JP6258621B2 - 開閉体装置 - Google Patents

Description

本発明は、ビル、工場、倉庫などの建物を含む構造物躯体の開口部などをシャッターなどの開閉体を用いて仕切るように構成された開閉体装置に係り、特にバッテリを搭載した非常開放装置を用いて開閉体を開放するように構成された開閉体装置に関する。

シャッターカーテンなどのような開閉体装置は、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や窓部あるいは内部の通路や空間などの開口部に設置され、その開閉体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。この開閉体装置は、多数の短冊状のスラット材からなるスラットカーテン、多数のパイプ材をリンク材などで連結させてなるパイプグリルカーテン、一枚状あるいは多数連結されたパネル材からなるパネルカーテン、ネット材からなるネットカーテン、合成樹脂あるいは布繊維製のシート材からなるシートカーテン、あるいはこれらの複合部材などからなる複合カーテンなどの開閉体を、開口部の上部から繰り出し下降させて開口部全体を閉鎖するように構成されている。このような開閉体装置は、開閉体の開閉動作を電動で行なう場合が多い。電動の開閉体装置としては、電動シャッター装置、電動ドア装置、電動オーニング装置などがある。

一般に電動の開閉体装置は、建物など構造物の開閉用空間部を昇降開閉するための開閉体を、構造物の天井裏またはシャッターケースに配置された開閉機（モータ等）によって昇降駆動するようになっている。このような電動の開閉体装置では、停電時に所定の操作を行うことにより、開閉体自体が自重降下して全閉状態に保持されるように構成されている。そこで、停電時において、全閉状態の開閉体を開放する際、開閉機の出力回転軸（回転軸）をその近傍に備え付けの手動操作用ハンドルで回転させることにより開閉体を巻き上げ開放するようにしている。このような開閉体装置において、停電等の非常事態が発生した時に、作業者が天井裏に潜入等することなく容易に開放動作させることができる非常開放装置を備えた開閉体装置として、特許文献１に記載されたものが知られている。

特開２００８−１５０７９７号公報

特許文献１に記載のような開閉体装置は、回転操作部材の下端にはコネクタピンを利用して充電式回転電動工具のコレクトチャックを接続し、その充電式回転電動工具によって回転操作部材を介してフレキシブルシャフトを回転駆動して、シャッターカーテンを速やかに開放している。そのため、充電式回転電動工具を開閉体装置の近傍に常備して置かなければならず、また充電状態のメンテナンスを常時行なう必要があった。
また、電動の開閉体装置の中には、非常開放装置内に常時充電状態にある予備電源を内蔵したものがあり、停電等の非常事態にその予備電源を用いて電動にて開閉体を非常開放するように構成したものがある。このようにバッテリである予備電源を搭載した非常開放装置は、インバータ部の素子保護のため、過電流時には異常停止することが知られている。特に、開閉体装置の場合、強風時のスラット撓みによる摩擦増加やコンデンサインプット形のシャッターオプション機器への突入電流等によって、インバータ部に過電流が生じることがある。このような場合、非常開放装置内に予備電源を内蔵したものは、インバータ部に異常とみなして開放動作を停止してしまう可能性があった。

本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、予備電源を搭載した非常開放装置の信頼性を向上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、開口部の周縁部に設けられた開閉手段と、開閉停の各押しボタンスイッチを備えたスイッチ手段と、前記スイッチ手段の操作状態に応じて前記開閉手段の開閉停の各動作を商用電源からの電力に応じて電動で制御する開閉制御手段と、前記商用電源からの電力によって通常は充電状態にあり、停電時などの非常時に直流電圧を供給する予備電源手段と、前記予備電源手段から供給される前記直流電圧を交流電圧に変換して前記開閉制御手段に供給するインバータ手段と、前記停電時などの非常時に前記開閉手段が所定の開放位置まで開放してない場合には、前記予備電源手段及びインバータ手段を動作させて、前記開閉手段を前記所定の開放位置まで開放するように制御する非常開放手段とを備えた開閉体装置であって、前記開放制御時において前記開閉手段の異常停止した位置が前記所定の開放位置に到達していないときは、その異常停止時の原因に基づいて前記非常開放手段を再起動して、前記非常開放手段による開放制御を再度実行させるように前記開閉制御手段が制御することにある。
開閉手段は、ビル、住宅、工場、倉庫等の建物などの構造物における、出入口や窓部、あるいは内部の通路や空間などの開口部などを電動で開閉移動するシャッターカーテンなどの開閉部材で構成される。開閉手段が、シャッターカーテンの場合には、建物などの開口部の周縁部の一つである上部に収納され、まぐさなどを通過してシャッターカーテンが下降し、開口部を電動で開閉動作する。これ以外にも開閉手段が開口部の側部に収納され横引き方式で電動で開閉移動したり、開口部の下部に収納され上昇方式で電動で開閉移動したりすることもある。また、開閉手段には、閉鎖によって開口部を全閉できるものも全閉できないものも含む。電動で開閉動作する開閉体装置においては、停電時などの非常時に電動での動作が困難になったとしても、バッテリなどの予備電源手段を搭載した非常開放装置を用いて開閉手段を、少なくとも人が通過可能な位置まで開放している。ところが、強風時のスラット撓みによる摩擦増加やコンデンサインプット形のシャッターオプション機器への突入電流等によって、インバータ手段に過電流が生じた場合に、インバータ手段の素子保護のために異常停止することがある。そこで、この発明では、停電時などの非常時に開閉手段が、人の通過可能な所定の開放位置まで開放してない場合には、予備電源手段とインバータ手段を動作させて、開閉手段を所定の開放位置まで開放するように制御し、この開放制御時において開閉手段が異常停止し、その異常停止した位置が所定の開放位置に到達していないときは、その異常停止時の原因に基づいて非常開放手段を再起動して、非常開放手段による開放制御を再度実行させるようにした。これによって、非常開放時に開閉手段が異常停止した場合でも、少なくとも所定の開放位置に到達するまで非常開放動作を継続的に実施することができるようになるので、非常開放装置の信頼性を向上することができるという効果を奏する。

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、前記異常停止時の原因が、前記インバータ手段に対する過電流でなく、かつ前記予備電源手段の電圧低下でもないと判定された場合又は前記インバータ手段に対する過電流であると判定された場合は、前記非常開放手段の再起動を所定回数繰り返すように制御することにある。これは、非常開放時における開閉手段の異常停止の原因が、インバータ手段及び予備電源手段にない場合は、非常開放手段の再起動を繰り返し実行するようにしたものである。

本発明の開閉体装置の第３の特徴は、前記第３の特徴に記載の開閉体装置において、前記異常停止時の原因が、前記インバータ手段に対する過電流でなく、前記予備電源手段の電圧低下であると判定された場合又は前記非常開放手段の再起動を所定回数繰り返し実行した場合は、前記非常開放手段による開放制御を異常停止することにある。これは、非常開放時における開閉手段の異常停止の原因が、インバータ手段ではなく、予備電源手段の電圧低下だった場合、又は非常開放手段の再起動を所定回数繰り返した場合は、非常開放手段による開放処理を停止するようにしたものである。

本発明の開閉体装置によれば、予備電源を搭載した非常開放装置の信頼性を向上することができるという効果がある。

本発明に係るシャッター装置の概略構成の一例を示す図である。 本発明に係る開閉体装置内の制御装置の回路構成を示す図である。 図１及び図２の制御装置が停電時に実行する非常開放装置としての処理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手段として上下に開閉動作されるシャッター装置を例に説明する。図１は、本発明に係るシャッター装置の概略構成の一例を示す図である。図１において、開閉体装置１０は出入口の開口部を開閉するシャッター装置である。

開閉体装置１０は、建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、巻取シャフト５、チェーン６、モータ７、制御装置８、操作スイッチ９及び障害物感知器１１などを含んで構成される。この開閉体装置１０は、通常時には、操作スイッチ９の操作に応じて、開閉機であるモータ７を駆動して開閉制御するようになっている。さらに、この開閉体装置１０では、シャッターカーテン２が巻取シャフト５に巻き取られている開放状態を機械的な保持機構（図示せず）によって保持しており、この開放状態で外部から火災の発生などを示す非常信号ＢＳなどが制御装置８に入力された場合には、その保持機構による開放状態の保持が解除されて、シャッターカーテン２は、その自重で自然降下して開口部を自動閉鎖する機能も備えている

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又はこれと同等の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。巻取シャフト５は、シャッターケース１の両端側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６は、モータ７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５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７の回転駆動力は、チェーン６を介して巻取シャフト５側に伝達され、モータ７が回転すると、チェーン６を介して巻取シャフト５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７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３５が設けられている。この位置検出装置５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７の回転に応じたパルス信号が制御装置８に出力されるので、モータ７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制御装置８が演算にて求めることになる。

制御装置８は、マイクロコンピューター構成になっており、電源ラインＡＣを介して電力が供給されている。制御装置８は、操作スイッチ９上の各操作ボタンの操作状態に対応した制御信号やモータ７に設けられた位置検出装置からの信号やプロテクタからの信号などに基づいてモータ７の回転を制御したり、非常信号ＢＳに基づいて保持機構を解除したりする。特に、この実施の形態に係る制御装置８は、位置検出装置からのシャッターの位置情報を示す信号に基づいて、非常開放装置として機能し、発生した異常停止状態を検出し、それを自動的にリセットし、非常開放装置の機能を再起動するように動作している。

操作スイッチ９は、開閉停の各動作に対応した制御スイッチとして、上昇（開）ボタン９Ａ、停止（停）ボタン９Ｂ、下降（閉）ボタン９Ｃをそれぞれ有し、これら各ボタンの操作状態に応じた制御信号を制御装置８に出力する。なお、図１では示していないが、制御装置８は無線型リモコン装置によっても操作可能となっている。

非常信号ＢＳは、火災発生などの非常時に外部の制御室などから供給される電圧２４［Ｖ］の信号である。なお、外部からの非常信号ＢＳの入力と併せて、又は代わりにシャッターケース１の内側であって、まぐさ部の開口部近傍すなわちシャッターカーテン２が昇降する部分に温度感知器などを設けてもよい。この温度感知器としては、常時接点がオン状態にあり、接点が所定温度（摂氏１００〜３００度の範囲の任意温度）に達した時点で接点を開きオフ状態となるＢ接点の自動復帰型の高温度用バイメタル式サーモスタットなどで構成され、接点が開いた場合には火災などが発生したとして非常信号ＢＳを出力するようにすればよい。また、このような温度感知器を設ける場合には、開閉体内部に非常信号ＢＳに相当する信号を出力するために電源ラインＡＣとは別途の例えばバッテリなどの予備電源を設ければよい。

障害物感知器１１は、送信機がシャッターカーテン２の下端部（座板）に設けられたもので、障害物感知時には、内蔵された座板スイッチの移動に対応した感知信号を制御装置８に送信し、また、その後の障害物の除去により座板スイッチの復帰移動時には、復帰信号を送信する構成となっている。障害物感知器１１の送信機から制御装置８への信号の送信は、図のような有線方式に限らず、電池を電源として作動する無線方式のものでもよい。また、シャッターカーテン２の下端部に障害物の接触で移動する座板スイッチを設け、障害物接触時の座板の移動力でガイドレールの高さ方向に沿って設けられたテープスイッチを押圧する構成や、テープスイッチから制御手段に対し感知信号を有線出力する構成としてもよい。この他、開口部に光電管やＬＥＤ等の投受光センサを設け、画像認識等により障害物を非接触で感知する構成としてもよい。

図２は、本発明に係る開閉体装置内の制御装置の回路構成を示す図である。制御装置８は、マイクロコンピューターによってそれぞれ制御される、電源切替回路３１、充電回路３２、予備電源（蓄電池）３３、インバータ回路３４を備えて構成されている。電源切替回路３１は、電源ラインＡＣを介して供給される商用電源をモータ７に供給すると共に充電回路３２に電力を供給する。また、電源切替回路３１は、電源ラインＡＣから供給される商用電源の入力断となったことを検出した時点でインバータ回路３４へ商用電源の入力断となったことを示す信号を出力する。充電回路３２は、電源切替回路３１から供給される電力を用いて予備電源（蓄電池）３３を充電する。予備電源（蓄電池）３３は、リチウムイオン充電池やその他のバッテリ（充電式以外にも乾電池のように使い切るタイプの電源も含む）などから構成され、停電時にインバータ回路３４を介して、モータ７へ電力を供給する。

インバータ回路３４は、電源切替回路３１から商用電源の入力断を示す信号を入力することによって予備電源３３からの直流電圧を交流電圧に変換してモータ７に供給可能な状態となる。すなわち、通常、モータ７には、商用電源からの電力が供給されているが、停電時などの非常時において商用電源からの電力供給が停止した入力断となった場合などには、インバータ回路３４が予備電源３３からの直流電圧を交流電圧に変換してモータ７に供給するようになっている。また、インバータ回路３４は、モータ７に設けられた位置検出装置３５からのシャッター位置情報を示す信号を受信し、それに基づいて直流電圧から交流電圧への変換動作を制御している。この変換動作の詳細については後述する。なお、図２では、制御装置８以外への商用電源の接続関係については、その図示を省略してある。

図３は、図１及び図２の制御装置が、例えば停電、電源不安定、停電発生緊急予告等の非常時に実行する非常開放装置としての処理の一例を示すフローチャート図である。以下では、非常時とは典型的な場合である停電時のこととして説明する。非常開放装置の処理の一例を各ステップに従って説明する。まず、停電の発生によってこの非常開放装置の処理はスタートする。
ステップＳ３１では、電源切替回路３１が、停電によって商用電源の入力断となったことを示す信号を、インバータ回路３４の起動入力としてインバータ回路３４に出力する。この起動入力を示す信号としては、手動切替等でもよく、商用電源の入力断とみなされる信号としてもよい。
ステップＳ３２では、停電によって商用電源の入力断となったので、インバータ回路３４が非常電源として起動する。
ステップＳ３３では、制御装置８が、カウンタレジスタａの値を「０」にリセットする。このカウンタレジスタａは、非常電源の再起動回数をカウントするためのものである。

ステップＳ３４では、制御装置８が、位置検出装置３５からの信号に基づいてシャッターカーテン２の位置が全開状態にあるのか否かを判定し、全開状態（ｙｅｓ）の場合は、非常開放装置としての機能を終了するために非常電源を停止し、全開状態でない（ｎｏ）場合は、次のステップＳ３５に進む。
ステップＳ３５では、制御装置８が、位置検出装置３５からの信号に基づいてシャッターカーテン２の位置が予め設定した全開状態ではないが非常開放と同等の効果を奏する程度の開放位置にシャッターカーテン２があるか否かを判定し、シャッターカーテン２が設定位置の範囲内にある（ｙｅｓ）場合は、非常開放装置としての機能を終了するために非常電源を停止して処理を終了し、設定位置の範囲内にない（ｎｏ）場合は、次のステップＳ３６に進む。なお、全開状態かこれと同等の開放位置を判定する場合にはリミットスイッチを用いてもよい。
ステップＳ３６では、制御装置８が、操作スイッチ９の停止（停）ボタン９Ｂが押圧（オン）されたか否かの判定を行い、押圧（オン）された（ｙｅｓ）場合は、非常開放装置としての機能を終了するために非常電源を停止して処理を終了し、押圧されていない（ｎｏ）場合は、ステップＳ３７に進む。

ステップＳ３７では、シャッターカーテン２の移動に異常（停止や移動速度が遅いなど）が発生しているか否かを判定し、異常でない（ｎｏ）場合は、ステップＳ３４にリターンし、異常が発生している（ｙｅｓ）場合は、次のステップＳ３８に進む。シャッターカーテン２の移動に異常が発生しているか否かの判定方法としては、例えばロータリーエンコーダが発生するパルスの状態を検出し、パルス発生がないか稀少であれば、それを停止と判断し、所定時間内におけるパルスの発生数が予め定められた通常の発生数の所定範囲よりも少なければ、移動速度が遅いと判定し、逆に通常の発生数の所定範囲よりも多ければ移動速度が速いと判定する。このステップＳ３７で異常でないと判定されることによって、ステップＳ３４〜３６の判定が繰り返され、シャッターカーテン２が全開するか、設定位置まで開放するか、又は停止（停）ボタン９Ｂが操作されるまで、非常電源による非常開放処理が実行される。
ステップＳ３８では、シャッターカーテン２の移動に異常が発生していると前のステップＳ３７で判定されたので、この異常が過電流によるものなのか否かの判定を行い、過電流に基づく異常（ｙｅｓ）の場合は次のステップＳ３９に進み、過電流に基づく異常でない（ｎｏ）場合はステップＳ４２に進む。過電流か否かの判定は、インバータ回路３からの信号の有無による。また、予備電源３３またはその他の回路からの過電流発生信号であってもよい。

ステップＳ３９では、シャッターカーテン２の移動に異常がインバータ回路３４に対する過電流によるであると前のステップＳ３８で判定されたので、カウンタレジスタａを「１」だけインクリメント処理する。
ステップＳ４０では、カウンタレジスタａの値が所定値（例えば９）よりも大きくなったか否かの判定を行い、所定値よりも大きい場合はステップＳ４３に進み、シャッターカーテン２の移動が異常停止したとして処理を終了する。一方、カウンタレジスタａの値が所定値以下の場合は、ステップＳ４１に進む。

ステップＳ４１では、非常開放装置の機能を復活させるために異常停止した状態を自動的にリセットし、非常電源を再起動する。制御装置８が予備電源３３に対してリセット信号を出力するとともに、必要に応じて、インバータ回路３やその他の回路に対してリセット信号を出力して、非常電源を再起動する。なお、当然ではあるが、過電流が発生してもリセット信号の出力と、この信号によるリセットについては正常に動作できること（または、実際に正常に動作するかは不明確ではあるが、正常動作を期待できること）を前提にしている。なお、この再起動処理が上述の所定値の回数だけ繰り返し実行された場合には、ステップＳ４３に進み、異常停止として処理を終了する。
ステップＳ４２では、シャッターカーテン２の移動時に発生した異常状態の原因が過電流でないと判定されたので、予備電源（蓄電池）３３の電圧低下か否かを判定し、電圧低下でない（ｎｏ）場合は、ステップＳ３９に進み、電圧低下（ｙｅｓ）の場合は、ステップＳ４３に進み、異常停止として処理は終了する。この実施の形態では、予備電源（蓄電池）３３の電圧低下した場合、及び所定回数以上リトライ（非常電源の再起動）を繰り返した場合には、異常として停止するようにしている。このように異常として停止した場合には、それを外部に報知するようにすることが好ましい。

上述の実施の形態では、上下昇降方式で繰り出されるシャッターカーテンを例に説明したが、シャッター状の開閉部材が横引き方式で繰り出されたり、あるいは水平方式で繰り出されたりするものであっても同様に適用することができる。また、開閉体装置としては、例えば、シャッター装置、窓シャッター装置、ブラインド装置、ロールスクリーン装置、垂れ幕装置、引戸装置、移動間仕切装置、オーニング装置、防水板装置などにも適用可能である。

１…シャッターケース
１０…開閉体装置
１１…障害物感知器
２…シャッターカーテン
３…ガイドレール
３１…電源切替回路
３２…充電回路
３３…予備電源
３４…インバータ回路
３５…位置検出装置
５…巻取シャフト
６…チェーン
７…モータ
８…制御装置
９…操作スイッチ
９Ａ…ボタン
９Ｂ…ボタン
９Ｃ…ボタン

Claims (1)

1. 開口部の周縁部に設けられた開閉手段と、
   開閉停の各押しボタンスイッチを備えたスイッチ手段と、
   前記スイッチ手段の操作状態に応じて前記開閉手段の開閉停の各動作を商用電源からの電力に応じて電動で制御する開閉制御手段と、
   前記商用電源からの電力によって通常は充電状態にあり、停電時などの非常時に直流電圧を供給する予備電源手段と、
   前記予備電源手段から供給される前記直流電圧を交流電圧に変換して前記開閉制御手段に供給するインバータ手段と、
   前記停電時などの非常時に前記開閉手段が所定の開放位置まで開放してない場合には、前記予備電源手段及びインバータ手段を動作させて、前記開閉手段を前記所定の開放位置まで開放するように制御する非常開放手段とを備えた開閉体装置であって、
   前記非常開放手段が前記開閉手段を開放するように制御している時に、前記開閉手段の異常停止した位置が前記所定の開放位置に到達していないときは、前記異常停止した時の原因が、前記インバータ手段に対する過電流でなく、かつ前記予備電源手段の電圧低下でもないと判定された場合又は前記インバータ手段に対する過電流であると判定された場合は、前記非常開放手段の再起動を所定回数繰り返すように前記開閉制御手段が制御し、
   前記異常停止した時の原因が、前記インバータ手段に対する過電流でなく、前記予備電源手段の電圧低下であると判定された場合又は前記非常開放手段の再起動を所定回数繰り返し実行した場合は、前記非常開放手段による開放制御を異常停止することを特徴とする開閉体装置。

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