JP2003314163A - 開閉体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 開閉体装置から発生する騒音を低減する。 【解決手段】 アクティブノイズコントローラ手段を用
いて、開閉体手段の動作時、例えば開動作、閉動作及び
両方の動作時に発生する騒音等を消音するようにした。
このアクティブノイズコントローラ手段の発生する制御
音は、騒音と同振幅であって逆位相の音波である。この
制御音がスピーカから発音されることによって、制御音
と騒音とが互いに干渉して、シャーターケース内の騒音
は消音され、騒音が低減されるようになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、開口部を開閉する
シャッター装置やドア装置等の開閉体装置に係り、特に
電動での開閉動作時等の騒音に対して対策の施された開
閉体装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近では、開閉体装置の開閉動作を電動
で行う電動シャッター装置や電動ドア装置が使用される
ことが多い。通常、電動シャッター装置や電動ドア装置
は、マイクロコンピュータなどの制御装置で電動モータ
などの駆動装置を制御してシャッターカーテンやドア本
体の開閉動作を行っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような電動シャッ
ター装置や電動ドア装置などには、その駆動源としてモ
ータなどを用いる場合が多く、開閉動作時にはこのシャ
ッター装置の本体機構自体やモータなどから種々の騒音
が発生している。このような騒音に対して、従来は、シ
ャッター装置本体やモータに遮音装置を設けたり、静音
性の高いモータを用いたりなどして、装置本体に対策を
施していた。ところが、装置本体に施す対策には限界が
あり、騒音を有効に低減することができなかったのが現
状である。

【０００４】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
であり、開閉体装置から発生する騒音を低減することの
できる開閉体装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る開閉体装
置は、開口部に設けられる開閉体手段と、この開閉体手
段の動作を制御する制御手段と、前記開閉体手段の動作
時に発生する音を消音するアクティブノイズコントロー
ラ手段とを備えたものである。開閉体手段は、建物や部
屋の出入口等の開口部に設けられるシャッターカーテン
やドア本体などで構成される。制御手段は制御信号に応
じて開閉体手段の開閉動作を制御するものである。この
開閉体手段の動作には、開動作、閉動作及び両方の動作
を行う開閉動作が含まれる。アクティブノイズコントロ
ーラ手段は、騒音等を制御音を用いて積極的に消音する
ものであり、空調ダクトから発生する排出音などの騒音
を消音したり、自動車内のエンジン音を消音したりする
ものが実現されている。このようなアクティブノイズコ
ントローラ手段を開閉体装置に用いて、開閉体の動作時
に発生する騒音を消音するようにした。

【０００６】請求項２に係る開閉体装置は、開口部に設
けられる開閉体手段と、前記開閉体手段の動作を制御す
る制御手段と、前記開閉体手段の動作時に発生する音を
検出する音検出手段と、前記音検出手段によって検出さ
れた音を打ち消すような制御音信号を作成する音信号作
成手段と、前記音信号作成手段によって作成された制御
音信号に基づいた音を発音する発音手段とを備えたもの
である。音検出手段は、開閉体手段の動作時に発生する
種々の音、すなわち騒音を検出するものであり、マイク
ロフォンなどで構成される。音信号作成手段は、騒音に
対して逆位相で同振幅となるような制御音信号を作成す
る。作成された制御音信号は、発音手段によって発音さ
れる。制御音と騒音とが互いに干渉して、騒音は消音さ
れ、騒音を低減することができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下添付図面に従って本発明に係
る開閉体装置の好ましい実施の形態について説明する。
この実施の形態では開閉体装置として上下に開閉制御さ
れるシャッター装置を例に説明する。図１は、本発明の
開閉体装置に係るシャッター装置の概略構成を示す図で
ある。

【０００８】このシャッター装置は、建物の開口部に設
けられるものであり、基本的にシャッターケース１、シ
ャッターカーテン２、ガイドレール３，４、巻取シャフ
ト５、チェーン６、モータ７、シャッター開閉機制御装
置８、操作スイッチ９、消音制御装置１０、マイクロフ
ォン１１，１２及びスピーカ１３，１４から構成され
る。これらの中の消音制御装置１０、マイクロフォン１
１，１２及びスピーカ１３，１４は、シャッター装置か
ら発生する騒音を消音するためのアクティブノイズコン
トローラ（ＡＮＣ）と呼ばれる消音装置である。

【０００９】ガイドレール３，４は、シャッターカーテ
ン２の両端部に接するように建物の開口部の両端側に設
けられ、まぐさ部１５から床面１６まで掛け渡された断
面形状がコの字型の案内溝を有する金属製部材で構成さ
れている。シャッターカーテン２は、このガイドレール
３，４の各案内溝に沿って上昇下降し、開口部の開閉動
作を行う。巻取りシャフト５は、シャッターケース１の
両端側に回動可能に設けられ、シャッターカーテン２を
巻き取ったり巻き戻したりする。チェーン６は、モータ
７の回転軸に設けられた主動スプロケットと巻取りシャ
フト５の回転軸に設けられた従動スプロケットとを連結
している。従って、モータ７の回転駆動力はチェーン６
を介して巻取りシャフト５側に伝達され、モータ７が回
転すると、チェーン６を介して巻取りシャフト５が回転
し、シャッターカーテン２の開閉動作が制御されるよう
になっている。

【００１０】シャッター開閉機制御装置８は、マイクロ
コンピュータ構成になっており、図示していない電源ラ
インを介して電力が供給されている。シャッター開閉機
制御装置８は、操作スイッチ９上の各操作ボタンの操作
状態に対応した制御信号に基づいてモータ７の回転を制
御する。操作スイッチ９は、上昇用ボタン９Ａ、停止ボ
タン９Ｂ、下降ボタン９Ｃを有し、それぞれのボタンの
操作状態に応じた制御信号をシャッター開閉機制御装置
８に出力する。

【００１１】なお、図示していないが、シャーターケー
ス１の内側であって、まぐさ部１５の開口部近傍すなわ
ちシャッターカーテン２が昇降する部分に温度や煙など
の感知器などが設けられ、その検出信号がシャッター開
閉機制御装置８に送信され、自動でシャッターカーテン
２の開閉動作を制御する場合もある。

【００１２】アクティブノイズコントロール（ＡＮＣ）
は、シャッター装置から発生する騒音に対して逆位相で
かつ同振幅の音波を与えて騒音を消去するものであり、
消音制御装置１０、マイクロフォン１１，１２及びスピ
ーカ１３，１４から構成される。図２は、図１の消音制
御装置１０の詳細を示す機能ブロック図である。

【００１３】マイクロフォン１１は、シャッター装置の
シャーターケース１内の騒音を検出し、その検出信号を
消音制御装置１０のマイクアンプ１０１に出力する。ス
ピーカ１３，１４は、シャーターケース１内の騒音及び
まぐさ１５からケース外に出ようとする騒音を打ち消す
ための制御音を発音する。スピーカ１３，１４から発音
される制御音の元となる制御音信号は消音制御装置１０
のパワーアンプ１０７から供給される。マイクロフォン
１２は、騒音を打ち消した後の誤差信号を検出する誤差
検出用マイクロフォンであり、その検出信号を消音制御
装置１０のマイクアンプ１０８に出力する。

【００１４】消音制御装置１０は、マイクアンプ１０
１、Ａ／Ｄ変換器１０２、デジタルフィルタ１０３、係
数更新演算部１０４、騒音制御デジタルフィルタ１０
５、Ｄ／Ａ変換器１０６、パワーアンプ１０７、マイク
アンプ１０８及びＡ／Ｄ変換器１０９から構成される。
なお、デジタルフィルタ１０３、係数更新演算部１０４
及び騒音制御デジタルフィルタ１０５は、デジタルシグ
ナルプロセッサによって構成される。

【００１５】マイクロフォン１１によって検出された騒
音信号は、マイクアンプ１０１で増幅された後、Ａ／Ｄ
変換器１０２を介して、デジタルの騒音信号ｘ（ｋ）と
してデジタルフィルタ１０３及び騒音制御デジタルフィ
ルタ１０５に入力される。なお、デジタルフィルタ１０
３には、スピーカ１３，１４から誤差検出用マイクロフ
ォン１２までの遅延時間を伴った伝達関数に対応するフ
ィルタ係数が予め設定されている。

【００１６】係数更新演算部１０４は、ＦＸ−ＬＭＳ
（Ｆｉｌｔｅｒｅｄ−Ｘ ＬｅａｓｔＭｅａｎ Ｓｑｕ
ａｒｅ）アルゴリズムを用いた騒音制御デジタルフィル
タ１０５のフィルタ係数の更新演算を行うものである。
係数更新演算部１０４は、騒音信号ｘ（ｋ）をデジタル
フィルタ１０３でフィルタリングした後の騒音信号ｙ
（ｋ）と、誤差検出用マイクロフォン１２からマイクア
ンプ１０８及びＡ／Ｄ変換器１０９を介して入力する誤
差信号ｅ（ｋ）とに基づいて、フィルタ係数ｈ（ｋ＋
１）を、次式に基づいて算出する。 ｈ（ｋ＋１）＝ｈ（ｋ）−２・μ・ｅ（ｋ）・ｙ（ｋ） ここで、μは収束の速度及び精度を制御するステップサ
イズパラメータと呼ばれる正の定数である。

【００１７】騒音制御デジタルフィルタ１０５は、係数
更新演算部１０４から供給されるフィルタ係数ｈ（ｋ＋
１）と騒音信号ｘ（ｋ）との畳み込み演算を行い、スピ
ーカ１３，１４を駆動するための制御音信号ｚ（ｋ）を
Ｄ／Ａ変換器１０６及びパワーアンプ１０７を介してス
ピーカ１３，１４に出力する。

【００１８】スピーカ１３，１４から出力される制御音
は、騒音と同振幅であって逆位相の音波である。この制
御音がスピーカ１３，１４から発音されることによっ
て、シャーターケース１内の騒音は、音の干渉により消
音される。

【００１９】図では、スピーカ１３，１４をまぐさ部１
５の近傍に配置する場合について説明したが、シャッタ
ーケース１内の室内側あるいは室外側などのように、シ
ャッターケース１内のいずれの位置に配置してもよい。

【００２０】図３は、本発明の開閉体装置に係るシャッ
ター装置内の消音制御装置の別の実施の形態を示す図で
ある。上述のアクティブノイズコントロール（ＡＮＣ）
によって消音可能な周波数帯域は、約２００〔Ｈｚ〕〜
１〔ＫＨｚ〕程度である。従って、シャッター装置にお
いて、消音可能な騒音は、モータ７の回転音やその他開
閉動作に伴って発生する比較的低い周波数帯の騒音であ
る。シャッター装置が開閉動作する場合には、シャッタ
ーカーテン２が巻取りシャフト５に巻き取られたり巻き
戻されたりするときに、シャッターカーテン２の構造に
依存した図４（Ａ）に示すようなパルス的な騒音が発生
する。このような騒音は、シャッターカーテン２が巻取
りシャフト５や巻き取られたシャッターカーテン２自身
に接触して発生したり、チェーン６と主動スプロケット
や従動スプロケットとが接触することによって発生す
る。この騒音は、図４に示すようにタイミングｔ１〜ｔ
５という周期Ｔで発生する音であり、モータ７の回転位
置に依存したものである。そこで、この実施の形態で
は、消音制御装置を図３に示すように、特定騒音検出部
１１０、制御音発生部１１１及び信号合成部１１２を設
け、この周期的な騒音を消音するようにした。

【００２１】特定騒音検出部１１０は、マイクロフォン
１１によって検出された騒音信号の中から図４（Ａ）の
ようなパルス的な特定騒音の発生タイミングｔ１〜ｔ５
とその振幅波形を検出し、制御音発生部１１１に出力す
る。なお、ここでの発生タイミングｔ１〜ｔ５はモータ
７に取り付けられたエンコーダなどの回転位置信号のこ
とである。従って、特定騒音検出部１１０は、パルス的
な特定騒音の発生タイミングとしてモータ７のエンコー
ダから出力される回転位置信号を発生タイミングｔ１〜
ｔ５として検出し、さらにその発生タイミングｔ１〜ｔ
５を基準として変化する騒音の振幅波形を検出する。

【００２２】制御音発生部１１１は、特定騒音検出部１
１０で検出されたパルス的な特定騒音の発生タイミング
ｔ１〜ｔ５とその振幅波形を入力し、その特定騒音に対
して逆位相でかつ同振幅となるような制御音信号を作成
する。すなわち、図４（Ａ）の特定騒音に対しては、図
４（Ｃ）のような制御音信号を作成する。このような制
御音信号の作成処理をシャッター装置の開閉動作の間実
行し、それを開閉動作時におけるモータ７の回転位置信
号に対応付けて記憶しておく。そして、シャッター装置
の開閉動作時には、制御音発生部１１１は、モータ７の
回転位置信号を入力し、回転位置信号に対応したタイミ
ングｔ１〜ｔ５で、予め記憶しておいた制御音信号を読
み出し、信号合成部１１２に出力する。信号合成部１１
２は、騒音制御デジタルフィルタ１０５から出力される
制御音信号ｚ（ｋ）と制御音発生部１１１から出力され
る制御音信号を合成し、その合成信号をＤ／Ａ変換器１
０６及びパワーアンプ１０７を介してスピーカ１３，１
４に出力する。

【００２３】スピーカ１３，１４から出力される制御音
は、モータなどの騒音及び周期的に発せられる騒音と同
振幅であって逆位相の音波である。これらの制御音がス
ピーカ１３，１４から発音されることによって、アクテ
ィブノイズコントロール（ＡＮＣ）によって消音するこ
とのできなかった周期的な騒音についても音の干渉によ
り消音することができるようになる。なお、上述の実施
の形態では、スピーカやマイクロフォンは２個ずつ設け
たが、１個ずつ或いは３個以上ずつ設けてもよく、開口
部や開閉体装置の寸法、周辺状況等に応じて各々の個数
を増減させてもよい。

【００２４】上述の実施の形態では、シャッターカーテ
ンの開閉移動方向は上下の場合について説明したが、左
右、水平、斜め等、いずれの方向でもよい。また、シャ
ッターカーテンは、少なくとも一部が多数のスラット材
からなるスラットカーテン、多数のパイプ材をリンク材
などにて連結させてなるパイプグリルカーテン、一枚状
或いは多数連結させたパネル材からなるパネルカーテ
ン、ネット材からなるネットカーテン、合成樹脂製或い
は布繊維製のシート材からなるシートカーテン、或いは
これらの複合からなる複合カーテンなどにより構成され
ていてもよい。もちろん、全部が同一材のスラットカー
テンであってもよい。

【００２５】上述の実施の形態では、開閉体装置をシャ
ッター装置とし説明したが、例えば、ブラインド装置、
ロールスクリーン装置、垂れ幕装置、引戸装置、移動間
仕切装置、オーニング装置、防水板装置などであっても
よい。また、開閉体手段である開閉部材の材質は、使用
目的に応じたものであれば、どのようなものでもよい。
具体的には、金属製、木製、プラスチック製、布製、こ
れらの複合されたものなどで構成することができる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように本発明の開閉体装置
によれば、電動シャッターや電動ドアなどの開閉体装置
から発生する騒音を低減することができるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の開閉体装置に係るシャッター装置の
概略構成を示す図である。

【図２】 図１の消音制御装置の詳細を示す機能ブロッ
ク図である。

【図３】 本発明の開閉体装置に係るシャッター装置内
の消音制御装置の別の実施の形態を示す図である。

【図４】 図３の消音制御装置の動作例を示すタイミン
グチャート図である。

【符号の説明】

１…シャッターケース、２…シャッターカーテン、３，
４…ガイドレール、５…巻取シャフト、６…チェーン、
７…モータ、８…シャッター開閉機制御装置、９…操作
スイッチ、１０…消音制御装置、１１，１２…マイクロ
フォン、１３，１４…スピーカ、１５…まぐさ部、１６
…床面、１０１，１０８…マイクアンプ、１０２，１０
９…Ａ／Ｄ変換器、１０３…デジタルフィルタ、１０４
…係数更新演算部、１０５…騒音デジタルフィルタ、１
０６…Ｄ／Ａ変換器、１０７…パワーアンプ、１１０…
特定騒音検出部、１１１…制御音発生部、１１２…信号
合成部

フロントページの続き (72)発明者 高橋 大助 東京都板橋区板橋１丁目53番２号 文化シ ヤッター株式会社内 Ｆターム(参考） 2E042 AA01 AA06 CA01 CB01 CB02 CB05 CB06 CC00 CC04 CC05 DA01 5D061 FF02

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 開口部に設けられる開閉体手段と、 この開閉体手段の動作を制御する制御手段と、 前記開閉体手段の動作時に発生する音を消音するアクテ
   ィブノイズコントローラ手段とを備えたことを特徴とす
   る開閉体装置。
2. 【請求項２】 開口部に設けられる開閉体手段と、 前記開閉体手段の動作を制御する制御手段と、 前記開閉体手段の動作時に発生する音を検出する音検出
   手段と、 前記音検出手段によって検出された音を打ち消すような
   制御音信号を作成する音信号作成手段と、 前記音信号作成手段によって作成された制御音信号に基
   づいた音を発音する発音手段とを備えたことを特徴とす
   る開閉体装置。