JP3826342B2 - ポテンショメータを用いた開閉機の制御装置、及びシャッターカーテンの上限停止位置及び下限停止位置の設定方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シャッターカーテンの位置検出を行なうポテンショメータを有する開閉機の制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ポテンショメータを使用して位置検出を行なう機構は既に実用化されており、この方法によれば、スイッチ接点を持つリミットスイッチを設ける必要がなく、押ボタンスイッチ操作やリモコンで停止位置の設定が可能である。このようなポテンショメータを用いたシャッター開閉機の制御手法については、特公平６−３１５０１号に開示されている。
【０００３】
しかしながら、このようなシステムにおいて、ポテンショメータの回転シャフトが上限または下限の時に端部の状態で設定されると次の不具合が生じる。第一に、ポテンショメータは可変抵抗器であり端部は抵抗値が不安定となっているため、最もポテンショメータでの精度が欲しい位置で精度が劣ることになる。第二に、上限ではエマージェンシースイッチによる停止、下限ではブレーキ開放による手動操作、煙感知器連動による自重降下やオーバーランスイッチ作動時に、ポテンショメータのシャフトが更に回転するために設定位置がずれてしまうおそれがあった。このため、初期のシャフト位置の設定には注意が必要であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる不具合を解決するために創案されたものであって、ポテンショメータを用いた開閉機の制御装置において、ポテンショメータによる安定した精度が得られるようにすることを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を達成するために本発明が採用した技術手段は、シャッターカーテンの上限停止位置データ及び下限停止位置データを設定し、回転シャフトとスパイラル状の抵抗素子と該回転シャフトに設けた摺動子とからなる多回転型のポテンショメータによって検出したシャッターカーテンの位置データと、上記設定データとを比較することで該シャッターカーテンの駆動を制御するようにした開閉機の制御装置において、前記位置データの設定時に、抵抗素子に沿って摺動するポテンショメータの摺動子が、該抵抗素子の端部に設定されると判断した場合には、再設定モードとなるように構成されていることを特徴とするものである。
【０００６】
本発明に採用されるポテンショメータは、好ましい態様では、回転シャフトとスパイラル状の抵抗素子と該回転シャフトに設けた摺動子とからなる巻線多回転型であり、ポテンショメータが端部に設定されるとは、該回転シャフトに装着された摺動子が該抵抗素子の端部に位置することを意味している。そして、回転シャフトが回転して摺動子が抵抗素子の端部に達すると、開閉機から該回転シャフトへの回転の伝達が遮断されるように構成されている。
【０００７】
本発明では、前記「端部」はポイントではなく所定の範囲を意味しており、抵抗素子が端部近傍に位置する場合も、ポテンショメータが端部に設定されるとみなしている。好ましい態様では、ポテンショメータが最端部にある時（ポテンショメータの摺動子が抵抗素子の両端の最端部に位置した時）のポテンショメータの出力電圧は０かＶであり、該ポテンショメータの出力電圧が０から△Ｖ、あるいは（Ｖ−△Ｖ）からＶの時には（△Ｖ＜＜Ｖである）、ポテンショメータの摺動子が抵抗素子の端部にあると判定するように構成されている。尚、ポテンショメータの電圧がさらに抵抗を介して出力されるような場合には、出力電圧Ｖは必ずしも電源電圧（Ｖｃｃ）とは限らない。
【０００８】
再設定モードは、開閉機のモータを自動的に回転させて該シャッターカーテンを上限あるいは下限よりもオーバーラン駆動させ、次いで、モータを反対方向に回転させることによって行なう。こうすることで、ポテンショメータは端部から外れるので位置設定が可能となる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１、図２に示すように、シャッター装置において、開口部を開閉するシャッターカーテン１の巻取シャフト２は開閉機３と伝動連結されており、開閉機３の出力軸４の回転に伴って巻取シャフト２が回転駆動されるように構成されている。出力軸４はリミットギア５を介して出力軸４の回転量を検出するポテンショメータ６に連結されている。
【００１０】
ポテンショメータ６にはＡ／Ｄコンバータ７が連結されており、Ａ／Ｄコンバータ７によってポテンショメータ６からの入力された検出信号を数値化した信号に変換するように構成されている。Ａ／Ｄコンバータには各種演算を行なうMPU８が接続されている。MPU８にはプログラムを記憶したＲＯＭ９及びシャッターカーテンの上限位置停止データ及び下限停止位置データ等を書換え可能に記憶設定するＥＥＰＲＯＭ１０が電気的に接続されている。MPU８には開閉機３のモータを正逆転あるいは停止させる駆動回路１１が接続されている。また、MPU８には三点押釦スイッチを構成するスイッチボックス１２が電気的に接続されている。尚、図１では、Ａ／Ｄコンバータ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭが別個に記載されているが、これらとMPUとをマイクロチップとして構成してもよい。
【００１１】
図２はこれらの構成をブロック図で示したものである。ポテンショメータにはＡ／Ｄコンバータが連結されており、Ａ／Ｄコンバータによってポテンショメータからの入力された検出信号を数値化した信号に変換する。Ａ／Ｄコンバータには各種演算を行なうＭＰＵが接続されている。ＭＰＵはインターフェイスを介して三点押釦スイッチ、モータ、ブレーキと電気的に連結されており、ＭＰＵの制御によって、シャッターカーテンの上下動、停止を行なうようになっている。
【００１２】
三点押釦スイッチはシャッターカーテンの上昇、停止、下降の操作をそれぞれ行なう三つのスイッチＵ，Ｓ，Ｄからなる。スイッチＵ，Ｄによって電動モータを正逆回転させることができ、スイッチＳによって電動モータの回転を停止させる。各スイッチＵ，Ｓ，Ｄはシャッターカーテンの上限停止位置データ、下限停止位置データ、及び昇降途中の信号出力位置データの入力手段を兼ねている。そして、三つのスイッチＵ，Ｓ，Ｄの組み合わせ操作によって出力される信号に基づき、MPUにより設定モードが選択されて操作モードから設定モードに切り換えられ、各データがEEPROMに記憶設定される。
【００１３】
図３（ａ），（ｂ）は、それぞれポテンショメータの構造の好ましい実施態様を示す図である。図３（ｃ）はポテンショメータを例示する図であり、ポテンショメータ６は回転シャフト６ａと抵抗素子としてのスパイラル抵抗体６ｂと回転シャフト６ａに設けた摺動子６ｃとからなる多回転型であり、回転シャフト６ａの回転に伴って摺動子６ｃがスパイラル抵抗体６ｂの延出に沿って摺動するように構成されている。尚、図１では、便宜的に開閉機３と巻取シャフト２を別個独立に示しているが、一つの好ましい態様では、開閉機３は巻取シャフトを構成する巻胴に内装される。
【００１４】
図３（ａ）において、ポテンショメータ６の回転シャフト６ａにスプロケット１３を取り付ける際に、スプロケット１３はシャフト６ａに完全に固定せず「回動可能」な状態で側面をワッシャ１４を介してスプリング１５で押し付けた状態とする。スプリング１５の強度はスプロケット１３を回転させればシャフト６ａがずれずに回転できるような強度とする。このような構造において、シャフト６ａが端部（摺動子６ｃが抵抗体６ｂの端部に達した状態）まで回されるとシャフト６ａは回転不能となるが、スプロケット１３のみは回転可能となる。したがって、開閉機のモータの回転出力が端部に達したシャフト６ａに伝達されることがなく、ポテンショメータの破損を防止することができる。さらに、ポテンショメータの有効回転数範囲をフルに取ることが可能であるので、少ない有効回転数のものでもよく、余裕をみて不必要に回転数の多い機種を使用する必要がない。
【００１５】
図３（ｂ）のものでは、ポテンショメータ６の回転シャフト６ａとリミットギア５とをクラッチ１６で連結するようになっている。図示のものでは、クラッチ１６はスプリング１７の押圧力による摩擦クラッチである。好ましい形態では、クラッチ機構はポテンショメータの取付台１８の内部に設けられる。あるいは、クラッチ機構をポテンショメータの内部に設けてもよい。こうすることで、コンパクトなポテンショメータを構成することができる。このような構造において、シャフト６ａが端部まで回されるとシャフト６ａは回転不能となるが、出力軸４のみが回転することができるのでポテンショメータの破損を防止することができる。さらに、ポテンショメータの有効回転数範囲をフルに取ることが可能であるので、少ない有効回転数のものでもよく、余裕をみて不必要に回転数の多い機種を使用する必要がない。
【００１６】
全閉状態のシャッターカーテンを開放する時には、スイッチボックスの上昇スイッチＵのＯＮ操作によって、MPUから正転指令信号を出力して開閉機のモータを回転させて、シャッターカーテン１を上昇させる。このとき、ポテンショメータ６はモータの回転軸の回転量を検出して検出信号を出力し、Ａ／Ｄコンバータ７はこの検出信号を数値化データとしてMPUに出力する。
【００１７】
MPUはＡ／Ｄコンバータから入力されたデータと、EEPROMに格納してある上限停止位置データとを比較演算し、両データが一致したときに停止指令を出力する。この停止指令信号に基づいて駆動回路はモータを停止し、シャッターカーテンが上限停止位置で停止する。
【００１８】
シャッターカーテンによって開口部を閉鎖する時には、スイッチボックスの下降スイッチＤをＯＮ操作させることでMPUは逆転指令信号を出力し、逆転指令信号に基づいてデータを逆転させて、シャッターカーテン１を下降させる。このとき、ポテンショメータ６はモータの回転軸の回転量を検出して検出信号を出力し、Ａ／Ｄコンバータ７はこの検出信号を数値化データとしてMPUに出力する。
【００１９】
ＭＰＵはＡ／Ｄコンバータから入力されたデータと、EEPROMに格納してある下限停止位置データとを比較演算し、両データが一致したとき停止指令信号を出力する。この停止指令信号に基づいて駆動回路はモータを停止し、シャッターカーテンが下限停止位置で停止する。
【００２０】
シャッターカーテンの昇降時に停止スイッチＳを押すと、MPUからは停止指令信号が出力され、この信号に基づいてシャッターカーテンは中間位置で停止する。
【００２１】
開閉機３の制御には、上限及び下限停止位置間でシャッターカーテン１を上下動させる操作モードと、上限停止位置データ及び下限停止位置データを記憶させる設定モードとがあり、設定モードを選択することで下限停止位置及び上限停止位置を設定するようになっている。
【００２２】
下限停止位置を設定するには、先ず、設定タイマの動作中に停止スイッチを押し続け、停止スイッチを押した状態で下降スイッチを３回押し、停止スイッチを離すとMPUは設定モードを選択し、操作モードから設定モードに切り換わる。通常の運転操作（操作モード）では自己保持と押切運転を選択できるようにし、リミット位置調整モード（設定モード）では押切運転とする。微調整が要求される設定モードでは押切運転が有利である。尚、設定モードの押切運転中はブザーを鳴動させる。
【００２３】
次に、各操作スイッチＵ，Ｄを操作してシャッターカーテンを所望の下限位置まで移動させて停止させる。位置の微調整は、押切運転で行なう。下限停止位置でシャッターカーテンを停止させたら、全てのスイッチから手を離し、次いで停止ボタンを押した状態で下降スイッチを３回押す。停止ボタンを離すと設定が完了する。こうすることで、MPUはポテンショメータ及びＡ／Ｄコンバータを介して検出したモータの回転軸の回転量をその時のシャッターカーテンの位置データとしてEEPROMに格納されている下限停止位置データと書き換えると共に、下限設定モードを解除する。
【００２４】
同様に、上限停止位置を設定するには、先ず、設定モードを選択し、次に、各操作スイッチＵ，Ｄを操作してシャッターカーテンを所望の上限位置まで移動させて停止させる。設定位置移動の微調整は、押切運転で行なう。上限停止位置でシャッターカーテンを停止させたら、全てのスイッチから手を離し、次いで停止ボタンを押した状態で上昇スイッチを３回押す。停止ボタンを離すとブザーが鳴動して設定が完了する。
【００２５】
図４は、シャッターカーテンの上限停止位置及び下限停止位置の設定を示すフローチャートである。リミットスイッチの位置設定時に、ポテンショメータが端部まで回転した場合には、ポテンショメータの出力電圧は０からＶｃｃである。上限停止位置データ及び／あるいは下限停止位置データの設定時において、ポテンショメータの出力電圧が０から△Ｖ、あるいは（Ｖｃｃ−△Ｖ）からＶｃｃの時には、ポテンショメータが端部に設定されていると判断して再設定のモードに入るようになっている。
【００２６】
再設定モードに入るステップについて説明する。先ず、ポテンショメータが端部の状態（出力電圧が０から△Ｖ、あるいは（Ｖｃｃ−△Ｖ）からＶｃｃ）で設定されると、自動的に一定時間モータを回転させて上限あるいは下限位置よりもシャッターカーテンをオーバーラン駆動させる。次いで、一定時間モータを前記オーバーラン駆動とは反対方向に回転させてオーバーランしたシャッターカーテンを戻すようにする。
【００２７】
こうすることで、ポテンショメータを端部から外して位置設定を可能とする。ポテンショメータとシャッターカーテンスラットの位置は全閉位置から全開位置までの間において対応しており、この対応をずらずことはできない。本発明において、ポテンショメータ６が端部の位置にある場合（摺動子が抵抗体の端部にある場合）にオーバーラン駆動すると、出力軸４は回転するが、上述したように出力軸４の回転はポテンショメータ６の回転シャフト６ａに伝達されない。
【００２８】
したがって、前記オーバーラン駆動時には、ポテンショメータが端部に位置した状態において、シャッターカーテンのみが上限あるいは下限位置よりもオーバーランすることになる。そこから、再びモータを反対方向に戻すことで、シャッターカーテンがオーバーラン位置から上限あるいは下限位置へと戻ると共に、ポテンショメータの回転シャフト６ａも回転して摺動子６ｃが抵抗体６ｂの端部から所定寸法離隔することになり、ポテンショメータが端部から外れる。
【００２９】
この再設定モードにおいて、再びリミットスイッチの位置設定を行なうと、ポテンショメータにおいて摺動子は端部から離隔した位置にあるので、再設定モードに入ることはなく、その位置において上限あるいは下限の位置設定が行なわれる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、ポテンショメータが抵抗値が不正確な抵抗素子の端部で設定されることを防止するので、安定した精度で位置制御を行なうことができる。また、オーバーランするようなシャッターにおいても、ポテンショメータの設定位置がずれることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】ポテンショメータによる位置制御を示す説明図である。
【図２】 ポテンショメータによる位置制御を示すブロック図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）はそれぞれポテンショメータと開閉機との好ましい伝動構成を示す図である。（ｃ）はポテンショメータの構成を示す概略図である。
【図４】シャッターカーテンの上限停止位置及び下限停止位置の設定を示すフローチャートである。
【符号の説明】
３ 開閉機
６ ポテンショメータ
６ａ 回転シャフト
６ｂ 抵抗体
６ｃ 摺動子

Claims (7)

1. シャッターカーテンの上限停止位置データ及び下限停止位置データを設定し、回転シャフトとスパイラル状の抵抗素子と該回転シャフトに設けた摺動子とからなる多回転型のポテンショメータによって検出したシャッターカーテンの位置データと、上記設定データとを比較することで該シャッターカーテンの駆動を制御するようにした開閉機の制御装置において、前記位置データの設定時に、抵抗素子に沿って摺動するポテンショメータの摺動子が、該抵抗素子の端部に設定されると判断した場合には、再設定モードとなるように構成されていることを特徴とするポテンショメータを用いた開閉機の制御装置。
2. 請求項１において、ポテンショメータの摺動子が抵抗素子の最端部にある時のポテンショメータの出力電圧は０かＶであり、上限停止位置データあるいは下限停止位置データの設定時において、該ポテンショメータの出力電圧が０から△Ｖ、及び（Ｖ−△Ｖ）からＶの時には、ポテンショメータの摺動子が抵抗素子の端部にあると判断するように構成したことを特徴とする制御装置。
3. 請求項１，２いずれかにおいて、該再設定モードは、開閉機のモータを自動的に回転させて該シャッターカーテンを上限あるいは下限よりもオーバーラン駆動させ、次いで、該モータを反対方向に回転させることによって行なうものであることを特徴とする制御装置。
4. 請求項３において、該ポテンショメータの回転シャフトが回転して摺動子が抵抗素子の端部に達すると、開閉機から該回転シャフトへの回転の伝達が遮断されるように構成されていることを特徴とする制御装置。
5. 開閉機に連繋したポテンショメータを用いてシャッターカーテンの上限停止位置及び下限停止位置を設定する方法において、該ポテンショメータは多回転型であり、ポテンショメータの回転シャフトが回転して摺動子が抵抗素子の端部に達すると、開閉機から該回転シャフトへの回転の伝達が遮断されるように構成されており、該方法は、
   （ａ）シャッターカーテンを上限あるいは下限に対応する所定位置に移動させて上限あるいは下限位置設定を行なう工程と、
   （ｂ）該設定時に、ポテンショメータの摺動子が抵抗素子の端部に位置しているかを判定する工程と、
   （ｃ）ポテンショメータの摺動子が抵抗素子の端部に位置していると判定した場合に、開閉機のモータを回転させてシャッターカーテンをオーバーランさせる工程と、
   （ｄ）開閉機のモータを反対方向に回転させる工程と、
   （ｅ）再度シャッターカーテンの上限あるいは下限位置設定を行なう工程と、
   を有することを特徴とする設定方法。
6. 請求項５において、ポテンショメータの摺動子が抵抗素子の最端部にある時のポテンショメータの出力電圧を０かＶとした場合には、前記判定手段は、該ポテンショメータの出力電圧が０から△Ｖ、あるいは（Ｖ−△Ｖ）からＶの時には、ポテンショメータの摺動子が抵抗素子の端部にあると判定するように構成したことを特徴とする設定方法。
7. 請求項５，６いずれかにおいて、上限あるいは下限の位置設定は押釦スイッチの押切運転によって行なうものであることを特徴とする設定方法。

Images