JP7070967B2 - 開閉装置用制御装置及び開閉装置 - Google Patents

Description

本発明は、開閉装置用制御装置及び開閉装置に関する。

従来の開閉装置には、駆動装置（例：モータ）の負荷に応じて変化する物理量（例：負荷検出装置によって検出される直流電圧）が、所定の閾値を超えたことを条件に開閉体の駆動を停止させるものが存在する（特許文献１参照）。

実開平５－３２６９７号公報

ここで、駆動装置の負荷は、経年変化により開閉体の摺動抵抗が増加すること等によって大きくなることがある。そのため、特許文献１のように、駆動装置の負荷が所定の閾値を超えたことを条件に開閉体の駆動を停止させる開閉装置では、上記の摺動抵抗等による誤停止を防止すべく、所定の閾値を大きめに設定することが多い。

しかし、上記のように所定の閾値を大きめに設定すると、開閉体の開放動作においては、開閉体の停止動作が遅れることで必要以上に開閉体を巻き締めてしまい、開閉装置の耐久性を低下させるおそれがある。

そこで、本発明は、開閉体の開放動作中における駆動装置の負荷に基づいて開放動作を停止させる閾値を生成することで、開閉体の全開時に必要以上の力を開閉体に加えることなく開放動作を停止させることを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、以下のような構成を備える。
（第１の発明）
第１の発明に係る開閉装置用制御装置は、開口部を開閉する開閉体を駆動する駆動装置の負荷を検出する負荷検出部と、前記駆動装置による前記開閉体の駆動を停止する制御を行う制御部と、を備え、前記制御部は、前記駆動装置により前記開閉体が前記開口部を全閉にする全閉位置から前記開口部を開放する方向に最初に駆動された場合に、前記開口部を開放する方向に駆動されている開放動作中の前記開閉体の下端部が、前記開口部を全開にする全開位置より手前側の範囲である所定範囲に到達した際に、前記下端部が前記所定範囲に到達するまでに前記負荷検出部により検出された前記負荷の最大値に所定のマージン値を加えて前記開閉体の駆動を停止する場合に使用する停止閾値を生成するとともに、前記開閉体の開放動作中に前記負荷検出部により前記停止閾値以上の前記負荷が検出されると、前記開閉体の開放動作を停止させて前記停止閾値を記憶装置に記憶させ、２回目以降の前記開閉体の開放動作では、前記記憶装置に記憶された前記停止閾値を用いて、前記所定範囲における前記開閉体の駆動の停止判定を行い、前記停止閾値より大きい値である固定閾値を設定し、前記開閉体の開放動作における前記所定範囲以外の範囲である所定範囲外において前記負荷検出部により前記固定閾値を超えた前記負荷が検出された場合に前記開閉体の開放動作を停止させる。

（第２の発明）
第２の発明に係る開閉装置用制御装置は、請求項１に記載の開閉装置用制御装置であって、前記制御部は、前記停止閾値を更新することなく、前記駆動装置により前記開閉体が前記全閉位置から前記開口部を開放する方向に最初に駆動された際に１回のみ前記停止閾値を生成する。

（他の発明）
他の発明に係る開閉装置用制御装置は、前記停止閾値は、前記負荷検出部により検出された前記負荷の最大値よりも所定値大きい値である。

（第３の発明）
第３の発明に係る開閉装置用制御装置は、請求項１又は２に記載の開閉装置用制御装置であって、前記所定範囲は、前記全開位置から６０ｍｍ手前までの範囲である。

（他の発明）
他の発明に係る開閉装置用制御装置は、前記生成部は更に、前記開閉体が前記開口部を開閉するよう前記駆動装置を制御するとともに、前記負荷検出部により検出された前記負荷が、前記停止閾値、又は前記停止閾値よりも大きい固定閾値を超えた場合に、前記駆動装置による前記開閉体の駆動を停止する制御を行う制御部として機能する。

（第４の発明）
第４の発明に係る開閉装置は、請求項１から請求項３の何れか１項に記載の開閉装置用制御装置を備える。

本発明によれば、開閉体の開放動作中における駆動装置の負荷に基づいて開放動作を停止させる閾値を生成することで、開閉体の全開時に必要以上の力を開閉体に加えることなく開放動作を停止させることができる。

本実施の形態における開閉装置を示す正面図である。 本実施の形態における開閉体の動作範囲を示す説明図である。 本実施の形態における停止閾値が生成される流れを示すフローチャートである。

（構成）
以下、本実施の形態を図面に従って説明する。なお、本実施の形態では、図１に示す開閉装置１０を基準として、開閉装置１０の幅方向（左右方向）及び開閉装置１０の開閉方向（上下方向）を用いて説明する。また、開閉方向のそれぞれ一方側と他方側を区別する必要がある場合は、図１に示す開閉装置１０の上側を「開放側」と記載し、下側を「閉鎖側」と記載する。

図１は、本実施の形態における開閉装置１０を示す正面図である。図１に示すように、本実施の形態における開閉装置１０は、住宅等の建物１２に設けられた「窓シャッター」である。
開閉装置１０は、開閉体２０と、ガイドレール２４と、収納部２６と、巻取装置３０と、を備えている。

開閉体２０は、幅方向を長手、開閉方向を短手とした略矩形状の金属板を曲げ加工してなるスラット２２が複数連結された本体部２１と、本体部２１の閉鎖側の端部（下端部）に設けられた座板部材２２Ａと、を備えている。そして、開閉体２０は、巻取装置３０の駆動により収納部２６に対して開閉方向へ開閉可能となっている。

座板部材２２Ａは、その断面形状が略楕円状（図２参照）に形成された部材である。そして、座板部材２２Ａは、開口部（図示せず）を全開にする「全開位置」では、収納部２６のまぐさ部（図示しない開口の縁部分）に接触する。また、座板部材２２Ａは、開口部（図示せず）を全閉にする「全閉位置」では、着座対象部位Ｐ（例：床面や枠部材等）に接触する（図２参照）。

ガイドレール２４は、開閉体２０の幅方向両端部を囲む断面略コ字状（図示せず）の部材である。そして、このガイドレール２４は、開閉体２０の幅方向両端部を囲んで開閉体２０を支持することにより、開閉体２０の開閉方向への開閉をガイドしている。

収納部２６は、その閉鎖側に開閉体２０を出没させるための開口（図示せず）が形成された略箱状の部材である。この収納部２６は、ガイドレール２４の開放側の端部を幅方向に繋ぐように設けられている。なお、収納部２６の開口（図示せず）の縁部分が、全開位置で座板部材２２Ａと接触するまぐさ部（図示せず）となっている。

巻取装置３０は、収納部２６に収納されており、開閉体２０の巻き取り及び繰り出しを行うものである。この巻取装置３０は、軸部３２と、駆動装置３５と、エンコーダ装置３６と、負荷検出部３７と、制御部３８と、を備えている。

軸部３２は、収納部２６に対して幅方向に沿って延びる部材である。巻取装置３０では、この軸部３２で開閉体２０を巻き取り、軸部３２から開閉体２０が繰り出される。

駆動装置３５は、軸部３２をチェーン及びスプロケット等の動力伝達手段３４を介して双方向へ回転させるものである。この駆動装置３５は、交流又は直流の回転式電動機（図示せず）を備えており、駆動装置３５の出力軸の回転を、動力伝達手段３４を介して軸部３２へ伝達している。以上のように軸部３２を双方向へ回転させることにより、駆動装置３５は開閉体２０を駆動させている。

エンコーダ装置３６は、駆動装置３５の出力軸の回転に伴って所定の回転量毎にパルス信号を制御部３８へ出力するものである。

負荷検出部３７は、駆動装置３５の動作中に、開口部（図示せず）を開閉する開閉体２０を駆動する駆動装置３５の負荷を検出するものである。この負荷検出部３７は、駆動装置３５の負荷を電流値又は電圧値として検出し、その負荷の大きさに応じた電気信号を制御部３８へ出力する。

制御部３８は、エンコーダ装置３６、負荷検出部３７、図示しない操作部（例：リモコン、携帯端末）等から入力される電気信号をプログラムに基づいて演算処理し、その処理結果に応じて駆動装置３５を制御するものである。

この制御部３８は、エンコーダ装置３６から出力されるパルス信号の数（パルス数）を図示しない記憶装置のパルスカウンタに記憶する。制御部３８は、閉鎖制御によって開閉体２０が閉鎖側へ移動する閉鎖動作が行われた際にエンコーダ装置３６から出力されるパルス数を図示しないパルスカウンタに加算する。また、制御部３８は、開放制御によって開閉体２０が開放側へ移動する開放動作が行われた際にエンコーダ装置３６から出力されるパルス数を図示しないパルスカウンタから減算する。

また、制御部３８は、負荷検出部３７によって検出される駆動装置３５の負荷を所定のサンプリング時間毎に、図示しない記憶装置の所定の記憶領域に記憶する。

ここで、制御部３８は、全開位置より手前側（閉鎖側）の範囲である所定範囲αに座板部材２２Ａが到達した際に、負荷検出部３７により検出された負荷の大きさに基づいて、負荷検出部３７により検出された負荷を用いて開閉体２０の駆動を停止する場合に使用する停止閾値を生成する。そして、制御部３８は、停止閾値を、駆動装置３５により開閉体２０が全閉位置から開放側に最初に駆動された際に１回生成する。

本実施の形態では、所定範囲αを「全開位置から閉鎖側への１４８パルス分の範囲」に設定している（図２参照）。なお、「全開位置から閉鎖側への１４８パルス分の範囲」とは、全開位置から６０ｍｍ手前までの範囲である。

「停止閾値」は、座板部材２２Ａが収納部２６のまぐさ部（図示せず）に接触して駆動装置３５の負荷が急上昇した際に、所定範囲αにおける開閉体２０の駆動を停止する場合に使用される閾値である。なお、座板部材２２Ａが障害物に接触した際にも駆動装置３５の負荷は急上昇する。そして、制御部３８は、負荷検出部３７により検出された負荷が停止閾値を超えた場合に、開閉体２０の駆動を停止させる。なお、停止閾値が生成される詳細については後述するが、制御部３８は、負荷検出部３７により検出された負荷の最大値にマージン値を加えることにより停止閾値を生成する。

「マージン値」とは、経年変化による開閉体２０の摺動抵抗の増大や汚れの付着等に起因して、負荷が若干増大した場合に開閉体２０の駆動が誤停止しないよう設定された値である。

また、制御部３８は、開閉体２０の開放動作における所定範囲α以外の範囲（以下、「所定範囲外β」とする）では、負荷検出部３７により検出された負荷が、予め設定された負荷である固定閾値を超えた場合に、開閉体２０の駆動を停止させる。

本実施の形態では、「所定範囲外β」とは、「全開位置より１４８パルス分閉鎖側へ移動した位置から全閉位置までの範囲」である（図２参照）。

「固定閾値」とは、上記のように、予め設定された負荷であり、座板部材２２Ａが障害物に接触する等して駆動装置３５の負荷が急上昇した際に、所定範囲外βにおける開閉体２０の駆動を停止する場合に使用される閾値である。そして、本実施の形態における「固定閾値」は、経年変化により開閉体２０の摺動抵抗が増加すること等を考慮して、開閉装置１０の初回動作時における上記の閾値よりも予め大きめの値に設定されている。また、固定閾値は、停止閾値よりも大きい。

（停止閾値が生成される流れ）
次に、図３に示すフローチャートを用いて、停止閾値が生成される流れについて説明する。なお、図３に示すフローチャートは、前提として、開閉体２０が全閉位置にあり、全閉位置における所定のパルス数（以下、「全閉時パルス数」とする）が制御部３８の図示しないパルスカウンタに記憶されているものとする。そして、本実施の形態において、停止閾値が生成される契機は、駆動装置３５により開閉体２０が全閉位置から開放側に最初に駆動される際とされている。

ステップＳ１０において、制御部３８により、図示しない操作部（例：リモコン、携帯端末）から開閉体２０を開放動作させるための開放動作信号の入力があったか否かが判定される。ここで、制御部３８により、開放動作信号の入力があったと判定されると、次のステップＳ１１に進む。一方、制御部３８により、開放動作信号の入力があったと判定されないと、再度ステップＳ１０となる。

ステップＳ１１において、制御部３８により、開閉体２０の開放動作を開始させる開放動作開始処理が行われる。具体的には、制御部３８は、ステップＳ１１にて、駆動装置３５の出力軸の回転に基づき軸部３２を回転させることで、軸部３２による開閉体２０の巻き取りを開始させる。その後、次のステップＳ１２に進む。また、制御部３８は、この開放動作開始処理の開始以降、後述するステップＳ１６の開放動作停止処理が行われるまで、エンコーダ装置３６からパルス数が出力される都度、その出力されたパルス数を図示しないパルスカウンタから減算する。

ステップＳ１２において、負荷検出部３７により、駆動装置３５の負荷を検出する負荷検出処理が行われる。その後、次のステップＳ１３に進む。また、制御部３８は、この負荷検出処理の開始以降、後述するステップＳ１７の停止閾値記憶処理が行われるまで、負荷検出部３７により検出された駆動装置３５の負荷を所定のサンプリング時間毎に図示しない記憶装置に記憶する。

ステップＳ１３において、制御部３８により、開閉体２０が所定範囲αに移動したか否かが判定される。ここで、制御部３８により、開閉体２０が所定範囲αに移動したと判定されると、次のステップＳ１４に進む。一方、制御部３８により、開閉体２０が所定範囲αに移動したと判定されないと、ステップＳ１２に戻る。

具体的には、制御部３８は、上記のステップＳ１３において、全閉位置から現在位置に座板部材２２Ａが移動するまでにエンコーダ装置３６により出力されたパルス数を、全閉時パルス数から減じた現在パルス数を用いて上記の判定を行っている。そして、制御部３８は、上記のステップＳ１３において、現在パルス数が所定範囲αである０パルスから１４８パルスの間にある場合には開閉体２０が所定範囲αに移動したと判定する。

ステップＳ１４において、制御部３８により、停止閾値を生成する停止閾値生成処理が行われる。この際、制御部３８は、このステップＳ１４までに負荷検出部３７により検出された負荷の大きさに基づいて停止閾値を生成する。具体的には、制御部３８は、このステップＳ１４までに負荷検出部３７により検出された負荷の最大値に所定のマージン値を加えることにより停止閾値を生成する。その後、次のステップＳ１５に進む。

ステップＳ１５において、制御部３８により、停止閾値以上の負荷が検出されたか否かが判定される。ここで、制御部３８により、停止閾値以上の負荷が検出されたと判定されると、次のステップＳ１６に進む。一方、制御部３８により、停止閾値以上の負荷が検出されたと判定されないと、再度ステップＳ１５となる。

ステップＳ１６において、制御部３８により、開閉体２０の開放動作を停止させる開放動作停止処理が行われる。具体的には、制御部３８は、ステップＳ１６にて、駆動装置３５の出力軸の回転を停止させ、これに伴い軸部３２の回転も停止させる。その後、次のステップＳ１７に進む。

ステップＳ１７において、制御部３８により、ステップＳ１４にて生成した停止閾値を図示しない記憶装置に記憶する停止閾値記憶処理が行われる。そして、当該処理を終了する。なお、開閉装置１０の２回目以降の動作では、ステップＳ１７にて制御部３８の図示しない記憶装置に記憶された停止閾値を用いて、所定範囲αにおける開閉体２０の駆動の停止判定が行われる。

（本実施の形態の作用効果）
本実施の形態では、制御部３８により、座板部材２２Ａが所定範囲αに到達した際に、負荷検出部３７により検出された負荷の大きさに基づいて停止閾値が生成される。

つまり、本実施の形態によれば、開閉体２０の開放動作中に負荷検出部３７により検出された負荷の大きさに基づいて、制御部３８により所定範囲αにおける開閉体２０の駆動を停止する場合に使用される閾値である停止閾値を生成することができる。これにより、本実施の形態によれば、開閉体２０の開放動作中における負荷が停止閾値の生成に用いられるため、開閉体２０のサイズに応じた種々の負荷が検出されても、各々の負荷に応じた専用の停止閾値を生成することができる。

ここで、所定範囲αにおける開閉体２０の駆動を停止する場合に使用される閾値が予め設定された構成（以下、「比較構成」とする）では、以下の問題点を有する。

まず、開閉体２０の開放動作中における駆動装置３５の負荷は、経年変化により開閉体２０の摺動抵抗が増加すること等によって大きくなることが知られている。そのため、比較構成の開閉装置１０では、上記の摺動抵抗等による誤停止を防止すべく、所定範囲αにおける開閉体２０の駆動を停止する場合に使用される閾値を、予め大きめの値に設定している。これにより、比較構成における開閉体２０の開放動作では、開閉体２０の停止動作が遅れることで必要以上に開閉体２０を巻き締めてしまい、開閉装置１０の耐久性を低下させてしまう。

これに対し、本実施の形態では、負荷検出部３７により検出された負荷が、開閉体２０の開放動作中に生成された停止閾値を超えた場合に、制御部３８により開閉体２０の駆動が停止される。そのため、本実施の形態によれば、比較構成に比べて、開閉体２０の全開時に必要以上の力を開閉体２０に加えることなく開放動作が停止する開閉装置１０を提供できる。本実施の形態の構成は、特に開閉装置１０を窓シャッターのような小型サイズの装置とした際に好適となる。

また、本実施の形態では、所定範囲外βにおいて負荷検出部３７により検出された負荷が固定閾値を超えた場合に、制御部３８により開閉体２０の駆動が停止される。そして、本実施の形態における「固定閾値」は、経年変化により開閉体２０の摺動抵抗が増加すること等を考慮して、開閉装置１０の初回動作時における上記の閾値よりも予め大きめの値に設定されている。

そのため、本実施の形態によれば、開閉体２０の開放動作中における駆動装置３５の負荷が経年変化等により大きくなったとしても、この経年変化等に伴い所定範囲外βにおいて開閉体２０の駆動が誤停止することを抑制できる。

また、本実施の形態では、制御部３８により、負荷検出部３７により検出された負荷の最大値にマージン値を加えることにより停止閾値が生成される。つまり、本実施の形態では、負荷検出部３７により検出された負荷の最大値を、そのまま停止閾値とするのではなく、上記の負荷の最大値にマージン値という余裕の値を加えることにより停止閾値を生成している。

そのため、本実施の形態によれば、開閉体２０の開放動作中における駆動装置３５の負荷が経年変化等により大きくなったとしても、この経年変化等に伴い所定範囲αにおいて開閉体２０の駆動が誤停止することを抑制できる。

また、本実施の形態では、制御部３８により、停止閾値が駆動装置３５により開閉体２０が全閉位置から開放側に最初に駆動された際に１回のみ生成される。そして、本実施の形態では、開閉体２０の２回目以降の動作では、制御部３８により生成された停止閾値を用いて、所定範囲αにおける開閉体２０の駆動の停止判定が行われる。

そのため、本実施の形態によれば、経年変化のない初期駆動時の開閉体２０の開放動作中における負荷が停止閾値の生成に用いられるので、停止閾値が適宜更新される構成に比べて、経年変化等に伴う開閉体２０の駆動の誤停止を抑制できる。

（その他）
本実施の形態では、開閉装置１０を「窓シャッター」として説明したが、これに限らず、開閉装置１０を「ガレージシャッター」等の開口部（図示せず）を開閉するシャッターとしてもよい。

本実施の形態では、停止閾値を、負荷検出部３７により検出された負荷の最大値にマージン値を加えることにより生成したが、これに限らず、負荷検出部３７により検出された負荷の最大値を、そのまま停止閾値としてもよい。また、負荷検出部３７により検出された負荷の最大値にマージン値を加えることに限らず、負荷検出部３７により検出された負荷の最大値に所定の割合を乗ずることにより停止閾値を生成してもよい。

本実施の形態では、制御部３８により、負荷検出部３７によって検出される駆動装置３５の負荷を所定のサンプリング時間毎に、図示しない記憶装置の所定の記憶領域に記憶することとした。しかし、これに限らず、停止閾値が生成される際には、負荷検出部３７により負荷の最大値が検出される都度、制御部３８の図示しない記憶装置に記憶された負荷を更新することとしてもよい。

１０ 開閉装置 １２ 建物
２０ 開閉体 ２１ 本体部
２２ スラット ２２Ａ 座板部材
２４ ガイドレール ２６ 収納部
３０ 巻取装置 ３２ 軸部
３４ 動力伝達手段 ３５ 駆動装置
３６ エンコーダ装置 ３７ 負荷検出部
３８ 制御部

Claims (4)

1. 開口部を開閉する開閉体を駆動する駆動装置の負荷を検出する負荷検出部と、
   前記駆動装置による前記開閉体の駆動を停止する制御を行う制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、
   前記駆動装置により前記開閉体が前記開口部を全閉にする全閉位置から前記開口部を開放する方向に最初に駆動された場合に、前記開口部を開放する方向に駆動されている開放動作中の前記開閉体の下端部が、前記開口部を全開にする全開位置より手前側の範囲である所定範囲に到達した際に、前記下端部が前記所定範囲に到達するまでに前記負荷検出部により検出された前記負荷の最大値に所定のマージン値を加えて前記開閉体の駆動を停止する場合に使用する停止閾値を生成するとともに、前記開閉体の開放動作中に前記負荷検出部により前記停止閾値以上の前記負荷が検出されると、前記開閉体の開放動作を停止させて前記停止閾値を記憶装置に記憶させ、
   ２回目以降の前記開閉体の開放動作では、前記記憶装置に記憶された前記停止閾値を用いて、前記所定範囲における前記開閉体の駆動の停止判定を行い、
   前記停止閾値より大きい値である固定閾値を設定し、
   前記開閉体の開放動作における前記所定範囲以外の範囲である所定範囲外において前記負荷検出部により前記固定閾値を超えた前記負荷が検出された場合に前記開閉体の開放動作を停止させる、
   開閉装置用制御装置。
2. 前記制御部は、前記停止閾値を更新することなく、前記駆動装置により前記開閉体が前記全閉位置から前記開口部を開放する方向に最初に駆動された際に１回のみ前記停止閾値を生成する請求項１に記載の開閉装置用制御装置。
3. 前記所定範囲は、前記全開位置から６０ｍｍ手前までの範囲である請求項１又は２に記載の開閉装置用制御装置。
4. 請求項１から請求項３の何れか１項に記載の開閉装置用制御装置を備える開閉装置。

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