JP2005120760A - 開閉体制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 開閉体を人等が通過する際に開閉体の開や閉の動作を、より操作し易くする。
【解決手段】 この発明は、開口部に設けられた開閉体手段の移動動作時における位置情報、速度情報及び加速度情報の少なくとも一つを検出し、その検出された検出された情報が予め設定された所定の条件に合致するか否かの判定を行い、合致した条件に対応する所定の移動動作を開閉体手段に行わせるようにしたものである。所定の動作には、アシスト動作、フリーストップ動作、障害物感知動作などがある。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ビル、工場、倉庫などの建物を含む構造物躯体の開口部に設置されるスクリーンなどの開閉部材を電動で開閉する開閉体装置の所定の動作を制御する開閉体制御装置に関する。

ビル、工場、倉庫などの建物を含む構造物躯体の開口部に設置されスクリーン、シャッター、ドアなどの開閉体装置には、その開閉動作を電動で行う電動スクリーン、電動シャッター、電動ドアなどが使用されることが多い。開閉動作を電動で行う電動スクリーンについては、特許文献１に記載されるようなものがある。
特開平１０−１６５５３０号公報

従来のように電動で開閉部材の開閉動作を行うものは、その動作を制御するための有線式の操作スイッチ（ＰＢＳ）などを備え、屋外の開口部の端部付近に設置される場合が多い。従って、開閉動作の度にＰＢＳを操作しなければならない。例えば、倉庫や保冷庫、保温庫などでは、通常は保温などのために開閉体装置は全閉状態にあり、人や車などが通過するときに、全開状態にしたり又は所定範囲を開状態にしたりする必要がある。このような場合に、一々ＰＢＳを操作していては、面倒なこともある。さらに、人や車などが通過した後は内部の保温状態を維持するために全閉状態とするのが好ましい場合がある。特に、車両を運転しながら通過する場合には、開閉部材の直前でＰＢＳを操作し、通過後にもＰＢＳを操作しなければならず、面倒なこともある。

本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、開閉体を人等が通過する際に開閉体の開や閉の動作を、より操作し易くすることのできる開閉体制御装置を提供することにある。

請求項１に係る開閉体制御装置は、開口部に設けられた開閉体手段と、前記開閉体手段の移動動作時における位置情報、速度情報及び加速度情報の少なくとも一つを検出する情報検出手段と、前記情報検出手段によって検出された前記位置情報、前記速度情報及び前記加速度情報の少なくとも一つが複数の所定の条件の中のいずれか一つに合致する場合に、その合致した条件に対応する所定の移動動作を前記開閉体手段に行わせる制御手段とを備えたものである。情報検出手段は、開閉体装置が例えばスクリーン装置などのようにシート体などを巻き取る方式の場合には、その巻取りドラムなどの回転部にパルスエンコーダなどを取り付け、その巻取りドラムの回転位置、回転速度、回転加速度を検出することによってシート体の移動位置、移動速度、移動加速度などの情報を検出するものである。開閉体手段が人手によって開方向に移動されたり、開方向に移動された後に直ぐに逆の閉方向に移動されたり、また開閉体手段が自重降下時に障害物に接触した場合などに、この情報検出手段からはその時の開閉体手段の動作に対応した移動位置、移動速度、移動加速度などの情報が検出されるので、この情報が所定の条件に合致するか否かの判定を行うことによって、前述のどの動作が発生したのかを判定することができる。制御手段は、この判定結果に応じて開閉体手段の移動動作を制御する。例えば、操作者が手動で開閉体手段を開方向へ移動した場合、そのときの開閉体手段の移動位置、速度、加速度などが所定の条件に合致していると判断した場合には、開閉機を動作させて開閉体手段を開方向に移動させ、所定位置（例えば全開位置）に到達した時点で開閉体手段の動作を停止するという動作を行う。このように操作者が若干の開放方向への力、例えば上向きの力を開閉体手段に与えるだけで開閉体手段が開放するようになるので、操作者は容易に開口部を通過することができるようになる。なお、移動動作時の移動位置、速度、加速度の全てに対して所定の条件を設定するものではなく、移動位置と速度、移動位置と加速度などのように特定の情報に基づいて条件を設定するようにしてもよい。移動位置等の検出は、開閉機やモータ等の駆動機構の回転部で行ってもよい。ただし、人手等により開閉体が移動された場合に、この回転部が回転するように構成されていることが必要となる。他の手段としては、ガイドレールに均一等の所定間隔でセンサ等を設けて光線の切断、次回の変化等に基づいてその移動位置等を検出するようにしてもよい。

請求項２に係る開閉体制御装置は、請求項１において、前記所定の移動動作が、アシスト動作であることを特徴とするものである。ここでのアシスト動作とは、所定の閉鎖状態にある開閉体手段が手動等の他から加えられた所定の力により所定距離だけ開放方向に移動された場合に、その後は開閉体手段を自動的に所定位置まで又は所定距離や所定時間分だけ開放方向に移動して停止することである。この動作に加えて、前述の停止状態を所定時間維持した後に再び例えば全閉状態等の所定の閉鎖状態に復帰するようにしてもよい。なお、前述の停止させる位置を全開位置にしてもよい。ところで、前述の説明においては所定距離等開放方向に移動された場合であったが、所定の開放状態（換言すれば所定の閉鎖状態でもある）にある開閉体手段が手動等の他から加えられた所定の力により所定距離だけ閉鎖方向に移動された場合に、その後は開閉体手段を自動的に所定位置までまたは所定距離や所定時間分だけ閉鎖方向に移動して停止することとしても、さらに、所定時間経過後に再び例えば全開状態等の所定の開放状態に復帰するようにしてもよい。勿論、開放方向と閉鎖方向両方について前述の動作を同様に行うことにしてもよい。

請求項３に係る開閉体制御装置は、請求項１において、前記所定の移動動作が、フリーストップ動作であることを特徴とするものである。ここでのフリーストップ動作とは、停止状態（全閉・全開状態を含む）にある開閉体手段が手動で開放方向又は閉方向に移動され、その移動後にその移動方向とは逆方向に所定距離だけ移動された場合に、開閉体手段をその逆方向に移動された位置で停止状態とするような一連の動作のことである。

請求項４に係る開閉体制御装置は、請求項１において、前記所定の移動動作は、障害物感知動作であることを特徴とするものである。ここでの障害物感知動作とは、人や障害物が閉鎖中の開閉体手段に当接した場合に、開閉体手段を反転動作させて所定距離又は所定時間だけ開放方向に移動させるような一連の動作のことである。なお、反転動作することなくその当接した位置で停止状態にしてもよい。障害物感知動作を行いかつ障害物感知時に所定距離又は所定時間だけ開放方向に移動させる場合においては、アシスト動作で開放方向に移動する際の移動量は障害物感知動作における開放方向への移動量よりも多くすることが好ましい。これは、障害物感知動作では障害物に与える影響を極力少なくするために開放量を確保すれば良いのに対して、アシスト動作の場合には人等の通過を容易にする分の開放量を確保することを目的の一つとしているからである。

本発明の開閉体制御装置によれば、開閉体を人等が通過する際に開閉体の開や閉の動作を、より操作し易くすることができるという効果がある。

以下添付図面に従って本発明に係る開閉体制御装置の好ましい実施の形態について説明する。この実施の形態では開閉体手段として上下に開閉制御されるスクリーン装置を例に説明する。図１は、本発明の開閉体制御装置の概略構成を示す図である。図２は、図１の側面図である。

このスクリーン装置は、建物の開口部に設けられるものであり、基本的にスクリーンボックス１１、シート体１２、ガイドレール１３，１４、モータ１５、開閉体制御装置１６などから構成される。

ガイドレール１３，１４は、シート体１２の両端部に接するように建物の開口部の左右両端側に設けられ、開口部上端から床面まで掛け渡された断面形状が略コの字型の案内溝を有する金属製部材で構成されている。また、開口部の上框体等の上側壁部には左右のガイドレール１３の上端部のそれぞれ挿入されたスクリーンボックス１１が設けられている。このスクリーンボックス１１の下端部には左右のガイドレール１３の案内溝にそれぞれ連通して開口した左右方向の案内溝を有している。

また、スクリーンボックス１１内には左右方向の巻取ドラム１７を有する巻取シャフト１８が回転自在に図示していない両端ブラケットに設けられており、シート体１２を巻き取ったり巻き戻したりする。巻取りシャフト１８には、以下のような弾性部材（具体的には戻しコイルばね）が設けられている。この弾性部材には、シャッターカーテンの下方への繰り出し時には巻取シャフトの回転によって戻し弾勢力が蓄圧される。弾性部材の戻し弾性力による巻取シャフト回りのトルクは、シャッターカーテン（座板等をを含む）の自重に基づく下方への閉鎖移動力による巻取シャフト回りのトルクよりも小さくなっていることが必要である。また、弾性部材の戻し弾性力による巻取シャフト回りのトルクは、シャッターカーテンの自重から座板等の閉鎖方向先端部の重量のうちの少なくとも一部を差し引いた自重に基づく下方への閉鎖移動力による巻取シャフト回りのトルクよりも大きく設定されていることが必要である。例えば、鉄製のスラットカーテンのような比較的重い材料の場合よりも、シャッターカーテンをシート体のような軽量部材とすることによって、上述のような条件を満足するようなトルクになるように弾性部材を構成することが容易となる。

上述のように弾性部材の戻し弾勢力による巻取シャフト回りのトルクが構成されているので、通常は人力等を加えなければシャッターカーテン（座板等を含む）が自重で閉鎖方向に移動して全閉鎖するようになっており、若干の開放方向への力、例えば上向きの力を加えることによって比較的にアシスト動作やフリーストップ動作のためのきっかけを与えることができるようになる。また、これを契機としたアシスト動作としての開方向の移動時にも、蓄圧された弾性力を利用こることができるので開閉機の小型化が可能となり、電力消費も少なくすることができる。なお、通常の閉鎖の場合には、自重のみで良いが、この場合に開閉機を用いたとしても小型化が可能で電力消費も少なくすることができる。

このようにしてシート体１２は、このガイドレール１３，１４の各案内溝に沿って上昇下降し、開口部の開閉動作を行う。ここでの開閉動作は、手動中心で行い、アシスト動作やブレーキ拘束（や解除）等のある特別な場合にのみ電力や開閉機等を使用する場合を含む概念である。チェーン１９は、モータ１５の回転軸に設けられた主動スプロケット２０と巻取りシャフト１８の回転軸に設けられた従動スプロケット２１とを連結している。従って、モータ１５の回転駆動力は、主動スプロケット２０、チェーン１９、従動スプロケット２１を介して巻取りシャフト１８側に伝達され、モータ１５が回転すると、巻取りシャフト１８も回転し、シート体１２の開閉動作が制御されるようになっている。

巻取ドラム１７には開口部を遮蔽する昇降自在のシート体１２の一端部（上端部）が固着されて巻き付けられ、このシート体１２は巻取ドラム１７の巻き戻しにより左右のガイドレール１３に案内されて下降され開口部を閉じるようになっている。シート体１２はガラスクロス、シリカクロス等からなる一枚仕立ての難燃性布地等にてシート状に形成されている。シート体１２の下端部にはこのシート体１２の下降時に開口部の床面に着座するシート体１２の幅と略同じ長さの着座体１２１が一体に取り付けられている。この着座体１２１は断面矩形状に形成され、その下面部が床面に接地する水平状の接地面を有している。巻取りドラム１７内には、シート本体１２を巻取るために巻取ドラム１７に付勢力を与える巻取り弾機が巻取りシャフト１８に外嵌する状態で介装されている。従って、シート本体１２は、通常の状態では、着座体１２１の重量によって閉鎖方向に付勢され、自重で閉鎖するようになっており、着座体１２１が人手によって持ち上げられたりした場合には、巻取り弾機によって巻取ドラム１７に巻き取られるようになっている。

開閉体制御装置１６は、マイクロコンピュータ構成になっており、図示していない電源ラインＡＣを介して電力が供給されている。開閉体制御装置１６は、図示していない操作スイッチ上の各操作ボタンの操作状態に対応した制御信号に基づいてモータ１５の回転を制御することも可能であるが、この実施の形態では、モータ１５に設けられた回転検出器２２からの信号に基づいて、シート体１２の開口部における移動位置や移動状態を検出し、それに基づいてモータ１５を駆動して、シート体１２の開閉動作を制御するようにしたものである。この実施の形態では、回転検出器２２は、パルス発生型のロータリーエンコーダで構成される。発生型のロータリーエンコーダを用いた場合、モータ１５の回転位置や巻取りシャフト１８や着座体１２１の開口部における位置などはパルスの発生状況に基づいて演算にて求めることになる。なお、回転検出器２２として、モータ１５の絶対的な回転位置、すなわち、巻取りシャフト１８や着座体１２１の開口部における絶対的な位置を検出することのできるアブソリュート型のエンコーダを用いてもよい。

次に、本発明の開閉体制御装置の動作例を図３のフローチャートを用いて説明する。
［ステップＳ３１］
回転検出器２２からパルスが発生しているか否かを判定し、発生している（ｙｅｓ）場合には、ステップＳ３２に進み、発生していない（ｎｏ）場合にはリターンして、このステップの処理を繰り返し実行する。
［ステップＳ３２］
回転検出器２２からのパルス発生頻度を把握し、それを記憶する。

［ステップＳ３３］
前のステップで記憶された回転検出器２２から出力されたパルスの発生頻度に基づいて、開口部におけるシート体１２の位置や移動時の速度、加速度などの移動状態を把握する。
［ステップＳ３４］
前のステップＳ３３で把握されたシート体１２の位置、移動時の速度、加速度などが所定の条件に合致するか否かの判定を行い、合致する（ｙｅｓ）場合は次のステップＳ３５に進み、そうでない（ｎｏ）場合はステップＳ３１にリターンする。

［ステップＳ３５］
前のステップＳ３４の条件に基づいて、次の処理を振り分ける。アシスト機能の条件に合致した場合にはステップＳ３６に、フリーストップ機能の条件に合致した場合にはステップＳ４１に、障害物感知機能の条件に合致した場合にはステップＳ４５に、それぞれ進む。ステップＳ３６からステップＳ３９までの処理は、アシスト機能の条件に合致した場合に実行される一連の処理である。ステップＳ４０からステップＳ４３までの処理は、フリーストップ機能の条件に合致した場合に実行される一連の処理である。ステップＳ４４からステップＳ４６までの処理は、障害物感知機能の条件に合致した場合に実行される一連の処理である。

ここで、アシスト機能とは、図４（Ａ）のように閉鎖状態にあるシート体１２が人手によって、図４（Ｂ）のように所定距離だけ開放方向に移動された場合に、その後はシート体１２が図４（Ｃ）から図４（Ｄ）のように自動的に全開状態になり、図４（Ｄ）の全開状態で一旦停止した後に、図４（Ｅ），（Ｆ）を経て図４（Ａ）のような全閉状態に復帰するような一連の動作のことである。ここでは、シート体１２の位置が全閉状態から開方向に所定距離だけ、所定の速度で移動した場合に、アシスト機能の条件に合致したものと判定される。

フリーストップ機能とは、図５（Ａ）のように停止状態（図では閉鎖状態）にあるシート体１２が人手によって、図５（Ｂ）のように開放方向に移動されたシート体１２が開放方向とは逆方向である閉鎖方向に所定距離だけ移動された場合に、図５（Ｃ）のようにその後はシート体１２をその逆方向に移動された位置でシート体１２を停止状態とするような一連の動作のことである。ここでは、シート体１２が開方向の途中で逆方向（閉方向）に反転移動した場合に、フリーストップ機能の条件に合致したものと判定される。なお、停止状態（全開を含む）にあるシート体１２が閉鎖方向に移動されて、その後に閉鎖方向とは逆方向である開放方向に所定距離だけ移動された場合にも同様に停止状態としてもよい。

障害物感知機能とは、人や障害物が閉鎖中のシート体１２の着座体１２１に当接した場合に、シート体１２を反転動作させて所定距離又は所定時間だけ開放方向に移動させるような一連の動作のことである。ここでは、シート体１２が閉方向へ移動中にその途中で停止した場合に、障害物感知器機能の条件に合致したのものと判定される。

［ステップＳ３６］
図４（Ａ）のような全閉状態から人手によって図４（Ｂ）のようにシート体１２が開方向に移動されたので、前のステップＳ３５でアシスト機能の条件に合致したと判断される。従って、モータ１５が駆動され、図４（Ｂ）の状態からモータ１５の駆動力によってシート体１２が開方向に移動されて、図４（Ｃ）を経て、図４（Ｄ）のように全開状態となる。

［ステップＳ３７］
図４（Ｄ）のような全開状態を維持するために、所定時間が経過するまで待機する。
［ステップＳ３８］
所定時間が経過したので、ブレーキを解放する。

［ステップＳ３９］
ブレーキの解放によって、シート体１２は自重で弾性部材である戻しコイルばねの付勢力に抗して降下するので、図４（Ｄ）の全開状態から図４（Ｅ），（Ｆ）を経て図４（Ａ）のような全閉状態となる。このときに、ステップＳ３１にリターンして、ステップＳ３１〜ステップＳ３４の処理が実行されるので、他の機能に合致しないかどうかの判定が繰り替えし実行されながら図５（Ａ）の全閉状態に復帰するようになる。

［ステップＳ４０］
図５（Ａ）のような全閉状態から人手によって図５（Ｂ）のように開方向に移動されたシート体１２が開方向とは逆方向である閉方向に所定距離だけ移動されたので、前のステップＳ３５でフリーストップ機能の条件に合致したと判断される。従って、ブレーキによってシート体１２の動作が拘束される。これによって、シート体１２は図５（Ｃ）のように逆方向に移動された位置で停止状態となる。

［ステップＳ４１］
前のステップＳ４０で停止状態にあるシート体１２が人手によって閉方向に移動されることによって、回転検出器２２からパルスが発生するので、このパルスが発生したか否かの判定を行い、パルスが発生した（ｙｅｓ）場合は次のステップＳ４２に進み、そうでない（ｎｏ）場合はパルスが発生するまで停止状態を維持するように動作する。

［ステップＳ４２］
前のステップＳ４１で回転検出器２２からパルスが発生したと判定されたので、ブレーキを解放する。
［ステップＳ４３］
ブレーキの解放によって、シート１２は自重で降下するので、ステップＳ３２にリターンして、他の機能に合致しないかどうかの判定が繰り替えし実行されながら図５（Ａ）の全閉状態に復帰するようになる。

［ステップＳ４４］
図６（Ａ）のように、開口部の床面に障害物６０が存在する場合に、全開状態から図６（Ｂ）のように閉鎖方向にシート体１２が移動し、障害物６０にシート体１２の着座体１２１が当接し、その当接位置でシート体１２の移動速度が遅くなり、その当接位置で停止することによって、前のステップＳ３５で障害物感知機能の条件に合致したと判断される。従って、ブレーキによってシート体１２の動作が拘束される。これによって、シート体１２は図６（Ｃ）のように停止状態となる。

［ステップＳ４５］
この停止状態からモータ１５を駆動して、図６（Ｂ）の状態からモータ１５の駆動力によってシート体１２を開方向に所定量又は所定時間だけ移動させて、着座体１２１が障害物へ当接する状態を回避する。
［ステップＳ４６］
図６（Ｃ）のように前のステップＳ４５で移動した後の位置で停止状態を維持するように動作し、ステップＳ４１にジャンプする。ステップＳ４１に移行した後は前述と同様に、図６（Ｃ）のように停止状態にあるシート体１２が人手によって閉方向に移動されることによって、回転検出器２２からパルスが発生したか否かの判定を行い、パルスが発生した（ｙｅｓ）場合は次のステップＳ４２に進み、そうでない（ｎｏ）場合はパルスが発生するまで停止状態を維持するそして、回転検出器２２からパルスが発生したと判定された場合に、ブレーキを解放し、シート本体１２は自重で降下するようになり、他の機能に合致しないかどうかの判定が繰り替えし実行されながら全閉状態に復帰するようになる。

なお、上述の実施の形態では、ステップＳ４６からステップＳ４１にジャンプする代わりに、ステップＳ３７にジャンプするようにしてもよい。この場合は、図６（Ｃ）のように停止状態にあるシート体１２が所定時間の経過に伴って自重降下を始めるようになる。ステップＳ４５では、開方向に移動する場合について説明したが、障害物に当接した位置で停止状態を維持するようにしてもよい。また、障害物に当接した場合に、開方向に所定量又は所定時間だけ移動した後に再び降下を開始し、そのときに再び同じ位置で障害物に当接した場合に限り、シート体１２を停止状態にするようにしてもよい。さらに、停止した状態から人手によってシート体１２が移動された場合に、その移動方向に応じて前述のようなアシスト機能による開動作又は閉動作を行うようにしても良い。上述の実施の形態では、所定時間が経過したり、パルスが発生した場合にブレーキを解放してシート体を自重で降下させるようにしたが、センサ等によって人等が通過してしまったことを検出したら、直ちに自重降下による閉鎖動作を行うようにしてもよい。

上述の実施の形態では、シート本体が上方から下降方式で繰り出される場合について説明したが、逆に上昇方式で繰り出されたりするものであっても同様に適用することができる。さらに、シャッター状の開閉部材が横引き方式で繰り出されたり、あるいは水平方式で繰り出されたりするものであっても同様に適用することができる。開閉装置としては、例えば、シャッター装置、ブラインド装置、ロールスクリーン装置、垂れ幕装置、引戸装置、移動間仕切装置、オーニング装置、防水板装置などがある。開閉体が横移動等の場合で、力を加えなければ開閉体が移動しないかあるいはほとんど移動しないならば開閉体の移動を阻止するためのブレーキは必須ではない。また、開閉を駆動するモータは、回転式のものでもリニアモータでもよい。なお、リニアモータを上下方向移動のシャッターなどに用いる場合には、例えばガイドレールに沿って設けることが好ましい。

本発明の開閉体制御装置の概略構成を示す図である。 図１の側面図である。 本発明の開閉体制御装置の動作例を示す図である。 本発明の開閉体制御装置の行うアシスト機能の動作例を示す図である。 本発明の開閉体制御装置の行うフリーストップ機能の動作例を示す図である。 本発明の開閉体制御装置の行う障害物感知機能の動作例を示す図である。

符号の説明

１１…スクリーンボックス
１２…シート体
１３，１４…ガイドレール
１５…モータ
１６…開閉体制御装置
１７…巻取ドラム
１８…巻取シャフト
１９…チェーン
２０…主動スプロケット
２１…従動スプロケット
１２１…着座体

Claims (4)

1. 開口部に設けられた開閉体手段と、
   前記開閉体手段の移動動作時における位置情報、速度情報及び加速度情報の少なくとも一つを検出する情報検出手段と、
   前記情報検出手段によって検出された前記位置情報、前記速度情報及び前記加速度情報の少なくとも一つが複数の所定の条件の中のいずれか一つに合致する場合に、その合致した条件に対応する所定の移動動作を前記開閉体手段に行わせる制御手段と
   を備えたことを特徴とする開閉体制御装置。
2. 請求項１において、前記所定の移動動作は、アシスト動作であることを特徴とする開閉体制御装置。
3. 請求項１において、前記所定の移動動作は、フリーストップ動作であることを特徴とする開閉体制御装置。
4. 請求項１において、前記所定の移動動作は、障害物感知動作であることを特徴とする開閉体制御装置。

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