ドア制御スイッチの説明: 種類、その仕組み、および適切なスイッチの選択方法

ドア制御スイッチは、最新のアクセス制御およびビルディングオートメーションシステムの縁の下の力持ちです。単一のオフィスの入り口を管理している場合でも、複数のドアがある商業施設を管理している場合でも、選択するスイッチ (タイプ、接点構成、取り付け位置、統合方法) によって、人々が建物内をどの程度確実に移動できるか、また何か問題が発生した場合にセキュリティ システムがどの程度適切に反応するかが直接決まります。このガイドでは、ドア制御スイッチのすべての主要カテゴリ、実際のアクセス制御システムでの各スイッチの動作、最も重要な仕様、特定のアプリケーションに適切なスイッチを適合させる方法について説明します。

アクセス制御システムにおけるドア制御スイッチの役割

あ ドアコントロールスイッチ ドアの開閉、ロック、ロック解除、または退出の要求などのドア イベントをトリガー、監視、または確認するための電気信号を生成するデバイスです。アクセス制御システムでは、ドア スイッチは 2 つの異なる機能的役割を果たします。 入力デバイス 人間の意図やドアの状態をアクセス制御パネルに通知するもの、および 監視装置 これにより、システムはドアの位置とハードウェアの状態を継続的に認識できるようになります。

入力側では、退出要求 (REX) プッシュ ボタンまたはモーション センサーがアクセス コントロール パネルに誰かが退出を希望していることを伝え、資格情報のスキャンを必要とせずにロックを解除するようシステムに促します。キー スイッチまたはキーパッド入力スイッチは、許可されたユーザーが入力を希望していることをパネルに伝えます。監視側では、ドア ポジション スイッチ (DPS) がドアが開いているか閉じているかをシステムに伝え、ロック ポジション スイッチはボルトが伸びているか縮んでいるかを確認します。これらのスイッチを組み合わせることで、アクセス コントロール パネルに、正確なアクセス ログを生成し、ドアの突っ張りまたは強制開放イベントでアラームをトリガーし、管理されたスペースの物理的セキュリティを確保するために必要なリアルタイムのドア状態情報が提供されます。

ドア制御スイッチとアクセス制御パネルの間の電気インターフェースは、ほとんどの場合、ドライ接点リレー、つまり電力自体を供給せずに回路を開閉するスイッチ接点です。これにより、パネルは回路が開いているか閉じているかを監視するだけなので、ドア スイッチはほぼすべてのアクセス コントロール ハードウェア ブランドと互換性があります。ほとんどのドア制御スイッチは、常開 (NO) 接点構成と常閉 (NC) 接点構成の両方を備えているため、設置者は各用途に適したフェールセーフ動作を選択できます。

ドア制御スイッチの種類とそれぞれの仕組み

ドア コントロール スイッチ カテゴリには、ほとんどの設置業者が最初に認識しているよりも広範囲のデバイス タイプが含まれています。各タイプはドア制御システム内で特定の機能を果たし、多くの設置では 1 つのドア アセンブリで複数のタイプを一緒に使用します。

プッシュ終了ボタン (終了要求スイッチ)

プッシュ退室ボタンは、商用アクセス制御設備で最も広く使用されているドア制御スイッチです。物理的には、これらは制御されたドアの安全な (内側) 側に取り付けられたバネ仕掛けの瞬間接点スイッチです。ボタンを押すと、アクセス コントロール パネルにドア ロックを解除するよう信号を送る回路が閉じられ、乗員は資格情報を提示しなくても退室できます。ボタンにはバネが仕掛けられているため、圧力が解放されるとすぐに通常の状態に戻り、パネルに瞬間的なパルスが提供されます。

押して終了ボタンにはいくつかのバリエーションがあります。標準の機械式押しボタンは物理的な接触を必要とし、オフィス、学校、商業ビルで最も一般的なタイプです。照光式プッシュ終了ボタンには LED インジケータが組み込まれています。通常、ドアがロックされており、安全に押すことができる場合は緑色に、ドアが開いた状態または警報状態にある場合は赤色に点灯します。空気圧制御の押して終了ボタンにより、機構に小さなエアシリンダーが追加されます。ボタンを押すとシリンダーが作動し、調整可能な時間 (通常は 3 ～ 30 秒) ボタンを押したままにし、人がドア枠を通過できるのに十分な時間ロックが解除された状態を維持します。この空気圧による時間保持機能は、重い防火扉やユーザーの動きが遅い場合に特に役立ちます。デュアル接点の安全性が重要なアプリケーションの場合は、2 つの独立したドライ接点出力を備えたプッシュ終了ボタンを選択します。これにより、1 つの接点がアクセス コントロール パネルに信号を送り、2 つ目の接点がバックアップとしてロックへの電力を直接遮断できます。

タッチレス Wave-to-Open スイッチ

タッチレスまたはウェーブツーオープンのドア制御スイッチは、定義された感知範囲 (通常は 4 ～ 8 インチ (10 ～ 20 cm)) 内で手の動きを検出し、物理的接触なしにドアのリリースまたは自動ドアのオペレーターをトリガーします。検出技術には、赤外線 (IR) センシングまたはマイクロ波レーダー技術が使用されます。 IR ベースのウェーブ スイッチは、固定ゾーン内の手の存在を検出します。マイクロ波ベースのスイッチはドップラー レーダーを使用して動きを検出するため、誤トリガーを引き起こす可能性のある静止物体に対する感度が低くなります。

タッチレス ドア コントロール スイッチは、病院、クリーン ルーム、食品加工施設、薬局など、衛生と感染制御が優先される環境や、資材を運ぶ作業者が何も置かずにドアを作動させる必要がある倉庫の出荷ドアや受け取りドアなどのハンズフリー ワークフロー アプリケーションで仕様化されています。また、手の力や器用さが限られているユーザーが押しボタンに代わるアクセス可能な代替手段として、あDあ 準拠のアプリケーションでも使用されることが増えています。タッチレス スイッチは通常、機械的な押して終了ボタンと同じドライ接点信号を出力するため、ほとんどの配線構成で直接ドロップイン交換が可能です。

ドアポジションスイッチ（磁気リードスイッチ）

ドア位置スイッチ (DPS) は、ドアが物理的に開いているか閉じているかを監視し、そのステータスをアクセス コントロール パネルまたは警報システムに継続的に報告します。最も一般的な技術は磁気リード スイッチです。これは、密閉チューブ内に 2 つの強磁性接点を収容するスイッチ本体と、別個の磁石で構成される 2 つの部分からなるデバイスです。 1 つの部品はドア フレームに取り付けられ、もう 1 つは可動ドア リーフに取り付けられます。ドアが閉じているとき、磁石はリード接点を通常の位置 (NC/NO 構成に応じて開いているか閉じているか) に保持します。ドアが数ミリメートルを超えて開くと、磁石がスイッチから離れ、接点の状態が変化し、ドアが開いていることをパネルに知らせます。

ドア位置スイッチは、ドアの突っ張り開放アラーム、不法侵入の検出、およびドアの状態のログ記録の主なデータ ソースです。突っ張りオープン アラームは、設定可能なしきい値 (通常は 30 秒から数分) を超えてドアが開いていると DPS が報告したことをアクセス コントロール パネルが検出したときにトリガーされます。強制ドア アラームは、事前に有効なアクセス資格情報、退出要求、またはその他の許可されたイベントがなくても、ドアが開いていると DPS が報告したときにトリガーされます。表面実装 DPS ユニットは、取り付けが最も簡単です。ドアの端とフレーム内に隠された埋め込み型モデルは、よりクリーンな外観と、高セキュリティの設置に優れた耐不正性を提供します。

PIR およびマイクロ波の Request-to-Exit (REX) モーション センサー

動きを検出する REX センサーは、押して退室ボタンと同じ機能を実行し、アクセス コントロール パネルにドア ロックを解除するよう信号を送りますが、内側からドアに近づく人を検知すると自動的に機能します。これにより、ユーザーがスイッチを操作する必要がまったくなくなり、最も便利でアクセスしやすい終了エクスペリエンスが提供されます。 PIR (パッシブ赤外線) REX センサーは、センサーの検出ゾーン内で移動する人体の赤外線熱の痕跡を検出します。マイクロ波 REX センサーは、連続波レーダーを使用して動きを検出し、周囲温度の変化の影響を受けにくいため、HVAC のエアフローが激しい環境や周囲の熱が高い環境での信頼性が高くなります。

REX モーション センサーは、ドアの内側 (出口) 側に配置され、通常は床面から 8 ～ 10 フィート (2.4 ～ 3 メートル) の高さに取り付けられ、検知ゾーンは下向きかつ内側に角度を付けて、人が出るためにドアに近づくときに占有するエリアをカバーします。出ようとせずにドアの前を通り過ぎる人による誤作動を防ぐために、検知ゾーンは慎重に調整する必要があります。これは、誰かがドアの近くを歩くたびにロックが解除され、セキュリティ上の脆弱性が生じる一般的な設置上の問題です。フレームレスのガラス両開きドアの場合、モーション センサー REX デバイスには追加のセキュリティ リスクが伴います。ドア パネル間の隙間により、外側から挿入された薄い平らな物体がモーション検出ゾーンに侵入し、誤ったロックが解除される可能性があります。このような用途では、バックアップとして、ロックに直接配線された (パネルをバイパスした) 二次手動押して終了ボタンを使用することをお勧めします。

キースイッチ・シリンダスイッチ

キー スイッチは、物理キーを使用して、電気接点を開閉する回転カムまたはレバー機構を操作します。ドア制御アプリケーションでは、自動ドア オペレータの有効化または無効化、メンテナンスまたは緊急使用のためのアクセス制御ロック状態の無効化、電子資格情報リーダーが設置されていない場所や実用的ではない場所への入場許可の提供など、いくつかの機能を果たします。キースイッチは瞬間接点構成または維持接点構成で使用できます。モーメンタリーキースイッチはキーを放すと通常の位置に戻ります。維持されたスイッチは、キーが戻されるまで操作位置に留まります。保守キー スイッチは一般に、特定の動作期間中に自動ドア シーケンスを無効または有効にするために使用されます (たとえば、営業時間後に自動ドア オープナーをロックアウトするなど)。

非常用防犯ガラスユニットおよび非常口スイッチ

緊急ガラス破りユニット (手動コール ポイントまたは緊急ドア リリース ステーションとも呼ばれる) は、生命の安全および避難システムに設置されるドア制御スイッチの安全性が重要なカテゴリです。スイッチは薄いガラスまたはプラスチックの壊れやすいパネルの後ろに収納されています。緊急時には、乗員がパネルを壊してその下のボタンを押すと、ドアが即座に解除され、通常は警報リレーも作動します。ガラス破りのメカニズムは、偶発的な誤用に対する抑止力と監査証跡の両方として機能します。壊れたパネルは、非常口が作動したことを示す目に見える証拠です。非常口スイッチは、適用される消防法および人命安全基準 (米国では NFPA 101、英国および EU では BS EN 179/1125) に準拠する必要があり、建物の出口規制に従って配置およびラベルが付けられている必要があります。

ドアコントロールスイッチの種類の概要

以下の表は、ドア制御スイッチの主なカテゴリ、その主な機能、一般的な設置場所、および一般的な用途をまとめたもので、ドア制御システムの各役割に適したデバイスを特定するのに役立ちます。

接点構成: ノーマルオープンとノーマルクローズ

すべてのドア制御スイッチは、通常開 (NO) または通常閉 (NC) の 2 つの接点構成のいずれかで動作し、各機能に適切な構成を選択することは、システム機能とフェールセーフ動作の両方に影響する基本的な配線の決定です。

あ ノーマルオープン (NO) 接点は休止状態では開いており (回路の導通はありません)、作動すると閉じます (回路の導通が生じます)。アクセス コントロール パネルの REX 入力に NO に配線されたプッシュ終了ボタンの場合、ボタンを押すと回路が閉じ、ロックを解除するようパネルに信号を送ります。ドア位置スイッチがアラーム入力に NO に配線されている場合、ドアが開くと回路が閉じ、ドアが開いた状態でアラームがトリガーされます。

あ ノーマルクローズ(NC) 接点は静止状態では閉じられ (回路導通があります)、アクティブになると開きます。 NC 配線は、配線障害、ケーブルの切断、スイッチの改ざんによって回路が開き、アクティブ化されたスイッチ イベントと同じ信号が生成されるため、セキュリティ クリティカルな監視機能には推奨されます。これは、アラーム パネルに NC で配線された改ざんされたドア位置スイッチが、静かに故障するのではなくアラームをトリガーすることを意味します。これは、より安全な動作です。 NC 構成は、アクセス コントロール パネルのドア位置監視および侵入検知入力の標準です。

ほとんどの市販のドア コントロール スイッチには、NO 端子と NC 端子の両方に加えて、コモン (COM) 端子が備わっています。これにより、インストーラーは特定のパネル入力ごとに適切な構成を選択できるようになります。安全性が重要なアプリケーションの中には、同じスイッチから NO 接点と NC 接点の両方を配線して、冗長信号を提供したり、1 つのスイッチの起動で 2 つの異なるパネル機能を同時にトリガーしたりするものがあります。

設置仕様と取り付け要件

ドア制御スイッチを正しく取り付けることは、適切なデバイスを選択することと同じくらい重要です。不適切な取り付け高さ、不適切な配線、またはドアに対する不適切な位置により、機能上の問題と規格準拠の問題の両方が発生します。

取り付け高さとADA準拠

米国では、ADA (米国障害者法) 基準により、壁や表面に取り付けられたスイッチ、コントロール、および操作ハードウェアは、前方に到達する場合は仕上げ床面 (AFF) から 15 インチから 48 インチ上に、側方に到達する場合は 9 インチから 54 インチ AFF の間に配置することが求められています。商業施設のプッシュ退室ボタンは通常、42 ～ 48 インチの AFF で取り付けられており、立っている大人が快適に手の届く範囲にあり、車椅子ユーザーもアクセスできます。 ADA 自動ドア作動用のタッチレス ウェーブ スイッチは、通常、ドア アプローチ側の中心の 42 インチ AFF に取り付けられます。生命安全用途における緊急用ガラス破りユニットは、NFPA および地域の消防法の高さ要件 (通常は 42 ～ 48 インチ AFF) に従います。

ドア位置スイッチの位置合わせとギャップ許容差

ドア ポジション スイッチとして使用される磁気リード スイッチは、スイッチ本体と磁石がメーカー指定のギャップ許容値 (ドアが完全に閉じているときは通常 3/8 インチ ～ 5/8 インチ (10 ～ 16 mm)) 内で整列して取り付けられる必要があります。最大ギャップを超えると、スイッチがドアが閉まったことを報告できなくなり、永続的な誤警報が生成されます。ギャップが不十分な場合 (取り付けが近すぎる場合)、通常の動作中にスイッチ本体と磁石の間に機械的接触が発生し、早期の機械的摩耗が発生する可能性があります。表面実装 DPS ユニットは通常、ドア フレームの表面とドアの端の表面に取り付けられます。埋め込み型モデルは、フレームとドアにほぞ穴が埋め込まれており、面一で不正行為を防止して取り付けることができます。これにより、より多くの労力が必要になりますが、より優れた美観と保護が得られます。

配線と監督

専門的なアクセス制御設備のドア制御スイッチの配線には、監視回路、つまり終端抵抗を使用して断線と短絡の両方の障害状態が継続的に監視される回路が使用されています。監視回路は、スイッチの通常の開閉状態だけでなく、配線障害 (配線が切れて開回路になる) や改ざん (監視を無効にするために配線が短絡する) も検出します。終端抵抗値と回路監視要件は、アクセス コントロール パネルのメーカーによって異なります。一般的な配線方法ではなく、特定のパネル メーカーの配線マニュアルに従ってください。すべての配線は、電線管を通るか、設置のセキュリティ レベルに合わせて保護されたケーブル配線内で配線する必要があります。電線管のないアクセス可能なエリアに配線を通すと、改ざんの脆弱性が生じます。

ドア制御スイッチとアクセス制御パネルの統合

ドア制御スイッチは入力デバイスであり、信号を生成しますが、それらの信号は、入力を処理して適切な出力 (ロック解除、アラーム、ログ入力) を生成するアクセス コントロール パネルと正しく統合された場合にのみ有用なセキュリティ機能になります。パネルがスイッチ入力をどのように使用するかを理解することは、正しい配線と正しいシステム構成の両方に役立ちます。

アクセス コントロール パネルの REX (退出要求) 入力は、プッシュ退出ボタンまたは REX モーション センサーからのドライ接点信号を受け入れます。パネルが REX のアクティブ化を検出すると、設定された時間 (ドアストライク時間、通常 3 ～ 10 秒) の間ドア ロックを解除し、「有効な退出」イベントをログに記録します。重要なのは、パネルは、REX アクティブ化ウィンドウ中にドア強制オープン アラームを抑制することも必要です。適切に設定されたパネルでは、アクティブな REX イベント中にドアが開いたと DPS が報告した場合、ドア強制オープン アラームは生成されません。 REX アラーム抑制を正しく設定しないと、誰かが正当にドアから出るたびに迷惑アラームが発生します。

アクセス コントロール パネルのドア位置スイッチ入力は、アラームおよび監視機能として機能します。パネルは、DPS の状態を、最近のロックおよびアクセス イベントに基づいて予想される状態と比較します。 DPS が、先行する有効なアクセス イベントまたは REX アクティベーションがなくてもドアが開いていると報告した場合、パネルはドア強制開放アラームを生成します。有効なアクセス イベント後、設定された支柱オープン アラーム タイマーよりも長くドアが開いていると DPS が報告した場合、パネルはドア支柱オープン アラームを生成します。どちらのアラーム タイプでも、DPS がパネルの監視対象ドア モニター入力に正しく配線されており、アラーム時間のしきい値がパネル ソフトウェアで設定されている必要があります。

アプリケーションに適したドア制御スイッチの選択

正しいドア コントロール スイッチを選択するには、必要な退出方法、設置のセキュリティ レベル、ドアの場所の環境条件、ADA および規制への準拠要件、使用するアクセス コントロール パネルの統合要件の 5 つの変数を一致させる必要があります。

• 出口方法: ユーザーがハンズフリーの退出エクスペリエンスを必要とする場合、衛生、ワークフローの効率、ADA 準拠のいずれであっても、タッチレス ウェーブ スイッチまたは PIR/マイクロ波 REX センサーが適切です。物理的なアクティベーションが許容され、セキュリティ上の理由 (誤ってロックが解除されるのを防ぐため) のためにユーザーの積極的なアクションが好まれる場合は、機械式または照明付きの押して終了ボタンが正しい選択です。
• 環境条件: 湿気が多く、ほこりの多い環境、または交通量の多い環境の屋外設置およびドアには、適切な IP (侵入保護) 定格 (屋外での使用の場合は IP65 以上) を備えたスイッチが必要です。ステンレス鋼のフェイスプレートは、破壊行為に対する耐性を備え、商業施設や施設の設備では標準です。爆発性または危険な雰囲気 (産業施設、化学プラント) では、特定の危険分類に対して定格および認定されたスイッチが必要です。
• セキュリティレベル: 高度なセキュリティのアプリケーションでは、改ざん検出機能を備えたドア位置スイッチ (監視配線付きの埋め込み型リード スイッチ) と二重接点を備えた押して終了ボタン (1 つはパネルに信号を送るため、もう 1 つはバックアップとしてロックの電力を直接遮断するため) の恩恵を受けます。セキュリティを最大限に高めるには、ロックに直接配線された REX 押しボタンと別のパネル入力を組み合わせて、アクセス コントロール パネルが故障した場合でもドアが確実に解放されるようにします。
• フェールセーフとフェールセキュア: スイッチまたはロックのハードウェアを指定する前に、各ドアに必要な故障モードを決定してください。非常口ドアと生命安全出口ドアは、ロックが解除された (安全に退出できる) 状態では失敗する必要があります (フェールセーフ)。停電中の不正アクセスのリスクがより高い安全性の高いドアは、フェールロック、つまりフェールセキュアにする必要があります。正しい故障モードを確認するには、スイッチの接点構成とロックの電力動作を指定し、一緒にテストする必要があります。
• パネルの互換性: スイッチの接点定格 (電圧、電流) がアクセス コントロール パネルの入力仕様の範囲内であることを確認します。ほとんどのドア コントロール スイッチは、低ミリアンペア レベルで 12 ～ 24 VDC のドライ接点用に定格されており、事実上すべての市販のアクセス コントロール パネルと互換性があります。配線設計を最終決定する前に、特定のパネル メーカーに終端抵抗値と監視回路要件を確認してください。
• 規範と標準への準拠: 米国では、ドアのハードウェアと出口の要件は、NFPA 101 (生命安全規定)、IBC (国際建築基準)、および ADA のアクセシブル設計基準、および現地の改正によって規制されています。英国および EU では、EN 179 (緊急脱出装置) および EN 1125 (非常脱出装置) が適用されます。仕様を最終決定する前に、選択したドア コントロール スイッチとその設置が該当するすべての規格に準拠していることを確認してください。

よくあるインストールの間違いとその回避方法

ドア制御スイッチの設置は、予測可能な方法で失敗します。最も頻繁に発生するエラーを理解すると、試運転中や、さらに悪いことに実際のセキュリティや安全性のイベント中にエラーを発見するのではなく、設計および設置段階でエラーを回避するのに役立ちます。

• REX センサーの狙いが間違っています: あ PIR or microwave REX sensor that covers the corridor on the outside of the door — rather than just the inside egress approach — will trigger lock releases every time someone walks past the door. Carefully define and test the detection zone during installation; adjust sensor aim and sensitivity until only intentional approach from the inside activates the REX output.
• アラーム抑制設定がありません: REX のアクティベーション中にドアの強制オープン アラームを抑制するようにアクセス コントロール パネルを設定しないと、正当な出口ごとに迷惑アラームが発生します。これは最も一般的な試運転上の見落としの 1 つであり、ビル管理者がドアの警報を完全に無効にしてセキュリティ監視機能を排除することがよくあります。
• REX の単一障害点: REX センサーをアクセス コントロール パネルの入力にのみ配線し、パネルがロックの信号を送信すると、パネルの故障によりドアが内側からロックされる障害モードが作成されます。常に 2 番目の脱出手段を用意してください。バックアップとして錠に直接配線された手動押しボタンか、錠に直接配線された 1 つの接点を持つデュアル接点 REX デバイスのいずれかです。
• 監視されていない DPS 配線: 終端抵抗や監視なしでドア位置スイッチの配線を行うと、システムの改ざん検出機能が無効になります。決意の強い侵入者は、DPS ワイヤーを切断するだけで、ドアが開いている間にドアや強制ドアの警報が作動するのを防ぐことができます。パネルメーカーの仕様に従って、終端抵抗を備えた DPS 回路を常に監視してください。
• ドア位置スイッチの取り付けがギャップ許容範囲外です: あ DPS installed with too large a gap between magnet and switch body fails to report the door as closed, even when it is fully latched. Test DPS operation after installation by monitoring the panel input state while manually operating the door through its full range of motion, including at the exact closed position.