KR20030032032A - 키 제작 방법 - Google Patents

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KR20030032032A
KR20030032032A KR10-2003-7003775A KR20037003775A KR20030032032A KR 20030032032 A KR20030032032 A KR 20030032032A KR 20037003775 A KR20037003775 A KR 20037003775A KR 20030032032 A KR20030032032 A KR 20030032032A
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Abstract

복사 키(22)를 제작하는 방법은 마스터 키(10)의 물리적 프로화일을 포착하거나, 이와 달리 마스터 키(100)를 사용하지 않고 데이터 구성으로서 프로화일을 공식화하는 스캐닝 장치(100)의 사용을 적용한다. 이러한 데이터 구성은 유일한 코드로서 할당하고 나중의 복구를 위해 테이터베이스(20)에 저장될 수 있다. 키 프로화일이 데이터 베이스 메모리 장치(20)에 포착되거나 공식화될 때, 키는 프로화일 테이터를 이용하는 종래의 키 블랭크, 예를 들면 모델링 장치 등에 대한 요구없이 제작될 수 있다. 금속 슬러그와 결합된 밀링 장치(30)는 키를 복사할 수 있다. 고밀도 몰딩 수지를 사용하는 사출 몰더(300)는 복사 키(22)를 형성하기 위해 사용될 수 있다.

Description

키 제작 방법{KEY MANUFACTURING METHOD}
다음의 기술은 본 기술 분야의 현 상태를 설명한다.
미국 특허 제 3,796,130호[가트너(Gartner)]에는 일반 대중에 의해 사용되기 위한 무인 반 자동, 코인 작동 복사 키 자판기(unattended semi-automatic coin operated duplicate key bending machine)가 설명되어 있는데, 이 기계는 저장기내에 상이한 횡단면 형상을 갖는 키 블레이드 블랭크의 공급원을 갖는다. 고객은 다수의 슬롯 또는 선택 개구 중 하나에 자신의 키를 넣음으로써 정확한 블랭크를 신속히 선택할 수 있다. 각각의 슬롯은 횡단면이 저장기 블랭크중 하나의 형상에 대응하는 상이한 형상의 키 블레이드를 수용하도록 되어 있다.
미국 특허 제 4,062,261호[스타흘(Stahl)]에는 키 제작자의 코드북에 제시된 사양서(specification)에 따라 키 블랭크의 블레이드에 있는 일련의 종방향으로 이격된 노치를 커팅하기 위한 키 커팅 장치가 설명되어 있다. 이 장치는 베이스에 설치된 커터와, 그리고 커터를 향하고 멀어지게 제어가능한 이동을 위해 베이스에가동적으로 설치된 캐리지 조립체를 포함한다. 캐리지 조립체는 캐리지 조립체 이동에 대해 수직한 방향으로 제어가능한 독립 이동에 적용되는 서브 캐리지(sub-carriage)를 포함한다.
미국 특허 제 4,117,763호[우예다(Uyeda)]에는 키를 해독하고 복사하기 위한 방법 및 장치가 설명되어 있는데, 키의 자루부에 있는 노치는 예정된 코딩 깊이 및 간격(coded depth and spacing)으로 코딩되어 있다. 예정된 코딩 깊이에 대응하는 순차적 색인을 가지는 색인 카드는 하우징으로 삽입되고, 복사되는 키는 키의 노치들 중 하나에 들어가고 카드상에 노치의 코딩 깊이를 표시하는 색인 부재가 결합된 하우징내의 슬롯으로 삽입된다.
미국 특허 제 4,143,582호[헤이만(Heimann)]에는 대체로 키 제작 시스템(key making system)이 포함되어 있으며, 보조 키가 제작되는 주요 키의 두 개의 측부 각각으로부터 얇은 금속 포일에 있는 3개의 치수 기록부를 형성하기 위해 이용된 탄성 압력 소자를 적용하는 소형의 간단한 작동 기록 장치가 설명되어 있으며, 기록부는 해석 장치에 위치되는데, 해석 장치는 기록 장치로부터 원격에 위치될 수 있고, 기록부에 저장된 정교한 3개의 치수 데이터의 추출을 허용하여 그 후 추출된 데이터가 보조 키를 생산하기 위해 키 커팅 장치에서 이용된다.
미국 특허 제 4,251,173호[사우세도(Saucedo)]에는 대부분의 핀 텀블러 또는 디스크 텀블러 로크(pin tumbler or disc tumbler locks)를 위한 커팅 키용 기계를 포함하는 키 커터가 설명되어 있다. 이 기계는 복사기가 아니라 코드 또는 숫자에 의해 키를 커팅하기 위한 기계다. 기계는 베이스, 터릿 조립체(turret assembly),및 커팅 휠을 작동 또는 구동하기 위한 전기 모터를 포함한다.
미국 특허 제 4,526,498호[필드하우스(Fieldhouse)]에는 키 형성 기계(key forming machine)가 설명되어 있는데, 이 기계는 기계 프레임과, 기계 프레임에 설치가능하고 키를 형성하도록 키 블랭크내로 미리 선택된 위치 및 깊이에서 바이팅을 커팅하도록 작동가능한 키 커팅 수단과, 그리고 키 커팅 수단으로 키 블랭크의 프리젠테이션을 위한 이동용 기계 프레임상에 설치되고 키 블랭크를 운반하도록 되어 있는 캐리지 조립체를 포함한다. 제 1 및 제 2 색인 메카니즘은 기계 프레임에 설치되고 키 커팅 수단으로 운반된 키 블랭크의 프리젠테이션을 위해 캐리지 조립체를 미리 선택된 바이팅 위치 및 바이팅 깊이에 각각 대응하는 색인 위치로 캐리지 조립체가 이동하도록 작동가능하다.
미국 특허 제 4,657,448호[알렉산더(Alexander)]에는 각도진 바이팅 키의 복사를 용이하게 하는 팬토그래프 각도진 바이팅 키 커팅 기계(pantograph angular bitted key cutting machine)가 설명되어 있으며, 이는 각각의 치형부의 위치, 깊이 및 모서리(angularity)를 자동으로 복사하는 메데코(등록상표)(Medeco(R))로서 통상적으로 알려져 있다. 복사하기에 가장 어려운 변수인, 정밀한 모서리는 각도진 치형 벽의 회전의 중앙이 커팅 헤드의 반경에 수직하게 함으로써 확실하게 한다. 두 개의 주요한 실시예가 제공된다. 제 1 실시예에서, 커팅 헤드와 그리고 원본 키(original key)와 정렬되는 가이드는 동일한 선에 고정된다. 제 2 실시예에서, 가이드 및 원본 키는 커팅 헤드와 블랭크 복사 키 바로 뒤에 배치된다.
미국 특허 제 4,780,032호[우에다(Uyeda) 등]에는 왕복 캐리지 조립체 및 피봇적으로 설치되는 하우징을 지지하는 베이스 및 플랫폼을 포함하는 키 복사 장치가 설명되어 있다. 캐리지 조립체는 위치 설정하기 위해 각각 노치 커팅 수단과 노치 깊이 표시 수단과 정렬되어 있는 블랭크 키 및 형판 키를 고정하는 키 고정 수단을 가져, 형판 키는 블랭크 키의 자루부로 예정된 깊이 및 위치의 노치를 커팅함으로써 복사될 수 있다.
미국 특허 제 5,042,330호[로(Lo)]에는 키 제작 방법이 설명되어 있는데, 이 방법에는 재료 성형 몰딩(material shape molding), 측-엣지 커팅 공정(side-edge cutting process), 두께, 만곡부 및 길이 밀링 공정, 바이팅 형성 공정을 통해 키 몸체를 생산하기 위한 제 1 절차와, 구리 로드 플래닝 공정(copper rod planing process), 원뿔형 전방 단부 밀링 공정, 홈 래씽 공정(groove lathing process) 및 대향된 내벽 트리밍 공정을 통해 외장을 생산하기 위한 제 2 절차와, 그리고 단일 원형 키를 형성하도록 외장에 키 몸체를 단단히 고정하기 위한 제 3 절차를 포함한다.
미국 특허 제 5,128,531호[패델(Fadel)]에는 판독되어지도록 프로화일의 일측부상의 포토에미터(photoemitter)와 결합되는, 특히 키 복사 기계용, 광학 프로화일 판독기(optical profile reader)와, 그리고 포토에미터와 직면하지만 판독되어지는 프로화일의 반대 측부상의 포토디텍터(photodetector)가 설명되어 있다. 스테퍼 모터는 판독되어지는 프로화일에 부딪치는 광선의 방향에 직교하는 방향으로 프로화일을 이동하여 판독되어지도록 하기 위해 포함된다. 포토디텍터의 출력신호에 의해 제어되는 전자 회로가 또한 제공된다. 전자 회로는 포토디텍터의 최대 및 최소 조명 상태에 대응하는 값들 사이의 값에서 역 판별기 세트(threshold discriminator set)를 사용한다. 역 판별 회로는 또한 스테퍼 모터의 작동을 제어한다.
미국 특허 제 3,826,555호[매추모토(Matsumoto)]에는 빔 공급원으로부터 경사 빔의 광학 경로에 배치되는 빔 분리기와, 그리고 상기 경사 빔을 적어도 3개의 빔으로 분리하는 빔 분리기를 포함한다. 적어도 하나의 전달 빔 및 적어도 두 개의 반사 빔, 상기 전달 빔 및 하나 이상의 상기 반사 빔은 대상물(object)용 조명 빔으로서 사용되고 다른 반사 빔은 기준 빔으로서 사용되며, 상기 대상물은 조명 빔을 신호 빔으로 전달한다.
종래의 키 복사 기계는 전형적으로 수동으로 작동되는데, 기술자가 완성 제품(working products)을 생산하도록 홀딩 장치를 셋업하고 작동하며 가이드하는 것이 요구된다. 이 같은 복사 기계는 기술자가 복사 또는 카피될 수 있게 마스터 또는 원본 키를 일치하는 특별한 키 블랭크 또는 스톡(key blank or stock)을 선택하도록 사전 지식, 기술 및 능력을 가져야 한다.
이 같은 장치(기계)는 원래의 용도에 대한 특성에 맞게 특별 주문에 의해 생산되어야 한다. 어떤 기계는 예를 들면, 메데코(Medeco), 아블로이(Abloy), 아싸(Assa), 스클라지 프리머스(Schlage Primus)로서, 측부 밀형, 딤플형 및 그루브형 키(side milled, dimpled and grooved keys)를 구비한 소정의 제작자의 키만을 커팅하고 복사하도록 단독으로 설계된다. 다른 기계는 일반적으로 가정용 자물쇠로 사용되는 크위크셋(Kwikset), 웨스록(Weslock), 및 웨이저(Weiser)와 같은 간단한 통상적인 키만을 커팅하도록 설계된다.
이 같은 기계는 모터 구동 벨트, 마모된 키 커팅 블레이드, 및 키 정렬 가이드, 게이지 및 스톱(key alignment guides, gauges and stops)으로부터 마모 및 찢어짐에 의해 발생되는 빈번한 조절 및 정렬이 요구되는 경향(temperamental)이 있다.
또한, 사용자는 커팅이 진행될 때 깊이 및 간격의 정확한 측정(calibration)을 보장하도록 키 기계의 홀딩 장치에서 원본 또는 마스터 키와 키 블랭크를 정확하고 일치하도록 설치 및 정렬시켜야 한다. 접촉이 되어 복사가 실패될 때 키는 커팅 블레이드에 의해 이동하거나 배출되므로, 키 홀딩 장치를 적절히 조이지 않음으로써 또한 심각한 문제가 된다.
원본 키 상의 "스톱(stop)"이 마모되고 키 기계의 홀딩 장치상의 원본 키와 키 블랭크 둘다 정렬하도록 일치하는 방법이 없을 때 또 다른 문제점이 발생한다. 커트의 부적절한 간격은 커트 키의 부적절한 기능을 발생시킨다.
종래의 키 기계는 키 블랭크내의 실제 홈에 의해 커팅되도록 원본 키를 홀딩한다. 키 기계의 새로운 셋-업이 필요하도록 하는 것이 가능하도록, 특별한 클램프 및 홀더가 이러한 절차를 위해 구입되어야 한다. 다시, 정렬 및 조절이 요구된다.
패델은 키 복사 기계용 광학 프로화일 판독기를 제시한다. 이 같은 장치는, 필러(feeler)와 접촉하는 마스터의 사용없이 복사 키를 자동으로 커팅하기 위해 매우 적합하게 하는 동안, 여전히 제조자에 의해 공급된 키 블랭크 또는 스톡의 사용이 요구된다. 따라서, 정렬, 측정, 사람의 에러, 간격, 마모된 키 커팅 블레이드, 마모된 구동(모터) 벨트, 도브테일 슬라이드(dovetail slides)의 윤활, 클램프 홀딩 장치에 키 블랭크의 셋업, 잘못된 판독을 하는 광학 판독기의 균형을 망칠 수 있는 광선 침범, 및 원본 키상의 마모된 정렬 스톱의 문제점으로 역행되며, 이는 복사되어지는 키 블랭크를 오정렬한다. 포드 차량 키이(Ford vehicle keys)와 같은 어떤 원본 키는 최기 정렬 문제점을 주는 정렬용 "스톱"을 가지지 않는다.
종래 기술은 통상적인 평평한 블레이드뿐만 아니라 중공형 원통 샤프트를 포함하는 배럴 키, 바이트 키[스켈레톤 키(skeleton keys)] 및 변형된 관형 키와 같은 복잡한 횡단면을 가지는 많은 새로운 스타일 설계를 포함하는 모든 타입의 키를 복사하는 방법이 제시된다. 그러나, 키 복사 작업은 여전히 속도가 느리고, 숙련된 노동 인자는 적어도 반자동되는 대부분의 통상적인 키 타입에 대해 제외된다. 그러나 키 형상 및 크기 타입은 매우 다양하여 모든 범위의 키 복사 작업에 대한 저렴하고 신속한 해결책을 제공하는 것을 거의 불가능하게 한다. 이러한 분야에서 가격 및 이용성 둘다를 이끄는 주요 인자는 매우 많은 수의 키 블랭크 타입의 재고의 비용, 및 블랭크 선택 및 키 복사 및 마무리 작업의 기술분야에 있는 숙련된 요원이다.
이 차원적 포토디텍션 접근법으로 패델에 의해 제공된 바와 같은 키 커팅 및 저렴한 키 복사의 넓은 범위와 키 복사 및 벤딩 기계로 카트너에 의해 제시된 바와 같은 자동화에 대한 간단한 해결책은 두 개의 문제점이 있다. 첫번째는, 이러한접근법들은 표준 키 커팅 방법이 적용되기 때문에 실제로 제한된 수의 키 타입만을 수용하기 때문에 보편적이지 않다는 것이다. 두번째는, 이러한 방법은 복사 키를 만드는 형판으로서 사용되는 마스터 키가 요구된다는 것이다.
따라서, 스크래치(scratch)로부터 복사, 카피, 클론하거나 제작하고 그리고 현재의 키 제작 및 복사 공정보다 들 복잡하고 더욱 어려움이 없는 신규한 키 제작 공정에 대한 요구가 있다. 또한, 이 같은 신규한 공정은 정보, 코드, 키 커트, 제작자 데이터, 사양서를 저장하도록 제작될 수 있으며 필요할 때 언제든지 사용된다. 복사 키는 첫번째 키이 또는 복사 키를 커팅하도록 메모리부에 저장된 데이터로부터 제작되며 원하는 경우 키의 사양서를 변경한다. 본 발명은 이러한 요구를 충족하며 추가적으로 관련된 장점을 제공한다.
본 발명은 일반적으로 키 복사 방법에 관한 것이며, 특히 마스터 키 없이 복사 키를 제작하는 방법, 및 특별한 키 블랭크 및 숙련된 인원이 키 제작 공정에 필요하지 않는 자동 키 제작과 호환가능한 제작을 위한 방법에 관한 것이다.
도 1은 마스터 키의 디지털 저장 파일로부터 복사 키를 제작하기 위한 본 발명의 양호한 실시예의 기능적 블록 다이어그램.
본 발명의 주 목적은 작동 기술 또는 지식을 필요로 하지 않고 셋업과 키 블랭크를 전혀 필요로 하지 않게, 쉽게 자동화되는 키 제작 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 마스터 키의 외형의 저장된 전자 레프리젠테이션(electronic representation)으로부터 복사 키를 만드는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 마스터를 물리적으로 이용불가능할 경우에 복사 키를 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 자물쇠 또는 다른 복사 기계를 사람이 작동시킬 필요 없이 저 비용으로 키를 복사할 수 있도록 저가이고 완전한 자동 고속 키 복사를 실시할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 코드에 의해 원래 키를 제작하기 위한 CAD-CAM 또는 CIM 시스템과 데이터베이스를 사용할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.
상술한 목적은 실제 또는 가상의, 마스터 키의 3차원 윤곽의 저장된 전기 레프리젠테이션으로부터 복사 키를 제조하기 위한 방법을 제공하는 본 발명에 의해 달성된다. 본 방법은 모든 키종류의 어떠한 크기와 형상에 있어서도 구조를 전자 신호로 포착할 수 있는 접근법을 사용한다. 그러므로, 키가 처음에 제조되면, 물론 잊어버리거나 이용불가능하게 될 수 있는, 마스터 키 자체보다는 키의 전자 신호의 복사본을 다운로드하는 것이 나중의 복사를 위해서 필요하다. 본 발명은 추가로 키 블랭크보다는 생성된 원료로부터 복사 키를 구성하는데 전자 신호를 사용하는 수단을 포함한다. 이것은 3차원 스캔너, CAD-CAM 기술 및 제작 장치의 사용을 통해서 달성된다. 이런 방법으로는 키 블랭크의 큰 재고품의 현 요구조건과 특정 작업자의 필요성을 없애고, 마스터 키를 잃어버렸을 때 포함되는 시간과 비용을 극복할 수 있다.
마스터 키와 관련된 프로화일 데이터로부터 복사 키를 만들기 위한 키 제작 방법으로서, 첫째로, 3차원으로 전기 신호 레프리젠테이션으로서 마스터 키의 외면 구조를 포착하는 단계와, 두번째로, 상기 전기 신호 레프리젠테이션을 영구 데이터 이미지로서 저장하는 단계와, 세번째로, 상기 저장된 전기 신호 레프리젠테이션을 사용해서 현대식 키 블랭크 원료로부터 복사 키를 구성하도록 키 제작 장치로 안내하는 단계를 포함한다.
마스터 키의 외면 구조를 포착하기 위한 방법은 홀로그래픽 카메라를 사용하는 광학 스캔닝 방법 또는 기계식 프로브(mechanical probe)를 포함할 수 있다. 이렇게 나온 전기 신호 레프리젠테이션은 나중의 복구를 위해서 독특한 코드로 할당해서 데이터베이스상에 저장될 수 있다.
통상적으로, 3차원 모델링 장치는 복사 키를 구성하는데 이용된다. 이런 3차원 모델링 장치는 복사 키를 구성하도록 열가소성 필라멘트를 사용하는 융착 모델링 장치와 스테레오리쏘그래픽 유체(stereolithographic fluid)를 사용하는 스테레오리쏘그래픽 장치를 포함할 수 있다. 이와 달리, 밀링 장치 또는 고에너지 빔은 금속 슬러그로부터 복사 키를 구성하는데 사용될 수 있다. 추가로, 고밀도 몰딩 수지를 이용하는 사출 성형기 장치는 복사 키를 구성하는데 이용될 수 있다.
본 발명의 다른 특징 및 장점은 본 발명의 원리를 예를 들어서 설명하는 아래의 상세한 설명으로부터 보다 분명해질 것이다.
첨부된 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명은 마스터 키로부터 미리 얻은 저장된 데이터로부터 하나 이상의 키를 제작하기 위한 키 제작 방법을 포함한다. 본 발명은 일반적으로 마스터 키의 표면 윤곽을 이미징하는 단계와, 수신된 이미지를 전기 레프리젠테이션으로 변환하는 단계와, 그리고 키 블랭크의 사용없이 복사 키를 제작하기 위해 전기 레프리젠테이션을 이용하는 단계를 포함한다. 다음의 상세한 설명은 이러한 단계들을 유효하게 하는 바람직하고 선택적인 방법을 설명한다.
도 1을 참조하면, 마스터 키(10)의 외면 구조가 스캐닝 유닛(100)을 이용하여 전기 신호 레프리젠테이션(electrical signal representation)으로서 포착한다. 이와 달리, 신호 레프리젠테이션은 키 구조의 소프트웨어 레프리젠테이션(software representation)으로부터 직접 합성된다. 이 같은 소프트 웨어 공정은 종래 기술에 잘 알려져 있지만, 키 제작에 대해서는 특별히 알려져 있지 않다.
본 발명의 하나의 형태에서, 마스터 키(10)의 외면 구조를 포착하는 수단은 홀로그래픽 카메라(12) 등을 구비한다. 필수적으로, 스캐닝 유닛은 통상적으로 레이저의 형태인 빔 이미터(beam emitter; 14)를 포함하는데, 이는 일련의 거울(16) 및 빔 분리기(18)로 광선을 방출한다. 이 같은 광스캐너의 이론은 직선이고 대상물로부터 반사되는 빛이 대상물의 표면의 프로화일 구조를 나타내도록 상이한 각도에서 볼 수 있다는 것이다. 대상물이 이동되거나 거울의 시스템이 판독을 위해 대상물을 완전히 스캔하도록 조절된다. 통상적으로, 광선의 경사 빔이 두 개이상의 빔으로 쪼겨져 적어도 하나의 전달 빔은 대상물을 조명하는 빔으로서 사용되고 다른 빔은 기준 빔(reference beam)으로서 사용된다. 신호 빔은 카메라(12)에 의해 잡혀 판독되며 전기 데이터(20)로 변환된다.
또한 광스캐닝 기술을 사용하여 마스터 키의 외면 구조를 포착하는 것이 가능하다. 3-D 스캐너 엘티디.(3-D Scanner Ltd.)는 1996년모델메이커TM(ModelMakerTM)를 도입하였다. 이러한 스캐닝 시스템은 "레이저 스트라이프 스캐닝"으로 설명되는 기술을 이용하여 매우 세부적인 대상물의 매우 정밀한 3차원 스캐닝을 허용한다. 모델메이커TM는 레이저광의 빔이 3차원 대상물에 스트라이프(stripe)로서 투영되어 비디오 카메라를 사용하여 어떠한 각도에서도 볼 수 있다. 스크린상에 보여진 이미지는 레이저광이 대상물의 표면을 교차하는 대상물의 형상을 나타낸다. 이러한 접근법의 결과는 또한 여기서 추가적으로 설명되는 바와 같이, 복사 키를 커팅하는데 직접적으로 유용하다. 스캐닝 유닛(100)은 제작되어 본 명세서에 참조문헌으로서 제시되고 제목이 "평면 또는 볼륨 홀로그램을 형성하기 위한 홀로그래픽 카메라"인 미국 특허 제 3,826,555호(매추모토)에 따라 사용된다.
다른 유사한 스캐닝 유닛(100)이 또한 사용될 수 있다. 이 같은 스캐너는 또한 대상물의 표면 형상을 스캔하고 이러한 판독을 전기 테이터 파일의 전기 프로세싱 및 형성을 위한, 카메라(12)와 같은, 뷰어(viewer) 또는 이미저(imager)로 전달하기 위해 광선을 통상적으로 사용한다. 예를 들면, 미네소타, 미니애폴리스의 레이저 디자인 인코포레이티드는 대상물의 외면 구조를 스캔하고 포착하는 방법을 알려주고 이는 서베이어(Surveyor)(등록상표) 1200 3D 레이저 디지타이징 시스템(3D Laser Digitizing System)에서 실시된다. 이러한 기계의 상세한 작동은 독점적이지만, 상업적으로 이용할 수 있으며 이의 성능은 마스터 키를 완전히 형성하는 전기 데이터 세트를 생산하기에 매우 충분하다. 캘리포니아, 몬터레이의 사이버웨어, 인코포레이티드는 또한 호울 바디 스캐너 모델 더블유비4(Whole Body Scanner Model WB4)(등록상표) 또는 모델(15)과 같은 일련의 광스캐너에서의 이 같은 기술을 제공한다. 이들 스캐너의 성능과 작동원리는 본원과 함께 출원되어 참조된 출원의 기술적 개요부분에 설명되어 있다.
본 발명의 다른 실시예에 있어서, 기계식 프로브를 사용하여 마스터 키의 외형을 포착해내는 것이 가능하다. 그러한 프로브는 본 기술분야에 공지되어 있으며 통상적으로, 이들은 일련의 정렬된 깊이 게이지(심도계)를 구성하여 개별 게이지와 게이지 팁의 갯수와 크기만이 제한된 복사 수준으로 표면 특징이 포착될 수 있다. 3차원의 프로빙(probing)을 달성하기 위해, 선형 게이지 어레이는 물체가 선택된 축선 주위에서 회전하는 동안 물체와 접촉되게 놓인다. 통상적인 키의 경우에, 키의 작동 축선 주위에서의 회전이 바람직하다. 그 결과적인 프로브의 검색이 전자적으로 분석되고 저장된다.
일단 마스터 키(3)의 3차원 이미지가 전자 신호(20)로서 기록되면, 이는 통상적으로 디지털화되고나서 자기매체 저장장치(200)상의 자기정보로서 저장된다. 예를들어, 스캐닝 유닛(100), 예를들어 서베이어(등록상표) 1200 머신으로부터 획득한, 또는 사이버웨어 장비로부터 획득한 데이타(20)는 데이타 저장장치(200)내에 전기신호 레프리젠테이션으로서 저장된다. 이는 본 기술분야에 공지되어 있는 바와 같이, 자기 테이프, 디스크 등과 같은 임의의 자기 저장매체, 예를들어 일반적인 형태의 자기면 영역 디지탈 저장장치를 사용하여 수행될 수 있다. 이러한 필요한 신호정보를 생성하고 저장하는 것은 신호가 스캐닝 유닛(100)에서 디지탈 포맷으로 변환되므로 완전한 호환성을 가진다.
스캐닝 유닛(100) 또는 기타 유사한 수단에 의해 얻은 전자 신호 데이타(20)는 종래기술에서 현재 수행되는 바와 같은 키 블랭크에 대한 필요없이 복사 키(22)를 재생하기 위한 키 제조장치(300)를 직접적으로 구동하는데 사용된다. 마스터 키(10)의 저장된 정보(20)는 여러 공지된 원료를 사용하여 복사 키(22)를 일반적인 제조공정에 의해 생산하는데 사용될 수 있다. 본 발명에 있어서, 복사 키 제조기는 새로운 또는 복사 키(22)를 제조하기 위해 저장된 전기신호 레프리젠테이션(20)에 따라 작동된다.
복사 키(22)를 제조하는 바람직한 방법은 아아로플렉스 인코포레이티드(AAROFLEX, Inc.)에 의해 사용되는 전매 폴리머 물질과 같은 원료를 사용하는 스테레오리쏘그래피 성형기, 신속 포토타이핑기 또는 기타 유사한 3차원 제조기를 사용하여 수행된다. 실제로, 작동가능한 복사 키(22)를 제조할 수 있는 임의의 적합한 3차원 모형 제조 물질로는 스테레오리쏘그래피 유체, 감광성 폴리머 등과 같은 물질이 사용될 수 있다. 이러한 원료는 마스터 키의 표면 윤곽을 그려내기 위한 CAD/CAM 이미지 형태의 디지탈 정보(20) 또는 기타 유사한 입력값을 사용하여 복사 키를 제조하는데 사용된다. 그러한 이미지는 전술한 바와 같은 3차원 광학 스캐닝 또는 마쓰모토 카메라의 사용을 통해 용이하게 이용할 수 있다.
다른 형태로서, 키 제조기(300)는 복사 키(22)를 연속층으로 제조하기 위해, 이러한 장치에 사용할 필요성에 따라 변경될 수 있는 저장된 전기신호 레프리젠테이션(20)에 따라 상기 장치의 재료 분배기를 제어하는 프로세서를 갖는 융착 모델링 장치를 포함한다. 상기 분배기는 분배기가 예정된 이동경로를 따라 전진할 때 전기 신호정보에 따라 일련의 목표 위치중 각각의 위치에서 원료로 제조된 일련의 열가소성 필라멘트 버스트(a series of bursts of thermoplastic filament)를 투사하는 피에조전기 제트 등을 포함한다. 각각의 버스트는 원료의 융점 바로위에 유지되는 복수의 방울들을 상당히 빠르게 연속적으로 방출시킴으로써 원료가 각각의 목표 위치에서 결합되도록 분배기를 지향시키는 점화신호에 의해 정의된다. 버스트와 조합된 원료의 클럼핑(clumping) 사이의 간격은 복사 키(22)가 본래의 마스터 키(12)의 복사물로서 생산되도록 제어된다.
구조적으로 튼튼한 물리적 부품을 제조하기 위한 전술한 바와 같은 기술들은 예를들어, 빌 마스터(Mr. Bill Masters)의 발리스틱 파티클 매뉴팩쳐링 기술(Ballistic Particle Manufacturing)(1987년)이라 불리는 기술과 같이 본 기술분야에 공지되어 있다. 이들 기술은 세라믹 또는 금속으로 구성된 고체 물체를 제조할 수 있다. 멘헨네트(Menhennett) 등의 미국 특허 제 5,555,176호는 전술한 빌 마스터의 기술과 유사한 고체 물체의 제조방법이 설명되어 있으며, 참조문헌으로 본 명세서에 제시되어 있다. 사용될 수 있는 융착 모델링 장치는 스트라타시스TM모델 제 FDM 1650호이다. 또한 제작을 위한 유사한 기술은 참조문헌으로 본 명세서에 제시된 다음의 미국 특허 제 5,130,064호, 제 5,545,367호, 및 제 5,192,469호이다.
더욱 전통적인 스테레오리쏘그래피가 또한 키 제작 장치(300)로 실시될 수있다. 이 같은 신속한 포토타이핑 공정(phototyping processes)은 소프트웨어 프로그램이 전기 신호 레프리젠테이션(20)[원본 마스터 키(12)의 3 차원 CAD 모델]을 얇은 횡단면 또는 층으로 얇게 나누는 층 부가식(layer-additive)이다. 자외선 레이저 비임과 같은 광선은 자외 광선에 노출될 때 고체화되는 액체 포토폴리메릭 재료의 통의 표면으로 각각의 층을 그린다. 층은 고체화될 때 통상적으로 단지 약 0.005 내지 0.006 인치 두께이다. 레이저는 전자 레프리젠테이션 파일에 있는 지오메트리에 따라 액체를 경화시킨다. 고체화된 층은 그리고나서 통으로 낮아져 액체의 또 다른 층을 레이저 빔에 노출시키기 시작한다. 이러한 공정은 복사 키(22)를 생성하도록 횡단면 모두가 원본 마스터 키이의 원본 CAD 모델의 고체 복사로 형성되는데, 이는 통으로부터 제거된다.
이와 달리, 전기 신호 레프리젠테이션(20)으로부터 나오는 유사한 3차원 CAD 이미지는 3차원 이미지로부터 나오는 컴퓨터로부터 자동 공정에 있는 작은 부분을 위한 몰드를 생산하기 위해 사용될 수 있다. 이 같은 몰드는 신속하고 자동적으로 부분을 만들기 위해 사출, 원심 및 블로우 몰딩 기술(injection, centrifugal and blow molding techniques)에 사용된다.
또한, 종래의 키이 블랭크가 아닌 적절한 금속 또는 비금속 블랭크의 기계적 밀링, 레이저 커팅 또는 전자 비임 커팅과 같은 재료 제거 방법이 또한 적용될 수 있다. 원료 블랭크는 조종되어 커팅 장치가 선택적으로 재료를 제거하는 것이 허용된다. 발생되는 수단은 통상적으로 컴퓨터 도움 제작 산업(computer aided manufacturing; CAM)으로서 지칭되는 기계 도구 산업에서 현재 널리 사용되는 소프트웨어 프로그램으로서 이용가능하다.
모든 경우에서, 이미지가 나오는 3차원 컴퓨터는 커팅 또는 형성 제작 장치를 제어하기 위해 사용된다. 위에 요약된 방법은 수개의 상이한 실시예를 설명한다. 그러나, 상기 특허의 각각의 실시예들에 의해 본원 발명의 목적을 달성할 수는 있지만 시간과 비용 측면에서 비효율적이다. 상기 방법들은 모두 동일한 기본 공정, 즉 원래의 마스터 키(12)를 이미지화하는 공정, 전기 신호정보(20)를 필요에 따라 생성하고 저장하는 공정, 및 통상적인 키 블랭크를 사용하지 않고 복사 키(22)를 제조하기 위해 키 제조기(300)를 제어하는 공정을 따른다.
복사 키(22)를 제조하기 위해 마스터 키(10)를 가질 필요가 없으며, 전술한 바와 같이 마스터 키(10)를 때때로 스캐닝함으로써 생성되는 마스터 키(20)의 필요한 데이터 정보만이 필요하다는 것에 주목해야 한다.
마스터 키 자체(10)가 복사 키(22)를 제조하는데 사용될 수 있지만, 실제로 최적 해결책은 단지 신호 레프리젠테이션(20)으로부터 복사 키(22)를 제조하는 것이다. 현재 자동차 키의 대량 생산은 주어진 현존하는 키 블랭크에 대한 컴퓨터 프로그램 제어식 커팅 작업에 의해 수행됨으로써, 하나의 커팅 공정으로부터 다음의 공정까지 프로그램에 의해 제어 및 수정된다. 본 경우에 있어서, 키의 물리적인 일치와 관련된 모든 특징 또는 변수는 제어 및 변경에 이용될 수 있다.
이상적으로, 마스터 키(10)를 제조할 때 마스터 키의 신호 레프리젠테이션은 상업적으로 이용될 수 있게 저장되고 형성된다. 복사 키(22)가 필요할 때 키의 소유자는 예를들어 인터넷과 같은 네트워크 상에서 이용할 수 있는 키 코드 뱅크에신분 조회만하면 된다. 신분확인이 끝나면, 키 제조기(300)와 연결된 컴퓨터로 신호가 다운로드되며 그 후에 복사 키(22)가 제조된다. 이러한 해결책은 복사에 의한 키 복사 등으로 인한 생산성 저하를 방지할 수 있다. 그러한 시스템은 소비자가 코드를 작동준비된 키 제조기(300)에 입력시킴으로써 실시될 수 있는데, 상기 제조기는 코드에 기초한 전기 신호정보를 이용하여 카피를 위한 복사 키나 원래의 마스터 키를 제시하지 않고도 복사 키(22)를 생산할 수 있다.
또한, 본 발명을 사용함으로써 연마기에 대한 필요성과 수백 개의 상이한 키 블랭크를 획득하거나 저장할 필요성도 없을 뿐만 아니라 적합한 키 블랭크를 정확하게 확인하고 필요에 따라 키를 복사하기 위해 연마기를 사용는데 필요한 트레이닝을 없앨 수 있다.
여러 실시예들을 예시의 목적으로 상세히 설명하였지만, 여러 변형예들이 본 발명의 범주와 사상으로부터 벗어남이 없이 형성될 수 있다. 따라서, 본 발명은 단지 청구범위 정의되어 있을뿐이지 그에 한정되는 것은 아니다.

Claims (21)

  1. 마스터 키와 관련된 프로화일 데이터로부터 복사 키를 만들기 위한 키 제작 방법으로서,
    3차원으로 전기 신호 레프리젠테이션으로서 마스터 키의 외면 구조를 포착하는 단계와,
    상기 전기 신호 레프리젠테이션을 영구 데이터 이미지로서 저장하는 단계와.
    상기 저장된 전기 신호 레프리젠테이션을 사용해서 현대식 키 블랭크 원료로부터 복사 키를 구성하도록 키 제작 장치로 안내하는 단계를 포함하는 키 제작 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 포착하는 단계는 광스캐닝 방법을 사용하는 키 제작 방법.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 포착하는 단계는 홀로그래픽 카메라를 사용하는 단계를 포함하는 키 제작 방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 포착하는 단계는 기계적 프로브를 사용하는 키 제작 방법.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 안내하는 단계는 복사 키를 구성하도록 3차원 모델링 장치로 안내하는 단계를 포함하는 키 제작 방법.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 안내하는 단계는 용착 모델링 단계를 포함하는 키 제작 방법.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 키를 구성하는데 사용된 상기 원료는 열가소성 필라멘트를 포함하는 키 제작 방법.
  8. 제 5항에 있어서, 상기 안내하는 단계는 스테레오리쏘그라픽 장치를 사용하는 키 제작 방법.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 키를 구성하는데 사용된 원료는 스테레오리쏘그라픽 유체인 키 제작 방법.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 안내하는 단계는 금속 슬러그로부터 복사 키를 구성하도록 밀링 장치로 안내하는 단계를 포함하는 키 제작 방법.
  11. 제 1항에 있어서, 상기 안내하는 단계는 상기 저장된 전기 신호 레프리젠테이션을 사용해서 이동 고에너지 빔과 드웰링 프로그램에 따라서 금속 슬러그로부터우선적으로 재료를 제거하기 위한 고에너지 빔 장치로 안내하는 단계를 포함하는 키 제작 방법.
  12. 제 1항에 있어서, 상기 안내하는 단계는 복사 키를 구성하도록 고밀도 몰딩 수지를 사용해서 사출성형기 장치로 안내하는 단계를 포함하는 키 제작 방법.
  13. 제 1항에 있어서, 상기 전기 신호 레프리젠테이션으로 코드를 할당하고 나중의 복귀를 위해 데이터베이스에 전기 신호 레프리젠테이션을 저장하는 단계를 포함하는 키 제작 방법
  14. 마스터 키와 관련된 프로화일 데이터로부터 복사 키를 만들기 위한 키 제작 방법으로서,
    광 스캐너를 사용해서 3차원으로 전기 신호 레프리젠테이션으로서 마스터 키의 외면 구조를 포착하는 단계와,
    상기 전기 신호 레프리젠테이션을 영구 데이터 이미지로서 저장하는 단계와.
    상기 저장된 전기 신호 레프리젠테이션을 사용해서 복사 키를 구성하도록 3차원 모델링 장치를 포함하는 키 제작 장치로 안내하는 단계를 포함하는 키 제작 방법.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 포착하는 단계는 홀로그래픽 카메라를 사용하는 단계를 포함하는 키 제작 방법.
  16. 제 14항에 있어서, 상기 안내하는 단계는 상기 복사 키를 구성하도록 열가소성 필라멘트를 사용하는 용착 모델링 단계를 포함하는 키 제작 방법.
  17. 제 14항에 있어서, 상기 안내하는 단계는 상기 복사 키를 구성하도록 스테레오리쏘그라픽 유체를 사용하는 스테레오리쏘그라픽 장치를 사용하는 키 제작 방법.
  18. 제 14항에 있어서, 전기 신호 레프리젠테이션에 코드를 할당하고 나중의 복구를 위해서 데이터베이스상에 전기 신호 레프리젠테이션을 저장하는 단계를 포함하는 키 제작 방법.
  19. 제 14항에 있어서, 현대식 키 블랭크 원료로부터 상기 복사 키를 구성하는 단계를 포함하는 키 제작 방법.
  20. 마스터 키와 관련된 프로화일 데이터로부터 복사 키를 만들기 위한 키 제작 방법으로서,
    광 스캐너를 사용해서 3차원으로 전기 신호 레프리젠테이션으로서 마스터 키의 외면 구조를 포착하는 단계와,
    상기 전기 신호 레프리젠테이션을 영구 데이터 이미지로서 저장하는 단계와.
    상기 저장된 전기 신호 레프리젠테이션을 사용해서 열가소성 필라멘트로부터 복사 키를 구성하도록 융착 모델링 장치를 포함하는 3차원 모델링 장치를 안내하는 단계를 포함하는 키 제작 방법.
  21. 제 20항에 있어서, 전기 신호 레프리젠테이션에 코드를 할당하고 나중의 복구를 위해서 데이터베이스상에 전기 신호 레프리젠테이션를 저장하는 단계를 포함하는 키 제작 방법.
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