JP3897909B2

JP3897909B2 - 電動シャッターにおける停止制御装置

Info

Publication number: JP3897909B2
Application number: JP23183598A
Authority: JP
Inventors: 哲夫北村
Original assignee: 株式会社ハアーモニー
Priority date: 1998-08-18
Filing date: 1998-08-18
Publication date: 2007-03-28
Anticipated expiration: 2018-08-18
Also published as: JP2000064750A; US20010000294A1; US6646399B2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車庫などに設置される電動シャッターにおいて、障害物等により過負荷が加わった場合などの負荷変動時に駆動モータを停止させる制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の電動シャッターにおいては、スラットカーテンを巻いた巻胴が駆動モータにより回転すると、スラットカーテンがこの巻胴に巻き取られて上昇するとともに、この巻胴から引き出されて下降する。その駆動モータが駆動中に実際に出力する回転速度（駆動出力）と、予め設定された回転速度（設定出力）とを比較して、それらの間の回転速度差が許容範囲にない場合、駆動モータを停止させることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、巻胴に対するスラットカーテンの吊下げ重量の変動や機構の経年変化などが原因となって、スラットカーテンの各移動位置で負荷状態が異なる場合も生じ得る。この巻胴に支持したバランススプリングにより、スラットカーテンの重量バランスを取る構成を採用する場合もあるが、スラットカーテンの全移動範囲で負荷状態を同一にすることは困難であった。
【０００４】
従って、スラットカーテンの各移動位置のうち特定位置では負荷状態が大きく変動する場合もある。前記従来の電動シャッターのように、スラットカーテンの全移動範囲で統一的に駆動モータの停止制御を行うと、負荷変動の大きい特定位置では、駆動モータの停止制御が円滑に行われず、運転中の僅かな負荷変動で不用意に運転が停止されたり、逆に障害物等により過負荷が加わっても運転が停止されないトラブルが発生し易くなっていた。
【０００５】
本発明は、駆動モータの停止制御を円滑に行うことを目的にしている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
図１に示すように、本発明にかかる電動シャッター及びその停止制御装置は、下記＊のように構成されている。
【００１４】
電動シャッターは、開動向き（Ａ）と閉動向き（Ｂ）とへ移動可能に支持した開閉部材（１）と、減速機構（３ａ）を有し、この開閉部材（１）を開動向き（Ａ）と閉動向き（Ｂ）とへ移動させる駆動部（３）と、下記の位置検出手段（６）と出力検出手段（９）と移動範囲記憶手段（１３）と出力演算手段（１１ａ）と出力記憶手段（１３，１２）と駆動制御手段（１１ｂ）とを備えている。
【００１５】
上記位置検出手段は、例えばポテンショメータ（６）であって、この駆動部（３）と前記開閉部材（１）との間の駆動伝達系（４）の第一出力系（４ａ）でこの減速機構（３ａ）からの出力軸（５）に連動され、この開閉部材（１）の各移動位置を検出する。
【００１６】
上記出力検出手段は、例えば回転速度センサ（９）であって、前記駆動伝達系（４）の第一出力系（４ａ）に対し区別した第二出力系（７）でその第一出力系（４ａ）における減速機構（３ａ）を通さない駆動部（３）からの出力軸（８）に連動され、この駆動部（３）からの第二出力系（７）の駆動出力を検出する。
【００１７】
上記移動範囲記憶手段（１３）は、前記位置検出手段（６）からの位置信号に基づき、前記開閉部材（１）の各移動位置を複数の移動範囲（Ｅ₁〜Ｅ_n）に区分して記憶する。
【００１８】
上記出力演算手段（１１ａ）は、この移動範囲記憶手段（１３）から読み出した各移動範囲（Ｅ₁〜Ｅ_n）ごとに、前記出力検出手段（９）からの駆動出力信号に基づき、前記駆動部（３）からの第二出力系（７）の駆動出力を演算する。
【００１９】
上記出力記憶手段（１３，１２）は、前記開閉部材（１）の各移動範囲（Ｅ₁〜Ｅ_n）ごとに、前記駆動部（３）からの第二出力系（７）の設定出力を記憶する。
【００２０】
上記駆動制御手段（１１ｂ）は、この出力記憶手段（１３，１２）からの設定出力信号と前記出力演算手段（１１ａ）からの駆動出力信号とを前記開閉部材（１）の各移動範囲（Ｅ₁〜Ｅ_n）ごとに比較し、この駆動出力信号がこの設定出力信号に対し設定範囲外にある場合、前記駆動部（３）に安全停止信号（Ｓ）を送る。
【００２１】
【発明の実施形態】
以下、本発明の一実施形態にかかる車庫用電動シャッター及びその停止制御装置を図２を参照して説明する。
【００２２】
＜この電動シャッターの機械的構成＞
開閉部材としてのスラットカーテン１は、巻胴２に巻かれ、この巻胴２に巻き取られて上昇向きＡ（開動向き）へ移動し得るとともに、この巻胴２から引き出されて下降向きＢ（閉動向き）へ移動し得るように、図示しないガイドで支持されている。図示しないが、この巻胴２とこれを支持する固定軸との間には、バランススプリングが設けられている。このバランススプリングにより、スラットカーテン１の重量バランスが取られ、スラットカーテン１の上昇時及び下降時における移動抵抗を小さくするようになっている。
【００２３】
駆動モータ３（駆動部）は減速機構３ａを有し、この駆動モータ３と前記スラットカーテン１との間の駆動伝達系４は、この減速機構３ａの出力側にある第一出力系４ａを含む。この駆動伝達系４においては、第一出力系４ａで出力軸５にポテンショメータ６（位置検出手段）が連動され、この出力軸５の回転は、このポテンショメータ６に伝達されるとともに、前記巻胴２に伝達される。また、この減速機構３ａを通さずに駆動伝達系４に対し区別して出力させた第二出力系７においては、出力軸８に回転速度センサ９（出力検出手段）が連動され、この出力軸８の回転はこの回転速度センサ９に伝達される。
【００２４】
＜前記電動シャッターの電気的構成＞
マイクロコンピュータ１０は、ＣＰＵ１１（中央処理装置）と、コンピュータ動作用プログラムを記憶させておくＲＯＭ１２（プログラムメモリ）と、入力データや演算中のデータや演算後のデータを記憶させる等の用途に用いるＲＡＭ１３（演算用メモリ）とを備えている。このＣＰＵ１１は、データ等の記憶に用いるレジスタ部（図示せず）と、データの演算を行う演算部１１ａと、ＣＰＵ１１内部でのデータの転送やＣＰＵ１１と他の部分との間でのデータの転送を制御する制御部１１ｂとに分けられる。
【００２５】
操作部１４には上昇スイッチ１５と下降スイッチ１６と停止スイッチ１７とが設けられている。この各スイッチ１５，１６，１７からの操作信号（上昇操作信号、下降操作信号、停止操作信号）は、入出力インターフェース（図示せず）を介して、前記ＣＰＵ１１に入力される。ＣＰＵ１１は、この各スイッチ１５，１６，１７からの操作信号に基づき、各モード（上昇操作モード、下降操作モード、停止操作モード）に切り換え、入出力インターフェース（図示せず）を介して、駆動回路１８に対しこの各操作信号に対応する各制御信号（上昇制御信号、下降制御信号、停止制御信号）を送る。前記駆動モータ３は、この各制御信号に基づき、駆動回路１８により駆動制御される。すなわち、前記スラットカーテン１は、この駆動モータ３が上昇制御信号を入力すると上昇向きＡへ移動し、この駆動モータ３が下降制御信号を入力すると下降向きＢへ移動し、この駆動モータ３が停止制御信号を入力すると停止する。
【００２６】
図２に示す処理手段Ｍは、前記マイクロコンピュータ１０のＣＰＵ１１、ＲＯＭ１２及びＲＡＭ１３や、前記操作部１４の上昇スイッチ１５、下降スイッチ１６及び停止スイッチ１７や、前記駆動回路１８や、前記ポテンショメータ６及び前記回転速度センサ９などを含み、前記上昇操作モード及び下降操作モードごとに、下記＊の処理動作を行う。
【００２７】
＊処理動作
前記ポテンショメータ６は、前記駆動モータ３からの第一出力系４ａの回転に伴う出力値（電圧値）を検出し、入出力インターフェース（図示せず）を介して、この出力値信号を前記ＣＰＵ１１に出力する。
【００２８】
前記回転速度センサ９は、前記駆動モータ３からの第二出力系７の回転速度（駆動出力）を検出し、入出力インターフェース（図示せず）を介して、この回転速度信号（駆動出力信号）を前記ＣＰＵ１１に出力する。
【００２９】
前記ＲＡＭ１３（移動範囲記憶手段）は、前記ポテンショメータ６からの出力値信号（位置信号）に基づき、前記スラットカーテン１の各移動位置（最上昇位置ＵＰと最下降位置ＤＰとの間の任意位置）をこの出力値信号に対応して記憶するとともに、この各移動位置（出力値信号）を複数に区分した各移動範囲Ｅ₁〜Ｅ_n（図２に示すように最上昇位置ＵＰと最下降位置ＤＰとの間の各移動位置を複数に分割した移動位置群）として記憶する。
【００３０】
前記演算部１１ａ（出力演算手段）は、前記ＲＡＭ１３から読み出した各移動範囲Ｅ₁〜Ｅ_nごとに、回転速度センサ９からの駆動出力信号に基づき、前記駆動モータ３からの第二出力系７の回転速度を演算する。
【００３１】
前記ＲＡＭ１３（出力記憶手段）は、前記各移動範囲Ｅ₁〜Ｅ_nごとに、前回運転時における前記第二出力系７の回転速度を設定出力として記憶する。
前記制御部１１ｂ（駆動制御手段）は、前記ＲＡＭ１３からの設定出力信号と前記演算部１１ａからの駆動出力信号とを前記スラットカーテン１の各移動範囲Ｅ₁〜Ｅ_nごとに比較し、この駆動出力信号がこの設定出力信号に対し設定範囲外にある場合、入出力インターフェース（図示せず）及び駆動回路１８を介して、前記駆動モータ３に安全停止信号Ｓを送る。ここに設定範囲とは、各移動範囲Ｅ₁〜Ｅ_nごと決められた回転速度差（実際の駆動出力信号と前記設定出力信号との差）の許容範囲である。
【００３２】
以上の処理動作により、駆動モータ３は安全停止信号Ｓを受けて停止する。
＜本実施形態の特徴＞
本実施形態は下記の特徴（後記する他の技術的思想以外）を有する。
【００３３】
スラットカーテン１の最上昇位置ＵＰと最下降位置ＤＰとの間を複数の移動範囲Ｅ₁〜Ｅ_nに区分し、その各移動範囲Ｅ₁〜Ｅ_nごとに駆動モータ３の負荷状態を管理している。そして、この負荷状態に異常がある場合、駆動モータ３に安全停止信号Ｓを送っている。この場合、安全停止信号Ｓの発生条件は、各移動範囲Ｅ₁〜Ｅ_nごとに同一であっても異なっていてもよいが、本実施形態や後記他の実施形態の設定条件を含めて、最適な条件を設定する必要がある。そのため、各移動範囲Ｅ₁〜Ｅ_nごとの各種負荷変動に対してそれぞれ別々に最適な管理を行うことができる。従って、駆動モータ３の停止制御を円滑に行うことができる。
【００３４】
〔他の実施形態〕
前記実施形態以外にも下記＊のように構成してもよい。
＊前記実施形態において、ＲＡＭ１３は、各移動範囲Ｅ₁〜Ｅ_nごとに、前回運転時における第二出力系７の回転速度（変動値）を設定出力として記憶している。この構成に代え、前記ＲＯＭ１２において、各移動範囲Ｅ₁〜Ｅ_nごとに第二出力系７の回転速度を設定出力（固定値）として予め記憶させる。その設定出力は、各移動範囲Ｅ₁〜Ｅ_nごとに同一であっても異なっていてもよい。そして、制御部１１ｂは、このＲＯＭ１２からの設定出力信号と演算部１１ａからの駆動出力信号とをスラットカーテン１の各移動範囲Ｅ₁〜Ｅ_nごとに比較し、この駆動出力信号がこの設定出力信号に対し設定範囲外にある場合、入出力インターフェース（図示せず）及び駆動回路１８を介して、駆動モータ３に安全停止信号Ｓを送る。
【００３６】
＊出力検出手段として、回転速度センサ９以外のセンサを利用する。この場合、センサの種類に応じて前記駆動出力及び設定出力は異なる。例えば、この駆動出力及び設定出力は、エンコーダを利用した場合パルス数であり、トルク計を利用した場合トルク値となる。要するに、比較媒体を各種のものに変更してもよい。
【００３７】
＊前記実施形態において設定範囲とは各移動範囲Ｅ₁〜Ｅ_nごと決められた回転速度差（実際の駆動出力信号と前記設定出力信号との差）の許容範囲であったが、この設定出力信号や設定範囲としては実際の駆動出力信号と比較して異常か否かを判別することができる他の構成に変更してもよい。
【００３８】
＊位置検出手段として、ポテンショメータ６以外の位置検出センサを利用する。
＊前記実施形態においては上昇操作モード及び下降操作モードごとに前記処理動作を行っているが、これらのモードのうちいずれかのモードのみで前記処理動作を行う。
【００４３】
【発明の効果】
請求項１または請求項２または請求項３の発明にかかる電動シャッターの停止制御装置によれば、開閉部材（１）の各移動範囲（Ｅ_１〜Ｅ_ｎ）ごとの各種負荷変動に対しそれぞれ別々に管理を行って、駆動部（３）の負荷管理を行い易くし、駆動部（３）の停止制御を円滑に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる電動シャッター及びその停止制御装置を示すブロック図である。
【図２】本実施形態にかかる電動シャッター及びその停止制御装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
１…スラットカーテン（開閉部材）、３…駆動モータ（駆動部）、４…駆動伝達系、４ａ…第一出力系、６…ポテンショメータ（位置検出手段）、７…第二出力系、９…回転速度センサ（出力検出手段）、１１ａ…演算部（出力演算手段）、１１ｂ…制御部（駆動制御手段）、１２…ＲＯＭ（出力記憶手段）、１３…ＲＡＭ（出力記憶手段、移動範囲記憶手段）、Ｍ…処理手段、Ａ…上昇向き（開動向き）、Ｂ…下降向き（閉動向き）、Ｅ₁〜Ｅ_n…移動範囲、Ｓ…安全停止信号。

Claims

開動向きと閉動向きとへ移動可能に支持した開閉部材と、
減速機構を有し、この開閉部材を開動向きと閉動向きとへ移動させる駆動部と、
この駆動部と前記開閉部材との間の駆動伝達系の第一出力系でこの減速機構からの出力軸に連動され、この開閉部材の各移動位置を検出する位置検出手段と、
前記駆動伝達系の第一出力系に対し区別した第二出力系でその第一出力系における減速機構を通さない駆動部からの出力軸に連動され、この駆動部からの第二出力系の駆動出力を検出する出力検出手段と、
前記位置検出手段からの位置信号に基づき、前記開閉部材の各移動位置を複数の移動範囲に区分して記憶する移動範囲記憶手段と、
この移動範囲記憶手段から読み出した各移動範囲ごとに、前記出力検出手段からの駆動出力信号に基づき、前記駆動部からの第二出力系の駆動出力を演算する出力演算手段と、
前記開閉部材の各移動範囲ごとに、前記駆動部からの第二出力系の設定出力を記憶する出力記憶手段と、
この出力記憶手段からの設定出力信号と前記出力演算手段からの駆動出力信号とを前記開閉部材の各移動範囲ごとに比較し、この駆動出力信号がこの設定出力信号に対し設定範囲外にある場合、前記駆動部に安全停止信号を送る駆動制御手段と
を備えたことを特徴とする電動シャッターにおける停止制御装置。
前記位置検出手段はポテンショメータであり、前記出力検出手段は回転速度センサであることを特徴とする請求項１に記載の電動シャッターにおける停止制御装置。