JP2022061328A - 電動開閉体 - Google Patents

Abstract

【課題】環境の変動にかかわらずモータの過負荷を検出する技術を提供する。【解決手段】電動化ユニット８０は、シャッターカーテンを巻き取り可能な巻き取り軸に回転動力を出力する。第２検出部４２４は、電動化ユニット８０の回転に関連するパラメータの値を検出する。第３検出部４２８は、検出したパラメータの値がしきい値よりも大きい場合、シャッターカーテン３０の負荷変動を検出する。取得部４５０は、環境情報を取得する。第３検出部４２８は、取得部４５０において取得した環境情報をもとにしきい値を調節する。【選択図】図３

Description

本開示は、開閉体技術に関し、電動により開閉される電動開閉体に関する。

電動シャッター装置には、シャッターに人等を誤って引き込まない仕組みが必要になる。つまり、シャッターカーテンの作動が障害物などにより妨げられると、モータが過負荷に陥り得るので、モータに負荷がかかり過ぎる過負荷状態を検知する装置が求められる。例えば、シャッターカーテンの位置情報と、モータの負荷状態に関する電流情報とが関連づけて記憶され、運用状態において計測した電流値が、そのときの位置情報に対応した電流情報を逸脱した場合に、過負荷状態が検出される（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６－３０７４７１号公報

モータにおいて過負荷が検出されると、モータへの電流の供給を停止することによってモータが停止され、シャッターカーテンの繰り下がりも停止される。その際、モータの過負荷は、モータに供給する電流の値がしきい値を超えたときに検出される。一方、シャッターカーテンが動作するときの摩擦は、気温が高いときに躯体が膨張して増大したり、台風で風圧が強いときに増大したりする。このような状況では、シャッターカーテンに障害物が挟み込まれていなくても、モータに供給する電流の値がしきい値を超えてしまう可能性がある。そのため、環境の変動にかかわらずモータの過負荷を検出することが求められる。

本開示はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、環境の変動にかかわらずモータの過負荷を検出する技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本開示のある態様の電動開閉体は、シャッターカーテンを巻き取り可能な巻き取り軸に回転動力を出力する電動部と、電動部の回転に関連するパラメータの値を検出するパラメータ値検出部と、パラメータ値検出部において検出したパラメータの値がしきい値よりも大きい場合、シャッターカーテンの負荷変動を検出する負荷変動検出部と、環境情報を取得する取得部とを備える。負荷変動検出部は、取得部において取得した環境情報をもとにしきい値を調節する。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本開示の表現を方法、装置、システム、コンピュータプログラム、またはコンピュータプログラムを記録した記録媒体などの間で変換したものもまた、本開示の態様として有効である。

本開示によれば、環境の変動にかかわらずモータの過負荷を検出できる。

図１（ａ）－（ｂ）は、実施例に係るシャッターシステムの構造を示す図である。 図１（ａ）－（ｂ）のシャッターシステムの内部構造を示す図である。 図１（ａ）－（ｂ）のシャッターシステムの構成を示すブロック図である。 図３の電動化ユニットの動作概要を示す図である。 図１（ａ）－（ｂ）のシャッターシステムの動作概要を示す図である。 図３の記憶部に記憶されるテーブルのデータ構造を示す図である。 図３の電動化ユニットによる設定手順を示すフローチャートである。

本開示の実施例を具体的に説明する前に、本実施例の概要を説明する。実施例は、住宅等の施設の開口部に設置されるシャッターシステムに関する。シャッターシステムは電動シャッターであり、電動シャッターはシャッター動作を自動化する。電動シャッターは、一般的に、シャッターカーテンが開状態でユーザが「閉」ボタンを一度押すと、シャッターカーテンのスラットが最下部に到達するまで閉動作を続ける。電動シャッターは数十秒かけて自動的に閉動作を実行するので、ユーザは電動シャッターの閉動作を見ていないことが想定される。その際、電動シャッターが障害物を挟み込んでもユーザは気づかない。したがって、電動シャッターには「障害物を挟み込んだ場合にそのことを検出する」機能が望まれる。電動シャッターのようなモータ駆動製品では、モータ電流が増加した場合に障害物の挟み込みが検出される。具体的に説明すると、障害物が挟み込まれるとモータ負荷が増大することによって、モータ電流が増加する。このモータ電流の増加がしきい値を超えた場合に、挟み込みが発生したと判定される。挟み込みが発生したと判定されると、モータへのモータ電流の供給を停止して、モータの回転が停止される。

このしきい値は、シャッターシステムを取り付ける際にシャッターシステムの開閉動作がなされ、上下限位置到達時あるいは開閉動作中の摩擦による反力に応じて増加するモータ電流の値をもとに作業員により設定される。また、シャッターシステムに学習機能が備えられている場合、しきい値は学習機能により更新される。この場合、ガイドレールの変形が生じても、しきい値は最適値に自己制御される。シャッターシステムに作用する反力は、気候や季節で大きく変動する。例えば、夏に気温が高くなると、ガイドレール等の躯体が膨張して摩擦が増大する。摩擦が大きくなると、しきい値が低く設定されていると、障害物を挟み込んでいなくてもシャッターカーテンが途中停止する。また、台風で風圧が強くなると、開閉動作中の摩擦が増大する。気温の変動は場所や年で異なり、台風は不定期に発生するので、このような環境の変動は、シャッター単体では正確に予測しにくい。

気温あるいは風速等の環境の変化に対して、しきい値を適応的に調節することが望まれる。本実施例に係るシャッターシステムは、開閉動作を実行する際にしきい値を導出するとともに、しきい値を導出するときの気温あるいは風速等の環境の情報（以下、「環境情報」という）を外部装置から取得し、環境情報としきい値との組合せを記憶する。この組合せは、さまざまな環境情報に対して記憶される。また、シャッターシステムは、環境情報を外部装置から取得し、記憶した組合せの中から、取得した環境情報に応じてしきい値を選択して、選択したしきい値を使用する。

図１（ａ）－（ｂ）は、シャッターシステム１０００の構造を示す。図１（ａ）は、施設を屋外から見た場合の構成を示し、図１（ｂ）は、施設を屋内から見た場合の構成を示す。シャッターシステム１０００は、ガイドレール２０、シャッターカーテン３０、シャッターケース４０、通信線２００、コントローラ３００を含み、シャッターカーテン３０は、スラット３２を含む。ここで、ガイドレール２０、シャッターカーテン３０、シャッターケース４０はシャッターに含まれる。

図１（ａ）に示されるように、開閉体であるシャッターは、住宅やビル等の施設において内外を仕切る外壁に形成された開口部１０に設置される。開口部１０は、施設において内外を連通する空間である。２つのガイドレール２０は、上下方向に延びる形状を有するとともに、開口部１０の左右方向の両側に互いに離間して、開口部１０に設置されたサッシ等の枠材と外壁とに固定される。各ガイドレール２０は、横断面略コ字状の内部構造を有する中空状の部材であり、２つのガイドレール２０は、コ字状の開口が対向するように固定される。

シャッターカーテン３０は、ガイドレール２０の長手方向に沿って上下に移動し、開口部１０を開閉する。具体的には、シャッターカーテン３０の左右方向両端部がガイドレール２０に挿入されることによって、シャッターカーテン３０の左右方向両端部は、ガイドレール２０によって上下方向に移動可能である。シャッターカーテン３０は、複数のスラット３２の組合せによって構成される。各スラット３２は、開口部１０の左右方向に沿って延在する板状の部材であって、例えば、スチール、ステンレス、アルミニウム等により形成される。各スラット３２の上端部と下端部にカール部（図示せず）が設けられており、隣接する２つのスラット３２のうち、上側のスラット３２の下端部のカール部と、下側のスラット３２の上端部のカール部とは、回転自在に連結される。

シャッターケース４０は、開口部１０およびガイドレール２０の上方に設けられる縦断面略矩形状の収容体である。シャッターケース４０は内部に収納空間を有するとともに、シャッターケース４０の下面に設けられた貫通孔を介して収納空間は外部につながる。収納空間には、貫通孔を介してシャッターカーテン３０を巻き取ったり、あるいは繰り出したりするための巻き取り機構が設けられる。ここで、「巻き取り」とは、シャッターカーテン３０がガイドレール２０に沿って上昇し、開口部１０が開放されることであり、「繰り出し」とは、シャッターカーテン３０がガイドレール２０に沿って降下し、開口部１０が閉鎖されることである。

図１（ｂ）に示されるように、開口部１０を囲むようにサッシ１２が取り付けられる。図１（ａ）のシャッターケース４０に接続された通信線２００は、サッシ１２の内部に埋没されて屋内まで延びる。屋内の壁面にはコントローラ３００が設置され、コントローラ３００に通信線２００が接続される。このように通信線２００は、屋外に設置された電動化ユニット１００と、屋内に設置されたコントローラ３００とを接続する。

図２は、シャッターシステム１０００の内部構造を示す。シャッターシステム１０００は、シャッターカーテン３０、シャッターケース４０、巻き取り軸６０を含む。シャッターカーテン３０は、スラット３２、ねじ３４を含み、シャッターケース４０は、ブラケット４２と総称される第１ブラケット４２ａ、第２ブラケット４２ｂ、支持軸４４と総称される第１支持軸４４ａ、第２支持軸４４ｂを含む。巻き取り軸６０は、回転枠６２と総称される第１回転枠６２ａ、第２回転枠６２ｂ、従動輪６４、巻き取りばね６６、固定部７２、電動化ユニット８０を含み、電動化ユニット８０は、本体８２、駆動輪８４を含み、本体８２は、モータ８６、制御部８８、減速機９０、通信線２００を含む。

ここでは、シャッターケース４０の内部構造を示すためにシャッターケース４０が透明にして示される。シャッターケース４０には、図１（ａ）のガイドレール２０の左右の方向に延びる筒状の支柱である巻き取り軸６０が配置される。巻き取り軸６０には複数の固定部７２が設けられており、複数のねじ３４を使用して複数の固定部７２にシャッターカーテン３０が固定される。そのため、巻き取り軸６０は、シャッターカーテン３０を巻き取り可能な軸であるといえる。

シャッターケース４０の収納空間の左側端部と右側端部には、巻き取り軸６０を左右から挟むように、ブラケット４２と総称される第１ブラケット４２ａと第２ブラケット４２ｂが設けられる。具体的には、巻き取り軸６０の左側には第１ブラケット４２ａが配置され、巻き取り軸６０の右側には第２ブラケット４２ｂが配置される。第１ブラケット４２ａは、巻き取り軸６０の左側端部を回転可能に支持する支持部であり、第２ブラケット４２ｂは、巻き取り軸６０の右側端部を回転可能に支持する支持部である。巻き取り軸６０の左側端部を「第１端部」と呼ぶ場合、巻き取り軸６０の右側端部は「第２端部」と呼ばれる。

第１ブラケット４２ａの右側面には、右側に向かって突出する第１支持軸４４ａが設けられる。第１支持軸４４ａは筒形状を有し、第１支持軸４４ａの側面には第１回転枠６２ａが嵌合される。第１回転枠６２ａは、巻き取り軸６０の左側端部に配置されるとともに、第１支持軸４４ａの側面を囲む形状を有する。このような構造により、第１ブラケット４２ａに固定された第１支持軸４４ａを中心にして、第１回転枠６２ａが回転する。第２ブラケット４２ｂの左側面には、左側に向かって突出する第２支持軸４４ｂが設けられる。第２支持軸４４ｂは筒形状を有し、第２支持軸４４ｂの側面には第２回転枠６２ｂが嵌合される。第２回転枠６２ｂは、巻き取り軸６０の右側端部に配置されるとともに、第２支持軸４４ｂの側面を囲む形状を有する。このような構造により、第２ブラケット４２ｂに固定された第２支持軸４４ｂを中心にして、第２回転枠６２ｂが回転する。さらに、第１回転枠６２ａと第２回転枠６２ｂの回転によって巻き取り軸６０も回転する。

巻き取り軸６０の内部の右側領域には、保持部（図示せず）が配置され、保持部に電動化ユニット８０が取り付けられる。電動化ユニット８０は、巻き取り軸６０に回転動力を出力する電動装置（電動部）である。電動化ユニット８０は、筒形状を有する本体８２と、本体８２の左側に配置される駆動輪８４を含む。このような駆動輪８４は、電動化ユニット８０において巻き取り軸６０の中央側を向いているともいえる。本体８２の内部にはモータ８６、制御部８８、減速機９０が搭載されており、モータ８６の回転によって減速機９０と駆動輪８４も回転する。制御部８８はモータ８６の回転を制御する。特に、制御部８８は、電動化ユニット８０のモータ８６を回転させるための電流の値を制御する。

巻き取り軸６０の内部において、保持部の左側の領域、つまり電動化ユニット８０に対して巻き取り軸６０の中央側の領域には、従動輪６４が設けられる。従動輪６４は、駆動輪８４の左側に配置されており、駆動輪８４と組み合わされた場合に駆動輪８４の回転によって回転する。また、従動輪６４の回転によって巻き取り軸６０も回転する。その結果、巻き取り軸６０は、電動化ユニット８０からの回転動力により回転するといえる。一方、駆動輪８４と従動輪６４とが組み合わされていない場合、巻き取り軸６０は、電動化ユニット８０からの回転動力ではなく、手動の回転動力により回転する。手動による巻き取り軸６０の回転については説明を省略する。

ここで、保持部は、本体８２の側面の一部分、例えば、本体８２の側面のうち、下側を含む部分を保持する。また、保持部の右側端部は第２支持軸４４ｂに接続される。この接続により保持部は第２ブラケット４２ｂに固定されるので、巻き取り軸６０が回転する場合であっても、保持部に保持される本体８２は回転しない。

さらに詳細に説明すると、電動化ユニット８０の本体８２では、制御部８８による制御によってモータ８６が回転する。減速機９０は、モータ８６の回転動力のトルクを増幅させる。減速機９０には公知の技術が使用されればよいが、例えば、太陽歯車を中心として、複数の遊星歯車が自転しつつ公転する構造を有する。減速機９０の回転により駆動輪８４が回転すると、駆動輪８４と組み合わされた従動輪６４も回転し、巻き取り軸６０が回転する。

図１（ａ）のようにシャッターカーテン３０が開口部１０を閉鎖した全閉状態から、巻き取り軸６０が巻き取りの方向に回転すると、シャッターカーテン３０は、巻き取り軸６０の外周面に沿って巻き取られながら開口部１０を開放する。この回転が継続すると、シャッターカーテン３０は、１周目の回転において巻き取られたシャッターカーテン３０上に積層されながら巻き取られ、開口部１０の全域を開放する。また、シャッターカーテン３０が開口部１０を開放した全開状態から、巻き取り軸６０が繰り出しの方向に回転すると、巻き取り軸６０の外周面に積層されたシャッターカーテン３０が順次繰り出される。この回転が継続すると、シャッターカーテン３０は開口部１０の全域を閉鎖する。

図３は、シャッターシステム１０００の構成を示すブロック図である。シャッターシステム１０００は、電動化ユニット８０、通信線２００、コントローラ３００を含む。電動化ユニット８０は、ネットワーク５０２を介して外部装置５００に接続される。電動化ユニット８０は、モータ８６、制御部８８を含み、制御部８８は、第１接続部４１０、第１有線通信部４１２、位置制御部４１４、第１検出部４１６、速度制御部４１８、微分部４２０、電流制御部４２２、第２検出部４２４、第３検出部４２８、取得部４５０、導出部４５２、記憶部４５４を含む。コントローラ３００は、操作部３１０、操作制御部３１２、第２有線通信部３１４、第２接続部３１６を含む。

コントローラ３００の操作部３１０は、複数のボタンを有するユーザインターフェイスであり、ユーザの操作を受けつける。コントローラ３００の表面には、開ボタン、停止ボタン、閉ボタンが設けられる。開ボタン、停止ボタン、閉ボタンは例えば平面スイッチで構成される。開ボタンは、開口部１０を開放するようにシャッターカーテン３０を移動させるための指示（以下、「開放指示」という）を受けつけるボタンである。停止ボタンは、移動しているシャッターカーテン３０を停止させるための指示（以下、「停止指示」という）を受けつけるボタンである。閉ボタンは、開口部１０を閉鎖するようにシャッターカーテン３０を移動させるための指示（以下、「閉鎖指示」という）を受けつけるボタンである。開ボタン、停止ボタン、閉ボタンのうちの１つが押し下げられることによって、開放指示、停止指示、閉鎖指示のうちの１つに応じた操作信号が操作部３１０から操作制御部３１２に出力される。

操作制御部３１２は、操作部３１０から操作信号を受けつける。操作制御部３１２は、操作信号において示された開放指示、停止指示、閉鎖指示のうちの１つが含まれた指示信号を生成する。第２有線通信部３１４は、操作制御部３１２から指示信号を受けつけ、第２接続部３１６、通信線２００を介して指示信号を電動化ユニット８０に送信する。

第２接続部３１６は、コントローラ３００に通信線２００を接続するためのインターフェイスである。また、電動化ユニット８０の第１接続部４１０も通信線２００を接続するためのインターフェイスである。第２接続部３１６に通信線２００が接続されるとともに、第１接続部４１０に通信線２００が接続されることによって、通信線２００は、コントローラ３００と電動化ユニット８０とを接続する。このような接続によって、コントローラ３００から電動化ユニット８０に向かって、通信線２００は、指示信号を伝送する。コントローラ３００は屋内に設置され、電動化ユニット８０は屋外に設置されるので、屋内から屋外に指示信号が送信される。

第１有線通信部４１２は、第２接続部３１６、通信線２００、第１接続部４１０を介して、第２有線通信部３１４からの指示信号を受信する。第１有線通信部４１２は、指示信号に含まれた開放指示、停止指示、閉鎖指示のうちの１つを位置制御部４１４に出力する。位置制御部４１４は、開放指示、停止指示、閉鎖指示のうちの１つを第１有線通信部４１２から受けつける。

位置制御部４１４は、受けつけた開放指示、停止指示、閉鎖指示のうちの１つに応じて、シャッターカーテン３０の位置（下端の位置）の目標値を更新する。例えば、位置制御部４１４は、開放指示を受けつけている場合に、これまでの目標値を高くするように更新する。また、位置制御部４１４は、第１検出部４１６からシャッターカーテン３０の位置の帰還値を受けつける。第１検出部４１６における位置の帰還値の検出方法については後述する。ここで、シャッターカーテン３０の位置はモータ８６の回転の角度として示されてもよいが、以下では説明を明瞭にするために角度も位置に含める。位置制御部４１４は、目標値と帰還値の少なくとも１つが上限位置あるいは下限位置に達するまで、あるいは停止指示があるまでは非ゼロの一定速度で動作させるための速度の目標値を出力する。

微分部４２０は、第１検出部４１６からシャッターカーテン３０の位置の帰還値を受けつけ、位置の帰還値を微分することによって、速度の帰還値を導出する。微分部４２０は速度の帰還値を速度制御部４１８に出力する。速度制御部４１８は、位置制御部４１４から速度の目標値を受けつけ、微分部４２０から速度の帰還値を受けつける。速度制御部４１８は、速度の目標値から速度の帰還値を減じることによって速度偏差を導出してから、比例・積分制御等の速度ループ処理を行ってトルク（電流）の目標値を導出する。

電流制御部４２２は、速度制御部４１８からトルク（電流）の目標値を受けつける。また、電流制御部４２２からモータ８６に出力される電流の大きさ、つまり電動化ユニット８０のモータ８６に供給される総電流の値は第２検出部４２４において検出され、電流制御部４２２は、検出された電流の帰還値を受けつける。第２検出部４２４は例えばシャント抵抗により構成される。電流制御部４２２は、電流の帰還値がトルク（電流）の目標値に近づくように、モータ８６に出力すべき電流の大きさを決定する。これは、モータ８６を回転させるための電流を制御することに相当し、この決定には公知の技術が使用されればよい。つまり、速度制御部４１８と電流制御部４２２は、第１検出部４１６において検出した位置の変化、つまり速度に応じて、モータ８６を回転させるための電流の値を決定する。

電流制御部４２２から出力される電流の値に応じた速度でモータ８６が回転する。モータ８６は、巻き取り軸６０に回転動力を出力する。モータ８６が３相ブラシレスモータである場合、電流制御部４２２からは３相の直流電流が出力される。

このような構成により、制御部８８は、制御信号が開放指示に相当する場合、巻き取り軸６０が巻き取りの方向に回転するようにモータ８６を回転させ、制御信号が閉鎖指示に相当する場合、巻き取り軸６０が繰り出しの方向に回転するようにモータ８６を回転させる。これらにおいてモータ８６の回転方向は逆方向である。一方、制御部８８は、制御信号が停止指示に相当する場合、モータ８６の回転を停止させる。モータ８６は制御部８８に応じて回転し、開口部１０を開閉するシャッターカーテン３０、巻き取り軸６０等に動力を供給する。

モータ８６の回転方向に応じてシャッターカーテン３０が開閉される場合に、シャッターカーテン３０の位置は第１検出部４１６で検出される。第１検出部４１６は、例えば、モータ８６の側部に設けられ、モータ８６の回転数を機械的にカウントして開閉位置あるいは上下限位置を検出するカウンタ式リミットスイッチにより構成される。また、第１検出部４１６は、モータ８６に設けられたエンコーダによりパルスをカウントすることによって、シャッターカーテン３０の開閉位置あるいは上下限位置を検出する構成であってもよい。また、第１検出部４１６は、モータ８６の電流検出回路で構成され、モータ８６に加わる負荷変動に対応した電流値変化から開閉位置あるいは上下限位置を検出する構成であってもよい。さらに、第１検出部４１６は、ガイドレール２０の上下に設けられてシャッターカーテン３０の開閉位置あるいは上下限位置を直接検出する機械的あるいは電気的なリミットスイッチであってもよい。第１検出部４１６において検出された位置は、位置制御部４１４、微分部４２０に出力される。

以下では、コントローラ３００の閉ボタンが押し下げられて、シャッターカーテン３０が繰り出されている状況において、シャッターカーテン３０による障害物の挟み込みが発生する状況を説明する。図４は、電動化ユニット８０の動作概要を示す。これは、モータ８６に出力される電流の大きさ、つまり第２検出部４２４において検出される電流の大きさの時間変化を示す。時間０からＴ１まで、シャッターカーテン３０による障害物の挟み込みが発生していない。そのため、モータ８６の負荷がほぼ一定であるので、電流の大きさもほぼ一定である。このような状態においてシャッターカーテン３０が繰り出される。

時間Ｔ１においてシャッターカーテン３０による障害物の挟み込みが発生すると、モータ８６の負荷が増加する。例えば、モータ８６の負荷は時間Ｔ１から時間Ｔ２に向かって増加する。これは、障害物の挟み込みの発生によって、シャッターカーテン３０が繰り出されない状況であるといえる。時間Ｔ１においてシャッターカーテン３０による障害物の挟み込みが発生すると、電流が増加する。これは、モータ８６の負荷が増加している状況において、シャッターカーテン３０を繰り出すための制御がなされるので、モータ８６に出力する電流が増加するからである。

このような障害物を検出するために、図３の第３検出部４２８は次の処理を実行する。第３検出部４２８は、第２検出部４２４から電流値を受けつける。また、第３検出部４２８は、図４に示されるしきい値を設定する。第３検出部４２８は、電流値がしきい値を超えた場合、障害物の挟み込み、つまりシャッターカーテン３０の負荷変動を検出する。しきい値については後述する。つまり、第３検出部４２８は、電流制御部４２２がモータ８６に電流を供給している状況において、シャッターカーテン３０の負荷変動を検出する。

前述のごとく、環境の変動に応じて、シャッターシステムに作用する反力が変動するので、それに応じてしきい値を調節すべきである。以下では、（１）しきい値の生成、（２）環境に応じたしきい値の選択の順に説明する。

（１）しきい値の生成
コントローラ３００に対する操作により、電動化ユニット８０のモータ８６が回転することによってシャッターカーテン３０の開閉動作がなされる。その際、第１検出部４１６は、シャッターカーテン３０の位置を検出し、第２検出部４２４は、モータ８６を回転させるための電流値を検出する。第１検出部４１６は、位置の情報を導出部４５２に出力し、第２検出部４２４は、電流値の情報を導出部４５２に出力する。図５は、シャッターシステム１０００の動作概要を示す。左側には、ガイドレール２０、シャッターカーテン３０、シャッターケース４０を含むシャッターシステム１０００が図１と同様に示される。また、右側には、シャッターカーテン３０の位置に対する電流値の変動が示される。例えば、第１検出部４１６から受けつけた位置と、第２検出部４２４から受けつけた電流値とをプロットした結果が第１状態６００である。

第１状態６００では、シャッターカーテン３０の位置「Ｈ」より上側において、位置が上になるとともに電流値が増加する。また、シャッターカーテン３０の位置「Ｌ」より下側において、位置が下になるとともに電流値が増加する。これらの増加は、上限位置に到達するときと下限位置に到達するときに、摩擦による反力が増加するためであり、障害物の挟み込みによる増加ではない。導出部４５２には、位置「Ｈ」および位置「Ｌ」が自動あるいは手動により登録される。位置「Ｈ」および位置「Ｌ」の登録には公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明を省略する。また、シャッターカーテン３０の位置「Ｈ」と位置「Ｌ」の間では、巻き取り軸６０からスラット３２を繰り出すときの摩擦による反力の変動により、電流値が、大きくなったり小さくなったりを繰り返すように変動する。

導出部４５２は、電流値をもとにしきい値を導出する。例えば、導出部４５２は、位置「Ｈ」および位置「Ｌ」との間の電流値のうちの最大値（以下、「第１最大値」という）を選択する。また、導出部４５２は、位置「Ｈ」から上側の電流値のうちの最大値、あるいは位置「Ｌ」から下側の電流値のうちの最大値のうち、１つを第２最大値として選択する。位置「Ｈ」から上側の電流値のうちの最大値と、位置「Ｌ」から下側の電流値のうちの最大値から、大きい方の値が選択されてもよいし、小さい方の値が選択されてもよい。位置「Ｈ」から上側の電流値のうちの最大値と、位置「Ｌ」から下側の電流値のうちの最大値との平均値が第２最大値とされてもよい。さらに、導出部４５２は、第１最大値と第２最大値との中央値をしきい値として特定する。しきい値の導出はこれに限定されない。第１状態６００のときの電流値に対して導出されたしきい値は、第１しきい値６１０と示される。しきい値の導出は、異なった環境に対してもなされる。例えば、第２状態６０２のときの電流値に対して第２しきい値６１２が導出され、第３状態６０４のときの電流値に対して第３しきい値６１４が導出される。

外部装置５００は、気温、風速等の環境情報を取得する装置であり、センサであってもよく、気象情報のサーバであってもよい。外部装置５００において管理される環境情報には、台風情報等の災害情報が含まれてもよい。外部装置５００は、ネットワーク５０２を介して電動化ユニット８０に環境情報を送信する。

電動化ユニット８０の取得部４５０は、環境情報を外部装置５００から通信により取得する。取得部４５０は、環境情報を導出部４５２に出力する。導出部４５２は、導出したしきい値と、しきい値を導出したタイミングにおいて取得部４５０が取得した環境情報とを対応づけて記憶部４５４に記憶させる。例えば、第１状態６００のときの環境情報と第１しきい値６１０とが対応づけられ、第２状態６０２のときの環境情報と第２しきい値６１２とが対応づけられ、第３状態６０４のときの環境情報と第３しきい値６１４とが対応づけられる。

記憶部４５４は、環境情報としきい値との対応関係を記憶する。図６は、記憶部４５４に記憶されるテーブルのデータ構造を示す。テーブルでは、環境情報として気温、風速に対するしきい値が示される。導出部４５２におけるしきい値の導出は、シャッターシステム１０００を設置したときだけではなく、シャッターシステム１０００を運用している場合にも適宜なされるので、記憶部４５４に記憶されるテーブルの内容はシャッターシステム１０００の使用中に更新される。図３に戻る。

（２）環境に応じたしきい値の選択
シャッターシステム１０００を運用している場合に、取得部４５０は、定期的に外部装置５００から環境情報を取得する。取得部４５０は、環境情報を第３検出部４２８に出力する。記憶部４５４は、前述のごとく、環境情報としきい値との対応関係を記憶する。第３検出部４２８は、取得部４５０から環境情報を受けつける。第３検出部４２８は、受けつけた環境情報をもとに、記憶部４５４に記憶したテーブルからしきい値を取得する。第３検出部４２８は、取得したしきい値を使用してこれまでの処理を実行する。

ここで、第３検出部４２８は、新たに取得した環境情報と、既に取得していた環境情報との差異が一定範囲内であれば、しきい値を更新しなくてもよい。また、第３検出部４２８は、取得部４５０において取得した環境情報が特定の情報、例えば台風情報を含む場合、負荷変動の検出がなされないようにしきい値を増加させてもよい。この場合、電流値が増加しても、上限位置あるいは下限位置以外において、シャッターカーテン３０は停止されない。

これまでの説明では、しきい値は、第２検出部４２４において検出された電流値と比較されている。しきい値は、図３における第１検出部４１６において検出されたモータ８６の単位時間当たりの回転数と比較されてもよい。このような回転数は、第１検出部４１６におけるエンコーダあるいはホール素子あるいはセンサレス制御により検出される。センサレス制御は、モータ逆起電力波形からの推定に相当する。このような電流値、回転数は、モータ８６の回転に関連するパラメータの値と総称される。このような第１検出部４１６、第２検出部４２４は、パラメータ値検出部といえる。また、第３検出部４２８が「負荷変動検出部」と呼ばれてもよい。

これまで説明したシャッターシステム１０００における処理は、次のようになされてもよい。第２検出部４２４において検出される電流値が、トルク成分であってもよい。モータ８６が３相ブラシレスモータである場合、３相ブラシレスモータに出力される３相の直流電流は、ｕ相、ｖ相、ｗ相と示される。また、各相の電流ベクトルの合成ベクトルが周期的に角度を変化することによって、３相ブラシレスモータは回転する。

第２検出部４２４は、ｕ相、ｖ相、ｗ相の電流ベクトルを受けつけ、これらに対してｑ軸、ｄ軸への２軸変換を実行する。このような変換には公知の行列演算が実行されればよいので、ここでは説明を省略する。ここで、ｄ軸は励磁成分を示しｑ軸はトルク成分を示す。合成ベクトルは、２軸変換により、ｄ軸方向の励磁ベクトルとｑ軸方向のトルクベクトルの組合せに変換される。これは、３相ブラシレスモータにおける３相の電流を、励磁成分とトルク成分との組合せに変換することに相当する。励磁成分とトルク成分のうち、トルク成分は外力による負荷に比例する特性がある。つまり、トルク成分には、合計荷重のトルクの変化が反映される。

本開示における装置、システム、または方法の主体は、コンピュータを備えている。このコンピュータがプログラムを実行することによって、本開示における装置、システム、または方法の主体の機能が実現される。コンピュータは、プログラムにしたがって動作するプロセッサを主なハードウェア構成として備える。プロセッサは、プログラムを実行することによって機能を実現することができれば、その種類は問わない。プロセッサは、半導体集積回路（ＩＣ）、またはＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）を含む１つまたは複数の電子回路で構成される。複数の電子回路は、１つのチップに集積されてもよいし、複数のチップに設けられてもよい。複数のチップは１つの装置に集約されていてもよいし、複数の装置に備えられていてもよい。プログラムは、コンピュータが読み取り可能なＲＯＭ、光ディスク、ハードディスクドライブなどの非一時的記録媒体に記録される。プログラムは、記録媒体に予め格納されていてもよいし、インターネット等を含む広域通信網を介して記録媒体に供給されてもよい。

以上の構成によるシャッターシステム１０００の動作を説明する。図７は、電動化ユニット８０による設定手順を示すフローチャートである。環境情報が台風情報を含まない場合（Ｓ１０のＮ）、第３検出部４２８は、環境情報に応じてしきい値を設定する（Ｓ１２）。環境情報が台風情報を含む場合（Ｓ１０のＹ）、第３検出部４２８は、負荷変動を検出しないようにしきい値を設定する（Ｓ１４）。

本実施例によれば、環境情報をもとにしきい値を調節するので、環境に適したしきい値を使用できる。また、環境に適したしきい値が使用されるので、環境の変動にかかわらずモータ８６の過負荷を検出できる。また、環境の変動にかかわらずモータ８６の過負荷が検出されるので、シャッターカーテン３０の開閉動作に対する環境の変動の影響を低減できる。また、環境に適したしきい値が使用されるので、気温が高いことによって躯体が膨張している場合に、シャッター動作時の摩擦力が高くても気温の情報をもとにしきい値を高くすることによってシャッターカーテン３０の途中停止を防止できる。

また、パラメータの値として、電動化ユニット８０を回転させるための電流値を検出するので、処理を簡易にできる。また、環境情報を外部装置５００から通信により取得するので、正確な環境情報を取得できる。また、正確な環境情報が取得されるので、しきい値の設定精度を向上できる。また、取得した環境情報をもとに、記憶部４５４に記憶した対応関係のテーブルからしきい値を取得するので、処理を簡易にできる。また、電流値をもとに導出したしきい値と、しきい値を導出したタイミングにおいて取得した環境情報とを対応づけて記憶するので、環境に適したしきい値を使用できる。また、取得した環境情報が台風情報を含む場合、しきい値を増加させるので、負荷変動を検出しなくできる。また、環境情報に台風情報が含まれる場合、家屋の破損リスクが高くなるので家屋の保護を優先してしきい値を下げるので、シャッターカーテン３０を停止しなくできる。また、シャッターカーテン３０が停止しなくなるので、シャッターカーテン３０の閉じ動作を優先的に行い、家屋の防災機能を高めることができる。

本開示の一態様の概要は、次の通りである。本開示のある態様の電動開閉体（１０００）は、シャッターカーテン（３０）を巻き取り可能な巻き取り軸（６０）に回転動力を出力する電動部（８０）と、電動部（８０）の回転に関連するパラメータの値を検出するパラメータ値検出部（４１６）と、パラメータ値検出部（４１６）において検出したパラメータの値がしきい値よりも大きい場合、シャッターカーテン（３０）の負荷変動を検出する負荷変動検出部（４２８）と、環境情報を取得する取得部（４５０）とを備える。負荷変動検出部（４２８）は、取得部（４５０）において取得した環境情報をもとにしきい値を調節する。

パラメータ値検出部（４１６）は、パラメータの値として、電動部（８０）を回転させるための電流の値を検出してもよい。

取得部（４５０）は、環境情報を外部のセンサ（５００）から通信により取得してもよい。

環境情報としきい値との対応関係を記憶する記憶部（４５４）をさらに備えてもよい。負荷変動検出部（４２８）は、取得部（４５０）において取得した環境情報をもとに、記憶部（４５４）に記憶した対応関係からしきい値を取得してもよい。

パラメータ値検出部（４１６）において検出したパラメータの値をもとにしきい値を導出する導出部（４５２）をさらに備えてもよい。記憶部（４５４）は、導出部（４５２）において導出したしきい値と、導出部（４５２）がしきい値を導出したタイミングにおいて取得部（４５０）が取得した環境情報とを対応づけて記憶してもよい。

負荷変動検出部（４２８）は、取得部（４５０）において取得した環境情報が特定の情報を含む場合、しきい値を増加させてもよい。

以上、本開示を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素あるいは各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本開示の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

１０ 開口部、 １２ サッシ、 ２０ ガイドレール、 ３０ シャッターカーテン、 ３２ スラット、 ３４ ねじ、 ４０ シャッターケース、 ４２ ブラケット、 ４４ 支持軸、 ６０ 巻き取り軸、 ６２ 回転枠、 ６４ 従動輪、 ６６ 巻き取りばね、 ７２ 固定部、 ８０ 電動化ユニット（電動部）、 ８２ 本体、 ８４ 駆動輪、 ８６ モータ、 ８８ 制御部、 ９０ 減速機、 ２００ 通信線、 ３００ コントローラ、 ３１０ 操作部、 ３１２ 操作制御部、 ３１４ 第２有線通信部、 ３１６ 第２接続部、 ４１０ 第１接続部、 ４１２ 第１有線通信部、 ４１４ 位置制御部、 ４１６ 第１検出部（パラメータ値検出部）、 ４１８ 速度制御部、 ４２０ 微分部、 ４２２ 電流制御部、 ４２４ 第２検出部、 ４２８ 第３検出部（負荷変動検出部）、 ４５０ 取得部、 ４５２ 導出部、 ４５４ 記憶部、 ５００ 外部装置、 ５０２ ネットワーク、 １０００ シャッターシステム。

Claims (7)

1. シャッターカーテンを巻き取り可能な巻き取り軸に回転動力を出力する電動部と、
   前記電動部の回転に関連するパラメータの値を検出するパラメータ値検出部と、
   前記パラメータ値検出部において検出した前記パラメータの値がしきい値よりも大きい場合、前記シャッターカーテンの負荷変動を検出する負荷変動検出部と、
   環境情報を取得する取得部とを備え、
   前記負荷変動検出部は、前記取得部において取得した前記環境情報をもとに前記しきい値を調節する電動開閉体。
2. 前記パラメータ値検出部は、前記パラメータの値として、前記電動部を回転させるための電流の値を検出する請求項１に記載の電動開閉体。
3. 前記取得部は、前記環境情報を外部のセンサから通信により取得する請求項１または２に記載の電動開閉体。
4. 前記環境情報と前記しきい値との対応関係を記憶する記憶部をさらに備え、
   前記負荷変動検出部は、前記取得部において取得した前記環境情報をもとに、前記記憶部に記憶した前記対応関係から前記しきい値を取得する請求項１から３のいずれか１項に記載の電動開閉体。
5. 前記パラメータ値検出部において検出した前記パラメータの値をもとに前記しきい値を導出する導出部をさらに備え、
   前記記憶部は、前記導出部において導出した前記しきい値と、前記導出部がしきい値を導出したタイミングにおいて前記取得部が取得した前記環境情報とを対応づけて記憶する請求項４に記載の電動開閉体。
6. 前記負荷変動検出部は、前記取得部において取得した前記環境情報が特定の情報を含む場合、前記しきい値を増加させる請求項１から５のいずれか１項に記載の電動開閉体。
7. 請求項１から６のいずれか１項に記載の電動開閉体に実行させるためのプログラム。

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