JP2010007246A - 回転つまみの監視システム - Google Patents

Abstract

【課題】加速センサを利用して、回転つまみの状態を簡単に検知する。
【解決手段】子機１１をサムターン２のつまみ部２ａに取り付ける。子機１１は、加速度センサ３からの信号を受けサムターン２のつまみ部２ａの状態をマイコン２２にて検出し、このつまみ部２ａの状態を親機１２に送信する。親機１２が、子機１１からの信号を受信し、マイコン３４にてつまみ部２ａの状態を第１及び第２の位置Ｐ１，Ｐ２のうちいずれの位置にあるかを検出し、施錠状態であるか解錠状態であるかを判別する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、回転つまみの監視システムに関するものである。

遠隔地における施解錠の監視システムとして、建具用扉（ドア）の施解錠操作のために用いられ前記建具用扉に取り付けられる扉錠の中に、現在扉錠が施錠状態にあるのかそれとも解錠状態にあるのか、あるいはいつ誰が施解錠操作をしたのかといった情報を取得・送信しうる通信機能を有する小型サーバを内蔵させるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１に記載のもののように、扉錠の内部に埋め込むタイプなどは一般の人には扱いにくく、扉に取り付ける場合には、扉錠全体を交換する必要があり、面倒である。

また、ドア（扉）に電気錠を設け、その電気錠を監視及び制御する制御手段を、遠隔操作手段にて遠隔操作できるようにしたものも提案されている（例えば特許文献２参照）。
特開２００６−９７４４４号公報（段落００２１〜００２６及び図１） 特開２００５−２４８４５２号公報（段落００２６及び図１）

特許文献２に記載のものは、ドアの外側に取り付けるものではあるが、扉錠の監視システムとしてしか利用することができず、汎用性に欠ける。

そこで、発明者は、施錠状態と解錠状態とでは、サムターンの状態（向き）が９０度異なっていることに着目し、そのサムターンの状態を加速度センサを使用することで検知することで、施錠状態であるか解錠状態であるかを監視することができることに着想し、本発明をなすに至ったものである。ここで、サムターンに限らず、同様な回転つまみの状態であれば、同様の監視できることにも着想した。

また、ドアを開閉するときにはドアが前後に動き、加速度が生じるので、１軸の加速度センサではなく２軸の加速度センサを用いて前記ドアの開閉による加速度を検出すれば、施錠状態、解錠状態だけでなく、ドアが前後どちらかに動かされたのかも知ることができ、ドアの開閉も監視することができる。

この検出原理について説明すると、まず、図８（ａ）に示すように、玄関のドア１０１は、屋内において、サムターン１０２において施錠・解錠する構造が一般的である。このようなサムターン１０２は、施錠状態と解錠状態とでは、図８（ｂ）（ｃ）に示すように、回転軸１０３を基準として、それのつまみ部１０２ａ（回転つまみ）の位置が９０度異なっている。つまり、つまみ部１０２ａは、第１の位置Ｐ１と、第１の位置Ｐ１から一定角度（９０°）回転した第２の位置Ｐ２とを選択的に取り得るようになっており、つまみ部１０２ａがいずれの位置にあるかを知ることができれば、現在、施錠状態であるか、解錠状態であるかを知ることができる。

ところで、２軸の加速度センサは、図９（ａ）に示すように、２軸の加速度センサ１１１とは、Ｘ軸方向とＹ軸方向とに作用する加速度を検知することができるものである。加速度には、大別して二種類あり、センサ自体を動かしたときに生ずる動的加速度と、重力により生じる静的加速度とがあるが、この静的加速度を利用して、加速度センサ１１１により角度を検出することができる。つまり、図９（ｂ）に示すように、加速度センサ１１１を水平状態にすると、加速度センサ１１１の感知軸であるＸ軸方向には加速度は作用しない。しかし、加速度センサ１１１を回転軸を基準に９０度回転すると、図９（ｃ）に示すように、Ｘ軸方向に重力加速度が作用する。このように加速度センサ１１１が回転されることで、加速度が変化するので、このような加速度センサ１１１をサムターン１０２に付設することで、サムターン１１１の現在の状態を簡単に知ることができる。つまりサムターン１０２（つまみ部１０２ａ）の角度（向き）を加速度センサを利用して検出することで、現在施錠状態であるか解錠状態であるかを監視することができる。

また、加速度センサ１１１が２軸の加速度センサとするのであれば、もう一方の軸（Ｙ軸）で、ドアの開閉を監視することができる。この場合には加速度センサ１１１のサムターンに対する取り付けは、サムターンの角度とドア１１２の開閉が検出できるように設置する必要がある。つまり、図１０に示すように、加速度センサ１１１のＸ軸（検出軸）をドア１１２の面と平行になるように、Ｙ軸（もう一つの検出軸）をドア１１２の面に直交するように、加速度センサをサムターンに取り付ける必要がある。このようにすれば、Ｘ軸方向の加速度によりサムターンの角度を、Ｙ軸方向の加速度によりドア１１２の開閉をそれぞれ検知することができる。

このように２軸の加速度センサを利用することで、(i)扉錠の状態（第１の位置Ｐ１であるか第２の位置Ｐ２であるか）だけでなく、(ii)ドアの開閉も監視することができる。

この発明は、加速センサを利用して、回転つまみの状態を簡単に検知することができる回転つまみの監視システムを提供することを目的とする。

請求項１の発明は、第１の位置と、第１の位置から一定角度回転した第２の位置とを選択的に取り得る回転つまみに用いられ、前記回転つまみがいずれの位置にあるかを監視する監視システムであって、通信を行う子機と親機とを備え、前記子機が、前記回転つまみに取付けられるケーシングを有し、前記ケーシング内に、前記回転を検知する加速度センサと、前記加速度センサからの信号を受け前記回転つまみの状態を検出する状態検出手段と、この状態検出手段よりの信号を受け前記回転つまみの状態を前記親機に送信する送信手段とが収納されるものであり、前記親機が、前記子機からの信号を受信する受信手段と、この受信手段よりの信号を受け前記回転つまみの状態を前記第１及び第２の位置のうちいずれの位置にあるかを判別する状態判別手段とを備えることを特徴とする。

このようにすれば、第１の位置と、第１の位置から一定角度回転した第２の位置とを選択的に取り得る回転つまみが、第１の位置にあるのか、第２の位置にあるのかを、前記回転つまみと離れた位置であっても、親機の状態判別手段において監視することができる。

請求項２に記載のように、前記ケーシングは、一端部に前記回転つまみに嵌合される嵌合凹部を、他端部に前記回転つまみに対応する形状を有する突出部をそれぞれ備えるものとすることができる。

このようにすれば、子機を回転つまみに取り付けた状態においても、子機のケーシングの突出部を、回転つまみのようにつかんで操作することで、前記回転つまみを直接操作する場合と同様に操作することができる。

請求項３に記載のように、前記回転つまみは、ドアに設けられるサムターンで、前記加速度センサは、２軸の加速度センサで、一方の軸が前記サムターンの回転に対応して設けられ、他方の軸がドアの開閉に対応して設けられ、前記子機の状態検出手段は、前記サムターンの状態に加えて、前記ドアの状態を検出するものであり、前記親機の状態判別手段は、前記サムターンの状態に加えて、前記ドアが開状態にあるか閉状態にあるかを判別するものとすることができる。

このようにすれば、２軸の加速度センサを用いているので、玄関のドアのサムターンの状態を加速度センサを用いて検知し、施錠状態にあるか解錠状態にあるかを判別するだけでなく、ドアが開放されたどうかも判別することができる。つまり、ドアの施錠・解錠状態とドアの開閉とを加速度センサにより検知し、そのドアの施錠・解錠状態とドアの開閉についての情報を特定小電力通信を用い、親機に送り蓄積することができる。

請求項４に記載のように、前記ケーシングの一端部には、ねじ止め用の取付孔が設けられ、この取付孔に用いられるねじにて、緩衝材を介して前記ケーシングの一端部を前記回転つまみに固定しているようにすることができる。

このようにすれば、緩衝材を使用しているので、回転つまみを傷つけることなく、子機を回転つまみに固定することができる。

以上のように構成したから、本発明は、加速度センサを利用して、回転つまみが第１の位置にあるのか、第２の位置にあるのかを、前記回転つまみと離れた位置であっても、親機の状態判別手段において判別することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に沿って説明する。

図１は本発明にかかる回転つまみの一実施の形態であるサムターンの監視システムの全体構成図、図２（ａ）（ｂ）はそれぞれ前記サムターンのつまみ部への子機の取付手順の説明図、図３（ａ）は子機のケーシングを示す図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ線における断面図、図３（ｃ）は図３（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図である。

１は回転つまみであるサムターンの監視システムで、サムターン２のつまみ部２ａに取り付けられる子機１１と、この子機１１と通信を行う親機１２とを備える。このサムターン２は、第１の位置と、第１の位置から一定角度回転した第２の位置とを選択的に取り得る。そして、前システムは、後述するように、サムターン２のつまみ部２ａ（回転つまみ）がいずれの位置にあるかを監視するものである。

子機１１は、サムターン２のつまみ部２ａに取付けられるケーシング１１Ａを有し、このケーシング１１Ａ内に、２軸の加速度センサ３や送受信を行う通信装置４が内蔵されている。この通信装置４を用いて、親機１２との間での通信がなされ、親機１２は、ネットワーク１３を通じて、個人端末１４に情報を送信できるようになっている。その通信方法については、特定小電力無線通信が使用される。

ケーシング１１Ａは、具体的には、図２（ａ）（ｂ）に示すように、一端部につまみ部２ａに嵌合される嵌合凹部１１Ａａを、他端部につまみ部２ａに対応する形状を有する突出部１１Ａｂをそれぞれ備える。

また、ケーシング１１Ａの一端部には、取付ねじ孔１１Ａｃが設けられ、この取付ねじ孔１１Ａｃに用いられるねじ１５にて、図２（ｂ）に示すように、緩衝材１６（弾性ゴム材）を介してケーシング１１Ａの一端部をつまみ部２ａに固定している。つまり、つまみ部２ａに嵌合凹部１１Ａａが嵌合された状態で、ねじ１５にて固定されている。これにより、サムターン２のつまみ部２ａに子機１１を簡単に取り付けることができ、突出部１１Ａｂを操作することで子機１１とサムターン２を同時に回すことができ、サムターン２の操作性を損ねないようになっている。なお、ケーシング１１Ａをつまみ部２ａから取り外した状態では、緩衝材１６はそれの一部が取付ねじ孔１１Ａｃ内に摩擦力により保持され、落下しないようになっている。

ケーシング１１Ａについて、図３（ａ）（ｂ）（ｃ）に沿ってさらに説明すると、ケーシング１１Ａは、円柱形状の本体部１１Ａｄを有し、その本体部１１Ａｄの一端部に断面矩形状の嵌合凹部１１Ａａが、他端部に嵌合凹部１１Ａａに対応する形状の断面矩形状の突出部１１Ａｂがそれぞれ設けられている。ケーシング１１Ａ（本体部１１Ａｄ）の一端部に設けられる取付ねじ孔１１Ａｃは、表面から嵌合凹部１１Ａａまで貫通している。この嵌合凹部１１Ａａに隣接して、収納空間部１１Ａｅが形成され、具体的に図示していないが、この収納空間部１１Ａｅ内に、加速度センサ３，通信装置４のほか、電源としての電池や監視制御のための電子回路などが収納されている。

子機１１の制御系は、図４に示すように構成されている。加速度センサ３から増幅器２１を経てマイコン２２に入力される信号により、マイコン２２（状態検出手段）において、つまみ部２ａの状態とドアの状態とを検出するようになっている。ところで、マイコン２２に、つまみ部２ａ（サムターン２）の角度（向き）を検出する際には、加速度センサ３の初期値に基づいて判断することなる。そのため、初期値を設定する必要があるので、初期設定スイッチ２３により、まず、施錠状態のときを初期値（初期状態）として設定する。そして、解錠すると、つまみ部２ａ（サムターン）が回転してその状態が９０度変化するため、加速度センサ３からの出力信号も変化する。これにより、マイコン２２側で初期状態から９０度変化している信号を受け取り、初期状態（施錠状態）から９０度変化したと判断されるので、解錠状態であるとされる。

また、ドアの開閉を検出する際には、ドアが閉状態のときを初期値（初期状態）としてマイコン２２に設定しておくと、ドアを開閉したときの値が正負のどちらに変化したかにより、ドアを前後どちらの方向に動かしたかがわかる。また、加速度センサ３により初期値から値が変化した場合には、送信器２４からアンテナ２５を通じて、親機１２へと情報（つまみ部２ａの状態やドアの開閉状態）が送信されるようになっている。これらの情報を記憶するメモリ２６も備える。なお、アンテナ２５と送信機２４とにより子機１１の送信手段が構成される。

一方、親機１２の制御系は、図５に示すように構成される。親機１２は、アンテナ３１に接続された受信器３３と、マイコン３４と、メモリ３５と、ＬＡＮコネクタ３６と、液晶ディスプレイ３７とを備える。マイコン３４は、受信器３３よりの信号を受け、つまみ部２ａの状態が第１及び第２の位置のうちいずれの位置にあるかを判別（監視）するようになっている（状態判別手段）。なお、アンテナ３１と受信器３３とにより親機１２の受信手段が構成される。

子機１１側から伝送された信号はメモリ３５に蓄積される。親機１２は、ＬＡＮによりネットワーク１３に接続されているため、情報をインターネット上に送ることができる。これにより、遠隔地の個人端末１４で、現在、施錠状態であるか解錠状態であるかを簡単に知ることができる。

設定により、扉錠が不意に解錠されたりドアが不意に解放されたりした場合に、遠隔地の個人端末１４に親機１２側から情報を送るようにすることもできる。

続いて、子機１１の動作について、図６に沿って説明する。

スタートすると、初期設定がなされる（ステップＳ１）。それから、加速度センサ３により加速度（Ｘ軸方向の加速度あるいはＹ軸方向の加速度）が検知されたか否かが判定され（ステップＳ２）、検知された場合には、Ｘ軸方向の加速度が検出された否かが判定される（ステップＳ３）一方、検知されない場合には、ステップＳ２の判定を一定の周期で繰り返す。

Ｘ軸方向の加速度が検出されると、角度に変換され（ステップＳ４）、この角度が９０度変化したか否かが判定される（ステップＳ５）一方、Ｘ軸方向の加速度が検出されないと、Ｙ軸方向の加速度が検出されたことになるので、加速度の変化量は正であるか否かが判定される（ステップＳ６）。

ステップＳ５の判定で角度が９０度変化していれば、サムターン２の状態が変化したことになるので、施錠・解錠の状態を前回の状態から反転させ（ステップＳ７）、ステップＳ８に移行する。つまり、前回解錠状態であれば施錠状態に、前回施錠状態であれば解錠状態に変更される。一方、９０度変化しなければ、ステップＳ２に戻る。

また、ステップＳ６の判定で正であればドアの状態を”開”とし（ステップＳ９）、正でなければドアの状態を”閉”として（ステップＳ１０）、ステップＳ８に移行する。

ステップＳ８では、ステップＳ７，Ｓ９，Ｓ１０の結果を情報として、親機１２に送信して、ステップＳ２に戻る。

続いて、親機１２の動作について、図７に沿って説明する。

スタートすると、初期設定がなされる（ステップＳ２１）。それから、子機１１からの信号を受信し（ステップＳ２２）、その信号に基づき、意図せぬ解錠やドアの開放動作があったか否かが判定される（ステップＳ２３）。

意図せぬ解錠やドアの開放動作があった場合には、個人端末１４に情報を送信して（ステップＳ２４）、ステップＳ２２に戻る。一方、意図せぬ解錠やドアの開放動作がなかった場合には、ドアと扉錠の状態をメモリ３５に保存し（ステップＳ２５）、ドアと扉錠の状態をネット上に送信し（ステップＳ２６）、ステップＳ２２に戻る。

前記実施の形態においては、扉錠の状態だけでなく、ドアの開閉も監視するために、２軸の加速度センサを用いているが、扉錠の状態だけを監視するだけであれば、１軸の加速センサを用いることができるのはもちろんである。

また、前記実施の形態においては、回転つまみがサムターン２のつまみ部２ａである場合について説明したが、回転つまみがサムターンのつまみ部である場合に限らず、第１の位置と、第１の位置から一定角度回転した第２の位置とを選択的に取り得る回転つまみであれば、同様に、回転つまみの状態を監視することができる。

さらに、子機にサムターンを回す駆動部や受信器を加え、親機に送信器を設けることで、施錠を忘れた際に、遠隔地から、前記駆動部を駆動制御して、施錠動作させるようにすることも可能となる。

本発明にかかる回転つまみの一実施の形態であるサムターンの監視システムの全体構成図である。 図２（ａ）（ｂ）はそれぞれ前記サムターンのつまみ部への子機の取付手順の説明図である。 図３（ａ）は子機のケーシングを示す図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ線における断面図、図３（ｃ）は図３（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図である。 子機のブロック図である。 親機のブロック図である。 子機における処理の流れを示すフローチャート図である。 親機における処理の流れを示すフローチャート図である。 （ａ）（ｂ）（ｃ）はそれぞれ検出原理の説明図である。 （ａ）（ｂ）（ｃ）はそれぞれ加速度センサの説明図である。 ドアの開閉の検出の説明図である。

符号の説明

１ 監視システム
２ サムターン
２ａ つまみ部
３ 加速度センサ
４ 通信装置
１１ 子機
１１Ａ ケーシング
１１Ａａ 嵌合凹部
１１Ａｂ 突出部
１１Ａｃ 取付ねじ孔
１２ 親機
１５ ねじ
１６ 緩衝材
２２ マイコン（状態検出手段）
２４ 送信器
３３ 受信器
３４ マイコン（状態判別手段）

Claims (4)

1. 第１の位置と、第１の位置から一定角度回転した第２の位置とを選択的に取り得る回転つまみに用いられ、前記回転つまみがいずれの位置にあるかを監視する回転つまみの監視システムであって、
   通信を行う子機と親機とを備え、
   前記子機が、前記回転つまみに取付けられるケーシングを有し、前記ケーシング内に、前記回転を検知する加速度センサと、前記加速度センサからの信号を受け前記回転つまみの状態を検出する状態検出手段と、この状態検出手段よりの信号を受け前記回転つまみの状態を前記親機に送信する送信手段とが収納されるものであり、
   前記親機が、前記子機からの信号を受信する受信手段と、この受信手段よりの信号を受け前記回転つまみの状態を前記第１及び第２の位置のうちいずれの位置にあるかを判別する状態判別手段とを備えることを特徴とする回転つまみの監視システム。
2. 前記ケーシングは、一端部に前記回転つまみに嵌合される嵌合凹部を、他端部に前記回転つまみに対応する形状を有する突出部をそれぞれ備えることを特徴とする請求項１記載の回転つまみの監視システム。
3. 前記回転つまみは、ドアに設けられるサムターンで、
   前記加速度センサは、２軸の加速度センサで、一方の軸が前記サムターンの回転に対応して設けられ、他方の軸がドアの開閉に対応して設けられ、
   前記子機の状態検出手段は、前記サムターンの状態に加えて、前記ドアの状態を検出するものであり、
   前記親機の状態判別手段は、前記サムターンの状態に加えて、前記ドアが開状態にあるか閉状態にあるかを判別するものであることを特徴とする請求項１または２記載の回転つまみの監視システム。
4. 前記ケーシングの一端部には、ねじ止め用の取付孔が設けられ、この取付孔に用いられるねじにて、緩衝材を介して前記ケーシングの一端部を前記回転つまみに固定していることを特徴とする請求項２記載の回転つまみの監視システム。

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