JP6146557B2 - Electric lock system - Google Patents

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Description

本発明は、非接触通電により電気錠に駆動電力を供給する電気錠システムに関する。   The present invention relates to an electric lock system that supplies driving power to an electric lock by non-contact energization.

近年、集合住宅や事業施設などにおいてセキュリティシステムを導入するために、扉などの可動建材に電気錠を設置する事例が増加している。従来、可動建材に設けられた電気錠に駆動電力を供給するために、例えば壁や枠体などの固定構造体側から蝶番部分を介して可動建材側に電線を配設している。ところが、可動建材の開閉に伴い、電線の捩れや周辺部材との接触摩擦などが生じ、継続的な使用により、電線が短絡したり断線したりする虞がある。そこで、非接触給電装置を用いて、可動建材側に電力を供給することが提案されている(特許文献1参照)。   In recent years, in order to introduce a security system in an apartment house or a business facility, an example of installing an electric lock on a movable building material such as a door is increasing. Conventionally, in order to supply driving power to an electric lock provided on a movable building material, for example, an electric wire is arranged on the movable building material side from a fixed structure side such as a wall or a frame through a hinge portion. However, with the opening and closing of the movable building material, twisting of the electric wires, contact friction with peripheral members, and the like occur, and the electric wires may be short-circuited or disconnected due to continuous use. Then, supplying electric power to the movable building material side using a non-contact electric power feeder is proposed (refer patent document 1).

非接触給電装置は、電磁誘導方式を用いたものが一般的であり、共振型のスイッチング電源などが用いられる。より具体的には、固定構造体側に設けられ、商用電源から電力の供給を受ける給電ユニットと、可動建材側に設けられる受電ユニットで構成されている。給電ユニットは、交流電力を直流電力に変換すると共に、直流電力を所定の周波数で発振させる高周波インバータ回路と、磁気トランスの一次側コイル及びフェライトコアなどで構成されている。受電ユニットは、磁気トランスの二次側コイル及びフェライトコアと、二次側コイルに誘起された交流電力を整流する整流・平滑化回路などで構成されている。   The non-contact power supply device generally uses an electromagnetic induction method, and a resonance type switching power supply or the like is used. More specifically, the power supply unit is provided on the fixed structure side and receives power supply from a commercial power source, and the power reception unit is provided on the movable building material side. The power supply unit includes a high-frequency inverter circuit that converts AC power into DC power and oscillates DC power at a predetermined frequency, a primary coil of a magnetic transformer, a ferrite core, and the like. The power receiving unit includes a secondary coil and a ferrite core of a magnetic transformer, and a rectification / smoothing circuit that rectifies AC power induced in the secondary coil.

特開2009−55745号公報JP 2009-55745 A

非接触給電装置を用いた電気機器としては、例えば電動歯ブラシやシェーバなどが知られているが、これらは所定の充電器に装着された状態で、非接触給電装置を用いて二次電池に充電される。そのため、充電器側に設けられた一次側コイルと電動歯ブラシやシェーバに設けられた二次側コイルの位置精度はかなり高い。それに対して、扉などの可動建材に非接触給電装置を取り付ける場合、可動建材側に設けられる受電ユニットに関しては、工場出荷時に取り付けられることが多いのに対して、固定構造体側に設けられる給電ユニットは、建築作業者により、可動建材側の受電ユニットに対向するように、現物合わせで取り付けられる。そのため、給電ユニットと受電ユニットの垂直方向における位置誤差や水平方向における隙間のばらつきはかなり大きい。給電ユニット側及び受電ユニット側のフェライトコアは、実際に必要な寸法よりも、上述の位置誤差や隙間ばらつきを許容できるように、余裕をもって大きめに造られており、給電ユニット及び受電ユニットが大型化及び高コスト化する。   For example, an electric toothbrush or a shaver is known as an electric device using a non-contact power supply device, and these are charged in a secondary battery using the non-contact power supply device while being attached to a predetermined charger. Is done. Therefore, the positional accuracy of the primary side coil provided on the charger side and the secondary side coil provided on the electric toothbrush or shaver is considerably high. In contrast, when a non-contact power supply device is attached to a movable building material such as a door, the power receiving unit provided on the movable building material side is often installed at the factory shipment, whereas the power supply unit provided on the fixed structure side Is installed by the construction worker so as to face the power receiving unit on the movable building material side. Therefore, the positional error in the vertical direction of the power supply unit and the power receiving unit and the variation in the gap in the horizontal direction are considerably large. The ferrite cores on the power supply unit side and the power reception unit side are made large enough to allow the above-mentioned positional error and gap variation beyond the actual required dimensions, and the power supply unit and power reception unit are enlarged. And increase the cost.

また、電気錠の施錠及び解錠は、必ず扉を閉めた状態、すなわち、給電ユニットと受電ユニットが対向した状態で行われるが、電気錠を施錠又は解錠するためにモータや電磁石などのアクチュエータを駆動する必要があり、アクチュエータの駆動の際、一時的に大電力(例えば10W程度)を必要とする。一方、電気錠が施錠又は解錠された後は、マイコンによる施錠又は解錠の確認動作及び電気錠が施錠又は解錠されたことを表示するためのLEDの点灯など、必要な電力量は少なくなる。一般的な家庭においては、電気錠の施錠及び解錠は、1日当たりせいぜい数回乃至数十回程度であり、非接触給電装置は、一日のうちのほとんどを待機電力の供給に用いられているのが現状である。   In addition, the locking and unlocking of the electric lock is always performed with the door closed, that is, with the power supply unit and the power receiving unit facing each other, but an actuator such as a motor or an electromagnet is used to lock or unlock the electric lock. When driving the actuator, a large amount of power (for example, about 10 W) is temporarily required. On the other hand, after the electric lock is locked or unlocked, the amount of power required is small, such as confirmation operation of locking or unlocking by the microcomputer and lighting of the LED for displaying that the electric lock is locked or unlocked. Become. In general households, locking and unlocking of electric locks are at most several times to several tens of times per day, and the non-contact power feeding device is used for supplying standby power most of the day. The current situation is.

さらに、非接触給電装置を構成する給電ユニット及び受電ユニットはトランスの一次側及び二次側に相当するので、非接触給電装置はオープンギャップのスイッチング電源と看なすことができ、放射ノイズが非常に大きい。そのため、特に給電ユニットには、大容量のコンデンサ(キャパシタ)や大型のコイル及びフェライトコア(インダクタ)などを用いたノイズフィルタ回路が設けられており、給電ユニットが大型化及び高コスト化する。   Furthermore, since the power feeding unit and the power receiving unit constituting the non-contact power feeding device correspond to the primary side and the secondary side of the transformer, the non-contact power feeding device can be regarded as an open-gap switching power source, and the radiation noise is very high. large. Therefore, in particular, the power supply unit is provided with a noise filter circuit using a large-capacity capacitor (capacitor), a large coil and a ferrite core (inductor), and the power supply unit is increased in size and cost.

さらに、商用電源が停電しているときは非接触給電装置から電気錠に対して電力が供給されないため、安全面の配慮から自動解錠を余儀なくされる場合があり、セキュリティ上の問題が生じる。また、扉が開いているときも非接触給電装置から電気錠に対して電力が供給されないため、電気錠やその他の機能、例えばLF帯無線を利用した認証システムを使用することができない。   Furthermore, since power is not supplied to the electric lock from the non-contact power supply device when the commercial power supply is interrupted, automatic unlocking may be forced for safety reasons, resulting in a security problem. In addition, even when the door is open, power is not supplied from the non-contact power supply device to the electric lock, so that an authentication system using the electric lock and other functions such as LF band radio cannot be used.

本発明は、上記従来例の問題を解決するためになされたものであり、停電時や扉が開かれているときでも電力の供給が可能であり、且つ、非接触給電装置を構成する給電ユニット及び受電ユニットが小型化及び低コスト化が可能な電気錠システムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems of the conventional example, and can supply power even when a power failure occurs or when the door is open, and also constitutes a non-contact power supply device. An object of the present invention is to provide an electric lock system in which the power receiving unit can be reduced in size and cost.

上記目的を達成するために、本発明に係る電気錠システムは、固定構造体側に設けられる給電ユニットと可動建材側に設けられる受電ユニットで構成され、電磁誘導により給電ユニットから受電ユニットに電力を供給する非接触給電装置と、
前記可動建材側に設けられる電気錠と、
前記可動建材側に設けられ、前記受電ユニットから出力される電力によって充電され、前記電気錠に駆動電力を供給する蓄電素子と、
前記受電ユニットは前記蓄電素子の充電回路と、
LF帯無線を利用した認証システムと、
人体感知センサを備え、
前記受電ユニットは、前記蓄電素子の充電電圧を検出する充電電圧検出回路と、前記蓄電素子の充電電圧と所定電圧の第1閾値及び前記第1閾値よりも低電圧の第2閾値とを比較し、前記蓄電素子の充電電圧が前記第2閾値未満となったときに前記蓄電素子の充電を開始し、前記蓄電素子の充電電圧が前記第1閾値以上となったときに前記蓄電素子の充電を停止する充電制御回路をさらに備え、該充電制御回路は、前記蓄電素子に充電するときだけ、前記給電ユニットから前記受電ユニットに電力を供給させ、前記給電ユニットから前記受電ユニットに対して、前記電気錠を駆動するには不十分であるが、前記蓄電素子を充電するには十分な電力が供給され、
前記可動建材が開かれているときに、前記人体感知センサが人を感知しているにも拘わらず、前記認証システムから認証信号が出力されないときは、警報音を出力することを特徴とする。
In order to achieve the above object, an electric lock system according to the present invention includes a power supply unit provided on the fixed structure side and a power reception unit provided on the movable building material side, and supplies power from the power supply unit to the power reception unit by electromagnetic induction. A contactless power feeding device,
An electric lock provided on the movable building material side;
An electricity storage element that is provided on the movable building material side, is charged by power output from the power receiving unit, and supplies driving power to the electric lock;
The power receiving unit includes a charging circuit for the storage element,
An authentication system using LF band radio,
With human body sensor
The power receiving unit compares a charging voltage detection circuit that detects a charging voltage of the storage element, a charging voltage of the storage element, a first threshold value of a predetermined voltage, and a second threshold value that is lower than the first threshold value. The charging of the storage element is started when the charging voltage of the storage element becomes less than the second threshold, and the charging of the storage element is started when the charging voltage of the storage element becomes equal to or higher than the first threshold. The charging control circuit further includes a charge control circuit for stopping the power supply unit so that power is supplied from the power feeding unit to the power receiving unit only when the power storage element is charged, and the power receiving unit supplies the power to the power receiving unit. Insufficient to drive the lock, but sufficient power is supplied to charge the storage element,
When the movable building material is opened, an alarm sound is output when an authentication signal is not output from the authentication system even though the human body detection sensor detects a person.

前記可動建材が開かれているときに、前記人体感知センサが人を感知し、且つ、前記認証システムから認証信号が出力されると、前記警報音とは異なる音声を出力することが好ましい。 When the movable building material is opened, if the human body sensor senses a person and an authentication signal is output from the authentication system, it is preferable to output a sound different from the alarm sound .

このような構成によれば、可動建材(扉)が開かれているときに、認証リモコンキーを所有しない人物が屋内に侵入しようとすると、警報を鳴らすことが可能である。 According to such a configuration, when the movable building material (door) is opened, an alarm can be sounded if a person who does not have the authentication remote control key attempts to enter the room.

本発明の一実施形態に係る電気錠システムの一構成例を示す図。The figure which shows the example of 1 structure of the electric lock system which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る電気錠システムの他の構成例を示す図。The figure which shows the other structural example of the electric lock system which concerns on one Embodiment of this invention. 電気錠システム及びその非接触給電装置のブロック構成図。The block block diagram of an electric lock system and its non-contact electric power feeder. 蓄電素子の充電電圧と充電開始及び停止を管理する閾値の関係を示す図。The figure which shows the relationship between the charging voltage of an electrical storage element, and the threshold value which manages charge start and stop. 電気錠の施錠/解錠動作における消費電力量と蓄電素子への充電電力量の関係を示す図。The figure which shows the relationship between the electric energy consumption in the locking / unlocking operation | movement of an electric lock, and the electric energy for charging to an electrical storage element.

本発明の一実施形態に係る電気錠システムについて説明する。図1は、蝶番によって回転支持された開閉扉にこの電気錠システムを応用した構成例を示し、図2は、引き戸にこの電気錠システムを応用した構成例を示す。   An electric lock system according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 shows a configuration example in which this electric lock system is applied to an open / close door rotatably supported by a hinge, and FIG. 2 shows a configuration example in which this electric lock system is applied to a sliding door.

図1又は図2において、非接触給電装置8は給電ユニット10と受電ユニット20で構成され、給電ユニット10は固定構造体である枠体1側に設けられ、受電ユニット20は可動建材(扉)2側に給電ユニット10に対向するように設けられている。可動建材2には、電気錠3と、電気錠3の施錠及び解錠を制御する電気錠制御ユニット4と、例えばリチウムイオン二次電池などの蓄電素子5と、太陽電池パネル(自己発電素子)6などが設けられている。図1では、蝶番7側に給電ユニット10と受電ユニット20が設けられているが、本実施形態に係る電気錠システムでは、非接触給電装置8を用いているため、電気錠3と同じ側に給電ユニット10と受電ユニット20を設けることも可能である。   In FIG. 1 or FIG. 2, the non-contact power feeding device 8 includes a power feeding unit 10 and a power receiving unit 20, and the power feeding unit 10 is provided on the side of the frame 1 that is a fixed structure, and the power receiving unit 20 is a movable building material (door). It is provided on the second side so as to face the power supply unit 10. The movable building material 2 includes an electric lock 3, an electric lock control unit 4 that controls the locking and unlocking of the electric lock 3, a power storage element 5 such as a lithium ion secondary battery, and a solar cell panel (self-generating element). 6 etc. are provided. In FIG. 1, the power feeding unit 10 and the power receiving unit 20 are provided on the hinge 7 side. However, in the electric lock system according to this embodiment, the non-contact power feeding device 8 is used. It is also possible to provide the power feeding unit 10 and the power receiving unit 20.

図3は、電気錠システム及びその非接触給電装置8のブロック構成を示す。上記のように、非接触給電装置8は給電ユニット10と受電ユニット20で構成され、給電ユニット10は、例えば共振型スイッチング電源の一次側(入力側)に相当し、受電ユニット20は二次側(出力側)に相当する。給電ユニット10は、商用電源9に接続され、例えば50Hz又は60Hzの交流電力が入力される。給電ユニット10は、ノイズフィルタ回路11と、高周波インバータ回路12と、磁気トランスの一次コイル13などで構成されている。ノイズフィルタ回路11は、例えば電源投入時の突入電流を低減するサーミスタ素子、サージ吸収素子(バリスタ)、ノイズ電圧を低減させるためのLCフィルタ回路素子などで構成されている。高周波インバータ回路12は、入力された交流電力を直流電力に変換する整流・平滑化回路と、直流電力を所定の周波数に発振させる発振回路などで構成されている。高周波インバータ回路12の種類としては、特に限定されるものではなく、プッシュプル型、ハーフブリッジ型、フルブリッジ型などのインバータ回路を用いることができる。受電ユニット20は、磁気トランスの二次コイル21、ダイオードブリッジ及び平滑コンデンサなどで構成された整流・平滑化回路22、充電回路23、充電電圧検出回路24、充電制御回路25などで構成されている。なお、図示していないが、レギュレータなどの電圧安定化素子をさらに設けてもよい。   FIG. 3 shows a block configuration of the electric lock system and its non-contact power feeding device 8. As described above, the non-contact power feeding device 8 includes the power feeding unit 10 and the power receiving unit 20. The power feeding unit 10 corresponds to, for example, the primary side (input side) of the resonant switching power supply, and the power receiving unit 20 is the secondary side. It corresponds to (output side). The power supply unit 10 is connected to a commercial power source 9 and receives, for example, AC power of 50 Hz or 60 Hz. The power supply unit 10 includes a noise filter circuit 11, a high frequency inverter circuit 12, a primary coil 13 of a magnetic transformer, and the like. The noise filter circuit 11 includes, for example, a thermistor element that reduces inrush current when power is turned on, a surge absorbing element (varistor), and an LC filter circuit element that reduces noise voltage. The high-frequency inverter circuit 12 includes a rectification / smoothing circuit that converts input AC power into DC power, and an oscillation circuit that oscillates DC power at a predetermined frequency. The type of the high-frequency inverter circuit 12 is not particularly limited, and an inverter circuit such as a push-pull type, a half bridge type, or a full bridge type can be used. The power receiving unit 20 includes a secondary coil 21 of a magnetic transformer, a rectification / smoothing circuit 22 including a diode bridge and a smoothing capacitor, a charging circuit 23, a charging voltage detection circuit 24, a charging control circuit 25, and the like. . Although not shown, a voltage stabilizing element such as a regulator may be further provided.

給電ユニット10側の一次コイル13及びそのフェライトコア(図示せず)は、給電ユニット10の筐体10a(図1参照)のうち、受電ユニット20と対向する面10bの内側に配置されている。また、受電ユニット20側の二次コイル21及びそのフェライトコア(図示せず)は、受電ユニット20の筐体20aのうち、給電ユニット10と対向する面20bの内側に配置されている。そのため、例えば図1に示すように、可動建材(扉)2を閉じた状態では、給電ユニット10側の一次コイル13と受電ユニット20側の二次コイル21が互いに対向し合い、非接触給電装置8の磁気トランスを構成する。また、給電ユニット10の筐体10aの受電ユニット20と対向する面10bには、例えばフォトカプラ(PC)30を構成する発光素子又は受光素子が設けられており、受電ユニット20の筐体20aの給電ユニット10と対向する面20bには、上記フォトカプラ30を構成する受光素子又は発光素子が設けられている。このフォトカプラ30は、受電ユニット20の充電制御回路25と高周波インバータ回路12との間に接続されている。後述するように、フォトカプラ30を介して所定の信号が充電制御回路25から高周波インバータ回路12に入力されているとき又は入力されていないときに、高周波インバータ回路12は発振動作を行う。   The primary coil 13 on the power supply unit 10 side and its ferrite core (not shown) are disposed inside the surface 10 b facing the power receiving unit 20 in the housing 10 a (see FIG. 1) of the power supply unit 10. Further, the secondary coil 21 on the power reception unit 20 side and its ferrite core (not shown) are arranged inside the surface 20 b facing the power supply unit 10 in the housing 20 a of the power reception unit 20. Therefore, for example, as shown in FIG. 1, in a state where the movable building material (door) 2 is closed, the primary coil 13 on the power supply unit 10 side and the secondary coil 21 on the power reception unit 20 side face each other, and the non-contact power supply device 8 magnetic transformers are configured. Further, for example, a light emitting element or a light receiving element constituting a photocoupler (PC) 30 is provided on a surface 10 b of the casing 10 a of the power supply unit 10 facing the power receiving unit 20. A light receiving element or a light emitting element constituting the photocoupler 30 is provided on the surface 20 b facing the power supply unit 10. The photocoupler 30 is connected between the charging control circuit 25 of the power receiving unit 20 and the high-frequency inverter circuit 12. As will be described later, when a predetermined signal is input from the charge control circuit 25 to the high-frequency inverter circuit 12 via the photocoupler 30 or when it is not input, the high-frequency inverter circuit 12 performs an oscillation operation.

充電回路23は、整流・平滑化回路22と太陽電池パネル6に接続されており、必要に応じて、整流・平滑化回路22又は太陽電池パネル6から出力される直流電力を用いて蓄電素子5を充電する。充電電圧検出回路24は、蓄電素子5の充電電圧を検出し、検出信号を充電制御回路25に入力する。充電制御回路25は、例えば、マイコン及びメモリなどで構成され、あらかじめメモリに、蓄電素子5の充電電圧と比較される所定電圧の第1閾値及び第1閾値よりも低電圧の第2閾値が記憶されている。図4に示すように、充電制御回路25は、蓄電素子5の充電電圧と第1閾値及び第2閾値とを比較し、充電電圧が第2閾値未満の低電圧状態となったときに蓄電素子5の充電を開始し、充電電圧が第1閾値以上の高電圧状態となったときに蓄電素子5の充電を停止する。すなわち、充電制御回路25は、蓄電素子5の充電電圧を常に一定の範囲に維持するように機能する。なお、施錠/解錠動作中に蓄電素子5の充電電圧が第2閾値未満の低電圧状態となったときも同様である。   The charging circuit 23 is connected to the rectifying / smoothing circuit 22 and the solar cell panel 6, and the storage element 5 using DC power output from the rectifying / smoothing circuit 22 or the solar cell panel 6 as necessary. To charge. The charging voltage detection circuit 24 detects the charging voltage of the storage element 5 and inputs a detection signal to the charging control circuit 25. The charge control circuit 25 is configured by, for example, a microcomputer and a memory, and the first threshold value of a predetermined voltage to be compared with the charging voltage of the storage element 5 and the second threshold value lower than the first threshold value are stored in the memory in advance. Has been. As shown in FIG. 4, the charge control circuit 25 compares the charging voltage of the power storage device 5 with the first threshold value and the second threshold value, and when the charge voltage is in a low voltage state less than the second threshold value, the power storage device 5 is started, and charging of the electric storage element 5 is stopped when the charging voltage becomes a high voltage state equal to or higher than the first threshold. That is, the charge control circuit 25 functions so as to always maintain the charging voltage of the storage element 5 within a certain range. The same applies when the charging voltage of the electricity storage element 5 is in a low voltage state lower than the second threshold value during the locking / unlocking operation.

ここで、蓄電素子5が太陽電池パネル6からの直流電力によって充電されるとき及び蓄電素子5に充電をしないときは、高周波インバータ回路12による発振動作は不要である。換言すれば、高周波インバータ回路12による発振動作を行わせるときは、太陽電池パネル6から直流電力が出力されていないか又は不十分であり、且つ、蓄電素子5の充電電圧が低下しているときである。そこで、充電制御回路25は、高周波インバータ回路12による発振動作を行わせるときだけ、フォトカプラ30を介して所定の信号を高周波インバータ回路12に入力する。あるいは、高周波インバータ回路12による発振動作を行わせないときに、充電制御回路25から、フォトカプラ30を介して所定の信号を高周波インバータ回路12に入力するように構成してもよい。このように、高周波インバータ回路12の発振を必要最小限に抑制することにより、商用電源9の消費電力を低減させると共に、非接触給電装置8からの空間ノイズ輻射を抑制することができる。   Here, when the power storage element 5 is charged with DC power from the solar cell panel 6 and when the power storage element 5 is not charged, the oscillation operation by the high-frequency inverter circuit 12 is not necessary. In other words, when the oscillation operation by the high-frequency inverter circuit 12 is performed, DC power is not output from the solar cell panel 6 or is insufficient, and the charging voltage of the storage element 5 is reduced. It is. Therefore, the charging control circuit 25 inputs a predetermined signal to the high frequency inverter circuit 12 via the photocoupler 30 only when the oscillation operation by the high frequency inverter circuit 12 is performed. Alternatively, when the oscillation operation by the high frequency inverter circuit 12 is not performed, a predetermined signal may be input to the high frequency inverter circuit 12 from the charge control circuit 25 via the photocoupler 30. In this way, by suppressing the oscillation of the high-frequency inverter circuit 12 to the minimum necessary, the power consumption of the commercial power supply 9 can be reduced and the spatial noise radiation from the non-contact power feeding device 8 can be suppressed.

この実施形態においては、太陽電池パネル6からの直流電力によっても蓄電素子5の充電が可能であるため、充電制御回路25は、過充電防止回路として機能し、充電回路23の起動及び停止を制御する。太陽電池パネル6が設けられていないときは、充電回路23を常時充電可能状態としておき、充電制御回路25は、蓄電素子5に充電するときだけ高周波インバータ回路12を発振させるように、高周波インバータ回路12を制御するように構成してもよい。   In this embodiment, since the storage element 5 can be charged also by DC power from the solar battery panel 6, the charge control circuit 25 functions as an overcharge prevention circuit and controls the start and stop of the charging circuit 23. To do. When the solar cell panel 6 is not provided, the charging circuit 23 is always in a chargeable state, and the charging control circuit 25 oscillates the high-frequency inverter circuit 12 only when the storage element 5 is charged. 12 may be configured to be controlled.

次に、電気錠3の施錠/解錠動作における消費電力量と蓄電素子5への充電電力量の関係を図5に示す。図5において、実線は電気錠3及び電気錠制御ユニット4などによる消費電力量の大まかな時間変化を表し、一点鎖線は蓄電素子5に充電するために非接触給電装置8によって消費される充電電力量の大まかな時間変化を表す。なお、電気錠制御ユニット4などによる待機電力量は一定であると仮定する。電気錠3を施錠又は解錠する場合、電気錠を駆動するためのモータや電磁石などのアクチュエータが駆動される。アクチュエータの駆動により短時間ではあるが大きな電流が流れ、負荷が最大となる。一方、電気錠3が施錠又は解錠された後は、電気錠制御ユニット4のマイコンによる施錠又は解錠の確認動作及び電気錠が施錠又は解錠されたことを表示するためのLEDの点灯など、必要な電力量は少なくなる。   Next, FIG. 5 shows the relationship between the amount of power consumed in the locking / unlocking operation of the electric lock 3 and the amount of power charged in the storage element 5. In FIG. 5, the solid line represents a rough temporal change in the amount of power consumed by the electric lock 3 and the electric lock control unit 4, and the alternate long and short dash line represents the charging power consumed by the non-contact power feeding device 8 to charge the storage element 5. Represents a rough change in quantity over time. It is assumed that the standby power amount by the electric lock control unit 4 or the like is constant. When locking or unlocking the electric lock 3, an actuator such as a motor or an electromagnet for driving the electric lock is driven. A large current flows for a short time by driving the actuator, and the load becomes maximum. On the other hand, after the electric lock 3 is locked or unlocked, an operation for confirming the locking or unlocking by the microcomputer of the electric lock control unit 4 and lighting of an LED for displaying that the electric lock is locked or unlocked. , Less power is required.

本実施形態に係る電気錠システムにおいては、電気錠3及び電気錠制御ユニット4に対する電力供給は蓄電素子5によって行われ、電気錠3の施錠/解錠動作に応じて、蓄電素子5からの放電量は変化する。ところが、非接触給電装置8は、蓄電素子5の充電にのみ用いられ、直接電気錠3及び電気錠制御ユニット4に対する電力供給は行わない。そのため、蓄電素子5に充電するために非接触給電装置8によって消費される充電電力量は、ほぼ一定である。また、非接触給電装置8の消費電力量、すなわち、給電ユニット10から受電ユニット20に対して供給される電力は、電気錠3を駆動するには不十分であるが、蓄電素子5を充電するには十分な電力であればよい。   In the electric lock system according to the present embodiment, power is supplied to the electric lock 3 and the electric lock control unit 4 by the electric storage element 5, and the electric discharge from the electric storage element 5 is performed according to the locking / unlocking operation of the electric lock 3. The amount varies. However, the non-contact power feeding device 8 is used only for charging the power storage element 5 and does not directly supply power to the electric lock 3 and the electric lock control unit 4. Therefore, the amount of charging power consumed by the non-contact power feeding device 8 for charging the power storage element 5 is substantially constant. Further, the amount of power consumed by the non-contact power feeding device 8, that is, the power supplied from the power feeding unit 10 to the power receiving unit 20 is insufficient to drive the electric lock 3, but charges the power storage element 5. It is sufficient if the power is sufficient.

このように、給電ユニット10から受電ユニット20に供給される電力は、従来の電気錠システムに比べて遙かに小さくて済み、給電ユニット10の一次コイル13及びそのフェライトコアや受電ユニット20の二次コイル21及びそのフェライトコアは、従来のものに比べて小型のもので十分である。省電力化に伴い、非接触給電装置8から放出される放射ノイズが低減されるので、ノイズフィルタ回路11の小型化も可能になる。その結果、非接触給電装置8を構成する給電ユニット10及び受電ユニット20も小型化及び低コスト化が可能となる。   As described above, the power supplied from the power supply unit 10 to the power receiving unit 20 is much smaller than that of the conventional electric lock system, and the primary coil 13 of the power supply unit 10 and its ferrite core and the power receiving unit 20 The secondary coil 21 and its ferrite core need only be smaller than the conventional one. Along with the power saving, radiation noise emitted from the non-contact power supply device 8 is reduced, so that the noise filter circuit 11 can be downsized. As a result, the power feeding unit 10 and the power receiving unit 20 constituting the non-contact power feeding device 8 can also be reduced in size and cost.

さらに、可動建材2側に蓄電素子5が設けられているので、商用電源9が停電した場合であっても、直ちに電気錠3を解錠する必要はない。すなわち、停電時の自動解錠に乗じた不審者の侵入を防ぐことができる。さらに、太陽電池パネル6が発電可能であれば、商用電源9が長時間停電し続けているときでも、電気錠3の機能を維持することができる。さらに、近年、LF帯無線を利用した認証システムと電気錠システムを組み合わせて、認証リモコンキーを所有するユーザが可動建材2から所定範囲内に接近しただけで、自動的に電気錠を解錠することが提案されている。このシステムをさらに応用し、可動建材(扉)2が開かれているときに、認証リモコンキーを所有しない人物が屋内に侵入しようとすると、警報を鳴らすことも可能である。例えば、人体感知センサが人を感知しているにも拘わらず、認証システムから認証信号が出力されないときは、不審者が侵入しようとしている可能性があるので、警報音を出力する。逆に、人体感知センサが人を感知し、且つ、認証システムから認証信号が出力されると、関係者が入室しようとしていると推定できるので、警報音とは異なる音声を出力すればよい。この場合、扉が開かれているときでも認証システムなどその他の機能に対して、蓄電素子5から電力を供給することができる。   Furthermore, since the electric storage element 5 is provided on the movable building material 2 side, it is not necessary to unlock the electric lock 3 immediately even when the commercial power source 9 fails. That is, it is possible to prevent an intruder from entering the automatic unlocking at the time of a power failure. Furthermore, if the solar cell panel 6 can generate power, the function of the electric lock 3 can be maintained even when the commercial power source 9 continues to be out of power for a long time. Furthermore, in recent years, an authentication system using an LF band radio and an electric lock system are combined, and the user who owns the authentication remote control key automatically unlocks the electric lock only when the user approaches the predetermined range from the movable building material 2. It has been proposed. By further applying this system, when a movable building material (door) 2 is opened, an alarm can be sounded if a person who does not have an authentication remote control key attempts to enter the room. For example, when an authentication signal is not output from the authentication system even though the human body sensor detects a person, a suspicious person may be trying to enter, so an alarm sound is output. Conversely, when the human body sensor senses a person and an authentication signal is output from the authentication system, it can be estimated that the person concerned is about to enter the room, so it is only necessary to output a sound different from the alarm sound. In this case, even when the door is opened, power can be supplied from the power storage element 5 to other functions such as an authentication system.

他の応用例として、充電制御回路25は、蓄電素子5の経年劣化、恒常的な異常、一時的な充電異常を検出することができる。一般的に、二次電池の充放電回数に限界があることは知られているので、例えば、充電制御回路25は、充電回路23を起動した回数などから、蓄電素子5の充放電回数をカウントすることができる。あるいは、充電電圧検出回路24は、蓄電素子5の充電電圧を常時モニタしているので、充電制御回路25は、充電時の波形の傾きの変化や充電間隔などから蓄電素子5の経年劣化の度合いを推定することができる。一般的に、蓄電素子5が劣化していないときは、充電時の波形の傾きが急で、充電間隔が長い。一方、蓄電素子5が劣化してくると、充電時の波形の傾きが緩やかになり、充電間隔が短くなる。蓄電素子5が経年劣化したと推定されると、例えばLEDを点灯させて、ユーザに蓄電素子5の寿命が近いことなどを通知することができる。また、蓄電素子5に液漏れなどの恒久的な異常が発生したときは、一定時間を経過しても蓄電素子5の充電電圧が上記第2閾値以上に上昇しないので、例えばLEDを点滅させるなどして、直ちに異常発生を通知することができる。これらの場合のLEDの駆動電力は、蓄電素子5からではなく、非接触給電装置8から供給することができる。   As another application example, the charge control circuit 25 can detect aged deterioration, permanent abnormality, and temporary charging abnormality of the electricity storage element 5. In general, since it is known that there is a limit to the number of times that the secondary battery can be charged and discharged, for example, the charging control circuit 25 counts the number of times that the storage element 5 is charged and discharged based on the number of times the charging circuit 23 is activated. can do. Alternatively, since the charging voltage detection circuit 24 constantly monitors the charging voltage of the storage element 5, the charging control circuit 25 determines the degree of aging of the storage element 5 from the change in the slope of the waveform during charging, the charging interval, and the like. Can be estimated. Generally, when the power storage element 5 is not deteriorated, the slope of the waveform during charging is steep and the charging interval is long. On the other hand, when the power storage element 5 is deteriorated, the slope of the waveform during charging becomes gradual, and the charging interval is shortened. If it is estimated that the electricity storage element 5 has deteriorated over time, for example, an LED can be turned on to notify the user that the life of the electricity storage element 5 is near. In addition, when a permanent abnormality such as liquid leakage occurs in the electricity storage element 5, the charging voltage of the electricity storage element 5 does not rise above the second threshold value even after a certain period of time. Thus, the occurrence of an abnormality can be notified immediately. The driving power of the LED in these cases can be supplied from the non-contact power feeding device 8 instead of from the power storage element 5.

さらに、枠体1と可動建材2の隙間にチラシや回覧板などが挟まれ、この異物が磁界の作用を妨げる金属物であった場合、給電ユニット10から受電ユニット20に十分な電力が供給されず、蓄電素子5の充電に支障をきたすような一時的な異常も起こりうる。このような状態が長時間続くと、蓄電素子に充電されていた電力がやがて放電され、電気錠制御ユニット4や電気錠3を駆動することができなくなる。また、非接触給電装置8から電力を供給することができないので、LEDを点滅させることもできなくなる。この場合、同時にフォトカプラ30を介して所定の信号を充電制御回路25から高周波インバータ回路12に入力することもできなくなる。従って、フォトカプラ30を利用して枠体1と可動建材2の隙間にチラシや回覧板などが挟まれたことを検出し、蓄電素子5に十分な電力が残されている間に警報音を出力することも可能である。   Furthermore, when a leaflet, a circulation board, etc. are pinched | interposed into the clearance gap between the frame 1 and the movable building material 2, and this foreign material is a metal object which prevents the effect | action of a magnetic field, sufficient electric power is supplied to the receiving unit 20 from the electric power feeding unit 10. In addition, a temporary abnormality that may interfere with charging of the electricity storage element 5 may occur. If such a state continues for a long time, the electric power charged in the power storage element is eventually discharged, and the electric lock control unit 4 and the electric lock 3 cannot be driven. Moreover, since electric power cannot be supplied from the non-contact electric power feeder 8, LED cannot be blinked. In this case, it becomes impossible to input a predetermined signal from the charging control circuit 25 to the high-frequency inverter circuit 12 through the photocoupler 30 at the same time. Therefore, the photocoupler 30 is used to detect that a leaflet, a circular board, or the like is sandwiched in the gap between the frame 1 and the movable building material 2, and an alarm sound is generated while sufficient electric power remains in the power storage element 5. It is also possible to output.

1 枠体(固定構造体)
2 可動建材(扉)
3 電気錠
4 電気錠制御ユニット
5 蓄電素子
6 太陽電池パネル(自己発電素子)
8 非接触給電装置
9 商用電源
10 給電ユニット
11 ノイズフィルタ回路
12 高周波インバータ回路
13 (磁気トランスの)一次コイル
20 受電ユニット
21 (磁気トランスの)二次コイル
22 整流・平滑化回路
23 充電回路
24 充電電圧検出回路
25 充電制御回路
30 フォトカプラ
1 frame (fixed structure)
2 Movable building material (door)
3 Electric lock 4 Electric lock control unit 5 Storage element 6 Solar panel (self-generating element)
8 Non-contact power supply device 9 Commercial power supply 10 Power supply unit 11 Noise filter circuit 12 High-frequency inverter circuit 13 Primary coil (of magnetic transformer) 20 Power receiving unit 21 Secondary coil (of magnetic transformer) 22 Rectification / smoothing circuit 23 Charging circuit 24 Charging Voltage detection circuit 25 Charge control circuit 30 Photocoupler

Claims (2)

固定構造体側に設けられる給電ユニットと可動建材側に設けられる受電ユニットで構成され、電磁誘導により給電ユニットから受電ユニットに電力を供給する非接触給電装置と、
前記可動建材側に設けられる電気錠と、
前記可動建材側に設けられ、前記受電ユニットから出力される電力によって充電され、前記電気錠に駆動電力を供給する蓄電素子と、
前記受電ユニットは前記蓄電素子の充電回路と、
LF帯無線を利用した認証システムと、
人体感知センサを備え、
前記受電ユニットは、前記蓄電素子の充電電圧を検出する充電電圧検出回路と、前記蓄電素子の充電電圧と所定電圧の第1閾値及び前記第1閾値よりも低電圧の第2閾値とを比較し、前記蓄電素子の充電電圧が前記第2閾値未満となったときに前記蓄電素子の充電を開始し、前記蓄電素子の充電電圧が前記第1閾値以上となったときに前記蓄電素子の充電を停止する充電制御回路をさらに備え、該充電制御回路は、前記蓄電素子に充電するときだけ、前記給電ユニットから前記受電ユニットに電力を供給させ、前記給電ユニットから前記受電ユニットに対して、前記電気錠を駆動するには不十分であるが、前記蓄電素子を充電するには十分な電力が供給され、
前記可動建材が開かれているときに、前記人体感知センサが人を感知しているにも拘わらず、前記認証システムから認証信号が出力されないときは、警報音を出力することを特徴とする電気錠システム。
A non-contact power feeding device configured by a power feeding unit provided on the fixed structure side and a power receiving unit provided on the movable building material side, and supplying power from the power feeding unit to the power receiving unit by electromagnetic induction;
An electric lock provided on the movable building material side;
An electricity storage element that is provided on the movable building material side, is charged by power output from the power receiving unit, and supplies driving power to the electric lock;
The power receiving unit includes a charging circuit for the storage element,
An authentication system using LF band radio,
With human body sensor
The power receiving unit compares a charging voltage detection circuit that detects a charging voltage of the storage element, a charging voltage of the storage element, a first threshold value of a predetermined voltage, and a second threshold value that is lower than the first threshold value. The charging of the storage element is started when the charging voltage of the storage element becomes less than the second threshold, and the charging of the storage element is started when the charging voltage of the storage element becomes equal to or higher than the first threshold. The charging control circuit further includes a charge control circuit for stopping the power supply unit so that power is supplied from the power feeding unit to the power receiving unit only when the power storage element is charged, and the power receiving unit supplies the power to the power receiving unit. Insufficient to drive the lock, but sufficient power is supplied to charge the storage element,
When the movable building material is opened, an alarm sound is output when an authentication signal is not output from the authentication system even though the human body sensor detects a person. Lock system.
前記可動建材が開かれているときに、前記人体感知センサが人を感知し、且つ、前記認証システムから認証信号が出力されると、前記警報音とは異なる音声を出力することを特徴とする請求項1に記載の電気錠システム。 When the movable building material is opened, if the human body sensor detects a person and an authentication signal is output from the authentication system, a sound different from the warning sound is output. The electric lock system according to claim 1.
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