JP6034024B2 - シャッター制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、シャッター制御装置に関するものである。

本出願人等は、電動シャッター装置におけるモータの出力を設定するにあたり、１種類の開閉機（モータ）を用いて、シャッターサイズに応じたモータ駆動トルクを設定する方法及び装置について提案した（特許文献１）。

特許文献１に開示された発明は、１種類のモータを用いるものでありながら、モータ出力の設定を良好に行うことができるが、シャッターサイズ毎の共通のパラメータ（特に、負荷検知感度としてのオフセット量）では、良好なシャッター制御ができない場合があり、さらなる改良の余地があった。

特開２００６−２０７１５７

本発明は、１種類の開閉機を用いるものでありながら、シンプルな構成で、用いられるシャッターに応じたより適切なパラメータを設定することを目的とするものである。

本発明が採用した第１の技術手段は、
複数枚のスラットを連結して形成されたシャッターカーテンと、
シャッターカーテンを開閉駆動する開閉機と、
開閉機によるシャッターカーテンの動作を制御する制御手段と、
動作を制御するためのパラメータを、スラットタイプ毎に格納してなるパラメータ格納テーブルと、
スラットタイプに応じたパラメータを前記テーブルから選択して設定するためのスラットタイプ選択手段と、
を備え、
前記制御手段は、スラットタイプ選択手段によって設定されたパラメータを用いてシャッターカーテンの動作を制御する、
シャッター制御装置、である。

１つの態様では、前記パラメータ格納テーブルは、
スラットタイプ毎のパラメータのセットと、
各パラメータセットにおいて、シャッターサイズ毎に設定されたパラメータのサブセットと、からなり、
選択されたスラットタイプと決定されたシャッターサイズによってパラメータが設定される。

１つの態様では、前記制御手段は、経時的に変化するシャッターモーメントにオフセット量を上乗せした出力を開閉機から出力することでシャッターカーテンを開閉駆動するものであり、前記パラメータには、オフセット量が含まれる。
１つの態様において、開閉機（モータ）の出力である駆動トルクは、モータに供給する電流値によって決定され、開閉機（モータ）の出力、駆動トルク、駆動電流は、等価物として扱うことができ、出力に上乗せされる所定量であるオフセット量も、トルクないし電流値によって決定され得るものであり、本明細書においてこれらの用語が適宜置換可能であることが当業者に理解される。

１つの態様では、前記制御手段は、過負荷検知によってシャッターカーテンの上限位置および／あるいは下限位置を決定するものであり、
前記パラメータには、上限調整量および／あるいは下限調整量が含まれる。
典型的には、初期設定モードにおいて、上限調整量および／あるいは下限調整量を用いて上限調整量および／あるいは下限調整量の調整が行われる。

１つの態様では、前記パラメータには、シャッターサイズの決定に用いられる初期出力が含まれる。
具体的な態様では、シャッターサイズの決定（認識）は以下のように行われる。
複数の種類のシャッターサイズに夫々対応するモータ出力を提供するための複数段階のトルク及びオフセット量が予め設定されており、
前記複数段階のトルクから選択されたあるトルクでシャッターカーテンを上限位置から降下させてモータの過負荷を検出するステップを有し、
過負荷が検出された場合には、シャッターカーテンを再下降させる毎に前記複数段階のトルクから選択したトルクを用いてトルクを段階的に上昇させてモータの過負荷検出ステップを繰り返し、
過負荷が検出されなかった場合には、その時に選択されたトルクに基づいてシャッターサイズを認識して、前記認識されたシャッターサイズに対応するオフセット量を決定する。

１つの態様では、選択されたスラットタイプと決定されたシャッターサイズによって設定されたオフセット量を、経時的に変化するシャッターモーメントにシャッターサイズに上乗せした値をモータの駆動トルクとして、電動シャッターを駆動する。
１つの態様では、前記経時的に変化するシャッターモーメントと前記オフセット量とから所定タイミング毎に駆動トルクを設定する。

１つの態様では、前記スラットタイプ選択は、初期設定モードにおいて実行される。
１つの態様では、スラットタイプ選択手段は、シャッターカーテンを開閉駆動させる操作部、すなわち、押しボタンスイッチ、からの入力によって行われる。
スラットタイプ選択手段は、押しボタンスイッチ等の操作部を用いるものに限定されず、ディップスイッチ、ジャンパー線、外部機器を用いる手段、電源のＯＮ・ＯＦＦを用いる手段等での選択等でもよい。

本発明によれば、スラットタイプを選択するという簡単な操作で、シャッター動作を制御するためのパラメータを設定することができる。

スラットタイプに応じてパラメータを設定することで、より適切なパラメータを用いてシャッター制御を行うことができる。特に、過負荷か否かを決定するオフセット量は敏感かつ繊細な値であり、また、スラットタイプの影響を受け得るものであり、スラットタイプに応じてパラメータを設定することでスラットタイプの影響をなるべく排除して良好なシャッター制御が可能となる。

電動シャッター装置の全体構成を示す概略図である。 図４に示すスラットから形成されたシャッターカーテンを備えた窓シャッター装置の側面図である。 タイプ１のスラットを示す部分正面図及び側面図である。 タイプ２のスラットを示す部分正面図及び側面図である。 スラットタイプ毎に用意されたパラメータ格納テーブルを示す図である。スラットタイプ毎に、自動認識シャッターサイズとオフセット量（過負荷検知の感度）の対応を示すテーブルが用意されている。 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。 シャッターサイズの自動認識を説明する図である。図では、さらに、シャッターカーテンの繰り出し量に応じて変化するシャッターモーメント、及び、シャッターサイズ決定後の初期駆動トルクおよび変化するシャッターモーメントに基づいて学習することで得られた経時的に変化するモータ出力を表すグラフが記載されている。

［Ａ］シャッター装置の全体構成
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は駆動手段として例示する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、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から繰り出すことでシャッターカーテン１が左右のガイドレール５に案内されながら上昇・下降して開口部を開閉する。

シャッター装置の開閉駆動は、操作部６からの入力によって行われる。操作部６からの入力は制御部（開閉制御回路）７を介して開閉機３のステッピングモータ４に送信される。１つの態様では、操作部は、いわゆる１点式押しボタンスイッチであり、１つの押しボタンスイッチの押し操作パターンに応じて、上昇入力、下降入力、停止入力が行われるようになっている。１つの態様では、１回の押し操作によって、上昇（開放）→停止→下降（閉鎖）→停止→上昇（開放）→・・・の順で開閉機３が運転される。すなわち、押しボタンを１回押すと、開閉機３のステッピングモータ４が第１の方向に回転して、シャッターカーテン１が上昇し、次いで押しボタンを１回押すと、ステッピングモータ４へのモータ駆動電流の供給が遮断されて、ステッピングモータ４の回転が停止し、次いで、押しボタンを１回押すと、開閉機３のステッピングモータ４が第２の方向に回転して、シャッターカーテン１が下降し、次いで押しボタンを１回押すと、ステッピングモータ４へのモータ駆動電流の供給が遮断されて、ステッピングモータ４の回転が停止する。

また、シャッターカーテンが上限位置・下限位置で自動停止した場合、昇降中のシャッターカーテンが過負荷検知により停止した場合は、停止する前の動作と、停止後の押しボタン入力による動作が逆となる。例えば、上昇するシャッターカーテンが上限位置で自動停止した後に押しボタンを１回押した時には、下降入力となって、シャッターカーテンが下降する。

１点式押しボタン操作スイッチは公知であり、例えば、特公平７−９１９２７号にも開示されている。押しボタンスイッチの押し操作パターンも上述の態様に限定されるものではなく、様々な態様（押し操作の順番、所定時間内の押し回数、押し下げ継続時間の違い、あるいは、これらの任意の組み合わせ、等）を採用し得ることが当業者に理解される。なお、本発明に係る操作部は、１点式押しボタン操作スイッチに限定されるものではなく、上昇用、下降用、停止用の３つの押しボタン操作スイッチを別個に備えた操作部を用いてもよい。

シャッター装置は、シャッターカーテンの過負荷を検出する過負荷検知手段を備えており、移動中のシャッターカーテンが過負荷となったことを検出すると、モータ駆動を停止してシャッターカーテンの移動を停止させる。上述のように、シャッターカーテンの駆動手段は、１つの態様ではステッピングモータ４であり、この場合、過負荷検知手段は、１つの態様では、ステッピングモータ４の脱調を利用するものである。すなわち、負荷がモータ出力を上回ると脱調するというステッピングモータの特性を利用して脱調によって過負荷を検出する（特許第４５０５５７０号参照）。本発明が採用する脱調検出手段の構成は限定されないが、１つの態様では、ロータリーエンコーダでモータの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、モータの回転が入力パルスに同期しなくなった状態を検出することによって脱調検出を行う。もちろん、本発明が適用される駆動手段や過負荷検知は、ステッピングモータ、ステッピングモータの脱調には限定されるものではなく、他のＤＣモータ、ＡＣモータ等を採用することができ、他の過負荷検知手段、例えば、モータの電流値変化、モータの回転速度の低下（エンコーダからのパルス間隔の変化）、によって過負荷状態を検知してもよい。

制御部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メモリはさらに不揮発性記憶手段（典型的にはＲＯＭ）と揮発性記憶手段（典型的にはＲＡＭ）を有している。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、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ステッピングモータ４に送出することでステッピングモータ４は所定の駆動トルク（開閉機出力）を出力する。後述するように、本実施形態では、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トルク（駆動電流）が設定されている。制御部７の不揮発性記憶手段（データ書き換え可能なＲＯＭ、例えば、ＥＥＰＲＯＭ）には、動作を制御するためのパラメータ（設定値）を格納したテーブル、シャッターカーテンの最大移動量、開閉機のモータ軸の回転方向、が記憶されている。

開閉機を構成するモータの回転軸には、シャッターカーテンの位置検出手段としてのロータリーエンコーダが取り付けてあり、回転軸の回転に応じて出力されるパルス数をカウント手段によってカウントし、カウント値を記憶部（揮発性記憶手段）に記憶するようになっている。シャッターカーテンの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記憶することで、カウント値によってシャッターカーテンの位置が検出される。また、原点位置と上限位置あるいは下限位置のカウント値とから、シャッターカーテンの最大移動量に対応するパルス数を取得することができる。また、シャッターカーテン移動時にエンコーダから連続的に発生するパルス数をカウントすることでパルス数によってシャッターカーテンの移動量を検出する。

１つの態様では、シャッターカーテンの上限位置は過負荷検知によって決定され、シャッターカーテンの開閉毎に原点位置としての上限位置が更新され、更新された原点位置に基づいて最大移動量に対応する値が決定され、カウント値が最大移動量に対応する値と一致したときにシャッターカーテンが下限位置に到達したと判断して開閉機のモータの回転を自動的に停止させる。なお、パルス数のカウント値を用いてシャッターの制御を行う場合に、実際のカウント値よりもわずかに増減したカウント値を用いて制御を行い得ることが当業者に理解される。

ここで、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。また、本実施形態では、巻取りシャフトに内蔵されたバネによって、シャッターカーテン降下し始めのシャッターモーメントが、最大値あるいは最大値に近い値となるように設定されている。

本実施形態では、シャッターカーテンの開閉時において変化する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、検出されたシャッターモーメント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。より具体的には、電流検出装置から構成された負荷検出部によって、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負荷（シャッターモーメント）を、経時的に取得して、記憶部（ＲＡＭ）に記憶する。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（例えば、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。負荷（シャッターモーメント）は、シャッターカーテンの開閉駆動毎に検出することで更新され、最新の負荷値を記憶部（ＲＡＭ）に記憶する。駆動電流の制御は、最新の負荷値と選択されたオフセット量を用いて行われる。

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。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。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。障害物検知の感度を変更したい場合には、ディップスイッチの選択によって、オフセット量を変更することで感度を変更させてもよい。また、温度や経年による負荷の変化（例えば、過負荷検出頻度や総動作回数を基準とする）に対応するようにオフセット量を補正してもよい。

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）が負荷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。

［Ｂ］パラメータ格納テーブル
図５に本実施形態に係るパラメータ格納テーブルを示す。パラメータ格納テーブルは、スラットタイプに応じて、スラットタイプ毎に設定されている。図５では、２つのパラメータセット、具体的には、タイプ１のスラットのパラメータセット、タイプ２のスラットのパラメータセット、が用意されている。本実施形態では、さらに、タイプ３、タイプ４を含む４種類のスラットタイプに対応するパラメータの格納が可能となっているが、スラットタイプの数は限定されない。タイプ１は、図３に示すスラット８に対応し、タイプ２は、図４に示すスラット９に対応する。スラット９からなるシャッターカーテンを備えた窓シャッター装置を図２に示す。スラット８、９はいずれも開口幅方向に延びる長尺部材であり、高さ方向の上下端にインターロック係合部がそれぞれ一体形成されており、上下に隣位のスラット同士をインターロック係合部同士を介して互いに回動自在に連結することで、シャッターカーテンが形成されている。そのため、インターロック係合部同士の連結部には遊びがあるが、この遊びは、スラットの種類によって異なり得るものである。

スラット同士の連結部に遊びがあると、例えば、電動降下するシャッターカーテンの下端が床面に当接した時に、過負荷が検出されるまでに、当接後シャッターカーテンが若干下方に押し込まれることが起こり得る。この押し込まれる量は、スラット同士の連結部の遊びの量等、すなわち、スラットタイプによって異なり得る。

同様に、電動降下するシャッターカーテンが障害物に当接した時の過負荷検知の感度は、スラット同士の連結部の遊びの量等、すなわち、スラットタイプによって異なり得る。したがって、同じシャッターサイズであっても、スラットタイプによって適切なオフセット量が異なり得る。

従来、シャッターの制御において、スラットタイプによって制御を異ならしめることは行われておらず、スラットは全て一緒くたに扱われていた。本発明は、スラットタイプがシャッター制御に与え得る影響に着目したものであり、従来には無い新しい着想に基づくものである。

図５に示すように、パラメータ格納テーブルは、スラットタイプ毎のパラメータのセットと、スラットタイプ毎の各パラメータセットにおいて、シャッターサイズ毎に設定されたパラメータのサブセットと、からなる。図５の態様では、タイプ１、タイプ２に対応する２つのパラメータセット、各パラメータセットにおいて、認識シャッターサイズ１〜９に対応する９つのパラメータサブセットが示してある。各パラメータサブセットにおいて、パラメータとしての、脱調トルク（シャッターサイズ認識時の初期駆動トルク）、下限調整量（過負荷検知により得られた下限位置を調整する量）、学習オフセット（得られたシャッター負荷に上乗せされるオフセット量、学習感度）、が設定されている。したがって、スラットタイプの選択、及び、認識シャッターサイズの決定によってパラメータが設定される。なお、本発明に用いられ得る動作を制御するためのパラメータは、これら３つに限定されるものではなく、例えば、過負荷検知により得られた上限位置を調整する上限調整量、回転速度等を含んでいてもよい。

脱調トルク（シャッターサイズ認識時の初期駆動トルク）は、初期設定モードにおいて、シャッターサイズの自動認識を行うためにシャッターカーテンを下降させる時の駆動トルクである。シャッターサイズが大きくなれば、それだけシャッターカーテンを動作させるための駆動トルクは大きくなる。図５に示すように、認識シャッターサイズが１→９への大きくなるにつれて、各認識シャッターサイズに対応する脱調トルクが大きくなっている。後述するように、脱調が生じる駆動トルク→脱調が生じない駆動トルクとなった時の、脱調が生じない駆動トルクに対応する認識シャッターサイズに基づいてパラメータが設定される。

下限調整量は、初期設定モードにおいて、過負荷検知によって下限位置を設定する際に用いられる。具体的には、電動降下するシャッターカーテンの下端が床面に当接した時に、過負荷が検出されるまでに、当接後シャッターカーテンが若干下方に押し込まれるような場合に、過負荷が検出されたシャッターカーテンの位置（例えば、上限位置を原点としたパルス数）で下限位置が設定されると、下限位置では、シャッターカーテンが下方に押し込まれてダブついた状態となってしまう。このような不具合を無くすべく、下限調整量（例えば、パルス数で設定）が用意されている。初期設定時に、上限位置と、下限調整量によって調整された調整後の下限位置と、からシャッターカーテンの最大移動量が設定される。図５に示すように、スラットタイプ１では、下限調整量は０である。スラットタイプ２では、認識シャッターサイズ７〜９において下限調整量は０であり、認識シャッターサイズ１〜３において下限調整量は６０パルス、認識シャッターサイズ４〜６において下限調整量は２０パルスである。スラットタイプ１とスラットタイプ２で下限調整量が異なるのは、スラットタイプの違い（スラット同士の連結部の遊びの量等）に起因するものである。スラットタイプ２において、認識シャッターサイズによって下限調整量が異なるのは、シャッターサイズが小さい場合（それだけシャッターカーテンが軽量）には、シャッターカーテンを少し押し込まないと過負荷検出が行われない一方、シャッターサイズが大きい場合は、シャッターカーテンの重量によって当該シャッターカーテンが押し込まれることなく過負荷検出が行われることに因る。なお、下限調整量と同様に、上限調整量を設定しておき、過負荷検出時の上限位置を当該上限調整量により調整するようにしてもよい。

オフセット量は、経時的に変化するシャッターモーメント（検知された負荷）に当該オフセット量を上乗せした駆動トルクを開閉機から出力することでシャッターカーテンを開閉駆動するために用いられる。上述のように、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一方、過負荷状態（移動中のシャッターカーテンに障害物が当った場合等）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マージンを決定する。このように、オフセット量は、微妙なバランスの上に成り立っているものであり、また、過負荷検知の検知感度に直接影響を与えるパラメータである。適切なオフセット量は、シャッターサイズによって異なり得る。図５に示すように、適切なオフセット量は、シャッターサイズが１→９へと大きくなるにしたがって大きくなっている。本発明は、シャッターサイズに加えて、スラットタイプによって適切なオフセット量が異なり得ることに着目し、スラットタイプ毎に異なるオフセット量を用意した点に特徴がある。

１つの態様では、図５に示す学習オフセットは、デフォルト感度を示しており、スラットタイプの選択、及び、認識シャッターサイズの決定によってデフォルト感度としてのオフセット量が設定される。デフォルト感度は、過負荷検出頻度や総動作回数を基準として予め設定した補正量に基づいて自動的に調整可能としてもよい。

［Ｃ］初期設定モード
建物開口部にシャッター装置を設置して電源を投入した時に、初期設定が行われていない場合には、自動的に初期設定モードとなる。また、初期設定後であっても、操作部６の押しボタンスイッチの所定の押し操作によって初期設定モードとすることができ、再設定が可能となっている。初期設定モードでは、以下の処理が実行される。
（１）スラットタイプの設定
（２）上限位置の決定
（３）シャッターサイズの自動認識
（４）下限位置の設定

（１）スラットタイプの設定
制御部の記憶部には、図５に示すように、スラットタイプ毎にパラメータのセットが格納されている。スラットタイプの設定は、操作部６の押しボタンスイッチからの入力に基づいて行うことができる。１つの態様では、初期段階ではスラットタイプ１が選択されており、押しボタンを３秒以内に５回押す度に、スラットタイプ１とスラットタイプ２の切り替えが行われる。３種類以上のスラットタイプがある場合の切り替えのための入力方法については、当業者において適宜決定し得る事項である。スラットタイプ１とスラットタイプ２の設定は、異なる確認音を鳴動することで操作者に認知される。スラットタイプ１が設定されると、図５の上側のテープブルが選択され、スラットタイプ２が設定されると、図５の下側のテーブルが選択される。スラットタイプに応じて選択されたテーブルのパラメータを用いて、シャッターサイズの決定が行われ、選択されたスラットタイプ及び決定されたシャッターサイズに基づいてオフセット量が設定される。

（２）上限位置の決定
初期設定モードにおける上限位置設定、下限位置設定は、過負荷検知手段により行われる。シャッターカーテンの上限位置あるいは下限位置の検出は、シャッターカーテンを上昇あるいは下降させた時に、シャッターカーテンが開口部上方のまぐさ部、あるいは開口部下方の水切り板等に当接した時の過負荷を検出することで行う。過負荷検知手段は、一つの態様では、過負荷によって開閉機に内蔵されたステッピングモータが脱調することによって検知する。あるいは、モータの電流値変化やモータの回転速度の低下（エンコーダからのパルス間隔の変化）によって過負荷状態を検知してもよい。

本実施形態では、初期設定モードにおける上限位置・下限位置設定において、上限位置を先に設定するようにルール化する。操作部６の押しボタンスイッチを押してシャッターカーテンを上昇させる。押しボタンスイッチを押した時にシャッターカーテンが下降方向に動作を始めた場合には、押しボタンスイッチを押して下降するシャッターカーテンを停止させ、再度押しボタンスイッチを押してシャッターカーテンを上昇させる。上限位置決定前におけるシャッターカーテンの昇降動作は、最大出力で行われ、図５に示すトルクは用いられない。上昇するシャッターカーテンが上限に突き当たることで上限が設定され、確認音が鳴動する。過負荷検知手段による初回の過負荷検知時に上限位置が設定され、その時の開閉機のモータ軸の回転方向（第１の方向）が上昇方向であると認識される。モータ軸の回転方向は、エンコーダによって検出することができる。シャッターカーテンの上昇方向と開閉機のモータ軸の回転方向の対応は記憶部に記憶される。また、制御部は、どのスイッチの入力があったかを判別しており、閉スイッチとして割り当てられたスイッチ（第２スイッチ）の入力でシャッターカーテンが上昇して上限位置が設定された場合には、上限位置設定時に、予め設定された開閉機のモータ軸の回転軸の回転方向を逆転させて、開スイッチとして割り当てられたスイッチ（第１のスイッチ）の入力によりシャッターカーテンが上昇し、閉スイッチとして割り当てられたスイッチ（第２のスイッチ）の入力によりシャッターカーテンが下降するように、開閉機のモータ軸の回転方向と操作部のスイッチとの対応関係を切り換える。

（３）シャッターサイズの自動認識
上限位置設定後、初回の押し操作は、上限設定時の回転方向と反対の回転方向を行うための入力（第２のスイッチの入力）となり、第２のスイッチの入力により、開閉機のモータ軸が第２の方向に回転して、シャッターカーテンを下降させる。この時、シャッターサイズの自動認識動作を行う。図５に示すように、本実施形態では、開閉機の出力が９段階に分けられており、シャッターサイズに最適な出力を設定するようになっている。開閉機の出力を１段ずつ上げながら下降→上昇を繰り返し、５秒以上下降できた出力が最適な出力であるとして設定される。

シャッターサイズの自動認識動作を図７に基づいて具体的に説明する。本実施形態では、モータへ供給する出力（シャッターサイズ自動認識初回出力）をシャッターサイズ１に対応する出力から段階的に上げていき、ステッピングモータが脱調せずに巻取りシャフトが回転してシャッターカーテンを所定時間降下できた時の出力に対応するシャッターサイズを当該シャッターのサイズとして認識する。

図７において、制御手段によってシャッターサイズ１に対応する出力をモータに供給し、脱調検出手段によって脱調の有無を検出する。この時、脱調検出手段によってステッピングモータの脱調が検出された。次に、制御手段によって出力をシャッターサイズ２に対応する値に上昇させ、シャッターサイズ２に対応する出力をモータに供給して、脱調検出手段によって脱調の有無を検出する。再び、脱調検出手段によってステッピングモータの脱調が検出された。さらに、制御手段によって出力をシャッターサイズ３に対応する値に上昇させ、シャッターサイズ３に対応する出力をモータに供給して、脱調検出手段によって脱調の有無を検出する。再び、脱調検出手段によってステッピングモータの脱調が検出された。さらに、制御手段によって出力をシャッターサイズ４に対応する値に上昇させ、シャッターサイズ４に対応する出力をモータに供給して、脱調検出手段によって脱調の有無を検出する。再び、脱調検出手段によってステッピングモータの脱調が検出される。

さらに、駆動電流を設定する制御手段によって出力をシャッターサイズ５に対応する値に上昇させ、シャッターサイズ５に対応する出力をモータに供給して、脱調検出手段によって脱調の有無を検出する。シャッターサイズ５に対応する出力をモータに供給した時には、脱調検出手段によってステッピングモータの脱調が検出されず、シャッターカーテンは５秒間降下させることができた。よって、図７の例では、シャッターサイズ５が認識された。

本実施形態では、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によって変化するが、本実施形態では、シャッターカーテン上限位置からシャッターカーテンを所定時間降下させた上限近傍位置の間にシャッターモーメントの最大値あるいは最大値に近い値があるように設定されている。１つの態様では、上限位置からシャッターカーテン降下開始後５秒以内に１つのピークがあるように設定されており、その間で脱調が検出されなければ、そのトルクを用いてシャッターカーテンを脱調することなく降下できると考えられる。シャッターカーテン上限位置付近のピークよりも、シャッターカーテン下限位置付近のピーク（最大負荷）の方が大きい場合もあることを考慮して、シャッターサイズ確定後は、認識シャッターサイズの出力に所定量（例えば、０．２５Ｎｍ）を加えた出力によってシャッターカーテンを降下させる。

（４）下限位置の設定
シャッターカーテンが下限まで下降した時に下限位置設定手段（過負荷検知手段を備える）により下限位置を設定する。この時、選択されたスラット及び決定されたシャッターサイズに対応する下限調整量によって、下限位置の調整が行われる。記憶部（揮発性記憶手段）に記憶された上限位置と調整後の下限位置とからシャッターカーテンの最大移動量（動作幅）を取得し、記憶部（不揮発性記憶手段）に記憶しておき、シャッター装置の通常運転時の下限位置の検出（上限位置は過負荷検知手段で検出する）に用いる。

下限位置が設定されると、シャッターの動作モードが、初期設定モードから通常動作モードに移行する。シャッターを実際に開閉駆動させる時のモータの動作出力（駆動電流値）は、シャッターサイズを認識した時の出力値よりも所定量（仮オフセット量）上昇させる。前述のように、シャッターカーテン降下し始めのシャッターモーメントが、最大値あるいは最大値に近い値となるように設定されているので、降下し始めのシャッターモーメントが最大値でない場合において、シャッターサイズ認識時の出力＋仮オフセット量αが、負荷最大値を超えるように、仮オフセット量を設定することで、認識時の出力＋仮オフセット量の出力を供給すれば、シャッターカーテンは途中で停止することなく（脱調することなく）降下する。

［Ｄ］開閉機出力の学習（負荷学習機能）
本発明では、ステッピングモータの出力を、シャッターカーテンの繰出し量により変化するシャッターモーメントに応じて駆動可能な最低出力に設定し、負荷が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開閉体の開閉駆動を停止するように構成されており、変化するシャッターモーメントに応じてモータ出力を、認識時の出力＋仮オフセット量から変化させる必要がある。

先ず、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（シャッターモーメント）を負荷検出部によって経時的に監視して検出することで変化する負荷情報を取得し、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（シャッターモーメント）の変動を検出することで、電流値を負荷（シャッターモーメント）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トルクを算出することができる。

検出された負荷に応じて経時的に変化させる出力の決め方について、シャッターサイズ認識のステップから順を追って説明する。
（１）ステップ１：初期動作でシャッターサイズを確定する為の出力を上限位置から４秒以内の脱調の有無で判断する。図７では、５回目で降下したので認識シャッターサイズ５となる。脱調しなかった場合の出力値＋α（仮オフセット量）を、その認識シャッターサイズの出力値とする。
（２）ステップ２：ステップ１で決定した出力値を一定で与えると共に、負荷（シャッターモーメント）を電流検出装置で経時的に検出して記憶部に記憶する。一定の出力を用いてシャッターカーテンを上限位置から下限位置まで下降させることで、経時的に変化するシャッターモーメントを取得する。
（３）ステップ３：モータ出力（駆動電流値）を、ステップ１の出力値に基づいて、オフセット量（認識シャッターサイズで確定される）＋負荷(ステップ２で検出した)に近づけて行き、図６に示すように、経時的に変化するシャッターモーメントに応じて変化するようにモータ出力を制御する。図６では、モータ出力の制御は１．７秒毎に行われ、経時的に階段状に変化するモータ出力が得られる。

本発明は、シャッター装置、例えば窓シャッターの制御に利用可能である。

１ シャッターカーテン
３ 開閉機
４ モータ
６ 操作部
７ 制御部
８ スラット
９ スラット

Claims (2)

1. 複数枚のスラットを連結して形成されたシャッターカーテンと、
   操作部からの入力によってシャッターカーテンを開閉駆動する開閉機と、
   開閉機によるシャッターカーテンの動作を制御する制御手段と、
   動作を制御するためのパラメータを、スラットタイプ毎に格納してなる複数のパラメータ格納テーブルと、
   初期設定モードにおいて、前記操作部からの入力によって前記複数のパラメータ格納テーブルからスラットタイプに応じた１つのパラメータ格納テーブルを選択するスラットタイプ選択手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、経時的に変化するシャッターモーメントにオフセット量を上乗せした出力を開閉機から出力することでシャッターカーテンを開閉駆動することを含み、
   各パラメータ格納テーブルは、シャッターサイズ毎に用意されたパラメータを有し、初期設定モードにおいて、前記操作部からの入力によって選択されたパラメータ格納テーブルと選択されたパラメータ格納テーブルを用いて決定されたシャッターサイズによってパラメータの１つであるオフセット量が設定され、
   前記制御手段は、スラットタイプ及びシャッターサイズに応じて設定されたオフセット量を用いてシャッターカーテンの動作を制御する、
   シャッター制御装置。
2. 前記制御手段は、初期設定モードにおいて、過負荷検知によってシャッターカーテンの上限位置および／あるいは下限位置を決定することを含み、
   前記パラメータには、上限調整量および／あるいは下限調整量が含まれる、請求項１に記載のシャッター制御装置。

Images