JP2001231282A - 開閉体制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 開閉体の移動時に息継ぎ動作が発生せず、円
滑に移動させることができること。 【解決手段】 移動状態検出手段５は、ＤＣモータＭの
回転数を検出する。シャッターの移動時、制御手段２
は、ＤＣモータＭの回転数の変化に基づきＤＣモータＭ
が一定な回転速度となるよう供給電力を増減させ駆動制
御する。これにより、開閉体移動時にＤＣモータＭを一
定速度で回転でき開閉体の息継ぎ動作等の発生を防止し
円滑に移動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動シャッター等
の開閉体の移動を制御する開閉体制御装置に係り、特
に、開閉体を円滑に移動させる開閉体制御装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】開閉機を駆動させ、シャッターを開ある
いは閉方向に移動させる際、この開閉機に加わるトルク
はシャッターの移動位置によって変動する。シャッター
には、移動中に開閉機に加わるトルクをほぼ一定に保つ
べく、巻き取り機構部にコイルバネなどの平衡バネが取
り付けられたものがあるが、この平衡バネを取り付けた
構成時においては大幅なトルク変動を抑制できるように
なる。反面、シャッター移動時には開放、あるいは閉鎖
いずれかを実行している期間中、シャッターの移動位置
が順次変化することにより、開閉機の回転方向に対して
抗する方向の負荷（プラス負荷）と、開閉機の回転方向
に順して開閉機を回す方向の負荷（マイナス負荷）がい
ずれも現れる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、シャッ
タの移動中に開閉機に対して負荷が加わると、開閉機は
印加トルクに対して回転速度が変動するため、シャッタ
ー移動時にシャッターカーテンが一時的に止まったり微
動して降下するなどの息継ぎ動作が発生しやすかった。
特に、開閉機にＤＣ（直流）モータを使用した場合、こ
のＤＣモータの特性、即ちトルクと回転速度が反比例す
る関係により、上記息継ぎ動作が発生しやすい傾向があ
った。上記説明では、平衡バネ取り付け時の課題を説明
したが、この平衡バネを取り付けないタイプではシャッ
タの下降移動時に同様な息継ぎ動作が発生しやすかっ
た。

【０００４】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、開閉体の移動時に開閉体に息継ぎ動作
が発生せず、円滑に移動させることができる開閉体制御
装置を提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の開閉体制御装置は、請求項１記載のよう
に、開閉体を移動させる開閉機と、前記開閉機による開
閉体の移動状態を検出する移動状態検出手段と、開閉体
の移動時に前記移動状態検出手段の検出によって前記開
閉体の移動速度の変化に基づき開閉体の速度変動を打ち
消すよう駆動制御する制御手段と、を備えたことを特徴
とする。

【０００６】また、請求項２記載のように、前記移動状
態検出手段は、前記開閉機の回転数を検出し、前記制御
手段は、前記開閉機の回転速度が低下すると該開閉機の
回転数が一定速度となるよう前記開閉機を駆動制御する
構成としても良い。

【０００７】また、請求項３記載のように、前記制御手
段は、前記開閉機の回転速度が増加すると該開閉機の回
転数が一定速度となるよう前記開閉機を駆動制御する構
成にもできる。

【０００８】また、請求項４記載のように、前記開閉機
の回転を制動するブレーキを備え、前記制御手段は、前
記開閉機の回転速度が増加すると該開閉機の回転数が一
定速度となるよう前記開閉機を駆動制御し、かつ前記ブ
レーキを作動させる構成にもできる。

【０００９】また、請求項５記載のように、前記開閉機
として用いられるＤＣモータと、前記ＤＣモータの端子
間を短絡させる接点とを備え、前記制御手段は、前記開
閉機の回転速度が増加すると前記短絡手段を短絡制御す
る構成としても良い。

【００１０】また、請求項６記載のように、前記移動状
態検出手段は、前記開閉体の移動時の移動速度を検出
し、前記制御手段は、前記開閉体の移動速度が低下ある
いは増加するいずれにおいても該開閉体の移動速度が一
定速度となるよう前記開閉機を駆動制御する構成として
も良い。

【００１１】また、請求項７記載のように、前記制御手
段は、開閉体を急速に停止させる予め定めた事象の発生
時、停止状態からの移動開始時、開閉体の速度変動を抑
制するに困難な移動位置、の少なくとも何れかにおいて
は、前記開閉体の速度変動を許容する構成としても良
い。

【００１２】上記構成によれば、移動状態検出手段５は
開閉体移動時における開閉機Ｍの回転数を検出し、制御
手段２は開閉機Ｍの回転数の変化に基づき開閉機Ｍが速
度変動しないよう駆動制御する。これにより、開閉機Ｍ
を一定速度で駆動でき開閉体を息継ぎ動作なく円滑に移
動できるようになる。

【００１３】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）図１は、本発明
の開閉体制御装置の構成を示すブロック図である。この
実施形態では、開閉体として上下に昇降移動するシャッ
ターを例に説明する。装置は大略してモータ部１と、制
御手段２で構成されている。モータ部１のモータ（開閉
機）ＭにはＤＣモータが用いられる。開閉機Ｍは、移動
状態検出手段５によって回転数が検出される。この移動
状態検出手段５は、ホールＩＣが用いられ、回転数に対
応したパルス信号を回転数情報として出力する。

【００１４】制御手段２は、マイクロプロセッサ等の処
理手段（ＣＰＵ）１０と、モータ駆動 手段１１で構成
されている。ＣＰＵ１０には、シャッターの開、閉、停
止等を操作する操作手段１５の操作信号、及び移動状態
検出手段５から回転数情報が入力され、シャッターを移
動させる際に開閉機Ｍの回転数が一定となるよう制御信
号をモータ駆動手段１１に出力する。

【００１５】モータ駆動手段１１は、いわゆるモータド
ライバ回路であり、ＣＰＵ１０からの移動の制御信号に
対応した駆動信号を開閉機Ｍに出力する。この駆動はＰ
ＷＭ制御によって行われ、開閉機Ｍに供給するパルス幅
を可変して速度を可変させるようになっている。なお、
電源回路１３は、外部からの電源（ＡＣ１００Ｖ）に基
づき、制御手段２の各部に動作用電源を供給する。

【００１６】次に、図２は本発明の制御動作を説明する
フローチャートである。シャッターを移動すべく操作手
段１５を操作すると、ＣＰＵ１０は開閉機Ｍを同操作方
向に回転駆動する。これにより、シャッターカーテンは
同方向に移動し始める。この際、ＣＰＵ１０は移動状態
検出手段５からの回転数情報に基づき、開閉機Ｍの回転
数を監視する（Ｓ１）。監視の結果、プラス負荷増大で
開閉機Ｍの回転数が低下したと判断した場合には（Ｓ２
−はい）、ＣＰＵ１０は開閉機Ｍへの供給電力を増大さ
せ回転数を一定に保つ制御を行う（Ｓ３）。具体的に
は、モータ速度制御手段１１によるＰＷＭ制御のパルス
幅を少しずつ広げ、移動状態検出手段５が一定な回転数
を検出できるよう制御する。

【００１７】一方、マイナス負荷増大で開閉機Ｍの回転
数が増加した場合には（Ｓ２−いいえ、Ｓ４−はい）、
ＣＰＵ１０は開閉機Ｍへの供給電力を減少させ回転数を
一定に保つ制御を行う（Ｓ５）。即ち、モータ速度制御
手段１１によるＰＷＭ制御のパルス幅を少しずつ狭め、
移動状態検出手段５が一定な回転数を検出できるよう制
御する。

【００１８】上記Ｓ３，Ｓ５における開閉機Ｍの回転数
制御はＰＷＭのパルス幅を少しずつ広げあるいは狭めて
Ｓ１に復帰するループで継続的に監視することにより、
開閉機Ｍの回転数を速度変動無く一定に保つものであ
る。上記制御により、シャッターカーテン移動時に開閉
機Ｍに対してプラス負荷、及びマイナス負荷のいずれが
加わっても、常に開閉機Ｍの回転数を一定にしてシャッ
ターカーテンを円滑に移動させることができる。上記作
用は、開方向、及び閉方向のいずれについても同様に働
く。なお、移動状態検出手段５は、開閉機Ｍの回転数を
検出する構成としたが、これに限らず、開閉機Ｍが連結
されるシャッターカーテンの巻き取り軸の回転数を検出
する構成とすることもできる。

【００１９】（第２実施形態）次に、本発明の第２実施
形態を説明する。第１実施形態では、開閉機Ｍに供給す
る電力を可変して回転数を一定にする制御を行ったが、
これに限らない。第２実施形態は、シャッター移動時に
マイナス負荷が増大した場合の制御の変形例を説明す
る。図１に示すように、開閉機Ｍ部分にブレーキＢＣを
設ける構成とする。このブレーキＢＣは、シャッターカ
ーテンに連結された開閉機Ｍの回転軸を制動するもので
ある。

【００２０】そして、ＣＰＵ１０は、回転数の増大によ
りマイナス負荷の増大と判断された時には（図２のＳ４
ーはい）、開閉機Ｍへの供給電力を減少させ回転数を一
定に保つ制御を行うとともに、ブレーキＢＣを作動させ
て、移動状態検出手段５が一定な回転数を検出できるよ
う制御する。

【００２１】上記構成の変形例としては、開閉機Ｍとし
てＤＣモータを用いる構成の場合、このＤＣモータの端
子間にリレー接点を並列に設ける構成とし、マイナス負
荷増大時にＣＰＵ１０がこのリレー接点を一時的に短絡
させ、ＤＣモータの回転を制動させる構成としても良
い。

【００２２】（第３実施形態）次に、本発明の第３実施
形態を説明する。第３実施形態では、移動状態検出手段
５がシャッターカーテン自体の移動を検出する構成であ
る。例えば、移動状態検出手段５としてのホールＩＣ
を、ガイドレール、あるいはシャッターケース内の適宜
の位置にてシャッターカーテンに対向配置し、シャッタ
ーカーテンを構成するスラット同士の連結部（突起状の
段差）を検出する。あるいは、シャッターカーテンの昇
降方向に沿って検出用の磁気片を複数等間隔に配設し検
出する。また、同様に光反射片を複数等間隔に配設し光
センサで検出する。などの構成がある。

【００２３】上記構成によれば、移動状態検出手段５
は、シャッターカーテン自体の移動状態を検出すること
ができ、ＣＰＵ１０はシャッター移動時にシャッターカ
ーテンの移動速度を一定化できるようになる。即ち、第
１，第２実施形態においては、開閉機Ｍの回転速度が一
定であっても巻き取り部でシャッターカーテンを巻き取
り動作するに伴い巻き径が変化し、これに対応してシャ
ッターカーテンの移動速度は一定ではなく変化すること
になるが、この第３実施形態によれば、シャッターカー
テンの移動速度そのものを一定速度にすることができる
ようになる。

【００２４】（第４実施形態）上記各実施形態では、開
閉体移動時の速度変動を滑らかにする構成について説明
したが、シャッター等の開閉体では移動時の速度変動を
急激に変化させる構成とする場合がある。第４実施形態
では、所望する事象の発生時には速度変動させる構成に
ついて説明する。

【００２５】・例１ 開閉体の停止操作指示、障害物感知時、全閉時等の事象
発生時には開閉体の移動を急速に速度低下させて停止さ
せる構成とする。これらは少なくともいずれか一つある
いは複数が予め停止制御の対象として設定しておく。具
体的には、制御手段２は操作手段１５から停止の操作信
号を受けたときにはシャッターが急速に速度低下するよ
う開閉機Ｍを急速に停止制御する。また、シャッターに
障害物感知手段を設ける。例えば、シャッターの座板を
移動可能に構成し、座板への障害物接触時座板に設けら
れた送信部が無線で受信部に感知信号を送信する構成と
する。受信部は感知信号を制御手段２に出力し、制御手
段２は、感知信号の入力時にシャッターが急速に速度低
下するよう開閉機Ｍを急速に停止制御する。これら急速
な停止制御は、開閉機Ｍへの供給電力を減少させる他、
ブレーキＢＣの作動、あるいは開閉機ＭにＤＣモータを
用いた場合、端子間を短絡させる等の動作を適宜組み合
わせる。

【００２６】・例２ シャッターが停止状態から移動（上昇あるいは下降）開
始する際、開閉機Ｍの定常速度に達する間での間は、速
度を急速に増加させる。具体的には、シャッターが停止
状態にあり、操作手段１５から開放、あるいは閉鎖の操
作信号を受けたときにはシャッターが急速に速度増加す
るよう開閉機Ｍの回転速度が定常速度に達するまで急速
に増加させる制御を行う。この速度増加の制御時、移動
状態検出手段５は開閉機Ｍの回転数、あるいはシャッタ
ーの移動速度を検出し制御手段２はシャッターの移動速
度が急激に増加するよう、開閉機Ｍへの供給電力を増大
させる制御を行う。

【００２７】・例３ シャッターの上限位置から所定距離下方位置までの所定
距離範囲、下限位置から所定距離上方位置までの所定距
離範囲は、前記各実施形態で説明したシャッターの円滑
な移動の制御を不実行にする。即ち、シャッターの下限
位置近傍、及び上限位置近傍は、シャッターの原理上、
いずれも移動速度が変動しやすい箇所となっている。こ
れら速度変動が生じやすい箇所では、シャッターの移動
速度が変動することを許容する構成にしても良い。な
お、上記各所定距離範囲は、開閉機Ｍの回転数に連動す
るリミットスイッチや、シャッターの移動位置を直接検
出するセンサ等の検知信号を制御手段２に入力させれば
よい。

【００２８】上記説明した障害物感知手段は、他の構成
例として、開閉機をＤＣモータで構成した場合、移動状
態検出手段５はこの開閉機に流れる電流値を検出する構
成とする。そして、制御手段２は開閉機に流れる電流値
が障害物接触に対応して予め定めた電流値まで増加した
とき障害物接触による負荷が加わったものと判断する。
この他、移動状態検出手段５は開閉機Ｍの回転速度を検
出し、速度変動を打ち消すよう制御しているにもかかわ
らず回転速度が障害物接触に対応して予め定めた回転数
まで低下したとき障害物接触であると検出し検出信号を
制御手段２に出力する。

【００２９】上記説明したシャッターは、複数のスラッ
ト同士が連結されてシャッターカーテンを構成してお
り、この連結部が突起状に形成されている。したがっ
て、シャッター移動時にシャッターカーテンの巻き径は
一時的に変化する。そして、特にシャッターカーテンの
降下時（シャッターカーテンが重力方向に移動している
とき）にこの連結部を通過する前後でシャッターの移動
速度が速度変動することがある。しかしながら、上記各
実施形態によれば、連結部を通過する際において生じる
開閉機Ｍの回転速度、あるいはシャッターカーテンの移
動速度を検出して速度変動を打ち消すよう駆動制御する
シャッターカーテンを息継ぎ無く円滑に移動させること
ができるようになる。

【００３０】以上説明した各実施形態では、開閉体とし
て昇降移動するシャッターを例に説明したが、これに限
らず、スライディングドアや、横開きのドア、門扉など
移動方向は、上下左右等任意であるが、移動時に開閉機
に速度変動を生じさせる構成の開閉体に適用して同様の
作用効果を得ることができる。また、開閉機ＭとしてＤ
Ｃモータを例に説明したが、これに限らず誘導モータを
使用した構成であっても同様の作用効果を得る事ができ
る。

【００３１】

【発明の効果】本発明請求項１によれば、開閉体移動時
に開閉機の速度変動に基づき開閉体の移動状態が一定と
なり開閉機に速度変動が生じないよう駆動制御するた
め、息継ぎ動作等の発生を防止して開閉体を円滑に移動
できるようになる。また、請求項２のように、開閉機の
回転数を検出する構成とすれば、回転数が低下した時に
は開閉機の回転数が一定となるよう駆動制御することが
できるようになる。一方、請求項３によれば、回転数が
増加した時であっても開閉機の回転数が一定となるよう
駆動制御することができるようになる。また、請求項４
によれば、開閉機の回転数が増加した時にブレーキを作
動させて開閉機の回転数を一定化させることができるよ
うになる。また、請求項５のように、ＤＣモータ使用時
には、ブレーキに代えてＤＣモータ端子間を短絡させる
構成として上記同様の効果を得ることができる。特にＤ
Ｃモータは、トルクと回転速度が反比例する特性から開
閉体を安定して移動させることが難しかったが、この構
成によればこれを解決し安価なＤＣモータを用いた装置
を提供できるようになる。また、本発明は請求項６記載
のように、開閉体そのものの移動速度を検出して移動時
の移動速度を一定にすることもできるものである。ま
た、請求項７記載のように、開閉体の移動変動抑制のた
めの制御は予め定めた所定の事象の発生時や、開閉体の
移動開始時、速度変動の抑制が困難な移動位置において
は、制御を解除し速度変動を許容する構成にもでき、こ
れにより不必要な制御及び該制御に伴った新たな問題の
発生を未然に防止できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の開閉体制御装置の実施の形態を示すブ
ロック図。

【図２】同装置の制御処理内容を示すフローチャート。

【符号の説明】

１…モータ部、２…制御手段、５…移動状態検出手段、
１０…処理手段（ＣＰＵ）、１１…モータ速度制御手
段、１３…電源回路、ＢＣ…ブレーキ、Ｍ…開閉機。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大館 一樹 東京都板橋区志村３丁目26番４号 文化シ ヤッター株式会社内 Ｆターム(参考） 2E042 AA01 CA01 CA15 CB01 CB02 CB05 CB06 CB10 CC00 CC03 CC08 CC09 DA01 5H571 AA20 CC05 EE03 FF02 GG02 HA04 HD02 JJ03 LL01 LL33 MM05

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 開閉体を移動させる開閉機と、 前記開閉機による開閉体の移動状態を検出する移動状態
   検出手段と、 開閉体の移動時に前記移動状態検出手段の検出によって
   前記開閉体の移動速度の変化に基づき開閉体の速度変動
   を打ち消すよう駆動制御する制御手段と、を備えたこと
   を特徴とする開閉体制御装置。
2. 【請求項２】 前記移動状態検出手段は、前記開閉機の
   回転数を検出し、 前記制御手段は、前記開閉機の回転速度が低下すると該
   開閉機の回転数が一定速度となるよう前記開閉機を駆動
   制御する請求項１記載の開閉体制御装置。
3. 【請求項３】 前記制御手段は、前記開閉機の回転速度
   が増加すると該開閉機の回転数が一定速度となるよう前
   記開閉機を駆動制御する請求項２記載の開閉体制御装
   置。
4. 【請求項４】 前記開閉機の回転を制動するブレーキを
   備え、 前記制御手段は、前記開閉機の回転速度が増加すると該
   開閉機の回転数が一定速度となるよう前記開閉機を駆動
   制御し、かつ前記ブレーキを作動させる請求項１記載の
   開閉体制御装置。
5. 【請求項５】 前記開閉機として用いられるＤＣモータ
   と、 前記ＤＣモータの端子間を短絡させる接点とを備え、 前記制御手段は、前記開閉機の回転速度が増加すると前
   記短絡手段を短絡制御する請求項１記載の開閉体制御装
   置。
6. 【請求項６】 前記移動状態検出手段は、前記開閉体の
   移動時の移動速度を検出し、 前記制御手段は、前記開閉体の移動速度が低下あるいは
   増加するいずれにおいても該開閉体の移動速度が一定速
   度となるよう前記開閉機を駆動制御する請求項１記載の
   開閉体制御装置。
7. 【請求項７】 前記制御手段は、開閉体を急速に停止さ
   せる予め定めた事象の発生時、停止状態からの移動開始
   時、開閉体の速度変動を抑制するに困難な移動位置、の
   少なくとも何れかにおいては、前記開閉体の速度変動を
   許容する請求項１乃至６の何れかに記載の開閉体制御装
   置。