ドア警報装置およびこれを用いた監視システム
【課題】ドアが閉じる場合の事故の発生を抑止できるドア警報装置を提供する。
【解決手段】ドア１の回転軸に取り付けられて回転角度に応じた電圧を発生して角度信号として出力するポテンショメータ１２と、警報を出力する警報装置１５、２６と、ポテンショメータからの角度信号に基づきドアが開いている角度を算出し、該算出した角度からドアが閉じるまでの時間を算出し、該算出した時間が所定の判定時間より小さければ警報装置を駆動して警報を出力させる制御装置２４を備えている。
【解決手段】ドア１の回転軸に取り付けられて回転角度に応じた電圧を発生して角度信号として出力するポテンショメータ１２と、警報を出力する警報装置１５、２６と、ポテンショメータからの角度信号に基づきドアが開いている角度を算出し、該算出した角度からドアが閉じるまでの時間を算出し、該算出した時間が所定の判定時間より小さければ警報装置を駆動して警報を出力させる制御装置２４を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドア警報装置およびこれを用いた監視システムに関し、特にドアの閉鎖を安全に行うための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
平成１７年１２月に建築基準法施行令が改正され、防火設備に関し、「閉鎖または作動をするに際して、当該特定防火設備または防火設備の周囲の人の安全を確保することができるものであること」という条件が加えられた。具体的には、開き戸タイプのドアでは、以下の条件を満足することが要請されている。
【０００３】
（１）閉鎖力１５０Ｎ以下であること
（２）閉鎖時の運動エネルギーを１０ジュール（１０Ｊ）以下に抑えること
ところで、ドアの調整が不十分であることに起因してドアの閉まる速度が速いと、指などがドアに挟まれる事故が発生する可能性がある。このような事故を回避する技術として、特許文献１は、住宅用および自動車用の開き戸タイプのドアが開かれることによる事故を未然に防止して安全性を高めることができるドア警報装置を開示している。
【０００４】
このドア警報装置は、集合住宅や自動車等に設けられる開き戸タイプのドアに、ドアの引き開き側に人または物が近接して存在しあるいは近接しそうであることを識別する第１センサと、ドアを開けようとする人がそのノブを握ったことを識別する第２センサと、第１センサまたは第２センサの出力信号を受けて選択的に表示灯駆動信号またはスピーカ駆動信号あるいはドアロック制御信号を形成するコントローラと、表示灯駆動信号を受けて選択的に点灯される第１表示灯および第２表示灯と、スピーカ駆動信号を受けて選択的に所定のメッセージを出力するスピーカと、ドアロック制御信号を受けて一時的にドアをロック状態とするドアオートロック機構とを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１９８５８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した従来の技術では、例えば気温や気圧が時々刻々と変化する環境やドアの取り付けに使用されている金具などの経年変化により、ドアが閉じる速度は、変化するので、コンフォーマンス（適合状況）を確認できない。
【０００７】
その結果、ドアが閉じる速度が速くなると、事故が発生する可能性が高くなるという問題がある。そこで、速度センサをドアに取り付け、ドアが閉じる速度が一定値以上である場合に警報を発生することが考えられる。
【０００８】
しかしながら、ドアが閉じる速度は、ドアクローザによって可変されるので、速度センサでは所望の値を得るのが難しい。
【０００９】
本発明は、上述した問題を解決するためになされたものであり、その課題は、ドアが閉じる場合の事故の発生を抑止できるドア警報装置およびこれを用いた監視システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明に係るドア警報装置は、ドアの回転軸に取り付けられてドアの回転角度に応じた電圧を発生して角度信号として出力するポテンショメータと、警報を出力する警報装置と、ポテンショメータからの角度信号に基づきドアが開いている角度を算出し、該算出した角度からドアが閉じるまでの時間を算出し、該算出した時間が所定の判定時間より小さければ警報装置を駆動して警報を出力させる制御装置を備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る監視システムは、ドア警報装置から送られてくる信号を監視するセンタを備えた監視システムであって、ドア警報装置は、ドアの回転軸に取り付けられてドアの回転角度に応じた電圧を発生して角度信号として出力するポテンショメータと、警報を出力する警報装置と、ポテンショメータからの角度信号に基づきドアが開いている角度を算出し、該算出した角度からドアが閉じるまでの時間を算出し、該算出した時間が所定の判定時間より小さければ警報装置を駆動して警報を出力させるとともに、センタに警報を送信する制御装置を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るドア警報装置によれば、ドアが閉じる速度が速く、所定の判定時間より短い時間で閉じる場合は警報を出力するように構成したので、ドアが閉じる際の事故の発生を抑止できる。
【００１３】
また、本発明に係る監視システムによれば、複数のドア警報装置の各々は、警報を出力した際は、その警報をセンタに送信するように構成したので、センタでは、各ドア警報装置からの警報を受信して一括管理し、必要に応じて保守員が警報送信元に赴いてドアが閉じる速度が遅くなるようにドアクローザを調整することができる。その結果、ドアが閉じる際の事故の発生を抑止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施例１に係るドア警報装置が取り付けられた状態を説明するための図である。
【図２】本発明の実施例１に係るドア警報装置が取り付けられた状態の斜視図である。
【図３】本発明の実施例１に係るドア警報装置の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施例１に係るドア警報装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】ドアの回転速度とドアが９０°から閉まるまでの時間との関係を示す図である。
【図６】本発明の実施例１に係るドア警報装置が取り付けられた他の状態を説明するための図である。
【図７】本発明の実施例１に係るドア警報装置を使用して監視システムを構成した例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【実施例１】
【００１６】
図１は、枠とドアとがピポットヒンジで接続されている場合に、本発明の実施例１に係るドア警報装置を取り付けた状態を示しており、図１（ａ）は正面図、図１（ｂ）は上面図である。図２は、本発明の実施例１に係るドア警報装置が取り付けられた状態の斜視図である。
【００１７】
ドア１は、上枠２に取り付けられた枠側ヒンジ３と、ドア１に取り付けられたドア側ヒンジ４とにより、縦枠６に回動自在に支持されている。
【００１８】
ドア警報装置の本体１１は、本体固定金具５を用いて縦枠６に取り付けられている。ドア警報装置を構成するポテンショメータ１２は、図１（ａ）に拡大して示すような回転軸付ヒンジカバー７から突出し且つドア１の開閉に伴って回転する回転軸８に取り付けられている。
【００１９】
また、ドア警報装置の本体１１には、時間設定ツマミ１３、リセットボタン１４、警報ランプ１５および電池交換指示ランプ１６が設けられている。時間設定ツマミ１３は、ドア１が開いた状態から閉まるまでの時間が短くて危険であると判定する際の判定基準となる時間（以下、「判定時間」という）を設定するために使用される。リセットボタン１４は、ドア警報装置から発生された警報を停止するとともに、該ドア警報装置を初期化するために使用される。
【００２０】
警報ランプ１５は、ドア１が開いた状態から閉まるまでの時間が判定時間より短い場合に、その旨をユーザに視覚的に知らせるために使用される。電池交換指示ランプ１６は、ドア警報装置の電源として使用されている電池２１（後述する）の電圧が低下した場合に、電池を交換すべき旨を視覚的に知らせるために使用される。
【００２１】
図３は、本発明の実施例１に係るドア警報装置の電気的な構成を示すブロック図である。このドア警報装置は、電池２１、電源スイッチ２２、ＤＣ−ＤＣコンバータ２３、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２４、ポテンショメータ１２、時間設定ボリューム２５、リセットボタン１４、警報ランプ１５、電池交換指示ランプ１６、ブザー２６、警報切り替えスイッチ２７および時間設定ボリューム切り替えスイッチ２８を備えている。
【００２２】
電池２１は、３Ｖの直流電圧を発生し、電源スイッチ２２を介してＤＣ−ＤＣコンバータ２３に送る。ＤＣ−ＤＣコンバータ２３は、電池２１から電源スイッチ２２を介して供給される３Ｖの直流電圧を、例えば３．３Ｖの直流電圧に昇圧し、ドア警報装置の各部に供給する。また、ＤＣ−ＤＣコンバータ２３は、電池２１の電圧低下を検出し、電池２１の電圧が例えば１．２５Ｖ以下に低下したことを検出した場合に、電圧低下信号を生成してＣＰＵ２４に送る。
【００２３】
ＣＰＵ２４は、本発明の制御装置に対応し、このドア警報装置の全体を制御するための処理を実行する。このＣＰＵ２４で実行される処理の詳細は後述する。
【００２４】
ポテンショメータ１２は、ロータリタイプの抵抗式角度センサとして機能し、回転角度に応じた電圧を出力する。ポテンショメータ１２としては、例えばアルプス電気社製の「ＲＤＣ５０１０１５Ａ」（１０ｋΩ、動作寿命１，０００，０００回）を用いることができる。このポテンショメータ１２から出力される電圧は、角度信号としてＣＰＵ２４に送られる。
【００２５】
時間設定ボリューム２５は、時間設定ツマミ１３の回転に応じて抵抗値が可変する可変抵抗器から構成されており、時間設定ツマミ１３の操作に応じた電圧を出力する。この時間設定ボリューム２５から出力される電圧は、時間信号としてＣＰＵ２４に送られる。ＣＰＵ２５は、この時間信号に基づいて判定時間を生成する。判定時間は、０．１〜１２．７秒の間で、０．１秒単位で定義される。
【００２６】
リセットボタン１４は、上述したように、ドア警報装置から発生された警報を停止するとともに、該ドア警報装置を初期化するために使用される。このリセットボタン１４が押されたことにより発生されるリセット信号は、ＣＰＵ２４に送られる。
【００２７】
警報ランプ１５は、本発明の警報装置に対応し、例えば赤色ＬＥＤ（Light Emitting Diode）から構成されている。この警報ランプ１５は、ＣＰＵ２４からの駆動信号に応じて発光し、ドア１が開いた状態から閉まるまでの時間が判定時間より短い、つまり手が挟まれる危険などが存在することをユーザに視覚的に知らせるために使用される。
【００２８】
電池交換指示ランプ１６は、例えば黄色ＬＥＤから構成されており、ＣＰＵ２４から送られてくる電圧低下信号に応じて点滅し、電池２１の電圧が低下したので交換すべき旨をユーザに視覚的に知らせるために使用される。
【００２９】
ブザー２６は、本発明の警報装置に対応し、ＣＰＵ２４から警報切り替えスイッチ２７を介して送られてくるブザー駆動信号に応じて鳴動する。このブザー２６は、ドア１が開いた状態から閉まるまでの時間が判定時間より短い、つまり手が挟まれる危険などが存在することをユーザに聴覚的に知らせるために使用される。
【００３０】
警報切り替えスイッチ２７は、ユーザが任意にオンまたはオフを設定できるスイッチであり、この警報切り替えスイッチ２７がオンにされると、警報として、警報ランプ１５が点灯されると同時にブザー２６が鳴動し、オフにされると、警報ランプ１５の点灯のみが行われる。
【００３１】
時間設定ボリューム切り替えスイッチ２８は、例えば半導体スイッチから構成されており、ＣＰＵ２４からの指示に応じて開閉し、時間設定ボリューム２５への給電の可否を制御する。この時間設定ボリューム切り替えスイッチ２８は、判定時間を取得する時以外は、ＣＰＵ２４からの指示によってオフにされる。これにより、判定時間の取得時以外は、時間設定ボリューム２５に電流は流れないので、電池２１の消耗を抑えることができる。
【００３２】
次に、上記のように構成される本発明の実施例１に係るドア警報装置の動作を、図４に示すフローチャートを参照しながら説明する。
【００３３】
まず、キャリブレーションモードとなる（ステップＳ１０）。すなわち、アラーム（警報）の電源はドア１が閉じた状態で投入し、ドア１が閉じた状態（角度θが０°）のポテンショメータ１２の出力電圧をＣＰＵ２４内の図示しないＡ／Ｄコンバータで読み込み、アナログ電圧値をディジタル電圧値に変換する。変換されたディジタル電圧値は、角度が０°のときの角度信号として、後述するドア１の開閉角度を計算する際の基準値とされる。
【００３４】
次いで、電源が投入されると、設定時間の読み込みが行われる（ステップＳ１１）。すなわち、ＣＰＵ２４は、時間設定ボリューム切り替えスイッチ２８をオンにする。これにより、時間設定ボリューム２５に電圧が印加され、時間設定ボリューム２５で発生された電圧信号が時間信号としてＣＰＵ２４に送られる。ＣＰＵ２４は、時間設定ボリューム２５から受け取った時間信号をＡ／Ｄ変換して内部に保存する。
【００３５】
その後、ＣＰＵ２４は、時間設定ボリューム切り替えスイッチ２８をオフにする。これにより、時間設定ツマミ１３で設定された時間が、判定時間としてＣＰＵ２４の内部に保存される。例えば、ドア１を９０°開いた状態から閉じる場合に危険であると判断される最短時間が、判定時間としてＣＰＵ２４の内部に保存される。
【００３６】
ドア１が９０°開いた状態から閉まるまでの時間とドア１の閉まる回転速度とに基づいて判定時間を設定する。判定時間は、０．１〜１２．７秒の範囲で設定でき、ドア１の幅、重量によって設定値が異なる。ドア１の運動エネルギーの式は、以下の式で表される。
【００３７】
Ｅ＝（１／２）・ｍ・（２π・ｒ・deg）2
よりＥ＝１０［Ｊ］となる回転速度deg［°／ｓ］は、
deg＝（１８０／πr）・√（２０／ｍ）
となる。
【００３８】
この回転速度でドア１が９０°から閉まるまでの時間は図５に示すようになる。この時間を時間設定ボリューム２５で設定する。ドア１が９０°から閉まり始めれば、時間設定ボリューム２５で設定した時間が判定時間となる。
【００３９】
しかし、ドア１が８９°以下または９１°以上で閉まり始めた場合、９０°に対する角度の大小の割合に応じて判定時間を変化させる。
【００４０】
（１）ドア１が８９°以下から閉じた時には、その角度に応じて判定時間を短くする。
【００４１】
（２）ドア１が９０°以上から閉じた時には、その角度に応じて判定時間を長くする。
【００４２】
また、ＣＰＵ２４は、ドア１の回転角度が０°の時のポテンショメータ１２から出力される角度信号を受け取り、角度初期値として自己の内部に保存する。この角度初期値は、以下において、ドア１の回転角度を求める際に使用される。
【００４３】
次いで、ドア動作監視処理が行われる（ステップＳ１２）。すなわち、ＣＰＵ２４は、ポテンショメータ１２から角度信号を受け取り、受け取った角度信号によって示される角度と前回の角度とを比較する。前回の角度より今回の角度が大きいならば、ドア１は開ける方向に動き、今回の角度より前回の角度が大きいならばドア１は閉まる方向に動いていると判断する。例えば、２０ｍ秒毎に判断を行う。
【００４４】
次いで、ドア１が閉まり始めたかどうかが調べられる（ステップＳ１３）。すなわち、ＣＰＵ２４は、前回までのドア動作監視処理（ステップＳ１２）において算出したドア１の前回の角度が今回の角度よりも大きい状態が２回続いた場合にはドア１は閉まり始めたと判断する。ステップＳ１３において、ドアが閉まり始めていないことが判断されると、ステップＳ１２に戻って上述した処理が繰り返される。
【００４５】
一方、ステップＳ１３において、ドアが閉まり始めたことが判断されると、時間の計測が開始される（ステップＳ１４）。すなわち、ＣＰＵ２４は、自己の内部に保持しているタイマによる計時を開始する。
【００４６】
次いで、ドア動作監視処理が行われる（ステップＳ１５）。すなわち、ＣＰＵ２４は、ポテンショメータ１２から回転角度に応じた角度信号を受け取り、受け取った角度信号に基づき現在のドア１の回転角度を算出する。
【００４７】
この場合、現在のポテンショメータ１２の角度信号およびステップＳ１０で計測した角度が０度のときの角度信号を用いて以下の式により、ドア１が閉まり始めた角度を数ｍ秒で計算する。
【００４８】
角度＝｛（現在の電圧−０°の電圧）／１０２３｝×３２０°
次いで、求められたドア１の閉まり始めた角度と時間設定ボリューム２５の設定値とにより判定時間を決定する。すなわち、ドア１が閉まり始めた角度に応じて判定時間を変える。判定時間は以下の式で表される。
【００４９】
判定時間＝（閉まり始めた角度／９０°）×（ボリウムで設定した時間）
次いで、ドアが閉まったかどうかが調べられる（ステップＳ１６）。すなわち、ＣＰＵ２４は、ステップＳ１５で算出したドア１の回転角度が０°になったかどうかを調べる。ステップＳ１６において、ポテンショメータ１２の出力電圧がドア１が閉まったときの出力電圧以下になったときに、ドア１が閉まったと判断し、時間の計測が停止される（ステップＳ１７）。すなわち、ＣＰＵ２４は、ステップＳ１４において開始された計時を停止する。
【００５０】
次いで、タイマで計測した時間が判定時間より長いかどうかが調べられる（ステップＳ１８）。すなわち、ＣＰＵ２４は、タイマで計測した時間が、ステップＳ１１で読み込んだ設定時間によって示される判定時間より長いかどうかを調べる。ステップＳ１８において、判定時間より長いことが判断されると、ドア１が閉まる速度は速くない、つまり危険がないことが認識され、ステップＳ１２の処理に戻って上述した処理が繰り返される。
【００５１】
一方、ステップＳ１８において、判定時間より長くないことが判断されると、ドアが閉じる速度は速い、つまり危険であることが認識され、警報が出力される（ステップＳ１９）。すなわち、ＣＰＵ２４は、警報ランプ１５に駆動信号を送る。これにより、警報ランプ１５が点灯する。また、ＣＰＵ２４は、ブザー２６に駆動信号を送る。これにより、ブザー２６が鳴動する。
【００５２】
なお、警報切り替えスイッチ２７がオフにされている場合は、ブザー２６は鳴動せず、警報ランプ１５の点灯のみが行われる。
【００５３】
次いで、リセットボタンが押されたかどうかが調べられる（ステップＳ２０）。すなわち、ＣＰＵ２４は、リセットボタン１４からリセット信号が送られてきたかどうかを調べる。ステップＳ２０において、リセットボタンが押されていないことが判断されると、ステップＳ２０を繰り返し実行しながら待機する。ステップＳ２０の繰り返し実行による待機状態において、リセットボタンが押されたことが判断されると、ステップＳ１２に戻って上述した処理が繰り返される。
【００５４】
以上説明したように、本発明の実施例１に係るドア警報装置によれば、ドア１が閉じる速度が速く、所定の判定時間より短い時間で閉じる場合は警報を出力するように構成したので、ドア１が閉じる際の事故の発生を抑止できる。
【００５５】
なお、上述した実施例１に係るドア警報装置では、時間の計測を、ドア１が閉まった場合に、換言すれば、ドア１の回転角度が０°になった場合に停止するように構成したが、例えば、ドア１の回転角度が１０°近傍になった場合に停止するように構成することもできる。この構成によれば、ドア１が閉まる直前に警報を発生できるので、より効果的に事故の発生を抑止できる。
【００５６】
なお、上述した実施例１では、枠とドアとがピポットヒンジで接続されている場合にドア警報装置を適用した例を示したが、他のヒンジを用いる場合にも適用できる。
【００５７】
図６は、本発明の実施例１に係るドア警報装置が、丁番で枠に支持されたドアに取り付けた状態を示しており、図６（ａ）は正面図、図６（ｂ）は上面図である。ドア１は、縦枠６に取り付けられた枠側ヒンジ３とドア１に取り付けられたドア側ヒンジ４とにより枠に回動自在に支持されている。
【００５８】
ドア警報装置の本体１１は本体固定金具５を用いて縦枠６に取り付けられている。ドア警報装置のポテンショメータ１２は、図６（ａ）に拡大して示すような回転軸付丁番７から突出するように設けられた回転軸９に取り付けられ、ドア１の回転に伴って回転するようになっている。ドア警報装置自体の構成は、上述した実施例１に係るドア警報装置の構成と同じである。
【００５９】
上記のように構成されるドア警報装置を用いて、遠隔からドアの閉じる速度を監視する監視システムを構成できる。
【００６０】
図７は、複数のドア警報装置を遠隔に設置されたセンタから監視する監視システムの構成を示す図である。複数のドア警報装置３０ａ〜３０ｎの各々は、ドア１が異常な開閉をした場合には警報を出力し、同一フロア内のビル制御盤３３と無線または有線で繋ぎ、警報をビル制御盤３３を介して防災センタ３５に無線または有線により送信する。
【００６１】
防災センタ３５では、各ドア警報装置３０ａ〜３０ｎからの警報を受信して一括管理し、必要に応じて保守員が警報送信元に赴いてドア１が閉じる速度が遅くなるようにドアクローザを調整する。これにより、ドアが閉じる際の事故の発生を抑止できる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明は、閉まる速度が速くて指が挟まれるなどの危険性があるドアに利用可能である。
【符号の説明】
【００６３】
１ ドア
２ 上枠
３ 枠側ヒンジ
４ ドア側ヒンジ
５ 本体固定金具
６ 縦枠
７ 回転軸付ヒンジカバー
７’ 回転軸付丁番
８ 回転軸
１１ 本体
１２ ポテンショメータ
１３ 時間設定ツマミ
１４ リセットボタン
１５ 本体固定金具
１６ 電池交換指示ランプ
２１ 電池
２２ 電源スイッチ
２３ ＤＣ−ＤＣコンバータ
２４ ＣＰＵ
２５ 時間設定ボリューム
２６ ブザー
２７ 警報切り替えスイッチ
２８ 時間設定ボリューム切り替えスイッチ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドア警報装置およびこれを用いた監視システムに関し、特にドアの閉鎖を安全に行うための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
平成１７年１２月に建築基準法施行令が改正され、防火設備に関し、「閉鎖または作動をするに際して、当該特定防火設備または防火設備の周囲の人の安全を確保することができるものであること」という条件が加えられた。具体的には、開き戸タイプのドアでは、以下の条件を満足することが要請されている。
【０００３】
（１）閉鎖力１５０Ｎ以下であること
（２）閉鎖時の運動エネルギーを１０ジュール（１０Ｊ）以下に抑えること
ところで、ドアの調整が不十分であることに起因してドアの閉まる速度が速いと、指などがドアに挟まれる事故が発生する可能性がある。このような事故を回避する技術として、特許文献１は、住宅用および自動車用の開き戸タイプのドアが開かれることによる事故を未然に防止して安全性を高めることができるドア警報装置を開示している。
【０００４】
このドア警報装置は、集合住宅や自動車等に設けられる開き戸タイプのドアに、ドアの引き開き側に人または物が近接して存在しあるいは近接しそうであることを識別する第１センサと、ドアを開けようとする人がそのノブを握ったことを識別する第２センサと、第１センサまたは第２センサの出力信号を受けて選択的に表示灯駆動信号またはスピーカ駆動信号あるいはドアロック制御信号を形成するコントローラと、表示灯駆動信号を受けて選択的に点灯される第１表示灯および第２表示灯と、スピーカ駆動信号を受けて選択的に所定のメッセージを出力するスピーカと、ドアロック制御信号を受けて一時的にドアをロック状態とするドアオートロック機構とを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１９８５８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した従来の技術では、例えば気温や気圧が時々刻々と変化する環境やドアの取り付けに使用されている金具などの経年変化により、ドアが閉じる速度は、変化するので、コンフォーマンス（適合状況）を確認できない。
【０００７】
その結果、ドアが閉じる速度が速くなると、事故が発生する可能性が高くなるという問題がある。そこで、速度センサをドアに取り付け、ドアが閉じる速度が一定値以上である場合に警報を発生することが考えられる。
【０００８】
しかしながら、ドアが閉じる速度は、ドアクローザによって可変されるので、速度センサでは所望の値を得るのが難しい。
【０００９】
本発明は、上述した問題を解決するためになされたものであり、その課題は、ドアが閉じる場合の事故の発生を抑止できるドア警報装置およびこれを用いた監視システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明に係るドア警報装置は、ドアの回転軸に取り付けられてドアの回転角度に応じた電圧を発生して角度信号として出力するポテンショメータと、警報を出力する警報装置と、ポテンショメータからの角度信号に基づきドアが開いている角度を算出し、該算出した角度からドアが閉じるまでの時間を算出し、該算出した時間が所定の判定時間より小さければ警報装置を駆動して警報を出力させる制御装置を備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る監視システムは、ドア警報装置から送られてくる信号を監視するセンタを備えた監視システムであって、ドア警報装置は、ドアの回転軸に取り付けられてドアの回転角度に応じた電圧を発生して角度信号として出力するポテンショメータと、警報を出力する警報装置と、ポテンショメータからの角度信号に基づきドアが開いている角度を算出し、該算出した角度からドアが閉じるまでの時間を算出し、該算出した時間が所定の判定時間より小さければ警報装置を駆動して警報を出力させるとともに、センタに警報を送信する制御装置を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るドア警報装置によれば、ドアが閉じる速度が速く、所定の判定時間より短い時間で閉じる場合は警報を出力するように構成したので、ドアが閉じる際の事故の発生を抑止できる。
【００１３】
また、本発明に係る監視システムによれば、複数のドア警報装置の各々は、警報を出力した際は、その警報をセンタに送信するように構成したので、センタでは、各ドア警報装置からの警報を受信して一括管理し、必要に応じて保守員が警報送信元に赴いてドアが閉じる速度が遅くなるようにドアクローザを調整することができる。その結果、ドアが閉じる際の事故の発生を抑止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施例１に係るドア警報装置が取り付けられた状態を説明するための図である。
【図２】本発明の実施例１に係るドア警報装置が取り付けられた状態の斜視図である。
【図３】本発明の実施例１に係るドア警報装置の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施例１に係るドア警報装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】ドアの回転速度とドアが９０°から閉まるまでの時間との関係を示す図である。
【図６】本発明の実施例１に係るドア警報装置が取り付けられた他の状態を説明するための図である。
【図７】本発明の実施例１に係るドア警報装置を使用して監視システムを構成した例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【実施例１】
【００１６】
図１は、枠とドアとがピポットヒンジで接続されている場合に、本発明の実施例１に係るドア警報装置を取り付けた状態を示しており、図１（ａ）は正面図、図１（ｂ）は上面図である。図２は、本発明の実施例１に係るドア警報装置が取り付けられた状態の斜視図である。
【００１７】
ドア１は、上枠２に取り付けられた枠側ヒンジ３と、ドア１に取り付けられたドア側ヒンジ４とにより、縦枠６に回動自在に支持されている。
【００１８】
ドア警報装置の本体１１は、本体固定金具５を用いて縦枠６に取り付けられている。ドア警報装置を構成するポテンショメータ１２は、図１（ａ）に拡大して示すような回転軸付ヒンジカバー７から突出し且つドア１の開閉に伴って回転する回転軸８に取り付けられている。
【００１９】
また、ドア警報装置の本体１１には、時間設定ツマミ１３、リセットボタン１４、警報ランプ１５および電池交換指示ランプ１６が設けられている。時間設定ツマミ１３は、ドア１が開いた状態から閉まるまでの時間が短くて危険であると判定する際の判定基準となる時間（以下、「判定時間」という）を設定するために使用される。リセットボタン１４は、ドア警報装置から発生された警報を停止するとともに、該ドア警報装置を初期化するために使用される。
【００２０】
警報ランプ１５は、ドア１が開いた状態から閉まるまでの時間が判定時間より短い場合に、その旨をユーザに視覚的に知らせるために使用される。電池交換指示ランプ１６は、ドア警報装置の電源として使用されている電池２１（後述する）の電圧が低下した場合に、電池を交換すべき旨を視覚的に知らせるために使用される。
【００２１】
図３は、本発明の実施例１に係るドア警報装置の電気的な構成を示すブロック図である。このドア警報装置は、電池２１、電源スイッチ２２、ＤＣ−ＤＣコンバータ２３、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２４、ポテンショメータ１２、時間設定ボリューム２５、リセットボタン１４、警報ランプ１５、電池交換指示ランプ１６、ブザー２６、警報切り替えスイッチ２７および時間設定ボリューム切り替えスイッチ２８を備えている。
【００２２】
電池２１は、３Ｖの直流電圧を発生し、電源スイッチ２２を介してＤＣ−ＤＣコンバータ２３に送る。ＤＣ−ＤＣコンバータ２３は、電池２１から電源スイッチ２２を介して供給される３Ｖの直流電圧を、例えば３．３Ｖの直流電圧に昇圧し、ドア警報装置の各部に供給する。また、ＤＣ−ＤＣコンバータ２３は、電池２１の電圧低下を検出し、電池２１の電圧が例えば１．２５Ｖ以下に低下したことを検出した場合に、電圧低下信号を生成してＣＰＵ２４に送る。
【００２３】
ＣＰＵ２４は、本発明の制御装置に対応し、このドア警報装置の全体を制御するための処理を実行する。このＣＰＵ２４で実行される処理の詳細は後述する。
【００２４】
ポテンショメータ１２は、ロータリタイプの抵抗式角度センサとして機能し、回転角度に応じた電圧を出力する。ポテンショメータ１２としては、例えばアルプス電気社製の「ＲＤＣ５０１０１５Ａ」（１０ｋΩ、動作寿命１，０００，０００回）を用いることができる。このポテンショメータ１２から出力される電圧は、角度信号としてＣＰＵ２４に送られる。
【００２５】
時間設定ボリューム２５は、時間設定ツマミ１３の回転に応じて抵抗値が可変する可変抵抗器から構成されており、時間設定ツマミ１３の操作に応じた電圧を出力する。この時間設定ボリューム２５から出力される電圧は、時間信号としてＣＰＵ２４に送られる。ＣＰＵ２５は、この時間信号に基づいて判定時間を生成する。判定時間は、０．１〜１２．７秒の間で、０．１秒単位で定義される。
【００２６】
リセットボタン１４は、上述したように、ドア警報装置から発生された警報を停止するとともに、該ドア警報装置を初期化するために使用される。このリセットボタン１４が押されたことにより発生されるリセット信号は、ＣＰＵ２４に送られる。
【００２７】
警報ランプ１５は、本発明の警報装置に対応し、例えば赤色ＬＥＤ（Light Emitting Diode）から構成されている。この警報ランプ１５は、ＣＰＵ２４からの駆動信号に応じて発光し、ドア１が開いた状態から閉まるまでの時間が判定時間より短い、つまり手が挟まれる危険などが存在することをユーザに視覚的に知らせるために使用される。
【００２８】
電池交換指示ランプ１６は、例えば黄色ＬＥＤから構成されており、ＣＰＵ２４から送られてくる電圧低下信号に応じて点滅し、電池２１の電圧が低下したので交換すべき旨をユーザに視覚的に知らせるために使用される。
【００２９】
ブザー２６は、本発明の警報装置に対応し、ＣＰＵ２４から警報切り替えスイッチ２７を介して送られてくるブザー駆動信号に応じて鳴動する。このブザー２６は、ドア１が開いた状態から閉まるまでの時間が判定時間より短い、つまり手が挟まれる危険などが存在することをユーザに聴覚的に知らせるために使用される。
【００３０】
警報切り替えスイッチ２７は、ユーザが任意にオンまたはオフを設定できるスイッチであり、この警報切り替えスイッチ２７がオンにされると、警報として、警報ランプ１５が点灯されると同時にブザー２６が鳴動し、オフにされると、警報ランプ１５の点灯のみが行われる。
【００３１】
時間設定ボリューム切り替えスイッチ２８は、例えば半導体スイッチから構成されており、ＣＰＵ２４からの指示に応じて開閉し、時間設定ボリューム２５への給電の可否を制御する。この時間設定ボリューム切り替えスイッチ２８は、判定時間を取得する時以外は、ＣＰＵ２４からの指示によってオフにされる。これにより、判定時間の取得時以外は、時間設定ボリューム２５に電流は流れないので、電池２１の消耗を抑えることができる。
【００３２】
次に、上記のように構成される本発明の実施例１に係るドア警報装置の動作を、図４に示すフローチャートを参照しながら説明する。
【００３３】
まず、キャリブレーションモードとなる（ステップＳ１０）。すなわち、アラーム（警報）の電源はドア１が閉じた状態で投入し、ドア１が閉じた状態（角度θが０°）のポテンショメータ１２の出力電圧をＣＰＵ２４内の図示しないＡ／Ｄコンバータで読み込み、アナログ電圧値をディジタル電圧値に変換する。変換されたディジタル電圧値は、角度が０°のときの角度信号として、後述するドア１の開閉角度を計算する際の基準値とされる。
【００３４】
次いで、電源が投入されると、設定時間の読み込みが行われる（ステップＳ１１）。すなわち、ＣＰＵ２４は、時間設定ボリューム切り替えスイッチ２８をオンにする。これにより、時間設定ボリューム２５に電圧が印加され、時間設定ボリューム２５で発生された電圧信号が時間信号としてＣＰＵ２４に送られる。ＣＰＵ２４は、時間設定ボリューム２５から受け取った時間信号をＡ／Ｄ変換して内部に保存する。
【００３５】
その後、ＣＰＵ２４は、時間設定ボリューム切り替えスイッチ２８をオフにする。これにより、時間設定ツマミ１３で設定された時間が、判定時間としてＣＰＵ２４の内部に保存される。例えば、ドア１を９０°開いた状態から閉じる場合に危険であると判断される最短時間が、判定時間としてＣＰＵ２４の内部に保存される。
【００３６】
ドア１が９０°開いた状態から閉まるまでの時間とドア１の閉まる回転速度とに基づいて判定時間を設定する。判定時間は、０．１〜１２．７秒の範囲で設定でき、ドア１の幅、重量によって設定値が異なる。ドア１の運動エネルギーの式は、以下の式で表される。
【００３７】
Ｅ＝（１／２）・ｍ・（２π・ｒ・deg）2
よりＥ＝１０［Ｊ］となる回転速度deg［°／ｓ］は、
deg＝（１８０／πr）・√（２０／ｍ）
となる。
【００３８】
この回転速度でドア１が９０°から閉まるまでの時間は図５に示すようになる。この時間を時間設定ボリューム２５で設定する。ドア１が９０°から閉まり始めれば、時間設定ボリューム２５で設定した時間が判定時間となる。
【００３９】
しかし、ドア１が８９°以下または９１°以上で閉まり始めた場合、９０°に対する角度の大小の割合に応じて判定時間を変化させる。
【００４０】
（１）ドア１が８９°以下から閉じた時には、その角度に応じて判定時間を短くする。
【００４１】
（２）ドア１が９０°以上から閉じた時には、その角度に応じて判定時間を長くする。
【００４２】
また、ＣＰＵ２４は、ドア１の回転角度が０°の時のポテンショメータ１２から出力される角度信号を受け取り、角度初期値として自己の内部に保存する。この角度初期値は、以下において、ドア１の回転角度を求める際に使用される。
【００４３】
次いで、ドア動作監視処理が行われる（ステップＳ１２）。すなわち、ＣＰＵ２４は、ポテンショメータ１２から角度信号を受け取り、受け取った角度信号によって示される角度と前回の角度とを比較する。前回の角度より今回の角度が大きいならば、ドア１は開ける方向に動き、今回の角度より前回の角度が大きいならばドア１は閉まる方向に動いていると判断する。例えば、２０ｍ秒毎に判断を行う。
【００４４】
次いで、ドア１が閉まり始めたかどうかが調べられる（ステップＳ１３）。すなわち、ＣＰＵ２４は、前回までのドア動作監視処理（ステップＳ１２）において算出したドア１の前回の角度が今回の角度よりも大きい状態が２回続いた場合にはドア１は閉まり始めたと判断する。ステップＳ１３において、ドアが閉まり始めていないことが判断されると、ステップＳ１２に戻って上述した処理が繰り返される。
【００４５】
一方、ステップＳ１３において、ドアが閉まり始めたことが判断されると、時間の計測が開始される（ステップＳ１４）。すなわち、ＣＰＵ２４は、自己の内部に保持しているタイマによる計時を開始する。
【００４６】
次いで、ドア動作監視処理が行われる（ステップＳ１５）。すなわち、ＣＰＵ２４は、ポテンショメータ１２から回転角度に応じた角度信号を受け取り、受け取った角度信号に基づき現在のドア１の回転角度を算出する。
【００４７】
この場合、現在のポテンショメータ１２の角度信号およびステップＳ１０で計測した角度が０度のときの角度信号を用いて以下の式により、ドア１が閉まり始めた角度を数ｍ秒で計算する。
【００４８】
角度＝｛（現在の電圧−０°の電圧）／１０２３｝×３２０°
次いで、求められたドア１の閉まり始めた角度と時間設定ボリューム２５の設定値とにより判定時間を決定する。すなわち、ドア１が閉まり始めた角度に応じて判定時間を変える。判定時間は以下の式で表される。
【００４９】
判定時間＝（閉まり始めた角度／９０°）×（ボリウムで設定した時間）
次いで、ドアが閉まったかどうかが調べられる（ステップＳ１６）。すなわち、ＣＰＵ２４は、ステップＳ１５で算出したドア１の回転角度が０°になったかどうかを調べる。ステップＳ１６において、ポテンショメータ１２の出力電圧がドア１が閉まったときの出力電圧以下になったときに、ドア１が閉まったと判断し、時間の計測が停止される（ステップＳ１７）。すなわち、ＣＰＵ２４は、ステップＳ１４において開始された計時を停止する。
【００５０】
次いで、タイマで計測した時間が判定時間より長いかどうかが調べられる（ステップＳ１８）。すなわち、ＣＰＵ２４は、タイマで計測した時間が、ステップＳ１１で読み込んだ設定時間によって示される判定時間より長いかどうかを調べる。ステップＳ１８において、判定時間より長いことが判断されると、ドア１が閉まる速度は速くない、つまり危険がないことが認識され、ステップＳ１２の処理に戻って上述した処理が繰り返される。
【００５１】
一方、ステップＳ１８において、判定時間より長くないことが判断されると、ドアが閉じる速度は速い、つまり危険であることが認識され、警報が出力される（ステップＳ１９）。すなわち、ＣＰＵ２４は、警報ランプ１５に駆動信号を送る。これにより、警報ランプ１５が点灯する。また、ＣＰＵ２４は、ブザー２６に駆動信号を送る。これにより、ブザー２６が鳴動する。
【００５２】
なお、警報切り替えスイッチ２７がオフにされている場合は、ブザー２６は鳴動せず、警報ランプ１５の点灯のみが行われる。
【００５３】
次いで、リセットボタンが押されたかどうかが調べられる（ステップＳ２０）。すなわち、ＣＰＵ２４は、リセットボタン１４からリセット信号が送られてきたかどうかを調べる。ステップＳ２０において、リセットボタンが押されていないことが判断されると、ステップＳ２０を繰り返し実行しながら待機する。ステップＳ２０の繰り返し実行による待機状態において、リセットボタンが押されたことが判断されると、ステップＳ１２に戻って上述した処理が繰り返される。
【００５４】
以上説明したように、本発明の実施例１に係るドア警報装置によれば、ドア１が閉じる速度が速く、所定の判定時間より短い時間で閉じる場合は警報を出力するように構成したので、ドア１が閉じる際の事故の発生を抑止できる。
【００５５】
なお、上述した実施例１に係るドア警報装置では、時間の計測を、ドア１が閉まった場合に、換言すれば、ドア１の回転角度が０°になった場合に停止するように構成したが、例えば、ドア１の回転角度が１０°近傍になった場合に停止するように構成することもできる。この構成によれば、ドア１が閉まる直前に警報を発生できるので、より効果的に事故の発生を抑止できる。
【００５６】
なお、上述した実施例１では、枠とドアとがピポットヒンジで接続されている場合にドア警報装置を適用した例を示したが、他のヒンジを用いる場合にも適用できる。
【００５７】
図６は、本発明の実施例１に係るドア警報装置が、丁番で枠に支持されたドアに取り付けた状態を示しており、図６（ａ）は正面図、図６（ｂ）は上面図である。ドア１は、縦枠６に取り付けられた枠側ヒンジ３とドア１に取り付けられたドア側ヒンジ４とにより枠に回動自在に支持されている。
【００５８】
ドア警報装置の本体１１は本体固定金具５を用いて縦枠６に取り付けられている。ドア警報装置のポテンショメータ１２は、図６（ａ）に拡大して示すような回転軸付丁番７から突出するように設けられた回転軸９に取り付けられ、ドア１の回転に伴って回転するようになっている。ドア警報装置自体の構成は、上述した実施例１に係るドア警報装置の構成と同じである。
【００５９】
上記のように構成されるドア警報装置を用いて、遠隔からドアの閉じる速度を監視する監視システムを構成できる。
【００６０】
図７は、複数のドア警報装置を遠隔に設置されたセンタから監視する監視システムの構成を示す図である。複数のドア警報装置３０ａ〜３０ｎの各々は、ドア１が異常な開閉をした場合には警報を出力し、同一フロア内のビル制御盤３３と無線または有線で繋ぎ、警報をビル制御盤３３を介して防災センタ３５に無線または有線により送信する。
【００６１】
防災センタ３５では、各ドア警報装置３０ａ〜３０ｎからの警報を受信して一括管理し、必要に応じて保守員が警報送信元に赴いてドア１が閉じる速度が遅くなるようにドアクローザを調整する。これにより、ドアが閉じる際の事故の発生を抑止できる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明は、閉まる速度が速くて指が挟まれるなどの危険性があるドアに利用可能である。
【符号の説明】
【００６３】
１ ドア
２ 上枠
３ 枠側ヒンジ
４ ドア側ヒンジ
５ 本体固定金具
６ 縦枠
７ 回転軸付ヒンジカバー
７’ 回転軸付丁番
８ 回転軸
１１ 本体
１２ ポテンショメータ
１３ 時間設定ツマミ
１４ リセットボタン
１５ 本体固定金具
１６ 電池交換指示ランプ
２１ 電池
２２ 電源スイッチ
２３ ＤＣ−ＤＣコンバータ
２４ ＣＰＵ
２５ 時間設定ボリューム
２６ ブザー
２７ 警報切り替えスイッチ
２８ 時間設定ボリューム切り替えスイッチ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドアの回転軸に取り付けられて前記ドアの回転角度に応じた電圧を発生して角度信号として出力するポテンショメータと、
警報を出力する警報装置と、
前記ポテンショメータからの角度信号に基づきドアが開いている角度を算出し、該算出した角度からドアが閉じるまでの時間を算出し、該算出した時間が所定の判定時間より小さければ前記警報装置を駆動して警報を出力させる制御装置とを備えたことを特徴とするドア警報装置。
【請求項２】
前記時間を設定する時間設定ボリュームを備え、
前記制御装置は、前記時間設定ボリュームで設定された時間を前記判定時間として使用することを特徴とする請求項１記載のドア警報装置。
【請求項３】
前記時間設定ボリュームへの給電の可否を制御する時間設定ボリューム切り替えスイッチを備えたことを特徴とする請求項２記載のドア警報装置。
【請求項４】
前記警報装置は、警報ランプまたはブザーの少なくとも１つから構成されていることを特徴とする請求項１記載のドア警報装置。
【請求項５】
前記制御装置が前記警報装置を駆動して警報を出力させた後に、該制御装置を初期化するリセットスイッチを備えたことを特徴とする請求項１記載のドア警報装置。
【請求項６】
ドア警報装置から送られてくる信号を監視するセンタを備えた監視システムであって、
前記ドア警報装置は、
ドアの回転軸に取り付けられて前記ドアの回転角度に応じた電圧を発生して角度信号として出力するポテンショメータと、
警報を出力する警報装置と、
前記ポテンショメータからの角度信号に基づきドアが開いている角度を算出し、該算出した角度からドアが閉じるまでの時間を算出し、該算出した時間が所定の判定時間より小さければ前記警報装置を駆動して警報を出力させるとともに、前記センタに警報を送信する制御装置とを備えたことを特徴とする監視システム。
【請求項１】
ドアの回転軸に取り付けられて前記ドアの回転角度に応じた電圧を発生して角度信号として出力するポテンショメータと、
警報を出力する警報装置と、
前記ポテンショメータからの角度信号に基づきドアが開いている角度を算出し、該算出した角度からドアが閉じるまでの時間を算出し、該算出した時間が所定の判定時間より小さければ前記警報装置を駆動して警報を出力させる制御装置とを備えたことを特徴とするドア警報装置。
【請求項２】
前記時間を設定する時間設定ボリュームを備え、
前記制御装置は、前記時間設定ボリュームで設定された時間を前記判定時間として使用することを特徴とする請求項１記載のドア警報装置。
【請求項３】
前記時間設定ボリュームへの給電の可否を制御する時間設定ボリューム切り替えスイッチを備えたことを特徴とする請求項２記載のドア警報装置。
【請求項４】
前記警報装置は、警報ランプまたはブザーの少なくとも１つから構成されていることを特徴とする請求項１記載のドア警報装置。
【請求項５】
前記制御装置が前記警報装置を駆動して警報を出力させた後に、該制御装置を初期化するリセットスイッチを備えたことを特徴とする請求項１記載のドア警報装置。
【請求項６】
ドア警報装置から送られてくる信号を監視するセンタを備えた監視システムであって、
前記ドア警報装置は、
ドアの回転軸に取り付けられて前記ドアの回転角度に応じた電圧を発生して角度信号として出力するポテンショメータと、
警報を出力する警報装置と、
前記ポテンショメータからの角度信号に基づきドアが開いている角度を算出し、該算出した角度からドアが閉じるまでの時間を算出し、該算出した時間が所定の判定時間より小さければ前記警報装置を駆動して警報を出力させるとともに、前記センタに警報を送信する制御装置とを備えたことを特徴とする監視システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１３７８０１（Ｐ２０１２−１３７８０１Ａ）
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１０１８０８（Ｐ２００９−１０１８０８）
【出願日】平成２１年４月２０日（２００９．４．２０）
【出願人】（３９２０３６８７６）鐵矢工業株式会社 (4)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月２０日（２００９．４．２０）
【出願人】（３９２０３６８７６）鐵矢工業株式会社 (4)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]