(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
扉に設けられ、施解錠機構を電気的に制御する電気錠を備えた電気錠システムにおいて、
充電デバイスを有し、施解錠操作されていないときに、外部からの電源を降圧して小電流により前記充電デバイスに充電する充電回路と、
前記充電デバイスに充電された電源が前記充電回路から供給されたときに、該電源を、前記施解錠機構及び電子機器を駆動するのに必要な電源に調整して前記施解錠機構及び前記電子機器に供給する駆動回路と、
施解錠操作されたときに、前記充電デバイスに充電された前記充電回路からの電源を前記駆動回路に供給制御する制御回路と、
を前記電気錠に内蔵したことを特徴とする電気錠システム。
【請求項２】
前記充電回路、前記駆動回路、前記制御回路を前記電気錠とは別体構成の１つのユニットで構成し、前記電気錠とアダプタ方式によって接続することを特徴とする請求項１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、電気的に錠の施解錠を行う電気錠システムに係り、特に広範囲の入力電圧に対応でき、駆動電圧の異なる設置機器に応じた電源供給ができる電気錠システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば商業ビルや公共施設または一般住宅等の扉には、不審者の侵入を回避するため、防犯性に富んだ電気錠システムが設けられている。この種の電気錠システムは、特定の施解錠信号により、例えばモータやソレノイドなどの駆動手段を駆動してデッドボルトを電気的に進退させ、錠の施解錠を行っている（例えば下記特許文献１）。
【特許文献１】特開平１０−０２５９３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、一般的に、弱電系建設設備で使用される電源電圧は、２４Ｖ又は１２Ｖが多く、特に電気錠では施解錠機構（ソレノイドやモータ）に駆動力が必要なため２４Ｖが多い。また、不審者の侵入を検知するため、この種の電気錠システムに併用される防犯センサは１２Ｖで駆動する。さらに、電気錠システムにおいて、施解錠時にＩＣカード等の施解錠キーから施解錠情報を読み取るためのカードリーダは１２Ｖや５Ｖで駆動する。
【０００４】
このように、配設する電気機器によって必要な電源電圧が異なるため、電気錠システムを構築するにあたり、各機器に対応した電源の手配や系統分けなどの作業を行わなければならず設置作業が煩雑であった。
【０００５】
また、例えば２４Ｖを前提に設計されている電気錠を１２Ｖ電源で駆動するには、ＤＣ−ＤＣコンバータが必要であるが、必然的に倍の電流を消費することになる。従って、１００ｍ以上の配線距離が要求される電気錠の場合には、電流が増えることで余計な電圧降下を招く虞があった。
【０００６】
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、電気錠や電気錠周辺の電子機器を駆動するのに必要な電源の供給が可能な電気錠システムを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記した目的を達成するために、請求項１記載の電気錠システムは、扉に設けられ、施解錠機構を電気的に制御する電気錠を備えた電気錠システムにおいて、
充電デバイスを有し、施解錠操作されていないときに、外部からの電源を降圧して小電流により前記充電デバイスに充電する充電回路と、
前記充電デバイスに充電された電源が前記充電回路から供給されたときに、該電源を、前記施解錠機構及び電子機器を駆動するのに必要な電源に調整して前記施解錠機構及び前記電子機器に供給する駆動回路と、
施解錠操作されたときに、前記充電デバイスに充電された前記充電回路からの電源を前記駆動回路に供給制御する制御回路と、
を前記電気錠に内蔵したことを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の電気錠システムは、請求項１記載の電気錠システムにおいて、
前記充電回路、前記駆動回路、前記制御回路を前記電気錠とは別体構成の１つのユニットで構成し、前記電気錠とアダプタ方式によって接続することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の電気錠システムによれば、入力電源を常に小電流で充電するため、弱電系建設設備で使用される広範囲の入力電圧に対応でき、設置工事時における各機器の電源の手配や電源系統の引き回しの手間を省くことができる。
【００１０】
また、充電した電源を駆動電源として使用しているため、電気錠及びその周辺の電子機器に必要な電源電圧のレンジ幅を考慮することなく、各機器の配設を行うことができる。さらに、複数の電気錠を駆動する場合であっても、長い配線距離に対して大電流を流す必要がないため、電圧降下の虞がなくなる。
【００１１】
さらに、充電回路、制御回路、駆動回路を電気錠とは別体構成の１つのユニットで構成し、アダプタ方式を採用すれば、既存タイプの電気錠や設置済み電気錠に直接接続することができ、電気錠を交換することなく、既存タイプの電気錠や設置済み電気錠に新たな機器を配設した場合であっても、機器の電源の手配や電源系統の引き回しする必要がなくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付した図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明に係る第１形態の電気錠システムにおける充電時の回路構成を示す説明図であり、図２は同電気錠システムにおいて施錠操作された際の回路構成を示す説明図であり、図３は同電気錠システムの周辺に配設される電子機器との接続を示す説明図である。
また、図４は本発明に係る第２形態の電気錠システムにおける回路構成を示す説明図である。
【００１３】
＜第１形態＞
まず、本発明に係る第１形態の電気錠システムについて、図１〜３を参照しながら説明する。図１〜３に示すように、第１形態の電気錠システム１は、充電回路１０、制御回路２０、駆動回路３０、施解錠機構４０、扉開閉検知手段５０、施解錠検知手段６０を備えて構成され、これらの構成要素が扉や扉枠内の所定箇所に配設される各種電気錠に内蔵される。
【００１４】
なお、以下の説明では、施解錠操作時における施解錠情報の取得や施解錠情報の正当性の判別などの施解錠操作時に関する制御については、一般的な電気錠システムと同様の制御を行うため、その説明を省略する。
【００１５】
充電回路１０は、弱電系建設設備で用いられる外部からの電源（本例ではＤＣ５〜２４Ｖ）を降圧レギュレータ１１によって所定の電圧（システムで使用する最小電圧：本例では５Ｖ）まで降圧し、この降圧された電源を充電デバイスとしての電気二重層コンデンサ（以下、コンデンサと略称する）Ｃ１２に充電している。また、コンデンサＣ１２と降圧レギュレータ１１との間には、コンデンサＣ１２が空の状態のときに降圧レギュレータ１１に過電流が流れるのを防止するための抵抗Ｒ１３が直列接続されている。さらに、降圧レギュレータ１１と抵抗Ｒ１３との間には、逆流防止用のダイオード１４が直列接続されている。また、抵抗Ｒ１３とダイオード１４との間には、制御回路３０の制御により、施解錠操作が行われていないとき（待機時）にＯＮし、施解錠操作時にＯＦＦするリレーＸ３が接続されている。
【００１６】
なお、充電回路１０に含まれる充電デバイスとしては、コンデンサＣ１２に限らず、二次電池を用いることも可能である。
【００１７】
制御回路２０は、例えばＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭなどで構成されるマイクロコンピュータで構成される。制御回路２０は、施解錠操作されていないとき（待機時）に、リレーＸ３をＯＮ制御するとともに、後述する駆動回路３０のリレーＸ１、Ｘ２、Ｘ４、Ｘ５をＯＦＦ制御している。また、制御回路２０は、施解錠操作されたときに、リレーＸ３をＯＦＦ制御するとともに、扉開閉検知手段５０からの扉開閉状態信号及び施解錠検知手段６０からの施解錠状態信号に基づき、リレーＸ１又はリレーＸ２をＯＮ制御している。
【００１８】
駆動回路３０は、昇圧レギュレータ３１で充電回路１０のコンデンサＣ１２に充電された電源（５Ｖ）を後述する駆動手段４１の駆動に必要な電圧（本例では２４Ｖ）まで昇圧し、この昇圧した電源を、制御回路２０によってＯＮ／ＯＦＦが切替制御されるリレーＸ１又はリレーＸ２を介して駆動手段４１に出力している。例えば駆動手段４１がモータの場合、モータに必要な極性の電流が流れるように、リレーＸ１又はリレーＸ２がＯＮ／ＯＦＦ制御される。
【００１９】
なお、本例の回路構成では、制御回路２０の制御により、施解錠操作されていないとき（待機時）は、リレーＸ１、Ｘ２が共にＯＦＦとなり（図１を参照）、施錠操作されたときは、デッドボルト４３を突出するためにリレーＸ１がＯＮとなり、解錠操作されたときは、デッドボルト４３を引き込むためにリレーＸ２がＯＮとなる構成（図２を参照）で説明しているが、図示の回路構成に限定されるものではない。
【００２０】
また、図３に示すように、駆動回路３０は、施解錠機構４０に対する電源供給の他、カードリーダ７０や防犯センサ８０などの電気錠周辺に配設される各種電子機器を駆動するのに必要な電源（各機器に合った電源）に調整して供給している。
【００２１】
図示の例では、カードリーダ７０の駆動電圧が５Ｖであるため、充電回路１０に充電された電源（５Ｖ）をそのままカードリーダ７０へ供給している。このとき、制御回路２０の制御により、カードリーダ７０への電源供給を行う際にリレーＸ４がＯＮ制御される。
また、防犯センサ８０の駆動電圧が１２Ｖであるため、充電回路１０に充電された電源（５Ｖ）を昇圧レギュレータ３１で１２Ｖに昇圧した後、防犯センサ８０に供給している。このとき、制御回路２０の制御により、防犯センサ８０への電源供給を行う際にリレーＸ５がＯＮ制御される。
【００２２】
なお、本例では、駆動回路３０の電源調整について、予め各機器ごとに専用の駆動回路３０を具備し、各機器の使用時に充電回路１０に充電された電源を、個々の駆動回路を介して機器に合った電源に調整する構成で説明したが、制御回路２０からの制御により、使用する機器に合った電源電圧に調整できる構成であればよい。
【００２３】
施解錠機構４０は、駆動手段４１、伝達機構４２、デッドボルト４３で構成され、施解錠操作されたとき、制御回路２０の制御により、錠前を扉枠の係止穴に対してデッドボルト４３を突出（施錠時）又は引き込む（解錠時）ことで錠前を施解錠している。
【００２４】
駆動手段４１は、例えばモータやソレノイド等で構成され、駆動回路３０からの電源供給により駆動する。また、伝達機構４２は、駆動手段４１の動力をデッドボルト４３へ伝達するギアなどで構成され、駆動手段４１の駆動により生じる動力をデッドボルト４３に伝達する。さらに、デッドボルト４３は、電気錠における締り機構の一つであり、伝達機構４２からの動力により扉枠の係止穴（ストライク）に対して進退を行う。
【００２５】
扉開閉検知手段５０は、現在、扉が開扉状態か閉扉状態かを検知し、この扉の開閉状態を示す扉開閉状態信号（扉開扉状態信号、扉閉扉状態信号）を制御回路２０に出力している。また、施解錠検知手段６０は、現在、錠が施錠状態か解錠状態かを検知し、この錠の施解錠状態を示す施解錠状態信号（施錠状態信号、解錠状態信号）を制御回路２０に出力している。
【００２６】
次に、上述した第１形態の電気錠システム１における処理動作について説明する。施解錠操作されていないとき（待機時）は、図１に示すように、外部からの電源をコンデンサＣ１２に充電するためリレーＸ３がＯＮとなり、リレーＸ１、Ｘ２は施解錠操作されていないためＯＦＦとなる。これにより、外部からの電源は、充電回路１０の降圧レギュレータ１１により所定の電圧に降圧（本例では２４Ｖ→５Ｖ）され、降圧された電圧がコンデンサＣ１２に充電される。
【００２７】
これに対し、施錠操作（又は解錠操作）がなされたときには、図２に示すように、制御回路２０が充電回路１０の降圧レギュレータ１１に対する過負荷防止のためリレーＸ３をＯＦＦにする。この状態のときに施錠操作（又は解錠操作）がなされると、リレーＸ１又はリレーＸ２をＯＮする（図２の例では施錠操作のためリレーＸ１がＯＮとなっている）。これにより、コンデンサＣ１２に充電された電源は、駆動回路３０の昇圧レギュレータ３１を介して所定の電圧（本例では５Ｖ→２４Ｖ）で駆動回路３０に電源供給される。そして、電源供給された駆動回路３０によって駆動手段４１が駆動し、この駆動手段４１の駆動に伴いデッドボルト４３が進退する。
【００２８】
また、施解錠操作時にカード状記憶媒体である施解錠キーを用いる場合、図３に示すように、制御回路２０が充電回路１０の降圧レギュレータ１１に対する過負荷防止のためリレーＸ３をＯＦＦにする。そして、カードリーダ７０を使用するときにはリレーＸ４がＯＮし、コンデンサＣ１２に充電された電源は、カードリーダ７０用の駆動回路３０に所定の電圧（本例ではカードリーダ７０が５Ｖ駆動のためそのまま）に調整された後にカードリーダ７０に供給される。
【００２９】
さらに、防犯センサ８０を駆動する場合、図３に示すように、制御回路２０が充電回路１０の降圧レギュレータ１１に対する過負荷防止のためリレーＸ３をＯＦＦにする。そして、防犯センサ８０を使用するときにはリレーＸ５がＯＮし、コンデンサＣ１２に充電された電源は、防犯センサ８０用の駆動回路３０の昇圧レギュレータ３１を介して所定の電圧（本例では５Ｖ→１２Ｖ）に調整された後に防犯センサ８０に供給される。
【００３０】
＜第２形態＞
次に、本発明に係る第２形態の電気錠システムについて、図４を参照しながら説明する。なお、以下に説明する第２形態の電気錠システムにおいて、上述した第１形態の電気錠システムと同様の構成要件については同一の番号を付してその説明を省略し、相違する構成要件についてのみ説明する。
【００３１】
第２形態の電気錠システム１では、図４に示すように、第１形態の電気錠システム１における充電回路１０、制御回路２０、駆動回路３０を電気錠とは別体構成の１つのユニットで構成し（図４の一点鎖線）、アダプタ方式によって既存タイプの電気錠や設置済みの電気錠に直結して接続することにより、新たに電気錠周辺に電気錠機器を配設した場合であっても、各機器に対応する電源の確保や配線の引き回しをする手間を省くことができるものである。
【００３２】
図４に示すように、第２形態の電気錠システム１では、既存の電気錠に接続する際に、制御回路２０と電気錠の扉開閉検知手段５０及び施解錠検知手段６０とが接続されるとともに、駆動回路３０が電気錠の駆動手段４１と接続される。
【００３３】
そして、第２形態の電気錠システム１では、第１形態と同様、施解錠操作されていないとき（待機時）は、外部からの電源が充電回路１０の降圧レギュレータ１１により所定の電圧に降圧（２４Ｖ→５Ｖ）されて常に小電流でコンデンサＣ１２に充電され、施解錠操作されたときや外部からの電源供給が停止したときは、コンデンサＣ１２に充電された電源が駆動回路３０の昇圧レギュレータ３１により所定の電圧に昇圧（５Ｖ→２４Ｖ）され、駆動回路３０に電源供給される。また、第１形態と同様に、例えばカードリーダ７０や防犯センサ８０などの電気錠周辺に配設される各種電子機器に対しても、各機器の使用時に必要な電源を各機器に合った電源に調整して供給している。
【００３４】
なお、第２形態の電気錠システム１における処理動作は、第１形態の電気錠システム１における処理動作と同様のため、その説明を省略する。また、上記説明では、図４に示すように、アダプタ方式により電気錠と直接接続する構成で説明したが、アダプタとして通電金具の形式をとって接続することも可能である。
【００３５】
このように、上述した第１形態の電気錠システム１は、施解錠操作されていないとき（待機時）は、外部からの電源を常に小電流でコンデンサＣ１２に充電し、施解錠操作されたときは、コンデンサＣ１２に充電された電源を施解錠機構を含む電子機器に合った電源に調整して供給し、機器の駆動を行う。
【００３６】
これにより、常に小電流で充電するため、弱電系建設設備で使用される広範囲の入力電圧に対応でき、設置工事時における各機器の電源の手配や電源系統の引き回しの手間が省け、電源系統に依存することなく電気錠の設置を行うことができる。
【００３７】
また、複数の電気錠を駆動する場合であっても、長い配線距離に対して大電流を流す必要がないため、電圧降下の虞がなくなる。さらに、充電デバイスとして、電気二重層コンデンサを使用すれば、使用温度や寿命の管理がほとんど必要なく、長期間安定して利用することができる。
【００３８】
そして、第２形態の電気錠システム１では、充電回路１０、制御回路２０、駆動回路３０を電気錠とは別体構成の１つのユニットで構成し、アダプタ方式によって既存タイプの電気錠や設置済み電気錠に直接接続することができる。これにより、電気錠を交換することなく、既存タイプの電気錠や設置済み電気錠に新たな機器を配設した場合であっても、機器の電源の手配や電源系統の引き回しする必要がなくなる。
【００３９】
ところで、上述した各形態では、説明の都合上、施解錠操作が行われていないとき、施解錠操作時にリレーＸ１〜Ｘ５を切り替えることで、各回路のＯＮ／ＯＦＦを行う構成としたが、これの構成に限定されるものではない。実際には、上述したリレー回路に代わってトランジスタやＦＥＴなどの半導体素子を用いた回路で構成するのが一般的である。
【００４０】
以上、本願発明における最良の形態について説明したが、この形態による記述及び図面により本発明が限定されることはない。すなわち、この形態に基づいて当業者等によりなされる他の形態、実施例及び運用技術等はすべて本発明の範疇に含まれることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係る第１形態の電気錠システムにおける充電時の回路構成を示す説明図である。
【図２】同電気錠システムにおいて施錠操作された際の回路構成を示す説明図である。
【図３】同電気錠システムの周辺に配設される電子機器との接続を示す説明図である。
【図４】本発明に係る第２形態の電気錠システムにおける回路構成を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４２】
１  電気錠システム
１０  充電回路
１１  降圧レギュレータ
１２  コンデンサ
１３  抵抗
１４  ダイオード
２０  制御回路
３０  駆動回路
３１  昇圧レギュレータ
４０  施解錠機構
４１  駆動手段
４２  伝達機構
４３  デッドボルト
５０  扉開閉検知手段
６０  施解錠検知手段
７０  カードリーダ
８０  防犯センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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