JPH09242448A - 光線伝送方式電動シャッター制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 短絡，断線により起きる回路素子の破壊等の
問題点を補い、回路を保護できる光源伝送方式の電動シ
ャッター制御装置を提供する。 【解決手段】 VCC/SIGを共通リード線としGNDと２線式
で受信機回路部Ａと受光部回路部Ｂとを結ぶ。赤外線受
光によるIC3の出力信号は、デューティ比２５％で、
０．２５ｍｓの時間、トランジスタQ5をオンする。この
信号は、回路部Ａのマイコン入力J1への入力とし伝送さ
れる。リード線短絡時、抵抗R17はGNDに低下しトランジ
スタQ7はオンしない。この検知動作でトランジスタQ6は
オフエミッタ電流が流れず熱的な破壊を生じない。リー
ド線断線時、マイコン出力O2からの信号でトランジスタ
Q7を短時間オフするとトランジスタQ6もオフし抵抗R1
9，R20に電流が流れず、マイコンの入力J3は、Ｈｉとな
り断線検知できる。短絡，断線の検知信号を報知しシャ
ッター制御動作に用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ビル，住宅，倉庫
等の建築物の出入口に設置され得る電動シャッターに関
し、より詳細には、赤外線等による信号を送受信して遠
隔操作が可能な当該電動シャッターに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、建築物等の開口部に設置される
電動シャッターのなかには、電動シャッターの開閉の駆
動制御を行う開閉駆動制御装置に対して、空間を媒体と
して伝送される電波，音波，赤外線等による開閉制御信
号を送受信する遠隔無線操作方式のものと、電線等に信
号を乗せて送受信する遠隔有線操作方式のものがある。
遠隔有線操作方式では、電動シャッターが移動するので
配線の設置工事が複雑化することや、繰り返し移動する
ことによる断線の可能性を考慮すると不利な点が多く、
遠隔無線操作方式に有利な点が多い。従来の無線式とし
ては、特開平６−２４８８６１号公報や特開平７−４２
４６６号公報などを例示することができる。

【０００３】しかしながら、上に例示したような遠隔無
線操作方式のものといえども、通信波として用いた、例
えば、赤外線の受光部と受信機との間は有線であり、電
源線，信号線，グランド線の３本が採用されていた。ま
た、有線伝送による伝送部については、工事ミスや、絶
縁劣化で短絡状態となることを考慮していなかったの
で、電子回路の一部が熱的破壊を生じる可能性があっ
た。また、この破壊した状況においても、電動シャッタ
ーの開閉動作は、制御部の自己保持機能により、自動的
に運転継続が実施された。そして、長期的な電動シャッ
ターの使用において、雷サージによる劣化，配線部分の
断線もしくはコネクタの接続のゆるみによる開放状態と
いった状況も考えられ、このような状況における動作に
ついての改善も望まれている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な実情に鑑みてなされたもので、短絡或いは断線といっ
た事故により起きるこれらの問題点を補い、回路を保護
することができる当該隔無線操作方式の電動シャッター
制御装置を提供することをその解決すべき課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、シャ
ッターの座板スイッチの接続状態に応じたコード化信号
を担う赤外線を含む光線を送信する送信手段と、該送信
手段からの光線を受信し得る受光手段と、該受光手段に
よる受信信号を解読する受信機と、信号の伝送及び電力
の供給のために該受信機と前記受光手段との間を接続す
る配線とを備え、前記受信信号により制御動作を行う電
動シャッター制御装置において、前記配線は、信号兼電
源線とグランド線の２線式にし、前記受信機から受光手
段側をみた負荷抵抗に応じた出力を生じる検出手段を設
けるとともに、その検出値が正常な範囲では、前記受光
手段へ一定電流を供給し、異常値に相当する所定の値以
下の範囲では、電流の供給を押さえて回路素子の破壊を
防ぐようにした電力供給回路を設け、該電力供給回路に
おける素子の破壊を防ぐるようにしたものである。

【０００６】請求項２の発明は、前記電力供給回路にお
ける電流の供給を押えた状態を検出し、出力する検出手
段を設け、短絡の検知を行い検知信号を制御等に用いる
ことができるようにしたものである。

【０００７】請求項３の発明は、前記電源線に接続さ
れ、電源からの電流の電源線への供給を検出し、出力す
る検出手段を設け、断線の検知を行い検知信号を制御等
に用いることができるようにしたものである。

【０００８】請求項４の発明は、請求項２又は請求項３
記載の検出手段の出力により、表示手段を動作させると
ともに、前記制御装置がもつシャッター開閉動作の自己
保持機能の解除を行い、使用者、或いは、管理者に容易
に異常を報知し得るようにしたものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態を図面に基づ
いて説明する。なお、本発明をより分かりやすく説明す
るために従来例と対比しつつ説明を行うこととする。図
１は、本発明の実施形態の回路を示すものである。図２
は、図１の回路に相当する従来の実施回路例を示すもの
である。また、図３は、概略構成を示し、図４は、赤外
線送信部，受光部及び受信機の構成を外観図で示し、図
５は、電動シャッターの開閉駆動システムの制御装置の
配線図を示すものである。図３において、三点押しボタ
ンスイッチ１０は、シャッター７の基本的な動作である
“開”“閉”と“停止”の３つの選択をするものであ
る。“開”ボタンを押すとシャッター７は開閉機１（モ
ータ及びブレーキを要素に含む）によりシャッター７を
ガイドレール１９にガイドされながら上部に移動してい
き、リミットスイッチ２により停止位置を検出してシャ
ッター７の動作が停止させられる。三点押しボタンスイ
ッチの“停止”ボタンにより、任意の位置に停止するこ
ともできる。三点押しボタンスイッチの“閉”を押す
と、下降を開始する。シャッター７の最下部に設置され
た座板スイッチ９が障害物１８または地面１７に当たる
と、スイッチの信号は、リード線１５から送信機８に伝
送されてコード化された赤外線信号を赤外線開口部１３
から送信する。図４に示されるように、送信機８は、電
池を内蔵しており、交換蓋１４から交換することができ
る。赤外線は、受光部３に達して、ここで、赤外線信号
を電気信号に変換して、リード線１２により受信機４に
伝送される。

【００１０】受光部の電源は、リード線１２により、受
信機４から供給されている。赤外線の信号を受信した受
信機４は、シャッター７を停止する信号を別のリード線
１６によりシャッター制御盤５に伝送する。シャッター
制御盤はこの信号に基づきシャッター７を停止する。図
５の制御装置配線図に示すように、RYUは、シャッター
７の“開”用リレー，RYDはシャッター７の“閉”用リ
レーである。また、図５において、三点押しボタンスイ
ッチは、各々PBU（開），PBD（閉），PBS（停止）であ
り、受信機４は、端子Ｓ１，Ｓ２に接続されるシャッタ
ー７の動作保持用リレーを内蔵しているので、シャッタ
ー７は、三点押しボタンスイッチを短時間押すだけで、
“開”または“閉”の動作が継続することになる。

【００１１】図２は、従来の３線式で結ばれる受信機と
受光部の電子回路で、それぞれの回路部をＡ，Ｂとして
示す図である。図２に基づいてこの回路の動作を示す
と、受光部の回路部Ｂは、受信機の回路部Ａからリード
線１２（図４、参照）により、電源VCCとグランドGNDの
供給を受ける。赤外線信号がIC3に入ってくると、電気
信号に変換してトランジスタQ4，Q5を経て、信号SIGに
て受信機４にリード線１２により伝送する。この信号
は、マイクロコンピュータ（以下マイコン）入力J1に入
力されて、マイコンで信号コードとして認識される。

【００１２】受光部の回路部Ｂの電源VCCは、受信機の
回路部Ａに内蔵されているマイコンIC2の出力O1によ
り、赤外線信号を受信したとき、抵抗R3，R4に電圧を印
加してトランジスタQ1，Q2を動作させて、高電位出力を
電源IC1から電源VCCに印加する。この高電位において、
受光部の電位が上昇して、通常はツエナーダイオードZD
2によりバイアスが印加されていなかったトランジスタQ
3にバイアスが印加されて、トランジスタQ3がオンし
て、ランプLED1がマイコンO1で出力されている時間内の
み発光する。受信機は、管理者に赤外線の通信が元了し
たことを報知することができる。図３に示す場合には、
受光部と受信機の間隔は短く示しているが、実際の工事
上は、相当な距離となり、受信機と受光部が見通し不可
能な位置となる場合がある。このため、配線工事におい
て、切断，短絡等の事故が発生した場合、システムの電
源投入において、受信機４，受光部３における回路部Ａ
及びＢの動作不良となる。また、このリード線が３本で
構成されていると、短絡，断線の可能性の組み合わせが
多くなり、これに応じて多くの対策を考慮しなければな
らなくなる。

【００１３】図１は、本発明の２線式で結ばれる受信機
と受光部の電子回路部の実施形態でそれぞれの回路部を
Ａ，Ｂとして示す図である。図１に基づいて、上記した
従来の３線式に対する２線式のこの実施形態の構成とそ
の動作を説明する。ここでは、配線を電源と信号線を共
通VCC／SIGとして、短絡事故の起こる場合の確率を少な
くするために、３線を２線に改良し、事故への対策は２
線間のみで良いようにしている。赤外線信号によるIC3
の出力信号形式は、例えば、最大値として、０.２５ms
の時間トランジスタQ5をオンするのみで、最大のデュー
ティ比（オン時間÷（オン時間＋オフ時間））は２５％
である。この時間にトランジスタQ5は、マイコン入力J1
をＬｏｗレベルに保てば良い。トランジスタQ5は、VCC
に接続されたプルアップ用抵抗負荷と、受信機４におけ
る回路Ａの受光部停電流回路（トランジスタQ6とQ7から
構成される）からの定電流の値と、受光部の電解コンデ
ンサCE1，CE2からの放電電流を充分に吸い込めるだけの
能力を備えている。受信機４の回路Ａの定電流回路は、
ダイオードD1，D2と抵抗R14により、トランジスタQ6の
エミッタ電流を一定値に規制しているので、従来の３線
式のリード線１２が短絡した場合にツエナダイオードZD
1が熱的に破損してしまうような事故が生じない。

【００１４】また、受信機４側では、そのようになって
も、この状態をシステムとして検知する機能がなく、電
動シャッター装置は正常なときと同様に動作を開始して
しまう。そして、図６は、受光部の負荷抵抗に対する相
対電力損失（熱的損失）を示すグラフであり、同図にお
いて、特性曲線（ａ）は、従来の回路の場合で、特性曲
線（ｂ）は、定電流回路が追加された場合で、特性曲線
（ｃ）は、定電流回路に更に負荷抵抗の値を検出する回
路を追加した場合（後記で説明）である。図６におい
て、定電流回路を構成していても、短絡した場合におけ
るトランジスタQ6の熱的な損失は、小さくなく、負荷抵
抗が０に近い短絡状態で比較すると、従来では、もちろ
ん定電流回路を付加しても短絡状態における熱的な対策
が必要であることが分かる。受光部の通常の負荷として
の値は、図６の点Ｐに示すあたりである。つまり、トラ
ンジスタQ6に対しては、熱的対策を施こさなくても、通
常の負荷条件を考慮するだけで充分能力を発揮すること
ができる。この受光部の負荷を検知するために、抵抗R1
7とダイオードD5が動作する。この負荷は、通常時に適
当な抵抗値をもっているので、トランジスタQ7のバイア
スは、抵抗R16，ダイオードD3，抵抗R17，ダイオードD
5，受光部の適切な値の抵抗で決まることになる。この
バイアス値がダイオードD4を経由してトランジスタQ7の
ベースの印加されて、トランジスタQ7がオンして、トラ
ンジスタQ6のベース電流を引き込み、トランジスタQ6が
オンすることになる。もし、この受光部につながるリー
ド線が短絡すると、抵抗R17は、グランドレベルに低下
することになるので、ダイオードD4のアノードには、ト
ランジスタQ7をオンするだけの充分なバイアスを与える
ことができなくなり、トランジスタQ7はオンしない。こ
のような検知動作により、トランジスタQ6もオンしなく
なり、トランジスタQ6にはエミッタ電流が流れないの
で、熱的な破壊を生じることがなくなる。

【００１５】短絡時には、トランジスタQ7がオフなの
で、マイコンの入力J2がＨｉレベルとなり、システムと
して異常であることが認識できる。短絡異常を認識した
場合、マイコンは、ランプ１１を点灯もしくは点滅する
ことにより、管理者に報知する。また、図示していない
が、ブザー等の発音体で視覚以外の聴覚でも管理者に報
知することもできる。短絡異常を認識した場合、マイコ
ンは、受信機に内蔵されている自己保持用リレーの接点
S1，S2間を開放状態にする。このことは、図５に示すよ
うに、“開”もしくは“閉”のリレー動作（接点Ｓ１と
Ｓ２の間）を自己保持しなくなるか、もしくは短時間の
み自己保持することで、通常の自己保持と異なる動作を
意味する。“開”状態においても、自己保持機能をなく
するか、なくさないかは、どちらでも可能である。異常
報知に重点をおくか、おかないかの判断で決められる。
この発明は、２線式であるが、３線式の電源についても
本発明と同じ考え方を適用すること、すなわち、トラン
ジスタQ2に定電流特性と負荷検知を追加することは可能
である。

【００１６】図７は、正常時（Ｂ）と断線時（Ａ）の受
信機の回路Ａの要素IC2の端子O2及びJ3の動作状態を示
す図である。図７に基づいて断線を検知する場合につい
て以下に述べる。回路Ａと回路Ｂ間のリード線が断線状
態になると、トランジスタQ6の出力は、抵抗R19，R20と
トランジスタQ8のみとなる。この状態でマイコン出力O2
（オープンコレクタ出力形式）からの信号により、トラ
ンジスタQ7を極めて短時間（Ｔ１とＴ２の間）オフする
と、トランジスタQ6もオフになる。このため、抵抗R1
9，R20に電流が流れなくなる。マイコンの入力J3は、Ｈ
ｉレベルとなり、断線検知となる。リード線が正常に接
続されている状態では、前記と同様にトランジスタQ7を
オフする時間において、受光部の電解コンデンサCE1，C
E2により、リード線間における電位差は適当な値が維持
されている。このため、マイコン入力J3はＬｏレベルを
維持したままである。かかる動作において、赤外線信号
によりリード線間の電位差がなくなる場合と、マイコン
が断線を検出したために電位がなくなる場合とでは、電
位がなくなるので似ているが、時間的な要素からその違
いが判定可能である。つまり、断線は、極めて長い時間
においても継続しうるからである。以上のように、間接
的な断線検知ではあるが、システムとしては充分にその
機能を果たすことができる。

【００１７】

【発明の効果】

請求項１の効果：従来の３線式から本発明の２線式にな
ることにより、線材のコスト削減，コネクタのコスト削
減、及び、これによる電子回路基板の縮小小型化，コス
ト削減，配線作業の時間削減，作業性の向上，これらに
よる工事ミスの低下がもたらされる。工事ミスの短絡条
件についても、３線式では、電源線VCCとグランド線GND
間，信号線SIGとグランド線GND間，電源線VCCと信号線S
IG間と多岐に亘って対策を講じなければならないが、２
線式になると、電源・信号線とグランド線GND間のみで
すむ。また、過大な電流が回路の電子部品に流れること
がないので、電子部品の熱的な破壊がなくなり、定格電
力については、短絡時に特別な余裕を持たせなくても良
く、素子の発熱対策をしなくても良い。

【００１８】請求項２の効果：請求項１の効果に加え
て、短絡の検知を行って検知信号を報知信号、或いは、
制御信号等に用いることができるようにしたものであ
る。

【００１９】請求項３の効果：請求項１の効果に加え
て、断線の検知を行って検知信号を報知信号、或いは、
制御信号等に用いることができるようにしたものであ
る。

【００２０】請求項４の効果：従来の制御回路では、シ
ステムに異常があっても検知できずに、シャッターが
“閉”の動作をしてしまい、安全動作において必ずしも
よいとはいえない。本発明では、自己保持機能が制限さ
れて、通常動作と異なるので、管理者に異常を容易に報
知できる。管理者に報知する機能を優先する考えなら
ば、シャッターの“開”の動作時であっても、自己保持
機能を制限することがより効果的である。また、長期的
な装置の使用の信頼性向上。この場合にも、自己保持回
路の機能を制限することにより、装置の安全性を高める
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電動シャッター制御装置の実施形態の
回路を示すものである。

【図２】図１の回路に相当する従来の実施回路例を示す
ものである。

【図３】電動シャッターの開閉駆動システムの概略構成
を示すものである。

【図４】電動シャッターの開閉駆動システムの赤外線送
信部，受光部及び受信機の構成の外観図を示すものであ
る。

【図５】電動シャッターの開閉駆動システムの制御装置
の配線図を示すものである。

【図６】受光部の負荷抵抗に対する相対電力損失（熱的
損失）の関係をグラフとして示すものである。

【図７】正常時と断線時の受信機の回路Ａの要素IC2の
端子O2及びJ3の動作状態を信号線図として示すものであ
る。

【符号の説明】

１…開閉機（モータとブレーキが内蔵）、２…リミット
スイッチ、３…受光部、４…受信機、５…シャッター制
御盤、６…動力電源線、７…シャッター、８…送信機、
９…座板スイッチ、１０…三点押しボタンスイッチ、１
１…発光ダイオード、１２…受信機と受光部間のリード
線、１３…赤外線開口部、１４…電池交換蓋、１５…座
板スイッチと送信機間のリード線、１６…受信機とシャ
ッター制御盤間のリード線、１７…シャッターが設置さ
れている地面、１８…障害物、１９…ガイドレール、IC
1…高電位の電源レギュレータIC、IC2…マイコン、IC3
…赤外線受光IC、R1〜R21…抵抗、D1〜D7…ダイオー
ド、Q1〜Q8…トランジスタ、ZD1〜ZD2…ツエナダイオー
ド、VDD…マイコンの電源、LED1…発光ダイオード、KS
…ナイフスイッチ、RYU…シャッター“開”用リレー、R
YD…シャッター“閉”用リレー、PBS…三点押しボタン
スイッチの“停止”、PBU…三点押しボタンスイッチの
“開”、PBD…三点押しボタンスイッチの“閉”、Ｂ…
ブレーキ、LSU…シャッター“開”におけるリミットス
イッチ、LED…シャッター“閉”におけるリミットスイ
ッチ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シャッターの座板スイッチの接続状態に
   応じたコード化信号を担う赤外線を含む光線を送信する
   送信手段と、該送信手段からの光線を受信し得る受光手
   段と、該受光手段による受信信号を解読する受信機と、
   信号の伝送及び電力の供給のために該受信機と前記受光
   手段との間を接続する配線とを備え、前記受信信号によ
   り制御動作を行う電動シャッター制御装置において、前
   記配線は、信号兼電源線とグランド線の２線式にし、前
   記受信機から受光手段側をみた負荷抵抗に応じた出力を
   生じる検出手段を設けるとともに、その検出値が正常な
   範囲では、前記受光手段へ一定電流を供給し、異常値に
   相当する所定の値以下の範囲では、電流の供給を押さえ
   て回路素子の破壊を防ぐようにした電力供給回路を設け
   たことを特徴とする電動シャッター制御装置。
2. 【請求項２】 前記電力供給回路における電流の供給を
   押えた状態を検出し、出力する検出手段を設けたことを
   特徴とする電動シャッター制御装置。
3. 【請求項３】 前記電源線に接続され、電源からの電流
   の電源線への供給を検出し、出力する検出手段を設けた
   ことを特徴とする電動シャッター制御装置。
4. 【請求項４】 請求項２又は請求項３記載の検出手段の
   出力により、表示手段を動作させるとともに、前記制御
   装置がもつシャッター開閉動作の自己保持機能の解除を
   行うようにしたことを特徴とする電動シャッター制御装
   置。