特許 6247930 戸

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6247930

(24)【登録日】2017年11月24日

(45)【発行日】2017年12月13日

(54)【発明の名称】戸

(51)【国際特許分類】

   E05F 15/41 20150101AFI20171204BHJP

【ＦＩ】

   E05F15/41

【請求項の数】1

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2013-269840(P2013-269840)

(22)【出願日】2013年12月26日

(65)【公開番号】特開2015-124534(P2015-124534A)

(43)【公開日】2015年7月6日

【審査請求日】2016年6月27日

(73)【特許権者】

【識別番号】000175560

【氏名又は名称】三協立山株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001737

【氏名又は名称】特許業務法人スズエ国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100107560

【弁理士】

【氏名又は名称】佐野 惣一郎

(72)【発明者】

【氏名】谷井 俊吾

(72)【発明者】

【氏名】川西 和昭

【審査官】 藤脇 昌也

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−２２７２６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１９４９４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０６７５９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１３８５９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２３５８７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０５Ｆ １５／００ − １５／７３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電動により戸を開閉する駆動部と、戸の開閉時に駆動部に流れる電流を検知する電流検出部と、駆動部を制御する制御部とを備え、制御部は、戸の開閉動作時に、戸の締め切り時及び開き切り時の電流値よりも低く設定した障害物検出電流値を検知すると、戸の開閉動作を止め、次に一定時間戸の開閉動作の反転後に停止し、その後、戸の開閉動作を再開して戸を全閉又は全開するものであり、障害物を検知するまでの戸の開閉速度は戸の締め切り時及び開き切り時よりも小さいことを特徴とする戸。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、サッシやドア等の戸に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、戸の開閉をモータ（駆動部）で行なう戸が開示されている。この特許文献１の戸では、駆動部に一定電流値の電流を流して戸を開閉している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００６−８３５３５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、戸の開閉操作時に、戸の開閉軌跡中に障害物や指等があった場合、戸に締め付けられて障害物が破損したり指等を挟んで怪我をするおそれがあり、より安全性の高いものが求められていた。

【0005】

そこで、本発明は、電動により開閉する戸において、安全性の高い戸の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

請求項１に記載の発明は、電動により戸を開閉する駆動部と、戸の開閉時に駆動部に流れる電流を検知する電流検出部と、駆動部を制御する制御部とを備え、制御部は、戸の開閉動作時に、戸の締め切り時及び開き切り時の電流値よりも低く設定した障害物検出電流値を検知すると、戸の開閉動作を止め、次に一定時間戸の開閉動作の反転後に停止し、その後、戸の開閉動作を再開して戸を全閉又は全開するものであり、障害物を検知するまでの戸の開閉速度は戸の締め切り時及び開き切り時よりも小さいことを特徴とする戸である。

【発明の効果】

【0007】

請求項１に記載の発明によれば、障害物検出電流値は、戸の締め切り時及び開き切り時の電流値よりも低く設定することで、障害物に対するより小さい挟み荷重を検出できるので、検知感度があがると共に障害物を挟んだときの戸の締め付け力を小さくでき、障害物検出時の安全性が向上する。
障害物検出時には、戸の開閉動作を止め、次に反転後に停止することで、戸に挟まった障害物や指等を取り除くことができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の実施の形態にかかる戸の閉操作時における動作時間と検知電流との関係を、戸の動作状態と共に示すグラフである。

【図2】本発明の実施の形態にかかる戸の構成を示すブロック図である。

【図3】本発明の実施の形態にかかる戸の閉操作時の制御を示すフローチャートである。

【図4】本発明の実施の形態にかかる戸の開操作時の制御を示すフローチャートである。

【図5】本発明の実施の形態にかかる戸の駆動電流のＰＷＭ変調を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下に、添付図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図２に示すように、本実施の形態にかかる戸１は、電動駆動により開閉する突き出しサッシであり、枠３と、枠３に対して障子５が回動軸７の周りを回動することにより開閉するものである。
この戸１は、障子５を駆動する駆動部９と、電流検出部１１と、駆動部９を制御する制御部１３とを備えている。
駆動部９は、モーターであり、電源１５に接続してある。
電流検出部１１は、電源１５から駆動部９に流れる電流の電流値を検知するものであり、検知した電流値の検知信号を制御部１３に送る。電流値の単位はアンペアである。

【0010】

制御部１３は、開閉動作部１７と、電流値比較部１９と、変調部２１と、タイマー２３と、カウンター２５とを備えている。
開閉動作部１７は、障子３を開閉するときに駆動部９の駆動を制御するものであり、戸の閉操作制御と、戸の開操作制御とを行なう。
電流値比較部１９は、予め設定された締め切り時及び開き切り時の電流値Ｉ_Ｌ、閉操作時の障害物検出電流値Ｉ_ＬＣ、開操作時の障害物検出電流値Ｉ_ＬOの各々に対して、電流検出部１１で検出した駆動電流値Ｉｍが高いか否かを比較する。
図１に示すように、閉操作時における締め切り時電流値Ｉ_Ｌは、障子５を全閉するときの締め切りを行なう電流値であり、閉操作時の障害物検出電流値Ｉ_ＬＣは、締め切り時電流値Ｉ_Ｌよりも低い所定の値の電流値である。同様に、開操作時には、障子５を全開するときの開き切りを行なう電流値を開き切り時電流値Ｉ_Ｌとしており、本実施の形態では、締め切り時電流値と開き切り時電流値とは共に同じ大きさの電流値Ｉ_Ｌである。また、閉操作時の障害物検出電流値Ｉ_ＬＣと、開操作時の障害物検出電流値Ｉ_ＬOとは同じ値としている。尚、図１では、反転動作の符号ｃの電流（後述する）は、閉動作時又は開動作時の駆動電流Ｉｍと逆方向の電流である。
変調部２１は、戸１を開閉操作するときに駆動部９に供給する電流をＰＷＭ制御（パルス幅変調）するものであり、所定のＤＲ（デューティー比）を設定している。ＰＷＭ制御は、図５に示すように、一定周期ＴにおけるＯＮの時間ＴonとＯＦＦの時間Ｔoffとの比を０〜１００％で設定している。例えば、変調度小の場合にＤＲ９０％、変調度大の場合にＤＲ２０％である。即ち、変調度小の場合には変調度大の場合よりも駆動トルクが大きい。
タイマー２３は、開閉動作部１７で行なう障子５の反転動作時間ｔと停止時間ｍをカウントする。例えば、ｔは３秒であり、ｍは１秒である。
カウンター２５は、開閉動作部１７でおこなう反転動作の繰り返し回数をカウントする。

【0011】

また、制御部１３には、設定条件入力部２７と操作部２９とが接続されている。
設定条件入力部２７は、開閉動作部１７でおこなう繰り返し回数Ｎ、反転動作時の反転時間ｔや停止時間ｍ等の各種時間、締め切り時電流値及び開き切り時電流値Ｉ_Ｌ、障害物検出電流値Ｉ_ＬＣ、Ｉ_ＬO、変調部２１における変調度のＤＲを入力し、又は変更するものである。
操作部２９は、戸の開閉操作を行なうリモコン（リモートコントローラ）であり、開操作ボタン、閉操作ボタン、開閉速度アップボタン等を有し、これらのボタン操作による操作信号を赤外線通信により制御部１３へ送る。

【0012】

次に、本実施の形態にかかる戸の開閉制御について説明するが、まず、図１及び図３を参照して、戸の閉操作について説明する。
図２に示すように、操作部２９の閉操作ボタンを押すと、操作部２９は制御部１３に閉操作信号を発信し、これにより制御部１３は開閉動作部１７に設定された閉操作制御を開始する。
図３に示すように、閉操作制御を開始すると、ステップＳ１で閉操作時の障害物検知電流値Ｉ_ＬＣ を読み込むと共にＰＭＷデューティー比の小（変調度大）を、カウンター値の０をそれぞれ読み込んだ後、ステップＳ２で閉動作を始める。
ステップＳ２では、電源１５から供給される駆動電流値Ｉｍにより駆動部９が障子５を閉じ方向に駆動し（図１参照）、ステップＳ３に移行する。一方、電流検出部１１は、駆動部９に流れる駆動電流値Ｉｍを検知しており、検知電流を制御部１３へ送信する（図２参照）。
ステップＳ３では、電流値比較部１９で比較した駆動電流値Ｉｍが障害物検出電流値Ｉ_ＬＣ（図１参照）以上か否かを判断し、駆動電流値Ｉｍが障害物検出電流値Ｉ_ＬＣ以上の場合にはステップＳ４に移行し、駆動電流値Ｉｍが障害物検出電流値Ｉ_ＬＣよりも小さい場合には、ステップＳ２へ戻り、閉動作を継続する。駆動電流値Ｉｍが障害物検出電流値Ｉ_ＬＣ以上になったときは、図１に符号ａで示している。
ステップＳ４では、駆動部９の駆動を停止して、ステップＳ５に移行する。ステップＳ５ではｔ秒間障子５の反転動作をする。駆動の停止は図１において、符号ｂで示し、反転動作は、符号ｃで示す。反転動作は、駆動部１３に閉動作時の駆動電流Ｉｍと逆方向の電流を流して障子５を開く。
次に、ステップＳ６でｍ秒間障子の駆動を停止する。このステップＳ６では、図１にｄで示すように、一定時間駆動を停止した後、ステップＳ７に移行する。
ステップＳ７では、Ｎ回繰り返したか否かを判断し、Ｎ回繰り返していない場合には、ステップＳ８でカウンター値に「１」を加えてステップＳ２に戻る。ステップＳ７でＮ回繰り返した場合には、ステップ９に移行する。Ｎは例えば、３回、４回等である。
このように、ステップＳ２〜ステップＳ８をＮ回繰り返することで、図１に示すｂ、ｃ、ｄ、ａで示す停止、反転、停止、閉動作をＮ回繰り返すことになる。
ステップＳ９では、締め切り時電流値Ｉ_Ｌを読み込み、駆動電流についてＰＷＭデューティー比の大（変調度小）を読み込んだ後、ステップＳ１０に移行して、駆動部９にＰＷＭデューティー比大の駆動電流Ｉｍを流して障子５の閉動作を行い、ステップＳ１１へ移行する。
ステップ１１では、駆動電流Ｉｍが締め切り時電流値Ｉ_Ｌ以上か否かを判断し、駆動電流Ｉｍが締め切り時電流値Ｉ_Ｌよりも小さい場合には、ステップＳ１０へ戻り閉動作を継続し、駆動電流Ｉｍが締め切り時電流値Ｉ_Ｌ以上の場合には、ステップＳ１２へ移行して、駆動部９の駆動を停止し、閉操作を終了する。
このステップＳ１０〜Ｓ１２により、図１に示すように、閉動作ｅの後に、ｆで示すように戸を閉じ状態にした後、駆動電流Ｉｍの電流値がｇで示すように上昇し、次にｈで示すように締め切り時電流値Ｉ_Ｌでロック状態（全閉状態）になる。

【0013】

次に、図４を参照して、本実施の形態にかかる戸１の開操作について説明するが、図３に示す戸の閉操作と同様の作用効果を奏する部分には同一の符号を付し、以下の説明では、上述した戸の閉操作と異なる点を主に説明する。
図２に示すように、操作部２９で開操作ボタンを押すと、操作部２９は制御部１３に開操作信号を発信し、これにより制御部１３は開閉動作部１７に設定された開操作制御を開始する。
図４に示すように、開操作制御を開始すると、ステップＳ２１で開操作時の障害物検知電流値Ｉ_ＬOを読み込むと共にＰＭＷデューティー比の小（変調度大）を、カウンター値の０をそれぞれ読み込んだ後、ステップＳ２２で開動作を始める。本実施の形態では、開操作時の障害物検知電流値Ｉ_ＬOは閉操作時の障害物検知電流値Ｉ_ＬＣと逆方向の電流値であるが大きさは同じ値である。また、開き切り時電流値Ｉ_Ｌは、締め切り時電流値Ｉ_Ｌと大きさが同じで逆方向の電流である。
ステップＳ２２では、電源１５から供給される駆動電流値Ｉｍにより駆動部９が駆動し、障子５を開方向に駆動し、ステップＳ２３に移行する。尚、図１において、開動作時の駆動電流Ｉｍは閉操作時の駆動電流Ｉｍと逆方向の電流である。
ステップＳ２３では、電流値比較部１９で比較した駆動電流値Ｉｍが障害物検出電流値Ｉ_ＬO以上か否かを判断し、駆動電流値Ｉｍが障害物検出電流値Ｉ_ＬO以上の場合にはステップＳ４に移行し、駆動電流値Ｉｍが障害物検出電流値Ｉ_ＬOよりも小さい場合には、ステップＳ２２へ戻る。
ステップＳ４〜Ｓ８では、上述した閉操作の制御フローと同様に、開動作における停止と反転動作を行なう。
この開操作の場合には、ステップＳ２２〜ステップＳ８をＮ回繰り返することで、閉操作と同様に図１に示すｂ、ｃ、ｄ、ａで示す停止、反転、停止、駆動をＮ回繰り返すことになる。尚、開操作では、符号ｃの反転動作は、障子を閉じ方向に動かしている。
そして、ステップＳ２２〜ステップＳ８の停止、反転、停止、駆動をＮ回繰り返した後、ステップＳ９では開き切り時電流値Ｉ_Ｌを読み込み、駆動電流についてＰＷＭデューティー比の大（変調度小）を読み込んだ後、ステップＳ２４に移行して、駆動部９にＰＷＭデューティー比大の駆動電流Ｉｍを流して障子５の開動作を行い、ステップＳ１１へ移行する。
ステップＳ１１では、駆動電流Ｉｍが開き切り時電流値Ｉ_Ｌ以上か否かを判断し、駆動電流Ｉｍが開き切り時電流値Ｉ_Ｌよりも小さい場合には、ステップＳ２４へ戻って開動作を継続し、駆動電流Ｉｍが締め切り時電流値Ｉ_Ｌ以上の場合には、ステップＳ１２へ移行して、駆動部９の駆動を停止し、開操作を終了する。
このステップＳ２４〜Ｓ１２により、開き切り時電流値Ｉ_Ｌで障子５を全開することができる。

【0014】

次に、本実施の形態にかかる戸１の作用効果について説明する。
図１に示すように、本実施の形態にかかる戸１によれば、障害物検出電流値Ｉ_ＬＣ、Ｉ_ＬOは、戸の締め切り時及び開き切り時の電流値Ｉ_Ｌよりも低く設定することで、より小さいはさみ荷重を検出できるので検知感度があがると共に戸の締め付け力が小さくなり、障害物検出時の安全性が向上する。
図３にステップＳ３〜Ｓ８で示し及び図４にＳ２３〜Ｓ８で示すように、障害物検出時には、障子５の開閉動作が停止し、次に反転後に停止することで、戸１に挟まった障害物や指等を取り除くことができる。
障害物を検知すると、障子５の開閉動作が停止し、次に反転して停止するが、図３にステップＳ７〜Ｓ１０で示し及び図４にＳ７〜Ｓ２４で示すように、その後、障子５の開閉動作を再開することで、追加命令を出さなくても自動的に全閉又は全開動作に移行するため、操作性に優れる。
本実施の形態では、障害物検知電流値Ｉ_ＬＣ、Ｉ_ＬOを検知するだけであるから、障子の現在位置をモーター電流累積値から特定する方法に比較して、障子の現在位置を特定する必要やモーターの負荷変動による誤差が生じるおそれがないうえ、障害物がない場合でも、例えば、閉動作時に全閉付近で障子５がタイト材にぶつかることで障害物検出電流値Ｉ_ＬＣ、を検知して、停止し、その後反転と停止が行われることからも、障子５がどの位置にあっても障害物に対応でき、信頼性に優れる。
更に、図１に示すように、締め切り時及び開き切り時には、障害物検出電流値Ｉ_ＬＣ、Ｉ_ＬOよりも高い電流値Ｉ_Ｌで戸を駆動するので、全開センサ及び全閉センサ等が無くても、戸の締め切り及び開き切りを確実にできる。

【0015】

閉操作及び開操作において、障害物を検知して停止及び反転をＮ回繰り返すまでのＰＷＭデューティー比を、反転をＮ回繰り返した後のＰＷＭデューティー比よりも小さくする（変調度大にする）ことにより、障害物を検知するまでは開閉速度を締め切り時及び開き切り時よりも小さくしているので、障害物への衝撃を低減できると共に、戸の開閉動作の静音化を図ることができる。
閉操作及び開操作において、図３及び図４のステップＳ１１、１２で示すように、駆動電流Ｉｍが締め切り時電流値及び開き切り時電流値Ｉ_Ｌ以上になると開閉動作を停止することから、駆動電流Ｉｍが図１に符号ｋで示すような過大な電流値まで上昇しないので、駆動部９やギア等の動力伝達機構にダメージを与えることなく、適正なトルクで全閉及び全開操作ができる。
設定条件入力部２７は、繰り返し回数Ｎ、反転動作時間ｔ及び停止時間ｍ等の時間、障害物検知電流値Ｉ_ＬＣ、Ｉ_ＬO、締め切り時電流値及び開き切り時電流値Ｉ_Ｌ、ＰＷＭデューティー比（変調度）等を変更可能であるから、戸の種類や使用状態等に応じた設定が容易にできる。
操作部２９は、開閉速度アップボタンを有し、開閉速度アップボタンを入力することにより、障害物検出電流値Ｉ_ＬOを検出までや障害物検出電流値Ｉ_ＬOを検出した後の閉操作及び開操作時のＰＷＭデューティー比を大きくして（変調度を小さくして）、開閉速度を速めることができる。これにより、状況に応じて早期の開閉が必要な場合には、速やかな開操作や閉操作ができる。

【0016】

本発明によれば、障害物を検知すると、停止し、次に反転して停止するが、その後、戸の開閉動作を再開することで、追加命令を出さなくても自動的に全閉又は全開動作に移行するため、操作性に優れる。
障害物検知のため、障子の現在位置をモーター電流累積値から特定する方法があるが、この方法では強風時には通常時に比べモーターへの負荷が増大し、モーター電流累積値に誤差が生じるおそれがあり信頼性に欠ける。しかし、本願発明は障害物検知電流値を検知するだけであるから、障子の現在位置を特定する必要や誤差が生じるおそれがないうえ、障害物がない場合でも、例えば、閉動作時に全閉付近で障子がタイト材にぶつかることで停止し、その後反転と停止が行われることからも、障子がどの位置にあっても障害物に対応でき、信頼性に優れる。
更に、締め切り時及び開き切り時には、障害物検出電流値よりも高い電流値で戸を駆動するので、全開センサ及び全閉センサ等が無くても、戸の締め切り及び開き切りを確実にできる。

【0017】

本発明は、上述した実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能である。
例えば、戸１は、突き出しサッシに限らず、内倒しサッシ、回転サッシ等のサッシや、開きドア、引戸、間仕切り等であっても良く、電動により開閉する戸であれば良い。
閉操作時の障害物検出電流値Ｉ_ＬＣ及び開操作時の障害物検出電流値Ｉ_ＬOは異なる電流値としても良いし、締め切り時電流値及び開き切り時電流値Ｉ_Ｌも異なる電流値としてもよい。
第１及び第２実施の形態では、図３及び図４に示すように、障害物検知電流値Ｉ_ＬＣ、Ｉ_ＬOを検知すると、ステップＳ４で戸１の開閉動作が停止し、ステップＳ５で反転した後にステップＳ６で停止することをステップＳ７でＮ回繰り返したが、ステップＳ７を設けないで、ステップＳ６の後にステップＳ９〜Ｓ１２に進んで戸１の開閉動作を再開しても良い。

【符号の説明】

【0018】

１ 戸
９ 駆動部
１１ 電流検出部
１３ 制御部
１５ 電源
１７ 開閉動作部
１９ 電流値比較部
２１ 変調部
２３ タイマー
２５ カウンター
２９ 操作部
Ｉ_ＬＣ、Ｉ_ＬO 障害物検出電流値
Ｉ_Ｌ 締め切り時電流値及び開き切り時電流値
Ｉｍ 駆動電流

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】