JP4058487B2 - 建物の開閉体用スイッチ装置 - Google Patents

Description

この発明は、建物に固定された枠に、窓やドア等の開閉体を開閉自在に取付け、前記枠或いは開閉体に取り付けられるスイッチ装置に係り、特に、外部電源を用いることなく開閉体の開閉作動状態を通信により外部へと知らしめることが可能な建物の開閉体用スイッチ装置に関する。

近年、窓ガラスを壊し、ロック装置を開けて空き巣に入るピッキングと呼ばれる犯罪が多発しており、これを防ぐため各種のセキュリティ装置が提案されている。

このような窓やドア等に取り付けられる従来のセキュリティ装置は、一般的には、窓やドア等のロック部等に後付けされる方式のものが殆どであるため、外側から容易に発見されやすく、また、ガラスやドアを壊す等して、その作動を故意に停止させることも可能である。

さらに、従来のこの種のセキュリティ装置では、作動用電源の配線も後付けする必要であり、また、一家屋全部の窓やドアにこの従来のセキュリティ装置を取り付ける場合には、設備コスト及び工事コストが非常に高くなる他、全てのセキュリティ装置に、常時、電源を供給しておかなければならないため、ランニングコストも嵩む、という問題を有していた。

またさらに、上記従来のセキュリティ装置にあっては、同種のものを数多く取り付けなければならないため、開閉箇所の特定を瞬時に判断することが難しく、また、単体で機能するため、他のセキュリティシステムと複合させることが困難である等、実用上、非常に多くの解決しなければならない問題を有していた。

このような問題を解決するため、近年では、特許文献１に示す建物の開閉体が提案されている。

特願２００２−２５３０４６号

この先の発明によれば、外部から発見することが非常に難しく、また、外部配線工事も不要な自己発電・自動送信機能付きのモジュールを内蔵したロック装置が一体的に取り付けられた窓やドア等の建物用の開閉体とすることで、従来の開閉体自体の構造を変更することなく、非常に高いセキュリティ性能を簡単に得ることができると共に、従来のような専門の電気配線工事も不要となるので工事費を大幅にカットすることができ、しかも、発信器毎にＩＤを設定できるため、受信側で発信箇所を瞬時に特定することができて、従来の集中セキュリティシステムとも容易にジョイント可能であり、さらには、外部電源を必要としないので、外部電源が遮断された場合でも機能させることができ、ランニングコストもほとんど掛からない建物の開閉体が提供される。

この発明は、かかる現状に鑑み創案されたものであって、その目的とするところは、上記先の発明を技術的前提とし、開閉体に配設された開閉体用スイッチ装置が、開閉体が閉じたり開いた時点で、自己発電作用が開始されるように構成することで、無電源でセキュリティシステムを確実に作動させることができ、しかも、外部から発見しにくい構成が簡易で低廉な建物の開閉体用スイッチ装置を提供しようとするものである。

上記目的を達成するため、この発明に係る建物の開閉体用スイッチ装置は、請求項１に記載したように、建物に固定された枠に、窓やドア等の開閉体を開閉自在に取付け、前記枠或いは開閉体に取付けるスイッチ装置を、自己発電可能なモジュールを有して構成し、該モジュールは、上記開閉体の閉時及び開時に上記モジュールが振動して発電作動するように構成されてなり、上記スイッチ装置にレバーを揺動自在に取付け、前記開閉体の開時及び閉時にレバーが揺動することにより、上記モジュールが振動して発電作動するように構成されていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明にあっては、請求項１に記載の発明を技術的前提とし、前記レバー及び前記モジュールに互いに磁石を取付け、レバーが揺動した時に上記モジュールの磁石を吸着してモジュールが移動可能であることを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明を技術的前提とし、前記モジュールが上下方向に移動可能であることを特徴とする。

さらに、請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明を技術的前提とし、前記モジュールは、突起部と該突起部を挟んで磁石が配設され、前記レバーの磁石がモジュールの磁石を吸着すると共に、突起部に係合してモジュールが移動可能であることを特徴とする。

請求項１に記載の発明にあっては、建物に固定された枠に、窓やドア等の開閉体を開閉自在に取付け、前記枠或いは開閉体に取付けるスイッチ装置を、自己発電可能なモジュールを有して構成し、該モジュールは、上記開閉体の閉時及び開時に上記モジュールが振動して発電作動するように構成したので、無電源であってもセキュリティシステムを確実に作動させることができ、しかも、外部から発見しにくく、さらには、上記モジュールは、自己発電方式であるため、バッテリーの交換等が不要でランニングコストがかからず、また、停電しても確実に作動させることができるので、保安性能も非常に高いとともに、上記スイッチ装置にレバーを揺動自在に取付け、前記開閉体の開時及び閉時にレバーが揺動することにより、前記モジュールが振動して発電作動するように構成したので、構成が非常に簡易であり、開閉頻度が高い建物の開閉体スイッチ装置として用いても、故障が少なく、耐久性に優れ、しかも、低コストで提供することができる。

請求項２に記載の発明にあっては、前記レバー及び前記モジュールに互いに磁石を取付け、レバーが揺動した時に上記モジュールの磁石を吸着してモジュールが移動可能となるように構成したので、モジュールを確実に振動させることができ、しかも、発電を効率的に行なうことができる。

請求項３に記載の発明にあっては、前記モジュールが上下方向に移動可能に構成されているので、モジュールの移動距離を大きくとることができ、その結果、より効率的な発電を行なうことができる。

請求項４に記載の発明にあっては、前記モジュールは、突起部と該突起部を挟んで磁石が配設され、前記レバーの磁石がモジュールの磁石を吸着すると共に、突起部に係合してモジュールが移動可能に構成されているので、モジュールの発電初動状態を確実にすることができると共に、上記係止手段によりモジュールの移動距離を大きくとることができるので、より効率的な発電を行なうことができる。

以下、添付図面に示す発明の実施例に基づき、この発明を詳細に説明する。

図１乃至図６は、この発明の実施例１を示しており、該実施例１では、この発明を建物の窓開口Ｗに装着された開閉体としてのアルミサッシ製の窓１に本開閉体用スイッチ装置７を取り付けられた場合を示している。尚、上記実施例１では、窓１は上辺部を支点として上方向に回動する窓を例にとり説明するが、本発明にあってはこれに限定されるものではなく、例えば、下辺部を支点として下方向に回動する窓や、一方の側辺部を支点として側方向に回動する窓でも適用することができる。

本実施例１に係る窓１の基本的な形態は、建物に固定された枠としてのアルミサッシ製で略ロ字形窓枠３に、上ヒンジ（図示せず）を介してチルト開閉自在に軸支されており、本実施例１では、本開閉体用スイッチ装置７が、上記窓１の開閉作動に連動して作動し、この窓１の開閉を検知するように配設されている。

本開閉体用スイッチ装置７の基本的な構成は、上記窓枠３に取り付けられたユニットケース１０と、該ユニットケース１０内に配設された自己発電可能で、かつ、送信機能を備えたモジュールＭと、上端部がユニットケース１０に回動自在に軸支された扇状に形成されてなるスイッチレバー７Ａと、このスイッチレバー７の下辺部に形成されたギア部７Ｂと、このギア部７Ｂと噛合するギア体７Ｃと、このギア体７Ｃに一端部が同軸に連結され該ギア体７Ｃとともに回動自在な作動体７Ｄと、この作動体７Ｄの他端部に配設された磁石７Ｅと、から構成されており、上記作動体７Ｄは、上記ユニットケース１０内に一端部が固着された板バネ１１Ａ，１１ＢＣの他端部に連結され、常態において後記するモジュールＭの磁石から離間する方向に付勢されている。

また、上記スイッチレバー７Ａのユニットケース外側端部には、座体７Ｆが固定されており、該当接片７Ｇの他端部が上記窓１の室内面に当接するように配置されている。

一方、上記モジュールＭは、ユニットケース１０内の上下に配設された板バネ１１Ａ，１１Ｂを介して上下に振動可能に配設されており、該板バネ１１Ａ，１１Ｂの上下端部は、ブラケット１２を介してユニットケース１０に支持されている。

また、上記モジュールＭは、図５に示すように、発電部１５と送信回路部１６とリードスイッチ（図示せず）と、から構成されている。

モジュールＭの発電部１５は、図５に示すように、圧電素子発電部２１と整流回路２２と、から構成されており、また、送信回路部１６は、制御部２３と発信部２４とアンテナ２５と、から構成されている。

上記圧電発電部２１は、図２に示すように、金属製の中空箱状の発電部ケース２６と、該発電部ケース２６内に対設された複数枚の圧電素子２７と、これら圧電素子２７に衝撃応力を付与する鉄球２８，２８と、から構成されており、上記圧電素子２７，２７は、クッション材（図示せず）に保持されていると共に、上記鉄球２８，２８は、発電部ケース２６内に形成された通路３０に沿って直線的に上下往復動するように収容されている。尚、圧電素子２７は、この実施例１では、ＰＺＴ系の２枚の板形の圧電セラミックス板を分極が互いに逆になるように接合して、直列に接続された発電構成として分極による打消しが防止されて発電性能が高められるように構成されている。

圧電セラミックス板は、チタンジルコン酸亜鉛系の素材が用いられ、また、クッション材２９としては、合成樹脂材、ゴム材或はこれらをスポンジ状に形成した軟質材料を用いることができ、具体的には、発泡ポリエチレンが好適である。さらに、この実施例１では、鉄球２８を、圧電素子２７が破壊されていない程度に重量が重く発電効率が良好なタングステンや鉄などを用いることができ、また、圧電素子２７の鉄球衝突面部をプロテクタでコーティングしてもよく、この場合には、加工性に優れたリン青銅やステンレス等の硬い金属或は合成樹脂などを用いることができる。

さらに、この圧電素子２７は、上記クッション材の中央部分又は両端部に接着剤で部分的に接着されている。勿論、接着剤以外の固定手段で固着してもよい。

整流回路２２は、圧電素子発電部２１で出力された交流電力を整流して脈流にする回路であり、所要数のダイオードで全波整流の回路が形成される。

制御部２３は、ロック装置がロック状態かアンロック状態かを判定し、ロック状態が解除されたときに、該情報を受信器３１へと送信するように制御する回路である。

また、発信部２４は、特に図示はしないが、通信制御手段と信号スイッチ手段と信号発生手段とを有して構成されている。この内、通信制御手段は通信に必要な動作を行う手段であり、電力が前記の方法で供給されることで動作を開始して信号スイッチ手段をＯＮ作動させると共に、発信のためのデータを信号発生手段へと送る。

この発信のためのデータとしては、少なくとも、当該モジュールＭが設置された窓１または本開閉体用スイッチ装置７に関するＩＤデータが含まれる。

また、上記信号発生手段は、上記通信制御手段から受け取った発信のためのデータを所定の無線信号に変換してアンテナ２５から発信する。勿論、この実施例１では、本モジュールＭがバッテリーを備えて構成されている場合には、上記通信制御手段が発信のために必要なデータを全て信号発生手段へと送り終えた後、該通信制御手段が作動して、放電を停止させるように制御するのが望ましい。

このように構成されてなるモジュールＭの発電部ケース２６の外側には、図２と図４に示すように、係止体４０Ａが配設されている。

この係止体４０Ａは、中央部に配設された非磁性体からなる係止ブロック体４０Ｂと、この係止ブロック体４０Ｂの上下に並べられて配設された磁石４０Ｃ，４０Ｄと、から構成されており、上記係止ブロック体４０Ｂの高さ寸法（突出量）は、磁石４０Ｃ，４０Ｄの高さ寸法（突出量）よりも大きく設定されている。

従って、図３に示す窓１が開いている状態から窓１を閉めると、上記座体７Ｆが押圧され、これに伴いスイッチレバー７Ａが軸７Ｇを支点として、図３反時計方向に回動する。このスイッチレバー７Ａが回動すると、該スイッチレバー７Ａのギア部７Ｂと噛合するギア体７Ｃが図３時計方向に回動し、これに伴い、該ギア体７Ｃと同軸に連結された作動体７Ｄも図３実線状態から仮想線状態へと回動する。

この作動体７Ｄの回動により、該作動体７Ｄに配設された磁石７Ｅが、図２と図４に示すように、モジュールＭに配設された磁石４０Ｃへと近づいた後、これと吸着し、さらに回動するに伴い、上記磁石７Ｅは係止ブロック体４０Ｂと係合しつつ、モジュールＭを板バネ１１Ａの付勢力に抗して下方に押し下げる。この後、さらに作動体７Ｄが回動すると、上記磁石７Ｅと係止ブロック体４０Ｂの係合状態は解除され、モジュールＭは板バネ１１Ａ，１１Ｂの弾性により上下に複数回往復運動を行う。

発電部１５は、モジュールＭの上下往復振動により、発電部ケース２６内の鉄球２８が上記通路３０内を直線状に往復移動して圧電素子２７に衝突し、この衝突応力を受けて圧電素子２７が発電を行ない、発電された電流は整流回路２２で整流されて発信回路部１６を作動させ、該発信回路部１６は、特定の周波数からなる電波（窓１が閉じたことを知らせる信号）を、例えば図６に示す集中セキュリティ管理装置の受信器３１へと送信する。

尚、この実施例１では、圧電素子２７が応力を受け発電すると略同時に発信回路部１６が作動して信号を発信するように構成されているが、この発明にあってはこれに限定されるものではなく、より安定した電波信号を送信する場合には、日常的な開閉体用スイッチ装置７の開閉作動により得られる振動により発電された電流を一定電圧までバッテリー（図示せず）に蓄電し、余剰の電流は放電するように構成してもよい。

この場合には、特に図示はしないが、前記整流回路２２で得られた脈流を直流として充電するコンデンサからなる充電手段と、この充電手段の充電量を圧電素子２７の発電のタイミングに応じて間歇的に監視し判定する手段と、この判定手段により充電手段の充電量が発信可能なレベルに達すると充電手段の放電を開始させ、発信部２４へと電力を供給する自己保持型電流スイッチ等で構成される放電スイッチを付設して構成するのが望ましい。

また、この実施例１における上記受信器３１は、モジュールＭが取り付けられた窓１から離間した管理場所や気付き易い任意の場所に設置されている。具体的には、一戸建ての家屋の場合には、居間や台所、就寝室等に設置し、ビル等の建物の場合には管理室、或は、契約警備会社若しくは協力が得られるならば警察等に設置することができる。

また、この受信器３１は、１台で複数のモジュールＭからの信号を受信できるように構成されており、図６に示すように、アンテナ３２と、受信部３３と、制御部３４と出力部３５及び電源３６と、から構成されている。

受信部３３では、各モジュールＭからの信号を受信し、該信号を制御部３４へと送り、該制御部３４では、受信部３３で受信した信号がいずれのモジュールＭからの信号であるかを各モジュールＭに付与されたＩＤ情報に基づきこれを判別回路（図示せず）で自動的に判別し、出力部３５へと当該判別情報を送る。

出力部３５は、制御部３４からの判別信号に基づき、例えば、家屋等に設置した受信器３１を備えた警報装置や、ネットワークを介して契約警備会社、警察等の他、居住者のパソコンや携帯電話、緊急連絡先等へと自動的に侵入情報を送信するように構成されている。勿論、屋内に設置する場合には、当該受信器３１にＬＥＤ等を配置し、このＬＥＤの点滅によって侵入箇所を迅速に視認することができるように構成するのが望ましい。さらに、この出力部３５は、日常的な窓１の開閉の際にも、侵入信号を発信するため、わずらわしい場合もあることから、メインスイッチやリモートコントローラまたは携帯電話等でその作動の要否をＯＮ・ＯＦＦ制御できるように構成するのが望ましい。

尚、上記説明では、窓１が閉じられた場合の作動に基づいて開閉体用スイッチ装置７の作動を説明したが、窓１を開ける場合には、前記磁石７Ｅは、窓１の開作動に伴い、コイルスプリング１１Ｃの引張力によって作動体７Ｃが図３反時計方向に回動するに伴い、モジュールＭの磁石７Ｄに近づいた後、これと吸着し、さらに作動体７Ｃが回動するのに伴い、上記磁石７Ｅは係止ブロック体４０Ｂと係合しつつ、モジュールＭを板バネ１１Ｂの付勢力に抗して上方に押し下げる。この後、さらに作動体７Ｄが回動すると、上記磁石７Ｅと係止ブロック体４０Ｂの係合状態は解除され、モジュールＭは板バネ１１Ａ，１１Ｂの弾性により上下に複数回往復運動を行い、この後、前記と同様の手順で発電作動を行うと共に、窓１が開けられたという情報を発信するように構成されている。

このように、この実施例１では、外部電源に頼ることなく、本開閉体用スイッチ装置７の圧電素子発電部２１が自己発電して必要な電力を直ちに供給することができるように構成されているので、外部から発見しにくく、また、該開閉体用スイッチ装置７は、外部配線工事も不要な自己発電・自動送信機能付きのモジュールＭを内蔵して構成されているので、従来のような専門の電気配線工事も不要となるので工事費を大幅にカットすることができる。

しかも、モジュールＭ毎にＩＤを設定できるため、受信器３１側で発信箇所を瞬時に特定することができて、従来の集中セキュリティシステムとも容易にジョイント可能であり、さらには、外部電源を必要としないので、外部電源が遮断された場合でも機能させることができ、ランニングコストもほとんど不要とすることができ、経済的である。

尚、上記各実施例では、モジュールＭを上方に回動する窓１に配設した場合を例にとり説明したが、この発明にあってはこれに限定されるものではなく、例えば、図７に示すように、窓が引戸１Ａ，１Ｂ方式のものに適用することができ、この場合には、各引戸１Ａ，１Ｂの窓枠３であって、窓開口の縦枠３Ａ，３Ａ側にアタッチメント１ａ，１ｂを取り付けると共に、本開閉体用スイッチ装置７Ａ，７Ｂを上記縦枠３Ａ，３Ａの内側に夫々配置し、引戸１Ａ或は１Ｂを開閉するたびに、上記アタッチメント１ａ又は１ｂが本開閉体用スイッチ装置７Ａ又は７Ｂの窓当接片７Ｇを押圧し或は非押圧とすることで、該引戸１Ａ及び１Ｂの開閉状態を検知することができるように構成することもできる。

この発明に係る建物の開閉体用スイッチ装置は、以上説明したように、開閉体が開閉作動された時点で、圧電発電作用が開始されるように構成したので、無電源であっても、不正な侵入を確実に検知してこれを通報することができる。

この発明の実施例１に係る建物の開閉体に開閉体用スイッチ装置が組み込まれた窓の概略断面図である。 同開閉体用スイッチ装置の内部構成を示す構成説明図である。 同開閉体用スイッチ装置の要部の構成を示す断面図である。 同開閉体用スイッチ装置のモジュールと作動体との関係を示す分解斜視図である。 同モジュールの回路構成を示すブロック図である。 本実施例１に用いられる受信器の構成例を示すブロック図である。 本発明の他の実施例を示す平面説明図である。

符号の説明

Ｍ モジュール
Ｗ 窓開口
１ 窓（建物の開閉体）
３，３Ａ 窓枠（枠）
７ 開閉体用スイッチ装置
７Ａ スイッチレバー
７Ｂ ギア部
７Ｃ ギア体
７Ｄ 作動体
７Ｅ 磁石
１０ ユニットケース
１１Ａ，１１Ｂ 板バネ
１１Ｃ コイルスプリング
１５ 発電部
１６ 送信回路部
２１ 圧電素子発電部
２２ 整流回路
２３ 制御部
２４ 発信部
２５ アンテナ
２７ 圧電素子
２８ 鉄球
４０Ａ 係止体
４０Ｂ 係止ブロック体
４０Ｃ，４０Ｄ 磁石

Claims (4)

1. 建物に固定された枠に、窓やドア等の開閉体を開閉自在に取付け、前記枠或いは開閉体に取付けるスイッチ装置を、自己発電可能なモジュールを有して構成し、該モジュールは、上記開閉体の閉時及び開時に上記モジュールが振動して発電作動するように構成されてなる建物の開閉体用スイッチ装置であって、上記スイッチ装置にレバーを揺動自在に取付け、前記開閉体の開時及び閉時にレバーが揺動することにより、上記モジュールが振動して発電作動するように構成されていることを特徴とする建物の開閉体用スイッチ装置。
2. 前記レバー及び前記モジュールに互いに磁石を取付け、レバーが揺動した時に上記モジュールの磁石を吸着してモジュールが移動可能であることを特徴とする請求項１に記載の建物の開閉体用スイッチ装置。
3. 前記モジュールが上下方向に移動可能であることを特徴とする請求項２に記載の建物の開閉体用スイッチ装置。
4. 前記モジュールは、突起部と該突起部を挟んで磁石が配設され、前記レバーの磁石がモジュールの磁石を吸着すると共に、突起部に係合してモジュールが移動可能であることを特徴とする請求項１に記載の建物の開閉体用スイッチ装置。

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