JP5133746B2

JP5133746B2 - 電気錠制御盤

Info

Publication number: JP5133746B2
Application number: JP2008073762A
Authority: JP
Inventors: 貴展西垣
Original assignee: 美和ロック株式会社
Priority date: 2008-03-21
Filing date: 2008-03-21
Publication date: 2013-01-30
Anticipated expiration: 2028-03-21
Also published as: JP2009228267A

Description

本発明は、電気錠との間の配線距離及び電気錠の錠種を判別して最適な電圧で電気錠に電源供給する電気錠制御盤に関するものである。

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など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、錠前の施解錠を行っている。そして、このような電気錠システムとしては、例えば下記特許文献１に開示されるようなものが公知である。

図４は下記特許文献１に開示される電気錠システムの概略構成を示している。図４に示す電気錠システムは、ドア１０１に設置された電気錠１０２、電気錠制御部１０３、壁に設置されて電気的な手段により電気錠１０２の施錠や解錠を決定して電気錠１０２を制御するための制御信号を出力する施解錠決定手段１０４とを備え、ドア１０１の一側が蝶番１０５にてドア枠１０６に連結されている（ドア枠１０６に開閉自在に取り付けられている）。施解錠決定手段１０４には、２線式の電線１０７によって交流電源（ＡＣ１００ＶまたはＡＣ２００Ｖ）が供給されるとともに、宅内に配設される操作表示器１０８からの遠隔操作によって電気錠制御部１０３を介して施解錠信号が伝送される。
周知のように、電気錠はその用途に応じて種々の電磁アクチュエータを採用している。ここで電気錠とは、デッドボルトの移動を電磁アクチュエータにより制御するものの他、扉枠側においてデッドボルトを係止するストライクを電磁アクチュエータにより制御するいわゆる電気ストライクも含めるものとする。

また、現時点における電気錠は、主に採用するソレノイドなどの電磁アクチュエータにより３種類に大別され、さらに詳細に分類すると５種類に分けられる。

その一は、電磁アクチュエータとしてソレノイドあるいはロータリーソレノイドを用いるもので（以下第１種電気錠という）、施錠叉は解錠のため連続的に通電し、解錠叉は施錠時には電流を断つ。以下前者を施錠時連続通電型（電気錠：以下同じ）、後者を解錠時連続通電型と称する。

その二は、電磁アクチュエータとして双安定型のラッチングソレノイド（いわゆるプッシュプルソレノイド）を用いるもので（以下第２種電気錠という）、施錠あるいは解錠時短時間直流を通電すると電磁アクチュエータが作動し、その作動位置を主に磁気的に保持する。そのため施錠あるいは解錠状態を保つためさらに通電する必要はない。なお、この第二種電気錠には、その機構上、施錠時及び解錠時に正負異なる電圧を印加するものと、施錠叉は解錠に拘らず同じ極性の電圧を印加することにより、施錠機構が施錠状態及び解錠状態を交互にとるものとの２種類がある。そこで、以下前者を瞬時通電有極型、後者を瞬時通電無極型と称する。

また、その三は、電磁アクチュエータとして直流マイクロモータを用いるもの（以下第３種電気錠という）で、この第３種電気錠はデッドボルトをマイクロモータにより駆動するので錠止が確実であり、重要な部屋の電気錠として多用されている。この第３種電気錠を以下モータ錠と称する。
特開平１０−０２５９３５号公報

ところで、特許文献１を含む一般的な電気錠システムでは、室内に設置された電気錠制御盤から電気錠へ電源供給されているが、電気錠と電気錠制御盤との間の距離が長い場合、配線にある寄生抵抗により電圧降下が生じてしまい、これにより電気錠に定格電圧が加わらず、電気錠が正常に作動しないという問題があった。そこで、従来では、電気錠に印加する電圧を高くすることで、配線の寄生抵抗による電圧降下による動作問題に対応していた。

しかしながら、電気錠に印加する電圧を高くすることによって、以下のような新たな問題が生じていた。
１）電気錠の施解錠機構の形式がソレノイド型で、１つの電気錠制御盤から複数の電気錠に電圧印加する場合、接続される全ての電気錠に定格電圧を供給するべく印加電圧を高くしているが、短距離で配線されているソレノイド型電気錠では、その高い印加電圧によりソレノイドが発熱し、それに伴い電気錠が加熱されるという問題があった。
２）また、１）の問題が発生してしまうことにより、電気錠に印加する電圧を高くすることに限界があった。

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、電気錠制御盤に接続される電気錠との配線距離及び電気錠の種類を判別して印加電圧を最適な電圧値に設定することのできる電気錠制御盤を提供することを目的とするものである。

上記した目的を達成するために、請求項１記載の電気錠制御盤は、扉に設けられた電気錠を電気的に駆動して錠前を施解錠する電気錠制御盤において、
前記電気錠制御盤と前記電気錠との間に敷設される配線の距離を測定するための電流測定用の抵抗である電流測定用抵抗を備え、前記電気錠が施錠状態で、且つ扉が閉扉状態のときの前記電気錠制御盤と前記電気錠との間に流した電流を測定して前記配線の距離を測定する配線距離測定手段と、
前記電気錠の錠種によって異なる合成抵抗値を予め設定し、前記電気錠の施解錠機構との間を並列に接続した状態で観測用の交流電圧が印加されたときの観測電流の電流値の変化幅に基づき前記電気錠の錠種を判別する錠種判別手段と、
前記配線距離測定手段からの前記配線の距離に関する情報と、前記錠種判別手段からの前記電気錠の錠種に関する情報とに基づき前記電気錠に最適な電圧値を算出し、この算出した電圧値に応じた電圧制御信号を出力する電圧制御手段と、
該電圧制御手段からの電圧制御信号に基づく電圧を前記電気錠に供給する電圧変換供給部と、
を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、電気錠との間の配線距離と錠種が判別できるため、電気錠がソレノイド型であってもソレノイドを発熱させることがなく、常に定格電圧で安定した電源供給を行うことができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付した図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明に係る電気錠制御盤を備えた電気錠システムの構成を説明するための概略構成図であり、図２は同電気錠制御盤と電気錠との間の配線距離の測定方法を説明するための説明図であり、図３は同電気錠制御盤の動作を説明するためのフローチャート図である。

本例の電気錠制御盤は、電気錠制御盤と電気錠との間に敷設される配線の距離と、電気錠の種類（施錠時連続通電型電気錠又は解錠時連続通電型電気錠である第１種電気錠、瞬時通電有極型電気錠又は瞬時通電無極型電気錠である第２種電気錠、モータ錠である第３種電気錠）を判別し、電気錠制御盤と電気錠との間の配線距離及び電気錠の種類に基づき、電気錠に印加する電圧を最適な電圧値に設定するものである。

まず、本例の電気錠制御盤を備えた電気錠システムの概要について説明する。図１に示すように、電気錠システム１は、電気錠１０、電気錠制御盤２０を備えて構成される。

電気錠１０は、扉や扉枠などの扉近傍に配設され、施解錠情報取得部１１、施解錠状態判別部１２、扉開閉状態検知部１３、施解錠機構１４を備えている。

施解錠情報取得部１１は、例えば暗証番号入力によって施解錠操作の指示入力を行うためのテンキーや操作キー、リモコンなどの無線型キーや携帯電話から送信された施解錠情報（施解錠操作の指示入力）を読み取るための情報読取器、磁気カード，ＩＣカード，非接触型ＩＣチップやＲＦＩＤタグ（Radio Frequency Identification Tag ）を搭載した非接触型ＩＣカードなどの各種カード状記憶媒体から施解錠情報（施解錠操作の指示入力）を読み取るカードリーダなど、利用者の施解錠操作の指示入力に基づく施解錠情報（錠前を施解錠するために必要な情報）を取得するための施解錠操作機器で構成され、扉や扉近傍の壁の所定箇所に設けられる。施解錠情報取得部１１は、利用者の施解錠操作に基づく施解錠情報を取得すると、この施解錠情報を電気錠制御盤２０に出力している。

施解錠状態判別部１２は、例えばマイクロスイッチなどの検知センサで構成され、現在の錠前の状態に基づく施解錠状態信号（施錠状態時は施錠状態信号、解錠状態時は解錠状態信号）を電気錠制御盤２０に出力している。

扉開閉状態検知部１３は、例えばマイクロスイッチやリードスイッチなどの検知センサで構成され、扉の開閉状態に基づく扉開閉状態信号（開扉状態時は開扉状態信号、閉扉状態時は閉扉状態信号）を電気錠制御盤２０に出力している。

施解錠機構１４は、例えばモータやソレノイド等の駆動装置と錠前で構成され、電気錠制御盤２０からの駆動電源及び駆動制御信号により錠前を施錠または解錠するべく駆動し、扉枠の係止穴に対してデッドボルトを突出（施錠時）又は引き込む（解錠時）ことにより錠前が施解錠される。

次に、電気錠制御盤２０は、例えば管理室などに配設され、電源部２１、電気錠制御部２２、電圧変換供給部２３を備えている。

電源部２１は、外部電源としての商用電源（ＡＣ１００Ｖ）から電源の供給を受け、電気錠制御盤２０を構成する各部や電気錠制御盤２０に接続される電気錠１０に必要な駆動電源を供給している。

電気錠制御部２２は、配線距離測定手段２２ａ、錠種判別手段２２ｂ、電圧制御手段２２ｃ、記憶手段２２ｄ、施解錠制御手段２２ｅを備えている。

配線距離測定手段２２ａは、電気錠１０が施錠状態で、且つ扉が閉扉状態のときの電気錠制御盤２０と電気錠１０との間に流した電流を測定して、電気錠制御盤２０と電気錠１０との間に敷設される配線の距離を測定している。また、配線距離測定手段２２ａは、電気錠１０との間で敷設された配線距離を測定するための電流測定用の抵抗である電流測定用抵抗Ｒ１を備えている。

ここで、配線距離の測定方法について説明する。図２に示すように、電気錠制御盤２０は、電圧変換供給部２３と配線距離測定手段２２ａに具備される電流測定用抵抗Ｒ１との間に電気錠１０の施解錠状態判別部１２を介して１つの回路を形成しており、予め設定された既知の電圧である印加電圧Ｖで電流を流し、そのときに流れる電流Ｉを観測する。なお、このときの電流Ｉと電圧Ｖの関係式は以下の通りである。

Ｖ＝（Ｒ１＋Ｒｘ）×Ｉ…式１

上記式１のうち、電流測定用抵抗Ｒ１の抵抗値、電圧Ｖは既知であるため、上記式１から配線抵抗Ｒｘが算出される。この算出された配線抵抗Ｒｘを用いて、下記式２より電気錠制御盤２０と電気錠１０との間の配線距離ｌを求めている。なお、式中のρは電気抵抗率、Ｓは敷設される配線の断面積である。

Ｒｘ＝ρ（ｌ／Ｓ）…式２

そして、配線距離測定手段２２ａは、上記式１、２から算出した配線距離ｌに基づく配線距離情報を電圧制御手段２２ｃに出力している。

なお、図示の例では、施解錠状態判別部１２との間で敷設された配線の距離を測定しているが、扉開閉状態検知部１３との間に敷設された配線の距離を測定することで、上記と同様に電気錠制御盤２０と電気錠１０との間の配線距離を測定することができる。

錠種判別手段２２ｂは、電気錠１０の錠種によって異なる合成抵抗値が予め設定されており、電気錠１０の施解錠機構１４との間を並列に接続した状態で印加した際の電流値の変化幅に基づき、電気錠制御盤２０に接続される電気錠１０の錠種を判別する錠種判別器で構成される。

ここで、電気錠１０の錠種の判別方法について説明する。本例の錠種判別は、本願出願人が先に提案した特開平３−１９０８８６（特許第３０８９６１６号）における電気錠種の判別方法を用いている。詳細に説明すると、各錠種毎に合成抵抗値が異なるように施錠抵抗、解錠抵抗及び閉扉抵抗の値を設定する。電源側である電気錠制御盤２０から見た錠種判別手段２２ｂの合成抵抗値は、電気錠１０の施、解錠状態及び扉の開閉によって変化するが、その合成抵抗値の変化による観測電流Ｉ₁の変化が異なる錠種のそれと重複しないように設定する。

例えば、施解錠機構１４及び錠種判別手段２２ｂに印加される観測用の交流電圧を一定に定めることを当然の前提として、観測用の交流電圧が印加されたときの観測電流Ｉ₁の変化の幅が、電流値Ｉ１＜Ｉ２＜Ｉ３＜Ｉ４＜Ｉ５＜Ｉ６＜Ｉ７＜Ｉ８＜Ｉ９＜Ｉ１０として、第１種電気錠１０である施錠時連続通電型の電気錠１０に接続される錠種判別手段２２ｂの観測電流Ｉａの電流値の変化の幅がＩ₁＝Ｉ１〜Ｉ２, 第１種の解錠時連続通電型の電気錠１０のそれがＩ３〜Ｉ４, 第２種の瞬時通電有極型の電気錠１０のそれがＩ５〜Ｉ６，第２種の瞬時通電無極型のそれがＩ７〜Ｉ８，第３種のモータ錠のそれがＩ９〜Ｉ１０となるように設定する。そして、錠種判別手段２２ｂは、観測用の交流電圧が印加されたときの観測電流Ｉ₁の電流値の変化幅に基づき錠種を判別し、この判別された錠種の錠種情報を電圧制御手段２２ｃに出力している。

電圧制御手段２２ｃは、配線距離測定手段２２ａからの配線距離情報と錠種判別手段２２ｂからの錠種情報に基づき電気錠１０に最適な電圧値を算出し、この算出した電圧値に応じた電圧制御信号を電圧変換供給部２３に出力している。

記憶手段２２ｄは、電気錠１０で取得した施解錠情報（錠の解錠又は施錠を指示する情報）が正当な情報であるか否かを判別するための認証用施解錠情報、配線距離測定手段２２ａで判別された配線距離情報、錠種判別手段２２ｂで判別された錠種情報、電気錠１０からの錠前の施解錠状態を示す施解錠状態信号や扉の開閉状態を示す扉開閉状態信号など、電気錠制御盤２０の駆動に関わる各種データを記憶している。

施解錠制御手段２２ｅは、電気錠１０で取得した施解錠情報と記憶手段２２ｄに記憶した認証用施解錠情報が正当な情報であるか否かを判別し、正当な情報であると判別されると、現在の電気錠１０からの施解錠状態信号や扉開閉状態信号に基づいて錠を施錠するか、または解錠するかを判別し、判別結果に応じた駆動制御信号を電気錠１０に出力している。

電圧変換供給部２３は、可変型ＤＣ／ＤＣコンバータで構成され、電圧制御手段２２ｃから出力される電圧制御信号に基づき、電源部２１からの駆動電源を供給先である電気錠１０に最適な電圧値に変換した後、電気錠１０に電源供給している。

次に、上述した電気錠制御盤２０において電気錠１０への印加電圧を設定する際の処理動作について、図３を参照しながら説明する。

まず、電気錠制御盤２０に接続される電気錠１０から施解錠状態及び扉開閉状態を検知し（ＳＴ１）、電気錠１０が施錠状態で、且つ扉が閉扉状態あるか否かを判別する（ＳＴ２）。

このとき、施錠状態で、且つ閉扉状態であった場合は（ＳＴ２−Ｙｅｓ）、次に、電気錠制御盤２０と電気錠１０との間に敷設される配線の距離を測定する（ＳＴ３）。
一方、施錠状態で、且つ閉扉状態でなかった場合は（ＳＴ２−Ｎｏ）、電気錠１０を施錠状態で、且つ扉が閉扉状態にするように、例えば不図示の報知手段でメッセージ表示や鳴動によって報知した後（ＳＴ４）、再びＳＴ２の判別処理へ戻る。

ＳＴ３において、配線距離が測定されると、次に、電気錠１０の錠種を判別する（ＳＴ５）。なお、錠種判別に関する処理内容は、特開平３−１９０８８６（特許第３０８９６１６号）における電気錠種の判別方法と同様であるため、その説明を省略する。
そして、ＳＴ２で測定した電気錠制御盤２０と電気錠１０との間の配線距離及びＳＴ４で判別した電気錠１０の錠種に基づき、接続される電気錠１０に最適な電圧値を算出し（ＳＴ６）、この算出した電圧値に変換した電源を電気錠１０に供給する（ＳＴ７）。

このように、上述した電気錠制御盤２０は、電気錠１０が施錠状態で、且つ扉が閉扉状態のときに電気錠１０との間で敷設される配線の距離を測定するとともに、接続される観測用の交流電圧が印加されたときの観測電流Ｉ₁の電流値の変化幅に基づき錠種を判別し、この配線距離と錠種から接続される電気錠１０に最適な電圧に設定した状態で電源供給している。
これにより、電気錠１０がソレノイド型であってもソレノイドを発熱させることがなく、また配線距離に応じて最適な電圧で供給できるため、常に定格電圧で安定した電源供給を行うことができる。

本発明に係る電気錠制御盤を備えた電気錠システムの構成を説明するための概略構成図である。同電気錠制御盤と電気錠との間の配線距離の測定方法を説明するための説明図である。同電気錠制御盤の動作を説明するためのフローチャート図である。従来の電気錠システムを説明するための概略構成図である。

符号の説明

１電気錠システム
１０電気錠
１１施解錠情報取得部
１２施解錠状態判別部
１３扉開閉状態検知部
１４施解錠機構
２０電気錠制御盤
２１電源部
２２電気錠制御部
２２ａ配線距離測定手段
２２ｂ錠種判別手段
２２ｃ電圧制御手段
２２ｄ記憶手段
２２ｅ施解錠制御手段
２３電圧変換供給部

Claims

扉に設けられた電気錠を電気的に駆動して錠前を施解錠する電気錠制御盤において、
前記電気錠制御盤と前記電気錠との間に敷設される配線の距離を測定するための電流測定用の抵抗である電流測定用抵抗を備え、前記電気錠が施錠状態で、且つ扉が閉扉状態のときの前記電気錠制御盤と前記電気錠との間に流した電流を測定して前記配線の距離を測定する配線距離測定手段と、
前記電気錠の錠種によって異なる合成抵抗値を予め設定し、前記電気錠の施解錠機構との間を並列に接続した状態で観測用の交流電圧が印加されたときの観測電流の電流値の変化幅に基づき前記電気錠の錠種を判別する錠種判別手段と、
前記配線距離測定手段からの前記配線の距離に関する情報と、前記錠種判別手段からの前記電気錠の錠種に関する情報とに基づき前記電気錠に最適な電圧値を算出し、この算出した電圧値に応じた電圧制御信号を出力する電圧制御手段と、
該電圧制御手段からの電圧制御信号に基づく電圧を前記電気錠に供給する電圧変換供給部と、
を備えたことを特徴とする電気錠制御盤。