(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
遮蔽部材の巻上げ及び巻戻しをモータの回転により行い、巻上げ完了時にオンからオフに切り換わる巻上リミットスイッチと、巻戻し完了時にオンからオフに切り換わる巻戻リミットスイッチとを有する筒状駆動装置のリミットスイッチ動作検出装置であって、装置の電源電圧の位相とモータへ供給される電流の位相とを比較して前記巻上及び巻戻リミットスイッチのオフ状態を検出する検出手段を設けたことを特徴とする筒状駆動装置のリミットスイッチ動作検出装置。
【請求項２】
前記検出手段は、装置の電源電圧の位相を検出する第１の位相検出部と、前記モータへ供給される電流の位相を検出する第２の位相検出部と、前記第１及び第２の位相検出部で検出された位相を比較する位相比較部と、該位相比較部での比較結果に基づいて前記巻上リミットスイッチ又は巻戻リミットスイッチのオフ状態を検知する検知部とを有することを特徴とする請求項１に記載の筒状駆動装置のリミットスイッチ動作検出装置。
【請求項３】
巻上及び巻戻リミットスイッチのオフ状態検出は、位相の比較結果とモータの回転方向を決める信号とを用いて行う請求項１又は２に記載の筒状駆動装置のリミットスイッチ動作検出装置。
【請求項４】
遮蔽部材の巻上げ及び巻戻しをモータの回転により行い、巻上げ完了時にオンからオフに切り換わる巻上リミットスイッチと、巻戻し完了時にオンからオフに切り換わる巻戻リミットスイッチとを有する筒状駆動装置のリミットスイッチ動作検出方法であって、装置の電源電圧の位相とモータへ供給される電流の位相とを比較して前記巻上及び巻戻リミットスイッチのオフ状態を検出することを特徴とする筒状駆動装置のリミットスイッチ動作検出方法。
【請求項５】
位相比較と共にモータの回転方向を検出して巻上及び巻戻リミットスイッチのオフ状態検出を行う請求項４記載の筒状駆動装置のリミットスイッチ動作検出方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータを内蔵した筒状駆動装置のリミットスイッチ動作検出装置及び方法に関し、特に、筒状駆動装置のモータの回転数が所定数に達したときに作動する巻上（開）及び巻戻（閉）リミットスイッチの動作状態を検出する装置及び方法に関する。本発明が応用される筒状駆動装置は、建造物の窓、ガラス戸、天窓、出入口等に設けた日除け（オーニング）、スクリーン、ブラインド、ローラシャッタ等を開閉する目的に使用される。
【０００２】
【従来の技術】
本発明の実施の形態を述べる前に、図５を参照して本発明が応用される筒状駆動装置を簡単に説明する。図５（ａ）では、筒状駆動装置をローラシャッタ１０の巻上げ及び巻戻しに使用した場合を示している。しかし、上述したように、筒状駆動装置は、日除け、スクリーン等の種々の遮蔽部材を巻上げ及び巻戻すために使用される。巻取りパイプ１２は筒状駆動装置１４と中心軸を同じくして、駆動装置１４の外側に設けられている（図５（ｂ）参照）。筒状駆動装置１４は、モータ１６、このモータ１６の回転を減速するギアユニット１８、ブレーキユニット２０、リミットスイッチユニット２２等を有する。ギアユニット１８は、例えば、３段式遊星歯車から構成され、モータ１６の回転数を所定値まで下げて出力軸２４を駆動する。出力軸２４は円盤２６に固定され、この円盤２６はねじ２８等を用いて巻取りパイプ１２に固定されている。
【０００３】
筒状駆動装置１４の一端は固定用ケーシング３０に固定され、この固定用ケーシング３０の近傍には、つば付の筒３２が装置１４の外側に設けられている。巻取りパイプ１２の一方の端部は筒３２に回転自在に取り付けられ、パイプ１２の他端に設けたピン３６は、板状部材３８の円筒状突起４０に回転自在に挿入されている。従って、巻取りパイプ１２は、筒状駆動装置１４の出力軸２４の回転と共に回転してローラシャッタ１０を巻上げ或いは巻戻すことができる。尚、筒状駆動装置の詳細は、例えば、実用新案登録第２５６８４８７号公報、特開平４−２５４６８７号公報等に開示されている。
【０００４】
ローラシャッタ１０を巻上げ或いは巻戻しする際、所定長の巻上げ或いは巻戻しが行われると、リミットスイッチユニット２２内に設けたリミットスイッチが機械的に動作してモータを停止させ、巻上げ或いは巻戻しを停止する。即ち、リミットスイッチユニット２２内には、ローラシャッタ１０が所定長巻上げられると動作する（オンからオフに変化する）巻上リミットスイッチと、ローラシャッタ１０が所定長巻戻されると動作する（オンからオフに変化する）巻戻リミットスイッチとが設けられている。
【０００５】
リミットスイッチを動作させる機構としては、例えば、ねじとナットを利用したカム機構が良く知られている。即ち、モータの回転に応じてねじを回転させてナットを移動させ、このナットで所定位置に設けたリミットスイッチを動作させるものである。この種のカム機構を改良した発明は、例えば、特許公報第２７０７１７２号、特許公報第２７０７１７２号等に開示されている。
【０００６】
図５（ａ）に示すように、巻戻されている（閉じている）ローラシャッタ１０を巻上げる場合を簡単に説明する。巻上げを行うために、筒状駆動装置１４の制御部（図示せず）に接続した押ボタンスイッチボックス４２の押ボタン４２ａを押すと、筒状駆動装置１４の制御部は巻上リレースイッチを閉じてモータを巻上げ方向に回転させる。ローラシャッタ１０が所定長巻上げられると、巻上リミットスイッチがオンからオフに変化し、モータへの通電を停止させることによって巻上げが完了する。
【０００７】
ローラシャッタ１０を巻戻す場合も同様である。この場合、押ボタンスイッチボックス４２の押ボタンスイッチ４２ｃを押すと、筒状駆動装置１４の制御部は巻戻リレースイッチを閉じてモータを巻戻し方向に回転させて巻戻しを開始する。ローラシャッタ１０が所定長巻戻されると、巻戻リミットスイッチがオンからオフに変化し、モータへの通電を停止させて巻戻しが完了する。尚、押ボタンスイッチ４２ｂは、巻戻し或いは巻上げ動作を途中で中断するために使用される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、リミットスイッチが確実にオンからオフに切り換わっていることを確認したい場合がある。上述したように、巻上リミットスイッチは、ローラシャッタ等が所定長巻上げられたとき（モータが所定数回転したとき）にオンからオフとなり、一方、巻戻リミットスイッチは、ローラシャッタ等が所定長巻戻されたとき（モータが所定数回転したとき）にオンからオフとなる。勿論、モータの回転方向は巻上及び巻き戻しとで逆である。
【０００９】
リミットスイッチの切換え確認は、従来、モータへの通電開始からリミットスイッチの動作までの時間（所定時間）を正確に測定すると共に、モータの電力供給側に電流検知回路を挿入し、所定時間経過直後に電流検知回路で電流を検出できない場合にはリミットスイッチの切換えが正常に行われていると判断していた。しかし、この従来の手法では、駆動装置の夫々に電流検知回路を挿入し、この電流検知回路から制御回路に配線をしなければならないというハード面の問題があった。その他に、筒状駆動装置毎に上述の所定時間を予め正確に測定しなければならないという煩雑な問題もあった。
【００１０】
【発明の目的】
したがって、本発明は、電源電圧の位相と、モータへの供給電流の位相とを比較することによって簡単な手法で上述の従来の問題を解決した筒状駆動装置のリミットスイッチ動作検出技術を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、遮蔽部材の巻上げ及び巻戻しをモータの回転により行い、巻上げ完了時にオンからオフに切り換わる巻上リミットスイッチと、巻戻し完了時にオンからオフに切り換わる巻戻リミットスイッチとを有する筒状駆動装置のリミットスイッチ動作検出装置に関し、装置の電源電圧の位相とモータへ供給される電流の位相とを比較して前記巻上及び巻戻リミットスイッチのオフ状態を検出する検出手段を設けている。
【００１２】
更に、前記検出手段は、装置の電源電圧の位相を検出する第１の位相検出部と、前記モータへ供給される電流の位相を検出する第２の位相検出部と、前記第１及び第２の位相検出部で検出された位相を比較する位相比較部と、該位相比較部での比較結果に基づいて前記巻上リミットスイッチ又は巻戻リミットスイッチのオフ状態を検知する検知部とを備えている。
【００１３】
更に又、巻上及び巻戻リミットスイッチのオフ状態検出は、前記位相と共にモータの回転方向を検出して行っている。
【００１４】
更に、本発明は、遮蔽部材の巻上げ及び巻戻しをモータの回転により行い、巻上げ完了時にオンからオフに切り換わる巻上リミットスイッチと、巻戻し完了時にオンからオフに切り換わる巻戻リミットスイッチとを有する筒状駆動装置のリミットスイッチ動作検出方法に関し、装置の電源電圧の位相とモータへ供給される電流の位相とを比較して前記巻上及び巻戻リミットスイッチのオフ状態を検出している。
【００１５】
更に、上述の検出方法は、位相比較と共にモータの回転方向を検出して巻上及び巻戻リミットスイッチのオフ状態検出を行っている。
【００１６】
【実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は、筒状駆動装置のリミットスイッチ動作検出装置５０を説明するためのブロック図である。図１に示すように、リミットスイッチ動作検出装置５０は、２個の位相検出部５２及び５４、位相比較部５６、リミットスイッチ動作状態検出部５８、リレースイッチ制御部６０等を有する。尚、本実施の形態で使用するモータは、進相コンデンサを常時挿入した永久コンデンサ型の単相誘導モータである。
【００１７】
位相検出部５２は、電源（例えば単相１００Ｖの商用電源）６２の電圧位相を検出するものであり、具体的な回路は、例えば、変圧器で降圧した電源電圧（正弦波）をダイオード接続したエミッタ接地のトランジスタのベースに印加して矩形波を求める簡単な回路によって実現できる。一方、位相検出部５４は、ブロック６４（モータ及びリミットスイッチ等から構成されるモータ駆動スイッチを含む）から、モータに供給される電流の位相を検出するものである。ブロック６４は図２を参照して更に詳細に説明する。位相比較部５６は、位相検出部５２及び５４で求めた位相の差を検出し、その結果をリミットスイッチ動作検出部５８に出力する。この動作検出部５８は、入力した位相比較結果と、筒状駆動装置のモータの回転方向（正転又は逆転）を示す信号とをリレースイッチ制御部６０から受けてリミットスイッチの動作状態（オフ状態）を検出する。
【００１８】
リレースイッチ制御部６０は、図５で説明した押ボタンスイッチボックス４２に設けた押ボタン４２ａ，４２ｂ、或いは４２ｃからのオン信号を受けて、ブロック６４内のリレースイッチを制御するものである。したがって、リレースイッチ制御部６０はモータの正転或いは逆転を容易に知ることができる。ブロック６４に含まれるモータが回転すると、従来例の説明で述べたように、モータが回転すると、リミットスイッチ開閉機構６６が作動し、リミットスイッチは、巻上げ或いは巻戻しに応じて作動するリミットスイッチ開閉機構６６により制御される。リミットスイッチ動作検出部５８からの出力は、例えば、適当な表示手段（ランプ等）を動作させるのに使用される。本発明は、例えば、大きな建造物の多くの窓の夫々に、筒状駆動装置を用いた日除け（オーニング）などを設置してこれらの開閉を一元的に管理する場合に特に有用である。
【００１９】
図２は、図１のブロック６４の詳細を示す回路図であり、巻上（開）リレースイッチＲｏ、巻戻（閉）リレースイッチＲｃ、巻上（開）リミットスイッチＬＳｏ、巻戻（閉）リミットスイッチＬＳｃ等を有するモータ駆動回路と、モータ７０、フォトカプラ７６等を示す図である。上述したように、本実施の形態で使用するモータは、進相コンデンサ７２を常時挿入した永久コンデンサ型の単相誘導モータであり、参照番号７４ａ及び７４ｂはモータ巻線を示す。フォトカプラ７６は、発光ダイオード７６ａ及び受光ダイオード７６ｂを有し、発光ダイオード７６ａの入力側は、接続点Ａ及びＢの間に設けた抵抗器７８ａ及び７８ｂの内、抵抗器７８ａの両端に接続している。受光ダイオード７６ｂのアノードは抵抗器７８を介して電圧源Ｖｃｃに接続し、抵抗器７８とアノード間の接続点Ｃの電圧は図１の位相検出部５４に送られる。参照番号８０は、モータ７０が加熱により焼損するのを防止するサーモスタットである。
【００２０】
図１乃至図５を参照して本実施の形態の動作について説明する。尚、動作説明を判り易くするため、遮蔽部材（ローラシャッタ或いはブラインド等）は巻上げられた状態にあると仮定する。この状態では、図２に示すように、巻戻（閉）リレースイッチＲｃ及び巻上（開）リレースイッチＲｏは共にオフ、巻上リミットスイッチＬＳｏはオフ、巻戻リミットスイッチＬＳｃはオンとなっている。尚、電源電圧の位相は、段落００１７で述べたように、正弦波電圧を矩形波に変換して検出される（図４（ａ）参照）。
【００２１】
遮蔽部材を巻戻すために、時点Ｔ１（図３）で巻戻し用の押しボタンスイッチ（例えば図５の４２ｃ）を押すと、このスイッチ信号は図１のリレースイッチ制御部６０に送られ、少し時間を置いて（例えば約０．１〜０．２秒後に）巻戻リレースイッチＲｃがオンとなる（時点Ｔ２）。従って、電源６２からスイッチＲｃ及びＬＳｃを通ってモータ７０に電流が流れてモータ７０は巻戻し方向に回転を開始する。その後、モータが回転を開始してから所定時間経過後（例えば約０．５秒後）の時点Ｔ３に、巻上リミットスイッチＬＳｏがオフからオンに切り換わる。時点Ｔ１から時点Ｔ３直前までは、巻上リミットスイッチＬＳｏがオフなので、接続点Ａ及びＢ間には電位差が生じない。このため、発光ダイオード７６ａはオフであり、従って、受光ダイオード７６ｂもオフのままなので接続点Ｃの電位はハイレベルを維持している。
【００２２】
時点Ｔ３で、巻上リミットスイッチＬＳｏがオフからオンに切り換わると、コンデンサ７２の両端の電圧が接続点Ａ及びＢの間に現れ、抵抗器７８ａの両端の電圧に応じて発光ダイオード７６ａが発光する。この発光ダイオード７６ａの閾値を抵抗器７８ａの両端電圧のゼロボルト近傍に設定すると、接続点Ｃには図４（ｂ）に示すように幅の狭いパルス状の電圧が現れる。この場合、コンデンサ７２の両端の電圧位相は、電源６２の電圧の立下りエッジ（図４（ａ））に対してθだけ進んでいる。この状態は、遮蔽部材が巻戻されて巻戻しリミットスイッチＬＳｃがオンからオフに変化する時点Ｔ４まで続く（実際の巻戻し動作は時点Ｔ３から時点Ｔ４までである）。上述の位相差θは、コンデンサ３２の容量及びモータ巻線７４ａ及び７４ｂのインダクタンスにより決まるが、本実施例では位相差θを確実に検出できればよい。
【００２３】
その後、時点Ｔ４から所定時間経過後の時点Ｔ５に、リレースイッチ制御部６０の制御により、巻戻リレースイッチＲｃがオンからオフとなってモータが停止する。時点Ｔ４から時点Ｔ５直前までは、巻戻リレースイッチＲｃがオンの状態で、巻上リミットスイッチＬＳｏがオンで且つ巻戻リミットスイッチがオフとなっているので、抵抗器７８ａの両端電圧は電源電圧と同相であり、接続端子Ｃに現れる電圧位相（位相検出部５４で検出される位相）は、図４（ｃ）に示すように、電源電圧の位相と一致する。
【００２４】
時点Ｔ５以降は、リレースイッチＲｃ及びＲｏは共にオフなので、上述した時点Ｔ２以前と同様、接続点Ｃで検出される電位はハイレベルを維持する。
【００２５】
即ち、遮蔽部材を巻戻す際、位相差比較部５６が位相差（θ）を検出した後に位相差がゼロとなったことを検出すれば、巻戻リミットスイッチＬＳｃがオンからオフになったことを検出（確認）することができる。尚、リミットスイッチ動作検出部５８は、モータ７０の回転方向を検出するので、巻戻リミットスイッチＬＳｃが切り換わったことを特定できる。
【００２６】
上述の場合とは逆に、遮蔽部材を巻上げる場合、巻上動作開始前のスイッチの状態は、巻戻（閉）リレースイッチＲｃ及び巻上（開）リレースイッチＲｏは共にオフ、巻上リミットスイッチＬＳｏはオン、巻戻リミットスイッチＬＳｃはオフである。遮蔽部材を巻上げるために、巻上げ用の押しボタンスイッチ（例えば図５の４２ａ）を押すと、このスイッチ信号は図１のリレースイッチ制御部６０に送られ、少し時間を置いて巻上リレースイッチＲｏがオンとなる。その後の動作は上述の説明から明らかなので詳細な説明は省略する。
【００２７】
上述の説明において、巻上げ及び巻戻し用のリミットスイッチを区別せずに、単に何れかのリミットスイッチがオフからオンに切り換わったかを確認するだけで充分であれば、モータの回転方向を知る必要はない。しかし、モータの回転方向の検知は押しボタンスイッチ（図５の４２）が操作に応じて極めて簡単に検知できるので、何れのリミットスイッチが正常に作動したかを検出できるようにするのが好ましい。
【００２８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、電源電圧の位相と、モータへの供給電流の位相とを比較することによって簡単な手法で筒状駆動装置のリミットスイッチの動作を検出できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施の形態を説明するブロック図。
【図２】図１に示した１つのブロックを詳しく説明するための回路図。
【図３】本発明に係る実施の形態を説明するためのスイッチ動作のタイミング図。
【図４】本発明に係る実施の形態を説明するための電源電圧及びモータ入力電流の位相を示す波形図。
【図５】従来例を示す図。
【符号の説明】
４２：押ボタンスイッチボックス、５０：リミットスイッチ動作検出装置、５２及び５４：位相検出部、５６：位相比較部、５８：リミットスイッチ動作検出部、６０：リレースイッチ制御部、６２：電源、６４：モータ及びモータ駆動スイッチ、７０：モータ、７２：コンデンサ、７６：フォトカプラ、Ｒｏ：巻上（開）リレースイッチ、Ｒｃ：巻戻（閉）リレースイッチ、ＬＳｏ：巻上（開）リミットスイッチ、ＬＳｃ：巻戻（閉）リミットスイッチ
【図１】
0003546044.tif 000002
【図２】
0003546044.tif 000003
【図３】
0003546044.tif 000004
【図４】
0003546044.tif 000005
【図５】
0003546044.tif 000006