回転するよう連結された第２の対のブロック部材を含むことができる。そうした実施形態では、ロックボルト１１２が延出される場合には、ボルト側ブロック部材１２４が、ロック１１０の片側において取付ボルト９４を隠し、ロックボルトが後退される場合には、第２の対のブロック部材が、ロック１１０の反対側において取付ボルト９４を隠し得る。そのため権限のない人物は、４つの取り付けボルトすべてにアクセスするためにはコンビネーションを使用してロック１１０を作動可能にしなければならない。
【００３０】
図１５Ａ〜図１５Ｃを参照すると、ロック２１０の付加的な実施形態が図示される。ロック２１０は、いくつかの違いはあるが、実質的に図８Ａ〜図９Ｃに示される上述のボルト後退シーケンスと同様のボルト後退シーケンスで作動する。ロック２１０は、スピンドルギア２１２と、スピンドルギア２１２と係合するよう構成された第１の駆動ギア部分２１４ａと第２の駆動ギア部分２１４ｂとを有する駆動ギア２１４と、第２の駆動ギア部分２１４ｂと係合するよう構成されたボルト後退ギア２１６と、を含む。上述の実施形態と同様に、ボルト後退ギア２１６は、ロックボルト５４およびボルトガイド部材６４の対応するスロット５４ａ，９０に支持されて動作するピボット軸２１６ａおよびピン２１６ｂを含む。上述の実施形態と同様に、ロックボルト５４が図１５Ａに図示されるように完全に延出された場合、ボルト後退ギア２１６は、第２の駆動ギア部分２１４ｂと係合したままとなる。２歯レリーフ（two-tooth relief：２つの歯が取り除かれた部分）２１８がスピンドルギア２１２に設けられ、対応する２歯レリーフ２２０が第１の駆動ギア部分２１４ａ上に設けられる。第１の駆動ギア部分２１４ａにおけるレリーフ２２０は、図１５Ａに図示されるように方向付けられて、コンビネーションの入力中にスピンドルギア２１２が回転される間に、スピンドルギア２１２および駆動ギア２１４が係合することを防止する。そのため、ダイアル２４を回転させる権限のない人物に、ギアの干渉による可聴情報は提供されない。
【００３１】
正しいコンビネーションが入力されると、アクチュエータ７０は、すぐには出力ピン７６ａをボルト後退ギア２１６の経路から回転させない。代わりに、コントローラが、スピンドルギア２１２が図１５Ｂに図示されるポジションに回転されるまで待機する。この時、スピンドルギア２１２におけるレリーフ２１８は駆動ギア２１４へ向けて面するよう位置決めされる。このポジションでは、コントローラは、出力要素７６およびピン７６ａを図９Ａ〜図９Ｃにすでに図示されたようにボルトの経路から回転させるようにアクチュエータ７０に信号を送る。ボルト後退ギア２１６は、続いて図１５ｂに図示されるようにわずかに下方に回転し、それによって駆動ギア２１４を回転させ、スピンドルギア２１２とかみ合うためのポジションへ向けて第１の駆動ギア部分２１４ａの歯を移動させる。スピンドルギア２１２がダイアル２４とともに回転し続けると、第１の駆動ギア部分２１４ａが図１５Ｃに図示される位置へ駆動され、それはさらに、第２の駆動ギア部分２１４ｂを介してボルト後退ギア２１６の後方回転へとつながる。加えてピン２１６ｂはロックボルト５４を強制的に図１５Ｃに図示されるポジションへ後退させ、それによってロック２１０のボルト後退シーケンスが完了する。
【００３２】
ロック３１０の付加的な実施形態が図１６Ａ〜図１７Ｃに図示される。ロック３１０は上述の実施形態のロック２１０と類似しており、スピンドルギア３１２と、スピンドルギア３１２と係合するよう構成された第１の駆動ギア部分３１４ａと第２のギア部分３１４ｂとを有する駆動ギア３１４と、第２の駆動ギア部分３１４ｂと係合するよう構成されたボルト後退ギア３１６と、を含む。スピンドルギア３１２および第１の駆動ギア部分３１４ａはさらに、ロック２１０に関連して上述した様式と同じ様式で、対応する２歯レリーフ３１８，３２０が設けられる。ロック３１０の実施形態では、アクチュエータ７０および関連する出力要素７６が除去されている。第２の駆動ギア部分３１４ｂは、ロックボルト５４が図１６Ａおよび図１７Ａに図示されるように完全に延出された場合にボルト後退ギア３１６と第２の駆動ギア部分３１４ａとの係合を阻止するよう構成された２歯レリーフ３２２を含む。ボルト後退ギア３１６は当初は、ギア歯が係合のために第２の駆動ギア部分３１４ｂに面した状態で、上述の実施形態と同様の位置に位置決めされている。
【００３３】
ロックボルト５４が完全に延出された場合、両側の駆動ギア部分３１４ａ，３１４ｂにおけるレリーフ３２０，３２２の指向方向は、スピンドルギア３１２およびボルト後退ギア３１６の両方から駆動ギア３１４が係合解除されるように設定される。この実施形態の駆動ギア３１４は、入力シャフト３２４上に取り付けられており、アクチュエータ３２６は、シャフト３２４の反対側の端部において、駆動ギア３１４に動作可能に連結される。アクチュエータ３２６は、回路基板６２に近接して配置され、かつシャフト３２４と駆動ギア３１４を回転させるよう構成されている。アクチュエータ３２６は、ギアドサーボモータ、ノンギアドサーボモータあるいは空芯ロータリーソレノイドなどの低出力駆動デバイスである。適切なコンビネーションがロック３１０に入力されると、回路基板６２は、スピンドルギア３１２におけるレリーフ３１８が図１６Ｂおよび図１７Ｂに図示されるように第１の駆動ギア部分３１４ａと対面するようにダイアル２４が回転されるまで、待機する。続いて回路基板６２はアクチュエータ３２６に信号を送信し、図１６Ｂおよび図１７Ｂに図示されるようにスピンドルギア３１２およびボルト後退ギア３１６の両方を同時に係合状態にするようシャフト３２４および駆動ギア３１４を回転させる。ユーザがダイアル２４を回転し続けると、スピンドルギア３１２は駆動ギア３１４およびボルト後退ギア３１６を図１６Ｃおよび図１７Ｃに図示されるポジションまで駆動する。ここではロックボルト５４は完全に後退される。ロック３１０のこの実施形態は、さらにコンビネーション入力中のギア係合および干渉に起因するすべての可聴ノイズを除去し、かつアクチュエータ３２６は上述の実施形態のサーボモータ７０での作動エネルギーの１０％ほど小さい作動エネルギーしか要求しない。そのためロック３１０のこの実施形態はさらにドアを介して権限のない入力を妨害する。
【００３４】
図１８を参照すると、ロック４１０の代替実施形態が図示される。ロック４１０は、ロック４１０の内部構成要素がロックケーシング４１４の外側から見えるように、実質的に半透明の材料から形成されるロックケーシング４１４を含む。ロック４１４に権限のない入力が実施されるかロック４１０を破壊する試みがなされた場合、半透明のロックケーシング４１４は図１８に図示されるように試みられた侵入の証拠を明らかに示す。ケーシング４１４を通ったドリル穴４１２がロックボルト５４付近に見られる。不透明なロックケーシングとは異なり、半透明なロックケーシング４１４におけるドリル穴４１２は、ロックケーシング４１４の背面５６を検査する人物によって検出されることなく試みられた侵入を隠すような材料で修復するかまたは塞ぐことはできない。さらに半透明なロックケーシング４１４を介したロック４１０の検査は、ロック４１０の構成要素なんらかの不正な干渉または問題を明らかにする。当業者には明らかであるが、この実施形態の半透明のケーシング４１４を、ロックへの不正な干渉をさらに妨げるように上述の実施形態とともに使用できる。
【００３５】
図１９Ａおよび図１９Ｂではロック５１０のさらなる代替案が、回路基板５１４およびさまざまなロックボルト後退ハードウェアを図示するために分解形態になされたロックケーシング５１２を示す。ロックボルト後退ハードウェアは、ボルトガイド部材５１６と、ロックボルト５１８と、ボルト後退ギア５２０と、アクチュエータアセンブリ５２２と、付勢デバイス５２４とを含む。ロックケーシング５１２は前方ケーシング半体５１２ａと後方ケーシング半体５１２ｂとを含む。前方および後方ケーシング半体５１２ａ，５１２ｂは、機械的要素（図示せず）を用いて上述のように機械的に互いに固定されている。加えて前方および後方ケーシング半体５１２ａ，５１２ｂはさらに、ロック５１０の製造中に接着剤を用いて永続的に互いにシールされている。そのため、前方および後方ケーシング半体５１２ａ，５１２ｂを分離させる試みは、ロックケーシング５１２を少なくとも部分的に破損させ、ロック５１０内への権限のない不正な侵入を示す。
【００３６】
回路基板５１４は前方ケーシング半体５１２ａの前方内面に配置される。そのためロックケーシング５１２に穴を開けるためにドリルが用いられると、ドリル先端がまず回路基板５１４に接触してロック５１０を動作不可能とすることが見込まれるので、侵入はより困難となる。スピンドルギア７８は、スピンドルシャフト５２および接続されたロックダイアル２４とともに回転するよう連結されている。したがってロック５１０に関連する同様の参照符号は上述の同様の特徴部を示す。スピンドルギア７８は駆動ギア要素８０の第１のギア部分８０ａとかみ合う。駆動ギア要素８０の反対側のつまり第２のギア部分８０ｂは、正しいコンビネーションコードの入力時に第２のギア部分８０ｂが図２０および図２１に図示されるようにボルト後退ギア５２０とかみ合い得るように、後方ケーシング半体５１２ｂにおける開口８２を通って延在する。
【００３７】
ロック５１０はさらに、ロックダイアル２４の回転を検知するよう構成されたセンサ５２６を含む。より詳細には、センサ５２６はエンコーダ５２８とロータリセンサ５３０とを含む。エンコーダ５２８は、ロックダイアル２４によって手動で機械的に駆動される駆動ギア要素８０に直接取り付けられる。ロータリセンサ５３０は回路基板５１４上の適切な制御回路に電気接続される。ロータリセンサ５３０は、磁石であるエンコーダ５２８に隣接して位置決めされる。ロータリセンサ５３０が磁石の磁界を検知するためにエンコーダ５２８に十分近接して配置されているため、ロータリセンサ５３０は駆動ギア要素８０の回転を検知する。これに対して駆動ギア要素８０のポジションは、直接または間接的に、ロックダイアル２４のポジションに対して関連付けられてもよい。回路基板５１４の例示的な実施形態は、ロックダイアル２４の回転をユーザ入力情報に変換するために駆動ギア要素８０の回転に基づいて所定のアルゴリズムを作動させる。さらにディスプレイ５３２は、そのアルゴリズムを介してロックダイアル２４の回転から変換されたユーザ入力情報を視覚化する。ディスプレイ５３２は、視覚化されたユーザ入力情報の視野角を制限するためにロック５１０内の凹所に配置されるＬＥＤディスプレイである。ディスプレイ５３２は、複数の視野角からのユーザ入力情報の視認をさらに妨害するために、ディスプレイ５３２の少なくとも一部を覆うフィルタリングデバイス５３４をさらに含む。
【００３８】
例示的な実施形態によれば、アルゴリズムは、ロックダイアル２４の回転率をディスプレイ５３２上に視覚化されるユーザ入力情報に変換する。したがってユーザ入力情報は、ロック５１０への権限のないアクセスのさらなる阻止のために、ロックダイアル２４の回転ポジションとは区別されているつまりランダムである。当然のことながら、アルゴリズムの例示的な実施形態がロックダイアル２４の回転率をユーザ入力情報に変換する間、ロックダイアル２４の動作の他の複数の特性が、アルゴリズムで用いるために単独であるいは組み合わせて使用されてもよい。例えばそうした特性は、ロックダイアル２４のポジション、方向、速度、加速度および／または回転時間を含んでもよいが、必ずしもこれに制限されない。
【００３９】
図２２Ａ〜図２２Ｃおよび図２３Ａ〜図２４Ｃと関連する図２０および図２１を参照して、ボルト後退シーケンスについて説明する。制御回路によって認証されるようにディスプレイ５３２上で視覚化される正しいコンビネーションコードが入力されると、アクチュエータアセンブリ５２２が作動され、駆動ギア要素８０へ向けて付勢されるボルト後退ギア５２０の移動が可能となる。アクチュエータアセンブリ５２２はガイド要素５３６を含む。ガイド要素５３６は捕捉ポジションと捕捉解除ポジションとの間で動作可能である。捕捉ポジションでは、ガイド要素５３６は、ボルト後退ギア５２０の移動を阻止し、捕捉解除ポジションでは、ガイド要素５３６は、ボルト後退ギア５２０の移動を可能にする。加えて後方ケーシング半体５１２ｂは、捕捉解除ポジションへの移動中にガイド要素５３６を受容するよう構成されたガイド凹部５３７も含む。
【００４０】
ボルト後退ギア５２０は、アクチュエータアセンブリ５２２の作動時にボルト後退ギア５２０が図２２Ｂに図示されるポジションへ向けて時計方向に付勢されるように、付勢デバイス５２４を用いてわずかにばね力が掛けられている。ギア５２０，８０ｂが図２２Ｂに図示されるように係合されると、ロックダイアル２４は、スピンドルギア７８との第１駆動ギア部分８０ａの係合を経て駆動ギア要素８０が回転されるように、手動で回転されてもよい（図１９参照）。
【００４１】
アクチュエータアセンブリ５２２は、図２０および図２１に図示されるようにガイド要素５３６を移動させるために回転カム５４０に動作可能に接続されるアクチュエータ５３８をさらに含んでもよい。カム５４０は突出部５４２を含む。突出部５４２は、第１のポジションではガイド要素５３６に隣接する。なおカム５４０が第２のポジションへ回転すると、突出部５４２はガイド要素５３６と係合してガイド要素５３６を捕捉ポジションから捕捉解除ポジションへ移動させる。通常はガイド要素５３６は、例えば図２２Ａに図示されるようにボルト後退ギア５２０の回転を阻止する。しかしながら図２３Ａ〜図２３Ｂに図示されるようにカム５４０の突出部５４２が回転してガイド要素５３６を後方ケーシング半体５１２ｂへ向けてわずかに下方に移動させると、ボルト後退ギア５２０は駆動ギア要素８０の第２の部分８０ｂと係合し得るように、図２２Ａ〜図２２Ｃに図示されるボルト後退ギア５２０の時計方向への移動または回転が可能となる。
【００４２】
アクチュエータアセンブリ５２２は、図２０および図２１に図示されるようにカム５４０をアクチュエータ５３８に動作可能かつ回転可能に弾性的に連結するためのクラッチ機構５４４をさらに含む。クラッチ機構５４４は、アクチュエータ５３８に連結された近位壁５４８を有するハブ５４６を含む。例示的な実施形態によれば、アクチュエータ５３８は電気モータである。クラッチ機構５４４は、ハブ５４６の回転をカム５４０に伝達するためにピボットストッパ５５０とクラッチねじりばね５５２とをさらに含む。具体的にはカム５４０は、近位壁５４８に接するようハブ５４６上に位置決めされる。同様にクラッチねじりばね５５２は、ハブ５４６上に位置決めされており、かつカム５４０のカムアーム５５４と係合する。これに関して、カム５４０およびクラッチねじりばね５５２は、クラッチねじりばね５５２がさらにピボットストッパ５５０のピボットアーム５５８と係合しない場合を除き、ハブ５４６上で互いに自由に回転してもよい。ピボットストッパ５５０は、ハブ５４６がアクチュエータ５３８によって回転駆動される際にピボットアーム５５８がクラッチねじりばね５５２と係合するように、ハブ５４６の遠位端５５６にしっかりと付着させられる。続いてクラッチねじりばね５５２はカム５４０を弾性的に回転させるためにカムアーム５５４と回転可能に係合する。
【００４３】
さらにガイド要素５３６は、カム５４０に近接するとともにプラットフォーム５６０に近接する捕捉ポジションにおいて後方ケーシング半体５１２ｂに弾性的に取り付けられる。ガイド要素５３６は、ガイド要素５３６に沿って略直角を形成する横方向部分５６４へ向けて延在する側方部分５６２を含む。より詳細には、ガイド要素５３６は、側方部分５６２および横方向部分５６４を形成するよう略直角に屈曲されたワイヤガイドである。
【００４４】
側方部分５６２は基本的に捕捉ポジションと捕捉解除ポジションとの間で横方向部分５６４と移動させるために弾性を有する。側方部分５６２は基本的にキャッチ部材５６６とプラットフォーム５６０のガイドストッパ５６８との間に載置される。捕捉ポジションに関して図２０および図２３Ａには、横方向部分５６４がボルト後退ギア５２０の移動を阻止するためにボルト後退ギア５２０へ向けて延在して接触するように、キャッチ部材５６６に隣接する側方部分５６２が図示される。一方で図２３は捕捉解除ポジションにあるガイド要素５３６を示す。カム５４０の突出部５４２は、側方部分５６２がガイドストッパ５６８と接触するまで、側方部分５６２を後方ケーシング半体５１２ｂへ向けてかつボルト後退ギア５２０から離れるように移動する。特にカム５４０およびガイド要素５３６はガイドストッパ５６８を押圧し、同時にピボットストッパ５５０はクラッチねじりばね５５２の回転および曲げを継続してもよい。例示的な実施形態によれば、アクチュエータ５３８は、既定の期間にわたってハブ５４６およびピボットストッパ５５０を動作可能に回転するよう構成されている。より詳細には、アクチュエータ５３８は、ガイド要素５３６をガイド要素５６８に押し付けるよう移動させるのに必要な時間以上の期間にわたって、ハブ５４６およびピボットストッパ５５０を回転させる。そのためピボットストッパ５５０は、クラッチねじりばね５５２を固定カム５４０に対して回転させ続け、クラッチねじりばね５５２はそれらの間でよりきつく巻かれる。
【００４５】
図１９Ａ〜図２１に図示されるようにかつ簡単に説明したように、ボルト後退ギア５２０は、付勢デバイス５２４によって駆動ギア要素８０へ向けて付勢される。付勢デバイス５２４は基本的に、後方ケーシング半体５１２ｂに回転可能に取り付けられる中空ドラム本体５７２と、該ドラム本体５７２周りに位置決めされるキッカーねじりばね５７４とを含む。加えて、ドラム本体５７２の前方部分５７６は、ギア前進レバー５７８と、ストップレバー５８０とキッカーアーム５８２とを含む。キッカーねじりばね５７４は、ドラム本体５７２を回転可能に付勢するために、ストップレバー５８０および後方ケーシング半体５１２ｂに対して巻き付けらる。ギア前進レバー５７８はボルト後退ギア５２０のノッチ部分５８４まで延在してノッチ部分５８４に係合する。そのためボルト後退ギア５２０が係合解除ポジションにある場合、ボルト後退ギア５２０はギア前進レバー５７８を押圧し、図２２Ａに図示されるようにねじりばね５７４をさらにきつく巻く。一方で図２２Ｂは、ガイド要素５３６が捕捉解除ポジションへ向けて移動し、ギア前進レバー５７８がボルト後退ギア５２０を駆動ギア要素８０との係合ポジションへ向けて方向付ける状態を示す。最終的にストップレバー５８０は、係合ポジションから係合解除ポジションへの移動中にボルト後退ギア５２０と再係合するためのポジションにおいて、ドラム本体５７２の回転を停止させるために後方ケーシング半体５１２ｂと係合する。
【００４６】
ボルト後退ギア５２０が図２２Ｂに図示されるように駆動ギア部分８０ｂと係合されると、ボルト後退ギア５２０はそのピボット軸６８ａ周りで回転し、ボルト後退ギア５２０に固定されたピン６８ｂが、ボルトガイド部材５１６の凹部６４ａとボルトガイド部材５１６の湾曲スロットの端部９０ａまたはピンガイド９０（図１９）とに配置されるポジションから上昇する。ピン６８ｂはまた、ロックボルト５１８内のスロット５８６を通ってさらに延在しており、ボルト後退ギア５２０が回転すると、ピン６８ｂは、図２２Ｂおよび図２２Ｃに図示されるようにスロット５８６内を上方に移動し、同時にロックボルト５１８をボルトガイド部材５１６を介してロックケーシング５１２内へ移動させる。ダイアル２４とシャフト５２とギア７８，８０，５２０を反対方向に回転させることによって、ロックボルト５１８はその完全延出ポジションへ戻るように延出され、ボルト後退ギア５２０は、ガイド要素５３６の横方向部分５６４によって図２２Ａに図示される初期ポジションへ戻る。
【００４７】
図２４Ａ〜図２４Ｃはそれぞれ上述のように係合解除ポジションから係合ポジションへ移動するボルト後退ギア５２０を示す。これに関してピボットアーム５５８は、カムアーム５５４が、クラッチねじりばね５５２を回転でき続いてガイド要素５３６へ向けてカム５４０の突出部５４２を回転できるようにする。ボルト後退部材５２０は、横方向部分５６４の湾曲端部５９０と協働する傾斜縁部５８８をさらに含む。湾曲端部５９０が捕捉ポジションから捕捉解除ポジションへ移動する間、横方向部分５６４は、効果的に傾斜縁部５８８が湾曲端部５９０から脱落するようにボルト後退ギア５２０の付勢による移動を可能にする。なお、捕捉解除ポジションから捕捉ポジションへのガイド要素５３６の復帰のために、湾曲端部５９０は傾斜縁部５８８へ向けて移動する。傾斜縁部５８８に到達すると、湾曲端部５９０が傾斜縁部５８８に係合して、ボルト後退ギア５２０を係合解除ポジションへ方向付ける。そのためガイド要素５３６は、ボルト後退ギア５２０に掛かる付勢デバイス５２４の付勢力に打ち勝ち、ボルト後退ギア５２０を図２２Ａに図示される初期ポジションへ復帰させる。
【００４８】
ロックボルト５１８は、図２０および図２５Ａ〜図２５Ｂに図示されるようにロックボルト５１８を延出ポジションに積極的に位置合わせするために戻り止めボール５９４と協働するくぼみ５９２を含む。具体的にはボールスプリング５９６が、ボルトガイド部材５１６内で、ロックボルト５１８に対して戻り止めボール５９４を弾性的に支持する。くぼみ５９２は、ロックボルト５１８が延出ポジションにある場合に付勢された戻り止めボール５９４はわずかにくぼみ５９２と係合するように、ロックボルト５１８上に位置決めされる。最終的にロックボルト５１８におけるスロット５８６は、戻り止めボール５９４が効果的にくぼみ５９２の中心に位置合わせされてロックボルト５１８の延出ポジションへ向けた最終的な前進を促すように、幅広部分５９８を有する。これに関して、ボールスプリング５９６、戻り止めボール５９４およびくぼみ５９２は、延出ポジションにおけるロックボルト５１８について予定通りの保持応力を有するよう各々が選択される。
【００４９】
図２５Ａ〜図２５Ｂは、ロックボルト５１８の後退ポジションへの移動を阻止するためにボルトガイド部材５１６のキャビティ６０２内に位置決めされるサーマル再ロック装置６００を示す。サーマル再ロック装置６００は、サーマルディスク６０４と、再ロックピン６０６と、ピンスプリング６０８とを含む。基本的にピンスプリング６０８は、ロックボルト５１８に隣接するキャビティ６０２内で、再ロックピン６０６をサーマルディスク６０４に対して付勢する。サーマルディスク６０４は、ピンスプリング６０８が少なくとも部分的に開口６１０を通って再ロックピン６０６に力を掛けることを防止するために、開口６１０をカバーする。通常の作動状況では、サーマルディスク６０４は、作動ポジションに再ロックピン６０６を保持するのに十分に強固なものである。なお時間および閾値温度の影響によって、サーマルディスク６０４は、ロックチャネル６１２内でロックボルト５１８を不正干渉ポジションに係合するようにピンスプリング６０８が開口６１０を介して再ロックピン６０６に力を掛ける程度に弱化することがある。例えば図２５Ｂには、ロックケーシング５１２に溶接トーチを近づけることによって不正干渉されるロック５１０が示される。トーチが十分な時間をかけてサーマルディスク６０４の温度を閾温度まで上昇させると、再ロックピン６０６が延出ポジションにあるロックボルト５１８と係合する。そのためロックボルト５１８は、ロック５１０の開放を防止するように延出ポジションに保持される。
【００５０】
上述のようにユーザ入力デバイス１５のためのロックダイアル２４を有するロック１０，１１０，２１０，３１０，４１０，５１０の実施形態の各々に関して、回路基板６２およびエンコーダ８４は、図２６Ａ〜図２７に図示される作動インストラクションの特定のセットによってロック１０を制御するようプログラムされている。図２６Ａおよび図２６Ｂの作動モードでは、ロックダイアル２４の反時計方向の回転が検出されると、ロック電源が作動し、ロックが最後にロック解除された時から試みられた不正なコンビネーション入力の回数を示す値Ｐとともに、メモリから認証情報または適切なコンビネーション値Ｘ，Ｙ，Ｚが取得される。ＬＥＤ４６は、別の人物が不成功に終わったドア１２を介した破壊を試みていた場合、それをロックの正当な使用者が認識できるようにＰ回赤く点滅する。ペナルティを示す点滅の後、ＬＥＤ４６は１つのダイアル回転に対して赤および緑で点滅し、続いて緑で光り続ける。反時計方向の回転が停止して時計方向の回転が開始されたことをコントローラが検出すると、コントローラは続いて、停止時に入力されたダイアル値をＸ１として格納し、そしてＹ１値およびＺ１値を得るためにこのプロセスを繰り返す。続いてコントローラは、入力されたダイアル値Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１が適切なコンビネーション値Ｘ，Ｙ，Ｚと一致するか照合する。これらの値が一致しない場合、ＬＥＤ４６は、１０秒間にわたって赤く点滅し、ロック１０の電源が落ちる前にＰ値を１だけ増大させる。これらの値が一致する場合、サーボモータ７０またはアクチュエータ３２６がボルト５４を後退できるようにするために係合され、Ｐ値はゼロにセットされる。ロックボルト５４が開放ポジションまたは後退ポジションに留まる限り、ＬＥＤ４６は、ロック１０が開放ポジションにあることを示すために１０秒ごとに１回赤く点滅する。ロックボルト５４が延出ポジションに戻るよう移動されると、ロック電源は落ちる。
【００５１】
図２７を参照すると、変更キーがロック１０に挿入されるとコンフィグレーションモードが作動される。ロック電源が作動し、メモリから適切なコンビネーション値Ｘ，Ｙ，Ｚが取得される。ダイアルの反時計方向の回転が検出されると、ロックは、図２６Ａおよび図２６Ｂで説明される手順に従い、ユーザ入力値Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１を取得する。５秒の休止の後、ユーザ入力プロセスが繰り返されて、値Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２が格納される。続いてコントローラは、２つの一連のユーザ入力値の平均に等しい適切なコンビネーション値Ｘ，Ｙ，Ｚをセットする。その結果として、コンフィグレーションモードが、所望の新しいコンビネーションが正しくセットされたことを確認する。
【００５２】
当業者に認識されるように、ロック１０，１１０，２１０，３１０，４１０，５１０のさまざまな実施形態は、機械的ロックダイアル２４の代わりに代替的なユーザ入力デバイス１５を用いて作動できる。例えばコンビネーション値の電子入力のために、電子キーパッドをドア１２の外側に配置することができる。あるいはユーザ入力デバイス１５は、指紋認証デバイスまたは網膜スキャン照合デバイスを含むことができる。ロックケーシング１４内に配置されるロック１０の内部構成要素は、選択されたユーザ入力デバイス１５に関わらず上述のように作動する。
【００５３】
本発明をさまざまな実施形態の説明で例示し、そうした実施形態を非常に詳細に説明したが、本願の特許請求の範囲はそうした詳細に限定されたり制限されるよう意図されていない。さらなる利点および変更例は当業者には容易に理解されよう。例えば図２７に詳細に示されたコンフィグレーションモードは、新しいコンビネーションを設定するために平均化される３つの一連のユーザ入力値を要求するよう変更されてもよい。このように本発明はその幅広い態様において説明されかつ図示された特定の詳細に制限されない。本明細書に開示された多様な特徴部は、必要であればあるいは特定の用途に応じて組み合わせて使用されてもよい。したがって、本願の特許請求の範囲の記載の趣旨および範囲から逸脱しない限り、本明細書に記載の詳細から展開されてもよい。
【符号の説明】
【００５４】
１０  ロック
１２  ドア
１４  ロックケーシング
１５  ユーザ入力デバイス
１６  ダイアルハウジング
１８  ダストカバー
２０  スナップ嵌合コネクタ
２２  開口
２４  ロックダイアル
２６  窓
２８  ミラー
３０  突出部分
３２  ダイアルプレート部分
３４  数字コンビネーション用の数字
３６  インサート
３８  固定具
４０  ダイアルプレート部分
４６  ＬＥＤ
４８  バッテリー
５０  バッテリードア
５２  スピンドルシャフト
５４  ロックボルト
５６  背面
５８  ナット
６０  スピンドルスリーブ
６２  回路基板
６４  ボルトガイド部材
６８  ボルト後退ギア
７０  サーボモータ
７２  ピボットブロック
７４  カバー
７６  回転出力要素
７８  手動ギア
８０  駆動ギア要素
８０ａ  第１のギア部分
８０ｂ  第２のギア部分
８２  開口
８４  エンコーダ
８６  スロット
８８  キー
９４  取付ボルト
９６  回路遮断デバイス
１１０  ロック
１１２  ボルト延長部
１１４  後退ボルトシールド
１１６  固定具
１１８  ボルトガイド部材
１２４  ボルト側ブロック部材
１２８  駆動ロッド
２１０  ロック
２１２  スピンドルギア
２１４  駆動ギア
２１４ａ  第２の駆動ギア部分
２１４ｂ  第１の駆動ギア部分
２１６  ボルト後退ギア
２１８，２２０  ２歯レリーフ
３１０  ロック
３１２  スピンドルギア
３１４  駆動ギア
３１４ａ  第１のギア部分
３１４ｂ  第２のギア部分
３１６  ボルト後退ギア
３１８，３２０  ２歯レリーフ
３２４  入力シャフト
３２６  アクチュエータ
４１０  ロック
４１２  ドリル穴
４１４  ロックケーシング
５１０  ロック
５１２  ロックケーシング
５１４  回路基板
５１６  ボルトガイド部材
５１８  ロックボルト
５２０  ボルト後退ギア
５２２  アクチュエータアセンブリ
５２４  付勢デバイス
５２６  センサ
５２８  エンコーダ
５３０  ロータリセンサ
５３２  ディスプレイ
５３４  フィルタリングデバイス
５３６  ガイド要素
５３７  ガイド凹部
５３８  アクチュエータ
５４０  回転カム
５４２  突出部
５４４  クラッチ機構
５４６  ハブ
５４８  近位壁
５５０  ピボットストッパ
５５４  カムアーム
５５６  遠位端
５５８  ピボットアーム
５６０  プラットフォーム
５６２  側方部分
５６４  横方向部分
５６６  キャッチ部材
５６８  ガイドストッパ
５７２  ドラム本体
５７８  ギア前進レバー
５８０  ストップレバー
５８２  キッカーアーム
５８４  ノッチ部分
５８６  スロット
５８８  傾斜縁部
５９０  湾曲端部
５９４  戻り止めボール
５９６  ボールスプリング
５９８  幅広部分
６００  サーマル再ロック装置
６０２  キャビティ
６０４  サーマルディスク
６０６  再ロックピン
６０８  ピンスプリング
６１０  開口
６１２  ロックチャネル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１６Ｃ】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１７Ｃ】
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【図１８】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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【図２２Ｃ】
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【図２３Ａ】
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【図２３Ｂ】
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【図２４Ａ】
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【図２４Ｂ】
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【図２４Ｃ】
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【図２５Ａ】
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【図２５Ｂ】
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【図２６Ａ】
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【図２６Ｂ】
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【図２７】
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【外国語明細書】
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