(57)【要約】【課題】データの読取性能を向上させること。【解決手段】錠前用シリンダユニットは、機械的キーが挿入され、ユーザによる施解錠操作を受け付けるシリンダ錠と、シリンダ錠の外部に設けられ、ＩＣタグとの間で電磁誘導作用を用いた無線通信により非接触で当該ＩＣタグのデータを読み取るためのループアンテナ４２と、ループアンテナ４２を平面的に見てループアンテナ４２の周囲に設けられた導体４３と、シリンダ錠、ループアンテナ４２、及び導体４３が内部に挿入される筒形状を有する金属製のシリンダカバーとを備える。導体４３は、ループアンテナ４２を平面的に見てループアンテナ４２を囲む周方向ＣＤに占める範囲が周方向ＣＤの全周の一部である。【選択図】図４
2019073956.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械的キーが挿入され、ユーザによる施解錠操作を受け付けるシリンダ錠と、
前記シリンダ錠の外部に設けられ、ＩＣタグとの間で電磁誘導作用を用いた無線通信により非接触で当該ＩＣタグのデータを読み取るためのループアンテナと、
前記ループアンテナを平面的に見て当該ループアンテナの周囲に設けられた導体と、
前記シリンダ錠、前記ループアンテナ、及び前記導体が内部に挿入される筒形状を有する金属製のシリンダカバーとを備え、
前記導体は、
前記ループアンテナを平面的に見て当該ループアンテナを囲む周方向に占める範囲が当該周方向の全周の一部である
ことを特徴とする錠前用シリンダユニット。
【請求項２】
前記ループアンテナの少なくとも一部は、
前記導体に対して前記ＩＣタグ側に配置されている
ことを特徴とする請求項１に記載の錠前用シリンダユニット。
【請求項３】
前記ループアンテナ及び前記導体は、
回路基板にそれぞれパターン形成されている
ことを特徴とする請求項１または２に記載の錠前用シリンダユニット。
【請求項４】
前記導体は、
前記ループアンテナ側から前記ＩＣタグ側に向けて張り出した形状を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の錠前用シリンダユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、扉の施解錠に用いられる錠前用シリンダユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、扉の施解錠に用いられる錠前用シリンダユニット内に当該施解錠を電気的に制御するためのデータ読取装置を設けた構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
具体的に、特許文献１に記載のデータ読取装置は、金属製のシリンダカバー（外装部）内に設けられ、非接触型のＩＣカードに記憶されたデータ（認証情報）を読み取るためのアンテナを有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１９０２９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の錠前用シリンダユニットでは、金属製のシリンダカバー内にデータ読取装置を設けている。このため、データ読取装置を構成するアンテナに通電すると、当該通電により生じる磁場を遮るように、シリンダカバーに渦電流が発生する。そして、当該通電によりアンテナからＩＣカードに向けて出力される電波は、シリンダカバーに発生した渦電流の影響を受け、非常に小さいものになってしまう。すなわち、データの読取性能が低下する、という問題がある。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、データの読取性能を向上させることができる錠前用シリンダユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る錠前用シリンダユニットは、機械的キーが挿入され、ユーザによる施解錠操作を受け付けるシリンダ錠と、前記シリンダ錠の外部に設けられ、ＩＣタグとの間で電磁誘導作用を用いた無線通信により非接触で当該ＩＣタグのデータを読み取るためのループアンテナと、前記ループアンテナを平面的に見て当該ループアンテナの周囲に設けられた導体と、前記シリンダ錠、前記ループアンテナ、及び前記導体が内部に挿入される筒形状を有する金属製のシリンダカバーとを備え、前記導体は、前記ループアンテナを平面的に見て当該ループアンテナを囲む周方向に占める範囲が当該周方向の全周の一部であることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明に係る錠前用シリンダユニットでは、上記発明において、前記ループアンテナの少なくとも一部は、前記導体に対して前記ＩＣタグ側に配置されていることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る錠前用シリンダユニットでは、上記発明において、前記ループアンテナ及び前記導体は、回路基板にそれぞれパターン形成されていることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る錠前用シリンダユニットでは、上記発明において、前記導体は、前記ループアンテナ側から前記ＩＣタグ側に向けて張り出した形状を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る錠前用シリンダユニットでは、ループアンテナを平面的に見て当該ループアンテナの周囲には、導体が設けられている。このため、ループアンテナに通電すると、当該通電により生じる磁場を遮るように、導体に渦電流が発生する。ここで、導体は、ループアンテナを平面的に見て当該ループアンテナを囲む周方向に占める範囲が当該周方向の全周の一部である。すなわち、導体に発生した渦電流は、当該周方向の全周に流れることがないため、ループアンテナにて発生した磁場を弱めることがない。また、導体がループアンテナを平面的に見て当該ループアンテナの周囲に設けられているため、ループアンテナにて発生した磁束は、当該導体に発生した渦電流により当該導体を迂回し、当該導体の分だけ離れた空間を周回する。その結果、ループアンテナがシリンダカバーにて覆われていた場合であっても、当該ループアンテナにて発生した磁束は、相対的に大きなループを描く。したがって、本発明に係る錠前用シリンダユニットによれば、ループアンテナからＩＣカード等の通信対象に向けて出力される電波を相対的に大きいものとし、データの読取性能を向上させることができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本実施の形態１に係る錠前用シリンダユニットが取り付けられた扉を戸先側から見た図である。
【図２】図２は、錠前用シリンダユニットを室外側から見た斜視図である。
【図３】図３は、データ読取装置の断面図である。
【図４】図４は、データ読取装置を室外側から見た図である。
【図５】図５は、本実施の形態１の効果を説明する図である。
【図６】図６は、本実施の形態１の効果を説明する図である。
【図７】図７は、本実施の形態２に係るデータ読取装置の断面図である。
【図８】図８は、本実施の形態２に係るデータ読取装置を室外側から見た図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、図面を参照して、本発明を実施するための形態（以下、実施の形態）について説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。さらに、図面の記載において、同一の部分には同一の符号を付している。
【００１３】
（実施の形態１）
〔扉における戸先側の構造〕
先ず、錠前用シリンダユニット１の構成を説明する前に、当該錠前用シリンダユニット１が取り付けられる扉１００における戸先側の構造について説明する。
図１は、本実施の形態１に係る錠前用シリンダユニット１が取り付けられた扉１００を戸先側から見た図である。
扉１００は、建物の開口部の縁部に沿って設けられた枠体（図示略）内に開閉自在に支持される。そして、扉１００の戸先側には、図１に示すように、当該扉１００の戸先側端面１０１から露出するように錠ケース２００が設けられている。
【００１４】
錠ケース２００の内部には、デッドボルト２０１（図１）と、電動アクチュエータ（図示略）と、動力伝達機構（図示略）と、駆動制御回路（図示略）とが設けられている。
デッドボルト２０１は、錠ケース２００の内外に突没自在に設けられている。言い換えれば、デッドボルト２０１は、戸先側端面１０１から突没自在に設けられている。そして、デッドボルト２０１は、戸先側端面１０１から突出することで、上述した枠体（図示略）を構成する戸先側縦枠（図示略）に設けられた錠受け（図示略）に係合する。これにより、扉１００は、施錠される。一方、デッドボルト２０１は、戸先側端面１０１に没入することで、上述した錠受けに対して係合しない状態となる。これにより、扉１００は、解錠される。
【００１５】
上述した電動アクチュエータは、例えば、電動モータやソレノイド等によって構成されている。この電動アクチュエータは、デッドボルト２０１を戸先側端面１０１から突没させる電気的な駆動源として機能する。
上述した動力伝達機構は、上述した電動アクチュエータの動力や、錠前用シリンダユニット１にて受け付けた施解錠操作に応じた動力をデッドボルト２０１に伝達し、当該デッドボルト２０１を戸先側端面１０１から突没させる。
上述した駆動制御回路は、外部の制御装置（図示略）との間で無線通信を行い、当該制御装置による制御の下、上述した電動アクチュエータの駆動を制御する。
【００１６】
〔錠前用シリンダユニットの構成〕
次に、錠前用シリンダユニット１の構成について説明する。
図２は、錠前用シリンダユニット１を室外側から見た斜視図である。
錠前用シリンダユニット１は、図１に示すように、扉１００における室外側表面１０２から突出するように取り付けられる。この錠前用シリンダユニット１は、図１または図２に示すように、シリンダ錠２（図２）と、シリンダカバー３と、データ読取装置４（図２）とを備える。
【００１７】
シリンダ錠２は、全体略円柱形状を有し、当該円柱の中心軸が室外側表面１０２に直交する姿勢で配置される。このシリンダ錠２は、円筒状の外筒２１内に回動可能にプラグ２２が嵌挿された構成を有し、プラグ２２に設けられた鍵穴２２１に機械的キー（図示略）が挿入されてユーザによる施解錠操作（当該機械的キーを回す操作）を受け付ける公知の構成を有する。なお、具体的な図示は省略したが、プラグ２２は、上述した動力伝達機構に機械的に接続する。すなわち、ユーザによる施解錠操作に応じて当該動力伝達機構からデッドボルト２０１に動力が伝達され、当該デッドボルト２０１は、上述した戸先側縦枠から突没する。
【００１８】
シリンダカバー３は、ＳＵＳ等の金属材料で構成され、室外側表面１０２から離間するにしたがって縮径する円錐台状の筒体で構成されている。そして、シリンダカバー３内には、シリンダ錠２及びデータ読取装置４が挿入される。なお、シリンダカバー３の内面とシリンダ錠２の外面との間には、樹脂材Ｒｅ（図２）が充填されている。すなわち、データ読取装置４は、シリンダカバー３内において、当該樹脂材Ｒｅにて封入されている。
【００１９】
データ読取装置４は、錠前用シリンダユニット１に対して翳されたＩＣカード（図示略）に実装されたＲＦＩＤタグ（図示略）との間で無線通信を行い、当該ＲＦＩＤタグ固有の識別情報を読み取る。また、データ読取装置４は、外部の制御装置（図示略）との間で無線通信を行い、当該読み取った識別情報を当該制御装置に送信する。ここで、当該制御装置は、データ読取装置４から受信した識別情報が予め記録された識別情報と同一であるか否かを判断する。そして、当該制御装置は、同一であると判断した場合に、無線通信により上述した駆動制御回路に制御指令を送信し、上述した電動アクチュエータの駆動を制御する。すなわち、データ読取装置４にて読み取った識別情報と予め記録された識別情報とが同一である場合に限り、扉１００は、施錠または解錠される。
【００２０】
〔データ読取装置の構成〕
次に、データ読取装置４の構成について説明する。
図３は、データ読取装置４の断面図（シリンダカバー３の中心軸に沿う平面にて切断した断面図）である。図４は、データ読取装置４を室外側から見た図である。
データ読取装置４は、図３または図４に示すように、回路基板４１と、ループアンテナ４２と、導体４３とを備える。
【００２１】
回路基板４１は、ポリイミド等の絶縁性材料で構成され、シリンダ錠２の外面及びシリンダカバー３の内面間の隙間に沿って略円弧状に延在する平板であり、表，裏面４１１，４１２が室外側表面１０２に略平行となる姿勢で配置される。本実施の形態１では、回路基板４１は、多層基板（本実施の形態１では、室外側から順に第１〜第３層４１ａ〜４１ｃの３層）で構成されている（図３では、説明の便宜上、第１〜第３層４１ａ〜４１ｃ間に隙間を空けた記載としている）。なお、回路基板４１としては、リジッド基板で構成してもよく、または、フレキシブル基板で構成しても構わない。
この回路基板４１には、図３または図４に示すように、表，裏面４１１，４１２を貫通する円形状の基板開口部４１３が形成されている。そして、基板開口部４１３には、両端が回路基板４１の各表，裏面４１１，４１２から突出した状態で柱状のフェライト等の磁性体４４が挿入される。
【００２２】
ループアンテナ４２は、回路基板４１に設けられ、基板開口部４１３の周囲に巻回された回路パターンとして形成（パターン形成）されている。本実施の形態１では、ループアンテナ４２は、室外側の表面４１１上、第１，第２層４１ａ，４１ｂ間、及び第２，第３層４１ｂ，４１ｃ間にそれぞれループ状に形成され、第１，第２層４１ａ，４１ｂに形成されたスルーホール（図示略）を介して互いに導通するように構成されている。そして、ループアンテナ４２は、上述したＲＦＩＤタグとの間で電磁誘導作用を用いた無線通信により非接触で当該ＲＦＩＤタグ固有の識別情報を読み取るために用いられる。具体的に、ループアンテナ４２は、回路基板４１に実装された制御部（図示略）により通電されることで、電磁誘導作用により、上述したＲＦＩＤタグの動力源となる電磁波を送信するとともに、当該ＲＦＩＤタグの識別情報の送信指令となる電磁波を送信する。また、ループアンテナ４２は、当該ＲＦＩＤタグから送信された識別情報を受信する。
【００２３】
導体４３は、回路基板４１に設けられ、基板開口部４１３の周囲に設けられたベタパターン（例えば、銅箔パターン）として形成（パターン形成）されている。本実施の形態１では、導体４３は、第２，第３層４１ｂ，４１ｃ間に形成されている。すなわち、ループアンテナ４２の一部は、導体４３に対して上述したＲＦＩＤタグ側に配置されている。また、導体４３は、図４に示すように、ループアンテナ４２を平面的に見て当該ループアンテナ４２を囲む周方向ＣＤに占める範囲が当該周方向ＣＤの全周の一部である。より具体的に、導体４３は、ループアンテナ４２を平面的に見て当該ループアンテナ４２を囲む導体開口部４３１を有する。また、導体４３には、導体開口部４３１の縁部から当該導体４３の外縁部４３２まで切り欠かれた切欠部４３３が形成されている。
【００２４】
以上説明した本実施の形態１によれば、以下の効果を奏する。
図５及び図６は、本実施の形態１の効果を説明する図である。具体的に、図５は、従来の構成に相当し、導体４３を設けていない場合でのループアンテナ４２にて発生する磁束ＭＦを模式的に示している。図６は、本実施の形態１で説明した構成に相当し、導体４３を設けた場合でのループアンテナ４２にて発生する磁束ＭＦを模式的に示している。なお、図５及び図６では、説明の便宜上、ループアンテナ４２をコイルとして図示するとともに、回路基板４１及び樹脂材Ｒｅを省略している。
ところで、シリンダカバー３内に設けられたループアンテナ４２に通電すると、当該通電により生じる磁場を遮るように、シリンダカバー３に渦電流が発生する。そして、導体４３を設けていない場合には、ループアンテナ４２にて発生した磁束ＭＦは、図５に示すように、シリンダカバー３に発生した渦電流の影響を受け、相対的に小さなループを描く。このため、ループアンテナ４２から上述したＲＦＩＤタグに向けて出力される電波が相対的に小さいものとなり、当該ＲＦＩＤタグの識別情報の読取性能が低下してしまう。
【００２５】
一方、本実施の形態１に係る錠前用シリンダユニット１では、ループアンテナ４２を平面的に見て当該ループアンテナ４２の周囲には、導体４３が設けられている。このため、ループアンテナ４２に通電すると、当該通電により生じる磁場を遮るように、導体４３に渦電流が発生する。ここで、導体４３は、ループアンテナ４２を平面的に見て当該ループアンテナ４２を囲む周方向ＣＤに占める範囲が当該周方向ＣＤの全周の一部である。すなわち、導体４３に発生した渦電流は、当該周方向ＣＤの全周に流れることがないため、ループアンテナ４２にて発生した磁場を弱めることがない。また、導体４３がループアンテナ４２を平面的に見て当該ループアンテナ４２の周囲に設けられているため、ループアンテナ４２にて発生した磁束ＭＦは、当該導体４３に発生した渦電流により当該導体４３を迂回し、当該導体４３の分だけ離れた空間を周回する。その結果、図６に示すように、ループアンテナ４２がシリンダカバー３にて覆われていた場合であっても、当該ループアンテナ４２にて発生した磁束ＭＦは、相対的に大きなループを描く。したがって、本発明に係る錠前用シリンダユニット１によれば、ループアンテナ４２から上述したＲＦＩＤタグに向けて出力される電波を相対的に大きいものとし、当該ＲＦＩＤタグの識別情報の読取性能を向上させることができる。
【００２６】
また、本実施の形態１に係る錠前用シリンダユニット１では、ループアンテナ４２の一部は、導体４３に対して上述したＲＦＩＤタグ側に配置されている。このため、例えば導体４３がループアンテナ４２に対して上述したＲＦＩＤタグ側に配置された構成と比較して、ループアンテナ４２にて上述したＲＦＩＤタグ側に飛ばす磁場が導体４３に跳ね返されるおそれが最も少なくなる。すなわち、ループアンテナ４２から上述したＲＦＩＤタグに向けて出力される電波の電波強度が高くなる構成となる。したがって、錠前用シリンダユニット１に対して翳されたＩＣカードが当該ループアンテナ４２を平面的に見て当該ループアンテナ４２に対して上下方向や左右方向に多少ずれた場合であっても、データ読取装置４は、当該ＩＣカードに実装されたＲＦＩＤタグとの間で良好に無線通信を行うことができる。
【００２７】
また、本実施の形態１に係る錠前用シリンダユニット１では、ループアンテナ４２及び導体４３は、回路基板４１にそれぞれパターン形成されている。このため、データ読取装置４をコンパクトに纏めることができ、錠前用シリンダユニット１の小型化を図ることができる。
【００２８】
（実施の形態２）
次に、本実施の形態２について説明する。
以下の説明では、実施の形態１と同様の構成には同一符号を付し、その詳細な説明は省略または簡略化する。
図７は、図３に対応した図であって、本実施の形態２に係るデータ読取装置４Ａの断面図である。図８は、図４に対応した図であって、データ読取装置４Ａを室外側から見た図である。
上述した実施の形態１に係るデータ読取装置４では、導体４３は、回路基板４１にベタパターンとして形成されていた。
これに対して本実施の形態２に係るデータ読取装置４Ａでは、導体４３Ａは、図７または図８に示すように、回路基板４１とは別体で構成され、ネジ等の固着具（図示略）を介して回路基板４１に取り付けられる。
【００２９】
具体的に、導体４３Ａは、回路基板４１における室外側の表面４１１に対向する姿勢で配置される。また、導体４３Ａは、当該表面４１１から離間する（上述したＲＦＩＤタグに向かう）にしたがって拡径する略円錐台状の筒体で構成されている。すなわち、導体４３Ａは、ループアンテナ４２側から上述したＲＦＩＤタグ側に向けて張り出した形状を有する。なお、本実施の形態２においても、導体４３Ａは、図８に示すように、上述した実施の形態１で説明した導体４３と同様に、ループアンテナ４２を平面的に見て当該ループアンテナ４２を囲む周方向ＣＤに占める範囲が当該周方向ＣＤの全周の一部である。より具体的に、導体４３Ａにおいて、円錐台の上底側の第１導体開口部４３１Ａ及び下底側の第２導体開口部４３２Ａは、ループアンテナ４２を平面的に見て当該ループアンテナ４２を囲む。また、導体４３Ａには、第１導体開口部４３１Ａの縁部から第２導体開口部４３２Ａの縁部まで切り欠かれた切欠部４３３Ａが形成されている。
【００３０】
以上説明した本実施の形態２によれば、上述した実施の形態１と同様の効果の他、以下の効果を奏する。
本実施の形態２に係るデータ読取装置４Ａでは、導体４３Ａは、ループアンテナ４２側から上述したＲＦＩＤタグ側に向けて張り出した形状を有する。すなわち、ループアンテナ４２にて発生した磁束ＭＦは、導体４３Ａに発生した渦電流により当該導体４３Ａを迂回するため、上述したＲＦＩＤタグ側に向けて相対的に大きなループを描く。したがって、ループアンテナ４２から上述したＲＦＩＤタグまでの通信可能範囲を効果的に拡げ、当該ＲＦＩＤタグの識別情報の読取性能をさらに向上させることができる。
【００３１】
（その他の実施の形態）
ここまで、本発明を実施するための形態を説明してきたが、本発明は上述した実施の形態１，２によってのみ限定されるべきものではない。
上述した実施の形態１，２において、導体４３，４３Ａは、ループアンテナ４２を平面的に見て当該ループアンテナ４２を囲む周方向ＣＤに占める範囲が当該周方向ＣＤの全周の一部であれば、上述した実施の形態１，２で説明した形状に限らない。例えば、実施の形態２において、導体４３Ａは、上述したＲＦＩＤタグに向かうにしたがって拡径する略円錐台状の筒体で構成されていたが、これに限らず、略円筒形状を有するように構成しても構わない。
上述した実施の形態１，２において、シリンダカバー３内に、シリンダ錠２及びデータ読取装置４，４Ａの他、スマートフォン等と通信（例えば、ＢＬＥ（Bluetooth Low Energy）通信等）を行う通信モジュールや、人間の所在を検知する人感センサ等を搭載しても構わない。
上述した実施の形態１，２において、回路基板４１は、３層の多層基板で構成されていたが、これに限らず、単層の基板で構成してもよく、２層、あるいは４層以上の多層基板で構成しても構わない。
【符号の説明】
【００３２】
１  錠前用シリンダユニット
２  シリンダ錠
３  シリンダカバー
４，４Ａ  データ読取装置
２１  外筒
２２  プラグ
４１  回路基板
４１ａ〜４１ｃ  第１〜第３層
４２  ループアンテナ
４３，４３Ａ  導体
４４  磁性体
１００  扉
１０１  戸先側端面
１０２  室外側表面
２００  錠ケース
２０１  デッドボルト
２２１  鍵穴
４１１，４１２  表，裏面
４１３  基板開口部
４３１  導体開口部
４３１Ａ  第１導体開口部
４３２  外縁部
４３２Ａ  第２導体開口部
４３３，４３３Ａ  切欠部
ＣＤ  周方向
ＭＦ  磁束
Ｒｅ  樹脂材
【図１】
2019073956.tif 000003
【図２】
2019073956.tif 000004
【図３】
2019073956.tif 000005
【図４】
2019073956.tif 000006
【図５】
2019073956.tif 000007
【図６】
2019073956.tif 000008
【図７】
2019073956.tif 000009
【図８】
2019073956.tif 000010