JPH1037637A - シャッター開閉装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シャッター上昇時及び下降時のいずれにおい
ても障害物を高感度に感知することができること。 【解決手段】 処理手段７は、シャッター上昇時には、
トルク検出手段１２から出力される検出トルク値と第１
の設定部８に設定された設定トルク値とを比較し、検出
トルク値が設定トルク値を超えたとき障害物であると判
断する。シャッター下降時の検出トルク値は、第２の設
定部９に設定された設定トルク値と比較し、検出トルク
値が設定トルク値を超えたとき障害物であると判断す
る。設定部８，９には、上昇時と下降時でそれぞれ異な
るトルク値が設定され、これらトルク値を最大トルク値
よりやや高い値に設定しておくことにより、昇降時いず
れにおいても障害物を高感度に感知できるようになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シャッター開閉時
の障害物を感知し、シャッター開閉を安全制御するシャ
ッター開閉装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】シャッター開閉時の障害物感知は、シャ
ッターを開閉駆動する開閉機の負荷を感知し、この負荷
が一定負荷以上のとき、障害物の接触であると感知する
構成のものがある。この負荷感知は、シャッターの巻取
り部にバランスバネが設けられたバネバランス式シャッ
ターに適用されている。このシャッターでは、シャッタ
ー重量がバランスバネでバランスが取られているため、
開閉機に加わる負荷が軽減でき開閉機を小型化できる利
点がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の負荷感知は、上
昇時及び下降時共に同一の負荷感知レベルを設定してい
たため、最大サイズの必要トルク以上の値に負荷感知レ
ベルを設定する必要があった。この負荷感知レベルは、
ボリューム等を用いてサイズ別に設定できるよう構成し
たものもある。

【０００４】開閉機にかかる負荷は、シャッターを巻取
り部に巻取り上昇させる時に比べて、巻取り部から繰り
出す下降時の方が小さくなる。このため、負荷感知レベ
ルを単一としたときには、下降時の負荷感知の感度が低
くなり、この下降時に障害物を感知するには、上昇時に
比してより過大な負荷がかからなければ感知できない問
題がある。これを避けようと、負荷感知レベルを低く設
定すると、上昇時にスラットカーテンの引っかかり（ガ
イドレールとの摩擦）程度の軽い負荷変動が生じてもこ
れを障害物として感知する不具合を生じる。

【０００５】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、シャッター上昇時及び下降時のいずれ
においても障害物を高感度に感知することができるシャ
ッター開閉装置を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のシャッター開閉装置は、請求項１記載のよ
うに、シャッターを昇降駆動する開閉機５に加わるトル
ク値を検出して検出トルク値Ｔを出力するトルク検出手
段１２と、前記シャッターの上昇時及び下降時における
障害物感知用の設定トルク値Ｕ，Ｄがそれぞれ設定され
る第１，第２の設定部８，９と、前記シャッター上昇時
には、前記トルク検出手段１２から出力された検出トル
ク値Ｔｕと前記第１の設定部８に設定された設定トルク
値Ｕとの比較を行い、前記シャッター下降時には、前記
トルク検出手段１２から出力された検出トルク値Ｔｄと
前記第２の設定部９に設定された設定トルク値Ｄとの比
較を行い、いずれの場合であっても検出トルク値Ｔｕ，
Ｔｄが対応する昇降方向の設定トルク値Ｕ，Ｄを超えた
とき障害物への接触であると判断し、シャッター開閉を
安全制御する処理手段７と、を備えたことを特徴として
いる。

【０００７】また、請求項２記載のように、前記シャッ
ターは、スラットカーテン１の巻取り部２にバランスバ
ネ２ａが設けられ、スラットカーテン１の重量のバラン
スが取られたバランス式シャッターで構成され、前記第
１，第２の設定部８，９に設定される設定トルク値Ｕ，
Ｄは、前記バランス式シャッターの上昇時および下降時
にそれぞれ生じる最大トルク値Ｔｕmax，Ｔｄmax より
やや高いトルク値が設定される構成とする。

【０００８】また、請求項３記載のように、前記第１，
第２の設定部８，９には、予め複数の前記バランス式シ
ャッターの大きさ別の最大トルク値Ｔｕmax ，Ｔｄmax
に対応する複数の設定トルク値Ｕ１〜Ｕｎ，Ｄ１〜Ｄｎ
が格納されており、設置される大きさのシャッターに対
応する設定トルク値が選択設定される構成としてもよ
い。

【０００９】また、請求項４記載のように、前記トルク
検出手段１２は、開閉機５のトルクに比例して変化する
検出回転数を出力し、前記第１，第２の設定部８，９に
は、設定トルク値Ｕ，Ｄに対応する設定回転数が設定さ
れ、前記処理手段７は検出回転数が設定回転数を超えた
とき障害物の接触を判断する構成としてもよい。

【００１０】また、請求項５記載のように、前記開閉機
５はＤＣモータで構成され、前記トルク検出手段１２
は、開閉機のトルクに比例して変化する検出電流値を出
力する電流監視部１０ａで構成され、前記第１，第２の
設定部８，９には、設定トルク値に対応する設定電流値
が設定され、前記処理手段７は、検出電流値が設定電流
値を超えたとき障害物の接触を判断する構成としてもよ
い。

【００１１】上記構成によれば、処理手段７は、シャッ
ター上昇時にトルク検出手段１２から出力された検出ト
ルク値Ｔｕと前記第１の設定部８に設定された設定トル
ク値Ｕとの比較を行い、検出トルク値Ｔｕが設定トルク
値Ｕを超えたとき障害物への接触であると判別する。一
方、シャッター下降時には、検出トルク値Ｔｄと前記第
２の設定部９に設定された設定トルク値Ｄとの比較を行
い、検出トルク値Ｔｄが設定トルク値Ｄを超えたとき障
害物への接触であると判別する。このように、シャッタ
ーの上昇、下降いずれの場合であっても、処理手段７
は、昇降方向に対応する設定トルク値Ｕ，Ｄを参照する
だけで同様に障害物への接触を判別できる。そして、上
昇時の設定トルク値Ｕと下降時の設定トルク値Ｄを、そ
れぞれ個別に設定することにより、シャッター昇降時で
それぞれ障害物感知を高感度にすることができる。これ
ら設定トルク値Ｕ，Ｄは、昇降それぞれの最大トルク値
Ｔｕmax ，Ｔｄmax よりやや高い値に設定され、この値
を超えたとき障害物であると判断される。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１は、本発明のシャッター開閉
装置の全体構成を示す図である。スラットカーテン１は
端部が巻取り部２に連結されており、チェーン及びスプ
ロケットの伝達機構３を介して減速機４に連結され、開
閉機５の回転で上下に開閉（昇降）自在である。開閉機
５は、開閉制御部６の制御で駆動される。

【００１３】開閉制御部６は、マイコン等のＣＰＵでな
る処理手段７と、制御プログラム等が記憶されたＲＯＭ
と、処理手段７の処理実行時にデータが格納されるＲＡ
Ｍと、Ｉ／Ｆ１０ａ〜１０ｃによって大略構成されてい
る。

【００１４】また、上昇時における障害物感知用の基準
となる設定トルク値は第１の設定部８に設定され、下降
時の設定トルク値は第２の設定部９に設定される。これ
ら設定部８，９に設定される各設定トルク値は、予めＲ
ＯＭに格納された構成としてもよい。処理手段７は、操
作部１１の開閉停止の各操作入力に基づき、開閉機５に
対し対応する駆動信号を出力してシャッターを開閉制御
する。

【００１５】開閉機５に加わるトルクは、トルク検出手
段１２で検出され開閉制御部６に検出トルク値が出力さ
れる。トルク検出手段１２は、開閉機５の回転軸にエン
コーダ板が固定され、これをフォトカプラで検出するパ
ルスジェネレータ（Ｐ．Ｇ）等を用いる。Ｐ・Ｇ１２が
出力する検出パルスは、開閉制御部６に出力される。

【００１６】ここで、図２のトルク−回転数の特性図に
示すように、開閉機５（ＡＣモータ）は、通常、トルク
Ｔと回転数Ｎが比例する範囲が使用される。これによっ
て、障害物接触時等のトルクＴの変化は同様な回転数Ｎ
の変化として現れることになる。

【００１７】したがって、処理手段７は、トルクＴの変
化をＰ・Ｇ１２から出力されるパルス数の変化に基づき
処理し、単位を回転数として処理する。よって、処理手
段７は、シャッター上昇時には、第１の設定部８の設定
トルク値（設定回転数）を参照してＰ・Ｇ１２の検出ト
ルク値（検出回転数）との比較を行い、シャッター下降
時には、第２の設定部９の設定トルク値を参照してＰ・
Ｇ１２の検出トルク値との比較を行って障害物を感知す
る。

【００１８】また、開閉機５にＤＣモータを用いた場
合、トルク−回転数特性は、ＡＣモータの特性と異な
り、図２中点線に示す如く左上がりの特性線を有する
が、シャッターで使用するトルク範囲はＡＣモータ同様
の範囲であり、同様にＰ・Ｇ１２を用いた回転数検出で
トルクＴの変化を検出できる。

【００１９】また、開閉機５としてＤＣモータを用いた
場合には、ＤＣモータ（開閉機５）の電力消費を監視す
る電力監視部によっても、同様にトルク変化を検出する
ことができる。ＤＣモータは、負荷の増大に伴い消費電
流が増大する特性がある。したがって、上述したＰ・Ｇ
１２に代えて、Ｉ／Ｆ１０ａに電流監視手段を設け、開
閉機５への供給電流値を検出する構成とすればよい。こ
の構成としたとき、設定部８，９には、それぞれ上昇時
及び下降時で設定電流値が設定され、処理手段７は、扱
う単位を電流として検出電流値が設定電流値を超えたか
否かで障害物接触を判定処理する。

【００２０】図３は、間口および高さが大きいシャッタ
ーの上昇時及び下降時のトルク−開閉位置特性を示す図
である。このシャッターの巻取りシャフト２には、一端
が巻取りシャフト２に固定され、他端がケース等の固定
部に固定されたバランスバネ２ａが介挿されている。こ
のバランスバネ２ａによりシャッターのトルクバランス
が取られている。このバランスバネは、シャッター重量
に適合したバネ力を有するものが用いられる。このバラ
ンスバネにより、開閉位置にかかわらず上限から下限の
全位置において開閉に必要なトルクが所定の範囲内に収
められている。

【００２１】しかしながら、このバランスバネを用いた
場合であっても、図示のようにこのシャッターの上昇時
のトルク特性Ｔｕは、両側（上限位置及び下限位置）か
ら中間にかけてトルク値が増大し、略中間位置にて最大
のトルク値Ｔｕmax となる。上昇時は、スラットカーテ
ン１の荷重が正の負荷、レール等の摩擦も正の負荷、バ
ランスバネが負の負荷になる。この上昇時の荷重はＷｏ
である。

【００２２】一方、下降時のトルク特性Ｔｄは、両側
（上限位置及び下限位置）で最大トルク値Ｔｄmax が生
じ、中間位置では最小のトルクとなる。下降時は、スラ
ットカーテン１の荷重により開閉機５には負の負荷にな
り、レールの摩擦やバランスバネが正の負荷になる。こ
の下降時の荷重をＷｃとすると、Ｗｏ＞Ｗｃとなる。

【００２３】このように、シャッター開閉における負荷
トルクの変化は、上昇時よりも下降時の方が小さくな
る。ここで、前述したように、上昇、下降でそれぞれ設
定トルク値を設定することにより、障害物の感知を高感
度に行えるようになる。このため、上昇用の設定トルク
値Ｕは、シャッター上昇時に検出される最大のトルク値
Ｔｕmax よりやや高いレベル値として設定部８に設定す
る。また、下降用の設定トルク値Ｄは、シャッター下降
時の最大のトルク値Ｔｕmax よりやや高いレベル値とし
て設定部９に設定する。例えば、これらの設定トルク値
Ｕ，Ｄはそれぞれの最大トルク値Ｔｕmax ，Ｔｄmax よ
り１０％高い値にする。ここで、上昇用と下降用でそれ
ぞれ設定トルク値Ｕ，Ｄの設定値が異なり、上昇時の設
定トルク値Ｕの方の値が高い値に設定される。

【００２４】上記の構成における障害物検知動作を説明
すると、シャッター上昇時において障害物に接触する
と、Ｐ・Ｇ１２の回転数が低下し対応して上昇時の検出
トルク値が増大しはじめる（例えば図３中Ｐ１の箇
所）。そして、処理手段７は設定部８に設定された設定
トルク値Ｕを超えたときに障害物への接触であると判断
して直ちにシャッター開閉を停止させる等、安全制御す
る。

【００２５】一方、シャッター下降時において障害物に
接触すると（例えば図３中Ｐ２の箇所）、Ｐ・Ｇ１２の
回転数が低下し対応して下降時の検出トルク値が増大す
るが、処理手段７は設定部９に設定された設定トルク値
Ｄを超えたときに障害物への接触えあると判断して、シ
ャッター開閉を安全制御する。ここで、設定トルク値Ｄ
は予め想定される下降時のトルク特性（特に最大トルク
値Ｔｄmax ）に対応して設定されているため、小さな負
荷変動で高感度に障害物を感知することができるように
なる。

【００２６】これにより従来、下降時であっても上昇用
の設定トルク値Ｕを用いたことにより、上昇用の設定ト
ルク値Ｕまでトルクが増大して始めて障害物を感知でき
たものに比して、障害物をより迅速に感知できるように
なり、シャッター及び障害物同士で加えられる負荷を低
減化でき、障害物にかかる荷重を軽減できるようにな
る。

【００２７】次に、図４に示すのは、間口および高さが
小さいシャッターの上昇時及び下降時のトルク−開閉位
置特性を示す図である。このシャッターも、前記同様に
巻取りシャフト２にバランスバネが設けられる。図示の
ように、小さいシャッターでは、バランスバネによるバ
ランスが有効に働き、上昇時及び下降時でのトルク変動
がいずれも大きいシャッターに比して、より小さな範囲
に収められている。対応して上昇用の設定トルク値Ｕ及
び下降用の設定トルク値Ｄについても、このトルク特性
Ｔｕ，Ｔｄの最大トルク値Ｔｕmax ，Ｔｄmax の近傍ま
で低く設定するだけで、同様に高感度な負荷感知を行え
る。

【００２８】そして、シャッターの大きさに違いがあっ
ても、同一の開閉制御部６を用いることができ、単に設
定部８，９での上昇用及び下降用の設定トルク値Ｕ，Ｄ
の設定値を可変するだけでいずれのシャッターにも適用
できるようになる。

【００２９】これら上昇用の設定トルク値Ｕ及び下降用
の設定トルク値Ｄは、設定部８，９に単一の値をそれぞ
れ設定し、図示しない調整ボリュームの操作を受けて処
理手段７側で設定変更できる構成とする他、予め設定部
８，９に複数段階の値Ｕ１〜Ｕｎ，Ｄ１〜Ｄｎをテーブ
ル形式で設定しておき、出荷時や保守時等に最適な値の
設定トルク値をＤＩＰスイッチで選択設定する構成とし
てもよい。

【００３０】

【発明の効果】本発明のシャッター開閉装置によれば、
上昇時と下降時で異なるトルク特性を有するシャッター
について、シャッター上昇時と下降時の設定トルク値を
個別に設定し、この設定値を超えたとき障害物であると
判断する構成であるため、これら昇降時いずれについて
も障害物感知を高感度に行え、シャッター開閉を速やか
に安全制御できるようになる。そして、昇降の各設定ト
ルク値をそれぞれの最大トルク値よりやや高いトルク値
に設定しておくことにより、昇降時いずれであってもシ
ャッターの摩擦力等を障害物として誤感知することな
く、障害物接触を高感度化できるようになる。また、シ
ャッターの大きさ別に設定トルク値を複数有していれ
ば、出荷時や施工時にこの用意された設定トルク値のう
ち設置するシャッターの大きさに適合した設定トルク値
を用意に選択設定できるようになる。さらに、開閉機の
トルク検出は開閉機の回転数を検出することで行え、こ
の検出回転数を設定回転数と比較する構成によっても同
様に障害物を高感度に感知できる。また、開閉機のトル
ク検出は開閉機をＤＣモータで構成した場合、供給電流
値を検出することで行え、この検出電流値を設定電流値
と比較する構成によっても同様に障害物を高感度に感知
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のシャッター開閉装置の全体構成を示す
図。

【図２】開閉機のトルク−回転数の特性図。

【図３】大きいシャッターの開閉時のトルク−開閉位置
特性を示す図。

【図４】小さいシャッターの開閉時のトルク−開閉位置
特性を示す図。

【符号の説明】

１…スラットカーテン、２…巻取りシャフト、４…減速
機、５…開閉機、６…開閉制御手段、７…処理手段、
８，９…設定部、１０ａ〜１０ｃ…Ｉ／Ｆ、１１…操作
部、１２…トルク検出手段（Ｐ・Ｇ）。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シャッターを昇降駆動する開閉機に加わ
   るトルク値を検出して検出トルク値を出力するトルク検
   出手段と、 前記シャッターの上昇時及び下降時における障害物感知
   用の設定トルク値がそれぞれ設定される第１，第２の設
   定部と、 前記シャッター上昇時には、前記トルク検出手段から出
   力された検出トルク値と前記第１の設定部に設定された
   設定トルク値との比較を行い、前記シャッター下降時に
   は、前記トルク検出手段から出力された検出トルク値と
   前記第２の設定部に設定された設定トルク値との比較を
   行い、いずれの場合であっても検出トルク値が対応する
   昇降方向の設定トルク値を超えたとき障害物への接触で
   あると判断し、シャッター開閉を安全制御する処理手段
   と、を備えたことを特徴とするシャッター開閉装置。
2. 【請求項２】 前記シャッターは、スラットカーテンの
   巻取り部にバランスバネが設けられ、スラットカーテン
   の重量のバランスが取られたバランス式シャッターで構
   成され、 前記第１，第２の設定部に設定される設定トルク値は、
   前記バランス式シャッターの上昇時および下降時にそれ
   ぞれ生じる最大トルク値よりやや高いトルク値が設定さ
   れる請求項１記載のシャッター開閉装置。
3. 【請求項３】 前記第１，第２の設定部には、予め複数
   の前記バランス式シャッターの大きさ別の最大トルク値
   に対応する複数の設定トルク値が格納されており、設置
   される大きさのシャッターに対応する設定トルク値が選
   択設定される構成とされた請求項２記載のシャッター開
   閉装置。
4. 【請求項４】 前記トルク検出手段は、開閉機のトルク
   に比例して変化する検出回転数を出力し、 前記第１，第２の設定部には、設定トルク値に対応する
   設定回転数が設定され、 前記処理手段は検出回転数が設定回転数を超えたとき障
   害物の接触を判断する構成とされた請求項１記載のシャ
   ッター開閉装置。
5. 【請求項５】 前記開閉機はＤＣモータで構成され、 前記トルク検出手段は、開閉機のトルクに比例して変化
   する検出電流値を出力する電流監視部で構成され、 前記第１，第２の設定部には、設定トルク値に対応する
   設定電流値が設定され、 前記処理手段は、検出電流値が設定電流値を超えたとき
   障害物の接触を判断する構成とされた請求項１記載のシ
   ャッター開閉装置。