JP2004324269A

JP2004324269A - シャッタ駆動装置

Info

Publication number: JP2004324269A
Application number: JP2003121815A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Okubo; 温大久保; Hiroaki Nomura; 弘明野村
Original assignee: Fuji Electric FA Components and Systems Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric FA Components and Systems Co Ltd
Priority date: 2003-04-25
Filing date: 2003-04-25
Publication date: 2004-11-18

Abstract

【課題】シャッタの据えつけ施工作業を簡単にし、より確実，安全に動作するシャッタ駆動装置を提供する。
【解決手段】シャッタ本体１を駆動する電動機３と、シャッタ本体１を昇降させる際の電動機３に所望の回転方向の電力を供給する電源回路４との間に電流検出器２１を挿設し、シャッタ本体１が下降または上昇して、シャッタ本体１の先端が所定の下限位置若しくは上限位置に到達すると、電動機３の回転が拘束され、電流検出器２１の検出値が増大することを制御回路２０で検知するようにして、従来の前記上限位置および下限位置付近に設けられていたリミットＳＷを省略した構成にするとともに、シャッタ本体１の先端と前記下限位置との間に障害物が介在しても、自動的に除去できるように動作させる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、家庭用の窓シャッタや一般用のシャッタなどを駆動するシャッタ駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のシャッタとしては、電動機を動力源としてシャッタを駆動するものが広く普及しているが、シャッタの先端が上限位置または下限位置に到達したときに前記電動機を自動的に停止させる必要があり、また、前記下限位置に到達しているときにはシャッタを施錠するためのロック機構が設けられている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
図４は、上記特許文献を含む従来のシャッタ駆動装置の模式的概念構成図であり、１はシャッタ本体、２はシャッタ本体１を昇降させる際のガイドレールの機能を兼ねる枠、３はシャッタ本体１の図示しない巻枠などを駆動する電動機、４はシャッタ本体１を上昇または下降させるために電動機３を所望の回転方向に回転させる電力を供給する電源回路、５は枠２に支持されシャッタ本体１の先端が上限位置に到達したときに動作するリミットＳＷ、６は枠２に支持されシャッタ本体１の先端が下限位置に到達したときに動作するリミットＳＷ、７は前記下限位置に至っているときにシャッタ本体１を施錠するためのロック機構（図５，図６を参照）、１０はリミットＳＷ５，６からの動作信号が入力され、外部からのシャッタ本体１への上昇指令または下降指令に従って、電源回路４とロック機構７とを制御する制御回路である。
【０００４】
図５，図６（イ，ロ）は、図４に示したロック機構７の動作を説明する模式的概念構成図であり、このロック機構７はソレノイド７ａ，図示の形状の爪部７ｂ，コイル状のバネ７ｃなどから形成され、また、シャッタ本体１の先端部１ｃには図示のような位置関係で突起部１ａが設けられている。
【０００５】
すなわち、図５はシャッタ本体１が下降または上昇動作の際で、シャッタ本体１の先端部１ｂが枠２（図４参照）の中間部に位置する状態を示し、突起部１ａと爪部７ｂとは図示のような位置関係にあり、また、図６（イ）は、図５の状態からシャッタ本体１が下降し、突起部１ａが爪部７ｂの斜面に当接すると、爪部７ｂがバネ７ｃを介して紙面右方向に移動しつつ、シャッタ本体１がさらに下降して、突起部１ａと爪部７ｂとが図示のような位置関係になると、シャッタ本体１がロック機構７の動作によりロック状態になることを示している。
【０００６】
この状態では、図６（イ）に示す如く、シャッタ本体１の先端部１ｂと前記下限位置との間には、上述のロック機構７のロック動作を確実に行わせることを主たる目的として、隙間Ｈが設けられ、シャッタ本体１はさらに下降可能である。すなわち、リミットＳＷ６，電源回路４などの動作タイミングを調整して、図６（ロ）に示すように、シャッタ本体１の先端１ｂが前記下限位置にほぼ当接するまで下降するようにしている。なお、図６（イ）および図（６ロ）に示した位置関係では、図示しないリミットＳＷ６（図４参照）も動作状態になっている。
【０００７】
また、図６（ロ）に示した位置関係で、外部から制御回路１０（図４参照）に上昇指令が与えられると、上述の如く、リミットＳＷ６が動作状態にあることから、ロック機構７のソレノイド７ａを所定の時間励磁する指令が制御回路１０から発せられ、この励磁によりロック機構７の爪部７ｂがバネ７ｃを介して紙面右方向に移動することにより、突起部１ａの前記ロック状態が解除されるので、この励磁期間中からシャッタ本体１を上昇させるようにしている。
【０００８】
【特許文献１】
特開平９−７８９６５号公報（第２−３頁、図１）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
図４に示した従来の構成によると、図６（イ）に示した隙間Ｈ（例えば、１０ミリメートル程度）が存在することから、リミットＳＷ６，電源回路４などの動作タイミングを調整して、シャッタ本体１の先端１ｂが前記下限位置にほぼ当接するまで下降するようにしている。
【００１０】
その結果、例えば、前記隙間Ｈに誤って指を入れた状態で、シャッタ本体１が前記下限位置に向かって下降しているときには、その指が強く挟まれて負傷する恐れがあり、このとき、挟まれた前記指を取り除くときためには、外部からの上昇指令を制御回路１０に与えて、シャッタ本体１を上昇方向に移動させる操作が必要であった。
【００１１】
また、特開平９−７８９６５号公報（特許文献１）に開示されている方法では、光電検出器などが必要なために高価になるという新たな問題点があった。
【００１２】
この発明の目的は、上記問題点を解消したシャッタ駆動装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この第１の発明はシャッタを駆動する電動機と、前記シャッタを上昇または下降させるために、前記電動機を所望の回転方向に回転させる電力を供給する電源回路と、前記電源回路から前記電動機に流れる電流を検出する電流検出器と、前記シャッタの先端が所定の下限位置に到達すると作動し、該シャッタをロック状態にするロック機構と、前記ロック状態を解除するロック解除手段と、外部からの前記シャッタへの上昇指令または下降指令に従って、前記電流検出器の検出値を監視しつつ、前記電源回路とロック解除手段とを制御する制御回路とを備え、
前記下降指令が与えられて前記電動機が前記シャッタの下降方向に回転中に、前記電流検出器の検出値が予め定めた上限値を越えた状態で所定の第１時間継続したときに、所定の第２時間の間前記電動機を停止させ、その後、所定の第３時間の間前記ロック解除手段を動作させつつ、前記電動機を前記シャッタの上昇方向に回転させ、この上昇方向回転での前記電流検出器の検出値が前記上限値を越えた状態で所定の第４時間の間継続したときに、前記シャッタの先端が前記下限位置に到達していると判定することを特徴としたシャッタ駆動装置にする。
【００１４】
第２の発明は前記第１の発明のシャッタ駆動装置において、前記第３時間の値は、前記第２時間を経過した後から前記電動機が上昇方向の回転中での前記電流検出器の検出値が前記上限値を越えるときまでの時間計測値に基づいて設定することを特徴とする。
【００１５】
第３の発明は前記第１または２の発明のシャッタ駆動装置において、前記上限値の値は、前記電動機が上昇または下降中の前記電流検出器の検出値に基づいて設定することを特徴とする。
【００１６】
第４の発明は前記第１ないし３の発明のシャッタの駆動装置において、前記電源回路は商用電源から形成されることを特徴とする。
【００１７】
第５の発明は前記第１ないし３の発明のシャッタの駆動装置において、前記電源回路は半導体電力変換回路から形成されることを特徴とする。
【００１８】
第６の発明は前記第５の発明のシャッタ駆動装置において、前記電動機を直流電動機またはブラシレス直流電動機としたことを特徴とする。
【００１９】
この発明は、シャッタの先端が上限位置または下限位置に到達すると、このシャッタを駆動する電動機の回転が拘束され、その結果、該電動機の電流が増大すること、さらに、前記下限位置で作動するロック機構が動作中には前記シャッタを駆動する電動機を該シャッタの上昇方向に回転させようとしても、この電動機の回転が拘束され、このときにも、該電動機の電流が増大することに着目してなされたものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明の実施の形態を示すシャッタ駆動装置の模式的概念構成図であり、図１の構成において、図４に示した従来例構成と同一機能を有するものには同一符号を付して、ここではその説明を省略する。
【００２１】
すなわち、図１に示す構成が図４に示した構成と異なる点は、先述のリミットＳＷ５，６が省略され、代わりに、電動機３と電源回路４との接続経路に電流検出器２１が挿設され、さらに、この電流検出器２１の検出値と外部からの昇降指令または下降指令とに基づいて、電動機３とロック機構７とを制御する制御回路２０を、先述の制御回路１０に代えて、備えている。
【００２２】
また図１において、シャッタ本体１を上昇または下降させるためには電動機３を所望の回転方向に回転させる必要があり、この回転方向は、電源回路４を商用電源，切替スイッチなどから構成しているときには、周知の如く、前記切替スイッチにより商用電源から電動機３への接続の結線を切替ればよい。
【００２３】
図１に示したこの発明のシャッタ駆動装置の動作を、図２，図３に示す波形図を参照しつつ、以下に説明する。
【００２４】
すなわち図２において、先ず、シャッタ本体１の先端が、図示の如く上限位置にある時刻ｔ_１で、外部より下降指令が制御回路２０に与えられると、この制御回路２０により、電源回路４を構成する前記切替スイッチが開放状態から電動機３がシャッタ本体１の下降方向に回転する接続状態となり、この状態ではシャッタ本体１が下降するとともに、図示のような電動機３への駆動電流が電流検出器２１により検出される。
【００２５】
次に、時刻ｔ_２で下降中のシャッタ本体１の先端が、図示の如く下限位置に到達すると、ロック機構７が作動するとともに電動機３の下降方向の回転が拘束されて電流検出器２１の検出値が増大し、該検出値が予め定めた上限値ｉ_Ｌ（例えば、電動機３の前記駆動電流の３〜５倍程度）を越えている状態で予め定めた時間Ｔ_Ｌ（例えば、１．０秒程度）の間継続すると、シャッタ本体１の先端が所望の下限位置に到達していると、仮に判定し、前記切替スイッチにより電源回路４から電動機３への給電を所定の時間Ｔｍ_１（例えば、１．０秒程度）の間停止することで、電動機３を停止させる。
【００２６】
その後、制御回路２０により、ロック機構７のソレノイド７ａを予め定めた時間Ｔ_Ｓ（例えば、０．３秒程度）の間励磁して前記ロック状態を解除しつつ、電源回路４を構成する前記切替スイッチが開放状態から電動機３がシャッタ本体１の上昇方向に回転する接続状態にすると、先述の隙間Ｈ（図５参照）に相当する距離だけシャッタ本体１の先端が上昇し、シャッタ本体１の突起部１ａとロック機構７の爪部７ｂとが同じ位置関係になった時には前記時間Ｔ_Ｓを既に経過したタイミングになるように、このＴ_Ｓの時間値を実測値などに基づいて設定しているために、ロック機構７がロック状態にあり、従って、電動機３の上昇方向の回転が拘束されて電流検出器２１の検出値が増大し、該検出値が前記上限値ｉ_Ｌを越えている状態で所定の時間Ｔｍ_２（例えば、１．０秒程度）継続すると、シャッタ本体１の先端が所望の下限位置に到達していると、最終的に判定する。
【００２７】
また図３において、先ず、シャッタ本体１の先端が、図示の如く上限位置にある時刻ｔ_３で、外部より下降指令が制御回路２０に与えられると、この制御回路２０により、電源回路４を構成する前記切替スイッチが開放状態から電動機３がシャッタ本体１の下降方向に回転する接続状態となり、この状態ではシャッタ本体１が下降するとともに、図示のような電動機３への駆動電流が電流検出器２１により検出される。
【００２８】
次に時刻ｔ_４で、下降中のシャッタ本体１の先端が先述の隙間Ｈ以下になった状態で、例えば、何らかの障害物に当接すると、電動機３の下降方向の回転が拘束されて、電流検出器２１の検出値が増大し、この検出値が前記上限値ｉ_Ｌを越えている状態で前記時間Ｔ_Ｌ継続すると、シャッタ本体１の先端が所望の下限位置に到達したと、仮に判定し、前記切替スイッチにより電源回路４から電動機３への給電を前記時間Ｔｍ_１停止することで電動機３を停止させる。
【００２９】
その後、制御回路２０により、ロック機構７のソレノイド７ａを前記時間Ｔ_Ｓの間励磁して前記ロック状態を解除しつつ、電源回路４を構成する前記切替スイッチが開放状態から電動機３がシャッタ本体１の上昇方向に回転する接続状態にすると、シャッタ本体１の先端が上昇し、シャッタ本体１の突起部１ａとロック機構７の爪部７ｂとが同じ位置関係になった時は前記時間Ｔ_Ｓ内のタイミングに設定されているために、前記ロック状態が解除された状態にあり、その結果、電動機３は上昇方向の回転を継続するとともに、電流検出器２１の検出値も前記上限値ｉ_Ｌを越える状態にはならない。
【００３０】
従って、この発明のシャッタ駆動装置では図３に示したような動作状態に陥っても、シャッタ本体１の先端が自動的に上昇方向に移動するので、前記障害物の除去が可能である。
【００３１】
また、シャッタ本体１の先端が上述の下限位置にある状態で、外部より上昇指令が制御回路２０に与えられると、この制御回路２０により、先ず、ロック機構７のソレノイド７ａを例えば１０秒程度励磁して、先述のロック状態を解除しつつ、電源回路４を構成する前記切替スイッチが開放状態から電動機３がシャッタ本体１の上昇方向に回転する接続状態にすると、シャッタ本体１が上昇し続け、この上昇中のシャッタ本体１の先端が前記上限位置に到達すると、電動機３の上昇方向の回転が拘束されて電流検出器２１の検出値が増大し、この検出値が前記上限値ｉ_Ｌを越えている状態で前記時間Ｔ_Ｌ継続すると、シャッタ本体１の先端が上限位置に到達していると判定し、前記切替スイッチにより電源回路４から電動機３への給電を停止することにより、電動機３が停止状態になる。
【００３２】
なお、前記時間Ｔ_Ｓや上限値ｉ_Ｌの設定値は、このシャッタ駆動装置の経時変化などに対処するために、定期的に、実測値などに基づいて修正することが望ましい。
【００３３】
具体的には、時間Ｔ_Ｓは、図２において、時間Ｔｍ_１経過後から電動機３が上昇方向で回転中での電流検出器２１が上限値ｉ_Ｌを検出するまでの時間Ｔβを計測し、この時間Ｔβに所定の定数α（但し、０＜α＜１．０）を乗じた値として時間Ｔ_Ｓを求め、この時間Ｔ_Ｓを新たな時間として設定変更する。なお、時間Ｔβの計測を複数回繰り返してその平均値を求め、この平均値に定数αを乗じて時間Ｔ_Ｓを求めるようにしてもよい。
【００３４】
また、上限値ｉ_Ｌは次のように行う。先ず、シャッタ本体１の上昇または下降中に、所定の時間Δｔ毎に電流検出器２１の検出値を記憶する。その後、シャッタ本体１の先端が上限または下限位置に到達すると、電流検出器２１の検出値が増大して上限値ｉ_Ｌを越えることになるが、この状態が継続している時間Ｔ_Ｌを除くΔｔ毎の前記検出値の中から最大電流検出値ｉ_Ｍを求め、この最大電流検出値ｉ_Ｍに所定の定数γ（但し、γ＞１．０）を乗じた値として上限値ｉ_Ｌを求め、この上限値ｉ_Ｌを新たな上限値として設定変更する。なお、最大電流検出値ｉ_Ｍの計測を複数回繰り返してその平均値を求め、この平均値に定数γを乗じて上限値ｉ_Ｌを求めるようにしてもよい。
【００３５】
なお、上述の動作説明では電源回路４を商用電源，切替スイッチなどから構成している例について述べたが、電源回路４を半導体電力変換回路で形成し、電動機３を直流電動機または直流ブラシレス電動機とすることにより、先述の切替スイッチの機能を前記半導体電力変換回路に持たせることができ、また、電動機３を直流電動機または直流ブラシレス電動機にすることにより、電流検出器２１の検出値はほぼ電動機３のトルク電流とすることができるので、このシャッタ駆動装置の制御精度を改善することができる。
【００３６】
さらに、上述の動作説明では電動機３の回転方向に関わらず前記上限値ｉ_Ｌを設定したが、この上限値を前記回転方向で変えてもよい。また、電動機３の動作開始時の突入電流によるこのシャッタ駆動装置の誤動作を防止するために、電流検出器２１の検出値に一次遅れのフィルタなどを設ける、或いは前記動作開始時から一定時間、電流検出器２１の検出値を無視するようにしてもよい。
【００３７】
【発明の効果】
この発明によれば、シャッタの先端が上限位置または下限位置に到達すると、このシャッタを駆動する電動機の回転が拘束され、その結果、該電動機の電流が増大することを検知して前記上限位置または下限位置に到達したことを判定するようにしたため、前記上限位置または下限位置を検知する位置センサが不要となり、このシャッタ駆動装置を安価にでき、さらに、シャッタの先端と前記下限位置との間に障害物が介在しても、この発明のシャッタ駆動装置ではシャッタの先端が自動的に上昇方向に移動するので、容易に前記障害物の除去が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態を示すシャッタ駆動装置の模式的概念構成図
【図２】図１の動作を説明する波形図
【図３】図１の動作を説明する波形図
【図４】従来例を示すシャッタ駆動装置の模式的概念構成図
【図５】図１，図４の動作を説明する模式的概念構成図
【図６】図１，図４の動作を説明する模式的概念構成図
【符号の説明】
１…シャッタ本体、２…枠、３…電動機、４…電源回路、５，６…リミットＳＷ、７…ロック機構、１０，２０…制御回路、２１…電流検出器。

Claims

シャッタを駆動する電動機と、
前記シャッタを上昇または下降させるために、前記電動機を所望の回転方向に回転させる電力を供給する電源回路と、
前記電源回路から前記電動機に流れる電流を検出する電流検出器と、
前記シャッタの先端が所定の下限位置に到達すると作動し、該シャッタをロック状態にするロック機構と、
前記ロック状態を解除するロック解除手段と、
外部からの前記シャッタへの上昇指令または下降指令に従って、前記電流検出器の検出値を監視しつつ、前記電源回路とロック解除手段とを制御する制御回路とを備え、
前記下降指令が与えられて前記電動機が前記シャッタの下降方向に回転中に、前記電流検出器の検出値が予め定めた上限値を越えた状態で所定の第１時間継続したときに、所定の第２時間の間前記電動機を停止させ、その後、所定の第３時間の間前記ロック解除手段を動作させつつ、前記電動機を前記シャッタの上昇方向に回転させ、この上昇方向回転での前記電流検出器の検出値が前記上限値を越えた状態で所定の第４時間の間継続したときに、前記シャッタの先端が前記下限位置に到達していると判定することを特徴とするシャッタ駆動装置。
請求項１に記載のシャッタ駆動装置において、
前記第３時間の値は、前記第２時間を経過した後から前記電動機が上昇方向の回転中での前記電流検出器の検出値が前記上限値を越えるときまでの時間計測値に基づいて設定することを特徴とするシャッタ駆動装置。
請求項１または２に記載のシャッタ駆動装置において、
前記上限値の値は、前記電動機が上昇または下降中の前記電流検出器の検出値に基づいて設定することを特徴とするシャッタ駆動装置。
請求項１ないし３のいずれかに記載のシャッタの駆動装置において、
前記電源回路は商用電源から形成されることを特徴とするシャッタ駆動装置。
請求項１ないし３のいずれかに記載のシャッタの駆動装置において、
前記電源回路は半導体電力変換回路から形成されることを特徴とするシャッタ駆動装置。
請求項５に記載のシャッタ駆動装置において、
前記電動機を直流電動機またはブラシレス直流電動機としたことを特徴とするシャッタ駆動装置。