JP2011080280A - シャッター開閉装置 - Google Patents

Abstract

【課題】障害物検知の精度を高め、信頼性の向上に寄与し得るシャッター開閉装置を提供する。
【解決手段】シャッター開閉装置は、シャッター１の巻上又は巻下を行う直流モータ１１と、その回転数が目標回転数になるように制御する制御装置１２とを備える。更に、シャッターの開閉位置を検出する位置検出手段３１と、直流モータの電流値を検出する電流値検出手段３６と、シャッターの開閉位置を所定の区間に分け、区間毎に各々シャッターの巻上時及び巻下時の区間基準電流値を記憶する記憶手段２６と、シャッター巻上時に検出電流値と現在のシャッターの開閉位置に対応する区間のシャッター巻上時の区間基準電流値との大小比較に基づいて障害物の検知を行い、シャッター巻下時に検出電流値と現在のシャッターの開閉位置に対応する区間のシャッター巻下時の区間基準電流値との大小比較に基づいて障害物の検知を行う障害物検知手段２５とを備えた。
【選択図】図３

Description

本発明は、住宅や工場、車庫などの建物の開口部に設置されるシャッター開閉装置に関し、特に、障害物を検知するものに係わる。

従来、この種のシャッター開閉装置として、例えば特許文献１に開示されているように、建物の開口部にて上げ下げされ開口部を開閉するシャッターと、開口部の上縁部に回転自在に設けられかつシャッターの一端（上端）が連結された巻き取り部と、この巻き取り部を正逆方向に回転させてシャッターの巻上又は巻下を行う電動モータと、この電動モータを制御する制御装置とを備えてなるものは知られている。上記電動モータとしては、交流モータの一種である誘導モータが多く使用されているが、特許文献１にも記載するように直流モータ（ＤＣモータ）が使用されることもあり、この直流モータの場合、制御装置は、負荷の変化に拘わらず直流モータの回転数が目標回転数で一定になるように制御する。

また、このようなシャッター開閉装置においては、障害物を検知するために、同じく特許文献１に開示されているように、電動モータに加わるトルク値を検出するトルク検出手段と、シャッターの巻上時及び巻下時における障害物検知用の設定トルク値がそれぞれ設定される第１及び第２の設定部と、シャッターの巻上時には上記トルク検出手段で検出したトルク値と上記第１の設定部に設定された設定トルク値との大小比較を行い、シャッターの巻下時には上記トルク検出手段で検出したトルク値と上記第２の設定部に設定された設定トルク値との大小比較を行い、いずれの場合でも検出トルク値が設定トルク値を越えたとき障害物を検知したと判断する障害物検知手段とを備えている。そして、障害物検知手段で障害物の検知をしたときには、制御装置において、電動モータの回転を停止してシャッターの開閉を停止するなどの安全制御が採られる。

特開平１０−３７６３７号公報

ところで、上記従来のシャッター開閉装置では、巻き取り部にバランスバネを設け、シャッターの開閉位置が上限位置（全開位置）から下限位置（全閉位置）に変化するに従いシャッターの重量とバランスするようにバネ力が生じるように構成されているが、バランスバネを巻き取り部に設けることが困難な場合、あるいはバランスバネを設けても十分なバランス効果が得られない場合がある。このような場合、第１及び第２の設定部にそれぞれ設定される設定トルク値としては、シャッターの開閉位置が下限位置付近のときに発生する実測トルク値を基に比較的大きくなるため、シャッターの開閉位置が下限位置付近以外のときには障害物の検知が遅くなったり、誤ったりするという問題がある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、特に、シャッターの巻上又は巻下を行うための電動モータとして直流モータを用いる場合、その電流値を検出して障害物の検知を適切に行うことにより、障害物検知の精度を高め、信頼性の向上に寄与し得るシャッター開閉装置を提供せんとするものである。

上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明は、建物の開口部にて上げ下げされ開口部を開閉するシャッターと、このシャッターの巻上又は巻下を行うための直流モータと、この直流モータの回転数が目標回転数になるように制御する制御装置とを備えたシャッター開閉装置において、上記直流モータの回転を基にシャッターの開閉位置を検出する位置検出手段と、上記直流モータの電流値を検出する電流値検出手段と、シャッターの開閉位置を所定の区間に分け、区間毎にそれぞれシャッターの巻上時及び巻下時の区間基準電流値を共に定めて記憶する記憶手段と、シャッターの巻上時には上記電流値検出手段で検出した電流値と上記位置検出手段で検出した現在のシャッターの開閉位置に対応する区間のシャッター巻上時の区間基準電流値との大小比較に基づいて障害物の検知（詳しくは障害物の検知判定）を行い、シャッターの巻下時には上記電流値測定手段で検出した電流値と上記位置検出手段で検出した現在のシャッターの開閉位置に対応する区間のシャッター巻下時の区間基準電流値との大小比較に基づいて障害物の検知（詳しくは障害物の検知判定）を行う障害物検知手段とを備える構成にする。

この構成では、記憶手段において、予めシャッターの開閉位置を所定の区間に分け、区間毎にそれぞれシャッターの巻上時及び巻下時の区間基準電流値が定めて記憶されており、シャッターの巻上時又は巻下時には、障害物検出手段において、電流値検出手段で検出した電流値と位置検出手段で検出した現在のシャッターの開閉位置に対応する区間のシャッター巻上時又はシャッター巻下時の区間基準電流値との大小比較に基づいて障害物の検知が行われるため、バランスバネがなくシャッターの開閉位置に応じて直流モータの負荷が変化する場合でもシャッターの開閉位置が上限位置から下限位置のいずれのときにも障害物の検知を迅速かつ正確に行うことができる。

請求項２に係る発明は、請求項１記載のシャッター開閉装置において、上記記憶手段に記憶したシャッター巻上時及び巻下時の区間基準電流値は、前回のシャッターの巻上時及び巻下時にそれぞれ上記障害物検知手段が障害物の検知を行わなかった場合に各区間で上記電流値検出手段で検出した前回の電流値を用いて更新を行う構成にする。この構成では、記憶手段に記憶したシャッター巻上時及び巻下時の区間基準電流値が、前回のシャッターの巻上時及び巻下時にそれぞれ上記障害物検知手段が障害物の検知を行わなかった場合に各区間で電流値検出手段で検出した前回の電流値を用いて更新されるため、シャッター開閉装置の設置以降の経年的変化に対しても有効に対応することができる。

請求項３に係る発明は、請求項２記載のシャッター開閉装置において、上記記憶手段に記憶したシャッター巻上時及び巻下時の区間基準電流値は、上記障害物検出手段による電流値検出手段で検出した電流値との大小比較に先立って、シャッターの巻上時及び巻下時にそれぞれ直流モータの起動時点から所定時間後の補正区間で上記電流値検出手段で検出した電流値と前回のシャッターの巻上時及び巻下時に同じく補正区間で検出した前回の電流値との差を補正値として補正を行う構成にする。この構成では、記憶手段に記憶したシャッター巻上時及び巻下時の区間基準電流値は、障害物検出手段による電流値検出手段で検出した電流値との大小比較に先立って、シャッターの巻上時及び巻下時にそれぞれ直流モータの起動時点から所定時間後の補正区間で電流値検出手段で検出した電流値と前回のシャッターの巻上時及び巻下時に同じく補正区間で検出した前回の電流値との差を補正値として補正され、この補正済みの区間基準電流値と電流値検出手段で検出した電流値との大小比較に基づいて障害物の検知が行われるため、周囲温度の変化や電源電圧の変化などによる影響を受けることなく障害物の検知をより適切に行うことができる。

請求項４に係る発明は、請求項１ないし請求項３のいずれか一つに記載のシャッター開閉装置において、上記制御装置は、シャッターの巻下時に発生する回生電圧を所定値以下にするための回生抵抗器及び回生抵抗用スイッチを有し、回生電圧を電源電圧として利用する構成にする。この構成では、シャッターの巻下時に発生する回生電圧が制御装置の回生抵抗器及び回生抵抗用スイッチによって所定値以下に制御され、制御装置の電源電圧として利用されるため、その分消費電力を下げることができる。

請求項５に係る発明は、請求項４記載のシャッター開閉装置において、上記電流値検出手段を、直流モータの力行電流値を検出する力行電流値検出手段と、直流モータの回生電流値を検出する回生電流値検出手段とによって構成し、上記障害物検出手段は、シャッターの巻上時には上記力行電流検出手段で検出した力行電流値が位置検出手段で検出した現在のシャッターの開閉位置に対応する区間のシャッター巻上時の区間基準電流値より大きいとき障害物の検知（詳しくは障害物を検知したとの判定）を行い、シャッターの巻下時には上記回生電流値検出手段で検出した回生電流値から上記力行電流値検出手段で検出した力行電流値を減算した値が位置検出手段で検出した現在のシャッターの開閉位置に対応する区間のシャッター巻下時の区間基準電流値よりも小さいとき障害物の検知（詳しくは障害物を検知したとの判定）を行う構成にする。

この構成では、シャッターの巻上時には、シャッター重量の大小に拘わらず直流モータが力行電流により回転するが、この力行電流値は、例えばシャッターが障害物を挟んだとき増加することから、障害物検出手段において、力行電流値検出手段で検出した力行電流値が位置検出手段で検出した現在のシャッターの開閉位置に対応する区間のシャッター巻上時の区間基準電流値より大きいとき障害物を検知したとの判定を行うことにより、シャッター巻上時の障害物の検知を確実に行うことができる。

一方、シャッターの巻下時には、シャッター重量が大きい場合力行電流は零で回生電流のみが発生するが、この回生電流値は、例えばシャッターが障害物を挟んだとき減少し、またシャッター重量が小さい場合回生電流は殆ど発生せず、力行電流のみで直流モータが回転し、この力行電流値は、例えばシャッターが障害物を挟んだとき増加することから、障害物検出手段において、回生電流値検出手段で検出した回生電流値から力行電流値検出手段で検出した力行電流値を減算した値が位置検出手段で検出した現在のシャッターの開閉位置に対応する区間のシャッター巻下時の区間基準電流値よりも小さいとき障害物を検知したとの判定を行うことにより、シャッター巻下時の障害物の検知を、シャッター重量の大小に拘わらず確実に行うことができる。

以上のように、本発明のシャッター開閉装置によれば、シャッターの巻上時又は巻下時には、電流値検出手段で検出した電流値と位置検出手段で検出した現在のシャッターの開閉位置に対応する区間のシャッター巻上時又はシャッター巻下時の区間基準電流値との大小比較に基づいて障害物の検知が行われるため、バランスバネがなくシャッターの開閉位置に応じて直流モータの負荷が変化する場合でもシャッターの開閉位置が上限位置から下限位置のいずれのときにも障害物の検知を迅速かつ正確に行うことができ、障害物検知の精度を高めて信頼性の向上を図ることができる。

特に、請求項２に係る発明では、シャッター巻上時及び巻下時の区間基準電流値が、前回のシャッターの巻上時及び巻下時にそれぞれ障害物の検知を行わなかった場合に各区間で電流値検出手段で検出した前回の電流値を用いて更新されるため、シャッター開閉装置の設置以降の経年的変化に対しても有効に対応することができ、障害物検知の精度をより高めることができる。

請求項３に係る発明では、シャッター巻上時及び巻下時の区間基準電流値は、シャッターの巻上時及び巻下時にそれぞれ直流モータの起動時点から所定時間後の補正区間で電流値検出手段で検出した電流値と前回のシャッターの巻上時及び巻下時に同じく補正区間で検出した前回の電流値との差を補正値として補正され、この補正済みの区間基準電流値と電流値検出手段で検出した電流値との大小比較に基づいて障害物の検知が行われるため、周囲温度の変化や電源電圧の変化などによる影響を受けることなく障害物の検知をより適切に行うことができ、障害物検知の精度をより一層高めることができる。

請求項４に係る発明では、シャッターの巻下時に発生する回生電圧が制御装置の回生抵抗器及び回生抵抗用スイッチによって所定値以下に制御され、制御装置の電源電圧として利用されるため、その分消費電力を下げることができ、節電化に寄与することができる。

さらに、請求項５に係る発明では、シャッターの巻上時には力行電流値が現在のシャッターの開閉位置に対応する区間のシャッター巻上時の区間基準電流値よりも大きいとき障害物の検知を行い、シャッターの巻下時には回生電流値から力行電流値を減算した値が現在のシャッターの開閉位置に対応する区間のシャッター巻下時の区間基準電流値よりも小さいとき障害物の検知を行うことにより、シャッターの重量の大小に拘わらず障害物の検知を確実に行うことができるので、実施化を有効に図ることができる。

図１は本発明の実施形態に係るシャッター開閉装置の全体構成を示す一部を切開した状態の正面図である。 図２は図１のＸ−Ｘ線における拡大断面図である。 図３は上記シャッター開閉装置の電気回路図である。 図４はシャッター巻上時の障害物検知用の制御内容を示すフローチャート図である。 図５はシャッター巻下時の障害物検知用の制御内容を示すフローチャート図である。

以下、本発明を実施するための形態である実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は本発明の一実施形態に係るシャッター開閉装置Ａの全体構成を示し、このシャッター開閉装置Ａは、建物の出入口などの開口部を開閉するシャッター１と、開口部の上縁部に沿って取り付けられたシャッターケース２と、開口部の左右両側に沿って取り付けられた左右一対のガイドレール３，３と、上記シャッターケース２内に回転自在に支持された巻き取り部としての巻き取りドラム４と、シャッターケース２内に配置されかつ巻き取りドラム４を回転駆動する開閉機５とを備え、開閉機５の作動により巻き取りドラム４にシャッター１を巻き付けてシャッター１の巻上を行い、あるいは巻き取りドラム４からシャッター１をガイドレール３，３の案内の下に送り出してシャッター１の巻下を行うようになっている。尚、シャッター１は、図１では多数の金属製のスラットを折り畳み自在に連結してなるが、シート状のものでもよい。

上記シャッターケース２の側板２ａは、図２に詳示するように、矩形状に形成され、この側板２ａの中央部には巻き取りドラム４の一端が回転自在に支持されているとともに、側板２ａの下部外寄りの隅角部には開閉機５が取り付けられている。この開閉機５は、シャッターケース側板２ａに近い側にアウトプットスプロケット６を有し、このスプロケット６、ローラチェーン７及びドラムスプロケット８を介して巻き取りドラム４を回転駆動するようになっている。

また、上記開閉機５は、アウトプットスプロケット６の外に、図に詳示していないが、ＤＣブラシレスモータなどの直流モータ１１（図３参照）と、この直流モータ１１の回転力を減速して出力側のアウトプットスプロケット６に伝達する減速機と、シャッター１の上限位置及び下限位置で直流モータ１１を停止させるためのリミットスイッチとを有している。開閉機５には直流モータ１１の作動を制御する制御装置１２が取り付けられ、この制御装置１２には、３種類のスイッチ（つまり開スイッチ、閉スイッチ及び停止スイッチ）を有する操作スイッチ１３がリード線１４を介して接続されている。尚、図２中、Ｄは巻き取りドラム４に巻き取られたシャッター１の最大巻き径である。

上記制御装置１２は、図３に示すように、商用電源２１を平滑整流する整流回路２２と、直流モータ１１を駆動するためのＩＰＭ（インテリジェントパワーモジュール）２３と、このＩＰＭ２３と整流回路２２との間に設けられたコンデンサ２４と、ＩＰＭ２３などを制御する制御部としてのマイコン２５と、各種のプログラム及び制御データなどを記憶する記憶部としてのＥＥＰＲＯＭ２６と、マイコン２５に電源電圧を供給する電源電圧回路２７とを有している。

上記ＩＰＭ２３は、ＦＥＴやＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）などのパワー素子とその駆動回路及び保護回路をモジュール化したものであり、図３では３相インバータ駆動用のＩＧＢＴを６個内蔵したものを簡単に表示している。また、上記コンデンサ２４は、整流回路２２からの脈流を平滑にするためのものである。尚、図３には、整流回路２２とＩＰＭ２３との間での力行時の電流つまり力行電流の方向及び回生時の電流つまり回生電流の方向をそれぞれ矢符で示している。

上記マイコン２５は、直流モータ１１の回転に伴ってパルス信号を発生するホールセンサ３１からの信号と、操作スイッチ１３の信号とを受け、操作スイッチ１３の操作状況に応じて直流モータ１１を正回転、逆回転又は停止させかつ回転時には直流モータ１１の回転数（詳しくは速度回転数）が目標回転数になるようにＩＰＭ２３に対し３相駆動信号を出力するようになっている。尚、ホールセンサ３１は、直流モータ１１の速度回転数を検出する速度回転数検出手段としての機能の外に、マイコン２５との協働によりシャッター１の上限位置又は下限位置からの直流モータ１１の総回転数を累計してシャッター１の開閉位置を検出する位置検出手段としての機能を発揮するものである。

上記制御装置１２は、シャッター１の巻上時又は巻下時に過負荷ないし障害物を検知するために、ＩＰＭ２３のローサイド側に接続された電流検出用シャント抵抗器３２と、このシャント抵抗器３２の両端の電圧を増幅した信号を力行電流信号としてマイコン２５に出力する増幅回路３３と、シャント抵抗器３２の両端の電圧を反転増幅した信号を回線電流信号としてマイコン２５に出力する反転増幅回路３４と、後述する所定偏差２，３を設定するための感度設定スイッチ３５とを有している。増幅回路３３は、直流モータ１１の力行電流値を検出する力行電流値検出手段としての機能を有するものであり、反転増幅回路３４は、直流モータ１１の回生電流値を検出する回生電流値検出手段としての機能を有するものであり、この両回路３３，３４により、直流モータ１１の電流値を検出する電流値検出手段３６が構成されている。

さらに、上記制御装置１２は、シャッター１の巻下時に直流モータ１１が発電した電圧である回生電圧を所定値以下にするための回生抵抗器４１及び回生抵抗用スイッチ４２を有している。回生抵抗用スイッチ４２は、通常はオフ位置にあり、コンデンサ２４にかかる回生電圧が所定値以上になるとマイコン２５からの回生抵抗制御信号に基づいてオン位置に切り換わり、回生抵抗器４１に回生電流を通して回生電圧を所定値以下に低減するようになっている。また、このとき、回生電圧は、電源電圧回路２７を通してマイコン２５及び開閉機５のブレーキ（図示せず）に電源電圧として利用されるようになっている。

次に、上記マイコン２５の制御内容のうち、シャッター１の巻上時及び巻下時に過負荷ないし障害物を検知するときの制御内容を、図４及び図５に示すフローチャートに従って説明する。尚、マイコン２５は、シャッター１の巻上時及び巻下時に障害物の検知を行うことから、本発明にいう障害物検知手段に相当する。

図４に示すフローチャートにおいては、先ず、ステップＳ１で操作スイッチ１３の開スイッチがＯＮ操作されるのを待った後、ステップＳ２で開スイッチのＯＮ操作に伴う直流モータ１１の起動時点から所定時間（１秒程度）経過後の補正区間（１秒〜数秒程度）で増幅回路３３で検出した力行電流値を検出電流値とし、この検出電流値と、前回のシャッター１の巻上時に同じく補正区間で検出しＥＥＰＲＯＭ２６に記憶されている前回の検出電流値（力行電流値）との差を補正値とする。ここで、ＥＥＰＲＯＭ２６には、シャッター１の巻上時の障害物検知用の制御データとして、上述した補正区間で検出した前回の検出電流値の外に、補正区間経過からシャッター１の上限位置までを所定（数十程度）の区間に分け、その区間毎に前回のシャッターの巻上時に障害物の検知が行われなかった場合に当該区間で増幅回路３３で検出した前回の力行電流値が前回以前の区間電流値として記憶されている。

続いて、ステップＳ３でＥＥＰＲＯＭ２６に記憶されている前回以前の区間電流値から補正値を差し引いて補正済みの区間電流値を算出し、ステップＳ４でその補正済みの区間電流値に所定偏差１を加算して区間基準電流値１を求めるとともに、増幅回路３３で検出した現在の力行電流値である区間電流値が区間基準電流値１以上であるか否かを判定する。尚、請求項１に係る発明にいうシャッター巻上時の区間基準電流値とは、前回以前の区間電流値に所定偏差１を加算したものをいい、補正済みの区間補正値に所定偏差１を加算した区間基準電流値１は、正しくは補正済みの区間基準電流値に相当する。

そして、上記ステップＳ４の判定がＹＥＳのときには、ステップＳ５で過負荷検出カウンタ１を１加算し、ステップＳ７へ移行する一方、ステップＳ４の判定がＮＯのときには、ステップＳ６で過負荷検出カウンタ１を１減算し、ステップＳ７へ移行する。ステップＳ７では過負荷検出カウンタ１が所定数１以上であるか否かを判定し、この判定がＹＥＳのときには、ステップＳ８で過負荷の検出つまり障害物の検知を行い、シャッター１の巻上を直ちに中止するなどの安全制御を行い、制御を終了する。

一方、上記ステップＳ７の判定がＮＯのときには、更に、ステップＳ９でホールセンサ３１の信号に基づいてシャッター１の開閉位置が上限位置に到達し、開動作が完了したか否かを判定する。この判定がＹＥＳのときには、ステップＳ１０で今回のシャッター巻上時の補正区間で検出した検出電流値（補正区間での力行電流値）及び補正区間経過から上限位置までの所定の区間毎に検出した区間電流値（区間毎の力行電流値）を、ＥＥＰＲＯＭ２６においてそれぞれ前回のシャッター巻上時の補正区間での検出電流値及び前回以前の区間電流値として記憶データの更新を行い、制御を終了する一方、判定がＮＯのとき、つまりシャッター１が開動作中のときにはステップＳ３に戻る。

また、図５に示すフローチャートにおいては、先ず、ステップＳ１１で操作スイッチ１３の閉スイッチがＯＮ操作されるのを待った後、ステップＳ１２で閉スイッチのＯＮ操作に伴う直流モータ１の起動時点から所定時間（１秒程度）経過後の補正区間（数秒以内）で反転増幅回路３４で検出した回生電流値から増幅回路３３で検出した力行電流値を減算した値を検出電流値とし、この検出電流値と、前回のシャッター１の巻下時に同じく補正区間で検出しＥＥＰＲＯＭ２６に記憶されている前回の検出電流値（回生電流値−力行電流値）との差を補正値とする。ここで、ＥＥＰＲＯＭ２６には、シャッター１の巻下時の障害物検知用の制御データとして、上述した補正区間で検出した前回の検出電流値の外に、補正区間経過からシャッター１の下限位置までを所定（数十程度）の区間に分け、その区間毎に前回のシャッター１の巻下時に障害物の検知が行われなかった場合に当該区間で反転増幅回路３４で検出した回生電流値から増幅回路３３で検出した力行電流値を減算した値が前回以前の区間電流値として記憶されている。

続いて、ステップＳ１３でＥＥＰＲＯＭ２６に記憶されている前回以前の区間電流値から補正値を差し引いて補正済みの区間電流値を算出し、ステップＳ１４でその補正済みの区間電流値に所定偏差２を減算して区間基準電流値２を求めるとともに、反転増幅回路３４で検出した現在の回生電流値から増幅回路３３で検出した現在の力行電流値を減算した値である現在の区間電流値が区間基準電流値２未満であるか否かを判定する。所定偏差２は、感度設定スイッチ３５により大きさが１０段階に選択されるようになっている。尚、請求項１に係る発明にいうシャッター巻下時の区間基準電流値とは、前回以前の区間電流値から所定偏差２又は後述の所定偏差３を減算したものをいい、補正済みの区間補正値から所定偏差２又は３を減算した区間基準電流値２又は３は、正しくは補正済みの区間基準電流値に相当する。

そして、上記ステップＳ１４の判定がＹＥＳのときには、ステップＳ１５で過負荷検出カウンタ２を１加算し、ステップＳ１７へ移行する一方、ステップＳ１４の判定がＮＯのときには、ステップＳ１６で過負荷検出カウンタ２を１減算し、ステップＳ１７へ移行する。ステップＳ１７では補正済みの区間電流値から所定偏差３を減算して区間基準電流値３を求めるとともに、現在の区間電流値が区間基準電流値３未満であるか否かを判定する。所定偏差３は、所定偏差２と同じく感度設定スイッチ３５により大きさが１０段階に選択されるようになっているが、各段階で所定偏差２の１．２倍程度の大きさに設定されている。

上記ステップＳ１７の判定がＹＥＳのときには、ステップＳ１８で過負荷検出カウンタ３を１加算し、ステップＳ２０へ移行する一方、判定がＮＯのときには、ステップＳ１９で過負荷検出カウンタ３を１減算し、ステップＳ２０へ移行する。ステップＳ２０では過負荷検出カウンタ２が所定数２以上であるか否かを判定するとともに、ステップＳ２２で過負荷検出カウンタ３が所定数３以上であるか否かを判定する。この両ステップＳ２０，２２の判定のいずれか一方がＹＥＳのときには、ステップＳ２１で過負荷の検出つまり障害物の検知を行い、シャッター１の巻下を直ちに中止するなどの安全制御を行い、制御を終了する。尚、所定数２，３は、所定数２＞所定数３の大小関係があり、ステップＳ２０の判定は、現在の区間電流値が区間基準電流値２未満の状態が比較的長い時間続いたときに過負荷検出を行うためのものであり、ステップＳ２２の判定は、現在の区間電流値が区間基準電流値３（＜区間基準電流値２）未満の状態が比較的短い時間続いたときに過負荷検出を行うためのものである。

一方、上記両ステップＳ２０，Ｓ２２の判定が共にＮＯのときには、更に、ステップＳ２３でホールセンサ３１の信号に基づいてシャッター１の開閉位置が下限位置に到達し、閉動作が完了したか否かを判定する。この判定がＹＥＳのときには、ステップＳ２４で今回のシャッター巻下時の補正区間で検出した検出電流値（補正区間での回生電流値から力行電流値を減算した値）及び補正区間経過から下限位置までの所定の区間毎に検出した区間電流値（区間毎の回生電流値から力行電流値を減算した値）を、ＥＥＰＲＯＭ２６においてそれぞれ前回のシャッター巻下時の補正区間での検出電流値及び前回以前の区間電流値として記憶データの更新を行い、制御を終了する一方、判定がＮＯのとき、つまりシャッター１が閉動作中のときにはステップＳ１３に戻る。

次に、上記シャッター開閉装置Ａの作用・効果について説明するに、シャッター１の巻上時には、シャッター重量の大小に拘わらず直流モータ１１が力行電流により回転するが、この力行電流値は、例えばシャッター１が障害物を挟んだとき増加する。これに鑑み、マイコン２５による障害物の検知においては、力行電流値検出手段としての増幅回路３３で検出した現在の力行電流値である区間電流値がホールセンサ３１などで検出した現在のシャッター１の開閉位置に対応する区間のシャッター巻上時の区間基準電流値１以上になりかつその状態が所定時間続いたとき過負荷の検出（図４のＳ８）つまり障害物の検知を行っているため、シャッター巻上時の障害物検知を確実に行うことができる。

一方、シャッター１の巻下時には、シャッター重量が大きい場合力行電流は零で回生電流のみが発生するが、この回生電流値は、例えばシャッター１が障害物を挟んだとき減少し、またシャッター重量が小さい場合回生電流は殆ど発生せず、力行電流のみで直流モータ１１が回転し、この力行電流値は、例えばシャッター１が障害物を挟んだとき増加する。これに鑑み、マイコン２５による障害物の検知においては、回生電流値検出手段としての反転増幅回路３４で検出した回生電流値から力行電流値検出手段としての増幅回路３３で検出した力行電流値を減算した値がホールセンサ３１などで検出した現在のシャッター１の開閉位置に対応する区間のシャッター巻下時の区間基準電流値２，３未満になりかつその状態が所定時間続いたとき過負荷の検出（図５のＳ２１）つまり障害物の検知を行っているため、シャッター巻下時の障害物検知を、シャッター重量の大小に拘わらず確実に行うことができる。

しかも、上記マイコン２５による障害物の検知においては、シャッター１の巻上時及び巻下時のいずれも、予めシャッター１の開閉位置を所定の区間に分け、区間毎にそれぞれシャッター１の巻上時及び巻下時の区間基準電流値１，２，３が定められており、現在の区間電流値がホールセンサ３１などで検出した現在のシャッター１の開閉位置に対応する区間のシャッター巻上時又はシャッター巻下時の区間基準電流値１，２，３との大小比較に基づいて障害物の検知が行われるため、バランスバネがなくシャッター１の開閉位置に応じて直流モータ１１の負荷が変化する場合でもシャッター１の開閉位置が上限位置から下限位置のいずれのときにも障害物の検知を迅速かつ正確に行うことができる。

その上、上記区間基準電流値１，２，３は、いずれもＥＥＰＲＯＭ２６に記憶された前回以前の区間電流値及び所定偏差１，２，３を基に求められるものであるが、ＥＥＰＲＯＭ２６に記憶された前回以前の区間電流値は、前回のシャッター１の巻上時及び巻下時にそれぞれ障害物の検知を行わなかった場合に各区間で検出した前回の電流値を用いて更新される（図４のＳ１０，図５のＳ２４）ため、シャッター開閉装置の設置以降の経年的変化に対しても有効に対応することができ、信頼性の向上に寄与することができる。

さらに、上記ＥＥＰＲＯＭ２６に記憶された前回以前の区間電流値は、電流値検出手段３６で検出した電流値との大小比較に先立って、シャッター１の巻上時及び巻下時にそれぞれ直流モータ１１の起動時点から所定時間後の補正区間で検出した電流値（詳しくはシャッター１の巻上時には力行電流値、シャッター１の巻下時には回生電流値から力行電流値を減算した値）と前回のシャッター１の巻上時及び巻下時に同じく補正区間で検出した前回の電流値との差を補正値として補正され、この補正済みの区間基準電流値と電流値検出手段３６で検出した電流値との大小比較に基づいて障害物の検知が行われるため、周囲温度の変化や電源電圧の変化などによる影響を受けることなく障害物の検知をより適切に行うことができる。

加えて、シャッター１の巻下時に発生する回生電圧は、制御装置１２の回生抵抗器４１及び回生抵抗用スイッチ４２によって所定値以下に制御され、制御装置１２のマイコン２５及び開閉機５のブレーキの電源電圧として利用されるようになっているため、その分消費電力を下げることができ、節電化に寄与することができる。

尚、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の形態を包含するものである。例えば上記実施形態では、シャッターケース２の側板２ａに開閉機５を取り付け、この開閉機５の回転力をローラチェーン７などを介して巻き取りドラム４に伝達して駆動するシャッター開閉装置Ａについて述べたが、本発明は、これに限らず、巻き取りドラム内に、直流モータを動力源とする開閉機を配置してなるシャッター開閉装置などにも同様に適用することができる。

Ａ シャッター開閉装置
１ シャッター
１１ 直流モータ
１２ 制御装置
２４ コンデンサ
２５ マイコン（制御部、障害物検知手段）
２６ ＥＥＰＲＯＭ（記憶部、記憶手段）
３１ ホールセンサ（位置検出手段）
３３ 増幅回路（力行電流値検出手段）
３４ 反転増幅回路（回生電流値検出手段）
３６ 電流値検出手段
４１ 回生抵抗器
４２ 回生抵抗用スイッチ

Claims (5)

1. 建物の開口部にて上げ下げされ開口部を開閉するシャッターと、このシャッターの巻上又は巻下を行うための直流モータと、この直流モータの回転数が目標回転数になるように制御する制御装置とを備えたシャッター開閉装置において、
   上記直流モータの回転を基にシャッターの開閉位置を検出する位置検出手段と、
   上記直流モータの電流値を検出する電流値検出手段と、
   シャッターの開閉位置を所定の区間に分け、区間毎にそれぞれシャッターの巻上時及び巻下時の区間基準電流値を共に定めて記憶する記憶手段と、
   シャッターの巻上時には上記電流値検出手段で検出した電流値と上記位置検出手段で検出した現在のシャッターの開閉位置に対応する区間のシャッター巻上時の区間基準電流値との大小比較に基づいて障害物の検知を行い、シャッターの巻下時には上記電流値検出手段で検出した電流値と上記位置検出手段で検出した現在のシャッターの開閉位置に対応する区間のシャッター巻下時の区間基準電流値との大小比較に基づいて障害物の検知を行う障害物検知手段とを備えたことを特徴とするシャッター開閉装置。
2. 上記記憶手段に記憶したシャッター巻上時及び巻下時の区間基準電流値は、前回のシャッターの巻上時及び巻下時にそれぞれ上記障害物検知手段が障害物の検知を行わなかった場合に各区間で上記電流値検出手段で検出した前回の電流値を用いて更新を行うように構成されている請求項１記載のシャッター開閉装置。
3. 上記記憶手段に記憶したシャッター巻上時及び巻下時の区間基準電流値は、上記障害物検出手段による電流値検出手段で検出した電流値との大小比較に先立って、シャッターの巻上時及び巻下時にそれぞれ直流モータの起動時点から所定時間後の補正区間で上記電流値検出手段で検出した電流値と前回のシャッターの巻上時及び巻下時に同じく補正区間で検出した前回の電流値との差を補正値として補正を行うように構成されている請求項２記載のシャッター開閉装置。
4. 上記制御装置は、シャッターの巻下時に発生する回生電圧を所定値以下にするための回生抵抗器及び回生抵抗用スイッチを有し、回生電圧を電源電圧として利用するように構成されている請求項１ないし請求項３のいずれか一つに記載のシャッター開閉装置。
5. 上記電流値検出手段は、直流モータの力行電流値を検出する力行電流値検出手段と、直流モータの回生電流値を検出する回生電流値検出手段とからなり、
   上記障害物検出手段は、シャッターの巻上時には上記力行電流値検出手段で検出した力行電流値が位置検出手段で検出した現在のシャッターの開閉位置に対応する区間のシャッター巻上時の区間基準電流値より大きいとき障害物の検知を行い、シャッターの巻下時には上記回生電流値検出手段で検出した回生電流値から上記力行電流値検出手段で検出した力行電流値を減算した値が位置検出手段で検出した現在のシャッターの開閉位置に対応する区間のシャッター巻下時の区間基準電流値よりも小さいとき障害物の検知を行うようになっている請求項４記載のシャッター開閉装置。