JP3787005B2 - 開閉体の開閉装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、開閉体を開閉する開閉装置に関し、特に、開閉体の停止状態を保持する開閉体の開閉装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
シャッター等の開閉体は、開閉装置で開閉駆動される。
この開閉装置は、開閉体の開閉を上限位置や途中位置で停止させたとき、この停止位置を保持する必要がある。
このため、シャッタースラットの巻取りホイールにシャッタースラットの重量に平衡する釣り合い力を得るスプリングを設けたものがある。
また、開閉機に摩擦ブレーキを設け、常時所定の摩擦力により停止位置を保持する構成のものがある。
さらに、開閉機の動作に連動する電磁ブレーキを設け、開閉機の停止時にブレーキが働くよう構成することによって、開閉位置を保持するものもある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記スプリングを設けただけの構成では、シャッターが開閉する全ての位置（上下限位置の間）でシャッターを停止させたとき、スプリングのきき具合が異なるため、シャッターが自然に降下あるいは巻上がる不具合があった。
【０００４】
また、摩擦ブレーキは、常時一定のトルクで摩擦力を加えるものであるため、停電時等に手動でシャッターを開閉させようとしたときにこの開閉が重くなる欠点がある。
一方、電磁ブレーキを設けた構成のものは、開閉機の停止時にブレーキがかかる構成でらるため、非常時等にシャッターを手動で開閉させるためには、この電磁ブレーキを解除させる特別な解除機構が必要でコスト高となった。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、開閉体の開閉を停止させたときにこの状態を保持でき、簡単かつ安価に構成できる開閉体の開閉装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の開閉体の開閉装置は、請求項１記載のように、駆動電源に接続され、巻取りホイールにシャッタースラットの重量に平衡する釣り合い力を得るスプリングが設けられたシャッターである開閉体を、上昇、下降方向に開閉駆動する開閉機Ｍと、
前記開閉機Ｍの回転方向を検知する回転方向検知部２と、
前記開閉機Ｍの作動と停止を切り替える電源スイッチＸ２と、
この電源スイッチＸ２のＯＦＦ側の接点にかつブレーキ用電源に接続され、このブレーキ用電源から前記開閉機Ｍに対し供給される電流の方向を切り替える正転用及び逆転用の端子が設けられたブレーキスイッチＸ３と、
前記駆動電源に前記電源スイッチＸ２を介して接続されている前記開閉機Ｍが、前記電源スイッチＸ２がＯＦＦ側に切り替えられたことにより、前記駆動電源の供給が遮断されて停止状態のとき、前記回転方向検知部２が出力した前記開閉機Ｍの回転方向の信号に基づき、この回転方向とは逆方向に前記開閉機Ｍを回転駆動させる電流方向に、前記ブレーキスイッチＸ３の正転用あるいは逆転用の端子側に切り替え保持し、前記ブレーキ用電源から前記電源スイッチＸ２を介して前記開閉機Ｍに対し少なくとも前記開閉機Ｍが回転しない程度の微小電流値を供給するブレーキ制御部４と、
を具備したことを特徴とする。
【０００７】
なお、前記回転方向検知部２は、前記開閉機Ｍの回転軸に設けられ、該回転軸と一体に回転する磁石１ａと、
前記磁石１ａに対し所定角度隔てて設けられ、該磁石１ａの磁極の回転に基づき磁極が通過する毎に検出信号を出力する２個のホールＩＣ１ｂａ，１ｂｂとを有し、
前記２個のホールＩＣ１ｂａ，１ｂｂから出力される検出信号の出力タイミングに基づき、前記開閉機Ｍの回転方向を検知する構成としてもよい。
【０００８】
上記構成によれば、駆動電源に電源スイッチＸ２を介して接続されている開閉機Ｍが、電源スイッチＸ２がＯＦＦ側に切り替えられたことによって、駆動電源の供給が遮断されて停止状態のとき、例えば、停止状態の開閉体が自重で自然に下降しようとしたときや、スプリングの作用で上昇しようとする力が働くなど、いずれかの方向に前記開閉機Ｍが回転しようとする力が加えられると、この開閉機Ｍの回転が回転検出手段２で検出され、ブレーキ制御部４は、開閉機Ｍに対しこの回転と逆方向に開閉機Ｍを回転駆動させる電流方向に、ブレーキスイッチの正転用或いは逆転用の端子側に切り替え保持して、ブレーキ用電源からこの開閉機が回転しない程度の微小電流値を供給する。
これにより、開閉機Ｍは停止状態に保持され、すなわち、開閉機Ｍに対する外力が加えられても開閉体を停止位置に保持する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１，２は、本発明の開閉体の開閉装置を示す回路図である。うち、図１には開閉体の駆動部、図２には制御部が示されている。この実施の形態では、開閉体をシャッターとして説明する。
図１に示す開閉機Ｍは、直流モータで構成されシャッターに連結されており、正転（ＣＷ）でシャッターが上昇し、逆転（ＣＣＷ）で下降する。
【００１０】
この開閉機Ｍは、直流駆動電源に開閉スイッチＸ１，電源スイッチＸ２を介して接続されている。これらスイッチＸ１，Ｘ２はトグルスイッチあるいは制御部の制御で切り替えられるリレー接点で構成される。
開閉スイッチＸ１は、開閉機Ｍに対する電流方向を切り替え、正転あるいは逆転させる。
【００１１】
電源スイッチＸ２は、開閉機Ｍに対する直流駆動電源を供給あるいは遮断し、開閉機Ｍの作動と停止を切り替える。
この電源スイッチＸ２は、ＯＦＦ側の接点には、ブレーキスイッチＸ３を介してブレーキ用電源が接続されており、開閉機ＭがＯＦＦのとき（停止時）、この開閉機Ｍにはブレーキ用電源が供給される構成である。
【００１２】
ブレーキ用電源は、抵抗Ｒ及びツェナーダイオードＴＤによって、所定電圧の直流電源として開閉機Ｍに供給される。この電圧は少なくとも開閉機Ｍが回転駆動するに至らない微小電圧（微小電流）に設定する。外部に安定化電源等が設けられて所定電流のブレーキ用電源が供給されるときには、抵抗Ｒ及びツェナーダイオードＴＤは不要となる。
【００１３】
ブレーキスイッチＸ３は、正転用及び逆転用の端子が設けられ、電源スイッチＸ２のＯＦＦ端子を正転用あるいは逆転用の端子のいずれかに切り替え自在なリレー接点で構成され、後述するブレーキ制御部で切り替え制御される。
開閉機Ｍの停止後において、この開閉機Ｍが正転あるいは逆転し始めようとしたとき、この開閉機Ｍに対しこの回転方向と逆方向の電流（ブレーキ用電源）を流す側の端子に切り替えられる。
【００１４】
図２の制御部を説明すると、開閉機Ｍの回転は回転検出部１で検出される。
回転検出部１は、開閉機Ｍの回転軸に固定された円盤状の磁石１ａと、磁石１ａに対向配置された２個のホールＩＣ１ｂ（１ｂａ，１ｂｂ）で構成される。これら２個のホールＩＣ１ｂａ，１ｂｂは、磁石１ａを中心として互いが所定角度（図示の例では９０度）隔てて固定配置されている。
ホールＩＣ１ｂは、開閉機Ｍの回転で磁石１ａが回転し、磁極がホールＩＣ１ｂ部分を通過するとこの通過毎にパルス状の検出信号を出力する。
【００１５】
各ホールＩＣ１ｂａ，１ｂｂは、それぞれ磁石１ａが所定角度範囲（ホールＩＣの中心から各６０度づつ計１２０度の範囲）に位置している期間、検出信号を出力する。
図３にその状態を示すが、この図ではＮ極がホールＩＣ１ｂｂ部分に位置している状態を０度として記載してある。また、ホールＩＣ１ｂａ，１ｂｂはＮ極の磁極が接近時にのみ検出信号を出力するよう設定してある。
ホールＩＣ１ｂａは、磁石１ａの磁極が２１０度から３３０度の角度範囲に位置しているとき検出信号を出力する。
ホール１Ｃ１ｂｂは、磁石１ａの磁極が３００度から６０度の角度範囲に位置しているとき検出信号を出力する。
【００１６】
ホールＩＣ１ｂ及び以下の制御部は所定電圧の電源供給で作動する。
そして、ホールＩＣ１ｂの検出信号に基づき開閉機Ｍの回転方向が検知出力される。
回転方向検知部２には、ホールＩＣ１ｂａの検知信号が入力される立ち上がり検知部２ａ，立ち下がり検知部２ｂが設けられ、ホールＩＣ１ｂａの検出信号の立ち上がり及び立ち下がりが検出される。
この立ち上がり検知部２ａ，立ち下がり検知部２ｂの出力は、それぞれ一致部２ｃ，２ｄに出力される。
一致部２ｃ，２ｄはＮＡＮＤ回路等で構成され、それぞれにホールＩＣ１ｂｂの検知信号が入力される。
【００１７】
図４，５は、回転方向検知部２の各部における信号状態を示すタイミングチャートである。同図では図２に記載した箇所Ａ〜Ｋでの各信号波形が記載されている。
開閉機Ｍが正転方向に回転すると、図４に示すように、検出信号はホールＩＣ１ｂａから出力（信号Ｂ）された後、一部重なりホールＩＣ１ｂｂから出力（信号Ａ）される。
このとき、立ち上がり検知部２ａと立ち下がり検知部２ｂは、ホールＩＣ１ｂａの出力でそれぞれ立ち上がり信号（信号Ｃ）、立ち下がり信号（信号Ｄ）を出力する。
そして、一致部２ｄには、ホールＩＣ１ｂｂの検出信号（Ａ）と立ち下がり検知部２ｂの信号（Ｄ）が同時に入力され、この論理積が出力される（信号Ｋ）。この信号は、開閉機Ｍが正転方向（ＣＷ）に回転している正転信号を示している。
【００１８】
開閉機Ｍが逆転方向に回転すると、図５に示すように、検出信号はホールＩＣ１ｂｂから出力（信号Ａ）された後、一部重なりホールＩＣ１ｂａから出力（信号Ｂ）される。
このとき、立ち上がり検知部２ａと立ち下がり検知部２ｂは、ホールＩＣ１ｂａの出力でそれぞれ立ち上がり信号（信号Ｃ）、立ち下がり信号（信号Ｄ）を出力する。
そして、一致部２ｃには、ホールＩＣ１ｂｂの検出信号（Ａ）と立ち上がり検知部２ｂの信号（Ｃ）が同時に入力され、この論理積が出力される（信号Ｇ）。
この信号は、開閉機Ｍが逆転方向（ＣＣＷ）に回転している逆転信号を示している。
【００１９】
回転方向検知部２の出力は、位置検知部３に入力される。位置検知部３は、回転方向検知部から出力される検知信号（検出パルス）をカウントしてシャッターの開閉位置を検知する。このカウント値が予め設定された上限位置あるいは下限位置に達したとき、シャッターの開閉動作を停止させる。
【００２０】
そして、この位置検出部３に設けられたカウンタは、回転方向検知部２の出力に基づきカウント値を増加あるいは減少させる。
回転方向検知部２の一致部２ｃから検知信号が出力されると、カウントダウン部３ａがカウンタのカウント値を減少させ、一致部２ｄから検知信号が出力されると、カウントアップ部３ｂがカウンタのカウント値を増加させる。
また、カウントアップ部３ｂがカウント値を増加させるとき、シャッターが上昇している旨の上昇信号を出力し、カウントダウン部３ａがカウント値を減少させるとき、シャッターが下降している旨の下降信号を出力する。
【００２１】
回転方向検知部２の出力は、ブレーキ制御部４にも出力されている。
ブレーキ制御部４は、一致部２ｃ，２ｄがＮＡＮＤ回路で構成されているとき、それぞれの出力を反転する反転回路４ａ，４ｂが設けられる。尚、一致部２ｃ，２ｄがＡＮＤ回路のとき反転回路４ａ，４ｂは不要である。
反転回路４ａ，４ｂの後段には抵抗Ｒ１，Ｒ２とＴＲ１，ＴＲ２でなるスイッチング回路が設けられ、ブレーキリレーＸ３に供給する電流方向がいずれかに切り替えられる。
【００２２】
ブレーキリレーＸ３は、ラッチングリレーで構成され、通電方向に対応して駆動部のブレーキスイッチＸ３をいずれか一方に切り替えた状態で保持する。
そして、回転方向検知部２から正転信号が出力されたとき、ブレーキリレーＸ３はブレーキスイッチＸ３を逆転用の端子側に切り替える。
一方、回転方向検知部２から逆転信号が出力されたとき、ブレーキリレーＸ３はブレーキスイッチＸ３を正転用の端子側に切り替える。
【００２３】
次に、上記構成による動作を説明する。
シャッターを開閉状態から停止させたとき、シャッターがこの停止位置で上下方向に移動しようとすると、回転検出部１でこれが検出される。
回転方向検知部２は、この開閉機Ｍの回転方向を検知し、正転信号あるいは逆転信号を出力する。
ブレーキ制御部４は、この正転信号あるいは逆転信号に基づき、ブレーキリレーＸ３を駆動し、ブレーキスイッチＸ３を回転方向の逆方向に切り替え保持する。
【００２４】
図６は、開閉機Ｍ停止後にこの開閉機Ｍが回転しようとしたときにおける回転方向検知部２の各部の信号状態を示すタイミングチャートである。
例えば、開閉機Ｍの回転軸に固定された磁石１ａのＮ極が０度の位置にあり停止した後において、開閉機Ｍが反時計方向（ＣＣＷ方向）に回転したとき、ホールＩＣ１ｂｂの出力中にホールＩＣ１ｂａでも磁石１が検出され、立ち上がり検知部２ａを介して一致部２ｃからは逆転信号が出力される。
この後、磁石１ａのＮ極が１８０度の位置で停止した後において、今度は開閉機Ｍが時計方向（ＣＷ方向）に回転したとき、ホールＩＣ１ｂａの出力中にホールＩＣ１ｂｂでも磁石１が検出され、立ち下がり検知部２ｂを介して一致部２ｄからは正転信号が出力される。
【００２５】
このようにして開閉機Ｍの回転方向が検知されると、例えば、停止状態のシャッターが自重で自然に下降しようとしたとき、回転方向検知部２は逆転信号を出力し、ブレーキ制御部４のブレーキリレーＸ３は、ブレーキスイッチＸ３を正転用の端子側に切り替える。
これにより、開閉機Ｍにはブレーキ用電源から所定電圧の正転用信号が供給され、この開閉機Ｍが停止状態に保持される。このとき開閉機に対しては、微小電流が供給され開閉機Ｍが正転方向に回転させるに至るものではなく、開閉機Ｍの回転を固定するブレーキ力が得られる。
したがって、シャッターは下降することなく停止位置に固定保持される。
【００２６】
一方、シャッターの停止位置によっては、巻取りホイールに設けられたスプリングの作用で停止状態のシャッターが自然に上昇しようとする力が働くことがある。
このとき、回転方向検知部２は正転信号を出力し、ブレーキ制御部４のブレーキリレーＸ３は、ブレーキスイッチＸ３を逆転用の端子側に切り替える。
これにより、開閉機Ｍにはブレーキ用電源から所定電圧の逆転用信号が供給され、この開閉機Ｍが停止状態に保持される。したがって、シャッターは上昇することなく停止位置に固定保持される。
【００２７】
このような開閉機Ｍの固定保持は、ブレーキ用電源からの電源供給に基づき開閉機Ｍに供給している期間中で働くものであるため、開閉機Ｍに対するブレーキ用電源の供給を開閉スイッチ等で遮断することで開閉機Ｍの固定保持を解除できる。
これにより、非常時には開閉スイッチを開く等して開閉機に対するブレーキ用電源の供給を遮断させれば、シャッターを手動で開閉させることができるようになる。
【００２８】
上記実施の形態では、開閉体として昇降するシャッターを例に説明したが、これに限らず水平に開閉するドア等に用いて停止状態を保持する構成とすることもできる。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、駆動電源に電源スイッチを介して接続されている開閉機が、電源スイッチがＯＦＦ側に切り替えられたことによって、駆動電源の供給が遮断されて停止状態のとき、例えば、停止状態の開閉体が自重で自然に下降しようとしたときや、スプリングの作用で上昇しようとする力が働くなど、上昇，下降のいずれかの方向に前記開閉機が回転しようとする力が加わると、この開閉機の回転が回転検出手段で検出され、ブレーキ制御部が、開閉機に対しこの回転と逆方向に開閉機を回転駆動させる電流方向に、ブレーキスイッチの正転用或いは逆転用の端子側に切り替え保持して、ブレーキ用電源からこの開閉機が回転しない程度の微小電流値を供給する。
これにより、開閉機は停止状態が保持され、すなわち、開閉機に対する外力が加えられても開閉体を停止位置に固定保持することができるようになる。
この効果は、従来用いられた電磁ブレーキ等の特別な機構を用いずに得ることができるものであり、耐久性に優れ故障しにくく、装置を低コスト化することができるようになる。
また、開閉体を手動で開閉させたいときには、ブレーキ用電源を遮断するだけで固定状態が解除され容易に行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の開閉装置の駆動部を示す回路図。
【図２】 同装置の制御部を示す回路図。
【図３】 回転検出部の構成を示す図。
【図４】 開閉機が正転方向に回転したときの回転方向検知部の各部の信号状態を示すタイミングチャート。
【図５】 開閉機が逆転方向に回転したときの回転方向検知部の各部の信号状態を示すタイミングチャート。
【図６】 開閉機が停止後に回転したときの回転方向検知部の各部の信号状態を示すタイミングチャート。

Claims (1)

1. 駆動電源に接続され、巻取りホイールにシャッタースラットの重量に平衡する釣り合い力を得るスプリングが設けられたシャッターである開閉体を、上昇、下降方向に開閉駆動する開閉機と、
   前記開閉機の回転方向を検知する回転方向検知部と、
   前記開閉機の作動と停止を切り替える電源スイッチと、
   この電源スイッチのＯＦＦ側の接点にかつブレーキ用電源に接続され、このブレーキ用電源から前記開閉機に対し供給される電流の方向を切り替える正転用及び逆転用の端子が設けられたブレーキスイッチと、
   前記駆動電源に前記電源スイッチを介して接続されている前記開閉機が、前記電源スイッチがＯＦＦ側に切り替えられたことにより、前記駆動電源の供給が遮断されて停止状態のとき、前記回転方向検知部が出力した前記開閉機の回転方向の信号に基づき、この回転方向とは逆方向に前記開閉機を回転駆動させる電流方向に、前記ブレーキスイッチの正転用あるいは逆転用の端子側に切り替え保持し、前記ブレーキ用電源から前記電源スイッチを介して前記開閉機に対し少なくとも前記開閉機が回転しない程度の微小電流値を供給するブレーキ制御部と、
   を具備したことを特徴とする開閉体の開閉装置。

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