JP2016153561A - 開閉体装置及び感知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】投光器と受光器からなる光電センサを内蔵した障害物感知装置の受光器側のケーブルに断線・短絡等の不具合が発生した場合でも、障害物感知状態を維持する。
【解決手段】第１のトランジスタ７２は光路上に物体等が存在するか否かに対応して受光器７ａの主回路７１から出力される入光状態又は遮光状態を示す信号に応じてオン・オフ動作する。第１のトランジスタ７２がオンした場合、コレクタ・エミッタ間に電圧Ｖｃｅが発生するので、この電圧Ｖｃｅの有無を検出することによって、第１のトランジスタ７２がオン動作中なのか、又は信号線とアース線とが短絡状態にあるのかを検知することができる。そこで、短絡状態を検知した場合には、光路上に物体等が存在することを示す感知信号を制御手段に出力する。これによって、制御手段は、受光器７ａの受光状態に係わらず、障害物感知状態を維持するようになり、安全性が向上する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、シャッターカーテンなどの開閉手段の動作の障害となる物体を開口部付近に設置された光電センサからなる障害物感知センサで検出する開閉体装置及び感知装置に関する。

シャッターカーテンなどの開閉体装置は、住宅、ビル、工場、倉庫、車庫などの建物を含む構造物躯体の開口部に設置され、その開閉部材を移動させることによってその開口部を開放、閉鎖するものである。開閉体装置は、開口部の上部から開閉部材であるシャッターカーテンを徐々に繰り出し下降させて開口部全体を閉鎖する。開閉部材の下側には座板スイッチや光電センサなどの感知センサが設けられている。この座板スイッチや光電センサなどの感知センサが開閉動作中に何らかの物体（物体）に接触又は感知すると、それによって検出信号を出力し、その検出信号に応じて制御装置は物体の挟み込みなどを回避するために開閉部材自体の開閉動作を停止し、回避動作を行なうように開閉部材の動作を制御している。光電センサを複数設けて、障害物を感知するようにした開閉体装置として特許文献１に記載されたものが知られている。

特開２００６−３４２５６６号公報

特許文献１に記載の開閉体装置は、開閉体であるカーテン部などに人が掴まったり、よじ登ったり、人や物が吊り下がった状態でも、これらのものを開閉体収納部の引き込み口に到達しない段階で事前に障害物として感知し、その回避動作を行なうようにするために、ガイドレールの上端部の前後２箇所及びガイドレールの下端部の片側上下２箇所に光電管同士がそれぞれ対向するように複数の光電センサが配置されている。

しかしながら、光電センサの中には、センサ自身が光軸ズレや破損状態をチェックし、正常に機能することができる状態にあるか否かを光電センサ自身でチェックすることのできる自己チェック機能を備えていないものが多数存在する。このような自己チェック機能を備えていない光電センサを用いて開閉体装置を構成した場合、光電センサに破損等が発生した場合、障害物感知センサが正常に作動しなくなり、好ましくない場合がある。

図１は、従来の開閉体装置において、開口部にそれぞれ対向するように設けられる投光器及び受光器の回路構成を示す図である。投光器６ａは、赤外線等の光を自ら発光する発光素子を備えており、シャッター開閉機制御装置に接続された２本のケーブルを介して電力が供給され、その電力供給によって発光するように構成されている。一方、受光器７ａは、投光器６ａの発光素子からの光を受光感知する受光素子からなる主回路７１と、この主回路７１が受光感知状態にあるのか否かの状態を示す信号を出力するトランジスタ回路７２とを備えており、シャッター開閉機制御装置に接続された電源用ケーブル９１、信号用ケーブル９２及びアース用ケーブル９３の３本のケーブルを介して電力の供給を受けると共に受光素子の受光感知状態を検出できるように構成されている。

シャッター開閉機制御装置は、電源用ケーブル９１と信号用ケーブル９２との間に設けられているリレーコイル９７を介して信号用ケーブル９２に信号電圧を供給している。従って、投光器６ａの発光素子からの光を受光感知することによって、主回路７１はハイレベルとなり、トランジスタ回路７２はオン状態となり、リレーコイル９７に電流が流れるので、シャッター開閉機制御装置は投光器６ａと受光器７ａとの間に光を遮るものが存在しないことを検出することができる。逆に、投光器６ａと受光器７ａとの間で何らかの物体によって光が遮られると、主回路７１はローレベルとなり、トランジスタ回路７２はオフ状態となり、リレーコイル９７に電流が流れなくなるので、シャッター開閉機制御装置は投光器６ａと受光器７ａとの間に何らかの物体が存在することを検出することができる。

図１に示すような従来の回路構成の場合、電源用ケーブル９１、信号用ケーブル９２及びアース用ケーブル９３の少なくとも１本が断線した場合、リレーコイル９７に電流が流れなくなり、障害物感知状態と同じになるので、シャッター開閉機制御装置は、シャッターの閉動作を行うことはない。なお、障害物感知時に開動作を実行しないように構成された開閉体装置の場合は、開動作を行うことはない。一方、信号用ケーブル９２とアース用ケーブル９３との間が何らかの原因によって短絡状態となり、リレーコイル９７に電流が常時流れるようになると、シャッター開閉機制御装置は障害物を感知することができなくなり、障害物の有無に関係なく、シャッターの閉動作を実行してしまう可能性がある。障害物感知時に開動作を実行しないように構成された開閉体装置の場合は、開動作を実行してしまう可能性がある。

本発明は、上述の点に鑑みなされたものであり、投光器と受光器からなる光電センサを内蔵した障害物感知装置の受光器側のケーブルに断線・短絡等の不具合が発生した場合でも、障害物感知状態を維持することができる開閉体装置及び感知装置を提供することを目的とする。

本発明の開閉体装置の第１の特徴は、開口部を開閉するように動作する開閉手段と、前記開閉手段の開閉停の各動作を制御するための制御信号を出力する操作子手段と、前記操作子手段から出力される前記制御信号に基づいて前記開閉手段の開閉停の各動作を制御する制御手段と、前記開口部の側端部にそれぞれ設けられた投光器と受光器との間の光路上に物体等が存在するか否かを、前記受光器の主回路から出力される入光状態又は遮光状態を示す信号に応じてオン・オフ動作する第１のトランジスタ手段に接続された信号線及びアース線を介して検知し、その検知結果に対応して前記光路上に物体等が存在するか否かを示す感知信号を前記制御手段に出力すると共に前記信号線と前記アース線との間が短絡状態にあることを検知した場合は、前記光路上に物体等が存在することを示す感知信号を出力する感知手段とを備えたことにある。
開閉体装置は、ビル、工場、倉庫などの建物を含む構造物躯体の開口部に設置される。開閉手段であるシャッターは、操作子手段から出力される開閉停の制御信号に応じて開閉停の動作を実行する。開口部付近には、所定の距離だけ離間した位置に、それぞれ投光器及び受光器（光電センサ）からなる感知手段が障害物感知センサとして設けられている。感知手段の投光器及び受光器によって形成される光路が感知領域となる。この光路上に物体等が存在するか否かに対応して受光器の主回路からは、入光状態又は遮光状態を示す信号が第１のトランジスタ手段に出力される。第１のトランジスタ手段は、この入光状態又は遮光状態を示す信号に応じてオン・オフ動作するので、第１のトランジスタ手段にそれぞれ接続された信号線及びアース線を介して入光状態又は遮光状態を検知している。例えば、第１のトランジスタ手段が入光状態を示す信号に応じてオン動作した場合、第１のトランジスタ手段のコレクタ・エミッタ間に電圧が発生するので、このコレクタ・エミッタ間電圧の有無を検出することによって、第１のトランジスタ手段がオン動作中なのか、又は信号線とアース線との間が短絡状態にあるのかを検知することができる。そこで、この発明では、信号線とアース線との間が短絡状態にあることを検知した場合、光路上に物体等が存在することを示す感知信号を制御手段に出力することによって、制御手段は、受光器の受光状態に係わらず、障害物感知状態を維持するようになり、信号線短絡時の安全性が向上する。

本発明の開閉体装置の第２の特徴は、前記第１の特徴に記載の開閉体装置において、前記感知手段は、前記入光状態を示す信号に応じて前記第１のトランジスタ手段がオン動作している場合と、前記信号線と前記アース線とが短絡状態にある場合との違いを、前記第１のトランジスタ手段のコレクタ・エミッタ間電圧に基づいて判別することにある。
これは、第１のトランジスタ手段のコレクタ・エミッタ間電圧の有無を検出することによって、第１のトランジスタ手段がオン動作中なのか、又は信号線とアース線との間が短絡状態にあるのかを検知するようにしたものである。これ以外にも、信号線とアース線との間が短絡状態にあるのか否かを検出する方法として、テスト信号を主回路に出力して第１のトランジスタ手段を強制的にオン・オフ動作させ、そのオン・オフ動作の対応状態を検知することでも実行可能である。開閉体装置の動作中においては、瞬時にその動作の停止等を実行しなければならないので、本発明のように第１のトランジスタ手段のコレクタ・エミッタ間電圧に基づいて短絡状態を判別することは非常に効果的である。

本発明の開閉体装置の第３の特徴は、前記第２の特徴に記載の開閉体装置において、前記感知手段は、抵抗Ｒ１を介して電源電圧の印加される前記信号線が第１の入力に接続され、抵抗Ｒ２及び抵抗Ｒ３によって分圧された前記抵抗Ｒ３の電圧Ｖ３が第２の入力に印加される第１のコンパレータ手段と、抵抗Ｒ４を介して接地される前記アース線が第１の入力に接続され、抵抗Ｒ５及び抵抗Ｒ６によって分圧された前記抵抗Ｒ６の電圧Ｖ６が第２の入力に印加される第２のコンパレータ手段と、前記第１及び第２のコンパレータ手段からの出力の論理積信号を出力する論理積手段と、前記論理積手段からの論理積信号に応じた前記感知信号を前記制御手段に出力する信号出力手段とを備え、前記第１のトランジスタ手段のコレクタ側が前記信号線に接続され、前記第１のトランジスタ手段のエミッタ側が前記アース線に接続されることにある。
これは、第１のトランジスタ手段のコレクタ・エミッタ間電圧の有無を検出する手段として、２つのコンパレータ手段、論理積手段及び信号出力手段を用いるようにしたものである。

本発明の開閉体装置の第４の特徴は、前記第３の特徴に記載の開閉体装置において、前記信号出力手段は、前記論理積手段の出力に応じてオン・オフ動作する第２のトランジスタ手段と、前記第２のトランジスタ手段のオン・オフ動作に対応した信号を前記制御手段に出力するフォトカプラ手段とで構成されることにある。
これは、論理積手段から出力される論理積信号を、フォトカプラ手段を介して制御手段に出力するようにしたものである。

本発明の開閉体装置の第５の特徴は、前記第１、第２、第３又は第４の特徴に記載の開閉体装置において、前記制御手段から前記主回路にフォトカプラ手段を介してテスト用信号を送信するテスト用ケーブルを備えることにある。
これは、制御手段から主回路へテスト用信号を送信する際にフォトカプラ手段を用いるようにしたものである。

本発明の感知装置の第１の特徴は、投光器と受光器との間に形成される光路上に物体等が存在するか否かを、前記受光器の主回路から出力される入光状態又は遮光状態を示す信号に応じてオン・オフ動作する第１のトランジスタ手段に接続された信号線及びアース線を介して検知し、その検知結果に対応して前記光路上に物体等が存在するか否かを示す感知信号を出力する感知装置であって、前記信号線と前記アース線との間が短絡状態にあることを検知した場合は、前記光路上に物体等が存在することを示す感知信号を出力することにある。
これは、第１の特徴に記載の開閉体装置の感知手段に対応したものである。

本発明の感知装置の第２の特徴は、前記第１の特徴に記載の感知装置において、前記入光状態を示す信号に応じて前記第１のトランジスタ手段がオン動作している場合と、前記信号線と前記アース線とが短絡状態にある場合との違いを、前記第１のトランジスタ手段のコレクタ・エミッタ間電圧に基づいて判別することにある。
これは、第２の特徴に記載の開閉体装置の感知手段に対応したものである。

本発明の感知装置の第３の特徴は、前記第２の特徴に記載の感知装置において、抵抗Ｒ１を介して電源電圧の印加される前記信号線が第１の入力に接続され、抵抗Ｒ２及び抵抗Ｒ３によって分圧された前記抵抗Ｒ３の電圧Ｖ３が第２の入力に印加される第１のコンパレータ手段と、抵抗Ｒ４を介して接地される前記アース線が第１の入力に接続され、抵抗Ｒ５及び抵抗Ｒ６によって分圧された前記抵抗Ｒ６の電圧Ｖ６が第２の入力に印加される第２のコンパレータ手段と、前記第１及び第２のコンパレータ手段からの出力の論理積信号を出力する論理積手段と、前記論理積手段からの論理積信号に応じた前記感知信号を出力する信号出力手段とを備え、前記第１のトランジスタ手段のコレクタ側が前記信号線に接続され、前記第１のトランジスタ手段のエミッタ側が前記アース線に接続されることにある。
これは、第３の特徴に記載の開閉体装置の感知手段に対応したものである。

本発明の感知装置の第４の特徴は、前記第３の特徴に記載の感知装置において、前記信号出力手段は、前記論理積手段の出力に応じてオン・オフ動作する第２のトランジスタ手段と、前記第２のトランジスタ手段のオン・オフ動作に対応した信号を出力するフォトカプラ手段とで構成されることにある。
これは、第４の特徴に記載の開閉体装置の感知手段に対応したものである。

本発明の感知装置の第５の特徴は、前記第１、第２、第３又は第４の特徴に記載の感知装置において、フォトカプラ手段を介してテスト用信号を受信するテスト用ケーブルを備えることにある。
これは、第５の特徴に記載の開閉体装置の感知手段に対応したものである。

本発明の開閉体装置及び感知装置によれば、投光器と受光器からなる光電センサを内蔵した障害物感知装置の受光器側のケーブルに断線・短絡等の不具合が発生した場合でも、障害物感知状態を維持することができるという効果がある。

従来の開閉体装置において、開口部にそれぞれ対向するように設けられる投光器及び受光器の回路構成を示す図である。 本発明の開閉体装置を備えたシャッター装置の外観を示す図である。 図２の開閉体装置を正面から見た一部透視図である。 開口部にそれぞれ対向するように設けられる投光器及び受光器の回路構成を示す図である。 投光器の発光素子からの光を受光器の主回路が受光感知した場合における図４の回路動作の一例を示す図である。 投光器と受光器との間で何らかの物体によって光が遮られ、受光器の主回路が受光感知しなかった場合における図４の回路動作の一例を示す図である。 信号用ケーブルとアース用ケーブルとの間が何らかの理由で短絡した場合における図４の回路動作の一例を示す図である。 図５、図６及び図７に示すそれぞれの場合における第１及び第２のコンパレータ及びアンド回路の入出力の関係を示す図である。 本発明の開閉体装置を備えたシャッター装置の別の実施の形態を示す図である。

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、上方が開放方向で下方が閉鎖方向である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２は、本発明の開閉体装置を備えたシャッター装置の外観を示す図である。図３は、図２の開閉体装置を正面から見た一部透視図である。通常、シャッター装置は、建物などの構造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、リモコンスイッチ５及び光電センサ６，７から構成される。

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、まぐさ部から床面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。

図３に示すように、シャッターケース１内には、巻取シャフト１１、チェーン１２、モータ１３、位置検出装置１４、シャッター開閉機制御装置１５が設けられている。巻取シャフト１１は、シャッターケース１内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１２は、モータ１３の回転軸に設けられた主動スプロケットと巻取シャフト１１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１３の回転駆動力は、チェーン１２を介して巻取シャフト１１側に伝達され、モータ１３が回転すると、チェーン１２を介して巻取シャフト１１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。

モータ１３には、その回転位置すなわちシャッターカーテン２の開閉位置と開閉状態を検出するための位置検出装置１４が設けられている。この位置検出装置１４は、パルス発生型のロータリーエンコーダ等で構成される。モータ１３の回転に応じたパルス信号がシャッター開閉機制御装置１５に出力されるので、モータ１３の回転位置やシャッターカーテン２の閉鎖側先端部の開口部における位置や動作状態などはこのパルスの発生状況に基づいてシャッター開閉機制御装置１５が演算にて求めることになる。

シャッター開閉機制御装置１５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１５は、リモコンスイッチ５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１３の回転を制御する。リモコンスイッチ５は、開放用ボタン５ａ、停止用ボタン５ｂ、閉鎖用ボタン５ｃ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１５に出力する。なお、有線の操作スイッチなどを用いてシャッター開閉機制御装置１５に制御信号を送信し、開閉操作させるように構成してもよい。

光電センサ６，７は、人や自動車等の通過状態、及び物体等の存在を確認するために使用される障害物感知装置であり、開口部の下側左右両端に設けられている。なお、図では、開口部の前後のいずれか一方の所定箇所に設けられているが、前後両方及び／又は開口部上方に設けるようにしてもよい。光電センサ６は、角柱状の投光器支持部材によって構成され、その反対側に同じ形状の受光器支持部材によって構成される光電センサ７が対となるように設けられている。これらの光電センサ６，７は、シャッターカーテン２の座板の長手方向寸法又は開口部の横幅寸法に相当する距離だけ互いに離間して配置されている。なお、ガイドレール３，４内の長手方向に沿って対となるように１又は複数を並列に設けるようにしてもよい。

光電センサ６には、例えば赤外線等の光を自ら発光する発光素子からなる投光器６ａが支持されている。一方、光電センサ７には、光を自ら受光感知する受光素子（主回路）を含んで構成される受光器７ａが支持されている。光電センサ６の投光器６ａおよび光電センサ７の受光器７ａは、互いに向かい合って配置され、開口部の下側位置で座板に沿って走る物体感知用の光線の光路８を形成している。この光路８は、光電センサ６，７の物体感知領域を模式的に示している。

図４は、開口部にそれぞれ対向するように設けられる投光器及び受光器の回路構成を示す図である。投光器６ａは、赤外線等の光を自ら発光する発光素子を備えており、シャッター開閉機制御装置１５に接続された２本の電源用ケーブル９５及びアース用ケーブル９６を介して電力が供給され、その電力供給によって発光するように構成されている。

受光器７ａは、投光器６ａの発光素子からの光を受光感知する受光素子からなる主回路７１と、この主回路７１が受光感知状態にあるのか否かの状態を示す信号を出力する第１のトランジスタ回路７２とを備えている。主回路７１は、シャッター開閉機制御装置１５に接続された電源用ケーブル９１を介して電源電圧Ｅ１の供給を受けている。

シャッター開閉機制御装置１５は、マイコン回路１６、フォトカプラ１７，１８及び断線短絡セーフユニット１９から構成される。シャッター開閉機制御装置１５は、信号用ケーブル９２及びアース用ケーブル９３を介して主回路７１の受光感知状態を検出できるように構成されている。シャッター開閉機制御装置１５は、マイコン回路１６によって全体動作を制御される。

フォトカプラ１７は、発光ダイオードと受光素子とから構成され、フォトカプラ１７の発光ダイオードを介して電源電圧Ｅ２がマイコン回路１６に供給されている。一方、フォトカプラ１７の受光素子及びテスト用ケーブル９４を介して、主回路７１に電源電圧Ｅ１が供給されている。フォトカプラ１７の発光ダイオードを介して電源電圧Ｅ２がマイコン回路１６に供給されると、それに応じて主回路７１にも電源電圧Ｅ１が供給されるようになる。これによって、主回路７１は投光オフ状態となるので、マイコン回路１６は主回路７１が投光オフ状態であるか否かのテストを行うことができるようになっている。

断線短絡セーフユニット１９は、抵抗Ｒ１〜Ｒ６、第１のコンパレータ２０、第２のコンパレータ２１、論理積（アンド）回路２２及び第２のトランジスタ回路２３を含んで構成される。第１のコンパレータ２０の反転入力（−）には、抵抗Ｒ１を介して電源電圧Ｅ１が印加され、第１のトランジスタ回路７２のコレクタには、抵抗Ｒ１及び信号用ケーブル９２を介して電源電圧Ｅ１が印加される。第１のコンパレータ２０の非反転入力（＋）には、Ｒ２及び抵抗Ｒ３によって分圧された電圧すなわち抵抗Ｒ３の電圧Ｖ３が基準電圧として印加される。

第２のコンパレータ２１の非反転入力（＋）には、Ｒ５及び抵抗Ｒ６によって分圧された電圧すなわち抵抗Ｒ６の電圧Ｖ６が基準電圧として印加される。第１のトランジスタ回路７２のベースは、主回路７１の出力に接続される。第１のトランジスタ回路７２のエミッタは、アース用ケーブル９３及び抵抗Ｒ４を介して接地されると共に第２のコンパレータ２１の反転入力（−）に接続される。従って、第２のコンパレータ２１には、抵抗Ｒ１、第１のトランジスタ回路７２及び抵抗Ｒ４によって分圧された抵抗Ｒ４の電圧Ｖ４が印加される。

従って、投光器６ａの発光素子からの光を受光感知することによって、主回路７１はハイレベルとなり、第１のトランジスタ回路７２はオン状態となり、抵抗Ｒ１及びＲ４に電流が流れるようになるので、第１のコンパレータ２０の反転入力（−）には、抵抗Ｒ４の電圧Ｖ４と、第１のトランジスタ回路７２のコレクタ・エミッタ間電圧Ｖｃｅとの加算された電圧（Ｖ４＋Ｖｃｅ）が印加する。第１のコンパレータ２０の非反転入力（＋）には、Ｒ２及び抵抗Ｒ３によって分圧された電圧すなわち抵抗Ｒ３の電圧Ｖ３が基準電圧として印加している。一方、第２のコンパレータ２１の反転入力（−）には、抵抗Ｒ４の電圧Ｖ４が印加する。第２のコンパレータ２１の非反転入力（＋）には、Ｒ５及び抵抗Ｒ６によって分圧された電圧すなわち抵抗Ｒ６の電圧Ｖ６が基準電圧として印加する。

第１のコンパレータ２０及び第２のコンパレータ２１の出力は、アンド回路２２を介して第２のトランジスタ回路２３のベースに供給される。フォトカプラ１８の発光ダイオードは、第２のトランジスタ回路２３のコレクタに接続される。第２のトランジスタ回路２３のエミッタは接地されている。フォトカプラ１８の発光ダイオードには、主回路７１に供給される電源電圧Ｅ１が印加されている。マイコン回路１６には、フォトカプラ１８の受光素子に印加される電源電圧Ｅ２が供給される。

光電センサ６の投光器６ａ及び光電センサ７の受光器７ａは、それぞれ開口部の下側に設けられており、シャッター開閉機制御装置１５は、開口部上方に配置されたシャッターケース１内に設けられているので、投光器６ａ及び受光器７ａと、シャッター開閉機制御装置１５との間を接続する電源用ケーブル９５及びアース用ケーブル９６、並びに電源用ケーブル９１、信号用ケーブル９２、アース用ケーブル９３及びテスト用ケーブル９４は、開口部上下間に亘る長さ（言い換えれば、シャッターカーテン２が全開から全閉まで移動する距離の長さ）と同じか又は略同じ長さを少なくとも有する。

従って、この実施の形態では、フォトカプラ１７，１８を用いているのは、高出力のモータ等が発生するノイズの影響を受けないよう絶縁するためであり、特に、電源用ケーブル９１、信号用ケーブル９２、アース用ケーブル９３及びテスト用ケーブル９４は、その配線長が長くなるため、高出力の機器のノイズを拾いやすく、これが平時に誤動作を誘発する可能性があるので、その影響を極力少なくするためである。

図５は、投光器６ａの発光素子からの光を受光器７ａの主回路７１が受光感知した場合における図４の回路動作の一例を示す図である。投光器６ａの発光素子からの光を受光器７ａの主回路７１が受光感知すると、主回路７１の出力７１ａがハイレベル（Ｈｉ）となる。この主回路７１の出力７１ａがハイレベル（Ｈｉ）となると、第１のトランジスタ回路７２がオン状態となる。第１のトランジスタ回路７２がオン状態になると、抵抗Ｒ１、信号用ケーブル９２、トランジスタ回路７２のコレクタ−エミッタ、アース用ケーブル９３及びＲ４を介して点線７２ａに示すように電流が流れる。

点線７２ａに示すような電流が流れることによって、第１のコンパレータ２０の反転入力（−）には、抵抗Ｒ４の電圧Ｖ４１と、第１のトランジスタ回路７２のコレクタ・エミッタ間電圧Ｖｃｅとの加算された電圧（Ｖ４１＋Ｖｃｅ）が印加する。第１のコンパレータ２０の非反転入力（＋）には、抵抗Ｒ３の電圧Ｖ３が基準電圧として印加されている。このとき、電圧（Ｖ４１＋Ｖｃｅ）は電圧Ｖ３よりも小さくなるように、それぞれ抵抗Ｒ１〜Ｒ４の値は設定されているので、第１のコンパレータ２０の出力２０ａはハイレベル（Ｈｉ）となる。

一方、点線７２ａに示すような電流が流れることによって、第２のコンパレータ２１の反転入力（−）には、抵抗Ｒ４の電圧Ｖ４１が印加する。第２のコンパレータ２１の非反転入力（＋）には、抵抗Ｒ６の電圧Ｖ６が基準電圧として印加されている。このとき、電圧Ｖ４１が電圧Ｖ６よりも小さくなるように、それぞれ抵抗Ｒ５，Ｒ６の値は設定されているので、第２のコンパレータ２１の出力２１ａはハイレベル（Ｈｉ）となる。

第１のコンパレータ２０及び第２のコンパレータ２１の出力２０ａ，２１ａが共にハイレベル（Ｈｉ）となると、アンド回路２２の出力２２ａもハイレベル（Ｈｉ）となり、第２のトランジスタ回路２３がオン状態となる。第２のトランジスタ回路２３がオン状態になると、点線２３ａに示すように電流が流れ、フォトカプラ１８の発光ダイオードが発光する。フォトカプラ１８の発光ダイオードの発光に応じて、フォトカプラ１８の受光素子がオン状態となり、マイコン回路１６には、０［Ｖ］が入力されるので、これによってマイコン回路１６は、投光器６ａと受光器７ａとの間の光路上に光を遮る物体等は何も存在しないことを検出することができる。

図６は、投光器６ａと受光器７ａとの間の光路上に何らかの物体が存在し、それによって光が遮られ、受光器７ａの主回路７１が受光感知しなかった場合における図４の回路動作の一例を示す図である。この場合、投光器６ａの発光素子からの光が遮断され、受光器７ａの主回路７１が受光感知しなくなり、主回路７１の出力７１ｂがローレベル（Ｌｏ）となる。この主回路７１の出力７１ｂがローレベル（Ｌｏ）となると、第１のトランジスタ回路７２がオフ状態となる。第１のトランジスタ回路７２がオフ状態になると、抵抗Ｒ１を介して第１のコンパレータ２０の反転入力（−）には、電源電圧Ｅ１が印加する。第１のコンパレータ２０の非反転入力（＋）には、抵抗Ｒ３の電圧Ｖ３が印加されているので、第１のコンパレータ２０の出力２０ｂはローレベル（Ｌｏ）となる。一方、第２のコンパレータ２１の反転入力（−）には、抵抗Ｒ４を介して接地され、第２のコンパレータ２１の非反転入力（＋）には、抵抗Ｒ６の電圧Ｖ６が印加されているので、第２のコンパレータ２１の出力２１ａはハイレベル（Ｈｉ）となる。

第１のコンパレータ２０の出力２０ｂがローレベル（Ｌｏ）、第２のコンパレータ２１の出力２１ａがハイレベル（Ｈｉ）となると、アンド回路２２の出力２２ｂはローレベル（Ｌｏ）となり、第２のトランジスタ回路２３がオフ状態となる。第２のトランジスタ回路２３がオフ状態になると、フォトカプラ１８の発光ダイオードが発光しなくなり、消灯する。フォトカプラ１８の発光ダイオードの消灯に応じて、フォトカプラ１８の受光素子がオフ状態となり、マイコン回路１６には、電源電圧Ｅ２［Ｖ］が入力されるようになるので、これによってマイコン回路１６は、投光器６ａと受光器７ａとの間の光路上に光を遮る物体等が存在することを検出することができる。

図７は、信号用ケーブル９２とアース用ケーブル９３との間が何らかの理由で短絡した場合における図４の回路動作の一例を示す図である。図７に示すように、信号用ケーブル９２とアース用ケーブル９３とが接続され、短絡状態になると、抵抗Ｒ１、信号用ケーブル９２、短絡個所、アース用ケーブル９３及びＲ４を介して点線７２ｂに示すように電流が流れる。点線７２ｂに示すような電流が流れることによって、第１のコンパレータ２０の反転入力（−）には、抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ４によって分圧された抵抗Ｒ４の電圧Ｖ４２が印加されるようになる。第１のコンパレータ２０の非反転入力（＋）には、抵抗Ｒ３の電圧Ｖ３が印加されているので、第１のコンパレータ２０の出力２０ａはハイレベル（Ｈｉ）となる。

一方、第２のコンパレータ２１の反転入力（−）には、抵抗Ｒ４の電圧Ｖ４２が印加され、第２のコンパレータ２１の非反転入力（＋）には、抵抗Ｒ６の電圧Ｖ６が印加されている。このとき、電圧Ｖ４２は、第１のトランジスタ回路７２のコレクタ・エミッタ間電圧Ｖｃｅに対応した分だけ電圧Ｖ４１よりも増加するので、電圧Ｖ４２は電圧Ｖ６よりも大きくなるように、それぞれ抵抗Ｒ５，Ｒ６の値が設定されている。従って、第２のコンパレータ２１の出力２１ｂのみが、ローレベル（Ｌｏ）となる。

第１のコンパレータ２０の出力２０ａがハイレベル（Ｈｉ）、第２のコンパレータ２１の出力２１ｂがローレベル（Ｌｏ）となると、アンド回路２２の出力２２ｂはローレベル（Ｌｏ）となり、第２のトランジスタ回路２３がオフ状態となる。第２のトランジスタ回路２３がオフ状態となると、フォトカプラ１８の発光ダイオードが発光しなくなり、消灯する。フォトカプラ１８の発光ダイオードの消灯に応じて、フォトカプラ１８の受光素子がオフ状態となり、マイコン回路１６には、電源電圧Ｅ２［Ｖ］が入力されるようになる。これによってマイコン回路１６は、実際には、信号用ケーブル９２とアース用ケーブル９３との間が短絡しているにも係わらず、投光器６ａと受光器７ａとの間に光を遮るものが存在するものと認識し、閉動作を実行しないようになる。

図８は、図５、図６及び図７に示すそれぞれの場合における第１のコンパレータ２０、第２のコンパレータ２１及びアンド回路２２の入出力の関係を示す図である。図８（Ａ）は、図５に示すように投光器６ａの発光素子からの光を受光器７ａの主回路７１が受光感知した入光時の場合を示す。入光時には、第１のコンパレータ２０の反転入力（−）には、電圧Ｖ３よりも小さな電圧（Ｖ４１＋Ｖｃｅ）が印加し、第２のコンパレータ２１の反転入力（−）には、電圧Ｖ６よりも小さな電圧Ｖ４１が印加するので、第１のコンパレータ２０及び第２のコンパレータ２１の出力２０ａ，２１ａは共にハイレベル（Ｈｉ）となるので、アンド回路２２の出力２２ａもハイレベル（Ｈｉ）となる。

図８（Ｂ）は、図６に示すように投光器６ａと受光器７ａとの間で何らかの物体によって光が遮られた遮光時の場合を示す。遮光時には、第１のコンパレータ２０の反転入力（−）には、電圧Ｖ３よりも大きな電源電圧Ｅ１が印加し、第２のコンパレータ２１の反転入力（−）は、接地されるので、第１のコンパレータ２０の出力２０ｂはローレベル（Ｌｏ）となり、第２のコンパレータ２１の出力２１ａはハイレベル（Ｈｉ）となるので、アンド回路２２の出力２２ｂはローレベル（Ｌｏ）となる。

図８（Ｃ）は、図７に示すように信号用ケーブル９２とアース用ケーブル９３との間が何らかの理由で短絡した場合を示す。短絡時には、第１のコンパレータ２０及び第２のコンパレータ２１の反転入力（−）には共に抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ４によって分圧された抵抗Ｒ４の電圧Ｖ４２が印加する。電圧Ｖ４２は電圧Ｖ３よりも小さく、電圧Ｖ６よりも大きいので、第１のコンパレータ２０の出力２０ａはハイレベル（Ｈｉ）となり、第２のコンパレータ２１の出力２１ｂはローレベル（Ｌｏ）となり、アンド回路２２の出力２２ｂはローレベル（Ｌｏ）となる。

上述のように、第２のコンパレータ２１の非反転入力（＋）に印加される抵抗Ｒ６の電圧Ｖ６は、入光時には抵抗Ｒ４の電圧４１よりも大きく、短絡時には抵抗Ｒ４の電圧Ｖ４２よりも小さくなるように、抵抗Ｒ１〜Ｒ６の値がそれぞれ設定してある。

電源用ケーブル９１、信号用ケーブル９２及びアース用ケーブル９３の少なくとも１本が断線状態にある場合、受光器７ａの入光時及び遮光時のいずれの場合もアンド回路２２の出力２２ｂはローレベル（Ｌｏ）となり、障害物感知状態と同じになるので、マイコン回路１６は、障害物感知時と同様の制御、例えば、シャッターの閉動作（及び／又は開動作）を行わずに停止させたり、いわゆるタッチアップ動作である停止後に若干開方向に移動させたりする制御を行う。

テスト用ケーブル９４が断線状態にある場合は、受光器７ａの入光時には、マイコン回路１６はシャッターの閉動作（又は開動作）を行い、受光器７ａの遮光時には、障害物感知時と同様のシャッターの閉動作（又は開動作）を行わずに停止させたり、いわゆるタッチアップ動作である停止後に若干開方向に移動させたりする通常の制御を行う。

図９は、本発明の開閉体装置を備えたシャッター装置の別の実施の形態を示す図である。図９のシャッター装置が図２のものと異なる点は、それぞれ４対の光電センサ３２〜３５，４２〜４５をガイドレール３，４の側面に備えている点である。光電センサ３２〜３５は、投光器支持部材を備えて構成され、その反対側に設けられた同じ形状の光電センサ４２〜４５は、受光器支持部材を備えて構成されている。これらの光電センサ３２〜３５，４２〜４５は、開口部の横幅に相当する距離だけ互いに離れてそれぞれ配置されている。

光電センサ３２〜３５は、例えば赤外線等の光を自ら発光する発光素子からなる投光器を備えている。一方、光電センサ４２〜４５は、光電センサ３２〜３５からの光を自ら受光感知する受光素子からなる受光器を備えている。これらの投光器および受光器は、互いに向かい合って配置され、開口部のそれぞれの位置で物体感知用の光線の光路（障害物感知エリア）８１〜８４をそれぞれ形成している。光電センサ３２〜３５，４２〜４５がこれらの各光路８１〜８４内で障害物を感知した場合には、その障害物感知信号が発生され、アラーム音の発音と共にシャッターカーテンの下降／上昇動作を停止してその回避動作を行い、危険防止を図っている。

上述の実施の形態では、シャッターカーテンが光電センサの障害物感知エリアを通過しないタイプの開閉体装置を例に説明したが、シャッターカーテンが光電センサの障害物感知エリアを通過するタイプの開閉体装置の場合には、シャッターカーテンが光電センサの障害物感知エリア内に存在しない場合に障害物感知を行う。

この実施の形態に係る感知装置は、例えば、平行型ケーブルや撚り線ケーブル等でケーブル同士が互いに隣り合っている場合に有効である。また、開閉体可動部に光電センサが設けられている場合、ケーブルの断線及び短絡の発生可能性が高いので、より有効である。開閉体可動部に光電センサが設けられている一例として、特開２００７−０３２１１３号公報に開示されているように、開閉体の閉鎖方向先端部よりも閉鎖方向に突出していて、開閉体と共に同方向に移動する光電センサを備えている障害物感知装置および開閉体装置が挙げられる。この種の光電センサ、特に受光センサも開閉体が全閉して床等に当接すると受光センサも床等に当接するため、上述の実施形態の場合と同様、受光センサとか開口部上方に配置されたシャッター開閉機制御装置間を接続する電源用ケーブル、信号用ケーブル、アース用ケーブル及びテスト用ケーブルも、開口部上下間に亘る長さと同じか又は略同じ長さを少なくとも有している。

また、開口部の上部（まぐさ）に投光器と受光器を備え、座板に設けられたミラーに対して投光器から光を投光し、その反射光を受光器で受光し、座板に障害物が当接した場合にミラーが傾き、反射光が受光器に受光しなくなる現象を利用した障害物感知装置にも適用可能である。

１…シャッターケース、
１１…巻取シャフト、
１２…チェーン、
１３…モータ、
１４…位置検出装置、
１５…シャッター開閉機制御装置、
１６…マイコン回路、
１７，１８…フォトカプラ、
１９…断線短絡セーフユニット、
２…シャッターカーテン、
２０…第１のコンパレータ、
２０ａ，２０ｂ，２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂ…出力、
２１…第２のコンパレータ、
２２…アンド回路、
２３…第２のトランジスタ回路、
３，４…ガイドレール、
３２〜３５，４２〜４５…光電センサ、
５…リモコンスイッチ、
５ａ…開放用ボタン、
５ｂ…停止用ボタン、
５ｃ…閉鎖用ボタン、
６，７…光電センサ、
６ａ…投光器、
７１…主回路、
７１ａ，７１ｂ…出力、
７２…第１のトランジスタ回路、
７ａ…受光器、
８，８１〜８４…光路、
９１…電源用ケーブル、
９２…信号用ケーブル、
９３…アース用ケーブル、
９４…テスト用ケーブル、
９５…電源用ケーブル、
９６…アース用ケーブル、
９７…リレーコイル、
Ｒ１〜Ｒ６…抵抗、
Ｅ１，Ｅ２…電源電圧

Claims (10)

1. 開口部を開閉するように動作する開閉手段と、
   前記開閉手段の開閉停の各動作を制御するための制御信号を出力する操作子手段と、
   前記操作子手段から出力される前記制御信号に基づいて前記開閉手段の開閉停の各動作を制御する制御手段と、
   前記開口部の側端部にそれぞれ設けられた投光器と受光器との間の光路上に物体等が存在するか否かを、前記受光器の主回路から出力される入光状態又は遮光状態を示す信号に応じてオン・オフ動作する第１のトランジスタ手段に接続された信号線及びアース線を介して検知し、その検知結果に対応して前記光路上に物体等が存在するか否かを示す感知信号を前記制御手段に出力すると共に前記信号線と前記アース線との間が短絡状態にあることを検知した場合は、前記光路上に物体等が存在することを示す感知信号を出力する感知手段と
   を備えたことを特徴とする開閉体装置。
2. 請求項１に記載の開閉体装置において、前記感知手段は、前記入光状態を示す信号に応じて前記第１のトランジスタ手段がオン動作している場合と、前記信号線と前記アース線とが短絡状態にある場合との違いを、前記第１のトランジスタ手段のコレクタ・エミッタ間電圧に基づいて判別することを特徴とする開閉体装置。
3. 請求項２に記載の開閉体装置において、前記感知手段は、
   抵抗Ｒ１を介して電源電圧の印加される前記信号線が第１の入力に接続され、抵抗Ｒ２及び抵抗Ｒ３によって分圧された前記抵抗Ｒ３の電圧Ｖ３が第２の入力に印加される第１のコンパレータ手段と、
   抵抗Ｒ４を介して接地される前記アース線が第１の入力に接続され、抵抗Ｒ５及び抵抗Ｒ６によって分圧された前記抵抗Ｒ６の電圧Ｖ６が第２の入力に印加される第２のコンパレータ手段と、
   前記第１及び第２のコンパレータ手段からの出力の論理積信号を出力する論理積手段と、
   前記論理積手段からの論理積信号に応じた前記感知信号を前記制御手段に出力する信号出力手段とを備え、
   前記第１のトランジスタ手段のコレクタ側が前記信号線に接続され、前記第１のトランジスタ手段のエミッタ側が前記アース線に接続されることを特徴とする開閉体装置。
4. 請求項３に記載の開閉体装置において、前記信号出力手段は、前記論理積手段の出力に応じてオン・オフ動作する第２のトランジスタ手段と、前記第２のトランジスタ手段のオン・オフ動作に対応した信号を前記制御手段に出力するフォトカプラ手段とで構成されることを特徴とする開閉体装置。
5. 請求項１、２、３又は４に記載の開閉体装置において、前記制御手段から前記主回路にフォトカプラ手段を介してテスト用信号を送信するテスト用ケーブルを備えることを特徴とする開閉体装置。
6. 投光器と受光器との間に形成される光路上に物体等が存在するか否かを、前記受光器の主回路から出力される入光状態又は遮光状態を示す信号に応じてオン・オフ動作する第１のトランジスタ手段に接続された信号線及びアース線を介して検知し、その検知結果に対応して前記光路上に物体等が存在するか否かを示す感知信号を出力する感知装置であって、
   前記信号線と前記アース線との間が短絡状態にあることを検知した場合は、前記光路上に物体等が存在することを示す感知信号を出力することを特徴とする感知装置。
7. 請求項６に記載の感知装置において、前記入光状態を示す信号に応じて前記第１のトランジスタ手段がオン動作している場合と、前記信号線と前記アース線とが短絡状態にある場合との違いを、前記第１のトランジスタ手段のコレクタ・エミッタ間電圧に基づいて判別することを特徴とする感知装置。
8. 請求項７に記載の感知装置において、
   抵抗Ｒ１を介して電源電圧の印加される前記信号線が第１の入力に接続され、抵抗Ｒ２及び抵抗Ｒ３によって分圧された前記抵抗Ｒ３の電圧Ｖ３が第２の入力に印加される第１のコンパレータ手段と、
   抵抗Ｒ４を介して接地される前記アース線が第１の入力に接続され、抵抗Ｒ５及び抵抗Ｒ６によって分圧された前記抵抗Ｒ６の電圧Ｖ６が第２の入力に印加される第２のコンパレータ手段と、
   前記第１及び第２のコンパレータ手段からの出力の論理積信号を出力する論理積手段と、
   前記論理積手段からの論理積信号に応じた前記感知信号を出力する信号出力手段とを備え、
   前記第１のトランジスタ手段のコレクタ側が前記信号線に接続され、前記第１のトランジスタ手段のエミッタ側が前記アース線に接続されることを特徴とする感知装置。
9. 請求項８に記載の感知装置において、前記信号出力手段は、前記論理積手段の出力に応じてオン・オフ動作する第２のトランジスタ手段と、前記第２のトランジスタ手段のオン・オフ動作に対応した信号を出力するフォトカプラ手段とで構成されることを特徴とする感知装置。
10. 請求項６、７、８又は９に記載の感知装置において、フォトカプラ手段を介してテスト用信号を受信するテスト用ケーブルを備えることを特徴とする感知装置。

Images