JP2016069942A - 施解錠センサおよびそれを用いた施解錠確認システム - Google Patents

Abstract

【課題】電池寿命を長くした施解錠センサおよびそれを用いた施解錠確認システムを提供する。【解決手段】施解錠センサ１は、検知部２と、送信部９と、制御部８と、電源回路４０とを備える。検知部２は、建具の開閉状態および施解錠状態のうち少なくとも一方の状態を検知する。送信部９は、検知部２の検知結果を外部の機器に無線通信で送信する。制御部８は、検知部２の検知結果が変化した場合に変化後の検知結果を送信部９に送信させる。送信部９と制御部８とは電池４から供給される電力で動作する。電源回路４０は、電池４から供給される電流を所定の電流値以下に制限して出力する電流制限回路４２、および電流制限回路４２が出力する電流で充電されるコンデンサ４１を有する。電源回路４０は、コンデンサ４１に充電された電力を送信部９に供給する。【選択図】図４

Description

本発明は、一般に、施解錠センサおよびそれを用いた施解錠確認システム、より詳細には、電池を用いる施解錠センサおよびそれを用いた施解錠確認システムに関する。

従来、無線通信を行う通信器およびバッテリーを有し、建具の戸に設けられる施錠装置（施解錠センサ）と、施錠装置の外部に設置されたメインコントローラとを備える施錠システム（施解錠確認システム）があった（例えば特許文献１参照）。特許文献１の施錠装置は、戸の開閉状態の検知結果や、バッテリーの残量情報などを無線通信によりメインコントローラに送信する。メインコントローラは、受信した情報に基づいて、戸が不正に開けられたことや施錠装置のバッテリー残量が少なくなっていることを周囲に報知する。

一般的に、通信器が無線通信を行うと電力の消費量が増える。そのため特許文献１の施錠装置では、無線通信によるバッテリーの電力消費を抑えるために、所定の条件が満たされない場合には通信器を動作させないようにしている。

特開２００４−１５６２５４号公報

特許文献１の通信器（送信部）は、無線通信を行っていない状態での消費電力に比べて、無線通信を行っている状態での消費電力が大きいため、通信器が無線通信を開始すると消費電力が大きくなる。また、建具の戸の桟部などに取り付ける場合には、施錠装置（施解錠センサ）の取り付けスペースが狭いので、コイン電池のような小型の電池が使用される。例えばバッテリーがコイン電池のような小型の電池の場合、通信器が無線通信を行うと電池から通信器に流れる電流が急激に増加して、電池の出力電圧が極端に低下する。特に、電池の容量が減って放電深度が深くなっているコイン電池ほど、この場合の出力電圧の低下量が大きくなるので、コイン電池の放電深度が深くなるにつれて、通信器の無線通信時にコイン電池が出力する電圧の電圧値が小さくなっていく。そのため、コイン電池の容量が十分残っているにもかかわらず、通信器の無線通信時に、コイン電池の出力電圧が施錠装置に必要な最低電圧を下回る可能性があり、電池で駆動可能な期間が短くなるという問題があった。

本発明は上記課題に鑑みて為され、電池寿命を長くした施解錠センサおよびそれを用いた施解錠確認システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の施解錠センサは、検知部と、送信部と、制御部と、電源回路とを備え、以下のように構成されていることを特徴とする。前記検知部は、建具の開閉状態および施解錠状態のうち少なくとも一方の状態を検知する。前記送信部は、前記検知部の検知結果を外部の機器に無線通信で送信する。前記制御部は、前記検知部の検知結果が変化した場合に変化後の検知結果を前記送信部に送信させる。前記検知部と前記制御部とは電池から供給される電力で動作する。前記電源回路は、前記電池から供給される電流を所定の電流値以下に制限して出力する電流制限回路、および前記電流制限回路が出力する前記電流で充電されるコンデンサを有する。前記電源回路は、前記コンデンサに充電された電力を前記送信部に供給する。

本発明の施解錠確認システムは、上記した施解錠センサと、親機とを備え、前記親機は、前記送信部が送信した前記検知結果を受信する受信部、および前記検知結果に基づいて前記建具の状態を表示する表示部を有することを特徴とする。

本発明によれば、電池寿命を長くした施解錠センサおよびそれを用いた施解錠確認システムを実現できる。

実施形態に係る施解錠センサの斜視図である。 実施形態に係る施解錠センサの正面図である。 実施形態に係る施解錠確認システムのブロック図である。 実施形態に係る施解錠センサの回路構成のブロック図である。 比較例に係る施解錠センサの電池電圧の変化を説明する図である。 別の実施形態に係る施解錠センサの回路構成のブロック図である。 さらに別の実施形態に係る施解錠センサの回路構成のブロック図である。 さらに別の実施形態に係る施解錠センサの回路構成のブロック図である。 さらに別の実施形態に係る施解錠センサの回路構成のブロック図である。 さらに別の実施形態に係る施解錠センサの回路構成のブロック図である。 さらに別の実施形態に係る施解錠センサの回路構成のブロック図である。

以下、本実施形態の施解錠センサ１について図面に基づいて説明する。なお、以下の説明では図２に示すｙ軸方向を上下方向と規定し、図２に示すｘ軸方向を左右方向と規定する。また、図２の紙面と直交する方向（図１のｚ軸方向）を前後方向と規定して説明するが、この方向は説明の便宜上の定義であり、実際の使用状態での方向を上記の方向に限定する趣旨ではない。なお、図１、図２では説明のために筐体１２の前側を覆う部材の図示を省略しており、筐体内部に配置されている部材を図示している。

施解錠センサ１は、図１に示すように、引き戸や引き違い窓などの建具を施解錠する錠装置３の近くに取り付けられて使用される。錠装置３は、操作部が回転操作されると建具を施錠するか又は解錠するように構成されたクレセント錠である。本実施形態では、引き違い窓を施解錠する錠装置３に用いられる施解錠センサ１について説明する。なお、錠装置３は、クレセント錠に限定されず、カムラッチハンドルやサムターンなどを備えた錠装置でもよく、回転操作により建具を施解錠する錠装置であればよい。

本実施形態の引き違い窓は、室内側の第１の戸６と、室外側の第２の戸７とで構成されている。第１の戸６は、ガラス板６２と、ガラス板６２の４辺を保持する第１の窓枠６１とを有する。第２の戸７は、ガラス板７１と、ガラス板７１の４辺を保持する第２の窓枠７２とを有する。錠装置３は、所謂クレセント錠であり、ハンドル３１と、係止部３２と、支持部３３と、軸（図示せず）と、フック３４とを備えている。

支持部３３は、矩形箱状に形成されていて、第１の窓枠６１の前側面に取り付けられている。支持部３３の上下方向の中央部分には、軸が取り付けられている。軸は、支持部３３の前側面から前方に突き出ている。

係止部３２は正面から見た形状が半円形状に形成されている。係止部３２の周辺部からは厚さ方向（前方）に突き出るように鍔部が形成されている。係止部３２の円弧の中心部分には孔（図示せず）が形成されていて、軸が通されている。係止部３２は、軸によって支持部３３に対して回転自在に支持されている。

係止部３２には、係止部３２を回転操作するためのハンドル３１が一体に取り付けられている。ハンドル３１は、磁気を遮蔽しない材料（例えば、合成樹脂など）で矩形箱状に形成されている。ハンドル３１は、その長手方向が軸と直交する方向（軸の径方向）に沿うように係止部３２にねじ止めによって取り付けられている。以下の説明では、ハンドル３１のうち軸に近い一端部分から他端部分に向かう方向をハンドル３１の向きと呼ぶ。

フック３４は、矩形板状の金属板を曲加工して形成されていて、第２の窓枠７２の室内側に取り付けられている。フック３４の先端部分は、上側から見てＵ字状となるように、室内側に向けて曲加工されている。

ハンドル３１の側面（本実施形態では左側面）には、第２磁石５２が取り付けられている。第２磁石５２は、ハンドル３１の左側面のうち、軸から遠い端部付近に取り付けられている。第２磁石５２は、ハンドル３１が操作された際に、後述する第２磁気センサ２２１付近の磁界を変化させる。

ガラス板７１の室内側の面には、第１磁石５１が取り付けられている。第１磁石５１は、第１の戸６と第２の戸７とが閉状態で、施解錠センサ１の上端付近（後述する第１検知部２１付近）と対向する位置に配置されている。第１磁石５１は、第１の戸６と第２の戸７とが開状態になると、閉状態に比べて施解錠センサ１までの間隔が大きくなることにより施解錠センサ１の上端部分（第１検知部２１付近）の磁界を変化させる。

ここで錠装置３が第１の戸６と第２の戸７を施錠又は解錠する動作について説明する。

ハンドル３１が上側を向くように回転操作されると、係止部３２がハンドル３１とともに回転してフック３４に引っかかって施錠される。図１は、施錠状態の錠装置３を示し、第１の戸６と第２の戸７とが閉められた状態で係止部３２がフック３４に引っかかっている。

施錠状態の錠装置３において、ハンドル３１が下側を向くようにハンドル３１を回転させると、係止部３２がフック３４から離れて解錠状態になる。解錠状態の場合、第２磁石５２から施解錠センサの下側端部までの間隔は、施錠状態の場合に比べて大きくなる。すなわち、ハンドル３１が施錠位置か解錠位置かによって第２磁石５２が施解錠センサ１の下側端部に発生させる磁界の強さが変わる。

第１の戸６および第２の戸７を開くと、第１磁石５１から施解錠センサ１の上側端部までの間隔は、閉状態の場合に比べて大きくなる。すなわち、第１の戸６および第２の戸７が開状態か閉状態かによって第１磁石５１が施解錠センサ１の上側端部に発生させる磁界の強さが変わる。

施解錠センサ１は、図２に示すように、アンテナ９１と、第１ヨーク２１１と、第１磁気センサ２１２と、第２ヨーク２２２と、第２磁気センサ２２１と、それらを実装する基板２０とを備えている。基板２０は、上下方向に長い矩形箱状の筐体１２に収納されている。筐体１２は、磁界を妨げない樹脂などによって形成されている。

基板２０の前面には、２つの電池４が着脱自在に取り付けられている。電池４は、例えばリチウム電池のような所謂ボタン電池であるが、電池の種類は適宜の形状の１次電池でもよいし、さらには２次電池でもよい。

基板２０の背面には、送信部９と、制御部８と、電源回路４０とが実装されている。電源回路４０の詳細は後述する。

第１ヨーク２１１は、基板２０の上方に実装されていて、施解錠センサ１の上側端部に近い位置に配置されている。第１ヨーク２１１は、正面から見て台形状となるように形成された２つの板状の磁性体を上下方向に並べて構成されている。２つの磁性体は、台形の短辺が互いに向き合うように配置されている。

第１ヨーク２１１の２つの磁性体の間には、第１磁気センサ２１２が配置されている。第１ヨーク２１１は、上下方向の磁束を第１磁気センサ２１２に集めるために配置されている。

第１磁気センサ２１２は、検知される磁界の強さに応じた信号（例えば磁界の強さに比例する電圧レベル）を制御部８に出力する。

第１ヨーク２１１と第１磁気センサ２１２とによって第１検知部２１が構成されている。第１検知部２１は、第２の戸７と第１の戸６とが閉状態にある場合、第１磁石５１が発生させる磁界によって、磁界の強さが所定値を上回るので、ハイレベルの信号を制御部８に出力する。また、第１検知部２１は、第２の戸７と第１の戸６とが開状態にある場合、閉状態に比べて第１磁石５１と第１検知部２１との間隔が大きくなり、検出される磁界の強さが所定値以下となるので、ローレベルの信号を制御部８に出力する。

制御部８は、例えばマイクロコンピュータ（図示せず）が、記憶部（図示せず）に記憶しているプログラムを実行することで実現される。制御部８は、第１検知部２１からハイレベルの信号が入力されると、建具が閉状態であると判断し、第１検知部２１からローレベルの信号が入力されると、建具が開状態であると判断する。

第２ヨーク２２２は、基板２０の下方に実装されていて、施解錠センサ１の下側端部に近い位置に配置されている。第２ヨーク２２２は、正面から見て台形状となるように形成された２つの板状の磁性体を左右方向に並べて構成されている。２つの磁性体は、台形の短辺が互いに向き合うように配置されている。

第２ヨーク２２２の２つの磁性体の間には、第２磁気センサ２２１が配置されている。第２ヨーク２２２は、左右方向の磁束を第２磁気センサ２２１に集めるために配置されている。

第２磁気センサ２２１は、検知される磁界の強さに応じた信号（例えば磁界の強さに比例する電圧レベル）を制御部８に出力する。

第２ヨーク２２２と第２磁気センサ２２１とによって第２検知部２２が構成されている。第２検知部２２は、錠装置３が施錠状態にある場合、第２磁石５２が発生させる磁界によって、第２磁気センサ２２１が検知する磁界の強さが所定値を上回るので、ハイレベルの信号を制御部８に出力する。また、第２検知部２２は、錠装置３が解錠状態にある場合、施錠状態に比べて第２磁石５２と第２検知部２２との間隔が大きくなり、検出される磁界の強さが所定値以下となるので、ローレベルの信号を制御部８に出力する。

制御部８は、第２検知部２２からハイレベルの信号が入力されると、錠装置３が施錠状態であると判断し、第２検知部２２からローレベルの信号が入力されると、錠装置３が解錠状態であると判断する。

本実施形態では、第１検知部２１と第２検知部２２とで検知部２が構成されている。そのため、検知部２は、錠装置３の施解錠状態および建具の開閉状態のうち少なくとも一方が変化した場合に制御部８に出力する信号レベルを変化させる。なお、以下の説明では、第１検知部２１と第２検知部２２とを区別しない場合には、第１検知部２１と第２検知部２２とを検知部２として説明する。

電池４は、検知部２（基板２０に実装されている第１磁気センサ２１２、第２磁気センサ２２１）、制御部８、電源回路４０、送信部９に電力を供給する。本実施形態の電池４は、コイン型の１次電池で構成されている。電池４は、筐体１２の前面を構成する蓋部（図示せず）を外すことで外部に露出させることができ、基板２０に対して着脱自在に取り付けられている。

次に、送信部９と、制御部８とについて図３を参照して説明する。

制御部８は、検知部２からの検知信号が入力されると、錠装置３の施解錠状態または建具（第１の戸６と第２の戸７）の開閉状態が変化したと判断する。制御部８は、変化後の状態を知らせる報知信号を送信部９に送信させる。

送信部９は、電気信号である報知信号を無線電波に変換してアンテナ９１から送信する。送信部９の通信方式は例えば、９２０ＭＨｚ帯の特定小電力無線、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの、免許が不要な近距離の無線通信である。なお、本実施形態の送信部９は電波を媒体とした無線通信を行うように構成されているが、電波を媒体とすることに限定されず、例えば赤外線通信などの光を媒体とする無線通信でもよい。

ここで、施解錠センサ１と親機１０とで構成される施解錠確認システム１００について説明する。なお、本実施形態の施解錠確認システム１００は１個の施解錠センサ１を備えているが、複数の施解錠センサ１を備えていてもよい。また、施解錠確認システム１００は、複数の親機１０を備えていてもよい。

親機１０は、受信部１０１と、制御部１０３と、表示部１０４と、電源部１０５と、それらを収納する本体１１０を備えている。電源部１０５は、受信部１０１、制御部１０３、表示部１０４に電力を供給する。受信部１０１は、アンテナ１０２を有していて、アンテナ１０２で受信した電波を電気信号に変換して制御部１０３に出力する。制御部１０３は、受信部１０１が出力した信号に応じてあらかじめ定められた情報を表示部１０４に表示させる。表示部１０４は、例えば液晶ディスプレイを有していて、制御部１０３の制御信号に応じた情報を表示する。なお、表示部１０４は液晶ディスプレイの他にもＬＥＤ（Light Emitting Diode）や、有機エレクトロルミネッセンスを利用したディスプレイなどの適宜の表示装置を有していてもよい。また、親機１０は、ブザー（図示せず）などの音を発生させる装置を有していてもよく、制御部１０３の制御によってブザーから警告音を発生させてもよい。

次に、錠装置３の施解錠状態および建具の開閉状態のうち少なくとも一方が変化した場合の施解錠センサ１と親機１０との動作について説明する。

制御部８は、第１検知部２１の信号レベルが変化すると、建具の開閉状態が変化したと判断する。制御部８は、変化後の信号レベルに基づいて、建具が開状態になったのか閉状態になったのかを報知する信号を送信部９に送信させる。

制御部８は、第２検知部２２の信号レベルが変化すると、錠装置３の施解錠状態が変化したと判断する。制御部８は、変化後の信号レベルに基づいて、錠装置３が施錠状態になったのか解錠状態になったのかを報知する信号を送信部９に送信させる。

なお、制御部８は、検知部２の信号レベルが変化した場合の他にも、所定のタイミングで錠装置３の施解錠状態および建具の開閉状態を送信部９に送信させてもよい。所定のタイミングとは、例えば一定の時間ごとでもよいし、あらかじめ定められたタイミングであってもよい。

親機１０の受信部１０１が、施解錠センサ１が送信した報知信号を受信すると、制御部１０３は、報知信号に対応する内容を表示部１０４に表示させる。また制御部１０３は、同時にブザーを鳴動させて建具の開閉状態および錠装置の施解錠状態を周囲に報知してもよい。施解錠確認システム１００を利用している利用者は、親機１０の表示部１０４やブザーの鳴動により、建具の開閉状態および錠装置の施解錠状態を知ることができる。

ここで、送信部９が無線通信を行う際の電源回路４０の動作について図４を参照して説明する。

電源回路４０と制御部８とは、電池４の両端間に直列に接続されている。電池４の高電位側に電源回路４０が接続されている。制御部８と、検知部２（第１検知部２１、第２検知部２２）と、送信部９とは各々、電源回路４０から出力される電力で動作する。

電源回路４０は、電流制限回路４２と、コンデンサ４１とを有している。電流制限回路４２の入力端子は、電源回路４０の高電位側の端子に電気的に接続されている。コンデンサ４１は、充電量が一定レベルに達した状態から、蓄えた電力を送信部９に供給した際に、送信部９が安定して動作するために必要な電力を供給できる静電容量のコンデンサからなる。

電流制限回路４２は、電池４から供給される電流を所定の電流値（例えば数百マイクロアンペア程度）以下となるように制限して、コンデンサ４１を充電する。電源回路４０は、コンデンサ４１を充電しながら、制御部８と検知部２とに電力を供給する。

コンデンサ４１の一端は電流制限回路４２に接続されていて、コンデンサ４１の他端は電池４の低電位側の端子に接続されている。そのためコンデンサ４１の両端電圧は、送信部９に印加される電圧と等しくなる。コンデンサ４１の両端電圧は、電池４の出力電圧から電流制限回路４２で発生する電圧降下分を差し引いた電圧となる。

ここで、本実施形態の電源回路４０の効果を説明するために、比較例として、電源回路４０を備えていない施解錠センサの電池４の電圧の変化について図５を参照して説明する。

送信部９は通常、数分から数時間に１回、電波を送信する。送信部９は例えば、建具の開閉状態や、錠装置３の施解錠状態や、生存確認などの情報を無線通信で親機１０に送信する。送信部９は、電波を送信する際に、電波を送信していない場合に比べて多くの電流を必要とする。図５に示すように、送信部９が電波を送信していない状態で電池４が出力している電圧の電圧値をＶ１とする。送信部９が電波の送信を開始すると（タイミングＴ１）、送信部９が消費する電流の電流値が増えるので、電池４が出力する電圧が急激に低下する。送信部９が電波の送信を完了するタイミングＴ２で、電池４の出力電圧が最も小さくなる。タイミングＴ２で電池４が出力する電圧の電圧値をＶ３とする。送信部９が電波の送信を完了すると、電池４の電圧値はＶ１に戻る。すなわち、送信部９が電波を送信すると、一時的に電池４の電圧値がＶ１からＶ３まで低下する。比較例の施解錠センサでは、制御部８と、第１検知部２１と、第２検知部２２とは電池４の出力電圧で動作しているが、送信部９が送信を開始した際の電池４の電圧値Ｖ３は、制御部８と、検知部２とが各々必要とする最低の電圧値を下回る可能性がある。その場合、制御部８および検知部２の動作が不安定になる可能性がある。

また、電池４の残量が低下し、タイミングＴ１以前の電池４の電圧値が、Ｖ１よりも小さいＶ２となっている場合、タイミングＴ１からタイミングＴ２に亘る時間での電池４の電圧値の低下量は、電圧値Ｖ１から電圧値Ｖ３に低下する場合よりも大きくなる。すなわち、電池４の残量が低下して（つまり放電深度が深くなって）、送信部９が電波を送信する際の電池４の最小の電圧値Ｖ４は、電圧値Ｖ３よりもさらに低くなるので、制御部８および検知部２の動作が不安定になる可能性がある。

一方、本実施形態の施解錠センサ１は、図４に示すように、電池４の高電位側と送信部９とに電源回路４０が直列に接続されていて、電流制限回路４２が、電池４から送信部９に流れる電流の最大値を制限している。送信部９が電波を送信する頻度は、数分から数時間に１回程度であるため、送信部９が電波を送信していない間に、電流制限回路４２から出力される電流でコンデンサ４１が充電される。

コンデンサ４１は送信部９の送信電力を供給できる大容量のコンデンサであり、送信部９が電波を送信する際に必要な電流は、コンデンサ４１から供給される。送信部９が電波を送信する場合であっても、電流制限回路４２が電池４から取り出す電流を制限しているので、送信部９が電波を送信している間でも、電池４の出力電圧が低下しにくくなる。そのため、電池４の出力電圧の電圧変動（電池４の出力電圧の低下）が抑制されて、電池４が供給する電力で動作する制御部８と、検知部２とは各々、安定して動作しやすくなる。

次に、電流制限回路４２を抵抗器４２１で構成した実施形態について図６を参照して説明する。

抵抗器４２１は、例えば１０ｋΩ〜１００ｋΩ程度の抵抗値を有する抵抗器４２１からなる。例えば２個のコイン電池４を直列接続した際の出力電圧が６Ｖである場合、抵抗値が１０ｋΩ〜１００ｋΩ程度の抵抗器４２１をコイン電池４の高電位側に直列に接続すると、抵抗器４２１を流れる電流の電流値を６０μＡ〜６００μＡ程度に制限することができる。

また、電流制限回路４２は、図７に示すように、定電流回路４２２で構成されていてもよい。定電流回路４２２は、例えば定電流ダイオードや、オペアンプや、トランジスタや、三端子レギュレータなどを用いて構成されていればよい。

電源回路４０は、図８に示すように、定電流回路４２２とコンデンサ４１との間に昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ４３を有し、コンデンサ４１の高電位側端子と制御部８との間に直列に接続される降圧レギュレータ４４１を有していてもよい。

昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ４３は、例えばチョッパ方式のブーストコンバータでもよいし、トランスを用いたフライバック方式の絶縁型の昇圧コンバータなど、適宜の昇圧回路で構成されていればよい。昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ４３により、コンデンサ４１の両端電圧の電圧値を大きくすることができるようになる。コンデンサ４１が蓄える電力は、コンデンサ４１の両端電圧の２乗に比例し、静電容量に比例する。コンデンサ４１に蓄えさせる電力が同じ場合、コンデンサ４１の両端電圧を大きくすることにより静電容量が小さくてもよくなる。一般的に、静電容量が小さいコンデンサほど、小型であるため、基板に実装するコンデンサ４１の寸法を小さくすることができる。つまり、施解錠センサ１を小型化しやすくなる。

コンデンサ４１の両端電圧が大きいままでは、制御部８や検知部２や送信部９に印加される電圧が高すぎる場合があるので、降圧レギュレータ４４１を用いて電圧を低くしている。降圧レギュレータ４４１は、三端子レギュレータを用いて構成されているが、三端子レギュレータを用いることに限定されず、適宜の方法で電圧を降圧する回路であればよい。

例えば、降圧レギュレータ４４１は、図９に示すように、スイッチングレギュレータの一種である降圧ＤＣ／ＤＣコンバータ４４２で構成されていてもよい。降圧ＤＣ／ＤＣコンバータ４４２は、例えばチョッパ方式のバックコンバータや、トランスを用いたフライバック方式の絶縁型の降圧コンバータなど、適宜の降圧回路で構成されていればよい。三端子レギュレータでは降圧する際に電力が熱となって失われるが、三端子レギュレータに代えて降圧ＤＣ／ＤＣコンバータ４４２を用いることにより、降圧による電力の損失を抑えることができるので、電池４の電力を効率よく使うことができる。

さらに別の実施形態の施解錠センサ１では、図１０に示すように、電池４の高電圧側と電源回路４０との間にスイッチ４５を有する。スイッチ４５は、例えばトランジスタなどの半導体スイッチ４５からなり、制御部８の制御信号に応じて電池４と電源回路４０とを接続するか又は遮断する。

制御部８と、検知部２とには、電池４から電力が供給され、送信部９には電源回路４０から電力が供給される。

制御部８は、コンデンサ４１の充電量が一定レベル（例えば満充電状態や満充電状態の８０％の充電状態など）に達した後にスイッチ４５を開いて、電池４と電源回路４０とを遮断する。コンデンサ４１の充電量が一定レベルに達するために必要な時間（時定数）は、コンデンサ４１の静電容量と、コンデンサ４１の両端電圧と、コンデンサ４１に流れる電流とによって定まる。例えば予め計算によって求めた時定数を制御部８の有する記憶部（図示せず）に記憶させておく。制御部８は、スイッチ４５をオン状態にしてから、内蔵するタイマー（図示せず）を動作させて、タイマーの経過時間が時定数を超えるとスイッチ４５をオフ状態にする。

電池４の高電位側は、電源回路４０と、制御部８と、検知部２との各々に電気的に接続されている。スイッチ４５がオフ状態の場合に電池４と電気的に遮断されるのは、電源回路４０と送信部９であり、制御部８と検知部２とは電池４の電力で動作する。そのため、スイッチ４５がオフ状態であっても、制御部８は錠装置３および建具の施解錠状態の変化を判断することができる。

充電量が一定レベルに達したコンデンサ４１が電池４から遮断されることにより、電池４から電源回路４０に電力が供給されなくなるので、コンデンサ４１の充電量が一定レベルに達した後に電源回路４０が消費する電力を抑えることができる。

コンデンサ４１に蓄えられた電力は、送信部９が動作する際に送信部９に供給される。また、送信部９が動作すると、制御部８はスイッチ４５をオン状態にして電池４と電源回路４０とを電気的に接続し、コンデンサ４１は再び充電される。以降、送信部９が動作するごとコンデンサ４１の充電とスイッチ４５のオフ状態への制御が制御部８によって繰り返される。

なお、コンデンサ４１の充電量が一定レベルに達したと制御部８がみなす判断基準は、送信部９が通信を終えてから所定の時間が経過することに限定される趣旨ではない。この判断基準は、所定の時間の経過の他にも、適宜の箇所の電流値や電圧値などを測定した結果に基づく判断基準であってもよい。例えば、図１１に示すように、制御部８は、コンデンサ４１の両端電圧を測定する電圧測定部４６を用いてコンデンサ４１の充電量が一定レベルに達したことを検知してもよい。図１１に示す実施形態の施解錠センサ１は、電圧測定部４６を備えている。電圧測定部４６は、コンデンサ４１の高電圧側の端子に電気的に接続されていて、コンデンサ４１の両端電圧を測定する。電圧測定部４６の信号出力端子は、制御部８に電気的に接続されていて、コンデンサ４１の両端電圧が所定の電圧値を超えると、例えばハイレベルの信号を制御部８に出力する。制御部８は、電圧測定部４６からハイレベルの信号が入力されると、コンデンサ４１の充電量が一定レベルに達したと判断して、スイッチ４５をオフ状態にする。

図１０の施解錠センサ１では、予め定められた時間が経過すれば、コンデンサ４１の充電量が一定レベルに達していなくても制御部８がスイッチ４５をオフ状態にする可能性がある。一方、図１１に示す施解錠センサ１では、コンデンサ４１の両端電圧を電圧測定部４６で測定してコンデンサ４１の充電量が一定レベルに達したことを検知した後にスイッチ４５をオフにする。そのため、送信部９が無線通信を行った際に急激な電力消費が発生しても、完全に充電されたコンデンサ４１から電力が送信部９に供給されるので、コンデンサ４１から供給される電力が不足しにくくなり、送信部９がさらに安定して動作しやすくなる。

以上説明したように、本実施形態の施解錠センサ１は、検知部２（本実施形態では第１検知部２１と第２検知部２２）と、送信部９と、制御部８と、電源回路４０とを備える。検知部２は、建具（本実施形態では第１の戸６と第２の戸７）の開閉状態および施解錠状態（本実施形態では錠装置３の施解錠状態）のうち少なくとも一方の状態を検知する。送信部９は、検知部２の検知結果を外部の機器（本実施形態では親機１０）に無線通信で送信する。制御部８は、検知部２の検知結果が変化した場合に変化後の検知結果を送信部９に送信させる。送信部９と制御部８とは電池４から供給される電力で動作する。電源回路４０は、電池４から供給される電流を所定の電流値以下に制限して出力する電流制限回路４２、および電流制限回路４２が出力する電流で充電されるコンデンサ４１を有する。電源回路４０は、コンデンサ４１に充電された電力を送信部９に供給する。

送信部９が通信する際に、電源回路４０は、コンデンサ４１に蓄えた電力で送信部９を動作させ、且つ電流制限回路４２が電池４から取り出す電流の電流値を所定の電流値以下に制限しているので、電池４の出力電圧の低下が抑制される。制御部８および検知部２は、電池４が供給する電力で動作するため、電池４の出力電圧の低下が抑制されると安定して動作しやすくなる。送信部９の無線通信時に、電池４の出力電圧の低下が抑制されるから、電池４の容量が減っても所定の容量（電池切れとみなす容量）以上あれば、無線通信時の電池４の出力電圧が施解錠センサ１に必要な最低電圧を下回りにくくなる。そのため、電池４の容量が減っても（つまり放電深度が深くなっても）電池切れとみなす容量に達するまで施解錠センサ１を動作させることができるので、従来の施解錠センサと比べて電池寿命が長い施解錠センサを実現できる。

本実施形態の施解錠センサ１において、電流制限回路４２は、抵抗器４２１で構成されていることが好ましい。抵抗素子で電流制限回路を構成しているので、低コストで電流制限回路を実現できる。

本実施形態の施解錠センサ１において、電流制限回路４２は、定電流回路４２２で構成されていることが好ましい。定電流回路４２２を用いることにより、電池４から取り出される電流の変動を抑えることができるので、電池４の出力電圧の変動が抑えられ、電池４の出力電圧の低下が抑えられる。

本実施形態の施解錠センサ１において、電源回路４０は、電流制限回路４２（本実施形態では定電流回路４２２）の出力電圧を昇圧する昇圧回路、および昇圧回路で昇圧された１次側の電圧を降圧して２次側に出力する降圧回路を有することが好ましい。本実施形態の施解錠センサ１において、昇圧回路は昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ４３で構成され、降圧回路は降圧レギュレータ４４１で構成されていることが好ましい。コンデンサ４１に蓄えさせる電力が同じ場合、コンデンサ４１の両端電圧を大きくすることにより静電容量が小さくてもよくなる。静電容量が小さいコンデンサほど小型であるため、施解錠センサ１を小型化しやすくなる。

本実施形態の施解錠センサ１において、降圧回路は降圧型のスイッチングレギュレータ（本実施形態では降圧ＤＣ／ＤＣコンバータ４４２）で構成されていることが好ましい。三端子レギュレータでは降圧する際に電力が熱となって失われるが、降圧ＤＣ／ＤＣコンバータ４４２などのスイッチングレギュレータを用いることにより、降圧による電力の損失を抑えることができるので、電池４の電力を効率よく使うことができる。

本実施形態の施解錠センサ１において、電池４と電源回路４０との間に接続されたスイッチ４５を備え、以下のように構成されていることが好ましい。制御部８は、スイッチ４５を閉じてコンデンサ４１を充電し、コンデンサ４１の充電量が一定レベルに達した後にスイッチ４５を開いて電池４と電源回路４０とを電気的に遮断する。充電量が一定レベルに達したコンデンサ４１が電池４から遮断されることにより、電池４から電源回路４０に電力が供給されなくなるので、コンデンサ４１の充電量が一定レベルに達した後に電源回路４０が消費する電力を抑えることができる。

本実施形態の施解錠センサ１において、コンデンサ４１の両端電圧を測定して制御部８に測定結果を出力する電圧測定部４６を備え、制御部８は、測定結果が所定の電圧値を超えた場合にスイッチ４５を開くように構成されていることが好ましい。電圧測定部４６でコンデンサ４１の両端電圧を測定してコンデンサ４１の充電量が一定レベルに達した後にスイッチ４５をオフにするので、コンデンサ４１から送信部９に供給される電力が不足しにくくなり、送信部９の動作がさらに安定しやすくなる。

本実施形態の施解錠確認システム１００は、上記した施解錠センサ１と、親機１０とを備え、親機１０は、送信部９が送信した検知結果を受信する受信部１０１、および検知結果に基づいて建具（第１の戸６と第２の戸７）の状態を表示する表示部１０４を有する。従来の施解錠センサと比べて電池寿命の長い施解錠センサ１を用いることで、電池寿命の長い施解錠確認システム１００を実現できる。また、施解錠センサ１が安定して動作することで錠装置３の施解錠状態および建具の開閉状態を知らせる情報の信頼性が高まり、且つその情報を親機１０が表示部１０４に表示させることができるので、利用者は安心して建具の施解錠状態の確認をすることができる。

１ 施解錠センサ
２１ 第１検知部（検知部）
２２ 第２検知部（検知部）
４ 電池
４０ 電源回路
４１ コンデンサ
４２ 電流制限回路
４２１ 抵抗器
４２２ 定電流回路
４３ 昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ（昇圧回路）
４４１ 降圧レギュレータ（降圧回路）
４４２ 降圧ＤＣ／ＤＣコンバータ（降圧型のスイッチングレギュレータ）
４５ スイッチ
４６ 電圧測定部
６ 第１の戸（建具）
７ 第２の戸（建具）
８ 制御部
９ 送信部
１０ 親機（外部の機器）
１００ 施解錠確認システム
１０１ 受信部
１０４ 表示部

Claims (8)

1. 建具の開閉状態および施解錠状態のうち少なくとも一方の状態を検知する検知部と、
   前記検知部の検知結果を外部の機器に無線通信で送信する送信部と、
   前記検知部の検知結果が変化した場合に変化後の検知結果を前記送信部に送信させる制御部と、
   電源回路と
   を備え、
   前記検知部と前記制御部とは電池から供給される電力で動作し、
   前記電源回路は、前記電池から供給される電流を所定の電流値以下に制限して出力する電流制限回路、および前記電流制限回路が出力する前記電流で充電されるコンデンサを有し、
   前記電源回路は、前記コンデンサに充電された電力を前記送信部に供給する
   ことを特徴とする施解錠センサ。
2. 前記電流制限回路は、抵抗器で構成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の施解錠センサ。
3. 前記電流制限回路は、定電流回路で構成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の施解錠センサ。
4. 前記電源回路は、前記電流制限回路の出力電圧を昇圧する昇圧回路、および前記昇圧回路で昇圧された１次側の電圧を降圧して２次側に出力する降圧回路を有する
   ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の施解錠センサ。
5. 前記降圧回路は降圧型のスイッチングレギュレータで構成されている
   ことを特徴とする請求項４に記載の施解錠センサ。
6. 前記電池と前記電源回路との間に接続されたスイッチを備え、
   前記制御部は、前記スイッチを閉じて前記コンデンサを充電し、前記コンデンサの充電量が一定レベルに達した後に前記スイッチを開いて前記電池と前記電源回路とを電気的に遮断するように構成されている
   ことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の施解錠センサ。
7. 前記コンデンサの両端電圧を測定して前記制御部に測定結果を出力する電圧測定部を備え、
   前記制御部は、前記測定結果が所定の電圧値を超えた場合に前記スイッチを開くように構成されている
   ことを特徴とする請求項６に記載の施解錠センサ。
8. 請求項１〜７の何れか１項に記載の施解錠センサと、
   親機とを備え、
   前記親機は、前記送信部が送信した前記検知結果を受信する受信部、および前記検知結果に基づいて前記建具の状態を表示する表示部を有する
   ことを特徴とする施解錠確認システム。

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