特許 7466107 電動開閉体

(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】

(24)【登録日】2024-04-04

(45)【発行日】2024-04-12

(54)【発明の名称】電動開閉体

(51)【国際特許分類】

   E06B 9/84 20060101AFI20240405BHJP

   E06B 9/68 20060101ALI20240405BHJP

【ＦＩ】

E06B9/84 C

E06B9/68 A

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020175592

(22)【出願日】2020-10-19

(65)【公開番号】P2022066962

(43)【公開日】2022-05-02

【審査請求日】2023-02-03

(73)【特許権者】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100123102

【弁理士】

【氏名又は名称】宗田 悟志

(72)【発明者】

【氏名】中原 雅之

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 昌弘

(72)【発明者】

【氏名】小沢 公孝

【審査官】秋山 斉昭

(56)【参考文献】

【文献】特開２００６－３０７４７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平７－１５８３３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－１３２０１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平６－３４６６６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－４２４８６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０６Ｂ ９／８４

Ｅ０６Ｂ ９／６８

Ｅ０５Ｆ １５／４０－１５／４９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

シャッターカーテンを巻き取り可能な巻き取り軸に回転動力を出力する電動部と、
前記電動部の回転に関連するパラメータの値を検出するパラメータ値検出部と、
前記パラメータ値検出部において検出した前記パラメータの値が第１しきい値を第１期間超えた場合、あるいは前記パラメータ値検出部において検出した前記パラメータの値が第２しきい値を第２期間超えた場合、あるいは前記パラメータの値が第３しきい値を第３期間超えた場合、前記シャッターカーテンの負荷変動を検出する負荷変動検出部とを備え、
前記負荷変動検出部における前記第２しきい値は前記第１しきい値よりも小さく、かつ前記第２期間は前記第１期間よりも長く、
前記負荷変動検出部における前記第３しきい値は、前記第１しきい値よりも小さく、かつ前記第２しきい値よりも大きく、
前記負荷変動検出部における前記第３期間は、前記第１期間よりも長く、かつ前記第２期間よりも短く、
前記第３しきい値と前記第３期間との組合せにおいて、前記第３しきい値が大きくなれば、前記第３期間が小さくなる電動開閉体。

【請求項2】

前記パラメータ値検出部は、前記パラメータの値として、前記電動部を回転させるための電流の値と、前記電動部の単位時間当たりの回転数と、前記電動部の温度のうちの少なくとも１つを検出する請求項１に記載の電動開閉体。

【請求項3】

前記パラメータ値検出部は、前記パラメータの値として、前記電動部を回転させるための電流の値の変化の傾きと、前記電動部の温度の変化の傾きのうちの少なくとも１つを検出する請求項１に記載の電動開閉体。

【請求項4】

前記負荷変動検出部における前記第１しきい値と前記第２しきい値と前記第３しきい値のうちの少なくとも１つは本電動開閉体の設置後に修正可能である請求項１に記載の電動開閉体。

【請求項5】

シャッターカーテンを巻き取り可能な巻き取り軸に回転動力を出力する電動部と、
前記電動部の回転に関連するパラメータの値を検出するパラメータ値検出部とを備える電動開閉体に実行させるためのプログラムであって、
前記パラメータ値検出部において検出した前記パラメータの値が第１しきい値を第１期間超えた場合、あるいは前記パラメータ値検出部において検出した前記パラメータの値が第２しきい値を第２期間超えた場合、あるいは前記パラメータの値が第３しきい値を第３期間超えた場合、前記シャッターカーテンの負荷変動を検出し、
前記第２しきい値は前記第１しきい値よりも小さく、かつ前記第２期間は前記第１期間よりも長く、
前記第３しきい値は、前記第１しきい値よりも小さく、かつ前記第２しきい値よりも大きく、
前記第３期間は、前記第１期間よりも長く、かつ前記第２期間よりも短く、
前記第３しきい値と前記第３期間との組合せにおいて、前記第３しきい値が大きくなれば、前記第３期間が小さくなるプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、開閉体技術に関し、電動により開閉される電動開閉体に関する。

【背景技術】

【0002】

電動シャッター装置には、シャッターに人等を誤って引き込まない仕組みが必要になる。つまり、シャッターカーテンの作動が障害物などにより妨げられると、モータが過負荷に陥り得るので、モータに負荷がかかり過ぎる過負荷状態を検知する装置が求められる。例えば、シャッターカーテンの位置情報と、モータの負荷状態に関する電流情報とが関連づけて記憶され、運用状態において計測した電流値が、そのときの位置情報に対応した電流情報を逸脱した場合に、過負荷状態が検出される（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００６－３０７４７１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

先行技術によれば、計測した電流値をもとに過負荷状態が検出される。シャッターに挟み込んだ障害物が硬ければ、障害物が挟み込まれると直ちに電流値が変化する。一方、シャッターに挟み込んだ障害物が柔らかければ、障害物が挟み込まれても障害物が変形することによって電流値が遅れて変化する。そのため、障害物の硬さを考慮する必要がある。

【0005】

本開示はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、障害物が柔らかくても過負荷状態を検出するまでの期間を短縮する技術を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するために、本開示のある態様の電動開閉体は、シャッターカーテンを巻き取り可能な巻き取り軸に回転動力を出力する電動部と、電動部の回転に関連するパラメータの値を検出するパラメータ値検出部と、パラメータ値検出部において検出したパラメータの値が第１しきい値を第１期間超えた場合、あるいはパラメータ値検出部において検出したパラメータの値が第２しきい値を第２期間超えた場合、あるいはパラメータの値が第３しきい値を第３期間超えた場合、シャッターカーテンの負荷変動を検出する負荷変動検出部とを備える。負荷変動検出部における第２しきい値は第１しきい値よりも小さく、かつ第２期間は第１期間よりも長く、負荷変動検出部における第３しきい値は、第１しきい値よりも小さく、かつ第２しきい値よりも大きく、負荷変動検出部における第３期間は、第１期間よりも長く、かつ第２期間よりも短く、第３しきい値と第３期間との組合せにおいて、第３しきい値が大きくなれば、第３期間が小さくなる。

【0007】

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本開示の表現を方法、装置、システム、コンピュータプログラム、またはコンピュータプログラムを記録した記録媒体などの間で変換したものもまた、本開示の態様として有効である。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、障害物が柔らかくても過負荷状態を検出するまでの期間を短縮できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１（ａ）－（ｂ）は、実施例に係るシャッターシステムの構造を示す図である。

【図2】図１（ａ）－（ｂ）のシャッターシステムの内部構造を示す図である。

【図3】図１（ａ）－（ｂ）のシャッターシステムの構成を示すブロック図である。

【図4】図４（ａ）－（ｂ）は、本実施例に対応する課題を示す図である。

【図5】図５（ａ）－（ｂ）は、図３の電動化ユニットの動作概要を示す図である。

【図6】図６（ａ）－（ｄ）は、図３の電動化ユニットにおける第１しきい値、第２しきい値、第１期間、第２期間を示す図である。

【図7】図３の電動化ユニットによる検出手順を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本開示の実施例を具体的に説明する前に、本実施例の概要を説明する。実施例は、住宅等の施設の開口部に設置されるシャッターシステムに関する。シャッターシステムは電動シャッターであり、電動シャッターはシャッター動作を自動化する。電動シャッターは、一般的に、シャッターカーテンが開状態でユーザが「閉」ボタンを一度押すと、シャッターカーテンのスラットが最下部に到達するまで閉動作を続ける。電動シャッターは数十秒かけて自動的に閉動作を実行するので、ユーザは電動シャッターの閉動作を見ていないことが想定される。その際、電動シャッターが障害物を挟み込んでもユーザは気づかない。したがって、電動シャッターには「障害物を挟み込んだ場合にそのことを検出する」機能が望まれる。

【0011】

電動シャッターのようなモータ駆動製品では、モータ電流が増加した場合に障害物の挟み込みが検出される。具体的に説明すると、障害物が挟み込まれるとモータ負荷が増大することによって、モータ電流が増加する。このモータ電流の増加が所定値を超えた場合に、挟み込みが発生したと判定される。シャッターに挟み込んだ障害物が硬ければ、障害物が挟み込まれると直ちにモータ電流が増加するので、障害物の挟み込みが直ちに検出される。しかしながら、シャッターに挟み込んだ障害物が柔らかければ、障害物が挟み込まれても障害物が変形することによってモータ電流の増加が遅れるので、障害物の挟み込みの検知が遅延する。

【0012】

障害物が柔らかくても過負荷状態を検出するまでの期間を短縮するために、本実施例に係るシャッターシステムは、硬い障害物の挟み込みを検出するために電流値と比較すべき第１しきい値に加えて、第１しきい値よりも小さい第２しきい値も設ける。シャッターシステムは、電流値が第１しきい値を超えなくても、第２しきい値を所定期間にわたって超えた場合に、障害物の挟み込みを検知してスラット動作を停止する。

【0013】

図１（ａ）－（ｂ）は、シャッターシステム１０００の構造を示す。図１（ａ）は、施設を屋外から見た場合の構成を示し、図１（ｂ）は、施設を屋内から見た場合の構成を示す。シャッターシステム１０００は、ガイドレール２０、シャッターカーテン３０、シャッターケース４０、通信線２００、コントローラ３００を含み、シャッターカーテン３０は、スラット３２を含む。ここで、ガイドレール２０、シャッターカーテン３０、シャッターケース４０はシャッターに含まれる。

【0014】

図１（ａ）に示されるように、開閉体であるシャッターは、住宅やビル等の施設において内外を仕切る外壁に形成された開口部１０に設置される。開口部１０は、施設において内外を連通する空間である。２つのガイドレール２０は、上下方向に延びる形状を有するとともに、開口部１０の左右方向の両側に互いに離間して、開口部１０に設置されたサッシ等の枠材と外壁とに固定される。各ガイドレール２０は、横断面略コ字状の内部構造を有する中空状の部材であり、２つのガイドレール２０は、コ字状の開口が対向するように固定される。

【0015】

シャッターカーテン３０は、ガイドレール２０の長手方向に沿って上下に移動し、開口部１０を開閉する。具体的には、シャッターカーテン３０の左右方向両端部がガイドレール２０に挿入されることによって、シャッターカーテン３０の左右方向両端部は、ガイドレール２０によって上下方向に移動可能である。シャッターカーテン３０は、複数のスラット３２の組合せによって構成される。各スラット３２は、開口部１０の左右方向に沿って延在する板状の部材であって、例えば、スチール、ステンレス、アルミニウム等により形成される。各スラット３２の上端部と下端部にカール部（図示せず）が設けられており、隣接する２つのスラット３２のうち、上側のスラット３２の下端部のカール部と、下側のスラット３２の上端部のカール部とは、回転自在に連結される。

【0016】

シャッターケース４０は、開口部１０およびガイドレール２０の上方に設けられる縦断面略矩形状の収容体である。シャッターケース４０は内部に収納空間を有するとともに、シャッターケース４０の下面に設けられた貫通孔を介して収納空間は外部につながる。収納空間には、貫通孔を介してシャッターカーテン３０を巻き取ったり、あるいは繰り出したりするための巻き取り機構が設けられる。ここで、「巻き取り」とは、シャッターカーテン３０がガイドレール２０に沿って上昇し、開口部１０が開放されることであり、「繰り出し」とは、シャッターカーテン３０がガイドレール２０に沿って降下し、開口部１０が閉鎖されることである。

【0017】

図１（ｂ）に示されるように、開口部１０を囲むようにサッシ１２が取り付けられる。図１（ａ）のシャッターケース４０に接続された通信線２００は、サッシ１２の内部に埋没されて屋内まで延びる。屋内の壁面にはコントローラ３００が設置され、コントローラ３００に通信線２００が接続される。このように通信線２００は、屋外に設置された電動化ユニット１００と、屋内に設置されたコントローラ３００とを接続する。

【0018】

図２は、シャッターシステム１０００の内部構造を示す。シャッターシステム１０００は、シャッターカーテン３０、シャッターケース４０、巻き取り軸６０を含む。シャッターカーテン３０は、スラット３２、ねじ３４を含み、シャッターケース４０は、ブラケット４２と総称される第１ブラケット４２ａ、第２ブラケット４２ｂ、支持軸４４と総称される第１支持軸４４ａ、第２支持軸４４ｂを含む。巻き取り軸６０は、回転枠６２と総称される第１回転枠６２ａ、第２回転枠６２ｂ、従動輪６４、巻き取りばね６６、固定部７２、電動化ユニット８０を含み、電動化ユニット８０は、本体８２、駆動輪８４を含み、本体８２は、モータ８６、制御部８８、減速機９０、通信線２００を含む。

【0019】

ここでは、シャッターケース４０の内部構造を示すためにシャッターケース４０が透明にして示される。シャッターケース４０には、図１（ａ）のガイドレール２０の左右の方向に延びる筒状の支柱である巻き取り軸６０が配置される。巻き取り軸６０には複数の固定部７２が設けられており、複数のねじ３４を使用して複数の固定部７２にシャッターカーテン３０が固定される。そのため、巻き取り軸６０は、シャッターカーテン３０を巻き取り可能な軸であるといえる。

【0020】

シャッターケース４０の収納空間の左側端部と右側端部には、巻き取り軸６０を左右から挟むように、ブラケット４２と総称される第１ブラケット４２ａと第２ブラケット４２ｂが設けられる。具体的には、巻き取り軸６０の左側には第１ブラケット４２ａが配置され、巻き取り軸６０の右側には第２ブラケット４２ｂが配置される。第１ブラケット４２ａは、巻き取り軸６０の左側端部を回転可能に支持する支持部であり、第２ブラケット４２ｂは、巻き取り軸６０の右側端部を回転可能に支持する支持部である。巻き取り軸６０の左側端部を「第１端部」と呼ぶ場合、巻き取り軸６０の右側端部は「第２端部」と呼ばれる。

【0021】

第１ブラケット４２ａの右側面には、右側に向かって突出する第１支持軸４４ａが設けられる。第１支持軸４４ａは筒形状を有し、第１支持軸４４ａの側面には第１回転枠６２ａが嵌合される。第１回転枠６２ａは、巻き取り軸６０の左側端部に配置されるとともに、第１支持軸４４ａの側面を囲む形状を有する。このような構造により、第１ブラケット４２ａに固定された第１支持軸４４ａを中心にして、第１回転枠６２ａが回転する。第２ブラケット４２ｂの左側面には、左側に向かって突出する第２支持軸４４ｂが設けられる。第２支持軸４４ｂは筒形状を有し、第２支持軸４４ｂの側面には第２回転枠６２ｂが嵌合される。第２回転枠６２ｂは、巻き取り軸６０の右側端部に配置されるとともに、第２支持軸４４ｂの側面を囲む形状を有する。このような構造により、第２ブラケット４２ｂに固定された第２支持軸４４ｂを中心にして、第２回転枠６２ｂが回転する。さらに、第１回転枠６２ａと第２回転枠６２ｂの回転によって巻き取り軸６０も回転する。

【0022】

巻き取り軸６０の内部の右側領域には、保持部（図示せず）が配置され、保持部に電動化ユニット８０が取り付けられる。電動化ユニット８０は、巻き取り軸６０に回転動力を出力する電動装置（電動部）である。電動化ユニット８０は、筒形状を有する本体８２と、本体８２の左側に配置される駆動輪８４を含む。このような駆動輪８４は、電動化ユニット８０において巻き取り軸６０の中央側を向いているともいえる。本体８２の内部にはモータ８６、制御部８８、減速機９０が搭載されており、モータ８６の回転によって減速機９０と駆動輪８４も回転する。制御部８８はモータ８６の回転を制御する。特に、制御部８８は、電動化ユニット８０のモータ８６を回転させるための電流値を制御する。

【0023】

巻き取り軸６０の内部において、保持部の左側の領域、つまり電動化ユニット８０に対して巻き取り軸６０の中央側の領域には、従動輪６４が設けられる。従動輪６４は、駆動輪８４の左側に配置されており、駆動輪８４と組み合わされた場合に駆動輪８４の回転によって回転する。また、従動輪６４の回転によって巻き取り軸６０も回転する。その結果、巻き取り軸６０は、電動化ユニット８０からの回転動力により回転するといえる。一方、駆動輪８４と従動輪６４とが組み合わされていない場合、巻き取り軸６０は、電動化ユニット８０からの回転動力ではなく、手動の回転動力により回転する。手動による巻き取り軸６０の回転については説明を省略する。

【0024】

ここで、保持部は、本体８２の側面の一部分、例えば、本体８２の側面のうち、下側を含む部分を保持する。また、保持部の右側端部は第２支持軸４４ｂに接続される。この接続により保持部は第２ブラケット４２ｂに固定されるので、巻き取り軸６０が回転する場合であっても、保持部に保持される本体８２は回転しない。

【0025】

さらに詳細に説明すると、電動化ユニット８０の本体８２では、制御部８８による制御によってモータ８６が回転する。減速機９０は、モータ８６の回転動力のトルクを増幅させる。減速機９０には公知の技術が使用されればよいが、例えば、太陽歯車を中心として、複数の遊星歯車が自転しつつ公転する構造を有する。減速機９０の回転により駆動輪８４が回転すると、駆動輪８４と組み合わされた従動輪６４も回転し、巻き取り軸６０が回転する。

【0026】

図１（ａ）のようにシャッターカーテン３０が開口部１０を閉鎖した全閉状態から、巻き取り軸６０が巻き取りの方向に回転すると、シャッターカーテン３０は、巻き取り軸６０の外周面に沿って巻き取られながら開口部１０を開放する。この回転が継続すると、シャッターカーテン３０は、１周目の回転において巻き取られたシャッターカーテン３０上に積層されながら巻き取られ、開口部１０の全域を開放する。また、シャッターカーテン３０が開口部１０を開放した全開状態から、巻き取り軸６０が繰り出しの方向に回転すると、巻き取り軸６０の外周面に積層されたシャッターカーテン３０が順次繰り出される。この回転が継続すると、シャッターカーテン３０は開口部１０の全域を閉鎖する。

【0027】

図３は、シャッターシステム１０００の構成を示すブロック図である。シャッターシステム１０００は、電動化ユニット８０、通信線２００、コントローラ３００を含む。電動化ユニット８０は、モータ８６、制御部８８、温度検出部４３０を含み、制御部８８は、第１接続部４１０、第１有線通信部４１２、位置制御部４１４、第１検出部４１６、速度制御部４１８、微分部４２０、電流制御部４２２、第２検出部４２４、第３検出部４２８を含む。コントローラ３００は、操作部３１０、操作制御部３１２、第２有線通信部３１４、第２接続部３１６を含む。

【0028】

コントローラ３００の操作部３１０は、複数のボタンを有するユーザインターフェイスであり、ユーザの操作を受けつける。コントローラ３００の表面には、開ボタン、停止ボタン、閉ボタンが設けられる。開ボタン、停止ボタン、閉ボタンは例えば平面スイッチで構成される。開ボタンは、開口部１０を開放するようにシャッターカーテン３０を移動させるための指示（以下、「開放指示」という）を受けつけるボタンである。停止ボタンは、移動しているシャッターカーテン３０を停止させるための指示（以下、「停止指示」という）を受けつけるボタンである。閉ボタンは、開口部１０を閉鎖するようにシャッターカーテン３０を移動させるための指示（以下、「閉鎖指示」という）を受けつけるボタンである。開ボタン、停止ボタン、閉ボタンのうちの１つが押し下げられることによって、開放指示、停止指示、閉鎖指示のうちの１つに応じた操作信号が操作部３１０から操作制御部３１２に出力される。

【0029】

操作制御部３１２は、操作部３１０から操作信号を受けつける。操作制御部３１２は、操作信号において示された開放指示、停止指示、閉鎖指示のうちの１つが含まれた指示信号を生成する。第２有線通信部３１４は、操作制御部３１２から指示信号を受けつけ、第２接続部３１６、通信線２００を介して指示信号を電動化ユニット８０に送信する。

【0030】

第２接続部３１６は、コントローラ３００に通信線２００を接続するためのインターフェイスである。また、電動化ユニット８０の第１接続部４１０も通信線２００を接続するためのインターフェイスである。第２接続部３１６に通信線２００が接続されるとともに、第１接続部４１０に通信線２００が接続されることによって、通信線２００は、コントローラ３００と電動化ユニット８０とを接続する。このような接続によって、コントローラ３００から電動化ユニット８０に向かって、通信線２００は、指示信号を伝送する。コントローラ３００は屋内に設置され、電動化ユニット８０は屋外に設置されるので、屋内から屋外に指示信号が送信される。

【0031】

第１有線通信部４１２は、第２接続部３１６、通信線２００、第１接続部４１０を介して、第２有線通信部３１４からの指示信号を受信する。第１有線通信部４１２は、指示信号に含まれた開放指示、停止指示、閉鎖指示のうちの１つを位置制御部４１４に出力する。位置制御部４１４は、開放指示、停止指示、閉鎖指示のうちの１つを第１有線通信部４１２から受けつける。

【0032】

位置制御部４１４は、受けつけた開放指示、停止指示、閉鎖指示のうちの１つに応じて、シャッターカーテン３０の位置（下端の位置）の目標値を更新する。例えば、位置制御部４１４は、開放指示を受けつけている場合に、これまでの目標値を高くするように更新する。また、位置制御部４１４は、第１検出部４１６からシャッターカーテン３０の位置の帰還値を受けつける。第１検出部４１６における位置の帰還値の検出方法については後述する。ここで、シャッターカーテン３０の位置はモータ８６の回転の角度として示されてもよいが、以下では説明を明瞭にするために角度も位置に含める。位置制御部４１４は、目標値と帰還値の少なくとも１つが上限位置あるいは下限位置に達するまで、あるいは停止指示があるまでは非ゼロの一定速度で動作させるための速度の目標値を出力する。

【0033】

微分部４２０は、第１検出部４１６からシャッターカーテン３０の位置の帰還値を受けつけ、位置の帰還値を微分することによって、速度の帰還値を導出する。微分部４２０は速度の帰還値を速度制御部４１８に出力する。速度制御部４１８は、位置制御部４１４から速度の目標値を受けつけ、微分部４２０から速度の帰還値を受けつける。速度制御部４１８は、速度の目標値から速度の帰還値を減じることによって速度偏差を導出してから、比例・積分制御等の速度ループ処理を行ってトルク（電流）の目標値を導出する。

【0034】

電流制御部４２２は、速度制御部４１８からトルク（電流）の目標値を受けつける。また、電流制御部４２２からモータ８６に出力される電流の大きさ、つまり電動化ユニット８０のモータ８６を流れる総電流の値は第２検出部４２４において検出されており、電流制御部４２２は、検出された電流の帰還値を受けつける。第２検出部４２４は例えばシャント抵抗により構成される。電流制御部４２２は、電流の帰還値がトルク（電流）の目標値に近づくように、モータ８６に出力すべき電流の大きさを決定する。この決定には公知の技術が使用されればよい。つまり、速度制御部４１８と電流制御部４２２は、第１検出部４１６において検出した位置の変化、つまり速度に応じて、モータ８６を回転させるための電流値を決定する。

【0035】

電流制御部４２２から出力される電流値に応じた速度でモータ８６が回転する。モータ８６は、巻き取り軸６０に回転動力を出力する。モータ８６が３相ブラシレスモータである場合、電流制御部４２２からは３相の直流電流が出力される。

【0036】

このような構成により、制御部８８は、制御信号が開放指示に相当する場合、巻き取り軸６０が巻き取りの方向に回転するようにモータ８６を回転させ、制御信号が閉鎖指示に相当する場合、巻き取り軸６０が繰り出しの方向に回転するようにモータ８６を回転させる。これらにおいてモータ８６の回転方向は逆方向である。一方、制御部８８は、制御信号が停止指示に相当する場合、モータ８６の回転を停止させる。モータ８６は制御部８８に応じて回転し、開口部１０を開閉するシャッターカーテン３０、巻き取り軸６０等に動力を供給する。

【0037】

モータ８６の回転方向に応じてシャッターカーテン３０が開閉される場合に、シャッターカーテン３０の位置は第１検出部４１６で検出される。第１検出部４１６は、例えば、モータ８６の側部に設けられ、モータ８６の回転数を機械的にカウントして開閉位置あるいは上下限位置を検出するカウンタ式リミットスイッチにより構成される。また、第１検出部４１６は、モータ８６に設けられたエンコーダによりパルスをカウントすることによって、シャッターカーテン３０の開閉位置あるいは上下限位置を検出する構成であってもよい。また、第１検出部４１６は、モータ８６の電流検出回路で構成され、モータ８６に加わる負荷変動に対応した電流値変化から開閉位置あるいは上下限位置を検出する構成であってもよい。さらに、第１検出部４１６は、ガイドレール２０の上下に設けられてシャッターカーテン３０の開閉位置あるいは上下限位置を直接検出する機械的あるいは電気的なリミットスイッチであってもよい。第１検出部４１６において検出された位置は、位置の帰還値として、位置制御部４１４、微分部４２０に出力される。温度検出部４３０は、モータ８６の温度を検出する。

【0038】

以下では、コントローラ３００の閉ボタンが押し下げられて、シャッターカーテン３０が繰り出されている状況において、シャッターカーテン３０による障害物の挟み込みが発生する状況を説明する。図４（ａ）－（ｂ）は、本実施例に対応する課題を示す。ここでは、例えば、電流制御部４２２において検出される電流の帰還値がしきい値を超えた場合に、シャッターカーテン３０に障害物が挟み込まれたとして、シャッターカーテン３０の繰り出しが停止されることを想定する。図４（ａ）では、障害物として硬い物体５００が存在している状況下において、硬い物体５００の上方からシャッターカーテン３０が降下する。シャッターカーテン３０の最下端に設けられる水切３６が硬い物体５００に接触すると、電流の帰還値が増加するので、シャッターカーテン３０が停止する。

【0039】

図４（ｂ）では、障害物として柔らかい物体５１０が存在している状況下において、柔らかい物体５１０の上方からシャッターカーテン３０が降下する。シャッターカーテン３０の最下端に設けられる水切３６が柔らかい物体５１０に接触しても、電流の帰還値が増加しないので、シャッターカーテン３０は降下を継続する。シャッターカーテン３０の降下により柔らかい物体５１０がある程度変形した状態において、電流の帰還値が増加するので、シャッターカーテン３０が停止する。

【0040】

図５（ａ）－（ｂ）は、電動化ユニット８０の動作概要を示す。図５（ａ）は、モータ８６の負荷の時間変化を示す。時間０からＴ１まで、シャッターカーテン３０による障害物の挟み込みが発生していない。そのため、負荷はほぼ一定であり、シャッターカーテン３０が繰り出される。時間Ｔ１においてシャッターカーテン３０による障害物の挟み込みが発生すると、モータ８６の負荷が増加する。障害物が硬い物体５００である場合、例えば、モータ８６の負荷は時間Ｔ２まで増加し、時間Ｔ２以降において負荷はほぼ一定である。これは、硬い物体５００の挟み込みの発生によって、シャッターカーテン３０が繰り出されない状況であるといえる。一方、障害物が柔らかい物体５１０である場合、例えば、モータ８６の負荷は時間Ｔ５まで増加し、時間Ｔ５以降において負荷はほぼ一定である。ここで、時間Ｔ５は時間Ｔ２よりも後であるので、障害物が柔らかい物体５１０である場合には、障害物が硬い物体５００である場合よりも負荷の増加の傾きが緩やかである。これは、前述のごとく、柔らかい物体５１０は、シャッターカーテン３０によって変形するからである。

【0041】

図５（ｂ）は、モータ８６に出力される電流の大きさ、つまり第２検出部４２４において検出される電流の大きさの時間変化を示す。時間０からＴ１まで、シャッターカーテン３０による障害物の挟み込みが発生していないので、電流の大きさはほぼ一定である。時間Ｔ１においてシャッターカーテン３０による障害物の挟み込みが発生すると、電流が増加する。これは、モータ８６の負荷が増加している状況において、シャッターカーテン３０を繰り出すための制御がなされるので、モータ８６に出力する電流が増加するからである。前述のごとく、障害物が硬い物体５００であるか、あるいは柔らかい物体５１０であるかに応じて負荷の増加の傾きが異なるので、電流の増加の傾きも異なる。つまり、障害物が柔らかい物体５１０である場合の電流の増加の傾きは、障害物が硬い物体５００である場合の電流の増加の傾きよりも緩やかになる。

【0042】

障害物が硬い物体５００であっても、柔らかい物体５１０であっても、障害物を早期に検出するために、図３の第３検出部４２８は次の処理を実行する。第３検出部４２８は、第２検出部４２４から電流値を受けつける。また、第３検出部４２８は、図５（ｂ）に示されるように電流に対するしきい値として、第１しきい値と、第１しきい値よりも小さい第２しきい値とを設定する。

【0043】

第１しきい値は硬い物体５００の挟み込みを検出するためのしきい値であり、第３検出部４２８は、電流値が第１しきい値を第１期間超えた場合、障害物の挟み込み、つまりシャッターカーテン３０の負荷変動を検出する。ここでは、第１期間が「０」に設定されるので、第３検出部４２８は、電流値が第１しきい値を超えると直ちにシャッターカーテン３０の負荷変動を検出する。そのため、図５（ｂ）では、電流値が第１しきい値を超える時間Ｔ２においてシャッターカーテン３０の負荷変動が検出される。一方、第１しきい値を柔らかい物体５１０の挟み込みを検出するために使用すると、図５（ｂ）では、時間Ｔ５において検出がなされ、検出までの遅延時間が長くなる。

【0044】

第２しきい値は柔らかい物体５１０の挟み込みを検出するためのしきい値であり、電流値が第２しきい値を第２期間５２０超えた場合、障害物の挟み込み、つまりシャッターカーテン３０の負荷変動を検出する。図５（ｂ）において第２期間５２０は、時間Ｔ３から時間Ｔ４の期間として示されており、第１期間よりも長い。そのため、図５（ｂ）では、電流値が第２しきい値を超える時間Ｔ３から第２期間５２０を経過した時間Ｔ４においてシャッターカーテン３０の負荷変動が検出される。時間Ｔ４は、前述の時間Ｔ５よりも先に到来するので、検出までの遅延時間が短縮される。このような第３検出部４２８は、負荷変動検出部であるといえる。また、第３検出部４２８における第１しきい値と第２しきい値のうちの少なくとも１つはシャッターシステム１０００の設置後に修正可能である。

【0045】

第３検出部４２８は、負荷変動を検出すると、負荷変動の発生を電流制御部４２２に通知する。電流制御部４２２は、第３検出部４２８から負荷変動の発生を通知されると、モータ８６の回転を停止させたり、モータ８６の回転を反転させたりするように、モータ８６を制御する。また、負荷変動の発生の通知に応じて、ランプやブザー等によるユーザへの通知がなされてもよい。

【0046】

ここでは、図６（ａ）－（ｄ）を使用しながら、第１しきい値、第２しきい値、第１期間、第２期間のさまざまな例を説明する。図６（ａ）－（ｄ）は、電動化ユニット８０における第１しきい値、第２しきい値、第１期間、第２期間を示す。図６（ａ）は、これまで説明した第１しきい値、第２しきい値、第１期間、第２期間を示す。第１期間は「０」とされる。前述のごとく、第１しきい値と第１期間が対応し、第２しきい値と第２期間が対応する。図６（ｂ）は、図６（ａ）において第１期間が「０」よりも大きい値にされる。これは、誤判定を防止するためであり、それ以外は図６（ａ）と同様である。

【0047】

図６（ｃ）では、第１しきい値と第２しきい値の間に１つ以上のしきい値が設けられ、第１期間と第２期間との間に１つ以上の期間が設けられる。例えば、第２しきい値、第３しきい値、第４しきい値、第５しきい値、第１しきい値が順に大きくなるように設けられ、第２期間、第３期間、第４期間、第５期間、第１期間が順に短くなるように設けられる。第２しきい値と第２期間が対応し、第１しきい値と第１期間が対応するように、第３しきい値と第３期間が対応し、第４しきい値と第４期間が対応し、第５しきい値と第５期間が対応する。ここで、しきい値と期間との関係が階段状になるように規定される。第３検出部４２８は、電流値が第３しきい値を第３期間超えた場合、シャッターカーテン３０の負荷変動を検出する。

【0048】

図６（ｄ）では、第１しきい値と第２しきい値との間に第３しきい値が設けられ、第１期間と第２期間との間に第３期間が設けられる。第３しきい値は、第１しきい値から第２しきい値に向かって減少するように変化し、第３期間は、第１期間から第２期間に向かって増加するように変化する。つまり、第３しきい値と第３期間は連続的に変化する。第３検出部４２８は、電流値が第３しきい値を第３期間超えた場合、シャッターカーテン３０の負荷変動を検出する。また、図６（ｃ）－（ｄ）の第３しきい値等もシャッターシステム１０００の設置後に修正可能である。

【0049】

これまでの説明では、第１しきい値と第２しきい値は、第２検出部４２４において検出された電流値と比較されている。第１しきい値と第２しきい値は、図３における第１検出部４１６において検出されたモータ８６の単位時間当たりの回転数と比較されてもよい。このような回転数は、第１検出部４１６におけるエンコーダあるいはホール素子あるいはセンサレス制御により検出される。センサレス制御は、モータ逆起電力波形からの推定に相当する。また、第１しきい値と第２しきい値は、図３における温度検出部４３０において検出されたモータ８６の温度と比較されてもよい。このような電流値、回転数、温度は、モータ８６の回転に関連するパラメータの値と総称される。このような第１検出部４１６、第２検出部４２４、温度検出部４３０は、パラメータ値検出部といえる。第３検出部４２８は、電流値、回転数、温度のうちの２つ以上を使用してもよい。

【0050】

本開示における装置、システム、または方法の主体は、コンピュータを備えている。このコンピュータがプログラムを実行することによって、本開示における装置、システム、または方法の主体の機能が実現される。コンピュータは、プログラムにしたがって動作するプロセッサを主なハードウェア構成として備える。プロセッサは、プログラムを実行することによって機能を実現することができれば、その種類は問わない。プロセッサは、半導体集積回路（ＩＣ）、またはＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）を含む１つまたは複数の電子回路で構成される。複数の電子回路は、１つのチップに集積されてもよいし、複数のチップに設けられてもよい。複数のチップは１つの装置に集約されていてもよいし、複数の装置に備えられていてもよい。プログラムは、コンピュータが読み取り可能なＲＯＭ、光ディスク、ハードディスクドライブなどの非一時的記録媒体に記録される。プログラムは、記録媒体に予め格納されていてもよいし、インターネット等を含む広域通信網を介して記録媒体に供給されてもよい。

【0051】

以上の構成によるシャッターシステム１０００の動作を説明する。図７は、電動化ユニット８０による検出手順を示すフローチャートである。第２検出部４２４は電流値を検出する（Ｓ１０）。電流値が第１しきい値より大きい場合（Ｓ１２のＹ）、第３検出部４２８は負荷変動を検出する（Ｓ１６）。電流値が第１しきい値より大きくない場合（Ｓ１２のＮ）、電流値が第２しきい値を第２期間超えれば（Ｓ１４のＹ）、第３検出部４２８は負荷変動を検出する（Ｓ１６）。電流値が第２しきい値を第２期間超えない場合（Ｓ１４のＮ）、処理が終了される。

【0052】

本実施例によれば、電流値が第１しきい値を第１期間超えた場合、あるいは電流値が第２しきい値を第２期間超えた場合、負荷変動を検出するので、障害物の硬さにかかわらず過負荷状態を検出できる。また、障害物の硬さにかかわらず過負荷状態が検出されるので、障害物が柔らかくても検出までの遅延時間を低減できる。また、障害物が柔らかくても検出までの遅延時間が低減されるので、障害物の変形量を小さくできる。また、電流値と回転数と温度のいずれか１つを使用して過負荷状態を検出するので、モータ負荷を単純な構成で検出できる。また、電流値と回転数と温度の２つ以上を使用して過負荷状態を検出するので、いずれかの検出手段に制約がある場合でも，確実にモータ負荷を検出できる。

【0053】

また、電流値が第１しきい値を超えると直ちに負荷変動を検出するので、検出までの時間を短くできる。また、３つ以上のしきい値を使用するので、さまざまな硬さの障害物に対して過負荷状態を検出できる。また、第１しきい値と第２しきい値との間で変化する第３しきい値を使用するので、さまざまな硬さの障害物に対して過負荷状態を検出できる。また、第１しきい値と第２しきい値のうちの少なくとも１つはシャッターシステム１０００の設置後に修正可能であるので、設置環境に適した第１しきい値と第２しきい値を使用できる。また、第１しきい値と第２しきい値と第３しきい値のうちの少なくとも１つはシャッターシステム１０００の設置後に修正可能であるので、設置環境に適した第１しきい値と第２しきい値と第３しきい値を使用できる。

【0054】

本開示の一態様の概要は、次の通りである。本開示のある態様の電動開閉体（１０００）は、シャッターカーテン（３０）を巻き取り可能な巻き取り軸（６０）に回転動力を出力する電動部（８０）と、電動部（８０）の回転に関連するパラメータの値を検出するパラメータ値検出部（４１６、４２４、４３０）と、パラメータ値検出部（４１６、４２４、４３０）において検出したパラメータの値が第１しきい値を第１期間超えた場合、あるいはパラメータ値検出部（４１６、４２４、４３０）において検出したパラメータの値が第２しきい値を第２期間超えた場合、シャッターカーテン（３０）の負荷変動を検出する負荷変動検出部（４２８）とを備える。負荷変動検出部（４２８）における第２しきい値は第１しきい値よりも小さく、かつ第２期間は第１期間よりも長い。

【0055】

パラメータ値検出部（４１６、４２４、４３０）は、パラメータの値として、電動部（８０）を回転させるための電流の値と、電動部（８０）の単位時間当たりの回転数と、電動部（８０）の温度のうちの少なくとも１つを検出してもよい。

【0056】

パラメータ値検出部（４１６、４２４、４３０）は、パラメータの値として、電動部（８０）を回転させるための電流の値の変化の傾きと、電動部（８０）の単位時間当たりの回転数の変化の傾きと、電動部（８０）の温度の変化の傾きのうちの少なくとも１つを検出してもよい。

【0057】

負荷変動検出部（４２８）は、パラメータの値が第１しきい値を超えると直ちにシャッターカーテン（３０）の負荷変動を検出してもよい。

【0058】

負荷変動検出部（４２８）は、パラメータの値が第３しきい値を第３期間超えた場合、シャッターカーテン（３０）の負荷変動を検出し、負荷変動検出部（４２８）における第３しきい値は、第１しきい値よりも小さく、かつ第２しきい値よりも大きく、負荷変動検出部（４２８）における第３期間は、第１期間よりも長く、かつ第２期間よりも短い。

【0059】

負荷変動検出部（４２８）は、パラメータの値が第３しきい値を第３期間超えた場合、シャッターカーテン（３０）の負荷変動を検出し、負荷変動検出部（４２８）における第３しきい値は、第１しきい値から第２しきい値に向かって変化し、負荷変動検出部（４２８）における第３期間は、第１期間から第２期間に向かって変化してもよい。

【0060】

負荷変動検出部（４２８）における第１しきい値と第２しきい値のうちの少なくとも１つは本電動開閉体（１０００）の設置後に修正可能であってもよい。

【0061】

負荷変動検出部（４２８）における第１しきい値と第２しきい値と第３しきい値のうちの少なくとも１つは本電動開閉体（１０００）の設置後に修正可能であってもよい。

【0062】

以上、本開示を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素あるいは各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本開示の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

【0063】

本実施例に係るパラメータ値検出部である第１検出部４１６、第２検出部４２４、温度検出部４３０のうちの少なくとも１つは、パラメータの値として、電流の値と回転数と温度のうちの少なくとも１つを検出する。しかしながらこれに限らず例えば、第１検出部４１６、第２検出部４２４、温度検出部４３０のうちの少なくとも１つは、パラメータの値として、電流の値の変化の傾きと、回転数の変化の傾きと、温度の変化の傾きのうちの少なくとも１つを検出してもよい。本変形例によれば、変化の傾きをしきい値と比較するので、経年変化によるパラメータの値の変動を補正して、誤判定を抑制できる。

【0064】

変形例では、第２検出部４２４において検出される電流値が、トルク成分であってもよい。モータ８６が３相ブラシレスモータである場合、３相ブラシレスモータに出力される３相の直流電流は、ｕ相、ｖ相、ｗ相と示される。また、各相の電流ベクトルの合成ベクトルが周期的に角度を変化することによって、３相ブラシレスモータは回転する。第２検出部４２４は、ｕ相、ｖ相、ｗ相の電流ベクトルを受けつけ、これらに対してｑ軸、ｄ軸への２軸変換を実行する。このような変換には公知の行列演算が実行されればよいので、ここでは説明を省略する。ここで、ｄ軸は励磁成分を示しｑ軸はトルク成分を示す。合成ベクトルは、２軸変換により、ｄ軸方向の励磁ベクトルとｑ軸方向のトルクベクトルの組合せに変換される。これは、３相ブラシレスモータにおける３相の電流を、励磁成分とトルク成分との組合せに変換することに相当する。励磁成分とトルク成分のうち、トルク成分は外力による負荷に比例する特性がある。つまり、トルク成分には、合計荷重のトルクの変化が反映される。本変形例によれば、構成の自由度を向上できる。

【符号の説明】

【0065】

１０ 開口部、 １２ サッシ、 ２０ ガイドレール、 ３０ シャッターカーテン、 ３２ スラット、 ３４ ねじ、 ３６ 水切、 ４０ シャッターケース、 ４２ ブラケット、 ４４ 支持軸、 ６０ 巻き取り軸、 ６２ 回転枠、 ６４ 従動輪、 ６６ 巻き取りばね、 ７２ 固定部、 ８０ 電動化ユニット（電動部）、 ８２ 本体、 ８４ 駆動輪、 ８６ モータ、 ８８ 制御部、 ９０ 減速機、 ２００ 通信線、 ３００ コントローラ、 ３１０ 操作部、 ３１２ 操作制御部、 ３１４ 第２有線通信部、 ３１６ 第２接続部、 ４１０ 第１接続部、 ４１２ 第１有線通信部、 ４１４ 位置制御部、 ４１６ 第１検出部（パラメータ値検出部）、 ４１８ 速度制御部、 ４２０ 微分部、 ４２２ 電流制御部、 ４２４ 第２検出部（パラメータ値検出部）、 ４２８ 第３検出部（負荷変動検出部）、 ４３０ 温度検出部（パラメータ値検出部）、 １０００ シャッターシステム（電動開閉体）。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】