JP2014049043A - Construction work locking/unlocking detection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、建物の出入口や窓に設けられる建具を施錠する錠の施解錠を検出する建具用施解錠検出装置に関する。 The present invention relates to a locking / unlocking detection device for joinery that detects locking / unlocking of a lock that locks a fitting provided in a doorway or a window of a building.
例えば、特許文献1には、窓を開閉する建具(引き違い戸)に設けられるクレセント錠の施錠と解錠の各状態を検出する戸締まり検出装置が開示されている。この従来例は、引き違い式の窓枠の一方に設けられたクレセント錠の操作片に永久磁石が取り付けられ、他方の窓枠に設けられたワイヤレス送信器に近接センサが内蔵されている。近接センサにはリードスイッチが用いられ、クレセント錠の施錠状態では操作片に取り付けられた永久磁石の磁界によってリードスイッチがオンし、解錠状態では操作片に取り付けられた永久磁石が離れるためにリードスイッチがオフする。そして、リードスイッチのオン・オフによって検出されるクレセント錠の施解錠状態がワイヤレス送信器からワイヤレス信号で送信される。
For example,
ところで、リードスイッチは鎖交する磁束の向きに関わらず、磁界の強さのみでオン・オフが切り換えられるが、機械的な接点構造を有するために比較的に大型になるという欠点を有している。 By the way, the reed switch can be switched on and off only by the strength of the magnetic field, regardless of the direction of the magnetic flux interlinking, but it has the disadvantage that it is relatively large due to its mechanical contact structure. Yes.
これに対して、ホール素子や磁気抵抗素子などを用いた磁気センサであれば、リードスイッチに比べて小型化が容易である。ただし、ホール素子は、180度反転した向きの磁界をそれぞれ検知できるが、磁気抵抗素子は、電流の向きと同じ向きの磁界しか検知できない。しかしながら、ホール素子は磁気抵抗素子に比べて感度が低く、磁力の強い永久磁石が必要となるので、永久磁石の寸法が大きくなることで取付の制約が拡大したり、永久磁石のコスト増を招くという欠点がある。また、磁気抵抗素子を用いた磁気センサは、永久磁石の磁界の向きに対する配置(電流の向き)が規定されるため、施工時に誤った向きに配置されると検出不能になるなどの不具合が生じてしまう。故に、施工時に永久磁石の磁界の向きと磁気センサの向きを揃える必要があるので、施工作業が煩雑になるという問題があった。 In contrast, a magnetic sensor using a Hall element, a magnetoresistive element, or the like can be easily downsized as compared to a reed switch. However, the Hall element can detect the magnetic field in the direction reversed by 180 degrees, but the magnetoresistive element can detect only the magnetic field in the same direction as the current direction. However, the Hall element has a lower sensitivity than the magnetoresistive element and requires a permanent magnet having a strong magnetic force, so that the size of the permanent magnet increases, so that the mounting restrictions are increased and the cost of the permanent magnet is increased. There is a drawback. In addition, magnetic sensors using magnetoresistive elements are regulated in terms of the arrangement of the permanent magnet relative to the magnetic field direction (current direction). End up. Therefore, since it is necessary to align the direction of the magnetic field of the permanent magnet and the direction of the magnetic sensor during construction, there is a problem that the construction work becomes complicated.
本発明は、上記課題に鑑みて為されたものであり、製造コストの上昇を抑えながら施工時の作業性の向上を図ることを目的とする。 This invention is made | formed in view of the said subject, and aims at improving the workability | operativity at the time of construction, suppressing the raise of manufacturing cost.
本発明の建具用施解錠検出装置は、建物の出入口や窓に設けられる建具を施錠する錠の施解錠を検出する建具用施解錠検出装置であって、施錠位置と解錠位置の間を変位する前記錠の操作片に取り付けられる永久磁石と、前記建具に取り付けられて磁界を検知する磁気検知部とを備え、前記磁気検知部は、分圧回路を形成する複数の磁気抵抗素子と、前記磁気抵抗素子にバイアス磁界を印加するバイアス磁石とを有し、前記分圧回路にバイアス電圧が印加され、且つ前記バイアス電圧を前記分圧回路で分圧した電圧を検知信号として出力することを特徴とする。 The locking / unlocking detection device for joinery of the present invention is a locking / unlocking detection device for fittings that detects the locking / unlocking of the lock that locks the fitting provided in the entrance / exit of the building, and is displaced between the locking position and the unlocking position. A permanent magnet attached to the operation piece of the lock, and a magnetic detector attached to the joinery to detect a magnetic field, the magnetic detector comprising a plurality of magnetoresistive elements forming a voltage dividing circuit, A bias magnet for applying a bias magnetic field to the magnetoresistive element, a bias voltage is applied to the voltage dividing circuit, and a voltage obtained by dividing the bias voltage by the voltage dividing circuit is output as a detection signal. And
この建具用施解錠検出装置において、前記磁気検知部は、2つの前記分圧回路が並列接続されたブリッジ回路を有し、前記分圧回路の分圧点間の電位差を検知信号として出力することが好ましい。 In this joinery unlocking detection apparatus, the magnetic detection unit has a bridge circuit in which the two voltage dividing circuits are connected in parallel, and outputs a potential difference between the voltage dividing points of the voltage dividing circuit as a detection signal. Is preferred.
この建具用施解錠検出装置において、前記磁気検知部の検知信号から前記操作片の変位位置を判定する判定部を備え、前記判定部は、前記分圧回路を形成する前記磁気抵抗素子の抵抗値変化を個別に検出し、前記抵抗値変化の向きに応じて前記検知信号の変化における温度の影響と前記変位位置による磁界の影響とを判別して、前記検知信号から前記変位位置を判定することが好ましい。 The joinery locking / unlocking detection device includes a determination unit that determines a displacement position of the operation piece from a detection signal of the magnetic detection unit, and the determination unit has a resistance value of the magnetoresistive element that forms the voltage dividing circuit. The change is detected individually, and the displacement position is determined from the detection signal by determining the influence of the temperature in the change of the detection signal and the influence of the magnetic field due to the displacement position according to the direction of the change in the resistance value. Is preferred.
この建具用施解錠検出装置において、前記磁気検知部の検知信号から前記操作片の変位位置を判定する判定部を備え、前記判定部は、前記分圧回路を形成する前記磁気抵抗素子の抵抗値変化を個別に検出し、前記抵抗値変化の向きに応じて前記検知信号における温度の影響を推定し、且つ前記温度の影響を低減するように前記検知信号を補正し、補正後の前記検知信号から前記変位位置を判定することが好ましい。 The joinery locking / unlocking detection device includes a determination unit that determines a displacement position of the operation piece from a detection signal of the magnetic detection unit, and the determination unit has a resistance value of the magnetoresistive element that forms the voltage dividing circuit. The change is detected individually, the influence of the temperature in the detection signal is estimated according to the direction of the change in the resistance value, the detection signal is corrected so as to reduce the influence of the temperature, and the corrected detection signal It is preferable to determine the displacement position from
本発明の建具用施解錠検出装置は、ホール素子よりも安価である磁気抵抗素子を用いて、ホール素子と同様に双方向の磁界を検出することができるので、製造コストの上昇を抑えながら施工時の作業性の向上を図ることができるという効果がある。 The locking / unlocking detection device for joinery of the present invention can detect a bidirectional magnetic field in the same manner as a Hall element using a magnetoresistive element that is less expensive than a Hall element, so it can be constructed while suppressing an increase in manufacturing cost. There is an effect that the workability at the time can be improved.
以下、窓を開閉する建具(引き違い戸)に設けられるクレセント錠の施錠と解錠の各状態を検出する建具用施解錠検出装置に本発明の技術思想を適用した実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, referring to the drawings, an embodiment in which the technical idea of the present invention is applied to a locking / unlocking detection device for fittings that detects each state of locking and unlocking of a crescent lock provided on a fitting (sliding door) that opens and closes a window. And will be described in detail.
クレセント錠100は、図2に示すように引き違い式の2枚の窓枠110,111の一方の窓枠110に固定されたクレセント錠本体101と、他方の窓枠111に固定されたクレセント受け102とで構成される。クレセント錠本体101は、直方体形状の台座103と、台座103に対して回動自在に設けられた半月形状のクレセント部104と、一端がクレセント部104と結合されて台座103と平行に突出する矩形箱状の操作片105とを具備する。クレセント部104及び操作片105は、クレセント部104の中央を支点として回動自在に台座103に軸支されている。そして、操作片105を持ってクレセント部104を回動させることにより、操作片105がクレセント部104の上に位置するときはクレセント部104がクレセント受け102と係合してクレセント錠100が施錠状態となる。一方、操作片105がクレセント部104の下に位置するときはクレセント部104とクレセント受け102との係合が外れてクレセント錠100が解錠状態となる。ただし、このようなクレセント錠100は従来周知であるから、クレセント錠本体101の詳細な構造の図示及び説明は省略する。なお、以下では、図2に示すようにクレセント錠100が施錠状態のときの操作片105の位置(クレセント部104より上の位置)を「施錠位置」、クレセント錠100が解錠状態のときの操作片105の位置(クレセント部104より下の位置)を「解錠位置」と呼ぶことにする。
As shown in FIG. 2, the
(実施形態1)
本実施形態の建具用施解錠検出装置(以下、検出装置と略す。)は、操作片105に取り付けられる永久磁石1と、他方の窓枠111に支持された窓ガラス112の屋内側の面に取り付けられる検出装置本体2とを備える。
(Embodiment 1)
The lock / unlock detection device for joinery (hereinafter, abbreviated as “detection device”) according to the present embodiment is provided on the indoor side surface of the
永久磁石1は、両面テープなどを用いて操作片105の側面における回動軸と重なる位置に取り付けられており、図2における上下方向の一端側がN極の磁極、他端側がS極の磁極となっている。ただし、操作片105が一面に開口する箱形に形成されている場合、操作片105の内部空間に永久磁石1が配置されることが好ましい。つまり、操作片105の内部に収納されることによって、永久磁石1が操作片105の表面に露出しないことで見栄えがよくなり、また、操作片105の操作時に人の手(指)が触れないことで永久磁石1の位置ずれが防止できる。
The
検出装置本体2は、図2及び図3に示すように磁気検知部3、判定部4、制御部5、無線通信部6、電源用の電池7、これらを収納するケース8などを具備している。磁気検知部3は、図1に示すように分圧回路を形成する2つの磁気抵抗素子30A,30Bと、磁気抵抗素子30A,30Bにバイアス磁界を印加するバイアス磁石31とを有する。分圧回路にはバイアス電圧Vccが印加され、磁気検知部3は、バイアス電圧Vccを分圧回路で分圧した電圧を検知信号Voutとして判定部4に出力する。なお、磁気検知部3の詳細な構成及び動作については、後述する。
As shown in FIGS. 2 and 3, the detection device
ここで、磁気検知部3の近傍には、一対の磁気誘導体9が設けられている。磁気誘導体9は、磁気異方性を有する磁性体、例えば、電磁鋼板、フェライト、パーマロイ、アモルファス磁性体などで薄い板状に形成されている。本実施形態では、磁気誘導体9は長方形と、長方形の一辺を下底とする台形とを組み合わせた多角形(六角形)の形状に形成されている。そして、一対の磁気誘導体9は、台形の上底を磁気検知部3に向け、且つ磁気検知部3を挟んで対向するように配置される。
Here, a pair of
判定部4は、磁気検知部3の検知信号Voutを信号処理することで操作片105の変位位置(施錠位置と解錠位置)を判定する。無線通信部6は、例えば、宅内に設置されるセキュリティ装置(図示せず)との間で電波を媒体とする無線通信を行う。制御部5は、判定部4の判定結果に対応した監視情報(クレセント錠100の施解錠状態)を、無線通信部6から送信される無線信号によってセキュリティ装置に送信する。そして、セキュリティ装置は、無線信号を受信することで検出装置の検出結果、すなわち、クレセント錠100の施解錠状態を取得し、それを音や光で報知(表示)する。ただし、このようなセキュリティ装置及びセキュリティ装置と検出装置を含むセキュリティシステムについては、従来周知であるから詳細な構成の図示及び動作の説明は省略する。
The determination unit 4 determines the displacement position (locking position and unlocking position) of the
ケース8は、扁平な直方体形状の合成樹脂成形体からなり、両面テープなどを用いて窓ガラス112に貼り付けられている。また、ケース8は長手方向の一端側(図2における上側)に磁気検知部3及び磁気誘導体9が収納され、長手方向における他端側(図2における下側)に2つの電池(釦電池)7が収納されている。なお、判定部4、制御部5、無線通信部6などはプリント配線板(図示せず)に実装されてケース8内に収納されている。ここで、図2ではケース8の一部が取り除かれて外部に露出した状態を示しているが、実際には、磁気検知部3や磁気誘導体9、電池7は外部に露出しない。
The
次に、本発明の要旨である磁気検知部3について、更に詳しく説明する。バイアス磁石31は、図1に示すように正方形の薄い板状に形成され、縦方向の中心線Xから左側の部分がN極に着磁され、右側の部分がS極に着磁されている。磁気抵抗素子30A,30Bは、バイアス磁石31の上に配置されており、横方向の中心線Yと平行且つ右向きのバイアス磁界(バイアス磁束φ0)が印加されている。ただし、磁気抵抗素子30A,30Bは、縦方向及び横方向の各中心線X,Yに対して磁気検知方向(電流の流れる方向)D1,D2がπ/4(45度)の傾きを持つように配置されている(図1参照)。
Next, the
ここで、永久磁石1の磁束φsは、操作片105の変位位置が施錠位置の場合、磁気検知部3に対して、縦方向の中心線Xに沿って下向きに鎖交する。したがって、磁気抵抗素子30A,30Bと鎖交する磁束φwのベクトル(以下、磁束ベクトルと呼ぶ。)は、バイアス磁束の磁束ベクトルφ0と永久磁石1の磁束ベクトルφsの合成磁束ベクトルとなる。合成磁束ベクトルφwと磁気検知方向D1,D2との為す角をそれぞれθ1,θ2とすると、永久磁石1の磁界が印加されたときの各磁気抵抗素子30A,30Bの抵抗値R1,R2は、下記の式1で表される。
Here, the magnetic flux φs of the
[式1]
Ri=Ri-0×ρ(1-cos2θi)/2 (i=1,2)
ただし、Ri-0は、永久磁石1の磁界が印加されていないとき(永久磁石1の磁束ベクトルφsがゼロのとき)の抵抗値(初期抵抗値)であり、ρは磁界変化係数である。
[Formula 1]
Ri = Ri-0 × ρ (1-cos2θi) / 2 (i = 1, 2)
However, Ri-0 is a resistance value (initial resistance value) when the magnetic field of the
而して、図1に示すように永久磁石1の磁束ベクトルφsが下向きに鎖交する場合、合成磁束ベクトルφwとバイアス磁束の磁束ベクトルφ0との為す角は0から−π/2の範囲となる。故に、式1から求まる各磁気抵抗素子30A,30Bの抵抗値R1,R2は、一方の抵抗値R1が増加するのに対し、他方の抵抗値R2が減少し、且つその変化量が永久磁石1の磁束ベクトルφsの大きさに比例する。
Thus, when the magnetic flux vector φs of the
また、永久磁石1の磁束ベクトルφsが上向きに鎖交する場合、合成磁束ベクトルφwとバイアス磁束の磁束ベクトルφ0との為す角は0からπ/2の範囲となる。故に、式1から求まる各磁気抵抗素子30A,30Bの抵抗値R1,R2は、一方の抵抗値R1が減少するのに対し、他方の抵抗値R2が増加し、且つその変化量が永久磁石1の磁束ベクトルφsの大きさに比例する。すなわち、磁気検知部3の検知信号Voutの信号電圧は、操作片105の変位位置が施錠位置のときに相対的に低くなり、操作片105の変位位置が解錠位置のときに相対的に高くなる。
When the magnetic flux vector φs of the
次に、本実施形態の検出装置の動作を説明する。まず、建具(引き違い戸)が閉じられている場合、操作片105に取り付けられている永久磁石1が検出装置本体2に接近しているため、永久磁石1の磁束が磁気検知部3に鎖交し、磁気検知部3から所定レベルの検知信号Voutが出力される。一方、建具が開放されている場合、永久磁石1と検出装置本体2との距離が大きくなるため、磁気検知部3の検知信号Voutの信号電圧が、磁気抵抗素子30A,30Bの初期抵抗値で分圧された値(基準値と呼ぶ。)となる。故に、判定部4は、磁気検知部3の検知信号Voutの信号電圧が基準値にほぼ等しい場合、建具が開放されていると判定することができる。
Next, the operation of the detection apparatus of this embodiment will be described. First, when the joinery (sliding door) is closed, the
また、建具が閉じられ且つ操作片105の変位位置が施錠位置の場合、上述したように磁気検知部3の検知信号Voutの信号電圧が低下する。故に、判定部4は、検知信号Voutの信号電圧を、基準値よりも低く設定したしきい値(施錠しきい値)と比較し、検知信号Voutの信号電圧が施錠しきい値を下回った場合、操作片105の変位位置を施錠位置と判定することができる。
Further, when the joinery is closed and the displacement position of the
さらに、建具が閉じられ且つ操作片105の変位位置が解錠位置の場合、上述したように磁気検知部3の検知信号Voutの信号電圧が上昇する。故に、判定部4は、検知信号Voutの信号電圧を、基準値よりも高く設定したしきい値(解錠しきい値)と比較し、検知信号Voutの信号電圧が解錠しきい値を上回った場合、操作片105の変位位置を解錠位置と判定することができる。
Furthermore, when the joinery is closed and the displacement position of the
ところで、永久磁石1が操作片105に対して180度異なる向きに取り付けられた場合、操作片105が施錠位置のときに永久磁石1の磁束ベクトルφsが上向きに鎖交し、操作片105が解錠位置のときに永久磁石1の磁束ベクトルφsが下向きに鎖交する。したがって、操作片105の変位位置と、磁気検知部3の検知信号Voutとの関係が反転するものの、判定部4が操作片105の変位位置を検出することは可能である。
By the way, when the
そこで、施工時に作業者が検出装置本体2の動作確認を行い、操作片105の変位位置と検出装置本体2の検出結果が反転している場合、検出装置本体2に設けられたタクトスイッチ(図示せず)を押操作することで判定部4の判定条件を切り換えればよい。このようにすれば、永久磁石1と検出装置本体2が正しい向きから180度反転した向きに取り付けられていても、操作片105の施解錠を正しく検出することができる。
Therefore, when the operator confirms the operation of the detection device
上述のように本実施形態によれば、ホール素子よりも安価である磁気抵抗素子30A,30Bを用いて、ホール素子と同様に双方向の磁界を検出することができる。その結果、製造コストの上昇を抑えながら施工時の作業性の向上を図ることができる。
As described above, according to the present embodiment, a bidirectional magnetic field can be detected using the
なお、本実施形態では、磁気検知部3を挟んで対向する位置に一対の磁気誘導体9が配置されている。このため、磁気誘導体9が無い場合と比較して、磁気検知部3と鎖交する磁束を増やす(磁束密度を大きくする)ことができる。その結果、従来例よりも寸法の小さい(磁界の弱い)永久磁石1を使用しても従来例と同等の検出感度を維持することができる。また、磁気誘導体9は、磁気検知部3から離れるにつれて磁界検知方向(図2における上下方向)と交差する方向(左右方向)の幅寸法が大きくなる形状に形成されている。したがって、磁気誘導体9の幅広の端部から入った磁束を幅狭の端部より磁気検知部3に鎖交させることができるので、磁気検知部3の検知感度を向上することができる。なお、磁気誘導体9が磁気異方性を有する磁性体で構成されている場合、磁化容易方向が磁気検知部3の磁界検知方向と一致するように磁気誘導体9が配置されることにより、磁気検知部3の検知感度をさらに向上することができる。
In the present embodiment, a pair of
(実施形態2)
本実施形態の検出装置は、図4に示すように磁石ブロック10と検出装置本体2とで構成される。なお、実施形態1と共通の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
(Embodiment 2)
As shown in FIG. 4, the detection device of the present embodiment includes a
磁石ブロック10は、図5に示すように磁気を遮蔽しない材料(例えば、合成樹脂)で箱形に形成され、内部に永久磁石1を収納する筐体11と、筐体11を操作片105に結び付ける紐体12と、筐体11を操作片105の表面に貼り付ける貼付部材13とを備える。
As shown in FIG. 5, the
筐体11は、一面(図5における下面)が開口した矩形箱状のボディ11Aと、開口を塞ぐようにボディ11Aに結合される矩形板状のカバー11Bとで構成される。また、筐体11には、紐体12が挿通される挿通孔11Cが左右方向に貫通されている。なお、紐体12は、電気ケーブルなどを結束するための結束バンドからなる。ただし、紐体12は結束バンドに限定されず、粘着テープや自己融着テープ、あるいは熱収縮チューブなどでも構わない。
The
貼付部材13は、例えば、従来周知の両面テープからなり、筐体11の底面(図5における下面)に貼り付けられる。
The affixing
而して、一面側で筐体11に貼り付けられた貼付部材13の他面側を操作片105の側面(窓ガラス112と対向する面)に貼り付けた後、紐体12を操作片105に巻回して結束することによって、磁石ブロック10を操作片105に強固に取り付けることができる(図4参照)。ただし、貼付部材13を操作片105に貼り付けて磁石ブロック10を仮固定し、検出装置本体2で正常に検知できることを確認した後に紐体12を結束して本固定することが望ましい。
Thus, after the other side of the affixing
一方、検出装置本体2は、操作片105が施錠位置に在るときに、磁気検知部3が、操作片105に取り付けられた磁石ブロック10と近接して対向するように窓ガラス112の屋内側の面に貼り付けられる(図4参照)。ただし、本実施形態における磁気検知部3は、磁界検知方向がケース8の短手方向(図4における左右方向)に向くように配置され、且つ一対の磁気誘導体9もケース8の短手方向に沿って磁気検知部3の両側に配置されている。
On the other hand, when the
次に、本実施形態の検出装置の動作を説明する。まず、操作片105の変位位置が解錠位置の場合、永久磁石1と検出装置本体2との距離が大きくなるため、磁気検知部3の検知信号Voutの信号電圧は基準値にほぼ一致している。一方、図4に示すように操作片105の変位位置が施錠位置の場合、磁気検知部3にはバイアス磁束の磁束ベクトルφ0と永久磁石1の磁束ベクトルφsの合成磁束ベクトルφwが鎖交する。その結果、磁気検知部3の検知信号Voutの信号電圧が基準値よりも増加(あるいは減少)してしきい値を超えるので、判定部4は、操作片105の変位位置を施錠位置と判定することができる。
Next, the operation of the detection apparatus of this embodiment will be described. First, when the displacement position of the
本実施形態においても、施工時に作業者が検出装置本体2の動作確認を行い、例えば、操作片105の変位位置が施錠位置のときに検出信号Voutの信号電圧が基準値から減少している場合、検出装置本体2に設けられたタクトスイッチ(図示せず)を押操作することで判定部4の判定条件を切り換えればよい。このようにすれば、実施形態1と同様に、永久磁石1と検出装置本体2が正しい向きから180度反転した向きに取り付けられていても、操作片105の施解錠を正しく検出することができる。
Also in the present embodiment, the operator confirms the operation of the detection device
(実施形態3)
本実施形態は、磁気検知部3の構成に特徴があり、磁気検知部3の基本構成並びに磁気検知部3以外の構成については実施形態1又は2と共通である。したがって、実施形態1又は2と共通の構成要素については、同一の符号を付して図示並びに説明を省略する。
(Embodiment 3)
The present embodiment is characterized in the configuration of the
磁気検知部3は、図6に示すように2つの磁気抵抗素子30A,30Bの分圧回路と、2つの磁気抵抗素子30C,30Dの分圧回路とを並列接続したブリッジ回路を有している。ただし、磁気抵抗素子30C,30Dは、縦方向及び横方向の各中心線X,Yに対して磁気検知方向(電流の流れる方向)D3,D4がπ/4(45度)の傾きを持つように配置されている(図6参照)。さらに、磁気検知部3は、2つの分圧回路の分圧点間(磁気抵抗素子30A,30Bの接続点と磁気抵抗素子30C,30Dの接続点との間)の電位差を増幅器32で増幅した出力を検知信号Voutとしている。
As shown in FIG. 6, the
ここで、合成磁束ベクトルφwと磁気抵抗素子30C,30Dの磁気検知方向D3,D4との為す角をそれぞれθ3,θ4とすると、永久磁石1の磁界が印加されたときの各磁気抵抗素子30C,30Dの抵抗値R3,R4は、実施形態1で説明した式1で表される。
Here, if the angles formed by the combined magnetic flux vector φw and the magnetic detection directions D3 and D4 of the
而して、図6に示すように永久磁石1の磁束ベクトルφsが下向きに鎖交する場合、合成磁束ベクトルφwとバイアス磁束の磁束ベクトルφ0との為す角は0から−π/2の範囲となる。故に、式1から求まる各磁気抵抗素子30A,30B,30C,30Dの抵抗値R1〜R4は、対角の位置に在る2つの磁気抵抗素子30A,30Cの抵抗値R1,R3が増加するのに対し、同じく対角の位置に在る他の2つの磁気抵抗素子30B,30Dの抵抗値R2,R4が減少する。
Thus, as shown in FIG. 6, when the magnetic flux vector φs of the
また、永久磁石1の磁束ベクトルφsが上向きに鎖交する場合、合成磁束ベクトルφwとバイアス磁束の磁束ベクトルφ0との為す角は0からπ/2の範囲となる。故に、式1から求まる各磁気抵抗素子30A,30B,30C,30Dの抵抗値R1〜R4は、対角の位置に在る2つの磁気抵抗素子30A,30Cの抵抗値R1,R3が減少するのに対し、同じく対角の位置に在る他の2つの磁気抵抗素子30B,30Dの抵抗値R2,R4が増加する。すなわち、操作片105の変位位置が反転することに伴い、2つの分圧回路の分圧点間の電位差も正負が反転するので、判定部4は、磁気検知部3の検知信号Voutの信号電圧の極性(正負)から操作片105の変位位置を判定することができる。しかも、2つの分圧回路の分圧点の電位は、操作片105の変位位置に対して互いに逆向きに変化するので、分圧点間の電位差として、各分圧回路の電位の2倍の出力を取り出すことができる。その結果、磁気検知部3の検知感度の向上が図れるという利点がある。
When the magnetic flux vector φs of the
ところで、磁気検知部3を構成している磁気抵抗素子30A〜30Dは、通常の抵抗と同様に温度特性を有している。したがって、磁気検知部3の検知信号Voutにも磁気抵抗素子30A〜30Dの温度特性の影響が現れるため、外気温の変動や屋内の雰囲気温度の変動などに起因して磁気検知部3の検知信号Voutが変動し、判定部4が操作片105の変位位置を誤判定してしまう虞がある。
By the way, the
ここで、磁気検知方向Diが互いに異なる磁気抵抗素子30Aと30D、及び磁気抵抗素子30Bと30Cは、磁気抵抗効果による抵抗値の変化は互いに逆向きとなるが、温度特性による抵抗値の変化は互いに同じ向きとなる。なお、磁気抵抗素子の温度特性はRi-0×(1+αΔT)の式で表される(但し、αは温度係数、ΔTは温度差)。
Here, the
故に、判定部4が4つの磁気抵抗素子30A〜30Dの抵抗値変化を個別に検出すれば、磁気抵抗素子30Aと30Dのペア、又は磁気抵抗素子30Bと30Cのペアの抵抗値変化の向きに応じて、検知信号Voutに対する磁界の影響と温度の影響とを判別することができる。
Therefore, if the determination unit 4 individually detects the change in the resistance values of the four
すなわち、判定部4は、磁気検知部3の検知信号Voutが増加した場合、磁気抵抗素子30Aと30Dのペア(又は磁気抵抗素子30Bと30Cのペア)の抵抗値変化が異なる向きであれば、磁気抵抗効果の影響で検知信号Voutが増加したとみなし、操作片105の変位位置が変化したと判定する。しかしながら、抵抗値変化が同じ向きであれば、判定部4は、温度変化の影響で検知信号Voutが増加したとみなし、操作片105の変位位置は変化していないと判定する。
That is, when the detection signal Vout of the
上述のように本実施形態では、外気温の変動や屋内の雰囲気温度の変動などに起因して磁気検知部3の検知信号Voutが変動しても、判定部4が操作片105の変位位置を誤判定することが低減できる。さらに、判定部4は、抵抗値変化の向きに応じて検知信号Voutにおける温度の影響を推定し、且つ温度の影響を低減するように検知信号Voutを補正し、補正後の検知信号Voutから変位位置を判定しても構わない。
As described above, in the present embodiment, even when the detection signal Vout of the
例えば、温度変化前の磁気抵抗素子30B,30Cの抵抗値をそれぞれR2,R3とし、温度変化後の磁気抵抗素子30B,30Cの抵抗値をそれぞれR2',R3'としたとき、下記の式から補正値Vtを求めれば良い。
For example, when the resistance values of the
Vt=(i×R2'-i×R3')-(i×R2-i×R3)
前記補正値Vtを定期的に算出し、検知信号Voutを補正することで変位位置の判定精度の向上が図れる。
Vt = (i × R2'-i × R3 ')-(i × R2-i × R3)
By periodically calculating the correction value Vt and correcting the detection signal Vout, it is possible to improve the displacement position determination accuracy.
1 永久磁石
2 検出装置本体
3 磁気検知部
30A,30B 磁気抵抗素子
31 バイアス磁石
DESCRIPTION OF
30A, 30B magnetoresistive element
31 Bias magnet
Claims (4)
前記磁気検知部は、分圧回路を形成する複数の磁気抵抗素子と、前記磁気抵抗素子にバイアス磁界を印加するバイアス磁石とを有し、前記分圧回路にバイアス電圧が印加され、且つ前記バイアス電圧を前記分圧回路で分圧した電圧を検知信号として出力することを特徴とする建具用施解錠検出装置。 A locking / unlocking detection device for a joinery for detecting locking / unlocking of a lock for locking a fitting provided at a doorway or a window of a building, wherein the permanent magnet is attached to an operation piece of the lock that is displaced between the locking position and the unlocking position. And a magnetic detection unit that is attached to the joinery and detects a magnetic field,
The magnetic detection unit includes a plurality of magnetoresistive elements forming a voltage dividing circuit, and a bias magnet that applies a bias magnetic field to the magnetoresistive elements, a bias voltage is applied to the voltage dividing circuit, and the bias A lock / unlock detection apparatus for joinery that outputs a voltage obtained by dividing the voltage by the voltage dividing circuit as a detection signal.
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