JP4112487B2 - 高周波制御駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は高周波制御された駆動装置に関し、特に、ブラインドおよびロールシャッターに用いられる駆動装置に関する。

一般に住宅やビルの分野において、供給ライン（通常、２３０ＶのＡＣで５０Ｈｚ、又は１２０ＶのＡＣで６０Ｈｚ）や、電源から電力を得ている複数の構成要素を遠隔制御するために、無線伝送が頻繁に使用されるようになってきている。

本出願人は、ＳＬＴおよびＩＰＳＯ基準に基づいて、ブラインドやロールシャッターを駆動する無線遠隔制御モーターを販売している。このモーターは管状で、スチール製の巻き取りチューブの内部に配置される。巻き取りチューブの表面に、巻き取られる製品が取り付けられる。この状態において、モーターと一体化された無線機は、半硬質のワイヤーコード状のアンテナを有している。アンテナは管状モーターから出ており、巻き取りチューブからも適当な長さ、例えばλ／４（四分の一波長）、即ち４３３ＭＨｚの周波数に対して１７ｃｍ、又は８６８ＭＨｚの周波数に対して８ｃｍだけ出ている。

このタイプのアンテナは、モーターの重量に対して壊れやすいという欠点があり、取り扱いと梱包には特に注意を要する。さらに、ブラインド又はロールシャッターの巻き取りチューブの筐体は、スチール又はアルミ製のケーシングである。このような好ましくない環境において、アンテナの有効範囲はかなり減少してしまう。さらに、この装置を鉄筋コンクリート製の壁の外部に取り付けた場合、この減少はより顕著になる。

このようなモーターに無線受信機を容易に一体化するため、様々な解決手段が提案されてきたという点に留意しなければならない。ＥＰ−０−９２１２６６−Ａ２には、モーターチューブの内部に無線受信機を直接取り付けることが開示されているが、アンテナの配置について明白な記述はない。スペインのトプエレクトロ・インターナショナル（ＴＯＰＥＬＥＣＴＲＯ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ）社が販売している製品では、トプエレクトロ・ジュニア（ＴＯＰＥＬＥＣＴＲＯ ＪＵＮＩＯＲ）基準に基づいて、四分の一波長アンテナが電源コードから完全に独立して配置されており、電源コードは占めるスペースをより狭めるようそれ自体に部分的に巻きつける。この構成では有効範囲が非常に限られてしまう。

ＦＲ−２７４３３９０では、無線受信機はモーターチューブから独立して制御ボックスに配置されるが、ロールシャッターのケーシング又はブラインド締付具に簡単に一体化されている。制御ボックスにおけるアンテナの配置については一切記述がない。

その他の特許では、アンテナの機械的支持体として、電源からの供給ケーブルの使用も提案されている。電源供給ケーブルに沿ってはいるが電源と結合されていないアンテナを有する無線制御装置の例が、ＵＳ−Ａ−２２１８８３０、ＧＢ−Ａ−３４０３８９、ＵＳ−Ａ−６１０４９２０、ＵＳ−Ａ−５３５１２８４、およびＵＳ−Ａ−３８６３１５７に記載されている。ＵＳ−Ａ−２２１８８３０によれば無線又はテレビ受信機用のアンテナが提供され、電源供給ケーブルに連結されたコードによって形成されたアンテナを有している。アンテナと電源コード間の結合を最小限にするように、アンテナがケーブルに結合される。この利点は、製造者によって適宜較正された長さを有する無指向性アンテナを有することである。即ち、据付者のイニシアチブに任せられた外部アンテナの場合と同様、高周波回路の調整は可変パラメーターに左右されない。ＧＢ−Ａ−３４０３８９によれば
、２つのターミネータ回路による上流下流から絶縁された電源ケーブルの一部を受信機用アンテナとして直接用いる。信号の周波数としては、ケーブルが空中線として動作する単一ワイヤーであるかのように、どんな周波数も生ずる。両ターミネータは、アンテナとして機能するケーブルにより受信される信号と電源信号とを絶縁する。ＵＳ−Ａ−６１０４９２０の図４は、上記の英国特許と同じタイプの装置を示す。ＧＢ−Ａ−７０２５２５はテレビ受信機用の同種の解決手段を提供する。アンテナを形成する複数の電源導電体の一部によって受信された信号は、結合コイルおよび同軸ケーブルによって構成される受信機に供給される。

ＵＳ−Ａ−５３５１２８４は無線電話の親機に関する。ロッドアンテナが、電話線又は電源コードに繋がれるワイヤーに取って代えられている。電話線又は電源コードがアンテナ受信に関わっていないことは明言されている。ＵＳ−Ａ−３８６３１５７は同種の装置を開示している。この装置においては、ステレオ受信機のアンプとスピーカーとを接続する複数のワイヤーがアンテナワイヤーとしても用いられる。両構成要素の分離にも対応している。上述の文献における目的は、壊れやすい又は見場の悪い空中線の代わりに、他の用途にも使用されるケーブルの一部を用いることである。従って、空中線として機能するケーブルによって受信された信号を通常使用のケーブルを介して送信される信号とを分離することが重要であるとこれらの文献において明記されている。

ＵＳ−Ａ−４０３２７２３は同時送受電話システムを開示している。ダブレットアンテナの構成要素の一つは、電源ケーブルからの導電体から成る。この文献の教示は前述の文献と同様であるが、アンテナは別のタイプである。

さらに、受信アンテナとして電源を使用することも提案されてきた。ブーベンドルフ（ＢＵＢＥＮＤＯＲＦＦ）社は、その基準に基づいて、ロールシャッター用モーターを販売している。このモーターは特定のアンテナを持たない一体型無線機付きで、電源を受信アンテナとして通常用いており、電源コードの入力端子と受信回路のＲＦ入力点間のコンデンサーを介した電気的結合を利用している。このような構成では、電源よりもたらされる高エネルギー干渉により電子カードが特に影響を受けやすくなってしまうことに留意すべきである。

従来技術のその他の分野としては、ＵＳ−Ａ−２５８１９８３、ＵＳ−Ａ−３２９０６０１、ＵＳ−Ａ−２９１５６２７、およびＵＳ−Ａ−４５０７６４６に同様の教示がある。ＵＳ−Ａ−２５８１９８３には、無線受信機の電源供給コードに高周波受信回路を結合することが開示されている。結合点は、接地された受信機のフレームから四分の一、又は八分の一波長分離されている。ＵＳ−Ａ−３２９０６０１は上記特許の改良であり、前述の装置に単極アンテナを接続することによりダブレットアンテナを形成することを簡潔に提案している。ＵＳ−Ａ−２９１５６２７によれば無線受信機用アンテナが提供される。高周波信号の四分の一から二分の一波長の範囲内の長さの円筒形導電体が電源ケーブルを覆う。円筒形導電体は、アンテナとして動作する電源によって受信される高周波信号が無線周波数受信機へ送信されるようにする。ＵＳ−Ａ−４５０７６４６は、ページングシステムの送信機又は受信機のアンテナとして電源の複数のワイヤーを用いることを開示している。高周波受信機又は送信機を電源に結合する回路の性質は明記されていない。

これらの文献によるかずかずの装置は、電源導電体をアンテナとして用いることにより、専用アンテナの使用を避けることを目的としている。

このような解決手段では、高周波受信機又は送信機を電源導電体に結合する点を正確に
制御する必要がある。選択度および電源によりもたらされる広帯域高エネルギー干渉に影響されやすいという観点から、結合点の制御をしなければ、深刻な障害となることは事実である。さらに、ガルバニックアイソレーションは、特に十分保護されたコンデンサーの使用を必要とする。

管状モーターの特別な場合において、本発明によれば、無線で正確にモーターを制御することが可能となる解決手段が提供される。モーターのどのような使用環境にもこの解決手段は適用可能であり、実現が簡単である。

具体的には、本発明は、モーターと、前記モーターを制御する高周波回路と、前記モーターと前記高周波回路に電力を供給する複数の導電体と、前記高周波回路に接続され、非ガルバニック結合により前記導電体の少なくとも１つと高周波で電気的結合されるアンテナとを有する駆動装置を提供する。

効果的には、前記アンテナによって部分的に直接受信又は送信される電力は、前記高周波回路により受信又は送信される電力の５％を越え、又はさらには１０％を越える。
好ましくは、前記アンテナによって部分的に直接受信又は送信される電力は、前記高周波回路によって受信又は送信される電力の５０％未満、又はさらには４０％未満である。

一実施例において、アンテナは導電体と機械的に結合される。アンテナはモノポールアンテナを用いてもよい。この場合、アンテナは、高周波回路が受信又は送信する高周波信号の四分の一波長に近い長さを有することが好ましい。

他の実施例において、装置は、モーターと、高周波回路と、アンテナが配置されるモーターチューブを有する。このチューブは、例えば金属製である。
アンテナをプリント回路のトラックとして形成してもよい。この場合、少なくとも１つの導電体が、アンテナを形成するトラックと平行に位置するプリント回路トラックを有することが効果的である。

本発明の目的は、モーターの無線制御においてモノポールアンテナを利用し、非ガルバニック結合によって、モーターへ電力を供給する導電体にアンテナを結合することである。従って、アンテナは高周波では導電体に結合されるが、供給電流の周波数においては導電体と絶縁される。その結果、送受信される高周波電力は、従来のアンテナであるアンテナにより部分的に送受信され、またアンテナとして動作する電源によっても部分的に送受信される。

本発明は、ＵＳ−Ａ−２２１８８３０および同様の文献において記載された従来技術の解決手段とは異なる。アンテナは電源導電体と電気的に結合され、その結果高周波信号は電源導電体によって少なくとも部分的に受信または送信されているからである。この構成は、電磁波の伝搬を制御するスチールまたはアルミ製のケーシングにモーターが収められている場合、特に効果的である。

本発明は、ＵＳ−Ａ−２５８１９８３および同様の文献において提案された従来技術の解決手段とも異なる。これらの文献は、放射又は送信される電力の一部を直接送受信するアンテナには対応していないからである。本発明は電源だけに基づいているのではないので、より効率的な送受信が確実となる。

本発明によれば、従来技術のモーターの問題点を解決することが可能である。アンテナは電源ワイヤーに電気的に結合されるので、モーターとその制御回路を収容している金属
製チューブの内部にアンテナを配置することが可能である。従って、アンテナがチューブの外に出ることはなく、運搬や組み立ての際破損するおそれもない。

図１は本発明の第１実施例による駆動装置の概略断面図を示す。装置２はチューブ又はモーターチューブ４を有する。モーターチューブは通常円筒形である。大抵金属製で、機械的に必要な剛性を有する。プラスチック製でもよい。ほとんどの場合金属製である巻取りチューブ９は、モーターチューブを覆うように設けられる。この巻取りチューブは２つの支持体６および８に取り付けられており、支持体６はチューブ４の一端部に位置する。２つの支持体は巻取りチューブの回転を容易にする軸受けを有している。この巻取りチューブ９は、巻き取られるローラー又はブラインドの一端を収納する。

電気モーター１０は駆動輪１１を有するモーターチューブ４に対して巻取りチューブ９を回転することができ、モーターチューブ４の内部に備えられる。本装置はさらにモーターチューブ４の内部に、モーターを制御する高周波回路１２を備える。この回路は以下に説明するように高周波信号の送受信が可能である。ここで、『高周波』とは１００〜１０００ＭＨｚの範囲の周波数であり、フリーフィールドにおいて１０〜１０００ｍのオーダーの短い距離の送信に用いられる。

高周波回路１２は受信信号および、又は送信信号に基づいてモーターを制御する。モーターおよび高周波回路は、電源コードに接続される複数の導電体１４により電力を供給される。

本装置はさらにアンテナ１６を有する。アンテナの一端は高周波回路に接続され、アンテナによって受信された高周波信号は回路に供給され、又は回路からの高周波信号がアンテナから放射される。アンテナの典型的な例は四分の一波長アンテナであり、モーター制御に用いられる周波数の波長の四分の一の長さを有する細長い導電体から形成される。ホームオートメーション用途の共通周波数範囲は４３３〜８６８ＭＨｚであり、アンテナの長さは約１７又は８ｃｍとなる。もっとも簡単なバージョンは、モノポールアンテナである。図に示すように、アンテナはモーターチューブ４内に完全に収まっている。この結果、アンテナはチューブによって保護されるという利点がある。よってアンテナの壊れやすさや収納の問題点は解決される。

アンテナ１６は、モーターと電源回路に電力を供給する導電体１４の少なくとも１つとも電気的に結合されている。１つ又は複数の導電体１４とアンテナ１６との電気的結合によって、高周波回路は電源コード又は電源によって捉えた高周波信号をアンテナを介して受信する。従って、このような回路網が、モーターの制御回路用の高周波信号を受信するアンテナとして作用する。逆に言えば、１つ又は複数の導電体１４とアンテナ１６との電気的結合によって、高周波回路はアンテナ１６を介して電源コード又は電源へ高周波信号を伝送する。従って、電源コード又は電源は、モーターの制御回路によって送信される高周波信号の送信アンテナとして作用する。

アンテナと１つ又は複数の導電体１４との結合は、非ガルバニック結合および選択的結合のどちらでもよい。換言すれば、アンテナと導電体はモーター制御に用いられる高周波範囲の信号に対して電気的に結合される。しかし、モーターに電力を与える電気的周波数では、アンテナと導電体は絶縁されている。非ガルバニック結合は様々な方法で行われる。最も簡単なものを図１に示す。アンテナは複数の導電体に近接して配置され、１つまたは複数の導電体とアンテナ間の距離はできるだけ短く、そして導電体を覆う絶縁体の厚さに単純に相当するようにしてよい。この構成によれば、アンテナと導電体との高周波における結合を最大限に活かすという効果がある。

アンテナを導電体に機械的に結合することも可能である。これにより、本駆動装置の搭載が容易になる。簡単な方法としては、好ましくは加熱収縮性の同じ絶縁シースに導電体とアンテナコードとを通す。このような機械的結合によって導電体とアンテナコードの良好な近接、従って良好な電気的結合が確実になる。

図１は本駆動装置が設置されるケーシング１８の範囲を一点鎖線で示す。大抵の場合このケーシングはスチール又はアルミといった金属製ケーシングで、巻き取った状態のブラインド又はロールシャッターとともに巻き取りチューブを収納する。ケーシングは完全に閉じることができる。これは特に外付けブラインドのケーシングの場合であり、ブラインドが収められてから閉じられる。このような構成において、アンテナ１６はまずモーターチューブ４、その次に巻取りチューブ９、それからケーシングによって覆われている。一方、複数の導電体１４は、電源と接続するためにモーターチューブおよびケーシングから出ている。だが、複数の導電体１４と電源コードまたは電源との正確な接続位置は本装置の動作に影響を与えないことは明らかである。

図１の本装置の動作を以下に説明する。受信時には、本駆動装置に送信される動作指令、例えばブラインド又はロールシャッターの場合、ブラインドを巻く又は繰り出すといった指令や、巻き取り又は繰り出しの停止指令に従って動作する。一方、送信時には、駆動装置の状態に関する情報、例えば、コマンドの受信通知や、駆動装置の位置又は速度に関する情報を送信するよう動作する。この場合、回路１２を『制御』回路と説明するのは不適切である。その他の手段によってモーターの制御が行われるからである。しかしながら、説明を簡潔にするためこのように称する。送信時の動作と受信時の動作は同様であるので、受信時の動作について詳細に説明する。

受信時、高周波信号は送信機、例えば携帯送信機によって駆動装置へ送信される。一方、これらの信号はアンテナ１６によって直接受信されて制御回路に入力され、復号化等される。また、これらの信号はアンテナとして作用する電源導電体によっても受信される。導電体１４とアンテナ間の高周波領域における電気的結合により、導電体によって受信された高周波信号はアンテナ１６に送信されて制御回路に入力される。従って、制御回路はアンテナ１６によって直接受信される信号と、電源導電体により受信されアンテナ１６へと供給される信号とを受信する。

制御回路に入力される指令はアンテナによりモーターへ送信され、それによって一方向または反対方向に巻き取りチューブを回転、又は回転を停止する。
本出願人は、本発明による駆動装置と、アンテナと１つ又は複数の電源導電体との電気的結合のない装置とを比べて受信テストを行った。テストにおいて、結合は導電体の近くに２ｍｍの距離をあけてアンテナを設置することにより成し、アンテナの全長１７ｃｍのうちほぼ全長に近い１４ｃｍに渡って、周波数は４３３ＭＨｚとした。テストは半電波暗室で行った。テストにより、アンテナによって直接受信される、又は電源導電体を介して受信される信号の比率は駆動装置の向きに左右されることが実証された。この比率とは、高周波回路が受信する総電力に対しアンテナが直接受信する信号の比率であり、３〜４０％間で変化し、平均２１％であった。従って、５％もしくは１０％を越える比率が好ましい。この数値はアンテナがあるだけで確実となる。また、５０％もしくは４０％未満の比率が好ましい。この数値はアンテナと１つまたは複数の導電体間の非ガルバニック結合により確実となる。巻き取りチューブが高周波伝搬を制限すればするほど、比率は減少する。巻き取り装置が金属のケーシングの場合も減少する。提案した端子によれば、建物内で通常起こり得るあらゆる状況において正確な動作が確実となる。

比較のため、本出願人が既に販売しているもので、スチールチューブ４の外側のアンテ
ナ以外は本発明と同様のモーター（ＭＡ）と、本発明によるアンテナを有するモーター（ＭＢ）とを比較する。ＭＢにおける制御回路の入力端の高周波信号の電力は、ＭＡより少ない１０ｄＢである。この差はモーターチューブによるものである。アンテナはモーターチューブの内部に配置されているからである。従って、本発明は設置されていないモーターの性能を低下させる作用がある。

一方、代表的な使用条件に相当する巻き取りチューブと金属製ケーシングの内部にモーターＭＢを設置すると、制御回路の入力端における高周波信号の電力は、巻き取りチューブとケーシングの中に同様におかれたモーターＭＡより高い３ｄＢとなる。この増加は、本発明の装置における電源導電体とアンテナ間の非ガルバニック結合の効果の現れである。

図２は他の実施例の部分概略図を示す。図２の実施例において、アンテナはプリント回路２４のトラック２２の形状である。アンテナを形成するトラックに近接して、導電体用の１つ又は２つのトラック２６、２８を用いることにより、簡単に結合が行われる。

本発明の装置は、装置の実装、取り付け、および標準使用の際の様々な問題を回避する点で注目に値する。
もちろん、本発明は上述の例や実施例に限定されることはないが、当業者にとって分かりやすい様々な変形例が可能である。上記の図面とは異なる構成、例えば、いつもそうとは限らないが、モーターに電源コードが含まれている構成も可能である。この場合、コードは特定の方法で作成され、モーターに接続される一端にアンテナコード又はその一部を有する。このような構成において、モーターチューブおよび、又は巻き取りチューブの外側に少なくとも部分的にアンテナを出すことが可能となり、従って、直接または電源コードを介して伝送される制御信号電力をより良く分散できる。また、電源コードにモーターが含まれる場合でも、モーターチューブの外側にアンテナを配置することも可能となる。

本発明はロールシャッター又はブラインドの好ましい実施例に限定されないことは明らかであり、あらゆる駆動装置、例えばガレージの扉、肱掛椅子、折畳みベッド等にも応用できる。

本発明による駆動装置の概略断面図。 駆動装置の他の実施例の部分概略図。

Claims (12)

1. 駆動装置（２）であって、
   モーター（１０）と、
   前記モーターを制御する高周波回路（１２）と、
   前記モーターと前記高周波回路とに電源からの電力を供給する複数の導電体（１４）と、
   前記高周波回路に接続され、高周波信号を前記高周波回路（１２）に送信するか、または前記高周波回路（１２）から受信するアンテナ（１６）と、
   を有し、
   前記アンテナ（１６）は前記高周波信号が前記複数の導電体（１４）によって少なくとも部分的に受信または送信されるように前記複数の導電体（１４）の少なくとも１つと高周波にて電気的結合され、
   前記アンテナ（１６）は前記モーター（１０）及び前記高周波回路（１２）に電力を供給する電源の周波数では前記複数の導電体（１４）とは絶縁されていることを特徴とする駆動装置。
2. 請求項１に記載の装置において、
   前記アンテナ（１６）によって部分的に直接受信又は送信される電力は、前記高周波回路（１２）により受信又は送信される電力の５％を越えることを特徴とする駆動装置。
3. 請求項２に記載の装置において、
   前記アンテナ（１６）によって部分的に直接受信又は送信される電力は、前記高周波回路（１２）により受信又は送信される電力の１０％を越えることを特徴とする駆動装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の装置において、
   前記アンテナ（１６）によって部分的に直接受信又は送信される電力は、前記高周波回路（１２）によって受信又は送信される電力の５０％未満であることを特徴とする駆動装置。
5. 請求項４に記載の装置において、
   前記アンテナ（１６）によって部分的に直接受信又は送信される電力は、前記高周波回路（１２）によって受信又は送信される電力の４０％未満であることを特徴とする駆動装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の装置において、
   前記アンテナ（１６）は前記導電体（１４）に機械的に結合されることを特徴とする駆動装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の装置において、
   前記アンテナ（１６）はモノポールアンテナであることを特徴とする駆動装置。
8. 請求項７に記載の装置において、
   前記アンテナ（１６）は、前記高周波回路により受信又は送信される高周波信号の四分の一波長に近い長さであることを特徴とする駆動装置。
9. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の装置において、
   前記モーターと、前記高周波回路と、前記アンテナとが配置されるモーターチューブ（４）
   をさらに有することを特徴とする駆動装置。
10. 請求項９に記載の装置において、
    前記チューブ（４）は金属製であることを特徴とする駆動装置。
11. 請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の装置において、
    前記アンテナはプリント回路（２４）のトラック（２２）から形成されることを特徴とする駆動装置。
12. 請求項１１に記載の装置において、
    前記導電体（１４）の少なくとも１つは、前記アンテナを形成するトラックに平行に位置するプリント回路トラック（２６、２８）を有することを特徴とする駆動装置。

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