JP3382419B2

JP3382419B2 - 電動ブラインド

Info

Publication number: JP3382419B2
Application number: JP16613395A
Authority: JP
Inventors: 宜憲藤谷; 彰良猿館; 啓三日野; 俊文須江
Original assignee: Tachikawa Corp
Current assignee: Tachikawa Corp
Priority date: 1995-06-30
Filing date: 1995-06-30
Publication date: 2003-03-04
Anticipated expiration: 2018-03-04
Also published as: JPH0913841A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ブラインドの上下移動
と羽根の開閉を共通のモータにより駆動する電動ブライ
ンドに関し、特にブラインドの羽根の回動速度を一定に
するための速度制御に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、この種のブラインドは、図２に
示すように窓の上端に固定されるヘッドボックス１と、
ヘッドボックス１から吊り下げられる多数の羽根２及び
ボトムレール３により構成されている。そして、ブライ
ンドを上下に移動させるための図示省略のリフティング
テープ（昇降テープ）がヘッドボックス１から吊り下げ
られて多数の羽根２を貫通して先端がボトムレール３に
固定され、また、羽根２を傾斜（チルト）させることに
より開閉させるための図示省略の２本のラダーコード
（チルトテープ）がヘッドボックス１から吊り下げられ
て全ての羽根２の両端に固定されている。したがって、
モータによりリフティングテープ又はラダーコードを上
下移動させることによりブラインドの上下移動と羽根の
開閉を行うことができる。ところで、ボトムレール３が
最も下の場所に位置する場合、複数の羽根２は全てラダ
ーコードにより吊り下げられ、リフティングテープによ
り支持されない。そして、ボトムレール３が最も下の位
置から上昇すると複数の羽根２が１枚ごとにボトムレー
ル３の上に乗ってリフティングテープにより支持され、
ラダーコードの負荷が徐々に重くなる。逆に、ボトムレ
ール３が最も上の位置から下降するとラダーコードの負
荷が徐々に軽くなる。

【０００３】したがって、ボトムレール３が中間位置に
位置する状態でラダーコードが移動すると、ラダーコー
ドにより支持されている羽根２のみが回動し、ボトムレ
ール３の上に乗っている羽根２は回動しないので、ブラ
インド（ボトムレール３）の位置にかかわらずモータに
一定電圧を印加して回転すると、ブラインドの高さに応
じて羽根２の回転速度が異なる。したがって、多数のブ
ラインドを併設して各ブラインドの羽根を同時に回動さ
せた場合に見苦しくなる。

【０００４】従来、ブラインドの高さにかかわらず羽根
の回動速度を一定にする方法としては、例えば特開平４
−85478号公報に示すようにラダーコードを駆動するた
めのモータの回転数をフォトインタラプタによりパルス
として検出し、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）がこの回
転数検出パルスが所定の回転数になるようにモータをサ
ーボ制御する方法が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の電動ブラインドでは、モータの回転数が所定の回転
数になるように制御するので、各ブラインド毎に大きさ
等の負荷が異なる場合に各ブラインド毎に羽根の回動速
度が異なるという問題点があり、特に多数のブラインド
を併設して各ブラインドの羽根を同時に回動させた場合
に見苦しくなるという問題点がある。なお、多数のブラ
インドを併設して各ブラインドの羽根が同一速度で回動
させる場合には各ブラインド毎に上記所定の回転数をＭ
ＰＵに設定しなければならない。また、多数のブライン
ドの各羽根を微小回動させる場合、負荷の違いによりバ
ラツキが発生する。

【０００６】本発明の第１の目的は、負荷が異なる複数
のブラインドの羽根を同一の角速度で回動させることが
できる電動ブラインドを提供することにある。

【０００７】本発明の第２の目的は、大きい突入電流が
流れても、電流制御ループの働きにより電流がシャット
ダウンし、過電流により機器の損傷を防止することがで
きる電動ブラインドを提供することにある。

【０００８】本発明の第３の目的は、伝達系のガタを吸
収することによって、構成部品を高精度に作らなくと
も、高精度の制御を行える電動ブラインドを提供するこ
とにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記第１の目的は、ブラ
インドを上下移動すると同時に羽根を回動するモータ
と、前記モータにより羽根の回動速度に応じた周波数の
パルスを発生する第１のパルス発生手段と、前記モータ
により上下移動するブラインドの速度に応じた周波数の
パルスを発生する第２のパルス発生手段と、羽根が理想
的な一定角速度で回動する状態に同期して一定の周期で
カウントするカウンタの値と前記第１のパルス発生手段
のパルス数を比較し、羽根の現在の理想的な角度と実際
の角度の差を出力するマイクロコンピュータと、前記マ
イクロコンピュータからの角度誤差を電圧に変換するＤ
／Ａ変換手段と、前記第２のパルス発生手段のパルスの
周波数に基づいて羽根の角速度誤差電圧を発生する周波
数−電圧変換手段と、前記Ｄ／Ａ変換手段により変換さ
れた電圧と前記角速度誤差電圧の差に基づいて前記モー
タに駆動電圧を印加する比較手段とを有する第１の手段
により達成される。

【００１０】前記第２の目的は、前記第１の手段におい
て、前記モータに流れる電流を検出する電流検出手段
と、前記電流検出手段により検出された電流に対応する
電圧を前記比較手段の駆動電圧から減算して前記モータ
に印加する電流リミッタ手段を更に備えた第２の手段に
より達成される。

【００１１】前記第３の目的は、前記第１の手段におい
て、前記羽根角度制御を行う時、前記モータを停止状態
から起動し、駆動力が伝達系を通って前記第１のパルス
発生手段のパルスを発生するまでの初期動作時、短期間
パルス制御を行うようにした第２の手段により達成され
る。

【００１２】

【作用】前記第１の手段にあっては、モータがブライン
ドを上下移動すると同時に羽根を回動する電動ブライン
ドにおいて、羽根の角速度に応じた周波数の第１のパル
スとブラインドの上下移動速度に応じた周波数の第２の
パルスが生成され、マイクロコンピュータにより羽根が
理想的な一定角速度で回動する状態に同期して一定の周
期でカウントするカウンタの値と第１のパルスの差が演
算され、羽根の現在の理想的な角度と実際の角度の差が
演算される。また、第２のパルス数に基づいて羽根の角
速度誤差電圧が算出され、角度誤差を示す電圧から減算
されてモータの駆動電圧が算出され、羽根の角速度が制
御される。したがって、負荷が異なる複数のブラインド
の羽根を同一の角速度で回動させることができる。

【００１３】前記第２の手段にあっては、大きい突入電
流が流れても、電流制御ループの働きにより電流がシャ
ットダウンし、過電流により機器の損傷を防止すること
ができる。

【００１４】前記第３の手段にあっては、伝達系のガタ
を吸収することによって、構成部品を高精度に作らなく
とも、高精度の制御を行える。

【００１５】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１は本発明に係る電動ブラインドの一実施例を
示すブロック図、図２(a),(b),(c)は電動ブラインドの
概略と操作部を示す構成図、図３は電動ブラインドの要
部縦断面図、図４はＡ−Ａ線断面図、図５はＢ−Ｂ線断
面図、図６(a),(b),(c)は高さセンサ部分の正面図，右
側面図及び背面図、図７(a),(b),(c)は角度センサ部分
の正面図，右側面図及び背面図、図８はセンサ組込前の
状態を示す説明図、図９(a),(b)は図１の高さセンサと
角度センサの原理をそれぞれ示す説明図、図１０は図１
のＭＰＵのブラインド上下移動時の動作を説明するため
のフローチャート、図１１は図１のＰＷＭ変換部と主要
波形を詳細に示す説明図、図１２は図１のＦ／Ｖコンバ
ータと主要波形を詳細に示す説明図、図１３は図１のＦ
／Ｖコンバータのブラインド上下移動時の関数を示す説
明図、図１４は図１のＦ／Ｖコンバータの関数の反転出
力を説明図、図１５は図１のＤＣモータのブラインド上
下移動時のＮ−Ｔカーブを説明図、図１６は図１のＭＰ
Ｕの位置指令値を示す説明図、図１７は図１のＦ／Ｖコ
ンバータの羽根回動時の関数を示す説明図、図１８は図
１のＤＣモータの羽根回動時のＮ−Ｔカーブを説明図、
図１９は図１のＭＰＵの羽根回動時の動作を説明するた
めのフローチャート、図２０は一実施例のパルス制御の
タイミングチャートである。

【００１６】先ず、この種の一般的なブラインドは図２
に示すようにヘッドボックス１、多数の羽根２及びボト
ムレール３により構成されている。そして、ブラインド
を上下に移動させるためにリフティングテープ（昇降テ
ープとも言う）４がヘッドボックス１から吊り下げられ
て多数の羽根２を貫通して先端がボトムレール３に固定
され、また、羽根２を傾斜（チルト）させることにより
開閉させるための１本のラダーコード（チルトテープと
も言う）５の各先端がヘッドボックス１から吊り下げら
れて全ての羽根２の両端に固定されている。

【００１７】なお、図２(a)においてボトムレール３は
上限位置を「０」、下限位置を「２５５」として高さが
８ビットで制御される。また、図２(b)において羽根２
は水平の場合に全開位置、この全開位置から一方の回動
方向がアップ全閉位置、他方の回動方向がダウン全閉位
置であり、羽根２の回動角度はアップ全閉位置からダウ
ン全閉位置まで各リミット位置間を８ビットで制御され
る。そして、このボトムレール３（ブラインド）の上下
移動と羽根２の開閉は、図２(c)に示すような操作部１
００の操作に基づいて図１に示す回路により制御され
る。なお、１０１はボトムレール３を上昇させるアップ
キー、１０２はボトムレール３を下降させるダウンキ
ー、１０３は羽根２の回動角度をアップ全閉位置へ駆動
させるスラット回転キー、１０４は羽根２の回動角度を
ダウン全閉位置へ駆動させるスラット回転キー、１０５
は各キーによる駆動を停止させるストップキーである。

【００１８】リフティングテープ４は図４及び図９(a)
に示すように、ヘッドボックス１内に設けられた巻取り
ドラム６により巻取り、巻き戻し可能に取り付けられ、
巻取りドラム６は図１に示すＤＣモータＭの正転、逆転
に応じて時計回り方向、反時計回り方向に回転してリフ
ティングテープ４をそれぞれ巻き取ったり、巻き戻し、
したがって、ボトムレール３が上下方向に移動する。

【００１９】また、図５及び図９(b)に示すように、ラ
ダーコード５はプーリ７に巻回され、巻取りドラム６と
プーリ７は同軸に、且つ図１に示すＤＣモータＭが回転
すると同時に回転するように構成されている。ここで、
ＤＣモータＭが回転すると巻取りドラム６は必ず回転し
てリフティングテープ４が巻取り、巻き戻しされるが、
ラダーコード５はプーリ７に巻回されているのみである
ので、羽根２がリミット位置まで回動するとプーリ７上
をスリップして移動しない。

【００２０】また、リフティングテープ４とラダーコー
ド５は、それぞれ図９(a)(b)に示すようにローラ８a、
９aと検出軸８b、９bのローラ対の間を通過するように
構成されている。この検出軸８b、９bには共に、例えば
48極に着磁されたロータマグネットが取り付けられ、ま
た、このロータマグネットに対向して２個のホールセン
サが取り付けられている。

【００２１】したがって、リフティングテープ４、ラダ
ーコード５がそれぞれ移動すると、各移動速度に応じて
ロータマグネットが回転してホールセンサが各移動速度
に比例した周波数のパルスを出力するので、単位時間当
たりのブラインド（ボトムレール３）の高さ及び移動速
度、羽根２の回動角度及び角速度を検出することができ
る。したがって、検出軸８b、９bにそれぞれ設けられた
ロータマグネット及びホールセンサは、ブラインドの高
さセンサ８、羽根２の角度センサ９を構成している。

【００２２】なお、２０はガイドコロ、２１はローラ８
aあるいは９aを支持し他端を軸２２によって支持された
ローラアーム、２３はローラアーム２１のローラ８aあ
るいは９aをリフティングテープ４あるいはラダーコー
ド５に付勢させるコイルバネ、２４はエンコーダ、２５
はエンコーダ２４の軸、２６はセンサ基板、２７はロー
ラ９aの回転をエンコーダ２４の軸２５に伝達するギ
ヤ、２８は高さセンサ８若しくは角度センサ９が取り付
けられる保持枠、２９は保持枠２８に設けられ、高さセ
ンサ８若しくは角度センサ９を係合固定する一対の係合
爪である。

【００２３】ここで、図８を参照して組立方法について
説明する。図８では既に角度センサ９が保持枠２８の一
対の係合爪２９，２９（図示せず）にスナップインさせ
て固定されている。そして、巻取りドラム６に巻かれた
リフティングテープ４を高さセンサ８のローラ８aと検
出軸８bの間を通し、さらに保持枠２８のガイドコロ２
０の左を通す。次に、高さセンサ８を保持枠２８の一対
の係合爪２９，２９にスナップインさせて固定する。次
に、巻取りドラム６（及びプーリ７）を保持枠２８内に
組み込む。なお、この際、角度センサ９のローラアーム
２１を矢印Ａ方向に動かすと、角度センサ９が退避され
るので巻取りドラム６を組み込みやすい。次いで、角度
センサ９のローラアーム２１を矢印Ａ方向に動かしラダ
ーコード５の左端部を保持枠２８の中から下方に通す。
そして、ラダーコード５の右端部をプーリ７に巻き付け
る形で保持枠２８の中から下方に通し、図５のように組
み込める。

【００２４】次に、ブラインドを上下移動させる場合の
動作を説明する。ここで、ＤＣモータＭを一定電圧で回
転させた場合には、ブラインドの自重により下降時には
速度が早くなり、逆に上昇時には速度が遅くなる。ま
た、ブラインドの高さ、すなわちボトムレール３の高さ
に応じてリフティングテープ４の巻取り径が異なるの
で、ＤＣモータＭを一定速度で回転した場合のリフティ
ングテープ４の速度は、ボトムレール３が下方に位置す
る場合には遅く、逆にボトムレール３が上方に位置する
場合には早い。

【００２５】更に、ラダーコード５の負荷は、ボトムレ
ール３が最も下の場所に位置するときには全ての羽根２
がラダーコード５により支持されるので最も大きい。そ
して、ボトムレール３が上昇するにつれてボトムレール
３の上に羽根２が乗り、ボトムレール３上の羽根２の分
だけラダーコード５が緩むので負荷が小さくなり、ボト
ムレール３が最も上の場所に位置するときにはボトムレ
ール３と全ての羽根２による最小値の負荷となる。すな
わち、この種のブラインドでは、ボトムレール３が下方
に位置する場合にはラダーコード５の負荷は大きく、逆
に、ボトムレール３が上方に位置する場合にはラダーコ
ード５の負荷は小さい。

【００２６】図１において、先ず、ブラインドを上下移
動させる場合のＤＣモータＭの駆動方法について説明す
る。ＤＣモータＭはトランジスタＱ１〜Ｑ４とスイッチ
ＳＷを介して＋24Ｖの電圧を印加することにより正転、
逆転、ショートブレーキ停止するように制御される。ト
ランジスタＱ１、Ｑ２とスイッチＳＷはＭＰＵ１０から
のブラインドのＵＰ、ＤＯＷＮ、ＳＴＯＰ指令に基づい
て制御され、トランジスタＱ３、Ｑ４はスイッチＳＷに
応じてオン、オフする。例えばブラインドＵＰ：Ｑ１，Ｑ４：ＯＮ，Ｑ２，Ｑ３：ＯＦＦ→Ｍ：正転ブラインドＤＯＷＮ：Ｑ１，Ｑ４：ＯＦＦ，Ｑ２，Ｑ３：ＯＮ→Ｍ：逆転ブラインドＳＴＯＰ：Ｑ１，Ｑ４：ＯＦＦ，Ｑ３，Ｑ４：ＯＮ→Ｍ：ショート
ブレーキ停止、保持させる。また、正転、逆転時にＤＣ
モータＭに印加される電流が抵抗Ｒと比較器１９aより
成る電流センサ１９により検出され、電圧として比較器
１７に印加される。

【００２７】高さセンサ８により検出された高さデータ
（周波数）はＭＰＵ１０とＦ（周波数）／Ｖ（電圧）コ
ンバータ１５に印加される。なお、このブラインドの上
下移動時には角度センサ９の検出信号は用いられない。
ＭＰＵ１０はブラインドの現在の理想的な高さ位置指令
と実際の高さデータＨを比較してその差に応じたシリア
ルデータを８ビットのＤ／Ａコンバータ１１に出力し、
Ｆ／Ｖコンバータ１５は高さデータ（以下、ＦＧ入力）
に応じたブラインドの速度エラー電圧を比較器１３に印
加する。

【００２８】ＭＰＵ１０の高さ制御処理を図１０を参照
して説明する。先ず、操作部１００を介して高さ動作指
令があると(ステッフ゜S1)、モータＭをオンにすると共にブ
ラインドが理想的な速度で上下移動する状態に同期して
カウントするリファレンス位置カウンタをスタートする
(ステッフ゜S2)。次いで動作停止要求がない場合には例えば
６msecの時間待機し(ステッフ゜S3→S4)、６msecの時間が経
過するとリファレンス位置カウンタをカウントアップ
し、そのカウント値と現在位置(高さデータＨのカウン
ト値）の差（図１に示す比較器Ａ）をＤ／Ａコンバータ
１１に出力する(ステッフ゜S4→S5)。以下、ＭＰＵ１０は６m
sec(166.7Hz)の周期で位置指令を出力する。そして、ステ
ッフ゜S3において操作部１００を介して動作停止要求があ
ると、リファレンス位置カウンタの値をターゲット位置
格納ＲＡＭに格納し(ステッフ゜S6)、次いでターゲット位置
と現在位置が一致するまでモータＭのオンを継続し(ステッ
フ゜S7)、一致するとモータＭを停止させる(ステッフ゜S8)。

【００２９】図１に戻り、Ｄ／Ａコンバータ１１により
Ｄ／Ａ変換された電圧はアンプ１２により増幅され、位
置偏差（速度指令値）として比較器１３に印加され、Ｆ
／Ｖコンバータ１５からの速度エラー電圧が減算され
る。比較器１３の出力電圧はアンプ１４により最大値が
５Ｖになるように増幅された後比較器１６に印加され、
電流センサ１９からのモータ電流に応じた電圧が減算さ
れ、モータＭの駆動電流が制御されてトルクが制御され
る。そして、比較器１７の出力電圧はアンプ１７により
増幅された後、ＰＷＭ変換回路１８により電圧に応じた
パルス幅のパルス信号に変換され、スイッチＳＷを介し
てトランジスタＱ３、Ｑ４のゲートに印加される。

【００３０】ここで、ＤＣモータＭの回転数を一定に保
つためには、負荷に応じてモータＭの発生するトルクを
制御する必要がある。トルクはモータＭに流れる電流Ｉ
に比例し、電流を多く流す場合にはモータＭの駆動電圧
を上げ、逆にトルクを下げる場合には駆動電圧を下げ
る。モータの駆動電圧は、図１１に示すように制御電圧
が０Ｖの時には０Ｖ、５Ｖの時には24Ｖ、2.5Ｖの時に
は12Ｖが印加される。なお、制御電圧＝12Ｖの時には実
際には24Ｖ、50kHz、デューティ比50％のパルス電圧で
あるが、これは理論的には12Ｖの直流電圧と同じであ
る。

【００３１】図１に示す電流センサ１９は、モータＭに
２Ａの電流が流れると５Ｖの電圧が得られるように構成
され、この電圧が比較器１６の−入力端子に印加される
ので、比較器１６の＋入力端子には最大値が５Ｖの電圧
が印加されることから、電流制御ループ（電流センサ１
９、比較器１６、アンプ１７、ＰＷＭ変換部１８、スイ
ッチＳＷ、トランジスタＱ１〜Ｑ４及びモータＭ）は、
モータＭに流れる電流が２Ａ以下に抑える電流リミッタ
として働く。従って、電流制御ループの働きにより電流
がシャットダウンし、過電流により機器の損傷を防止す
ることができる。

【００３２】次に、Ｆ／Ｖコンバータ１５について説明
する。最も一般的なＦ／Ｖコンバータ１５は図１２に示
すようなＣＲ発振器１５aのＳ／Ｈ（サンプルホール
ド）型であり、その働きはＣ、Ｒの時定数により決まる
のこぎり波を発振器１５aにより生成することができ
る。すなわち、発振器１５aは高さセンサ８からの入力
パルスＦＧの立ち上がりでリセットされてその時点での
こぎり波を立ち上げ、パルスＦＧの立ち下がり時点での
こぎり波の電圧をサンプルホールドし、速度エラー電圧
として出力する。

【００３３】次に、速度サーボの問題点について説明す
る。 (1)ここで、上記のようなＦ／Ｖサーボでは、モータＭ
の負荷によって制御周波数が変化する。すなわち、図１
３に示すようにＦ／Ｖコンバータ１５の出力電圧は、制
御目標である速度から得られる信号ＦＧのフィードバッ
ク周波数に対して１対１であるが、本実施例では図１３
に示す関数を図１４に示すようにエラー電圧に対して2.
5Ｖで反転して使用する。

【００３４】本実施例の速度制御において2.5Ｖのエラ
ー電圧はモータＭの印加電圧の12Ｖと等価であり、図１
５に示すようなモータＭのＮ−Ｔカーブから負荷５kg・c
mにおいてモータ回転数が333Hzの場合に、モータＭは目
標制御周波数の333Hzで回転することができる。しか
し、負荷トルクが10kg・cmになると、モータＭの回転数
は下がり、信号ＦＧも333Hzより低くなる。そして、Ｆ
／Ｖコンバータ１５の出力電圧が３Ｖとなり、モータＭ
の印加電圧が１５Ｖとなり、その時の信号ＦＧは300Hz
となって釣り合う。逆に、負荷トルクが小さくなると、
同様な原理により負荷トルクが２kg・cmでは380Hzとな
る。このようにＦ／Ｖサーボでは、負荷による速度のず
れが生じるので、速度系のゲインを上げれば速度を小さ
くすることができるがゼロにはならないため、サイズの
異なるブラインドを連動させると速度差が累積され、下
限位置か上限位置まで巻き上げると各ブラインドの位置
誤差が生じる。

【００３５】(2)また、モータ起動から速度が安定する
まで負荷が異なると、起動時間が異なり、負荷が重いブ
ラインドは必ず遅れる。すなわち、速度が333Hzになる
までモータＭに印加される電圧は24Ｖが24Ｖであるの
で、図１５に示すＮ−Ｔカーブ特性より、負荷が違えば
過渡的な回転数の立ち上がりも当然差が生じる。負荷が
倍になれば、モータの時定数から立ち上がり時間が倍以
上、倍の時間より更に長くなる。そこで、上記(1)(2)に
おける速度制御の問題点を解決する点について説明す
る。ここで、図１において、初期的な位置偏差（アンプ
１２の出力）は「０」であるので、ＭＰＵ１０は速度指
令値としてシリアルデータ「80Ｈ」を出力し、このデー
タ「80Ｈ」は８ビットＤ／Ａコンバータ１１及びアンプ
１２により2.5Ｖに変換される。モータＭが以下の条件
で回転している時、モータ負荷：５kg・cm モータ回転数：333Hz（ＦＧ周波数）Ｆ／Ｖ出力：2.5Ｖ比較器１３の出力は2.5Ｖとなり、モータＭはＦＧ周波
数の333Hzで回転を続ける。ところが、モータ負荷が10k
g・cmになると、モータ回転数は300Hzとなり、Ｆ／Ｖ出
力は図１１より２Ｖとなる。速度指令値が2.5Ｖであれ
ば比較器１３の出力は３Ｖとなり、モータ負荷：10kg・cm モータ回転数：300Hz（ＦＧ周波数）Ｆ／Ｖ出力：2.0Ｖにより、モータＭはＦＧ周波数の300Hzで回転を続け
る。

【００３６】そこで、本実施例では、ＭＰＵ１０は位置
指令値（パルス数）と信号ＦＧの差を位置偏差として出
力している。すなわち、モータＭが333Hzから300Hzで回
転すると位置偏差が増大するので、ＭＰＵ１０は足りな
いＦＧパルス数だけ「80Ｈ」に加算し、シリアルデータ
として出力する。例えば13パルス分だけ少ない場合に
「８ＤＨ」を出力すると、アンプ１２の出力電圧は3.0
Ｖとなり、比較器１３は４Ｖを出力し、モータＭの印加
電圧が19.2Ｖとなり、モータＭは早く回転しようとす
る。そして、ＭＰＵ１０の出力が「９ＡＨ」のときに位
置偏差＝比較器１３の＋入力電圧が3.125Ｖとなり、そ
のときの−入力電圧が2.5Ｖであるので、比較器１３の
出力が3.75Ｖとなり、モータＭの印加電圧Ｖは18Ｖ、負
荷トルクは10kg・cm、回転数は333Hzとなる。したがっ
て、ＭＰＵ１０からの位置偏差が「９ＡＨ」のとき、モ
ータＭはＦＧ周波数の333Hzで回転を続ける。これは負
荷トルクが５kg・cmから10kg・cmに変化しても、最大の位
置ずれがＦＧパルス26個分(例えば7.8mm）で収束し、7.
8mmの位置ずれを保ったまま移動を続けることができる
ことを意味する。

【００３７】なお、上記説明ではアンプ１２、１４、１
７のゲインが「１」の場合であるが、このゲインを調整
することにより負荷の差による位置ずれを最小に抑える
ことができる。また、上記説明は、負荷が徐々に大きく
なるブラインドＵＰ時の動作であるが、負荷が徐々に小
さくなるブラインドＤＯＷＮ時の動作も同様であるので
その説明を省略する。但し、位置制御では図１６に示す
位置指令値に対してモータＭが必ず遅れながら追従する
ような値を決定する。また、位置制御における位置決め
誤差を最小にする方法は、モータＭの立ち上がり時にも
効果を有する。

【００３８】次に、羽根２を回動させる場合の動作を説
明する。この場合には、角度センサ９の検出信号がＭＰ
Ｕ１０に印加され、また、高さセンサ８の検出信号が羽
根２の角速度エラーを検出するためにＦ／Ｖコンバータ
１５に印加される。すなわち、前述したようにブライン
ドの高さに応じて羽根２の負荷が異なり、また、羽根２
を回動させる場合には羽根２がリミット位置まで回動す
るとラダーコード５がプーリ７上をスリップして移動
し、角度センサ９からパルスが得られないので、高さセ
ンサ８と角度センサ９の両方を用いている。

【００３９】先ず、図１９を参照してＭＰＵ１０の処理
を説明する。ここで、羽根２のＵＰ：羽根２のＤＯＷＮ：羽根２のＳＴＯＰ：時のトランジスタＱ１〜Ｑ４とスイッチＳＷの制御は、
それぞれブラインド移動時のブラインドＵＰ、ブラ
インドＤＯＷＮ、ブラインドＳＴＯＰ時の制御と同一
である。

【００４０】ところで、ＤＣギアドモータのギアのバッ
クラッシュやシャフト、プーリ、センサ機構部の駆動力
伝達系にガタがあるので、モータが回転を始めてからセ
ンサがパルスを発生するまでの間、モータは空走するこ
とになる。この空走期間があると、Ｆ／Ｖコンバータ１
５に入力されないため、Ｆ／Ｖコンバータ１５は最小値
を出力するので、モータに最大電圧が印加され、速度大
となり、速度変動の大きな要因となる。このガタを要因
とする速度変動を部品の精度を上げることなくなくし、
高精度の制御を実現するものである。

【００４１】図１９において、操作部１００を介して角
度動作指令があると(ステッフ゜S11)、モータＭをオンにする
と共に、モータ起動時のばらつきを吸収するためのパル
ス制御をスタートし、また、羽根２が理想的な一定角速
度で回動する状態に同期して一定の周期でカウントする
リファレンス位置カウンタをスタートする(ステッフ゜S12)。
ここで、このパルス制御について説明すると、図１にお
いて、初期動作時にＭＰＵ１０はモータＭのオンと同時
に比較器１６の＋入力に図２０のパルス制御セレクト信
号により、図２０のパルス制御出力（図２０の例では周
期１２ｍｓデューティ２５％、図１には図示せず）を
選択入力し、初期動作時の短期間（図２０の例では４８
ｍｓ）パルスにて制御する。この期間、モータＭには約
６Ｖの電圧が印加され、モータＭは回転し、ガタを吸収
することになる。機構部のガタを吸収後、図１の通常制
御ループに図２０のパルス制御セレクト信号によって切
り換える。このパルス制御が関わるところはステッフ゜S12,S
14,S15である。

【００４２】次いで動作停止要求がない場合にはパルス
制御が終了したか否かをチェックして終了するまで待機
し(ステッフ゜S13〜S15)、パルス制御が終了すると例えば12m
secの時間待機する(ステッフ゜S14→S16)。そして、12msecの
時間が経過するとリファレンス位置カウンタをカウント
アップし、そのカウント値と角度センサ９の出力パルス
のカウント値（羽根２の現在の角度）の差をＤ／Ａコン
バータ１１に出力する(ステッフ゜S16→S17)。以下、ＭＰＵ
１０は12msec(83.3Hz)の周期で角度指令を出力する。

【００４３】そして、ステッフ゜S13において操作部１００を
介して動作停止要求があると、リファレンス位置カウン
タの値をターゲット位置格納ＲＡＭに格納し(ステッフ゜S1
8)、次いで角度のターゲット位置と現在位置が一致する
までモータＭのオンを継続し(ステッフ゜S19)、一致するとモ
ータＭを停止させる(ステッフ゜S20)。また、図には示されて
いないが、角度センサ９の角度検出パルスが120msec以
上変化せず、その後、高さセンサ８の高さ検出パルスを
２パルス検出すると羽根２のリミットと判定してモータ
Ｍを停止する。

【００４４】ここで、羽根回動時には、ブラインド上下
移動時より目標とする周波数（すなわちモータＭの回転
数）は低く、図１７に示すように上下移動時の１／４の
83.3Hzである。また、モータＭの印加電圧は、図１８に
示すように負荷トルクが 5kg・cmのときは 6Ｖ負荷トルクが10kg・cmのときは12Ｖ負荷トルクが20kg・cmのときは24Ｖ必要となる。

【００４５】なお、従来例において説明したように、速
度サーボのみで制御を行うと次のような問題点が発生す
る。

【００４６】Ｆ／Ｖコンバータ１５による速度サーボ
のみでは、モータ負荷によってモータＭの回転数が変化
する。

【００４７】複数のブラインドを併設した場合の負荷
の違いによる各ブラインドの起動時間の差（各ブライン
ドのモータＭの速度の立ち上がりの違いから発生する羽
根２の位置ずれ）がある。

【００４８】そこで、図１において、初期的な角度偏差
（アンプ１２の出力）は「０」であるので、ＭＰＵ１０
は速度指令値としてシリアルデータ「40Ｈ」を出力し、
このデータ「40Ｈ」は８ビットＤ／Ａコンバータ１１及
びアンプ１２により1.25Ｖに変換される。モータＭが以
下の条件で回転している時、モータ負荷：５kg・cm モータ回転数：83.3Hz（ＦＧ周波数）Ｆ／Ｖ出力：1.25Ｖモータ印加電圧：６Ｖ比較器１３の−入力電圧は1.25Ｖ、比較器１３の出力電
圧は1.25Ｖとなり、モータＭはＦＧ周波数の83.3Hzで回
転を続ける。

【００４９】ところが、モータＭの負荷が10kg・cmのと
きは、モータＭの回転数は60Hzとなり、Ｆ／Ｖ出力は図
１８に示すＮ−Ｔカーブから0.625Ｖとなる。速度指令
値が1.25Ｖのままであれば、比較器１３の出力は1.875
Ｖとなり、モータ負荷：10kg・cm モータ回転数：60Hz（角度ＦＧ周波数）Ｆ／Ｖ出力：0.625Ｖモータ印加電圧：９Ｖから、モータＭはＦＧ周波数の60Hzで回転を続ける。

【００５０】そこで、本実施例では、ブラインド移動時
と同様に、ＭＰＵ１０は角度指令値（パルス数）と角度
信号ＦＧの差を位置偏差として出力している。すなわ
ち、モータＭが60Hzで回転すると角度偏差が増大するの
で、ＭＰＵ１０は足りないＦＧパルス数だけ「40Ｈ」に
加算し、シリアルデータとして出力する。そして、ＭＰ
Ｕ１０の出力が「60Ｈ」のときに角度偏差＝比較器１３
の＋入力電圧が1.875Ｖとなり、そのときの−入力電圧
が1.25Ｖであるので、比較器１３の出力が2.5Ｖとな
り、モータＭの印加電圧Ｖは12Ｖ、負荷トルクは10kg・c
m、回転数は83.3Hzとなる。

【００５１】したがって、ＭＰＵ１０からの角度偏差が
「60Ｈ」のとき、モータＭは角度ＦＧ周波数の83.3Hzで
回転を続ける。これは負荷トルクが５kg・cmから10kg・cm
に変化しても、最大の角度ずれが角度ＦＧパルス32個分
（例えば4.8mm）で収束し、4.8mmの角度ずれを保ったま
ま回転を続けることができることを意味する。

【００５２】また、上記説明ではアンプ１２、１４、１
７のゲインが「１」の場合であるが、このゲインを調整
することにより負荷の差による角度ずれを最小に抑える
ことができる。また、上記説明は、負荷が重くなる場合
の動作であるが、負荷が小さくなる場合の動作も同様で
あるのでその説明を省略する。但し、位置制御では図１
６に示す位置指令値に対してモータＭが必ず遅れながら
追従するような値を決定する。また、位置制御における
位置決め誤差を最小にする方法は、モータＭの立ち上が
り時にも効果を有する。

【００５３】ここで、本実施例の羽根回動時と従来例を
比較すると、従来例ではＭＰＵは速度制御のみを行って
いるのに対し、本実施例ではＭＰＵ１０は位置決めを主
として行い、速度制御が従である。すなわち、電動ブラ
インドではモータＭの回転速度はそれほど正確でなくて
もよいので、本実施例では負荷の変動が非常に大きいも
のについては角速度差による角度ずれが累積しないよう
に、角速度を少しだけ意図的に変化させて角度ずれを吸
収するようにしている。

【００５４】次に、羽根回動時に高さセンサ８の検出信
号を利用して羽根２のリミット位置の外でもモータＭを
回転させる理由について説明する。ところで、もし高さ
センサ８の出力パルスを位置制御用と速度制御用の両方
に使用し、図２(b)に示す羽根２のアップ全閉位置のリ
ミット位置寸前、及びダウン全閉位置のリミット位置寸
前で止めるようにＭＰＵ１０により制御すれば、リミッ
ト位置を越えて高さ検出パルスが出なくなることによる
速度の暴走を防止することができ、制御が可能である。

【００５５】しかしながら、実際には以下に示すよう
に、速度制御系には高さ検出パルスを使用して制御した
ほうが都合がよい。

【００５６】羽根２がリミット位置を越えても速度制
御系が暴走することなく、リミット位置寸前に止める必
要がない。

【００５７】リミット位置を越えても羽根２の角度を
制御することにより、毎回、角度位置をリセットするこ
とができるので、角度誤差が累積されない。

【００５８】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、モータが
ブラインドを上下移動すると同時に羽根を回動する電動
ブラインドにおいて、羽根の角速度に応じた周波数の第
１のパルスとブラインドの上下移動速度に応じた周波数
の第２のパルスが生成され、マイクロコンピュータによ
り羽根が理想的な一定角速度で回動する状態に同期して
一定の周期でカウントするカウンタの値と第１のパルス
の差が演算され、羽根の現在の理想的な角度と実際の角
度の差が演算されると共に、第２のパルス数に基づいて
羽根の角速度誤差電圧が算出され、角度誤差を示す電圧
から減算されてモータの駆動電圧が算出され、羽根の角
速度が制御されるので、負荷が異なる複数のブラインド
の羽根を同一の角速度で回動させることができる。

【００５９】請求項２記載の発明によれば、大きい突入
電流が流れても、電流制御ループの働きにより電流がシ
ャットダウンし、過電流により機器の損傷を防止するこ
とができる。

【００６０】請求項３記載の発明によれば、伝達系のガ
タを吸収することによって、構成部品を高精度に作らな
くとも、高精度の制御を行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電動ブラインドの一実施例を示す
ブロック図である。

【図２】(a),(b),(c)はブラインドの概略と操作部を示
す構成図である。

【図３】本発明に係る電動ブラインドの一実施例を示す
要部縦断面図である。

【図４】Ａ−Ａ線断面図である。

【図５】Ｂ−Ｂ線断面図である。

【図６】(a),(b),(c)は高さセンサ部分の正面図，右側
面図及び背面図である。

【図７】(a),(b),(c)は角度センサ部分の正面図，右側
面図及び背面図である。

【図８】センサ組込前の状態を示す説明図である。

【図９】(a),(b)は図１の高さセンサと角度センサの原
理をそれぞれ示す説明図である。

【図１０】図１のＭＰＵのブラインド上下移動時の動作
を説明するためのフローチャートである。

【図１１】図１のＰＷＭ変換部と主要波形を詳細に示す
説明図である。

【図１２】図１のＦ／Ｖコンバータと主要波形を詳細に
示す説明図である。

【図１３】図１のＦ／Ｖコンバータのブラインド上下移
動時の関数を示す説明図である。

【図１４】図１のＦ／Ｖコンバータの関数の反転出力を
説明図である。

【図１５】図１のＤＣモータのブラインド上下移動時の
Ｎ−Ｔカーブを説明図である。

【図１６】図１のＭＰＵの位置指令値を示す説明図であ
る。

【図１７】図１のＦ／Ｖコンバータの羽根回動時の関数
を示す説明図である。

【図１８】図１のＤＣモータの羽根回動時のＮ−Ｔカー
ブを説明図である。

【図１９】図１のＭＰＵの羽根回動時の動作を説明する
ためのフローチャートである。

【図２０】本発明に係る電動ブラインドの一実施例のパ
ルス制御のタイミングチャートである。

【符号の説明】

２羽根３ボトムレール４リフティングテープ（昇降テープ）５ラダーコード（チルトテープ）６昇降ドラム７プーリ８高さセンサ９角度センサ１０ＭＰＵ（マイクロプロセッサ）１１Ｄ／Ａコンバータ１２，１４，１７アンプ１３，１６比較器１５Ｆ／Ｖコンバータ１８ＰＷＭ変換部１９電流センサＭＤＣモータＱ１〜Ｑ４トランジスタＳＷスイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者須江俊文東京都港区海岸１丁目11番１号立川ブラインド工業株式会社内 (56)参考文献特開平４−85478（ＪＰ，Ａ) 実開昭63−4195（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E06B 9/32

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ブラインドを上下移動すると同時に羽根
を回動するモータと、前記モータにより羽根の角速度に応じた周波数のパルス
を発生する第１のパルス発生手段と、前記モータにより上下移動するブラインドの速度に応じ
た周波数のパルスを発生する第２のパルス発生手段と、羽根が理想的な一定角速度で回動する状態に同期して一
定の周期でカウントするカウンタの値と前記第１のパル
ス発生手段のパルス数を比較し、羽根の現在の理想的な
角度と実際の角度の差を出力するマイクロコンピュータ
と、前記マイクロコンピュータからの角度誤差を電圧に変換
するＤ／Ａ変換手段と、前記第２のパルス発生手段のパルスの周波数に基づいて
羽根の角速度誤差電圧を発生する周波数−電圧変換手段
と、前記Ｄ／Ａ変換手段により変換された電圧と前記角速度
誤差電圧の差に基づいて前記モータに駆動電圧を印加す
る比較手段とを有することを特徴とする電動ブライン
ド。
【請求項２】前記モータに流れる電流を検出する電流
検出手段と、前記電流検出手段により検出された電流に対応する電圧
を前記比較手段の駆動電圧から減算して前記モータに印
加する電流リミッタ手段を更に備えたことを特徴とする
請求項１記載の電動ブラインド。
【請求項３】前記羽根角度制御を行う時、前記モータ
を停止状態から起動し、駆動力が伝達系を通って前記第
１のパルス発生手段のパルスを発生するまでの初期動作
時、短期間パルス制御を行うようにしたことを特徴とす
る請求項１記載の電動ブラインド。