JP4354879B2 - 開閉装置 - Google Patents

Description

本発明は、オーバーヘッドドアを含むシャッター装置、ドア、雨戸を含む引戸、窓、ロールスクリーン、ブラインド、オーニング装置、門扉、ゲート、スライディングウォール装置等、構造物の空間部分を仕切るための開閉装置に関し、特にシャッター装置として適用するのに好ましい開閉装置に関するものである。

従来、開閉体が所定位置になったことを認識するようにした開閉装置には、例えば特許文献１に記載されているもののように、開閉体（巻上げ式シャッタＳ）の開閉動作に連動するリミットスイッチ装置（２７）を備え、開閉体（巻上げ式シャッタＳ）を、上限位置（イ）と中間所望位置（ロ）と下限位置（ロ）とに位置した際に、前記リミットスイッチ装置（２７）から発せられる接点信号によって停止させるようにしたものがある。
前記リミットスイッチ装置（２７）は、複数のリミットスイッチ（ＬＳ１〜ＬＳ３）からなり、各リミットスイッチ（ＬＳ１，ＬＳ２，又はＬＳ３）は、大まかには機械式のカウンター機構とマイクロスイッチとを組み合わせて構成される。
より詳細に述べれば、各リミットスイッチ（ＬＳ１，ＬＳ２，又はＬＳ３）は、セットレバー（２３）の操作に連動するセットアーム（１７，１７）を、セットカム（１０，１２）に対し凹凸状に係合させることで原点位置にリセットされる。
また、同リミットスイッチ（ＬＳ１，ＬＳ２，又はＬＳ３）は、マイクロスイッチ（ＭＳ１，ＭＳ２，又はＭＳ３）のアクチュエータ（１５）がカム輪（１３）の凹部（１４）に対し嵌り合って揺動した際に、このマイクロスイッチ（ＭＳ１，ＭＳ２，又はＭＳ３）から、開閉体（巻上げ式シャッタＳ）を停止させるための接点開信号を出力する。

また、閉鎖動作中の開閉体が該開閉体よりも閉鎖方向側の物体に近接したことを認識するようにした開閉装置には、開閉体の下端に発光部及び受光部等からなる非接触式センサーを配設し、該非接触式センサーにより開閉体がその閉鎖方向側の物体に近接するのを感知するようにしたものがある（特許文献２参照）。
更に、閉鎖動作中の開閉体が該開閉体よりも閉鎖方向側の物体に当接したことを認識するようにした開閉装置には、開閉体の下端に上下方向へスライド可能な可動部位を設け、該可動部位がその閉鎖方向側の物体に当接してスライドするのを接触式センサーにより感知するようにしたものが知られている（特許文献３参照）。

しかしながら、上記第一の従来技術によれば、複雑な構成の機械式カウンター機構を、所望とする開閉体停止位置の数に応じて複数備える必要があるため、機械的な作動不良や、故障等を生じることが懸念される。
より具体的には、各構成部品の寸法誤差や長期使用による摩耗等に起因して、セットレバー（２３）やセットアーム（１７）等の作動不良、セットアーム（１７）とセットカム（１０又は１２）との係合不良、アクチュエータ（１５）とカム輪（１３）との嵌合不良等を生じるおそれがある。
特に、前記のような機械的な不良等に起因して、セットレバー（２３）の操作によるリセット動作が不完全に行われた場合には、開閉体位置の認識精度が低下して、開閉体の停止位置が所望としない位置にずれてしまうおそれがある。

また、上記第二及び三の従来技術のように、接触式センサーや非接触式センサーにより物体を感知するようにした開閉装置によれば、前記センサー等の支持構造が複雑であることや、開閉体等の可動部分に電気配線そ備えていることなどから、機械的な故障や、動作不良、電気的な接点不良等を生じるおそれがある。
特開昭６１−２４３６２４号公報 特開平１１−１８２１６１号公報 特開平９−１７０３８９号公報

本発明は上記従来事情に鑑みてなされたものであり、その課題とする処は、故障や動作不良等が少なく生産性の良い簡素な構造でもって、動作中の開閉体の状態を認識することができる開閉装置を提供することにある。

上記課題を解決するために本発明は、開閉動作可能な開閉体と、該開閉体を動作させる駆動源とを備えた開閉装置において、前記開閉体を開放方向に付勢するとともに、その付勢方向と逆方向へ前記開閉体を動作させるのにつれて前記開閉体を開放方向に付勢する付勢力が増加する付勢手段と、前記駆動源の動作中に、この駆動源の負荷値の変化パターンである負荷パターンを検出する負荷検出部と、記憶装置を備え、検出された前記負荷パターンと前記記憶装置に予め記憶された負荷値の変化パターンであるマスターパターンとの比較から、前記駆動源を制御する制御部とを備え、前記付勢手段は、その特性が、前記開閉体の閉鎖動作中で物体に当接していない状態での負荷変動を抑制することで、前記開閉体が物体に当接した際の前記負荷値及び前記負荷値パターンの変化が顕著になるように調整されており、前記制御部は、前記マスターパターンにおける前記開閉体が当接対象部位に着座する手前の設定された時間範囲におけるデータが前記記憶装置に予め記憶されており、前記開閉体の閉鎖動作中に、検出される前記負荷パターンから前記時間範囲分の複数の前記負荷値のデータをサンプリングし、これら負荷値のデータの平均値を算出し、前記平均値が算出される毎に、当該平均値を前記マスターパターンの前記時間範囲におけるデータの平均値と比較し、これら双方の平均値が所定の誤差範囲で一致したか否かによって、前記負荷パターン中に前記マスターパターンの前記時間範囲と略一致する範囲が有るか否かを判断し、前出された前記負荷パターン中に前記マスターパターンの前記時間範囲と一致する範囲が有る場合には、前記駆動源を停止することを特徴とする。

ここで、本発明に係わる開閉装置は、開閉体により空間を仕切ったり開放したりする開閉装置であればよく、開閉体を巻取り軸によって巻き取ったり繰出したりすることで開閉させる態様や、開閉体を巻取ることなく繰出したり収納したりする態様、開閉体を開き戸状に回動させて開閉するようにした態様等を含む。

また、上記開閉体の好ましい具体例としては、複数のスラットやパイプを開閉方向へ連設してなる態様や、単数もしくは複数のパネルや、シート状物、ネット状物を開閉方向へ設けてなる態様、あるいはスラット、パネル、パイプ、シート状物、ネット状物等を適宜に組み合わせてなる態様等が挙げられ、この開閉体の動作方向は、上下方向や、水平方向、斜め方向等とすることができる。

また、上記駆動源の好ましい具体例としては、直流電動モーターや、交流電動モーター等とすることができる。

上記負荷値とは、上記駆動源の負荷値であり、この負荷値には負荷トルクを含む。
また、上記負荷パターンとは、上記駆動源の動作中における上記負荷値の変化パターンである。
この負荷パターンは、例えば、上記駆動源の動作中に所定のサンプリング間隔で検出された複数の負荷値としてもよいし、あるいは、上記駆動源の動作中に開閉体の移動量に応じて検出された複数の負荷値としてもよい。
また、上記負荷値を検出する手段は、例えば、上記駆動源が直流電動モーターである場合にその負荷電流を測定するようにした構成や、上記駆動源が交流電動モーターである場合にその回転数を測定するようにした構成、あるいは上記駆動源の出力軸等のトルクをトルクメータ等により測定するようにした構成等とすればよい。

また、上記マスターパターンとは、記憶装置等に予め記憶された負荷値の変化パターンのデータであり、このマスターパターンは、製造時等に入力されて記憶されたデータであってもよいし、設置現場等で開閉体を実際に動作させた際に、検出され記憶されたデータであってもよい。
このマスターパターンを開閉体の実際の動作から検出する手段は、例えば、上記駆動源の動作中に所定のサンプリング間隔で複数の上記負荷値を検出し、これら負荷値を前記マスターパターンとして記憶装置に記憶するようにしてもよいし、あるいは、上記駆動源の動作中に開閉体の移動量に応じた複数の上記負荷値を検出し、これら負荷値を前記マスターパターンとして記憶装置に記憶するようにしてもよい。
また、このマスターパターンは、複数の検出手段により検出されたパターンを複数のマスターパターンとして記憶装置に記憶するようにしてもよいし、複数回の繰り返し動作により検出されたパターンを平均化する等の所定の算術処理を施してマスターパターンとし、このマスターパターンを記憶装置に記憶するようにしてもよい。

また本発明は、前述した特徴に加えて、前記マスターパターンは、前記開閉体を所定動作させて、検出された前記負荷パターンを記憶するようにしたことを特徴とする。

また本発明は、前述した特徴に加えて、前記開閉体の全開から全閉までの途中停止のない動作の前記負荷パターンと、前記開閉体の全閉から全開までの途中停止のない前記負荷パターンとが、前記マスターパターンとして記憶されることを特徴とする。

ここで、上記付勢手段の具体例としては、スプリングや、ゼンマイ、ゴム等の弾性体等があげられ、また、この付勢手段には、動作中の開閉体にブレーキをかけるようにした制動手段も含まれる。
この付勢手段には、例えば、開閉体を巻取り軸によって巻き取ったり繰出したりする開閉装置において、繰出し動作の方向と逆の方向へ巻取り軸を回転させるように付勢する態様や、巻取り動作の方向と逆の方向へ巻取り軸を回転させるように付勢する態様等を含む。
更に、この付勢手段には、例えば、開閉体を巻取ることなく収納したり繰出したりする開閉装置において、収納動作の方向と逆の方向へ上記開閉体を付勢する態様や、繰出し動作の方向と逆の方向へ上記開閉体を付勢する態様等を含む。
また、収納動作の方向と逆の方向へ上記開閉体を付勢する付勢手段や、繰出し動作の方向と逆の方向へ上記開閉体を付勢する付勢手段等、複数種類の上記付勢手段を組み合わせて具備することも可能である。

なお、本明細書中において「開閉体幅方向」とは、開閉体の開閉方向と略直交する方向であって、上記開閉体の厚さ方向ではない方向を意味する。
また、本明細書中において「開閉体開閉方向」とは、開閉体が空間を仕切ったり開放したりするために移動する方向を意味する。

本発明は、以上説明したように構成されているので、以下に記載されるような作用効果を奏する。
開閉体を動作させると、その動作中における駆動源の負荷値の負荷パターンが検出される。そして、この負荷パターンと予め記憶されたマスターパターンとの比較により、動作中の開閉体の状態（例えば全開位置、全閉位置、中間位置、障害物との当接等）が認識できる。したがって、従来技術のような複数の機械式カウンターを用いた構成や、複数のセンサーを備えた構成等としなくとも、例えばマスターパターンを複数記憶しておき、検出された負荷パターンと複数のマスターパターンとを比較することによって、動作中の開閉体の状態を認識することができる。しかも、歯車や、リミットスイッチ、リセット機構等の機械的な構成が比較的少ない上、開閉体等の可動部分に電気配線を備えない構成とすることができるため、機械的な故障や動作不良、電気的な接点不良等を低減できる。その上、認識可能な開閉体の状態が機械的構造により固定されることがなく、開閉体の任意の状態を精度よく認識することができる。

更に、マスターパターンを開閉体の実際の動作から検出し記憶するようにすることで、現場状況や使用期間等に応じてマスターパターンが異なる場合でも、その状況等に応じた適切なマスターパターンを得ることができ、ひいては、開閉体状態の認識精度を向上することができる。

更に、負荷パターンとマスターパターンとを比較して開閉体の状態を判断する具体的手段を簡素な構成により提供することができる。

更に、機械式カウンターや位置センサー等を用いた従来の構成と比較し、故障や動作不良等が少ない簡素な構成でもって、開閉体の位置を認識することができる。しかも、開閉体が所望位置となる若干手前に、開閉体の位置を認識することも可能であり、ひいては開閉体を所望位置で停止させようとした場合に、制御上の応答遅れ等により開閉体が前記所望位置を越えて停止してしまうのを防ぐことができる。しかも、認識したい開閉体位置（例えば全開位置、全閉位置、所望とする中間位置等）を変更する場合には、負荷パターンと比較されるマスターパターンを変更すればよく、カム機構等の機械的な構造の変更を伴わないため、その変更作業が容易である。

更に、故障や動作不良等が少ない簡素な構成でもって、開閉体の全開位置及び／又は全閉位置となったことを認識することができ、特に、開閉体を全閉位置で停止させる場合に、開閉体を全閉位置となる若干手前に認識して停止させれば、開閉体が着座後にオーバーランして弛んでしまうのを防ぐことができる。

更に、物体を接触又は非接触感知するための複雑な構成を用いることなく、簡素な構造でもって、開閉体が物体に当接したこと（障害物に当接した場合、及び着座した場合を含む）を認識することができる。

更に、開閉体を動作させるのにつれて付勢力が増加する付勢手段により、開閉体が閉鎖動作中で物体に当接していない状態での負荷変動が適宜に抑制されて、開閉体が物体に当接した際等の負荷パターンの変化が顕著になるため、負荷パターンとマスターパターンとの比較による判断を容易にすることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
本実施の形態による一例は、住宅やビル、倉庫、工場、地下街、トンネル、車両の荷台等の躯体の開口部分や内部に配設され、前記開口部分を開閉したり、躯体内部の空間を仕切ったり開放したりするシャッター装置として説明する。

この開閉装置Ａは、閉鎖方向端部をスライドさせて開閉動作する開閉体１０と、該開閉体１０の幅方向（図１における左右方向）の端部を囲み開閉方向へ案内するガイドレール２０と、開閉体１０を巻き取ったり繰出したりする巻取装置３０とを備え、巻取装置３０内の駆動源３３の動作中に、負荷値の変化パターンである負荷パターンを検出し、この検出された負荷パターンと、予め記憶された負荷値の変化パターンであるマスターパターンとの比較から、開閉体１０の状態を認識するように構成されている。

開閉体１０は、横長略矩形状の金属板を曲げ加工してなる所謂スラットを、上下に隣接する該スラット間で回動するように複数連接することで開閉体本体１１を構成し、該開閉体本体１１の閉鎖方向側（図示例によれば下方側）の端部に、当接対象部位ｐに当接させるための座板部材１２を開閉体幅方向にわたって接続している。

また、ガイドレール２０は、アルミ合金材料の引抜き成形または押し出し成形、鋼板や他の金属板の曲げ加工等の加工によって、開閉体１０の幅方向の端部を囲む部位が横断面略コの字状に形成された部材であり、巻取装置３０と当接対象部位ｐとの間にわたって配設されている。

また、巻取装置３０は、下部側に開閉体１０を出没させるための開口部を形成した収納ケース３１内に、開閉体１０を巻き取ったり繰出したりする巻取り軸３２や、該巻取り軸３２をチェーン及びスプロケット等の動力伝達手段を介して電動で双方向へ回転する駆動源３３、この駆動源３３の負荷値（負荷トルク）を検出する負荷値検出部３６、巻取り軸３２に内在されて開閉体１０を解放方向へ付勢する付勢手段３４，３４、電動駆動源３３を制御する制御部４０等を具備している。

巻取り軸３２は、開閉体幅方向へわたって配設されるとともに両端部を収納ケース３１内面に固定された軸本体３２ａと、該軸本体３２ａの周囲を自在に回転するように支持された回転体３２ｂとからなる。
なお、図示例によれば、回転体３２ｂは略円筒状に構成されるが、その外周に開閉体１０を巻き付け可能な構成であればよく、例えば、軸本体３２ａの外周に、所定間隔を置いて回転自在な複数の円盤を略同軸状に支持し、これら円盤を複数の棒状体により連結することで略籠型状に構成された態様であってもよい。

また、駆動源３３は、直流モーター及びブレーキ機構等からなり、制御部４０からの制御信号により、正転や逆転、停止等する。
この駆動源３３の電源配線には、その負荷電流を検出するように負荷値検出部３６が接続されている。

負荷値検出部３６は、駆動源３３の負荷電流の大きさに応じた電気信号を制御部４０に発信するように構成される。
すなわち、駆動源３３が直流モーターによる構成であるため、駆動源３３の駆動軸にかかる回転方向の負荷値（負荷トルク）と、駆動源３３の負荷電流とは、略比例的な相関関係を有する。したがって、負荷値検出部３６は、駆動源３３の負荷電流を検出することにより、駆動源３３の負荷値（負荷トルク）を間接的に検知している。
なお、駆動源３３は交流モーターによる構成とすることも可能であり、この場合には前記交流モーターの負荷トルクと回転数とに相関関係があるため、前記負荷値検出部３６は、前記交流モーターの駆動軸の回転数を検知する構成とされる。

また、付勢手段３４は、巻取り軸３２の軸本体３２ａの外周面と回転体３２ｂの内面との間に配設されたコイルスプリングであり、回転体３２ｂの回動を開閉体巻取り方向へ付勢するように、その一端側が軸本体３２ａに固定されるとともに、他端側が回転体３２ｂに固定されている。
したがって、この付勢手段３４は、開閉体１０を開放方向へ付勢するとともに、その付勢方向と逆の方向（閉鎖方向）へ開閉体１０を動作させるのにつれて、付勢力を増加する。
そして、この付勢手段３４の特性は、開閉体１０が閉鎖動作中で物体に当接していない状態での負荷変動を抑制することで、開閉体が物体に当接した際の負荷値及び負荷パターンの変化が顕著となるように、適宜に調整されている。
なお、この付勢手段３４は、図示された好ましい一例によれば、巻取り軸３２の一端側と他端側とに夫々設けられているが、単一の構成としたり、巻取り軸３２の軸方向にわたって二以上設けた構成とすることも可能である。

ここで、駆動源３３にかかる負荷について、図２に基づいて理論的に説明すれば、駆動源３３に加わる負荷値（負荷トルク）Ｔｘは、開閉体１０が巻取り軸３２から繰出される際、付勢手段３４による付勢トルクＴｂから、開閉体１０の自重により巻取り軸３２にかかるトルクＴｓを差引くことで算出された値の絶対値となる（図２（ａ）参照）。
また、開閉体１０の閉鎖方向端部が当接対象部位ｐに当接した際には、前記絶対値に、当接対象部位ｐによる反力によるトルクＴａが加わることになる（図２（ｂ）参照）。

開閉体１０の閉鎖動作中の負荷値Ｔｘ（負荷トルク）を実際に測定すると、図３に破線で示すように、閉鎖動作中の経過時間により異なる変化特性を示し、特徴的には、閉鎖動作中の時間経過とともに若干の増減を繰り返し、着座に近づくにしたがって徐々に増加し、着座直後に急上昇する負荷パターンとなる。
なお、負荷値Ｔｘが若干の増減を繰り返すのは、開閉体１０を構成するスラットの凹部が周期的に巻取り軸３２の外周面に嵌脱すること等に起因している。
また、負荷値Ｔｘが着座直後に急上昇するのは、着座直後も駆動源３３の回動により付勢手段３４の付勢力が増加することや、着座により開閉体１０が当接対象部位ｐからの反力によるトルクＴａを受けること等に起因している。

なお、開閉体１０の開放動作中の負荷値（負荷トルク）については、グラフ等による図示を省略するが、開閉動作中の経過時間により異なる変化特性を示し、開閉体１０の全開位置近傍で急上昇する負荷パターンとなる。

また、制御部４０は、負荷値検出部３６や図示しない操作部（操作ＢＯＸや、リモコン、操作信号を発するコンピュータ、携帯端末、起動用センサ類等）などから入力される電気信号を、プログラムに基づいて電子的に演算処理し、その処理結果に応じた制御信号を駆動源３３へ出力して、駆動源３３を正転や逆転、停止等させる制御回路であり、マスターパターン等を記憶する記憶装置（例えばEEPROMやフラッシュメモリ等）等を備えている。
なお、この制御部４０は、回路構成や、制御のための設定値等を現場状況等に応じて容易に変更可能なように、例えばマイコンやプログラマブルコントローラー等を用いたプログラムドロジック回路による構成とするのが好ましいが、リレー回路やその他の電子回路を用いたワイヤードロジック回路とすることも可能である。

次に、上記制御部４０による処理をフローチャートに基づいて詳細に説明する。
図４に示すフローチャートは、初期設定として、上記負荷パターンと比較するためのマスターパターンを検出する手順を示している。

先ず、制御部４０は、マスターパターン検出指令が有るか否かを判断し（ステップ１）、有る場合には次のステップ２へ処理を移行し、無い場合に後述するステップ１３へ処理をジャンプする。
前記マスターパターン検出指令とは、マスターパターンの検出動作を開始させるための指令であり、例えば、図示しない操作部の特別な操作（例えば開放ボタンを連続３回押す操作や、開放ボタンと閉鎖ボタンを同時に押す操作等）があった場合や、制御部４０内の記憶装置にマスターパターンが記憶されていないことを自動認識した場合等に発せられる指令である。

上記マスターパターン検出指令があった場合、制御部４０は、図示しない操作部（操作ＢＯＸや、リモコン、操作信号を発するコンピュータ、携帯端末、起動用センサ類等）による通常の開閉操作（例えば開放ボタンや閉鎖ボタンによる操作）を無効にする（ステップ２）。なお、本実施の形態の好ましい一例によれば、開閉体を停止させる操作については、安全性向上のために常時有効とされている。

次に、制御部４０は、開閉体１０をマスターパターンの基準位置となる全開位置まで動作せて停止し（ステップ３）、負荷値検出部３６からの電気信号によりマスターパターンの検出を開始するとともに、開閉体の閉鎖動作を開始する（ステップ４）。前記マスターパターンの検出について、より具体的に説明すれば、制御部４０は、負荷検出部３６からの入力信号を所定時間置きに逐次記憶してゆく。

そして、制御部４０は、図示しない操作部や安全装置等からの指令により、開閉体１０が途中停止されたか否かを判断し（ステップ５）、途中停止していない場合には次のステップ６へ処理を移行し、そうでない場合には、上記ステップ３へ処理を戻す。すなわち、制御部４０は、開閉体１０の途中停止があった場合には、負荷値の変化パターンが通常と異なってしまうため、ステップ３の時点から処理をやり直す。

次のステップ６では、開閉体１０が全閉位置であるか否かが判断され、全閉位置である場合には、ステップ７へ処理が移行され、そうでない場合には、前記ステップ５へ処理が戻される。
このステップ６において、開閉体１０が全閉位置となったことの判断は、負荷値検出部３６により検出された負荷値が、制御部４０の記憶装置に予め記憶された所定の閾値を超えたことにより判断すればよいが、他の手段としては、図示しない位置検出手段により全閉位置となったことを判断するようにした態様や、開閉体１０の閉鎖動作時間が所定値を超えたことにより判断するようにした態様や、開閉体１０の全閉位置を目視確認して発信された信号により判断するようにした態様等としてもよい。

次に、制御部４０は、開閉体１０を所定時間だけ一旦停止し（ステップ７）、同開閉体１０を開放動作させる（ステップ８）。したがって、このステップ８以降は、検出される負荷パターンが開放動作の際のパターンとなる。
そして、ステップ９では、上記ステップ５と略同様に、開閉体１０が途中停止されたか否かが判断され、途中停止された場合には上記ステップ３へ処理が戻され、そうでない場合には次のステップ１０へ処理が移行する。
なお、このステップ９は途中停止があった場合にマスターパターンの検出を最初からやり直す処理としているが、例えば、上記ステップ７の後に閉鎖動作の際のマスターパターンを一旦記憶する処理を加え、ステップ９で途中停止があった場合には、上記ステップ８へ処理を戻し、マスターパターンの検出を開放動作の開始時点からやり直す処理とすることも可能である。

次のステップ１０では、開閉体１０が全開位置であるか否かが判断され、全開位置である場合には、ステップ１１へ処理が移行され、そうでない場合には、前記ステップ９へ処理が戻される。
このステップ１０において、開閉体１０が全開位置となったことの判断は、負荷値検出部３６により検出された負荷値が、制御部４０の記憶装置に記憶された所定の閾値を超えたことにより判断すればよいが、上記ステップ６と略同様に他の手段によるものであってもよい。

そして、制御部４０は、開閉体１０を停止してマスターパターンの検出を終了し（ステップ１１）、検出されたマスターパターンを制御部４０内の記憶装置に記憶し（ステップ１２）、その後に、通常の開閉操作を有効にする（ステップ１３）。
したがって、前記記憶装置には、開閉体１０の全開から全閉までの動作の負荷パターンと、同開閉体１０の全閉から全開からの負荷パターンとが、マスターパターンとして記憶されることになる。
なお、マスターパターンとして、必要に応じて、開閉体１０の動作前のパターンや、開閉体１０の停止後のパターンも記憶するようにしてもよい。この場合には、上記ステップ４にて、マスターパターンの検出の開始から開閉体の閉鎖動作開始までの間に所定の時間を設けたり、上記ステップ１１にて、開閉体１０の停止からマスターパターンの検出終了までの間に所定の時間を設けたり等すればよい。これらの構成を利用すれば、開閉体１０停止後のパターン比較から、開閉体１０が正常なタイミングで停止したか否かや、開閉体１０が着座後にオーバーランして弛んでしまったか否か等の判断を可能にすることができる。

次に、開閉体１０を開放動作させる際の制御部４０による処理の一例について説明する（図５参照）。
先ず、制御部４０は、図示しない操作部等からの開放信号が入力されたか否かを判断し（ステップ２１）、入力があった場合には次のステップ２２へ処理を移行し、そうでない場合には開放信号の入力待ち状態となる。

次のステップ２２では、開閉体１０を開放動作させるとともに、負荷値検出部３６による負荷値の検出が開始される。
そして、ステップ２３では、検出された負荷値が制御部４０の記憶装置に記憶された所定の閾値を超えたか否かが判断され、前記閾値を超えた場合には、開閉体１０が全開位置にあると判断されて、次のステップ２４で開閉体１０の開放動作が停止し、そうでない場合には、前記閾値を超えるのを待った状態に維持される。

また、開閉体１０を閉鎖動作させる場合には、図６に示すように、制御部４０は、ステップ３１で操作部等（図示せず）から閉鎖信号を受けると、次のステップ３２の処理によって、開閉体１０の閉鎖動作を開始し、負荷パターンの検出を開始する。このステップ２３で検出される負荷パターンとは、開閉体１０の閉鎖動作の時間経過に伴って負荷値検出部３６によって逐次検出される負荷値（負荷トルク）である。

次の、ステップ３３ａでは、負荷値検出部３６により検出された負荷パターン中に、上述したステップ１２で記憶されたマスターパターンの所定範囲（全閉近傍）と略一致する範囲が有るか否かが判断され、一致する範囲がある場合には次のステップ３４ａで開閉体１０を停止し、そうでない場合には、ステップ３３ｂへ処理が移行される。
ここで、前記所定範囲とは、開閉体１０が当接対象部位ｐに着座する若干手前の時間範囲Ｈ（図３参照）であり、この範囲Ｈは、ステップ３４ａの処理の際に開閉体１０が当接対象部位ｐに着座したのと同時もしくは直後に停止するように適切に設定され、制御部４０の記憶装置にデータとして予め記憶されている。

したがって、上記ステップ３３ａ及び３４ａによれば、開閉体１０は、当接対象部位ｐに着座したのと同時もしくは直後に速やかに停止することで弛みが防止される。
すなわち、仮に、開閉体１０を全閉時の閾値により停止させるようにした場合には、開閉体１０の着座後しばらくの間は駆動源３３が停止しないため、開閉体１０に弛みを生じるおそれがあるが、上述した処理によれば、着座後に開閉体１０に弛みを生じるのを防ぐことができる。

なお、負荷パターン中に、マスターパターンの上記所定範囲が有るか否かを判断する処理は、より詳細に説明すれば、開閉体１０の閉鎖動作中に、上記所定範囲分の複数の負荷値データをサンプリングし、これら負荷値データの平均値を算出した後、この平均値を所謂移動平均法によって時間経過に伴って逐次更新してゆく。そして、前記平均値が算出される毎に、その平均値をマスターパターンの上記所定範囲のデータの平均値と比較し、これら双方の平均値が所定の誤差範囲内で一致したか否かを判断する。
また、例えば、風圧を受けた場合やその他の外的要因等により、前記処理のみで全閉状態や障害物との当接を判断し難い場合等には、例えば、上記処理に加えて、上記所定範囲よりも更に広い範囲の負荷値データの平均値を算出し、この平均値を時間経過に伴って逐次更新し、その平均値が算出される毎に、その平均値をマスターパターンの対応する範囲の平均値と比較し、これら双方の平均値が所定の誤差範囲内で一致したか否かを判断するようにすれば、より感知精度を向上させることができる。

また、ステップ３３ｂでは、負荷値検出部３６により検出された負荷パターン中に、障害物感知用マスターパターンと略一致する範囲が有るか否かが判断され，略一致する場合には後述するステップ３４ｂへ処理が移行し、そうでない場合には上記ステップ３３ａへ処理が戻される。
ここで、前記障害物感知用マスターパターンとは、開閉体１０が障害物に当接した場合の負荷値の変化パターンを示すものであり、実験的に測定されて制御部４０の記憶装置に予め記憶されている。
なお、このステップ３３ｂによる処理は、より詳細には、上記ステップ３３ａによる処理と略同様に移動平均法によって、時間経過毎に、所定範囲の負荷値データの平均値と障害物感知用マスターパターンの平均値とを比較し、所定の誤差範囲内で一致するか否かを判断している。

そして、上記ステップ３３ｂにより負荷パターンと障害物感知用マスターパターンとが略一致した場合には、開閉体１０が障害物に当接したと推定されるため、制御部４０は、閉鎖動作中の開閉体１０を、一旦停止した後、反転動作させて、再度停止する（ステップ３４ｂ）し、障害物に対する衝撃や押圧力等を緩和する。

次に、開閉体１０を所定の中間位置まで動作させる際の処理について説明する（図７参照）。
制御部４０は、ステップ４１で中間開放信号を受けると、次のステップ４２の処理によって、開閉体１０の閉鎖方向端部が所定の中間位置よりも全閉側に位置しているか否かを判断する。
この判断は、上記ステップ４１の直前に行われた開閉体１０の動作に伴う負荷パターンを記憶しておき、この負荷パターンをマスターパターン中から検索し、その検索されたパターンが前記中間位置よりも全閉側のものであるか否かを判断すればよい。

前記ステップ４２で開閉体が所定の中間位置よりも全閉側に位置すると判断された場合には、開閉体１０の開放動作を開始するとともに、負荷パターンの検出も開始する（ステップ４２ａ）。
そして、次のステップ４３ａでは、検出された負荷パターン中に、マスターパターンの所定範囲（中間近傍）と略一致する範囲が有るか否かが判断され、一致する範囲がある場合には次のステップ４４で開閉体１０の動作を停止し、そうでない場合には、このステップ４３ａの処理が繰り返される。

また、前記ステップ４２で開閉体が所定の中間位置よりも開放側に位置すると判断された場合には、開閉体１０の閉鎖動作を開始するとともに、負荷パターンの検出も開始する（ステップ４２ｂ）。
そして、次のステップ４３ｂでは、検出された負荷パターン中に、マスターパターンの所定範囲（中間近傍）と略一致する範囲が有るか否かが判断され、一致する範囲がある場合には次のステップ４４で開閉体１０の動作を停止し、そうでない場合には、このステップ４３ｂの処理が繰り返される。

前記ステップ４３ａ又は４３ｂの処理は、より詳細には、上記ステップ３３ａによる処理と略同様に移動平均法によって、時間経過毎に、所定範囲の負荷値データの平均値とマスターパターンの所定範囲（中間近傍）の平均値とを比較し、所定の誤差範囲内で一致するか否かを判断する。

なお、上記実施の形態によれば、開閉体１０が上記中間位置よりも閉鎖側に位置するか開放側に位置するかの判断を、上記ステップ４１の直前に行われた開閉体１０の動作に伴う負荷パターンを記憶しておき、この負荷パターンをマスターパターン中から検索し、その検索されたパターンが上記中間位置よりも全閉側のものであるか否かにより判断するようにしたが、他の手段としては、上記中間位置に接触式または非接触式センサーを設け、該センサーを開閉体１０の閉鎖方向端部が開放動作（開放信号）により通過したか、又は閉鎖動作（閉鎖信号）により通過したかを記憶しておき、その記憶データが開放動作によるものである場合には、開閉体１０の閉鎖方向端部が上記中間位置よりも全開側にあると判断し、同記憶データが閉鎖動作によるものである場合には、開閉体１０の閉鎖方向端部が上記中間位置よりも閉鎖側にあると判断してもよい。
更に、他の手段としては、上記中間位置に、動作中の開閉体１０に対し負荷変動を与える摩擦手段等を設けるとともに、その負荷変動（負荷パターンの変動を含む）の感知より開閉体１０の通過を認識するようにし、前記負荷変動を認識した際に、開閉体１０の閉鎖方向端部が開放動作していたか、又は閉鎖動作していたかを記憶しておき、その記憶データが開放動作によるものである場合には、開閉体１０の閉鎖方向端部が上記中間位置よりも全開側にあると判断し、同記憶データが閉鎖動作によるものである場合には、開閉体１０の閉鎖方向端部が上記中間位置よりも閉鎖側にあると判断してもよい。

なお、上記実施の形態によれば、初期設定（図４参照）の際、開閉体１０を全開位置から全閉位置まで閉鎖動作させて停止した後、同開閉体１０を全閉位置から全開位置まで開放動作させて、その動作中のマスターパターンを連続的に検出するようにしたが、閉鎖動作のマスターパターンと開放動作のマスターパターンとを各々別に検出するようにしてもよい。

また、上記実施の形態によれば、マスターパターンを記憶するための初期設定（図４参照）を、当該開閉装置Ａに電源が投入された際や、停電があった際等、マスターパターンを記憶していない状態の時に行えばよいようにしているが、更に、前記マスターパターンの一部または全部が、開閉体１０の通常の開閉動作の際の負荷パターンによって更新されるようにしてもよい。この態様によれば、長期使用により開閉体１０や駆動源３３等の摩擦抵抗が大きくなった場合等、通常の負荷パターンが変化した場合でも、その変化した最新の負荷パターンに対応するように、マスターパターンを維持することができる。
更に、前記態様において、マスターパターンの一部または全部の更新を、過去における所定回数分の負荷パターンのサンプルの平均値に基づいて行うようにしてもよい。

また、上記実施の形態によれば、開放動作（図５参照）の際、開閉体１０が全開位置になったことを、負荷値が所定の閾値（全開）を越えたか否かにより判断したが、負荷パターンがマスターパターンの所定範囲（全開近傍）と略一致するか否かにより判断してもよい。

また、上記実施の形態によれば、閉鎖動作（図６参照）の際、開閉体１０が全閉位置になったことを、負荷パターンがマスターパターンの所定範囲（全閉近傍）と略一致するか否かにより判断したが、負荷値が所定の閾値（全閉）を越えたか否かにより判断することも可能である。
但し、この場合は、開閉体１０が当接対象部位ｐに当接した後、若干の間は駆動源３３の回動が継続されるため、開閉体１０に若干の弛みを生じてしまう。そこで、ステップ３４ａの処理の際に、開閉体１０を、停止後に若干反転動作させ、再度停止させるようにすると好ましい。

また、上記実施の形態によれば、閉鎖動作（図６参照）の際、開閉体１０が障害物に当接したことを、負荷パターンが障害物感知用マスターパターンの所定範囲（全閉近傍）と略一致するか否かにより判断したが、負荷値が所定の閾値を越えたか否かにより判断することも可能である。

なお、上記実施の形態によれば、付勢手段３４の特性を適宜に調整することにより、負荷パターンとマスターパターンとを比較が容易な特性にし、且つ、開閉体１０が着座した際の負荷値のピークを得やすいようにした好ましい態様としているが、この付勢手段３４を省いた態様とすることも可能である。
また、複数種類の付勢手段３４を用いることで、その合成された付勢特性を適宜に調整し、負荷パターンとマスターパターンとを比較を一層容易することも可能である。

また、上記実施の形態によれば、閉鎖動作中の開閉体１０が障害物に対し当接した場合に、その障害物を感知する構成を例示しているが、開放動作中の開閉体１０（詳細には例えば厚さ方向へ突出する部位等）が障害物に対し当接したことを感知する構成とすることも可能である。

本発明に関わる開閉装置の一例を示す模式図。 駆動源にかかる負荷値（負荷トルク）の計算理論を示す説明図であり、（ａ）は開閉体が巻取り軸に吊り下げられている状態を示し、（ｂ）は開閉体が当接対象部位に当接した状態を示す。 開閉体の閉鎖動作中における負荷パターン及びマスターパターンの一例を示すグラフ。 初期設定する際の制御部による処理の一例を示すフローチャート。 開閉体を開放動作させる際の制御部による処理の一例を示すフローチャート。 開閉体を閉鎖動作させる際の制御部による処理の一例を示すフローチャート。 開閉体を中間位置まで動作させる際の制御部による処理の一例を示すフローチャート。

符号の説明

Ａ：開閉装置
１０：開閉体
３３：駆動源
３６：負荷値検出部
４０：制御部
Ｔｘ：負荷値

Claims (3)

1. 開閉動作可能な開閉体と、該開閉体を動作させる駆動源とを備えた開閉装置において、
   前記開閉体を開放方向に付勢するとともに、その付勢方向と逆方向へ前記開閉体を動作させるのにつれて前記開閉体を開放方向に付勢する付勢力が増加する付勢手段と、
   前記駆動源の動作中に、この駆動源の負荷値の変化パターンである負荷パターンを検出する負荷検出部と、
   記憶装置を備え、検出された前記負荷パターンと前記記憶装置に予め記憶された負荷値の変化パターンであるマスターパターンとの比較から、前記駆動源を制御する制御部とを備え、
   前記付勢手段は、その特性が、前記開閉体の閉鎖動作中で物体に当接していない状態での負荷変動を抑制することで、前記開閉体が物体に当接した際の前記負荷値及び前記負荷値パターンの変化が顕著になるように調整されており、
   前記制御部は、
   前記マスターパターンにおける前記開閉体が当接対象部位に着座する手前の設定された時間範囲におけるデータが前記記憶装置に予め記憶されており、
   前記開閉体の閉鎖動作中に、検出される前記負荷パターンから前記時間範囲分の複数の前記負荷値のデータをサンプリングし、これら負荷値のデータの平均値を算出し、前記平均値が算出される毎に、当該平均値を前記マスターパターンの前記時間範囲におけるデータの平均値と比較し、これら双方の平均値が所定の誤差範囲で一致したか否かによって、前記負荷パターン中に前記マスターパターンの前記時間範囲と略一致する範囲が有るか否かを判断し、前出された前記負荷パターン中に前記マスターパターンの前記時間範囲と一致する範囲が有る場合には、前記駆動源を停止することを特徴とする開閉装置。
2. 前記マスターパターンは、前記開閉体を所定動作させて、検出された前記負荷パターンを記憶するようにしたことを特徴とする請求項１記載の開閉装置。
3. 前記開閉体の全開から全閉までの途中停止のない動作の前記負荷パターンと、前記開閉体の全閉から全開までの途中停止のない前記負荷パターンとが、前記マスターパターンとして記憶されることを特徴とする請求項２記載の開閉装置。

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