JP2648967B2

JP2648967B2 - 電動シャッターの開閉制御装置

Info

Publication number: JP2648967B2
Application number: JP1176712A
Authority: JP
Inventors: 徹安田; 隆義安達
Original assignee: AICHI DENKI KK
Current assignee: AICHI DENKI KK
Priority date: 1989-07-07
Filing date: 1989-07-07
Publication date: 1997-09-03
Anticipated expiration: 2012-09-03
Also published as: JPH0339591A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、例えば、建築物の間口を開閉する電動シャ
ッターの開閉制御装置に関するもので、その目的は、シ
ャッター等の間口開閉手段の上限及び下限停止位置の設
定を地上において迅速容易に行い得るようにするととも
に、シャッターの運転中、あるいは、停止後の制動及び
運転時における制動解除を簡素な構成で迅速確実に行う
ようにした電動シャッターの開閉制御装置を提供するこ
とにある。

〔従来の技術〕

従来、電動シャッターの上限及び下限停止位置の設定
は、通常シャッター開閉機に内蔵したリミットスイッチ
により行っていた。前記シャッターに使用される機械式
のリミットスイッチは、例えば、特公昭56−38753号公
報の従来技術の欄に記載されているように、シャッター
開閉機内に上限及び下限停止位置に相当する場所に取付
け、シャッター開閉機の電動機によって駆動するリード
スクリユ軸に取付けたカム体を回動移動させ、前記上限
あるいは下限停止位置設定用のリミットスイッチを押圧
して電動機の駆動を停めることにより、シャッターを所
定の上限あるいは下限位置に保持させるように構成され
ていた。

〔発明が解決するための課題〕

前記の構成において、電動シャッターの上限及び下限
停止位置を設定するためのリミットスイッチは、前記の
ように、シャッター開閉機に内蔵されていることが多
く、このため、シャッターの設置後、専門の作業員が脚
立や足場板等を用いてシャッター開閉機が設置されてい
る天井裏等に上り、シャッターの操作スイッチと前記リ
ミットスイッチを交互に操作しながら、前記上限及び下
限のリミットスイッチの取付位置を調整していたので、
調整作業は手間がかかるばかりでなく、誰もが簡単に行
えないという問題があった。

その上、シャッターの設置時に前記リミットスイッチ
の調整を行っても、経時変化によって設定位置の変更が
必要な場合、あるいは、塗装作業後やシャッターの設置
に伴う付帯工事の関係から設定位置がずれたりしたよう
な場合等においては、改めてリミットスイッチの再調整
を必要とし、この再調整の都度、専門の作業員によって
再設定を行わなければならないと言う問題もあった。

又、シャッター開閉機のブレーキ装置は、一般にばね
部材の力によりシャッターの停止時は、そのプランジヤ
を電動機の回転子軸に止着したブレーキホイール側に押
圧させて電動機の制動をかけ、シャッターの昇降に際し
ては電磁マグネットに通電を行い、これを励磁させて前
記プランジヤを、ばね部材の力に抗して電磁マグネット
側に吸引して制動力を解除していた。しかし、前記ブレ
ーキ装置においては、プランジヤを常にブレーキホイー
ル側に押圧付勢するばね部材と、このばね部材を挿入す
るための挿入孔を電磁マグネットの鉄心に特別に設けな
ければならない等、ブレーキ装置の製作に際し、使用部
品が増加し、しかも、それに伴い組立にも手間がかか
り、ブレーキ装置の製作原価を結果的に高くする問題が
あった。

更に、近年電動シャッターは次第に大形化及び高速化
の傾向にあり、シャッターの停止時に直接ブレーキ装置
を作動させると、シャッターの慣性力によってシャッタ
ー開閉機に大きな力がかかって減速装置等に大きな負担
を強いるとともに、ブレーキ装置自体の損耗も激しくな
る。この問題の解決策として、例えば、ブレーキ装置の
負担を軽減するために、電動シャッターの電動機への通
電を断った後、自己発電による発電ブレーキを併用する
ことも考えられるが、電動シャッターに使用する電動機
の多くは誘導電動機であるため、発電ブレーキを効果的
に作動させることが難しく、敢えてこれを行うとすれ
ば、シャッター速度に対応して変化する直流電流を誘導
電動機に流すことも考えられるが、これを行うには複雑
な制御回路を開発する必要があった。

〔発明の目的〕

本発明は前記の問題点を解消するためになされたもの
で、その目的とするところは、電動シャッターの設置後
その上限及び下限停止位置の設定を地上において行うよ
うにするとともに、シャッターの開閉時における制動力
の付与、あるいは、解除をブレーキ装置に大きな負担を
かけることなく行うことを可能とした信頼性の高い電動
シャッターの開閉制御装置を提供することを目的とす
る。

〔課題を解決するための手段〕

特許請求範囲の請求項１に記載した発明は、モータの
駆動によって発生するパルス信号をカウントしてシャッ
ターの現在位置を計測する手段と、前記モータの駆動に
よって発生するパルス信号とあらかじめ設定したシャッ
ターの上限停止位置及び下限停止位置の設定値とを比較
する手段と、前記比較手段による比較結果に基づいてモ
ータに駆動，停止等所定の指令信号を出力する手段と、
電磁マグネットの吸着面側にはモータ側に設けたブレー
キ装置のブレーキホイールとの間において永久磁石から
なるプランジャを備え、かつ、このプランジャを、モー
タの起動・停止に伴い電磁マグネットあるいはブレーキ
装置のブレーキホイールに吸引させる方向に前記電磁マ
グネットへの通電を切換えるための通電制御手段とを備
え、前記シャッターの開閉時において、前記シャッター
を所定の開，閉位置で自動停止させるように構成したこ
とを特徴とする。

特許請求の範囲の請求項２に記載した発明は、モータ
の駆動によって発生するパルス信号をカウントしてシャ
ッターの現在位置を計測する手段と、前記モータの駆動
によって発生するパルス信号とあらかじめ設定したシャ
ッターの上限停止位置及び下限停止位置の設定値とを比
較する手段と、前記比較手段による比較結果に基づいて
モータに駆動，停止等所定の指令信号を出力する手段
と、モータの起動・停止に伴い電磁マグネットへの通電
を切換えるための通電制御手段と、電磁マグネットの吸
着面側にはモータ側に設けたブレーキ装置のブレーキホ
イールとの間において永久磁石からなるプランジャを備
え、かつ、このプランジャを、モータの起動・停止に伴
い電磁マグネットあるいはブレーキ装置のブレーキホイ
ールに吸引させる方向に前記電磁マグネットへの通電を
切換えるための通電制御手段とを備え、更に、前記モー
タの回転速度が設定値を越えたとき、これを検出する手
段と、前記検出手段からの指令にてモータへの通電を断
つ手段と、前記通電を断れたモータから発生する誘起電
圧を外部に放電させて前記モータに制動力を付与する手
段とを備えてシャッターを所定の開，閉位置で自動停止
させるように構成したことを特徴とする。

〔作用〕

本発明は、ブラシレスDCモータに組込まれて、ロータ
の回転位置を検出する、即ち、ロータの回転に反応して
信号を発生するホールICからのパルス信号をカウントし
てブラシレスDCモータの回転数を計測し、この数値と事
前に設定した数値とを比較してシャッターの開閉時にお
ける停止位置の設定を迅速確実に、かつ、シャッターの
駆動手段から離れた場所で行うことができる。又、ブラ
シレスDCモータの使用により、シャッターの定速運転を
可能となしてシャッター停止時におけるブレーキ装置へ
の負担を軽減し、又、シャッターの開閉時における速度
が定速以上となったときは、自動的にブラシレスDCモー
タ自体に制動をかけて定速運転状態に減速させ、しか
も、前記ブレーキ装置にはその要部をなす電磁マグネッ
トに永久磁石からなるプランジヤを吸引，釈放可能に具
備させることにより、このプランジヤにばね部材等の特
別な押圧付勢手段を用いることなく制動力を付与させる
ことが可能となり、これによってシャッターを所定の停
止位置に迅速確実に保持させることができるようにした
ことを特徴とする。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図ないし第６図により説
明する。なお、本発明は例えば、家屋の窓部やガレージ
等に使用する電動シャッターに実施した例について説明
する。

第１図，第２図において、１は本発明の開閉制御装置
２を備えた電動シャッター３のシャッター開閉機で、円
筒状のケース４に内蔵されている。５は前記シャッター
開閉機（以下、単に開閉機という）１の外側に回転自在
に支承されてシャッター６の巻取を行うシャッター巻取
胴である。

次に前記開閉機１の詳細構造を第１図によって説明す
る。シャッター開閉機１は第１図の左方向から右側にか
けて、開閉制御装置２、ブレーキ装置７、ブラシレスDC
モータ（以下、単にDCモータという）８、DCモータ８の
回転を減速してシャッター巻取胴５を回転させる複数の
遊星歯車群からなる回転伝達装置９とからなり、前記各
部材はケース４内に横一列状態となって配設されてい
る。そして、前記ブレーキ装置７は、第３図で示すよう
に、鉄心10に電磁コイル11を巻装した電磁マグネット12
と、電磁マグネット12の鉄心10の吸着面13にDCモータ８
側に向けて水平に突設したガイドピン14と、前記ガイド
ピン14に係合支持されて水平方向には移動し、同方向に
回動しない、永久磁石からなるプランジヤ15と、DCモー
タ８の回転子軸8aに前記プランジヤ15と対向させて止着
したブレーキホイール16と、このブレーキホイール16に
展着した耐摩耗性に富む円環状のブレーキライニング17
とからなり、電磁マグネット12の励磁により、プランジ
ヤ15を鉄心10の吸着面13に吸着させてブレーキ装置７を
開放したり、逆にブレーキホイール16側に吸引させてDC
モータ８に制動をかけるように設けられている。

次に前記DCモータ８は第１図で示すように、ブレーキ
装置７と回転伝達装置９との間に収容されて、回転子軸
8aの一方端はブレーキ装置７に、他方端は回転伝達装置
９を介してその駆動軸18にそれぞれ駆動可能に結合され
ている。そして、前記回転伝達装置９の駆動軸18は第１
図に示すように、ケース４の一方の端部に嵌着した軸受
体19から軸受20を介して外方に回転自在に突出されてお
り、駆動軸18が突出しないケース４の他方端（第１図の
左方）はシャッター巻取胴５のブラケット21に溶着され
ている。又、前記シャッター巻取胴５は、その一方をブ
ラケット21に軸受部材22を介して回転自在に支持され、
他方は回転軸23を側方に突設した円形の取付体24に取付
けられ、この巻取胴５の取付けに際しては、第１図で示
すように、ケース４の軸受体19から突出する駆動軸18に
止着した連結ホイール25の外周にシャッター巻取胴５を
固着した状態でブラケット21側に突設した角形の係止軸
26を図示しない巻取室の側壁27等に回転不能に挿入し、
取付体24側に突設した回転軸23を巻取室の他方の側壁28
に軸受部材29を介して挿入することにより、前記シャッ
ター巻取胴５は、巻取室の側壁27,28間に軸受部材22,29
を介して回転自在に支承保持され、開閉機１の回転力は
DCモータ８→回転伝達装置９→駆動軸18→連結ホイール
25を経て巻取胴５に良好に伝達されてシャッター６の巻
取り、巻戻しを円滑に行うことができる。

次に前記開閉機１の運転により、シャッター６の開閉
を制御する開閉制御装置２の構成を第５図及び第６図に
より説明する。前記の開閉制御装置２はDCモータ８の回
転制御を行うことによってシャッター６の開閉制御を行
うもので、その構造を大別すると、第６図で示すよう
に、商用電源を所要の電圧に降圧して全波整流を行い定
電圧化した２種類の定電圧電源V_CC,V_DDを出力する電源
回路30と、ワンチップ４ビットマイクロコンピュータ
（以下、単にマイコン）31と、このマイコン31の入力端
側に接続したバックアップ電源回路32と、電圧検出回路
33と、停電検出回路34と、マイコンリセット回路35と、
前記マイコン31の出力端側に接続した電流遮断回路36
と、ドライブ回路37と、短絡回路38と、電磁マグネット
駆動回路39とによって構成されており、電源回路30の一
方の出力端から出力される定電圧電源V_CCは、電流遮断
回路36とドライブ回路37を介してDCモータ８に供給され
て該モータ８の駆動に行い、又、電源回路30の他方の出
力端から出力される定電圧電源V_DDは、前記した各回路3
2〜35及びマイコン31に動作用電源として供給される。

つづいて、前記各回路の構成を説明する。

最初に、バックアップ電源回路32は電源回路30の一方
の出力端V_DDと接地間に、ダイオードD₁及び抵抗R₁を介
して直列に挿入接続した電解コンデンサやバッテリ等か
らなる非常用電源41を備えて構成し、マイコン31に記憶
したデータが、停電時に消滅しないようにバックアップ
電源をマイコン31に供給して記憶を保持させる。電圧検
出回路33は、非常用電源41と抵抗R₁の接続点と、マイコ
ン31の入力端A₁との間に、抵抗R₂と接地抵抗R₃を挿入接
続して構成され、前記パックアップ電源回路32の電圧値
を常時監視している。停電検出回路34は電源回路30の一
方の出力端V_DDとマイコン31の入力端A₂との間に、抵抗R
₄と接地抵抗R₅を挿入接続して構成したもので、商用電
源が停電した場合、これを検出して停電と判断したと
き、マイコン31のプログラムシーケンスを一旦停止さ
せ、バックアップ電源回路32の非常用電源41から抵抗R₁
を通してマイコン31の電源部V_PPに入力される電流によ
り、前記マイコン31の内部メモリの記憶保持のみを行わ
せ、停電が回復した場合は、これを判断してマイコン31
の入力端A₃に挿入接続した公知のマイコンリセット回路
35により、再度マイコン31内のプログラムシーケンスを
動作させる。又、マイコン31の電源部V_PPには、電源回
路30の一方の出力端から定電圧電源V_DDが入力されてい
る。

次にマイコン31の出力端側に接続される回路の構成に
ついて説明する。

電流遮断回路36は、エミッタ接地のトランジスタQ
₁と、電源回路30の一方の出力端V_CCにエミッタを接続し
たトランジスタQ₂とを備え、トランジスタQ₁のベースは
抵抗R₆を介してマイコン31の出力端B₁と接続され、コレ
クタは抵抗R₇を介してトランジスタQ₂のベースと接続
し、更に、前記トランジスタQ₂のコレクターは、公知の
例えば、３相120゜通電方式のトランジスタインバータ
回路と３相ブリッジ方式の整流回路とを組合せて設けた
ドライブ回路37の入力端にダイオードD₅を介して接続さ
れている。一方、マイコン31の出力端B₁はDCモータ８の
運転時は“H"レベルに、制動時は“L"レベルにそれぞれ
変換してトランジスタQ₁をオン・オフさせる。

短絡回路38は、エミッタ接地のトランジスタQ₃を備え
て、そのベースは抵抗R₈を介してマイコン31の出力端B₂
と接続し、コレクタは抵抗R₉を介してドライブ回路37の
入力端と接続して構成され、DCモータ８の回転速度が定
速以上となった時に発生する誘起電圧が、ダイオードD₅
にて電流遮断回路36に逆流するのを防ぎ、抵抗R₉により
消費（放電）させて電流遮断回路36を前記誘起電圧から
保護する。このため、マイコン31の出力端B₂は、DCモー
タの運転中は、“L"レベルに、制動時は“H"レベルに変
換してトランジスタQ₃をオン・オフさせる。又、前記マ
イコン31の出力端B₃,B₄はドライブ回路37と接続されてD
Cモータ８への運転、停止及び正転，逆転の指令を行う
もので、出力端B₃からは運転，停止指令が、又、出力端
B₄からは正転，逆転指令がそれぞれ出力される。

電磁マグネット駆動回路39は、第1,第２のホトカプラ
PC₁,PC₂と１つのホトライアックPTとからなり、第１の
ホトカプラPC₁は、コレクターをマイコン31の出力端B₅
に接続したエミッタをホトトライアックPTのホトダイオ
ードD₂のアノード側に接続したホトトランジスタT₁と、
アノードは抵抗R₁₀を介して交流電源に、カソードは直
接交流電源に接続したホトダイオードD₃とを備え、又、
第２のホトカプラPC₂も、第１のホトカプラPC₁と同様
に、コレクタをマイコン31の出力端B₆に接続し、エミッ
タをダイオードD₂のアノードと接続したホトトランジス
タT₂と、交流電源に前記ホトダイオードD₃と逆並列に接
続されたホトダイオードD₄とを備え、更に、ホトトライ
アックPTはアノードをホトトランジスタT₁,T₂の各エミ
ッタと接続し、カソード側を接地したホトダイオードD₂
と、第１陽極を電磁マグネット12に接続し、第２陽極を
第1,第２のホトカプラPC₁,PC₂のホトダイオードD₃,D₄の
カソード及びアノードと接続した状態で交流電源に接続
したトライアックThとを備えて電磁マグネット駆動回路
39が構成され、電磁マグネット12自体は、その通電回路
に、電流の流れを切換（極性の切換）るためのホトカプ
ラPC₁,PC₂の一方をなすホトダイオードD₃,D₄と、電磁マ
グネット12への通電をオン・オフ制御する、即ち、スイ
ッチング素子の役割を果たすホトトライアックPTのトラ
イアックThとを挿入接続して交流電源に接続されてい
る。なお、マイコン31の出力端B₅,B₆は電磁マグネット
駆動回路39に通電指令を行わない場合は、“L"レベルに
なっており、又、通電指令が出力されたときは“H"レベ
ルとなり、そして、出力端B₅が“H"レベル（このとき出
力端B₆は“L"レベル）の場合、電磁マグネット12にプラ
ンジヤ15を吸引する方向の電流（第６図Ｘ方向）が通電
され、出力端B₆が“H"レベル（このとき出力端B₅は“L"
レベル）の場合、逆に、電磁マグネット12にプランジヤ
15を反発させる方向の電流（第６図Ｙ方向）が通電され
るようになっている。

次にマイコン31には、第５図で示すように、シャッタ
ー６の開閉時における上限停止位置と下限停止位置の設
定及び開閉途中におけるシャッター６の現在位置を示す
データの書き換可能なデータメモリ42と、マイコン31の
制御シーケンスのプログラムを記憶したマスクロム43
と、DCモータ８のホールIC45からインバートバッファN₁
を介してマイコン31の入力端A₇に入力されるパルス信号
をカウントし、先にデータメモリ42に記憶させた設定値
（上限又は下限）と一致したとき、ドライブ回路37と電
磁マグネット駆動回路39に、DCモータ８の停止指令と電
磁マグネット12への通電（制動）指令をそれぞれ出力す
る中央処理装置CPUと、電圧検出回路33、停電検出回路3
4等制御出力を発生する回路と接続した入力インターフ
ェース44と、電流遮断回路36やドライブ回路37等と接続
した出力インターフェース46とを備えており、前記マス
クロム43には次に示すプログラムが記憶させてある。

（１）ホールIC45から出力されるパルス信号をカウン
トしてシャッター６の現在位置を計測する機能と、（２）ホールIC45から出力されるパルス信号とあらか
じめ設定したシャッター６の上限値及び下限値とを比較
する機能と、（３）前記比較に従ってドライブ回路37へのDCモータ
８の運転、停止、正転、逆転を指令する機能と、（４）シャッター６の起動、停止に伴い電磁マグネッ
ト12への通電を一定時間行わせる機能と、（５） DCモータ８の回転速度を計測し、所定の速度を
超えた場合、DCモータ８自体に制動をかける指令を出力
する機能と、（６）停電時におけるシャッター６の上，下限値と現
在値とを記憶する機能とがプログラムされている。

なお、第６図中、47は電動シャッター３の操作部を示
し、図中・UDはシャッター６の上昇・下降選択用スイッ
チ（以下、選択スイッチという）、DSは運転・停止用ス
イッチ（以下運転スイッチという）、Ｍはシャッター６
の開閉操作を行う通常運転時と上，下限停止位置設定時
との切換えを行うスイッチ（以下、切換スイッチとい
う）をそれぞれ示し、選択スイッチUDと切換スイッチＭ
はトグルスイッチ構造をなし、運転スイッチDSは通常の
押ボタンスイッチが採用されており、各スイッチUD,DS,
MはそれぞれインバートバッファN₂,N₃,N₄を介してマイ
コン31の所定の入力端A₄,A₅,A₆に接続される。

次に動作について説明する。

電動シャッター３の施工後電源回路30に通電を行う
と、マイコンリセット回路35からの出力信号がマイコン
31の入力端A₃に入力され、マイコン31をリセットし、マ
イコン31は初期状態となる。マイコン31が初期状態の段
階ではデータメモリ42に何も記憶されていない。従っ
て、前記の状態で操作部47の各スイッチUD,DSを勝手に
操作して電動シャッター３を駆動させることにより、人
身、物損事故等が生じるのを防ぐために、マイコン31
は、切換スイッチＭを上，下限設定方向に切換えない限
り、電動シャッター３が駆動しないシーケンスとなって
いる。又、前記切換スイッチＭは電動シャッター３施工
後の誤操作を防ぐために、通常は操作部47の裏側等、正
面から見えない位置に設けられている。

次に電動シャッター３の開閉位置を決めるためのシャ
ッター６の上限停止位置と下限停止位置とを設定する場
合について説明する。先づ、上限停止位置を設定する場
合は、切換スイッチＭを上，下限設定方向に切換えた
後、シャッター６の昇降を選択する選択スイッチUDを上
昇側に選択し、つづいて運転スイッチDSを押すと、マイ
コン31の出力端B₅は“L"レベルから“H"レベルとなって
制動開放の出力信号が出力されて電磁マグネット駆動回
路39に設けた第１のホトカプラPC₁のホトトランジスタT
₁をオンさせる。すると、ホトカプラPC₁のホトダイオー
ドD₃は常時交流電源からの通電により発光しているた
め、前記第１のホトカプラPC₁はオン状態となってホト
トライアックPTのホトダイオードD₂を発光させてトライ
アックThを導通させ、これによってホトトライアックPT
をオンさせる。この結果、電磁マグネット12には第６図
において、交流電源からＸ矢視方向に電流が半波通電さ
れ、即ち、永久磁石からなるプランジヤ15の電磁マグネ
ット12と対向する面の磁極がＳ極の場合、電磁マグネッ
ト12の吸着面13はＮ極となる方向に電流を前記電磁マグ
ネット12のコイル11に流すことにより、プランジヤ15は
第４図のように、ブレーキホイール16から解離され、電
磁マグネット12に吸引されてブレーキ装置７を開放す
る。又、マイコン31の出力端B₃,B₄からは、ドライブ回
路37にDCモータ８の運転指令と、同モータ８を正転方向
に回転させる指令とが出力信号となって出力されてドラ
イブ回路37を動作させる。この際、マイコン31の出力端
B₁は“H"レベルの状態にあるため、電流遮断回路36のト
ランジスタQ₁,Q₂オン状態となり、電源回路30から出力
される定電圧電源V_CCは電流遮断回路36→ドライブ回路3
7を経てDCモータ８に供給されてこれを起動し、シャッ
ター巻取胴５を回転させてシャッター６を巻上げる。そ
して、シャッター６が所定の上限停止位置に達した時点
で運転スイッチDSを放すと、マイコン31の出力端B₃から
ドライブ回路37に運転停止の信号が出力されてドライブ
回路37の動作を停止させてDCモータ８を停める。又、前
記DCモータ８の停止と同時にマイコン31の出力端B₆が
“L"レベルから“H"レベルとなって制動用の出力信号を
電磁マグネット駆動回路39に出力し、第２のホトカプラ
PC₂のホトトランジスタT₂をオンして第２のホトカプラP
C₂をオン状態とする。これにより、ホトトライアックPT
のホトダイオードD₂を発光させ、トライアックThを前記
同様に導通させてホトトライアックPTをオンし、電磁マ
グネット12に交流電源から第６図で示すように、Ｙ矢視
方向に電流を流す。即ち、電磁マグネット12にはプラン
ジヤ15を反発させる磁極が生じる方向に電流を半波通電
する。このため、電磁マグネット12の吸着面13の磁極を
Ｎ極からＳ極に極性に反転させる。一方、プランジヤ15
の電磁マグネット12側に位置する面は、Ｓ極のままであ
るので、今まで電磁マグネット12に吸着されていたプラ
ンジヤ15は電磁マグネット12の極性がＮ→Ｓに切換えら
れたことによって急速に反発し、ブレーキホイール16側
に押動され、ブレーキライニング17と接触したDCモータ
８に制動をかける。なお、マイコン31の出力端B₅,B₆か
ら電磁マグネット駆動回路39に出力される。“H"レベル
の信号は、電磁マグネット12に交流電源が一定の時間半
波通電（約２秒）されたあと、直ちに“H"レベルとな
り、ホトカプラPC₁,PC₂をオフ状態に復帰させるように
なっているので、電磁マグネット12には必要以上の電流
が流れないように制御されている。これは、プランジヤ
15自体が永久磁石により設けられているため、電磁マグ
ネット12に確実に吸着してブレーキ装置７を開放した
り、逆に、釈放時はブレーキホイール側に吸着されてブ
レーキ装置７が確実に作動したことが確認できれば、電
磁マグネット12に通電を行う必要がないからである。前
記のようにして、シャッター６が停止した位置を上限停
止位置としてこれがマイコン31のデータメモリ42に記憶
される。

つづいて、シャッター６の選択スイッチUDを下降側に
選択したあと、運転スイッチDSを押すと、マイコン31の
出力端B₅は“L"レベルから“H"レベルとなって、シャッ
ター６の上昇時と同様に、電磁マグネット駆動回路39に
制動開放の出力信号が出力され、第１のホトカプラPC₁
及びホトトライアックPTを順次オン状態にし、電磁マグ
ネット12のコイル11にプランジヤ15を吸引にせる方向の
電流を交流電源から半波通電させ、ブレーキ装置７を開
放させると同時に、マイコン31の出力端B₃,B₄より、DC
モータ８の運転指令と、その逆回転方向に回転させる指
令とが出力信号となって出力し、ドライブ回路37を動作
させる。この結果、DCモータ８には電源回路30から出力
される定電圧電源V_CCが通電されて逆転方向に起動を開
始し、シャッター巻取胴５を上昇時とは逆方向に回転さ
せてシャッター６を巻戻しながら降下させる。この際、
DCモータ８の起動に伴い、DCモータ８に内蔵した回転子
の位置検出用のホールIC45から回転子の回転に応じたパ
ルスが発生し、このパルス信号はインバートバッファN₁
を介してマイコン31の入力端A₇に入力される。マイコン
31に入力されたパルス信号はマイコン31内部のデータメ
モリ42にシャッター６の現在値としてカウントされ、順
次記憶される。そして、シャッター６が所定の下限停止
位置に達した時点で運転スイッチDSを放すと、マイコン
31の出力端B₃からドライブ回路37に運転停止の信号が出
力し、ドライブ回路37の動作を停止させてDCモータ８の
駆動を停める。又、前記DCモータ８の停止と同時にマイ
コン31の出力端B₆が“L"レベルから“H"レベルとなっ
て、前記シャッター６上昇時と同様に、制動用の出力信
号が電磁マグネット駆動回路39に出力され、第２のホト
カプラPC₂及びホトトライアックPTを順次オン状態と
し、電磁マグネット12のコイル11にプランジヤ15を反発
させる方向の電流を交流電源から半波通電し、前記プラ
ンジヤ15をブレーキホイール16側に押動し、該ブレーキ
ホイール16に吸引させてブレーキ装置７を制動すること
により、DCモータ８をロック（制動）する。そして、前
記DCモータ８の運転中にホールIC45から出力するパルス
信号をカウントしていた値は、シャッター６の下限値と
して、この値をマイコン31のデータメモリ42に記憶させ
る。以上の操作により電動シャッター３の上限停止位置
と下限停止位置の設定を完了する。前記、シャッター６
の上，下限停止位置の設定後、切換スイッチＭは上、下
限設定位置から通常運転側の位置に切換える。

次に電動シャッター３を通常運転する場合について説
明する。

通常運転に際しては、操作部47の選択スイッチUDをシ
ャッター６の開閉方向、即ち、上昇又は、下降側にセッ
トした後、運転スイッチDSを操作して電動シャッター３
を駆動する。そして、シャッター６の駆動中はDCモータ
８のホールIC45から出力するパルス信号をマイコン31が
カウントし、そのカウント値と、データメモリ42に記憶
した上限停止位置あるいは下限停止位置を設定した設定
値とをマイコン31の中央処理装置CPUが比較し、カウン
ト値と設定値とが一致した場合、前記中央処理装置CPU
からマイコン31の出力端B₃,B₆を経て、DCモータ８の停
止指令及びブレーキ装置７の制動指令の各信号が、ドラ
イブ回路37と電磁マグネット駆動回路39とにほとんど同
時に出力されて、DCモータ８を停止させると同時に、該
モータ８をブレーキ装置７により制動をかけてシャッタ
ー６を定位置に自動停止させ、それ以上の移動を阻止し
てシャッター６の破損を防ぐ。

なお、電動シャッター３の使用中において、シャッタ
ー６の上限，下限の停止位置の再調整あるいは変更を行
うような場合は、前記と同様に切換スイッチＭ、選択ス
イッチUD、運転スイッチDSを操作して設定を行えばよ
い。更に、シャッター６を半開きにする場合は、その地
点で運転スイッチDSの投入操作を解除すればシャッター
６は停止する。この場合、マイコン31はDCモータ８から
のパルス信号のカウント値を記憶している。つづいて、
シャッター６を完全に開放、閉鎖する場合は、シャッタ
ー６の駆動により出力するホールIC45からパルス信号を
マイコン31がカウントし、現在値のカウント値と加算
し、その値が上，下限の設定値と一致すると、DCモータ
８は停止し、シャッター６を定位置に保持する。

次に停電時におけるマイコン31の動作について説明す
る。

交流電源が停電した場合、電源回路30の出力端から出
力する定電圧電源V_DDは当然のことながら各回路に供給
できなくなる。この状態ではマイコン31のデータメモリ
42に記憶したシャッター６の上限停止位置及び下限停止
位置を設定した設定値と、シャッター６自体の現在の停
止位置を示す現在値とが抹消されてしまうことになる。
このため、本発明においては、通常時に電源回路30から
出力される定電圧電源V_DDによりバックアップ電源回路3
2の非常用電源41を充電し、停電時は前記非常用電源41
から抵抗R₁を通してマイコン31の電源部V_PPに通電を行
い、停電時におけるマイコン31のデータメモリ42の記憶
保持を行う。又、前記停電時はマイコン31自体の消費電
力を少なくさせて長時間のバックアップを可能とするた
めに、停電検出回路34にて停電と判断したとき、マイコ
ン31のプログラムシーケンスを停止させ、前記データメ
モリ42に記憶させたメモリのみ記憶保持するようになっ
ておる。

そして、前記停電が回復して通常の通電状態に戻った
とき、マイコンリセット回路35から回復信号が出力さ
れ、マイコン31内のプログラムシーケンスを再動作させ
る。

次にシャッター６下降時における加速抑制制御につい
て説明する。

シャッター６の下降時、シャッター自体の重量による
加速現象が発生する。本発明においては、DCモータ８の
ホールIC45から出力するパルス信号をマイコン31でカウ
ントする作業とあわせて、マイコン31自体がDCモータ８
の回転速度の監視を行い、事前に設定した設定値以上の
回転速度となった場合、マイコン31の出力端B₁は“H"レ
ベルから“L"レベルとなって、電流遮断回路36に通電停
止の信号が出力される。このため、前記電流遮断回路36
のトランジスタQ₁はオフし、これに伴いトランジスタQ₂
もオフさせてドライブ回路37の動作を停止させ、電源回
路30から出力される定電圧電源V_CCのDCモータ８への通
電を断つ。前記電流遮断回路36による通電停止動作と同
時にマイコン31の出力端B₂は、“L"レベルから“H"レベ
ルとなり、短絡回路38を動作させる信号が出力され、短
絡回路38のトランジスタQ₃をオンさせる。前記DCモータ
８への通電停止によって該モータ８の回転子は空転し、
この空転現象によりDCモータ８のコイルに誘起電圧が発
生する。この誘起電圧はドライブ回路37を逆流し、ダイ
オードD₅にて電流遮断回路36に通流させることなく抵抗
R₉を通って短絡回路38から放電され、空転している回転
子に制動をかける。即ち、DCモータ８に制動をかける。
この場合、マイコン31の出力端B₂から出力される信号を
断，続制御することにより、DCモータ８に急制動をかけ
ることによって急激な速度変化が生じ、シャッター６の
降下に悪影響が及ぶのを防ぎながら滑かな減速制動を可
能とする。そして、DCモータ８の回転速度が規定の速度
まで減速されると、マイコン31はホールIC45からのパル
ス信号によってこれを確認し、その出力端B₁,B₂を“H"
レベル，“L"レベルとなして電流遮断回路36と短絡回路
38とを動作させる信号の出力を停止させる。この結果、
DCモータ８は再通電され運転を再開する。

なお、本発明は家屋の窓部やガレージ等に使用する開
閉機１内蔵形のシャッター巻取胴５を備えた電動シャッ
ター３の実施例について説明したが、これに限定するこ
となく、開閉機の駆動部とシャッター巻取胴とを分離
し、チェーン等を用いて開閉機の駆動を伝達するように
した大形のシャッターの開閉制御装置として使用するこ
とができることは勿論である。

〔発明の効果〕

本発明は、以上説明したように構成したので、次に示
すような効果を有する。

本発明は、電動シャッターの施工後におけるシャッ
ターの上限及び下限停止位置を設定する際し、従来のよ
うに、シャッター開閉機内に具備したりミットスイッチ
の取付位置を調整して設定するようにしたものと全く異
なり、DCモータの回転数を電気的に計測してシャッター
の停止位置を判断する手段を有効利用して、前記DCモー
タの正確な回転数を自動的に検出し、前記検出したこの
回転数に基づき、シャッターの上，下限停止位置の設定
作業を地上において、設定調整業務に精通した専門の作
業者に頼ることなく、誰でも迅速・容易に、しかも、確
実に設定作業を行うことができる。

しかも、本発明においては、電動シャッターの駆動
・停止に際し、DCモータに付設したブレーキ装置の開放
及び制動力付与にあたっては、電磁マグネットに吸引あ
るいは釈放されるプランジヤが永久磁石により形成され
ているので、前記プランジヤの動作は、電磁マグネット
に通電される電流の流れる方向を切換えるための通電制
御手段を具備するだけでよいため、DCモータに付設する
ブレーキ装置を簡素な構造で構成することができるとと
もに、プランジヤ自体は永久磁石で形成されているの
で、電磁マグネットの作動後は、電磁マグネットに通電
を行うことなく、吸着あるいは釈放位置に確実に保持さ
せることができ利便である。

更に、シャッターの下降時、シャッターの重量によ
ってDCモータが定速以上の回転速度で降下した場合、直
ちにDCモータへの通電を停止させるとともに、前記DCモ
ータの空転によって発生する誘起電圧を短絡回路を介し
て外部に円滑に放電させてDCモータを滑かに減速制動を
かけて停止させることができるので、DCモータを急制動
させることによって生ずる誘起電圧等により、DCモータ
の制御回路部品に与える弊害を排除し、DCモータを円滑
に駆動制御させる通電制御手段が備えられているので、
シャッターの開閉作業を円滑・良好に、かつ、所定位置
に迅速・確実に停止させることができる利点もある。

【図面の簡単な説明】第１図は本発明の開閉制御装置を備えた電動シャッター
におけるシャッター開閉機の縦断面図、第２図は電動シ
ャッターの使用状態を示す斜視図、第３図ないし第４図
はブレーキ装置の要部を示す縦断面図で、第３図はブレ
ーキ装置の制動時を、第４図は開放時をそれぞれ示す、
第５図は本発明の開閉制御装置を示すブロック図、第６
図は開閉制御装置の電気回路図である。１……シャッター開閉機、３……電動シャッター６……シャッター、７……ブレーキ装置 12……電磁マグネット、15……プランジヤ 31……４ビットマイクロコンピュータ、 36……電流遮断回路、38……短絡回路 39……電磁マグネット駆動回路、 47……操作部

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】モータの駆動によって発生するパルス信号
をカウントしてシャッターの現在位置を計測する手段
と、前記モータの駆動によって発生するパルス信号とあ
らかじめ設定したシャッターの上限停止位置及び下限停
止位置の設定値とを比較する手段と、前記比較手段によ
る比較結果に基づいてモータに駆動，停止等所定の指令
信号を出力する手段と、電磁マグネットの吸着面側には
モータ側に設けたブレーキ装置のブレーキホイールとの
間において永久磁石からなるプランジャを備え、かつ、
このプランジャを、モータの起動・停止に伴い電磁マグ
ネットあるいはブレーキ装置のブレーキホイールに吸引
させる方向に前記電磁マグネットへの通電を切換えるた
めの通電制御手段とを備え、前記シャッターの開閉時に
おいて、前記シャッターを所定の開，閉位置で自動停止
させるように構成したことを特徴とする電動シャッター
の開閉装置。
【請求項２】モータの駆動によって発生するパルス信号
をカウントしてシャッターの現在位置を計測する手段
と、前記モータの駆動によって発生するパルス信号とあ
らかじめ設定したシャッターの上限停止位置及び下限停
止位置の設定値とを比較する手段と、前記比較手段によ
る比較結果に基づいてモータに駆動，停止等所定の指令
信号を出力する手段と、電磁マグネットの吸着面側には
モータ側に設けたブレーキ装置のブレーキホイールとの
間において永久磁石からなるプランジャを備え、かつ、
前記プランジャを、モータの起動・停止に伴い電磁マグ
ネットあるいはブレーキ装置のブレーキホイールに吸引
させる方向に前記電磁マグネットへの通電を切換えるた
めの通電制御手段とを備え、更に、前記モータの回転速
度が設定値を越えたとき、これを検出する手段と、前記
検出手段からの指令にてモータへの通電を断つ手段と、
前記通電を断れたモータから発生する誘起電圧を外部に
放電させて前記モータに制動力を付与する手段とを備え
てシャッターを所定の開，閉位置で自動停止させるよう
に構成したことを特徴とする電動シャッターの開閉制御
装置。