JP6715848B2 - 風耐性扉 - Google Patents

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Description

本発明は、フレームによって画成された領域を開閉するためのシャッタを備える電動扉に関する。詳細には、本発明は、シャッタを閉じている間の不慮の事象を検出し、それによってシャッタの動きを停止するように適合された検出セルを備える電動扉に関する。本発明は、そのような不慮の事象として検出セルによって誤って判断され得る強い風や通風に曝されるような扉の問題に対する解決策を提案する。
シャッタを備える電動扉は、特に倉庫や生産建屋の開口を閉鎖するために、一般的に使用されている。これらシャッタは、しばしば、大きく可撓性の防水シートから形成され、その両側縁部は、閉鎖しようとする開口の両脇に配置された案内レール内を摺動するビードを備える。あるいは、シャッタは、互いに並べて蝶着された複数の剛性パネルから製作することができ、または一枚の剛性パネルでもよい。自動扉は、温度、相対湿度などの環境状態が異なる2つの部屋を仕切るために使用すると、とりわけ有効であり、屋外から屋内空間を仕切るために使用すると、さらにとりわけ有効である。高速で開閉することができる扉もまた、これら用途に関して知られており、しばしば「高速扉(fast door)」と呼ばれる。
電動扉での1つの問題点は、特に高速扉ではその高閉鎖速度故に、シャッタの閉鎖軌道に偶々入り込む障害物による衝撃である。その障害物(それは人間でもあり得る)を損傷することに加えて、そのような衝撃は、シャッタの前縁を損傷することもあり得、また、シャッタ側縁部のビードを案内レールから外すこともあり得る。そのように外れたビードを自動的に再挿入するためのシステムが、たとえば米国特許出願公開20100181033号に記載されており、同開示は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
修理するより防止する方が望ましいので、(a)不慮の事象を検出するのに適した検出セルと、(b)詳細には、扉が移動中に障害物に出会ったら扉を停止させ、障害物を取り除くことができるように扉を障害物から離すように動かすことによって、障害物の不慮の存在をうまく処理することを目的とした安全性機能を果たすようにプログラムされた制御システムとを備える多くの電動扉が開発されている。
当技術分野では、不慮の事象を検出するための様々なタイプの検出セルが知られている。非接触検出システム、すなわち、衝突する前に障害物を検出することができるシステムが、たとえば米国特許第7034686号に開示されており、同特許では、アンテナが設けられた接近検出装置を有し、その装置が、アンテナによって生成された磁場が異物によって擾乱されると、垂直扉の閉鎖を停止し逆行させる命令を発する。このシステムは、衝突を防止する利点を有するが、磁場が閉鎖平面の外側に広がり得、それによって、扉に近いがその真下には位置していない物体によって誤警告が発せられる可能性がある故に、正確さに欠ける欠点を有する。シャッタの軌道内の異物の存在を検出することができる光学センサもまた利用可能である。
不慮の事象の検出セルは、たとえば米国特許出願公開第2007/0261305号に開示されているような接触検出装置を備え得る。あるいは、一部の検出セルは、米国特許第5198974号におけるように、モータトルク、モータのエネルギー消費量、シャッタ閉鎖速度などのパラメータの基準値との比較に基づく。したがって、当業者は、不慮の事象を検出するために、それらから選択できる検出セルの品揃えを有する。他方、扉の安全性は、不慮の事象を検出すると安全性機能を発揮することを必要とする。詳細には、そのような安全性機能は、シャッタの閉鎖運動を停止することを常に含み、シャッタを開くように運動の方向を逆転させることをしばしば含み、どの再開放位置までシャッタを再開放するべきか、再開放位置に達した後、シャッタを再び閉鎖するべきか否か、シャッタの再開放/再閉鎖速度などのような様々な変化を伴う。
米国特許第7034682号、米国特許第6989767号、米国特許第5198974号、および米国特許出願公開第2007/0261305号は、不慮の事象が検出されると直ちに、モータが、停止し、扉を完全に開くために回転方向を逆転し、扉が完全に開くと最終的に停止する、扉用の安全性システムに関する。扉は、手動操作によって再度閉鎖することができる。
米国特許第4452292号は、既に固定されているシャッタの望ましくない開閉が、モータのエネルギー消費量の増加を測定する検出セルによって識別される扉制御システムに関する。図2(b)の一点鎖線で示されるように、制御システムは、ある時間経過の間、シャッタの動きを停止し、その後、元の動きが再開される。高い方のエネルギー消費量が再び検出された場合、シャッタが、所与の時間経過の間、再び停止される。この制御システムは、開放方向への移動の逆転が無いので、そのような障害物を取り除くことが難しく、または場合によっては不可能でさえあるので、シャッタも障害物も共に保護するのに適していない。
米国特許出願公開第20120073200号は、図2(b)の破線で示されているように、(a)シャッタの動きを停止し、衝突位置を記憶するステップと、(b)移動を逆転させ、待機位置までシャッタを開くステップと、(c)所定の時間経過後、移動を再び逆転させて、記憶された衝突位置から所定の距離だけ上流に位置する場所にシャッタが達するまで、第1の速度V1でシャッタを閉じるステップと、その場所で、(d)シャッタが、前記位置での新たな衝突をその位置で生じずに衝突位置を通過しそこを越えて前進するまで、閉鎖速度をV1より低いV3へ減速するステップと、(e)閉鎖速度を増加してV1へ戻すステップとを含む安全性機能を、不慮の事象を検出すると発揮する制御システムを開示する。
既知の検出セルおよび制御システムは、不慮の事象の性質を識別することができない。たとえば、強い風が、制御システムへ検出セルが信号を送る程度にまでシャッタの両縁部と案内レールとの摩擦力を増加させる力を扉のシャッタに加えることがあり、その信号が、安全性機能を発揮する必要のある不慮の事象として誤って判断され得る。その場合、シャッタは停止され、シャッタの動きが逆転されてシャッタを再開放し、再度逆転されて再びシャッタを閉じる。風が吹き続ける場合、同じ信号が再び検出セルによって送られ得、再度、制御システムによって誤って判断され、制御システムが再び安全性機能を発揮し、それによって、当技術分野で「ヨーヨー(yo-yo)」現象と呼ばれるシーケンスが始まり、それは当然望ましくない。シャッタを開放位置に保つことは、シャッタは部屋の内部を、とりわけ、外部の風から保護するためにそこにあるので、当然、許容できない解決策である。
米国特許出願公開20100181033号 米国特許第7034686号 米国特許出願公開第2007/0261305号 米国特許第5198974号 米国特許第7034682号 米国特許第6989767号 米国特許第4452292号 米国特許出願公開第20120073200号 欧州特許第0587586号明細書 国際公開第2008155292号パンフレット
したがって、風に曝される可能性があり、それにも拘らず、強い風が吹いている場合であっても閉鎖することができる、検出セルおよび制御システムを備えた安全性扉に対する必要性が当技術分野に残っている。本発明は、強風に曝されたときであっても自動的にシャッタを閉鎖することができ、それによってヨーヨー現象を回避することができる風耐性電動扉を提供する。本発明のこの利点および他の利点が引き続き示される。
本発明が、添付の独立請求項に定義されている。好ましい実施形態が、従属請求項に定義されている。詳細には、本発明は、フレームによって少なくとも部分的に画成された領域を閉鎖するための電動扉であって、
(A)前記フレーム内に画成された前記領域を閉鎖するために、開放位置(z=1)と閉鎖位置(z=0)との間で、第1の方向(α)に、また前記領域を開放するために、第2の方向(β)に、シャッタの前縁を移動するように適合された電動駆動機構と、
(B)前記領域を閉鎖するために第1の方向(α)にシャッタの前縁を移動中に、不慮の事象(eI)を検出するように適合された検出セルであって、
であり、前記不慮の事象とは、電動扉の良好な機能に対する脅威の可能性のことである、検出セルと、
(C)開放位置(z=1)から閉鎖位置(z=0)に向かってシャッタを第1の方向(α)に移動中に、不慮の事象が発生したとの信号を検出セルから受け取ると下記の作動、すなわち、
(a)t=0でI=0と定義し、ここでIは、前記領域を閉鎖するためにシャッタの前縁を第1の方向(α)に移動中に、検出セルによって検出された不慮の事象(eI)の数であり、t=0は、シャッタが開放位置(z=1)から移動を開始する時間を定義し、
(b)第(M+i)回目の不慮の事象(e(M+i))を検出した場合、ここで
およびi>0であるが、不慮の事象の数I=(M+i)を記憶し、かつ、
(c)前縁の第1の方向(α)の移動を停止し、前記移動を第2の方向(β)に逆転し、かつ、
(i)不慮の事象の数がI=(M+N)である場合、ここでNは風と思われる繰り返しについて予め定義された数であるが、第2の方向(β)への移動を、前縁が開放位置(z=1)に達するまで続け、シャッタを開放位置に保ち、または、
(ii)不慮の事象の数がI<(M+N)である場合、短い逆転時間Δtの後、第2の方向(β)の前記移動を停止し、移動を逆転してシャッタの閉鎖位置(z=0)へ向かう第1の方向(α)に戻し、
(d)ステップ(c)(ii)の後、前縁が第1の方向(α)に移動中に、第(M+i+l)回目の不慮の事象(e(M+i+1))が検出された場合、不慮の事象の数I=M+i+1を記憶し、ステップ(c)を繰り返すこと
を開始するようにプログラムされた処理装置(CPU)と
を備える電動扉に関する。
ステップ(a)と(b)との間で、0<m≦Mの第m回目の不慮の事象が検出された場合、ここでMは好ましくは0、1、2、または3に等しいが、第1回目の不慮の事象でステップ(c)(ii)を開始しないために、前記処理装置が、
- 不慮の事象の数I=mを記憶するステップと、
- 第1の方向(α)の前縁の移動を停止するステップと、
- 前縁が、第m回目の不慮の事象の位置と開放位置(z=1)との間(z=1を含む)に位置する所定の停止位置(zstop)に到達するまで、前記移動を第2の方向(β)に逆転するステップと、
- シャッタの閉鎖位置(z=0)へ向かう第1の方向(α)に移動を逆転して戻すステップと
を開始することが好ましい。
短い逆転時間Δtは、極めて短く、好ましくは3s以下、より好ましくは1s以下、最も好ましくは800ms以下である。
検出セルは不慮の事象を検出するように適合されているが、検出セルによって検出された事象を、上記に定義された作動を開始させる不慮の事象(eI)と見做すべきか否かを判断するのは処理装置(CPU)である。これは、CPUによって、検出セルによって測定または検出されたパラメータの値を、該パラメータの所定の基準値または基準範囲と比較することにより行われる。検出セルは、好ましくは、
(a)前記シャッタの主要面に向かって加わる力をシャッタ上で検出するように適合されたセル、
(b)シャッタの移動を駆動するモータが必要とする電力またはエネルギー消費量の増加を検出するように適合されたセル、
(c)電動駆動機構のトルクを測定するように適合されたセル、
(d)シャッタの前縁の移動速度を測定するように適合されたセル、
(e)シャッタの前縁の移動加速度を測定するように適合されたセル、または、
(f)シャッタの前縁の移動の停止を検出するように適合されたセル
の中から1つまたは複数が選択される。
不慮の事象について予め定義された数M+Nは、扉を安全な状態で閉鎖することができないとシステムが判断したので、作動を止め扉が開放されるときを定義する。M+Nは、20以下、好ましくは15以下、より好ましくは10以下である。風と思われる不慮の事象の予め定義された数Nは、18以下、好ましくは13以下、より好ましくは8以下である。
シャッタは、好ましくは、フレームの両側面を形成する平行な案内レール内に係合される両側縁部を備えるタイプであり、前縁が、両側縁部を連結し、シャッタを開閉するとき、案内レールによって定められる方向に沿って移動する。電動扉は、好ましくは、案内レールによって定められた方向の開閉軌道内のシャッタの前縁の瞬間位置および/または速度を監視する手段をさらに備える。シャッタの前縁の瞬間位置および/または速度を監視するその種手段は、
・ シャッタの少なくとも1つの側縁部に沿って一定の間隔で配列された多数の窓を数えるように適合された光学装置、
・ 2つの相次ぐ窓の時間差を測定する光学装置、または、
・ シャッタの開閉を駆動するモータの回転数を数える装置
の中から選択することができる。
本発明の好ましい実施形態では、
・ シャッタの少なくとも1つの側縁部が、対応する案内レールの開口部内に摺動式に係合されるビードまたは一連の隣接する歯を備え、そのビードまたは一連の隣接する歯が、シャッタを閉鎖しているときに、たとえば衝撃によって引き起こされた案内レールに対して横向きの所定の引張力の作用を受けると、案内レールから引き抜かれ得、そして、
・ 電動扉が、案内レール開口部から引き抜かれたビードまたは一連の隣接歯を案内レール開口部に再挿入する手段をさらに備え、この手段は、案内レール開口部に対面して配置され、案内レール開口部から引き抜かれたビードまたは一連の隣接歯を、シャッタが開かれている間に、この案内レール開口部に向けて偏向させるように設計されている案内部材を備え、その案内部材は、シャッタの中央面の両側に対称に、シャッタの前記中央面に実質的に垂直な同一面内に配置され、シャッタの前記中央面に対して斜めに向けられている固定回転軸を有する少なくとも1対のローラを備え、それによって、両ローラが、開放方向にシャッタが移動するとき、案内レール開口部から引き抜かれたビードに沿って回転し、ビードを案内レール開口部の底部に合流させて、ビードを案内レール開口部に押し込む。
本発明は、様々なタイプの扉に適合する。たとえば、シャッタおよび電動駆動機構は、
(a)可撓シャッタであって、電動駆動機構(10)が、ドラム(11)の回転を駆動して、該ドラムから可撓シャッタを巻き解くことによって、前縁(1L)を第1の方向(α)に動かして領域を閉鎖し、前記ドラム周りに可撓シャッタを巻き取ることによって、前縁を第2の方向(β)に動かして前記領域を開放する、可撓シャッタ、
(b)前縁(1L)と平行に互いに蝶着された複数のパネル(1p)を備える可変形シャッタであって、電動駆動機構(10)が、スピンドルの回転を駆動し、そのスピンドルを廻って蝶着パネルが回転し方向を変える、可変形シャッタ、または、
(c)剛性シャッタであって、電動駆動機構(10)が、前記領域の平面内で第1および第2の方向に、好ましくは歯車システム、ケーブル、またはチェーンを用いて剛性シャッタを移動させるスピンドルの回転を駆動する、剛性シャッタ
から選択することができる。
本発明の特質をより充分に理解するために、添付図面と併せて、以下の詳細な説明を参照されたい。
本発明による電動扉の3つの実施形態を示す図である。 多数の不慮の事象が検出セルによって検出された場合の、時間の関数としてのシャッタの位置を示す図であり、(a)は、それによって、M=2および(M+N)=10である本発明の一実施形態による安全性機能が発揮された図であり、(b)は、(a)に示された実施形態による安全性機能を従来技術の安全性機能と比較した図である。 多数の不慮の事象が検出セルによって検出された場合の、時間の関数としてのシャッタの位置を示す図であり、(a)は、それによって、M=2および(M+N)=10である本発明の代替実施形態による安全性機能が発揮された図であり、(b)はM=0およびN=8であるさらに別の実施形態による安全性機能が発揮された図である。 本発明の実施形態による安全性機能を示すフローチャートである。 本発明の別の実施形態による安全性機能を示すフローチャートである。
図1に示されるように、本発明による電動扉は、シャッタ(1)の前縁(1L)を第1の方向(α)に動かして、前記フレーム内に画成された前記領域を閉鎖し、第2の方向(β)に動かして前記領域を開放するように適合された電動駆動機構(10)を備える。
図1(a)および図1(d)に示されるように、シャッタは、可撓織物または幕の形態の可撓シャッタであり得、電動駆動機構(10)が、ドラム(11)の回転を駆動して、該ドラムから可撓シャッタを巻き解くことによって、前縁(1L)を第1の方向(α)に動かして領域を閉鎖し、前記ドラム周りに可撓シャッタを巻き取ることによって、前縁を第2の方向(β)に動かして前記領域を開放する。
図1(b)は、前縁(1L)と平行に互いに蝶着された複数の剛性パネル(1p)を備える可変形シャッタを示し、電動駆動機構(10)が、スピンドルの回転を駆動し、そのスピンドルを廻って蝶着パネルが回転し方向を変える。たとえば、スピンドルのノッチが、各パネル間の蝶着部と協働して、確実に可変形シャッタをスリップさせずに移動させることができる。あるいは、ケーブルまたはチェーンを使用してシャッタの移動を駆動することができる。
図1(c)は、剛性シャッタの形態の第3のタイプのシャッタを示し、電動駆動機構(10)が、前記領域の平面内で第1および第2の方向に剛性シャッタを移動させるスピンドルの回転を駆動する。歯車システムが図1(c)に示されているが、ケーブルまたはチェーンなど、剛性シャッタを上下に動かすための、当業者に知られているいかなる手段も、本発明に影響することなく使用することができる。
シャッタは、上(β)下(α)に移動する前縁(1L)によって画定される面であり、図1に示される垂直領域(3)の場合、前記前縁は、互いに平行な両側縁部を橋渡しする。使用されるシャッタのタイプに関係なく、側縁部は、好ましくは、領域(3)を開閉するときシャッタをその軌道内で案内するのに適合する案内レール(7)内に係合される。案内レールに連結されたシャッタの側縁部を備える自動扉の例が、たとえばEP0587586、またはWO2008155292に示されており、それら文書の内容は参照により本明細書に組み込まれるものとする。
本発明による電動扉もまた、前記領域を閉鎖するために第1の方向(α)にシャッタの前縁が移動中に不慮の事象(eI)を検出するのに適合した検出セル(5、6)を備えなければならず、ここで
である。不慮の事象とは、電動扉の良好な作動に対する脅威の可能性であると定義される。序文で述べたように、多くの検出セル(5、6)が当技術分野において利用可能であり、どれを選択しようとも、シャッタの面を打つ突風がそれら検出セルから信号を発信させ得る限り、本発明に影響を及ぼさない。したがって、本発明による扉は、シャッタの面に吹き付ける風を不慮の事象として誤解し得るような少なくとも1つの検出セルを備える必要がある。詳細には、扉は以下が可能な任意の検出セルを備える。
(a)シャッタの側縁部への力を検出すること、これには、たとえば、シャッタの縁部に結合され案内レールに沿って移動する検力計が含まれる。または、
(b)風がシャッタの主要面に吹き付けたときのシャッタの側縁部と案内レールとの摩擦力の増加により、シャッタの移動を駆動するモータが必要とする電力またはエネルギー消費量の増加を検出すること。または、
(c)電動駆動機構のトルクを測定すること。そのトルクは(b)におけるのと同じ理由で増加し得る。または、
(d)シャッタの前縁の移動速度を測定すること。その速度は、摩擦力の上昇がもとで低下し得る。または、
(e)シャッタの前縁の移動の加速度を測定すること。その加速度は、摩擦力の大きさの関数として変化し得る。または、
(f)摩擦力が電動機構の限界動力より大きいときのシャッタの前縁の移動の停止を検出すること。
本発明の骨子は、第1の方向αでシャッタを閉鎖中に不慮の事象が生じた可能性があるとの信号を検出セルから受け取ると、図3(b)のグラフおよび図4のフローチャートに示されている以下の風関連機能を発揮する、処理装置(CPU)によって駆動される制御システムである。すなわち、
(a)t=0でI=0と定義する。Iは、前記領域を閉鎖するためにシャッタの前縁を第1の方向(α)に移動中に、検出セルによって検出された不慮の事象(eI)の数であり、t=0は、シャッタが開放位置(z=1)から移動を開始する時間を定義する。
(b)第(M+i)回目の不慮の事象(e(M+i))を検出した場合、ここで
およびi>0であるが、不慮の事象の数I=(M+i)を記憶し、かつ、
(c)前縁の第1の方向(α)の移動を停止し、該移動を第2の方向(β)に逆転し、かつ、
(i)不慮の事象の数がI=(M+N)である場合、ここでNは風関連事象の予め定義された数であるが、第2の方向(β)への移動を、前縁がその開放位置(z=1)に達するまで続け、シャッタを開放位置に保ち、または、
(ii)不慮の事象の数がI<(M+N)である場合、短い逆転時間Δtの後、第2の方向(β)の該移動を停止し、移動を逆転してシャッタの閉鎖位置(z=0)へ向かう第1の方向(α)に戻す。
ステップ(c)(ii)の後、前縁が第1の方向(α)に移動中に、第(M+i+l)回目の不慮の事象(e(M+i+1))が検出された場合、不慮の事象の数I=M+i+1を記憶し、新たな値Iでステップ(c)を繰り返す。
I≦Mであるあらゆる第I回の不慮の事象に関しては、制御システムは、該不慮の事象は風関連ではなく、シャッタの経路を塞いでいる障害物、物体、または人間によって生じているとアプリオリに見做す。その場合は、風非関連安全性機能(non-wind related safety function)と呼ばれる、異なる安全性機能が発揮される。風非関連事象の数Mは、オペレータによって予め定義され、通常、0、1、2、3、またはさらに多くの繰り返し数であり得る。単一の閉鎖作動中に生じる3回以上の不慮の事象は風関連であると思われるので、M=2であることが好ましい。
検出セルによって検出されたI≦Mのあらゆる第I回目の不慮の事象に関して制御システムによって発揮される風非関連安全性機能は、図2(a)、図3(a)、および図5に示される以下のステップを含み得る。すなわち、
- 不慮の事象の数I=mを記憶し、
- 第1の方向(α)の前縁の移動を停止し、
- 前縁が、第m回目の不慮の事象の位置と開放位置z=1との間(z=1を含む)に位置する所定の停止位置(zstop)に到達するまで、前記移動を第2の方向(β)に逆転し、
- シャッタの閉鎖位置(Z=0)へ向かう第1の方向(α)に移動を逆転して戻す。
停止位置zstopは、図2(a)に示されるように開放位置z=1でもよく、または図3(a)に示されるようにz=1とは異なる位置でもよいが、いずれの場合でも、障害物を除去する機会を可能にするために、不慮の事象の位置より上流である。位置についての用語「上流」および「下流」は、シャッタが移動する第1の方向αに対して定義される。z=1とは異なる停止位置Zstopは、シャッタを再開放し閉鎖し戻す時間系列を短縮するので、有利である。好ましい実施形態では、風非関連安全性機能は、参照によってその内容が本明細書に含まれるものとする米国特許出願公開第20120073200号に定義されている通りでもよく、z=1とは異なる停止位置まで開放し、所定の時間だけ待機し、不慮の事象の位置から上流への距離が僅かになるまで第1の方向αに全速力V1でシャッタを閉鎖し、そこからシャッタは減速速度V2<V1へ速度を落とし、そのときシャッタは前記位置を通る。同じ位置で新たな事象が起こらなければ、シャッタは、第1の方向に全速力V1で進む。米国特許出願公開第20120073200号に開示された安全性機能が、図2(b)に破線で示されている。
M<I<M+Nのあらゆる第I回目の不慮の事象に関して、ここでNは風関連事象の予め定義された数であるが、制御システムは、該不慮の事象は、シャッタ面に当たる突風に関連していると見做す。ヨーヨー現象を防止するために、上記のステップ(a)〜(c)によって定義され、図3(b)および図4に示された風関連安全性機能が適用される。MがM=0と定義された場合(図3(b)および図4参照)、最初の不慮の事象(e1)が検出されると、風関連安全性機能が実行される。
ステップ(c)(ii)で定義された通り、第(M+i)回目の不慮の事象に続く第2の方向βの逆転移動は、短い逆転時間Δt後に停止され、シャッタは、閉鎖位置(z=0)へ向かう第1の方向(α)に戻って移動する。逆転時間Δtは好ましくは正に短時間であり、それによって、シャッタの閉鎖作動における中断を可能な限り短くすることができる。たとえば、短い逆転時間Δtは、3s以下、好ましくは1s以下、より好ましくは800ms以下であり得る。
本風耐性扉の有効性が、いくつもの強い風が、検出セルによって送信され処理装置によって不慮の事象(eI)として誤って判断される複数の信号の原因になる場合の従来技術の扉と、図2(b)において比較される。実線が、M=2および(M+N)=10である図2(a)に示された本発明の実施形態に対応する。検出セルによって確認された最初の2つの事情e1、e2(M=2)に関しては、従来技術の安全性機能のいずれとも類似である風非関連安全性機能が発揮される。図2(a)では、その機能は、シャッタを開放位置z=1まで開放し、続いて新たな不慮の事象が検出されるまでシャッタを閉鎖することから成り、図3(a)では、シャッタは、開放位置z=1から下流に位置する停止位置zstopまで開放される。第3およびそれに続く事象e3〜e(M+N)に関しては、風関連機能が発揮され、短時間の逆転移動の後に、シャッタの閉鎖が再開される。風関連安全性機能は、シャッタが閉鎖位置z=0に達するまで進み、または第(M+N)回目の事象(e10)が検出されるまで進み、そのときにはシャッタが開放位置z=1まで開放され、安全性機能は終了する。不慮の事象の予め定義される数M+Nは、好ましくは20以下、好ましくは15以下、より好ましくは10以下である。風関連の不慮の事象の予め定義される数Nは、好ましくは18以下、好ましくは13以下、より好ましくは8以下である。
シャッタを開放位置z=1まで開き上げ、続いて次の事象が確認されるまでシャッタを再び閉じる従来技術による安全性機能が、図2(b)に点線によって示されている。この種の安全性機能は、風が検出セルと干渉すると典型的なヨーヨー現象を引き起こす。米国特許出願公開第20120073200号に提案されている安全性機能が、図2(b)に破線によって示されている。シャッタが、開放位置z=1から下流に位置する停止位置Zstopで停止するので、ヨーヨー現象が緩和される。米国特許第4452292号に定義されている安全性機能が、2(2b)に一点鎖線で示されているが、その安全性機能は、障害物と衝突しても、シャッタの軌道からそのような障害物を除去することを可能にする逆転移動を全く含んでいないので、損傷を軽減するようには設計されていない。前記安全性機能は、シャッタを閉鎖中(または逆に開放中)の電流消費量の増加を検出することによって発揮されるので、シャッタの主要面に吹き付ける突風によって発揮され得る。本発明の風関連安全性機能は、僅かとはいえ第2の方向βへのシャッタ移動の逆転が、その結果としてシャッタの主要面の露出面積を減少させるので、一定の風によって該主要面上に加わる力を低減させることができる点において、米国特許第4452292号に開示された風関連安全性機能に勝る利点を有する。それにより、閉鎖移動は、面積したがってシャッタの主要面上に加わる力が一定のままである場合よりも迅速に再開することができる。
シャッタは、好ましくは、フレームの両側面を形成する平行な案内レール(7)内に係合される両側縁部を備え、前縁は、両側縁部を連結し、シャッタを開閉するとき、案内レールによって定められる方向に沿って移動する。電動扉は、好ましくは、案内レール(7)によって定められた方向における開閉軌道内のシャッタの前縁の瞬間位置zを監視する手段をさらに備える。
シャッタの前縁の瞬間位置および/または速度を監視する手段は、下記の中から選択することができる。すなわち、
・ シャッタの少なくとも1つの側縁部に沿って一定の間隔で配列された多数の窓を数えるように適合された光学装置、
・ 2つの相次ぐ窓の時間差を測定する光学装置、または、
・ シャッタの開閉を駆動するモータの回転数を数える装置
である。
本発明による電動扉は、下記の特徴を備え得る。すなわち、
・ シャッタの少なくとも1つの側縁部が、対応する案内レール(7)の開口部内に摺動式に係合されるビードまたは一連の隣接する歯を備え、そのビードまたは歯が、たとえばシャッタを閉鎖しているときの衝撃またはシャッタの主要面に当たる突風によって引き起こされた案内レールに対して横向きの所定の引張力の作用を受けると、その案内レールから引き抜かれ得、そして、
・ 電動扉が、案内レール開口部から引き抜かれたビードまたは一連の隣接歯を案内レール開口部に再挿入する手段をさらに備え、この手段は、案内レール開口部に対面して配置され、案内レール開口部から引き抜かれたビードまたは一連の隣接歯を、シャッタが開かれている間に、この案内レール開口部に向けて偏向させるように設計されている案内部材を備え、案内部材は、シャッタの中央面の両側に対称に、シャッタの前記中央面に実質的に垂直な同一面内に配置され、シャッタの前記中央面に対して斜めに向けられている固定回転軸を有する少なくとも1対のローラを備え、それによって、両ローラが、開放方向にシャッタが移動するとき、案内レール開口部から引き抜かれたビードに沿って回転し、ビードを案内レール開口部の底部に合流させて、ビードを案内レール開口部に押し込む。
図5は、安全性機能の好ましい実施形態のフローチャートを示し、不慮の事象(e(I+1))が検出されると、扉が停止され、シャッタの移動が第2の方向βに逆転される。事象の数が、追加の事象I+1として記憶される。
I+1≦Mの場合、第2の方向βのシャッタの移動は、停止位置zstopで停止する。停止位置zstopは、図2(a)に示される開放位置z=1に等しくてもよく、または図3(a)に示されるように、開放位置より下流に位置してもよい。シャッタは、移動を逆転して第1の方向αに戻る前に短時間だけ停止位置に留まってもよく、またはシャッタを停止した後、即座に移動の逆転を起こしてもよい。シャッタは、さらに不慮の事象が検出されるまで閉鎖軌道を進む。そのような不慮の事象が検出されなければ、シャッタは、閉鎖位置z=0に達するまで進むことができる。さもなければ、風非関連機能が、I+i=MになるまでI=I+iにより繰り返される。
M<I+1<M+Nであれば、処理装置は、シャッタの移動が閉鎖の第1の方向αに逆転して戻ることができるように、風が発生した圧力が充分に低下する時間を与えるための0.8〜約3.0s程度の短い逆転時間Δtの後に、第2の方向βの移動を停止することを含む、風関連安全性機能を発揮する。それ以上の不慮の事象が発生しない場合には、シャッタは、閉鎖位置z=0に達するまで、軌道を進むことができる。さらに不慮の事象が検出された場合には、風関連安全性機能が、I+i=(M+N)-1になるまでI=I+iにより再開される。
I+1=M+Nになった場合には、処理装置は、シャッタを良好な状態で閉鎖することができないと判断し、シャッタは開放位置z=1まで開放され、安全性プロセスが終了される。
図4のフローチャートは、MがM=0と定義された、図3(b)に示された実施形態に対応する、図5のフローチャートの特定の実施形態であり、風関連安全性機能が、第1の事象elの検出と同時に発揮される。
第1の不慮の事象およびそれに続く事象、または、好ましくは、最初のM個の事象は当技術分野で知られている風非関連事象として取り扱われ、第(M+1)回目の不慮の事象およびそれに続く事象に適用される風関連安全性機能は、強風または突風に曝される扉に見られるヨーヨー現象を回避するのに極めて有利である。ヨーヨー現象は、多大なモータエネルギーを消費し、同時に屋内空間を屋外環境状態に曝し続けるので、極めて望ましくない。シャッタがその後開放位置z=1まで戻され、安全性機能が終了される、不慮の事象の限界数(M+N)は、シャッタを安全な状態で閉じることができず、それを開放する方が安全であると判断される状況に対応する。
1 シャッタ
1L シャッタの前縁
1p 剛性パネル
3 開閉される領域
5 検出セル
6 検出セル
7 案内レール
10 電動駆動機構
11 回転ドラム
α 領域を閉鎖するために前縁が移動する第1の方向
β 領域を開放するために前縁が移動する第2の方向
Δt 短い逆転時間
eI 第I回目の不慮の事象
M 風非関連不慮の事象の初期数
N 風関連不慮の事象の数
M+N シャッタが持続的に開放されるに至る不慮の事象の総数
z(ei) 不慮の事象(ei)が生じた位置
zstop 最初のM個の事象後にシャッタが逆転時に停止する位置

Claims (11)

  1. フレームによって少なくとも部分的に画成された領域(3)を閉鎖するための電動扉であって、
    (A)前記フレーム内に画成された前記領域を閉鎖するために、開放位置(z=1)と閉鎖位置(z=0)との間で、第1の方向(α)に、また前記領域を開放するために、第2の方向(β)に、シャッタの前縁(1L)を移動するように適合された電動駆動機構(10)と、
    (B)前記領域を閉鎖するために前記第1の方向(α)に前記シャッタの前記前縁を移動中に、不慮の事象(eI)を検出するように適合された検出セル(5、6)であって、
    であり、前記不慮の事象とは、前記電動扉の良好な作動に対する脅威の可能性のことである、検出セルと、
    (C)前記開放位置(z=1)から前記閉鎖位置(z=0)に向かって前記シャッタを前記第1の方向(α)に移動中に、不慮の事象が発生したとの信号を前記検出セルから受け取ると下記の作動、すなわち、
    (a)t=0でI=0と定義し、ここでIは、前記領域を閉鎖するために前記シャッタの前記前縁を前記第1の方向(α)に移動中に、前記検出セルによって検出された不慮の事象(eI)の数であり、t=0は、前記シャッタが前記開放位置(z=1)から移動を開始する時間を定義し、
    (b)第(M+i)回目の不慮の事象(e(M+i))を検出した場合、ここで
    およびi>0であるが、不慮の事象の数I=(M+i)を記憶し、かつ、
    (c)前記前縁の前記第1の方向(α)の移動を停止し、前記移動を前記第2の方向(β)に逆転し、かつ、
    (i)不慮の事象の数がI=(M+N)である場合、ここでNは風と思われる繰り返しについて予め定義された数であるが、前記第2の方向(β)への移動を、前記前縁が前記開放位置(z=1)に達するまで続け、前記シャッタを前記開放位置に保ち、または、
    (ii)不慮の事象の数がI<(M+N)である場合、短い逆転時間Δtの後、前記第2の方向(β)の前記移動を停止し、移動を逆転して前記シャッタの前記閉鎖位置(z=0)へ向かう前記第1の方向(α)に戻し、
    (d)ステップ(c)(ii)の後、前記前縁が前記第1の方向(α)に移動中に、第(M+i+l)回目の不慮の事象(e(M+i+1))が検出された場合、不慮の事象の数I=M+i+1を記憶し、ステップ(c)を繰り返すこと
    を開始するようにプログラムされた処理装置(CPU)と
    を備える電動扉。
  2. ステップ(a)と(b)との間で、0<m≦Mの第m回目の不慮の事象が検出された場合、前記処理装置が、
    - 不慮の事象の数I=mを記憶するステップと、
    - 前記第1の方向(α)の前記前縁の移動を停止するステップと、
    - 前記前縁が、前記第m回目の不慮の事象の位置と前記開放位置(z=1)との間(z=1を含む)に位置する所定の停止位置(zstop)に到達するまで、前記移動を前記第2の方向(β)に逆転するステップと、
    - 前記シャッタの前記閉鎖位置(z=0)へ向かう前記第1の方向(α)に移動を逆転して戻すステップと
    を開始する、請求項1に記載の電動扉。
  3. M=0、1、2、または3である、請求項1または2に記載の電動扉。
  4. 短い逆転時間Δtが、3s以下である、請求項1から3のいずれか一項に記載の電動扉。
  5. 前記処理装置(CPU)が、前記検出セル(5、6)によって測定または検出されたパラメータの値を、所定の基準値または基準範囲と比較することによって、不慮の事象(eI)が発生したと判断し、前記検出セルが、
    (a)前記シャッタの主要面に向かって加わる力を前記シャッタ上で検出するように適合されたセル、
    (b)前記シャッタの移動を駆動するモータが必要とする電力またはエネルギー消費量の増加を検出するように適合されたセル、
    (c)前記電動駆動機構のトルクを測定するように適合されたセル、
    (d)前記シャッタの前記前縁の移動速度を測定するように適合されたセル、
    (e)前記シャッタの前記前縁の移動加速度を測定するように適合されたセル、または、
    (f)前記シャッタの前記前縁の移動の停止を検出するように適合されたセル
    の中から1つまたは複数選択される、請求項1から4のいずれか一項に記載の電動扉。
  6. 不慮の事象の予め定義された数M+Nが、20以下、または、風と思われる不慮の事象の予め定義された数Nが、18以下である、請求項1から5のいずれか一項に記載の電動扉。
  7. 前記シャッタが、前記フレームの両側面を形成する平行な案内レール(7)内に係合される両側縁部を備え、前記前縁が、前記両側縁部を連結し、前記シャッタを開閉するとき、前記案内レールによって定められる方向に沿って移動する、請求項1から6のいずれか一項に記載の電動扉。
  8. 前記案内レール(7)によって定められた方向の開閉軌道内の前記シャッタの前記前縁の瞬間位置および/または速度を監視する手段をさらに備える、請求項7に記載の電動扉。
  9. 前記シャッタの前記前縁の前記瞬間位置および/または速度を監視する前記手段が、
    ・ 前記シャッタの少なくとも1つの側縁部に沿って一定の間隔で配列された多数の窓を数えるように適合された光学装置、
    ・ 2つの相次ぐ窓の時間差を測定する光学装置、または、
    ・ 前記シャッタの開閉を駆動するモータの回転数を数える装置
    の中から選択される、請求項8に記載の電動扉。
  10. ・ 前記シャッタの少なくとも1つの側縁部が、対応する前記案内レール(7)の開口部内に摺動式に係合されるビードまたは一連の隣接する歯を備え、前記ビードまたは一連の隣接する歯が、前記シャッタを閉鎖しているときに、たとえば衝撃によって引き起こされた前記案内レールに対して横向きの所定の引張力の作用を受けると、前記案内レールから引き抜かれ得、そして、
    ・ 前記電動扉が、案内レール開口部から引き抜かれた前記ビードまたは一連の隣接歯を前記案内レール開口部に再挿入する手段をさらに備え、前記手段が、前記案内レール開口部に対面して配置され、前記案内レール開口部から引き抜かれた前記ビードまたは一連の隣接歯を、前記シャッタが開かれている間に、前記案内レール開口部に向けて偏向させるように設計されている案内部材を備え、前記案内部材が、前記シャッタの中央面の両側に対称に、前記シャッタの前記中央面に実質的に垂直な同一面内に配置され、前記シャッタの前記中央面に対して斜めに向けられている固定回転軸を有する少なくとも1対のローラを備え、それによって、前記ローラの両方が、開放方向に前記シャッタが移動するとき、前記案内レール開口部から引き抜かれた前記ビードに沿って回転し、前記ビードを前記案内レール開口部の底部に合流させて、前記ビードを前記案内レール開口部に押し込む、請求項7から9のいずれか一項に記載の電動扉。
  11. 前記シャッタおよび電動駆動機構が、
    (a)可撓シャッタであって、前記電動駆動機構(10)が、ドラム(11)の回転を駆動して、前記ドラムから前記可撓シャッタを巻き解くことによって、前記前縁(1L)を前記第1の方向(α)に動かして前記領域を閉鎖し、前記ドラム周りに前記可撓シャッタを巻き取ることによって、前記前縁を前記第2の方向(β)に動かして前記領域を開放する、可撓シャッタ、
    (b)前記前縁(1L)と平行に互いに蝶着された複数のパネル(1p)を備える可変形シャッタであって、前記電動駆動機構(10)が、スピンドルの回転を駆動し、前記スピンドルを廻って前記蝶着されたパネルが回転し方向を変える、可変形シャッタ、または、
    (c)剛性シャッタであって、前記電動駆動機構(10)が、前記領域の平面内で前記第1および第2の方向に、剛性シャッタを移動させるスピンドルの回転を駆動する、剛性シャッタ
    から選択される、請求項1から10のいずれか一項に記載の電動扉。
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