JP4781761B2 - 自動復帰型自動閉鎖装置 - Google Patents

Description

本発明は、シャッター装置における自動閉鎖装置に関するものである。

従来、電動シャッターの制御装置として、いわゆる危害防止用連動中継器が知られている。危害防止用連動中継器は、火災時には、火災検知に基づいて、自動閉鎖装置を介して、シャッターカーテンを自重降下させて火災の延焼を防止し、シャッターカーテン自重降下中に障害物を検知した場合には、避難時停止装置を介して、シャッターカーテンの自重降下を停止させる。

従来の自動閉鎖装置は、通電作動型自動閉鎖装置であり、シャッターカーテンの自重降下中も通電状態が維持されており、座板スイッチ作動時に避難時停止装置によって自動閉鎖装置への通電を遮断する構造になっている。例えば、特許文献１には、自重降下シャッターに、シャッターカーテンの自重降下を制動するブレーキと、煙感知器の感知に基づき通電されてブレーキの制動解除をする自動閉鎖装置と、障害物検知をする座板スイッチと、障害物検知に基づき自動閉鎖装置に対する通電を停止して自重降下を緊急停止させるスイッチ接点とを設けたもの、が開示されている。

危害防止用連動中継器は、通常は商用電源を使用しているが、停電時には危害防止用連動中継器に内蔵したバッテリ電源からの電力供給で電動シャッターの各種制御（自動閉鎖装置によるシャッターカーテンの降下を含む）が行えるようになっている。しかし、この方法の場合、商用電源が供給されている場合や、バッテリがある条件下においては、安定作動させることが可能であるが、停電かつバッテリ消耗時においては、火災検知信号を受信しても通電によって自動閉鎖装置を作動させることができないため、「特定防火設備としての機能を果たさない」という問題があった。また、通電作動型自動閉鎖装置は、シャッターカーテンの自重降下中も通電状態が維持されているため、その分、バッテリが消耗され易いという不具合がある。
特開２０００−３４８７６

本発明は、瞬時の通電で作動して開閉機のブレーキを解放させる自動閉鎖装置を提供することを目的とする。本発明の他の目的は、瞬時の通電で解放状態のブレーキを復帰させる自動閉鎖装置を提供することにある。

本発明が採用した自動閉鎖装置は、
瞬時の通電で作動して開閉機のブレーキを解放させると共に、非通電状態でブレーキ解放状態を保持し、かつ、瞬時の通電で解放状態のブレーキを復帰させる自動閉鎖装置であって、
ロック機能を備え、ブレーキ解放信号による通電で駆動される電動モータと、
非通電時には電動モータとロックして一体で回転し、通電時には電動モータとのロックが解除されて回転可能な状態となる、無励磁式電磁ブレーキと、
ブレーキレバーを押してブレーキを解放する一方向と、ブレーキを復帰させる他方向との間で移動自在であるブレーキ解放手段と、
ブレーキ解放手段を前記他方向に移動させる復帰スプリングと、
ブレーキ解放後に当該自動閉鎖装置への通電を遮断する通電遮断手段と、
からなり、
ブレーキ解放時には、非通電状態の無励磁式電磁ブレーキがブレーキ解放信号により通電された電動モータとロックして一体で回転してブレーキ解放手段を前記一方向に移動させてブレーキを解放すると共に、前記通電遮断手段により当該自動閉鎖装置への通電が遮断され、自動閉鎖装置への通電遮断後のシャッターカーテン自重降下中には、非通電状態の電動モータのロック機能と非通電状態の無励磁式電磁ブレーキの保持力とで、自動閉鎖装置が非通電状態にありながら前記復帰スプリングのバネ力に打ち勝ってブレーキ解放状態が保持され、
ブレーキ復帰時には、ブレーキ復帰信号により無励磁式電磁ブレーキが通電状態となって、非通電状態の電動モータとのロックが解除されて回転可能な状態となり、前記復帰スプリングによって、ブレーキ解放手段を前記他方向に移動させてブレーキを復帰させる。

前記可動のブレーキ解放手段は、一つの態様では、ブレーキを解放する一方向と、ブレーキを復帰させる他方向との間で往復動自在である。可動のブレーキ解放手段には、一端をブレーキレバーに固定し、他端を電動モータで巻き取るようにした引き出し・引き込み可能なワイヤも含まれる。また、１つの態様では、ブレーキ解放後に電動モータへの通電を遮断する手段は、マイクロスイッチである。本発明では、マイクロスイッチが入ると直ちに電動モータへの通電が遮断されて電動モータの回転が停止する。よって、マイクロスイッチが入った時点で、ブレーキレバー解放手段の停止位置が決定される。したがって、ブレーキレバー解放手段の位置や移動量の調整が必要な場合には、マイクロスイッチの位置を調整する（例えば、マイクロスイッチをブレーキレバー解放手段の移動方向に可変とする）ことで、これを簡単に行うことができる。

さらに好ましくは、前記ロック機能を備えたモータは、セルフロック機能を備えたウォームギヤードモータであり、前記ブレーキ解放状態を保持する手段は、ウォームギヤードモータのセルフロック機能と、非通電時の無励磁式電磁ブレーキの保持力と、からなる。尚、セルフロック機能を備えたウォームギヤードモータに代えて、ブレーキ付きモータからロック機能を備えたモータを構成してもよい。

本発明では、通電作動型でなく、瞬時の通電でブレーキ解放及びブレーキ復帰を行う自動閉鎖装置を採用したことで、作動時の消費電力を大幅に低減させることが可能になり、従来の不具合点であったバッテリ消耗による自動閉鎖装置の不作動「特定防火設備としての機能を果たさない」を回避することができる。

従来の自動閉鎖装置では、バッテリ劣化時に、連続通電させた場合には、電池電圧の降下が大きかったが、本発明に係る自動閉装置では、瞬時作動することにより、作動時の電力消費を低減でき、バッテリ消耗も少ない。

瞬時の通電で作動する瞬時作動方式なので、停電かつバッテリ消耗時には、自動火災報知設備（防災盤）からの火災信号（ＤＣ２４Ｖ）で自動閉鎖装置を作動させることも可能となる。具体的な1つの態様では、火災信号を受信した制御装置（危害防止用連動中継器）は、停電かつバッテリの消耗を判定し、停電かつバッテリ消耗時には、受信した火災信号（ＤＣ２４Ｖ）を、当該制御装置を経由させて直接自動閉鎖装置に供給する。

［Ａ］シャッター装置の全体構成
まず、本発明に係る自動閉鎖装置が採用されるシャッター装置の全体構成について説明する。図１および図２において、１は開口部に建付けられる電動シャッターであって、電動シャッター１を構成するシャッターカーテン２は、両端縁部を開口部両側に設けたガイドレール３、３に案内された状態で上下昇降し、開口部を閉鎖する閉鎖姿勢と、開口部上方の天井裏４に設けたシャッターケース（図示せず）内に巻装されて、開口部を開放する収納姿勢とに変姿可能に構成されている。

天井裏４には、図示しない巻取シャフトを回転させて、シャッターカーテン２を上下動させる開閉機５が配置されており、開閉機５には、シャッター制御盤５ａと、シャッターカーテン２の全開状態及び全閉状態を検知するリミットスイッチ６と、煙感知器７の火災検知により出力される信号に基づいてシャッターカーテン２を自重降下させる自動閉鎖装置８が設けてある。ガイドレール３、３の側方に位置する壁９、９には防災盤１０と後述する手動操作部１１が配設されている。開閉機５（シャッター制御盤５ａ）、リミットスイッチ６、煙感知器７、自動閉鎖装置８、防災盤１０および手動操作部１１は、同じく天井裏４に配設された制御装置(危害防止用連動中継器)１２にコネクタケーブルを介してそれぞれ接続されており、制御装置１２は、シャッター装置の各種開閉制御を司る。制御装置１２は、手動操作部１１からの操作によってシャッター制御盤５ａを介して開閉機５を制御して、シャッターカーテン２の昇降及び停止を行う。さらに、制御装置１２は、火災時には、煙検知器７、防災盤１０からの信号に基づいて、自動閉鎖装置８を介して、開閉機５のブレーキを解放し、シャッターカーテン２を自重降下させて火災の延焼を防止し、シャッターカーテン２の降下中に障害物を検知した場合には、次に述べるように、有線式の障害物検知によって、シャッターカーテン２の降下を停止させる。

シャッターカーテン２の最下端に設けた座板２ａは、座板スイッチ２ｂを有しており、下降作動中のシャッターカーテン２の下方に障害物が存在する場合に、これを座板スイッチ２ｂへの当接で検出し、障害物検知信号を信号線Ａによって制御装置１２に送信し、シャッター制御盤を介して、シャッターカーテン２の下降を停止する。シャッターカーテン２が自重降下中の場合には、障害物検知信号に基づいて解放状態のブレーキが復帰する。障害物が取り除かれた後は、シャッターカーテン２は再び降下を開始する。なお、座板スイッチ２ｂに接続される信号線Ａは、開口部上端に位置して取り付けられたコードリール１３内に巻き取り方向への付勢力を保持して巻装されており、シャッターカーテン２の昇降駆動に伴って、信号線Ａがコードリール１３に巻き取られ、あるいは、繰り出されるようになっている。

制御装置１２には、通常時の商用電源とは別に停電時の制御動作を確保するためにバッテリ電源１４が内蔵されており、火災時に、停電で商用電源が遮断されるような緊急状態であっても、バッテリ電源１４によって、火災検知信号に基づいて、自動閉鎖装置８を介して、シャッターカーテン２の下降を行えるようになっている。

手動操作部１１は、図３に示すように、縦長方形状の前面部１５と、前面部１５内に設けたパネル１５ａとを有する。前面部１５の下方部位に、「押す」と表記されたプラスチックカバー１６が設けてあり、その上方位置に開閉自在なキー付開閉扉１７が設けてある。プラスチックカバー１６の内部側には非常作動スイッチが配設されている。パネル１５ａは開閉扉１７で隠蔽されるようになっており、パネル１５ａには、上昇スイッチ１８、下降スイッチ１９および停止スイッチ２０が配設されていると共に、これらのスイッチの側方には、防災盤１０からの防災信号入力を受けて自動閉鎖モードに切り替わった電動シャッター１の制御装置１２を、通常の手動操作モードに復旧させるための復旧スイッチ２１と、発光部としての発光ＬＥＤ２２が配設されている。発光ＬＥＤ２２にバッテリ電源１４の電圧状態を表示させる。キー付開閉扉１７には、発光ＬＥＤ２２に対応する位置に、透明窓１７ａが形成されており、透明窓１７ａを通して、発光ＬＥＤ２２の発光状態を当該キー付開閉扉１７の閉鎖時においても確認できるようになっている。このようにして、手動操作部１１に、バッテリチェッカーとしての機能を持たせてある。

［Ｂ］自動閉鎖装置
［Ｂ−１］自動閉鎖装置の構成
自動閉鎖装置８について説明する。シャッター装置の開閉制御において、防災盤１０からの火災信号を制御装置（危害防止用連動中継器）１２が受信すると、制御装置１２が自動閉鎖モードとなって、制御装置１２からの通電によって自動閉鎖装置８が作動し、開閉機５のブレーキ部を解放させてシャッター２が降下して防火区域を区画する。ブレーキ開放後には、直ちにモータへの通電が遮断される。本発明に係る自動閉鎖装置８は、自動閉鎖装置８のモータへの通電が遮断された後も、電気がかからない状態で、開閉機５のブレーキ解放状態が保持される点に特徴を有する。そして、自重降下するシャッターカーテン２の下端の座板２に障害物が当接した時には、座板スイッチ２ａから障害物検知信号が制御装置１２に送信され、障害物検知信号を受信した制御装置１２からの指令で、開閉機５のブレーキが復帰することを特徴とする。

図３に示すように、自動閉鎖装置８は、箱型のケーシング８ａと、ケーシング８ａ内に設けられた機械要素からなり、機械要素は、ＤＣウォームギヤードモータ８０と、無励磁式電磁ブレーキ８１と、ピニオン８２及びラック８３と、ブレーキレバー解放体（ブレーキ解放手段）８４と、マイクロスイッチ（モータへの通電を遮断する手段）８６と、復帰スプリング（復帰手段）８７と、を備えている。参照番号８５は、開閉機５側に装着されている開閉機ブレーキレバーである。

ウォームギヤードモータ８０は、モータ部８００とウォームギヤ部８０１からなる。モータ部８００の軸と、ウォームギヤ部８０１の軸とは互いに直交しており、ウォームギヤ部８０１の軸の延出部がモータ８０の出力軸８０ａを構成している。ウォームギヤードモータ８０はセルフロック機能を備えたウォームギヤードモータである。所定の減速比を有するウォームギヤがセルフロック機能を有することは公知であり、ウォームギヤのセルフロック機能により、出力軸からの逆転防止を行うことができる。

電磁ブレーキ８１は、図示しない電磁コイル及び圧縮バネを内蔵した本体８１０と、固定プレート８１１と、アーマチュア８１２と、ロータ８１３と、を備えている。モータ８０の出力軸８０ａは、ロータ８１３に対して一体で回転可能なように連結されている。無励磁式電磁ブレーキ自体は公知であって、無励磁状態の非通電時には、圧縮バネのバネ力でアーマチュア８１２をロータ８１３に圧接して、アーマチュア８１２と固定プレートとの間でロータ８１２を挟持してブレーキ作動を行い、励磁状態の通電時には、アーマチュア８１２を吸着してロータ８１３から引き離してブレーキ作動を解除するものである。非通電時には、本体８１０とロータ８１３とはロックされており、モータ８０の回転によって、出力軸８０ａ、ロータ８１３、本体８１０（及び固定プレート８１１、アーマチュア８１２）とが一体で回転する。通電時には、ロック状態が解除され、本体８１０（及び固定プレート８１１、アーマチュア８１２）は、ロータ８１３及び出力軸８０ａに対して独立して回転可能な状態となる。

本体８１０にはピニオン８２が固定されており、本体８１０の回転によってピニオン８２が回転する。ピニオン８２の回転によって、ピニオン８２と噛合しているラック８３がブレーキ解放方向に直進移動する。ラックに８３は、ブレーキレバー解放体８４が固定されており、ラック８３の移動に伴って、ブレーキレバー解放体８４がブレーキレバー８５を押し始める。ブレーキレバー解放体８４が所定量移動すると、ブレーキレバー解放体８４に一体的に形成された接触片８４０がマイクロスイッチ８６に接触して、マイクロスイッチ８６が入り、モータ８０への通電が遮断される。

自動閉鎖装置８のモータ８０への通電が遮断された状態において、ウォームギヤードモータ８０のセルフロック機能と、無励磁式電磁ブレーキ８１の保持力とによって、復帰スプリング８７のバネ力に打ち勝って、無励磁式電磁ブレーキ８１の本体８１０の回転は規制されている。この状態において、障害物検知信号を受信した制御装置１２から無励磁式電磁ブレーキ８１に通電が行われると、本体８１０とロータ８１３とのロックが解除され、本体８１０が回転可能となって、圧縮された復帰スプリング８７の弾発力で、ラック８３、ブレーキレバー解放体８４が復帰し、開閉機ブレーキレバー８５が復帰スプリング８５ａによって復帰して、開閉機５のブレーキが復帰する。ブレーキ解放手段であるブレーキレバー解放体８４は、ラック８３によって、ブレーキを解放する方向とブレーキを復帰させる方向との間で、往復動自在となっている。

図４は自動閉鎖装置の制御回路を示す。火災検知信号を受信した制御装置（危害防止用連動中継器）１２から自動閉鎖装置８のウォームギヤードモータ８０に起動信号（ＤＣ２４）が通電（ブレーキ解放信号）されて、モータ８０が回転する。モータ８０の回転に伴って、ブレーキレバー解放体８４がブレーキ解放方向に移動することで開閉機５のブレーキを解放し、また、ブレーキレバー解放体８４が所定量移動することでマイクロスイッチ８６が入って、ＤＣ２４Ｖの通電が遮断されて、モータ８０が停止する。マイクロスイッチ８６が入ると、同時にマイクロスイッチ８６Ａが閉成され、端子ＳＤＣと端子ＤＡ１とで閉回路が形成され、シャッターカーテン２が自重降下中であることを示す信号が制御装置１２に送信される。制御装置１２は、かかる信号を受信すると、自動閉鎖装置８への起動信号（ＤＣ２４Ｖ）の供給を停止する。尚、制御装置１２から自動閉鎖装置８への起動信号（ＤＣ２４Ｖ）の供給の停止は、マイクロスイッチを用いずに、タイマで行ってもよい。

座板検知スイッチから障害物検知信号が制御装置（危害防止用連動中継器）１２に送信されると、障害物検知信号を受信した制御装置１２から無励磁式電磁ブレーキ８１に、所定時間、例えば、０．５秒から１秒程度、ＤＣ２４Ｖが通電（ブレーキ復帰信号）されて、本体８１０が回転可能な状態となり、復帰スプリング８７のバネ力で、ブレーキレバー解放体８４が移動して、開閉機５のブレーキが復帰する。同時に、マイクロスイッチ８６が復帰し、同時にマイクロスイッチ８６Ａが開成し、制御装置１２は、シャッターカーテン２が自重降下中でないことを検出する。障害物が除去されると、制御装置１２は、障害物が除去されたことを、座板スイッチ２ａを介して検知する。障害物が除去されたことを検知した後、所定時間、例えば、１０秒から２０秒後に、制御装置１２から自動閉鎖装置８に起動信号（ＤＣ２４）が通電される。モータ８０への通電によって、上述のように、開閉機５のブレーキが解放され、シャッターカーテンは自重降下を再開する。

［Ｂ−２］自動閉鎖装置の動作
自動閉鎖装置の動作について説明する。
［Ｂ−２−１］自動閉鎖装置の解放動作
（１）制御装置（危害防止用連動中継器）１２からの起動信号（ＤＣ２４Ｖ）をＤＣウォームギヤードモータ８０に供給すると、出力軸８０ａが図示の例では反時計回りに回転し始める。同時に無励磁式電磁ブレーキ８１の本体８１０も回転し、本体８１０に固定されたピニオン８２が反時計回りに回転する。
（２）ピニオン８２の回転によって、ピニオン８２に噛合うラック８３がブレーキ解放方向に移動し始め、ラック８３に連結されたブレーキレバー解放体８４が開閉機ブレーキレバー８５を押し始める。これによって、開閉機５のブレーキが解放される。
（３）ブレーキレバー解放体８４の作動により開閉機ブレーキレバー８５を解放した後に、ブレーキレバー解放体８４の接触片８４０によってマイクロスイッチ８６が入り、モータ８０への通電が遮断されてモータ８０が停止する。
（４）停止後は、ＤＣウォームギヤードモータ８０のセルフロック機能と非通電時の無励磁式電磁ブレーキ８１の保持力で、電力を消費せずに、ブレーキ解放状態の保持状態を維持する。
（５）マイクロスイッチ８６が入ると、マイクロスイッチ８６Ａが閉成され、制御装置１２は、シャッターカーテン２が自重降下中であることを検知して、自動閉鎖装置８への起動信号（ＤＣ２４Ｖ）の供給を停止する。

［Ｂ−２−２］自動閉鎖装置の復帰動作
（１）障害物検知信号に基づいて制御装置（危害防止用連動中継器）１２から無励磁式電磁ブレーキ８１にＤＣ２４Ｖが印加されると、無励磁式電磁ブレーキ８１が解放状態になって、本体８１０が回転可能な状態となる。
（２）ブレーキ解放状態の保持状態の時圧縮されていた復帰スプリング８７の力で、ラック８３が瞬時に元の位置に戻る。
（３）保持していたブレーキレバー解放体８４も元の位置に戻り、復帰スプリング８５ａによって、開閉機ブレーキレバー８５も復帰する。
（４）この時、ラック８３と噛合うピニオン８２とピニオン８２に固定された無励磁式電磁ブレーキ８１の本体８１０も時計回りに回転して元の位置に戻る。
（５）ラック８３の移動によって、ブレーキレバー解放体８４が移動してマイクロスイッチ８６が戻り、マイクロスイッチ８６Ａが開成され、制御装置１２は、シャッターカーテン２が自重降下中でないことを検出する。
（６）障害物が除去されると、制御装置１２は、障害物が除去されたことを、座板スイッチ２ａを介して検知する。障害物が除去されたことを検知した後、所定時間、例えば、１０秒から２０秒後に、制御装置１２から自動閉鎖装置８に起動信号（ＤＣ２４）が通電される。モータ８０への通電によって、上述のように、開閉機５のブレーキが解放され、シャッターカーテンは自重降下を再開する。

上述のように、本発明に係る自動閉鎖装置は、瞬時の通電で作動して開閉機のブレーキを解放させ、かつ、瞬時の通電で解放状態のブレーキを復帰させるものである。瞬時の通電で作動及び復帰する自動閉鎖装置を用いることで、作動時の消費電力を大幅に低減させることが可能になり、従来の不具合点であったバッテリ消耗による自動閉鎖装置の不作動「特定防火設備としての機能を果たさない」という危険性を回避することが可能となる。瞬時の通電で作動する瞬時作動方式なので、停電かつバッテリ消耗時には、自動火災報知設備からの火災信号（ＤＣ２４Ｖ）で自動閉鎖装置を作動させることも可能となる。

本発明は、電動シャッターにおける自動閉鎖装置として利用することができる。

本発明の制御装置を採用した電動シャッターの全体斜視図である。 制御装置の接続状態を示すブロック図である。 本発明に係る自動閉鎖装置を示す図である。 自動閉鎖装置の制御回路である。

符号の説明

２ シャッターカーテン
８ 自動閉鎖装置
８０ ウォームギヤードモータ
８１ 無励磁式電磁ブレーキ
８２ ピニオン
８３ ラック
８４ ブレーキレバー解放金具
８５ 開閉機ブレーキレバー
８６ マイクロスイッチ
８７ 復帰スプリング
１２ 制御装置（危害防止用連動中継器）

Claims (2)

1. 瞬時の通電で作動して開閉機のブレーキを解放させると共に、非通電状態でブレーキ解放状態を保持し、かつ、瞬時の通電で解放状態のブレーキを復帰させる自動閉鎖装置であって、前記自動閉鎖装置は、
   ロック機能を備え、ブレーキ解放信号による通電で駆動される電動モータと、
   非通電時には電動モータとロックして一体で回転し、通電時には電動モータとのロックが解除されて回転可能な状態となる、無励磁式電磁ブレーキと、
   ブレーキレバーを押してブレーキを解放する一方向と、ブレーキを復帰させる他方向との間で移動自在であるブレーキ解放手段と、
   ブレーキ解放手段を前記他方向に移動させる復帰スプリングと、
   ブレーキ解放後に当該自動閉鎖装置への通電を遮断する通電遮断手段と、
   からなり、
   ブレーキ解放時には、非通電状態の無励磁式電磁ブレーキがブレーキ解放信号により通電された電動モータとロックして一体で回転してブレーキ解放手段を前記一方向に移動させてブレーキを解放すると共に、前記通電遮断手段により当該自動閉鎖装置への通電が遮断され、自動閉鎖装置への通電遮断後のシャッターカーテン自重降下中には、非通電状態の電動モータのロック機能と非通電状態の無励磁式電磁ブレーキの保持力とで、自動閉鎖装置が非通電状態にありながら前記復帰スプリングのバネ力に打ち勝ってブレーキ解放状態が保持され、
   ブレーキ復帰時には、ブレーキ復帰信号により無励磁式電磁ブレーキが通電状態となって、非通電状態の電動モータとのロックが解除されて回転可能な状態となり、前記復帰スプリングによって、ブレーキ解放手段を前記他方向に移動させてブレーキを復帰させる、
   自動閉鎖装置。
2. 前記ロック機能を備えたモータは、セルフロック機能を備えたウォームギヤードモータであり、
   前記ブレーキ解放状態の保持は、ウォームギヤードモータのセルフロック機能と、非通電時の無励磁式電磁ブレーキの保持力と、で行われる、請求項１に記載の自動閉鎖装置。

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