专利名称：锁紧装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种能够通过钥匙的机械操作以及指纹等生物信息的电动操作来锁紧和打开门的锁紧装置。
背景技术：
在公开号为2002-70382的日本未审定专利申请中公开了一种锁紧装置。图8为部分表示出安装了所公开的锁紧装置的门103外侧的前视图。
该锁紧装置包括电子锁101和弹簧锁102。锁101和102相互独立，分别锁紧和打开门103。锁101有一个固定在门103上的外壳105。外壳105有一个用盖107打开和关闭并内设有指纹读入装置的内室109。锁101由电池或直流电源供电。
想要打开门103的人打开盖107并将一个手指放在指纹读入装置上。指纹读入装置读入手指的指纹，并由指纹检验装置通过将其与已经登记的指纹数据进行比较来检验读入的指纹。如果指纹检验证实了该人身份，门103就被电动打开。
弹簧锁102有一个固定在门103上的钥匙筒111。钥匙插入钥匙筒111来机械地锁紧或打开门103。
这样，现有技术在门103上设置了电子锁101和弹簧锁102。通常使用的是电子锁101，因为它易于锁紧或打开门103。如果使用者不想使用电子锁101，或者如果电源被切断，或者如果指纹读入装置或指纹检验装置发生故障，就可以使用弹簧锁102来锁紧或打开门103。使用者可以选择使用钥匙的弹簧锁102或选择不使用钥匙的电子锁101来锁紧或打开门103。
现有技术存在的一个问题是，如果以弹簧锁102将门103锁紧后将弹簧锁102的钥匙丢失，则无法用电子锁101打开门103。
现有技术存在的另一个问题是，由于它使用了两个独立的锁紧装置，即电子锁101和弹簧锁102，因而它的部件很多，将其安装在门103上也费时费力。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种部件数量少、易于安装在门上并且即使钥匙丢失也可锁紧或打开门的锁紧装置。
为实现上述目的，本发明提供了一种锁紧装置，它包括一个锁紧传动装置，用于电动锁紧和打开门；一个生物信息检验装置，用于接收来自人的生物信息，通过将其与已经登记的生物信息进行比较来检验接收到的生物信息，如果生物信息检验证实了该人身份，则指令锁紧传动装置进行电动操作；一个设置在门上的钥匙筒；一个联锁部件，用于联结钥匙筒和锁紧传动装置；以及一个钥匙，用于在钥匙筒和联锁部件的协同配合下手动操作锁紧传动装置。
在第一方案的锁紧装置的基础上，本发明的第二方案还应用了一个用于打开和关闭门的把手，一个从把手向外延伸、面向锁紧传动装置的旋转轴，以及一个贯通旋转轴的空腔，用于容纳钥匙筒。联锁部件从钥匙筒向外延伸。当含有被嵌入在空腔中的钥匙筒的把手安装在门上时，联锁部件的一端与锁紧传动装置相接合。
在第一或第二方案的锁紧装置的基础上，本发明的第三方案还应用了一个检测器，用于检测钥匙筒上的操作；以及一个报警器，用于当检测器检测到钥匙筒上的操作时发出警报。
在第三方案的锁紧装置的基础上，本发明的第四方案还应用了一个用于向报警器供电的报警器供电电路；一个用于构成检测器的检测开关，检测开关和报警器连接到报警器供电电路上；以及一个设置在报警器供电电路上的常闭断路开关，用于当生物信息检验装置证实了该人身份时切断报警器供电电路。
在第四方案的锁紧装置的基础上，本发明的第五方案还将生物信息检验装置连接到报警器供电电路上。
根据第一方案，想要锁紧或打开门的人将他或她的生物信息输入到生物信息检验装置。生物信息检验装置通过将其与已经登记的生物信息进行比较来检验输入的生物信息，如果生物信息检验证实了该人身份，则使锁紧传动装置电动锁紧或打开门。作为替代方法，该人可以将钥匙插入钥匙筒，用钥匙经由联锁部件机械操作锁紧传动装置以锁紧或打开门。
使用者可以自由选择使用钥匙还是不使用钥匙来锁紧和打开门。即使钥匙丢失，也可使用锁紧传动装置和生物信息检验装置来锁紧和打开门。
根据第一方案，联锁部件将钥匙筒与锁紧传动装置相联结，从而可以将钥匙插入钥匙筒并转动钥匙经由钥匙筒和联锁部件操作锁紧传动装置。第一方案仅使用了一个锁紧机构，因此其部件数量减少、结构简单并且容易安装在门上。
在第一方案效果的基础上，第二方案还应用了打开和关闭门的把手，从把手向外延伸、面向锁紧传动装置的旋转轴，以及贯通旋转轴、用于容纳钥匙筒的空腔。联锁部件从钥匙筒向外延伸。当含有能容纳钥匙筒的空腔的把手安装在门上时，联锁部件的一端与锁紧传动装置相接合。仅通过将钥匙筒容纳在空腔中和将把手安装在门上，用电来操作的锁紧传动装置就可以手动操作。因此，第二方案实现了锁紧装置在门上的简易安装。
在第一和第二方案的效果的基础上，第三方案还应用了用于检测钥匙筒上操作的检测器，以及当检测器检测到钥匙筒上的操作时发出警报的报警器。如果第三人利用所谓的盗窃技术等手段操作钥匙筒以试图非法打开门，则第三方案通过发出警报对第三人进行警告，从而防止第三人非法开门。
在第三方案的效果的基础上，第四方案还应用了向报警器供电的报警器供电电路；用于构成检测器的检测开关，检测开关和报警器连接到报警器供电电路上；以及设置在报警器供电电路上的常闭断路开关，用于当生物信息检验装置证实了输入了他或她的生物信息的人的身份时切断报警器供电电路。
当报警器发出警报时，其生物信息已经登记在锁紧装置中的人可以通过生物信息检验即刻制止报警器发声。第四方案可以发出警报来制止第三人非法打开门，同时还可以允许被证实了身份的人制止报警并将门打开。
在第四方案的效果的基础上，第五方案还将生物信息检验装置连接到报警器供电电路上，这样，当检测开关接通时，报警器供电电路可向生物信息检验装置供电。即使锁紧传动装置发生电故障，生物信息检验装置也可以由报警器供电电路供电，并且进行生物信息检验以制止或不发出警报。
图1为部分表示出安装有本发明第一实施例锁紧装置的门的透视图；图2为表示图1中锁紧装置的分解图；图3A和3B为表示在手指伸进检验装置之前和之后，图1中锁紧装置的指纹检验装置的截面图；图4为表示图1中锁紧装置的供电电路的电路图；图5为表示用于图2所示钥匙筒的钥匙的透视图；图6为表示本发明第二实施例的锁紧装置的电路图；图7为部分表示出图6中锁紧装置的钥匙筒的截面图；图8为部分表示出安装有现有技术的锁紧装置的门的前视图。
具体实施例方式
下面参照
本发明实施例的锁紧装置。
(第一实施例)图1为一透视图，它部分表示出安装有本发明第一实施例的锁紧装置的门，图2为表示图1中锁紧装置的分解图，图3A和3B为表示在手指伸进检验装置之前和之后，图1中锁紧装置的指纹检验装置的截面图。
第一实施例的锁紧装置1允许使用者选择使用钥匙的常规锁紧/开锁操作或者选择不使用钥匙的简单锁紧/开锁操作。锁紧装置1具有安装在门3外面的外部单元5。在门3里面，锁紧装置1具有锁紧和打开门3的锁紧传动装置7。锁紧装置1还具有构成生物信息检验装置10一部分的指纹读入/检验单元9。当有人想要锁紧或打开门3时，该人就将一个手指放到读入/检验单元9上。然后，读入/检验单元9读入生物信息，即手指的指纹，通过将其与已登记的指纹数据进行比较来检验读入的指纹，并证实或否认输入指纹的人的身份。如果证实了该人身份，读入/检验单元9输出一个证实信号，电动操作锁紧传动装置7来锁紧或打开门3。
锁紧装置1还有一个设置在门3上的钥匙筒25和一个用作连结钥匙筒25和锁紧传动装置7的联锁装置的锁杆35。锁杆35允许使用者将钥匙31插入钥匙筒25，手动操作锁紧传动装置7来锁紧或打开门3。
根据第一实施例，读入/检验单元9所处理的生物信息是指纹。但本发明并不限于此。该生物信息可以是人眼的虹膜、手背上的静脉图形等等，读入/检验单元9可以如此设计以处理这些生物信息。
在图1中，外部单元5具有一个安装在门3上的外壳11。外壳11上设置有具有读入/检验单元9的生物信息检验装置10、打开或关上门3的把手19、显示各种功能的LCD面板13、输入身份证号码等信息的输入按钮15以及设置各种状态的设置按钮17。
在图3A和3B中，外壳11中的生物信息检验装置10有一个内室12。内室12有一个形成在外壳11上的开口12a。开口12a用于将手指伸进内室12。在内室12底部安装有指纹读入/检验单元9。读入/检验单元9的朝向与手指f伸入内室12和从内室12移出的方向(图3A和3B中的左右方向)相交叉。
内室12的开口12a有一个使内室12打开和关闭的盖14。开口12a和盖14从正面看均为矩形。当盖14移动到关闭位置时，其恰好与开口12a相吻合。
盖14的上端14a形成钩状等形状。上端14a具有一个可旋转地支承于外壳11上的悬挂轴14b。在轴14b周围缠绕有扭矩弹簧16。扭矩弹簧16有一个与外壳11相连的柄16a，和一个与盖14相连的柄16b。扭矩弹簧16作为推动部件将盖14推向盖14关闭开口12a的关闭位置。将盖14推向关闭位置的推动部件不限于扭矩弹簧16，它可以是任何可选装置。
在关闭位置，盖14的上端14a由开口12a的顶端制动。
盖14由金属、混合有碳纤维的塑料或导电塑料等导电材料制成。
盖14与锁紧装置1的供电电路的开关20相连，从而随着盖14的打开和关闭而接通或断开供电电路。盖14是接地的。
图4所示电路图为锁紧装置1的供电电路示例。供电电路有一个电源，例如电池18或直流电源。在供电电路中，电池18、读入/检验单元9、锁紧传动装置7和开关20串联连接。开关20用于接通或断开供电电路。
在操作锁紧装置1时，人将手指穿过开口12a伸进内室12。盖14如图3B所示克服扭矩弹簧16的阻力绕轴14b转动。因为与盖14的动作互连，开关20闭合，从而从电池18向读入/检验单元9、锁紧传动装置7等供电。
钥匙筒25和相关部件的安装如图1和图2所示。把手19有一个长柄21，在柄21的背面设有旋转轴23。旋转轴23是一个长圆筒状部件，可旋转地安装在外壳11上。当把手19与柄21共同转动时，与其相连的插销(未示出)被释放出来以打开门3。
把手19的柄21有一个开口21a，它与贯穿旋转轴23的空腔23a连通。开口21a和空腔23a形成容纳钥匙筒25的空间。钥匙筒25被置于空腔23a中后，外盖27可移动地置于开口21a上以盖住钥匙筒25的端面。外盖27的形状与开口21a大致相同，并且其材料质感和颜色与柄21大致相同。当安装到开口21a上后，外盖27的表面与柄21的表面大致齐平。
钥匙筒25为长圆筒状，与旋转轴23的空腔23a的形状大致相同。钥匙筒25从柄21的开口21a插入空腔23a。钥匙筒25由外壳11或门3支承在旋转轴23的前端等处。
在图2中，钥匙筒25在朝向把手19的开口21a的端面中心上有一个开口25b。开口25b的形状为圆形等简单形状，在钥匙筒25上形成钥匙孔。图5中的钥匙31穿过开口25b插入钥匙孔。
根据第一实施例，钥匙31的圆柱状插头33在其外周面上有多个凹坑33a。另一方面，钥匙筒25的钥匙孔有多个销钉与钥匙31的凹坑33a相配合。当钥匙31插入钥匙筒25的开口25b并且钥匙31的插头33到达钥匙筒25的钥匙孔时，钥匙孔中的销钉与插头33的凹坑33a相吻合。在这种状态下，可以通过转动钥匙31来转动钥匙筒25。
在图2中，与开口25b所在端面相对的钥匙筒25的另一个端面上设有作为联锁部件的锁杆35。联锁部件35从钥匙筒25的端面中心在长度方向上延伸。联锁部件35为长尺形，其一个基端与钥匙筒25的钥匙孔相连，这样，当插入钥匙孔的钥匙转动时，联锁部件35可以绕轴转动。联锁部件35的前端与锁紧传动装置7相连，从而使用者可以手动和机械地操作锁紧传动装置7。
在把手19的里侧，锁紧传动装置7面向把手19的旋转轴23，并且位于空腔23a和把手19的开口21a的延长线上。锁紧传动装置7包括一个锁紧机构和一个驱动锁紧机构的马达。锁紧机构使锁紧传动装置的插销7a伸出和缩回。可以根据指纹读入/检验单元9提供的证实信号电动驱动锁紧传动装置7。证实信号驱动锁紧传动装置7中的马达使锁紧传动装置7中的锁紧机构动作，并使插销7a伸出或缩回，从而锁紧或打开门3。
锁紧传动装置7具有一个容纳联锁部件35前端的圆形开口7b，以便联锁部件35的前端与锁紧传动装置7的锁紧机构相接合。这种结构可以机械和手动地操作锁紧传动装置7。当使用者转动钥匙筒25的钥匙31时，联锁部件35移动锁紧传动装置7的锁紧机构使锁紧或打开门3的插销7a伸出或缩回。
根据第一实施例，想要锁紧或打开门3的人将手指放在指纹读入/检验单元9上。读入/检验单元9读入手指上的指纹，通过将其与已登记的指纹数据进行比较来检验读入的指纹，如果指纹检验结果证实了该人身份，则发出一个证实信号。该证实信号驱动锁紧传动装置7的马达使锁紧传动装置7中的锁紧机构动作以锁紧或打开门3。
根据第一实施例，可以手动操作锁紧传动装置7来锁紧或打开门3。为了手动操作锁紧装置1，使用者将外盖27从把手19的开口21a上移开，露出钥匙筒25的开口25b，将钥匙31插入开口25b并转动钥匙31。然后，与钥匙筒25相连的联锁部件35驱动锁紧传动装置7中的锁紧机构来锁紧或打开门3。
这样，第一实施例的锁紧装置1可以通过生物信息(指纹)检验电动驱动锁紧传动装置7，也可以通过使用钥匙31机械和手动地驱动锁紧传动装置7来锁紧或打开门3。使用者可以选择使用钥匙31的常规锁紧/开锁操作或者选择不使用钥匙的简单锁紧/开锁操作当中的任何一个。即使钥匙31遗失，使用者也可以通过指纹检验电驱动锁紧传动装置7来锁紧或打开门3。
根据第一实施例，钥匙筒25通过联锁部件35与锁紧传动装置7相连，从而允许使用者使用插入钥匙筒25的钥匙31来手动和机械地操作锁紧传动装置7。与使用独立电子锁和弹簧锁的现有技术的锁紧装置相比，本实施例的锁紧装置结构简单并且易于安装在门3上。
根据第一实施例，位于把手19的柄21上的开口21a和位于把手19的旋转轴23上的空腔23a用于容纳钥匙筒25。锁紧传动装置7面向旋转轴23，当钥匙筒25通过开口21a置于空腔23a中时，锁紧传动装置7与从钥匙筒25向外延伸的联锁部件35的前端相接合。插入空腔23a的钥匙筒25可由外壳11支承，以便使用钥匙31来手动操作锁紧传动装置7。锁紧传动装置7也可电动操作。因此，本实施例的锁紧装置1易于安装在门上。
根据第一实施例，钥匙筒25容纳在把手19的旋转轴23的空腔23a内，这使锁紧装置1结构紧凑。
根据第一实施例，置于把手19的空腔23a内的钥匙筒25被安装在把手19的开口21a上的外盖27盖住。这样可以防止第三人非法打开门3并且外观较美观。外盖27可以移开，以便使用钥匙31和钥匙筒25来锁紧和打开门3。
根据第一实施例，钥匙筒25中的钥匙孔位于开口25b后面，因此不易为第三人发现。这样可以确实防止第三人非法打开门3。
(第二实施例)图6是本发明第二实施例锁紧装置的电路图，图7所示截面图部分表示出图6中锁紧装置的钥匙筒。图6和图7中的第二实施例是以图1～图5中的第一实施例为基础，因此，在这些图当中，相同部件以相同的附图标记表示，并且省略对相同部件的说明。
第二实施例使用了蜂鸣器或报警器34，当钥匙31或异物插入钥匙筒25的开口25b以手动操作锁紧传动装置7时，蜂鸣器或报警器34发出警报。在图6中，第二实施例将报警器供电电路或蜂鸣器供电电路连接到同时与图4中第一实施例的供电电路相连的指纹读入/检验单元9上。
蜂鸣器供电电路包括蜂鸣器34、检测开关36、作为蜂鸣器电源的辅助电池38，以及作为断路开关的继电器40。这些部件串联连接，并用检测开关36接通和断开。在检测开关36和电池38之间，蜂鸣器34与读入/检验单元9并联连接。根据第二实施例，蜂鸣器电源38可以是电池或直流电源，它独立于锁紧传动装置7的供电电路中的电池18。蜂鸣器电源38可以省略，由电池18为蜂鸣器供电电路供电。
当检测开关36闭合时，电池38向蜂鸣器34和读入/检验单元9供电。也就是说，即使图4中的供电电路由于某种故障无法正常工作，读入/检验单元9也可有电。
检测开关36为常开开关，它具有一个可移动触点36a和一个固定触点36b。当可移动触点36a与固定触点36b接触时，开关36闭合，即接通。开关36位于钥匙筒25的开口25b内。可移动触点36a的第一端枢轴支承在开口25b的内周面上，并相对图7中箭头所示的钥匙插入方向倾斜。可移动触点36a常由扭矩弹簧(未示出)等推动部件推动，以便可移动触点36a的第二端伸入到开口25b内。可移动触点36a可绕第一端转动。固定触点36b固定在开口25b的内周面上。当钥匙31或异物插入开口25b时，可移动触点36a与固定触点36b接触。
继电器40内部有一个常闭可移动触点(未示出)。通过第一实施例中提及的指纹检验证实了该人身份时，响应由指纹读入/检验单元9所发出的证实信号，该可移动触点将继电器40断开一个预定时间。当钥匙31或异物插入开口25b而闭合检测开关36时，蜂鸣器34发出警报，如果指纹检验证实了插入钥匙31或异物的人的身份，则继电器40断开使蜂鸣器34停止报警。
也可以设置一个定时器使蜂鸣器34工作，例如，插入钥匙31或异物而闭合检测开关36后大约5分钟。在这种情况下，已经登记过指纹的使用者可以在蜂鸣器34工作之前断开继电器40。
这样，第二实施例允许已经将他或她的指纹登记在读入/检验单元9中的使用者通过利用读入/检验单元9和锁紧传动装置7电动锁紧或打开门3。
如果锁紧传动装置7发生电故障，使用者可以将钥匙31插入钥匙筒25来手动操作锁紧传动装置7以锁紧或打开门3。
当钥匙31插入钥匙筒25的开口25b时，钥匙31将检测开关36的可移动触点36a的第二端推向固定触点36b。这样就闭合了检测开关36以向蜂鸣器34供电，然后蜂鸣器34发出警报。读入/检验单元9被连接到蜂鸣器供电电路上，因此开关36闭合后由蜂鸣器电源38向读入/检验单元9供电使其工作。
然后，已经将指纹登记在读入/检验单元9中的使用者把他或她的手指放到读入/检验单元9上。一旦读入/检验单元9通过指纹检验证实了使用者身份，继电器40就被断开从而使蜂鸣器34停止报警。
如果锁紧传动装置7发生电故障，但主电源电路(图4)正常，能够向读入/检验单元9供电，那么已经将他或她的指纹登记在读入/检验单元9中的使用者可以在将钥匙31插入钥匙筒25之前完成利用读入/检验单元9的指纹检验，从而防止蜂鸣器34工作。
蜂鸣器34不工作时，使用者将钥匙31插入钥匙筒25并手动操作锁紧传动装置，而不受蜂鸣器34的干扰。
这样，已经将他或她的指纹登记在第二实施例的锁紧装置中的使用者可以进行指纹检验以即刻使正在报警的蜂鸣器34停止工作，或者可以预先防止蜂鸣器34工作。在蜂鸣器34不发出响声的状态下，使用者可操作钥匙筒25并操纵锁紧传动装置7锁紧或打开门3。
如果第三人试图操作钥匙筒25并以盗窃技术等手段非法打开门3，检测开关36就会检测到有异物插入到钥匙筒25的开口25b，并使蜂鸣器34报警。受到蜂鸣器34的惊吓，第三人就会停止非法打开门3。
这样，蜂鸣器34可以防止第三人非法打开门3，而生物信息检验装置10允许被证实了身份的人制止蜂鸣器34工作并打开门3。
根据第二实施例，指纹读入/检验单元9被连接到蜂鸣器供电电路上，因此接通检测开关36后由蜂鸣器供电电路开始向读入/检验单元9供电。这样，即使锁紧传动装置7发生电故障，读入/检验单元9也可以接收来自蜂鸣器供电电路的供电，并在证实了使用者的身份后制止蜂鸣器34工作。
以上参照实施例对本发明进行了说明，但本发明并不限于这些实施例，而允许有各种改动。例如，联锁部件35可以从锁紧传动装置7而不是从钥匙筒25向外延伸。
尽管根据实施例把手19可绕其一端旋转，但当门3为滑动门时它也可以是固定的。
权利要求
1.一种锁紧装置，包括一个锁紧传动装置，用于电动锁紧和打开门；一个生物信息检验装置，用于接收来自使用者的生物信息，通过将其与已经登记的生物信息进行比较来检验接收到的生物信息，如果生物信息检验证实了该使用者身份，则使该锁紧传动装置进行电动操作；一个设置在门上的钥匙筒；一个联锁部件，用于连接该钥匙筒和该锁紧传动装置；一个钥匙，用于在该钥匙筒和该联锁部件的协同配合下手动操作该锁紧传动装置。
2.根据权利要求1的锁紧装置，进一步包括一个把手，用于打开和关闭门；一个旋转轴，从该把手向外延伸并面向该锁紧传动装置；一个空腔，它贯通该旋转轴，并用于容纳该钥匙筒；其中该联锁部件从该钥匙筒向外延伸；当具有被嵌入在该空腔中的钥匙筒的该把手安装在门上时，该联锁部件的一端与该锁紧传动装置相接合。
3.根据权利要求1或2的锁紧装置，进一步包括一个检测器，用于检测该钥匙筒上的操作；一个报警器，用于当该检测器检测到该钥匙筒上的操作时发出警报。
4.根据权利要求3的锁紧装置，进一步包括一个报警器供电电路，用于向报该警器供电；一个检测开关，用于构成该检测器，它和该报警器连接到该报警器供电电路上；一个常闭断路开关，它设置在该报警器供电电路上，用于当该生物信息检验装置证实了使用者身份时切断该报警器供电电路。
5.根据权利要求4的锁紧装置，其中该生物信息检验装置被连接到该报警器供电电路上。
全文摘要
一种锁紧装置，即使使用者丢失了钥匙也允许其锁紧和打开门。该锁紧装置部件数量减少且易于安装到门上。该锁紧装置包括一个锁紧传动装置，用于电动锁紧和打开门；一个指纹读入/检验单元，用于接收使用者的指纹，通过将其与已经登记的指纹数据进行比较来检验接收到的指纹，如果指纹检验证实了该人身份，则使锁紧传动装置进行电动操作；一个设置在门上的钥匙筒；一个联锁部件，用于连接钥匙筒和锁紧传动装置；以及一个钥匙，用于在钥匙筒和联锁部件的协同配合下手动操作锁紧传动装置。
文档编号E05B49/00GK1480615SQ03153220
公开日2004年3月10日 申请日期2003年8月8日 优先权日2002年8月9日
发明者山岸润一 申请人:株式会社唯红, 山岸润一