JP5094330B2 - 電動ブラインドの制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、電動ブラインドの昇降動作を制御する制御装置に関するものである。

電動横型ブラインドは、モータの駆動力でスラット駆動軸を回転させ、昇降コードあるいは昇降テープを巻取り装置で巻取り、あるいは巻き戻すことにより、スラットを昇降可能となっている。

このような電動横型ブラインドでは、ヘッドボックス内にモータが配設され、そのモータの出力軸の回転がギヤボックスで減速されて駆動軸に伝達され、その駆動軸の回転に基づいてスラットが昇降される。

また、ヘッドボックス内には駆動軸の回転速度及び回転量を検出するエンコーダが配設され、そのエンコーダから出力されるパルス信号に基づいて、ヘッドボックス内に配設されるコントローラによりモータの回転速度及び回転量が制御される。このような動作により、スラットの昇降速度が適宜に調整されるとともに、スラットの昇降停止位置及びスラット角度が制御される。

エンコーダを具備しない電動横型ブラインドでは、スラットを駆動する際にあらかじめ設定された電圧がモータに供給される。従って、スラットの昇降速度は、各ブラインド毎に一定とはならない。
特開平６−２７２４６２号公報

一般に、電動横型ブラインドではスラットの昇降速度、すなわちモータ及びギヤボックスの回転速度を低くするほど、作動時に発生する騒音を低減することができる。
エンコーダを備えた電動横型ブラインドでは、エンコーダによる速度検出機能により、モータの回転速度を低く設定して、騒音を低減するようにすることは容易である。しかし、エンコーダを具備する必要があるため、コストが上昇する。また、エンコーダで回転速度を安定して検出するために、エンコーダの取付精度を十分に確保する必要があり、組み立てコストが上昇する。

一方、エンコーダを具備しない電動横型ブラインドでは、モータに定電圧を供給していることから、モータの負荷の小さいブラインド、すなわち昇降高さの低いブラインドでは昇降速度が速くなって騒音が増大する。また、モータに供給する電圧をあらかじめ低く設定すると、モータの負荷が大きいブラインドで昇降速度が必要以上に遅くなって、昇降操作に支障を来たすという問題点がある。

特許文献１には、モータ荷重が小さくなって、モータの動作音が大きくなるような場合に、被操作体の昇降速度を遅く設定して、騒音の低下を図るようにした電動ブラインドが開示されている。しかし、昇降速度の制御にエンコーダを必要とすることから、部品コストを低減することができないという問題点がある。

この発明の目的は、部品コストを低減しながら、動作時の騒音を低減し得る電動ブラインドの制御装置を提供することにある。

請求項１では、制御手段から出力される電圧に基づいてモータを作動させ、該モータの作動に基づいて日射遮蔽材を昇降する電動ブラインドにおいて、前記制御手段は、初期設定時に、あらかじめ設定された初期電圧に基づいて前記モータを作動させる第一の制御手段と、前記第一の制御手段により前記日射遮蔽材が上限から下限までの範囲で昇降される昇降時間を計測する計時部と、前記第一の制御手段の動作の後は、前記昇降時間が短いほど低電圧となる調整電圧を前記モータに供給する第二の制御手段とを備えた。

請求項２では、前記第二の制御手段は、前記昇降時間に基づいて、前記日射遮蔽材を引き上げるために必要となる最低レベルの前記調整電圧を演算して前記モータに供給する。
請求項３では、前記モータをＤＣモータで構成し、前記第一及び第二の制御手段は、前記モータにパルス信号を供給するとともに、該パルス信号のデューティ比を制御して、前記モータに供給する実効電圧を制御する。

請求項４では、前記第一の制御手段は、あらかじめ設定したデューティ比のパルス信号を前記モータに供給する。
請求項５では、前記第二の制御手段は、前記昇降時間に基づいて前記調整電圧を演算するための第一のテーブルを備えた。

請求項６では、前記第一のテーブルは、前記昇降時間に対応するデューティ比を読み出し可能とした。
請求項７では、前記第二の制御手段は、あらかじめ設定された初期電圧に基づいて前記モータを作動させて、該モータに流れる最大電流値を検出する電流計測部と、前記第一のテーブルで読み出したデューティ比を、前記最大電流値に基づいて補正する補整値を演算するための第二のテーブルを備えた。

請求項８では、前記第二のテーブルは、前記最大電流値が小さいほど、前記デューティ比を小さくする補整値を読み出し可能とした。

本発明によれば、部品コストを低減しながら、動作時の騒音を低減し得る電動ブラインドの制御装置を提供することができる。

以下、この発明を具体化した電動横型ブラインドの制御装置の一実施の形態を図面に従って説明する。
図１は、制御装置の電気的構成を示す。入力部１は、リモコンの操作信号を受信し、その受信信号を演算部２に出力する。検出部３は上限リミットスイッチ及び下限リミットスイッチで構成され、スラット（日射遮蔽材）が上限まで引き上げられたとき及びスラットが下限まで下降されたとき、検出信号を演算部２に出力する。

モータ制御部４は、演算部（制御手段、第一及び第二の制御手段）２から出力される制御信号に基づいてモータを制御する。このモータはＤＣモータで構成され、モータ制御部４は例えばＤＣ１２Ｖのパルス信号をモータに供給する。そして、そのパルス信号のデューティ比を制御することにより、モータの回転速度を制御する。

モータは、モータ制御部（制御手段）４から出力されるパルス信号のデューティ比が高くなると、すなわちパルス信号の１周期のうち１２Ｖの電圧が供給されている時間が長くなると、供給電圧の実効値が高くなって、回転速度が上昇するようになっている。

電流計測部５は、前記演算部２からモータ制御部４に制御信号が出力されてモータが作動するとき、その消費電流値を検出して演算部２に出力する。演算部２は、電流計測部５から計測値として出力されるアナログ値をデジタル値に変換し、かつそのデジタル値の最大値を計測最大電流値ｉとして記憶部６に格納する。

計時部７は、モータの作動によりスラットが上限から下限まで下降するまでの時間を計測して、演算部２に出力する。そして、演算部２は、その昇降時間を計測昇降時間ｔとして記憶部６に格納する。

また、前記記憶部６には前記モータ制御部４から出力するパルス信号のデューティ比を制御するためのテーブルと、前記演算部２でモータ制御部４を制御するためのプログラムが格納されている。

図４は、スラットが上限から下限まで下降されるときの設定昇降時間Ｔに基づいてデューティ基準値Ｄを選択するための第一のテーブル８を示す。同図に示す設定昇降時間Ｔの単位は秒であり、デューティ基準値Ｄは％である。この第一のテーブル８では、例えば設定昇降時間Ｔが４０秒であれば、デューティ基準値Ｄは９０％が選択される。そして、設定昇降時間Ｔが長くなるほど、大きなデューティ基準値Ｄが選択されるように設定されている。

図５は、前記計測最大電流値ｉに基づく設定最大電流値Ｉに基づいて、選択された前記デューティ基準値Ｄを補正するための第二のテーブル９を示す。この第二のテーブル９で、設定最大電流値Ｉの単位はＡ（アンペア）であり、補正値ｄの単位は％である。そして、４段階の設定最大電流値Ｉに対し、補正値ｄがそれぞれ設定されている。

例えば、設定最大電流値Ｉが０．５１〜０．７５Ａの範囲であれば、補正値ｄは３％となり、演算部２はデューティ基準値Ｄから補正値ｄを減算した値を設定デューティ比としてモータ制御部４に出力する。

電源部１０は、前記演算部２、入力部１、検出部３、モータ制御部４、電流計測部５、記憶部６、計時部７に電源を供給するものである。前記記憶部６では、電源が供給されている状態では、計測昇降時間ｔ及び計測最大電流値ｉを保持し、電源の供給が遮断されると、保持している計測昇降時間ｔ及び計測最大電流値ｉをクリアするようになっている。

次に、上記のように構成された制御装置の初期設定動作を図２及び図３に従って説明する。図２は、前記計測昇降時間ｔを計測して、設定昇降時間Ｔを設定する動作を示す。
電動横型ブラインドが設置場所に設置した後、制御装置の初期設定動作を開始するとき、リモコンの操作によりまずスラットの下降動作を開始する。

すると、演算部２は初期電圧としてモータに供給する初期電圧として、７０％のデューティ比を設定デューティ比Ｄｍとして設定し（ステップ１）、その設定デューティ比Ｄｍでモータを作動させてスラットを上限位置から下降させる（ステップ２）。この状態では、モータに供給される電源電圧の実効値Ｖｍは、電源電圧をＶとしたとき、Ｖ×Ｄｍ÷１００となる。

ステップ２では、モータの作動開始とともに、計測昇降時間ｔの計測を開始する。次いで、入力部１で停止信号を受信せず、かつ検出部３から下限検出信号が入力されるまでの間モータを作動させる（ステップ３，４）。この状態では、スラットが上限から下限まで下降する。

ステップ３において、停止信号が入力されると、モータの作動を停止させ（ステップ８）、計測設定時間ｔの設定動作を終了する。
ステップ４で下限検出信号を受信すると、演算部２はステップ５に移行してモータの作動を停止させ、計測昇降時間ｔの計測を停止し、計測昇降時間ｔを記憶部６に格納する。

次いで、演算部２はステップ６に移行し、設定昇降時間Ｔが０であるとき、すなわち設定昇降時間Ｔが設定されていないとき、計測昇降時間ｔを設定昇降時間Ｔとして設定し（ステップ７）、設定昇降時間Ｔの設定動作を終了する。この設定昇降時間Ｔは、当該電動横型ブラインドの昇降高さが高いほど長い時間となる。

また、ステップ６において、設定昇降時間Ｔが既に設定されている場合には、計測昇降時間ｔを設定昇降時間Ｔとして設定することなく、設定動作を終了する。
次に、演算部２は計測最大電流値ｉを測定して、設定最大電流値Ｉを設定する動作に移行する。図３に示すように、演算部２はまず設定昇降時間Ｔ及び設定最大電流値Ｉのいずれかが設定されていない状態かを判別する（ステップ１１）。

ここでは、設定昇降時間Ｔのみが設定されているので、演算部２はステップ１２に移行して、第一のテーブル８の最も高いデューティ基準値Ｄである９５％の値を選択して設定デューティ比Ｄｍとしてモータ制御部４に出力する。

すると、モータ制御部４では、９５％の設定デューティ比Ｄｍでモータを作動させ、スラットを下限から上限に向かって引き上げる（ステップ３）。この状態では、モータに供給される電源電圧の実効値Ｖｍは、電源電圧をＶとしたとき、Ｖ×Ｄｍ÷１００となる。

ステップ１３では、モータの作動開始とともに、計測最大電流値ｉの計測を開始して、その計測最大電流値ｉを記憶部６に順次格納する。次いで、入力部１で停止信号を受信せず、かつ検出部３から上限検出信号が入力されるまでの間モータを作動させる（ステップ１４，１５）。この状態では、スラットが下限から上限まで引き上げられる。

ステップ１４において、停止信号が入力されると、演算部２はモータの作動を停止させ（ステップ１９）、設定動作を終了する。
ステップ１５で上限検出信号を受信すると、演算部２はステップ１６に移行してモータの作動を停止させ、計測最大電流値ｉの計測を停止し、計測最大電流値ｉを記憶部６に格納する。

次いで、演算部２はステップ１７に移行し、設定最大電流値Ｉが０であるとき、すなわち設定最大電流値Ｉが設定されていないとき、計測最大電流値ｉを設定最大電流値Ｉとして設定し（ステップ１８）、設定動作を終了する。この設定最大電流値Ｉは、その値が大きいほどモータの負荷が大きいことを示す。

また、ステップ１７において、設定最大電流値Ｉが既に設定されている場合には、計測最大電流値ｉを設定最大電流値Ｉとして設定することなく、設定動作を終了する。
このような動作により、９５％の設定デューティ比Ｄｍに基づいてスラットが下限から上限まで引き上げられ、その場合の計測最大電流値ｉが設定最大電流値Ｉとして記憶部６に格納される。そして、ここまでの動作で設定昇降時間Ｔと設定最大電流値Ｉの設定動作が終了する。

この後は、スラットの引き上げ動作時に設定昇降時間Ｔと、設定最大電流値Ｉと、第一及び第二のテーブル８，９に基づいて設定デューティ比Ｄｍが算出され、その設定デューティ比Ｄｍで昇降動作が行われる。その動作を図３に従って説明する。

入力部１に操作信号が入力されて、スラットの引上げ動作が開始されると、ステップ１１において設定昇降時間Ｔ及び設定最大電流値Ｉが記憶部６に既に設定されているので、ステップ２０に移行する。そして、第一のテーブル８から設定昇降時間Ｔに対応するデューティ基準値Ｄを読み出し、第二のテーブル９から設定最大電流値Ｉに対応する補正値ｄを読み出す。

ここで、例えば設定昇降時間Ｔが３０秒であれば、デューティ基準値Ｄは８０％の値が読み出され、設定最大電流値Ｉが０．２６〜０．５０Ａであれば、補正値ｄは６％の値が読み出される。

次いで、ステップ２１において、デューティ基準値Ｄから補正値ｄを減算して設定デューティ比Ｄｍを算出する。ここで、設定デューティ比Ｄｍは、８０−６＝７４％となる。
次いで、ステップ１３に移行して設定デューティ比Ｄｍ（調整電圧）に基づいてスラットの引上げ動作が行われ、停止信号が入力されない状態で、上限リミットスイッチからの検出信号が入力されるまでスラットが引き上げられる（ステップ１４〜１７，ステップ１９）。

このとき、計測最大電流値ｉが計測されているが、設定最大電流値Ｉが設定済みであるので、新たな設定最大電流値Ｉが設定されることはない。
以上のような動作により、スラットの最初のブラインドの昇降動作により、設定昇降時間Ｔと設定最大電流値Ｉが設定される。そして、その後は設定昇降時間Ｔと設定最大電流値Ｉに基づいて第一及び第二のテーブル８，９から読み出されるデューティ基準値Ｄと補整値ｄから算出される設定デューティ比Ｄｍでモータが動作して、昇降動作が行われる。

そして、設定昇降時間Ｔが短いほど、スラットの昇降高さが低く、モータの負荷が小さいので、第一のテーブル８に基づいて、より低いデューティ比が設定される。従って、スラットの昇降速度、すなわちモータ及びギヤボックスの回転速度が抑制されて、騒音が低減される。

また、設定昇降時間Ｔが同じであっても、設定最大電流値Ｉが低いほどモータの負荷は低いので、第一のテーブル８で設定されるデューティ基準値Ｄよりさらに低いデューティ比でも十分にスラットを昇降することが可能である。従って、設定最大電流値Ｉに基づく補正値ｄをデューティ基準値Ｄから減算することにより、さらに設定デューティ比Ｄｍを下げて、騒音を低減するようにしている。そして、第一及び第二のテーブル８，９のデューティ基準値Ｄ及び補正値ｄは、設定昇降時間Ｔ及び設定最大電流値Ｉに基づいて算出される設定デューティ比Ｄｍがスラットを昇降し得る最低レベルのデューティ比となるように設定されている。

上記のように構成された電動ブラインドの制御装置では、次に示す作用効果を得ることができる。
（１）エンコーダを使用することなく、スラットを昇降し得る範囲でモータへの供給電圧を自動的に低電圧化して、モータ及びギヤボックスの回転速度を低下させて、騒音を低減することができる。従って、エンコーダを具備しない低コストの制御装置で、騒音を低減することができる。
（２）あらかじめ設定された設定デューティ比Ｄｍでスラットの上限から下限までの下降動作を行って設定昇降時間Ｔを求め、その設定昇降時間Ｔに応じて第一のテーブル８で選択したデューティ基準値Ｄを、新たな設定デューティ比Ｄｍとして設定することができる。設定昇降時間Ｔが短いほど、スラットの昇降高さが低く、モータの負荷が小さいので、第一のテーブル８で低い設定デューティ比Ｄｍを選択できるようにすることで、モータに供給する電圧を実質的に低下させることができる。従って、モータ及びギヤボックスの回転速度を低下させて、騒音を低減することができる。
（３）設定昇降時間Ｔに基づいて第一のテーブル８から得られるデューティ基準値Ｄと、設定最大電流値Ｉに基づいて第二のテーブル９から得られる補正値ｄとで、設定デューティ比Ｄｍを算出することができる。設定最大電流値Ｉが小さいほどモータの負荷が小さいので、第一のテーブル８で選択した設定デューティ比Ｄｍを、さらに小さくする補正を第二のテーブル９に基づいて行なうことができる。従って、設定昇降時間Ｔと設定最大電流値Ｉとに基づいて、モータに供給する実効電圧をさらに低下させて騒音を低減することができる。
（４）複数の電動横型ブラインドを並設して、共通のリモコンで昇降操作する場合、各ブラインドのモータの負荷に応じて、騒音を低減し得る速度を自動的に設定することができる。従って、並行して動作する複数の電動横型ブラインドの騒音レベルを低下させることができる。
（５）スラットの左右幅が同じで高さが低いブラインドは、昇降時間が短いので、設定昇降時間Ｔによる補正によりモータに供給される実効電圧が低くなり、騒音を低減することができる。
（６）昇降高さが同じでも、スラットの左右幅が狭いブラインドは、モータの負荷が小さいので、設定最大電流値Ｉによる補正値ｄにより、モータにさらに最適な実効電圧を供給して騒音を低減することができる。

上記実施の形態は、以下の態様で実施してもよい。
・スラットを引き上げるときと下降させるときとでは、モータの負荷が異なるため、スラットの引き上げ操作時と下降操作時とでそれぞれ異なるテーブルを用意して、異なるデューティ比で昇降制御するようにしてもよい。
・第一及び第二のテーブル８，９に基づいて生成した設定デューティ比Ｄｍを、あらかじめ設定されたプログラムに基づいて演算部２で演算して生成するようにしてもよい。
・演算部２において、ブラインドの下降動作を繰り返した後、複数の計測昇降時間ｔの平均値ｔ−ａｖｅを演算し、ステップ２０〜２１において平均値ｔ−ａｖｅに基づいてデューティ比を求めてもよい。
・下限から上限までの計測昇降時間ｔ−ｕｐを計測し、計測昇降時間ｔ−ｕｐに基づく上昇用のデューティテーブルを設定してデューティ比を補正するようにしてもよい。なお、その場合の補正は、繰り返さないものとする。
・上記実施の形態の制御装置は、電動ロールブラインド、電動プリーツカーテン、電動たくし上げカーテン等の制御装置として使用することもできる。

電動横型ブラインドの制御装置を示すブロック図である。 制御装置の動作を示すフローチャートである。 制御装置の動作を示すフローチャートである。 第一のテーブルを示す説明図である。 第二のテーブルを示す説明図である。

符号の説明

２…制御手段（第一の制御手段、第二の制御手段、演算部）、４…制御手段（第一の制御手段、第二の制御手段、モータ制御部）、７…計時部、８…第一のテーブル、９…第二のテーブル。

Claims (8)

1. 制御手段から出力される電圧に基づいてモータを作動させ、該モータの作動に基づいて日射遮蔽材を昇降する電動ブラインドにおいて、
   前記制御手段は、
   初期設定時に、あらかじめ設定された初期電圧に基づいて前記モータを作動させる第一の制御手段と、
   前記第一の制御手段により前記日射遮蔽材が上限から下限までの範囲で昇降される昇降時間を計測する計時部と、
   前記第一の制御手段の動作の後は、前記昇降時間が短いほど低電圧となる調整電圧を前記モータに供給する第二の制御手段と
   を備えたことを特徴とする電動ブラインドの制御装置。
2. 前記第二の制御手段は、前記昇降時間に基づいて、前記日射遮蔽材を引き上げるために必要となる最低レベルの前記調整電圧を演算して前記モータに供給することを特徴とする請求項１記載の電動ブラインドの制御装置。
3. 前記モータをＤＣモータで構成し、前記第一及び第二の制御手段は、前記モータにパルス信号を供給するとともに、該パルス信号のデューティ比を制御して、前記モータに供給する実効電圧を制御することを特徴とする請求項１又は２記載の電動ブラインドの制御装置。
4. 前記第一の制御手段は、
   あらかじめ設定したデューティ比のパルス信号を前記モータに供給することを特徴とする請求項３記載の電動ブラインドの制御装置。
5. 前記第二の制御手段は、
   前記昇降時間に基づいて前記調整電圧を演算するための第一のテーブルを備えたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電動ブラインドの制御装置。
6. 前記第一のテーブルは、
   前記昇降時間に対応するデューティ比を読み出し可能としたことを特徴とする請求項５記載の電動ブラインドの制御装置。
7. 前記第二の制御手段は、
   あらかじめ設定された初期電圧に基づいて前記モータを作動させて、該モータに流れる最大電流値を検出する電流計測部と、
   前記第一のテーブルで読み出したデューティ比を、前記最大電流値に基づいて補正する補整値を演算するための第二のテーブルを備えたことを特徴とする請求項６記載の電動ブラインドの制御装置。
8. 前記第二のテーブルは、前記最大電流値が小さいほど、前記デューティ比を小さくする補整値を読み出し可能としたことを特徴とする請求項７記載の電動ブラインドの制御装置。

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