JP5899460B2 - 窓用施解錠センサ - Google Patents

Description

本発明は、窓用施解錠センサに関するものである。

従来から、引き違い窓等の施錠に用いられるクレセント錠の施解錠状態を検出する窓用施解錠センサが提供されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。

クレセント錠は、施錠される部位の一方側に固定されるベースと、施錠される部位の他方側に固定されるフックと、ベースに対して回転可能に連結された操作レバーとを備える。すなわち、施錠される部位が閉じられた状態で所定の施錠位置まで操作レバーが回転されると、操作レバーがフックに引っかかる（つまりフックを係止する）ことで施錠が達成される。具体的には例えば、上記の施錠される部位は一対の引き違い戸であり、ベースは室内側の引き違い戸に固定され、フックは室外側の引き違い戸に固定される。

このようなクレセント錠の施解錠状態を検出する窓用施解錠センサとしては、操作レバーに固定される磁石と、施錠される部位のうちベースと同じ側（例えば室内側の引き違い戸）において操作レバーが施錠位置にあるときに上記の磁石に近接する位置に固定されるリードスイッチとを備えるものがある。すなわち、操作レバーが施錠位置にあるときには磁石が近接することでリードスイッチのオンオフが切り替わるから、リードスイッチのオンオフ状態に基いて施解錠状態を検出することができる。

特開平６−３０９５７２号公報 特開２００６−２８５８６３号公報

ここで、上記の磁石を操作レバーに固定する手段としては、一般的には両面テープが用いられる。従って、磁石の固定に十分な保持力を得るためには、磁石と操作レバーとの接触面積が十分に大きい必要がある。しかしながら、例えば磁石が平面状であって操作レバーが曲面状である場合のように、磁石の形状と操作レバーの形状とが互いに適合していない場合には、上記のような接触面積が確保できない。

また、施錠された状態で、リードスイッチが固定される面と操作レバーとの間に、リードスイッチと磁石とを配置可能な程度に大きい隙間が開いている必要がある。さらに、リードスイッチを正常に動作させるには、施錠された状態での磁石とリードスイッチとの間の距離を十分に小さくする必要があるから、上記の隙間は大きすぎてはならない。

つまり、上記従来の窓用施解錠センサが使用される際に満たされるべき条件（以下、「使用条件」と呼ぶ。）は比較的に厳しかった。

本発明は、上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、使用条件が緩和された窓用施解錠センサを提供することにある。

本発明の窓用施解錠センサは、施錠状態にあるクレセント錠の操作レバーに当たる方向光を照射する発光部と、前記発光部の光が反射された反射光が入射する位置に設けられて光の入射状態に応じた電気信号を出力する受光部と、前記受光部の出力に基いて前記クレセント錠の施解錠状態を判定する判定部とを備え、前記受光部は、前記反射光の入射方向に応じた電気信号を出力するものであって、前記判定部は、前記受光部の出力に基いて、前記受光部と前記反射光を反射した面との間の距離を演算するとともに、前記距離が所定範囲内である場合に前記クレセント錠が施錠状態であると判定し、前記距離が前記所定範囲外である場合に前記クレセント錠が解錠状態であると判定することを特徴とする。

上記の窓用施解錠センサにおいて、前記発光部は強度が所定の周波数で周期的に変化する光を照射し、前記判定部は前記受光部の出力から前記周波数の成分を抽出して施解錠状態の判定に用いることが望ましい。

さらに、上記の窓用施解錠センサにおいて、前記受光部は、前記発光部との距離が互いに異なりそれぞれ入射した光の量に応じた電気信号を出力する複数個の受光素子を有し、前記判定部は、前記受光素子間の出力の関係に基いて反射面との距離を演算するものであってもよい。

また、上記の窓用施解錠センサにおいて、前記受光部と前記反射光を反射した面との間の距離と前記受光部の出力との関係を変化させる調整手段を備えることが望ましい。

本発明によれば、操作レバーに磁石を貼着する必要がないことにより、磁石を貼着することができないような曲面形状の操作レバーを有するクレセント錠に対しても使用できるといったように、使用条件が緩和される。

本発明の実施形態１を示す説明図である。 同上の使用状態の一例を示す説明図である。 同上の使用状態の別の例を示す説明図である。 同上を示すブロック図である。 同上の発光部と受光部との例を示す説明図である。 本発明の実施形態２を示す説明図である。 同上の変更例を示す説明図である。 同上の別の変更例を示す説明図である。 同上にカーテンが被さった状態を示す説明図である。 同上にブラインドが被さった状態を示す説明図である。 本発明の実施形態３を示す説明図である。 同上の変更例を示す説明図である。 同上の別の変更例を示す説明図である。 同上の更に別の変更例を示す説明図である。 （ａ）〜（ｃ）はそれぞれ図１４の例に用いられる遮光板の例を示す説明図である。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。
（実施形態１）
本実施形態の窓用施解錠センサ１は、図２に示すようなクレセント錠２の施解錠状態を検出するものである。このクレセント錠２は、施錠される部位の一方側に固定されるベース２１と、施錠される部位の他方側に固定されるフック２２と、フック２２を係止することにより施錠を達成する施錠位置とフック２２を係止しない解錠位置との間でベース２１に対して回転可能に取り付けられた操作レバー２３とを備える。引き違い戸に取り付けられる場合、窓用施解錠センサ１の取付位置としては、図２のように室内側の引き違い戸の枠３１に取り付けてもよいし、図３のように室外側の引き違い戸の例えばガラス部分３２に取り付けてもよい。

窓用施解錠センサ１は、図４に示すように、クレセント錠２の施解錠状態を検出する判定部１１と、判定部１１により解錠状態が検出された場合に所定の無線信号を外部装置（図示せず）に送信するという報知動作を行う報知部としての無線通信部１２と、判定部１１の出力に基いて無線通信部１２を制御する制御部１３とを備える。上記の無線信号の媒体としては例えば電波が用いられる。さらに、本実施形態は、光１４ｗを照射する発光部１４と、光の入射状態に応じた電気信号を出力する受光部１５とを備える。上記の各部はそれぞれ例えば釦電池のような電池（図示せず）を電源とする。

制御部１３は、例えばマイコンからなり、判定部１１により解錠状態が検出されたときに、上記の報知動作を行うように無線通信部１２を制御する。

上記の外部装置は、例えば、上記の無線信号が受信されたときに音や光による報知を行うものである。

なお、報知部としては、上記のような無線通信部１２に代えて又は加えて、ブザーやスピーカーを有して音による報知を行う電気回路や、発光ダイオードなどの発光素子を有して光による報知を行う電気回路を設けてもよい。

発光部１４は、操作レバー２３が施錠位置にある施錠状態では図１に示すように操作レバー２３に当り、且つ、操作レバー２３が解錠位置にある解錠状態では操作レバー２３に当たらないような方向に光１４ｗを照射する。このような発光部１４は、例えば、図５に示すように、発光ダイオード等の光源１４１と、この光源の光を配光するレンズ１４２等の光学部品とで構成することができる。

また、受光部１５は、上記の光１４ｗが図１に示すように操作レバー２３等で反射された反射光１５ｗが入射する位置に設けられ、入射した光量に応じた電気信号を出力する。このような受光部１５は、例えば、フォトダイオード等の受光素子１５１と、上記の反射光１５ｗを受光素子１５１に入射させるレンズ１５２等の光学部品で構成することができる。

判定部１１は、受光部１５の出力（受光素子１５１の出力）に基いて施解錠状態を判定する。

判定部１１の動作としては、例えば、受光部１５に入射する反射光１５ｗの光量が所定の閾値を上回っているときに操作レバー２３が施錠位置にある（つまり施錠状態である）と判定し、受光部１５に入射する反射光１５ｗの光量が上記の閾値を下回っているときに操作レバー２３が解錠位置にある（つまり解錠状態である）と判定する。

さらに、発光部１４の光１４ｗに対する反射率が操作レバー２３よりも高い反射シート４１を、操作レバー２３において施錠位置で上記の光１４ｗが入射する部位に予め貼着しておけば、施解錠状態の検出の精度を向上することができる。上記の反射シート４１は柔軟なシート状とすることができるから、ブロック状の磁石に比べて貼着箇所の制限が少ない。

上記構成によれば、操作レバー２３に磁石を貼着する必要がないことにより、磁石を貼着することができないような曲面形状の操作レバー２３を有するクレセント錠２に対しても使用できるといったように、使用条件が緩和される。
（実施形態２）
本実施形態の基本構成は実施形態１と共通であるので、共通する部分については説明を省略する。

本実施形態は、図６に示すように、クレセント錠２の操作レバー２３に当たらない方向に光１６ｗを照射する比較用発光部１６と、比較用発光部１６の光が反射された反射光が入射する位置に設けられて入射した光の量に応じた電気信号を出力する比較用受光部１７とを備える。

比較用発光部１６は発光部１４と同様に発光素子１６１とレンズ１６２等の光学部品とで構成され、比較用受光部１７は受光部１５と同様に受光素子１７１とレンズ１７２等の光学部品とで構成される。または、図７に示すように、発光素子１４１を発光部１４と比較用発光部１６とで兼用し、発光部１４には発光素子１４１の光を一部通過させて一部反射させるハーフミラー１４３を設け、比較用発光部１６にはハーフミラー１４３を通過した光を反射させる反射鏡１６３を設けてもよい。

さらに、比較用発光部１６と比較用受光部１７との組は、図８に示すように複数組設けてもよい。

判定部１１は、各比較用受光部１７の出力についてそれぞれ受光部１５の出力との差をとり、得られた差の全てが所定の閾値を上回ったときに操作レバー２３が施錠位置にある（つまり施錠状態である）と判定し、得られた差のいずれかが上記の閾値を下回ったときに操作レバー２３が解錠位置にある（つまり解錠状態である）と判定する。この構成を採用すれば、実際には解錠状態であるにも関わらず図９に示すようなカーテン５１や図１０に示すようなブラインドのルーバー５２等による反射光で施錠状態と判定されるという誤判定が抑えられる。

なお、判定部１１が、解錠状態と判定されている期間にのみ上記動作を行い、施錠状態と判定されている期間には各比較用受光部１７の出力を参照せずに実施形態１と同様に受光部１５の出力のみに基いて判定を行うものとしてもよい。
（実施形態３）
本実施形態の基本構成は実施形態１と共通であるので、共通する部分については説明を省略する。

本実施形態において、発光部１４には光１４ｗとしてレーザー光を照射するものが用いられ、受光部１５としては、反射光１５ｗの入射方向に応じた電気信号を出力するものが用いられる。図１１に示すように、発光部１４の光１４ｗは、発光部１４と受光部１５とが並ぶ方向（図での上下方向）に直交する方向（図での左方向）に照射される。

また、判定部１１は、受光部１５の出力に基いて、反射光１５ｗを反射した操作レバー２３等の反射面と受光部１５との距離（以下、「検出距離」と呼ぶ）を検出するとともに、検出距離を所定の施錠判定範囲と比較する。施錠判定範囲は、施錠状態にある操作レバー２３と受光部１５との距離を含むような範囲とされる。そして、判定部１１は、検出距離が施錠判定範囲内であるときに施錠状態であると判定し、検出距離が施錠判定範囲外であるときに解錠状態であると判定する。

具体的には、受光部１５の受光素子１５１として、光の入射位置と発光部１４との距離に応じた電気信号を出力する光位置センサ（Position Sensitive Detector:ＰＳＤ）等を用いる。受光部１５（レンズ１５２）への反射光１５ｗの入射方向、並びに、レンズ１５２と受光素子１５１との位置関係に応じて、受光素子１５１に形成される光点の位置が変化し、これによって受光素子１５１の出力が変化する。つまり受光素子１５１の出力によって反射光１５ｗの入射方向が分かり、さらに発光部１４と受光部１５との距離を用いた三角測量の原理により、検出距離を演算することができる。

すなわち、クレセント錠２が解錠状態であるときには、施錠状態でのクレセント錠２の操作レバー２３よりも受光部１５から離れたカーテン５１等で光１４ｗが反射され、つまり施錠状態よりも検出距離が長くなると推定されることに基いて、解錠状態と施錠状態とを判別するのである。

又は、図１２に示すように、発光部１４との距離が互いに異なりそれぞれ入射した光量に応じた電気信号を出力する複数個（図では２個）の受光素子１５１を設けるとともに、これらの受光素子１５１のうち入射した光量が最も多いものと２番目に多いものとの２個の受光素子１５１間の出力の差や比率等に基いて判定部１１が検出距離を演算するものとしてもよい。

なお、判定部１１の動作としては、検出距離を実際に演算する代わりに、受光部１５の出力を、施錠判定範囲に対応する所定の閾値と比較することで施錠状態か否かを判定するものとしてもよい。

上記のいずれの場合にも、発光部１４や受光部１５や判定部１１は周知技術で実現可能であるので、詳細な図示並びに説明は省略する。

上記構成によれば、反射光１５ｗの光量に基いて施解錠状態が判定される場合に比べ、操作レバー２３の反射率の影響を受けにくい。

ここで、検出距離と受光部１５の出力との関係は、受光素子１５１とレンズ１５２との位置関係に依存する。そこで、受光部１５のレンズ１５２を、発光部１４との距離を変化させる方向（図１１や図１２での上下方向）に可動としてもよい。具体的には、図１３に示すように、レンズ１５２以外が固定されるとともに枠３１等に固定されるベース１０１に対して、矢印Ａ１で示すように発光素子１４１と受光素子１５１とが並ぶ方向（図１３での上下方向）にスライド可能に連結された調整手段としてのカバー１０２を設け、このカバー１０２に受光部１５のレンズ１５２を固定する。この構成を採用すれば、施錠状態での操作レバー２３と受光部１５との距離が異なる場合にも、レンズ１５２を動かして施錠判定範囲を変更することにより対応可能となる。例えば、図１３の例では、施錠状態での操作レバー２３と受光部１５との距離が長いほど、カバー１０２を下方へ変位させればよい。

または、図１４に示すように、発光素子１４１と受光素子１５１とが並ぶ方向（図１４での上下方向）に並べて複数個（図では３個）のレンズ１５２をベース１０１に固定するとともに、いずれか１個のレンズ１５２を露出させる開口１５４を有する調整手段としての遮光板１０３をベース１０１に対して着脱自在としてもよい。この構成を採用すれば、図１５（ａ）〜（ｃ）に示すようにそれぞれ露出させるレンズ１５２が異なる複数種類（図では３種類）のカバー１０２のうちベース１０１に結合させる遮光板１０３を適宜選択することで、レンズ１５２を動かす場合と同様の効果を得ることができる。つまり、施錠状態での操作レバー２３と受光部１５との距離が長いほど、受光部１５から離れたレンズ１５２を露出させる遮光板１０３を用いればよい。例えば、図１４に破線で示すように施錠状態での操作レバー２３と受光部１５との距離がより近い場合には、図１５（ａ）のようにより発光部１４に近い上側のレンズ１５２を露出させる遮光版１０３を用いる。

なお、上記の各実施形態において、発光部１４や比較用発光部１６が光１４ｗ，１６ｗの強度（光束）を所定の周波数で周期的に変化させ、判定部１１が受光部１５や比較用受光部１７の出力から上記周波数の成分を抽出して判定に用いるものとしてもよい。上記の変化としては例えば正弦波状の変化が考えられる。また、上記のような抽出は例えば周知のフィルタ回路を用いて実現することができる。または、発光部１４において上記の変化を矩形状とする場合、発光部１４が間欠点灯し、判定部１１が発光部１４の点灯中にのみ受光部１５の出力を受け付けるものとしてもよい。上記構成を採用すれば、発光部１４や比較用発光部１６以外の光源からの光（例えば日光）による誤判定が抑えられる。

１ 窓用施解錠センサ
２ クレセント錠
１１ 判定部
１４ 発光部
１４ｗ 光
１５ 受光部
１５ｗ 反射光
１６ 比較用発光部
１７ 比較用受光部
２３ 操作レバー
１０２ カバー（調整手段）
１０３ 遮光板（調整手段）
１５１ 受光素子

Claims (4)

1. 施錠状態にあるクレセント錠の操作レバーに当たる方向に光を照射する発光部と、
   前記発光部の光が反射された反射光が入射する位置に設けられて光の入射状態に応じた電気信号を出力する受光部と、
   前記受光部の出力に基いて前記クレセント錠の施解錠状態を判定する判定部とを備え、
   前記受光部は、前記反射光の入射方向に応じた電気信号を出力するものであって、
   前記判定部は、前記受光部の出力に基いて、前記受光部と前記反射光を反射した面との間の距離を演算するとともに、前記距離が所定範囲内である場合に前記クレセント錠が施錠状態であると判定し、前記距離が前記所定範囲外である場合に前記クレセント錠が解錠状態であると判定することを特徴とする窓用施解錠センサ。
2. 前記発光部は強度が所定の周波数で周期的に変化する光を照射し、前記判定部は前記受光部の出力から前記周波数の成分を抽出して施解錠状態の判定に用いることを特徴とする請求項１記載の窓用施解錠センサ。
3. 前記受光部は、前記発光部との距離が互いに異なりそれぞれ入射した光の量に応じた電気信号を出力する複数個の受光素子を有し、前記判定部は、前記受光素子間の出力の関係に基いて反射面との距離を演算することを特徴とする請求項１または２記載の窓用施解錠センサ。
4. 前記受光部と前記反射光を反射した面との間の距離と前記受光部の出力との関係を変化させる調整手段を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の窓用施解錠センサ。

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