JP7188012B2 - シャッター装置、電力変換装置及び電力変換方法 - Google Patents

Description

本開示は、シャッター装置、電力変換装置及び電力変換方法に関する。

特許文献１には、シャッターカーテンの閉鎖側先端部に沿って配置された長尺状の座板が障害物と衝突した際に、この衝突を検出するシャッター用障害物検出装置が開示されている。

特開平９－１６５９８３号公報

本開示は、昇降体と障害物との接触を検知するための構成の簡素化に有効な装置及び方法を提供する。

本開示の一側面に係るシャッター装置は、シャッターを昇降させる電動機に電力を供給する電力変換部と、電動機がシャッターに付与する力に対応する力指標値を電力変換部から取得する力指標値取得部と、電動機がシャッターを下降させている期間において、力指標値取得部が取得する力指標値の低下を検出する低下検出部と、低下検出部により検出された力指標値の低下に基づいてシャッターと障害物との接触を検知する接触検知部と、を備える。

本開示の他の側面に係る電力変換装置は、昇降体を昇降させる電動機に電力を供給する電力変換部と、電動機が昇降体に付与する力に対応する力指標値を電力変換部から取得する力指標値取得部と、電動機が昇降体を下降させている期間において、力指標値取得部が取得する力指標値の低下を検出する低下検出部と、低下検出部により検出された力指標値の低下に基づいて昇降体と障害物との接触を検知する接触検知部と、を備える。

本開示の更に他の側面に係る電力変換装置は、昇降体を昇降させる電動機に電力を供給する電力変換部と、電動機が昇降体に付与する力に対応する力指標値を電力変換部から取得する力指標値取得部と、過去の力指標値を基準値として保持する基準値保持部と、基準値に対する力指標値の変化レベルを算出する変化検出部と、変化レベルに基づいて昇降体と障害物との接触を検知する接触検知部と、所定周期で繰り返す更新タイミングにて、基準値を更新タイミングにおける力指標値に更新する基準値リセット部と、を備える。

本開示の更に他の側面に係る電力変換方法は、昇降体を昇降させる電動機に電力変換部により電力を供給することと、電動機が昇降体に付与する力に対応する力指標値を電力変換部から取得することと、電動機が昇降体を下降させている期間における力指標値の低下を検出することと、力指標値の低下に基づいて昇降体と障害物との接触を検知することと、を含む。

本開示の更に他の側面に係る電力変換方法は、昇降体を昇降させる電動機に電力変換部により電力を供給することと、電動機が昇降体に付与する力に対応する力指標値を電力変換部から取得することと、過去の力指標値を基準値として保持することと、基準値に対する力指標値の変化レベルを算出することと、変化レベルに基づいて昇降体と障害物との接触を検知することと、所定周期で繰り返す更新タイミングにて、基準値を更新タイミングにおける力指標値に更新することと、を含む。

本開示によれば、昇降体と障害物との接触を検知するための構成の簡素化に有効な装置及び方法を提供することができる。

シャッター装置の模式図である。 シャッターの構造を例示する断面図である。 電力変換装置の機能的な構成を示すブロック図である。 電力変換装置のハードウェア構成図である。 昇降制御手順を例示するフローチャートである。 接触監視手順を例示するフローチャートである。 基準値更新手順を例示するフローチャートである。 接触検知手順を例示するフローチャートである。 昇降制御中における力指標値の経時変化を例示するグラフである。

以下、実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

〔シャッター装置〕
（全体構成）
図１に示すシャッター装置１は、建物２の開口３（例えば出入口）をシャッター１０により開閉する装置である。シャッター装置１は、シャッター１０と、巻き取りシャフト２０と、モータ３０と、昇降スイッチ４０と、電力変換装置１００とを備える。シャッター１０は、開口３の上部から下方に延出して開口３を開閉する。シャッター１０は、張力を付与すれば緊張し、張力を付与しなければ弛緩する性質を有する。

図２に例示するように、シャッター１０は鎧型の重量シャッターであり、上下方向に連なる複数のスラット１１と、下端のスラット１１に取り付けられた座板１２とを有する。それぞれのスラット１１は、開口３の幅方向に長い板材であり、隣り合うスラット１１同士は、開口３の幅方向に沿った軸線まわりに互いに回転可能となるように接続されている。このため、シャッター１０に上下方向の張力が付与されると、複数のスラット１１が同一の鉛直面に沿った状態に緊張する。シャッター１０に上下方向の張力が付与されないと、隣り合うスラット１１同士が互いに傾くことでシャッター１０が弛緩する。座板１２は、開口３の幅方向に長い棒状部材であり、その上部には、幅方向に沿ったラインから上方に突出したリブが設けられている。リブは、下端のスラット１１と重なった状態で、当該スラット１１にボルト締結等により固定されている。

なお、シャッター１０は、昇降により開口３を開閉するものであればいかなるものであってもよい。例えばシャッター１０は、所謂軽量シャッターでもよいし、所謂グリルシャッターでもよい。巻き取りシャフト２０は、開口３の幅方向に沿って回転可能となるように、開口３の上部に設けられている。巻き取りシャフト２０は、シャッター１０を巻き取ることによって座板１２（昇降体）を上昇させ、巻き取ったシャッター１０を送り出すことによって座板１２を下降させる。

モータ３０（電動機）は、シャッター１０を昇降させる。シャッター１０を昇降させるとは、開口３のうちシャッター１０に閉じられた領域と開放された領域との境界を昇降させることを意味する。例えばモータ３０は、シャッター１０の上部に力を付与してシャッター１０の下端部を昇降させる。例えばモータ３０は、減速機を介して巻き取りシャフト２０にトルクを付与することによって、巻き取りシャフト２０から下方に垂れた複数のスラット１１に張力を付与し、座板１２を昇降させる。この例から明らかであるように、シャッター１０の上部に力を付与するとは、開口３を塞いでいる部分の上部に力を付与することを意味する。

なお、モータ３０は、必ずしもシャッター１０の上部に力を付与するように設けられなくてもよい。例えばモータ３０は、座板１２自体を昇降させるように設けられていてもよい。例えばモータ３０は、座板１２を直接昇降させるリニアアクチュエータの動力源であってもよい。モータ３０は、電力を動力に変換可能な電動機であればいかなるものであってもよい。例えばモータ３０は、直流電動機であってもよく、交流電動機であってもよく、同期電動機であってもよく、誘導電動機であってもよい。

昇降スイッチ４０は、シャッター１０の上昇、下降及び停止を切り替えるためのスイッチである。例えば昇降スイッチ４０は、上昇ボタンと、下降ボタンと、停止ボタンとを有する。

電力変換装置１００は、電源側の電力形態をモータ３０側の電力形態に変換する装置である。電源側の電力形態の具体例としては、電力系統における振幅及び周波数の交流（例えば単相又は三相交流）が挙げられる。モータ３０側の電力形態の具体例としては、モータ３０の駆動用に調整された振幅及び周波数の交流（例えば単相又は三相交流）が挙げられる。例えば電力変換装置１００は、モータ３０に電力変換部１１３（図３参照）により電力を供給することと、モータ３０がシャッター１０に付与する（すなわち座板１２に付与する）力に対応する力指標値を電力変換部１１３から取得することと、モータ３０がシャッター１０を下降（すなわち座板１２を下降）させている期間における力指標値の低下を検出することと、力指標値の低下に基づいてシャッター１０と障害物との接触（例えば座板１２と障害物との接触）を検知することとを実行するように構成されていてもよい。

図３に示すように、例えば電力変換装置１００は、機能上の構成（以下、「機能モジュール」という。）として、昇降制御部１１１と、電流制御部１１２と、電力変換部１１３と、電流検出部１１４と、力指標値取得部１２１と、低下検出部１２２と、接触検知部１２３とを有する。

昇降制御部１１１は、昇降スイッチ４０から入力に基づいて、シャッター１０の上昇、下降及び停止を切り替える。また昇降制御部１１１は、シャッター１０の上昇及び下降におけるモータ３０の動作速度（回転速度）を予め設定された目標速度に追従させる。例えば昇降制御部１１１は、モータ３０の動作速度を一定速度に追従させる。昇降制御部１１１は、上昇又は下降の直後においては、上記一定速度まで徐々に目標速度を上昇させ、停止の直前においては一定速度から停止状態まで徐々に目標速度を下降させるように構成されていてもよい。動作速度を目標速度に追従させるために、昇降制御部１１１は、例えば目標速度と動作速度との偏差に比例演算、比例・積分演算又は比例・積分・微分演算を施して電流指令を算出する。

電流制御部１１２は、昇降制御部１１１により算出された電流指令と、モータ３０に出力中の電流（以下、「出力電流」という。）との偏差を縮小するための電圧指令を算出する。

電力変換部１１３は、モータ３０に電力（例えば直流電力又は交流電力）を供給する。例えば電力変換部１１３は、電流制御部１１２により算出された電圧指令に応じた電圧振幅にて、モータ３０の磁極に追従可能な周波数の交流電圧をモータ３０に出力する。例えば電力変換部１１３は、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式により上記交流電圧を生成する。電力変換部１１３は、直流母線の直流電力を交流電力に変換して駆動電力を生成するインバータであってもよいし、交流電源側の交流電力とモータ３０側の交流電力との間で双方向の電力変換を行うマトリクスコンバータであってもよい。

電流検出部１１４は、電力変換部１１３からモータ３０への出力電流を検出する。

力指標値取得部１２１は、モータ３０がシャッター１０に付与する力に対応する力指標値を電力変換部１１３から取得する。力指標値は、モータ３０がシャッター１０に付与する力との間に相関関係を有する限りいかなる値であってもよい。力指標値を取得することは、力との間に相関関係を有する値を取得し、取得した値に基づいて力指標値を算出することも含む。例えば力指標値取得部１２１は、電流検出部１１４により検出された電流の値に基づいて上記力の大きさ（絶対値）を示す力指標値を算出する。力指標値取得部１２１は、昇降制御部１１１が算出する電流指令の値に基づいて力指標値を算出してもよい。力指標値取得部１２１は、少なくともモータ３０がシャッター１０を上昇又は下降させている期間に、力指標値を繰り返し取得する。

低下検出部１２２は、モータ３０がシャッター１０を下降させている期間において、力指標値取得部１２１が取得する力指標値の低下を検出する。低下を検出することは、過去の力指標値に対する現在の力指標値の低下の程度を示す低下レベルを算出することを含んでもよい。低下レベルは、低下幅（例えば過去の力指標値と現在の力指標値との差）であってもよいし、低下率（例えば過去の力指標値又は現在の力指標値に対する低下幅の比率）であってもよい。

接触検知部１２３は、低下検出部１２２により検出された力指標値の低下に基づいてシャッター１０と障害物（人体を含む）との接触を検知する。例えば、接触検知部１２３は、所定の検出閾値を低下レベルが超えた場合にシャッター１０と障害物との接触を検知する。検出閾値は、接触が生じていない時の力指標値の実績値と、接触が生じたときの力指標値の実績値とに基づいて予め設定されている。なお、接触を検知するとは、接触している可能性が高い状況を検知することを意味する。

電力変換装置１００は、過去の力指標値を基準値として保持することと、基準値を基準とした力指標値の低下レベルを検出することと、低下レベルに基づいてシャッター１０と障害物との接触を検知することと、を更に実行するように構成されていてもよい。例えば電力変換装置１００は、基準値保持部１３１と、基準値更新部１３２と、基準値リセット部１３３と、リセットキャンセル部１３４とを更に有する。

基準値保持部１３１は、過去の力指標値を基準値として保持（記憶）する。低下検出部１２２は、基準値保持部１３１が記憶する基準値に対する力指標値の低下レベルを算出する。

基準値更新部１３２は、力指標値が基準値より大きい場合に、基準値を当該力指標値に更新する。換言すると、基準値更新部１３２は、当該力指標値を新たな基準値として基準値保持部１３１に上書きする。基準値更新部１３２がこの処理を継続することによって、基準値更新部１３２には力指標値の最大値が保持されることとなる。

基準値リセット部１３３は、所定周期（以下、「リセット周期」という。）で繰り返す更新タイミングにて、基準値を更新タイミングにおける力指標値に更新する。換言すると、基準値リセット部１３３は、更新タイミングにおける力指標値を新たな基準値として基準値保持部１３１に上書きする。更新周期は、例えば１～１０秒であり、１～５秒であってもよく、１～３秒（例えば２秒）であってもよい。基準値リセット部１３３がこの処理を継続することによって、基準値更新部１３２には、更新タイミング同士の間の一周期における力指標値の最大値が保持されることとなる。

リセットキャンセル部１３４は、更新タイミングにおける力指標値が、当該更新タイミングから前回の更新タイミングまでの過去の力指標値に比較して低下している場合に、基準値リセット部１３３による基準値の更新を中止させる。例えばリセットキャンセル部１３４は、前回の更新タイミングにおける力指標値に対する当該更新タイミングにおける力指標値の低下レベルが所定のキャンセル閾値を超えている場合に、基準値リセット部１３３により基準値の更新を中止させる。この場合、リセットキャンセル部１３４は、リセット周期より短い所定時間（以下、「追加リセット時間」という。）が当該更新タイミングから経過したタイミングで基準値リセット部１３３による基準値の更新を実行させてもよい。これにより、過剰に長い期間に亘って同じ基準値が維持されることに起因する接触の誤検知の発生が抑制される。上記キャンセル閾値は、例えば上記検出閾値よりも小さい。例えばキャンセル閾値は、検出閾値の８０％以下である。

なお、当該更新タイミングにおける力指標値の低下レベルを算出するための基準値は、前回の更新タイミングにおける力指標値に限られない。例えばリセットキャンセル部１３４は、当該更新タイミングにおける力指標値の基準値に対する低下レベルが所定のキャンセル閾値を超えている場合に、基準値リセット部１３３により基準値の更新を中止させてもよい。

電力変換装置１００は、シャッター１０の下降開始の後、所定の開始条件が満たされるまでは接触の検知を禁止するように構成されていてもよい。例えば電力変換装置１００は、昇降監視部１４１と、検知禁止部１４２とを有する。

昇降監視部１４１は、シャッター１０の昇降状態の変化を監視する。昇降状態は、シャッター１０が下降する下降状態と、シャッター１０が上昇する上昇状態と、シャッター１０の停止状態とを含む。

検知禁止部１４２は、昇降監視部１４１が停止状態から下降状態への切り替わりを検出した後、所定の開始条件が満たされるまでは接触検知部１２３による接触の検知を禁止する。検知禁止部１４２は、接触検知部１２３による接触の検知を禁止するために、接触の検知に先立つ処理を禁止してもよい。例えば検知禁止部１４２は、力指標値取得部１２１による力指標値の取得を禁止する。

開始条件の具体例としては、所定の待機時間が経過することが挙げられる。また、下降開始時には力指標値が上昇し、下降した後再上昇する特性を利用し、力指標値が所定の閾値を二回超えることを開始条件としてもよい。なお、検知禁止部１４２は、接触発生時における力指標値の低下速度に比較して低下速度が高い場合に、接触検知部１２３による接触の検知を禁止してもよい。

以上においては、昇降体（例えば座板１２）が下降する期間における力指標値の低下に基づいて昇降体と障害物との接触を検知するように構成された電力変換装置１００を例示したが、これに限られない。電力変換装置１００は、力指標値の上昇に基づいて昇降体と障害物との接触を検知するように構成されていてもよい。この場合、電力変換装置１００は、低下検出部１２２（変化検出部）に相当する機能モジュールとして、力指標値取得部１２１が取得する力指標値の上昇を検出する上昇検出部（変化検出部）を有する。

基準値更新部１３２は、力指標値が基準値より小さい場合に、基準値を当該力指標値に更新する。上昇検出部は、基準値に対する力指標値の上昇レベルを算出する。接触検知部１２３は、力指標値の上昇レベルが検出閾値を超えた場合に昇降体と障害物との接触を検知する。

リセットキャンセル部１３４は、更新タイミングにおける力指標値が、当該更新タイミングから前回の更新タイミングまでの過去の力指標値に比較して上昇している場合に、基準値リセット部１３３による基準値の更新を中止させる。

力指標値の上昇に基づいて接触を検知する構成と、力指標値の低下に基づいて接触を検知する構成とを含む概念として、電力変換装置１００は、モータ３０に電力変換部１１３により電力を供給することと、モータ３０がシャッター１０に付与する力に対応する力指標値を電力変換部１１３から取得することと、過去の前記力指標値を基準値として保持することと、基準値に対する力指標値の変化レベル（例えば低下レベル又は上昇レベル）を算出することと、変化レベルに基づいて昇降体と障害物との接触を検知することと、所定周期で繰り返す更新タイミングにて、基準値を更新タイミングにおける力指標値に更新することと、を実行するように構成されていてもよい。

図４は、電力変換装置１００のハードウェア構成を例示するブロック図である。図４に示すように、電力変換装置１００は、制御回路１９０と、スイッチング回路１８１と、電流センサ１８２とを有する。

制御回路１９０は、一つ又は複数のプロセッサ１９１と、メモリ１９２と、ストレージ１９３と、入出力ポート１９４とを含む。ストレージ１９３は、例えば不揮発性の半導体メモリ等、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体を有する。記憶媒体は、電力変換装置１００の各機能モジュールを構成するためのプログラムを記憶している。メモリ１９２は、ストレージ１９３の記憶媒体からロードしたプログラム及びプロセッサ１９１による演算結果を一時的に記憶する。プロセッサ１９１は、メモリ１９２と協働して上記プログラムを実行することで、電力変換装置１００の各機能モジュールを構成する。入出力ポート１９４は、プロセッサ１９１からの指令に従って、スイッチング回路１８１、電流センサ１８２及び昇降スイッチ４０との間で電気信号の入出力を行う。

なお、制御回路１９０は、必ずしもプログラムにより各機能を構成するものに限られない。例えば制御回路１９０は、専用の論理回路又はこれを集積したＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）により少なくとも一部の機能を構成してもよい。

スイッチング回路１８１は、制御回路１９０からの指令（例えば入出力ポート１９４からの電気信号）に従って動作し、上記電力変換部１１３として機能する。例えばスイッチング回路１８１は、入出力ポート１９４からの電気信号（例えばゲート信号）に従って複数のスイッチング素子のオン、オフを切り替えることにより、上記駆動電力をモータ３０に出力する。スイッチング素子は、例えばパワーＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）又はＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等である。

電流センサ１８２は、制御回路１９０からの指令（例えば入出力ポート１９４からの電気信号）に従って動作し、上述した電流検出部１１４として機能する。電流センサ１８２は、スイッチング回路１８１からモータ３０への出力電流を検出する。

〔電力変換方法〕
続いて、電力変換方法の一例として、電力変換装置１００が実行する制御手順を例示する。この制御手順は、モータ３０に電力変換部１１３により電力を供給することと、モータ３０が昇降体に付与する力に対応する力指標値を電力変換部１１３から取得することと、モータ３０が昇降体を下降させている期間における力指標値の低下を検出することと、力指標値の低下に基づいて昇降体と障害物との接触を検知することと、を含む。

この制御手順は、モータ３０に電力変換部１１３により電力を供給することと、モータ３０が昇降体に付与する力に対応する力指標値を電力変換部１１３から取得することと、過去の力指標値を基準値として保持することと、基準値に対する力指標値の変化レベルを算出することと、変化レベルに基づいて昇降体と障害物との接触を検知することと、所定周期で繰り返す更新タイミングにて、基準値を更新タイミングにおける力指標値に更新することと、を含んでもよい。この制御手順は、シャッター１０の昇降制御手順と、接触監視手順とを含む。以下、各手順を詳細に例示する。

（昇降制御手順）
図５に示すように、電力変換装置１００は、まずステップＳ０１，Ｓ０２を実行する。ステップＳ０１では、昇降制御部１１１が、昇降スイッチ４０による下降指令の入力を待機する。ステップＳ０２では、昇降制御部１１１が、モータ３０によるシャッター１０の下降を開始させる。

次に、電力変換装置１００は、ステップＳ０３を実行する。ステップＳ０３では、昇降制御部１１１が、接触検知部１２３によりシャッター１０と障害物との接触が検知されていないかを確認する。ステップＳ０３においてシャッター１０と障害物との接触が検知されていないと判定した場合、電力変換装置１００は、ステップＳ０４を実行する。ステップＳ０４では、昇降制御部１１１が、シャッター１０による開口３の閉鎖が完了したかを確認する。例えば昇降制御部１１１は、座板１２が開口３の下端まで下降したか否かを確認する。

ステップＳ０４において座板１２が開口３の下端まで下降していないと判定した場合、電力変換装置１００は、ステップＳ０５を実行する。ステップＳ０５では、昇降制御部１１１が、昇降スイッチ４０による停止指令の入力があるかを確認する。ステップＳ０５において昇降スイッチ４０による停止指令の入力がなかったと判定した場合、電力変換装置１００は処理をステップＳ０３に戻す。以後、ステップＳ０３において、接触が検知されていると判定されない限り、開口３の閉鎖完了又は停止指令の入力まではシャッター１０の下降が継続される。

ステップＳ０４において座板１２が開口３の下端まで下降したと判定した場合、及びステップＳ０５において昇降スイッチ４０による停止指令の入力があったと判定した場合、電力変換装置１００は、ステップＳ０６を実行する。ステップＳ０６では、昇降制御部１１１が、モータ３０によるシャッター１０の下降を停止させる。

ステップＳ０３においてシャッター１０と障害物との接触が検知されたと判定した場合、電力変換装置１００は、ステップＳ０７，Ｓ０８，Ｓ０９を実行する。ステップＳ０７では、昇降制御部１１１が、モータ３０によるシャッター１０の昇降方向を逆転させる。すなわち昇降制御部１１１は、モータ３０によるシャッター１０の上昇（すなわち座板１２の上昇）を開始させる。ステップＳ０８では、昇降制御部１１１が、所定の上昇完了条件が満たされるのを待機する。上昇完了条件の具体例としては、シャッター１０の上昇量が所定量に達すること、開口３が最大まで開放されること等が挙げられる。ステップＳ０９では、昇降制御部１１１が、モータ３０によるシャッター１０の上昇を停止させる。以上で昇降制御手順が完了する。

（接触監視手順）
図６に示すように、電力変換装置１００は、まずステップＳ１１，Ｓ１２を実行する。ステップＳ１１では、上記停止状態から下降状態への切り替わりを昇降監視部１４１が待機する。ステップＳ１２では、検知禁止部１４２が、所定の開始条件が満たされるまでは接触検知部１２３による接触の検知を禁止し、所定の待機時間が経過するのを待機する。この間は力指標値取得部１２１による力指標値の取得が禁止され、これにより接触検知部１２３による接触の検知も禁止される。

次に、電力変換装置１００はステップＳ１３，Ｓ１４を実行する。ステップＳ１３では、力指標値取得部１２１が力指標値を電力変換部１１３から取得する。ステップＳ１４では、基準値更新部１３２が、ステップＳ１３において取得された力指標値を基準値として基準値保持部１３１に書き込む。

次に、電力変換装置１００はステップＳ１５，Ｓ１６を実行する。ステップＳ１５では、力指標値取得部１２１が力指標値を電力変換部１１３から再取得する。ステップＳ１６では、現在が上記更新タイミングであるか否かを基準値リセット部１３３が確認する。例えば基準値リセット部１３３は、上記リセット周期が経過したか否かを確認する。

ステップＳ１６において現在が更新タイミングであると判定した場合、電力変換装置１００はステップＳ１７を実行する。ステップＳ１７は、基準値保持部１３１の基準値を更新するための処理を含む。ステップＳ１７の具体的内容は後述する。ステップＳ１６において現在が更新タイミングでないと判定した場合、電力変換装置１００はステップＳ１８を実行する。ステップＳ１８は、シャッター１０と障害物との接触を検知するための処理を含む。ステップＳ１８の具体的内容は後述する。

次に、電力変換装置１００はステップＳ１９を実行する。ステップＳ１９では、昇降監視部１４１が、シャッター１０の昇降状態が下降状態から停止状態又は上昇状態に切り替わったか否か（すなわち下降が終了したか否か）を確認する。ステップＳ１９においてシャッター１０の昇降状態が下降状態から停止状態又は上昇状態に切り替わっていないと判定した場合、電力変換装置１００は処理をステップＳ１５に戻す。以後、シャッター１０の下降が終了するまでは、ステップＳ１７における基準値更新処理及びステップＳ１８における接触検知処理が繰り返される。

ステップＳ１９においてシャッター１０の昇降状態が下降状態から停止状態又は上昇状態に切り替わったと判定した場合、電力変換装置１００は処理を終了する。以上で接触監視手順が完了する。

続いて、ステップＳ１７における基準値更新処理の内容を例示する。図７に示すように、電力変換装置１００は、まずステップＳ２１を実行する。ステップＳ２１では、前回の更新タイミングに比較して力指標値の低下がないかをリセットキャンセル部１３４が確認する。ステップＳ２１において力指標値が低下していないと判定した場合、電力変換装置１００はステップＳ２２を実行する。ステップＳ２２では、基準値更新部１３２が、ステップＳ１５で取得された力指標値を新たな基準値として基準値保持部１３１に上書きする。

ステップＳ２１において力指標値が低下していると判定した場合、電力変換装置１００はステップＳ２３，Ｓ２４を実行する。ステップＳ２３では、リセットキャンセル部１３４が、前回の更新タイミングにおける力指標値に対する当該更新タイミングにおける力指標値の低下レベルを算出する。ステップＳ２４では、リセットキャンセル部１３４が、低下レベルが上記キャンセル閾値を超えているか否かを確認する。ステップＳ２４において低下レベルがキャンセル閾値を超えていないと判定した場合、電力変換装置１００は上記ステップＳ２２を実行する。

ステップＳ２４において低下レベルがキャンセル閾値を超えていると判定した場合、電力変換装置１００はステップＳ２５を実行する。ステップＳ２５では、リセットキャンセル部１３４が、基準値リセット部１３３による基準値の更新を中止させる。以上で基準値更新手順が完了する。

続いて、ステップＳ１８における接触検知処理の内容を例示する。図８に示すように、電力変換装置１００は、まずステップＳ３１を実行する。ステップＳ３１では、低下検出部１２２が、基準値に対して力指標値が低下しているか否かを確認する。例えば低下検出部１２２は、ステップＳ１５において取得された力指標値が基準値より小さいか否かを確認する。ステップＳ３１において力指標値が基準値より小さいと判定した場合、電力変換装置１００はステップＳ３２を実行する。ステップＳ３２では、低下検出部１２２が、基準値に対する力指標値の低下レベルを算出する。

次に、電力変換装置１００はステップＳ３３を実行する。ステップＳ３３では、接触検知部１２３が、ステップＳ３２において算出された低下レベルが上記検出閾値を超えているか否かを確認する。ステップＳ３３において低下レベルが検出閾値を超えていると判定した場合、電力変換装置１００はステップＳ３４を実行する。ステップＳ３４では、接触検知部１２３がシャッター１０と障害物との接触を検知する。

ステップＳ３１において力指標値が基準値以上であると判定した場合、電力変換装置１００はステップＳ３５を実行する。ステップＳ３５では、基準値更新部１３２が、基準値に対して力指標値が上昇しているか否かを確認する。例えば基準値更新部１３２は、ステップＳ１５において取得された力指標値が基準値より大きいか否かを確認する。ステップＳ３５において力指標値が基準値より大きいと判定した場合、電力変換装置１００はステップＳ３６を実行する。ステップＳ３６では、基準値更新部１３２が、ステップＳ１５で取得された力指標値を新たな基準値として基準値保持部１３１に上書きする。

ステップＳ３３において低下レベルが検出閾値以下であると判定した場合、及びステップＳ３５において力指標値が基準値未満であると判定した場合、電力変換装置１００は、ステップＳ３４，Ｓ３６のいずれも実行することなく処理を終了する。以上で接触検知処理が完了する。

（接触検知の例示）
以下、上述した制御手順における接触検知を例示する。図９は、昇降制御中における力指標値の経時変化を例示するグラフである。このグラフの時刻ｔ１では、シャッター１０の下降が開始されている。下降開始後の力指標値は、上昇、下降の後再上昇する。それ以降の力指標値は、振動成分を含みつつ一定値の近傍に維持される。これは、シャッター１０の重力に抗するためのトルクをモータ３０が発生させているためである。

時刻ｔ１から所定の待機時間Ｔ０が経過した時刻ｔ２までは、接触検知部１２３による接触の検知が検知禁止部１４２によって禁止されるため、下降開始後の力指標値の昇降に伴う接触の誤検知は防止される。時刻ｔ２から時刻ｔ３までは、基準値更新部１３２によって、振動する力指標値の最大値が基準値ｆ１として保持される。

時刻ｔ２の後、時刻ｔ３ではシャッター１０と障害物との接触が生じ、シャッター１０の下降が妨げられる。シャッター１０が障害物に接触することによって、シャッター１０に付与すべき張力（すなわち、シャッター１０のうち巻き取りシャフト２０から垂れ下がる部分の重さ）が小さくなる。このため、力指標値は低下し始める。そして、基準値ｆ１に対する力指標値の低下レベルが、検出閾値Ｆ０を超えた時刻ｔ４、接触検知部１２３によりシャッター１０と障害物との接触が接触検知部１２３により検知される。その後、シャッター１０の上昇が開始するのに伴って、力指標値は再上昇する。

〔本実施形態の効果〕
以上に説明したように、シャッター装置１は、シャッター１０を昇降させるモータ３０に電力を供給する電力変換部１１３と、モータ３０がシャッター１０に付与する力に対応する力指標値を電力変換部１１３から取得する力指標値取得部１２１と、モータ３０がシャッター１０を下降させている期間において、力指標値取得部１２１が取得する力指標値の低下を検出する低下検出部１２２と、低下検出部１２２により検出された力指標値の低下に基づいてシャッター１０と障害物との接触を検知する接触検知部１２３と、を備える。

このシャッター装置１によれば、シャッター１０と障害物との接触を電力変換部１１３からの情報に基づいて検知することが可能である。従って、シャッター１０と障害物との接触を検知するための構成の簡素化に有効である。

シャッター装置１は、過去の力指標値を基準値として保持する基準値保持部１３１を更に備え、低下検出部１２２は、基準値に対する力指標値の低下レベルを算出し、接触検知部１２３は低下レベルに基づいてシャッター１０と障害物との接触を検知してもよい。この場合、過去の力指標値を基準とすることで、力指標値の低下量の値が大きくなる。このため、シャッター１０と障害物との接触検知の感度を向上させることができる。

シャッター装置１は、力指標値が基準値より大きい場合に、基準値を当該力指標値に更新する基準値更新部１３２を更に備えていてもよい。この場合、力指標値の最大値を基準とすることで、力指標値の低下量の値が更に大きくなる。このため、シャッター１０と障害物との接触検知の感度を向上させることができる。

シャッター装置１は、所定周期で繰り返す更新タイミングにて、基準値を更新タイミングにおける力指標値に更新する基準値リセット部１３３を更に備えていてもよい。最大値の保持を長期間継続すると、接触とは別要因による長期的な力指標値の低下によって、接触を誤検知する可能性が高くなる。これに対し、更新タイミングで最大値をリセットすることによって、感度の向上と、誤検知の抑制との両立を図ることができる。

シャッター装置１は、更新タイミングにおける力指標値が、当該更新タイミングから前回の更新タイミングまでの過去の力指標値に比較して低下している場合に、基準値リセット部１３３による基準値の更新を中止させるリセットキャンセル部１３４を更に備えていてもよい。更新タイミングと更新タイミングとの間の期間の途中でシャッター１０が障害物に接触した場合、力指標値の低下量が接触の検出に不十分なまま次の更新タイミングを迎えてしまう可能性がある。このような場合に次の更新タイミングで最大値がリセットされてしまうと、低下量もゼロにリセットされてしまい、その分接触の検知が遅れることとなる。これに対し、リセットキャンセル部１３４を備える構成によれば、更新タイミングが力指標値の低下過程にある場合に最大値のリセットがキャンセルされるので、上述した検知の遅れを抑制することができる。従って、感度の向上と、誤検知の抑制との両立をより確実に図ることができる。

シャッター装置１は、シャッター１０の下降開始の後、所定の開始条件が満たされるまでは接触検知部１２３による接触の検知を禁止する検知禁止部１４２を更に備えていてもよい。この場合、下降開始直後の力指標値の昇降に伴う接触の誤検知を抑制することができる。

シャッター１０は、張力を付与しなければ弛緩する性質を有し、モータ３０はシャッターの上部に力を付与してシャッターの下端部を昇降させてもよい。

以上、実施形態について説明したが、本発明は必ずしも上述した形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。

１…シャッター装置、１０…シャッター、１２…座板（昇降体）、３０…モータ（電動機）、１００…電力変換装置、１１３…電力変換部、１２１…力指標値取得部、１２２…低下検出部（変化検出部）、１２３…接触検知部、１３１…基準値保持部、１３２…基準値更新部、１３３…基準値リセット部、１３４…リセットキャンセル部、１４２…検知禁止部、ｆ１…基準値。

Claims (14)

1. シャッターを昇降させる電動機に電力を供給する電力変換部と、
   前記電動機が前記シャッターに付与する力の大きさを示す力指標値を、前記電力変換部が前記電動機に供給する電流に基づいて取得する力指標値取得部と、
   前記電動機が前記シャッターを下降させている期間において、前記力指標値取得部が取得する前記力指標値の低下を検出する低下検出部と、
   前記低下検出部により検出された前記力指標値の低下に基づいて前記シャッターと障害物との接触を検知する接触検知部と、を備えるシャッター装置。
2. 過去の前記力指標値を基準値として保持する基準値保持部を更に備え、
   前記低下検出部は、前記基準値に対する前記力指標値の低下レベルを算出し、
   前記接触検知部は前記低下レベルに基づいて前記シャッターと前記障害物との接触を検知する、請求項１記載のシャッター装置。
3. 前記力指標値が前記基準値より大きい場合に、前記基準値を当該力指標値に更新する基準値更新部を更に備える、請求項２記載のシャッター装置。
4. 所定周期で繰り返す更新タイミングにて、前記基準値を前記更新タイミングにおける前記力指標値に更新する基準値リセット部を更に備える、請求項３記載のシャッター装置。
5. 前記更新タイミングにおける前記力指標値が、当該更新タイミングから前回の前記更新タイミングまでの過去の前記力指標値に比較して低下している場合に、前記基準値リセット部による前記基準値の更新を中止させるリセットキャンセル部を更に備える、請求項４記載のシャッター装置。
6. シャッターを昇降させる電動機に電力を供給する電力変換部と、
   前記電動機が前記シャッターに付与する力に対応する力指標値を前記電力変換部から取得する力指標値取得部と、
   過去の前記力指標値を基準値として保持する基準値保持部と、
   所定周期で繰り返す更新タイミングにて、前記基準値を前記更新タイミングにおける前記力指標値に更新する基準値リセット部と、
   前記更新タイミングにおける前記力指標値が、当該更新タイミングから前回の前記更新タイミングまでの過去の前記力指標値に比較して低下している場合に、前記基準値リセット部による前記基準値の更新を中止させるリセットキャンセル部と、
   前記電動機が前記シャッターを下降させている期間において、前記基準値に対する前記力指標値の低下レベルを算出し、前記力指標値取得部が取得する前記力指標値の低下を検出する低下検出部と、
   前記低下検出部により算出された前記低下レベルに基づいて前記シャッターと障害物との接触を検知する接触検知部と、を備えるシャッター装置。
7. 前記シャッターの下降開始の後、所定の開始条件が満たされるまでは前記接触検知部による接触の検知を禁止する検知禁止部を更に備える、請求項１～６のいずれか一項記載のシャッター装置。
8. 前記シャッターは、張力を付与しなければ弛緩する性質を有し、
   前記電動機は前記シャッターの上部に力を付与して前記シャッターの下端部を昇降させる、請求項１～７のいずれか一項記載のシャッター装置。
9. 昇降体を昇降させる電動機に電力を供給する電力変換部と、
   前記電動機が前記昇降体に付与する力の大きさを示す力指標値を、前記電力変換部が前記電動機に供給する電流に基づいて取得する力指標値取得部と、
   前記電動機が前記昇降体を下降させている期間において、前記力指標値取得部が取得する前記力指標値の低下を検出する低下検出部と、
   前記低下検出部により検出された前記力指標値の低下に基づいて前記昇降体と障害物との接触を検知する接触検知部と、を備える電力変換装置。
10. 昇降体を昇降させる電動機に電力を供給する電力変換部と、
    前記電動機が前記昇降体に付与する力の大きさを示す力指標値を、前記電力変換部が前記電動機に供給する電流に基づいて取得する力指標値取得部と、
    過去の前記力指標値を基準値として保持する基準値保持部と、
    前記基準値に対する前記力指標値の変化レベルを算出する変化検出部と、
    前記変化レベルに基づいて前記昇降体と障害物との接触を検知する接触検知部と、
    所定周期で繰り返す更新タイミングにて、前記基準値を前記更新タイミングにおける前記力指標値に更新する基準値リセット部と、を備える電力変換装置。
11. 昇降体を昇降させる電動機に電力を供給する電力変換部と、
    前記電動機が前記昇降体に付与する力に対応する力指標値を前記電力変換部から取得する力指標値取得部と、
    過去の前記力指標値を基準値として保持する基準値保持部と、
    所定周期で繰り返す更新タイミングにて、前記基準値を前記更新タイミングにおける前記力指標値に更新する基準値リセット部と、
    前記更新タイミングにおける前記力指標値が、当該更新タイミングから前回の前記更新タイミングまでの過去の前記力指標値に比較して低下している場合に、前記基準値リセット部による前記基準値の更新を中止させるリセットキャンセル部と、
    前記電動機が前記昇降体を下降させている期間において、前記基準値に対する前記力指標値の低下レベルを算出し、前記力指標値取得部が取得する前記力指標値の低下を検出する低下検出部と、
    前記低下検出部により算出された前記低下レベルに基づいて前記昇降体と障害物との接触を検知する接触検知部と、を備える電力変換装置。
12. 昇降体を昇降させる電動機に電力変換部により電力を供給することと、
    前記電動機が前記昇降体に付与する力の大きさを示す力指標値を、前記電力変換部が前記電動機に供給する電流に基づいて取得することと、
    前記電動機が前記昇降体を下降させている期間における前記力指標値の低下を検出することと、
    前記力指標値の低下に基づいて前記昇降体と障害物との接触を検知することと、を含む電力変換方法。
13. 昇降体を昇降させる電動機に電力変換部により電力を供給することと、
    前記電動機が前記昇降体に付与する力の大きさを示す力指標値を、前記電力変換部が前記電動機に供給する電流に基づいて取得することと、
    過去の前記力指標値を基準値として保持することと、
    前記基準値に対する前記力指標値の変化レベルを算出することと、
    前記変化レベルに基づいて前記昇降体と障害物との接触を検知することと、
    所定周期で繰り返す更新タイミングにて、前記基準値を前記更新タイミングにおける前記力指標値に更新することと、を含む電力変換方法。
14. 昇降体を昇降させる電動機に電力変換部により電力を供給することと、
    前記電動機が前記昇降体に付与する力に対応する力指標値を前記電力変換部から取得することと、
    過去の前記力指標値を基準値として保持する基準値保持部と、
    所定周期で繰り返す更新タイミングにて、前記基準値を前記更新タイミングにおける前記力指標値に更新することと、
    前記更新タイミングにおける前記力指標値が、当該更新タイミングから前回の前記更新タイミングまでの過去の前記力指標値に比較して低下している場合に、前記基準値の更新を中止させることと、
    前記電動機が前記昇降体を下降させている期間において、前記基準値に対する前記力指標値の低下レベルを算出し、前記力指標値の低下を検出することと、
    算出された前記低下レベルに基づいて前記昇降体と障害物との接触を検知する接触検知部と、を含む電力変換方法。
    

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