JP2014005698A - 開閉装置 - Google Patents

Abstract

【課題】開閉装置の可動部に電気部品を搭載し、それをバッテリで動作させる場合でも、バッテリ切れを防止でき、バッテリ残量の低下を適切に検知し、電気部品の安全性を向上させて動作させる。
【解決手段】障害物感知装置１１，１２や無線送信機１４などの電気部品やこれらの電気部品に電力を供給するバッテリ１３は、可動部であるシャッターカーテン２に搭載されている。非接触充電システムを構成する一方の非接触充電部１５はシャッターカーテンに搭載され、他方の非接触充電部８５はまぐさ９の上部などに設置されている。シャッターカーテン２が全開状態の開閉動作停止状態にあるときに、非接触充電部８５から非接触充電部１５に対して、非接触にて電力を供給し、バッテリ１３を充電する。これによって、バッテリ切れを防止でき、電気部品の安全性を向上させて動作させることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、シャッターカーテンなどの開閉手段に設けられ、開閉動作中に、その移動経路上にあるいはその近傍に存在する障害物を検出する障害物感知装置などの状態を検出し、その検出信号を無線にて制御装置側に送信する機能を備えた開閉装置に関する。

開閉装置は、住宅、ビル、工場、倉庫、車庫などの建物を含む構築・構造物の開口部に設置されるシャッターカーテンなどの開閉部材を閉鎖方向へ移動することによってその開口部を閉鎖するものである。開閉装置は、開口部の上部から開閉部材であるシャッターカーテンを徐々に繰り出し下降させて開口部を閉鎖する。開閉部材の閉鎖先端部側には座板スイッチが設けられている。この座板スイッチが開閉動作中に何らかの障害物に接触すると、その障害物感知信号に応じて制御装置は障害物の挟み込みなどを回避するために開閉部材自体の開閉動作を停止し、回避動作を行なうように開閉部材の動作を制御する。

障害物感知装置は、シャッターカーテンの座板上に設けられ、障害物感知時に送信部から無線にて上部（シャッターケース等）側の受信部に感知信号を出力し、制御盤に対し安全制御を行う構成となっている。具体的には、シャッターカーテンの下降中に座板下部の感知体に障害物が接触すると送信部がその感知信号を無線通信にて送信する。感知体としては、感知片の移動を検知する座板スイッチや、テープスイッチ等で構成されている。受信部では、この感知信号を受けて制御盤に対し停止の制御信号を出力してシャッターカーテンの下降動作を停止させ、又はその停止後に反転上昇させるという動作を行なうものもある。このような開閉装置のばあい、送信部は、バッテリ駆動されるものがほとんどなので、このバッテリの電圧が低下すると障害物に接触しても感知信号の送信が不能となるため、バッテリの電圧低下を検知するように構成されたものが特許文献１に記載されている。

特公平７−７４５７７号公報

特許文献１に記載の開閉装置は、バッテリの電圧が低下すると、障害物感知装置の機能が作動しない状態が発生する場合もある。また、このような状態が長期間継続すると、送信部の機能も作動しなくなり、送信不能となり、バッテリ電圧降下を検知してもその交換を知らせる信号を送信することもできなくなるおそれがある。また、シャッターカーテンが長期間全閉状態の場合には、この全閉期間中に送信部のバッテリ切れが発生することも考えられる。そこで、障害物感知装置などの電気部品を可動部であるシャッターカーテンなどに設ける場合、これらの電気部品対しては、バッテリではなく電源ケーブルを使い、無線通信ではなくコントロール用ケーブルを使い、有線方式にて確実に電力及び信号のやりとりを行なうようにしている。また、この場合、電源ケーブルやコントロール用ケーブルなどを安全に保護し、ガイドするケーブル収納部材内に収納し、シャッターカーテンの開閉動作時に捩れや摩擦などによって、これらのケーブルが断線しないように構成してある。しかしながら、シャッターカーテンの開閉頻度が多くなると、それに応じてケーブル収納部材自体の耐久性に限界が発生するため、高速高頻度用途に対してケーブルを適用しにくい面がある。

本発明は、開閉装置の可動部に電気部品を搭載し、それをバッテリで動作させる場合でも、バッテリ切れを防止でき、バッテリ残量の低下を適切に検知し、電気部品の安全性を向上させて動作させることのできる開閉装置を提供することを目的としている。

本発明に係る開閉装置の第１の特徴は、開口部を開閉するように移動する開閉手段と、前記開閉手段と共に移動するように設けられ、前記開閉手段の状態を検出する検出手段と、前記開閉手段と共に移動するように設けられ、前記検出手段によって検出された前記開閉手段の状態を示す検出信号を無線方式にて送信する送信手段と、前記開閉手段と共に移動するように設けられ、前記検出手段及び前記送信手段に電力を供給するバッテリ手段と、前記送信手段からの検出信号を受信し、前記検出信号の内容に応じて前記開閉手段の動作を制御する制御手段と、前記開閉手段と共に移動するように設けられ、前記バッテリ手段を充電する第１の非接触充電手段と、前記開閉手段と共に移動する前記第１の非接触充電手段に対して非接触にて電力供給可能な場所に設けられ、前記第１の非接触充電手段と共に非接触充電システムを構成する第２の非接触充電手段とを備えたことにある。
開閉手段は、ビル、住宅、工場、倉庫等の建物などの構築・構造物における、出入口や窓部、あるいは内部の通路や空間などの開口部などを開閉移動するシャッターカーテンなどの開閉部材で構成される。開閉手段がシャッターカーテンの場合には、例えば、建物などの開口部の上部に収納され、まぐさなどを介してシャッターカーテンが下降し、開口部を閉鎖する。これ以外にも開閉手段が開口部の側部に収納され横引き方式で開閉移動したり、開口部の下部に収納され上昇方式で開閉移動したりするものもある。検出手段は、開閉手段に設けられ、開閉手段と共に移動するものであり、例えば、開閉部材の開閉移動中の移動経路上あるいはその近傍に障害物が存在することを検出する障害物感知手段（例えば、１対の光電センサ）等であったり、開閉部材の開閉位置を検出するものであったり、開閉部材の熱を検出する熱検知器であったり、開閉部材の施錠、解錠状態を検出するものであったりする。従って、検出手段によって検出された検出信号は、開閉手段の収納ボックス等に設けられた制御手段に、送信手段によって無線方式にて送信される。送信手段からの検出信号を受信した制御手段は、検出信号に応じて開閉手段の状態を認識し、それに応じた処理を行なう。例えば、検出手段が障害物感知手段であって、その検出信号が制御手段に取り込まれた場合には、制御手段は、障害物回避動作等を行なうことになる。検出手段及び送信手段などの電気部品は、開閉移動する開閉手段に取り付けられているため、バッテリ手段から電力供給を受けている。この発明では、第１及び第２の非接触充電手段からなる非接触充電システムを用いて、バッテリ手段に電力を供給するようにした。すなわち、バッテリ手段に充電する第１の非接触充電手段をバッテリ手段の近傍に設け、この第１の非接触充電手段に対して非接触にて電力を供給することができる場所、例えばまぐさ上部に第２の非接触充電手段を設け、開閉手段が全開状態の開閉動作停止状態にあるときに、第２の非接触充電手段から第１の非接触充電手段に対して、非接触にて電力を供給する。第１及び第２の非接触充電手段の配置は、開閉手段の動作状態に応じて、非接触にて充電が可能であれば、ガイドレール内や床面などのあらゆる場所に設けてもよい。また、開閉動作中でも充電可能であれば、そのような場所に配置することも可能である。

本発明に係る開閉装置の第２の特徴は、前記第１の特徴に記載の開閉装置において、前記送信手段は、障害物感知信号、充電完了信号、電池寿命信号及び電池残量信号等を送信することにある。これは、検出手段が障害物感知装置である場合は、送信手段は障害物感知信号を送信し、また、バッテリ手段の充電が完了したことを示す充電完了信号、バッテリ手段の電池としての寿命が来たことを示す電池寿命信号、さらには、バッテリ手段に蓄電されている電池の残量を示す電池残量信号などを具体的に示したものである。

本発明に係る開閉装置の第３の特徴は、前記第１又は第２の特徴に記載の開閉装置において、前記非接触充電システムは、前記開閉手段が全開した状態で充電を行なうことにある。これは、非接触充電システムを構成する第２の非接触充電手段がまぐさ上部に設けられ、開閉手段が全開状態のときに、非接触で充電を行なうようにしたものである。

本発明に係る開閉装置の第４の特徴は、前記第１、第２又は第３の特徴に記載の開閉装置において、前記検出手段は、前記開閉手段の閉鎖側先端部の両側に設けられた２個の光電センサからなる非接触式の障害物感知手段で構成されることにある。これは、検出手段を１対の光電センサからなる障害物感知手段に具体化したものである。

本発明に係る開閉装置の第５の特徴は、前記第１、第２、第３又は第４の特徴に記載の開閉装置において、前記バッテリ手段は、急速充放電が可能なバッテリ又は電気二重層キャパシタから構成されることにある。これは、バッテリ手段を急速充放電が可能なバッテリ又は電気二重層キャパシタに具体化したものである。

本発明に係る開閉装置の第６の特徴は、前記第１、第２、第３、第４又は第５の特徴に記載の開閉装置において、前記非接触充電システムは、電力供給方式として、電磁誘導方式、電波方式、又は電磁界共鳴方式で構成されることにある。これは、非接触充電システムを、電磁誘導方式、電波方式、又は電磁界共鳴方式で電力を供給する方式に具体化したものである。

本発明に係る開閉装置の第７の特徴は、前記第１、第２、第３、第４、第５又は第６の特徴に記載の開閉装置において、前記送信手段は、前記制御手段から閉鎖動作時であることを示す信号をフィードバック受信し、閉鎖動作時（下降時）にのみ前記バッテリ手段から前記検出手段への電力供給が行なわれるようにすることにある。これは、バッテリ手段が閉鎖動作時（下降時）のときだけに検出手段に電力を供給し、それ以外は節電のために電力の供給を行なわないようにしたものである。

本発明の開閉体装置によれば、開閉装置の可動部に電気部品を搭載し、それをバッテリで動作させる場合でも、バッテリ切れを防止でき、バッテリ残量の低下を適切に検知し、電気部品の安全性を向上させて動作させることができるという効果がある。

障害物感知装置を備えたシャッター装置の概略構成を示す図である。 図１に示した開閉装置の制御システムの概略を示す図である。 この実施の形態に係る開閉装置の閉操作における処理の一例を示すフローチャート図である。

以下添付図面に従って本発明に係る開閉装置の好ましい実施の形態について説明する。この実施の形態では開閉装置として上下に開閉制御されるシャッター装置を例に説明する。図１は、障害物感知装置を備えたシャッター装置の概略構成を示す図である。このシャッター装置は、建物の開口部に設けられるものであり、基本的にシャッターケース１、シャッターカーテン２、ガイドレール３，４、巻取シャフト５、チェーン６、モータなどの開閉機７、制御装置８及び非接触充電システムなどから構成される。

ガイドレール３，４は、シャッターカーテン２の両端部を案内するように建物の開口部の両端側壁に設けられ、まぐさ部９から床面２１まで掛け渡された断面形状が略コの字型の案内溝を有する部材で構成されている。シャッターカーテン２は、このガイドレール３，４の各案内溝に沿って上昇下降し、開口部の開閉動作を行う。巻取シャフト５は、シャッターケース１内に回動可能に設けられ、シャッターカーテン２を巻き取ったり巻き戻したりする。チェーン６は、開閉機７の回転軸に設けられた主動スプロケットと巻取シャフト５の回転軸に設けられた従動スプロケットとを連結している。従って、開閉機７の回転駆動力はチェーン６を介して巻取シャフト５側に伝達され、開閉機７が回転すると、チェーン６を介して巻取シャフト５が回転し、シャッターカーテン２の開閉動作が制御されるようになっている。

制御装置８は、図示していない電源ラインを介して電力の供給を受けている。制御装置８は、図示していない操作スイッチ上の各操作ボタンの操作状態に対応した制御信号に基づいて直接的に、あるいは、例えば、火災時等の防災用の制御信号などに基づいて間接的に開閉機７の回転を制御し、障害物感知装置からの障害物感知信号に基づいて開閉機７の回転を制御して障害物回避動作を行なう。障害物を回避する動作としては、シャッターカーテン２の下降動作を停止するように制御するものが代表的な動作である。また、下降動作停止後に障害物感知装置からの検出信号が出力されなくなるようにシャッターカーテン２を上昇動作させるように制御してもよく、その他の動作、例えば停止させず下降速度を減少させる等の動作を行わせるように制御してもよい。

制御装置８は、無線送受信機８４及び非接触充電部８５を備えている。無線送受信機８４は、座板１０側に設けられた無線送受信機１４との間で無線方式の通信を行なう。無線送受信機８４と無線送受信機１４との間の伝送媒体は、所定波長の光や所定周波数の電波等であり、障害物感知信号、充電完了信号、電池寿命信号及び電池残量信号等を無線でやりとりする。非接触充電部８５は、座板１０に設けられた非接触充電部１５との間で電力を伝送するものである。シャッターカーテン２が全開し、座板１０がまぐさ部９に接触した場合に、座板１０に設けられた非接触充電部１５に最も近接するような位置に設けられる。

障害物感知装置は、座板１０の先端部下側の両側に設けられ、座板１０と連動して上昇下降する光電センサ１１，１２で構成される。光電センサ１１，１２同士は、座板１０の下側においてそれぞれ対向するように配置されているので、非接触式の障害物感知エリアを座板１０の先端部下側に構成している。すなわち、光電センサ１１，１２の障害物感知エリアに障害物が存在すると、光電センサ１１，１２は障害物感知状態となり障害物を検出したことを示す障害物感知信号を、無線送受信機１４を介して出力する。バッテリ１３は、急速充放電が可能なバッテリ又は電気二重層キャパシタから構成され、座板１０の上側に設けられ、光電センサ１１，１２及び無線送受信機１４にその動作に必要な電力を供給する。非接触充電部１５は、非接触充電部８５から供給された電力によってバッテリ１３を充電する。

図２は、図１に示した開閉装置の制御システムの概略を示す図である。図２において、図１と同じ構成のものには同一の符号が付してある。図２において、無線送受信機８４及び非接触充電部８５は制御装置８に内蔵されている。ＣＰＵ８１は、無線送受信機８４から障害物感知信号、充電完了信号、電池寿命信号及び電池残量信号等を受信し、それに基づいて制御装置８の各種動作を制御する。

非接触充電システムは、制御装置８に設けられた非接触充電部８５と、座板１０に設けられた非接触充電部１５とから構成される。非接触充電部８５から非接触充電部１５への電力供給方式には電磁誘導方式、電波方式、又は電磁界共鳴方式のいずれかを用いる。また、電力の送電システムとしてレーザー光を用いる方法や太陽電池と組み合わせたデバイスを使用してもよい。さらに、現在開発中のデータ送信と電力送信を同時に行なえるサーフェイスＬＡＮ等を用いるようにしてもよい。

整流部１５ａは、非接触充電部１５の受信した電力を整流してバッテリ１３に供給する。バッテリ１３は、整流部１５ａによって充電され、充電された電力を無線送受信機１４及び光電センサ１１，１２に給電する。光電センサ１１は、検査光を光電センサ１２に投光する。光電センサ１２は、光電センサ１１からの検査光を受光し、その受光に応じた検出信号を無線送受信機１４に出力する。無線送受信機１４は、光電センサ１２からの検出信号に基づいて障害物感知エリアに障害物が存在するか否かを判断する。無線送受信機１４は、障害物感知エリアにおいて障害物を検知した場合、障害物を検出したことを示す障害物感知信号を無線送受信機８４に送信する。さらに、無線送受信機１４は、バッテリ１３の充電状態及び電池寿命を検出し、充電が必要な場合には充電が必要であることを示す充電要信号を、非接触充電システムによって充電が完了した場合には充電完了信号を、また、バッテリ１３の電圧値に基づいて電池の寿命を検出した場合には電池寿命信号を、それぞれ無線送受信機８４に送信する。電池の寿命は、充電１００％時の電圧値を見て判断する。

図３は、この実施の形態に係る開閉装置の閉操作における処理の一例を示すフローチャート図である。操作ボタン（閉ボタン）が操作されると、ＣＰＵ８１は開閉機７に、シャッターカーテン２を下降させるための駆動信号を出力する。これによって、シャッターカーテン２は、下降を開始する。ステップＳ４１では、この下降途中において、ＣＰＵ８１は、無線送受信機１４からの障害物感知信号を無線送受信機８４が受信したか否かに基づいて、座板１０の障害物感知エリアに障害物が存在するか否かの判定を行い、障害物無し（ｎｏ）と判定した場合は、次のステップＳ４２に進み、障害物有り（ｙｅｓ）と判定した場合は、閉操作を行なわない。なお、障害物有り（ｙｅｓ）と判定した場合は、「障害物有り、障害物を取り除いて下さい」などの音声を報知するようにしてもよい。

ステップＳ４２では、ＣＰＵ８１は、無線送受信機１４からの充電完了信号を無線送受信機８４が受信したか否かに基づいて、バッテリ１３の充電が完了（満充電）状態であるか否かの判定を行い、充電完了（満充電）状態にある（ｙｅｓ）と判定した場合は、次のステップＳ４３に進み、充電が完了していない（ｎｏ）と判定した場合は、閉操作を行なわない。なお、充電が完了していない（ｎｏ）と判定した場合は、「充電が完了していません」などの音声を報知するようにしてもよい。

ステップＳ４３では、ＣＰＵ８１は、無線送受信機１４からの電池寿命信号を無線送受信機８４が受信したか否かに基づいて、バッテリ１３が電池として寿命が有るか否かの判定を行い、電池寿命有り（ｙｅｓ）と判定した場合は、次のステップＳ４４に進み、電池寿命無し（ｎｏ）と判定した場合は、ステップＳ４５に進む。なお、電池寿命無し（ｎｏ）と判定した場合は、「電池が寿命です」、「電池を交換して下さい」などの音声を報知するようにしてもよい。

ステップＳ４４では、ＣＰＵ８１は、操作ボタン（閉ボタン）の操作に応じて、シャッターカーテン２の下降処理を実行する。ステップＳ４５では、ＣＰＵ８１は、操作ボタン（閉ボタン）が押されている期間のみ開閉機７に対して駆動信号を出力し、シャッターカーテン２の下降処理を許可する特殊モードを実行する。この特殊モードの場合は、操作者が近くに存在し、シャッターカーテン２の下降時の安全性を十分確保することができるので、そのままシャッターカーテン２を下降させている。このようにバッテリ１３の電圧が低下したときには、シャッターカーテン２を閉操作しようとしても継続的な閉動作を行なうことなく、操作ボタン（閉ボタン）を押している期間のみシャッターカーテン２が下降するようにしたので、操作者はこのシャッターの動作が正常時と異なることでバッテリ１３がないことを知るようになる。また、バッテリ１３の電池切れを未然に防止でき、適切なバッテリ交換を促進することができ、無線送受信機１４は、障害物感知時には常に感知信号を送信できるようになり、障害物感知時にシャッターカーテン２を安全側に制御できるようになる。

上述の実施の形態では、非接触充電部８５をまぐさ部９の上側に設ける場合について説明したが、非接触充電部１５をレール３近傍に設け、非接触充電部８４をレール３の下端部及び上端部に設け、全開時及び全閉時に充電可能としてもよい。さらに、レール３の各所に非接触充電部８５を設け、動作中でも充電可能としてもよい。

図１に示されているように、非接触充電部８５は、巻取シャフト５の下方かつ開閉機７の近傍に配置されることが好ましく、さらには、開閉機７の下側や制御装置８の下側に醍置されて、シャッターカーテン２が全開になった時に座板１０の上部や上面に上方から接近している位置であることがより好ましい。また、図１に示されているように、非接触充電部１５は、バッテリ１３や無線送受信機１４の近傍に配置されることが好ましく、さらには、座板１０の上部や上面に配置されて、シャッターカーテン２が全開になった時に非接触充電部８５の下方に接近又は対向している位置であることがより好ましい。

シャッターカーテン２が下降途中に停止した場合は、バッテリ１３の充電状態を感知して非接触充電部８５の存在する位置までシャッターカーテン２を駆動するようにしてもよい。また、シャッターカーテン２が下降動作中に無線にて充電要信号を受けたら上部に移動させるようにしてもよい。光電センサ１１，１２は、バッテリ１３の節約のために閉鎖動作時（下降時）のみ電力供給を受けて作動させるようにしてもよい。この場合、無線送受信機８４から無線送受信機１４に介して、閉鎖動作時であることを示す信号をフィードバックして、シャッターカーテン２の制御状態（停止中、下降中、上昇中）に応じてバッテリ１３への電力供給のオン／オフを制御するようにすればよい。

１…シャッターケース、
１０…座板、
１１，１２…光電センサ、
１３…バッテリ、
１４…無線送受信機、
１５…非接触充電部、
１５ａ…整流部、
２…シャッターカーテン、
２１…床面、
３，４…ガイドレール、
５…巻取シャフト、
６…チェーン、
７…開閉機、
８…制御装置、
８１…ＣＰＵ、
８４…無線送受信機、
８５…非接触充電部、
９…まぐさ部

Claims (7)

1. 開口部を開閉するように移動する開閉手段と、
   前記開閉手段と共に移動するように設けられ、前記開閉手段の状態を検出する検出手段と、
   前記開閉手段と共に移動するように設けられ、前記検出手段によって検出された前記開閉手段の状態を示す検出信号を無線方式にて送信する送信手段と、
   前記開閉手段と共に移動するように設けられ、前記検出手段及び前記送信手段に電力を供給するバッテリ手段と、
   前記送信手段からの検出信号を受信し、前記検出信号の内容に応じて前記開閉手段の動作を制御する制御手段と、
   前記開閉手段と共に移動するように設けられ、前記バッテリ手段を充電する第１の非接触充電手段と、
   前記開閉手段と共に移動する前記第１の非接触充電手段に対して非接触にて電力供給可能な場所に設けられ、前記第１の非接触充電手段と共に非接触充電システムを構成する第２の非接触充電手段と
   を備えたことを特徴とする開閉装置。
2. 請求項１に記載の開閉装置において、前記送信手段は、障害物感知信号、充電完了信号、電池寿命信号及び電池残量信号等を送信することを特徴とする開閉装置。
3. 請求項１又は２に記載の開閉装置において、前記非接触充電システムは、前記開閉手段が全開した状態で充電を行なうことを特徴とする開閉装置。
4. 請求項１、２又は３に記載の開閉装置において、前記検出手段は、前記開閉手段の閉鎖側先端部の両側に設けられた２個の光電センサからなる非接触式の障害物感知手段で構成されることを特徴とする開閉装置。
5. 請求項１、２、３又は４に記載の開閉装置において、前記バッテリ手段は、急速充放電が可能なバッテリ又は電気二重層キャパシタから構成されることを特徴とする開閉装置。
6. 請求項１、２、３、４又は５に記載の開閉装置において、前記非接触充電システムは、電力供給方式として、電磁誘導方式、電波方式、又は電磁界共鳴方式で構成されることを特徴とする開閉装置。
7. 請求項１、２、３、４、５又は６に記載の開閉装置において、前記送信手段は、前記制御手段から閉鎖動作時であることを示す信号をフィードバック受信し、閉鎖動作時（下降時）にのみ前記バッテリ手段から前記検出手段への電力供給が行なわれるようにすることを特徴とする開閉装置。

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