特許 7576758 電動開閉体制御装置、電動開閉システム、プログラム

(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】2024-10-24

(45)【発行日】2024-11-01

(54)【発明の名称】電動開閉体制御装置、電動開閉システム、プログラム

(51)【国際特許分類】

   E06B 9/165 20060101AFI20241025BHJP

   E06B 9/68 20060101ALI20241025BHJP

【ＦＩ】

E06B9/165

E06B9/68 A

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2021137456

(22)【出願日】2021-08-25

(65)【公開番号】P2023031762

(43)【公開日】2023-03-09

【審査請求日】2024-01-22

(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】佐藤 昌弘

(72)【発明者】

【氏名】中原 雅之

(72)【発明者】

【氏名】山田 颯一郎

【審査官】柿原 巧弥

(56)【参考文献】

【文献】特表２００５－５２０９６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１０００１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭６０－０５８７９６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０２１－１１０１４４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０６Ｂ ９／１６５

Ｅ０６Ｂ ９／６８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のスラットが組み合わされた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、
前記電動部の回転を制御する制御部とを備え、
前記シャッターカーテンにおける前記複数のスラットは、隣接した２つのスラット間に形成されるスリットが開閉可能なようにスライド可能であり、
前記電動部により前記シャッターカーテンが下降する場合、前記シャッターカーテンの下端部が下降不能になるまでの下降期間において各スリットは開いており、前記シャッターカーテンの下端部が下降不能になってからの閉鎖期間において下側のスリットから順に閉じていき、
前記閉鎖期間では、隣接した２つのスラットが接触するタイミングを含む第１期間と、前記第１期間以外の第２期間とが交互に発生し、
前記制御部は、前記第１期間における前記電動部の第１回転速度を、前記第２期間における前記電動部の第２回転速度よりも遅くする、
電動開閉体制御装置。

【請求項2】

前記制御部は、前記下降期間における前記電動部を第３回転速度で回転させる、
請求項１に記載の電動開閉体制御装置。

【請求項3】

前記第３回転速度は前記第１回転速度よりも速い、
請求項２に記載の電動開閉体制御装置。

【請求項4】

前記制御部は、前記電動部により前記シャッターカーテンが上昇する場合、前記電動部を第４回転速度で回転させる、
請求項１から３のいずれか１項に記載の電動開閉体制御装置。

【請求項5】

前記第４回転速度は前記第１回転速度よりも速い、
請求項４に記載の電動開閉体制御装置。

【請求項6】

前記制御部は、前記シャッターカーテンが下降を開始してから前記シャッターカーテンへの荷重がしきい値を超えたときの前記電動部の回転角度を前記下降期間が終了する際の前記電動部の回転角度として設定する、
請求項１から５のいずれか１項に記載の電動開閉体制御装置。

【請求項7】

前記電動部はブラシレスモータであり、
前記制御部はベクトル制御によって前記電動部の回転を制御する、
請求項１から６のいずれか１項に記載の電動開閉体制御装置。

【請求項8】

請求項１から７のいずれか１項に記載の電動開閉体制御装置と、
前記電動開閉体制御装置と接続される電動開閉体と、
を備える電動開閉システム。

【請求項9】

請求項１から７のいずれか１項に記載の電動開閉体制御装置に実行させるためのプログラム。

【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、電動により電動開閉体を開閉する電動開閉体制御装置、電動開閉システム、プログラムに関する。

【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うるので、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】

採風機能または採光機能を電動シャッターに追加するために、電動シャッターにスリットが設けられる。しかしながら、スリットを閉じる場合に騒音が発生する。そのため、静音性が求められる。

【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、スリットを備えた電動シャッターにおける静音性を向上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制御装置は、複数のスラットが組み合わされた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、電動部の回転を制御する制御部とを備える。シャッターカーテンにおける複数のスラットは、隣接した２つのスラット間に形成されるスリットが開閉可能なようにスライド可能であり、電動部によりシャッターカーテンが下降する場合、シャッターカーテンの下端部が下降不能になるまでの下降期間において各スリットは開いており、シャッターカーテンの下端部が下降不能になってからの閉鎖期間において下側のスリットから順に閉じていき、閉鎖期間では、隣接した２つのスラットが接触するタイミングを含む第１期間と、第１期間以外の第２期間とが交互に発生し、制御部は、第１期間における電動部の第１回転速度を、第２期間における電動部の第２回転速度よりも遅くする。

【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、スリットを備えた電動シャッターにおける静音性を向上できる。

【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、図１（ａ）－（ｂ）のシャッターシステムの動作概要を示す図である。

【図5】図５（ａ）－（ｄ）は、図１（ａ）－（ｂ）のシャッターシステムの動作概要を示す図である。

【図6】図３の第２検出部においてなされる２軸変換の概要を示す図である。

【図7】図３の電流制御部における回転角度と電流値との関係を示す図である。

【図8】図３の電流制御部における制御内容を示す図である。

【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。開閉の電動化を実現する電動シャッターに加えて、採風・採光機能を備えた高機能な電動シャッターも開発されている。採風・採光機能は、風・光を取り入れる機能である。例えば、電動シャッターのスラットがスライド可能に構成され、隣接した２つのスラットの間隔が広がることによって隣接した２つのスラットの間にスリットが形成される。

【0011】

電動シャッターの構成の複雑化を抑制するために、シャッターカーテンの開閉のためのモータと、スリットの開閉のためのモータが共通化される。その際、スリットの開閉状態にかかわらず、一定速度で開閉動作がなされる。スラットが金属製である場合、スリットを閉じる動作においてスラット同士が衝突することにより、衝撃音が発生して音が響く。電動シャッターは、タイマー機能で深夜・早朝に開閉することが多く、音が響きやすい環境下での衝撃音は周辺住居にも響く可能性がある。また、シャッターの電動化による利点として、動作音が静かになるという効果があるが、高機能シャッターはこの衝撃音があるため、静音化と相反する。

【0012】

本実施例に係る電動シャッターは、スラットが接触する際に発生する衝撃音を下げるために、モータ回転速度を一時的に低下させる。具体的に説明すると、スラットが接触するタイミングでは、シャッターの開閉速度を一時的に遅くする。これ以外のタイミングでは、シャッターを通常速度で開閉する。そのため、静音性が実現されるとともに、一時的に開閉速度を遅くしても合計の開閉時間への影響が低減される。

【0013】

以下では、（１）基本構造、（２）スリット付構造の順に説明する。
（１）基本構造
基本構造は、本実施例に係るシャッターシステム１０００のうち、スリットに関する構造を省略した構造に相当する。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。複数のスラット３２が組み合わされたシャッターカーテン３０の構造のさらなる詳細は後述する。

【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。電動化ユニット８０は、電動開閉体制御装置とも呼ばれる。

【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の値を制御する。

【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、記憶部４５４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に供給される総電流の値は第２検出部４２４において検出され、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。これは、モータ８６を回転させるための電流を制御することに相当し、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の値を決定する。

【0035】

電流制御部４２２から出力される電流の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。巻き取り方向におけるモータ８６の回転方向と、繰り出しの方向におけるモータ８６の回転方向とは逆方向である。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、位置制御部４１４、微分部４２０に出力される。

【0038】

（２）スリット付構造
以下では、これまで説明したシャッターシステム１０００に付加されるスリットの構造を説明する。図４（ａ）－（ｂ）は、シャッターシステム１０００の動作概要を示す。図４（ａ）は、図２の巻き取り軸６０、シャッターカーテン３０を側面から見た場合の構造を示す。図４（ａ）に示す巻き取り軸６０の回転角度において、巻き取り軸６０から下側に向かって複数のスラット３２が垂れ下がるとともに、一番下のスラット３２（以下、「第１スラット３２ａ」ともいう）の下端部は下面１４に到達していない。

【0039】

隣接した２つのスラット３２の間にはスライド部材３６が配置される。スライド部材３６は、スラット３２を上下方向にスライドさせる部材であり、隣接した２つのスライド部材３６の間にスリット３８が開いたり、閉じたりする。図４（ａ）のように下端部が下面１４に到達していない状態では、スラット３２に加わる重力により、隣接した２つのスライドのうちの下側のスラット３２が下側に向かって移動する。その結果、露出しているすべてのスラット３２の間のスリット３８が開けられる。

【0040】

図４（ｂ）に示す巻き取り軸６０の回転角度において、巻き取り軸６０から下側に向かって複数のスラット３２が垂れ下がるとともに、第１スラット３２ａの下端部が下面１４に到達している。モータ８６の回転によって、第１スラット３２ａの上側のスラット３２（以下、「第２スラット３２ｂ」ともいう）が下側に向かって移動する。その結果、第１スラット３２ａと第２スラット３２ｂとの間のスリット３８が閉じられる。一方、第２スラット３２ｂの上側のスラット３２（以下、「第３スラット３２ｃ」ともいう）は、下側に向かって移動していないので、第２スラット３２ｂと第３スラット３２ｃとの間のスリット３８は開かれる。また、スライド部材３６は、シャッターカーテン３０が巻き取り軸６０に巻き取られる場合、スラット３２ととともに巻き取り軸６０に沿って曲がる。

【0041】

図５（ａ）－（ｄ）は、シャッターシステム１０００の動作概要を示す。図５（ａ）は、図４（ａ）と同様に、第１スラット３２ａが下面１４に到達していない状態におけるシャッターシステム１０００の構造を示す。シャッターカーテン３０における複数のスラット３２は、下側から順に第１スラット３２ａ、第２スラット３２ｂ、第３スラット３２ｃ、・・・のように示される。ここでも、隣接したスラット３２の間のスリット３８はすべて開けられる。

【0042】

図５（ｂ）は、図５（ａ）よりもシャッターカーテン３０を繰り出すことによって、第１スラット３２ａが下面１４に到達した状態におけるシャッターシステム１０００の構造を示す。ここでも、隣接したスラット３２の間のスリット３８はすべて開けられる。

【0043】

図５（ｃ）は、図５（ｂ）からシャッターカーテン３０がさらに繰り出された状態におけるシャッターシステム１０００の構造を示す。シャッターカーテン３０の繰り出しによって、下側のスラット３２から順に下側に向かってスライドする。例えば、第２スラット３２ｂが下側に向かって移動することによって第１スラット３２ａと第２スラット３２ｂとが接触し、第３スラット３２ｃが下側に向かって移動することによって第２スラット３２ｂと第３スラット３２ｃとが接触する。さらに、第４スラット３２ｄと第５スラット３２ｅも同様に下側に向かって移動することによって、第３スラット３２ｃと第４スラット３２ｄとが接触し、第４スラット３２ｄと第５スラット３２ｅとが接触する。その結果、これらのスラット３２の間のスリット３８は閉じられる。一方、第６スラット３２ｆは下側に向かって移動しないので、第５スラット３２ｅと第６スラット３２ｆとは離間する。そのため、第５スラット３２ｅと第６スラット３２ｆとの間のスリット３８は開けられる。

【0044】

図５（ｄ）は、図５（ｃ）からシャッターカーテン３０がさらに繰り出された状態におけるシャッターシステム１０００の構造を示す。すべてのスラット３２が下側に向かって移動するので、隣接したスラット３２がすべて接触する。その結果、すべてのスラット３２の間のスリット３８は閉じられる。これまでは、シャッターカーテン３０が繰り出される場合の動作を説明したが、シャッターカーテン３０が巻き取られる場合は、シャッターシステム１０００は、図５（ｄ）、図５（ｃ）、図５（ｂ）、図５（ａ）の順に遷移すればよい。

【0045】

このようなシャッターシステム１０００の繰り出しにおいて図５（ｂ）から図５（ｃ）に遷移する場合、接触する２つのスラット３２間において衝撃音が発生しうる。例えば、第１スラット３２ａと第２スラット３２ｂとの間で衝撃音が発生すると、これに続いて第２スラット３２ｂと第３スラット３２ｃとの間で衝撃音が発生する。さらに、これに続いて、第３スラット３２ｃと第４スラット３２ｄとの間で衝撃音が発生すると、第４スラット３２ｄと第５スラット３２ｅとの間で衝撃音が発生する。本実施例において、隣接する２つのスラット３２が接触する場合において、衝撃音の発生を抑制するために、以下の処理を実行する。

【0046】

以下では、このようなシャッターカーテン３０に対するシャッターシステム１０００の動作を（２－１）初期設定、（２－２）通常動作の順に説明する。
（２－１）初期設定
コントローラ３００に対する操作により、電動化ユニット８０のモータ８６が回転することによってシャッターカーテン３０の開閉動作がなされる。その際、第１検出部４１６は、シャッターカーテン３０の位置、つまりモータ８６の回転の角度（以下、「回転角度」という）を検出し、第２検出部４２４は、モータ８６を回転させるための電流値を検出する。回転角度は、例えばカウンタの値で示され、電流値は、例えば３相の電流のトルク成分である。

【0047】

第２検出部４２４での処理をさらに具体的に説明すると、第２検出部４２４は、モータ８６に流れる電流値のトルク成分を検出する。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。

【0048】

図６は、第２検出部４２４においてなされる２軸変換の概要を示す。互い直交したｕ相、ｖ相、ｗ相が示されるとともに、互いに直交したｄ軸とｑ軸が示される。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。図３に戻る。第１検出部４１６は、回転角度を電流制御部４２２に出力し、第２検出部４２４は、電流値の情報を電流制御部４２２に出力する。

【0049】

図７は、電流制御部４２２における回転角度と電流値との関係を示す。前述のごとく、回転角度は第１検出部４１６から受けつけられ、電流値は第２検出部４２４から受けつけられる。横軸が回転角度を示し、縦軸が電流値（トルク電流）を示す。横軸を右側に向かうと回転角度が増加し、回転角度が増加するほどシャッターカーテン３０が下降する。回転角度が「Ａ１」より小さい場合に、回転角度が減少するとともに電流値が増加する。この増加は、シャッターカーテン３０が上限位置に到達するとき、摩擦による反力が増加するためである。そのため、回転角度が「Ａ１」の状態は、シャッターカーテン３０が開口部１０を全て開放した状態（以下、「完全開放状態」という）である。

【0050】

回転角度が「Ａ２」より大きい場合に、回転角度が増加するとともに電流値が増加し、回転角度が「Ａ３」より大きい場合に、回転角度が増加するとともに電流値がさらに増加する。これらの増加は、シャッターカーテン３０が下限位置に到達するとき、摩擦による反力が増加するためである。特に、回転角度が「Ａ２」の状態は、図５（ｂ）のごとく、シャッターカーテン３０が開口部１０を全て閉鎖しているが、全てのスリット３８が開放している状態（以下、「中間閉鎖状態」という）である。

【0051】

回転角度が「Ａ１」と「Ａ２」との間において、スラット３２の重量、巻き取りばね６６の荷重のバランスが取れているので、電流値は一定範囲で変動する。これは、シャッターカーテン３０が開口部１０を一部閉鎖し、かつ全てのスリット３８が開放している状態である。

【0052】

回転角度が「Ａ３」の状態は、図５（ｄ）のごとく、シャッターカーテン３０が開口部１０を全て閉鎖し、全てのスリット３８が閉鎖している状態（以下、「完全閉鎖状態」という）である。回転角度が「Ａ２」から「Ａ３」に向かうと、スリット３８が閉じ始めるので、スラット３２の重量が減少する。一方、モータ８６の回転に伴って、巻き取りばね６６の荷重が増加する。その結果、巻き取りばね６６の荷重に偏重した荷重バランスになるので、電流値は回転角度の増加に比例して増加する。

【0053】

シャッターカーテン３０が下降する場合の回転角度が「Ａ１」から「Ａ２」の間、つまり完全開放状態から中間閉鎖状態に遷移する間は、「下降期間」と呼ばれる。下降期間は、モータ８６によりシャッターカーテン３０が下降する場合に、シャッターカーテン３０の下端部が下降不能になるまでの期間であり、かつ各スリット３８が開いている期間であるといえる。また、シャッターカーテン３０が下降する場合の回転角度が「Ａ２」から「Ａ３」の間、つまり中間閉鎖状態から完全閉鎖状態に遷移する間は、「閉鎖期間」と呼ばれる。閉鎖期間は、シャッターカーテン３０の下端部が下降不能になってから、下側のスリット３８から順に閉じていく期間であるといえる。さらに、シャッターカーテン３０が上昇する場合の回転角度「Ａ３」から「Ａ１」の間、つまり完全閉鎖状態から中間閉鎖状態を介して完全開放状態に遷移する間は、「上昇期間」と呼ばれる。

【0054】

図８は、電流制御部４２２における制御内容を示す。横軸が回転角度を示し、縦軸がモータ８６の回転速度を示す。横軸は、図７における閉鎖期間だけを対象にする。回転角度が増加するにしたがって、「Ｃ２」、「Ｃ４」、「Ｃ６」において隣接した２つのスラット３２の接触が生じる。例えば、回転角度「Ｃ２」において第１スラット３２ａと第２スラット３２ｂとの接触が生じ、回転角度「Ｃ４」において第２スラット３２ｂと第３スラット３２ｃとの接触が生じ、回転角度「Ｃ６」において第３スラット３２ｃと第４スラット３２ｄとの接触が生じる。

【0055】

ここでは、２つのスラット３２の接触が生じる回転角度と、当該回転角度から所定の角度だけ前の回転角度との間は「第１期間」と定義される。例えば、回転角度「Ｃ１」から「Ｃ２」の間、回転角度「Ｃ３」から「Ｃ４」の間、回転角度「Ｃ５」から「Ｃ６」の間のそれぞれが「第１期間」である。第１期間は、隣接した２つのスラット３２が接触するタイミングを含む期間であるといえる。また、閉鎖期間における第１期間以外の期間は「第２期間」と定義される。例えば、回転角度「Ｃ２」から「Ｃ３」の間、回転角度「Ｃ４」から「Ｃ５」の間のそれぞれが「第２期間」である。つまり、閉鎖期間では、第１期間と第２期間とが交互に発生する。回転速度については後述し、図３に戻る。

【0056】

初期設定においては、完全開放状態、中間閉鎖状態、完全閉鎖状態のそれぞれにおける回転角度の値が図３の記憶部４５４に記憶される。例えば、完全開放状態、中間閉鎖状態、完全閉鎖状態のそれぞれを確認した設定者が、所定のインターフェースを利用して、それらのときの回転角度の値を記憶部４５４に記憶させる。また、完全開放状態、中間閉鎖状態、完全閉鎖状態のそれぞれにおける電流値に対応するしきい値を予め設定しており、第２検出部４２４からの電流値が各しきい値を超えたときの回転角度の値が記憶部４５４に記憶されてもよい。これは、シャッターカーテン３０が下降を開始してからシャッターカーテン３０への荷重がしきい値を超えたときのモータ８６の回転角度を下降期間が終了する際のモータ８６の回転角度として設定することに相当する。

【0057】

初期設定において、第１期間と第２期間のそれぞれにおける始点と終点に対する回転角度の値が図３の記憶部４５４に記憶される。第１期間と第２期間のそれぞれにおける始点と終点に対する回転角度の値の記憶は、完全開放状態、中間閉鎖状態、完全閉鎖状態のそれぞれにおける回転角度の値の記憶と同様になされればよいので、ここでは説明を省略する。

【0058】

記憶部４５４は、閉鎖期間の第１期間におけるモータ８６の回転速度（以下、「第１回転速度」という）の値、閉鎖期間の第２期間におけるモータ８６の回転速度（以下、「第２回転速度」という）の値を記憶する。また、記憶部４５４は、下降期間におけるモータ８６の回転速度（以下、「第３回転速度」という）の値、上昇期間におけるモータ８６の回転速度（以下、「第４回転速度」という）の値を記憶する。ここで、第１回転速度は、第２回転速度、第３回転速度、第４回転速度よりも遅くされる。第２回転速度、第３回転速度、第４回転速度は異なっていてもよいし、同一であってもよい。第１回転速度から第４回転速度は予め定められていればよい。

【0059】

（２－２）通常動作
コントローラ３００に対する操作により、電動化ユニット８０のモータ８６が回転することによってシャッターカーテン３０の開閉動作がなされる。その際、第１検出部４１６は、モータ８６の回転角度を検出し、第２検出部４２４は、電流値を検出する。第１検出部４１６は、回転角度を電流制御部４２２に出力し、第２検出部４２４は、電流値の情報を電流制御部４２２に出力する。

【0060】

ここでは、説明を明瞭にするために、シャッターカーテン３０が完全開放状態、中間閉鎖状態、完全閉鎖状態の順に下降する場合を想定する。電流制御部４２２は、第１検出部４１６から受けつけた回転角度と、回転角度の変化をもとに、シャッターカーテン３０が完全開放状態から中間閉鎖状態に向かって下降していること、つまり下降期間であることを特定する。電流制御部４２２は、記憶部４５４から下降期間に対応した第３回転速度の値を取得する。電流制御部４２２は、モータ８６が第３回転速度になるように、第２検出部４２４からの電流値を調節してモータ８６に出力する。その結果、下降期間において、モータ８６が第３回転速度で回転する。

【0061】

電流制御部４２２は、第１検出部４１６から受けつけた回転角度と、回転角度の変化をもとに、シャッターカーテン３０が中間閉鎖状態から完全閉鎖状態に遷移していること、つまり閉鎖期間であることを特定する。これに続いて、電流制御部４２２は、第１検出部４１６から受けつけた回転角度をもとに、第１期間であるか、あるいは第２期間であるかを特定する。電流制御部４２２は、第１期間であると特定した場合、記憶部４５４から第１期間に対応した第１回転速度の値を取得する。電流制御部４２２は、モータ８６が第１回転速度になるように、第２検出部４２４からの電流値を調節してモータ８６に出力する。その結果、第１期間において、モータ８６が第１回転速度で回転する。一方、電流制御部４２２は、第２期間であると特定した場合、記憶部４５４から第２期間に対応した第２回転速度の値を取得する。電流制御部４２２は、モータ８６が第２回転速度になるように、第２検出部４２４からの電流値を調節してモータ８６に出力する。その結果、第２期間において、モータ８６が第２回転速度で回転する。

【0062】

前述のごとく、第１期間と第２期間とが交互に発生するので、モータ８６の回転速度は、第１回転速度と第２回転速度との間で切りかえられる。特に、隣接した２つのスラット３２が接触するタイミングにおいて、第１回転速度よりも遅い第２回転速度にされているので、衝撃音の発生が抑制される。また、第２期間において、第１回転速度よりも速い第２回転速度にされているので、中間閉鎖状態から完全閉鎖状態への期間の延長が抑制される。さらに、下降期間において、第１回転速度よりも速い第３回転速度にされているので、完全開放状態から中間閉鎖状態への期間が維持される。

【0063】

次に、シャッターカーテン３０が完全閉鎖状態、中間閉鎖状態、完全開放状態の順に上昇する場合を想定する。電流制御部４２２は、第１検出部４１６から受けつけた回転角度の変化をもとに、シャッターカーテン３０が完全閉鎖状態、中間閉鎖状態、完全開放状態の順に遷移していること、つまり上昇期間であることを特定する。電流制御部４２２は、記憶部４５４から上昇期間に対応した第４回転速度の値を取得する。電流制御部４２２は、モータ８６が第４回転速度になるように、第２検出部４２４からの電流値を調節してモータ８６に出力する。その結果、上昇期間において、モータ８６が第４回転速度で回転する。

【0064】

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。

【0065】

本実施例によれば、シャッターカーテン３０の下降時に、シャッターカーテン３０の下端部が下降不能になってからの閉鎖期間において、隣接した２つのスラット３２が接触するタイミングを含む第１期間での第１回転速度を、第１期間以外の第２回転速度よりも遅くするので、静音性を向上できる。また、第２期間において、第１期間での第１回転速度よりも速い第２回転速度を使用するので、シャッターカーテン３０の下降に要する期間が長くなることを抑制できる。また、シャッターカーテン３０の下端部が下降不能になるまでの下降期間において、第１回転速度よりも速い第３回転速度を使用するので、シャッターカーテン３０の下降に要する期間が長くなることを抑制できる。

【0066】

また、シャッターカーテン３０が上昇する場合に、第１回転速度よりも速い第４回転速度を使用するので、シャッターカーテン３０の上昇に要する期間を維持できる。また、シャッターカーテン３０が下降を開始してから荷重がしきい値を超えたときの回転角度を下降期間が終了する際の回転角度として設定するので、回転角度を正確に設定できる。また、ベクトル制御によってモータ８６の回転を制御するので、制御の精度を向上できる。

【0067】

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制御装置（８０）は、複数のスラット（３２）が組み合わされたシャッターカーテン（３０）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（８６）と、電動部（８６）の回転を制御する制御部（８８）とを備える。シャッターカーテン（３０）における複数のスラット（３２）は、隣接した２つのスラット（３２）間に形成されるスリットが開閉可能なようにスライド可能であり、電動部（８６）によりシャッターカーテン（３０）が下降する場合、シャッターカーテン（３０）の下端部が下降不能になるまでの下降期間において各スリットは開いており、シャッターカーテン（３０）の下端部が下降不能になってからの閉鎖期間において下側のスリットから順に閉じていき、閉鎖期間では、隣接した２つのスラット（３２）が接触するタイミングを含む第１期間と、第１期間以外の第２期間とが交互に発生し、制御部（８８）は、第１期間における電動部（８６）の第１回転速度を、第２期間における電動部（８６）の第２回転速度よりも遅くする。

【0068】

制御部（８８）は、下降期間における電動部（８６）を第３回転速度で回転させる。

【0069】

第３回転速度は第１回転速度よりも速い。

【0070】

制御部（８８）は、電動部（８６）によりシャッターカーテン（３０）が上昇する場合、電動部（８６）を第４回転速度で回転させる。

【0071】

第４回転速度は第１回転速度よりも速い。

【0072】

制御部（８８）は、シャッターカーテン（３０）が下降を開始してからシャッターカーテン（３０）への荷重がしきい値を超えたときの電動部（８６）の回転角度を下降期間が終了する際の電動部（８６）の回転角度として設定する。

【0073】

電動部（８６）はブラシレスモータであり、制御部（８８）はベクトル制御によって電動部（８６）の回転を制御する。

【0074】

電動開閉体制御装置（８０）と、電動開閉体制御装置（８０）と接続される電動開閉体と、を備えてもよい。

【0075】

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。

【符号の説明】

【0076】

１０ 開口部、 １２ サッシ、 １４ 下面、 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 スライド部材、 ３８ スリット、 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（電動開閉体制御装置）、 ８２ 本体、 ８４ 駆動輪、 ８６ モータ（電動部）、 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、 ４１８ 速度制御部、 ４２０ 微分部、 ４２２ 電流制御部、 ４２４ 第２検出部、 ４５４ 記憶部、 １０００ シャッターシステム。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】