JP6258620B2 - 開閉体装置 - Google Patents

Description

本発明は、シャッターカーテンなどのような開閉部材の動作時に、障害となる物体を検出した場合などに自動的に開閉体手段の動作を制御する開閉体装置に関する。

シャッターカーテンなどの開閉体装置は、住宅、ビル、工場、倉庫、車庫などの建物を含む構造物躯体の開口部に設置され、その開閉部材を移動させることによってその開口部を開放、閉鎖するものである。開閉体装置は、開口部の上部から開閉部材であるシャッターカーテンを徐々に繰り出し下降させて開口部全体を閉鎖する。開閉部材の下側には座板スイッチや光線スイッチなどの感知センサが設けられている。この座板スイッチや光線スイッチなどの感知センサが開閉動作中に何らかの物体（物体）に接触又は感知すると、それによって検出信号を出力し、その検出信号に応じて制御装置は物体の挟み込みなどを回避するために開閉部材自体の開閉動作を停止し、回避動作を行なうように開閉部材の動作を制御している。

一方、ビル、工場、倉庫などの建物を含む構造物躯体の開口部に設置されるシャッターやドアなどの開閉体装置の中には、シャッター閉め忘れ防止のために、自動降下モードを備えたものがある。この自動降下モードは、シャッターが全開して上限リミットが入力されると、自動降下用タイマのカウントを開始し、この自動降下用タイマのカウントによって設定時間（降下開始時間）が経過すると、シャッターが自動で降下することによって、シャッターの閉め忘れを防止している。なお、構造物躯体の開口部である窓において、閉め忘れを防止するように構成した自動閉鎖窓の開閉装置に関するものとして、特許文献１に記載されたものが知られている。
特開２００３−３４３１５６号公報

特許文献１に記載のものは、構造物躯体の窓の閉め忘れを防止するものであり、通常は人の出入や自動車等が通過することはないので、そのまま自動的に閉鎖可能である。しかしながら、人の出入や自動車等が通過可能な開口部については、人や自動車等が通過中であったり、物体等が存在したりするおそれがあるため、降下開始時間などの設定時間の経過と共にシャッターを自動降下させることは好ましくない場合がある。

本発明は、上述の点に鑑みなされたものであり、所定時間経過時に自動的に例えば降下して閉鎖するような開閉体装置の自動閉鎖のタイミングを最適化することのできる開閉体装置を提供することを目的とする。

本発明の開閉体装置の第１の特徴は、開口部を開閉するように動作する開閉手段と、前記開閉手段の開閉停の各動作を制御するための制御信号を出力する操作子手段と、前記操作子手段から出力される前記制御信号に基づいて前記開閉手段の開閉停の各動作を制御する制御手段であって、前記開閉手段が全開してから所定時間経過後に自動的に前記開閉手段を閉動作させる制御手段とを備えた開閉体装置において、前記開口部の下側左右両端であって、前記開口部の前後に所定の距離だけ離間した位置にそれぞれ設けられた投光器及び受光器によって形成される光路を感知領域とし、前記光路上に存在する物体等を感知する第１及び第２の感知手段を備え、前記制御手段は、前記第１及び第２の感知手段の前記感知領域における物体等の感知状態に応じて、前記開閉手段の全開後に自動的に閉動作を開始する時間をそれぞれ異ならせることにある。
開閉体装置は、ビル、工場、倉庫などの建物を含む構造物躯体の開口部に設置される。開閉手段であるシャッターが全開すると、自動降下用のタイマがカウントを開始し、所定の時間が経過すると、シャッターが自動で降下し、閉め忘れの防止が図られている。この発明では、開口部の下側左右両端であって、開口部の前後に所定の距離だけ離間した位置に、それぞれ投光器及び受光器からなる第１及び第２の感知手段が設けられている。感知手段の投光器及び受光器によって形成される光路が感知領域となり、光路上に存在する物体等が感知される。すなわち、第１及び第２の感知手段によって、開口部の下側であって、開口部の前後に２本の帯状の感知領域が形成される。この２本の感知領域における物体の感知状態に応じて、自動降下のタイミングを異ならせるようにした。例えば、２本の感知領域が共に感知状態になった場合は、自動車等の長尺物体が開口部を通過したものと判断し、いずれか一方の感知領域のみが感知状態となった場合は、利用者等の人が開口部を通過したものと判断することができる。そこで、これらの感知状態に従って、自動的に閉動作を開始する時間を異ならせることによって、自動降下のタイミングを最適化することができるようになる。

本発明の開閉体装置の第２の特徴は、前記第１の特徴に記載の開閉体装置において、前記制御手段は、前記開閉手段の全開後に前記第１及び第２の感知手段の両方が同時に感知状態になった場合には、自動車等の長尺物体が前記開口部を通過したものと判断し、前記第１及び第２の感知手段の両方が感知状態から抜けた後に第１の降下開始時間が経過してから前記開閉手段の閉動作を開始するように制御することにある。これは、２本の感知領域が共に感知状態になった場合は、自動車等の長尺物体が開口部を通過したものと判断し、両方の感知状態が抜けたことを確認してから第１の降下開始時間が経過した後に閉動作を開始するようにした。

本発明の開閉体装置の第３の特徴は、前記第１又は第２の特徴に記載の開閉体装置において、前記制御手段は、前記開閉手段の全開後に前記第１及び第２の感知手段のいずれも感知状態にならなかった場合には、前記開閉手段の全開した後に第２の降下開始時間が経過してから前記開閉手段の閉動作を開始するように制御することにある。これは、開閉手段が全開したにもかかわらず、２本の感知領域が共に感知状態にならなかった場合は、開口部を通過したものが存在しないと判断し、通常の第２の降下開始時間が経過した後に、閉動作を開始するようにした。

本発明の開閉体装置の第４の特徴は、前記第１、第２又は第３の特徴に記載の開閉体装置において、前記制御手段は、前記開閉手段の全開後に前記第１及び第２の感知手段のいずれか一方のみが感知状態となった後にその感知状態から抜けた場合には、利用者等の人が前記開口部を通過したものと判断し、感知状態から抜けた後に第３の降下開始時間が経過してから前記開閉手段の閉動作を開始するように制御することにある。これは、２本の感知領域のいずれか一方のみが感知状態になった場合は、利用者等の人が開口部を通過したものと判断し、その感知状態が抜けたことを確認してから第３の降下開始時間が経過した後に閉動作を開始するようにした。

本発明の開閉体装置の第５の特徴は、前記第４の特徴に記載の開閉体装置において、前記第１の降下開始時間が前記第２の降下開始時間よりも小さい値に、前記第２の降下開始時間が前記第３の降下開始時間よりも小さい値にそれぞれ設定されることにある。これは、第１、第２及び第３の降下開始時間の大きさを規定したものであり、利用者等の人が開口部を通過したと判断した場合には、標準の降下開始時間すなわち第２の降下開始時間よりも大きい値に設定し、自動車等の長尺物が開口部を通過したと判断した場合には標準の降下開始時間よりも小さい値に設定している。これによって、開閉体装置の自動降下のタイミングを最適化することができる。

本発明の開閉体装置によれば、所定時間経過時に自動的に例えば降下して閉鎖するような開閉体装置の自動閉鎖のタイミングを最適化することができるという効果がある。

本発明の開閉体装置を備えたシャッター装置の外観を示す図である。 図１の開閉体装置を正面から見た一部透視図である。 本発明に係る開閉体装置の制御システムの概略を示す図である。 この開閉体装置の動作の一例を示すフローチャート図である。

以下添付図面に従って本発明に係る開閉体装置の好ましい実施の形態について説明する。この実施の形態では開閉体装置として、上方が開放方向で下方が閉鎖方向である上下に開閉制御されるシャッター装置を例に説明する。図１は、本発明の開閉体装置を備えたシャッター装置の外観を示す図である。図２は、図１の開閉体装置を正面から見た一部透視図である。図３は、本発明に係る開閉体装置の制御システムの概略を示す図である。通常、シャッター装置は、建物などの構造物の開口部に設けられるものであり、基本的にシャッターケース１、シャッターカーテン２、ガイドレール３，４、リモコンスイッチ５及び光電管センサ６，７，８，９から構成される。

ガイドレール３，４は、シャッターカーテン２の両端部に接するように建物の開口部の両端側に設けられ、まぐさ部から床面まで掛け渡された断面形状がコの字型の案内溝を有する金属製部材で構成されている。シャッターカーテン２は、このガイドレール３，４の各案内溝に沿って上昇下降し、開口部の開閉動作を行う。シャッターケース１内には、巻取シャフトが回動可能に設けられており、これにシャッターカーテン２が巻き取られたり巻き戻されたりする。また、シャッターケース１内には、モータが設けられており、このモータの回転駆動力で巻取シャフトが回転し、シャッターカーテン２の開閉動作が制御されるようになっている。

図２に示すように、シャッターケース１内には、巻取シャフト１１、チェーン１２、モータ１３、位置検出装置１４、シャッター開閉機制御装置１５が設けられている。巻取シャフト１１は、シャッターケース１内に回動可能に設けられ、シャッターカーテン２を巻き取ったり巻き戻したりする。チェーン１２は、モータ１３の回転軸に設けられた主動スプロケットと巻取シャフト１１の回転軸に設けられた従動スプロケットとを連結している。従って、モータ１３の回転駆動力はチェーン１２を介して巻取シャフト１１側に伝達され、モータ１３が回転すると、チェーン１２を介して巻取シャフト１１が回転し、シャッターカーテン２の開閉動作が制御されるようになっている。

モータ１３には、その回転位置すなわちシャッターカーテン２の開閉位置と開閉状態を検出するための位置検出装置１４が設けられている。この位置検出装置１４は、パルス発生型のロータリーエンコーダ等で構成される。モータ１３の回転に応じたパルス信号がシャッター開閉機制御装置１５に出力されるので、モータ１３の回転位置やシャッターカーテン２の閉鎖側先端部の開口部における位置などはこのパルスの発生状況に基づいてシャッター開閉機制御装置１５が演算にて求めることになる。

シャッター開閉機制御装置１５は、マイクロコンピュータ構成になっており、図示していない電源ラインを介して電力が供給されている。シャッター開閉機制御装置１５は、リモコンスイッチ５上の各操作ボタンの操作状態に対応した制御信号に基づいてモータ１３の回転を制御する。リモコンスイッチ５は、開放用、停止用、閉鎖用のボタンを有し、それぞれのボタンの操作状態に応じた制御信号をシャッター開閉機制御装置１５に出力する。なお、有線の操作スイッチなどを用いてシャッター開閉機制御装置１５に制御信号を送信し、開閉操作させるように構成してもよい。

光電管センサ６，７，８，９は、人や自動車等の通過状態、及び物体等の存在を確認するために使用される感知装置であり、開口部の下側の左右両端であって、開口部の前後に所定の距離だけ離間する２箇所にそれぞれ設けられている。光電管センサ６，７，８，９は、角柱状の投光器支持部材によって構成され、その反対側に同じ形状の受光器支持部材によって構成される光電管センサ７ａ，７ｂが対となるように設けられている。これらの光電管センサ６，７，８，９は、シャッターカーテン２の座板の長手方向寸法又は開口部の横幅寸法に相当する距離だけ互いに離れて配置されている。

光電管センサ６，８には、例えば赤外線等の光を自ら発光する発光素子からなる投光器６ａ，８ａが支持されている。一方、光電管センサ７，９には、光を自ら受光感知する受光素子からなる受光器７ａ，９ａが支持されている。光電管センサ６，８の投光器６ａ，８ａおよび光電管センサ７，９の受光器７ａ，９ａは、互いに向かい合って配置され、開口部の下側位置で座板に沿って走る物体感知用の光線の光路６ｂ，８ｂを形成している。光電管センサ６，７，８，９が光路６ｂ，８ｂ内で人や物体（自動車）を感知した場合には、光電管センサアンプ７ｂ，９ｂのスイッチング機構によって、その感知信号がシャッター開閉機制御装置１５に送信される。すなわち、光路６ｂ，８ｂはそれぞれ物体の感知領域を形成している。

シャッター開閉機制御装置１５は、光電管センサ６，８の投光器６ａ，８ａと光電管センサ７，９の受光器７ａ，９ａとの間に人や物体（自動車）などが存在するか否かに応じて、シャッターカーテン２の自動降下開始時間等を制御している。すなわち、光電管センサ６，８の投光器６ａ，８ａと光電管センサ７，９の受光器７ａ，９ａとの両センサ間に物体が存在する場合には、その物体は自動車と判断し、自動降下開始時間を早め、光電管センサ６，８の投光器６ａ，８ａと光電管センサ７，９の受光器７ａ，９ａとのいずれか一方のセンサ間にのみ物体が存在する場合には、人が近くを通過中であると判断し、自動降下開始時間を遅くなるように設定する。これによって、開閉体装置の自動降下のタイミングを最適化することができる。なお、存在や通過する物体の種類や特性等によっては、自動降下開始時間を早めたり遅くなるようにする設定を上述とは逆にしてもよい。

図４は、この開閉体装置の動作の一例を示すフローチャート図である。以下、本発明の開閉体装置が実行する処理の詳細を図４のフローチャートを用いて説明する。このフローチャートは、開閉体装置のシャッターカーテン２が全開した状態から降下処理を開始してから全閉するまでの処理の一例を示すものである。なお、全開とは、開口部全体を開けた本来の意味での全開のみならず、開閉体閉鎖方向先端部が光路６ｂ、８ｂよりも開放側に位置していることを前提にした、使用目的に応じて所定量開放された状態をも意味している。

ステップＳ４１では、感知器、すなわち、光電管センサ６，８の投光器６ａ，８ａと光電管センサ７，９の受光器７ａ，９ａとの間のいずれか一方が利用者等を含む物体を感知した状態にあるか否かの判定を行い、感知状態にある場合（ｙｅｓ）は、次のステップＳ４２に進み、そうでない（ｎｏ）場合は、ステップＳ４６に進む。
ステップＳ４２では、感知状態フラグＦに「１」をセットする。この感知状態フラグＦが「０」の場合は、感知器状態にならなかったことを意味し、「１」の場合は、シャッターカーテン２が全開後に、光電管センサ６，８の投光器６ａ，８ａと光電管センサ７，９の受光器７ａ，９ａとの間のいずれかが感知状態になったことを示すものである。

ステップＳ４３では、光電管センサ６，８の投光器６ａ，８ａと光電管センサ７，９の受光器７ａ，９ａとの間の両方が同時に物体（自動車）を感知した状態にあるか否かの判定を行い、感知状態にある場合（ｙｅｓ）は、次のステップＳ４４に進み、そうでない（ｎｏ）場合は、ステップＳ４１に戻る。
ステップＳ４４では、光電管センサ６，８の投光器６ａ，８ａと光電管センサ７，９の受光器７ａ，９ａとの間の両方で同時に物体（自動車）が感知されたので、降下タイマのカウント値としてＡを設定する。
ステップＳ４５では、光電管センサ６，８の投光器６ａ，８ａと光電管センサ７，９の受光器７ａ，９ａとの間の両方が物体を感知した状態から抜けたか否かの判定を行い、感知状態から抜けた場合（ｙｅｓ）は、次のステップＳ５０に進み、そうでない（ｎｏ）場合は、感知状態から抜けるまでこの判定処理を繰り返す。

ステップＳ４６では、降下タイマがカウント中か否かを判断し、カウント中（ｙｅｓ）の場合はステップＳ５１にジャンプし、そうでない（ｎｏ）場合はステップＳ４７に進む。
ステップＳ４７では、感知状態フラグＦが「１」であるか否かを判断し、「１」（ｙｅｓ）の場合は、次のステップＳ４８に進み、そうでない（ｎｏ）場合は、ステップＳ４９に進む。
ステップＳ４８では、光電管センサ６，８の投光器６ａ，８ａと光電管センサ７，９の受光器７ａ，９ａとの間のいずれかが感知状態にあり、降下タイマがカウント中でないということは、利用者等がシャッターカーテン付近に存在することを意味するので、降下タイマのカウント値Ｃを設定する。このカウント値Ｃは、カウント値Ａよりも十分に大きな値とする。
ステップＳ４９では、光電管センサ６，８の投光器６ａ，８ａと光電管センサ７，９の受光器７ａ，９ａとの間のいずれかも感知状態になく、降下タイマがカウント中でないということは、シャッターカーテン付近に利用者又は物体（自動車）等が存在しないことを意味するので、降下タイマのカウント値としてＢを設定する。このカウント値Ｂは、カウント値Ｃよりも小さく、カウント値Ａよりも大きな値とする。すなわち、カウント値の大きさは、Ａ＜Ｂ＜Ｃの関係にある。

ステップＳ５０では、上述の設定されたカウント値Ａ，Ｂ，Ｃのいずれかに基づいて、降下タイマがカウントを開始する。
ステップＳ５１では、降下タイマが設定されたカウント値Ａ，Ｂ，Ｃに従ってタイムアップしたか否かを判定し、タイムアップした（ｙｅｓ）場合は、次のステップＳ５２に進み、そうでない（ｎｏ）場合は、ステップＳ４１へリターンする。
ステップＳ５２では、前のステップＳ５１で降下タイマがタイムアップしたので、シャッターカーテン２の降下信号を出力する。これによって、シャッターカーテン２は、全開後に所定時間が経過した後に閉鎖動作を開始する。

ステップＳ５３では、シャッターカーテン２の閉鎖動作時に、光電管センサ６，８の投光器６ａ，８ａと光電管センサ７，９の受光器７ａ，９ａとの間のいずれか一方が利用者等を含む物体が感知した状態にあるか否かの判定を行い、感知状態にある場合（ｙｅｓ）は、次のステップＳ５４に進み、そうでない（ｎｏ）場合は、ステップＳ５２にリターンし、シャッターカーテン２の閉鎖動作を継続させる。なお、シャッターカーテン２が全閉することによって、この処理は終了する。
ステップＳ５４では、シャッターカーテン２の閉鎖動作中に、前のステップＳ５３で利用者等を含む物体が感知されたので、シャッターカーテン２の閉鎖動作を停止するか又はシャッターカーテン２を上昇させ、全体状態とし、この処理の最初のステップにリターンする。

上述の実施の形態では、マイクロプロセッサを用いソフトウェアの実行によりシャッターカーテンを開閉動作制御する場合について説明したが、リレースイッチなどのハードウェアを用いてもよい。
また、上述の実施の形態では、光電管センサ６，８の投光器６ａ，８ａと光電管センサ７，９の受光器７ａ，９ａとの間の感知状態に応じて降下タイマに設定する値を異ならせる場合について説明したが、光電管センサ６，８の投光器６ａ，８ａと光電管センサ７，９の受光器７ａ，９ａとの間の感知状態になったタイミング及び感知状態から抜けたタイミングをそれぞれ検出し、開口部の外から内に物体が移動したのか、逆に内から外に物体が移動したのかを判断し、それぞれの状態に応じて降下タイマの設定値を異ならせるようにしてもよい。例えば、光路６ｂの感知領域が先に物体の感知状態となり、その後に光路８ｂの感知領域が物体の感知状態となった場合には、その物体は外から内に移動したものと判断する。逆の場合は、内から外に移動したものと判断する。自動車等の長尺物の場合に、光路６ｂ，８ｂの両方の感知領域が物体の感知状態となった後は、感知状態から先に抜けたのが光路６ｂ，８ｂのいずれであるかによって、その物体の移動方向を判断することができる。

１…シャッターケース
１１…巻取シャフト
１２…チェーン
１３…モータ
１４…位置検出装置
１５…シャッター開閉機制御装置
２…シャッターカーテン
３，４…ガイドレール
５…リモコンスイッチ
６，７，８，９…光電管センサ
６ａ，８ａ…投光器
６ｂ，８ｂ…光路
７ａ，９ａ…受光器
７ｂ，９ｂ…光電管センサアンプ

Claims (1)

1. 開口部を開閉するように動作する開閉手段と、
   前記開閉手段の開閉停の各動作を制御するための制御信号を出力する操作子手段と、
   前記操作子手段から出力される前記制御信号に基づいて前記開閉手段の開閉停の各動作を制御する制御手段であって、前記開閉手段が全開してから所定時間経過後に自動的に前記開閉手段を閉動作させる制御手段とを備えた開閉体装置において、
   前記開口部の下側左右両端であって、前記開口部の前後に所定の距離だけ離間した位置にそれぞれ設けられた投光器及び受光器によって形成される光路を感知領域とし、前記光路上に存在する物体等を感知する第１及び第２の感知手段を備え、
   前記制御手段は、前記開閉手段の全開後に前記第１及び第２の感知手段の両方が同時に感知状態になった場合には、自動車等の長尺物体が前記開口部を通過したものと判断し、前記第１及び第２の感知手段の両方が感知状態から抜けた後に第１の降下開始時間が経過してから前記開閉手段の閉動作を開始するように制御し、
   前記開閉手段の全開後に前記第１及び第２の感知手段のいずれも感知状態にならなかった場合には、前記開閉手段の全開した後に第２の降下開始時間が経過してから前記開閉手段の閉動作を開始するように制御し、
   前記開閉手段の全開後に前記第１及び第２の感知手段のいずれか一方のみが感知状態となった後にその感知状態から抜けた場合には、利用者等の人が前記開口部を通過したものと判断し、感知状態から抜けた後に第３の降下開始時間が経過してから前記開閉手段の閉動作を開始するように制御し、
   前記第１の降下開始時間が前記第２の降下開始時間よりも小さい値に、前記第２の降下開始時間が前記第３の降下開始時間よりも小さい値にそれぞれ設定されることによって、前記開閉手段の全開後に自動的に閉動作を開始する時間をそれぞれ異ならせることを特徴とする開閉体装置。

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