JP5192027B2 - 電動シャッター制御方法 - Google Patents

Description

本発明は電動シャッターの制御方法に関し、特に、電動シャッターを全閉する際に生ずるスラットのたわみを除く機能を持った電動シャッターの制御方法に関する。

電動シャッター装置のシャッターは複数の細長い板状の部材（スラット）を簾のように連結したものであり、車庫、店舗の出入り口、雨戸、建造物の窓など種々の開口部に設置される。このようなシャッターの巻上げ及び巻戻しには電動モータを内蔵した筒状駆動装置が利用される。

シャッターを設置する開口部の両脇にはシャッターの上下動を導くガイドレールが設けられ、スラットの両端の突起部がガイドレールに取り付けられる。

シャッターのスラット間に隙間（スリット）を設けない電動シャッターでは、駆動装置に過負荷検知手段を設けてシャッターの作動中にシャッターが障害物に当接したことを検知することができる。さらに、このような過負荷検知手段を利用すれば、シャッターが開口部の上限に達したこと（シャッター全開）を検出できるし、シャッターの下限（床面或いはシャッターフレームの下枠）に達したこと（シャッター全閉）も検出できる。

筒状駆動装置に設けたモータのトルクを検出する手法は公知であり、例えば、電動モータが単相非同期モータであれば、位相シフト・コンデンサの端子電圧に相似する直流電圧を検出してモータのトルクを検知することが知られている（特許文献１）。検出したモータトルクの変化率が所定の閾値を超えればシャッター巻取手段にかかる負荷は過負荷と判断される。

モータのトルク変化率を見て過負荷検知を行う場合、過負荷検知の感度を高くするとガイドレールなどの経年変化、錆の発生、塵埃の蓄積、潤滑油の変性などにより誤って過負荷を検知する虞がある。このため、障害物の誤検出を避けるためには過負荷検知感度をあまり高くできない。したがって、シャッターの下端が床面に当接しても直ちにシャッター全閉と判断することができない。このため、モータが継続して駆動され、シャッター下端がさらに床面を下方に押しつけて大きいトルク変化率が検知されて初めてシャッター全閉があったことが検出される。

ところで、スラットの両端の突起部はガイドレールの突起保持部とは密着するようにはなっていないので（所謂ガタがあるので）シャッターの下端が床面に当接した後にシャッターをさらに下方に押しつけると、隣接するスラットが押し合ってシャッターがたわむという問題がある。この問題を解決するために過負荷検知装置によりシャッター全閉があったことを検知すると、たわみを除くためにシャッターを短時間巻取る（巻上げる）必要がある。このシャッターたわみを除くための巻取（巻上）時間を本明細書ではリリース時間と称する。

シャッターたわみを除くために、電動シャッター装置の出荷時に上述のリリース時間を予め求めてその時間を制御装置に設定したり、或いは、電動シャッター装置を現場に取り付ける際に、シャッターの下端が床面に達したことを目視により確認した時点から過負荷検知装置により過負荷が検知されるまでの時間を測定し、制御装置に測定時間を設定するなどの工夫が考えられる。このようにして制御装置にリリース時間を設定すれば、シャッターが床面やシャッターフレームの下枠に当接したあとに過負荷検知手段によりシャッターが全閉状態にあることを知れば、設定してあるリリース時間だけシャッターを巻き取ってシャッターのたわみを除くことができる。

しかしながら、ガイドレールやシャッターの経年変化、錆の発生、塵埃の蓄積、潤滑油の変性などによって、最初に設定したリリース時間ではシャッターのたわみを完全に除くことができなくなる虞があり、さらには、シャッターの巻取りが過ぎてシャッター下端が床面から離れて隙間ができるという問題もある。後者の場合には、シャッターを更に逆転させて定位置とする必要がある。

特表２００３−５２９３０７号公報

本発明は、シャッター装置に予め設定してあるリリース時間に従ってシャッターを巻上げる従来手法ではシャッターたわみを正確に除くことができないという問題を解決することである。

本発明は、シャッター全閉の動作ごとにリリース時間を自動的に決定することにより上述の課題を解決する。

本発明の電動シャッター制御方法によれば、シャッターの全閉動作ごとにリリース時間を自動的に決定するので、ガイドレールやシャッターの経年変化、錆の発生、塵埃の蓄積、潤滑油の変性などに影響を受けることなくシャッターたわみを正確に除くことができる。

図１は本発明に係る電動シャッターの制御方法を説明するための図。 図２は本発明に係る電動シャッターの制御方法を説明するための図。 図３は本発明に係る電動シャッターの制御方法を説明するための図。 図４は本発明に係る電動シャッターの制御方法を説明するための図。

図１〜図４を参照して本発明を実施するための形態を説明する。

本発明が応用される電動シャッター装置は当業者に周知なので、図１〜図４の図示は簡略にしてある。電動シャッター装置には筒状駆動装置に設けたモータのトルクを検出する公知の技術（例えは特許文献１の技術）が組み込まれており、検出したモータのトルク変化率によってシャッター巻取手段（ドラム）にかかる負荷を検知できるようになっている。

図１（A）は電動シャッター装置８を正面から見た図、図１（B）は電動シャッター装置８を側面から見た図である。シャッター装置８の主要構成要素であるシャッター１０は複数のスラット１２を具え、隣接するスラット１２の間にはスリットが設けられていない。シャッター１０が設置される開口部（車庫や店舗の出入り口など）に取り付けたシャッターフレーム１４の縦枠にはガイドレール（図示せず）が設けられ、ガイドレールにはスラット１２の両端の突起部（図示せず）が移動可能に挿入されている。

図１（A）及び（B）は、シャッター１０を下降させて（巻戻して）最下端のスラットが下限（床面やシャッターフレームの下枠など）に達した状態を示している。
図１（C）はシャッター１０の下降時のモータのトルク変化率を簡単に示したものであり、シャッターがその上限から下降し始めるとモータのトルク変化率が所定時間間隔で測定される。トルクの変化率（平均変化率）を求めること自体は当業者にとって周知であり、制御装置において求めたトルク値を平滑化するために（ノイズを除去するために）移動平均の手法を採用することも変化率を算出する前処理として知られている。

図１（C）において、時点t0はシャッターが上限の位置から下降を開始した時点であり、シャッターが下降を続けてその下端が床面などの下限に達してトルク変化率が第１の過負荷検知のために設けた閾値TH1を超えた時点をtnで示している。

閾値TH1は後述する第２の閾値TH2よりも低く設定され、シャッター１０が下限に達した際に検出されるトルク変化率を目安に設定される。この閾値TH1は装置の製造時或いは出荷時或いは装置の現場設置時に設定される固定値である。上述したように、トルク変化率が閾値TH1を超えたとしても、この検出のみではシャッター１０が下限に達したと判断することができない。

なお、閾値TH1は、特定の値に固定しておくよりも、シャッターが下限に達する前の所定の時間区間でのトルク変化率に基づいて全閉動作ごとに求めるほうが実際に即した適切な値とすることができる。つまり、閾値TH1の設定に適応性を持たせればシャッター装置の経年変化などに即応した閾値設定とすることができる。この閾値設定については、図３を参照して更に詳細に述べる。

図２（A）及び（B）は、シャッター１０が下限に到達した後に更にシャッター１０を下降させた様子を示したものであり、スラット１２にたわみが生じている。このように、図１（A）及び（B）に示す状態からシャッター１０を更に下降させると、図２（C）に示すようにモータのトルク変化率が急激に大きくなって閾値TH2（第２の過負荷検知用）を超えるので（時点tx）制御装置はシャッターが既に全閉状態になっていることを判断できる。

トルク変化率が閾値TH2を超えたことを検知してシャッターが既に全閉となっていることを判断できた場合にはシャッター１０にたわみが生じており、このたわみを除くためにシャッターを短時間巻上げる必要がある。本発明では、この巻上時間（リリース時間）を時点tnと時点txとの時間差として求めている。

図３を参照して、シャッター全閉動作ごとに閾値TH1を求める方法について説明する。

まず、モータのトルク変化率が閾値TH2を超える時点txから遡った時間（図面のxaとxb）を予め設定しておく。時間xaとxbは夫々予想されるリリース時間（tx-tn）より大きく且つシャッターが下限に達する前のモータトルク変化率を捉えられるように決められる固定値である。時間xaとxbで特定される区間tb-taで求めた複数のトルク変化率の最大値或いは平均値などに基づいて可変値を算出し、この値に固定値（オフセット値）を加算して閾値TH1とする。このように、シャッター全閉前の所定区間のトルク変化率に関連させて閾値TH1を求めれば、閾値TH1をシャッター装置の経年変化などに対応させる設定できるという効果がある。なお、上述の可変値に所定の固定値を加算する代わりに予め決めておいた係数を乗算して閾値TH1を求めるようにしてもよい。

図４は、このようにして求めたリリース時間だけシャッター１０を巻上げてスラットのたわみを取除いてシャッター最下端が床面などに接するようにした様子を示している。

このように、シャッターの全閉動作ごとにリリース時間を自動的に決定できるのでガイドレールやシャッターの経年変化などに影響を受けることなくシャッターたわみを正確に除くことができる。

なお、シャッターが上限から下降して下限に至るまでの時間（全閉時間）を予め測定して駆動制御装置に記憶させておけば、シャッター巻戻しの途中でトルク変化率が閾値TH1を超えて更に閾値TH2を超えるようなことがあってもシャッターが全閉したと判断することはない。そして、時点tnや時点txを使用して最初に設定した全閉時間を修正するようにすれば、シャッター装置の経年変化による全閉時間の変化を補償することができる。

８ 電動シャッター装置
１０ シャッター
１２ スラット
１４ シャッターフレーム
１６ 筒型シャッター駆動装置

Claims (4)

1. 電動シャッターを巻戻して全閉する際に生ずるスラットのたわみを除くために行うシャッター巻取の時間を設定する電動シャッターの制御方法に関し、シャッター巻戻動作中にモータのトルク変化率を検出し、トルク変化率が第1閾値を超えたかどうかを判断する工程と、トルク変化率が第1閾値を超えた場合にはその時点を記憶する工程と、トルク変化率が前記第1閾値より大きい第２閾値を超えたかどうかを判断する工程と、トルク変化率が第２閾値を超えた場合にはその時点と第1閾値を超えたときの時点との時間差をスラットたわみを除くためのシャッター巻取時間とすることを特徴とする電動シャッター制御方法。
2. 前記第1閾値はシャッターが下限に達した際に検出されるトルク変化率を予め求めてこれを基準として決められる固定値であることを特徴とする第1項記載の電動シャッター制御方法。
3. 前記第1閾値はシャッターが下限に達する以前の所定時間区間内のトルク変化率を用いて求めることを特徴とする第1項記載の電動シャッター制御方法。
4. 前記第1閾値はシャッターが下限に達する以前の所定時間区間内のトルク変化率を用いて求めた値に固定値を加えた値とすることを特徴とする第1項記載の電動シャッター制御方法。

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