(57)【要約】【課題】電気錠の状態又は扉の状態を正確に判定でき、シンプルで安価に構成できる電気錠システム及びこれに使用されるアダプタユニットを提供する。【解決手段】駆動アクチュエータ１８と駆動用スイッチ３２との直列回路、及びインピーダンス可変回路網４８が、給電ライン２６とグランドライン２８との間に並列接続される。インピーダンス可変回路網４８は、第１〜第４の抵抗素子４０，４２，４４，４６と、電気錠の施解錠の状態変化に応じて接続が切り替わる錠状態検出用スイッチ３６と、扉の開閉の状態変化に応じてオンオフが切り替わる扉状態検出用スイッチ３８とが相互に配線された回路網で、合成インピーダンスがスイッチ３６，３８の接続状態に応じて異なる値に切り替わる。電気錠の状態又は扉の状態を観測する時、駆動用スイッチ３２がオフし、状態監視部３０が、給電ライン２６の電圧Vxに基づいて電気錠の状態又は記扉の状態を判定する。【選択図】図１
2020084618.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
扉を施解錠する機構を有した電気錠と、前記電気錠を施錠状態と解錠状態に相互に切り替える駆動アクチュエータと、一定の直流電圧又は直流電流を出力する直流電源と、前記直流電源に直列接続された降圧用抵抗素子と、前記直流電源を給電ラインとグランドラインとの間に接続するためのスイッチであって、前記直流電源を直接接続する第１の接続と前記直流電源を前記降圧用抵抗素子を介して接続する第２の接続とに切り替える給電用スイッチと、前記駆動アクチュエータに直列接続された駆動用スイッチと、前記給電ラインの電圧が基準値を超えた時に前記給電用スイッチが第１の接続になったと判定し、前記駆動用スイッチをオンさせる駆動用スイッチ制御部と、複数の回路素子から成る回路網であって、合成インピーダンスが規定値以下の範囲で自動的に可変されるインピーダンス可変回路網と、前記給電ラインの電圧を検出する状態監視部とを備え、
前記駆動アクチュエータと前記駆動用スイッチとの直列回路、及び前記インピーダンス可変回路網が、前記給電ラインと前記グランドラインとの間に互いに並列に接続され、
前記インピーダンス可変回路網は、複数のインピーダンス素子と、１つの入力端子と２つの出力端子と有し、前記電気錠の施解錠の状態変化に応じて前記入力端子と前記２つの出力端子との間の接続が自動的に切り替わる錠状態検出用スイッチと、１つの入力端子と１つの出力端子と有し、前記扉の開閉の状態変化に応じてオンオフが自動的に切り替わる扉状態検出用スイッチとが相互に配線されて形成された回路網であり、当該回路網の配線及び前記複数のインピーダンス素子の各インピーダンスは、前記合成インピーダンスが、錠状態検出用スイッチ及び扉状態検出用スイッチの接続状態に応じて異なる値に切り替わるように設定され、
前記電気錠の施解錠を切り替える時は、前記給電用スイッチが前記第１の接続になり、これに応じて前記駆動用スイッチ制御部が前記駆動用スイッチをオンさせて前記駆動アクチュエータを駆動し、
前記電気錠の施解錠状態又は扉の開閉状態を観測する時は、前記給電用スイッチが前記第２の接続になり、これに応じて前記駆動用スイッチ制御部が前記駆動用スイッチにオフさせ、前記状態監視部が、前記給電ラインの電圧に基づいて前記電気錠の施解錠状態又は前記扉の開閉状態を判定することを特徴とする電気錠システム。
【請求項２】
前記インピーダンス可変回路網にはコンデンサ素子が設けられ、
前記コンデンサ素子は、前記給電用スイッチが前記第２の接続に切り替わった時、前記給電ラインの電圧値の変化速度を、錠状態検出用スイッチ又は扉状態検出用スイッチの接続状態に応じて変化させるものであり、
前記電気錠の施解錠状態又は扉の開閉状態を観測する時、前記状態監視部は、前記給電用スイッチが前記第２の接続に切り替わった後、前記給電ラインの電圧値を異なるタイミングで２回検出し、当該２回の検出結果に基づいて、前記電気錠の施解錠状態又は前記扉の開閉状態を判定する請求項１記載の電気錠システム。
【請求項３】
前記電気錠、前記駆動アクチュエータ、前記錠状態検出用スイッチ及び前記扉状態検出用スイッチが電子錠ユニットに搭載され、前記前記錠状態検出用スイッチ及び前記扉状態検出用スイッチ以外の前記インピーダンス可変回路網の回路素子、前記駆動用スイッチ及び前記駆動用スイッチ制御部がアダプタユニットに搭載され、前記直流電源、前記降圧用抵抗素子、前記給電用スイッチ及び前記状態監視部が電気錠制御ユニットに搭載され、
前記アダプタユニットと前記電気錠制御ユニットとが２芯ケーブルを介して相互に接続される請求項１又は２記載の電気錠システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、扉を施解錠するための電気錠システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気錠システムは、扉に取り付けられる電気錠ユニットと、部屋の壁等に取り付けられる電気錠制御ユニットと、電気錠ユニットと電気錠制御ユニットとの間を中継するアダプタユニットとで構成される。例えば、多出力（例えば、７出力）の電気錠ユニットと２出力の電気錠制御ユニットとを組み合わせるケースがあり、アダプタユニットは、出力数が異なる２つのユニットを相互に接続するための変換器の働きをする。アダプタユニットは、扉に取り付けられ、電気錠ユニット及び電気錠制御ユニットに対してケーブルを介して各々接続される。
【０００３】
電気錠ユニットは、電気錠を施錠状態、解錠状態、又は中間状態（施錠と解錠とが切り替わる途中の状態）に切り替える駆動アクチュエータを備え、さらに、電気錠の状態変化に応じて入力端子と２つの出力端子との間の接続が自動的に切り替わる錠状態検出用スイッチと、扉の開閉の状態変化に応じて入力端子と出力端子との間が自動的にオンオフする扉状態検出用スイッチとが設けられている。そして、駆動アクチュエータの端子と各スイッチの端子が電気錠ユニットの出力となる。
【０００４】
電気錠制御ユニットは、電気錠ユニットの駆動アクチュエータに所定の直流電圧を給電して電気錠を施解錠させる機能と、錠状態検出用スイッチ及び扉状態検出用スイッチの接続状態をモニタして電気錠の状態及び扉の開閉の状態を監視する機能とを備えている。電気錠制御ユニットの出力端子は２つであり、２つの出力端子を用いて直流電圧の給電と状態の監視の両方を行う。
【０００５】
従来、例えば特許文献１，２に開示されているように、電気錠ユニットの出力にアダプタユニットが接続された状態で、アダプタユニット内部の給電ラインとグランドラインとの間に、電磁アクチュエータとインピーダンス可変回路網とが互いに並列に形成され、この給電ライン及びグランドラインが電気錠制御ユニットの出力に各々接続される電気錠システムがあった。
【０００６】
特許文献１の電気錠システムの場合、インピーダンス可変回路網は、３つの抵抗素子と錠状態検出用スイッチ及び扉状態検出用スイッチとで構成され、回路網の配線及び各抵抗素子の抵抗値は、回路網の合成インピーダンスが、錠状態検出用スイッチ及び扉状態検出用スイッチの接続状態に応じて異なる値に切り替わるように設定されている。
【０００７】
特許文献２の電気錠システムの場合、インピーダンス可変回路網は、２つの抵抗素子と１つのコンデンサ素子と錠状態検出用スイッチ及び扉状態検出用スイッチとで構成され、回路網の配線及び各抵抗素子の抵抗値は、回路網の合成インピーダンス（高周波のインピーダンス）が、錠状態検出用スイッチ及び扉状態検出用スイッチの接続状態に応じて異なる値に切り替わるように設定されている。
【０００８】
特許文献１，２の動作は類似しており、電気錠の施解錠を切り替える時は、電気錠制御ユニットが、給電ラインとグランドラインの間に一定の直流電圧を印加して電磁アクチュエータを励磁する。また、電気錠の施解錠状態や扉の開閉の状態を監視する時は、電気錠制御ユニットが、給電ラインに一定の交流電圧を印加し、電磁アクチュエータ及びインピーダンス可変回路網に流入する交流電流の大きさを検出し、その検出結果から電気錠の状態及び扉の状態を特定する。
【０００９】
電気錠の状態及び扉の状態の組み合わせは６通り（３通り×２通り）であり、インピーダンス可変回路の合成インピーダンスが６段階に変化するので、交流電流の大きさも６段階に変化する。したがって、交流電流の大きさの検出値に基づいて電気錠の状態及び扉の開閉の状態を判定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平３−２５３６８０号公報
【特許文献２】特開平８−４２２０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１，２の電磁錠システムは、交流電流の大きさを検出して電気錠の状態及び扉の状態を判定しているので、以下のような複数の問題が発生する。
【００１２】
インピーダンス可変回路網には、常に電磁アクチュエータが並列に接続されており、電磁アクチュエータに流れる交流電流が誤差要因となるので、交流の周波数を非常に高くし、電磁アクチュエータ（インダクタ）に流れる電流をできるだけ少なくする必要がある。しかし、交流電流は、３つのユニットを結ぶ長いケーブルに流れるので、周波数を高くすると、ケーブルのインダクタンス成分によって減衰し、電流の値が変化する。この減衰の大きさは、ケーブルの長さに依存し、設置環境によっても異なってくる。つまり、外的要因による変化が大きいので、減衰量の微妙な違いを把握して正確に判定することは難しい。
【００１３】
また、交流電流を直流信号に変換する変換手段が必要になる。直流信号は、交流電流の大きさを示す信号である。変換手段の一例として、交流電流を検出用抵抗に流し、検出用抵抗の電圧をダイオードで全波整流してコンデンサにピークチャージし、コンデンサの電圧を増幅回路で増幅して、交流電流のピーク値に比例した直流信号を得る構成が考えられる。しかし、検出用抵抗の抵抗値は、大きくても１Ω程度にする必要がある。これは、直流電圧で駆動アクチュエータを駆動する時、検出用抵抗の電圧降下を小さくして、駆動アクチュエータに十分な駆動電圧が印加されるようにするためである。そのため、交流電圧が印加された時、交流電流の大きさが約100mAとすれば、検出用抵抗に発生する検出電圧は約100mVという小さい値になり、整流ダイオードの順方向電圧のばらつきや、増幅回路に侵入して増幅される外来ノイズが大きな誤差要因になるので、交流電流のピーク値を高精度に検出することができない。
【００１４】
例えば、直流電流が検出用抵抗に流れないようにするため、インダクタ等によるローパスフィルタを検出用抵抗に並列接続する方法が考えられる。このような構成にすれば、直流電圧で駆動アクチュエータを駆動する時に検出用抵抗の電圧降下が小さくなるので、検出用抵抗の抵抗値を大きくすることができる。しかしながら、インダクタは、駆動アクチュエータの駆動に必要な大きい電流が流れても飽和しないことが条件になるので、外形が大きいものを使用しなければならない。また、交流の周波数を高くすればインダクタを小形化できるが、上述した交流電流の減衰の問題が発生するので、周波数はあまり高くすることはできない。
【００１５】
また、変換手段の他の例として、交流電流を検出用抵抗に流し、デジタルプロセッサで検出用抵抗の電圧をサンプリングし、演算処理を行って交流電流の大きさ（実効値や平均値等）を算出する構成が考えられる。この場合は、デジタルプロセッサを使用することによるコストアップが非常に大きくなる。
【００１６】
本発明は、上記背景技術に鑑みて成されたものであり、電気錠の状態又は扉の状態を正確に判定でき、シンプルで安価に構成できる電気錠システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、扉を施解錠する機構を有した電気錠と、前記電気錠を施錠状態と解錠状態に相互に切り替える駆動アクチュエータと、一定の直流電圧を出力する直流電源と、前記直流電源に直列接続された降圧用抵抗素子と、前記直流電源を給電ラインとグランドラインとの間に接続するためのスイッチであって、前記直流電源を直接接続する第１の接続と前記直流電源を前記降圧用抵抗素子を介して接続する第２の接続とに切り替える給電用スイッチと、前記駆動アクチュエータに直列接続された駆動用スイッチと、前記給電ラインの電圧が基準値を超えた時に前記給電用スイッチが第１の接続になったと判定し、前記駆動用スイッチをオンさせる駆動用スイッチ制御部と、複数の回路素子から成る回路網であって、合成インピーダンスが規定値以下の範囲で自動的に可変されるインピーダンス可変回路網と、前記給電ラインの電圧を検出する状態監視部とを備えた電気錠システムである。
【００１８】
前記駆動アクチュエータと前記駆動用スイッチとの直列回路、及び前記インピーダンス可変回路網が、前記給電ラインと前記グランドラインとの間に互いに並列に接続されている。前記インピーダンス可変回路網は、複数のインピーダンス素子と、１つの入力端子と２つの出力端子と有し、前記電気錠の施解錠の状態変化に応じて前記入力端子と前記２つの出力端子との間の接続が自動的に切り替わる錠状態検出用スイッチと、１つの入力端子と１つの出力端子と有し、前記扉の開閉の状態変化に応じてオンオフが自動的に切り替わる扉状態検出用スイッチとが相互に配線されて形成された回路網であり、当該回路網の配線及び前記複数のインピーダンス素子の各インピーダンスは、前記合成インピーダンスが、錠状態検出用スイッチ及び扉状態検出用スイッチの接続状態に応じて異なる値に切り替わるように設定されている。
【００１９】
前記電気錠の施解錠を切り替える時は、前記給電用スイッチが前記第１の接続になり、これに応じて前記駆動用スイッチ制御部が前記駆動用スイッチをオンさせて前記駆動アクチュエータを駆動する。前記電気錠の施解錠状態又は扉の開閉状態を観測する時は、前記給電用スイッチが前記第２の接続になり、これに応じて前記駆動用スイッチ制御部が前記駆動用スイッチにオフさせ、前記状態監視部が、前記給電ラインの電圧に基づいて前記電気錠の施解錠状態又は前記扉の開閉状態を判定する。
【００２０】
また、前記インピーダンス可変回路網にはコンデンサ素子が設けられ、前記コンデンサ素子は、前記給電用スイッチが前記第２の接続に切り替わった時、前記給電ラインの電圧値の変化速度を、錠状態検出用スイッチ又は扉状態検出用スイッチの接続状態に応じて変化させるものであり、前記電気錠の施解錠状態又は扉の開閉状態を観測する時、前記状態監視部は、前記給電用スイッチが前記第２の接続に切り替わった後、前記給電ラインの電圧値を異なるタイミングで２回検出し、当該２回の検出結果に基づいて、前記電気錠の施解錠状態又は前記扉の開閉状態を判定する構成にしてもよい。
【００２１】
前記電気錠、前記駆動アクチュエータ、前記錠状態検出用スイッチ及び前記扉状態検出用スイッチが電子錠ユニットに搭載され、前記前記錠状態検出用スイッチ及び前記扉状態検出用スイッチ以外の前記インピーダンス可変回路網の回路素子、前記駆動用スイッチ及び前記駆動用スイッチ制御部がアダプタユニットに搭載され、前記直流電源、前記降圧用抵抗素子、前記給電用スイッチ及び前記状態監視部が電気錠制御ユニットに搭載され、前記アダプタユニットと前記電気錠制御ユニットとが２芯ケーブルを介して相互に接続される構成であることが好ましい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の電気錠システムは、１つの直流電源を使用して電気錠の施解錠の切り替えと状態監視の両方を行うので、特許文献１，２のように交流電源や交流電流を直流信号に変換する手段を設ける必要がなく、シンプルかつ安価にシステムを構成することができる。状態監視を行う時は、直流電源を降圧用抵抗素子を介して給電ラインとグランドラインの間に接続する構成なので、降圧用抵抗素子の抵抗値とインピーダンス可変回路網のインピーダンス素子のインピーダンスとを適宜調節することによって、給電ラインに発生する電圧値の変化幅を、例えば０．５〜３０Ｖ程度の手頃な範囲にすることができ、各インピーダンス素子の電力損失を容易に抑えることができる。
【００２３】
また、直流電圧を検出して状態監視を行う構成なので、交流電流を検出して状態監視を行う時の誤差要因の多くが排除される。しかも、状態監視を行う時、駆動アクチュエータがインピーダンス可変回路網から切り離されるので、駆動アクチュエータが誤差要因にならない。したがって、電気錠の状態及び扉の状態の判定を、従来よりも正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の電気錠システムの第一の実施形態を示す回路図である。
【図２】第一の実施形態の電気錠システムが扉及び部屋の壁に設置された状態を示すブロック図である。
【図３】第一の実施形態の電気錠システムが有する駆動用スイッチ制御部の動作を示す図表である。
【図４】第一の実施形態の電気錠システムが有する状態監視部の動作を示す図表である。
【図５】本発明の電気錠システムの第二の実施形態を示す回路図である。
【図６】第二の実施形態の電気錠システムが有する駆動用スイッチ制御部の動作を示す図表である。
【図７】第二の実施形態の電気錠システムが有する状態監視部の動作を示す図表である。
【図８】本発明の電気錠システムの第三の実施形態を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の電気錠システムの第一の実施形態について、図１〜図４に基づいて説明する。この実施形態の電気錠システム１０は、電気錠ユニット１２、電気錠制御ユニット１４及びアダプタユニット１６で構成されている。
【００２６】
図１は、電気錠システム１０を示す回路図であり、電気錠ユニット１２、電気錠制御ユニット１４及びアダプタユニット１６が相互に接続された時の全体回路を示している。電気錠システム１０は、扉ＴＢを施解錠する機構を有した電気錠（図示せず）と、電気錠を施錠状態、解錠状態に切り替える駆動アクチュエータ１８とを備えている。さらに、一定の直流電圧Eを出力する直流電源２０が設けられ、直流電源２０には、降圧用抵抗素子２２と給電用スイッチ２４とが接続されている。給電用スイッチ２４は、直流電源２０を給電ライン２６とグランドライン２８の間に接続するためのスイッチで、直流電源２０を直接接続する第１の接続と、直流電源２０を降圧用抵抗素子２２を介して接続する第２の接続に切り替わる。図１では、第１、第２の接続に対応する接点を、「１、２」の符号で表している。
【００２７】
給電ライン２６には、給電ライン２６の電圧Vxを検出する状態監視部３０が接続されている。状態監視部３０は、電気錠の施解錠状態及び扉ＴＢの開閉状態を判定する回路ブロックであり、詳しくは後の動作説明の中で述べる。駆動アクチュエータ１８には、駆動用スイッチ３２が直列接続されている。駆動用スイッチ３２は駆動用スイッチ制御部３４によって制御され、駆動用スイッチ制御部３４は、給電ライン２６の電圧Vxの値が基準値を超えた時、給電用スイッチ２４が第１の接続になったと判定し、駆動用スイッチ３２をオンさせ、基準値以下の時は駆動用スイッチ３２をオフさせる。その他の回路素子、すなわち、錠状態検出用スイッチ３６、扉状態検出用スイッチ３８、第１〜第４の抵抗素子４０，４２，４４，４６は、インピーダンス可変回路網４８を構成する回路素子である。
【００２８】
錠状態検出用スイッチ３６は、１つの入力端子と２つの出力端子と有し、電気錠の施解錠の状態変化に応じて入力端子と２つの出力端子との間の接続が自動的に切り替わるスイッチである。出力端子は「施錠」「解錠」と記した２つの端子であり、「中間」と記した端子は、施錠と解錠とが切り替わっている途中期間にスイッチが未接続状態になることを示すために便宜的に記載したものである。「施錠」側の出力端子には第１の抵抗素子４０の一端が接続され、「解錠」側の出力端子には第２の抵抗素子４２の一端が接続され、錠状態検出用スイッチ３６と第１及び第２の抵抗素子４０，４２との直列回路が形成されている。そして、この直列回路の両端が、給電ライン２６及びグランドライン２８に各々接続されている。
【００２９】
扉状態検出用スイッチ３８は、１つの入力端子と１つの出力端子と有し、扉ＴＢが開状態になった時に自動的にオフになり、閉状態になった時に自動的にオンになるスイッチで、出力端子に第３の抵抗素子の一端が接続されている。そして、扉状態検出用スイッチ３８と第３の抵抗素子４４との直列回路の両端が、給電ライン２６及びグランドライン２８に各々接続されている。
【００３０】
インピーダンス可変回路網４８は、錠状態検出用スイッチ３６と第１及び第２の抵抗素子４０，４２との直列回路、扉状態検出用スイッチ３８と第３の抵抗素子４４との直列回路、及び第４の抵抗素子４６が、互いに並列に接続された回路網である。そして、合成インピーダンスは、錠状態検出用スイッチ３６及び扉状態検出用スイッチ３８の接続状態に応じて６つの異なる値に切り替わり、第４の抵抗素子４６の抵抗値を超えない範囲で自動的に可変される。
【００３１】
図１に示す回路素子の中で、電気錠ユニット１２に搭載されるのは、駆動アクチュエータ１８、錠状態検出用スイッチ３６及び扉状態検出用スイッチ３８であり、これらは、Ｓ１〜Ｓ７の７点で他の回路素子と切り離される。電気錠制御ユニット１４に搭載されるのは、直流電源２０、降圧用抵抗素子２２、給電用スイッチ２４及び状態監視部３０であり、これらは、Ｓ１１，Ｓ１２の２点で他の回路素子と切り離される。アダプタユニット１６に搭載されるのは、駆動用スイッチ３２、駆動用スイッチ制御部３４及び第１〜第４の抵抗素子４０，４２，４４，４６であり、これらは、Ｓ１〜Ｓ７，Ｓ１１，Ｓ１２の９点で他の回路素子と切り離される。
【００３２】
図２に示すように、電磁錠ユニット１２には、Ｓ１〜Ｓ７の７点を外部に引き出す多芯ケーブル５０ａとその先端部に取り付けたコネクタ５０ｂとで成る外部接続部５０が設けられる。電気錠制御ユニット１４には、Ｓ１１，Ｓ１２の２点を外部に引き出す２芯ケーブル５２ａとその先端部に取り付けたコネクタ５２ｂとで成る外部接続部５２が設けられる。アダプタユニット１６には、Ｓ１〜Ｓ７の７点を外部に引き出す多芯ケーブル５４ａとその先端部に取り付けたコネクタ５４ｂとで成る第１の外部接続部５４と、Ｓ１１，Ｓ１２の２点を外部に引き出す２芯ケーブル５６ａとその先端部に取り付けたコネクタ５６ｂとで成る第２の外部接続部５６とが設けられる。
【００３３】
電気錠ユニット１２及びアダプタユニット１６は扉ＴＢに取り付けられ、電気錠制御ユニットは部屋の壁ＨＫに取り付けられる。そして、電気錠ユニット１２とアダプタユニット１６が外部接続部５０，５４で互いに接続され、電気錠制御ユニット１４とアダプタユニット１６が外部接続部５２，５６で互いに接続されて、図１に示す全体回路が形成される。
【００３４】
次に、電気錠システム１０の動作について、図３、図４に基づいて説明する。ここで、給電用スイッチ２４の初期状態は第２の接続であり、給電ライン２６の電圧Vxは所定の低い値になっており、駆動用スイッチ３２がオフしている。第２の接続の時の電圧Vxについては、後で説明する。
【００３５】
電気錠の施解錠を切り替える時は、給電用スイッチ２４が第２の接続から第１の接続に切り替わり、図３に示すように、電圧Vxが急峻に上昇して直流電圧Eとほぼ等しい値になる。駆動用スイッチ制御部３４には、電圧Vxが直流電圧Eと等しいかどうかを判断するための閾値V7aが規定されており、駆動用スイッチ制御部３４は、電圧VxがV7a＜Vx（例えば、0.7E＜Vx）なので、給電用スイッチ２４が第１の接続になったと判定し、駆動用スイッチ３２をオンさせる。これで、駆動アクチュエータ３２の両端に直流電圧Eが印加され、駆動アクチュエータ３２が励磁される。
【００３６】
電気錠の施解錠状態又は扉の開閉状態を観測する時は、給電用スイッチ２４が第１の接続から第２の接続に切り替わり、図４に示すように、電圧Vxが急峻に低下し、直流電圧Eよりも低い適宜の値になる。
【００３７】
例えば、錠状態検出スイッチ３６が「中間」に位置し、扉状態検出スイッチ３８がオフしている時は、インピーダンス可変回路網４８の合成インピーダンスが最も大きくなり（第４の抵抗素子４６の抵抗値になり）、電圧Vxが最も高くなる。
【００３８】
また、錠状態検出スイッチ３６が「施錠」又は「解錠」に接続され、扉状態検出スイッチ３８がオンしている時は合成インピーダンスが最も小さくなり、電圧Vxが最も低くなる。例えば、第１の抵抗素子４０の抵抗値が第２の抵抗素子４２の抵抗値より小さければ、「施錠」に接続された時に合成インピーダンスが最も小さくなり、電圧Vxが最も低くなる。
【００３９】
このように、電圧Vxの値は、錠状態検出用スイッチ３６及び扉状態検出用スイッチ３８の接続状態に応じて６つの異なる値に変化する。したがって、状態監視部３０は、電圧Vxの値を分析することによって、電気錠の施解錠の状態及び扉TBの開閉状態を判定することができる。
【００４０】
状態監視部３０には、電圧Vxが６つの中のどの値になっているかを判別するための閾値V1a〜V6a（＜V7a）が規定されており、状態監視部３０は、0＜Vx≦V1aの時に扉が閉状態で電気錠が施錠状態であると判定する。同様に、V1a＜Vx≦V2aの時に扉が閉状態で電気錠が解錠状態であると判定し、V2a＜Vx≦V3aの時に扉が閉状態で電気錠が中間状態であると判定し、V3a＜Vx≦V4aの時に扉が開状態で電気錠が施錠状態であると判定し、V4a＜Vx≦V5aの時に扉が開状態で電気錠が解錠状態であると判定し、V5a＜Vx≦V6aの時に扉が開状態で電気錠が中間状態であると判定する。
【００４１】
電気錠及び扉の状態を観測する時は、電圧Vxが0＜Vx≦V7aの範囲に収まるので、駆動用スイッチ制御部３４が、「給電用スイッチ２４が第２の接続である（電気錠の施解錠の状態を切り替える時ではない）」と判定し、駆動用スイッチ３２をオフさせる。したがって、駆動アクチュエータ１８は、インピーダンス可変回路網４８から切り離され、誤差要因にならない。また、電圧VxがV6a＜Vxになるのは給電用スイッチ２４が第１の接続の時であり、状態監視部３０は、同じ電機錠制御ユニット１４内にある給電用スイッチ２５から「給電用スイッチ２４が第１の接続である（電気錠及び扉の状態を観測する時ではない）」という情報を直接取得し、電気錠及び扉の状態の判定を行わない。なお、閾値V6aと閾値V7aは、同じ値にしてもよい。
【００４２】
このように、一般的な構成の電気錠ユニット１２に、独特な構成の電気錠制御ユニット１４及びアダプタユニット１６を接続することにより、電気錠の施解錠の切り替えと状態監視の両方を適切に行うことができる。
【００４３】
なお、ここまで行った動作説明では、錠の状態の判定を、扉が開状態の時と閉状態の時の両方で実行しているが、扉が開状態の時に実行する必要がない場合は、扉が閉状態の時だけ実行するようにしてもよい。例えば、閾値V4aとV5aを設けずに、V3a＜Vx≦V6aの時に「扉が開状態（錠の状態は不明）」と判定するようにすればよい。
以上説明したように、電気錠システム１０は、１つの直流電源２０を使用して電気錠の施解錠の切り替えと状態監視の両方を行うので、特許文献１，２のように交流電源や交流電流を直流信号に変換する手段を設ける必要がなく、シンプルかつ安価にシステムを構成することができる。
【００４４】
また、状態監視を行う時、直流電源２０を降圧用抵抗素子２０を介して給電ライン２６とグランドライン２８の間に接続する構成なので、降圧用抵抗素子２０の抵抗値とインピーダンス可変回路網４８の抵抗素子４０，４２，４４，４６の抵抗値とを適宜調節することによって、給電ライン２６に発生する電圧Vxの変化幅を、例えば０．５〜３０Ｖ程度の手頃な範囲にすることができ、各抵抗素子の電力損失を容易に抑えることができる。
【００４５】
また、直流電圧Vxを検出して状態監視を行う構成なので、交流電流を検出して状態監視を行う時の誤差要因の多くが排除される。しかも、状態監視を行う時、駆動アクチュエータ１８がインピーダンス可変回路網４８から切り離されるので、駆動アクチュエータ１８が誤差要因にならない。したがって、電気錠の施解錠状態及び扉の開閉状態の判定を、従来よりも正確に行うことができる。
【００４６】
次に、本発明の電気錠システムの第二の実施形態について、図５〜図７に基づいて説明する。ここで、第一の実施形態と同様の構成は、同一の符号を付して説明を省略する。第二の実施形態の電気錠システム５８は、上記第一の実施形態の電気錠ユニット１２と、新規な電気錠制御ユニット６０及びアダプタユニット６２とで構成されている。
【００４７】
図５は、電気錠システム５８を示す回路図であり、電気錠ユニット１２、電気錠制御ユニット６０及びアダプタユニット６２が相互に接続された時の全体回路を示している。上記第一の実施形態の電気錠システム１０と異なるのは、第３の抵抗素子４４が第１のコンデンサ素子６４に置き換えられている点と、給電用スイッチ２４に代えて新規な給電用スイッチ２５が設けられている点と、状態監視部３０に代えて新規な状態監視部６６が設けられている点であり、その他の構成は同様である。
【００４８】
電気錠システム５８では、給電ライン２６とグランドライン２８との間に、上記第一の実施形態のインピーダンス可変回路網４８とは異なる構成のインピーダンス可変回路網６８が形成される。すなわち、インピーダンス可変回路網６８は、錠状態検出用スイッチ３６と第１及び第２の抵抗素子４０，４２との直列回路、扉状態検出用スイッチ３８と第１のコンデンサ素子６４との直列回路、及び第４の抵抗素子４６が、互いに並列に接続されて形成される。そして、合成インピーダンスは、錠状態検出用スイッチ３６及び扉状態検出用スイッチ３８の接続状態に応じて３つの異なる値に切り替わり、第４の抵抗素子４６の抵抗値を超えない範囲で自動的に可変される。第１のコンデンサ素子６４は、後述する給電用スイッチ２５が第２の接続に切り替わった時、給電ライン２６の電圧Vxの変化速度を緩やかにする働きをする。
【００４９】
給電用スイッチ２５は、直流電源２０を給電ライン２６とグランドライン２８の間に接続するためのスイッチで、直流電源２０を直接接続する第１の接続と、直流電源２０を降圧用抵抗素子２２を介して接続する第２の接続と、給電ライン２６をグランドライン２８にプルダウンする第３の接続に切り替わる。図５では、第１〜第３の接続に対応する接点を、「１〜３」の符号で表している。
【００５０】
状態監視部６６は、上記状態監視部３０と同様に、電気錠の施解錠状態及び扉ＴＢの開閉状態を判定する回路ブロックであり、詳しくは後の動作説明の中で述べる。図５に示す回路素子の中で、電気錠ユニット１２に搭載されるのは、駆動アクチュエータ１８、錠状態検出用スイッチ３６及び扉状態検出用スイッチ３８であり、これらは、Ｓ１〜Ｓ７の７点で他の回路素子と切り離される。電気錠制御ユニット６０に搭載されるのは、直流電源２０、降圧用抵抗素子２２、給電用スイッチ２５及び状態監視部６６であり、これらは、Ｓ１１，Ｓ１２の２点で他の回路素子と切り離される。アダプタユニット６２に搭載されるのは、駆動用スイッチ３２、駆動用スイッチ制御部３４、第１、第２、第４の抵抗素子４０，４２，４６及び第１のコンデンサ素子６４であり、これらは、Ｓ１〜Ｓ７，Ｓ１１，Ｓ１２の９点で他の回路素子と切り離される。そして、電気錠ユニット１２、電気錠制御ユニット６０及びアダプタユニット６２は、図２に示すように、扉ＴＢと部屋の壁ＨＫに取り付けて互いに接続される。
【００５１】
次に、電気錠システム５８の動作について、図６、図７に基づいて説明する。ここで、給電用スイッチ２５の初期状態は第３の接続であり、給電ライン２６の電圧Vxの値がゼロボルトで、駆動用スイッチ３２がオフしている。  電気錠の施解錠を切り替える時は、給電用スイッチ２５が第３の接続から第１の接続に切り替わり、図６に示すように、電圧Vxが急峻に上昇して直流電圧Eとほぼ等しい値になる。駆動用スイッチ制御部３４には、電圧Vxが直流電圧Eと等しいかどうかを判断するための閾値V4bが規定されており、駆動用スイッチ制御部３４は、電圧VxがV4b＜Vx（例えば、0.7E＜Vx）なので、給電用スイッチ２５が第１の接続になったと判定し、駆動用スイッチ３２をオンさせる。これで、駆動アクチュエータ３２の両端に直流電圧Eが印加され、駆動アクチュエータ３２が励磁される。
【００５２】
電気錠の施解錠状態又は扉の開閉状態を観測する時は、給電用スイッチ２５が第３の接続から第２の接続に切り替わり、図７に示すように、電圧Vxが上昇し、直流電圧Eよりも低い適宜の値になる。ここで特徴的なのは、扉状態検出用スイッチ３８がオフの時とオンの時で、電圧Vxが変化する速度に差が生じ、電圧Vxが収束するまでの時間が異なってくる点である。
【００５３】
まず、電圧Vxの収束後の値を見ると、例えば錠状態検出スイッチ３６が「中間」に位置している時は、インピーダンス可変回路網６８の合成インピーダンスが最も大きくなり（第４の抵抗素子４６の抵抗値になり）、電圧Vxが最も高い値に収束する。また、錠状態検出スイッチ３６が「施錠」又は「解錠」に接続されている時は、合成インピーダンスが最も小さくなり、電圧Vxが最も低い値に収束する。例えば、第１の抵抗素子４０の抵抗値が第２の抵抗素子４２の抵抗値より小さければ、「施錠」に接続された時に合成インピーダンスが最も小さくなり、電圧Vxが最も低い値に収束する。
【００５４】
このように、収束後の電圧Vxの値は、錠状態検出用スイッチ３６の接続状態に応じて３つの異なる値となる。この３つの値は、扉検出用スイッチ３８がオンの時もオフの時も同じである。
【００５５】
電圧Vxが収束するまでの時間は、扉検出用スイッチ３８がオンの時とオフの時で異なってくる。扉状態検出用スイッチ３８がオンの時は、第１のコンデンサ素子６４が給電ライン２６とグランドライン２８との間に接続されるので、他の抵抗素子との間に時定数が生じて電圧Vxの変化が緩やかになり、収束するのに一定以上の時間が掛かる。一方、扉状態検出用スイッチ３８がオフの時は、第１のコンデンサ素子６４が切り離されるので、電圧Vxの変化が急峻になり、ごく短い時間で収束する。
【００５６】
状態監視部６６は、給電用スイッチ２４が第２の接続に切り替わった後、まず、電圧Vxが変化している途中のタイミングt1にVx(t1)を検出し、電圧Vxが収束したタイミングt2にVx(t2)を検出する。そして、Vx(t2)とVx(t1)とを比較し、Vx(t2)とVx(t1)が等しいと判断した時に扉が開状態であると判定し、Vx(t2)とVx(t1)とが等しいとは言えないと判断した時に扉が閉状態であると判定する。
【００５７】
さらに状態監視部６６は、収束後の電圧Vx(t2)の値を分析することによって、電気錠の施解錠の状態を判定する。状態監視部６６には、電圧Vx(t2)が３つの中のどの値になっているかを判別するための閾値V1b〜V3b（＜V4b）が規定されており、状態監視部６６は、0＜Vx(t2)≦V1aの時に電気錠が施錠状態であると判定する。同様に、V1b＜Vx(t2)≦V2bの時に電気錠が解錠状態であると判定し、V2b＜Vx(t2)≦V3bの時に電気錠が中間状態であると判定する。
【００５８】
電気錠及び扉の状態を観測する時は、電圧Vxが0＜Vx≦V4bの範囲に収まるので、駆動用スイッチ制御部３４が、「給電用スイッチ２５が第２又は第３の接続である（電気錠の施解錠の状態を切り替える時ではない）」と判定し、駆動用スイッチ３２をオフさせる。したがって、駆動アクチュエータ１８は、インピーダンス可変回路網６８から切り離され、誤差要因にならない。また、電圧Vx(t2)がV3b＜Vx(t2)になるのは給電用スイッチ２５が第１の接続の時であり、状態監視部３０は、同じ電機錠制御ユニット６０内にある給電用スイッチ２５から「給電用スイッチ２５が第１の接続である（電気錠及び扉の状態を観測する時ではない）」という情報を直接取得し、電気錠及び扉の状態の判定を行わない。なお、閾値V3bと閾値V4bは、同じ値にしてもよい。
【００５９】
このように、一般的な構成の電気錠ユニット１２に、独特な構成の電気錠制御ユニット６０及びアダプタユニット６２を接続することによって、電気錠の施解錠の切り替えと状態監視の両方を適切に行うことができる。
【００６０】
なお、ここまで行った動作説明では、錠の状態の判定を、扉が開状態の時と閉状態の時の両方で実行しているが、扉が開状態の時に実行する必要がない場合は、扉が閉状態の時だけ実行するようにしてもよい。例えば、|Vx(t2)-Vx(t1)｜＝0の時は、Vx(t2)と閾値V1b〜V3bとを比較する処理を実行せずに、「扉が開状態（錠の状態は不明）」と判定するようにすればよい。
【００６１】
また、図６では、給電用スイッチ２５が第３の接続から第１の接続に切り替わった時、Vx波形が急峻に上昇するように描いているが、厳密に言うと、第１のコンデンサ素子６４が接続されている時（扉検出用スイッチ３８がオンの時）の方が、接続されていない時（扉検出用スイッチ３８がオフの時）よりも電圧Vxの変化が若干緩やかになる。ただ、第３の接続から第１の接続に切り替わる時、降圧用抵抗素子２２が時定数に関係しないので、第１のコンデンサ素子６４が接続された時でも、電圧Vxの変化速度はさほど低下しない。
【００６２】
以上説明したように、電気錠システム５８によれば、上記電気錠システム１０と同様の効果を得ることができる。また、電気錠及び扉の状態を観測する時、上記電気錠システム１０は６通りの組み合わせを６つの閾値V1a〜V6aにより判定するのに対し、この電気錠システム５８は６通りの組み合わせを３つの閾値V1b〜V3bにより判定できるので、閾値の刻みを相対的に粗くすることができる。したがって、直流電源２０の直流電圧Eの電圧精度、各抵抗素子の抵抗値の精度、及び状態監視部３０の電圧検出の精度が多少低くても正確に判定することができ、装置のコストダウンを図ることができる。
【００６３】
次に、本発明の電気錠システムの第三の実施形態について、図８に基づいて説明する。ここで、第一の実施形態と同様の構成は、同一の符号を付して説明を省略する。第三の実施形態の電気錠システム７０は、上記第一の実施形態の電気錠ユニット１２及び電気錠制御ユニット１４と、新規なアダプタユニット７２とで構成されている。
【００６４】
図８は、電気錠システム７０を示す回路図であり、電気錠ユニット１２、電気錠制御ユニット１４及びアダプタユニット７２が相互に接続された時の全体回路を示している。上記第一の実施形態の電気錠システム１０と異なるのは、第１〜第４の抵抗素子４０，４２，４４，４６が削除され、錠状態検出用スイッチ３６及び扉状態検出用スイッチ３８に第５〜第８の抵抗素子７４，７６，７８，８０が接続されている点であり、その他の構成は、同様である。
【００６５】
第５〜第８の抵抗素子７４，７６，７８，８０は順番に直列に接続されている。そして、扉状態検出用スイッチ３８の入力端子と出力端子との間に、第５の抵抗素子７４が接続され、錠状態検出用スイッチ３６の入力端子と「施錠」側の出力端子との間に第６の抵抗素子７６が接続され、錠状態検出用スイッチ３６の「施錠」側の出力端子と「解錠」側の出力端子に第７の抵抗素子７８が接続されている。
【００６６】
電気錠システム７０では、給電ライン２６とグランドライン２８との間に、上記第一の実施形態のインピーダンス可変回路網４８とは異なる構成のインピーダンス可変回路網８２が形成される。すなわち、インピーダンス可変回路網８２は、第５〜第８の抵抗素子７４，７６，７８，８０の直列回路と、各抵抗素子に接続された錠状態検出用スイッチ３６及び扉状態検出用スイッチ３８とで形成される。そして、合成インピーダンスは、錠状態検出用スイッチ３６及び扉状態検出用スイッチ３８の接続状態に応じて６つの異なる値に切り替わり、第５〜第８の抵抗素子７６，７８，８０，８２の各抵抗値を合計した値を超えない範囲で自動的に可変される。
【００６７】
図８に示す回路素子の中で、電気錠ユニット１２に搭載されるのは、上記のように駆動アクチュエータ１８、錠状態検出用スイッチ３６及び扉状態検出用スイッチ３８であり、これらは、Ｓ１〜Ｓ７の７点で他の回路素子と切り離される。電気錠制御ユニット１４に搭載されるのは、上記のように直流電源２０、降圧用抵抗素子２２、給電用スイッチ２４及び状態監視部３０であり、これらは、Ｓ１１，Ｓ１２の２点で他の回路素子と切り離される。アダプタユニット７２に搭載されるのは、駆動用スイッチ３２、駆動用スイッチ制御部３４、及び第５〜第８の抵抗素子７４，７６，７８，８０であり、これらは、Ｓ１〜Ｓ７，Ｓ１１，Ｓ１２の９点で他の回路素子と切り離される。そして、電気錠ユニット１２、電気錠制御ユニット１４及びアダプタユニット７２は、図２に示すように、扉ＴＢと部屋の壁ＨＫに取り付けて互いに接続される。
電気錠システム７０の動作は、電気錠システム１０と同様であり（図３、図４）、一般的な構成の電気錠ユニット１２に、独特な構成の電気錠制御ユニット１２及びアダプタユニット７２を接続することによって、電気錠の施解錠の切り替えと状態監視の両方を適切に行うことができる。したがって、電気錠システム７０においても上記電気錠システム１０，５８と同様の効果を得ることができる。
【００６８】
なお、本発明の電気錠システムは、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、図４の下段に、給電ライン２６の電圧Vxと扉の状態及び錠の状態との対応を記載してあるが、この対応は一例であり、第１〜第４の抵抗素子４０，４２，４４，４６の抵抗値の大小関係を変更することにより、対応を適宜に変更することができる。同様に、図７の下段に、給電ライン２６の電圧Vx(t2)と扉の状態及び錠の状態との対応を記載してあるが、この対応は一例であり、第５〜第３８抵抗素子７４，７６，７８，８０の抵抗値の大小関係を変更することにより、対応を適宜に変更することができる。
【００６９】
インピーダンス可変回路網は、上記錠状態検出用スイッチ３６及び扉状態検出用スイッチ３８に複数のインピーダンス素子を接続することによって形成される回路網であって、その合成インピーダンスが、錠状態検出用スイッチ及び扉状態検出用スイッチの接続状態に応じて異なる値に切り替わるように設定されたものであればよく、上記インピーダンス可変回路網４８，６８，８２とは異なる回路網に変更してもよい。例えば、インピーダンス素子は、直流電流が流れた時に所定の電圧降下が発生する素子のことであり、インピーダンス可変回路網は、抵抗素子以外に、定電流ダイオード、定電圧ダイオード等を組み合わせて形成してもよい。また、給電用スイッチが第２の接続になった時に、駆動用スイッチ制御部に流入する電流が無視できない場合は、駆動用スイッチ制御部もインピーダンス素子とみなす。
【００７０】
上記実施形態では、降圧用抵抗素子が直流電源のプラス側に配置してあるが、マイナス側に配置してもよい。また、状態監視部は、給電ラインの電圧を検出する時、グランドラインを基準として給電ラインの電圧を検出してもよいし、代用特性として降圧用抵抗素子の両端電圧を検出してもよい。また、上記実施形態の直流電源２０は、一定の直流電圧を出力する電圧源であるが、一定の直流電流を出力する電流源に変更することも可能であり、同様の作用効果を得ることができる。
【００７１】
第二の実施形態は、錠状態検出用スイッチ３６に２つの抵抗素子４０，４２が接続され、扉状態検出用スイッチ３８にコンデンサ素子６４が接続される構成であるが、例えば、錠状態検出用スイッチ３６に抵抗素子４０とコンデンサ素子６４とが接続され、扉状態検出用スイッチ３８に抵抗素子４２が接続される構成にすることも可能である。このように変更しても、同様の効果を得ることができる。
【００７２】
電気錠の状態及び扉の状態の組み合わせは最大で６通り（３通り×２通り）であるが、必ずしも６通りの全てを判定できる必要はなく、判別可能な組み合わせの数は、使用者の要望に合わせで少なくすることができる。上記実施形態の説明の中でも少し述べたが、判別可能な組み合わせの数が少なければ、電圧の閾値の数を少なくすることができるので、閾値の刻みを相対的に粗くすることが可能になり、直流電源の直流電圧の精度、各抵抗素子の抵抗値の精度、及び状態監視部の電圧検出の精度が多少低くても、正確に判定することができる。また、状態監視部の内部構成（給電ラインの電圧と閾値とを比較する回路ブロックの構成）をよりシンプルにすることができ、装置のコストダウンを図ることができる。
【００７３】
アダプタユニットの外部接続部の構成は、相手方の電気錠ユニットおよび電気錠制御ユニットが有する外部接続部の構成や扉に設置する時の工事の方法等に応じて自由に変更することができ、上記第１及び第２の外部接続部５４，５６のようなケーブルの端部にコネクタを接続した構成に限定されない。
【００７４】
その他、上記実施形態には設けていないが、新規な構成として、駆動アクチュエータを駆動する時にインピーダンス可変回路網に電流が流入するのを制限する電流制限回路を設けてもよい。この電流制限回路を設けることによって、インピーダンス可変回路網で無駄な損失が発生するのを抑えることができる。
【符号の説明】
【００７５】
１０，５８，７０  電気錠システム
１２  電気錠ユニット
１４，６０，７２  電気錠制御ユニット
１６，６２，７４  アダプタユニット
１８  駆動アクチュエータ
２０  直流電源
２２  降圧用抵抗素子
２４，２５  給電用スイッチ
２６  給電ライン
２８  グランドライン
３０，６６  状態監視部
３２  駆動用スイッチ
３４  駆動用スイッチ制御部
３６  錠状態検出用スイッチ
３８  扉状態検出用スイッチ
４０  第１の抵抗素子（インピーダンス素子）
４２  第２の抵抗素子（インピーダンス素子）
４４  第３の抵抗素子（インピーダンス素子）
４６  第４の抵抗素子（インピーダンス素子）
４８，６８，８２  インピーダンス可変回路網
５４  第１の外部接続部
５６  第２の外部接続部
６４  第１のコンデンサ素子
７４  第５の抵抗素子（インピーダンス素子）
７６  第６の抵抗素子（インピーダンス素子）
７８  第７の抵抗素子（インピーダンス素子）
８０  第８の抵抗素子（インピーダンス素子）
E  直流電圧
Vx，Vx(t1)，Vx(t2)  給電ラインの電圧
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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