JP5651355B2 - 電動日射遮蔽装置及び電動日射遮蔽装置の制御方法 - Google Patents

Description

この発明は、モーターの駆動力で日射遮蔽材を昇降する電動日射遮蔽装置に関するものである。

電動横型ブラインドの一種類として、ヘッドボックス内に配設された１つのモーターの駆動力でスラットの昇降操作及び角度調節操作を行うようにしたものがある。このような電動横型ブラインドでは、操作スイッチから出力される操作信号あるいは中央制御装置から出力される指令信号に基づいてモーターの動作が制御される。そして、モーターの駆動力で回転駆動される駆動軸によりスラットの昇降操作及び角度調節操作が行われる。

ヘッドボックス内には、操作信号あるいは指令信号に基づいてモーターの動作を制御するマイコン等の制御部と、駆動軸の回転量を検出するエンコーダーが配設されている。
そして、エンコーダーの検出信号に基づいて駆動軸の回転量が検出され、その回転量に基づいてスラットの昇降高さ及び回動角度が検出される。

近年の電動横型ブラインドでは、消費電力の低減が大きな課題となっている。特許文献１には、ブラインドの不操作時にはモーター駆動用トランスへの商用電源の供給を遮断して、消費電力を低減する電動ブラインドが開示されている。特許文献２には、モーターで回転されるスラット角度調節軸の回動位置を検出するエンコーダーを備えた電動ブラインドが開示されている。

特開２００８−１６３５７７ 特許第３１５０９０６号

上記のような電動ブラインドでは、モーターが作動していない場合にもエンコーダーには電源が供給し続けられて、駆動軸の回転の有無すなわちスラットの高さ位置および回動角度を常時検出している。従って、エンコーダーが電力を常時消費しているので、消費電力を十分に低減することができないという問題点があった。

この発明の目的は、遮蔽材の位置を検出する検出手段による電力消費を低減し得る電動日射遮蔽装置を提供することにある。

請求項１では、遮蔽材の昇降動作及び角度調節動作を駆動する駆動軸と、前記駆動軸を回転駆動するモーターと、前記駆動軸の回転量を検出するエンコーダーである検出手段と、前記検出手段から出力される検出信号に基づいて前記遮蔽材の位置を認識しながら、指令信号に基づいて前記モーターの動作を制御する制御装置とを備えた電動日射遮蔽装置において、前記モーターの停止時には、前記検出手段への電源を遮断する電源遮断装置を備え、前記制御装置には、前記検出手段の検出信号に基づいて、前記モーター停止時の遮蔽材位置情報を算出する位置情報算出手段と、前記位置情報を格納する記憶装置と、前記モーターの再起動時に、前記遮蔽材位置情報と、前記指令信号とに基づいて前記モーターの動作を制御する再起動装置とを備え、前記電源遮断装置は、前記モーターの停止後に、前記検出手段が前記遮蔽材及びボトムレールの重量により前記駆動軸の回転を検出しなくなるまで前記検出手段に電源を供給するとともに、前記制御装置は、前記駆動軸の回転を検出しなくなった時の遮蔽材位置情報を前記記憶装置に格納する。

請求項２では、前記検出手段は、前記駆動軸と一体に回転するスリットプレートのスリットを検出して、位相の異なる２相の矩形波を検出信号として出力するエンコーダーを備え、前記位置情報算出手段は、前記検出信号に基づくパルス信号カウントしたカウント値と、前記モーター停止時の前記検出信号の電圧レベル値とを前記遮蔽材の位置情報として算出することとを備えた。

請求項３では、前記再起動装置は、前記記憶装置に位置情報として格納された前記モーター停止時の検出信号の電圧レベル値と、前記モーターの再起動時の前記検出信号の電圧レベル値とを比較し、一致しない場合には前記位置情報として格納されているカウント値を補正する。

請求項４では、モーターで駆動軸を回転駆動して遮蔽材を昇降及び角度調節し、前記駆動軸の回転をエンコーダーである検出手段で検出して前記遮蔽材の位置を認識しながら、指令信号に基づいて前記モーターの動作を制御し、前記モーターの停止時には前記検出手段への電源供給を遮断する電動日射遮蔽装置の制御方法であって、前記モーターの停止後に、前記検出手段が前記遮蔽材及びボトムレールの重量により前記駆動軸の回転を検出しなくなるまで前記検出手段に電源を供給するとともに、前記駆動軸の回転を検出しなくなった時の遮蔽材位置情報を前記記憶装置に格納する。

請求項５では、前記駆動軸と一体に回転するスリットプレートのスリットを検出して、位相の異なる２相の矩形波を検出信号として生成し、前記検出信号に基づくパルス信号をカウントしたカウント値と、モーター停止時の前記検出信号の電圧レベル値とを前記遮蔽材の位置情報として算出する。

請求項６では、前記モーター停止時の検出信号の電圧レベル値と、前記モーターの再起動時の前記検出信号の電圧レベル値とを比較し、一致しない場合には前記位置情報として格納されているカウント値を補正する。

本発明によれば、遮蔽材の位置を検出する検出手段による電力消費を低減し得る電動日射遮蔽装置を提供することができる。

電動横型ブラインドを示す正面図である。 電動横型ブラインドの電気的構成を示すブロック図である。 検出信号を示すタイミング波形図である。 マイコンの動作を示すフローチャートである。 マイコンの動作を示すフローチャートである。

以下、この発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。図１に示す電動ブラインドは、ヘッドボックス１から複数本のラダーコード２を介して多数段のスラット３が吊下支持されている。ラダーコード２の下端にはボトムレール４が吊下支持されている。前記ラダーコード２の上端部は、前記ヘッドボックス１内においてラダーコード吊下装置５に支持されている。

前記スラット３の長手方向両端部には昇降テープ６が挿通されている。前記昇降テープ６の下端は前記ボトムレール４に接続されるとともに、その上端部は前記ヘッドボックス１内において昇降テープ巻取り装置７に巻着されている。

前記ラダーコード吊下装置５及び昇降テープ巻取り装置７には駆動軸８が挿通されている。前記駆動軸８の一方の端部はモーター９の出力軸に連結されている。従って、駆動軸８はモーター９の作動により正逆回転される。

そして、駆動軸８が回転されると、ラダーコード吊下装置５及びラダーコード２を介して各スラット３が回動される。また、駆動軸８が正転されると、昇降テープ巻取り装置７により昇降テープ６が巻き取られ、ボトムレール４が引き上げられてスラット３が引き上げられる。駆動軸８が逆転されると、昇降テープ巻取り装置７により昇降テープ６が巻戻され、ボトムレール４及びスラット３が下降する。

前記ヘッドボックス１内には前記モーター９の動作を制御するモーター制御部１０が配設され、制御配線（図示しない）で前記モーター９と接続されている。前記ヘッドボックス１の一端にはコネクタボックス１１が配設され、そのコネクタボックス１１には外部通信ケーブルが接続される。

また、前記モーター制御部１０は、内部通信ケーブル１２を介して前記コネクタボックス１１に接続される。そして、操作スイッチあるいはコントローラーから送信された制御信号が外部通信ケーブル及び内部通信ケーブル１２を介して前記モーター制御部１０に供給される。

前記ヘッドボックス１内には、前記コネクタボックス１１に隣接して電源トランス２１が配設されている。そして、電源トランス２１には前記コネクタボックス１１を介して商用電源が供給されるとともに、その商用電源が電源トランス２１で所要電圧に降圧されて前記モーター制御部１０の電源回路に供給される。

前記モーター制御部１０には、前記電源トランス２１から出力される交流電圧を直流電圧に変換する電源回路が備えられるとともに、その直流電圧を電源としてモーター制御部１０が動作する。

前記モーター制御部１０にはエンコーダー１３が取着されている。そのエンコーダー１３は、前記駆動軸８と一体に回転するスリットプレート１４の回転角度を検出する２組の検出子を備えている。

図２は、前記モーター制御部１０の電気的構成を示す。マイコン１５には操作スイッチあるいは中央制御装置等の操作元１６から指令信号が入力される。マイコン１５は、指令信号が入力されると、あらかじめ設定されているプログラムに基づいてモーター駆動回路１７を介して前記モーター９の動作を制御する。

前記マイコン１５には、前記エンコーダー１３から出力される検出信号が入力される。前記モーター９が作動して前記スリットプレート１４が回転している状態では、前記エンコーダー１３は、スリットプレート１４のスリットをそれぞれ発光部と受光部とからなる２組の検出子で検出して、図３に示すように、位相が９０度ずれた２相の矩形波を検出信号Ｓ１，Ｓ２として出力する。

前記マイコン１５は、２相の検出信号Ｓ１，Ｓ２のいずれかの立ち上がりに基づいて立ち上がる演算用パルス信号Ｐを生成する。このパルス信号Ｐは、前記検出信号Ｓ１，Ｓ２の４倍の周波数となる。

前記マイコン１５は前記プログラムに基づいて演算用パルス信号Ｐのパルス数をカウントする。そして、モーターの作動が停止したとき、演算用パルス信号Ｐのカウント値と、前記検出信号Ｓ１，Ｓ２がＬレベルであるかＨレベルであるかをスラットの位置情報としてＥＥＰＲＯＭで構成される記憶装置１９に格納する。

前記エンコーダー１３には、前記電源回路から電源開閉回路２０を介して電源電圧Ｖが供給される。前記電源開閉回路２０には前記モーター９の停止時に前記マイコン１５から制御信号が入力される。そして、電源開閉回路２０はモーター９の停止時にエンコーダー１３への電源の供給を遮断可能となっている。

次に、上記のような電動ブラインドにおけるモーター停止動作時及びモーター動作再開時の動作を図４及び図５に従って説明する。
操作元１６からマイコン１５にスラットを昇降するための指令信号あるいはスラット３を角度調節するための指令信号が入力されると、その指令信号に対応してモーター９が作動して、スラット３が昇降され、あるいは回動される。このとき、マイコン１５はエンコーダー１３から出力される検出信号Ｓ１，Ｓ２に基づいて演算用パルス信号Ｐを生成するとともに、その演算用パルス信号Ｐをカウントして、スラット３の高さ及び角度を検出している。

図４に示すように、指令信号に基づくスラット３の昇降動作あるいは角度調節動作が終了すると、マイコン１５はモーター９の動作を停止させ（ステップ１）、モーター停止時のスラット３の位置情報を演算して記憶装置１９に格納する（ステップ２）。

この位置情報は、モーター９の作動時に演算用パルス信号Ｐをカウントしたカウント値Ｘ１と、モーター９の停止時の検出信号Ｓ１，Ｓ２のレベル値、すなわちＨレベルであるかＬレベルであるかの停止時レベル値Ｓ１Ｌａ，Ｓ２Ｌａである。

次いで、マイコン１５はあらかじめ設定された所定時間、例えば１分間程度エンコーダー１３の検出信号を監視し続ける（ステップ３）。そして、所定時間経過後にマイコン１５は現在までの演算用パルス信号Ｐをカウントし続けた値である第二のカウント値Ｘ２と、前記第一のカウント値Ｘ１とを比較する（ステップ４）。

ステップ４で第一のカウント値Ｘ１と第二のカウント値Ｘ２とが一致すると、マイコン１５は電源開閉回路２０へ制御信号を出力して、エンコーダー１３への電源供給を停止する（ステップ５）。

ステップ４において、第一のカウント値Ｘ１と第二のカウント値Ｘ２とが不一致の場合には、モーター９が停止しているにも関わらず、駆動軸８がボトムレール４等の重量により若干回転して、スラット３の高さあるいは角度が変化している場合である。

このような場合には、ステップ２に移行して第一のカウント値Ｘ１に代えて第二のカウント値Ｘ２を格納するとともに、その時点での検出信号Ｓ１，Ｓ２のレベル値を停止時レベル値Ｓ１Ｌａ，Ｓ２Ｌａとして格納し、ステップ３に移行して１分間エンコーダー１３の検出信号Ｓ１，Ｓ２を監視する。そして、このような動作を所定時間の前後でカウント値が一致するまで繰り返す。

図５に示すように、スラット３の昇降動作あるいは角度調節動作を再開するための指令信号がマイコン１５に入力されると（ステップ１１）、マイコン１５は電源開閉回路２０に制御信号を出力してエンコーダー１３への電源供給を復旧させる（ステップ１２）。

次いで、エンコーダー１３から出力される検出信号Ｓ１，Ｓ２のレベル値の監視を開始し（ステップ１３）、記憶装置１９に格納されているモーター停止時の位置情報から停止時レベル値Ｓ１Ｌａ，Ｓ２Ｌａを読み出す（ステップ１４）。

そして、ステップ１３で検出した検出信号Ｓ１，Ｓ２の現在のレベル値である再開時レベル値Ｓ１Ｌｂ，Ｓ２Ｌｂと、記憶装置１９から読み出した停止時レベル値Ｓ１Ｌａ，Ｓ２Ｌａとを比較する（ステップ１５）。

例えば、図３に示す時刻ｔでモーターが停止したとき、記憶装置１９から読み出した停止時レベル値Ｓ１Ｌａ，Ｓ２ＬａはともにＬレベルである。そして、ステップ１３で検出した検出信号Ｓ１の再開時レベル値Ｓ１ＬｂがＬレベル、検出信号Ｓ２の再開時レベル値Ｓ２ＬｂがＨレベルであると、マイコン１５は駆動軸８がスラット下降方向に演算用パルス信号Ｐの１パルス分回転していることを認識する。

次いで、マイコン１５は記憶装置１９に格納されている演算用パルス信号Ｐのカウント値を補正する（ステップ１６）。続いて指令信号に基づいてモーター９を作動させて、スラット３の昇降動作あるいは角度調節動作を行う（ステップ１７）。

また、ステップ１５で記憶装置１９から読み出した検出信号Ｓ１，Ｓ２の停止時レベル値Ｓ１Ｌａ，Ｓ２Ｌａとステップ１３で検出した検出信号Ｓ１，Ｓ２の再開時レベル値Ｓ１Ｌｂ，Ｓ２Ｌｂとが一致する場合には、ステップ１７に移行する。

上記のように構成された電動横型ブラインドでは、次に示す作用効果を得ることができる。
（１）指令信号に基づいてモーター９の作動が停止されるとき、エンコーダー１３への電源供給を遮断することができる。従って、スラット３の昇降操作あるいは角度調節操作を行わないとき、エンコーダー１３による検出動作を停止させて、エンコーダー１３による電力消費を低減することができる。
（２）指令信号に基づいてモーター９の作動が開始されると同時に、エンコーダー１３への電源供給が再開されて、エンコーダー１３により駆動軸８の回転量すなわちスラット３の位置情報を検出することができる。
（３）モーター９の作動を停止させるとき、エンコーダー１３の検出信号に基づくモーター停止時のスラット３の位置情報を記憶装置１９に格納することができる。モーター９の作動を再開するときには、エンコーダー１３の検出信号に基づくモーター再起動時のスラット３の位置情報と、記憶装置１９に格納されているモーター停止時の位置情報とを比較することができる。そして、モーター停止時と再起動時のスラットの位置情報が一致しない場合には、記憶装置１９に格納されているスラット３の位置情報を補正してモーター再起動時の位置情報を得ることができる。従って、エンコーダー１３の検出動作が停止している間に駆動軸８が若干回転されても、マイコン１５で認識するスラット３の位置情報と、実際のスラット３の位置とを一致させることができる。
（４）モーター９を停止させてから、エンコーダー１３への電源供給を所定時間維持し、ボトムレール４及びスラット３の重量等による駆動軸８の回転をエンコーダー１３で検出することができる。そして、駆動軸８が所定時間の間に回転されなくなったときのスラット３の位置情報をモーター停止時の位置情報として記憶装置１９に格納することができる。従って、モーター９の停止時の正確な位置情報を記憶装置１９に格納することができる。
（５）モーター９の停止時には、位相が９０度ずれた検出信号Ｓ１，Ｓ２のレベル値と、検出信号Ｓ１，Ｓ２に基づいて生成された演算用パルス信号Ｐをカウントしたカウント値とを位置情報として記憶装置１９に格納することができる。モーター９の再起動時には、エンコーダー１３から出力される検出信号Ｓ１，Ｓ２のレベル値と記憶装置１９に格納されているレベル値とを比較して、モーター９の停止中の駆動軸８の回転の有無を検出し、駆動軸８が回転された場合には記憶装置１９に格納されているカウント値を補正することができる。従って、エンコーダー１３の検出動作が停止している間に駆動軸８が回転されても、マイコン１５で認識するスラット３の位置情報と、実際のスラット３の位置とを一致させることができる。

上記実施形態は、以下の態様で実施してもよい。
・上記のような制御装置及び電源遮断装置を、電動たくし上げカーテン、電動プリーツカーテン等の昇降装置、モーターで回転駆動される駆動軸の回転に基づいてスラットを移送し、あるいは角度調節する電動縦型ブラインド、モーターの動作に基づいてカーテンランナーを移送する電動カーテン、モーターで回転駆動される駆動軸の回転に基づいてルーバーの角度調節を行う電動ルーバー等に実施することもできる。
・エンコーダー１３は、光学式の他、磁気式としてもよい。

１…ヘッドボックス、３…遮蔽材（スラット）、６…昇降テープ、８…駆動軸、９…モーター、１３…検出手段（エンコーダー）、１４…スリットプレート、１５…制御装置（位置情報算出手段、電源遮断装置、再起動装置、マイコン）、１９…記憶装置、２０…電源遮断装置（電源開閉回路）、Ｓ１，Ｓ２…検出信号。

Claims (6)

1. 遮蔽材の昇降動作及び角度調節動作を駆動する駆動軸と、
   前記駆動軸を回転駆動するモーターと、
   前記駆動軸の回転量を検出するエンコーダーである検出手段と、
   前記検出手段から出力される検出信号に基づいて前記遮蔽材の位置を認識しながら、指令信号に基づいて前記モーターの動作を制御する制御装置と
   を備えた電動日射遮蔽装置において、
   前記モーターの停止時には、前記検出手段への電源を遮断する電源遮断装置を備え、
   前記制御装置には、
   前記検出手段の検出信号に基づいて、前記モーター停止時の遮蔽材位置情報を算出する位置情報算出手段と、
   前記位置情報を格納する記憶装置と、
   前記モーターの再起動時に、前記遮蔽材位置情報と、前記指令信号とに基づいて前記モーターの動作を制御する再起動装置とを備え、
   前記電源遮断装置は、前記モーターの停止後に、前記検出手段が前記遮蔽材及びボトムレールの重量により前記駆動軸の回転を検出しなくなるまで前記検出手段に電源を供給するとともに、前記制御装置は、前記駆動軸の回転を検出しなくなった時の遮蔽材位置情報を前記記憶装置に格納することを特徴とする電動日射遮蔽装置。
2. 前記検出手段は、
   前記駆動軸と一体に回転するスリットプレートのスリットを検出して、位相の異なる２相の矩形波を検出信号として出力するエンコーダーを備え、
   前記位置情報算出手段は、
   前記検出信号に基づくパルス信号カウントしたカウント値と、前記モーター停止時の前記検出信号のレベル値とを前記遮蔽材の位置情報として算出することと
   を備えたことを特徴とする請求項１記載の電動日射遮蔽装置。
3. 前記再起動装置は、
   前記記憶装置に位置情報として格納された前記モーター停止時の検出信号のレベル値と、前記モーターの再起動時の前記検出信号のレベル値とを比較し、一致しない場合には前記位置情報として格納されているカウント値を補正することを特徴とする請求項２記載の電動日射遮蔽装置。
4. モーターで駆動軸を回転駆動して遮蔽材を昇降及び角度調節し、前記駆動軸の回転をエンコーダーである検出手段で検出して前記遮蔽材の位置を認識しながら、指令信号に基づいて前記モーターの動作を制御し、前記モーターの停止時には前記検出手段への電源供給を遮断する電動日射遮蔽装置の制御方法であって、
   前記モーターの停止後に、前記検出手段が前記遮蔽材及びボトムレールの重量により前記駆動軸の回転を検出しなくなるまで前記検出手段に電源を供給するとともに、前記駆動軸の回転を検出しなくなった時の遮蔽材位置情報を前記記憶装置に格納することを特徴とする電動日射遮蔽装置の制御方法。
5. 前記駆動軸と一体に回転するスリットプレートのスリットを検出して、位相の異なる２相の矩形波を検出信号として生成し、前記検出信号に基づくパルス信号をカウントしたカウント値と、モーター停止時の前記検出信号のレベル値とを前記遮蔽材の位置情報として算出することを特徴とする請求項４記載の電動日射遮蔽装置の制御方法。
6. 前記モーター停止時の検出信号のレベル値と、前記モーターの再起動時の前記検出信号のレベル値とを比較し、一致しない場合には前記位置情報として格納されているカウント値を補正することを特徴とする請求項５記載の電動日射遮蔽装置の制御方法。

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