JP2010535957A - ロールシャッターのカーテンのポテンシャルエネルギーの回収方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、ロールシャッターのカーテンのポテンシャルエネルギーを回収する方法に関するものであり、該ロールシャッターは、前記カーテンの展開段階または巻取段階において自己的な給電手段に接続されたモーター備える駆動手段を備え、より特徴的には、カーテンの展開段階または巻取段階の間に、カーテンによって前記駆動手段にかけられるトルクモーターに対応するエネルギーの回収段階が決定されるものである。本発明によると、前記ロールシャッターの部品を損傷することなく、エネルギーを回収することができる。
【選択図】なし

Description

本発明は、ロールシャッターの分野、とりわけ自己的に給電されるロールシャッターの分野に関するものである。

このようなロールシャッターは、連結されたスラットから成るカーテンを備え、該スラットの側方端部は、カーテンがシャフトを中心に展開状態から巻取状態に移行するとき、そしてその逆の場合に、動力化手段の作用によって、側方レールに沿って内部をスライドする。

本発明の枠組みでは、前記動力化は、バッテリーを介して、自己的に給電される。
さらに、これらのバッテリーは、蓄電池という形で充電可能である。
該バッテリーの充電は、とりわけ、太陽エネルギー、風力エネルギーまたはその他のような再生可能なエネルギーの変換センサを介して行うことができる。

自己的に給電される装置に関する主な困難は、高い信頼性を保持しつつ、作動時間を最適化させることにある。
本発明によるロールシャッターの枠組みでは、どのような気象条件であっても使用者が望んだときに前記シャッターを作動させることができるよう、自立性が最も重要である。
しかし、例えばエネルギーの節約による自立性の向上は、前記シャッターの作動を犠牲にして行ってはならない。
実際、該シャッターの使用には、シャッターのカーテンの移動には合理的な時間、つまり、展開と巻取の適合化された速度が要求される。

巻取状態から展開状態へのスライド時に、カーテンの重力ポテンシャルエネルギーを回収することが想定されているのは、本発明のこの特定の枠組みにおいてである。
このエネルギー変換によって、バッテリーの充電が可能となり、ロールシャッターの自立性を飛躍的に向上させることが可能となる。

ロールシャッターのカーテンを、このように展開する間には、いくつかの段階があり、第一の段階では、ガイド用の側方レールにカーテンの第一のスラットを押し出すために、ロールシャッターを駆動する必要がある。
この第一段階の後に第二段階が続き、該第二段階では、既にレールに嵌合しているカーテンの重量が、駆動、つまりはロールシャッターの展開を保証するのに十分であり、この第二段階の間、モーターはとりわけカーテンの降下速度を抑制し、カーテンが前記レールの下端部にある止めに達したときの事故ならびに衝撃を避けるために、ブレーキ手段として作用する。
この段階の後に第三段階が続き、該第三段階では、カーテンによって巻取シャフトにかけられる引っ張り力が徐々に弱くなり、これは、前記カーテンのスラットが互いに積み上げられることに対応するものである。

この点に関して、場合によって透過状態と完全な遮光状態をロールシャッターに付与するために、スラットは、多くの場合、スラットの縦軸に直角な方向にしたがい、互いに可動的である。
実際、互いの間隔が開いた状態では、これらのスラットは、光の通過を許容し、ある程度の通気を保証する隙間をあける。

この第三段階の間、モーターは、カーテンの懸垂重量と、カーテンによって受ける摩擦の比率に応じて、ブレーキ機能から新たに駆動機能へと徐々に移行することができる。

エネルギーの回収は、モーターがブレーキ機能を保証しているときに介在することができる。
しかし、カーテンによってかけられる引っ張り力が絶えず変動することは容易に理解できる。
これは、ブレーキのパワーに関しても同様である。
したがって、回収可能なパワーは、それ自体、非常に変動的なものである。

このパワーは、一定の閾値より高くなれば、蓄電池自体を、またはその充電を保証する電子部品および電気部品を破壊することもあることが確認されている。

また、破壊的なパワーの閾値は、気候パラメータによって、より特徴的には外気温と部品の周辺温度によって決まることも確認されている。
特に、場合によっては高かったり低かったりする温度にさらされるバッテリーまたは電気部品および電子部品の中には、それらの作動条件が変化するタイプのものがある。
例えば、低温で充電されたリチウム・バッテリーは、高すぎるあるいは急速な充電エネルギーでの給電の際に、損傷を受けることがある。
同様に、非常に強い電流が原因となる加熱によって高い温度にさらされた電子部品および電気部品の中には、損傷を受けるものがある。

有利には、ロールシャッターの最適化された作動を保証しつつ、該シャッターのさまざまな部品を考慮して、回収されるパワーを管理する。

このため、本発明は、ロールシャッターのカーテンのポテンシャルエネルギーを回収する方法を対象とするものであり、該ロールシャッターは、前記カーテンの展開段階または巻取段階における自己的な給電手段に接続されたモーターを備えた駆動手段を備えている。

このような方法は、カーテンの展開段階または巻取段階の間に、カーテンによって前記駆動手段にかけられるトルクモーターに対応するエネルギーの回収段階を決定することを特徴とするものである。

その他の特徴によると、このエネルギー回収段階の間、発電機としてモーターに作動を命じ、自己的な給電手段の作動条件に関する少なくとも一つのパラメータに応じて回収可能なパワー閾値を決定し、発電機として作動しているモーターによって放出されるパワー・レベルを測定し、該パワー・レベルを前記閾値と比較し、放出されるパワー・レベルを前記閾値以下に維持するために、カーテンの展開または巻取速度を調節する。

さらに、エネルギー回収段階の間、前記パラメータの少なくとも一つを定期的に制御し、新たな閾値を決定することで、この新しい値に応じてカーテンの展開または巻取速度が定期的に調節されるようになされている。

本発明は、このような方法を実施する装置も対象とするものである。

本発明のその他の特徴および利点は、本発明の非限定的な実施態様にしたがった以下の詳細な説明によって明らかになるものである。

本発明は、自己的に給電されるロールシャッターの自立性の向上に関するものである。

このようなロールシャッターは、自己的な給電手段に接続されたモーターを備える駆動手段を備えている。
これらの給電手段は、さらにバッテリーを備えている。
好ましくは、このバッテリーは、リチウム・バッテリーまたはその他のような蓄電池型の充電可能なものとして用意される。
さらに、太陽エネルギーまたは風力エネルギーのような、好ましくは再生可能なタイプのエネルギーを取得し、そしてエネルギーを電流に変換することで、前記バッテリーを電気的に充電するための手段が、前記バッテリーに接続されている。

したがって、このような変換手段および充電手段は、充電レベルに応じてバッテリーを充電することに適している。
この充電レベルを測定する手段を、用意することができる。
例えば、充電を許可する、または許可しないために、前記バッテリーの端子の電圧を測定するセンサとすることができる。
充電の限界は、バッテリーの特徴に応じて事前に決定され、この実施例では、電気エネルギーのこれら蓄積要素のあらゆる損傷を避ける電圧閾値に対応している。

このように、シャッターは、光起電性センサ、風力エネルギーまたは類似の形をした、少なくとも一つのセンサを備えている。
さらに、本発明はこのように取得されたエネルギーを変換する手段も備えており、該手段は、前記バッテリーの充電を許可するために、前記バッテリーに接続されている。

自己的な給電手段は、シャフトを中心に巻取状態から展開状態に、またその逆にカーテンを駆動させることに適した手段に給電する。
そのため、カーテンは、側方レールに沿ってスライドするが、該レールは、一般的に、前記カーテンを用いて閉じられるドアまたは窓の隅切部に配置されている。

本発明の一つの利点は、カーテンを展開することによるポテンシャルエネルギーを、前記バッテリーの充電用電気エネルギーに変換することにある。

そのため、本発明は、カーテンの展開段階または巻取段階における、該カーテンの重力ポテンシャルエネルギーの回収も対象としている。

より特徴的には、非限定的にだが、本発明は垂直に展開するロールシャッターに関するものであり、巻取状態から展開状態に移行する時またはその逆の時に、カーテンの降下にしたがって増加するカーテンの重量によって増えたポテンシャルエネルギーを回収することを目指している。

要するに、カーテンの降下重量によって生じた動力的エネルギーは、電気エネルギーへと変換し、電気化学的なエネルギーの形で前記バッテリーの内部に保存するために、部分的に回収される。
次に、このエネルギーは、カーテンの上昇または将来の降下を開始するために再利用することができる。

前述したように、カーテンの展開段階または巻取段階の間、カーテンによって前記駆動手段にかけられるトルクモーターに対応するエネルギーの回収段階が決定される。

このエネルギーの回収段階の間、カーテンの重量は、自己を駆動するのに十分であり、もはや駆動手段を介してエネルギーを供給する必要がなくなっている。
ゆえに、可逆的な電子的パワー変換手段による自己的な給電手段を装備することが考えられているのである。
換言すれば、バッテリーは、駆動手段に給電することはできるが、モーターのようなこれらの駆動手段は、発電機としても作動し、充電のためにバッテリーに給電することもできるのである。

一般的に、回収されたパワーは、降下にしたがったカーテンの懸垂重量に応じて絶えず変動する。
また、摩擦、とりわけ粘性摩擦は、シャッターのカーテンの降下速度によって変動する。
したがって、該カーテンの降下速度は、変換可能なエネルギーに影響を与える。
よって、最適な量のエネルギーを回収するには、カーテンの降下速度の変動を制御することが望ましい。

しかし、だからといって回収されたパワーが、ロールシャッターの作動を阻害し、その部品を損傷することがあってはならない。
実際、エネルギーが比較的弱いままであれば、カーテンの降下時に該カーテンが供給できるパワーは、前記バッテリーを充電するために変換するのに無視できるものではない。
したがって、カーテンの降下速度は、ロールシャッターの内部パラメータおよび外部パラメータに応じて制限される。

それゆえ、本発明は、前記ロールシャッターのさまざまな外的および内的要因に応じて、カーテンの展開速度を制御する手段を備えている。
プロセッサのような計算ユニットが、これらのデータをリアルタイムで処理することで、駆動手段を制御し、このようにカーテンの降下速度に作用するようになっている。

特に、展開速度は、非限定的ではあるが、主として、自己的な給電手段の作動条件に関する少なくとも一つのパラメータとの関係で制御される。

そのため、回収可能なパワーの閾値が、少なくとも一つのパラメータに応じて決定される。
より特徴的には、前記閾値を計算するために、複数のパラメータを測定し、記録することができる。

考慮される一つのパラメータは、前記ロールシャッター内部の室温に対応する。
特に、給電手段の電気部品および電子部品の温度である。

実際、温度が非常に低い、または非常に高い場合、部品およびバッテリーは、電流および熱分散の大きな変動、そして急速なこともある変動の影響下で損傷することがあり、それだけ、前記要素の寿命が限られることになる。
例えば、リチウム・バッテリーは、低温および急速な加熱に対する耐性が低い。
したがって、部品の温度ならびに室温を測定することが望ましい。

単独であるいは補助的に考慮すべきもう一つのパラメータは、自己的な給電手段の充電状態の測定に対応している。
この充電状態は、例えば、バッテリー端子の電圧にしたがって測定することができる。
前述のように、バッテリーを損傷しないためには、バッテリーの充電手段を介して、その充電状態ならびにエネルギー量ならびに該バッテリーに放出されるパワーを制御する必要がある。

比較するため、および／または、パワー回収の閾値の計算に利用するために、各パラメータは記録される。
この値がいったん固定されると、発電機として作動するモーターによって放出されるパワー・レベルが測定され、該レベルは前記閾値と比較される。
カーテンの展開速度および巻取速度は、放出されるパワー・レベルが、閾値以下に維持されるように調節される。

より特徴的には、エネルギーの回収段階の間、少なくとも一つの前記パラメータを定期的に制御し、新しい閾値が決定されることで、この新しい値に応じてカーテンの展開速度または巻取速度は定期的に調節される。

そのため、前記パラメータを測定し、測定された値を記録することに適した手段がある。
これは、回収可能なパワーについても同様である。
電気部品および電子部品の内部、ロールシャッターの内部ならびに該シャッターの外部に、適切なセンサを配置することができる。
同様に、バッテリーの充電状態を測定する手段、例えば、バッテリーの電圧を測定する手段も配置される。

次に、これらの測定結果は、前記閾値を計算するプロセッサが使用することができるように、メモリに保存される。

該閾値がいったん決定されると、適した手段が、該値をパワー・レベルと比較する。
これらのデータの増加は、カーテンの降下速度を最適化するために、目盛と対応を備えたチャートと比較される。

この最適化は、所与の温度またはバッテリーの充電状態に応じたカーテンの最大の降下速度を視覚化した表にしたがって行われる。
こうして、「非破壊的」と呼ばれる二つの停止状態の間の時間に対応する曲線が得られる。

要するに、低温または高温の場合には、電子部品およびバッテリーのあらゆる損傷を避けるために、カーテンの降下速度を抑えるのが望ましい。
さらに、部品の発熱に応じて降下速度を変動させることで、適切な作動速度を維持しながら、長い寿命のために最も大きな値に近付けるようにすることもできる。

特に、ロールシャッターのカーテンの降下速度は、スラットの中で変動する。
したがって、カーテンの降下の最大速度は、前記スラットの上端に対応し、ロールシャッターの機構が損傷を受けずに耐えられる最大の速度にしたがって決定される。
同様に、カーテンの降下の最小速度は、前記スラットの下端に対応し、カーテンの展開時間または巻取時間が使用者の視点から見て合理的な範囲にとどまるように、閉止時間を制限するように決定される。

変換されたポテンシャルエネルギーを増大させるには、本発明による装置の内部での摩擦、例えばカーテンがスライドするレールの部位ならびにモーターの内部における摩擦を、最大限抑制することが望ましい。
カーテンにかかる摩擦力の和が、該カーテンの懸垂部分の重量より、はっきり下回らなければならない。
したがって、本発明によって回収されるエネルギーは、損失が最小化される分だけ大きくなる。

さらに、本発明によるロールシャッターを構成する要素の損傷を抑えるために、特に電子部品およびバッテリーの損傷を抑えるには、とりわけ、均一の温度に維持し、あるいは低過ぎる温度または高過ぎる温度を避けるために、該要素を保護することが望ましい。

Claims (10)

1. ロールシャッターのカーテンの重力ポテンシャルエネルギーを回収する方法であり、
   該ロールシャッターは、前記カーテンの展開段階または巻取段階における自己的な給電手段に接続されたモーターを備えた駆動手段を備えており、
   −カーテンの展開段階または巻取段階の間に、カーテンによって、前記駆動手段にかけられるトルクモーターに対応するエネルギーの回収段階を決定することを特徴とする方法。
2. −このエネルギー回収段階の間、発電機としてモーターに作動を命じ、
   −自己的な給電手段の作動条件に関する少なくとも一つのパラメータに応じて、回収可能なパワー閾値を決定し、
   −発電機として作動しているモーターによって放出されるエネルギー・レベルを測定し、該エネルギー・レベルを前記閾値と比較し、
   −放出されるパワー・レベルを前記閾値以下に維持するために、カーテンの展開または巻取速度を調節することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. エネルギー回収段階の間、前記パラメータの少なくとも一つを定期的に制御し、新たな閾値を決定することで、この新しい値に応じてカーテンの展開または巻取速度が、定期的に調節されることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
4. 少なくとも一つのパラメータが、自己的な給電手段の充電状態の測定、とりわけ、バッテリー端子の電圧に対応することを特徴とする、請求項２または請求項３に記載の方法。
5. 少なくとも一つのパラメータが、前記自己的な給電手段の電気部品および電子部品の温度に対応することを特徴とする、請求項２から請求項４のいずれか一つに記載の方法。
6. 少なくとも一つのパラメータが、室温に対応することを特徴とする、請求項２から請求項５のいずれか一つに記載の方法。
7. 自己的な給電手段に接続されたモーターを備えた駆動手段、ならびに、前記カーテンによって前記駆動手段にかけられるトルクモーターに対応するエネルギーを回収する手段を備える、請求項１から請求項６のいずれか一つに記載の方法を実施するためのロールシャッターであり、
   前記回収手段が、
   −一方では、自己的な給電手段の作動条件に関する、少なくとも一つのパラメータの測定ならびに記録をし、他方では放出されるエネルギー・レベルの測定ならびに記録をする手段、
   −前記パラメータに応じて決定される閾値と、前記エネルギー・レベルを比較する手段、
   そして、
   −前記カーテンの展開または巻取速度を調節する手段を備えていることを特徴とする、ロールシャッター。
8. 前記測定手段が、自己的な給電手段の電気部品および電子部品の温度を測定する手段を備えていることを特徴とする、請求項７に記載のロールシャッター。
9. 前記測定手段が、自己的な給電手段の充電状態、とりわけ、バッテリー端子の電圧を測定する手段を備えていることを特徴とする、請求項７または請求項８に記載のロールシャッター。
10. 前記測定手段が、室温を測定する手段を備えていることを特徴とする、請求項７から請求項９のいずれか一つに記載のロールシャッター。