キースイッチ

【課題】簡単に構成することができ、認証動作を容易に行うことができるキースイッチを提供する。
【解決手段】キースイッチにおいて、スイッチ本体１は、キー２が挿入されるキー挿入孔６が形成された上面５Ａを有するとともに、内部に光センサ１５及びマイコン１２が搭載されたプリント基板１１が配設される、略筒状のハウジング５と、このハウジング５下方の開口部５Ｂに嵌合されるケース２０とからなり、前記キー２には同一または異なる形状の要素を任意の数及び間隔で並べて構成した固有の情報パターン３を備え、前記キー２の挿入操作または挿入及び抜き取り操作に伴って前記光センサ１５で前記情報パターン３を検出し、前記マイコン１２に保存されている認証パターンと比較することにより前記キー２の認証を行う。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キーに記録された情報パターンを検出し、認証動作を行うことができるキースイッチに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、固有情報を含んだ固有コードを有するキー（鍵）に対して、このキーの固有コードをコード読取装置によって読み取り、メモリに記憶された情報と読み取った固有コードの情報を比較して、一致している場合にシリンダー錠の作動を許容し、一致していない場合にはロック機構により規制し、シリンダー錠の作動を禁止する構成とした開閉体施錠装置（下記特許文献１参照）や、第１のコーディングが第１の励磁装置の第１のインダクタンスの変化を生じさせ、第１のコーディングがキースイッチによって読み取られるキースイッチ（下記特許文献２参照）が既に提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−０１９４３０号公報
【特許文献２】特開２００９−２７０４３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１記載の開閉体施錠装置は、固有コードの認証によりシリンダー錠の作動を許容または禁止するもので、キーの固有コードによって解錠を行うことができない。そのため、設置された各シリンダー錠に対して異なる形状を有するキーが必要となり、複数のキーを１つのシリンダー錠で共用化することはできない。
また、上記特許文献２記載のキースイッチは、キーの構成が煩雑であり、検出が高度である。
【０００５】
本発明は、上記状況に鑑みて、簡単に構成することができ、認証動作を容易に行うことができるキースイッチ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】
本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕キースイッチにおいて、スイッチ本体（１）は、キー（２）が挿入されるキー挿入孔（６）が形成された上面（５Ａ）を有するとともに、内部に光センサ（１５）及びマイコン（１２）が搭載されたプリント基板（１１）が配設される、略筒状のハウジング（５）と、このハウジング（５）下方の開口部（５Ｂ）に嵌合されるケース（２０）とからなり、前記キー（２）には同一または異なる形状の要素を任意の数及び間隔で並べて構成した固有の情報パターン（３）を備え、前記キー（２）の挿入操作または挿入及び抜き取り操作に伴って前記光センサ（１５）で前記情報パターン（３）を検出し、前記マイコン（１２）に保存されている認証パターンと比較することにより前記キー（２）の認証を行うことを特徴とする。
【０００７】
〔２〕上記〔１〕記載のキースイッチにおいて、前記キー（２）が挿入完了位置まで操作されたことをクリック感により報知するクリック機構（１９Ａ，２Ａ）を備えることを特徴とする。
〔３〕上記〔１〕記載のキースイッチにおいて、前記情報パターン（３）が付替え可能であることを特徴とする。
【０００８】
〔４〕上記〔１〕記載のキースイッチにおいて、前記キー挿入孔（６）近傍の前記プリント基板（１１）上に検出スイッチ（３１）を設け、前記キー（２）の挿入時に前記検出スイッチ（３１）がＯＮになることにより、前記光センサ（１５）を通電するようにしたことを特徴とする。
〔５〕上記〔１〕記載のキースイッチにおいて、前記プリント基板（１１）に弾性を有する一対の接触端子（４３，４４）を設け、前記キー（２）に電池（４１）を内蔵するとともにこの電池（４１）の正極側及び負極側のそれぞれに接続される電路（４２）を設け、前記キー（２）の挿入時に前記接触端子（４３，４４）と前記電路（４２）が接触し、前記光センサ（１５）に前記電池（４１）から電力が供給されて通電するようにしたことを特徴とする。
【０００９】
〔６〕上記〔１〕記載のキースイッチにおいて、前記キー（２）に保護カバー（５１）を設けるようにしたことを特徴とする。
〔７〕上記〔６〕記載のキースイッチにおいて、前記保護カバー（５１）によって、前記情報パターン（３）を保護することを特徴とする。
〔８〕上記〔１〕記載のキースイッチにおいて、前記キー（２）に保護部（６１）を設け、摺動動作によって、前記情報パターン（３）を前記保護部（６１）内に収納可能とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、以下のような効果を奏することができる。
（１）構造が簡単であり、キーの認証が容易である。
（２）マイコンに保存されている認証パターンを変更するだけで、複数のキーに対応することができ、スイッチ本体を共通化できる。
（３）クリック機構を設け、キーの挿入完了位置または抜き取り開始位置が明確になるようにしたので、操作を確実に行うことができる。
【００１１】
（４）情報パターンの付替えができるため、新規のキーを容易に作製できる。
（５）キー挿入時に接触機構がＯＮとなることにより光センサに通電されるようにしたので、待機電力が削減できる。
（６）キー挿入時にキーから電力が供給されて光センサに通電されるため、待機電力が削減できる。
【００１２】
（７）情報パターンを保護カバーで保護したり、キーの保護部内に収納可能としたので、情報パターンの漏洩を防止できるとともに、摩耗による情報パターンの欠落や汚れを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施例を示すキースイッチの分解斜視図である。
【図２】本発明の第１実施例を示すキースイッチの正面図である。
【図３】本発明の第１実施例を示すキースイッチの側面図である。
【図４】本発明の第１実施例を示すキースイッチの平面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ線断面図である。
【図６】本発明の第１実施例を示すキースイッチの斜視図である。
【図７】本発明の第１実施例を示すキースイッチのキーの正面図である。
【図８】本発明の第１実施例を示すキースイッチのキーの背面図である。
【図９】本発明の第１実施例を示すキースイッチのキーを先端から見た図である。
【図１０】本発明のキーに設けられる情報パターンと光センサの例を示す平面図である。
【図１１】本発明のキースイッチの光センサの動作例を示す模式図である。
【図１２】本発明のキースイッチのマイコンに予め記憶された認証パターンを示す図である。
【図１３】本発明のキースイッチの認証処理フローチャートである。
【図１４】本発明の第２実施例を示すキースイッチの分解斜視図である。
【図１５】本発明の第３実施例を示すキースイッチのキーとプリント基板の斜視図である。
【図１６】本発明のキースイッチのキーの斜視図（その１）である。
【図１７】本発明のキースイッチのキーの斜視図（その２）である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明のキースイッチは、スイッチ本体は、キーが挿入されるキー挿入孔が形成された上面を有するとともに、内部に光センサ及びマイコンが搭載されたプリント基板が配設される、略筒状のハウジングと、このハウジング下方の開口部に嵌合されるケースとからなり、前記キーには同一または異なる形状の要素を任意の数及び間隔で並べて構成した固有の情報パターンを備え、前記キーの挿入操作または挿入及び抜き取り操作に伴って前記光センサで前記情報パターンを検出し、前記マイコンに保存されている認証パターンと比較することにより前記キーの認証を行う。
【実施例】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は本発明の第１実施例を示すキースイッチの分解斜視図、図２はそのキースイッチの正面図、図３はそのキースイッチの側面図、図４はそのキースイッチの平面図、図５は図４のＡ−Ａ線断面図、図６はそのキースイッチの斜視図、図７はそのキースイッチのキーの正面図、図８はそのキーの背面図、図９はそのキーを先端から見た図である。
【００１６】
これらの図において、１はスイッチ本体、２はキー、２Ａはキー２のクリック発生用凹部、２Ｂはキー２の誤挿入防止用溝、３はキー２に設けられる情報パターン、５はスイッチハウジング、５Ａはスイッチハウジング５の上面、５Ｂはスイッチハウジング５の下部開口部、６はスイッチハウジング５の上面５Ａに形成されるキー挿入孔、７はキー挿入孔６内に形成される誤挿入防止用突起、８はスイッチハウジング５の鍔部、９はスイッチハウジング５の外周面に形成されるネジ山、１０はスイッチハウジング５の下部に形成される嵌合孔、１１はプリント基板、１２はプリント基板１１に実装されるマイコン（マイクロコンピュータ）、１３はプリント基板１１に形成される嵌合孔、１４はプリント基板１１の下端に実装されるコネクタ、１５はプリント基板１１に実装される光センサ、１６はホルダ、１７はホルダ１６に形成され光センサ１５に対応した位置に形成されるスリット、１８はカバー、１９はカバー１８に形成されるクリック発生用垂下片、１９Ａはクリック発生用垂下片１９の下部に形成されるクリック発生用突起、２０はスイッチハウジング５の下部開口部５Ｂに装着されるケース、２１はケース２０に形成される突片、２２はその突片２１に形成される嵌合凸部、２３はケース２０の内部に形成される貫通孔、２４はスイッチハウジング５のネジ山９に螺合し、ハウジング５をパネル（図示なし）へ固定するナットである。
【００１７】
図５に示すように、プリント基板１１，ホルダ１６，カバー１８はスイッチハウジング５に内蔵されており、これらは、スイッチハウジング５とこのスイッチハウジング５の底面を塞ぐように配置されるケース２０とによって挟持される。プリント基板１１には、信号処理を行うマイコン１２，外部との接続を行うコネクタ１４，キー２に設けられた情報パターン３を検出する光センサ１５が搭載される。ホルダ１６はこのプリント基板１１に嵌合し、キー２の摺動をガイドする。
【００１８】
一方、キー２にはクリック発生用凹部２Ａと誤挿入防止用溝２Ｂと情報パターン３とが設けられている。なお、情報パターン３は、例えば、バーコードの張り替えが可能なようにしている。
情報パターン３が設けられたキー２がスイッチハウジング５の上面５Ａに形成された挿入孔６に挿入されると、キー２はホルダ１６とカバー１８の間を摺動し、情報パターン３が光センサ１５で検出される。キー２が検出完了位置まで操作されると、カバー１８のクリック発生用突起１９Ａがキー２のクリック発生用凹部２Ａに落ち込んでクリック感が発生する。そして、検出された情報パターン３とマイコン１２に保存された認証パターンが比較されて認証が行われ、この認証結果に応じて解錠信号が出力される。
【００１９】
図１０は本発明のキーに設けられる情報パターンと光センサの例を示す平面図であり、図１０（ａ）〜図１０（ｄ）は光センサが３個配置された場合、図１０（ｅ）〜図１０（ｈ）は光センサが４個配置された場合の例を示している。
図１０（ａ），図１０（ｂ）では、３個の光センサ１５に対して縦軸状のバーコード４からなる情報パターン３を設けるようにしている。また、図１０（ｃ），図１０（ｄ）では３個の光センサ１５に対して横軸状のバーコード４からなる情報パターン３を設けるようにしている。
【００２０】
さらに、図１０（ｅ），図１０（ｆ）では、４個の光センサ１５に対して縦軸状のバーコード４からなる情報パターン３を設けるようにしている。また、図１０（ｇ），図１０（ｈ）では４個の光センサ１５に対して横軸状のバーコード４からなる情報パターン３を設けるようにしている。
このように配置することにより、キー２に設けられた情報パターン３を光センサ１５によって読み取ることができる。
【００２１】
そして、上記したバーコードによる情報パターン３に代わって、同一または異なる形状の要素（白黒パターン）を任意の数及び間隔で並べて構成した固有の情報パターンとすることができる。
図１１は本発明のスイッチの光センサの動作例を示す模式図、図１２はそのキースイッチのマイコンに予め記憶された認証パターンを示す図である。
【００２２】
これらの図を参照しながらこのキースイッチの光センサについて説明する。ここでは、説明を簡単にするために、単一の光センサによってキー２の情報パターン３としてのバーコードを、キースイッチのキーの挿入及び抜き取り操作によって読み取り認証する例について述べる。
光センサ１５は、発光部としての光源１５Ａと受光部としての受光素子１５Ｂを備えている。まず、図１１（ａ）に示すように、キー挿入孔６にキー２が挿入され、光源１５Ａからの光が挿入されたキー２の情報パターン３としてのバーコード４のバー部分４Ａに照射されると、その光は反射されず吸収されてしまうので、受光素子１５Ｂは受光しない。図１１（ｂ）に示すように、キー２がさらに挿入されてバーコード４のバー部分４Ａが移動し、光源１５Ａからの光がバーコード４のスペース部分４Ｂに照射されると、照射された光はスペース部分４Ｂで反射して受光素子１５Ｂで受光され、増幅部１５Ｃで増幅されてマイコン１２に取り込まれる。なお、図１１（ｃ），（ｄ）に示すように、キー２の抜き取り時にも同様の方法で情報パターン３の検出を行う。
【００２３】
マイコン１２は、アナログ入力ポートとしてのデジタル変換部１２Ａと、このデジタル変換部１２Ａに接続され、デジタル変換部１２Ａからのデジタル信号のデコードを行い、そのデコード信号と解錠すべき認証コード信号との照会を行うコード処理部１２Ｂと、このコード処理部１２Ｂに接続され、解錠信号を出力するインターフェース部１２Ｃとを備えている。マイコン１１に取り込まれたキーの挿入操作時又は挿入及び抜き取り操作時に光センサ１４によって情報パターン３を検出することで入力された信号が、コード処理部１２Ｂでデコードされ、そのデコードされた信号と図１２に示すような予め記憶されている認証情報との照合が行われ、両者が一致する場合には、解錠信号１２Ｄが出力される。
【００２４】
図１３は本発明のキースイッチの認証処理フローチャートである。
（１）まず、このキースイッチシステムの初期設定として、スイッチ本体１のマイコン１１に、検出される情報パターン３によって入力される信号と照会を行うための認証情報を記憶させておく（ステップＳ１）。
（２）次に、キー２の挿入が検知されたか否かをチェックする（ステップＳ２）。キー２の挿入が検知されなければ、その検知を待つ。
【００２５】
（３）キー２の挿入が検知された場合、キー２の操作から情報パターン３の読み取りを行う（ステップＳ３）。
（４）上記ステップＳ３で読み取ったキー２の情報パターン３によって入力された信号をデコードする（ステップＳ４）。
（５）次に、デコードされた信号が上記ステップＳ１で予め記憶されている認証情報と一致するか否かをチェックする（ステップＳ５）。
【００２６】
（６）上記ステップＳ５において、デコード信号と認証情報が一致すれば、解錠信号１２Ｄを出力する（ステップＳ６）。一方、一致しなければ、解錠信号１２Ｄを出力せず、エンドとする。
なお、上記ステップＳ５において、デコード信号と認証情報が一致しないときに解錠信号１２Ｄを出力せずにエンドとするだけでなく、エラー信号を出力するようにしてもよい。
【００２７】
図１４は本発明の第２実施例を示すキースイッチの分解斜視図である。
この図に示すように、この実施例では、スイッチハウジング５の上面５Ａに形成されるキー挿入孔６の近傍のプリント基板１１上に検出スイッチ３１を設けている。
このように構成したので、キー２がスイッチハウジング５のキー挿入孔６に挿入されると、キー２で検出スイッチ３１がＯＮされて光センサ１５に通電される。キー２はホルダ１６とカバー１８の間を摺動し、情報パターン３が光センサ１５で検出される。キー２が検出完了位置まで操作されると、カバー１８のクリック発生用突起１９Ａがキー２のクリック発生用凹部２Ａに落ち込んでクリック感が発生する。そして、検出された情報パターン３とマイコン１２に保存された認証パターンが比較されて認証が行われ、この認証結果に応じて信号が出力される。キー２がキー挿入孔６から抜かれると検出スイッチ３１がＯＦＦされ、光センサ１５への通電が遮断される。
【００２８】
このように、キー２の挿入時に検出スイッチ３１がＯＮとなることにより光センサ１５が通電され、キー２を抜くことにより検出スイッチ３１をＯＦＦし光センサ１５への通電を遮断するようにしたので、待機電力を大幅に削減することができる。
図１５は本発明の第３実施例を示すキースイッチのキーとプリント基板の斜視図である。
【００２９】
この実施例では、プリント基板１１には弾性を有する１対の接触端子４３，４４を設け、キー２には電池４１を内蔵するとともにこの電池４１の正極側及び負極側のそれぞれに接続される電路４２を設けている。そして、キー２の挿入時に接触端子４３，４４と電路４２が接触し、電池４１から電力が供給されることにより光センサ１５に通電するように構成している。
【００３０】
このように構成したので、キー２がスイッチハウジング５のキー挿入孔６に挿入されると、キー２の電路４２が接触端子４３，４４に接触して電池４１から電力が供給されて光センサ１５に通電される。キー２はホルダ１６とカバー１８の間を摺動し、情報パターン３が光センサ１５で検出される。キー２が検出完了位置まで操作されると、カバー１８のクリック発生用突起１９Ａがキー２のクリック発生用凹部２Ａに落ち込んでクリック感が発生する。検出された情報パターン３とマイコン１２に保存された認証パターンが比較されて認証が行われ、この認証結果に応じて信号が出力される。キー挿入孔６からキー２が抜かれると電池４１からの電力供給が断たれ、光センサ１５への通電が遮断される。
【００３１】
このように、キー２の挿入時にキーから電力が供給されて光センサが通電され、キー２を抜くことにより電力供給が断たれるようにしたので、待機電力を大幅に削減することができる。
図１６は本発明のキースイッチのキーの斜視図（その１）であり、図１６（ａ）はキーが保護カバーで保護された状態を示す図、図１６（ｂ）はキーが露出した状態を示す図である。
【００３２】
これらの図に示すように、キー２には枢支軸５２を有する保護カバー５１を設けるようにしている。キー２を使用しない場合は、図１６（ａ）のように、キー２を保護カバー５１で保護しておき、キー２の使用時には、図１６（ｂ）に示すように、保護カバー５１を枢支軸５２を中心として回動させることにより、情報パターン３を露出させるようにしている。
【００３３】
このように構成することにより、情報パターン３の漏洩防止が可能であり、セキュリティ性の向上を図ることができる。また、情報パターン３の摩耗や汚れも防止することができる。
なお、保護カバー５１は、図１６に示した回動するものに代えて、摺動するもの、取り外し可能なものや、伸縮性のある蛇腹状のラバーからなるものなどにしてもよい。
【００３４】
図１７は本発明のキースイッチのキーの斜視図（その２）であり、図１７（ａ）はキー先端が保護部内に収納された状態を示す図、図１７（ｂ）は保護部からキーを露出させた状態を示す図である。
これらの図に示すように、キー２にはスライド可能な摘み６２を有する保護部６１を設けている。キー２を使用しない場合は、図１７（ａ）のように、キー２の先端を保護部６１内に収納しておき、キー２の使用時には、図１７（ｂ）に示すように、摘み６２を摺動（スライド）させることによりキー２の先端を露出させるようにしている。
【００３５】
このように、キー２の情報パターン３を保護部の内部に収納可能としているので、情報パターン３の漏洩を防止できるとともに、摩耗による情報パターン３の欠落や汚れを防止することができる。
なお、上記各実施例において、スイッチハウジング５のプリント基板１１に配置される光センサ１５はその個数を適宜増すことができる。光センサ１５を増設し、複数の情報パターンを認証可能とすることで、情報パターンの種類を増やすことができる。よって、セキュリティ性の向上を図ることができる。
【００３６】
また、情報パターン３を目視できない物質などで形成することにより、情報パターン３の漏洩を防止することができ、セキュリティ性の向上を図ることができる。
さらに、キー２がその挿入完了位置まで操作されたことによりクリック感により報知する、クリック発生用突起１９Ａとクリック発生用凹部２Ａからなるクリック機構を、ディスク等により構成するようにしてもよい。
【００３７】
また、クリック機構を、検出スイッチの操作部とキーのクリック発生用凹部で構成してもよい。
さらに、プリント基板の下方に検出スイッチを設けて、キーの挿入によって検出スイッチの操作部を押し下げてＯＮし、さらに挿入することで凹部に操作部が落ち込んでクリック感を発生させる。つまり、通電とクリック発生を兼用にするように構成してもよい。
【００３８】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明のキースイッチは、簡単に構成することができ、認証動作を容易に行うことができるキースイッチとして利用可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１スイッチ本体
２キー
２Ａクリック発生用凹部
２Ｂ誤挿入防止用溝
３情報パターン
４バーコード
４Ａバー部分
４Ｂスペース部分
５スイッチハウジング
５Ａスイッチハウジングの上面
５Ｂスイッチハウジングの下部開口部
６キー挿入孔
７誤挿入防止用突起
８スイッチハウジングの鍔部
９ネジ山
１０スイッチハウジングの嵌合孔
１１プリント基板
１２マイコン（マイクロコンピュータ）
１２Ａデジタル変換部
１２Ｂコード処理部
１２Ｃインターフェース部
１２Ｄ解錠信号
１３プリント基板の嵌合孔
１４コネクタ
１５光センサ
１５Ａ光源
１５Ｂ受光素子
１５Ｃ増幅部
１６ホルダ
１７スリット
１８カバー
１９クリック発生用垂下片
１９Ａクリック発生用突起
２０ケース
２１突片
２２嵌合凸部
２３貫通孔
２４ナット
３１検出スイッチ
４１電池
４２電路
４３，４４接触端子
５１保護カバー
５２枢支軸
６１保護部
６２摘み

【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチ本体は、キーが挿入されるキー挿入孔が形成された上面を有するとともに、内部に光センサ及びマイコンが搭載されたプリント基板が配設される、略筒状のハウジングと、該ハウジング下方の開口部に嵌合されるケースとからなり、前記キーには同一または異なる形状の要素を任意の数及び間隔で並べて構成した固有の情報パターンを備え、前記キーの挿入操作または挿入及び抜き取り操作に伴って前記光センサで前記情報パターンを検出し、前記マイコンに保存されている認証パターンと比較することにより前記キーの認証を行うことを特徴とするキースイッチ。
【請求項２】
請求項１記載のキースイッチにおいて、前記キーが挿入完了位置まで操作されたことをクリック感により報知するクリック機構を備えることを特徴とするキースイッチ。
【請求項３】
請求項１記載のキースイッチにおいて、前記情報パターンが付替え可能であることを特徴とするキースイッチ。
【請求項４】
請求項１記載のキースイッチにおいて、前記キー挿入孔近傍の前記プリント基板上に検出スイッチを設け、前記キーの挿入時に前記検出スイッチがＯＮになることにより、前記光センサを通電するようにしたことを特徴とするキースイッチ。
【請求項５】
請求項１記載のキースイッチにおいて、前記プリント基板に弾性を有する一対の接触端子を設け、前記キーに電池を内蔵するとともに該電池の正極側及び負極側のそれぞれに接続される電路を設け、前記キーの挿入時に前記接触端子と前記電路が接触し、前記光センサに前記電池から電力が供給されて通電するようにしたことを特徴とするキースイッチ。
【請求項６】
請求項１記載のキースイッチにおいて、前記キーに保護カバーを設けるようにしたことを特徴とするキースイッチ。
【請求項７】
請求項６記載のキースイッチにおいて、前記保護カバーによって、前記情報パターンを保護することを特徴とするキースイッチ。
【請求項８】
請求項１記載のキースイッチにおいて、前記キーに保護部を設け、摺動動作によって、前記情報パターンを前記保護部内に収納可能とすることを特徴とするキースイッチ。

【図１】