(57)【要約】【課題】利便性が高いシャッター装置を提供すること。【解決手段】巻軸２にはセンサ機構１５が機械的に連結されている。このセンサ機構１５は磁歪式トルクセンサからなるものであり、巻軸２にトルクが作用したときには巻軸２が回転しているか否かに拘らずトルクを検出する。このため、シャッター４の動作状態で発生する異常に加え、シャッター４の非動作状態で発生する異常をも検出することができるので、利便性が高まる。【選択図】  図１
2004232385.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部を開閉する開閉部材と、
前記開閉部材を巻取ることに基いて前記開口部を開放し、前記開閉部材を巻戻すことに基いて前記開口部を閉鎖する巻胴と、
前記巻胴に回転力を伝達する回転軸と、
前記回転軸の回転状態とは無関係に前記回転軸に作用するトルクを検出可能なトルクセンサとを備えたことを特徴とする開閉装置。
【請求項２】
巻胴の回転力を生成するモータと、
前記モータの回転を減速する減速機構とを備え、
前記モータと前記減速機構と前記トルクセンサとは、ユニット化されていることを特徴とする請求項１記載の開閉装置。
【請求項３】
開閉部材の移動状態でトルクセンサからの出力信号を検出し、出力信号の検出結果に基いて異常の有無を判断する異常検出手段を備えたことを特徴とする請求項１〜２のいずれかに記載の開閉装置。
【請求項４】
開閉部材の移動停止状態でトルクセンサからの出力信号を検出し、出力信号の検出結果に基いて異常の有無を判断する異常検出手段を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の開閉装置。
【請求項５】
巻胴の回転力を生成するモータと、
開閉部材の移動停止状態でトルクセンサからの出力信号を検出し、出力信号の検出結果に基いて開閉部材に作用する操作力の有無を判断する操作力検出手段とを備え、
前記操作力検出手段は、前記開閉部材に操作力が作用したことを検出したときには前記モータを駆動することに基いて前記開閉部材を動作させることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の開閉装置。
【請求項６】
操作力検出手段は、開閉部材に操作力が作用したことを検出したときにはモータを駆動することに基いて開閉部材を操作力の作用方向に向けて動作させることを特徴とする請求項５に記載の開閉装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、開口部を開閉する巻取り式の開閉装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記開閉装置には巻胴に開閉部材を巻取ることに基いて開口部を開放し、巻胴から開閉部材を巻戻すことに基いて開口部を閉鎖する構成のものがある。この構成の場合、巻胴の回転力を生成するモータの電流値や回転速度に基いて負荷変動の有無を検出している。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１５２７６７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来構成の場合、負荷変動の検出タイミングが開閉部材の動作中に限定されるので、例えば開閉部材が悪意を持って無理に開放操作されたことを検出できない等、利便性の点で問題がある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、負荷変動を開閉部材の状態に拘らず検出することが可能な利便性に優れた開閉装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
＜請求項１に係る発明について＞
請求項１に係る発明は開閉部材の動作状態とは無関係に負荷変動を検出可能な検出手段を設けたものであり、具体的には巻胴に回転力を伝達する回転軸に作用するトルクを回転軸の回転中および回転停止中の双方で検出可能なトルクセンサを設けたところに特徴を有する。ここで回転軸とはモータ等の駆動源によって電気的に回転操作されるものは勿論のこと、ハンドルを操作する等して人為的に回転操作されるものを含む用語である。この回転軸は巻胴を直接的に回転操作する直接操作部材に限定解釈されるものではなく、巻胴を運動力の伝達機構を介して間接的に回転操作する間接操作部材を含む用語である。
請求項１に係る発明によれば、回転軸に作用するトルクを回転軸の回転状態とは無関係に検出することができる。このため、負荷変動を検出する検出タイミングの自由度が高まり、開閉部材の動作状態で発生する異常に加えて非動作状態で発生する異常をも検出することができるので、特に異常の有無を検出する場合に利便性が高まる。
【０００６】
＜請求項２に係る発明について＞
請求項２に係る発明はモータと減速機構とトルクセンサとをユニット化したところに特徴を有する。ここでユニット化とは３者を単一物として機械的に取扱うことが可能な態様を称するものであり、３者を共通のベースに固定する態様・３者を共通の容器内に収納する態様・モータとトルクセンサとの間で構成部品の一部を兼用する態様・減速機構とトルクセンサとの間で構成部品の一部を兼用する態様等がユニット化に該当する。このユニット化は３者を最小限の対象物とするものであり、３者に加えて別の要素がユニット化されていても良い。
請求項２に係る発明によれば、モータと減速機構とトルクセンサとを設置場所に個別に組付ける手間がなくなるので、組付作業性が向上する。しかも、モータと減速機構とトルクセンサとを巻胴の上方空間等のデッドスペース内に収納することができるので、開閉装置の占有スペースが実質的に小さくなる。
【０００７】
＜請求項３に係る発明について＞
請求項３に係る発明はトルクセンサからの出力信号に基いて異常の有無を判断する異常検出手段を設けたものであり、異常検出手段が開閉部材の移動状態でトルクセンサからの出力信号を検出するところに特徴を有する。
請求項３に係る発明によれば、開閉部材の巻取り時に開閉部材が静止物に引掛かる異常・開閉部材の巻取り時および巻戻し時に人が開閉部材を無理に操作する異常・開閉部材の巻戻し時に異物が挟まる異常等を検出し、開閉部材を移動停止したり、異常の発生を報知する等の適切な異常処置を行うことができる。
【０００８】
＜請求項４に係る発明について＞
請求項４に係る発明はトルクセンサからの出力信号に基いて異常の有無を判断する異常検出手段を設けたものであり、異常検出手段が開閉部材の移動停止状態でトルクセンサからの出力信号を検出するところに特徴を有する。
請求項４に係る発明によれば、開閉部材の移動停止状態で開閉部材に操作力が作用した異常を検出し、異常の発生を報知する等の適切な異常処置を行うことができる。
【０００９】
＜請求項５に係る発明について＞
請求項５に係る発明は開閉部材の移動停止状態で開閉部材に作用する操作力の有無をトルクセンサからの出力信号に基いて検出する操作力検出手段を設けたものであり、操作力検出手段が操作力を検出したときには開閉部材をモータの駆動力で動作させるところに特徴を有する。
請求項５に係る発明によれば、開閉部材の移動停止状態で開閉部材に操作力を加えたときには開閉部材がモータの駆動力で移動する。このため、操作者が開閉部材を直接的に操作する場合に開閉部材の移動に要する操作力の全てを担う必要がなくなり、開閉部材を小さな力で操作することが可能になるので、操作性が向上する。
【００１０】
＜請求項６に係る発明について＞
請求項６に係る発明は開閉部材に移動停止状態で巻戻し方向の操作力が作用したときには開閉部材をモータの駆動力で巻戻し方向へ動作させ、開閉部材に移動停止状態で巻取り方向の操作力が作用したときには開閉部材をモータの駆動力で巻取り方向へ動作させるところに特徴を有する。
請求項６に係る発明によれば、開閉部材に巻取り方向の操作力が作用したときには開閉部材が自動的に巻取り方向に動作し、開閉部材に巻戻し方向の操作力が作用したときには開閉部材が自動的に巻戻し方向に動作する。このため、操作者が開閉部材を直接的に操作する場合に目的方向へ小さな力で操作することが可能になるので、操作性が向上する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
＜第１実施例＞
本発明の第１実施例を図１〜図５に基いて説明する。
１．概要
シャッター装置は工場や倉庫等の建物の開口部を開閉するものであり、開口部の開閉は巻胴にシャッターを巻取ったり、巻胴からシャッターを巻戻すことで行われる。このシャッターの巻取りおよび巻戻しは巻胴をモータによって回転操作する電動式で行われるものであり、モータの駆動力をシャッターに伝達する動力経路にはセンサが装着されている。このセンサは動力経路に作用する機械的応力を負荷変動として検出するものであり、シャッターの巻取り中および巻戻し中は勿論のこと、シャッターの完全停止中にも応力を検出する。このシャッター装置は開口部を開閉するシャッター機構とシャッター機構の駆動力を生成する駆動機構と駆動機構が生成する駆動力をシャッター機構に伝達する伝達機構と動力経路に作用する応力を検出するセンサ機構を機械的要素として有するものであり、詳細は次の通りである。
【００１２】
２．機械的要素
２−１．シャッター機構１
建物には、図１に示すように、左右方向へ延びる水平な巻軸２が回転可能に装着されている。この巻軸２には水平な巻胴３が固定されており、巻胴３には開閉部材に相当するシャッター４が装着されている。このシャッター４は複数のスラットを接続してなるものであり、巻上げ限度状態および巻下げ限度状態間で移動可能にされている。前者の巻上げ限度状態は巻胴３の外周面に最大限に巻取られた状態を称するものであり、シャッター４は巻上げ限度状態で建物の開口部を完全に開放する。後者の巻下げ限度状態はシャッター４の下面が床面に接触するようにシャッター４が巻胴３から最大限に巻戻された状態を称するものであり、シャッター４は巻下げ限度状態で建物の開口部を完全に閉鎖する。尚、巻軸２は回転軸に相当するものである。
【００１３】
２−２．駆動機構５
建物には横長な長方形状のユニットケース６が固定されており、ユニットケース６内にはシャッターモータ７および減速機構部８が収納されている。前者のシャッターモータ７はシャッター装置の駆動源に相当するものであり、ステッピングモータから構成されている。後者の減速機構部８はシャッターモータ７の回転軸に機械的に接続された複数の歯車と駆動側出力軸９とを主体に構成されたものであり、駆動側出力軸９にはシャッターモータ７の回転が減速して伝達される。
【００１４】
２−３．伝達機構１０
駆動側出力軸９には径大なスプロケット１１が固定されており、スプロケット１１にはチェーン１２の上端部が巻掛けられている。また、巻軸２にはセンサ機構１５を介して負荷側出力軸１３が機械的に接続されている。この負荷側出力軸１３は駆動側出力軸９に対して平行に配置されたものであり、負荷側出力軸１３には径小なスプロケット１４が固定されている。このスプロケット１４にはチェーン１２の下端部が巻掛けられており、シャッターモータ７の駆動時には径小なスプロケット１４が径大なスプロケット１１およびチェーン１２を介して回転操作される。
【００１５】
２−４．センサ機構１５
センサケース１６内には、図２に示すように、左右両端部に位置して軸受１７の外輪が固定されている。これら両軸受１７の内輪には円柱状のセンサ軸１８が固定されており、センサ軸１８の右端部および左端部は、図１に示すように、カップリング１９を介して負荷側出力軸１３および巻軸２に連結されている。これらカップリング１９はセンサ軸１８を巻軸２および負荷側出力軸１３に対して回転不能に拘束するものであり、巻胴３に回転力が作用したときにはセンサ軸１８にトルクが作用し、センサ軸１８の中心線ＣＬに対して反対方向へ４５°傾斜する引張応力および圧縮応力が働く。
【００１６】
センサ軸１８の外周面には、図２に示すように、第１の磁歪部２０が形成されている。この磁歪部２０は円周方向に交互に並ぶ複数の凹部と複数の凸部とを有するものであり、センサ軸１８の表面には複数の凹部および複数の凸部に対応して磁歪材製の被膜が形成されている。これら複数の凹部および複数の凸部はセンサ軸１８の中心線ＣＬに対して一方向に４５°傾斜するものであり、センサ軸１８にトルクが作用することに基いて被膜に圧縮応力または引張応力を加える。
【００１７】
センサ軸１８の外周面には第２の磁歪部２１が形成されている。この磁歪部２１は複数の凹部および複数の凸部がセンサ軸１８の中心線ＣＬに対して反対方向に４５°傾斜する点で第１の磁歪部２０と相違するものであり、センサ軸１８にトルクが作用することに基いて被膜に圧縮応力または引張応力を加える。即ち、センサ軸１８にトルクが作用したときには第１の磁歪部２０および第２の磁歪部２１の一方に圧縮応力が作用し、他方に引張応力が作用するので、第１の磁歪部２０および第２の磁歪部２１間に透磁率の差（磁気的異方性）が発生する。
【００１８】
センサケース１６内には合成樹脂等の絶縁材からなるコイルホルダ２２が収納されている。このコイルホルダ２２はボビン２３とボビン２３の左右両端部に位置するホルダ２４とを有するものであり、両ホルダ２４を両軸受１７の外輪の外周面に嵌合することに基いて回転不能およびスライド不能に固定されている。
【００１９】
コイルホルダ２２には円環状の仕切板２５が一体形成されている。この仕切板２５はボビン２３を第１のコイル巻装部および第２のコイル巻装部に区画するものであり、ボビン２３の外周面には第１のコイル巻装部内および第２のコイル巻装部内に位置して第１のセンサコイル２６および第２のセンサコイル２７が装着されている。これら第１のセンサコイル２６および第２のセンサコイル２７は第１の磁歪部２０および第２の磁歪部２１にエアギャップを介して対向配置されたものであり、透磁率の差をインダクタンスとして検出する。
【００２０】
コイルホルダ２２には複数のピン端子２８が固定されており、複数のピン端子２８には第１のセンサコイル２６および第２のセンサコイル２７が電気的に接続されている。また、複数のピン端子２８にはセンサ基板２９が電気的および機械的に接続されており、第１のセンサコイル２６および第２のセンサコイル２７はピン端子２８を介してセンサ基板２９に電気的に接続されている。
【００２１】
センサ基板２９にはトルク検出回路３０が搭載されており、トルク検出回路３０はセンサ基板２９を介して第１のセンサコイル２６および第２のセンサコイル２７に電気的に接続されている。このトルク検出回路３０はブリッジ回路を主体に構成されたものであり、第１のセンサコイル２６および第２のセンサコイル２７のインダクタンスの差に応じた電圧レベルのトルク信号を出力する。即ち、センサ機構１５はセンサ軸１８に作用するトルクを第１の磁歪部２０および第２の磁歪部２１間の透磁率の差として検出する磁歪式のトルクセンサからなるものである。
【００２２】
図５の（ａ）はトルク検出回路３０からのトルク信号Ｖｔを示すものであり、シャッター４に外的応力が作用していない通常状態を示している。同図に示すように、シャッター４の巻上げ時および巻下げ時にはシャッター４等の荷重でセンサ軸１８の負荷側端部（シャッター４側の端部）が反負荷側端部（シャッター４の反対端部）に対して相対的に捻られる。従って、センサ軸１８に一定レベルのトルクが作用し、トルク信号Ｖｔが一定の巻上げ値Ｖｕおよび一定の巻下げ値Ｖｄ（＜Ｖｕ）になる。
【００２３】
図５の（ｂ）はシャッター４に外的応力が作用した異常時のトルク信号Ｖｔを示すものである。例えばシャッター４の巻上げ時にシャッター４が静止物に引掛かる等したときにはシャッター４の巻上げ力に大きな抵抗力が加わるので、▲１▼に示すように、トルク信号Ｖｔが巻上げ値Ｖｕを上回る巻上げ異常値になる。また、シャッター４の巻上げ時に人がシャッター４を押上げる等したときにはシャッター４の巻上げ力に付勢力が加わるので、▲２▼に示すように、トルク信号Ｖｔが巻上げ値Ｖｕを下回る巻上げ異常値になる。また、シャッター４の巻下げ時に異物が挟まったときには、▲３▼に示すように、シャッター４が巻下げ限度状態になる前にトルク信号Ｖｔが下降する。
【００２４】
３．電気的要素
ユニットケース６内には、図１に示すように、コントロール基板３１が収納されており、コントロール基板３１には、図３に示すように、マイクロコンピュータを主体に構成された制御装置３２が搭載されている。この制御装置３２にはトルク検出回路３０が電気的に接続されており、制御装置３２はトルク検出回路３０からのトルク信号Ｖｔに基いて負荷変動の有無等を検出する。尚、制御装置３２は異常検出手段および操作力検出手段に相当するものである。
【００２５】
建物の内部には操作パネル３３が装着されており、操作パネル３３には巻上げスイッチ３４，巻下げスイッチ３５，停止スイッチ３６が機械的に固定されている。これら巻上げスイッチ３４，巻下げスイッチ３５，停止スイッチ３６は制御装置３２に電気的に接続されたものであり、制御装置３２は巻上げスイッチ３４，巻下げスイッチ３５，停止スイッチ３６からのオン信号を検出することに基いてシャッターモータ７の制御指令を設定する。
【００２６】
コントロール基板３１にはモータ駆動回路３７が搭載されており、制御装置３２はモータ駆動回路３７を介してシャッターモータ７に電気的に接続されている。このモータ駆動回路３７は制御装置３２から制御指令が与えられることに基いて駆動パルスを生成するものであり、シャッターモータ７はモータ駆動回路３７から駆動パルスが印加されることに基いて駆動する。
【００２７】
制御装置３２はカウンタＮを有しており、制御装置３２は駆動パルスの個数に応じてカウンタＮを加算または減算する。具体的にはモータ駆動回路３７が正転用の駆動パルスを出力するときには駆動パルスの個数に応じてカウンタＮを加算し、逆転用の駆動パルスを出力するときには駆動パルスの個数に応じてカウンタＮを減算し、カウンタＮの計測結果に応じてシャッター４の現在位置を計測する。即ち、制御装置３２はシャッター４の現在位置を検出する位置検出手段およびシャッター４が巻上げ限度状態・巻下げ限度状態に移動したことを検出する開閉検出手段に相当するものである。
【００２８】
操作パネル３３にはモードスイッチ３８が機械的に固定されている。このモードスイッチ３８は制御装置３２に電気的に接続されたものであり、制御装置３２はモードスイッチ３８の操作内容に応じてアシストモードおよびセキュリティモードに切換わる。アシストモードはシャッター４の移動停止状態でシャッター４に操作力が作用することに基いてシャッターモータ７を駆動するモードであり、アシストモードの設定時には巻上げスイッチ３４および巻下げスイッチ３５を操作することなくシャッター４を移動操作することができる。セキュリティモードはシャッター４の移動停止状態でシャッター４に操作力が作用した場合にシャッターモータ７を駆動停止状態に保持するモードであり、セキュリティモードの設定時にはアシスト機能は無効になる。
【００２９】
操作パネル３３にはアシスト用の感度ボリューム３９およびセキュリティ用の感度ボリューム４０が機械的に固定されている。これら感度ボリューム３９および感度ボリューム４０は制御装置３２に電気的に接続されており、制御装置３２は感度ボリューム３９からの出力信号および感度ボリューム４０からの出力信号に基いてアシスト判別値Ｖａおよびセキュリティ判別値Ｖｓを調整する。尚、感度ボリューム３９および４０は判別値調整手段・感度調整手段に相当するものである。
【００３０】
制御装置３２にはアラーム駆動回路４１を介してアラーム４２が電気的に接続されている。このアラーム４２は建物の内部に機械的に装着されたものであり、制御装置３２はセキュリティモードの設定状態で異常が発生したことを検出することに基いてアラーム４２を鳴動させ、異常が発生したことを報知する。尚、アラーム４２は報知手段に相当するものである。
【００３１】
４．制御内容
４−１．シャッターの移動時
シャッター４の電動動作中にはトルク検出回路３０からのトルク信号Ｖｔに基いて動作異常の有無が判定されており、シャッター４の電動動作中にトルク信号Ｖｔが正常値から異常値に変化したときには、下記に示すように、シャッター４を直ちに移動停止させる異常処理が行われる。
【００３２】
制御装置３２は図４のステップＳ１で巻上げスイッチ３４からのオン信号を検出すると、ステップＳ３でシャッターモータ７の回転方向を正方向に設定し、ステップＳ５へ移行する。また、ステップＳ２で巻下げスイッチ３５からのオン信号を検出すると、ステップＳ４でシャッターモータ７の回転方向を逆方向に設定し、ステップＳ５へ移行する。
【００３３】
制御装置３２はステップＳ５へ移行すると、モータ駆動回路３７に回転方向の設定結果に応じた制御指令を出力し、モータ駆動回路３７を介してシャッターモータ７を正転または逆転させる。すると、巻胴３が巻上げ方向または巻下げ方向へ回転することに基いてシャッター４の巻上げまたは巻下げが行われ、シャッター４が上昇または下降する。即ち、巻上げスイッチ３４および巻下げスイッチ３５はシャッター４を遠隔で上昇操作および下降操作する操作手段に相当するものである。
【００３４】
制御装置３２はシャッターモータ７を駆動すると、ステップＳ６でトルク検出回路３０からのトルク信号Ｖｔを検出する。そして、シャッター４の巻上げ時にはトルク信号の検出結果Ｖｔを上限値「Ｖｕ＋α」および下限値「Ｖｕ―α」と比較し、シャッター４の巻下げ時にはトルク信号の検出結果Ｖｔを上限値「Ｖｄ＋α」および下限値「Ｖｄ−α」と比較する。例えばトルク信号の検出結果Ｖｔが設定範囲内にあるときにはシャッター４の巻上げ動作および巻下げ動作が正常に行われていると判断し、ステップＳ７へ移行する。
【００３５】
制御装置３２はステップＳ７へ移行すると、カウンタＮの計測結果を上限値Ｎｍａｘと比較する。ここで「Ｎ＞Ｎｍａｘ」を検出したときにはシャッター４が巻上げ限度状態に到達したと判断し、ステップＳ１０でシャッターモータ７を回転停止することに基いてシャッター４の移動操作を終える。また、「Ｎ≦Ｎｍａｘ」を検出したときにはシャッター４が巻上げ限度状態に到達していないと判断し、ステップＳ８へ移行する。
【００３６】
制御装置３２はステップＳ８へ移行すると、カウンタＮの計測結果を下限値Ｎｍｉｎと比較する。ここで「Ｎ＜Ｎｍｉｎ」を検出したときにはシャッター４が巻下げ限度状態に到達したと判断し、ステップＳ１０でシャッター４の移動操作を終える。また、「Ｎ≧Ｎｍｉｎ」を検出したときにはシャッター４が巻下げ限度状態に到達していないと判断し、ステップＳ９へ移行する。
【００３７】
制御装置３２はステップＳ９へ移行すると、停止スイッチ３６がオン操作されたか否かを判断する。ここで停止スイッチ３６がオン操作されていないことを検出したときにはステップＳ６〜Ｓ９を繰返す。また、停止スイッチ３６のオン操作を検出したときにはステップＳ１０へ移行し、シャッター４の移動操作を終える。
【００３８】
制御装置３２はステップＳ６でトルク信号の検出結果Ｖｔが設定範囲内にないことを検出すると、シャッター４の動作異常が発生したと判断し、ステップＳ１０でシャッター４の移動操作を終える。即ち、シャッター４の電動動作中に▲１▼シャッター４が静止物に引掛かる，▲２▼人がシャッター４を無理に操作する，▲３▼異物が挟まる等の異常が発生したときにはトルク信号の検出結果Ｖｔが設定範囲内から外れ、シャッター４が直ちに移動停止する。また、シャッター４の電動動作中に▲１▼〜▲３▼等の異常がないときには停止スイッチ３６のオン操作または指令限度状態への到達を条件にシャッター４が移動停止する。
【００３９】
４−２．シャッターの停止時
シャッター４の停止時にはモードスイッチ３８の操作内容に応じてアシスト機能およびセキュリティ機能が選択的に有効化され、アシスト処理またはセキュリティ処理が行われる。前者のアシスト処理はシャッター４に押上げ力が作用することに基いてシャッター４を現在位置から巻上げ限度状態に向けて自動的に移動操作し、押下げ力が作用することに基いてシャッター４を現在位置から巻下げ限度状態に向けて自動的に移動操作する処理である。後者のセキュリティ処理はシャッター４に異常な押上げ力が作用することに基いて異常報知を行う処理であり、シャッターモータ７は駆動停止状態に保持される。以下、アシスト処理およびセキュリティ処理について詳述する。
【００４０】
制御装置３２は巻上げスイッチ３４および巻下げスイッチ３５がオン操作されていないことを検出すると、図４のステップＳ１１でトルク検出回路３０からのトルク信号Ｖｔの有無を検出する。このシャッター４の閉鎖状態ではセンサ軸１８に捻れ力が作用していないので、シャッター４に故意または悪意等の外力が作用しない限り、トルク信号Ｖｔが出力停止状態になる。
【００４１】
制御装置３２はステップＳ１１でトルク信号Ｖｔが有ることを検出すると、ステップＳ１２でモードの設定結果を検出する。ここでアシストモードが設定されていることを検出すると、ステップＳ１５へ移行し、トルク信号の検出結果Ｖｔをアシスト値Ｖａと比較する。
【００４２】
シャッター４の押下げ時にはシャッター４に操作者の体重が加わるので、トルク検出回路３０からの出力信号Ｖｔが相対的に大値になる。これに対してシャッター４の押上げ時にはシャッター４に操作者の体重が加わらないので、トルク検出回路３０からの出力信号Ｖｔが相対的に小値になる。アシスト値Ｖａはシャッター４に大きな押下げ力が作用したか、小さな押上げ力が作用したかを判別する境界値として機能するものであり、使用者が感度ボリューム３９を調整することに基いて調整されている。
【００４３】
制御装置３２はステップＳ１５で「Ｖｔ≦Ｖａ」を検出すると、シャッター４に押上げ力が作用したと判断し、ステップＳ３でシャッターモータ７の回転方向を正方向に設定する。そして、シャッターモータ７を正方向に駆動し、シャッター４が巻上げ限度状態に到達するか、停止スイッチ３６がオン操作されるまでシャッター４を巻上げる。このとき、トルク信号Ｖｔに基いて動作異常の有無を判断し、動作異常を検出したときにはシャッター４の巻上げ動作を停止する。
【００４４】
制御装置３２はステップＳ１５で「Ｖｔ＞Ｖａ」を検出すると、シャッター４に押下げ力が作用したと判断し、ステップＳ４でシャッターモータ７の回転方向を逆方向に設定する。そして、シャッターモータ７を逆方向に駆動し、シャッター４が巻下げ限度状態に到達するか、停止スイッチ３６がオン操作されるまでシャッター４を巻下げる。このとき、トルク信号Ｖｔに基いて動作異常の有無を判断し、動作異常を検出したときにはシャッター４の巻下げ動作を停止する。
【００４５】
制御装置３２はステップＳ１２でセキュリティモードが設定されていることを検出すると、ステップＳ１３へ移行し、トルク信号の検出結果Ｖｔをセキュリティ値Ｖｓと比較する。ここで「Ｖｔ＞Ｖｓ」を検出したときにはセキュリティーの点で異常が発生したと判断し、ステップＳ１４でアラーム４２を鳴動させることに基いて異常の発生を報知する。即ち、シャッター４の移動停止状態でシャッター４を悪意を持って無理に開放しようとしたときにはシャッター４に通常の押上げ力を上回る過大な押上げ力が作用する。この場合には「Ｖｔ＞Ｖｓ」が検出され、シャッター４が異常な操作力で押上げられたことが報知される。
【００４６】
５．第１実施例の効果
１）シャッター４の動作状態とは無関係に負荷変動（トルク）を検出可能なセンサ機構１５を設けた。このため、シャッター４の動作状態で発生する異常に加えて非動作状態で発生する異常をも検出することができるので、異常の有無を検出する場合に利便性が向上する。
２）シャッター４の移動状態でトルク信号Ｖｔを検出し、トルク信号の検出結果Ｖｔを設定値と比較することに基いて動作異常の有無を判断した。このため、シャッター４の巻上げ時にシャッター４が静止物に引掛かる異常・シャッター４の巻上げ時および巻下げ時に人がシャッター４を無理に操作する異常・シャッター４の巻下げ時に異物が挟まる異常等を検出し、シャッター４を移動停止する適切な異常処置を行うことができる。
【００４７】
３）シャッター４の移動停止状態でトルク信号Ｖｔを検出し、トルク信号の検出結果Ｖｔを設定値と比較することに基いて異常の有無を判断した。このため、シャッター４が無理に開放されるセキュリティ異常を検出して報知する適切な異常処置を行うことができるので、セキュリティ性が向上する。
４）シャッター４の移動停止状態でトルク信号Ｖｔを検出し、トルク信号の検出結果Ｖｔに基いてシャッター４に操作力が作用していることを検出したときにはシャッター４をシャッターモータ７の駆動力で動作させた。このため、操作者がシャッター４を直接的に操作する場合にシャッター４の移動に要する操作力の全てを担う必要がなくなり、シャッター４を相対的に小さな力で操作することが可能になるので、操作性が向上する。
【００４８】
５）シャッター４の移動停止状態でトルク信号Ｖｔを検出し、トルク信号の検出結果Ｖｔに基いてシャッター４に操作力が作用していることを検出したときにはシャッター４をシャッターモータ７の駆動力で操作力の作用方向に動作させた。このため、操作者がシャッター４を目的方向へ小さな力で操作することが可能になるので、操作性が向上する。
６）巻軸２に作用するトルクを検出したので、トルクを伝達機構１２を介することなく直接的に検出できる。このため、トルクの伝達損失が抑えられるので、トルクの検出精度が向上する。
７）トルクセンサとして磁歪式のセンサ機構１５を用いた。このため、トルクを非接触で検出することができるので、信頼性および寿命が向上する。
【００４９】
＜第２実施例＞
次に本発明の第２実施例を図６に基いて説明する。ユニットケース６内にはセンサ機構１５が収納されており、センサ軸１８の左端部はユニットケース６の内部で減速機構部８の出力軸にカップリング１９を介して回転不能およびスライド不能に連結されている。また、センサ軸１８の右端部はユニットケース６の外部で駆動側出力軸９にカップリング１９を介して回転不能およびスライド不能に連結されており、センサ機構１５は回転軸に相当する駆動側出力軸９のトルクを検出する。
【００５０】
上記第２実施例によれば、シャッターモータ７と減速機構部８とセンサ機構１５を共通のユニットケース６内に収納することに基いてユニット化した。このため、シャッターモータ７と減速機構部８とセンサ機構１５を設置場所に個別に組付ける手間がなくなるので、組付作業性が向上する。しかも、シャッターモータ７と減速機構部８とセンサ機構１５を巻胴３の上方空間等のデッドスペース内に収納することができるので、シャッター装置の占有スペースが実質的に小さくなる。
【００５１】
尚、上記第２実施例においては、シャッターモータ７と減速機構部８とセンサ機構１５を共通のユニットケース６内に収納することに基いてユニット化したが、これに限定されるものではなく、例えばシャッターモータ７と減速機構部８とセンサ機構１５を共通のベースに固定することに基いてユニット化しても良い。または、減速機構部８の回転軸を磁歪部を有するセンサ軸として利用する等、減速機構部とトルクセンサとの間で構成部品の一部を兼用化しても良い。
【００５２】
また、上記第１〜第２実施例においては、回転軸に作用するトルクを検出するトルクセンサとして磁歪式トルクセンサ１５を用いたが、これに限定されるものではなく、例えばストレインゲージ式トルクセンサまたは捻れ角検出式トルクセンサ等を用いても良く、要は回転軸の回転状態とは無関係に回転軸に作用するトルクを検出可能なものを用いれば良い。以下、ストレインゲージ式トルクセンサおよび捻れ角検出式トルクセンサを用いた本発明の第３実施例および第４実施例を図７および図８に基いて説明する。
【００５３】
＜第３実施例＞
センサ軸１８の外周面には、図７に示すように、中心線ＣＬに対して一方向に４５°傾斜する２枚のストレインゲージ４３および反対方向に４５°傾斜する２枚のストレインゲージ４４が貼付されている。これら両ストレインゲージ４３および４４はブリッジ回路を構成するように配線されたものであり、ブリッジ回路にはスリップリング４５を介してセンサ電源４６が供給される。また、ブリッジ回路にはスリップリング４７を介してトルク検出回路４８が電気的に接続されており、トルク検出回路４８はセンサ軸１８に作用するトルクを電気信号として制御装置３２に出力する。
【００５４】
＜第４実施例＞
センサ軸１８は、図８に示すように、トーションバーとして機能するものであり、センサ軸１８には２枚の歯車４９が回転不能およびスライド不能に固定されている。これら両歯車４９は強磁性体を材料に形成されたものであり、歯数および径寸法等が等しい完全同一形状をなしている。
【００５５】
各歯車４９の外周部には電磁ピックアップ５０が個別に固定されている。これら各電磁ピックアップ５０は内周側の歯車４９の谷および山に対応した交流電圧を出力するものであり、センサ軸１８にトルクが作用したときには両歯車４９の谷および山の相対的な位置関係が変わり、両電磁ピックアップ５０の検出電圧に位相差が発生する。これら両電磁ピックアップ５０はトルク検出回路に電気的に接続されており、トルク検出回路は検出電圧の位相差に応じたレベルのトルク信号を制御装置３２に出力する。
【００５６】
尚、上記第１〜第４実施例においては、シャッター４としてスラットシャッターを用いたが、これに限定されるものではなく、要は巻胴３によって巻取り可能なものを用いれば良い。
また、上記第１〜第４実施例においては、シャッター４が巻上げ限度状態および巻下げ限度状態に到達したことを駆動パルスの計測結果に基いて判断したが、これに限定されるものではなく、例えばシャッター４が巻上げ限度状態および巻下げ限度状態に到達することに基いて状態が切換わる巻上げスイッチおよび巻下げスイッチを設け、巻上げスイッチおよび巻下げスイッチの状態の変化に基いて判断しても良い。
【００５７】
また、上記第１〜第４実施例においては、アシストモードの設定時にはシャッター４の全ての停止位置でアシスト機能を有効化したが、これに限定されるものではなく、例えばシャッター４が巻上げ限度状態および巻下げ限度状態等の特定位置で停止している場合にのみ有効化しても良い。この場合、シャッター４に所定レベルの操作力が作用することに加え、開閉検出手段が巻上げ限度状態および巻下げ限度状態を検出していることを条件にアシスト機能を起動させると良い。
【００５８】
また、上記第１〜第４実施例においては、セイキュリティ異常の発生をアラーム４２を鳴動させることに基いて音で報知したが、これに限定されるものではなく、例えば表示器に異常表示を行うことに基いて視覚的に報知しても良い。
また、上記第１〜第４実施例においては、アシスト機能およびセキュリティ機能を選択的に有効化する構成としたが、これに限定されるものではなく、例えばアシスト機能およびセキュリティ機能の一方だけを固定的に備えた構成としたり、アシスト機能およびセキュリティ機能の双方を廃止しても良い。
【００５９】
また、上記第１〜第４実施例においては、シャッター４を上下方向に巻上げ・巻下げることに基いて建物の開口部を開閉するシャッター装置を用いたが、これに限定されるものではなく、シャッターを左右方向に巻取り・巻戻すことに基いて建物の開口部を開閉するシャッター装置を用いても良い。
また、上記第１〜第４実施例においては、シャッター４をシャッターモータ７の駆動力で動作させる構成としたが、これに限定されるものではなく、例えば手動操作で動作させる構成としても良い。この場合、駆動側出力軸９等に操作ハンドルを連結し、操作ハンドルを回動操作することに基いて巻胴３に回転力を付与する構成にすると良い。
【００６０】
また、上記第１〜第４実施例においては、本発明を工場や倉庫等の建物の開口部を開閉するシャッター装置に適用したが、これに限定されるものではなく、例えば住宅の窓やドアや駐車場を開閉するシャッター装置に適用したり、住宅の窓を開閉するカーテン装置に適用したり、クローゼットの出入口を開閉するドア装置に適用しても良く、要は開口部を開閉する開閉装置に適用すれば良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す図（全体構成を示す前面図）
【図２】センサケースの内部構成を示す図
【図３】電気的構成を示すブロック図
【図４】制御装置の制御内容を示すフローチャート
【図５】トルク検出回路からの出力信号を示す図（ａは正常時の出力信号を示す図、ｂは異常時の出力信号を示す図）
【図６】本発明の第２実施例を示す図１相当図
【図７】本発明の第３実施例を示す図（トルクセンサを示す図）
【図８】本発明の第４実施例を示す図７相当図
【符号の説明】
２は巻軸（回転軸）、３は巻胴、４はシャッター（開閉部材）、７はシャッターモータ（モータ）、８は減速機構部（減速機構）、９は駆動側出力軸（回転軸）、１５はセンサ機構（トルクセンサ）、３２は制御装置（異常検出手段，操作力検出手段）を示している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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