JPH083311B2 - 回転体の回転制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、シャッター等自動開閉する部材の巻取装置
やローラの搬送装置等に使用される回転体の回転を制御
する回転制御装置に関する。

従来から、例えば、家屋の出窓やガレージ等に使用さ
れているシャッターは、主動式から電動式に移行しつつ
ある。そして、前記電動式シャッターは、一般に第６図
及び第７図で示すように、家屋の外壁１に開口した、例
えば窓孔２の上方に庇兼用の屋根３を取付け、下部には
台４を設け、窓孔２の上面と下面とにそれぞれ上レール
5,下レール６を敷設し、このレール5,6間にガラス入り
の引き戸７を滑動可能に取付けるとともに、前記屋根３
の庇部分は内部を空洞化して雨戸を兼用するシャッター
８の巻取室９とし、この巻取室９にはシャッター８巻取
り用のロール10と、このロール10を回転駆動する電動機
11とからなる巻取装置12を収容し、多数のスラットを相
互に嵌合接合した前記雨戸兼用のシャッター８を前記ロ
ール10に巻取り可能に取付け、電動機11を通電により正
転又は逆回転させることによって、シャッター８をガイ
ドレール13に沿って昇降するように構成されている。そ
して、前記構成の電動式シャッターにおいては、電動機
11への通電を断ち、シャッター８の昇降動作を停止させ
ると、第８図に示すブレーキ装置14が作用して停止状態
を維持する。前記ブレーキ装置14は、例えば、第８図で
示すように、電磁石15と、この電磁石15のコイル15aを
励磁あるいは消磁することにより、前記電磁石15に吸着
したり、釈放されるプランジヤ16と、このプランジヤ16
を釈放側に常時付勢するばね17と、前記プランジヤ16と
対応する位置にブレーキライニング18を取付けて電動機
11の回転子軸に止着したブレーキホイール19とからな
り、制動時は電磁石15への通電を断ち、プランジヤ16を
ばね17の付勢力によってブレーキライニング18に押圧さ
せて接触保持させることにより、電動機11に制動をかけ
て、シャッター８が自由に開閉動作しないように構成さ
れている。

〔発明が解決しようとする課題〕

そして、前記ブレーキ装置14は、通常ばね17の力によ
って非通電時は電動機11に制動力が作用するようにし、
シャッター等の回転体を駆動させる場合は、電動機11へ
の通電と同時に電磁石15にも通電され、その電磁力によ
りプランジヤ16をばね17の力に抗して電磁石15側に吸引
して制動を解除し、電動機11が起動して回転体を回転さ
せ、この回転体が例えばシャッター８の場合は、その開
閉動作を円滑に行うことができる。

然るに、前記の状態において、停電状態が生起した場
合、ばね17の力により電動機には制動力が付与されてい
るため、回転体としてこれがシャッターであると、その
開閉操作はプランジヤ16あるいはブレーキホイール19側
にあらかじめ取付けておいた手動操作用のレバー20（第
９図参照）を手動操作する以外に開閉するすべはなかっ
た。特に、シャッターが閉成されているときの火災発生
等の緊急時では、人心がパニック状態に陥りやすく、そ
の上、前記手動操作レバー20は、通常人目のつかない天
井裏等に設置されているため、前記非常時に天井板を外
して手動操作レバー20を操作することは不可能に近く、
電動機11の制動を円滑に解除することができず、更に、
大きな事故を誘発おそれがあった。

又、ブレーキ装置14は停電時等の非常時にシャッター
等の回転体の制動を解放できるようにするために、例え
ば、電磁石15のプランジヤ16をブレーキホイール19側か
ら強制的に開放する部材と、手動操作レバー20とを駆動
可能に連繋しなければならず、即ち、ブレーキ装置14は
非常時手動解放するために、特別な機械的構造の制動解
放手段を必要とする。その上、電磁石15にはプランジヤ
16を常にブレーキホイール19側に付勢するためのばね17
と、これを挿入保持するために電磁石15の鉄心15cにば
ね挿入孔15bを特別に穿孔しなければならない等、前記
電磁石15を用いてブレーキ装置14を製作するには、多く
の部品を必要とすることは勿論、使用部品の増大に伴い
構造が複雑化して組立に手間がかかるとともに、製作原
価が高くなる問題があった。

本発明は前記の問題点に鑑み、シャッターの巻取りを
行う巻取胴等の回転体の駆動制御を非常時において行う
場合、簡易な構成手段によって前記回転体の制動を迅速
確実に解除するようにした回転体の回転制御装置を提供
することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、シャッターの巻取胴等を構成する回転体の
ブレーキ装置の要部を形成する電磁石のプランジヤとし
て永久磁石を使用し、かつ、前記電磁石はその極性を切
換えるための通電制御手段と接続し、前記永久磁石を電
磁石への通電によって吸引させたり、逆に、ブレーキ装
置のブレーキホイール側に移動させて、ブレーキ装置の
制動状態を解除、あるいは、制動を維持するように構成
するとともに、前記通電制御手段には、停電時において
電磁石に緊急通電を行うための電気エネルギーを蓄える
ことができるエネルギー貯蔵手段を備え、緊急時、前記
電気エネルギーを電磁石に供給してブレーキ装置の制動
を解除するように構成したことを特徴とする。

〔作用〕

本発明はシャッターの巻取胴等の回転体が駆動する場
合、操作スイッチの投入により、電磁石には、永久磁石
からなるプランジヤを吸引する方向に磁力が発生するよ
うに通電制御手段から通電を行い、前記プランジヤを電
磁石側に吸引させてブレーキ装置を解放して回転体の回
転を行わせ、回転体を制動するときは、操作スイッチの
遮断により電磁石には、前記プランジヤの吸引を解き、
かつ、電磁石とプランジヤとの磁極が互いに反発する方
向に磁力を発生させるように、通電制御手段により極性
の切換えを行って通電し、永久磁石からなるプランジヤ
をブレーキホイール側に移動させて回転体の制動をブレ
ーキ装置にて行わせ、又、停電時において回転体の制動
を解場合は、非常スイッチを投入し、電気エネルギーを
貯蔵する、例えば、コンデンサからの電荷の放電によっ
て電磁石への通電を行い、プランジヤを電磁石に吸引さ
せて回転体の制動を解くことにより、回転体の手動操作
を可能としたもので、プランジヤを永久磁石の使用によ
って電磁石側への吸引時、電磁石にはプランジヤを吸引
動作させるときだけ通電することにより、吸引状態が保
持できるので、これにより電磁石への連続通電が不用に
なるとともに、停電時においては、コンデンサ等からの
通電を利用して、電気的にブレーキ装置の制動を解除し
て回転体の手動操作を容易となし、かつ、制動時は永久
磁石の働きにより、プランジヤを特別な押圧付勢手段を
用いることなく制動力を保持できるようにしたことを特
徴とする。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図ないし第５図によって
説明する。なお、本発明は例えば、家屋の窓部やガレー
ジ等に使用する電動式シャッターの開閉機に実施した例
について説明する。

第１図において、21は本発明の回転制御装置22を備え
たシャッター開閉機で、円筒状のケース23に内蔵された
回転制御装置22と、この回転制御装置22を内側に挿入し
て該制御装置24により駆動回転する中空パイプ状の巻取
胴25とによって構成される。

次に、前記回転制御装置22の詳細構造を第１図及び第
３図によって説明する。回転制御装置22は第１図の左側
から電磁石30を備えたブレーキ装置26と、正転及び逆転
機能を備えた電動機27と、電動機27の回転を減速して巻
取胴25を回転させる複数の遊星歯車伝達装置28とからな
り、これら各部材はケース23内に横一列状態となって挿
入配置されている。前記ブレーキ装置26は第３図で示す
ように、鉄心29にコイル29aを巻装した電磁石30と、永
久磁石からなる円板状のプランジヤ31と、電磁石30の吸
着面30aに電動機27側に向けて突設されて前記プランジ
ヤ31を水平方向に移動可能に、かつ、回動しないように
係合支持するガイドピン32と、プランジヤ31と対向して
電動機27の回転子軸33にキー等を用いて止着したブレー
キホイール34と、このブレーキホイール34にプランジヤ
31側に向けて取付けた耐摩耗性に富む円環状のブレーキ
ライニング35とからなり、前記電磁石30のコイル29aが
励磁されると、プランジヤ31は電磁石30の吸着面30aに
吸着されてブレーキ装置26を解放したり、あるいは、ブ
レーキホイール34側に吸引されて電動機27に制動力を付
与するように構成されている。次に電動機27は第１図に
示すように、ケース23内のブレーキ装置26と遊星歯車伝
達装置28との間に収容され、その回転子軸33は、一方端
にブレーキホイール34を止着し、他方端は遊星歯車伝達
装置28の駆動軸36と駆動結合した状態で、ケース23に係
止部37を介して取付けたローラ軸受38,38aに回転自在に
支承されている。又、前記電動機27の回転子軸33と駆動
結合した駆動軸36は、ローラ軸受38aと、遊星歯車伝達
装置28側に位置するケース23の端部に嵌着した軸受体39
の軸受40との間において配置された複数の遊星歯車群を
介して前記電動機27と駆動可能に結合されて、軸受40か
らケース23の外方に、回転自在となして所定の長さ突出
されている。そして、前記ケース23は前記したブレーキ
装置26、電動機27、遊星歯車伝達装置28を横一直線状に
収容配置して巻取胴25の一方のブラケット41に水平状態
となして溶接等により取付けられている。一方、前記回
転制御装置22を内蔵した巻取胴25は、中空パイプ状に形
成されて、その一方端は第１図で示すように、回転制御
装置22を水平に支持するブラケット41に軸受部材42を介
して回転自在に嵌合保持され、他方端は固定軸43を巻取
胴25の側方に向けて水平に突設した円板状の取付体44に
固着されている。そして、この巻取胴25と回転制御装置
22とは、第１図で示すように、ケース23の軸受体39から
突出する駆動軸36の突出端に連結ホイール45のボス部を
止ねじ等によって止着し、連結ホイール45の外周部には
巻取胴25の外側から止ねじを連結ホイール45に螺着する
ことにより、回転制御装置22に巻取胴25を、連結ホイー
ル45を介して駆動可能に連結する。前記構成のシャッタ
ー開閉機21は第１図のように、ブラケット41側に突設し
た角形の係止軸46を図示しない巻取室の側壁47に回転不
能に嵌合し、取付体44側に固着した固定軸43は、巻取室
の側壁48に軸受部材49を介して挿入することにより巻取
室に取付けられる。この結果、巻取胴25は、その一方端
が軸受部材42を介してブラケット41嵌合されており、他
方端は取付体44に固着されているものの、この取付体44
の固定軸43が側壁48の軸受部材49に挿通支持されている
ことにより、前記ブラケット41と固定軸43とによって回
転自在に支持され、かつ、回転制御装置22の回転力を駆
動軸36→連結ホイール45を経て良好に伝達することがで
きる。

なお、第２図に示す50は巻取胴25に取付けたシャッタ
ーである。

次に、第４図において、電動機27及び電磁石30への通
電を行う、即ち、回転制御装置22を駆動制御する通電制
御回路51の構成を説明する。

はじめに、電動機27の通電回路51aは、電磁石30への
通電時間（約１〜２秒）を設定するタイマT₁，T₂と、電
磁石30のコイル29aに通電される電流の流れる方向、即
ち、極性を切換えるためのリレーR₁，R₂と、リレーR₂の
常閉接点R₂ｂとが、電動機27とともに、電源52に並列接
続されている。53は操作スイッチである。

又、電磁石30の通電回路51bは、タイマT₁，T₂の常閉
補助接点T₁b,T₂ｂと、リレーR₁の常開接点R₁a₁，R₁a₂及
び常閉接点R₁b₁，R₁b₂とが、電磁石30とともに、整流素
子Ｄを介して前記操作スイッチ53に拘束されることなく
電源52に並列接続されており、又、電源52と電磁石30と
の間には、停電時における非常用電源の供給手段となる
コンデンサＣが挿入接続され、54は前記コンデンサＣと
電磁石30との回路を開閉する非常スイッチで室内の所定
位置に取付けられている。

次に、動作について説明する。

最初にシャッター50を降下する場合について説明す
る。第４図において操作スイッチ53を投入すると、リレ
ーR₁，R₂，タイマT₁及び電動機27に通電され、リレーR₁
の常開接点R₁a₁，R₁a₂が閉じ、リレーR₁の常閉接点R
₁b₁，R₁b₂が開き、又、リレーR₂の常閉接点R₂ｂも同時
に開く。この結果、電磁石30のコイル29aには、電源52
から電流が永久磁石製のプランジヤ31を吸着面30aに吸
引させる方向に供給されて流れる（第４図のＸ矢視方
向）即ち、プランジヤ31の電磁石30側の磁極がＳ極の場
合、電磁石30の吸着面30aはＮ極となる方向に電流をコ
イル29aに供給することにより、プランジヤ31はブレー
キホイール34が解離され、電磁石30に吸着されてブレー
キ装置26を解放する。このため電動機27はその制動が解
かれて起動し、巻取胴25に巻取られたシャッター50を徐
々に降下させる。前記電磁石30にプランジヤ31が吸引さ
れると、タイマT₁が動作し、その常閉補助接点T₁ｂを開
き、電磁石30への通電を断つ、しかし、プランジヤ31は
永久磁石からなるため、電磁石30に吸引されたままブレ
ーキ装置26を開放しつづけている（第５図の53,27,R₁，
R₂，T₁,30参照）。

シャッター50が定位置まで降下した時点で操作スイッ
チ53を開放（又は図示しないリミットスイッチにより操
作スイッチ53を解放するようにしてもよい）すると、電
動機27への通電が断たれると同時に、リレーR₂の常閉接
点R₂ｂが閉じてタイマT₂が通電される。一方、リレーR₁
とタイマT₁は通電が断たれ、リレーR₁の常開接点R₁a₁，
R₁a₂は開き、逆に常閉接点R₁b₁，R₁b₂が閉じ、電磁石30
のコイル29aには、前記とは逆方向に電流が流れること
となる（第４図のＹ矢視方向）。即ち、リレーR₁の励磁
が解かれることによって、その常開接点R₁a₁，R₁a₂と常
閉接点R₁b₁，R₁b₂との切換えが行われ、これによって電
磁石30のコイル29aに流れる電流の方向を変更させるも
のである。即ち、プランジヤ31を反発させる磁極を電磁
石30に生じさせる方向に電流を流すものである。前記の
ように、電磁石30のコイル29aに逆方向の電流が流れる
と、コイル29aは励磁されて吸着面30aの磁極をＮ極から
Ｓ極に極性が切換えられる。一方、プランジヤ31の電磁
石30側の磁極はＳ極のままであるため、今まで、電磁石
30の吸着面30aに吸引されていたプランジヤ31は電磁石3
0の極性がＮ→Ｓ極に切換えられたことにより、急速に
反発してブレーキホイール34側に移動し、ブレーキライ
ニング35と接触して電動機27に制動をかける。即ち、ブ
レーキ装置26を差動させる。この結果、電動機27はプラ
ンジヤ31がガイドピン32に回動しないように係合されて
ブレーキホイール34側に吸着されることにより、急制動
がかかって、停止し、シャッター50の降下を終了させ
る。プランジヤ31がブレーキホイール34に吸引された時
点でタイマT₂が動作し、その常閉補助接点T₂ｂを開き、
電磁石30への通電を断つ。この場合、プランジヤ31は永
久磁石であるため、ブレーキホイール34にブレーキライ
ニング35を介して吸着されているので、電動機27は制動
が解かれることはなく制動状態を維持し、これにより、
シャッター50は手動で開放することはできない（第５図
の53,27,R₁，R₂，T₁，T₂,30参照）。

つづいて、シャッター50を開放する場合は、前記同様
に操作スイッチ53を操作することにより、ブレーキ装置
26は前記同様に解放、制動動作が行われて、シャッター
50を巻取胴26に巻取って開放することができる。一方、
電磁石30の通電回路51bに挿入したコンデンサＣは、常
時電源52と接続されて充電状態に保持されている。

次に火災事故等非常時において停電した場合に電動機
27の制動を解いてシャッター50を開放する場合について
説明する。

この場合、電源52が停電により遮断されているので、
電動機27,電磁石30への通電は行えない。このため、電
動機27はブレーキ装置26により制動されており、シャッ
ター50は手動で押し上げることはできない。火災等の発
生により停電し、シャッター50を緊急に開放して屋外に
脱出する場合、本発明は、第４図において図示しない室
内側に取付けられている、非常スイッチ54を投入する
と、コンデンサＣに充電された電荷は、急速に放電され
てその電流は、電磁石30のコイル29aに、プランジヤ31
を吸引する方向（第４図のＸ矢視）に流れ、プランジヤ
31を第１図において、電磁石30の吸着面30aに吸着させ
る。即ち、電磁石30の吸着面には、コンデンサＣから供
給される電流により、電動機27の制動を解除するときと
同様にＮ極の磁極が生じている。従って、プランジヤ31
の電磁石30側はＳ極となっているので、前記プランジヤ
31は電磁石30に吸引されてブレーキ装置26を迅速容易に
解放することができる。この結果、電動機27は空転し得
る状態となり、かつ、シャッター開閉機21内の図示しな
いスプリングの働きによって、シャッター50は室内，外
の何れからでも無制動状態の軽い抵抗を受けるのみであ
るため、人力により軽い力で容易に開くことができる。
このため、非常時にはシャッター50を人力で開き外部に
脱出でき、又、ガレージでは緊急に自動車を屋外に引出
し、シャッターの開孔から消火作業を行うことができ
る。一方、停電時においても、前記非常スイッチ54を投
入しない限り、ブレーキ装置26が働いているため、シャ
ッター50はロック状態が保持されており、外部からの侵
入を確実に阻止することができる。

なお、本発明は火災発生等の非常時においての通電手
段として、通電制御回路に挿入接続したコンデンサの充
電電流を電磁石に通電させてブレーキ装置の制動を解除
する実施例について説明したが、これに限定することな
く、例えば、充電式等のバッテリを利用して非常時にお
ける電磁石への通電手段として利用するようにしても本
発明は成立するものである。

又、本発明は回転体の実施例として、シャッターにつ
いて説明したが、これに限らず、ブラインド、ロールカ
ーテン、搬送用のローラ等についても同様に転用して使
用することができるものである。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明においては、火災発生等
の非常時に回転体を駆動する電動機の電源が切れた場
合、コンデンサ等からの蓄電手段により電磁石に緊急通
電を行い、電動機の制動を解除して回転体の駆動を可能
としたので、非常時発生にあたり、回転体に制動が加え
られていることによる不測事態が発生するのを確実に阻
止することができる。

又、ブレーキ装置に使用する電磁石には、そのプラン
ジヤに永久磁石を使用しており、しかも、電磁石に流れ
る電流の方向を切換えることにより、前記プランジヤ
は、電磁石に通電を行うのみで、吸引したり、釈放する
ことができるため、非通電時にプランジヤを釈放位置に
保持させるばねを用いたり、吸引中は必ず通電して吸引
動作を続行するということは全くなく、電磁石にはプラ
ンジヤの作動時のみ通電するだけでよいので、回転制御
装置を簡素な構造で、小形軽量に製作できるとともに、
電気エネルギーの節約をはかることが可能なため、電力
消費を軽減することができる。

更に、非常時における回転体の制動解除は、非常スイ
ッチを投入すると、蓄電された電気エネルギーが電磁石
に供給されて瞬時に制動解除が可能となるため、非常時
におけるシャッター開閉機等の回転体の取扱い操作が迅
速確実に行なえる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の回転制御装置を備えたシャッター開閉
機の断面図、第２図は本発明をシャッター開閉機に使用
した例を示す斜視図、第３図は本発明装置の要部を示す
断面図、第４図は本発明の電気回路図、第５図は同じく
タイミングチャート図、第６図はシャッター開閉機の使
用状態を示す斜視図、第７図は従来のシャッター開閉機
の構造を概略的に示す断面図、第８図は同じく従来装置
の要部を示す断面図、第９図はシャッター開閉機を手動
操作する従来の実施例を示す斜視図である。 22……回転制御装置、25……巻取胴、26……ブレーキ装
置、27……電動機、30……電磁石、31……プランジヤ、
51……通電制御回路、ｃ……コンデンサ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シャッターの巻取胴等の回転体を回転させ
   る電動機に付設したブレーキ装置を電磁石の吸引，釈放
   動作によって作動させるようにした装置において、上記
   電磁石には永久磁石からなるプランジヤを備えるととも
   に、このプランジヤを電磁石に吸引あるいは釈放する
   際、電磁石に通電される電流の流れる方向を切換えるた
   めの通電制御手段を付設したことを特徴とする回転体の
   回転制御装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の回転制御装置において、電
   磁石に通電される電流の流れる方向を切換えるための通
   電制御手段に、非常時のみに電磁石に通電を行い回転体
   の制動を解除する制動解除手段を付設したことを特徴と
   する回転体の回転制御装置。