JP6380788B2 - Electric lock control device, electric lock system and door system - Google Patents
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本発明は、電気錠の制御装置、電気錠システム及びドアシステムに関し、特に電池を電源とする電気錠の制御装置、電気錠システム及びドアシステムに関する。 The present invention relates to an electric lock control device , an electric lock system, and a door system , and more particularly to an electric lock control device , an electric lock system, and a door system that use a battery as a power source.
従来、利用者が非接触電子鍵(例えば、ICカード)をドアに設けられたリーダにかざす等して、ドアの施錠及び解錠を制御する電気錠システムが提供されている(例えば特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, an electric lock system has been provided in which a user controls the locking and unlocking of a door by holding a non-contact electronic key (for example, an IC card) over a reader provided on the door (for example, Patent Document 1). reference).
特許文献1記載の電気錠システムは、ドアを施解錠するために、ドアの屋内側に電動サムターン、制御ユニット等を備える。電動サムターンは、モータ、動力伝達機構等を備える。動力伝達機構は、モータによる駆動力を施解錠機構に伝達する。また、この電気錠システムは、ドアに埋没された施解錠機構を備える。施解錠機構は、突没自在のデッドボルトを有し、デッドボルトが突没することでドアの施解錠を行う。 The electric lock system described in Patent Document 1 includes an electric thumb turn, a control unit, and the like on the indoor side of the door in order to lock and unlock the door. The electric thumb turn includes a motor, a power transmission mechanism, and the like. The power transmission mechanism transmits the driving force of the motor to the locking / unlocking mechanism. The electric lock system includes a locking / unlocking mechanism embedded in the door. The locking / unlocking mechanism has a dead bolt that can freely project and retract, and locks and unlocks the door when the dead bolt projects and sinks.
つまり、制御ユニットが、モータを駆動することで、動力伝達機構を介して、施解錠機構が備えるデッドボルトを突没させる。また、制御ユニットは、リーダの出力信号によって、施錠の場合と解錠の場合とで、モータに流す電流の向きを反転させて、モータの回転方向を切り換える。 That is, the control unit drives and drives the dead bolt included in the locking / unlocking mechanism via the power transmission mechanism. Further, the control unit switches the rotation direction of the motor by reversing the direction of the current flowing through the motor depending on the output signal of the reader in the case of locking and unlocking.
例えば、利用者がドアを施錠する場合、屋外側のドアに設けられたリーダにICカードをかざす。すると、制御ユニットが、モータを正回転させ、デッドボルトを外側に突出させてドアが施錠される。また、利用者がドアを解錠させたい場合は、施錠されているドアのリーダにICカードをかざす。すると、制御ユニットが、モータを逆回転させ、デッドボルトをドア内部に収納させてドアが解錠される。 For example, when the user locks the door, the IC card is held over a reader provided on the outdoor door. Then, the control unit rotates the motor in the forward direction and causes the dead bolt to protrude outward, thereby locking the door. When the user wants to unlock the door, the user holds the IC card over the locked door reader. Then, the control unit reversely rotates the motor, stores the dead bolt in the door, and unlocks the door.
また、電池を内部電源とした、遠隔施解錠装置(制御装置)が提供されている(例えば特許文献2参照)。特許文献2記載の遠隔施解錠装置では、電池電圧を検出し、検出した電池電圧が所定の下限値を下回る場合、ブザーやLED表示によって利用者に電池切れを報知する。
In addition, a remote locking / unlocking device (control device) using a battery as an internal power supply is provided (for example, see Patent Document 2). In the remote locking / unlocking device described in
ところで、上記特許文献2記載の従来例において、モータの電源を電池から供給する場合、以下のような問題が生じる。すなわち、低温環境下においては、モータ電流による電圧(端子電圧)の低下の度合いが常温環境下よりも大きくなる。その結果、端子電圧がモータや制御ユニットに必要な電圧を下回ってしまう。ゆえに、実際には電池の容量が十分に残っているにも関わらず、制御ユニットが制御動作を停止してしまい、信頼性を低下させるという問題がある。
By the way, in the conventional example described in
本発明は、上記事情に鑑みて為されたものであり、信頼性の向上を図る電気錠の制御装置、電気錠システム及びドアシステムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an electric lock control device , an electric lock system, and a door system that improve reliability.
本発明の電気錠の制御装置は、電気錠が有するモータを駆動する駆動部と、前記駆動部の動作を制御する制御部と、前記モータ及び前記制御部に給電する電池の使用温度を検出する温度センサと、前記電池から前記モータへの給電路を第1給電路と前記第1給電路よりも前記モータに流れる電流が減少する第2給電路とに択一的に切り換える切換部とを備え、前記制御部は、前記使用温度が基準温度値よりも高い場合には、前記切換部を前記第1給電路に切り換えさせ、前記使用温度が前記基準温度値より低い場合には、前記切換部を前記第2給電路に切り換えさせることを特徴としている。 The control apparatus for an electric lock according to the present invention detects a drive unit that drives a motor included in the electric lock, a control unit that controls the operation of the drive unit, and a use temperature of a battery that supplies power to the motor and the control unit. A temperature sensor; and a switching unit that selectively switches a power supply path from the battery to the motor to a first power supply path and a second power supply path in which a current flowing through the motor is reduced as compared to the first power supply path. The control unit switches the switching unit to the first power supply path when the operating temperature is higher than a reference temperature value, and switches the switching unit when the operating temperature is lower than the reference temperature value. is characterized in Rukoto allowed switching the to the second feed path.
本発明の電気錠システムは、操作装置と、前記制御装置と、モータを有する電気錠とを備え、前記操作装置、所定の入力があった場合、施解錠を要求する信号を前記制御装置に送信し、前記制御装置の前記制御部は、前記信号に応じて、前記駆動部の動作を制御することを特徴とする。
本発明のドアシステムは、前記制御装置と、モータを有する電気錠と、前記電気錠により施錠または解錠されるドアとを備えることを特徴としている。
The electric lock system according to the present invention includes an operation device, the control device, and an electric lock having a motor, and when the operation device receives a predetermined input, transmits a signal requesting locking / unlocking to the control device. And the said control part of the said control apparatus controls the operation | movement of the said drive part according to the said signal.
The door system of the present invention includes the control device, an electric lock having a motor, and a door locked or unlocked by the electric lock.
本発明の電気錠の制御装置、電気錠システム及びドアシステムは、信頼性の向上を図ることができるという効果がある。 The electric lock control device , the electric lock system, and the door system of the present invention have an effect that reliability can be improved.
以下、本発明に係る電気錠の制御装置1及び電気錠システムの実施形態について図1から図4を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of an electric lock control device 1 and an electric lock system according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4.
本実施形態の制御装置1の構成について、図1と図2を参照して説明する。 The configuration of the control device 1 of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
制御装置1は、図1に示すように、制御部11と、駆動部12と、電池13と、温度センサ14と、電流調整部15とを備える。また、制御装置1は、切換部16と、報知部17と、電源回路18とを備えることが好ましい。
As shown in FIG. 1, the control device 1 includes a
制御部11は、例えば、マイクロコントローラ(図示せず)で構成され、駆動部12と、切換部16と、報知部17とに接続される。制御部11は、マイクロコントローラ(以下、マイコンと略す。)がプログラムを実行することにより、駆動部12を介してモータ31を制御する処理等を行う。
The
駆動部12は、後述する電気錠3が有するモータ31を駆動するように構成され、図2に示すように、接続端子1251,1252を有し、接続端子1251,1252を介してモータ31に接続される。
The
駆動部12は、PチャネルタイプMOSFETからなるPMOSFET1231,1232と、NチャネルタイプMOSFETからなるNMOSFET1233,1234と、複数の抵抗とによって構成されたHブリッジ回路である。また、駆動部12には、2個の駆動端子121,122が設けられる。駆動端子121は、電池13から直接、又は電流調整部15を介して電力が供給され、駆動端子122はグランドに接続される。さらに、駆動部12は、制御端子1241,1242,1243,1244を備える。制御端子1241は、PMOSFET1231のゲートに接続され、制御端子1242は、PMOSFET1232のゲートに接続される。また、制御端子1241,1242は、制御部11の別々の出力ポートに接続されている。つまり、制御部11は、制御端子1241,1242を介してPMOSFET1231,1232のゲートに接続される。また、制御端子1243は、NMOSFET1233のゲートに接続され、制御端子1244は、NMOSFET1234のゲートに接続される。さらに、制御端子1243,1244は、制御部11の別々の出力ポートに接続されている。つまり、制御部11は、制御端子1243,1244を介してNMOSFET1233,1234のゲートに接続される。
The
電池13は、例えば、アルカリ電池等の化学電池が好ましい。ただし、リチウムイオン電池のような2次電池でも良い。電池13は、制御部11、駆動部12に給電する。さらに、必要であれば、電池13は、温度センサ14、報知部17、後に説明する操作装置2等に給電しても良い。
For example, the
温度センサ14は、例えば、正特性のサーミスタを使用することが好ましい。温度センサ14は、電池13の使用温度(雰囲気温度)を検出するため、電池13の近くに配置されることが好ましい。
The
電流調整部15は、例えば、抵抗器で構成されることが好ましい。電流調整部15は、抵抗器の限流作用によってモータ31に流れる電流を減少させる。ただし、電流調整部15は、電流を制御できるシリーズレギュレータ、例えばLDO(Low Drop Out)レギュレータ等で構成されても良い。LDOレギュレータは、設定されている出力電流値以上の電流が出力されないので、モータ31に流れる電流を制御できる。
The
切換部16は、第1切換部161と、第2切換部162とを備え、電池13から駆動部12を介してモータ31に電流を流す経路(給電路)を第1給電路と第2給電路とに択一的に切り換えるように構成される。第1切換部161と、第2切換部162は、例えばラッチングリレーで構成される。第1切換部161は、共通端子1611と、第1切換端子1612と、第2切換端子1613とを有し、共通端子1611を第1切換端子1622と第2切換端子1623の何れかに択一的に切り換えて接続する。第2切換部162は、共通端子1621と、第1切換端子1622と、第2切換端子1623とを有し、共通端子1621を第1切換端子1622と第2切換端子1623の何れかに択一的に切り換えて接続する。
The
第1切換部161の共通端子1611は、電池13の正極に接続される。第1切換部161の第1切換端子1612は、第2切換部162の第1切換端子1622に接続される。第2切換部162の第2切換端子1613は、電流調整部15の入力端151に接続される。第2切換部162の第2切換端子1623は、電流調整部の出力端152に接続され、共通端子1621は、駆動部12の駆動端子121に接続される。
The
第1給電路は、第1切換部161の共通端子1611、第1切換端子1612、第2切換部162の第1切換端子1622、共通端子1621を通る電流経路である。つまり、第1給電路は、電流調整部15を介さずにモータ31に電流を流すように構成される。第2給電路は、第1切換部161の共通端子1611、第2切換端子1613、電流調整部15、第2切換部162の第2切換端子1623、共通端子1621を通る電流経路である。
The first feed path is a current path that passes through the
報知部17は、LED等の発光素子を備える。また、報知部17は、発光素子に代えて、あるいは発光素子とともにブザー等の音を発するデバイスを備えても良い。なお、報知部17は、制御部11に制御されて発光素子を発光し、あるいは、ブザーを鳴らすように構成される。
The
電源回路18は、電池13の出力電圧を安定化して制御電圧を生成し、制御部11や、駆動部12のPMOSFET1231,1232とNMOSFET1233,1234等に供給する。
The
最初に、制御装置1の基本動作について、図1と図2を参照して説明する。 First, the basic operation of the control device 1 will be described with reference to FIG. 1 and FIG.
例えば、後述する操作装置2から施錠の指示を受け取ると、制御部11は、駆動部12を制御してモータ31を正回転する。具体的には、制御部11は、制御端子1241と1244を介して、PMOSFET1231とNMOSFET1234のゲートに電圧を印加し、PMOSFET1231とNMOSFET1234をオンに切り換える。したがって、制御部11は、接続端子1251から接続端子1252の向きにモータ31に電流を流すように駆動部12を制御することで、モータ31を正回転させる。
For example, when receiving a locking instruction from the
また、例えば、操作装置2から解錠の指示を受け取ると、制御部11は駆動部12を制御してモータ31を逆回転させる。具体的には、制御部11は、制御端子1242と1243を介してPMOSFET1232とNMOSFET1233のゲートに電圧を印加し、PMOSFET1232とNMOSFET1233とをオンに切り換える。したがって、制御部11は、接続端子1252から接続端子1251の向きにモータ31に電流を流すように駆動部12を制御することで、モータ31を逆回転させる。
For example, when receiving an unlocking instruction from the
なお、制御部11は、施解錠の動作が終了すると、PMOSFET1231,1232とNMOSFET1233,1234をオフに切り換える。
In addition, the
ところで、従来技術で説明したように、低温環境下においては、モータ電流による電池電圧の低下の度合いが常温環境下よりも大きくなる。そこで、本実施形態の制御装置1では、温度センサ14と、電流調整部15を備える。制御部11は、使用温度(雰囲気温度)が低下しているときに、電流調整部15に電流を減少させる。以下、制御部11の動作を詳しく図1と図2を参照して説明する。
By the way, as explained in the prior art, in a low temperature environment, the degree of decrease in battery voltage due to the motor current is larger than in a normal temperature environment. Therefore, the control device 1 of the present embodiment includes the
制御部11は、操作装置2から施解錠の指示を受け取ると、温度センサ14のセンサ出力を入力ポートから取り込む。温度センサ14のセンサ出力は、雰囲気温度に対応する電圧値である。制御部11は、センサ出力と、記録部に予め記憶されているしきい値電圧(基準温度)とを比較する。
When receiving the locking / unlocking instruction from the
センサ出力がしきい値電圧よりも高い場合、制御部11は、切換部16を第1給電路に切り換えさせた後、駆動部12を制御してモータ31に電流を流す。
When the sensor output is higher than the threshold voltage, the
センサ出力がしきい値電圧より低い場合、制御部11は、切換部16を第2給電路に切り換えさせた後、駆動部12を制御してモータ31に電流を流す。この場合、電池13からモータ31に供給される電流が電流調整部15によって減少するので、電池13の端子電圧の低下を抑えることができる。ここで、モータ31に流れる電流が減少すると、モータ31の回転速度が低下し、常温時よりも後述する電気錠3の動作が遅くなる。電気錠3の動作が遅くなることで、例えば、ユーザが電気錠3の動作に精神的なストレスを感じる可能性がある。また、例えば、ユーザが電気錠3に不具合が発生したと誤解する可能性がある。したがって、制御部11は、施解錠が低速で動作していることを報知部17によってユーザに報知させることが好ましい。
When the sensor output is lower than the threshold voltage, the
なお、電流調整部15がシリーズレギュレータ等で構成されている場合、給電路を切り換える代わりに、制御部11は、電流調整部15をオン又はオフしても良い。例えば、外部からの信号により、レギュレータ回路をオンオフできる機能を備えているレギュレータICが存在する。つまり、制御部11は、モータ31に流れる電流をレギュレータ回路で減少させる状態と、レギュレータ回路をスルーさせて、電池13からの電流を直接モータ31に流す状態とを切り換えることが可能である。
When the
次に、本実施形態の電気錠システムの構成について、図3と図4を参照して説明する。 Next, the structure of the electric lock system of this embodiment is demonstrated with reference to FIG. 3 and FIG.
電気錠システムは、制御装置1と、操作装置2と、電気錠3とを備える。
The electric lock system includes a control device 1, an
操作装置2は、ドアの屋内側の側面に設けられる屋内操作部21と、ドアの屋外側の側面に設けられるリーダ22とで構成される。
The
屋内操作部21は、表示部211、施解錠操作部212を備えることが好ましい。ただし、表示部211は、制御装置1の報知部17と兼用されても構わない。
The
表示部211は、屋内操作部21に備えられたLED等の発光素子(図示せず)を、屋内操作部21の表面から可視できるように形成される。表示部211には、施解錠が低速で動作していることを報知するために、雪の結晶の絵等が印刷されていることが好ましい。加えて、表示部211には、電池13の残量を報知するために、電池の絵等が印刷されることが好ましい。制御部11は、前記雪の結晶や電池の絵の背面から前記発光素子を点灯及び消灯させるように制御することで、表示部211によってユーザに報知させることができる。ところで、表示部211は、発光素子に代えて、あるいは発光素子とともにブザー等の音を発するデバイスを備えても良い。
The
施解錠操作部212は、押釦スイッチ等で構成され、ユーザが屋内からドアの施解錠を行う際に、押下する等して操作される。屋内操作部21は、施解錠操作部212が操作されると、施錠または解錠の指示をする信号を制御装置11に出力するように構成される。
The locking / unlocking
リーダ22は、読み取り部221で読み出したICカード(カードキー)の情報を認証して施錠及び解錠の指示を制御部11に与える。ただし、施解錠の操作はICカードに限らない。したがって、読み取り部221は、カードキーの情報を読み取るカードリーダに限らず、ユーザが暗証番号を入力できるようなテンキーボード等でも良い。
The
電気錠3は、モータ31と、動力伝達機構32とを備える。電気錠3は、モータ31を正回転して動力伝達機構32によってデッドボルトを突出させて施錠し、モータ31を逆回転して動力伝達機構32によってデッドボルトを収納させて解錠する。
The
電気錠システムの動作について、図3と図4を参照して説明する。なお、前述の制御装置1の説明と重複する動作については、以下説明を省略する。 The operation of the electric lock system will be described with reference to FIGS. In addition, about the operation | movement which overlaps with description of the above-mentioned control apparatus 1, description is abbreviate | omitted below.
操作装置2のリーダ22は、ユーザがカードキーを読み取り部221にかざした際、制御装置1の制御部にカードキーの情報を認証して施錠又は解錠を指示する。また、施解錠操作部212はユーザによって押釦スイッチを押下された際、制御部11に施錠又は解錠を指示するする。制御部11は、受信した信号を基に、施錠又は解錠かを判断し、モータ31の回転方向を決定する。
When the user holds the card key over the
制御部11は、温度センサ14によるセンサ出力に応じて、切換部16を制御する。そして、第1給電路又は第2給電路を経て流れた電流は、モータ31を駆動させる。
The
また、制御部11は、電池13の残量等を表示部211に報知させることが好ましい。さらに、制御部11は、予め下限電圧を記憶しておき、電池13の電圧が下限電圧を下回った場合、表示部211に警告させることが好ましい。なお、前記下限電圧は、電池13の容量が少なくなり、今後所定の回数の施解錠後に電気錠3が動作しなくなることを予測した値であることが好ましい。
The
本実施形態の制御装置1は、電気錠3が有するモータ31を駆動する駆動部12と、駆動部12の動作を制御する制御部11と、モータ31及び制御部11に給電する電池13と、電池13の使用温度を検出する温度センサ14とを備える。さらに、制御装置1は、電池13から駆動部12を介してモータ31に供給される電流を調整する電流調整部15を備える。制御部11は、温度センサ14が検出する前記使用温度に対応して、モータ31に供給される電流を調整するように電流調整部15を制御する。
The control device 1 of this embodiment includes a
したがって、本実施形態の制御装置1は、低温環境下において、モータ31に供給する電流を減少させることが可能である。ゆえに、本実施形態の制御装置1は、電池の残量があるにも関わらず、制御動作を停止してしまうことを防止するので、結果、信頼性の向上に繋がる。
Therefore, the control device 1 of the present embodiment can reduce the current supplied to the
本実施形態の制御装置1は、電池13からモータ31への給電路を第1給電路と第2給電路とに択一的に切り替える切換部16を備えることが好ましい。電流調整部15は、モータ31に流れる電流を減少するように構成されることが好ましい。前記第1給電路は、電流調整部15を介さずにモータ31に電流を流すように構成される。前記第2給電路は、電流調整部15を介してモータ31に電流を流すように構成されることが好ましい。制御部11は、温度センサ14が検出する前記使用温度が基準温度値よりも高い場合には、切換部16を前記第1給電路に切り換えさせる。温度センサ14が検出する前記使用温度が前記基準温度値より低い場合には、切換部16を前記第2給電路に切り換えさせることが好ましい。
The control device 1 of the present embodiment preferably includes a
したがって、本実施形態の制御装置1は、切換部16によって、第1給電路又は第2給電路に切り換えることで、モータ31に流す電流を調整することが可能である。
Therefore, the control device 1 of the present embodiment can adjust the current flowing through the
本実施形態の制御装置1は、光又は音の少なくともいずれか一方で報知する報知部17を備えることが好ましい。制御部11は、電流調整部15による前記電流の調整状況を報知部17に報知させることが好ましい。
The control device 1 according to the present embodiment preferably includes a
したがって、本実施形態の制御装置1は、電気錠3の動きが常温時の動きよりも遅いことをユーザに知らせることで、ユーザのストレスを低減することが可能である。
Therefore, the control device 1 of the present embodiment can reduce the user's stress by notifying the user that the movement of the
本実施形態の制御装置1は、電流調整部15はシリーズレギュレータ(LDOレギュレータ)で構成されることが好ましい。
In the control device 1 of the present embodiment, the
したがって、本実施形態の制御装置1は、LDOレギュレータを使用することで、安全性とモータ31に流れる電流の安定性を確保し易くなる。
Therefore, the control device 1 of the present embodiment can easily secure safety and stability of the current flowing through the
本実施形態の電気錠システムは、操作装置2と、制御装置1と、モータ31を有する電気錠3とを備える。操作装置2は、所定の入力があった場合、施解錠を要求する信号を制御装置1に送信し、制御装置1の制御部11は、前記信号に応じて、駆動部12の動作を制御する。
The electric lock system of this embodiment includes an
したがって、本実施形態の電気錠システムは、低温環境下において、操作装置2からの施解錠の指示に応じて、制限された電流がモータ31に流れ、施解錠を行うことができるので、信頼性の向上が期待できる。
Therefore, the electric lock system according to the present embodiment can perform locking / unlocking in a low temperature environment in accordance with a locking / unlocking instruction from the
1 制御装置
11 制御部
12 駆動部
13 電池
14 温度センサ
15 電流調整部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
前記電池から前記モータへの給電路を第1給電路と前記第1給電路よりも前記モータに流れる電流が減少する第2給電路とに択一的に切り換える切換部とを備え、
前記制御部は、前記使用温度が基準温度値よりも高い場合には、前記切換部を前記第1給電路に切り換えさせ、前記使用温度が前記基準温度値より低い場合には、前記切換部を前記第2給電路に切り換えさせることを特徴とする電気錠の制御装置。 A drive unit that drives a motor included in the electric lock; a control unit that controls operation of the drive unit; a temperature sensor that detects a use temperature of a battery that supplies power to the motor and the control unit;
A switching unit that selectively switches a power supply path from the battery to the motor to a first power supply path and a second power supply path in which a current flowing through the motor is reduced compared to the first power supply path;
The control unit causes the switching unit to switch to the first power supply path when the operating temperature is higher than a reference temperature value, and switches the switching unit when the operating temperature is lower than the reference temperature value. electric lock control device according to claim Rukoto let switched to the second feed line.
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