JP7252721B2 - 窓開閉検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、窓の開閉状態及びクレセント錠の施錠状態を検出する窓開閉検出装置に関する。

従来、窓の開閉や窓のクレセント錠の開閉を検出し、異常を検出したときには、無線により警報装置を作動させるようにした窓開閉検出装置が提案されている。例えば、クレセント錠や窓に取り付けたマグネットから発せられる磁場の強さを、ホールセンサを用いて検出し、検出した磁場の強さに基づき開閉を検出するようにした開閉検出装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
また、ホールセンサの他に、リードスイッチやＭＲセンサ等の磁気センサを用いて磁場の強さを検出する方法等も提案されている。

特許第５２８４７６５号公報

ところで、リードスイッチやＭＲセンサ、またホールセンサ等といった磁気センサは、ある一定方向から印加された磁場しか検知できない。そのため、磁気センサと磁石との配置位置に制約がある。
このため、場合によっては、磁気センサを配置することができない可能性があり、磁気センサの種類を変更しなければならない可能性がある。また、磁気センサを、磁場を検出する位置として適性な位置に配置することが困難であるため、検出磁場が弱くなることから、別途集磁体を設け感度を高める必要があり、その結果、磁気センサの形状が大きくなり、磁気センサの形状の点でも、配置位置に制約を受ける可能性がある。そのため、配置位置の自由度がより高く、窓やクレセント錠の開閉状態をより高精度に検出することの可能な窓開閉検出装置が望まれていた。

本発明は、従来の未解決の問題に着目してなされたものであり、配置位置の自由度がより高く、検出精度をより向上させることの可能な窓開閉検出装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る窓開閉検出装置は、クレセント錠に配置された施錠状態検出用マグネットと、前記クレセント錠によって施錠される引き違いの窓の一方に配置された開閉状態検出用マグネットと、磁場を互いに異なる少なくとも二方向から検出する磁気センサと、前記磁気センサの出力信号に基づき前記窓の開閉状態及び前記クレセント錠の施錠状態を検出する信号処理部と、を備え、前記磁気センサは、前記窓の他方の、前記開閉状態検出用マグネットの磁場の強さ及び前記施錠状態検出用マグネットの磁場の強さを共に感知する位置に配置され、且つ磁場の互いに直交する三軸方向の成分を個別に検出する３軸磁気センサで構成され、前記信号処理部は、前記三軸方向の成分のベクトル和の大きさと予め設定された二つの閾値との大小関係から、前記ベクトル和の大きさが、前記二つの閾値によって区切られる、前記クレセント錠の施錠状態及び前記窓の開閉状態の組み合わせを表す三つの状態のうちのいずれの状態にあるかを判定して、前記窓の開閉状態及び前記クレセント錠の施錠状態を検出することを特徴としている。

また、本発明の他の態様に係る窓開閉検出装置は、クレセント錠に配置された施錠状態検出用マグネットと、前記クレセント錠によって施錠される引き違いの窓の一方に配置された開閉状態検出用マグネットと、磁場を互いに異なる少なくとも二方向から検出する磁気センサと、前記磁気センサの出力信号に基づき前記窓の開閉状態及び前記クレセント錠の施錠状態を検出する信号処理部と、を備え、前記磁気センサは、前記窓の他方の、前記開閉状態検出用マグネットの磁場の強さ及び前記施錠状態検出用マグネットの磁場の強さを共に感知する位置に配置され、且つ磁場の互いに直交する三軸方向の成分を個別に検出する３軸磁気センサで構成され、前記信号処理部は、前記三軸方向の成分のうち、前記窓が閉状態で前記クレセント錠が施錠状態から開錠状態に移行したときの前記成分の変化量と、前記クレセント錠が開錠状態で前記窓が閉状態から開状態に移行したときの前記成分の変化量との和が最大となる軸を判定用軸として予め記憶しており、前記磁気センサの出力信号から得られる前記判定用軸方向の成分と予め設定された二つの閾値との大小関係から、前記判定用軸方向の成分の大きさが、前記二つの閾値によって区切られる、前記クレセント錠の施錠状態及び前記窓の開閉状態の組み合わせを表す三つの状態のうちのいずれの状態にあるかを判定して、前記窓の開閉状態及び前記クレセント錠の施錠状態を検出することを特徴としている。
また、本発明の他の態様に係る窓開閉検出装置は、クレセント錠に配置された施錠状態検出用マグネットと、前記クレセント錠によって施錠される引き違いの窓の一方に配置された開閉状態検出用マグネットと、磁場を互いに異なる少なくとも二方向から検出する磁気センサと、前記磁気センサの出力信号に基づき前記窓の開閉状態及び前記クレセント錠の施錠状態を検出する信号処理部と、を備え、前記磁気センサは、前記窓の他方の、前記開閉状態検出用マグネットの磁場の強さ及び前記施錠状態検出用マグネットの磁場の強さを共に感知する位置に配置され、且つ磁場の互いに直交する三軸方向の成分を個別に検出する３軸磁気センサで構成され、前記信号処理部は、前記三軸方向の成分のうちのいずれか二つの軸方向の成分のベクトル和の大きさと予め設定された二つの閾値との大小関係から、前記ベクトル和の大きさが、前記二つの閾値によって区切られる、前記クレセント錠の施錠状態及び前記窓の開閉状態の組み合わせを表す三つの状態のうちのいずれの状態にあるかを判定して、前記窓の開閉状態及び前記クレセント錠の施錠状態を検出することを特徴としている。
また、本発明の他の態様に係る窓開閉検出装置は、クレセント錠に配置された施錠状態検出用マグネットと、前記クレセント錠によって施錠される引き違いの窓の一方に配置された開閉状態検出用マグネットと、磁場を互いに異なる少なくとも二方向から検出する磁気センサと、前記磁気センサの出力信号に基づき前記窓の開閉状態及び前記クレセント錠の施錠状態を検出する信号処理部と、を備え、前記磁気センサは、前記窓の他方の、前記開閉状態検出用マグネットの磁場の強さ及び前記施錠状態検出用マグネットの磁場の強さを共に感知する位置に配置され、且つ磁場の互いに直交する三軸方向の成分を個別に検出する３軸磁気センサで構成され、前記信号処理部は、前記三軸方向の成分のうちのいずれか二つの軸方向の成分の組のベクトル和の大きさと、他の二つの軸方向の成分の組のベクトル和の大きさと、予め前記組毎に設定された閾値との大小関係から、前記ベクトル和と前記閾値との大小関係が、予め設定した前記クレセント錠の施錠状態及び前記窓の開閉状態の組み合わせを表す三つの状態のうちのいずれの状態にあるかを判定して、前記窓の開閉状態及び前記クレセント錠の施錠状態を検出することを特徴としている。
また、本発明の他の態様に係る窓開閉検出装置は、クレセント錠に配置された施錠状態検出用マグネットと、前記クレセント錠によって施錠される引き違いの窓の一方に配置された開閉状態検出用マグネットと、磁場を互いに異なる少なくとも二方向から検出する磁気センサと、前記磁気センサの出力信号に基づき前記窓の開閉状態及び前記クレセント錠の施錠状態を検出する信号処理部と、を備え、前記磁気センサは、前記窓の他方の、前記開閉状態検出用マグネットの磁場の強さ及び前記施錠状態検出用マグネットの磁場の強さを共に感知する位置に配置され、且つ磁場の互いに直交する三軸方向の成分を個別に検出する３軸磁気センサで構成され、前記信号処理部は、前記三軸方向の成分のうちのいずれか二つの軸方向の成分のベクトル和のうち、前記窓が閉状態で前記クレセント錠が施錠状態から開錠状態に移行したときの前記ベクトル和の変化量と、前記クレセント錠が開錠状態で前記窓が閉状態から開状態に移行したときの前記ベクトル和の変化量との和が最大となる二つの軸を判定用軸として予め記憶しており、前記磁気センサの出力信号から得られる前記判定用軸方向の成分のベクトル和の大きさと予め設定された二つの閾値との大小関係から、前記判定用軸方向の成分のベクトル和の大きさが、前記二つの閾値によって区切られる、前記クレセント錠の施錠状態及び前記窓の開閉状態の組み合わせを表す三つの状態のうちのいずれの状態にあるかを判定して、前記窓の開閉状態及び前記クレセント錠の施錠状態を検出することを特徴としている。
さらに、本発明の他の態様に係る窓開閉検出装置は、クレセント錠に配置された施錠状態検出用マグネットと、前記クレセント錠によって施錠される引き違いの窓の一方に配置された開閉状態検出用マグネットと、磁場を互いに異なる少なくとも二方向から検出する磁気センサと、前記磁気センサの出力信号に基づき前記窓の開閉状態及び前記クレセント錠の施錠状態を検出する信号処理部と、を備え、前記磁気センサは、前記窓の他方の、前記開閉状態検出用マグネットの磁場の強さ及び前記施錠状態検出用マグネットの磁場の強さを共に感知する位置に配置され、且つ磁場の互いに直交する三軸方向の成分を個別に検出する３軸磁気センサで構成され、前記信号処理部は、前記窓が閉状態で前記クレセント錠が施錠状態にあるとき、前記窓が閉状態で前記クレセント錠が開錠状態にあるとき、及び前記窓が開状態にあるときの、前記磁気センサの出力信号から得られる前記三軸方向の成分それぞれのベクトルの向きの組み合わせを判定用の向きの組み合わせとして予め記憶しており、前記磁気センサの出力信号から得られる前記三軸方向の成分のベクトルの向きの組み合わせと前記判定用の向きの組み合わせとを照合して前記窓の開閉状態及び前記クレセント錠の施錠状態を検出することを特徴としている。

本発明の一態様によれば、磁気センサや各種マグネットの配置位置の自由度を向上させ、検出精度をより向上させることができる。

本発明の一実施形態に係る窓開閉検出装置の一例を示す構成図である。 窓開閉検出装置の各部の配置位置を説明するための説明図である。 コントローラでの判定方法を説明するための説明図である。 窓開閉検出装置の各部のその他の配置位置を説明するための説明図である。 コントローラでの判定方法のその他の例を説明するための説明図である。 コントローラでの判定方法のその他の例を説明するための説明図である。

以下の詳細な説明では、本発明の実施形態の完全な理解を提供するように多くの特定の具体的な構成について記載されている。しかしながら、このような特定の具体的な構成に限定されることなく他の実施態様が実施できることは明らかである。また、以下の実施形態は、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、実施形態で説明されている特徴的な構成の組み合わせの全てを含むものである。
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一部分には同一符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係等は現実のものとは異なる。

図１は、本発明の一実施形態に係る窓開閉検出装置の一例を示す構成図である。
図１に示す窓開閉検出装置１００は、開閉状態検出用マグネット１と、施錠状態検出用マグネット２と、センサユニット３と、を備える。窓開閉検出装置１００は、図２に示すように、サッシ窓等、引き違いの窓７に設けられたクレセント錠９の施錠状態及び窓７の開閉状態を検出する。

クレセント錠９は、図２に示すように、引き違いの窓７の奥側の窓部材７ａに設けられたクレセント受け９ａと、手前側の窓部材７ｂに設けられたベース部９ｂと、ベース部９ｂに回動自在に支持され、クレセント受け９ａと係合するクレセント部９ｃと、クレセント部９ｃに固定された操作レバー９ｄとを備え、操作レバー９ｄを回動させることにより、クレセント部９ｃとクレセント受け９ａとが係合して、窓７を施錠するようになっている。操作レバー９ｄの回動軸とは逆側の端部（以下、先端部という）が上側に位置し、操作レバー９ｄの延びる方向と窓７の上下方向とが略一致する状態で、クレセント部９ｃがクレセント受け９ａに突き当たり、操作レバー９ｄがそれ以上回動しない完全に係合した状態となるようになっている。

図２に示すように、開閉状態検出用マグネット１は、正面視で略長方形状に形成され、奥側の窓部材７ａのクレセント受け９ａの直上となる位置に、開閉状態検出用マグネット１の長手方向と、窓部材７ａの上下方向とが一致するように設けられる。また、開閉状態検出用マグネット１は、窓７に向かって例えば右側がＳ極、左側がＮ極となるように配置される。施錠状態検出用マグネット２は操作レバー９ｄの先端部近傍に設けられ、クレセント部９ｃとクレセント受け９ａとが完全に係合した状態で、施錠状態検出用マグネット２がセンサユニット３内の後述の磁気センサ３ａと対向するように配置され、センサユニット３と対向する側がＮ極、他方がＳ極となるように配置される。

図１に戻ってセンサユニット３は、磁気センサ３ａと、コントローラ（信号処理部）３ｂと、通信部３ｃと、電源部３ｄとを備え、これらは筐体内に格納されている。
センサユニット３は、図２に示すように、ベース部９ｂの上部に固定される。
磁気センサ３ａは、磁場の直交する三軸方向の成分を個別に検出することの可能な三軸磁気センサであって、磁気センサ３ａの直交する三軸をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸としたとき、磁気センサ３ａは、図２に示すように、窓７の上下方向がＸ軸、窓７に面する方向がＹ軸、窓７が開閉する方向がＺ軸となるように配置される。また、磁気センサ３ａは、クレセント錠９が完全に施錠されている状態で、操作レバー９ｄの先端部近傍に設けられた施錠状態検出用マグネット２と磁気センサ３ａとが略対向するように配置される。つまり、開閉状態検出用マグネット１と施錠状態検出用マグネット２と磁気センサ３ａとは、開閉状態検出用マグネット１による磁場と施錠状態検出用マグネット２による磁場と、を共に、磁気センサ３ａが検出することができる位置に配置される。なお、ここでは、磁気センサ３ａとして、磁場の直交する三軸方向の成分を個別に検出する三軸磁気センサを用いる場合について説明したが、これに限るものではなく、磁場を互いに異なる少なくとも二方向から検出することの可能なセンサであれば適用することができ、例えば、磁場の二つの軸方向の成分を個別に検出する磁気センサであってもよく、また、磁場の一軸方向の成分のみを検出する磁気センサを二つ以上備えていてもよい。

コントローラ３ｂは、図１に示すように、判定部３１と記憶部３２とを備え、判定部３１は、コントローラ３ｂに入力される磁気センサ３ａの出力信号に基づき、窓７の開閉状態とクレセント錠９の施錠状態とを検出し、検出結果を記憶部３２に格納する。記憶部３２には、判定部３１での開閉状態や施錠状態の判定結果が格納されると共に、判定部３１での判定に必要な閾値等の各種情報が格納される。
通信部３ｃは、例えば、センサユニット３から離れた場所に配置された監視装置４との間で無線通信を行い、判定部３１での判定結果を、監視装置４に送信する。
電源部３ｄは、例えば電池等で構成され、センサユニット３内の各部に電力供給を行う。

図３は、コントローラ３ｂの判定方法の一例を示す説明図である。なお、図３において、横軸は経過時間、縦軸は、磁気センサ３ａで検出される磁場の三軸方向の成分（以下、３軸磁気成分ともいう。）のベクトル和の大きさを表す。
コントローラ３ｂは、磁気センサ３ａに印加される磁場の強さ、つまり３軸磁気成分のベクトル和の大きさから、施錠状態（窓閉状態）、開錠状態（窓は閉状態）、窓開状態の三状態のいずれの状態にあるかを判定する。

具体的には、コントローラ３ｂは、記憶部３２に格納された二つの閾値ＴＨ１、ＴＨ２（ＴＨ２＞ＴＨ１）を読み出す。また、コントローラ３ｂは、磁気センサ３ａの出力信号に基づき３軸磁気成分のベクトル和の大きさを検出する。そして、図３（ａ）に示すようにベクトル和の大きさが閾値ＴＨ２を超えるときには施錠状態、図３（ｂ）に示すようにベクトル和の大きさが閾値ＴＨ１を超えるがＴＨ２以下であるときには開錠状態、図３（ｃ）に示すようにベクトル和の大きさが閾値ＴＨ１以下であるときには窓が開状態であると判定する。
閾値ＴＨ１、ＴＨ２は、予め施錠状態、開錠状態、窓開状態の三状態にあるときのベクトル和の大きさを検出し、これら三状態を識別可能な値に設定すればよい。

ここで、磁気センサ３ａは、磁場の互いに直交する三軸方向の成分を個別に検出することができる。そのため、一軸方向の成分のみを検出する磁気センサとは異なり、磁気センサ３ａの検知方向に制限がない。その結果、開閉状態検出用マグネット１、施錠状態検出用マグネット２、及び磁気センサ３ａの配置の自由度がより高くなる。そのため、これらマグネット１、２や磁気センサ３ａの配置位置を容易に決定することができる。また、このように、磁気センサ３ａの配置の自由度を高めることができるため、例えば磁場の一軸方向の成分のみを検出する磁気センサを用いた場合には、クレセント錠９と窓枠との相対的な位置関係から、一軸方向の成分のみを検出する磁気センサ、開閉状態検出用マグネット１及び施錠状態検出用マグネット２を配置することが困難であった場所であっても、窓開閉検出装置１００では、磁気センサ３ａや、マグネット１、２を配置することが可能となり、センサユニット３全体の小型化を図ることができる。また、マグネット１、２や磁気センサ３ａの配置位置の自由度が高まるため、より、感度の高くなる位置にマグネット１、２や磁気センサ３ａを配置することができ、結果的に、窓開閉検出装置１００の検出精度の向上を図ることができる。

ここで、上記実施形態では、図２に示す位置に、マグネット１、２や磁気センサ３ａを配置する場合について説明したがこれに限るものではない。開閉状態検出用マグネット１は、図２に示すようにクレセント受け９ａの直上に設けなくともよく、図４（ａ）に示すように、クレセント受け９ａの上方に、隙間を開けて設けてもよく、また、クレセント受け９ａの直下又は下方に設けてもよい。また、開閉状態検出用マグネット１は図２に示すように、クレセント受け９ａと同じ窓部材７ａに設ける必要はなく、奥側の窓ガラスに設けてもよい。また、開閉状態検出用マグネット１は、その長手方向と窓７の上下方向とが一致していなくともよい。また、正面視でセンサユニット３と開閉状態検出用マグネット１とが重ならない位置にように配置してもよい。また、センサユニット３は、図４（ｂ）に示すように、クレセント錠９の下方或いは直下に配置してもよく、また、図４（ｃ）に示すように、クレセント錠９の直上ではなく隙間を開けて設けてもよい。また、図４（ａ）に示すように、開閉状態検出用マグネット１がクレセント受け９ａの下方に設けられているときには、開閉状態検出用マグネット１の磁場を検知しやすいようにセンサユニット３も、クレセント錠９の下方に設けてもよい。

さらに、施錠状態検出用マグネット２は、図４（ｃ）に示すように、操作レバー９ｄの先端の端面に設けてもよい。また、各マグネット１、２のＳ／Ｎの極性の向きは任意に設定することができる。また、磁気センサ３ａは傾けて配置してもよい。開閉状態検出用マグネット１、施錠状態検出用マグネット２、磁気センサ３ａは、磁気センサ３ａから、施錠状態、開錠状態及び窓開状態の三状態を識別可能な出力信号を得ることができれば、どのような位置、またどのような向きに配置してもよい。
また、上記実施形態においては、磁気センサ３ａの出力信号に基づき、３軸磁気成分のベクトル和の大きさと、閾値ＴＨ１、ＴＨ２とを比較することで、窓７の開閉状態及びクレセント錠９の施錠状態を検出する場合について説明したが、これに限るものではない。

例えば、磁気センサ３ａの三軸それぞれの出力信号に対して個別に一つの閾値を設け、Ｘ軸とＹ軸、又はＸ軸とＺ軸、又はＹ軸とＺ軸のそれぞれの組み合わせにおいて、磁場の変化を検知することで、マグネット１、２と、磁気センサ３ａとの相対的な位置関係を判断し、窓７の開閉状態及びクレセント錠９の施錠状態を検知するようにしてもよい。
具体的には、開閉状態検出用マグネット１及び施錠状態検出用マグネット２のうちの一方（例えば施錠状態検出用マグネット２）を、三軸のうちの一軸（例えばＸ軸）と対応付け、他方（開閉状態検出用マグネット１）を三軸のうちの他の一軸（例えばＹ軸）と対応付ける。そして、クレセント錠９が施錠状態のときに、検出される磁場のＸ軸の成分が閾値を超え、開錠状態のときには閾値以下となり、窓７が閉状態のときにＹ軸の成分が閾値を超え、窓が開状態のときに閾値以下となるように各構成品を配置してもよい。逆に、磁場のＸ軸の成分、また、Ｙ軸の成分が閾値以下となるときに、施錠状態又は開状態となるように配置してもよい。

また、磁気センサ３ａの出力信号の三軸の成分それぞれに対して個別に一つの閾値を設け、検出される磁場のＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の成分と、対応する閾値との大小関係の組み合わせに応じて、マグネット１、２と、磁気センサ３ａとの相対的な位置関係を判断し、窓７の開閉状態及びクレセント錠９の施錠状態を検知するようにしてもよい。
具体的には、Ｘ軸閾値、Ｙ軸閾値及びＺ軸閾値を設定し、施錠状態時、開錠状態時、及び窓開時のそれぞれについて、各状態にあるときの、磁気センサ３ａで検出される磁場のＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸それぞれの成分と、対応するＸ軸閾値、Ｙ軸閾値及びＺ軸閾値との大小関係を予め検出し、３軸の成分について閾値との大小関係の組み合わせを３軸閾値の状態として、各状態と対応付けて所定の記憶領域に格納しておく。

そして、磁気センサ３ａによる磁場の検出信号に対し、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の成分それぞれと、対応する閾値との大小関係を検出する。そして、予め記憶している、３軸閾値の状態の中から、検出した３軸の大小関係の組み合わせと同じ組み合わせを有する状態を特定し、特定した状態を、現在の窓及び鍵の状態とする。
３軸閾値の状態は、例えば、印加されている磁場が各軸の設定閾値以上である場合を“１”、設定閾値を超えなかった場合を“０”と表すものとし、施錠状態時はＸ軸閾値：“１”、Ｙ軸閾値：“１”、Ｚ軸閾値“１”、開錠状態時はＸ軸閾値：“１”、Ｙ軸閾値：“１”、Ｚ軸閾値“０”、窓開時はＸ軸閾値：“０”、Ｙ軸閾値：“０”、Ｚ軸閾値“０”というように表す。そして、３軸の成分の“０”と“１”の組み合わせと、検出した３軸の大小関係の組み合わせとにより窓及び鍵や窓の状態を判別すればよい。

なお、勿論３軸全ての閾値を必ずしも使う必要は無く、任意の２軸の閾値の状態の組み合わせを用いて窓及び鍵の状態を判別するようにしてもよい。
また、例えば窓及び鍵の各状態について、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を検知軸として割り当て、各軸に任意の閾値を１つ設け、検出した磁場の各成分が、その閾値を超えたかどうかを判定することにより状態を判別するようにしても良い。
具体的にはＸ軸を施錠状態判定軸とし、印加されている磁場がＸ軸の閾値Ｘを超えていれば施錠状態、Ｙ軸を開錠状態判定軸とし、印加されている磁場がＹ軸の閾値Ｙを超えていなければ開錠状態、Ｚ軸を窓開状態判定軸とし、印加されている磁場がＺ軸の閾値Ｚを超えていなければ窓開状態と判別するようにしても良い。

また、磁場の三軸方向の成分それぞれに複数の閾値を設け、磁場の変化量が一番大きな軸で、マグネット１、２と、磁気センサ３ａとの相対的な位置関係を判断し、窓７の開閉状態及びクレセント錠９の施錠状態を検知するようにしてもよい。具体的には、クレセント錠９が施錠状態（窓閉状態）から開錠状態（窓は閉状態）に移行する際の磁場の変化量（例えばＸ軸：－１ｍＴ、Ｙ軸：－０．５ｍＴ、Ｚ軸：－３ｍＴ）と、クレセント錠９が開錠状態（窓は閉状態）から窓開状態に移行する際の磁場の変化量（例えばＸ軸：－０．５ｍＴ、Ｙ軸：－１ｍＴ、Ｚ軸：－１ｍＴ）とを足し合わせ、最も変化量の大きい軸、この場合はＺ軸を状態判定する軸、つまり判定用軸として設定し、所定の記憶領域に記憶しておく。そして、クレセント錠９が施錠状態のときに、判定用軸である磁場のＺ軸方向の成分がＺ軸成分閾値ＴＨＺ２を超え、開錠状態のときにはＺ軸方向の成分が閾値ＴＨＺ１（ＴＨＺ２＞ＴＨＺ１）以上ＴＨＺ２以下となり、窓開状態のときに、Ｚ軸方向の成分が閾値ＨＴＺ１以下となることで、施錠状態（窓閉状態）、開錠状態（窓は閉状態）、窓開状態の三状態のいずれの状態にあるかを判定する。

また、磁場のＸ軸方向及びＹ軸方向の成分のベクトル和の大きさ、磁場のＸ軸方向及びＺ軸方向の成分のベクトル和の大きさ、磁場のＹ軸方向及びＺ軸方向の成分のベクトル和の大きさを求め、磁場のいずれかの方向の成分の変化でマグネット１、２と、磁気センサ３ａとの相対的な位置関係を判断し、窓７の開閉状態及びクレセント錠９の施錠状態を検知するようにしてもよい。
具体的には、磁気センサ３ａの出力信号に基づき磁場の任意の二つの軸方向の成分のベクトル和（例えばＸ軸とＹ軸）の大きさを算出する。そして、ベクトル和の大きさが閾値ＴＨＸＹ２を超えるときにはクレセント錠９が施錠状態、ベクトル和の大きさが閾値ＴＨＸＹ１（ＴＨＸＹ１＜ＴＨＸＹ２）を超えるがＴＨＸＹ２以下であるときにはクレセント錠９が開錠状態、ベクトル和の大きさが閾値ＴＨＸＹ１以下であるときには窓７が開状態であると判定する。また、さらに磁場のＸ軸とＹ軸の二つの軸方向の成分の組とは別の任意の二つの軸方向の成分の組（例えば磁場のＸ軸とＺ軸）のベクトル和を用いて、磁場のＸ軸とＹ軸の軸方向の成分のベクトル和の大きさが閾値ＴＨＸＹを超えるときにはクレセント錠９が施錠状態、閾値ＴＨＸＹを超えない場合は開錠状態、磁場のＸ軸とＺ軸の軸方向の成分のベクトルの和の大きさが閾値ＴＨＸＺを超えるときには窓７が閉状態、閾値ＴＨＸＺを超えない場合は窓７が開状態と判定することもできる。

また、磁場のＸ軸方向及びＹ軸方向の成分のベクトル和の大きさ、磁場のＸ軸方向及びＺ軸方向の成分のベクトル和の大きさ、磁場のＹ軸方向及びＺ軸方向の成分のベクトル和の大きさを求め、各２軸のベクトル和に対して任意の閾値を設け、各２軸のベクトル和の大きさが設定閾値を超えているか、超えていないかの組み合わせによってマグネット１、２と、磁気センサ３ａとの相対的な位置関係を判断し、窓７の開閉状態及びクレセント錠９の施錠状態を検知するようにしてもよい。
具体的にはＸ軸方向及びＹ軸方向の成分のベクトル和に対する閾値（ＸＹ軸閾値）、Ｙ軸方向及びＺ軸方向成分のベクトル和に対する閾値（ＹＺ軸閾値）、Ｚ軸方向及びＸ軸方向の成分のベクトル和に対する閾値（ＺＸ軸閾値）を設定し、施錠状態時、開錠状態時、及び窓開時のそれぞれについて、各状態にあるときの、磁気センサ３ａで検出される磁場のＸ軸成分及びＹ軸成分のベクトル和、Ｙ軸成分及びＺ軸成分、Ｚ軸成分及びＸ軸成分のベクトル和と、対応する閾値との大小関係を予め検出し、２軸の成分のベクトル和それぞれについて、閾値との大小関係の組み合わせを３軸の閾値の状態として、各状態と対応付けて所定の記憶領域に格納しておく。

そして、磁気センサ３ａによる磁場の検出信号に対し、２軸の成分のベクトル和と、対応する閾値との大小関係を検出する。そして、予め記憶している、３軸閾値の状態の中から、検出した２軸の成分のベクトル和と対応する閾値との大小関係の組み合わせと同じ組み合わせを有する状態を特定することで、窓が施錠状態にあるのか、開錠状態にあるのか、窓開状態にあるのか判断する。例えば、印加されている磁場が各２軸のベクトル和に対する設定閾値以上である場合を超えた場合を“１”、超えなかった場合を“０”と表すものとする。例えば施錠状態時はＸＹ軸閾値：“１”、ＹＺ軸閾値：“１”、ＺＸ軸閾値“１”、開錠状態時はＸＹ軸閾値：“１”、ＹＺ軸閾値：“１”、ＺＸ軸閾値“０”、窓開時はＸＹ軸閾値：“０”、ＹＺ軸閾値：“０”、ＺＸ軸閾値“０”というように表す。

各２軸のベクトル和の“０”と“１”の組み合わせにより窓及び鍵の状態を判別する。
勿論全ての２軸のベクトル和に対する閾値を必ずしも使う必要は無く、任意の２組の２軸のベクトル和に対する閾値の状態の組み合わせを用いて窓の状態を判別するようにしてもよい。
また、磁場のＸ軸方向及びＹ軸方向の成分のベクトル和の大きさ、磁場のＸ軸方向及びＺ軸方向の成分のベクトル和の大きさ、磁場のＹ軸方向及びＺ軸方向の成分のベクトル和の大きさを算出し、ベクトル和の大きさそれぞれに対して二つ以上の閾値を設け、一番磁場の変化量の大きな二つの軸の成分のベクトル和の大きさに基づき、マグネット１、２と、磁気センサ３ａとの相対位置を判断し、窓７の開閉状態及びクレセント錠９の施錠状態を検知するようにしてもよい。

具体的には、クレセント錠９が施錠状態（窓閉状態）から開錠状態（窓は閉状態）に移行する際の磁場の変化量（例えば磁場のＸ軸方向及びＹ軸方向の成分のベクトル和の変化量：－１ｍＴ、磁場のＹ軸方向及びＺ軸方向の成分のベクトル和の変化量：－０．５ｍＴ、磁場のＺ軸方向及びＸ軸方向の成分のベクトル和の変化量：－３ｍＴ）と、クレセント錠９が開錠状態（窓は閉状態）から窓開状態に移行する際の磁場の変化量（例えば磁場のＸ軸方向及びＹ軸方向の成分のベクトル和の変化量：－０．５ｍＴ、磁場のＹ軸方向及びＺ軸方向の成分のベクトル和の変化量：－１ｍＴ、磁場のＺ軸方向及びＸ軸方向の成分のベクトル和の変化量：-１ｍＴ）とを足し合わせ、最も変化量の大きい二つの軸を判定用軸として所定の記憶領域に記憶しておく。また、磁場の判定用軸方向の成分のベクトル和、この場合は磁場のＸ軸方向及びＺ軸方向の成分のベクトル和の大きさを状態判定用の値として設定する。そして、クレセント錠９が施錠状態のときに、判定用軸として記憶されている判定用軸方向であるＺ軸方向及びＸ軸方向の成分のベクトル和の大きさが閾値ＴＨＺＸ２（ＴＨＺＸ２＞ＴＨＺＸ１）を超え、クレセント錠９が開錠状態のときには、磁場のＺ軸方向及びＸ軸方向の成分のベクトル和の大きさが閾値ＴＨＺＸ１以上ＴＨＺＸ２以下となり、窓７が開状態のときには磁場のＺ軸方向及びＸ軸方向の成分のベクトル和の大きさが閾値ＨＴＺＸ１以下となることで、クレセント錠９の施錠状態（窓閉状態）、クレセント錠９の開錠状態（窓は閉状態）、窓開状態の三状態のいずれの状態にあるかを判定する。このとき、クレセント錠９が施錠状態から開錠状態への移行時は前述の最も変化量の大きい、磁場のＸ軸方向及びＺ軸方向の成分のベクトル和の大きさを状態判定用の値として設定し、開錠状態（窓閉状態）から窓開状態に移行時は磁場のＹ軸方向及びＺ軸方向の成分のベクトル和の大きさを状態判定用の値として設定するなどしても良い。そして、クレセント錠９が施錠状態のときに、判定用軸方向である磁場のＺ軸方向及びＸ軸方向の成分のベクトル和の大きさが閾値ＴＨＺＸを超え、クレセント錠９が開錠状態のときには、磁場のＺ軸方向及びＸ軸方向の成分のベクトル和の大きさが閾値ＴＨＺＸ以下となり、窓７が開状態のときには、判定用軸方向である磁場のＺ軸方向及びＸ軸方向の成分の組とは別の、例えば磁場のＺ軸方向及びＹ軸方向の成分の組のベクトル和の大きさを求め、このベクトル和の大きさが閾値ＨＴＺＹ以下となることで、クレセント錠９の施錠状態（窓閉状態）、クレセント錠９の開錠状態（窓は閉状態）、窓開状態の三状態のいずれの状態にあるかを判定するようにしてもよい。

また、磁場の三軸方向の成分それぞれを表すベクトルの向きに基づきマグネット１、２と、磁気センサ３ａとの相対的な位置関係を判断し、窓７の開閉状態及びクレセント錠９の施錠状態を検知するようにしてもよい。具体的には、クレセント錠９が施錠状態（窓閉状態）の時の三軸方向の成分それぞれを表すベクトルの向き（例えばＸ軸：正方向、Ｙ軸：負方向、Ｚ軸：正方向）、クレセント錠９が開錠状態（窓は閉状態）の時の三軸方向の成分それぞれを表すベクトルの向き（例えばＸ軸：負方向、Ｙ軸：負方向、Ｚ軸：正方向）、窓開状態の時の三軸方向の成分それぞれを表すベクトルの向き（例えばＸ軸：負方向、Ｙ軸：負方向、Ｚ軸：負方向）の情報を「判定用の向きの組み合わせ」として予め検出し、記憶部３２に記憶しておく。そして、磁気センサ３ａから得られた三軸方向の成分を表すベクトルの向きと、予め記憶している「判定用の向きの組み合わせ」とを照合することにより、３状態のいずれかにあるかを判定する。さらに判定の精度を高めるために、磁場の三軸方向の成分のベクトル和の大きさの情報も考慮するようにしてもよい。すなわち、Ｘ軸：正方向、Ｙ軸：負方向、Ｚ軸：正方向、三軸方向の成分のベクトル和の大きさ：１０ｍＴというように、各状態について各軸のベクトルの向き及び三軸方向の成分のベクトル和の大きさを求める。

また、上記実施形態においては、磁気センサ３ａに印加される磁場の強さによって、窓７の開閉状態やクレセント錠９の施錠状態を検知している。そのため、例えば、外部から磁気センサ３ａに対して、閾値ＴＨ１を超える磁場を印加し続けながら窓７を開ければ、実際には窓７が開状態であっても、閉状態であると誤認識させることができる。これを回避するために、例えば、次のようにすることも可能である。
第一の方法としては、例えば、図５に示すように、閾値ＴＨ２よりも大きい閾値ＴＨ３を設定する。そして、３軸磁気成分のベクトル和の大きさが閾値ＴＨ３を超える状態となる、想定以上の強さの磁場が磁気センサ３ａに印加された場合に、不正磁場であると判定する。閾値ＴＨ３は、窓７が閉状態であり且つクレセント錠９が施錠状態にあるときの３軸磁気成分のベクトル和の大きさがとり得る値よりも大きな値であり、想定以上の強さの磁場が印加されたとみなすことのできる値に設定される。

第二の方法としては、窓７の開閉状態及びクレセント錠９の施錠状態の検出に用いる軸を除く軸を、不正磁場検知用の軸として用い、この不正磁場検知用の軸に対してある閾値を超える磁場が印加された場合に不正磁場と判定するようにしてもよい。
第三の方法としては、磁気センサ３ａに印加される磁場の三軸方向の成分を表すベクトルの向きが、窓７の開閉状態、及びクレセント錠９の施錠または開錠状態にあるときに取り得るベクトルの向きとは異なる方向に向いた場合に不正磁場と判定するようにしてもよい。また、これら第一から第三の方法を複数組み合わせて不正磁場を検出するようにしてもよい。

第一の方法の場合、磁場の一軸方向のみの成分を検出する磁気センサを用いた場合であっても、不正磁場を検出することができるが、外部から閾値ＴＨ３以下の磁場が印加された場合に、これが不正磁場かどうかを判定することはできない。外部から磁場が印加される場合、磁気センサの任意の一軸方向にのみ磁場を印加することは漏れ磁場等があるため、実質不可能である。そのため、磁場の三軸方向の成分を検出する磁気センサ３ａを用いて、第二の方法や第三の方法を利用して不正磁場を検出することによって、より信頼性の高い、窓開閉検出装置１００を得ることができる。

さらに、不正磁場を検知するようにした窓開閉検出装置１００において、侵入者が、窓ガラスを叩き割ろうとしていることを検出するようにしてもよい。
つまり、侵入者がハンマー等により窓ガラスを叩いた場合、窓ガラスは大きく振動する。窓ガラスの振動に伴い、窓ガラスに取り付けられた開閉状態検出用マグネット１も同期して振動する。開閉状態検出用マグネット１の振動に伴って、磁気センサ３ａに印加される磁場の強さも変化する。

この磁場の強さの変化を検出し、窓ガラスを破ろうとしている可能性があることを検出する。例えば、図６に示すように、３軸磁気成分のベクトル和の大きさが、所定時間内に、所定回数以上閾値ＴＨ３を超えた場合に、窓ガラスを割ろうとして窓ガラスが叩かれている状態であると判定する。なお、３軸磁気成分のベクトル和の大きさの変動状況を表す波形パターンを利用者が参照することによって、窓ガラスが叩かれている状態であると判定するようにしてもよい。つまり、窓ガラスが割れる際に生じる振動は、通常使用時には発生しないため、通常磁場とは異なる磁場の波形パターンとなる。そのため、窓の開閉状態や、施錠状態とは切り分けることができ、この磁場の波形パターンを検出することによって、窓ガラスが叩き割ろうとされていることを容易に検出することができる。

なお、図５、図６において、横軸は経過時間、縦軸は、３軸磁気成分のベクトル和の大きさを表す。
上記実施形態において、電源部３ｄは電池に限るものではなく、例えば、太陽光発電機であってもよくセンサユニット３内の各部に電力供給を行うことができればよい。
また、通信部３ｃは無線に限るものではなく、有線で監視装置４との間で通信を行うようにしてもよい。
また、コントローラ３ｂは、磁気センサ３ａ内に設けてもよく、また、センサユニット３の外部に設け、磁気センサ３ａの検出信号を通信部３ｃによりコントローラ３ｂに送信するようにしてもよい。
また、監視装置４をセンサユニット３内に設け、センサユニット３の配置位置において警報を発すること等により異常を通知するようにしてもよい。

以上、本発明の実施形態を説明したが、上記実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。

１ 開閉状態検出用マグネット
２ 施錠状態検出用マグネット
３ センサユニット
３ａ 磁気センサ
３ｂ コントローラ
３ｃ 通信部
３ｄ 電源部
４ 監視装置
１００ 窓開閉検出装置

Claims (6)

1. クレセント錠に配置された施錠状態検出用マグネットと、
   前記クレセント錠によって施錠される引き違いの窓の一方に配置された開閉状態検出用マグネットと、
   磁場を互いに異なる少なくとも二方向から検出する磁気センサと、
   前記磁気センサの出力信号に基づき前記窓の開閉状態及び前記クレセント錠の施錠状態を検出する信号処理部と、
   を備え、
   前記磁気センサは、前記窓の他方の、前記開閉状態検出用マグネットの磁場の強さ及び前記施錠状態検出用マグネットの磁場の強さを共に感知する位置に配置され、且つ磁場の互いに直交する三軸方向の成分を個別に検出する３軸磁気センサで構成され、
   前記信号処理部は、前記三軸方向の成分のベクトル和の大きさと予め設定された二つの閾値との大小関係から、前記ベクトル和の大きさが、前記二つの閾値によって区切られる、前記クレセント錠の施錠状態及び前記窓の開閉状態の組み合わせを表す三つの状態のうちのいずれの状態にあるかを判定して、前記窓の開閉状態及び前記クレセント錠の施錠状態を検出する窓開閉検出装置。
2. クレセント錠に配置された施錠状態検出用マグネットと、
   前記クレセント錠によって施錠される引き違いの窓の一方に配置された開閉状態検出用マグネットと、
   磁場を互いに異なる少なくとも二方向から検出する磁気センサと、
   前記磁気センサの出力信号に基づき前記窓の開閉状態及び前記クレセント錠の施錠状態を検出する信号処理部と、
   を備え、
   前記磁気センサは、前記窓の他方の、前記開閉状態検出用マグネットの磁場の強さ及び前記施錠状態検出用マグネットの磁場の強さを共に感知する位置に配置され、且つ磁場の互いに直交する三軸方向の成分を個別に検出する３軸磁気センサで構成され、
   前記信号処理部は、前記三軸方向の成分のうち、前記窓が閉状態で前記クレセント錠が施錠状態から開錠状態に移行したときの前記成分の変化量と、前記クレセント錠が開錠状態で前記窓が閉状態から開状態に移行したときの前記成分の変化量との和が最大となる軸を判定用軸として予め記憶しており、
   前記磁気センサの出力信号から得られる前記判定用軸方向の成分と予め設定された二つの閾値との大小関係から、前記判定用軸方向の成分の大きさが、前記二つの閾値によって区切られる、前記クレセント錠の施錠状態及び前記窓の開閉状態の組み合わせを表す三つの状態のうちのいずれの状態にあるかを判定して、前記窓の開閉状態及び前記クレセント錠の施錠状態を検出する窓開閉検出装置。
3. クレセント錠に配置された施錠状態検出用マグネットと、
   前記クレセント錠によって施錠される引き違いの窓の一方に配置された開閉状態検出用マグネットと、
   磁場を互いに異なる少なくとも二方向から検出する磁気センサと、
   前記磁気センサの出力信号に基づき前記窓の開閉状態及び前記クレセント錠の施錠状態を検出する信号処理部と、
   を備え、
   前記磁気センサは、前記窓の他方の、前記開閉状態検出用マグネットの磁場の強さ及び前記施錠状態検出用マグネットの磁場の強さを共に感知する位置に配置され、且つ磁場の互いに直交する三軸方向の成分を個別に検出する３軸磁気センサで構成され、
   前記信号処理部は、前記三軸方向の成分のうちのいずれか二つの軸方向の成分のベクトル和の大きさと予め設定された二つの閾値との大小関係から、前記ベクトル和の大きさが、前記二つの閾値によって区切られる、前記クレセント錠の施錠状態及び前記窓の開閉状態の組み合わせを表す三つの状態のうちのいずれの状態にあるかを判定して、前記窓の開閉状態及び前記クレセント錠の施錠状態を検出する窓開閉検出装置。
4. クレセント錠に配置された施錠状態検出用マグネットと、
   前記クレセント錠によって施錠される引き違いの窓の一方に配置された開閉状態検出用マグネットと、
   磁場を互いに異なる少なくとも二方向から検出する磁気センサと、
   前記磁気センサの出力信号に基づき前記窓の開閉状態及び前記クレセント錠の施錠状態を検出する信号処理部と、
   を備え、
   前記磁気センサは、前記窓の他方の、前記開閉状態検出用マグネットの磁場の強さ及び前記施錠状態検出用マグネットの磁場の強さを共に感知する位置に配置され、且つ磁場の互いに直交する三軸方向の成分を個別に検出する３軸磁気センサで構成され、
   前記信号処理部は、前記三軸方向の成分のうちのいずれか二つの軸方向の成分の組のベクトル和の大きさと、他の二つの軸方向の成分の組のベクトル和の大きさと、予め前記組毎に設定された閾値との大小関係から、前記ベクトル和と前記閾値との大小関係が、予め設定した前記クレセント錠の施錠状態及び前記窓の開閉状態の組み合わせを表す三つの状態のうちのいずれの状態にあるかを判定して、前記窓の開閉状態及び前記クレセント錠の施錠状態を検出する窓開閉検出装置。
5. クレセント錠に配置された施錠状態検出用マグネットと、
   前記クレセント錠によって施錠される引き違いの窓の一方に配置された開閉状態検出用マグネットと、
   磁場を互いに異なる少なくとも二方向から検出する磁気センサと、
   前記磁気センサの出力信号に基づき前記窓の開閉状態及び前記クレセント錠の施錠状態を検出する信号処理部と、
   を備え、
   前記磁気センサは、前記窓の他方の、前記開閉状態検出用マグネットの磁場の強さ及び前記施錠状態検出用マグネットの磁場の強さを共に感知する位置に配置され、且つ磁場の互いに直交する三軸方向の成分を個別に検出する３軸磁気センサで構成され、
   前記信号処理部は、前記三軸方向の成分のうちのいずれか二つの軸方向の成分のベクトル和のうち、前記窓が閉状態で前記クレセント錠が施錠状態から開錠状態に移行したときの前記ベクトル和の変化量と、前記クレセント錠が開錠状態で前記窓が閉状態から開状態に移行したときの前記ベクトル和の変化量との和が最大となる二つの軸を判定用軸として予め記憶しており、
   前記磁気センサの出力信号から得られる前記判定用軸方向の成分のベクトル和の大きさと予め設定された二つの閾値との大小関係から、前記判定用軸方向の成分のベクトル和の大きさが、前記二つの閾値によって区切られる、前記クレセント錠の施錠状態及び前記窓の開閉状態の組み合わせを表す三つの状態のうちのいずれの状態にあるかを判定して、前記窓の開閉状態及び前記クレセント錠の施錠状態を検出する窓開閉検出装置。
6. クレセント錠に配置された施錠状態検出用マグネットと、
   前記クレセント錠によって施錠される引き違いの窓の一方に配置された開閉状態検出用マグネットと、
   磁場を互いに異なる少なくとも二方向から検出する磁気センサと、
   前記磁気センサの出力信号に基づき前記窓の開閉状態及び前記クレセント錠の施錠状態を検出する信号処理部と、
   を備え、
   前記磁気センサは、前記窓の他方の、前記開閉状態検出用マグネットの磁場の強さ及び前記施錠状態検出用マグネットの磁場の強さを共に感知する位置に配置され、且つ磁場の互いに直交する三軸方向の成分を個別に検出する３軸磁気センサで構成され、
   前記信号処理部は、前記窓が閉状態で前記クレセント錠が施錠状態にあるとき、前記窓が閉状態で前記クレセント錠が開錠状態にあるとき、及び前記窓が開状態にあるときの、前記磁気センサの出力信号から得られる前記三軸方向の成分それぞれのベクトルの向きの組み合わせを判定用の向きの組み合わせとして予め記憶しており、
   前記磁気センサの出力信号から得られる前記三軸方向の成分のベクトルの向きの組み合わせと前記判定用の向きの組み合わせとを照合して前記窓の開閉状態及び前記クレセント錠の施錠状態を検出する窓開閉検出装置。

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