JPH0913840A

JPH0913840A - 電動ブラインド

Info

Publication number: JPH0913840A
Application number: JP16613295A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Fujitani; 宜憲藤谷; Akiyoshi Sarudate; 彰良猿館; Keizo Hino; 啓三日野; Toshibumi Sue; 俊文須江
Original assignee: Alps Electric Co Ltd; Tachikawa Blind Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Tachikawa Blind Manufacturing Co Ltd; Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1995-06-30
Filing date: 1995-06-30
Publication date: 1997-01-14
Anticipated expiration: 2018-03-04
Also published as: JP3382418B2

Abstract

(57)【要約】【目的】電動ブラインドにおいて安価な構成でブライ
ンドの上下移動速度を正確に一定にする。【構成】高さセンサ６はＤＣモータＭにより上下移動
するブラインドの速度に応じた周波数のパルスを発生す
る。ＭＰＵ１０はブラインドが理想的な一定速度で上下
移動する状態に同期して一定の周期でカウントするカウ
ンタの値と高さセンサ６の出力パルス数を前記一定周期
毎に比較し、ブラインドの現在の理想的な位置と実際の
位置の差を出力し、Ｆ／Ｖコンバータ１５は高さセンサ
６の出力パルス数の周波数に基づいてブラインドの速度
誤差電圧を発生する。ＭＰＵ１０の出力値がＤ／Ａ変換
器１１により位置誤差電圧に変換され、この位置誤差電
圧と速度誤差電圧の差が比較器１３により算出され、モ
ータＭに駆動電圧が印加される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ブラインドの上下移動
と羽根の開閉を共通のモータにより駆動する電動ブライ
ンドに関し、特にブラインドの上下移動速度を一定にす
るための速度制御に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、この種のブラインドは、図２に
示すように窓の上端に固定されるブラケット１と、ブラ
ケット１から吊り下げられる多数の羽根２及びボトムレ
ール３により構成されている。そして、ブラインドを上
下に移動させるための図示省略のリフティングテープ
（昇降テープ）がブラケット１から吊り下げられて多数
の羽根２を貫通して先端がボトムレール３に固定され、
また、羽根２を傾斜（チルト）させることにより開閉さ
せるための図示省略の２本のラダーコード（チルトテー
プ）がブラケット１から吊り下げられて全ての羽根２の
両端に固定されている。したがって、モータによりリフ
ティングテープ又はラダーコードを上下移動させること
によりブラインドの上下移動と羽根の開閉を行うことが
できる。

【０００３】ところで、巻取りドラムを一定電圧を加え
たモータにより回転するように構成した場合には、ブラ
インドの自重により下降時には速度が早くなり、逆に上
昇時には速度が遅くなる。したがって、多数のブライン
ドを併設して同時に上下移動させた場合に見苦しくな
る。

【０００４】従来、ブラインドの上下移動速度を一定に
する方法としては、例えば特公平４−16591(特開昭63−
304892）号公報に示すようにリフティングテープを上下
移動させる際のモータの回転数をフォトインタラプタに
よりパルスとして検出し、マイクロプロセッサ（ＭＰ
Ｕ）がこの回転数検出パルスが所定の回転数になるよう
にモータをサーボ制御する方法が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】

問題点(1) しかしながら、上記従来の電動ブラインドでは、例えば
回転数検出パルスが33パルス／１回転程度であり、ま
た、モータ駆動用のＰＷＭ（パルス幅変調）信号の周波
数が30Hzであって速度制御信号としては粗すぎるので、
負荷すなわち大きさが異なる多数のブラインドを併設し
て同時に上下移動させた場合に速度差が大きく、見苦し
いという問題点がある。ここで、上記問題点を解決しよ
うとして速度制御を密にするために、例えば10倍（回転
数検出パルス＝330パルス／１回転、ＰＷＭ周波数＝300
Hz）の速度サーボを行う場合、ＭＰＵの処理速度が10倍
となるので速度サーボを処理する負担が大きくなり、他
の処理を行うことができなくなるという問題点がある。
なお、処理速度が早いＭＰＵを用いれば当然に高価とな
る。

【０００６】問題点(2) また、ブラインドを上下移動させるためにリフティング
テープを巻取りドラムに巻き付け、巻取りドラムを一定
速度のモータにより回転するように構成した場合、高さ
位置に応じてリフティングテープの巻取り径が異なり、
線速度一定ではないので上下移動速度が一定にならず、
特に多数のブラインドを併設して同時に上下移動させた
場合に見苦しくなる。更に、上記従来の方法では、モー
タの回転数を検出して速度制御を行うので、羽根２やボ
トムレール３等が障害物に当接して上下移動が停止して
いることを検出するためには別途検出手段が必要にな
る。なお、モータの回転速度ではなくブラインドの実際
の速度を検出することにより、この(2)の問題点を解決
することができるが、(1)の問題点を解決することがで
きない。

【０００７】本発明の第１の目的は、安価な構成でブラ
インドの上下移動速度を正確に一定にすることができる
電動ブラインドを提供することにある。

【０００８】本発明の第２の目的は、大きい突入電流が
流れたとき、電流制御ループの働きにより電流がシャッ
トダウンし、過電流により機器の損傷を防止することが
できる電動ブラインドを提供することにある。

【０００９】本発明の第３の目的は、長さの異なる複数
のブラインドのボトムレールを所定の位置に移動させる
ことが容易になり、また、単独のブラインドを動かす場
合でも、製品としての品位が高く、また、リフティング
テープの巻き取り径が大きくなるとモータの回転速度は
小さくなるから、モータのトルクを有効に活用でき、ま
た、ゆるみ検出用のスイッチやそれに伴う機構・配線等
が不要となる電動ブラインドを提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記第１の目的は、ブラ
インドを上下移動するモータと、前記モータにより上下
移動するブラインドの速度に応じた周波数のパルスを発
生するパルス発生手段と、ブラインドが理想的な一定速
度で上下移動する状態に同期して一定の周期でカウント
するカウンタの値と前記パルス発生手段のパルス数を前
記一定周期毎に比較し、ブラインドの現在の理想的な位
置と実際の位置の差を出力するマイクロコンピュータ
と、前記マイクロコンピュータからの位置誤差を電圧に
変換するＤ／Ａ変換手段と、前記パルス発生手段のパル
スの周波数に基づいてブラインドの速度誤差電圧を発生
する周波数−電圧変換手段と、前記Ｄ／Ａ変換手段によ
り変換された位置誤差電圧と前記速度誤差電圧の差に基
づいて前記モータに駆動電圧を印加する比較手段とを有
する第１の手段により達成される。

【００１１】前記第２の目的は、前記第１の手段におい
て、前記モータに流れる電流を検出する電流検出手段
と、前記電流検出手段により検出された電流に対応する
電圧を前記比較手段の駆動電圧から減算して前記モータ
に印加する電流リミッタ手段を更に備えた第２の手段に
より達成される。

【００１２】前記第３の目的は、リフティングテープ
と、リフティングテープを巻き取りあるいは巻き戻すこ
とによって前記羽根を昇降させるモータと、前記リフテ
ィングテープの直線移動を直接検知する検知部とを備
え、前記検知部により、前記モータによって巻き取りあ
るいは巻き戻される前記リフティングテープの直線移動
を前記リフティングテープから直接検出して、前記羽根
の昇降制御を行うようにした第３の手段により達成され
る。

【００１３】

【作用】前記第１の手段にあっては、マイクロコンピュ
ータにより、ブラインドが理想的な一定速度で上下移動
する状態に同期して一定の周期でカウントするカウンタ
の値と、モータにより上下移動するブラインドの実際の
速度に応じた周波数のパルス数との差がカウンタの周期
で演算され、ブラインドの現在の理想的な位置と実際の
位置の差が出力される。また、モータにより上下移動す
るブラインドの実際の速度に応じた周波数のパルス数に
基づいてブラインドの速度誤差電圧が算出され、位置誤
差電圧から減算されてモータの駆動電圧が算出され、ブ
ラインドの速度が制御される。したがって、マイクロコ
ンピュータが高速で処理することなくブラインドの速度
が制御されるので、安価な構成でブラインドの上下移動
速度を正確に一定にすることができる。

【００１４】前記第２の手段にあっては、大きい突入電
流が流れたとき、電流制御ループの働きにより電流がシ
ャットダウンし、過電流により機器の損傷を防止するこ
とができる。

【００１５】前記第３の手段にあっては、長さの異なる
複数のブラインドのボトムレールを所定の位置に移動さ
せることが容易になり、また、単独のブラインドを動か
す場合でも、製品としての品位が高くなる。また、リフ
ティングテープの巻き取り径の大きい所（ボトムレール
の上限付近）は当然リフティングテープにかかる重量が
大となり、巻き上げに大きな巻き取りトルクが必要であ
るが、巻き取り径が大きくなるとモータの回転速度は小
さくなるから、モータのトルクを有効に活用でき、ブラ
インドの長さが長くなればなるほど、この効果は顕著と
なる。また、リフティングテープのゆるみを検出し、ブ
ラインドの昇降を制御できるので、ゆるみ検出用のスイ
ッチやそれに伴う機構・配線等が不要となる。

【００１６】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１は本発明に係る電動ブラインドの一実施例を
示すブロック図、図２(a),(b),(c)は電動ブラインドの
概略と操作部を示す構成図、図３は電動ブラインドの要
部縦断面図、図４はＡ−Ａ線断面図、図５はＢ−Ｂ線断
面図、図６(a),(b),(c)は高さセンサ部分の正面図，右
側面図及び背面図、図７(a),(b),(c)は角度センサ部分
の正面図，右側面図及び背面図、図８はセンサ組込前の
状態を示す説明図、図９(a),(b)は図１の高さセンサと
角度センサの原理をそれぞれ示す説明図、図１０は図１
のＭＰＵのブラインド上下移動時の動作を説明するため
のフローチャート、図１１は図１のＰＷＭ変換部と主要
波形を詳細に示す説明図、図１２は図１のＦ／Ｖコンバ
ータと主要波形を詳細に示す説明図、図１３は図１のＦ
／Ｖコンバータのブラインド上下移動時の関数を示す説
明図、図１４は図１のＦ／Ｖコンバータの関数の反転出
力を説明図、図１５は図１のＤＣモータのブラインド上
下移動時のＮ−Ｔカーブを説明図、図１６は図１のＭＰ
Ｕの位置指令値を示す説明図、図１７は図１のＭＰＵの
羽根回動時の動作を説明するためのフローチャート、図
１８は図１のＦ／Ｖコンバータの羽根回動時の関数を示
す説明図、図１９は図１のＤＣモータの羽根回動時のＮ
−Ｔカーブを説明図、図２０は一実施例のパルス制御の
タイミングチャートである。

【００１７】先ず、この種の一般的なブラインドは図２
ないし図８に示すようにヘッドボックス１、多数の羽根
２及びボトムレール３により構成されている。そして、
ブラインドを上下に移動させるためにリフティングテー
プ（昇降テープとも言う）４がヘッドボックス１から吊
り下げられて多数の羽根２を貫通して先端がボトムレー
ル３に固定され、また、羽根２を傾斜（チルト）させる
ことにより開閉させるための１本のラダーコード（チル
トテープとも言う）５の各先端がヘッドボックス１から
吊り下げられて全ての羽根２の両端に固定されている。

【００１８】なお、図２(a)においてボトムレール３は
上限位置を「０」、下限位置を「255」として高さが８
ビットで制御される。また、図２(b)において羽根２は
水平の場合に全開位置、この全開位置から一方の回動方
向がアップ全閉位置、他方の回動方向がダウン全閉位置
であり、羽根２の回動角度はアップ全閉位置からダウン
全閉位置まで各リミット位置間を８ビットで制御され
る。そして、このボトムレール３（ブラインド）の上下
移動と羽根２の開閉は、図２(c)に示すような操作部１
００の操作に基づいて図１に示す回路により制御され
る。なお、１０１はボトムレール３を上昇させるアップ
キー、１０２はボトムレール３を下降させるダウンキ
ー、１０３は羽根２の回動角度をアップ全閉位置へ駆動
させるスラット回転キー、１０４は羽根２の回動角度を
ダウン全閉位置へ駆動させるスラット回転キー、１０５
は各キーによる駆動を停止させるストップキーである。

【００１９】リフティングテープ４は図４及び図９(a)
に示すように、ヘッドボックス１内に設けられた巻取り
ドラム６により巻取り、巻き戻し可能に取り付けられ、
巻取りドラム６は図１に示すＤＣモータＭの正転、逆転
に応じて時計回り方向、反時計回り方向に回転してリフ
ティングテープ４をそれぞれ巻き取ったり、巻き戻し、
したがって、ボトムレール３が上下方向に移動する。

【００２０】また、図５及び図９(b)に示すように、ラ
ダーコード５はプーリ７に巻回され、巻取りドラム６と
プーリ７は同軸に、且つ図１に示すＤＣモータＭが回転
すると同時に回転するように構成されている。ここで、
ＤＣモータＭが回転すると巻取りドラム６は必ず回転し
てリフティングテープ４が巻取り、巻き戻しされるが、
ラダーコード５はプーリ７に巻回されているのみである
ので、羽根２がリミット位置まで回動するとプーリ７上
をスリップして移動しない。

【００２１】また、リフティングテープ４とラダーコー
ド５は、それぞれ図９(a)(b)に示すようにローラ８a、
９aと検出軸８b、９bのローラ対の間を通過するように
構成されている。この検出軸８b、９bには共に、例えば
48極に着磁されたロータマグネットが取り付けられ、ま
た、このロータマグネットに対向して２個のホールセン
サが取り付けられている。

【００２２】したがって、リフティングテープ４、ラダ
ーコード５がそれぞれ移動すると、各移動速度に応じて
ロータマグネットが回転してホールセンサが各移動速度
に比例した周波数のパルスを出力するので、単位時間当
たりのブラインド（ボトムレール３）の高さ及び移動速
度、羽根２の回動角度及び角速度を検出することができ
る。したがって、検出軸８b、９bにそれぞれ設けられた
ロータマグネット及びホールセンサは、ブラインドの高
さセンサ８、羽根２の角度センサ９を構成している。

【００２３】なお、２０はガイドコロ、２１はローラ８
aあるいは９aを支持し他端を軸２２によって支持された
ローラアーム、２３はローラアーム２１のローラ８aあ
るいは９aをリフティングテープ４あるいはラダーコー
ド５に付勢させるコイルバネ、２４はエンコーダ、２５
はエンコーダ２４の軸、２６はセンサ基板、２７はロー
ラ９aの回転をエンコーダ２４の軸２５に伝達するギ
ヤ、２８は高さセンサ８若しくは角度センサ９が取り付
けられる保持枠、２９は保持枠２８に設けられ、高さセ
ンサ８若しくは角度センサ９を係合固定する一対の係合
爪である。

【００２４】ここで、図８を参照して組立方法について
説明する。図８では既に角度センサ９が保持枠２８の一
対の係合爪２９，２９（図示せず）にスナップインさせ
て固定されている。そして、巻取りドラム６に巻かれた
リフティングテープ４を高さセンサ８のローラ８aと検
出軸８bの間を通し、さらに保持枠２８のガイドコロ２
０の左を通す。次に、高さセンサ８を保持枠２８の一対
の係合爪２９，２９にスナップインさせて固定する。次
に、巻取りドラム６（及びプーリ７）を保持枠２８内に
組み込む。なお、この際、角度センサ９のローラアーム
２１を矢印Ａ方向に動かすと、角度センサ９が退避され
るので巻取りドラム６を組み込みやすい。次いで、角度
センサ９のローラアーム２１を矢印Ａ方向に動かしラダ
ーコード５の左端部を保持枠２８の中から下方に通す。
そして、ラダーコード５の右端部をプーリ７に巻き付け
る形で保持枠２８の中から下方に通し、図５のように組
み込める。

【００２５】次に、ブラインドを上下移動させる場合の
動作を説明する。ここで、ＤＣモータＭを一定電圧で回
転させた場合には、ブラインドの自重により下降時には
速度が早くなり、逆に上昇時には速度が遅くなる。ま
た、ブラインドの高さ、すなわちボトムレール３の高さ
に応じてリフティングテープ４の巻取り径が異なるの
で、ＤＣモータＭを一定速度で回転した場合のリフティ
ングテープ４の速度は、ボトムレール３が下方に位置す
る場合には遅く、逆にボトムレール３が上方に位置する
場合には早い。

【００２６】更に、ラダーコード５の負荷は、ボトムレ
ール３が最も下の場所に位置するときには全ての羽根２
がラダーコード５により支持されるので最も大きい。そ
して、ボトムレール３が上昇するにつれてボトムレール
３の上に羽根２が乗り、ボトムレール３上の羽根２の分
だけラダーコード５が緩むので負荷が小さくなり、ボト
ムレール３が最も上の場所に位置するときにはボトムレ
ール３と全ての羽根２による最小値の負荷となる。すな
わち、この種のブラインドでは、ボトムレール３が下方
に位置する場合にはラダーコード５の負荷は大きく、逆
に、ボトムレール３が上方に位置する場合にはラダーコ
ード５の負荷は小さい。

【００２７】図１において、先ず、ブラインドを上下移
動させる場合のＤＣモータＭの駆動方法について説明す
る。ＤＣモータＭはトランジスタＱ１〜Ｑ４とスイッチ
ＳＷを介して＋24Ｖの電圧を印加することにより正転、
逆転、ショートブレーキ停止するように制御される。ト
ランジスタＱ１、Ｑ２とスイッチＳＷはＭＰＵ１０から
のブラインドのＵＰ、ＤＯＷＮ、ＳＴＯＰ指令に基づい
て制御され、トランジスタＱ３、Ｑ４はスイッチＳＷに
応じてオン、オフする。

【００２８】例えばブラインドＵＰ：Ｑ１，Ｑ４：ＯＮ，Ｑ２，Ｑ３：ＯＦＦ→Ｍ：正転ブラインドＤＯＷＮ：Ｑ１，Ｑ４：ＯＦＦ，Ｑ２，Ｑ３：ＯＮ→Ｍ：逆転ブラインドＳＴＯＰ：Ｑ１，Ｑ４：ＯＦＦ，Ｑ３，Ｑ４：ＯＮ→Ｍ：ショート
ブレーキ停止、保持させる。また、正転、逆転時にＤＣ
モータＭに印加される電流が抵抗Ｒと比較器１９aより
成る電流センサ１９により検出され、電圧として比較器
１６に印加される。

【００２９】高さセンサ８により検出された高さデータ
（周波数）はＭＰＵ１０とＦ（周波数）／Ｖ（電圧）コ
ンバータ１５に印加される。なお、このブラインドの上
下移動時には角度センサ９の検出信号は用いられない。
ＭＰＵ１０はブラインドの現在の理想的な高さ位置指令
と実際の高さデータHを比較してその差に応じたシリア
ルデータを８ビットのＤ／Ａコンバータ１１に出力し、
Ｆ／Ｖコンバータ１５は高さデータ（以下、ＦＧ入力）
に応じたブラインドの速度エラー電圧を比較器１３に印
加する。

【００３０】次に、ＭＰＵ１０の高さ制御処理を図１０
を参照して説明する。先ず、操作部１００を介して高さ
動作指令があると(ステッフ゜S1)、モータＭをオンにすると
共にブラインドが理想的な速度で上下移動する状態に同
期してカウントするリファレンス位置カウンタをスター
トする(ステッフ゜S2)。次いで動作停止要求がない場合には
例えば６msecの時間待機し(ステッフ゜S3→S4)、６msecの時
間が経過するとリファレンス位置カウンタをカウントア
ップし、そのカウント値と現在位置（高さデータＨのカ
ウント値）の差（図１に示す比較器Ａ）をＤ／Ａコンバ
ータ１１に出力する(ステッフ゜S4→S5)。以下、ＭＰＵ１０
は６msec(166.7Hz)の周期で位置指令を出力する。そし
て、ステッフ゜S3において操作部１００を介して動作停止要
求があると、リファレンス位置カウンタの値をターゲッ
ト位置格納ＲＡＭに格納し(ステッフ゜S6)、次いでターゲッ
ト位置と現在位置が一致するまでモータＭのオンを継続
し(ステッフ゜S7)、一致するとモータＭを停止させる(ステッフ゜S
8)。

【００３１】図１に戻り、Ｄ／Ａコンバータ１１により
Ｄ／Ａ変換された電圧はアンプ１２により増幅され、位
置偏差（速度指令値）として比較器１３に印加され、Ｆ
／Ｖコンバータ１５からの速度エラー電圧が減算され
る。比較器１３の出力電圧はアンプ１４により最大値が
５Ｖになるように増幅された後比較器１６に印加され、
電流センサ１９からのモータ電流に応じた電圧が減算さ
れ、モータＭの駆動電流が制御されてトルクが制御され
る。そして、比較器１７の出力電圧はアンプ１７により
増幅された後、ＰＷＭ変換回路１８により電圧に応じた
パルス幅のパルス信号に変換され、スイッチＳＷを介し
てトランジスタＱ３、Ｑ４のゲートに印加される。

【００３２】ここで、ＤＣモータＭの回転数を一定に保
つためには、負荷に応じてモータＭの発生するトルクを
制御する必要がある。トルクはモータＭに流れる電流Ｉ
に比例し、電流を多く流す場合にはモータＭの駆動電圧
を上げ、逆にトルクを下げる場合には駆動電圧を下げ
る。

【００３３】モータの駆動電圧は、図１１に示すように
制御電圧が０Ｖの時には０Ｖ、５Ｖの時には24Ｖ、2.5
Ｖの時には12Ｖが印加される。なお、制御電圧＝12Ｖの
時には実際には24Ｖ、50kHz、デューティ比50％のパル
ス電圧であるが、これは理論的には12Ｖの直流電圧と同
じである。

【００３４】図１に示す電流センサ１９は、モータＭに
２Ａの電流が流れると５Ｖの電圧が得られるように構成
され、この電圧が比較器１６の−入力端子に印加される
ので、比較器１６の＋入力端子には最大値が５Ｖの電圧
が印加されることから、電流制御ループ（電流センサ１
９、比較器１６、アンプ１７、ＰＷＭ変換部１８、スイ
ッチＳＷ、トランジスタＱ１〜Ｑ４及びモータＭ）は、
モータＭに流れる電流が２Ａ以下に抑える電流リミッタ
として働く。従って、電流制御ループの働きにより電流
がシャットダウンし、過電流により機器の損傷を防止す
ることができる。

【００３５】次に、Ｆ／Ｖコンバータ１５について説明
する。最も一般的なＦ／Ｖコンバータ１５は図１２に示
すようなＣＲ発振器１５aのＳ／Ｈ（サンプルホール
ド）型であり、その働きはＣ、Ｒの時定数により決まる
のこぎり波を発振器１５aにより生成することができ
る。すなわち、発振器１５aは高さセンサ８からの入力
パルスＦＧの立ち上がりでリセットされてその時点での
こぎり波を立ち上げ、パルスＦＧの立ち下がり時点での
こぎり波の電圧をサンプルホールドし、速度エラー電圧
として出力する。

【００３６】次に、速度サーボの問題点について説明す
る。 (1)ここで、上記のようなＦ／Ｖサーボでは、モータＭ
の負荷によって制御周波数が変化する。すなわち、図１
３に示すようにＦ／Ｖコンバータ１５の出力電圧は、制
御目標である速度から得られる信号ＦＧのフィードバッ
ク周波数に対して１対１であるが、本実施例では図１３
に示す関数を図１４に示すようにエラー電圧に対して2.
5Ｖで反転して使用する。

【００３７】本実施例の速度制御において２．５Ｖのエ
ラー電圧はモータＭの印加電圧の12Ｖと等価であり、図
１５に示すようなモータＭのＮ−Ｔカーブから負荷５kg
・cmにおいてモータ回転数が333Hzの場合に、モータＭは
目標制御周波数の333Hzで回転することができる。しか
し、負荷トルクが10kg・cmになると、モータＭの回転数
は下がり、信号ＦＧも333Hzより低くなる。そして、Ｆ
／Ｖコンバータ１５の出力電圧が３Ｖとなり、モータＭ
の印加電圧が15Ｖとなり、その時の信号ＦＧは300Hzと
なって釣り合う。逆に、負荷トルクが小さくなると、同
様な原理により負荷トルクが２kg・cmでは380Hzとなる。

【００３８】このようにＦ／Ｖサーボでは、負荷による
速度のずれが生じるので、速度系のゲインを上げれば速
度を小さくすることができるがゼロにはならないため、
サイズの異なるブラインドを連動させると速度差が累積
され、下限位置か上限位置まで巻き上げると各ブライン
ドの位置誤差が生じる。

【００３９】(2)また、モータ起動から速度が安定する
まで負荷が異なると、起動時間が異なり、負荷が重いブ
ラインドは必ず遅れる。すなわち、速度が333Hzになる
までモータＭに印加される電圧は24Ｖが24Ｖであるの
で、図１５に示すＮ−Ｔカーブ特性より、負荷が違えば
過渡的な回転数の立ち上がりも当然差が生じる。負荷が
倍になれば、モータの時定数から立ち上がり時間が倍以
上、倍の時間より更に長くなる。

【００４０】そこで、上記(1)(2)における速度制御の問
題点を解決する点について説明する。ここで、図１にお
いて、初期的な位置偏差（アンプ１２の出力）は「０」
であるので、ＭＰＵ１０は速度指令値としてシリアルデ
ータ「80Ｈ」を出力し、このデータ「80Ｈ」は８ビット
Ｄ／Ａコンバータ１１及びアンプ１２により2.5Ｖに変
換される。モータＭが以下の条件で回転している時、モータ負荷：５kg・cm モータ回転数：333Hz（ＦＧ周波数）Ｆ／Ｖ出力：2.5Ｖ比較器１３の出力は2.5Ｖとなり、モータＭはＦＧ周波
数の333Hzで回転を続ける。ところが、モータ負荷が10k
g・cmになると、モータ回転数は300Hzとなり、Ｆ／Ｖ出
力は図１１より２Ｖとなる。速度指令値が2.5Ｖであれ
ば比較器１３の出力は３Ｖとなり、モータ負荷：10kg・cm モータ回転数：300Hz（ＦＧ周波数）Ｆ／Ｖ出力：2.0Ｖにより、モータＭはＦＧ周波数の300Hzで回転を続け
る。

【００４１】そこで、本実施例では、ＭＰＵ１０は位置
指令値（パルス数）と信号ＦＧの差を位置偏差として出
力している。すなわち、モータＭが333Hzから300Hzで回
転すると位置偏差が増大するので、ＭＰＵ１０は足りな
いＦＧパルス数だけ「80Ｈ」に加算し、シリアルデータ
として出力する。例えば13パルス分だけ少ない場合に
「８ＤＨ」を出力すると、アンプ１２の出力電圧は3.0
Ｖとなり、比較器１３は４Ｖを出力し、モータＭの印加
電圧が19.2Ｖとなり、モータＭは早く回転しようとす
る。

【００４２】そして、ＭＰＵ１０の出力が「９ＡＨ」の
ときに位置偏差＝比較器１３の＋入力電圧が3.125Ｖと
なり、そのときの−入力電圧が2.5Ｖであるので、比較
器１３の出力が3.75Ｖとなり、モータＭの印加電圧Ｖは
18Ｖ、負荷トルクは10kg・cm、回転数は333Hzとなる。し
たがって、ＭＰＵ１０からの位置偏差が「９ＡＨ」のと
き、モータＭはＦＧ周波数の333Hzで回転を続ける。こ
れは負荷トルクが５kg・cmから10kg・cmに変化しても、最
大の位置ずれがＦＧパルス26個分(例えば7.8mm)で収束
し、7.8mmの位置ずれを保ったまま移動を続けることが
できることを意味する。

【００４３】なお、上記説明ではアンプ１２、１４、１
７のゲインが「１」の場合であるが、このゲインを調整
することにより負荷の差による位置ずれを最小に抑える
ことができる。また、上記説明は、負荷が徐々に大きく
なるブラインドＵＰ時の動作であるが、負荷が徐々に小
さくなるブラインドＤＯＷＮ時の動作も同様であるので
その説明を省略する。但し、位置制御では図１６に示す
位置指令値に対してモータＭが必ず遅れながら追従する
ような値を決定する。また、位置制御における位置決め
誤差を最小にする方法は、モータＭの立ち上がり時にも
効果を有する。

【００４４】このように位置し例値と回転パルス数とを
比較した結果を入力値とし、この入力値を回転パルスを
Ｆ／Ｖ変換した出力値とを比較することにより、ブライ
ンドの昇降を制御する。これにより、速度制御だけで
は、吸収で貴ナイフかによる差を位置制御することによ
って、ある一定の範囲（ほとんどゼロ）に納めることが
できる。また、速度制御をマイクロコンピュータの処理
と切り離したことにより、マイクロコンピュータは、セ
ンサの入力周波数に応じた、速度制御処理を行うことが
必要なくなり、かつ速度制御処理を高速で行う必要がな
いので、余裕を持って他の処理を並列に行うことができ
る。

【００４５】次に、羽根２を回動させる場合の動作を説
明する。この場合には、角度センサ９の検出信号がＭＰ
Ｕ１０に印加され、また、高さセンサ８の検出信号が羽
根２の角速度エラーを検出するためにＦ／Ｖコンバータ
１５に印加される。すなわち、前述したようにブライン
ドの高さに応じて羽根２の負荷が異なり、また、羽根２
を回動させる場合には羽根２がリミット位置まで回動す
るとラダーコード５がプーリ７上をスリップして移動
し、角度センサ９からパルスが得られないので、高さセ
ンサ８と角度センサ９の両方を用いている。

【００４６】先ず、図１７を参照してＭＰＵ１０の処理
を説明する。ここで、羽根２のＵＰ：羽根２のＤＯＷＮ：羽根２のＳＴＯＰ：時のトランジスタＱ１〜Ｑ４とスイッチＳＷの制御は、
それぞれブラインド移動時のブラインドＵＰ、ブラ
インドＤＯＷＮ、ブラインドＳＴＯＰ時の制御と同一
である。

【００４７】図１９において、操作部１００を介して角
度動作指令があると(ステッフ゜S11)、モータＭをオンにする
と共に、モータ起動時のばらつきを吸収するためのパル
ス制御をスタートし、また、羽根２が理想的な一定角速
度で回動する状態に同期して一定の周期でカウントする
リファレンス位置カウンタをスタートする(ステッフ゜S12)。
ここで、このパルス制御について説明すると、図１にお
いて、初期動作時にＭＰＵ１０はモータＭのオンと同時
に比較器１６の＋入力に図２０のパルス制御セレクト信
号により、図２０のパルス制御出力（図２０の例では周
期１２ｍｓデューティ２５％、図１には図示せず）を
選択入力し、初期動作時の短期間（図２０の例では４８
ｍｓ）パルスにて制御する。この期間、モータＭには約
６Ｖの電圧が印加され、モータＭは回転し、ガタを吸収
することになる。機構部のガタを吸収後、図１の通常制
御ループに図２０のパルス制御セレクト信号によって切
り換える。このパルス制御が関わるところはステッフ゜S12,S
14,S15である。

【００４８】次いで動作停止要求がない場合にはパルス
制御が終了したか否かをチェックして終了するまで待機
し(ステッフ゜S13〜S15)、パルス制御が終了すると例えば12m
secの時間待機する(ステッフ゜S14→S16)。そして、12msecの
時間が経過するとリファレンス位置カウンタをカウント
アップし、そのカウント値と角度センサ９の出力パルス
のカウント値（羽根２の現在の角度）の差をＤ／Ａコン
バータ１１に出力する(ステッフ゜S16→S17)。以下、ＭＰＵ
１０は12msec(83.3Hz)の周期で角度指令を出力する。

【００４９】そして、ステッフ゜S13において操作部１００を
介して動作停止要求があると、リファレンス位置カウン
タの値をターゲット位置格納ＲＡＭに格納し(ステッフ゜S1
8)、次いで角度のターゲット位置と現在位置が一致する
までモータＭのオンを継続し(ステッフ゜S19)、一致するとモ
ータＭを停止させる(ステッフ゜S20)。また、図には示されて
いないが、角度センサ９の角度検出パルスが120msec以
上変化せず、その後、高さセンサ８の高さ検出パルスを
２パルス検出すると羽根２のリミットと判定してモータ
Ｍを停止する。

【００５０】ここで、羽根回動時には、ブラインド上下
移動時より目標とする周波数（すなわちモータＭの回転
数）は低く、図１７に示すように上下移動時の１／４の
83.3Hzである。また、モータＭの印加電圧は、図１８に
示すように負荷トルクが 5kg・cmのときは 6Ｖ負荷トルクが10kg・cmのときは12Ｖ負荷トルクが20kg・cmのときは24Ｖ必要となる。

【００５１】なお、従来例において説明したように、速
度サーボのみで制御を行うと次のような問題点が発生す
る。

【００５２】Ｆ／Ｖコンバータ１５による速度サーボ
のみでは、モータ負荷によってモータＭの回転数が変化
する。

【００５３】複数のブラインドを併設した場合の負荷
の違いによる各ブラインドの起動時間の差（各ブライン
ドのモータＭの速度の立ち上がりの違いから発生する羽
根２の位置ずれ）がある。

【００５４】そこで、図１において、初期的な角度偏差
（アンプ１２の出力）は「０」であるので、ＭＰＵ１０
は速度指令値としてシリアルデータ「40Ｈ」を出力し、
このデータ「40Ｈ」は８ビットＤ／Ａコンバータ１１及
びアンプ１２により１．２５Ｖに変換される。モータＭ
が以下の条件で回転している時、モータ負荷：５kg・cm モータ回転数：83.3Hz（ＦＧ周波数）Ｆ／Ｖ出力：1.25Ｖモータ印加電圧：６Ｖ比較器１３の−入力電圧は1.25Ｖ、比較器１３の出力電
圧は1.25Ｖとなり、モータＭはＦＧ周波数の83.3Hzで回
転を続ける。

【００５５】ところが、モータＭの負荷が10kg・cmのと
きは、モータＭの回転数は60Hzとなり、Ｆ／Ｖ出力は図
１８に示すＮ−Ｔカーブから0.625Ｖとなる。速度指令
値が1.25Ｖのままであれば、比較器１３の出力は1.875
Ｖとなり、モータ負荷：10kg・cm モータ回転数：60Hz（角度ＦＧ周波数）Ｆ／Ｖ出力：0.625Ｖモータ印加電圧：９Ｖから、モータＭはＦＧ周波数の60Hzで回転を続ける。

【００５６】そこで、本実施例では、ブラインド移動時
と同様に、ＭＰＵ１０は角度指令値（パルス数）と角度
信号ＦＧの差を位置偏差として出力している。すなわ
ち、モータＭが60Hzで回転すると角度偏差が増大するの
で、ＭＰＵ１０は足りないＦＧパルス数だけ「40Ｈ」に
加算し、シリアルデータとして出力する。そして、ＭＰ
Ｕ１０の出力が「60Ｈ」のときに角度偏差＝比較器１３
の＋入力電圧が1.875Ｖとなり、そのときの−入力電圧
が1.25Ｖであるので、比較器１３の出力が2.5Ｖとな
り、モータＭの印加電圧Ｖは12Ｖ、負荷トルクは10kg・c
m、回転数は83.3Hzとなる。

【００５７】したがって、ＭＰＵ１０からの角度偏差が
「60Ｈ」のとき、モータＭは角度ＦＧ周波数の83.3Hzで
回転を続ける。これは負荷トルクが５kg・cmから10kg・cm
に変化しても、最大の角度ずれが角度ＦＧパルス32個分
（例えば4.8mm）で収束し、4.8mmの角度ずれを保ったま
ま回転を続けることができることを意味する。

【００５８】また、上記説明ではアンプ１２、１４、１
７のゲインが「１」の場合であるが、このゲインを調整
することにより負荷の差による角度ずれを最小に抑える
ことができる。また、上記説明は、負荷が重くなる場合
の動作であるが、負荷が小さくなる場合の動作も同様で
あるのでその説明を省略する。但し、位置制御では図１
６に示す位置指令値に対してモータＭが必ず遅れながら
追従するような値を決定する。また、位置制御における
位置決め誤差を最小にする方法は、モータＭの立ち上が
り時にも効果を有する。

【００５９】ここで、本実施例の羽根回動時と従来例を
比較すると、従来例ではＭＰＵは速度制御のみを行って
いるのに対し、本実施例ではＭＰＵ１０は位置決めを主
として行い、速度制御が従である。すなわち、電動ブラ
インドではモータＭの回転速度はそれほど正確でなくて
もよいので、本実施例では負荷の変動が非常に大きいも
のについては角速度差による角度ずれが累積しないよう
に、角速度を少しだけ意図的に変化させて角度ずれを吸
収するようにしている。

【００６０】次に、羽根回動時に高さセンサ８の検出信
号を利用して羽根２のリミット位置の外でもモータＭを
回転させる理由について説明する。ところで、もし高さ
センサ８の出力パルスを位置制御用と速度制御用の両方
に使用し、図２(b)に示す羽根２のアップ全閉位置のリ
ミット位置寸前、及びダウン全閉位置のリミット位置寸
前で止めるようにＭＰＵ１０により制御すれば、リミッ
ト位置を越えて高さ検出パルスが出なくなることによる
速度の暴走を防止することができ、制御が可能である。

【００６１】しかしながら、実際には以下に示すよう
に、速度制御系には高さ検出パルスを使用して制御した
ほうが都合がよい。

【００６２】羽根２がリミット位置を越えても速度制
御系が暴走することなく、リミット位置寸前に止める必
要がない。

【００６３】リミット位置を越えても羽根２の角度を
制御することにより、毎回、角度位置をリセットするこ
とができるので、角度誤差が累積されない。

【００６４】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、マイクロ
コンピュータにより、ブラインドが理想的な一定速度で
上下移動する状態に同期して一定の周期でカウントする
カウンタの値と、モータにより上下移動するブラインド
の実際の速度に応じた周波数のパルス数との差がカウン
タの周期で演算され、ブラインドの現在の理想的な位置
と実際の位置の差が出力されると共に、モータにより上
下移動するブラインドの実際の速度に応じた周波数のパ
ルス数に基づいてブラインドの速度誤差電圧が算出さ
れ、位置誤差電圧から減算されてモータの駆動電圧が算
出され、ブラインドの速度が制御されるので、マイクロ
コンピュータが高速で処理することなくブラインドの速
度を制御でき、安価な構成でブラインドの上下移動速度
を正確に一定にすることができる。

【００６５】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の発明による作用効果に加えて、大きい突入電流が流
れたとき、電流制御ループの働きにより電流がシャット
ダウンし、過電流により機器の損傷を防止することがで
きる。

【００６６】請求項３記載の発明によれば、長さの異な
る複数のブラインドのボトムレールを所定の位置に移動
させることが容易になり、また、単独のブラインドを動
かす場合でも、製品としての品位が高くなる。また、リ
フティングテープの巻き取り径の大きい所（ボトムレー
ルの上限付近）は当然リフティングテープにかかる重量
が大となり、巻き上げに大きな巻き取りトルクが必要で
あるが、巻き取り径が大きくなるとモータの回転速度は
小さくなるから、モータのトルクを有効に活用でき、ブ
ラインドの長さが長くなればなるほど、この効果は顕著
となる。また、リフティングテープのゆるみを検出し、
ブラインドの昇降を制御できるので、ゆるみ検出用のス
イッチやそれに伴う機構・配線等が不要となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電動ブラインドの一実施例を示す
ブロック図である。

【図２】(a),(b),(c)はブラインドの概略と操作部を示
す構成図である。

【図３】本発明に係る電動ブラインドの一実施例を示す
要部縦断面図である。

【図４】Ａ−Ａ線断面図である。

【図５】Ｂ−Ｂ線断面図である。

【図６】(a),(b),(c)は高さセンサ部分の正面図，右側
面図及び背面図である。

【図７】(a),(b),(c)は角度センサ部分の正面図，右側
面図及び背面図である。

【図８】センサ組込前の状態を示す説明図である。

【図９】(a),(b)は図１の高さセンサと角度センサの原
理をそれぞれ示す説明図である。

【図１０】図１のＭＰＵのブラインド上下移動時の動作
を説明するためのフローチャートである。

【図１１】図１のＰＷＭ変換部と主要波形を詳細に示す
説明図である。

【図１２】図１のＦ／Ｖコンバータと主要波形を詳細に
示す説明図である。

【図１３】図１のＦ／Ｖコンバータのブラインド上下移
動時の関数を示す説明図である。

【図１４】図１のＦ／Ｖコンバータの関数の反転出力を
説明図である。

【図１５】図１のＤＣモータのブラインド上下移動時の
Ｎ−Ｔカーブを説明図である。

【図１６】図１のＭＰＵの位置指令値を示す説明図であ
る。

【図１７】図１のＭＰＵの羽根回動時の動作を説明する
ためのフローチャートである。

【図１８】図１のＦ／Ｖコンバータの羽根回動時の関数
を示す説明図である。

【図１９】図１のＤＣモータの羽根回動時のＮ−Ｔカー
ブを説明図である。

【図２０】本発明に係る電動ブラインドの一実施例のパ
ルス制御のタイミングチャートである。

【符号の説明】

２羽根３ボトムレール４リフティングテープ（昇降テープ）５ラダーコード（チルトテープ）６昇降ドラム７プーリ８高さセンサ９角度センサ１０ＭＰＵ（マイクロプロセッサ）１１Ｄ／Ａコンバータ１２，１４，１７アンプ１３，１６比較器１５Ｆ／Ｖコンバータ１８ＰＷＭ変換部１９電流センサＭＤＣモータＱ１〜Ｑ４トランジスタＳＷスイッチ

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成７年７月１１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００２

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００２】

【従来の技術】一般に、この種のブラインドは、図２に
示すように窓の上端に固定されるヘッドボックス１と、
ヘッドボックス１から吊り下げられる多数の羽根２及び
ボトムレール３により構成されている。そして、ブライ
ンドを上下に移動させるための図示省略のリフティング
テープ（昇降テープ）がヘッドボックス１から吊り下げ
られて多数の羽根２を貫通して先端がボトムレール３に
固定され、また、羽根２を傾斜（チルト）させることに
より開閉させるための図示省略の２本のラダーコード
（チルトテープ）がヘッドボックス１から吊り下げられ
て全ての羽根２の両端に固定されている。したがって、
モータによりリフティングテープ又はラダーコードを上
下移動させることによりブラインドの上下移動と羽根の
開閉を行うことができる。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１６】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１は本発明に係る電動ブラインドの一実施例を
示すブロック図、図２(a),(b),(c)は電動ブラインドの
概略と操作部を示す構成図、図３は電動ブラインドの要
部縦断面図、図４はＡ−Ａ線断面図、図５はＢ−Ｂ線断
面図、図６(a),(b),(c)は高さセンサ部分の正面図，右
側面図及び背面図、図７(a),(b),(c)は角度センサ部分
の正面図，右側面図及び背面図、図８はセンサ組込前の
状態を示す説明図、図９(a),(b)は図１の高さセンサと
角度センサの原理をそれぞれ示す説明図、図１０は図１
のＭＰＵのブラインド上下移動時の動作を説明するため
のフローチャート、図１１は図１のＰＷＭ変換部と主要
波形を詳細に示す説明図、図１２は図１のＦ／Ｖコンバ
ータと主要波形を詳細に示す説明図、図１３は図１のＦ
／Ｖコンバータのブラインド上下移動時の関数を示す説
明図、図１４は図１のＦ／Ｖコンバータの関数の反転出
力を説明図、図１５は図１のＤＣモータのブラインド上
下移動時のＮ−Ｔカーブを説明図、図１６は図１のＭＰ
Ｕの位置指令値を示す説明図、図１７は図１のＦ／Ｖコ
ンバータの羽根回動時の関数を示す説明図、図１８は図
１のＤＣモータの羽根回動時のＮ−Ｔカーブを説明図、
図１９は図１のＭＰＵの羽根回動時の動作を説明するた
めのフローチャート、図２０は一実施例のパルス制御の
タイミングチャートである。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４４】このように位置し例値と回転パルス数とを
比較した結果を入力値とし、この入力値を回転パルスを
Ｆ／Ｖ変換した出力値とを比較することにより、ブライ
ンドの昇降を制御する。これにより、速度制御だけで
は、吸収できない負荷による差を位置制御することによ
って、ある一定の範囲（ほとんどゼロ）に納めることが
できる。また、速度制御をマイクロコンピュータの処理
と切り離したことにより、マイクロコンピュータは、セ
ンサの入力周波数に応じた、速度制御処理を行うことが
必要なくなり、かつ速度制御処理を高速で行う必要がな
いので、余裕を持って他の処理を並列に行うことができ
る。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４６】先ず、図１９を参照してＭＰＵ１０の処理
を説明する。ここで、羽根２のＵＰ：羽根２のＤＯＷＮ：羽根２のＳＴＯＰ：時のトランジスタＱ１〜Ｑ４とスイッチＳＷの制御は、
それぞれブラインド移動時のブラインドＵＰ、ブラ
インドＤＯＷＮ、ブラインドＳＴＯＰ時の制御と同一
である。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図４】Ａ−Ａ線断面図である。

【図５】Ｂ−Ｂ線断面図である。

【図８】センサ組込前の状態を示す説明図である。

【図１７】図１のＦ／Ｖコンバータの羽根回動時の関数
を示す説明図である。

【図１８】図１のＤＣモータの羽根回動時のＮ−Ｔカー
ブを説明図である。

【図１９】図１のＭＰＵの羽根回動時の動作を説明する
ためのフローチャートである。

【符号の説明】２羽根３ボトムレール４リフティングテープ（昇降テープ）５ラダーコード（チルトテープ）６昇降ドラム７プーリ８高さセンサ９角度センサ１０ＭＰＵ（マイクロプロセッサ）１１Ｄ／Ａコンバータ１２，１４，１７アンプ１３，１６比較器１５Ｆ／Ｖコンバータ１８ＰＷＭ変換部１９電流センサＭＤＣモータＱ１〜Ｑ４トランジスタＳＷスイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者日野啓三東京都大田区雪谷大塚町１番７号アルプス電気株式会社内 (72)発明者須江俊文東京都港区海岸１丁目11番１号立川ブラインド工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ブラインドを上下移動するモータと、前記モータにより上下移動するブラインドの速度に応じ
た周波数のパルスを発生するパルス発生手段と、ブラインドが理想的な一定速度で上下移動する状態に同
期して一定の周期でカウントするカウンタの値と前記パ
ルス発生手段のパルス数を前記一定周期毎に比較し、ブ
ラインドの現在の理想的な位置と実際の位置の差を出力
するマイクロコンピュータと、前記マイクロコンピュータからの位置誤差を電圧に変換
するＤ／Ａ変換手段と、前記パルス発生手段のパルスの周波数に基づいてブライ
ンドの速度誤差電圧を発生する周波数−電圧変換手段
と、前記Ｄ／Ａ変換手段により変換された位置誤差電圧と前
記速度誤差電圧の差に基づいて前記モータに駆動電圧を
印加する比較手段とを有することを特徴とする電動ブラ
インド。
【請求項２】前記モータに流れる電流を検出する電流
検出手段と、前記電流検出手段により検出された電流に対応する電圧
を前記比較手段の駆動電圧から減算して前記モータに印
加する電流リミッタ手段を更に備えたことを特徴とする
請求項１記載の電動ブラインド。
【請求項３】リフティングテープと、リフティングテープを巻き取りあるいは巻き戻すことに
よって前記羽根を昇降させるモータと、前記リフティングテープの直線移動を直接検知する検知
部とを備え、前記検知部により、前記モータによって巻き取りあるい
は巻き戻される前記リフティングテープの直線移動を前
記リフティングテープから直接検出して、前記羽根の昇
降制御を行うようにしたことを特徴とする電動ブライン
ド。