JP5058497B2 - Non-contact power transmission device - Google Patents
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Description
本発明は、扉枠と扉との間に電線を通した通電金具を設けることなく、扉枠側から扉側の電気錠に非接触で給電して動作させることができる非接触電力伝送装置に関するものである。 The present invention relates to a non-contact power transmission device capable of operating by supplying power from a door frame side to an electric lock on the door side in a non-contact manner without providing a current-carrying metal fitting that passes an electric wire between the door frame and the door. Is.
従来より、例えば商業ビルや公共施設または一般住宅等の扉には、不審者の侵入を回避するため、防犯性に富んだ電気錠システムが設けられている。この種の電気錠システムは、特定の施解錠信号により、例えばモータやソレノイド等の駆動手段を駆動してデッドボルトを電気的に進退させ、ストライクの係合穴に対するデッドボルトの挿入や解除により錠前を施解錠制御している。 Conventionally, for example, a door of a commercial building, a public facility, or a general house has been provided with an electric lock system having a high crime prevention property in order to avoid intrusion of a suspicious person. This type of electric lock system uses a specific locking / unlocking signal to drive a driving means such as a motor or a solenoid to electrically advance and retract the dead bolt, and to lock and unlock the dead bolt by inserting or releasing it from the strike engagement hole. Locking / unlocking is controlled.
ところで、この種の電気錠システムでは、扉と扉枠との間に電線を通したコイルを通電金具として用い、扉枠側の電気錠制御器と扉側の電気錠との間を接続していた。これにより、電気錠制御器から通電金具を介して電気錠に通電し、電気錠制御器によって電気錠の錠前を施解錠制御していた。 By the way, in this type of electric lock system, a coil with an electric wire passed between the door and the door frame is used as a current-carrying metal fitting, and the electric lock controller on the door frame side and the electric lock on the door side are connected. It was. As a result, the electric lock is energized from the electric lock controller via the energization fitting, and the lock of the electric lock is controlled by the electric lock controller.
しかしながら、上述した従来の通電金具を用いた構成では、扉と扉枠との間の通線自体が負荷の高い作業であり、工事中に断線を伴うという問題があった。また、扉工事と電気配線工事が独立して行えず、作業・責任の切り分けが困難であった。さらに、手鋏防止扉や中吊扉等では、配線工事が困難なため、自動施錠できないという問題があった。 However, in the configuration using the conventional energizing metal fitting described above, there is a problem that the line itself between the door and the door frame is a heavy work, and disconnection occurs during the construction. Also, the door work and electrical wiring work could not be performed independently, making it difficult to separate work and responsibility. Furthermore, there has been a problem that the door-prevention door, the middle suspension door, and the like cannot be automatically locked because wiring work is difficult.
そこで、上述した問題を解消するべく、本件出願人等は、下記特許文献１に開示される電気錠システムの通電構造を提案している。この特許文献１に開示される通電構造では、電磁結合や光結合を用いることにより、扉枠側の電気錠制御器と扉側の電気錠との間を無配線で通電可能にしている。
ところで、上述した特許文献１に開示される非接触通電による通電構造を採用し、扉が閉まったときに、非接触で電気錠に通電して動作させ、人手を介することなく自動施錠しようとした場合、経年変化により扉と扉枠との間にズレが生じて隙間が広がると、扉枠側ユニットから扉側ユニットへの給電効率の低下を招き、適切な給電効率でデッドボルトを駆動することができなかった。 By the way, the energization structure by non-contact energization disclosed in the above-mentioned Patent Document 1 is adopted, and when the door is closed, the electric lock is energized and operated without contact, and automatic locking is attempted without any manual intervention. If the gap between the door and the door frame due to secular change causes the gap to widen, the power supply efficiency from the door frame side unit to the door side unit will decrease, and the dead bolt should be driven with appropriate power supply efficiency. I could not.
図３は給電部と受電部の位置関係から得られる受電効率特性の一例であり、設置時及び経年変化後の閉扉時の可動範囲と給電効率と扉位置の関係を示している。尚、給電効率のパターンは、給電部の開口径やコイルの巻き方等に依存する。図３に示すように、設置時の扉位置Ｐ１での閉扉時の適切な施錠位置（デッドボルトの可動範囲Ａ）の給電効率がデッドボルトの可動軸を中心として左右（前後）とも７０％のとき、経年変化によって扉と扉枠との間の距離が設置時よりも広がり、経年後の扉位置がＰ２になると、閉扉時の適切な施錠位置（可動範囲Ａ）の給電効率が６０％に低下する。 FIG. 3 is an example of the power receiving efficiency characteristic obtained from the positional relationship between the power feeding unit and the power receiving unit, and shows the relationship between the movable range at the time of installation and when the door is closed over time, the power feeding efficiency, and the door position. Note that the pattern of power supply efficiency depends on the opening diameter of the power supply unit, the winding method of the coil, and the like. As shown in FIG. 3, the feeding efficiency at the appropriate locking position (dead bolt movable range A) when the door is closed at the door position P1 at the time of installation is 70% for both the left and right (front and rear) around the movable axis of the dead bolt. When the distance between the door and the door frame increases due to aging, and the door position after aging becomes P2, the power feeding efficiency at the appropriate locking position (movable range A) at the time of closing is 60%. descend.
しかしながら、従来の通電構造では、経年変化に伴う給電効率の変化を検知する機能を備えておらず、扉枠と扉との間の距離に応じてデッドボルトを駆動するのに適切な給電効率を設定して自動施錠することができなかった。 However, the conventional current-carrying structure does not have a function to detect a change in power supply efficiency due to aging, and the power supply efficiency appropriate for driving the dead bolt according to the distance between the door frame and the door is not provided. Could not set and lock automatically.
また、閉扉の際、その状況によっては扉の半閉まり状態を招くことがある。この扉の半閉まり状態は、例えば扉が扉受けに当たりバウンドして位置ずれを起こしたとき、戸当たり等の扉受けの無い扉が本来の停止位置を行き過ぎたとき、異物が挟まってストライクの係合穴に対するデッドボルトの十分な挿入位置が確保できないとき、経年変化により扉の傾き等が生じたとき等で起こり得る。 Further, when the door is closed, the door may be semi-closed depending on the situation. This half-closed state of the door is, for example, when the door bounces against the door catcher and causes a position shift, or when a door without a door catch such as the door goes too far from the original stop position, foreign objects get caught in the strike. This may occur when a sufficient insertion position of the dead bolt with respect to the joint hole cannot be secured, or when the door tilts due to aging.
ところが、上述した特許文献１の通電構造を採用した電気錠システムでは、扉の半閉まり状態を検知できないため、デッドボルトがストライクの係合穴にうまく挿入せず、扉が扉枠に当たって不完全施錠を招くおそれがあった。特に、デッドボルトの挿入を検知する電気錠では、半閉まり状態においては常にデッドボルトを挿入しようとするため、モーターに負荷をかけ続け損傷を起こす場合もある。 However, in the electric lock system that employs the current-carrying structure of Patent Document 1 described above, the door cannot be detected in a semi-closed state, so that the dead bolt cannot be inserted well into the strike hole and the door hits the door frame and is incompletely locked. There was a risk of inviting. In particular, an electric lock that detects insertion of a deadbolt always tries to insert a deadbolt in a half-closed state.
さらに、なりすまし等の不正行為により、電気錠を解錠するために必要な電源が外部から給電されると、電気錠が不正に解錠されて室内に不法侵入される危険性もあった。加えて、特許文献１の通電構造では、非接触給電時の給電状況を検知する機能を備えていないため、デッドボルトの周囲に金属部品があると、給電時に金属部品が発熱し、発火するおそれもあった。 Furthermore, if a power source necessary for unlocking the electric lock is supplied from the outside due to an illegal act such as impersonation, there is a risk that the electric lock is illegally unlocked and illegally entered into the room. In addition, since the current-carrying structure of Patent Document 1 does not have a function of detecting the power supply state during non-contact power supply, if there is a metal part around the dead bolt, the metal part may generate heat during power supply and may ignite There was also.
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、非接触通電機能を生かし、施錠位置を給電効率で特定して錠前の不正解錠を防止するとともに、経時変化による半閉まり等防犯上の不備を予防することができる非接触電力伝送装置を提供することを目的とするものである。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and by utilizing the non-contact energization function, the locking position is specified by the power feeding efficiency to prevent unauthorized unlocking of the lock, and crime prevention such as semi-closed due to change over time An object of the present invention is to provide a non-contact power transmission device that can prevent the above deficiencies.
上記した目的を達成するために、請求項１に記載された非接触電力伝送装置は、扉枠側に設けられた給電側ユニットと、扉側に設けられた受電側ユニットとを備え、前記給電側ユニットから前記受電側ユニットに非接触で電力を伝送する非接触電力伝送装置であって、
前記給電側ユニットは、前記受電側ユニットに電磁誘導により非接触で電力を伝送する給電側伝送部と、
該給電側伝送部を介して前記受電側ユニットとの間で相互に無線通信する通信部と、
外部電源から受電し、電圧を変換して前記給電側伝送部に必要な電力を供給する電圧変換部と、
前記通信部を介して前記受電側ユニットへの問い合わせに伴う応答情報の照合に基づいて正当な伝送相手か否かを判別し、正当な伝送相手と判別したときに前記受電側ユニットへの給電を開始するとともに、前記給電側伝送部の給電状況と前記通信部が前記受電ユニットから取得した受電状況とに基づいて給電効率を計算し、該計算した給電効率に基づいて前記受電側ユニットの電気錠が正常な施錠位置にあるか否かを判別する制御部とを備えており、
前記受電側ユニットは、前記給電側ユニットから電磁誘導により非接触で伝送される電力を受電する受電側伝送部と、
該受電側伝送部を介して前記給電側ユニットとの間で相互に無線通信する通信部と、
前記受電側伝送部より電力供給を得て電気錠に駆動電力を供給する負荷変換部と、
前記問い合わせに対する応答情報を前記通信部を介して前記給電側ユニットに伝えるとともに、前記給電側ユニットからの給電に伴う受電状況を前記通信部を介して前記給電側ユニットに伝える制御部とを備えたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a non-contact power transmission device according to claim 1 includes a power supply side unit provided on a door frame side and a power reception side unit provided on a door side, and the power supply A non-contact power transmission device that transmits power in a non-contact manner from a side unit to the power receiving side unit,
The power supply side unit includes a power supply side transmission unit that transmits power to the power reception side unit in a non-contact manner by electromagnetic induction;
A communication unit that wirelessly communicates with the power receiving side unit via the power supply side transmission unit;
A voltage converter that receives power from an external power source, converts the voltage, and supplies the necessary power to the power transmission unit;
Based on the verification of response information accompanying the inquiry to the power receiving unit via the communication unit, it is determined whether or not it is a valid transmission partner, and when it is determined that it is a valid transmission partner, power is supplied to the power receiving unit. The power supply efficiency is calculated based on the power supply status of the power supply side transmission unit and the power reception status acquired from the power reception unit by the communication unit, and the electric lock of the power reception side unit is calculated based on the calculated power supply efficiency. And a control unit for determining whether or not is in a normal locking position,
The power receiving side unit receives power transmitted from the power feeding side unit by electromagnetic induction in a contactless manner, and a power receiving side transmission unit,
A communication unit that wirelessly communicates with the power supply side unit via the power receiving side transmission unit;
A load converter that obtains power supply from the power transmission unit and supplies driving power to the electric lock;
A control unit that transmits response information to the inquiry to the power supply side unit via the communication unit, and transmits a power reception status accompanying power supply from the power supply side unit to the power supply side unit via the communication unit. It is characterized by that.
請求項２に記載された非接触電力伝送装置は、請求項１の非接触電力伝送装置において、
前記給電側ユニットの制御部は、前記計算した給電効率が設定下限値より大きく正常閉扉と判別したときに、前回の計算で得た給電効率と前記設定下限値との差に基づいて当該設定下限値を更新することを特徴とする。
The contactless power transmission device according to claim 2 is the contactless power transmission device according to claim 1,
When the calculated power supply efficiency is greater than a set lower limit value and is determined to be a normal door, the control unit of the power supply unit determines the set lower limit based on the difference between the power supply efficiency obtained in the previous calculation and the set lower limit value. It is characterized by updating the value.
請求項３に記載された非接触電力伝送装置は、請求項１の非接触電力伝送装置において、
前記給電側ユニットの制御部は、前記計算した給電効率が設定下限値より大きいか否か、該給電効率が設定下限値より小さいときのカウントが一定回数か否かに基づいて閉扉異常の有無を判別することを特徴とする。
The contactless power transmission device according to
The control unit of the power supply side unit determines whether there is a door closing abnormality based on whether the calculated power supply efficiency is greater than a set lower limit value, and whether the count when the power supply efficiency is less than the set lower limit value is a fixed number of times. It is characterized by discriminating.
このように、本発明の接触電力伝送装置によれば、給電側ユニットと受電側ユニットの両方に通信機能を有し、非接触給電を行う際に給電相手を確認するので、なりすまし等の配線に対する不正行為を防御して不法開錠を防止することができる。しかも、扉工事と電気配線工事とが独立作業となり、作業・責任の切り分けも明確となり、効率的に作業を行うことができる。 As described above, according to the contact power transmission device of the present invention, both the power supply side unit and the power reception side unit have a communication function, and confirm the power supply partner when performing non-contact power supply. Unauthorized unlocking can be prevented by preventing fraud. In addition, the door work and the electrical wiring work are independent work, and the work / responsibility separation becomes clear and the work can be performed efficiently.
また、非接触給電時には、送信電力に対する受信電力の割合から給電効率を計算して給電状況を確認し、給電効率が設定下限値より大きいか否かによって閉扉で錠前が適切な施錠位置にあるか否か（半閉まり状態か否か）を判別し、デッドボルト（閂）が扉枠に当たる不完全施錠を回避することができる。 Also, during non-contact power supply, calculate the power supply efficiency from the ratio of the received power to the transmitted power, check the power supply status, and whether the lock is in the proper locking position with the door closed depending on whether the power supply efficiency is greater than the set lower limit value It is possible to avoid incomplete locking in which the dead bolt hits the door frame.
さらに、適切な施錠位置と判別されたときの給電効率に応じて設定下限値を更新設定するので、経年変化に伴う給電効率の低下に追従して適切な施錠位置（デッドボルトを出す位置）で電気錠を動作させることができる。これにより、半閉まり状態を回避してモータの損傷を防ぐことができる。 In addition, since the setting lower limit value is updated and set according to the power supply efficiency when it is determined as an appropriate locking position, it follows the decrease in power supply efficiency due to secular change at the appropriate locking position (position where the dead bolt is issued). The electric lock can be operated. Thereby, a semi-closed state can be avoided and damage to the motor can be prevented.
しかも、経年変化に伴う扉のズレによって半閉まり状態が生じた場合には、給電効率が設定下限値に達しない状況を連続して検知できるので、この経年変化による防犯能力低下の異常を例えば表示や音によって使用者に知らせることができる。 In addition, when a half-closed state occurs due to a door misalignment due to secular change, it is possible to continuously detect the situation where the power supply efficiency does not reach the set lower limit value. The user can be notified by sound and sound.
以下、本発明の最良の形態について、添付した図面を参照しながらそれぞれ説明する。図１は本発明に係る非接触電力伝送装置の概略構成を示すブロック図、図２は同装置の動作フローチャートである。 The best mode of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a non-contact power transmission apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is an operation flowchart of the apparatus.
図１に示すように、本例の非接触電力伝送装置１は、扉枠側に設けられた給電側ユニット２と、扉側に設けられた受電側ユニット３とを備えて概略構成される。非接触電力伝送装置１は、無線通信により受電側ユニット３を正当な伝送相手と確認したときに給電側ユニット２から受電側ユニット３に非接触で電力を伝送し、この給電に伴う受電電力情報から給電効率を計算し、計算された給電効率に基づいて適切な施錠位置か否かを判別し、適切な施錠位置と判別したときに施錠指令により電気錠を自動施錠させるものである。
As shown in FIG. 1, the non-contact power transmission device 1 of this example is schematically configured to include a power supply side unit 2 provided on the door frame side and a power
図１に示すように、給電側ユニット２は、給電側伝送部２ａ、通信部２ｂ、制御部（ＣＰＵ）２ｃ、電圧変換部２ｄ、充電部２ｅ、操作表示部２ｆを備えている。以下、各構成について説明する。
As shown in FIG. 1, the power supply side unit 2 includes a power supply side transmission unit 2a, a
給電側伝送部２ａは、電圧変換部２ｄで変換された電圧に応じた所定の電力を、電磁誘導により非接触で受電側ユニット３に伝送している。また、給電側伝送部２ａは、電磁誘導やその他の方式（例えば光、電波等）によって受電側ユニット３との間における無線通信の中継を行っている。
The power feeding side transmission unit 2a transmits predetermined power corresponding to the voltage converted by the
通信部２ｂは、制御部２ｃの制御指令により、給電側伝送部２ａを介して受電側ユニット３との間で相互に無線通信を行っている。具体的に、通信部２ｂは、電圧変換部２ｄから給電側伝送部２ａを介して受電側ユニット３に電力を伝送する前に、制御部２ｃの制御指令により、伝送相手（受電相手）を識別・確認するべく受電側ユニット３に問い合わせを行い、この問い合わせに対する受信側ユニット３からの応答情報（例えば特定の暗証情報：ＩＤ）による通知を受信している。尚、応答情報となる特定の暗証情報は、予め給電側ユニット２と受電側ユニット３との間で決められる。
The
また、通信部２ｂは、受電側ユニット３に電力が伝送（給電）された後に受電側ユニット３から伝送される受電電力情報（受信電力）を受信している。さらに、通信部２ｂは、受信側ユニット３から伝送されるモニタ情報（錠前の施解錠状態を示す情報、扉の開閉状態を示す情報）を受信している。
In addition, the
また、通信部２ｂは、制御部２ｃの制御指令により、操作表示部２ｆと通信して操作表示部２ｆからの操作入力（例えば施錠操作や解錠操作等）を取り込んだり、操作表示部２ｆに例えば電気錠の施解錠状態や扉の開閉状態を示す表示出力を行ったり、異常時に例えばブザー等の報知手段を鳴動するべくスイッチをオン駆動している。
Further, the
制御部２ｃは、通信部２ｂと操作表示部２ｆとの間、通信部２ｂと受電側ユニット３との間で所望の通信を行うべく制御指令を出力して通信部２ｂを制御している。また、制御部２ｃは、給電側伝送部２ａの消費する電圧・電流値を電圧変換部２ｄから取得している。さらに、制御部２ｃは、通信部２ｂが受信した受電側ユニット３からの応答情報（ＩＤ）を照合し、受信側ユニット３が正当な伝送相手か否かを判別している。また、制御部２ｃは、正当な伝送相手と判別された受電側ユニット３の受電電力情報（受信電力）を通信部２ｂを介して取得しており、この受電電力情報（受信電力）と給電側伝送部２ａの給電電力情報（送信電力）に基づいて給電効率を計算している。この給電効率は、送信電力に対する受電電力の比率から求められる。そして、制御部２ｃは、計算で得た給電効率や受電側ユニット３からの現在の電気錠の施解錠状態や扉の開閉状態を示すモニタ情報から扉のズレの有無を含めて受電側ユニット３の電気錠３ｆが適切な施錠位置にあるか否かを判別して認識している。
The control unit 2c controls the
また、制御部２ｃでは、計算した給電効率が予め設定された設定下限値より大きいか否かを判別し、計算した給電効率が設定下限値より小さいと判別したときに、その回数カウントが予め設定された一定回数か否かを判別している。そして、これらの判別結果に基づいて正常に閉扉して適切な施錠位置にあるか否かを判別している。尚、上記設定下限値は、給電側ユニット２と受電側ユニット３との間で相互に無線通信可能な通信範囲内であって、図３における閉扉時の適切な施錠位置（デッドボルトの可動範囲Ａ）の給電効率に予め設置時に設定される。
Further, the control unit 2c determines whether or not the calculated power supply efficiency is larger than a preset lower limit value. When it is determined that the calculated power supply efficiency is smaller than the preset lower limit value, the count is preset. It is determined whether or not the predetermined number of times has been reached. And based on these discrimination | determination results, it is discriminate | determined whether it is normally closed and it exists in an appropriate locking position. The set lower limit value is within a communication range in which wireless communication can be performed between the power supply side unit 2 and the power
さらに、制御部２ｃは、計算した給電効率が設定下限値より大きいと判別したときに、計算した給電効率に応じて設定下限値を更新している。具体的には、適切な施錠位置を判別したときの前回の計算給電効率と設定下限値との差を今回の計算給電効率に反映させて設定下限値を更新している。例えば前回の計算給電効率７５％に対し、設定下限値７０％超で適切な施錠位置と認識した場合には、次に計算給電効率７３％を得ると、設置値範囲の下限値を６８％に更新する。これにより、経時変化に追従して常に適切な施錠位置を得るための給電効率を設定することができる。 Furthermore, when it is determined that the calculated power supply efficiency is larger than the set lower limit value, the control unit 2c updates the set lower limit value according to the calculated power supply efficiency. Specifically, the set lower limit value is updated by reflecting the difference between the previous calculated power supply efficiency and the set lower limit value when determining an appropriate locking position in the current calculated power supply efficiency. For example, if it is recognized that the set power supply efficiency is 75% higher than the previous calculated power supply efficiency of 75% and the lock position is appropriate, the next value of the calculated power supply efficiency of 73% will be 68%. Update. As a result, it is possible to set the power feeding efficiency for always obtaining an appropriate locking position following the change with time.
また、制御部２ｃは、給電側伝送部２ａからの電力伝送の停止時間を計時している。この停止時間が設定時間を経過したときには、電圧変換部２ｄから給電側伝送部２ａに予備電力が伝送される。
Moreover, the control part 2c is measuring the stop time of the electric power transmission from the electric power feeding side transmission part 2a. When this stop time has passed the set time, the reserve power is transmitted from the
電圧変換部２ｄは、商用電源（ＡＣ１００Ｖ）より受電し、電圧を変換して給電側伝送部２ａに必要な駆動電力を供給しており、このときの供給電圧・電流を制御部２ｃに伝送している。
The
尚、給電側伝送部２ａに供給される電圧値は、例えばオペアンプ等で数値変換することで制御部２ｃが直接読み込み可能となっている。また、電流値は、例えばホール素子を使用し、予め一定の磁界をホール素子に加えておき、測定すべき電流を流したときに発生する電圧を測定して数値変換することで電圧値と同様に制御部２ｃが直接読み込み可能となっている。 The voltage value supplied to the power supply side transmission unit 2a can be directly read by the control unit 2c by numerically converting the voltage value with an operational amplifier, for example. The current value is the same as the voltage value by, for example, using a Hall element, applying a constant magnetic field to the Hall element in advance, measuring the voltage generated when the current to be measured is passed, and converting the value to a numerical value. The controller 2c can directly read the data.
充電部２ｅは、電圧変換部２ｄより受電し、充電しながら通信部２ｂ及び制御部２ｃに対して各々駆動に必要な駆動電力を供給している。
The
操作表示部２ｆは、扉の外、例えば扉枠、室内外、扉近傍の壁面等に設けられ、例えばスイッチ、テンキー、カードリーダ、表示器、報知器等を備え、操作入力（例えば電源投入、施解錠操作等）に応じた入力信号を通信部２ｂに伝達し、制御部２ｃの制御に基づく通信部２ｂからの指令により電気錠の施解錠状態や扉の開閉状態の表示、暗証番号の照合表示やその他の状況を表示する他、異常時に報知器としてのブザー等を鳴動する。
The
図１に示すように、受電側ユニット３は、受電側伝送部３ａ、通信部３ｂ、制御部（ＣＰＵ）３ｃ、負荷変換部３ｄ、充電部３ｅ、電気錠３ｆを備えている。尚、図１の例では、説明の便宜上、受電側ユニット３に電気錠３ｆを含む構成としているが、既存の電気錠システムに本例の非接触電力伝送装置１を組み込む場合には、受電側ユニット３に電気錠は含まれない構成となる。以下、各構成について説明する。
As shown in FIG. 1, the power receiving
受電側伝送部３ａは、給電側ユニット２から電磁誘導により非接触で給電される電力を受電している。また、受電側伝送部３ａは、電磁誘導やその他の方式（例えば光、電波等）によって給電側ユニット２との間における無線通信の中継を行っている。 The power reception side transmission unit 3a receives power supplied from the power supply side unit 2 in a non-contact manner by electromagnetic induction. The power receiving side transmission unit 3a relays wireless communication with the power supply side unit 2 by electromagnetic induction or other methods (for example, light, radio waves, etc.).
通信部３ｂは、受電側伝送部３ａを介して給電側ユニット２との間で相互に無線通信を行っている。具体的に、通信部３ｂは、給電側ユニット２から伝送相手確認の問い合わせを受信したときに、この問い合わせに対する応答情報（例えば暗証情報：ＩＤ）を給電側ユニット２に伝送している。また、通信部３ｂは、給電側ユニット２からの給電に伴う受電電力情報（受信電力の他、受電側ユニット３側の各構成、例えば電気錠３ｆの消費電力等も含む）を給電側ユニット２に送信している。
The
さらに、通信部３ｂは、周知の検知手段により電気錠３ｆの施解錠状態や扉の開閉状態を示すモニタ情報を取得し、このモニタ情報を給電側ユニット２に伝送している。尚、通信部３ｂは、受電側ユニット３に給電側ユニット２から電力が供給されている状態で、正当な施錠信号や解錠信号を受信したときに、その時のモニタ情報に応じて電気錠３ｆを施解錠制御することもできる。
Further, the
制御部３ｃは、通信部３ｂと給電側ユニット２との間で所望の通信を行うべく制御指令を出力して通信部３ｂを制御している。また、制御部３ｃは、電気錠３ｆの消費する電圧・電流値を負荷変換部３ｄから取得し、この取得した電圧・電流値を含めて受電状況を判別し、この受電状況に応じた受電電力情報（受信電力の他、電気錠３ｆの消費電力等も含む）を通信部３ｂから給電側ユニット２に伝送している。さらに、制御部３ｃは、通信部３ｂが給電側ユニット２から電力伝送開始の指示を受信したときに、受信電力の最大値を得るべく負荷変換部３ｄの回路の抵抗値を順次下げる制御を行っている。
The
負荷変換部３ｄは、受電側伝送部３ａより電力供給を受け、電気錠３ｆに必要な駆動電力を供給しており、このときの供給電圧・電流を制御部３ｃに伝送している。
The
尚、電気錠３ｆに供給される電圧値は、例えばオペアンプ等で数値変換することで制御部３ｃが直接読み込み可能となっている。また、電流値は、例えばホール素子を使用し、予め一定の磁界をホール素子に加えておき、測定すべき電流を流したときに発生する電圧を測定して数値変換することで電圧値と同様に制御部３ｃが直接読み込み可能となっている。
The voltage value supplied to the electric lock 3f can be directly read by the
また、負荷変換部３ｄは、給電側ユニット２から電力伝送開始の指示を受信したときに、制御部３ｃの制御指令により、電気錠３ｆに駆動電力を供給する回路の抵抗値を順次下げている。この抵抗値を順次下げる動作により、給電側ユニット２から受信電力の最大値を得ることができるとともに、１次側である給電側ユニット２の突入電流を抑圧して破損を防止する効果が得られる。
Further, when the
充電部３ｅは、負荷変換部３ｄより受電し、充電しながら通信部３ｂ及び制御部３ｃに対して各々駆動に必要な駆動電力を供給している。
The charging unit 3e receives power from the
電気錠３ｆは、ラッチボルトが押されたり、例えば扉枠側のストライクに配設された磁石により扉側のリードスイッチがオンすることにより閉扉を検知し、この閉扉を検知後、通信部３ｂから例えばモータやソレノイド等の駆動手段を駆動することによりデッドボルトが扉枠側のストライクの係合穴に挿入して施錠する。尚、電気錠３ｆは、受電側ユニット３に給電側ユニット２から電力が供給されている状態で、通信部３ｂが正当な施錠信号や解錠信号を受信したときに、その時のモニタ情報に応じて施解錠することもできる。
The electric lock 3f detects the closing of the door when the latch bolt is pressed or the door-side reed switch is turned on by, for example, a magnet disposed in the door frame-side strike. For example, by driving driving means such as a motor or a solenoid, the dead bolt is inserted into the engagement hole of the strike on the door frame side and locked. The electric lock 3f is in accordance with the monitor information at that time when the
次に、上記のように構成される非接触電力伝送装置１の動作について図２のフローチャートを参照しながら説明する。尚、本例における電気錠３ｆは、開扉から正常に閉扉して適切な施錠位置と判別されたときに自動施錠されるものである。 Next, the operation of the non-contact power transmission apparatus 1 configured as described above will be described with reference to the flowchart of FIG. The electric lock 3f in this example is automatically locked when the door is normally closed from the opened door and is determined as an appropriate locking position.
まず給電側ユニット２の操作表示部２ｆの操作（例えば電源スイッチの押下）により電源が投入されると（ＳＴ１）、電圧変換部２ｄが商用電源から受電し、電圧を変換して給電側伝送部２ａに予備電力が伝送される（ＳＴ２）。この際、電圧変換部２ｄからは、充電部２ｅを介して通信部２ｂ及び制御部２ｃに必要な駆動電力が供給される。その後、給電側ユニット２は、正当な伝送相手か否かを確認するための問合せを受電側ユニット３に行う。受電側ユニット３は、給電側ユニット２から伝送相手確認の問い合わせがあると、その応答情報（予め給電側ユニット２と受電側ユニット３との間で決められた暗証情報：ＩＤ）を給電側ユニット２に通知する。
First, when the power is turned on by operating the
給電側ユニット２は、受電側ユニット３から問い合わせに対する応答情報を受信すると（ＳＴ３）、その応答情報の照合を行い、正当な情報であるか否か（ＩＤが一致するか否か）を判別する（ＳＴ４）。給電側ユニット２は、受信した応答情報が正当な情報でないと判別すると（ＳＴ４−Ｎｏ）、制御部２ｃから通信部２ｂを介して操作表示部２ｆに非正常閉扉状態を示す表示がなされ（ＳＴ５）、電力伝送を停止する（ＳＴ６）。その後、設定時間が経過してタイムアップするまで待機し、タイムアップすると（ＳＴ７）、ＳＴ２の処理（予備電力伝送）に移行する。
When the power supply side unit 2 receives the response information to the inquiry from the power reception side unit 3 (ST3), the power supply side unit 2 collates the response information to determine whether the information is legitimate (whether or not the IDs match). (ST4). When the power supply side unit 2 determines that the received response information is not valid information (ST4-No), the control unit 2c displays a display indicating an abnormally closed door state on the
上記ＳＴ４において、給電側ユニット２は、応答情報が正当な情報であると判別すると（ＳＴ４−Ｙｅｓ）、制御部２ｃが給電側伝送部２ａを介して受電側ユニット３に電力伝送開始を通知し（ＳＴ８）、給電側伝送部２ａから受電側ユニット３に向けて電力伝送を開始する（ＳＴ９）。受電側ユニット３は、給電側ユニット２からの電力を受信すると、この電力を負荷変換部３ｄに伝送する。このとき、制御部３ｃの制御により、負荷変換部３ｄの電気錠３ｆに駆動電力を供給する回路の抵抗値が順次下げられる。これにより、給電側ユニット２から受電側伝送部３ａを介して受信電力の最大値が得られ、１次側である給電側ユニット２の突入電流を抑圧して破損が防止される。
In ST4, when the power supply side unit 2 determines that the response information is valid information (ST4-Yes), the control unit 2c notifies the power
そして、負荷変換部３ｄは、駆動電力として必要な電圧・電流を電気錠３ｆに供給し、このときの電気錠３ｆの消費する電圧・電流値を制御部３ｃに伝送する。制御部３ｃは、電気錠３ｆの消費する電圧・電流値を含めて受電電力情報（受電電力）を通信部３ｂ及び受電側伝送部３ａを介して給電側ユニット２に伝送する。このとき、給電側ユニット２は、一定時間経過しても受電側ユニット３から受電電力情報を受信しなければ、ＳＴ６の処理（電力伝送停止）に移行する。
Then, the
給電側ユニット２は、受電側ユニット３から受電電力情報を受信すると（ＳＴ１０）、給電電力情報（送信電力）と受電電力情報（受信電力）に基づいて給電効率ηを計算する（ＳＴ１１）。そして、制御部２ｃは、給電効率ηが設定下限値より大きいか否かを判別し（ＳＴ１２）、給電効率ηが設定下限値より小さいと判別すると（ＳＴ１２−Ｎｏ）、さらに給電効率ηが設定下限値より小さいと判別した回数カウントが一定回数か否かを判別する（ＳＴ１３）。そして、この回数カウントが一定回数でないと判別すると（ＳＴ１３−Ｎｏ）、ＳＴ６の処理（電力伝送停止）に移行する。これに対し、回数カウントが一定回数と判別すると（ＳＴ１３−Ｙｅｓ）、半開きによる閉扉異常や周囲金属への給電等による異常表示を指示し（ＳＴ１４）、ＳＴ６の処理（電力伝送停止）に移行する。このときの異常は、表示だけでなく、例えばブザー等の鳴動により外部に報知することもできる。 When the power feeding side unit 2 receives the received power information from the power receiving side unit 3 (ST10), the power feeding side unit 2 calculates the power feeding efficiency η based on the power feeding power information (transmission power) and the power receiving power information (reception power) (ST11). Then, the control unit 2c determines whether or not the power supply efficiency η is larger than the set lower limit value (ST12), and if it is determined that the power supply efficiency η is smaller than the set lower limit value (ST12-No), the power supply efficiency η is further set. It is determined whether or not the number of times determined to be smaller than the lower limit is a fixed number (ST13). If it is determined that the count is not a fixed number (ST13-No), the process proceeds to ST6 (power transmission stop). On the other hand, if the count is determined to be a fixed number (ST13-Yes), an indication of closing due to half-opening or an abnormal display due to power supply to surrounding metal is instructed (ST14), and the process proceeds to ST6 (power transmission stop). . The abnormality at this time can be notified to the outside not only by display but also by, for example, sounding a buzzer or the like.
ＳＴ１２において、給電側ユニット２の制御部２ｃは、給電効率ηが設定下限値より大きいと判別すると（ＳＴ１２−Ｙｅｓ）、正常閉扉で電気錠３ｆが適切な施錠位置にあると判断し、受電側ユニット３に施錠を指示する（ＳＴ１５）。そして、受電側ユニット３の通信部３ｂは、給電側ユニット２から施錠の指示を受信すると、例えばモータやソレノイド等の駆動手段を駆動することによりデッドボルトを扉枠側のストライクの係合穴に挿入して電気錠３ｆを自動的に施錠制御する。そして、給電側ユニット２の制御部２ｃは、通信部２ｂが給電側伝送部２ａを介して受電側ユニット３から施錠確認を示すモニタ情報を受信すると（ＳＴ１６）、通信部２ｂを介して操作表示部２ｆに施錠表示を指示する（ＳＴ１７）。その後、計算した給電効率ηに応じて設定下限値を更新し（ＳＴ１８）、ＳＴ６の処理（電力伝送停止）に移行する。
In ST12, when it is determined that the power supply efficiency η is greater than the set lower limit value (ST12-Yes), the control unit 2c of the power supply side unit 2 determines that the electric lock 3f is normally closed and is in an appropriate locking position, and receives power. The
尚、本例において、電気錠３ｆを解錠する場合には、給電側ユニット２から受電側ユニット３に電力が供給されている状態で、例えば操作表示部２ｆの解錠キーにより解錠操作が行われたときやカードキーから正当な暗証情報が読み取られたときに、現在のモニタ情報が施錠・閉扉状態であることに基づいて解錠される。また、本例では、開扉から閉扉されて適切な施錠位置が判別されたときに電気錠３ｆが自動施錠される構成であるが、例えば閉扉後の適切な施錠位置が判別されたときに、操作表示部２ｆや本例の装置での使用が許可されたリモコンキー等の施錠操作やカードキー等に基づいて電気錠３ｆを施錠することもできる。
In this example, when the electric lock 3f is unlocked, the unlocking operation is performed by, for example, the unlocking key of the
このように、本例の非接触電力伝送装置では、給電側ユニット２と受電側ユニット３の両方に通信機能を有し、非接触給電を行う際に給電相手を確認するので、なりすまし等の配線に対する不正行為を防御して不法開錠を防止することができる。また、扉枠と扉との間の電気配線工事が不要なので、工事の負担を軽減することができる。しかも、扉工事と電気配線工事とが独立作業で作業・責任の切り分けも明確となり、本例の非接触電力伝送装置の設置に関しては扉工事業者のみで効率的に作業を行うことができる。
In this way, in the non-contact power transmission device of this example, both the power supply side unit 2 and the power
また、非接触給電時には、送信電力に対する受信電力の割合から給電効率を計算して給電状況を確認し、給電効率が設定下限値より大きいか否かによって閉扉で錠前が適切な施錠位置にあるか否か（半閉まり状態か否か）を判別するので、電気錠を動作させたときにデッドボルト（閂）が扉枠に当たる不完全施錠を回避することができる。 Also, during non-contact power supply, calculate the power supply efficiency from the ratio of the received power to the transmitted power, check the power supply status, and whether the lock is in the proper locking position with the door closed depending on whether the power supply efficiency is greater than the set lower limit value Since it is determined whether it is in a semi-closed state, it is possible to avoid incomplete locking in which the dead bolt (閂) hits the door frame when the electric lock is operated.
ところで、従来、デッドボルトの挿入を検知する電気錠では、例えば金属物等が扉と扉枠との間に挟み込んで半閉まり状態になった場合でも常にデッドボルトを挿入しようとするため、モータに負荷をかけ続け損傷を起こす場合があった。 By the way, conventionally, in an electric lock that detects insertion of a dead bolt, for example, even when a metal object is sandwiched between a door and a door frame and is in a semi-closed state, it always tries to insert a dead bolt. There was a case where damage was caused by continuing the load.
これに対し、本例の非接触電力伝送装置では、適切な施錠位置で計算した給電効率に応じて設定下限値を更新設定するので、経年変化に伴う給電効率の低下に追従して常に適切な施錠位置（デッドボルトを出す位置）で電気錠を動作させることができ、半閉まり状態を回避して自動施錠が行え、半閉まり状態によるモータの損傷も防ぐことができる。そして、半閉まり状態を検知した場合には、表示や音によって使用者に通知することができる。 On the other hand, in the non-contact power transmission apparatus of this example, the setting lower limit value is updated and set according to the power supply efficiency calculated at the appropriate locking position, so that it is always appropriate to follow the decrease in power supply efficiency due to secular change. The electric lock can be operated at the locking position (the position where the dead bolt is released), the automatic locking can be performed while avoiding the semi-closed state, and the motor can be prevented from being damaged due to the semi-closed state. When a semi-closed state is detected, the user can be notified by display or sound.
しかも、経年変化に伴う扉のズレによって半閉まり状態が生じた場合には、給電効率が設定下限値に達しない状況を連続して検知できるので、この経年変化による防犯能力低下の異常を例えば表示や音によって使用者に知らせることができる。 In addition, when a half-closed state occurs due to a door misalignment due to secular change, it is possible to continuously detect the situation where the power supply efficiency does not reach the set lower limit value. The user can be notified by sound and sound.
また、受電側では、給電側から電力伝送開始の指示を受信したときに、電気錠に駆動電力を供給する回路の抵抗値を順次下げる処理を行うので、給電時に受信電力の最大値を得ることができる。しかも、１次側（給電側）の突入電流を抑圧して破損を防止でき、給電時にデッドボルト周囲の金属部品の不要加熱を低減し、火災や火傷を未然に防ぐことができる。 In addition, when the power receiving side receives an instruction to start power transmission from the power feeding side, a process of sequentially reducing the resistance value of the circuit that supplies driving power to the electric lock is performed, so that the maximum value of the received power is obtained during power feeding. Can do. In addition, the primary side (power supply side) inrush current can be suppressed to prevent breakage, and unnecessary heating of metal parts around the dead bolt can be reduced during power supply, thereby preventing fire and burns.
さらに、デッドボルトが挿入している状態（施錠状態）で給電効率を測定して学習する構成（学習機能）とすれば、デッドボルトを出す適切な設定下限値を設定でき、作業者による測定・設定を自動化できる。また、定期的に給電効率を自動測定することにより、経年変化による扉の傾斜や破損による不具合を検出して使用者に通知することができる。 Furthermore, if the configuration (learning function) is to learn by measuring the power supply efficiency with the deadbolt inserted (locked) (learning function), it is possible to set an appropriate setting lower limit value for producing a deadbolt. Settings can be automated. Further, by automatically measuring the power supply efficiency periodically, it is possible to detect and notify the user of problems caused by door inclination or breakage due to secular change.
１ 非接触電力伝送装置
２ 給電側ユニット
２ａ 給電側伝送部
２ｂ 通信部
２ｃ 制御部
２ｄ 電圧変換部
２ｅ 充電部
２ｆ 操作表示部
３ 受電側ユニット
３ａ 受電側伝送部
３ｂ 通信部
３ｃ 制御部
３ｄ 負荷変換部
３ｅ 充電部
３ｆ 電気錠
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Contactless power transmission apparatus 2 Feeding side unit 2a Feeding
Claims (3)
前記給電側ユニットは、前記受電側ユニットに電磁誘導により非接触で電力を伝送する給電側伝送部と、
該給電側伝送部を介して前記受電側ユニットとの間で相互に無線通信する通信部と、
外部電源から受電し、電圧を変換して前記給電側伝送部に必要な電力を供給する電圧変換部と、
前記通信部を介して前記受電側ユニットへの問い合わせに伴う応答情報の照合に基づいて正当な伝送相手か否かを判別し、正当な伝送相手と判別したときに前記受電側ユニットへの給電を開始するとともに、前記給電側伝送部の給電状況と前記通信部が前記受電ユニットから取得した受電状況とに基づいて給電効率を計算し、該計算した給電効率に基づいて前記受電側ユニットの電気錠が正常な施錠位置にあるか否かを判別する制御部とを備えており、
前記受電側ユニットは、前記給電側ユニットから電磁誘導により非接触で伝送される電力を受電する受電側伝送部と、
該受電側伝送部を介して前記給電側ユニットとの間で相互に無線通信する通信部と、
前記受電側伝送部より電力供給を得て電気錠に駆動電力を供給する負荷変換部と、
前記問い合わせに対する応答情報を前記通信部を介して前記給電側ユニットに伝えるとともに、前記給電側ユニットからの給電に伴う受電状況を前記通信部を介して前記給電側ユニットに伝える制御部とを備えたことを特徴とする非接触電力伝送装置。 A non-contact power transmission device that includes a power supply side unit provided on a door frame side and a power reception side unit provided on a door side, and transmits power in a non-contact manner from the power supply side unit to the power reception side unit. ,
The power supply side unit includes a power supply side transmission unit that transmits power to the power reception side unit in a non-contact manner by electromagnetic induction;
A communication unit that wirelessly communicates with the power receiving side unit via the power supply side transmission unit;
A voltage converter that receives power from an external power source, converts the voltage, and supplies the necessary power to the power transmission unit;
Based on the verification of response information accompanying the inquiry to the power receiving unit via the communication unit, it is determined whether or not it is a valid transmission partner, and when it is determined that it is a valid transmission partner, power is supplied to the power receiving unit. The power supply efficiency is calculated based on the power supply status of the power supply side transmission unit and the power reception status acquired from the power reception unit by the communication unit, and the electric lock of the power reception side unit is calculated based on the calculated power supply efficiency. And a control unit for determining whether or not is in a normal locking position,
The power receiving side unit receives power transmitted from the power feeding side unit by electromagnetic induction in a contactless manner, and a power receiving side transmission unit,
A communication unit that wirelessly communicates with the power supply side unit via the power receiving side transmission unit;
A load converter that obtains power supply from the power transmission unit and supplies driving power to the electric lock;
A control unit that transmits response information to the inquiry to the power supply side unit via the communication unit, and transmits a power reception status accompanying power supply from the power supply side unit to the power supply side unit via the communication unit. A non-contact power transmission device.
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