(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャッター体及び該シャッター体を巻き付ける巻胴を有する機構部と、ステッピングモータを有し該ステッピングモータの回転を前記巻胴に伝達する駆動部と、前記ステッピングモータに通電する電源部と、前記電源部に於ける電圧又は電流を検出する電源検出部と、前記電源部を操作する操作部と、前記操作部を操作してステッピングモータを一方向に回転させ前記電源検出部が予め設定された電圧又は電流よりも大きい電圧又は電流を検出したときシャッター体が巻上限又は巻下限に達したと認識してステッピングモータの回転を停止させた後該回転方向とは反対方向に所定角度回転させるように制御し且つ前記反対方向の所定角度回転が停止したときのステッピングモータに対する駆動パルス数であって巻上限から巻下限までの間の駆動パルス数を記憶する記憶部を有する制御部と、を有することを特徴とするシャッターの巻上構造。
【請求項２】
前記制御部が、記憶部に記憶した巻上限から巻下限までの間の駆動パルス数に基づいて前記ステッピングモータを駆動している間に前記電源検出部が予め設定された電圧又は電流よりも大きい電圧又は電流を検出したときシャッター体の巻上げ，巻下げに障害が発生したとして判断する判断部を有することを特徴とする請求項１に記載したシャッターの巻上構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、住宅用のシャッターの巻上構造に関し、特に、ステッピングモータの駆動を制御してシャッターを巻上げ，巻下げし得るように構成したシャッターの巻上構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
住宅に於ける窓やテラス等の開口部では、外部に雨戸を設けることがある。この場合、雨戸を収容する戸袋を設ける必要があって必ずしも全ての開口部に設置し得るものではないという問題や、戸袋が外観を損なうことがあるという問題があるため、開口部の外部にシャッターを設置することがある。このシャッターは多数のスラットを接続して構成したシャッター体を巻胴に巻き付けることで開口部の開閉を行なうため、シャッター体及び巻胴の収容ボックスが上部に形成されることとなり、該収容ボックスを建物の軒や庇の下側に配置することが出来る。このため、開口部が建物の入隅部に形成されるような場合であっても設置することが出来る。
【０００３】
住宅に設置し得るシャッターは間口幅や揚程が小さく、手動操作によって容易に開閉することが出来る。しかし、住宅に形成される開口部の数は比較的多く、これらの開口部に設置した全てのシャッターを手動操作して開閉するには多くの労力が必要となる。このため、最近では、モータによって巻胴を回転させてシャッター体の巻上げ，巻下げを行なえるようにしたシャッターも提供されている。
【０００４】
モータによって巻胴を回転させてシャッター体の巻上げ，巻下げを行なうように構成したシャッターでは、センサーやモータに取り付けたロータリーエンコーダーによってシャッター体の巻上限，巻下限を検出してモータの駆動を停止させるように構成することで、巻上げ開始或いは巻下げ開始を指示した後、シャッター体が所定位置に到達し、或いはモータが所定量回転したとき自動停止させるのが一般的である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
モータによって巻胴を回転させるように構成したシャッターでは、取り付けるべき開口部の高さに対応させてシャッター体の巻上限，巻下限を調整する必要がある。例えば、シャッター体の巻上限，巻下限を接触式或いは非接触式のセンサーによって検出するように構成したシャッターの場合、これらのセンサーをシャッター体の巻上経路に配置すると共に信号線の配線工事を行なう必要があり、前記巻上経路に沿って比較的大きなスペースが要求されるという問題がある。またモータに取り付けたロータリーエンコーダーによってシャッター体の巻上限，巻下限を検出し得るように構成したシャッターの場合、シャッター体の巻上経路に沿ったスペースは要求されないものの、ロータリーエンコーダーやパルスをカウントする計数器等の部品が必要となり、これらの部品に対する配線工事等も必要となるという問題がある。
【０００６】
また例えばシャッター体とレールとの間に障害物を挟み込んだような場合、巻上限，巻下限にセンサーを配置して構成したシャッターでは、これらのセンサーによってシャッター体が巻上限或いは巻下限に到達したことを検出出来ず、巻上中にはモータに過大な付加を与えると共に障害物にも大きな力を作用させ、巻下中には巻胴の過大な回転によって逆巻を生じたり、障害物にシャッター体の重量を作用させることになる。またロータリーエンコーダーを有する構造では、パルスを計数して巻上限，巻下限に到達したとして判断するため、実際にシャッター体を巻上げ，巻下げしていないにも関わらず、停止してしまうという問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、構造が簡単な、且つシャッター体が障害物を挟み込んだ場合に判断することが出来るシャッターの巻上構造を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明に係るシャッターの巻上構造は、シャッター体及び該シャッター体を巻き付ける巻胴を有する機構部と、ステッピングモータを有し該ステッピングモータの回転を前記巻胴に伝達する駆動部と、前記ステッピングモータに通電する電源部と、前記電源部に於ける電圧又は電流を検出する電源検出部と、前記電源部を操作する操作部と、前記操作部を操作してステッピングモータを一方向に回転させ前記電源検出部が予め設定された電圧又は電流よりも大きい電圧又は電流を検出したときシャッター体が巻上限又は巻下限に達したと認識してステッピングモータの回転を停止させた後該回転方向とは反対方向に所定角度回転させるように制御し且つ前記反対方向の所定角度回転が停止したときのステッピングモータに対する駆動パルス数であって巻上限から巻下限までの間の駆動パルス数を記憶する記憶部を有する制御部とを有して構成されるものである。
【０００９】
上記シャッターの巻上構造では、駆動部にステッピングモータを有するので、モータの回転をロータリーエンコーダーから発生するパルスを計数して検出する従来の方式とは異なり、ステッピングモータに対して所定数のパルスを与えることで、回転数を制御することが出来る。このため、部品点数や配線工事を極端に少なくすることが出来、構造を簡単にすることが出来る。
【００１０】
シャッター体が巻上限或いは巻下限に到達したとき、該シャッター体の移動が阻止されることとなり、ステッピングモータに対する負荷が増加し、これに伴って電源検出部ではステッピングモータに対する駆動電流が増加したことを検出することが出来る。従って、前記駆動電流を監視することで、シャッター体が巻上限，巻下限に到達したことを検出することが出来る。
【００１１】
このため、操作部を操作してシャッター体を巻上げる方向にステッピングモータを回転させ、電源検出部で駆動電流が増加したことを検出したときシャッター体が巻上限に到達したとして認識することが出来る。このとき、シャッター体は負荷を受けた状態で巻上げられており、長期間使用するには好ましくはないため、ステッピングモータを巻上方向とは反対方向に所定角度回転させて停止させることで、シャッター体を好ましい状態に巻上げることが出来る。
【００１２】
また操作部を操作してシャッター体を巻下げる方向にステッピングモータを回転させ。電源検出部で駆動電流が増加したことを検出したときシャッター体が巻下限に到達したとして認識することが出来る。このとき、シャッター体は弛んだ状態であり、該シャッター体は自重を受けた状態である。従って、ステッピングモータを巻下方向とは反対方向に所定角度回転させて停止させることで、シャッター体を好ましい状態に巻下げることが出来る。
【００１３】
そしてシャッター体を巻上げた状態から巻下げた状態に至る間にステッピングモータの駆動パルス数を記憶部に記憶させておくことで、次に操作部から巻上，巻下の操作がなされたとき、記憶した駆動パルス数に基づいてステッピングモータを駆動することで、反対方向の回転制御を伴うことなく巻上，巻下を行なうことが出来る。
【００１４】
上記シャッターの巻上構造に於いて、制御部が、記憶部に記憶した巻上限から巻下限までの間の駆動パルス数に基づいて前記ステッピングモータを駆動している間に前記電源検出部が予め設定された電圧又は電流よりも大きい電圧又は電流を検出したときシャッター体の巻上げ，巻下げに障害が発生したとして判断する判断部を有して構成することが好ましい。
【００１５】
上記の如く構成されたシャッターの巻上構造では、操作部の操作に基づいて制御部から記憶部に記憶させた駆動パルスがステッピングモータに対して発生している間に、電源検出部から駆動電流が増加していることを検出したとき、判断部に於いて、この駆動電流の増加原因はシャッター体が巻上限，巻下限に到達したことに伴うものではなく、シャッター体が何らかの障害物を挟んだためであるとして判断することが出来る。従って、判断部の判断に基づいてステッピングモータの駆動を停止することが出来、且つ支障信号を発生して周囲に知らせることが出来る。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、上記シャッターの巻上構造の好ましい実施形態について図を用いて説明する。図１はシャッターの巻上構造を説明するブロック図である。図２はシャッターの構造を概略的に説明する斜視図である。
【００１７】
先ず、図２によりシャッターの構造について説明する。図に於いて、シャッターＡは、複数のスラット１ａを並べて互いに屈曲可能に接続して構成されたシャッター体１と、該シャッター体１を巻き付ける巻胴２と、ステッピングモータ３を有し該ステッピングモータ３の回転を巻胴２に伝達する駆動部４とを有している。シャッター体１は、建物に形成された窓等からなる開口部５の両側に配置されたガイド６に嵌合して移動方向が案内される。
【００１８】
駆動部４は、ステッピングモータ３の回転を軸２ａを介して巻胴２に伝えるものである。このため、複数のギヤを噛合させてギヤ列を構成し、このギヤ列によってステッピングモータ３の回転を減速しつつ巻胴２に伝えるように構成されている。しかし、必ずしも駆動部４をギヤ列によって構成する必要はなく、ステッピングモータ３を直接巻胴２に接続して駆動するように構成しても良い。
【００１９】
ステッピングモータ３は、１パルスの電流が通電されたとき、この通電に応じて所定角度回転し得るように構成されており、一般的にステッピングモータ或いはパルスモータとして利用されるモータによって構成されている。１パルス当たりの回転角度は特に限定するものではないが、本実施例では１パルス当たり1.8度回転するステッピングモータを用いている。
【００２０】
特に、駆動部４をステッピングモータ３によって構成することで、ロータリーエンコーダーやセンサー類が不要となり、これらに対する配線を削減して簡単な構造を実現することが可能である。
【００２１】
ガイド６は、目的の開口部５の横方向の両側に設けた一対の溝状の部材からなり、シャッター体１を構成するスラット１ａの両端を嵌合することでシャッター体１の移動方向を案内するものである。
【００２２】
従って、後述する操作部12の操作ボタン12ａ，12ｂを選択的に操作することで、ステッピングモータ３を駆動して巻胴２を所望の方向に回転させ、この回転に伴ってシャッター体１を巻上げ、或いは巻下げて、開口部５を開閉することが可能である。
【００２３】
次に、図１によりシャッターＡの制御構造について説明する。
【００２４】
ステッピングモータ３は直流によって駆動される。このため、ステッピングモータ３には、予め設定された電圧を持った電流をパルス状に通電する電源部10が接続され、該電源部10は演算処理装置を含む制御部13に接続されている。
【００２５】
電源部10には電源検出部11が設けられている。この電源検出部11は、ステッピングモータ３に通電される電流を検出する抵抗器と増幅器からなる電流検出部11ａによって構成されている。即ち、ステッピングモータ３に対する駆動電流を検出して電圧信号に変換し、更に、変換された電圧信号をパルス信号に変換する。このため、ステッピングモータ３に対する駆動電流が大きいほど、電圧も高くなり、パルス幅も比例して長くなる。従って、検出したパルス信号のパルス幅を検知することで、ステッピングモータ３に作用する負荷が正常であるか、過大であるかを判断することが可能である。
【００２６】
従って、電源検出部11は制御部13に接続され、該制御部13に於いてパルス信号の幅を予め設定された正常なパルス幅と比較し得るように構成されている。
【００２７】
操作部12はシャッターＡの開閉を操作するものであり、シャッター体１を上昇させる上昇ボタン12ａ，シャッター体１を下降させる下降ボタン12ｂ，シャッター体１を停止状態とする停止ボタン12ｃとを有して構成されると共に制御部13に接続されている。
【００２８】
そして何れかのボタン、例えば上昇ボタン12ａを操作すると、操作された上昇ボタン12ａに対応した信号が発生して制御部13に伝達され、該制御部13に於いて操作内容がシャッター体１を上昇させる操作であることを認識すると共にステッピングモータ３に対する通電を実行してシャッター体１を上昇させる方向に回転させることが可能である。
【００２９】
制御部13は、シャッターＡを開閉するのに必要なステッピングモータ３の回転量に対応した駆動パルス数を記憶し且つ電源検出部11から検出されたパルス信号のパルス幅と比較する対象のパルス幅のデータを記憶する記憶部13ａと、シャッターＡを開閉するプログラムが書き込まれたプログラム記憶部13ｂと、電源検出部11から伝達されたパルス信号のパルス幅が予め設定されたパルス幅よりも大きいか否かを判断する判断部13ｃを有している。尚、制御部13には判断部13ｃに於ける判断基準を調整する調整部14も構成されている。
【００３０】
表示部15は操作部12と同一の操作盤に組み込まれており、シャッター体１の巻上限，巻下限を設定する際の設定ランプ15ａと、シャッター体１が障害物を挟み込んだことを表示する障害物表示ランプ15ｂとを有して構成されている。
【００３１】
次に、上記の如く構成されたシャッターの巻上構造に於いて、シャッター体１の巻上限，巻下限を設定する際の操作手順について説明する。先ず、制御部13に設けた図示しない操作ボタンを操作してシャッターの巻上限，巻下限を設定する作業を選択する。
【００３２】
シャッター体１を巻上げて巻上限を設定する場合、操作部12の上昇ボタン12ａを操作し、この操作信号が制御部13に伝達され該制御部13ではステッピングモータ３をシャッター体１を巻上げる方向に回転させるべき旨の信号が発生し、ステッピングモータ３に対しシャッター体１を巻上げる方向に回転し得る方向の駆動パルスが通電される。ステッピングモータ３に対する通電の開始に伴って、電源検出部11では、検出した駆動電流から変換したパルス信号を制御部13に伝達する。
【００３３】
シャッター体１の巻上げが継続して限界に達すると、巻胴２の回転に応じて負荷が増加し、電源検出部11で検出したパルス信号のパルス幅が増加する。従って、制御部13に於いて予め設定されたパルス幅と検出されたパルス信号の幅を比較して検出されたパルス幅の方が大きくなったとき、シャッター体１は巻上限に達したとして認識し、予め設定されたプログラムに従って、ステッピングモータ３のシャッター体１を巻上げる方向の回転を停止させ、更に、ステッピングモータ３を反対方向に所定角度回転させてシャッター体１を僅かに巻下げる。これによりシャッター体１や巻胴２等に作用する過大な負荷が除去される。
【００３４】
従って、上記状態を巻上限として設定することが可能である。そして、巻上限の設定に伴って、表示部15の設定ランプ15ａを点灯させることで、周囲に巻上限が設定されたことを知らせることが可能である。
【００３５】
次に、操作部12の下降ボタン12ｂを操作し、この操作信号が制御部13に伝達され該制御部13ではステッピングモータ３をシャッター体１を巻下げる方向に回転させるべき旨の信号が発生し、ステッピングモータ３に対しシャッター体１を巻下げる方向に回転し得る方向の駆動パルスが通電される。このときの駆動パルスの数は制御部13で計数され、記憶部13ａに記憶される。ステッピングモータ３に対する通電の開始に伴って、電源検出部11では、検出した駆動電流から変換したパルス信号を制御部13に伝達する。
【００３６】
シャッター体１の巻下げが継続して限界に達すると、巻胴２の回転に応じて負荷が増加し、電源検出部11で検出したパルス信号のパルス幅が増加する。従って、制御部13に於いて予め設定されたパルス幅と検出されたパルス信号の幅を比較して検出されたパルス幅の方が大きくなったとき、シャッター体１は巻下限に達したとして認識し、予め設定されたプログラムに従って、ステッピングモータ３のシャッター体１を巻下げる方向の回転を停止させ、更に、ステッピングモータ３を反対方向に所定角度回転させてシャッター体１を僅かに巻上げる。これによりシャッター体１や巻胴２等に作用する過大な負荷が除去される。
【００３７】
従って、上記状態を巻下限として設定することが可能である。そして、巻下限の設定に伴って、表示部15の設定ランプ15ａを点灯させることで、周囲に巻下限が設定されたことを知らせることが可能である。
【００３８】
更に、巻上限から巻下限に至る間の駆動パルス数は制御部13の記憶部13ａに記憶され、次回以降の操作時に読み出されて指令信号として活用される。従って、一度巻上限，巻下限を設定した後、操作部12の上昇ボタン12ａ，下降ボタン12ｂを操作したとき、制御部13から記憶部13ａに記憶された駆動パルス数が読み出され、ステッピングモータ３に対する駆動パルスが発生する。
【００３９】
また操作部12に於いて停止ボタン12ｃが操作されたとき、この操作信号が制御部13に伝達されて該制御部13ではステッピングモータ３を停止させる旨の信号が発生し、ステッピングモータ３に対する通電を遮断するように作動して巻胴２が停止する。
【００４０】
上記の如くしてシャッター体１の巻上限，巻下限を設定した後、制御部13に設けた図示しない操作ボタンを操作してシャッター通常作業を選択する。同時に調整部14の中から障害物に対する検出感度を選択する。このとき、選択された感度に応じて予め記憶部13ａに記憶させた比較すべきパルス幅のデータが選択される。即ち、感度が低感度である場合、比較すべきパルス幅は大きくなり、高感度になるのに従って比較すべきパルス幅が小さくなる。
【００４１】
上記の如くして感度を調整して操作部12の上昇ボタン12ａ，下降ボタン12ｂを操作すると、通常は記憶部13ａに記憶された駆動パルス数のデータに従ってステッピングモータ３が駆動されてシャッターＡが開閉する。このとき、電源検出部11で検出したパルス信号は制御部13に伝達され、該制御部13に於いて判断部13ｃで予め選択された感度に対応したパルス幅と比較される。
【００４２】
そしてシャッター体１が巻上限，巻下限に到達していないにも関わらず、該シャッター体１或いは他の部位に障害が発生して過大な負荷が生じたとき、この負荷に応じて電源検出部11で検出したパルス信号の幅が大きくなり、判断部13ｃで比較された結果、検出したパルス信号のパルス幅が選択された比較対象のパルス幅よりも大きくなったとき、判断部13ｃからシャッター体１の巻上に支障を来す障害物が発生したとする信号が発生し、この信号に伴って障害表示ランプ15ｂが点灯して周囲に障害物がある旨を知らせる。またこの信号に応じてステッピングモータ３を停止させる。
【００４３】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明に係るシャッターの巻上構造では、駆動部をステッピングモータによって構成したので、該ステッピングモータの駆動を簡単な構造とし、且つ従来のようにロータリーエンコーダーやセンサーが不要となることに伴って余分な配線を行なう必要もなくなり、簡単な構造を実現することが出来る。
【００４４】
また電源検出部でステッピングモータの駆動電流を検出して予め設定された値よりも大きくなったとき、ステッピングモータに過大な負荷が作用しているとして判断し、これにより、シャッターの何れかの部位に障害が生じているとして判断することで、該ステッピングモータが脱調に至る以前に周囲に知らせることが出来、或いはステッピングモータを停止させることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】シャッターの巻上構造を説明するブロック図である。
【図２】シャッターの構造を概略的に説明する斜視図である。
【符号の説明】
Ａ                        シャッター
１                        シャッター体
１ａ                      スラット
２                        巻胴
２ａ                      軸
３                        ステッピングモータ
４                        駆動部
５                        開口部
６                        ガイド
10                        電源部
11                        電源検出部
11ａ                      電流検出部
12                        操作部
12ａ                      上昇ボタン
12ｂ                      下降ボタン
12ｃ                      停止ボタン
13                        制御部
13ａ                      記憶部
13ｂ                      プログラム記憶部
13ｃ                      演算部
14                        調整部
15                        表示部
15ａ                      設定ランプ
15ｂ                      障害物表示ランプ
【図１】
0004465567.tif 000002
【図２】
0004465567.tif 000003