JP4505570B2 - Shutter device overload detection device - Google Patents

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本発明は、シャッター装置の過負荷検知に係り、詳しくは、ステッピングモータを駆動源として開閉駆動されるシャッター装置の過負荷検知に関するものである。 The present invention relates to overload detection of a shutter device , and more particularly to overload detection of a shutter device that is opened and closed using a stepping motor as a drive source.

従来は、電動開閉体における過負荷検知は、何らかの手段(例えば、負荷検出回路及び比較器)で過負荷状態にあるか否かを判定し、過負荷状態であると判定された場合にモータ駆動回路への駆動電流の供給を停止するという複数の手順を踏む必要があった。また、負荷を精度よく検出し、モータ停止までの処理時間を短くするためには、複雑な回路構成が必要となること、さらに、モータを制御するマイクロコンピュータの機能の向上も要求されることが、装置のコスト高を招いている。 Conventionally, overload detection in an electric switch is determined by some means (for example, a load detection circuit and a comparator) to determine whether it is in an overload state, and when it is determined to be in an overload state, the motor is driven. It was necessary to take a plurality of steps to stop the supply of drive current to the circuit. In addition, in order to detect the load accurately and shorten the processing time until the motor stops, a complicated circuit configuration is required, and further improvement in the function of the microcomputer that controls the motor is required. Incurs high equipment costs.

建築用電動開閉体としての電動シャッター装置では、過負荷状態を検知することは障害物検知の一つの手段として重要である。電動シャッター装置において過負荷状態を検知する手段については、幾つかの特許出願が行われているが、いずれも上述のものと同様に過負荷状態を検知し、過負荷状態であると判定された場合にモータを停止させるという手順を踏むものである。 In an electric shutter device as an electric opening and closing body for buildings, detecting an overload state is important as one means for detecting an obstacle. Regarding the means for detecting the overload state in the electric shutter device, several patent applications have been filed, and all of them detected the overload state in the same manner as described above, and were determined to be in the overload state. In this case, the procedure of stopping the motor is taken.

特許文献1は、電動開閉機における緊急停止装置に係り、検出した電流波形に基づいて、過負荷状態であるか否かを判定して、過負荷状態の場合には開閉機の緊急停止指令を出力するものである。 Patent Document 1 relates to an emergency stop device in an electric switch, and based on the detected current waveform, it is determined whether or not it is in an overload state, and in the case of an overload state, an emergency stop command for the switch is issued. Output.

特許文献2は、シャッター開閉装置に係り、所定のタイミング毎にトルクの変化量を求め、予め設定した閾値と比較し、トルクの変化量が閾値を超えたときに障害物検知信号を出力するものである。 Patent Document 2 relates to a shutter opening / closing device, which calculates a torque change amount at each predetermined timing, compares it with a preset threshold value, and outputs an obstacle detection signal when the torque change amount exceeds the threshold value. It is.

特許文献3は、シャッター開閉装置に係り、トルク検出手段で検出された検出トルク値と設定トルク値とを比較し、検出トルク値が設定トルク値を超えたとき障害物への接触であると判断し、シャッター開閉を安全制御するものである。 Patent Document 3 relates to a shutter opening / closing device, compares a detected torque value detected by a torque detecting unit with a set torque value, and determines that the contact with an obstacle is detected when the detected torque value exceeds the set torque value. In addition, the shutter opening / closing is safely controlled.

特許文献4は、開閉機における停止制御装置に係り、スラットカーテンの移動範囲毎に検出した駆動モータの駆動出力と、移動範囲毎に設定した設定出力とを比較し、駆動出力信号が設定出力信号に対して設定範囲外にある場合には、駆動モータに停止信号を送信するものである。 Patent Document 4 relates to a stop control device for a switch, and compares a drive output of a drive motor detected for each movement range of a slat curtain with a set output set for each movement range, and the drive output signal is a set output signal. On the other hand, when it is outside the set range, a stop signal is transmitted to the drive motor.

特許文献5は、電動シャッターにおける障害物検知に係り、シャッター体を巻き上げる過程でモータの電流値又は回転数を検出し、検出した電流値又は回転数が、所定の管理値を超えたときに、障害物が存在する旨の信号を発生するものである。 Patent Document 5 relates to obstacle detection in an electric shutter, detects the current value or rotation speed of the motor in the process of winding up the shutter body, and when the detected current value or rotation speed exceeds a predetermined management value, A signal indicating that there is an obstacle is generated.

特許文献6は、電動シャッターに係り、シャッターカーテンの開閉時にモータにかかる負荷の変動を検出して変動負荷基準値を求め、変動負荷基準値と比較して異常な負荷がモータに作用した場合に、モータを停止させるものである。
特開平8−93364 特開平10−25980 特開平10−37637 特開2000−64750 特開2002−194973 特開2002−194974
Patent Document 6 relates to an electric shutter, and detects a fluctuation of a load applied to a motor when the shutter curtain is opened and closed to obtain a fluctuation load reference value, and when an abnormal load acts on the motor as compared with the fluctuation load reference value. The motor is stopped.
JP-A-8-93364 JP 10-25980 JP 10-37637 A JP 2000-64750 A JP 2002-1941973 JP2002-194974

本発明は、ステッピングモータの特徴を活かすことで、簡単かつ確実にシャッター装置の過負荷状態を検知することを目的とするものである。 An object of the present invention is to easily and reliably detect an overload state of a shutter device by utilizing the characteristics of a stepping motor.

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、
ステッピングモータを駆動源としたシャッター装置の過負荷検知装置において、
該装置はモータの出力を制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、ステッピングモータの出力を、シャッターカーテンの位置により変化する負荷に応じて駆動可能な最低出力に設定するものであり、
前記駆動可能な最低出力とは、シャッターカーテンの位置に応じて経時的に変化する負荷に対して所定のオフセット量だけ上乗せした値であって、該オフセット量は、通常の使用時に発生し得る軽微な負荷変化では脱調することなくモータが駆動し、過負荷時に該モータが脱調するような値に設定されており、
前記シャッターカーテンの位置に応じて経時的に変化する負荷及び前記オフセット量を、記憶部に記憶しておき、
前記制御手段は、前記駆動可能な最低出力を、前記記憶したシャッターカーテンの位置に応じて経時的に変化する負荷及び前記オフセット量に基づいて所定タイミング毎に決定して出力することでシャッターカーテンを開閉駆動し、
シャッターカーテンの開閉駆動中に負荷が該最低出力を超えたときは、該ステッピングモータを脱調させてシャッターカーテンの開閉駆動を停止するように構成したものである。
The technical means adopted by the present invention in order to achieve such a problem are as follows:
In the overload detection device of the shutter device using the stepping motor as the drive source,
The apparatus comprises control means for controlling the output of the motor,
The control means sets the output of the stepping motor to the lowest output that can be driven according to the load that varies depending on the position of the shutter curtain,
The minimum driveable output is a value obtained by adding a predetermined offset amount to a load that changes over time according to the position of the shutter curtain, and the offset amount is a slight amount that can occur during normal use. The value is set so that the motor will drive without stepping out when the load changes and the motor will step out when overloaded.
The load that changes over time according to the position of the shutter curtain and the offset amount are stored in a storage unit,
The control means determines and outputs the minimum drivable output at predetermined timings based on the load that changes with time according to the stored shutter curtain position and the offset amount , and outputs the shutter curtain. Open and close drive,
When the load exceeds the minimum output during the opening / closing driving of the shutter curtain, the stepping motor is stepped out to stop the opening / closing driving of the shutter curtain.

本発明の特徴は、ステッピングモータの脱調を積極的に利用した点にある。ステッピングモータはパルス数に同期して回転するが、過負荷時には同期を失って脱調してしまうという性質をもっている。脱調は、ステッピングモータが正常に作動してない状態であるので、従来は、トルク余裕(トルクマージン)を大きく設定することでステッピングモータが脱調しないようにステッピングモータの駆動制御を行っている。これに対して、本発明では、過負荷時にステッピングモータが脱調するようにモータ出力を設定することでステッピングモータの駆動制御を行うものである。 The feature of the present invention resides in the positive use of the step out of the stepping motor. The stepping motor rotates in synchronization with the number of pulses, but has the property of losing synchronization and stepping out when overloaded. Since step-out is a state in which the stepping motor is not operating normally, conventionally, stepping motor drive control is performed so that the stepping motor does not step out by setting a large torque margin (torque margin). . On the other hand, in the present invention, the drive control of the stepping motor is performed by setting the motor output so that the stepping motor will step out during overload.

本発明では、制御手段によって、ステッピングモータの出力を、シャッターカーテンの開閉量により変化する負荷に応じて変化させる。シャッター装置においてはシャッターカーテンの開閉量によって負荷が変化する。シャッターカーテンの場合、シャッターカーテンが巻取りシャフトに対して巻き取られ、あるいは巻取りシャフトから繰り出されることで開口部を開閉するが、巻取りシャフトから繰り出されたシャッターカーテンの量(繰出し量ないし送出し量という)によって負荷が変化する。したがって、シャッター装置においては、全開状態と全閉状態との間で、負荷が経時的に変化することになる。本発明では、ステッピングモータの出力を、このようにシャッターカーテンの開閉量によって変化する負荷に応じて駆動可能な最低出力に設定し、過負荷時にはステッピングモータを脱調させる点に特徴がある。ここで、「駆動可能な最低出力」は、通常の使用時に発生し得る軽微な負荷変化(例えば、風等によりシャッターカーテンに作用する軽微な負荷)では脱調することなくモータが駆動するような大きさの出力である。「駆動可能な最低出力」の設定は、一つの好ましい態様では、ステッピングモータの出力を、シャッターカーテンの開閉量に応じて変化する負荷に対して所定のオフセット量だけ上乗せした値に制御し、該オフセット量を過負荷時に該モータが脱調するような値に設定することで行う。 In the present invention, the output of the stepping motor is changed by the control means in accordance with the load that changes depending on the opening / closing amount of the shutter curtain . In the shutter device, the load varies depending on the opening / closing amount of the shutter curtain . In the case of a shutter curtain, the opening is opened and closed by winding the shutter curtain around the take-up shaft or feeding it from the take-up shaft, but the amount of the shutter curtain fed from the take-up shaft (feed amount or delivery) The load changes depending on the amount of the load. Therefore, in the shutter device, the load changes with time between the fully open state and the fully closed state. The present invention is characterized in that the output of the stepping motor is set to the lowest output that can be driven in accordance with the load that varies depending on the opening / closing amount of the shutter curtain , and the stepping motor is stepped out in the event of an overload. Here, the “minimum output that can be driven” means that the motor is driven without stepping out in a slight load change that may occur during normal use (for example, a slight load acting on the shutter curtain due to wind or the like). It is a magnitude output. In one preferred aspect, the setting of “minimum driveable output” is such that the output of the stepping motor is controlled to a value obtained by adding a predetermined offset amount to a load that changes according to the opening / closing amount of the shutter curtain. This is done by setting the offset amount to a value that causes the motor to step out when overloaded.

好ましい態様では、本発明に係る過負荷検知装置は、障害物検知装置として用いられる。また、他の好ましい態様では、過負荷検知装置は脱調検知手段を有し、このような過負荷検知装置を用いて電動開閉体の上限位置および/または下限位置を設定してもよい。さらに、他の態様では、障害物検知装置は、脱調検知手段を有し、脱調検知に基づいてモータへの駆動電流の供給を停止させ、あるいは、脱調検知に基づいてモータへ反転駆動電流を供給して開閉体を反転駆動させる。 In a preferred embodiment, the overload detection device according to the present invention is used as an obstacle detection device. In another preferred embodiment, the overload detection device has a step-out detection means, and the upper limit position and / or the lower limit position of the electric opening / closing body may be set using such an overload detection device. Furthermore, in another aspect, the obstacle detection device has a step-out detection unit, and stops supply of drive current to the motor based on the step-out detection, or reversely drives to the motor based on the step-out detection. A current is supplied to reversely drive the open / close body.

本発明では、ステッピングモータの脱調をもって過負荷検出とするので、自動的に過負荷を検出してモータの回転軸の回転を停止することができ、従来のように過負荷検出後にモータを停止させるための手順が不要となり、簡単かつ確実に過負荷を検出してモータを停止させる。また、定電流駆動領域においては、電源電圧が変動しても、過負荷検出トルク(脱調トルク)を一定にできる。 In the present invention, since the overload detection is performed by stepping out of the stepping motor, the overload can be automatically detected and the rotation of the rotation shaft of the motor can be stopped, and the motor is stopped after the overload is detected as in the prior art. This eliminates the need for a procedure to stop the motor and easily and reliably detects an overload and stops the motor. In the constant current drive region, the overload detection torque (step-out torque) can be made constant even if the power supply voltage fluctuates.

建築用電動開閉体の好適な例として電動シャッター装置に基づいて説明する。図1において、建物開口部に設置されるシャッター装置は、シャッターカーテン1と、シャッターカーテン1の上端が連結されている巻取りシャフト2と、巻取りシャフト2を開閉駆動させる開閉機3とを有する。開閉機3は駆動手段としてのステッピングモータ4を有しており、ステッピングモータ4の回転軸と巻取りシャフト2とを伝動連結させて、ステッピングモータ4の回転軸の回転を巻取りシャフト2に伝達することで巻取りシャフト1を正逆回転させてシャッターカーテン1を巻取りシャフト2に巻き取り、あるいは、巻取りシャフト2から繰り出してシャッターカーテン1を左右のガイドレール5に案内させて開口部を開閉する。 A preferred example of the electric opening / closing body for construction will be described based on an electric shutter device. In FIG. 1, a shutter device installed in a building opening includes a shutter curtain 1, a winding shaft 2 to which the upper end of the shutter curtain 1 is connected, and an opening / closing device 3 that drives the winding shaft 2 to open and close. . The opening / closing machine 3 has a stepping motor 4 as a driving means, and the rotation shaft of the stepping motor 4 and the winding shaft 2 are connected by transmission to transmit the rotation of the rotation shaft of the stepping motor 4 to the winding shaft 2. Thus, the winding shaft 1 is rotated forward and backward to wind the shutter curtain 1 around the winding shaft 2, or it is fed out from the winding shaft 2 to guide the shutter curtain 1 to the left and right guide rails 5 to open the opening. Open and close.

シャッター装置の開閉駆動は、スイッチボックス6からの指令によって行われる。スイッチボックス6からの指令は制御部7を介して開閉機3に送信される。スイッチボックス6には、上昇用、下降用、停止用の押釦式操作スイッチPBU,PBS,PBDが設けてある。上昇用ボタンPBUを押すと、シャッター上昇信号が制御部7の開閉制御回路に送信され、モータ駆動電流が開閉機3のモータ4に供給されて、モータ4が回転して、シャッターカーテン1を巻取りシャフト2に巻き取る。下降用ボタンPBDを押すと、シャッター下降信号が制御部7の開閉制御回路に送信され、モータ駆動電流が開閉機3のモータ4に供給されて、モータ4が回転して、シャッターカーテン1を巻取りシャフト2から繰り出す。停止用ボタンPBSを押すと、停止信号が制御部7の開閉制御回路に送信され、モータ4へのモータ駆動電流の供給が遮断されて、モータ4の回転が停止する。 The opening / closing drive of the shutter device is performed by a command from the switch box 6. A command from the switch box 6 is transmitted to the switch 3 via the control unit 7. The switch box 6 is provided with push button type operation switches PBU, PBS and PBD for raising, lowering and stopping. When the up button PBU is pressed, a shutter up signal is transmitted to the open / close control circuit of the control unit 7, a motor drive current is supplied to the motor 4 of the open / close machine 3, and the motor 4 rotates to wind the shutter curtain 1. Take up around the take-up shaft 2. When the lowering button PBD is pressed, a shutter lowering signal is transmitted to the opening / closing control circuit of the control unit 7, a motor driving current is supplied to the motor 4 of the opening / closing machine 3, the motor 4 rotates, and the shutter curtain 1 is wound. It is fed out from the take-up shaft 2. When the stop button PBS is pressed, a stop signal is transmitted to the open / close control circuit of the control unit 7, the supply of the motor drive current to the motor 4 is interrupted, and the rotation of the motor 4 is stopped.

制御部(制御手段)7はマイクロコンピュータを有しており、マイクロコンピュータはCPUと記憶部を備えており、記憶部を構成するICメモリはさらにROMとRAMを有している(ICメモリの少なくとも一部は、EPROM,EEPROM,不揮発性RAM等の不揮発性メモリである)。ステッピングモータ4の駆動はマイクロコンピュータによって制御される。すなわち、マイクロコンピュータによって制御された所定の駆動電流をモータに送出することでステッピングモータは所定の駆動トルク(開閉機出力)を出力する。本発明では、シャッターカーテンの位置(シャッターカーテンの繰り出し量)に応じてモータに供給される駆動電流が設定されている。 The control unit (control unit) 7 includes a microcomputer, and the microcomputer includes a CPU and a storage unit, and an IC memory constituting the storage unit further includes a ROM and a RAM (at least of the IC memory). Some are non-volatile memories such as EPROM, EEPROM, non-volatile RAM). The driving of the stepping motor 4 is controlled by a microcomputer. That is, the stepping motor outputs a predetermined driving torque (switch output) by sending a predetermined driving current controlled by the microcomputer to the motor. In the present invention, the drive current supplied to the motor is set in accordance with the position of the shutter curtain (shutter curtain feed amount).

開閉機3を構成するモータ4の回転軸にはロータリーエンコーダ(図示せず)が取り付けてあり、回転軸の回転に応じて出力されるパルス数をカウントするようになっている。マイクロコンピュータの不揮発性記憶メモリにはシャッターカーテンの最大移動量が記憶され、上限位置または下限位置を原点位置としてロータリーエンコーダから出力されるパルスをカウントしてRAMに記憶する。カウント値が原点位置に対応する値、最大移動量に対応する値と一致したときに上下限位置に達したと判断してモータへの駆動電流供給を停止するようにしている。原点位置のデータは、シャッターを建物開口部に設置した時に、シャッターカーテンを上限位置あるいは下限位置に停止させて設定スイッチを操作することでマイクロコンピュータのRAMに記憶させる。また、ロータリーエンコーダによって、モータの回転軸の回転数、回転速度を演算することができる。さらに、カウントしたパルス数に基づいてシャッターカーテンの位置(シャッターカーテンの繰り出し量)の検出が可能である。 A rotary encoder (not shown) is attached to the rotating shaft of the motor 4 constituting the opening / closing machine 3, and counts the number of pulses output according to the rotation of the rotating shaft. The nonvolatile movement memory of the microcomputer stores the maximum movement amount of the shutter curtain, counts pulses output from the rotary encoder with the upper limit position or the lower limit position as the origin position, and stores them in the RAM. When the count value matches the value corresponding to the origin position and the value corresponding to the maximum movement amount, it is determined that the upper and lower limit positions have been reached, and the drive current supply to the motor is stopped. The data of the origin position is stored in the microcomputer RAM by operating the setting switch by stopping the shutter curtain at the upper limit position or the lower limit position when the shutter is installed in the building opening. Further, the rotational speed and rotational speed of the rotating shaft of the motor can be calculated by the rotary encoder. Furthermore, it is possible to detect the position of the shutter curtain (shutter curtain feed amount) based on the counted number of pulses.

開閉機によりシャッターカーテンを開閉駆動するためには、開閉機の出力(モータの駆動トルク)が負荷(シャッターモーメントによって決定される)を上回る必要があるが、巻取りシャフトを回転させてシャッターカーテンを上下動させる際のシャッターモーメントは、シャッターカーテンが全開状態から全閉状態へと至る過程、シャッターカーテンが全閉状態から全開状態へと至る過程で、シャッターカーテンが巻取りシャフトから繰り出された量に応じて経時的に変化する(本明細書では、シャッターカーテンの開閉時にシャッターカーテンの繰り出し量に起因して経時的に変化する負荷を、シャッターモーメントと言う)。シャッターカーテンの開閉時のシャッターモーメントは、シャッターカーテンの繰り出し量と巻取りシャフトに内蔵されたバネとのバランスによって決定されるので、シャッターカーテン開閉時に変化するシャッターカーテンの繰り出し量によって負荷が変化することになる(シャッターモーメントは経時的に変化するアンバランスなモーメントである)。 In order to open and close the shutter curtain with the switch, the output of the switch (drive torque of the motor) needs to exceed the load (determined by the shutter moment), but the shutter shaft is rotated by rotating the winding shaft. The shutter moment when moving up and down is the amount that the shutter curtain is unwound from the take-up shaft in the process from the fully open state to the fully closed state and in the process from the fully closed state to the fully open state. Accordingly, the load that changes with time due to the amount of extension of the shutter curtain when the shutter curtain is opened and closed is referred to as the shutter moment. The shutter moment when opening and closing the shutter curtain is determined by the balance between the shutter curtain feed amount and the spring built in the take-up shaft, so the load changes depending on the shutter curtain feed amount that changes when the shutter curtain opens and closes. (The shutter moment is an unbalanced moment that changes over time).

本発明では、シャッターカーテンを上下動させて開口部を開閉するために最低限必要な開閉機(モータ)の出力(駆動トルク)はシャッターカーテンの位置(繰り出し量)によって異なる点に着目し、シャッターカーテンの開閉時において変化する負荷(シャッターモーメント)を経時的に監視して検出すると共に、検出された負荷に対して所定のオフセット量だけ上乗せした値の開閉機の出力(駆動可能な最低出力)が得られるようにステッピングモータの出力を制御する。モータ出力の制御は、モータへ供給する駆動電流の制御により駆動トルクを制御することで行う。そして、モータにかかる負荷が、予め設定された駆動可能な最低出力を超えたときは、ステッピングモータを脱調させてシャッターカーテンの開閉駆動を停止させる。 The present invention pays attention to the fact that the minimum output (drive torque) of the opening / closing device (motor) required to open and close the opening by moving the shutter curtain up and down differs depending on the position (feeding amount) of the shutter curtain. The load (shutter moment) that changes when the curtain is opened and closed is monitored and detected over time, and the output of the switch with the value offset by a predetermined offset amount with respect to the detected load (minimum output that can be driven) The output of the stepping motor is controlled so that The motor output is controlled by controlling the drive torque by controlling the drive current supplied to the motor. Then, when the load applied to the motor exceeds a preset minimum driveable output, the stepping motor is stepped out to stop the opening / closing drive of the shutter curtain.

予めシャッターカーテンの全開状態から全閉状態、あるいは全閉状態から全開状態における負荷を経時的に監視して検出することで変化する負荷情報(シャッターモーメント)を取得し、記憶部に記憶しておく。一つの態様では、電流検出装置を用いて負荷の変動を検出することで、電流値を負荷(シャッターのモーメントの値)と等価として記憶部に格納する。負荷を電流値と等価としたが、駆動電流とトルクの関係は、用いられるモータによって決まっているので、駆動電流がわかれば負荷トルクを算出することができる。 Load information (shutter moment) that changes by monitoring and detecting the load over time from the fully open state of the shutter curtain to the fully closed state or from the fully closed state to the fully open state is acquired and stored in the storage unit. . In one aspect, the current value is stored in the storage unit as equivalent to the load (the value of the moment of the shutter) by detecting a change in the load using the current detection device. Although the load is equivalent to the current value, the relationship between the drive current and the torque is determined by the motor used, and therefore the load torque can be calculated if the drive current is known.

検知された負荷に上乗せするオフセット量は、正常なシャッターカーテンの開閉駆動時には駆動トルク(ある時点で検知された負荷+オフセット量)がトルクを下回ることがなく、移動中のシャッターカーテンに障害物が当った場合等にシャッターカーテンに作用する負荷の大きさが、駆動トルク(ある時点で検知された負荷+オフセット量)を超えるような値に設定される。すなわち、過負荷状態では、負荷が駆動トルクを上回って、開閉機を構成するステッピングモータが脱調するような値にオフセット量が設定される。具体的な態様では、オフセット量は電流値として設定され、検出された負荷と等価としての電流値に対してオフセット量を加えた電流値を駆動電流としてモータに供給する。こうすることで、過負荷時にステッピングモータを脱調させることで過負荷検出が行われ、モータが脱調することで回転軸の回転が停止してシャッターカーテンの開閉駆動が停止する。シャッターカーテンの開閉駆動時には、予め設定されたオフセット量、検知された負荷と等価としての電流値に基づいて、駆動電流が経時的(所定タイミング毎)に決定される。オフセット量は、モータ出力がシャッターカーテンの開閉量により変化する負荷(シャッターモーメント)に応じて駆動可能な最低出力となるような値に設定される。オフセット量は、通常の使用時に発生し得る軽微な負荷変化(例えば、風等によりシャッターカーテンに作用する軽微な負荷)では脱調することなくモータが駆動するようなマージンを決定する。オフセット量は過負荷検知の検知感度に直接影響を与えるものであり、シャッターカーテンの開閉操作の過程で、必要に応じて、オフセット量を更新してもよい。一つの態様では、オフセット量は、テーブルとしてマイクロコンピュータのROMに記憶されており、テーブルから適当なオフセット量が選択される。 The offset amount to be added to the detected load is that the driving torque (load detected at a certain time + offset amount) does not fall below the torque when the shutter curtain is normally opened and closed, and there is an obstacle on the moving shutter curtain. The magnitude of the load acting on the shutter curtain when it hits is set to a value that exceeds the drive torque (the load detected at a certain time + the offset amount). That is, in the overload state, the offset amount is set to such a value that the load exceeds the driving torque and the stepping motor constituting the switch is stepped out. In a specific aspect, the offset amount is set as a current value, and a current value obtained by adding the offset amount to a current value equivalent to the detected load is supplied to the motor as a drive current. By doing so, overload detection is performed by stepping out the stepping motor at the time of overload, and when the motor steps out, the rotation of the rotating shaft stops and the shutter curtain opening / closing drive stops. When the shutter curtain is opened and closed, the drive current is determined over time (every predetermined timing) based on a preset offset amount and a current value equivalent to the detected load. The offset amount is set to a value such that the motor output becomes the lowest output that can be driven according to the load (shutter moment) that varies depending on the opening / closing amount of the shutter curtain. The offset amount determines a margin such that the motor is driven without stepping out in a slight load change that can occur during normal use (for example, a slight load that acts on the shutter curtain due to wind or the like). The offset amount directly affects the detection sensitivity of overload detection, and the offset amount may be updated as necessary in the process of opening / closing the shutter curtain. In one embodiment, the offset amount is stored as a table in the ROM of the microcomputer, and an appropriate offset amount is selected from the table.

図2は開閉機の出力の制御を説明する図である。シャッターカーテンの開閉操作時にシャッターカーテンの送り出し量によって変化するシャッターのモーメント(負荷)を所定タイミング(実施例では、1.7秒)毎に監視し、検知する。一つの態様では、上述のように電流値を負荷とみなす。所定タイミング(1.7秒)毎に検知された負荷(電流値)は、マイクロコンピュータの不揮発性記憶メモリあるいはRAMに記憶される。検知されたシャッターモーメント(電流値)と予め設定されたオフセット量(電流値)から開閉機のモータに供給される駆動電流が所定タイミング(1.7秒)毎に決定され、所定の駆動トルク(出力)が所定タイミング(1.7秒)毎に出力されてシャッターカーテンを開閉駆動する。正常なシャッターカーテンの開閉動作では、負荷がモータの出力を上回ることがないので、所定の駆動電流によって出力された駆動トルクでシャッターカーテンが開閉駆動される。 FIG. 2 is a diagram for explaining the output control of the switch. The shutter moment (load), which changes depending on the amount of shutter curtain being sent when the shutter curtain is opened and closed, is monitored and detected at predetermined timings (1.7 seconds in the embodiment). In one aspect, the current value is considered a load as described above. The load (current value) detected at a predetermined timing (1.7 seconds) is stored in a nonvolatile storage memory or RAM of the microcomputer. Based on the detected shutter moment (current value) and a preset offset amount (current value), the drive current supplied to the motor of the switch is determined every predetermined timing (1.7 seconds), and a predetermined drive torque ( Output) is output every predetermined timing (1.7 seconds) to drive the shutter curtain to open and close. In a normal opening / closing operation of the shutter curtain, the load does not exceed the output of the motor, so that the shutter curtain is driven to open / close with a driving torque output by a predetermined driving current.

シャッターカーテンの開閉駆動時にシャッターカーテンに障害物が当ったような場合には、シャッターカーテンに作用する負荷がモータ出力を上回り、ステッピングモータが脱調する。ステッピングモータが脱調すると、モータ回転軸の回転が停止するのでシャッターカーテンの開閉駆動が停止する。すなわち、ステッピングモータが脱調することで過負荷状態を自動的に検知する。 If an obstacle hits the shutter curtain when the shutter curtain is opened and closed, the load acting on the shutter curtain exceeds the motor output and the stepping motor steps out. When the stepping motor steps out, the rotation of the motor rotation shaft stops, so that the shutter curtain opening / closing drive stops. That is, the overload state is automatically detected when the stepping motor steps out.

過負荷状態を検出した後のシャッターカーテンの開閉駆動制御のために、ステッピングモータの脱調を脱調検知手段によって検知する。ステッピングモータの脱調は、モータの回転が入力パルスに同期しなくなった状態であるので、ロータリーエンコーダでモータ回転軸の回転を検出すると共に、エンコーダの出力パルスの有無を検出することで、ステッピングモータの脱調を検知することができる。ステッピングモータの脱調が検知された場合の処理手順としては、一つの態様では、モータへ供給されるモータ駆動電流を遮断してモータを完全に停止する。また、他の態様では、モータを完全に停止させた後、あるいは、脱調が検知された後に、シャッターカーテンを反転させるようなモータ駆動電流をモータに所定時間供給して、シャッターカーテンを所定時間反転動作させる。 For the opening / closing drive control of the shutter curtain after detecting the overload state, the stepping motor step-out is detected by the step-out detecting means. The stepping motor step-out is in a state in which the rotation of the motor is not synchronized with the input pulse. Therefore, the stepping motor is detected by detecting the rotation of the motor rotation shaft with the rotary encoder and the presence or absence of the output pulse of the encoder. Can be detected. As a processing procedure when a stepping motor step-out is detected, in one aspect, the motor driving current supplied to the motor is cut off to completely stop the motor. In another aspect, after the motor is completely stopped or after a step-out is detected, a motor driving current that reverses the shutter curtain is supplied to the motor for a predetermined time, and the shutter curtain is moved for a predetermined time. Reverse operation is performed.

本発明に係る過負荷検出を用いた障害物検知について説明する。図3、図4は上昇中の障害物検知を示す図であり、シャッターカーテンの上昇中に、障害物がシャッターカーテンに当ってレール抵抗が増えた場合には、負荷がモータ出力を上回る。すなわち、図4の上図のグラフにおいて、左側のアンバランス量が右側の開閉機出力を超えることになる。そして、負荷がモータ出力を上回ることによって開閉機を構成するステッピングモータが脱調することで障害物を検知し、モータの回転軸の回転が停止する。ステッピングモータの脱調を検知すると、シャッターカーテンを反転下降させるような駆動電流が所定時間モータに送出され、シャッターカーテンは所定時間反転下降する。所定時間経過後はモータへの駆動電流は停止され、シャッターカーテンは停止する。 Obstacle detection using overload detection according to the present invention will be described. FIG. 3 and FIG. 4 are diagrams showing obstacle detection during ascent. When the obstacle hits the shutter curtain and the rail resistance increases while the shutter curtain is rising, the load exceeds the motor output. That is, in the upper graph of FIG. 4, the left unbalance amount exceeds the right switch output. Then, when the load exceeds the motor output, the stepping motor constituting the switch is stepped out, thereby detecting an obstacle and stopping the rotation of the rotation shaft of the motor. When stepping motor step-out is detected, a driving current that reverses and lowers the shutter curtain is sent to the motor for a predetermined time, and the shutter curtain reverses and lowers for a predetermined time. After a predetermined time has elapsed, the drive current to the motor is stopped and the shutter curtain is stopped.

一つの態様では、障害物を検知することによって、検知感度(オフセット量)の変更が行われる。ステッピングモータの脱調によって障害物検知が行われた時に、障害物検知位置が記憶される。そして、障害物検知の1.7秒前から障害物検知の3.4秒後まで、障害物検知のオフセット量を所定量大きくする。そして、次の開放時に同じ位置で障害物検知が無かった場合には、オフセット量を障害物検知前のオフセット量まで下げる。 In one aspect, the detection sensitivity (offset amount) is changed by detecting an obstacle. When obstacle detection is performed by stepping out of the stepping motor, the obstacle detection position is stored. Then, the obstacle detection offset amount is increased by a predetermined amount from 1.7 seconds before the obstacle detection to 3.4 seconds after the obstacle detection. If there is no obstacle detection at the same position at the next opening, the offset amount is lowered to the offset amount before the obstacle detection.

図5、図6は下降中の障害物検知を示す図であり、シャッターカーテンの下降中に、シャッターカーテンの座板が障害物に当った場合には、負荷がモータ出力を上回る。すなわち、図6の上図のグラフにおいて、左側のアンバランス量が右側の開閉機出力を超えることになる。そして、負荷がモータ出力を上回ることによって開閉機を構成するステッピングモータが脱調することで障害物を検知し、モータの回転軸の回転が停止する。ステッピングモータの脱調を検知すると、シャッターカーテンを反転上昇させるような駆動電流が所定時間モータに送出され、シャッターカーテンは所定時間反転上昇する。所定時間経過後はモータへの駆動電流パルスは停止され、シャッターカーテンは停止する。 FIG. 5 and FIG. 6 are diagrams showing obstacle detection during lowering. When the seat plate of the shutter curtain hits the obstacle during lowering of the shutter curtain, the load exceeds the motor output. That is, in the upper graph of FIG. 6, the left unbalance amount exceeds the right switch output. Then, when the load exceeds the motor output, the stepping motor constituting the switch is stepped out, thereby detecting an obstacle and stopping the rotation of the rotation shaft of the motor. When stepping motor step-out is detected, a drive current that reverses and raises the shutter curtain is sent to the motor for a predetermined time, and the shutter curtain reverses and rises for a predetermined time. After a predetermined time has elapsed, the drive current pulse to the motor is stopped and the shutter curtain is stopped.

一つの態様では、障害物を検知することによって、検知感度(オフセット量)の変更が行われる。ステッピングモータの脱調によって障害物検知が行われた時に、障害物検知位置が記憶される。そして、障害物検知の1.7秒前から障害物検知の3.4秒後まで、障害物検知のオフセット量を所定量大きくする。そして、次の閉鎖時に同じ位置で障害物検知が無かった場合には、オフセット量を障害物検知前のオフセット量まで下げる。 In one aspect, the detection sensitivity (offset amount) is changed by detecting an obstacle. When obstacle detection is performed by stepping out of the stepping motor, the obstacle detection position is stored. Then, the obstacle detection offset amount is increased by a predetermined amount from 1.7 seconds before the obstacle detection to 3.4 seconds after the obstacle detection. If no obstacle is detected at the same position at the next closing, the offset amount is lowered to the offset amount before the obstacle detection.

本発明に係る過負荷検知は、シャッターカーテンの上限位置、下限位置の設定に用いることができる。すなわち、ステッピングモータによる駆動でシャッターカーテンを上昇あるいは下降させた時に、まぐさ部、水切りに当接した時の過負荷でモータが脱調することによって、シャッターカーテンの上限位置、下限位置の検出を検出することができる。 The overload detection according to the present invention can be used to set the upper limit position and the lower limit position of the shutter curtain. In other words, when the shutter curtain is raised or lowered by driving by a stepping motor, the motor steps out due to overload when it comes into contact with the lintel or drainer, thereby detecting the upper limit position and lower limit position of the shutter curtain. Can be detected.

本発明に係る過負荷検出は、好適な例では、電動シャッターの障害物検知装置に利用することができる。 In a preferred example, the overload detection according to the present invention can be used for an obstacle detection device for an electric shutter.

電動シャッター装置の全体構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the whole structure of an electric shutter apparatus. 本発明に係る開閉機出力の制御を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows control of the switch output concerning this invention. シャッターカーテン上昇中の障害物検知のフローチャートである。It is a flowchart of the obstacle detection during shutter curtain raising. シャッターカーテン上昇中の障害物検知に関連する図であり、上図は障害物が検知された状態を示し、下図は障害物検知に基づく検知感度変更を示す図である。It is a figure relevant to the obstacle detection during shutter curtain raising, the upper figure shows the state by which the obstacle was detected, and the lower figure is a figure which shows the detection sensitivity change based on an obstacle detection. シャッターカーテン下降中の障害物検知のフローチャートである。It is a flowchart of the obstacle detection in shutter curtain descending. シャッターカーテン下降中の障害物検知に関連する図であり、上図は障害物が検知された状態を示し、下図は障害物検知に基づく検知感度変更を示す図である。It is a figure relevant to the obstacle detection in the shutter curtain descending, the upper figure shows the state in which the obstacle was detected, and the lower figure is a figure which shows the detection sensitivity change based on an obstacle detection.

符号の説明Explanation of symbols

1 シャッターカーテン
2 巻取りシャフト
3 開閉機
4 ステッピングモータ
7 制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Shutter curtain 2 Winding shaft 3 Opening / closing machine 4 Stepping motor 7 Control part

Claims (3)

ステッピングモータを駆動源としたシャッター装置の過負荷検知装置において、
該装置はモータの出力を制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、ステッピングモータの出力を、シャッターカーテンの位置により変化する負荷に応じて駆動可能な最低出力に設定するものであり、
前記駆動可能な最低出力とは、シャッターカーテンの位置に応じて経時的に変化する負荷に対して所定のオフセット量だけ上乗せした値であって、該オフセット量は、通常の使用時に発生し得る軽微な負荷変化では脱調することなくモータが駆動し、過負荷時に該モータが脱調するような値に設定されており、
前記シャッターカーテンの位置に応じて経時的に変化する負荷及び前記オフセット量を、記憶部に記憶しておき、
前記制御手段は、前記駆動可能な最低出力を、前記記憶したシャッターカーテンの位置に応じて経時的に変化する負荷及び前記オフセット量に基づいて所定タイミング毎に決定して出力することでシャッターカーテンを開閉駆動し、
シャッターカーテンの開閉駆動中に負荷が該最低出力を超えたときは、該ステッピングモータを脱調させてシャッターカーテンの開閉駆動を停止するように構成されていることを特徴とするシャッター装置の過負荷検知装置。
In the overload detection device of the shutter device using the stepping motor as the drive source,
The apparatus comprises control means for controlling the output of the motor,
The control means sets the output of the stepping motor to the lowest output that can be driven according to the load that varies depending on the position of the shutter curtain,
The minimum driveable output is a value obtained by adding a predetermined offset amount to a load that changes over time according to the position of the shutter curtain, and the offset amount is a slight amount that can occur during normal use. The value is set so that the motor will drive without stepping out when the load changes and the motor will step out when overloaded.
The load that changes over time according to the position of the shutter curtain and the offset amount are stored in a storage unit,
The control means determines and outputs the minimum drivable output at predetermined timings based on the load that changes with time according to the stored shutter curtain position and the offset amount , and outputs the shutter curtain. Open and close drive,
An overload of the shutter device, wherein the stepping motor is stepped out to stop the opening / closing drive of the shutter curtain when the load exceeds the minimum output during the opening / closing drive of the shutter curtain. Detection device.
請求項1において、前記制御手段はステッピングモータの脱調を検知する脱調検知手段を有することを特徴とするシャッター装置の過負荷検知装置。 2. The overload detection device for a shutter device according to claim 1, wherein the control means includes step-out detection means for detecting step-out of the stepping motor. 請求項1あるいは2に記載した過負荷検知装置を用いたことを特徴とする障害物検知装置。 An obstacle detection device using the overload detection device according to claim 1.
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