高効率ローラーシェード
本発明は、有利には、シェード管、モータ／コントローラユニット及び電源ユニットを含む電動式ローラーシェードを提供する。モータ／コントローラユニットは、シェード管内に設けられ、モータ／コントローラユニットは、支持シャフトに回転可能に結合された軸受及びＤＣ歯車モータを含む。ＤＣ歯車モータの出力シャフトは、支持シャフトが取り付けブラケットに取り付けられると、出力シャフトと支持シャフトが回転することがないよう支持シャフトに結合されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動式シェードに関する。特に、本発明は、高効率ローラーシェードに関する。
【背景技術】
【０００２】
窓の取り扱いに関する広く普及している一形態は、ローラーシェードである。１９世紀を通じて通常の窓の覆いとしてのローラーシェードは単に、円筒形回転管に取り付けられたファブリック（織物）又は他の材料の長方形パネルである。シェード管は、窓のヘッダの近くに取り付けられ、シェードは、シェード管が一方向に回転すると、それ自体巻き上がり、シェード管を逆方向に回転させると窓の所望の部分を被うよう巻き下がるようになっている。
【０００３】
シェード管の一端に取り付けられた制御システムがシェード管の回転方向とは無関係に、シェードをその動程範囲に沿う１つ又は２つ以上の位置に固定することができる。単純な機械的制御システムとしては、ラチェット・ポール（ratchet-and-pawl）機構体、摩擦ブレーキ、クラッチ等が挙げられる。シェードを上下に巻いたりシェードをその動程範囲に沿う中間場所に位置決めしたりするため、ラチェット・ポール機構体及び摩擦ブレーキ機構体では、ユーザがシェードの下縁部を操作する必要があり、他方、クラッチ機構体は、ユーザにより操作される制御チェーンを有している。
【０００４】
驚くことではないが、ローラーシェードの電動化が極めて簡単に、単純な機械的制御システムに変えてシェード管に直接結合された電気モータを用いることによって達成された。モータは、シェード管の内側又は外側に配置される場合があり、ローラーシェード支持体に固定され、モータの作動及びシェード管の回転を制御する単一のスイッチに接続され又はより複雑精巧な用途では、無線（ＲＦ）又は赤外線（ＩＲ）トランシーバに接続される。
【０００５】
多くの公知の電動式ローラーシェードは、電力、例えば１２０ＶＡＣ、２２０／２３０ＶＡＣ５０／６０Ｈｚ等を電動式ローラーシェードが納められた設備からモータ及び制御エレクトロニクスに供給する。最近開発された電池式ローラーシェードは、モータ及び制御エレクトロニクスを設備電力に接続する必要性をなくすことにより設置の融通性を提供している。これらローラーシェード用の電池は、典型的には、シェード取り付けブラケット、ヘッドレール又はフェーシア内に、この上に又はこれに隣接して設けられる。残念ながら、これら電池式システムには、多くの欠点があり、かかる欠点としては、例えば、自己発生騒音のレベルが高いこと、電池寿命が不適切であること、釣り合わせ機能が不適切であること又は存在しないこと、手動操作機能が不適切であること又は存在しないこと、設置要件が不都合であること等が挙げられる。
【発明の概要】
【０００６】
本発明の実施形態は、有利には、シェード管、モータ／コントローラユニット及び電源ユニットを含む電動式ローラーシェードを提供する。モータ／コントローラユニットは、シェード管内に設けられ、モータ／コントローラユニットは、支持シャフトに回転可能に結合された軸受及びＤＣ歯車モータを含む。ＤＣ歯車モータの出力シャフトは、支持シャフトが取り付けブラケットに取り付けられると、出力シャフトと支持シャフトが回転することがないよう支持シャフトに結合されている。
【０００７】
本発明の他の実施形態は、支持シャフトに回転可能に結合された軸受、ＤＣ歯車モータ及びシェード管の内面に取り付け可能なＤＣ歯車モータマウントを有する電動式ローラーシェード用の内部モータ／コントローラユニットを提供する。ＤＣ歯車モータの出力シャフトは、支持シャフトを取り付けブラケットに取り付けたとき、出力シャフト及び支持シャフトが回転することがないよう支持シャフトに結合されている。
【０００８】
本発明の別の実施形態は、電池管、外側端キャップ及び内側端キャップを有する電動式ローラーシェード用の内部電源ユニットを提供する。外側端キャップは、取り付けブラケットに取り付け可能な支持シャフトに回転可能に結合された軸受を有する。外側端キャップ及び内側端キャップは、シェード管の内面に取り付け可能である。
【０００９】
かくして、本発明の詳細な説明を良好に理解することができるようにすると共に当該技術分野に対する本発明の寄与を良好に理解することができるようにするために本発明の或る特定の実施形態の概略をかなり広義に説明した。当然のことながら、以下に説明し、本明細書に添付された特許請求の範囲の内容を形成する本発明の追加の実施形態が存在する。
【００１０】
この点に関し、本発明の少なくとも１つの実施形態を詳細に説明する前に、本発明は、その用途において、以下の説明に記載され又は図に示された構成の細部及びコンポーネントの配置構成には限定されないことは理解されるべきである。本発明は、説明する内容に加えた実施形態を実施することができると共に種々の仕方で具体化すると共に実施できる。また、本明細書において用いられる言い回し及び用語並びに要約書の記載は、説明の目的上与えられており、本発明を限定するものと見なされてはならないことは理解されるべきである。
【００１１】
したがって、当業者であれば、本明細書の基礎をなす概念を本発明の幾つかの目的を達成する他の構造体、方法及びシステムの設計のための基礎として容易に利用できることは理解されよう。したがって、特許請求の範囲に記載された本発明は、かかる均等構成例が本発明の精神及び範囲から逸脱しない限り、均等構成例を含むものと見なされることが重要である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１Ａ】本発明の実施形態としての電動式ローラーシェード組立体の図１Ｂと相補関係をなす等角図である。
【図１Ｂ】本発明の実施形態としての電動式ローラーシェード組立体の図１Ａと相補関係をなす等角図である。
【図２Ａ】本発明の実施形態としての電動式ローラーシェード組立体の図２Ｂと相補関係をなす等角図である。
【図２Ｂ】本発明の実施形態としての電動式ローラーシェード組立体の図２Ａと相補関係をなす等角図である。
【図３】図２Ｂに示された電動式ローラーシェード組立体の分解組み立て等角図である。
【図４】本発明の一実施形態としての電動式管組立体の等角図である。
【図５】図４に示された電動式管組立体の部分分解組み立て等角図である。
【図６】図５に示されたモータ／コントローラユニットの分解組み立て等角図である。
【図７Ａ】本発明の変形実施形態としてのモータ／コントローラユニットの分解組み立て等角図である。
【図７Ｂ】本発明の変形実施形態としてのモータ／コントローラユニットの分解組み立て等角図である。
【図７Ｃ】本発明の別の変形実施形態としてのモータ／コントローラユニットの等角図である。
【図７Ｄ】本発明の別の変形実施形態としてのモータ／コントローラユニットの等角図である。
【図７Ｅ】本発明の別の変形実施形態としてのモータ／コントローラユニットの等角図である。
【図８Ａ】図４及び図５に示された電源ユニットの分解組み立て等角図である。
【図８Ｂ】本発明の変形実施形態としての電源ユニットの分解組み立て等角図である。
【図８Ｃ】本発明の変形実施形態としての電源ユニットの分解組み立て等角図である。
【図９Ａ】本発明の変形実施形態としての電源ユニットの分解組み立て等角図である。
【図９Ｂ】本発明の変形実施形態としての電源ユニットの分解組み立て等角図である。
【図１０】本発明の実施形態としての電動式ローラーシェードの正面図である。
【図１１】図１０に示された電動式ローラーシェードの長手方向軸線に沿う断面図である。
【図１２】本発明の実施形態としての電動式ローラーシェードの正面図である。
【図１３】図１２に示された電動式ローラーシェードの長手方向軸線に沿う断面図である。
【図１４】本発明の実施形態としての電動式ローラーシェードの正面図である。
【図１５】図１４に示された電動式ローラーシェードの長手方向軸線に沿う断面図である。
【図１６】図１０〜図１５に示された実施形態としての電動式ローラーシェード組立体の等角図である。
【図１７】本発明の実施形態としての電動式ローラーシェード２０の制御方法４００を示す図である。
【図１８】本発明の好ましい一実施形態を示す動作流れ図である。
【図１９】本発明の好ましい別の実施形態を示す動作流れ図である。
【図２０】本発明の好ましい別の実施形態を示す動作流れ図である。
【図２１】本発明の好ましい別の実施形態を示す動作流れ図である。
【図２２】本発明の好ましい別の実施形態を示す動作流れ図である。
【図２３】本発明の好ましい別の実施形態を示す動作流れ図である。
【図２４】本発明の好ましい別の実施形態を示す動作流れ図である。
【図２５】本発明の好ましい別の実施形態を示す動作流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、図面の各図を参照して本発明を説明し、図中、同一の参照符号は、同一の部分を示している。本明細書で用いられる「シェード」という用語は、貯蔵管から展開したりこの貯蔵管に回収したりすることができる任意の柔軟性材料、例えばシェード、カーテン、スクリーン等を意味している。
【００１４】
本発明の実施形態は、電池、ＤＣ歯車モータ、制御回路が軸受により支持されたシェード管内に全体が納められた遠隔制御型電動式ローラーシェードを提供する。２本の支持シャフトがそれぞれの取り付けブラケットに取り付けられ、軸受は、シェード管を各支持シャフトに回転可能に結合している。ＤＣ歯車モータの出力シャフトは、支持シャフトのうちの１本に固定され、ＤＣ歯車モータハウジングがシェード管に機械的に結合されている。したがって、ＤＣ歯車モータの作動により、モータハウジングは、固定状態のＤＣ歯車モータ出力シャフト回りに回転し、それにより、シェード管も又、固定状態のＤＣ歯車モータ出力シャフト回りに回転する。これら実施形態は、動力又は制御のための外部配線を必要としないので、電動式ローラーシェードを取り付けたり再取り付けたりする際の高い融通性が得られる。
【００１５】
シェード管内への電動化及び制御コンポーネントの収納と軸受の性能及び上述のＤＣ歯車モータ構成の電池性能の向上と組み合わせることにより、単一の組をなす電池により提供されるデューティーサイクルの数が大幅に増大すると共に高い効率のローラーシェードが提供される。加うるに、封入により、有利には、埃及び他の汚染要因物がエレクトロニクス及び駆動コンポーネントに入るのが阻止される。
【００１６】
変形実施形態では、電池は、シェード管の外部に設けられても良く、コミュテータ又はスリップリング、誘導技術等を利用してシェード管内に配置されたコンポーネントに電力を供給することができる。加うるに、外部電池に替えて、ＤＣ電力の外部源、例えばＡＣ／ＤＣ電力変換器、太陽電池等を用いることができる。
【００１７】
図１Ａ及び図１Ｂは、本発明の実施形態に従って逆繰り出し方式を有する電動式ローラーシェード組立体１０の相補等角図である。図２Ａ及び図２Ｂは、本発明の実施形態に従って標準繰り出し方式の電動式ローラーシェード組立体１０の相補等角図であり、図３は、図２Ｂに示された電動式ローラーシェード組立体１０の分解組み立て等角図である。一実施形態では、電動式ローラーシェード２０は、取り付けブラケット５，７を用いて窓、ドア等の頂部の近くに取り付けられる。別の実施形態では、電動式ローラーシェード２０は、取り付けブラケット１５，１７を用いて窓の頂部の近くに取り付けられ、取り付けブラケット１５，１７は又、フェーシア１２を支持している。後者の実施形態では、フェーシア端キャップ１４，１６が電動式ローラーシェード２０並びに取り付けブラケット１５，１７を隠すようフェーシア１２に取り付けられている。
【００１８】
電動式ローラーシェード２０は、主要構成要素として、シェード２２及び電動式管組立体３０を有する。好ましい実施形態では、電動式ローラーシェード２０は、シェード２２の底部に取り付けられたボトムバー２８を更に有する。一実施形態では、ボトムバー２８は、エンドオブトラベル又は動程終了（end-of-travel）停止部を提供し、変形実施形態では、動程終了停止部２４，２６が設けられても良い。以下に詳細に説明するように、好ましい実施形態では、電動式ローラーシェード２０に電力を供給したりその動作を制御したりするのに必要なコンポーネントの全ては、有利には、電動式管組立体３０内に設けられる。
【００１９】
図４及び図５は、本発明の一実施形態としての電動式管組立体３０の等角図である。電動式管組立体３０は、シェード管３２、モータ／コントローラユニット４０及び電池管ユニット８０を含む。シェード２２の頂部は、シェード管３２の外面に取り付けられ、モータ／コントローラユニット４０及び電池管ユニット８０は、シェード管３２の内面により構成された内部キャビティ内に設けられている。
【００２０】
図６は、図５に示されたモータ／コントローラユニット４０の分解組み立て等角図である。モータ／コントローラユニット４０は、主要構成要素として、電力コネクタ４２、回路板ハウジング４４、ＤＣモータ５０及び一体形モータ歯車減速組立体５２を含むＤＣ歯車モータ５５、ＤＣ歯車モータ５５のためのマウント５４及び軸受ハウジング５８を有する。
【００２１】
電源コネクタ４２は、電力供給ユニット８０に結合された端子４１及び回路板ハウジング４４内に設けられた回路板に接続された電力ケーブル４３を有する。端子４１は、電源ユニット８０の正及び負のコネクタ、例えばプラグコネクタ、ブレードコネクタ、同軸コネクタ等と協働関係をなして嵌合する正及び負のコネクタを有する。好ましい実施形態では、正及び負のコネクタは、好ましい向きを備えていない。電力コネクタ４２は、圧力嵌め、締り嵌め、摩擦嵌め、キー、接着剤等を用いてシェード管３２の内面に機械的に結合されている。
【００２２】
回路板ハウジング４４は、端キャップ４５及びハウジング本体４６を有し、少なくとも１枚の回路板４７がハウジング本体４６内に設けられている。図示の実施形態では、２枚の回路板４７が直交した関係をなして回路板ハウジング４４内に設けられている。回路板４７は、一般に、モータ５０の動作を検出したり制御したりし、電源ユニット８０により提供される電力を管理したり／或いは条件付けるのに必要な支持回路及び電子コンポーネントの全てを有し、かかるコンポーネントとしては、例えば、コントローラ又はマイクロコントローラ、メモリ、ワイヤレス受信機等が挙げられる。一実施形態では、マイクロコントローラは、マイクロチップ８ビット（Microchip 8-bit）マイクロコントローラ、例えばＰＩＣ１８Ｆ２５Ｋ２０であり、ワイヤレス受信機は、Micrel QwikRadio（登録商標）受信機、例えばＭＩＣＲＦ２１９である。マイクロコントローラは、ローカルプロセッサバス、シリアルバス、シリアル周辺インターフェース等に結合されるのが良い。別の実施形態では、ワイヤレス受信機及びマイクロコントローラは、単一チップ、例えばZensys ZW0201 Z-Wave Single Chip等中に組み込まれても良い。
【００２３】
ワイヤレス受信機のためのアンテナは、回路板に取り付けられるのが良く又は一般に回路板ハウジング４４内に設けられるのが良い。変形例として、このアンテナは、回路板ハウジング４４の外部に配置されても良く、かかる外部としては、例えば、回路板ハウジング４４の外面、シェード管３２の内面、シェード管３２の外面、軸受ハウジング５８等が挙げられる。回路板ハウジング４４は、例えば圧力嵌め、締り嵌め、摩擦嵌め、キー、接着剤等を用いてシェード管３２の内面に機械的に結合されるのが良い。
【００２４】
別の実施形態では、ワイヤレス送信機も又設けられ、電動式ローラーシェード２０の状態、性能等に関する情報をワイヤレス診断装置に定期的に、又は、好ましくは、ワイヤレス診断装置からの特定の問い合わせに応答して送られるのが良い。一実施形態では、ワイヤレス送信機は、Micrel QwikRadio（登録商標）送信機、例えばＭＩＣＲＦ１０２である。ワイヤレス送信機とワイヤレス受信機が組み合わされて単一のコンポーネントになっているワイヤレストランシーバも又、利用でき、一実施形態では、ワイヤレストランシーバは、Micrel QwikRadio（登録商標）トランシーバ、例えばＭＩＣＲＦ５０６である。別の実施形態では、ワイヤレストランシーバ及びマイクロコントローラは、単一モジュール、例えばZensys ZM3102 Z-Wave Module等に組み込まれても良い。マイクロコントローラの機能について、これが電動式ローラーシェード２０の動作に関している場合、以下に詳細に説明する。
【００２５】
変形実施形態では、シェード管３２は、ワイヤレス受信機へのワイヤレス信号エネルギーの伝送及びワイヤレス送信機（設けられている場合）からのワイヤレス信号エネルギーの伝送を容易にする１つ又は２つ以上のスロットを有する。例えば、ワイヤレス信号が無線（ＲＦ）帯域内にある場合、スロットは、有利には、この信号の波長に合わされるのが良い。一ＲＦ実施形態の場合、スロットは、幅１／８インチ（３．１７５ｍｍ）、長さ２．５インチ（６．３５ｃｍ）であり、他の寸法も又想定される。
【００２６】
ＤＣモータ５０は、回路板４７に電気的に接続され、このＤＣモータは、モータ歯車減速組立体５２の入力シャフトに連結されている出力シャフトを有する。ＤＣモータ５０は又、例えば圧力嵌め、締り嵌め、摩擦嵌め、キー、接着剤、機械的締結具等を用いて回路板ハウジング本体４６に機械的に結合されるのが良い。本発明の種々の実施形態では、ＤＣモータ５０及びモータ歯車減速組立体５２は、単一機械的パッケージ、例えば、ビューラー・モータ・インコーポレイテッド（Buhler Motor Inc）によって製造されたＤＣ歯車モータとして提供される。
【００２７】
好ましい一実施形態では、ＤＣ歯車モータ５５は、２４ＶＤＣモータ及び比が４０：１の二段遊星歯車システム、例えば、ビューラー（Buhler）DC Gear Motor 1.61.077.423を有し、これには、８Ｄ‐電池バッテリスタックにより提供される９．６Ｖavgの平均電池電圧が供給されている。他の変形実施形態も又本発明により想定される。しかしながら、この好ましい実施形態は、例えば小型平均電池電圧、小型電池サイズ、１２ＶＤＣモータ、三段遊星歯車システム等を備えた実施形態を含む多くの変形例と比較して特定の利点をもたらす。
【００２８】
例えば、この好ましい実施形態では、２４ＶＤＣ歯車モータ５５に９．６Ｖavgの電池電圧が供給された場合、このモータには約０．１Ａの電流が流れる。しかしながら、同一の捩り荷重及び出力速度（例えば、３０ｒｐｍ）において、ほぼ同じ歯車システムを備えた１２ＶＤＣ歯車モータ、例えば、ビューラー（Buhler）DC Gear Motor 1.61.077.413に４．８Ｖavgの電池電圧が供給された場合、このモータには約０．２Ａの電流が流れるであろう。モータ効率がほぼ同じであると仮定すると、９．６Ｖavgが供給された２４ＶＤＣ歯車モータには、有利には、４．８Ｖavgが供給された１２ＶＤＣ歯車モータよりも約５０％少ない電流が流れ、他方、生じさせる電力出力は同一である。
【００２９】
本発明の好ましい実施形態では、ＤＣ歯車モータの定格電圧は、電池により生じる電圧よりも極めて高く、例えば、２倍又は３倍以上であり、それにより、ＤＣモータは、減少した速度及びトルク定格で動作し、これは、有利には、望ましくない高い周波数ノイズをなくすと共に電池から流れる電流を小さくし、それにより電池寿命が延びる。換言すると、定格よりも低い電圧をＤＣ歯車モータに印加することにより、ＤＣ歯車モータは、定格よりも低い速度で動作するので、定格電圧で動作するＤＣ歯車モータと比較して、ほぼ同じアンペア数を流す一方で、低い動作サイクル時間を生じさせて同等の機械的動力を生じさせながら動作が静粛になると共に電池寿命が長くなる。上述の実施形態では、低い電圧で動作する２４ＶＤＣ歯車モータは、同じ電池容量を用いる１２ＶＤＣ歯車モータと比較した場合、電池式ローラーシェードのサイクル寿命を約２０％だけ向上させる。アルカリ電池、亜鉛電池及び鉛電池は、例えばリチウム電池又はニッケル電池よりも良好な性能をもたらすことができる。
【００３０】
別の例では、４Ｄ電池バッテリは、約４．８Ｖavgの平均電池電圧を生じさせ、８Ｄ電池バッテリは、約９．６Ｖavgの平均電池電圧を生じ去る。明らかなこととして、８Ｄ電池バッテリスタックを含む実施形態は、有利には、４Ｄ電池バッテリスタックを含む実施形態よりも２倍という大きな電池容量を提供する。当然のことながら、これよりも小型の電池サイズ、例えばＣ電池、ＡＡ電池等は、Ｄ電池よりも提供する容量が小さい。
【００３１】
別の例では、１２ＶＤＣ歯車モータに９．６Ｖavgを供給すると、モータ動作速度が増大し、これには、上述した２４ＶＤＣ歯車モータと同一の出力速度をもたらすためには高い歯車比が必要である。換言すると、捩り荷重、出力速度（例えば、３０ｒｐｍ）及び平均電池電圧（９．６Ｖavg）が同一であると仮定すると、２４ＶＤＣ歯車モータのモータ動作速度は、１２ＶＤＣ歯車モータのモータ動作速度の約５０％であろう。一般に、歯車比が高いと、追加の遊星歯車段が必要になり、それによりモータ効率が低下し、生じる騒音が大きくなり、バックドライブ性能が低下し、しかもより複雑なモータコントローラが必要になる場合がある。その結果、９．６Ｖavgが供給される２４ＶＤＣ歯車モータを含む実施形態は、高い効率を提供すると共に生じる騒音を小さくする。
【００３２】
一実施形態では、ＤＣモータ５０のシャフト５１は、回路板ハウジング４４内に突き出ており、多極電磁石４９がモータシャフト５１の端部に取り付けられる。磁気的エンコーダ（分かりやすくするために図示されていない）が多極電磁石４９の回転量を検出するよう回路板４７に取り付けられており、この磁気的エンコーダは、エンコーダを越えて動く多極電磁石４９の各極についてパルスを出力する。好ましい実施形態では、多極電磁石４９は、８つの極を有し、歯車減速組立体５２は、３０：１の歯車比を有し、その結果、磁気的エンコーダは、シェード管３２の各回転について２４０個のパルスを出力する。コントローラは、有利には、これらのパルスを計数してシェード、カーテン等の動作的及び位置的特性を判定する。他形式のエンコーダ、例えば光学的エンコーダ、機械的エンコーダ等も又使用できる。
【００３３】
エンコーダにより出力されるパルスの数を距離／パルス変換係数又はパルス／変換係数によりシェード２２の直線変位量に関連させることができる。一実施形態では、この変換係数は、シェード２２の位置とは無関係に一定である。例えば、シェード管３２の外径ｄ、例えば１・５／８インチ（１．６２５インチ＝２．９５３ｃｍ）を用いると、シェード管３２の各回転により、シェード２２は、π×ｄ即ち、約５インチ（１２．７ｃｍ）の直線距離を動く。上述の８極電磁石４９及び３０：１歯車減速組立体５２の実施形態の場合、距離／パルス変換係数は、約０．０２インチ（０．５０８ｍｍ）／パルスであり、これに対し、パルス／距離変換係数は、約４８パルス／インチ（１インチ＝２．５４ｃｍ）である。別の例では、完全に巻いたシェード２２の外径を計算に入れて用いるのが良い。所与の長さ、例えば８フィート（２．４４ｍ）のシェード２２をシェード管３２に巻き取ると、巻き状態のシェード２２の外径は、シェード材料の厚さで決まる。或る特定の実施形態では、巻き状態のシェード２２の外径は、１．８インチ（４．５４ｃｍ）という小さい直径の場合があり又は２．５インチ（６．３５ｃｍ）という大きい直径の場合がある。後者の場合、距離／パルス変換係数は、約０．０３インチ（０．７６ｍｍ）／パルスであり、パルス／距離変換係数は、約３０パルス（インチ）である。当然のことながら、これら２つの極値相互間、即ち、シェード管３２の外径と巻き状態のシェード２２の外径との間の任意の直径を用いることができる。これらの近似値により、シェードの直線変位量の計算値とシェードの直線変位量の真の値との間に誤差が生じるので、平均又は中間直径が好ましくは誤差を減少させる場合がある。別の実施形態では、変換係数は、シェード２２の位置の関数である場合があり、その結果、変換係数は、シェード２２の直線変位量の計算値で決まる。
【００３４】
以下に説明する種々の好ましい実施形態では、シェード２２の位置は、シェード２２の既知の位置から検出されたパルスの数に基づいて定められる共に制御される。開放位置が好ましいが、閉鎖位置も又、既知の位置として使用できる。シェード２２の全運動範囲を定めるため、例えば、シェードを開放位置に電気的に動かすのが良く、累積パルスカウンタをリセットするのが良く、次に、シェード２２を手動で且つ／或いは電気的に閉鎖位置に動かすのが良い。累積パルスの総数は、シェードに関する動程限度を表し、任意所望の中間位置をこの数に基づいて計算することができる。
【００３５】
例えば、開放位置から閉鎖位置に動く８フィートシェードは、３８４０個のパルスを発生させることができ、シェード２２の種々の中間位置を有利には、例えば２５％開放、５０％開放、７５％開放等と定めることができる。極めて簡単に言えば、開放位置と７５％開放位置との間のパルスの数は、９６０であり、開放位置と５０％開放位置との間のパルスの数は、１９２０であること等である。これら所定の位置相互間の制御された運動は、累積パルスカウントに基づく。例えば、５０％開放位置では、この８フィートシェードは、１９２０の累積パルスカウントを有し、７５％開放位置への制御運動では、累積パルスカウントが２８８０まで増加することが必要である。したがって、シェード２２の運動を検出したパルスの数を累積することに基づいて定めると共に制御する。というのは、シェード２２は、既知の位置に展開されるからである。パルス／インチの平均数をパルスの総数及びシェード２２の長さに基づいて計算することができ、シェード２２のおおよその直線変位量を所与の期間にわたって累積されたパルスの数に基づいて計算することができる。この例では、パルス／インチの平均数は、４０であり、従って、約２インチ（５．０８ｃｍ）のシェード２２の運動により、約８０個のパルスが生じる。位置の誤差は、有利には、シェード２２が既知の位置に動いたときにはいつでも、累積パルスカウントをゼロにリセットすることによってなくなる。
【００３６】
マウント５４は、ＤＣ歯車モータ５５を支持し、このマウントをシェード管３２の内面に機械的に結合するのが良い。一実施形態では、マウント５４の外面及びシェード管３２の内面は、滑らかであり、機械的カップリング（結合方式）は、圧力嵌め、締り嵌め、摩擦嵌め等である。別の実施形態では、マウント５４の外面は、シェード管３２の内面に形成された長手方向凹部と協働関係をなして嵌合する数個の隆起長手方向突起を有する。この実施形態では、機械的カップリングは、キー止め方式であり、これら手法の組み合わせも又想定される。摩擦抵抗が十分に小さい場合、モータ／コントローラユニット４０を点検又は補修のためにシェード管３２から取り外すことができ、他の実施形態では、モータ／コントローラユニット４０は、接着剤等を用いてシェード管３２内に永続的に固定されるのが良い。
【００３７】
上述したように、回路板ハウジング４４及びマウント５４は、シェード管３２の内面に機械的に結合されるのが良い。したがって、少なくとも３つの互いに異なる実施形態が本発明により想定される。一実施形態では、回路板ハウジング４４とマウント５４の両方がシェード管３２の内面に機械的に結合される。別の実施形態では、回路板ハウジング４４だけがシェード管３２の内面に機械的に結合される。別の実施形態では、マウント５４だけがシェード管３２の内面に機械的に結合される。
【００３８】
ＤＣ歯車モータ５５の出力シャフトは、支持シャフト６０に直接的に（分かりやすくするために図示されていない）又は中間シャフト６２を介して固定される。電動式ローラーシェード２０を設置する場合、支持シャフト６０を支持シャフト６０が回転するのを阻止する取り付けブラケットに取り付ける。（ａ）ＤＣ歯車モータ５５の出力シャフトが取り付けブラケットに固定されている支持シャフト６０に結合されると共に（ｂ）ＤＣ歯車モータ５５がシェード管に機械的に結合されているので、ＤＣ歯車モータ５５の動作により、ＤＣ歯車モータ５５は、固定出力シャフト回りに回転し、それにより、シェード管３２も又、固定出力シャフト回りに回転する。
【００３９】
軸受ハウジング５８が支持シャフト６０に回転可能に結合された１つ又は２つ以上の軸受６４を収容している。好ましい実施形態では、軸受ハウジング５８は、２つの転動体軸受、例えば玉（球形ボール）軸受を収容し、各外レースは、軸受ハウジング５８に取り付けられ、各内レースは、支持シャフト６０に取り付けられる。好ましい実施形態では、２つの玉軸受は、約３／８インチ（０．９５ｃｍ）の間隔を置いて配置され、それにより、約０．８インチ、即ち２０ｍｍの全支持ランド部が与えられ、変形実施形態では、軸受内間隔は、支持シャフト６０の直径の約２倍である。他形式の低摩擦軸受も又、本発明によって想定される。
【００４０】
モータ／コントローラユニット４０は、釣り合わせ利用方式を更に有するのが良い。好ましい実施形態では、モータ／コントローラユニット４０は、中間シャフト６２に取り付けられた固定パーチ５６を有する。この実施形態では、マウント５４は、回転パーチとして機能し、釣り合わせばね６３（分かりやすくするために図５では示されていないが、図６に示されている）が回転パーチ５４及び固定パーチ５６に取り付けられている。中間シャフト６２は、固定パーチ５６の取り付けを容易にするよう形状が六角形であるのが良い。釣り合わせばねに予荷重を加えることにより、有利には、電動式ローラーシェード２０の性能が向上する。
【００４１】
図７Ａ及び図７Ｂは、本発明の変形実施形態としてのモータ／コントローラユニット４０の分解組み立て等角図である。この実施形態では、ハウジング６７は、モータ／コントローラユニット４０の主要なコンポーネントを収容しており、かかるコンポーネントとしては、ＤＣ歯車モータ５５（例えば、ＤＣモータ５０及びモータ歯車減速組立体５２）、上述の支持回路及び電子コンポーネントを備えた１枚又は２枚以上の回路板４７及び少なくとも１つの軸受６４が挙げられる。ＤＣ歯車モータ５５の出力シャフト５３は、支持シャフト６０に固定的に取り付けられ、軸受６４の内レースは、支持シャフト６０に回転可能に取り付けられている。一釣り合わせ型実施形態では、少なくとも１つのぜんまいばね６５がハウジング６７内に設けられ、かかるぜんまいばねは、支持シャフト６０に回転可能に取り付けられている。ハウジング６７は、２つの相補した区分で作られても良く、１本又は２本以上のねじ、リベット等で固定的に又は取り外し可能に接合されても良い。
【００４２】
図７Ｃ、図７Ｄ及び図７Ｅは、本発明の別の変形実施形態としてのモータ／コントローラユニット４０の等角図である。この実施形態では、ハウジング６０は、ＤＣ歯車モータ５５（例えば、ＤＣモータ５０及びモータ歯車減速組立体５２）、上述した支持回路及び電子コンポーネントを備えた１枚又は２枚以上の回路板４７を収容し、ハウジング６９は、少なくとも１つの軸受６４を収容している。ハウジング６８，６９は、互いに取り外し可能に又は永続的に取り付け可能であるのが良い。ＤＣ歯車モータ５５の出力シャフト５３は、支持シャフト６０に固定的に取り付けられ、軸受６４の内レースは、支持シャフト６０に回転可能に取り付けられている。一釣り合わせ型実施形態では、少なくとも１つのぜんまいばね６５がハウジング６９内に設けられ、かかるぜんまいばねは、支持シャフト６０に回転可能に取り付けられている。図示の実施形態は、２つのぜんまいばね６５を有するが、所要の釣り合わせ力、シェード管３２内の有効スペース等に応じて３つ（又は４つ以上）のぜんまいばね６５を用いることができる。ハウジング６８，６９は、２つの相補した区分で作られても良く、１本又は２本以上のねじ、リベット等で固定的に又は取り外し可能に接合されても良い。
【００４３】
図８Ａは、図４及び図５に示された電源ユニット８０の分解組み立て等角図である。電源ユニット８０は、主要構成要素として、電池管８２、外側端キャップ８６及び内側端キャップ８４を有する。外側端キャップ８６は、支持シャフト８８に回転可能に結合された１つ又は２つ以上の軸受９０を収容している。好ましい実施形態では、外側端キャップ８６は、スペーサ９１により離隔された２つの低摩擦転動体軸受、例えば玉（球形ボール）軸受を収容し、各外レースは、外側端キャップ８６に取り付けられ、各内レースは、支持シャフト８８に取り付けられている。他形式の低摩擦軸受も又、本発明により想定される。一変形実施形態では、軸受８６は、単に支承面、好ましくは低摩擦支承面であり、別の変形実施形態では、支持シャフト８８は、外側端キャップ８６に固定的に取り付けられ、外部シェード支持ブラケットは、支持シャフト８８のための支承面を提供する。
【００４４】
図示の実施形態では、外側端キャップ８６は、取り外し可能であり、内側端キャップ８４は、固定されている。他の実施形態では、内側端キャップ８４は、取り外し可能であり、外側端キャップは、固定されているのが良く、両方の端キャップは、取り外し可能であるのが良い等である。取り外し可能な端キャップは、ねじ山付きであっても良く、スロット付きであっても良い等である。
【００４５】
外側端キャップ８６は、電池管８２に結合された正の端子を更に有する。内側端キャップ８４は、電池管８２に結合された正の端子及び導電性ばね８５に結合された負の端子を有する。少なくとも１つの電池を含む電池スタック９２が電池管８２内に納められると、外側端キャップ８６の正の端子は、電池スタック９２内の電池のうちの１つの正の端子に電気的に結合され、内側端キャップ８４の負の端子は、電池スタック９２内の電池のうちの別の１つの負の端子に電気的に結合される。当然のことながら、例えば、導電性ばね８５が電池スタック９２内の電池のうちの１つの正の端子に接触するよう正の端子と負の端子を逆にしても良い。
【００４６】
外側端キャップ８６及び内側端キャップ８４は、シェード管３２の内面に機械的に結合されている。マウント８４の外面及びシェード管３２の内面は、滑らかであり、機械的カップリングは、圧力嵌め、締り嵌め、摩擦嵌め等である。別の実施形態では、マウント８４の外面は、シェード管３２の内面に形成された長手方向凹部と協働関係をなして嵌合する数個の隆起長手方向突起を有する。この実施形態では、機械的カップリングは、キー止め方式であり、これら手法の組み合わせも又想定される。重要なこととして、摩擦抵抗は、電源ユニット８０を点検、補修及び電池交換のためにシェード管３２から取り外すことができるほど十分小さいことが必要である。
【００４７】
好ましい実施形態では、電池スタック９２は、９．６Ｖavgの平均電池スタック電圧を生じさせるよう直列に接続された８つのＤ電池バッテリを含む。バッテリ管８２内に配置可能できる他の電池サイズ並びに他のＤＣ電源も又本発明により想定される。
【００４８】
モータ／コントローラユニット４０及び電源ユニット８０をサブアセンブリとして構成した後においては、電動式ローラーシェード２０の最終組み立ては、極めて簡単である。電気コネクタ４２がシェード管３２の内部キャビティ内で所定の場所まで取り付けられ、電力ケーブル４３は、モータ／コントローラユニット４０の残りの区分が電気コネクタ４２を適切に着座させるまでシェード管３２の外側に残ったままにすることができるほど十分な長さを有する。次に、モータ／コントローラユニット４０の残りの区分をシェード管３２の内部キャビティ内に嵌め込んで軸受ハウジング５８がシェード管３２の端部とほぼ面一をなすようにする。次に、電源ユニット８０を反対側に挿入し、ついには、内側端キャップ８４の正の端子及び負の端子が電気コネクタ４２の端子４１に係合するようにする。外側端キャップ８６は、シェード管３２の端部とほぼ面一をなすべきである。
【００４９】
図８Ｂに示されている変形実施形態では、外側端キャップ８６は、圧力嵌め、締り嵌め、干渉部材、例えばＯリング８９等を用いてシェード管３２の内面に機械的に結合されており、これに対し、内側端キャップ８１は、シェード管３４の内面に機械的には結合されていない。
【００５０】
図８Ｃに示されている変形実施形態では、シェード管３２は、電池管８２として機能し、電池スタック９２は、単に、シェード管３２内に直接挿入され、ついには、バッテリスタック９２の一端が内側端キャップ８４に当接するようにする。外側端キャップ８６の正の端子は、ワイヤ、箔ストリップ、トレース等を用いて内側端キャップ８４の正の端子に結合されている。当然のことながら、正の端子と負の端子を逆にしてそれぞれの負の端子を結合しても良い。
【００５１】
別の変形実施形態では、電池は、シェード管の外部に設けられても良く、電力は、コミュテータ又はスリップリング、誘導技術等を用いてシェード管内に配置されているコンポーネントに提供されても良い。加うるに、外部電池に替えて、ＤＣ電力の外部源、例えばＡＣ／ＤＣ電力変換器、太陽電池等を用いても良い。
【００５２】
図９Ａ及び図９Ｂは、本発明の変形実施形態としての電源ユニットの分解組み立て等角図である。この実施形態では、電源ユニット８０は、支持シャフト８８に回転可能に結合された１つ又は２つ以上の軸受９０を備えたハウジング９５、外部電源から電力を受け取る電力カップリング９３及び電気コネクタ９２に係合する正及び負の端子を有する。電力ケーブル９７（分かりやすくするために想像線で示されている）が電力カップリング９３から支持シャフト８８の中空中央部分を通って外部ＤＣ電源まで延びている。好ましい実施形態では、ハウジング９５は、２つの低摩擦転動体軸受、例えば玉（球形ボール）軸受を収容し、各外レースは、ハウジング９５に取り付けられ、各内レースは、支持シャフト８８に取り付けられている。他形式の低摩擦軸受も又、本発明により想定される。ハウジング９５は、２つの相補した区分で作られても良く、１本又は２本以上のねじ、リベット等で固定的に又は取り外し可能に接合されても良い。
【００５３】
一実施形態では、支持シャフト８８は、支持シャフト８８をシェード管３２の回転軸線に沿って変位させることができるよう玉軸受９０の内レースに摺動可能に取り付けられている。この調節性により、有利には、設置者は、支持シャフト８８の露出部分の長さを調節することにより、支持シャフト８８の端をそれぞれの取り付けブラケットに正確に取り付けることができる。好ましい実施形態では、外側端キャップ８６及びハウジング９５は、支持シャフト８８について約０．５インチ（１２．７ｍｍ）の長手方向運動を生じさせることができる。加うるに、取り付けブラケット５，７，１５，１７は、取り付けブラケットの突出部分が軸受６４，９０の内レースにのみ接触し、電動式ローラーシェード２０が不正確に取り付けられた場合であっても、シェード又はシェード管３２の縁を擦らないようエンボス加工されている。好ましい実施形態では、軸受は、電池寿命をそれほど減少させることなく、設置上の誤差に起因して最大０．１２５インチ（３．１８ｍｍ）の位置合わせ不良を許容することができる。
【００５４】
変形実施形態では、マイクロコントローラは、ワイヤード遠隔制御装置から制御信号を受け取る。これら制御信号は、種々の仕方でマイクロコントローラに提供されるのが良く、かかる仕方としては、例えば、電力ケーブル９７による仕方、電力カップリング９３により許容される追加の信号線による仕方、制御信号カップリング（分かりやすくするために図９Ａ及び図９Ｂには示されていない）により許容される。追加の信号線による仕方等が挙げられる。
【００５５】
本発明の種々の追加の実施形態が図１０〜図１６に記載されている。図１０及び図１１は、釣り合わせ方式を備えていない本発明の変形実施形態を示し、図１０は、電動式ローラーシェード１２０の正面図であり、図１１は、電動式ローラーシェード１２０の長手方向軸線に沿う断面図である。この実施形態では、ＤＣ歯車モータ１５０の出力シャフトは、支持シャフト１６０に取り付けられ、中間シャフトが設けられていない。図１２及び図１３は、釣り合わせ方式を備えた本発明の変形実施形態を示しており、図１２は、電動式ローラーシェード２２０の正面図であり、図１３は、電動式ローラーシェード２２０の長手方向軸線に沿う断面図である。この実施形態では、ＤＣ歯車モータ２５０の出力シャフトは、中間シャフト２６２に取り付けられ、釣り合わせばね（分かりやすくするために図示されていない）が回転パーチ２５４を固定パーチ２５６に結合している。図１４及び図１５は、釣り合わせ方式を備えた本発明の変形実施形態を示しており、図１４は、電動式ローラーシェード３２０の正面図であり、図１５は、電動式ローラーシェード３２０の長手方向軸線に沿う断面図である。この実施形態では、ＤＣ歯車モータ３５０の出力シャフトは、中間シャフト３６２に取り付けられている。ぜんまいばね３９０が中間シャフト３６２をシェード管３３２の内面に結合している。図１６は、図１０〜図１５に示された実施形態としての電動式ローラーシェード組立体１２０，２２０，３２０の等角図である。
【００５６】
電動式ローラーシェード２０は、ワイヤレス又はワイヤード遠隔制御装置を用いて手動で且つ／或いは遠隔的に制御可能である。一般に、マイクロコントローラは、ＤＣ歯車モータ５５の運動を検出して制御し、遠隔制御装置から受け取った指令を復号（デコード）して実行し、電源電圧をモニタする等を行うメモリに記憶された命令を実行する。単一の電動式ローラーシェード２０に２つ以上の遠隔制御装置を用いることができ、単一の遠隔制御装置を２つ以上の電動式ローラーシェード２０に用いることができる。
【００５７】
図１７は、本発明の実施形態に従って電動式ローラーシェード２０を制御する方法４００を示している。一般に、この方法４００は、手動制御部分４０２及び遠隔制御部分４０４を含む。一実施形態では、この方法４００は、手動制御部分４０２を含み、別の実施形態では、方法４００は、遠隔制御部分４０４を含み、好ましい実施形態では、方法４００は、駆動制御部分４０２と遠隔制御部分４０４の両方を含む。
【００５８】
方法４００の手動制御部分４０２の実施の際、シェード２２の手動運動を検出し（４１０）、手動運動と関連した変位量を定量し（４２０）、そして、この変位量が最大変位量未満よりも小さい場合、ＤＣ歯車モータ５５を用いてシェード管３２を回転させることによりシェード２２を別の位置に動かす（４３０）。
【００５９】
一実施形態では、マイクロコントローラは、リードスイッチをモニタすることによってシェード２２の手動下方運動を検出し、変形実施形態では、マイクロコントローラは、エンコーダをモニタするだけである。好ましい実施形態では、初期下方運動又は引きをリードスイッチによって検出した後、マイクロコントローラは、固定モータシャフト５１に対するシェード管３２の回転によって生じたエンコーダパルスを計数し始める。エンコーダパルスが止まると、下方運動が停止し、シェード２２の変位量を求め、次に、最大変位量と比較する。一実施形態では、シェード変位量は、単に、マイクロコントローラにより受け取られたエンコーダパルスの総数であり、最大変位量は、エンコーダパルスの所定数である。別の実施形態では、マイクロコントローラは、エンコーダパルスを直線距離に変換し、次に計算した直線距離を最大変位量、例えば２インチ（５．０８ｃｍ）と比較する。
【００６０】
一例では、エンコーダパルスの最大数は、８０であり、これは、或る特定の実施形態では直線シェード運動の約２インチを表す場合がある。マイクロコントローラにより受け取られたエンコーダパルスの総数が８０以上である場合、マイクロコントローラは、ＤＣ歯車モータ５５を付勢することはせず、シェード２２は、単に新たな位置に留まったままである。他方、マイクロコントローラの受け取ったエンコーダパルスの総数が８０未満であれば、マイクロコントローラは、ＤＣ歯車モータ５５を付勢してシェード管３２を回転させることにより、シェード２２を別の位置に動かす。マイクロコントローラによりシェード２２が別の位置に達したことが判定された後、ＤＣ歯車モータ５５を消勢する。
【００６１】
好ましい実施形態では、マイクロコントローラは、エンコーダパルスの数を蓄積することによってシェード２２の現在の位置を維持する。というのは、シェード２２が既知の位置に展開されているからである。上述したように、既知（例えば、開放）位置が０の累積パルスカウントを有し、種々の中間位置は各々、関連の累積パルスカウント、例えば９６０、１９２０等を有する。シェード２２が下向きの方向に動くと、マイクロコントローラは、累積パルスカウンタを増分し、シェード２２が上向きの方向に動くと、マイクロコントローラは、累積パルスカウンタを減分する。エンコーダから受け取られた各パルスは、１カウントだけ累積パルスカウンタを増減する。当然のことながら、マイクロコントローラは、各パルスカウントを直線距離に変換し、これら計算をインチ、ミリメートル等の単位で実施することができる。
【００６２】
好ましい実施形態では、シェード２２の制限された手動下方運動により、マイクロコントローラは、シェードを現在の位置の真上の位置、例えば、２５％開放、５０％開放、７５％開放、１００％開放等の位置に動かす。これら所定の位置の各々は、関連の累積パルスカウントを有し、マイクロコントローラは、累積パルスカウンタの値が所定位置の累積パルスカウントと比較することによってシェード２２が別の位置に達したかどうかを判定し、累積パルスカウンタが所定位置の累積パルスカウントに等しい場合、シェード２２は、別の位置に達している。
【００６３】
所定位置の他の組、例えば、０％開放、５０％開放、１００％開放；０％開放、３３％開放、６６％開放、１００％開放；０％開放、１０％開放、２０％開放、３０％開放、４０％開放、５０％開放、６０％開放、７０％開放、８０％開放、９０％開放、１００％開放等も又本発明により想定される。有利には、各位置と関連した累積パルスカウントは、ユーザにより１つ又は２つ以上のカスタム（ユーザ指定）位置を設定するよう再プログラム可能である。
【００６４】
シェード２２の手動上方運動を、方向並びに回転量を検出するエンコーダ、例えば増分回転エンコーダ、相対回転エンコーダ、直角位相エンコーダ等を用いて検出すると共に測定することができる。他の実施形態では、シェード２２の制限された上方運動により、マイクロコントローラは、シェードを現在の位置よりも上方の位置に動かす等する。
【００６５】
方法４００の遠隔制御部分４０４の実施の際、遠隔制御装置からの指令を受け取り（４４０）、シェード２２を指令と関連した位置に動かす（４５０）。
【００６６】
好ましい実施形態では、遠隔制御装置は、シェード２２を種々の位置に動かす種々の指令と関連した数個のシェード位置ボタンを有するワイヤレス送信機である。ボタンは、電気機械的であるのが良いスイッチ、例えば瞬時接触スイッチ等、電気的であるのが良いスイッチ、例えばタッチパッド、タッチスクリーン等を作動させる。これらスイッチのうちの１つの作動時、ワイヤレス送信機は、メッセージを電動式ローラーシェード２０に送り、この電動式ローラーシェードは、送信機識別子及び作動されたボタンと関連した指令を有する。好ましい実施形態では、遠隔制御装置は、各シェード位置ボタンがシェードに指令を出してこれを所定の位置に動かすようあらかじめプログラムされている。加うるに、遠隔制御装置機能は、コンピュータプログラム内に具体化されても良く、このプログラムは、有利には、ワイヤレス装置、例えばiPhoneをホストとしてこれにより実行可能である。ワイヤレス装置は、電動式ローラーシェード２０と直接通信することができ又は中間ゲートウェイ、ブリッジ、ルータ、基地局等を介して電動式ローラーシェード２０と通信することができる。
【００６７】
これら好ましい実施形態では、電動式ローラーシェード２０は、ワイヤレス受信機を有し、このワイヤレス受信機は、メッセージを受け取り、復号し、これを次の処理のためにマイクロコントローラに送る。メッセージは、ワイヤレス受信機内に記憶されるのが良く、次に、復号直後にマイクロコントローラに送られるのが良く、或いは、メッセージは、定期的に、例えばマイクロコントローラによる要求時等にマイクロコントローラに送られるのが良い。好ましい一ワイヤレスプロトコルは、Z-Wave Protocolであり、ただし、他のワイヤレス通信プロトコルも又本発明により想定される。
【００６８】
メッセージがマイクロコントローラによって受け取られた後、マイクロコントローラは、指令を解釈し、適当な制御信号をＤＣ歯車モータ５５に送ってシェードを指令に従って動かす。上述したように、ＤＣ歯車モータ５５とシェード管３２は、一緒に回転し、それにより、シェード２２を伸長させ又は引っ込める。加うるに、シェードを動かす前にメッセージを有効にするのが良く、そしてプログラミング中、コマンドを用いてシェードの所定の展開状態を設定するのが良い。
【００６９】
例えば、累積パルスカウンタが３８４０であり、シェード２２が０％開放状態である場合、５０％開放指令を受け取ることにより、マイクロコントローラは、ＤＣ歯車モータ５５を付勢してシェード２２をこの指令された位置まで情報に動かす。シェード２２が動いているとき、マイクロコントローラは、パルスがエンコーダから受け取られるたびごとに累積パルスカウンタを１カウントだけ減分し、累積パルスカウンタが１９２０に達すると、マイクロコントローラは、ＤＣ歯車モータ５５を消勢し、それによりシェード２２を５０％開放位置で停止させる。一実施形態では、シェード２２が動いている間に別の指令が受け取られた場合、マイクロコントローラは、シェード２２の運動を停止するのが良い。例えば、シェード２２が上向きの方向に動いていて、閉鎖（０％開放）指令を受け取ると、マイクロコントローラは、ＤＣ歯車モータ５５を消勢してシェード２２の運動を停止させるのが良い。同様に、シェード２２が下向きの方向に動いていて、１００％開放指令を受け取ると、マイクロコントローラは、ＤＣ歯車モータ５５を消勢してシェード２２の運動を停止させるのが良い。順序に関する他のやり方、例えば、シェード２２を第２の指令と関連した所定の位置に動かすこと等も又本発明により想定される。
【００７０】
好ましい実施形態では、シェードを１００％開放位置に動かす指令は、累積パルスカウンタを０にリセットし、マイクロコントローラは、エンコーダパルスが止まると、ＤＣ歯車モータ５５を消勢する。重要なこととして、動程終了停止部、例えばボトムバー２８、停止部２４，２６等は、シェード２２を１００％開放位置に引っ込めたときに取り付けブラケットに設けられている対応の構造体に係合する。この物理的係合により、シェード管３２の回転が止められると共にＤＣ歯車モータ５５が作動停止される。マイクロコントローラは、エンコーダがパルスの送信を例えば１秒間停止させたことを検出し、そしてＤＣ歯車モータ５５を消勢する。シェード２２が他の方向に動いているとき、マイクロコントローラは、シェード２２があらかじめ設定された限度を超えて伸長するのを阻止するために動程終了パルスカウントをチェックするのが良い。
【００７１】
他の実施形態では、相対パルスカウントを用いてシェード２２の動程量を定量するだけで良い。例えば、シェード２２の現在の位置が１００％開放であり、シェード２２を５０％開放位置に動かす指令を受け取ると、マイクロコントローラは、マイクロコントローラによってエンコーダからの或る特定の数のパルスが受け取られるまで、ＤＣ歯車モータ５５を付勢するだけで良い。換言すると、所定の位置と関連したパルスカウントは、既知の位置以外の真上又は真下の所定の位置に関している。
【００７２】
好ましい実施形態の場合、図１８及び図２５に示されている特定の遠隔制御装置からの指令を受け取るよう電動式ローラーシェード２０をプログラムする一方でシェード２２を種々のあらかじめ設定された又は所定の位置、例えば開放、閉鎖、２５％開放、５０％開放、７５％開放等に展開したり引っ込めたりするよう電動式ローラーシェード２０をプログラムし又は教示する手法が図２０〜図２４に示されている。他のプログラミング方法も又、本発明により想定される。
【００７３】
他の実施形態では、ブレーキを電動式ローラーシェード２０に掛けてシェード２２の運動を停止させると共にシェード２２が新たな位置に動いた後における望ましくない回転又はドリフトを阻止するのが良い。一実施形態では、マイクロコントローラは、１つ又は２つ以上の電気機械式スイッチ、電力ＦＥＴＳ、ＭＯＳＦＥＴＳ等を用いてＤＣ歯車モータ５５の正の端子をＤＣ歯車モータ５５の負の端子に接続してブレーキを掛ける。別の実施形態では、ＤＣ歯車モータ５５の正の端子及び負の端子は、アースに接続されるのが良く、これは、有利には、無視できるほどの電流を流す場合がある。負のアース系では、ＤＣ歯車モータ５５の負端子は、アースに既に接続されており、その結果、マイクロコントローラは、ＤＣ歯車モータ５５の正の端子をアースに接続する必要があるだけである。これとは逆に、正のアース系では、ＤＣ歯車モータ５５の正端子は、アースに既に接続されており、その結果、マイクロコントローラは、ＤＣ歯車モータ５５の負端子をアースに接続する必要があるだけである。
【００７４】
ＤＣ歯車モータ５５の正の端子及び負の端子を上述したように一端接続すると、シェード管３２の回転により、ＤＣ歯車モータ５５は、電圧又は対向起電力を発生させ、これは、ＤＣ歯車モータ５５にフィードバックされて動的制動効果を生じさせる。他の制動機構、例えば摩擦ブレーキ、電気機械式ブレーキ、電磁ブレーキ、永久磁石シングルフェースブレーキ等も又本発明の範囲に含まれる。マイクロコントローラは、シェード２２の手動運動の検出後であってＤＣ歯車モータ５５を付勢してシェード２２を動かす前に、ブレーキを解除する。
【００７５】
変形実施形態では、シェード２２を新たな位置に動かした後、ＤＣ歯車モータ５５の正の端子又は負の端子をアースに接続して最大制動力を掛けてシェード２２を完全に停止させる。次に、マイクロコントローラは、ＤＣ歯車モータ５５の正の端子と負の端子を例えば追加のＭＯＳＦＥＴを用いて低値抵抗器を介して互いに接続し、それにより減少した制動力をシェード２２に掛け、それにより、シェード２２は、ドリフトするのが阻止されるが、ユーザは、シェード２２をそれほど抵抗なく長い変位量にわたって引くことができる。この実施形態では、ブレーキは、シェードの手動運動が検出された後においても解除されず、その目的は、手動運動中における抵抗を小さくすることにある。
【００７６】
図１８〜図２５は、本発明の好ましい実施形態を示す動作流れ図である。図示の機能は、一般に、マイクロコントローラによって実行される命令として具体化される。図１８は、メインループ（Main Loop）５００を示しており、このメインループは、手動制御動作流れ経路、遠隔制御動作流れ経路及び組み合わせ動作流れ経路を有する。メインループ５００は、種々のサブルーチンに進み、サブルーチンとしては、サブルーチン“TugMove”６００（図１９）、サブルーチン“Move25”７００（図２０）、サブルーチン“Move50”８００（図２１）、サブルーチン“Move75”９００（図２２）、サブルーチン“MoveUp”１０００（図２３）、サブルーチン“MoveDown”１１００（図２４）が挙げられ、これらにより制御がメインループ５００に戻される。サブルーチン“Power-Up”１２００（図２５）は、電源投入時に実行され、次に、メインループ５００に進む。
【００７７】
以下、本発明の種々の実施形態としての電動式ローラーシェード２０の一例につき説明する。シェード管３２は、外径１．７５０インチ（４．４４５ｃｍ）及び肉厚０．０６２インチ（０．１５７ｃｍ）のアルミニウム管である。軸受６４，９０は各々、０．２５０インチ（０．６３５ｃｍ）の間隔を置いて位置した３０ｍｍＯＤ×１０ｍｍＩＤ×９ｍｍ幅の２つの鋼ボール軸受を含む。換言すると、電動式ローラーシェード２０の各端部のところに２つずつ、全部で４つの玉軸受が設けられる。
【００７８】
ＤＣ歯車モータ５５は、上述したようにビューラーＤＣ歯車モータ１．６１．０７７．４２３である。電池管８２は、６〜８個のＤ電池アルカリバッテリを収容し、電池の数、保存寿命、シェード管組立体のサイクル等に応じて６Ｖ〜１２Ｖの電圧を供給する。シェード２２は、幅３４インチ（８６．４ｃｍ）、長さ６０インチ（１５２．４ｃｍ）、厚さ０．０３０インチ（０．０７６ｃｍ）、重量０．１００ポンド／立方フィート（１．６２ｋｇ／ｍ3）の柔軟性ファブリック（織物）であり、例えば、Phifer Q89 Wicker/Brownstoneである。直径０．５インチのアルミニウム製円形カーテンバー２８がシェード２２に取り付けられ、それにより靱性並びに動程終了停止部が提供されている。釣り合わせばね６３は、５８インチ（１４７．３ｃｍ）の下方変位量に達した後、１．０〜１．５インチ・ポンド（１．１５〜１．７３ｃｍ・ｋｇ）の釣り合わせトルクをシェード２２に及ぼす時計ばねである。この実施例では、ビューラーＤＣ歯車モータに流れる電流は、摩擦に応じて、０．０６〜０．１２アンペアである。
【００７９】
本発明の多くの特徴及び多くの利点は、詳細な説明から明らかであり、かくして、本発明の真の精神及び範囲に属する本発明のかかる全ての特徴及び利点を含むことは、特許請求の範囲の記載によって意図されている。さらに、多くの改造例及び変形例が当業者には容易に明らかなので、本発明を図示すると共に説明した構成及び作用そのものに限定することは望ましくなく、従って、全ての適当な改造例及び均等例は、本発明の範囲に含まれると言える。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動式シェードに関する。特に、本発明は、高効率ローラーシェードに関する。
【背景技術】
【０００２】
窓の取り扱いに関する広く普及している一形態は、ローラーシェードである。１９世紀を通じて通常の窓の覆いとしてのローラーシェードは単に、円筒形回転管に取り付けられたファブリック（織物）又は他の材料の長方形パネルである。シェード管は、窓のヘッダの近くに取り付けられ、シェードは、シェード管が一方向に回転すると、それ自体巻き上がり、シェード管を逆方向に回転させると窓の所望の部分を被うよう巻き下がるようになっている。
【０００３】
シェード管の一端に取り付けられた制御システムがシェード管の回転方向とは無関係に、シェードをその動程範囲に沿う１つ又は２つ以上の位置に固定することができる。単純な機械的制御システムとしては、ラチェット・ポール（ratchet-and-pawl）機構体、摩擦ブレーキ、クラッチ等が挙げられる。シェードを上下に巻いたりシェードをその動程範囲に沿う中間場所に位置決めしたりするため、ラチェット・ポール機構体及び摩擦ブレーキ機構体では、ユーザがシェードの下縁部を操作する必要があり、他方、クラッチ機構体は、ユーザにより操作される制御チェーンを有している。
【０００４】
驚くことではないが、ローラーシェードの電動化が極めて簡単に、単純な機械的制御システムに変えてシェード管に直接結合された電気モータを用いることによって達成された。モータは、シェード管の内側又は外側に配置される場合があり、ローラーシェード支持体に固定され、モータの作動及びシェード管の回転を制御する単一のスイッチに接続され又はより複雑精巧な用途では、無線（ＲＦ）又は赤外線（ＩＲ）トランシーバに接続される。
【０００５】
多くの公知の電動式ローラーシェードは、電力、例えば１２０ＶＡＣ、２２０／２３０ＶＡＣ５０／６０Ｈｚ等を電動式ローラーシェードが納められた設備からモータ及び制御エレクトロニクスに供給する。最近開発された電池式ローラーシェードは、モータ及び制御エレクトロニクスを設備電力に接続する必要性をなくすことにより設置の融通性を提供している。これらローラーシェード用の電池は、典型的には、シェード取り付けブラケット、ヘッドレール又はフェーシア内に、この上に又はこれに隣接して設けられる。残念ながら、これら電池式システムには、多くの欠点があり、かかる欠点としては、例えば、自己発生騒音のレベルが高いこと、電池寿命が不適切であること、釣り合わせ機能が不適切であること又は存在しないこと、手動操作機能が不適切であること又は存在しないこと、設置要件が不都合であること等が挙げられる。
【発明の概要】
【０００６】
本発明の実施形態は、有利には、シェード管、モータ／コントローラユニット及び電源ユニットを含む電動式ローラーシェードを提供する。モータ／コントローラユニットは、シェード管内に設けられ、モータ／コントローラユニットは、支持シャフトに回転可能に結合された軸受及びＤＣ歯車モータを含む。ＤＣ歯車モータの出力シャフトは、支持シャフトが取り付けブラケットに取り付けられると、出力シャフトと支持シャフトが回転することがないよう支持シャフトに結合されている。
【０００７】
本発明の他の実施形態は、支持シャフトに回転可能に結合された軸受、ＤＣ歯車モータ及びシェード管の内面に取り付け可能なＤＣ歯車モータマウントを有する電動式ローラーシェード用の内部モータ／コントローラユニットを提供する。ＤＣ歯車モータの出力シャフトは、支持シャフトを取り付けブラケットに取り付けたとき、出力シャフト及び支持シャフトが回転することがないよう支持シャフトに結合されている。
【０００８】
本発明の別の実施形態は、電池管、外側端キャップ及び内側端キャップを有する電動式ローラーシェード用の内部電源ユニットを提供する。外側端キャップは、取り付けブラケットに取り付け可能な支持シャフトに回転可能に結合された軸受を有する。外側端キャップ及び内側端キャップは、シェード管の内面に取り付け可能である。
【０００９】
かくして、本発明の詳細な説明を良好に理解することができるようにすると共に当該技術分野に対する本発明の寄与を良好に理解することができるようにするために本発明の或る特定の実施形態の概略をかなり広義に説明した。当然のことながら、以下に説明し、本明細書に添付された特許請求の範囲の内容を形成する本発明の追加の実施形態が存在する。
【００１０】
この点に関し、本発明の少なくとも１つの実施形態を詳細に説明する前に、本発明は、その用途において、以下の説明に記載され又は図に示された構成の細部及びコンポーネントの配置構成には限定されないことは理解されるべきである。本発明は、説明する内容に加えた実施形態を実施することができると共に種々の仕方で具体化すると共に実施できる。また、本明細書において用いられる言い回し及び用語並びに要約書の記載は、説明の目的上与えられており、本発明を限定するものと見なされてはならないことは理解されるべきである。
【００１１】
したがって、当業者であれば、本明細書の基礎をなす概念を本発明の幾つかの目的を達成する他の構造体、方法及びシステムの設計のための基礎として容易に利用できることは理解されよう。したがって、特許請求の範囲に記載された本発明は、かかる均等構成例が本発明の精神及び範囲から逸脱しない限り、均等構成例を含むものと見なされることが重要である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１Ａ】本発明の実施形態としての電動式ローラーシェード組立体の図１Ｂと相補関係をなす等角図である。
【図１Ｂ】本発明の実施形態としての電動式ローラーシェード組立体の図１Ａと相補関係をなす等角図である。
【図２Ａ】本発明の実施形態としての電動式ローラーシェード組立体の図２Ｂと相補関係をなす等角図である。
【図２Ｂ】本発明の実施形態としての電動式ローラーシェード組立体の図２Ａと相補関係をなす等角図である。
【図３】図２Ｂに示された電動式ローラーシェード組立体の分解組み立て等角図である。
【図４】本発明の一実施形態としての電動式管組立体の等角図である。
【図５】図４に示された電動式管組立体の部分分解組み立て等角図である。
【図６】図５に示されたモータ／コントローラユニットの分解組み立て等角図である。
【図７Ａ】本発明の変形実施形態としてのモータ／コントローラユニットの分解組み立て等角図である。
【図７Ｂ】本発明の変形実施形態としてのモータ／コントローラユニットの分解組み立て等角図である。
【図７Ｃ】本発明の別の変形実施形態としてのモータ／コントローラユニットの等角図である。
【図７Ｄ】本発明の別の変形実施形態としてのモータ／コントローラユニットの等角図である。
【図７Ｅ】本発明の別の変形実施形態としてのモータ／コントローラユニットの等角図である。
【図８Ａ】図４及び図５に示された電源ユニットの分解組み立て等角図である。
【図８Ｂ】本発明の変形実施形態としての電源ユニットの分解組み立て等角図である。
【図８Ｃ】本発明の変形実施形態としての電源ユニットの分解組み立て等角図である。
【図９Ａ】本発明の変形実施形態としての電源ユニットの分解組み立て等角図である。
【図９Ｂ】本発明の変形実施形態としての電源ユニットの分解組み立て等角図である。
【図１０】本発明の実施形態としての電動式ローラーシェードの正面図である。
【図１１】図１０に示された電動式ローラーシェードの長手方向軸線に沿う断面図である。
【図１２】本発明の実施形態としての電動式ローラーシェードの正面図である。
【図１３】図１２に示された電動式ローラーシェードの長手方向軸線に沿う断面図である。
【図１４】本発明の実施形態としての電動式ローラーシェードの正面図である。
【図１５】図１４に示された電動式ローラーシェードの長手方向軸線に沿う断面図である。
【図１６】図１０〜図１５に示された実施形態としての電動式ローラーシェード組立体の等角図である。
【図１７】本発明の実施形態としての電動式ローラーシェード２０の制御方法４００を示す図である。
【図１８】本発明の好ましい一実施形態を示す動作流れ図である。
【図１９】本発明の好ましい別の実施形態を示す動作流れ図である。
【図２０】本発明の好ましい別の実施形態を示す動作流れ図である。
【図２１】本発明の好ましい別の実施形態を示す動作流れ図である。
【図２２】本発明の好ましい別の実施形態を示す動作流れ図である。
【図２３】本発明の好ましい別の実施形態を示す動作流れ図である。
【図２４】本発明の好ましい別の実施形態を示す動作流れ図である。
【図２５】本発明の好ましい別の実施形態を示す動作流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、図面の各図を参照して本発明を説明し、図中、同一の参照符号は、同一の部分を示している。本明細書で用いられる「シェード」という用語は、貯蔵管から展開したりこの貯蔵管に回収したりすることができる任意の柔軟性材料、例えばシェード、カーテン、スクリーン等を意味している。
【００１４】
本発明の実施形態は、電池、ＤＣ歯車モータ、制御回路が軸受により支持されたシェード管内に全体が納められた遠隔制御型電動式ローラーシェードを提供する。２本の支持シャフトがそれぞれの取り付けブラケットに取り付けられ、軸受は、シェード管を各支持シャフトに回転可能に結合している。ＤＣ歯車モータの出力シャフトは、支持シャフトのうちの１本に固定され、ＤＣ歯車モータハウジングがシェード管に機械的に結合されている。したがって、ＤＣ歯車モータの作動により、モータハウジングは、固定状態のＤＣ歯車モータ出力シャフト回りに回転し、それにより、シェード管も又、固定状態のＤＣ歯車モータ出力シャフト回りに回転する。これら実施形態は、動力又は制御のための外部配線を必要としないので、電動式ローラーシェードを取り付けたり再取り付けたりする際の高い融通性が得られる。
【００１５】
シェード管内への電動化及び制御コンポーネントの収納と軸受の性能及び上述のＤＣ歯車モータ構成の電池性能の向上と組み合わせることにより、単一の組をなす電池により提供されるデューティーサイクルの数が大幅に増大すると共に高い効率のローラーシェードが提供される。加うるに、封入により、有利には、埃及び他の汚染要因物がエレクトロニクス及び駆動コンポーネントに入るのが阻止される。
【００１６】
変形実施形態では、電池は、シェード管の外部に設けられても良く、コミュテータ又はスリップリング、誘導技術等を利用してシェード管内に配置されたコンポーネントに電力を供給することができる。加うるに、外部電池に替えて、ＤＣ電力の外部源、例えばＡＣ／ＤＣ電力変換器、太陽電池等を用いることができる。
【００１７】
図１Ａ及び図１Ｂは、本発明の実施形態に従って逆繰り出し方式を有する電動式ローラーシェード組立体１０の相補等角図である。図２Ａ及び図２Ｂは、本発明の実施形態に従って標準繰り出し方式の電動式ローラーシェード組立体１０の相補等角図であり、図３は、図２Ｂに示された電動式ローラーシェード組立体１０の分解組み立て等角図である。一実施形態では、電動式ローラーシェード２０は、取り付けブラケット５，７を用いて窓、ドア等の頂部の近くに取り付けられる。別の実施形態では、電動式ローラーシェード２０は、取り付けブラケット１５，１７を用いて窓の頂部の近くに取り付けられ、取り付けブラケット１５，１７は又、フェーシア１２を支持している。後者の実施形態では、フェーシア端キャップ１４，１６が電動式ローラーシェード２０並びに取り付けブラケット１５，１７を隠すようフェーシア１２に取り付けられている。
【００１８】
電動式ローラーシェード２０は、主要構成要素として、シェード２２及び電動式管組立体３０を有する。好ましい実施形態では、電動式ローラーシェード２０は、シェード２２の底部に取り付けられたボトムバー２８を更に有する。一実施形態では、ボトムバー２８は、エンドオブトラベル又は動程終了（end-of-travel）停止部を提供し、変形実施形態では、動程終了停止部２４，２６が設けられても良い。以下に詳細に説明するように、好ましい実施形態では、電動式ローラーシェード２０に電力を供給したりその動作を制御したりするのに必要なコンポーネントの全ては、有利には、電動式管組立体３０内に設けられる。
【００１９】
図４及び図５は、本発明の一実施形態としての電動式管組立体３０の等角図である。電動式管組立体３０は、シェード管３２、モータ／コントローラユニット４０及び電池管ユニット８０を含む。シェード２２の頂部は、シェード管３２の外面に取り付けられ、モータ／コントローラユニット４０及び電池管ユニット８０は、シェード管３２の内面により構成された内部キャビティ内に設けられている。
【００２０】
図６は、図５に示されたモータ／コントローラユニット４０の分解組み立て等角図である。モータ／コントローラユニット４０は、主要構成要素として、電力コネクタ４２、回路板ハウジング４４、ＤＣモータ５０及び一体形モータ歯車減速組立体５２を含むＤＣ歯車モータ５５、ＤＣ歯車モータ５５のためのマウント５４及び軸受ハウジング５８を有する。
【００２１】
電源コネクタ４２は、電力供給ユニット８０に結合された端子４１及び回路板ハウジング４４内に設けられた回路板に接続された電力ケーブル４３を有する。端子４１は、電源ユニット８０の正及び負のコネクタ、例えばプラグコネクタ、ブレードコネクタ、同軸コネクタ等と協働関係をなして嵌合する正及び負のコネクタを有する。好ましい実施形態では、正及び負のコネクタは、好ましい向きを備えていない。電力コネクタ４２は、圧力嵌め、締り嵌め、摩擦嵌め、キー、接着剤等を用いてシェード管３２の内面に機械的に結合されている。
【００２２】
回路板ハウジング４４は、端キャップ４５及びハウジング本体４６を有し、少なくとも１枚の回路板４７がハウジング本体４６内に設けられている。図示の実施形態では、２枚の回路板４７が直交した関係をなして回路板ハウジング４４内に設けられている。回路板４７は、一般に、モータ５０の動作を検出したり制御したりし、電源ユニット８０により提供される電力を管理したり／或いは条件付けるのに必要な支持回路及び電子コンポーネントの全てを有し、かかるコンポーネントとしては、例えば、コントローラ又はマイクロコントローラ、メモリ、ワイヤレス受信機等が挙げられる。一実施形態では、マイクロコントローラは、マイクロチップ８ビット（Microchip 8-bit）マイクロコントローラ、例えばＰＩＣ１８Ｆ２５Ｋ２０であり、ワイヤレス受信機は、Micrel QwikRadio（登録商標）受信機、例えばＭＩＣＲＦ２１９である。マイクロコントローラは、ローカルプロセッサバス、シリアルバス、シリアル周辺インターフェース等に結合されるのが良い。別の実施形態では、ワイヤレス受信機及びマイクロコントローラは、単一チップ、例えばZensys ZW0201 Z-Wave Single Chip等中に組み込まれても良い。
【００２３】
ワイヤレス受信機のためのアンテナは、回路板に取り付けられるのが良く又は一般に回路板ハウジング４４内に設けられるのが良い。変形例として、このアンテナは、回路板ハウジング４４の外部に配置されても良く、かかる外部としては、例えば、回路板ハウジング４４の外面、シェード管３２の内面、シェード管３２の外面、軸受ハウジング５８等が挙げられる。回路板ハウジング４４は、例えば圧力嵌め、締り嵌め、摩擦嵌め、キー、接着剤等を用いてシェード管３２の内面に機械的に結合されるのが良い。
【００２４】
別の実施形態では、ワイヤレス送信機も又設けられ、電動式ローラーシェード２０の状態、性能等に関する情報をワイヤレス診断装置に定期的に、又は、好ましくは、ワイヤレス診断装置からの特定の問い合わせに応答して送られるのが良い。一実施形態では、ワイヤレス送信機は、Micrel QwikRadio（登録商標）送信機、例えばＭＩＣＲＦ１０２である。ワイヤレス送信機とワイヤレス受信機が組み合わされて単一のコンポーネントになっているワイヤレストランシーバも又、利用でき、一実施形態では、ワイヤレストランシーバは、Micrel QwikRadio（登録商標）トランシーバ、例えばＭＩＣＲＦ５０６である。別の実施形態では、ワイヤレストランシーバ及びマイクロコントローラは、単一モジュール、例えばZensys ZM3102 Z-Wave Module等に組み込まれても良い。マイクロコントローラの機能について、これが電動式ローラーシェード２０の動作に関している場合、以下に詳細に説明する。
【００２５】
変形実施形態では、シェード管３２は、ワイヤレス受信機へのワイヤレス信号エネルギーの伝送及びワイヤレス送信機（設けられている場合）からのワイヤレス信号エネルギーの伝送を容易にする１つ又は２つ以上のスロットを有する。例えば、ワイヤレス信号が無線（ＲＦ）帯域内にある場合、スロットは、有利には、この信号の波長に合わされるのが良い。一ＲＦ実施形態の場合、スロットは、幅１／８インチ（３．１７５ｍｍ）、長さ２．５インチ（６．３５ｃｍ）であり、他の寸法も又想定される。
【００２６】
ＤＣモータ５０は、回路板４７に電気的に接続され、このＤＣモータは、モータ歯車減速組立体５２の入力シャフトに連結されている出力シャフトを有する。ＤＣモータ５０は又、例えば圧力嵌め、締り嵌め、摩擦嵌め、キー、接着剤、機械的締結具等を用いて回路板ハウジング本体４６に機械的に結合されるのが良い。本発明の種々の実施形態では、ＤＣモータ５０及びモータ歯車減速組立体５２は、単一機械的パッケージ、例えば、ビューラー・モータ・インコーポレイテッド（Buhler Motor Inc）によって製造されたＤＣ歯車モータとして提供される。
【００２７】
好ましい一実施形態では、ＤＣ歯車モータ５５は、２４ＶＤＣモータ及び比が４０：１の二段遊星歯車システム、例えば、ビューラー（Buhler）DC Gear Motor 1.61.077.423を有し、これには、８Ｄ‐電池バッテリスタックにより提供される９．６Ｖavgの平均電池電圧が供給されている。他の変形実施形態も又本発明により想定される。しかしながら、この好ましい実施形態は、例えば小型平均電池電圧、小型電池サイズ、１２ＶＤＣモータ、三段遊星歯車システム等を備えた実施形態を含む多くの変形例と比較して特定の利点をもたらす。
【００２８】
例えば、この好ましい実施形態では、２４ＶＤＣ歯車モータ５５に９．６Ｖavgの電池電圧が供給された場合、このモータには約０．１Ａの電流が流れる。しかしながら、同一の捩り荷重及び出力速度（例えば、３０ｒｐｍ）において、ほぼ同じ歯車システムを備えた１２ＶＤＣ歯車モータ、例えば、ビューラー（Buhler）DC Gear Motor 1.61.077.413に４．８Ｖavgの電池電圧が供給された場合、このモータには約０．２Ａの電流が流れるであろう。モータ効率がほぼ同じであると仮定すると、９．６Ｖavgが供給された２４ＶＤＣ歯車モータには、有利には、４．８Ｖavgが供給された１２ＶＤＣ歯車モータよりも約５０％少ない電流が流れ、他方、生じさせる電力出力は同一である。
【００２９】
本発明の好ましい実施形態では、ＤＣ歯車モータの定格電圧は、電池により生じる電圧よりも極めて高く、例えば、２倍又は３倍以上であり、それにより、ＤＣモータは、減少した速度及びトルク定格で動作し、これは、有利には、望ましくない高い周波数ノイズをなくすと共に電池から流れる電流を小さくし、それにより電池寿命が延びる。換言すると、定格よりも低い電圧をＤＣ歯車モータに印加することにより、ＤＣ歯車モータは、定格よりも低い速度で動作するので、定格電圧で動作するＤＣ歯車モータと比較して、ほぼ同じアンペア数を流す一方で、低い動作サイクル時間を生じさせて同等の機械的動力を生じさせながら動作が静粛になると共に電池寿命が長くなる。上述の実施形態では、低い電圧で動作する２４ＶＤＣ歯車モータは、同じ電池容量を用いる１２ＶＤＣ歯車モータと比較した場合、電池式ローラーシェードのサイクル寿命を約２０％だけ向上させる。アルカリ電池、亜鉛電池及び鉛電池は、例えばリチウム電池又はニッケル電池よりも良好な性能をもたらすことができる。
【００３０】
別の例では、４Ｄ電池バッテリは、約４．８Ｖavgの平均電池電圧を生じさせ、８Ｄ電池バッテリは、約９．６Ｖavgの平均電池電圧を生じ去る。明らかなこととして、８Ｄ電池バッテリスタックを含む実施形態は、有利には、４Ｄ電池バッテリスタックを含む実施形態よりも２倍という大きな電池容量を提供する。当然のことながら、これよりも小型の電池サイズ、例えばＣ電池、ＡＡ電池等は、Ｄ電池よりも提供する容量が小さい。
【００３１】
別の例では、１２ＶＤＣ歯車モータに９．６Ｖavgを供給すると、モータ動作速度が増大し、これには、上述した２４ＶＤＣ歯車モータと同一の出力速度をもたらすためには高い歯車比が必要である。換言すると、捩り荷重、出力速度（例えば、３０ｒｐｍ）及び平均電池電圧（９．６Ｖavg）が同一であると仮定すると、２４ＶＤＣ歯車モータのモータ動作速度は、１２ＶＤＣ歯車モータのモータ動作速度の約５０％であろう。一般に、歯車比が高いと、追加の遊星歯車段が必要になり、それによりモータ効率が低下し、生じる騒音が大きくなり、バックドライブ性能が低下し、しかもより複雑なモータコントローラが必要になる場合がある。その結果、９．６Ｖavgが供給される２４ＶＤＣ歯車モータを含む実施形態は、高い効率を提供すると共に生じる騒音を小さくする。
【００３２】
一実施形態では、ＤＣモータ５０のシャフト５１は、回路板ハウジング４４内に突き出ており、多極電磁石４９がモータシャフト５１の端部に取り付けられる。磁気的エンコーダ（分かりやすくするために図示されていない）が多極電磁石４９の回転量を検出するよう回路板４７に取り付けられており、この磁気的エンコーダは、エンコーダを越えて動く多極電磁石４９の各極についてパルスを出力する。好ましい実施形態では、多極電磁石４９は、８つの極を有し、歯車減速組立体５２は、３０：１の歯車比を有し、その結果、磁気的エンコーダは、シェード管３２の各回転について２４０個のパルスを出力する。コントローラは、有利には、これらのパルスを計数してシェード、カーテン等の動作的及び位置的特性を判定する。他形式のエンコーダ、例えば光学的エンコーダ、機械的エンコーダ等も又使用できる。
【００３３】
エンコーダにより出力されるパルスの数を距離／パルス変換係数又はパルス／変換係数によりシェード２２の直線変位量に関連させることができる。一実施形態では、この変換係数は、シェード２２の位置とは無関係に一定である。例えば、シェード管３２の外径ｄ、例えば１・５／８インチ（１．６２５インチ＝２．９５３ｃｍ）を用いると、シェード管３２の各回転により、シェード２２は、π×ｄ即ち、約５インチ（１２．７ｃｍ）の直線距離を動く。上述の８極電磁石４９及び３０：１歯車減速組立体５２の実施形態の場合、距離／パルス変換係数は、約０．０２インチ（０．５０８ｍｍ）／パルスであり、これに対し、パルス／距離変換係数は、約４８パルス／インチ（１インチ＝２．５４ｃｍ）である。別の例では、完全に巻いたシェード２２の外径を計算に入れて用いるのが良い。所与の長さ、例えば８フィート（２．４４ｍ）のシェード２２をシェード管３２に巻き取ると、巻き状態のシェード２２の外径は、シェード材料の厚さで決まる。或る特定の実施形態では、巻き状態のシェード２２の外径は、１．８インチ（４．５４ｃｍ）という小さい直径の場合があり又は２．５インチ（６．３５ｃｍ）という大きい直径の場合がある。後者の場合、距離／パルス変換係数は、約０．０３インチ（０．７６ｍｍ）／パルスであり、パルス／距離変換係数は、約３０パルス（インチ）である。当然のことながら、これら２つの極値相互間、即ち、シェード管３２の外径と巻き状態のシェード２２の外径との間の任意の直径を用いることができる。これらの近似値により、シェードの直線変位量の計算値とシェードの直線変位量の真の値との間に誤差が生じるので、平均又は中間直径が好ましくは誤差を減少させる場合がある。別の実施形態では、変換係数は、シェード２２の位置の関数である場合があり、その結果、変換係数は、シェード２２の直線変位量の計算値で決まる。
【００３４】
以下に説明する種々の好ましい実施形態では、シェード２２の位置は、シェード２２の既知の位置から検出されたパルスの数に基づいて定められる共に制御される。開放位置が好ましいが、閉鎖位置も又、既知の位置として使用できる。シェード２２の全運動範囲を定めるため、例えば、シェードを開放位置に電気的に動かすのが良く、累積パルスカウンタをリセットするのが良く、次に、シェード２２を手動で且つ／或いは電気的に閉鎖位置に動かすのが良い。累積パルスの総数は、シェードに関する動程限度を表し、任意所望の中間位置をこの数に基づいて計算することができる。
【００３５】
例えば、開放位置から閉鎖位置に動く８フィートシェードは、３８４０個のパルスを発生させることができ、シェード２２の種々の中間位置を有利には、例えば２５％開放、５０％開放、７５％開放等と定めることができる。極めて簡単に言えば、開放位置と７５％開放位置との間のパルスの数は、９６０であり、開放位置と５０％開放位置との間のパルスの数は、１９２０であること等である。これら所定の位置相互間の制御された運動は、累積パルスカウントに基づく。例えば、５０％開放位置では、この８フィートシェードは、１９２０の累積パルスカウントを有し、７５％開放位置への制御運動では、累積パルスカウントが２８８０まで増加することが必要である。したがって、シェード２２の運動を検出したパルスの数を累積することに基づいて定めると共に制御する。というのは、シェード２２は、既知の位置に展開されるからである。パルス／インチの平均数をパルスの総数及びシェード２２の長さに基づいて計算することができ、シェード２２のおおよその直線変位量を所与の期間にわたって累積されたパルスの数に基づいて計算することができる。この例では、パルス／インチの平均数は、４０であり、従って、約２インチ（５．０８ｃｍ）のシェード２２の運動により、約８０個のパルスが生じる。位置の誤差は、有利には、シェード２２が既知の位置に動いたときにはいつでも、累積パルスカウントをゼロにリセットすることによってなくなる。
【００３６】
マウント５４は、ＤＣ歯車モータ５５を支持し、このマウントをシェード管３２の内面に機械的に結合するのが良い。一実施形態では、マウント５４の外面及びシェード管３２の内面は、滑らかであり、機械的カップリング（結合方式）は、圧力嵌め、締り嵌め、摩擦嵌め等である。別の実施形態では、マウント５４の外面は、シェード管３２の内面に形成された長手方向凹部と協働関係をなして嵌合する数個の隆起長手方向突起を有する。この実施形態では、機械的カップリングは、キー止め方式であり、これら手法の組み合わせも又想定される。摩擦抵抗が十分に小さい場合、モータ／コントローラユニット４０を点検又は補修のためにシェード管３２から取り外すことができ、他の実施形態では、モータ／コントローラユニット４０は、接着剤等を用いてシェード管３２内に永続的に固定されるのが良い。
【００３７】
上述したように、回路板ハウジング４４及びマウント５４は、シェード管３２の内面に機械的に結合されるのが良い。したがって、少なくとも３つの互いに異なる実施形態が本発明により想定される。一実施形態では、回路板ハウジング４４とマウント５４の両方がシェード管３２の内面に機械的に結合される。別の実施形態では、回路板ハウジング４４だけがシェード管３２の内面に機械的に結合される。別の実施形態では、マウント５４だけがシェード管３２の内面に機械的に結合される。
【００３８】
ＤＣ歯車モータ５５の出力シャフトは、支持シャフト６０に直接的に（分かりやすくするために図示されていない）又は中間シャフト６２を介して固定される。電動式ローラーシェード２０を設置する場合、支持シャフト６０を支持シャフト６０が回転するのを阻止する取り付けブラケットに取り付ける。（ａ）ＤＣ歯車モータ５５の出力シャフトが取り付けブラケットに固定されている支持シャフト６０に結合されると共に（ｂ）ＤＣ歯車モータ５５がシェード管に機械的に結合されているので、ＤＣ歯車モータ５５の動作により、ＤＣ歯車モータ５５は、固定出力シャフト回りに回転し、それにより、シェード管３２も又、固定出力シャフト回りに回転する。
【００３９】
軸受ハウジング５８が支持シャフト６０に回転可能に結合された１つ又は２つ以上の軸受６４を収容している。好ましい実施形態では、軸受ハウジング５８は、２つの転動体軸受、例えば玉（球形ボール）軸受を収容し、各外レースは、軸受ハウジング５８に取り付けられ、各内レースは、支持シャフト６０に取り付けられる。好ましい実施形態では、２つの玉軸受は、約３／８インチ（０．９５ｃｍ）の間隔を置いて配置され、それにより、約０．８インチ、即ち２０ｍｍの全支持ランド部が与えられ、変形実施形態では、軸受内間隔は、支持シャフト６０の直径の約２倍である。他形式の低摩擦軸受も又、本発明によって想定される。
【００４０】
モータ／コントローラユニット４０は、釣り合わせ利用方式を更に有するのが良い。好ましい実施形態では、モータ／コントローラユニット４０は、中間シャフト６２に取り付けられた固定パーチ５６を有する。この実施形態では、マウント５４は、回転パーチとして機能し、釣り合わせばね６３（分かりやすくするために図５では示されていないが、図６に示されている）が回転パーチ５４及び固定パーチ５６に取り付けられている。中間シャフト６２は、固定パーチ５６の取り付けを容易にするよう形状が六角形であるのが良い。釣り合わせばねに予荷重を加えることにより、有利には、電動式ローラーシェード２０の性能が向上する。
【００４１】
図７Ａ及び図７Ｂは、本発明の変形実施形態としてのモータ／コントローラユニット４０の分解組み立て等角図である。この実施形態では、ハウジング６７は、モータ／コントローラユニット４０の主要なコンポーネントを収容しており、かかるコンポーネントとしては、ＤＣ歯車モータ５５（例えば、ＤＣモータ５０及びモータ歯車減速組立体５２）、上述の支持回路及び電子コンポーネントを備えた１枚又は２枚以上の回路板４７及び少なくとも１つの軸受６４が挙げられる。ＤＣ歯車モータ５５の出力シャフト５３は、支持シャフト６０に固定的に取り付けられ、軸受６４の内レースは、支持シャフト６０に回転可能に取り付けられている。一釣り合わせ型実施形態では、少なくとも１つのぜんまいばね６５がハウジング６７内に設けられ、かかるぜんまいばねは、支持シャフト６０に回転可能に取り付けられている。ハウジング６７は、２つの相補した区分で作られても良く、１本又は２本以上のねじ、リベット等で固定的に又は取り外し可能に接合されても良い。
【００４２】
図７Ｃ、図７Ｄ及び図７Ｅは、本発明の別の変形実施形態としてのモータ／コントローラユニット４０の等角図である。この実施形態では、ハウジング６０は、ＤＣ歯車モータ５５（例えば、ＤＣモータ５０及びモータ歯車減速組立体５２）、上述した支持回路及び電子コンポーネントを備えた１枚又は２枚以上の回路板４７を収容し、ハウジング６９は、少なくとも１つの軸受６４を収容している。ハウジング６８，６９は、互いに取り外し可能に又は永続的に取り付け可能であるのが良い。ＤＣ歯車モータ５５の出力シャフト５３は、支持シャフト６０に固定的に取り付けられ、軸受６４の内レースは、支持シャフト６０に回転可能に取り付けられている。一釣り合わせ型実施形態では、少なくとも１つのぜんまいばね６５がハウジング６９内に設けられ、かかるぜんまいばねは、支持シャフト６０に回転可能に取り付けられている。図示の実施形態は、２つのぜんまいばね６５を有するが、所要の釣り合わせ力、シェード管３２内の有効スペース等に応じて３つ（又は４つ以上）のぜんまいばね６５を用いることができる。ハウジング６８，６９は、２つの相補した区分で作られても良く、１本又は２本以上のねじ、リベット等で固定的に又は取り外し可能に接合されても良い。
【００４３】
図８Ａは、図４及び図５に示された電源ユニット８０の分解組み立て等角図である。電源ユニット８０は、主要構成要素として、電池管８２、外側端キャップ８６及び内側端キャップ８４を有する。外側端キャップ８６は、支持シャフト８８に回転可能に結合された１つ又は２つ以上の軸受９０を収容している。好ましい実施形態では、外側端キャップ８６は、スペーサ９１により離隔された２つの低摩擦転動体軸受、例えば玉（球形ボール）軸受を収容し、各外レースは、外側端キャップ８６に取り付けられ、各内レースは、支持シャフト８８に取り付けられている。他形式の低摩擦軸受も又、本発明により想定される。一変形実施形態では、軸受８６は、単に支承面、好ましくは低摩擦支承面であり、別の変形実施形態では、支持シャフト８８は、外側端キャップ８６に固定的に取り付けられ、外部シェード支持ブラケットは、支持シャフト８８のための支承面を提供する。
【００４４】
図示の実施形態では、外側端キャップ８６は、取り外し可能であり、内側端キャップ８４は、固定されている。他の実施形態では、内側端キャップ８４は、取り外し可能であり、外側端キャップは、固定されているのが良く、両方の端キャップは、取り外し可能であるのが良い等である。取り外し可能な端キャップは、ねじ山付きであっても良く、スロット付きであっても良い等である。
【００４５】
外側端キャップ８６は、電池管８２に結合された正の端子を更に有する。内側端キャップ８４は、電池管８２に結合された正の端子及び導電性ばね８５に結合された負の端子を有する。少なくとも１つの電池を含む電池スタック９２が電池管８２内に納められると、外側端キャップ８６の正の端子は、電池スタック９２内の電池のうちの１つの正の端子に電気的に結合され、内側端キャップ８４の負の端子は、電池スタック９２内の電池のうちの別の１つの負の端子に電気的に結合される。当然のことながら、例えば、導電性ばね８５が電池スタック９２内の電池のうちの１つの正の端子に接触するよう正の端子と負の端子を逆にしても良い。
【００４６】
外側端キャップ８６及び内側端キャップ８４は、シェード管３２の内面に機械的に結合されている。マウント８４の外面及びシェード管３２の内面は、滑らかであり、機械的カップリングは、圧力嵌め、締り嵌め、摩擦嵌め等である。別の実施形態では、マウント８４の外面は、シェード管３２の内面に形成された長手方向凹部と協働関係をなして嵌合する数個の隆起長手方向突起を有する。この実施形態では、機械的カップリングは、キー止め方式であり、これら手法の組み合わせも又想定される。重要なこととして、摩擦抵抗は、電源ユニット８０を点検、補修及び電池交換のためにシェード管３２から取り外すことができるほど十分小さいことが必要である。
【００４７】
好ましい実施形態では、電池スタック９２は、９．６Ｖavgの平均電池スタック電圧を生じさせるよう直列に接続された８つのＤ電池バッテリを含む。バッテリ管８２内に配置可能できる他の電池サイズ並びに他のＤＣ電源も又本発明により想定される。
【００４８】
モータ／コントローラユニット４０及び電源ユニット８０をサブアセンブリとして構成した後においては、電動式ローラーシェード２０の最終組み立ては、極めて簡単である。電気コネクタ４２がシェード管３２の内部キャビティ内で所定の場所まで取り付けられ、電力ケーブル４３は、モータ／コントローラユニット４０の残りの区分が電気コネクタ４２を適切に着座させるまでシェード管３２の外側に残ったままにすることができるほど十分な長さを有する。次に、モータ／コントローラユニット４０の残りの区分をシェード管３２の内部キャビティ内に嵌め込んで軸受ハウジング５８がシェード管３２の端部とほぼ面一をなすようにする。次に、電源ユニット８０を反対側に挿入し、ついには、内側端キャップ８４の正の端子及び負の端子が電気コネクタ４２の端子４１に係合するようにする。外側端キャップ８６は、シェード管３２の端部とほぼ面一をなすべきである。
【００４９】
図８Ｂに示されている変形実施形態では、外側端キャップ８６は、圧力嵌め、締り嵌め、干渉部材、例えばＯリング８９等を用いてシェード管３２の内面に機械的に結合されており、これに対し、内側端キャップ８１は、シェード管３４の内面に機械的には結合されていない。
【００５０】
図８Ｃに示されている変形実施形態では、シェード管３２は、電池管８２として機能し、電池スタック９２は、単に、シェード管３２内に直接挿入され、ついには、バッテリスタック９２の一端が内側端キャップ８４に当接するようにする。外側端キャップ８６の正の端子は、ワイヤ、箔ストリップ、トレース等を用いて内側端キャップ８４の正の端子に結合されている。当然のことながら、正の端子と負の端子を逆にしてそれぞれの負の端子を結合しても良い。
【００５１】
別の変形実施形態では、電池は、シェード管の外部に設けられても良く、電力は、コミュテータ又はスリップリング、誘導技術等を用いてシェード管内に配置されているコンポーネントに提供されても良い。加うるに、外部電池に替えて、ＤＣ電力の外部源、例えばＡＣ／ＤＣ電力変換器、太陽電池等を用いても良い。
【００５２】
図９Ａ及び図９Ｂは、本発明の変形実施形態としての電源ユニットの分解組み立て等角図である。この実施形態では、電源ユニット８０は、支持シャフト８８に回転可能に結合された１つ又は２つ以上の軸受９０を備えたハウジング９５、外部電源から電力を受け取る電力カップリング９３及び電気コネクタ９２に係合する正及び負の端子を有する。電力ケーブル９７（分かりやすくするために想像線で示されている）が電力カップリング９３から支持シャフト８８の中空中央部分を通って外部ＤＣ電源まで延びている。好ましい実施形態では、ハウジング９５は、２つの低摩擦転動体軸受、例えば玉（球形ボール）軸受を収容し、各外レースは、ハウジング９５に取り付けられ、各内レースは、支持シャフト８８に取り付けられている。他形式の低摩擦軸受も又、本発明により想定される。ハウジング９５は、２つの相補した区分で作られても良く、１本又は２本以上のねじ、リベット等で固定的に又は取り外し可能に接合されても良い。
【００５３】
一実施形態では、支持シャフト８８は、支持シャフト８８をシェード管３２の回転軸線に沿って変位させることができるよう玉軸受９０の内レースに摺動可能に取り付けられている。この調節性により、有利には、設置者は、支持シャフト８８の露出部分の長さを調節することにより、支持シャフト８８の端をそれぞれの取り付けブラケットに正確に取り付けることができる。好ましい実施形態では、外側端キャップ８６及びハウジング９５は、支持シャフト８８について約０．５インチ（１２．７ｍｍ）の長手方向運動を生じさせることができる。加うるに、取り付けブラケット５，７，１５，１７は、取り付けブラケットの突出部分が軸受６４，９０の内レースにのみ接触し、電動式ローラーシェード２０が不正確に取り付けられた場合であっても、シェード又はシェード管３２の縁を擦らないようエンボス加工されている。好ましい実施形態では、軸受は、電池寿命をそれほど減少させることなく、設置上の誤差に起因して最大０．１２５インチ（３．１８ｍｍ）の位置合わせ不良を許容することができる。
【００５４】
変形実施形態では、マイクロコントローラは、ワイヤード遠隔制御装置から制御信号を受け取る。これら制御信号は、種々の仕方でマイクロコントローラに提供されるのが良く、かかる仕方としては、例えば、電力ケーブル９７による仕方、電力カップリング９３により許容される追加の信号線による仕方、制御信号カップリング（分かりやすくするために図９Ａ及び図９Ｂには示されていない）により許容される。追加の信号線による仕方等が挙げられる。
【００５５】
本発明の種々の追加の実施形態が図１０〜図１６に記載されている。図１０及び図１１は、釣り合わせ方式を備えていない本発明の変形実施形態を示し、図１０は、電動式ローラーシェード１２０の正面図であり、図１１は、電動式ローラーシェード１２０の長手方向軸線に沿う断面図である。この実施形態では、ＤＣ歯車モータ１５０の出力シャフトは、支持シャフト１６０に取り付けられ、中間シャフトが設けられていない。図１２及び図１３は、釣り合わせ方式を備えた本発明の変形実施形態を示しており、図１２は、電動式ローラーシェード２２０の正面図であり、図１３は、電動式ローラーシェード２２０の長手方向軸線に沿う断面図である。この実施形態では、ＤＣ歯車モータ２５０の出力シャフトは、中間シャフト２６２に取り付けられ、釣り合わせばね（分かりやすくするために図示されていない）が回転パーチ２５４を固定パーチ２５６に結合している。図１４及び図１５は、釣り合わせ方式を備えた本発明の変形実施形態を示しており、図１４は、電動式ローラーシェード３２０の正面図であり、図１５は、電動式ローラーシェード３２０の長手方向軸線に沿う断面図である。この実施形態では、ＤＣ歯車モータ３５０の出力シャフトは、中間シャフト３６２に取り付けられている。ぜんまいばね３９０が中間シャフト３６２をシェード管３３２の内面に結合している。図１６は、図１０〜図１５に示された実施形態としての電動式ローラーシェード組立体１２０，２２０，３２０の等角図である。
【００５６】
電動式ローラーシェード２０は、ワイヤレス又はワイヤード遠隔制御装置を用いて手動で且つ／或いは遠隔的に制御可能である。一般に、マイクロコントローラは、ＤＣ歯車モータ５５の運動を検出して制御し、遠隔制御装置から受け取った指令を復号（デコード）して実行し、電源電圧をモニタする等を行うメモリに記憶された命令を実行する。単一の電動式ローラーシェード２０に２つ以上の遠隔制御装置を用いることができ、単一の遠隔制御装置を２つ以上の電動式ローラーシェード２０に用いることができる。
【００５７】
図１７は、本発明の実施形態に従って電動式ローラーシェード２０を制御する方法４００を示している。一般に、この方法４００は、手動制御部分４０２及び遠隔制御部分４０４を含む。一実施形態では、この方法４００は、手動制御部分４０２を含み、別の実施形態では、方法４００は、遠隔制御部分４０４を含み、好ましい実施形態では、方法４００は、駆動制御部分４０２と遠隔制御部分４０４の両方を含む。
【００５８】
方法４００の手動制御部分４０２の実施の際、シェード２２の手動運動を検出し（４１０）、手動運動と関連した変位量を定量し（４２０）、そして、この変位量が最大変位量未満よりも小さい場合、ＤＣ歯車モータ５５を用いてシェード管３２を回転させることによりシェード２２を別の位置に動かす（４３０）。
【００５９】
一実施形態では、マイクロコントローラは、リードスイッチをモニタすることによってシェード２２の手動下方運動を検出し、変形実施形態では、マイクロコントローラは、エンコーダをモニタするだけである。好ましい実施形態では、初期下方運動又は引きをリードスイッチによって検出した後、マイクロコントローラは、固定モータシャフト５１に対するシェード管３２の回転によって生じたエンコーダパルスを計数し始める。エンコーダパルスが止まると、下方運動が停止し、シェード２２の変位量を求め、次に、最大変位量と比較する。一実施形態では、シェード変位量は、単に、マイクロコントローラにより受け取られたエンコーダパルスの総数であり、最大変位量は、エンコーダパルスの所定数である。別の実施形態では、マイクロコントローラは、エンコーダパルスを直線距離に変換し、次に計算した直線距離を最大変位量、例えば２インチ（５．０８ｃｍ）と比較する。
【００６０】
一例では、エンコーダパルスの最大数は、８０であり、これは、或る特定の実施形態では直線シェード運動の約２インチを表す場合がある。マイクロコントローラにより受け取られたエンコーダパルスの総数が８０以上である場合、マイクロコントローラは、ＤＣ歯車モータ５５を付勢することはせず、シェード２２は、単に新たな位置に留まったままである。他方、マイクロコントローラの受け取ったエンコーダパルスの総数が８０未満であれば、マイクロコントローラは、ＤＣ歯車モータ５５を付勢してシェード管３２を回転させることにより、シェード２２を別の位置に動かす。マイクロコントローラによりシェード２２が別の位置に達したことが判定された後、ＤＣ歯車モータ５５を消勢する。
【００６１】
好ましい実施形態では、マイクロコントローラは、エンコーダパルスの数を蓄積することによってシェード２２の現在の位置を維持する。というのは、シェード２２が既知の位置に展開されているからである。上述したように、既知（例えば、開放）位置が０の累積パルスカウントを有し、種々の中間位置は各々、関連の累積パルスカウント、例えば９６０、１９２０等を有する。シェード２２が下向きの方向に動くと、マイクロコントローラは、累積パルスカウンタを増分し、シェード２２が上向きの方向に動くと、マイクロコントローラは、累積パルスカウンタを減分する。エンコーダから受け取られた各パルスは、１カウントだけ累積パルスカウンタを増減する。当然のことながら、マイクロコントローラは、各パルスカウントを直線距離に変換し、これら計算をインチ、ミリメートル等の単位で実施することができる。
【００６２】
好ましい実施形態では、シェード２２の制限された手動下方運動により、マイクロコントローラは、シェードを現在の位置の真上の位置、例えば、２５％開放、５０％開放、７５％開放、１００％開放等の位置に動かす。これら所定の位置の各々は、関連の累積パルスカウントを有し、マイクロコントローラは、累積パルスカウンタの値が所定位置の累積パルスカウントと比較することによってシェード２２が別の位置に達したかどうかを判定し、累積パルスカウンタが所定位置の累積パルスカウントに等しい場合、シェード２２は、別の位置に達している。
【００６３】
所定位置の他の組、例えば、０％開放、５０％開放、１００％開放；０％開放、３３％開放、６６％開放、１００％開放；０％開放、１０％開放、２０％開放、３０％開放、４０％開放、５０％開放、６０％開放、７０％開放、８０％開放、９０％開放、１００％開放等も又本発明により想定される。有利には、各位置と関連した累積パルスカウントは、ユーザにより１つ又は２つ以上のカスタム（ユーザ指定）位置を設定するよう再プログラム可能である。
【００６４】
シェード２２の手動上方運動を、方向並びに回転量を検出するエンコーダ、例えば増分回転エンコーダ、相対回転エンコーダ、直角位相エンコーダ等を用いて検出すると共に測定することができる。他の実施形態では、シェード２２の制限された上方運動により、マイクロコントローラは、シェードを現在の位置よりも上方の位置に動かす等する。
【００６５】
方法４００の遠隔制御部分４０４の実施の際、遠隔制御装置からの指令を受け取り（４４０）、シェード２２を指令と関連した位置に動かす（４５０）。
【００６６】
好ましい実施形態では、遠隔制御装置は、シェード２２を種々の位置に動かす種々の指令と関連した数個のシェード位置ボタンを有するワイヤレス送信機である。ボタンは、電気機械的であるのが良いスイッチ、例えば瞬時接触スイッチ等、電気的であるのが良いスイッチ、例えばタッチパッド、タッチスクリーン等を作動させる。これらスイッチのうちの１つの作動時、ワイヤレス送信機は、メッセージを電動式ローラーシェード２０に送り、この電動式ローラーシェードは、送信機識別子及び作動されたボタンと関連した指令を有する。好ましい実施形態では、遠隔制御装置は、各シェード位置ボタンがシェードに指令を出してこれを所定の位置に動かすようあらかじめプログラムされている。加うるに、遠隔制御装置機能は、コンピュータプログラム内に具体化されても良く、このプログラムは、有利には、ワイヤレス装置、例えばiPhoneをホストとしてこれにより実行可能である。ワイヤレス装置は、電動式ローラーシェード２０と直接通信することができ又は中間ゲートウェイ、ブリッジ、ルータ、基地局等を介して電動式ローラーシェード２０と通信することができる。
【００６７】
これら好ましい実施形態では、電動式ローラーシェード２０は、ワイヤレス受信機を有し、このワイヤレス受信機は、メッセージを受け取り、復号し、これを次の処理のためにマイクロコントローラに送る。メッセージは、ワイヤレス受信機内に記憶されるのが良く、次に、復号直後にマイクロコントローラに送られるのが良く、或いは、メッセージは、定期的に、例えばマイクロコントローラによる要求時等にマイクロコントローラに送られるのが良い。好ましい一ワイヤレスプロトコルは、Z-Wave Protocolであり、ただし、他のワイヤレス通信プロトコルも又本発明により想定される。
【００６８】
メッセージがマイクロコントローラによって受け取られた後、マイクロコントローラは、指令を解釈し、適当な制御信号をＤＣ歯車モータ５５に送ってシェードを指令に従って動かす。上述したように、ＤＣ歯車モータ５５とシェード管３２は、一緒に回転し、それにより、シェード２２を伸長させ又は引っ込める。加うるに、シェードを動かす前にメッセージを有効にするのが良く、そしてプログラミング中、コマンドを用いてシェードの所定の展開状態を設定するのが良い。
【００６９】
例えば、累積パルスカウンタが３８４０であり、シェード２２が０％開放状態である場合、５０％開放指令を受け取ることにより、マイクロコントローラは、ＤＣ歯車モータ５５を付勢してシェード２２をこの指令された位置まで情報に動かす。シェード２２が動いているとき、マイクロコントローラは、パルスがエンコーダから受け取られるたびごとに累積パルスカウンタを１カウントだけ減分し、累積パルスカウンタが１９２０に達すると、マイクロコントローラは、ＤＣ歯車モータ５５を消勢し、それによりシェード２２を５０％開放位置で停止させる。一実施形態では、シェード２２が動いている間に別の指令が受け取られた場合、マイクロコントローラは、シェード２２の運動を停止するのが良い。例えば、シェード２２が上向きの方向に動いていて、閉鎖（０％開放）指令を受け取ると、マイクロコントローラは、ＤＣ歯車モータ５５を消勢してシェード２２の運動を停止させるのが良い。同様に、シェード２２が下向きの方向に動いていて、１００％開放指令を受け取ると、マイクロコントローラは、ＤＣ歯車モータ５５を消勢してシェード２２の運動を停止させるのが良い。順序に関する他のやり方、例えば、シェード２２を第２の指令と関連した所定の位置に動かすこと等も又本発明により想定される。
【００７０】
好ましい実施形態では、シェードを１００％開放位置に動かす指令は、累積パルスカウンタを０にリセットし、マイクロコントローラは、エンコーダパルスが止まると、ＤＣ歯車モータ５５を消勢する。重要なこととして、動程終了停止部、例えばボトムバー２８、停止部２４，２６等は、シェード２２を１００％開放位置に引っ込めたときに取り付けブラケットに設けられている対応の構造体に係合する。この物理的係合により、シェード管３２の回転が止められると共にＤＣ歯車モータ５５が作動停止される。マイクロコントローラは、エンコーダがパルスの送信を例えば１秒間停止させたことを検出し、そしてＤＣ歯車モータ５５を消勢する。シェード２２が他の方向に動いているとき、マイクロコントローラは、シェード２２があらかじめ設定された限度を超えて伸長するのを阻止するために動程終了パルスカウントをチェックするのが良い。
【００７１】
他の実施形態では、相対パルスカウントを用いてシェード２２の動程量を定量するだけで良い。例えば、シェード２２の現在の位置が１００％開放であり、シェード２２を５０％開放位置に動かす指令を受け取ると、マイクロコントローラは、マイクロコントローラによってエンコーダからの或る特定の数のパルスが受け取られるまで、ＤＣ歯車モータ５５を付勢するだけで良い。換言すると、所定の位置と関連したパルスカウントは、既知の位置以外の真上又は真下の所定の位置に関している。
【００７２】
好ましい実施形態の場合、図１８及び図２５に示されている特定の遠隔制御装置からの指令を受け取るよう電動式ローラーシェード２０をプログラムする一方でシェード２２を種々のあらかじめ設定された又は所定の位置、例えば開放、閉鎖、２５％開放、５０％開放、７５％開放等に展開したり引っ込めたりするよう電動式ローラーシェード２０をプログラムし又は教示する手法が図２０〜図２４に示されている。他のプログラミング方法も又、本発明により想定される。
【００７３】
他の実施形態では、ブレーキを電動式ローラーシェード２０に掛けてシェード２２の運動を停止させると共にシェード２２が新たな位置に動いた後における望ましくない回転又はドリフトを阻止するのが良い。一実施形態では、マイクロコントローラは、１つ又は２つ以上の電気機械式スイッチ、電力ＦＥＴＳ、ＭＯＳＦＥＴＳ等を用いてＤＣ歯車モータ５５の正の端子をＤＣ歯車モータ５５の負の端子に接続してブレーキを掛ける。別の実施形態では、ＤＣ歯車モータ５５の正の端子及び負の端子は、アースに接続されるのが良く、これは、有利には、無視できるほどの電流を流す場合がある。負のアース系では、ＤＣ歯車モータ５５の負端子は、アースに既に接続されており、その結果、マイクロコントローラは、ＤＣ歯車モータ５５の正の端子をアースに接続する必要があるだけである。これとは逆に、正のアース系では、ＤＣ歯車モータ５５の正端子は、アースに既に接続されており、その結果、マイクロコントローラは、ＤＣ歯車モータ５５の負端子をアースに接続する必要があるだけである。
【００７４】
ＤＣ歯車モータ５５の正の端子及び負の端子を上述したように一端接続すると、シェード管３２の回転により、ＤＣ歯車モータ５５は、電圧又は対向起電力を発生させ、これは、ＤＣ歯車モータ５５にフィードバックされて動的制動効果を生じさせる。他の制動機構、例えば摩擦ブレーキ、電気機械式ブレーキ、電磁ブレーキ、永久磁石シングルフェースブレーキ等も又本発明の範囲に含まれる。マイクロコントローラは、シェード２２の手動運動の検出後であってＤＣ歯車モータ５５を付勢してシェード２２を動かす前に、ブレーキを解除する。
【００７５】
変形実施形態では、シェード２２を新たな位置に動かした後、ＤＣ歯車モータ５５の正の端子又は負の端子をアースに接続して最大制動力を掛けてシェード２２を完全に停止させる。次に、マイクロコントローラは、ＤＣ歯車モータ５５の正の端子と負の端子を例えば追加のＭＯＳＦＥＴを用いて低値抵抗器を介して互いに接続し、それにより減少した制動力をシェード２２に掛け、それにより、シェード２２は、ドリフトするのが阻止されるが、ユーザは、シェード２２をそれほど抵抗なく長い変位量にわたって引くことができる。この実施形態では、ブレーキは、シェードの手動運動が検出された後においても解除されず、その目的は、手動運動中における抵抗を小さくすることにある。
【００７６】
図１８〜図２５は、本発明の好ましい実施形態を示す動作流れ図である。図示の機能は、一般に、マイクロコントローラによって実行される命令として具体化される。図１８は、メインループ（Main Loop）５００を示しており、このメインループは、手動制御動作流れ経路、遠隔制御動作流れ経路及び組み合わせ動作流れ経路を有する。メインループ５００は、種々のサブルーチンに進み、サブルーチンとしては、サブルーチン“TugMove”６００（図１９）、サブルーチン“Move25”７００（図２０）、サブルーチン“Move50”８００（図２１）、サブルーチン“Move75”９００（図２２）、サブルーチン“MoveUp”１０００（図２３）、サブルーチン“MoveDown”１１００（図２４）が挙げられ、これらにより制御がメインループ５００に戻される。サブルーチン“Power-Up”１２００（図２５）は、電源投入時に実行され、次に、メインループ５００に進む。
【００７７】
以下、本発明の種々の実施形態としての電動式ローラーシェード２０の一例につき説明する。シェード管３２は、外径１．７５０インチ（４．４４５ｃｍ）及び肉厚０．０６２インチ（０．１５７ｃｍ）のアルミニウム管である。軸受６４，９０は各々、０．２５０インチ（０．６３５ｃｍ）の間隔を置いて位置した３０ｍｍＯＤ×１０ｍｍＩＤ×９ｍｍ幅の２つの鋼ボール軸受を含む。換言すると、電動式ローラーシェード２０の各端部のところに２つずつ、全部で４つの玉軸受が設けられる。
【００７８】
ＤＣ歯車モータ５５は、上述したようにビューラーＤＣ歯車モータ１．６１．０７７．４２３である。電池管８２は、６〜８個のＤ電池アルカリバッテリを収容し、電池の数、保存寿命、シェード管組立体のサイクル等に応じて６Ｖ〜１２Ｖの電圧を供給する。シェード２２は、幅３４インチ（８６．４ｃｍ）、長さ６０インチ（１５２．４ｃｍ）、厚さ０．０３０インチ（０．０７６ｃｍ）、重量０．１００ポンド／立方フィート（１．６２ｋｇ／ｍ3）の柔軟性ファブリック（織物）であり、例えば、Phifer Q89 Wicker/Brownstoneである。直径０．５インチのアルミニウム製円形カーテンバー２８がシェード２２に取り付けられ、それにより靱性並びに動程終了停止部が提供されている。釣り合わせばね６３は、５８インチ（１４７．３ｃｍ）の下方変位量に達した後、１．０〜１．５インチ・ポンド（１．１５〜１．７３ｃｍ・ｋｇ）の釣り合わせトルクをシェード２２に及ぼす時計ばねである。この実施例では、ビューラーＤＣ歯車モータに流れる電流は、摩擦に応じて、０．０６〜０．１２アンペアである。
【００７９】
本発明の多くの特徴及び多くの利点は、詳細な説明から明らかであり、かくして、本発明の真の精神及び範囲に属する本発明のかかる全ての特徴及び利点を含むことは、特許請求の範囲の記載によって意図されている。さらに、多くの改造例及び変形例が当業者には容易に明らかなので、本発明を図示すると共に説明した構成及び作用そのものに限定することは望ましくなく、従って、全ての適当な改造例及び均等例は、本発明の範囲に含まれると言える。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動式ローラーシェードであって、
シェード管を有し、前記シェード管は、
シェードが取り付けられた外面と、
内部キャビティを構成する内面とを含み、
前記シェード管内部キャビティ内に設けられると共に前記シェード管内面に機械的に結合されたモータ／コントローラユニットを有し、前記モータ／コントローラユニットは、
取り付けブラケットに取り付け可能な支持シャフトを含み、
前記支持シャフトに回転可能に結合された少なくとも１つの軸受を含み、
出力シャフトを有するＤＣ歯車モータを含み、前記出力シャフトは、前記支持シャフトが前記取り付けブラケットに取り付けられると、前記出力シャフト及び前記支持シャフトが回転することがないよう前記支持シャフトに結合されており、
前記ＤＣ歯車モータに結合されていて、前記ＤＣ歯車モータを制御するコントローラを含み、前記モータ／コントローラユニットに電気的に結合されると共に前記シェード管内部キャビティ内に設けられた状態で前記シェード管内面に機械的に結合されている電源ユニットを有し、前記電源ユニットは、取り付けブラケットに取り付け可能な支持シャフトを含む、電動式ローラーシェード。
【請求項２】
前記モータ／コントローラユニットは、前記コントローラに結合されていて、ワイヤレス信号を受け取るワイヤレス受信機を含む、請求項１記載の電動式ローラーシェード。
【請求項３】
前記モータ／コントローラユニットは、前記コントローラに結合されていて、ワイヤレス信号を送るワイヤレス送信機を含む、請求項２記載の電動式ローラーシェード。
【請求項４】
前記モータ／コントローラユニットは、
前記シェード管の前記内面に機械的に結合されていて、前記軸受を収納した端キャップと、
前記シェード管の前記内面に機械的に結合されていて、前記ＤＣ歯車モータを取り付けるマウントとを含む、請求項１記載の電動式ローラーシェード。
【請求項５】
前記モータ／コントローラユニットは、歯車モータ減速装置組立体と前記支持シャフトとの間に設けられた中間シャフトを含む、請求項１記載の電動式ローラーシェード。
【請求項６】
前記モータ／コントローラユニットは、
前記ＤＣ歯車モータに取り付けられると共に前記シェード管の前記内面に機械的に結合された固定パーチと、
前記中間シャフトに取り付けられた回転パーチと、
前記固定パーチ及び前記回転パーチに取り付けられたばねとを含む、請求項５記載の電動式ローラーシェード。
【請求項７】
前記モータ／コントローラユニットは、前記コントローラが取り付けられた少なくとも１つの回路板を含む、請求項１記載の電動式ローラーシェード。
【請求項８】
前記モータ／コントローラユニットは、前記回路板が収納されている回路板ハウジングを含む、請求項７記載の電動式ローラーシェード。
【請求項９】
前記モータ／コントローラユニットは、前記シェード管の前記内面に機械的に結合されていて、前記軸受、前記ＤＣモータ及び前記回路板が収納されたハウジングを含む、請求項７記載の電動式ローラーシェード。
【請求項１０】
前記モータ／コントローラユニットは、前記支持シャフトに取り付けられた少なくとも１つのぜんまいばねを含む、請求項９記載の電動式ローラーシェード。
【請求項１１】
前記モータ／コントローラユニットは、
前記ＤＣ歯車モータからの延びるモータシャフトと、
前記モータシャフトに取り付けられた多極電磁石と、
前記回路板に取り付けられていて、前記多極電磁石の回転を検出する少なくとも１つのセンサとを含む、請求項７記載の電動式ローラーシェード。
【請求項１２】
前記電源ユニットは、前記モータ／コントローラユニットに電気的に結合されていて、少なくとも１つの電池を収容する電池管を含む、請求項１記載の電動式ローラーシェード。
【請求項１３】
前記電源ユニットは、
前記支持シャフトに回転可能に結合された少なくとも１つのばねを含み、
前記シェード管の前記内面に機械的に結合されていて、前記軸受を収納した外側端キャップを含み、前記外側端キャップは、前記電池管に電気的に結合された第１の端子を有し、
前記シェード管の前記内面に機械的に結合されていて、前記電池管に電気的に結合された第１の端子及び第２の端子を有する内側端キャップを含み、
前記電池が前記電池管内に納められると、前記外側端キャップの前記第１の端子は、前記電池の第１の端子に電気的に結合され、前記内側端キャップの前記第２の端子は、前記電池の第２の端子に電気的に結合される、請求項１２記載の電動式ローラーシェード。
【請求項１４】
前記電源ユニットは、前記モータ／コントローラユニットに電気的に結合されていて、外部電源から電力を受け取る電力カップリングを含む、請求項１記載の電動式ローラーシェード。
【請求項１５】
前記電力カップリングは、コミュテータリング又はスリップリングを含む、請求項１４記載の電動式ローラーシェード。
【請求項１６】
前記電源ユニット支持シャフトは、前記取り付けブラケットに取り付けられると、回転することがない、請求項１記載の電動式ローラーシェード。
【請求項１７】
ボトムバーを更に有する、請求項１記載の電動式ローラーシェード。
【請求項１８】
少なくとも１つの動程終了停止部を更に有する、請求項１記載の電動式ローラーシェード。
【請求項１９】
前記電源ユニット支持シャフトは、長手方向に調節可能である、請求項１記載の電動式ローラーシェード。
【請求項２０】
前記シェード管は、前記ワイヤレス受信機用のアンテナの近くに設けられた少なくとも１つのスロットを有する、請求項２記載の電動式ローラーシェード。
【請求項２１】
電動式ローラーシェード用の内部モータ／コントローラユニットであって、
取り付けブラケットに取り付け可能な支持シャフトを有し、
シェード管の内面に取り付け可能であって、前記支持シャフトに回転可能に結合された少なくとも１つの軸受を含む端キャップを有し、
出力シャフトを含むＤＣ歯車モータを有し、前記出力シャフトは、前記支持シャフトを前記取り付けブラケットに取り付けると、前記出力シャフト及び前記支持シャフトが回転することがないよう前記支持シャフトに結合されており、
シェード管の内面に取り付け可能なＤＣ歯車モータマウントを有し、
モータコントローラが取り付けられた少なくとも１つの回路板を含む回路板ハウジングを有する、モータ／コントローラユニット。
【請求項２２】
前記モータコントローラに結合されたワイヤレス受信機を更に有する、請求項２１記載のモータ／コントローラユニット。
【請求項２３】
前記支持シャフトに取り付けられた回転パーチと、
前記回転パーチ及び前記マウントに取り付けられたばねとを更に有する、請求項２１記載のモータ／コントローラユニット。
【請求項２４】
前記ＤＣ歯車モータからの延びるモータシャフトと、
前記モータシャフトに取り付けられた多極電磁石と、
前記回路板に取り付けられていて、前記多極電磁石の回転を検出する少なくとも１つのセンサとを更に有する、請求項２１記載のモータ／コントローラユニット。
【請求項２５】
前記端キャップ、前記ＤＣ歯車モータマウント及び前記回路板ハウジングは、前記シェード管の前記内面に取り付け可能な一体形ハウジングを形成している、請求項２１記載のモータ／コントローラユニット。
【請求項２６】
電動式ローラーシェード用の内部モータ／コントローラユニットであって、
取り付けブラケットに取り付け可能な支持シャフトと、
前記支持シャフトに回転可能に結合された少なくとも１つの軸受と、
シェード管の内面に機械的に結合されていて、前記支持シャフトに固定的に取り付けられた出力シャフトを含むＤＣ歯車モータと、
前記ＤＣ歯車モータに結合されていて、前記ＤＣ歯車モータを制御するコントローラとを有し、
前記ＤＣ歯車モータは、前記ＤＣ歯車モータが動作しているとき、前記シェード管と共に回転する、内部モータ／コントローラユニット。
【請求項２７】
電動式ローラーシェード用の内部電源ユニットであって、
少なくとも１つの電池を収容する電池管を有し、
取り付けブラケットに取り付け可能な支持シャフトを有し、
シェード管の内面に取り付け可能な外側端キャップを有し、前記外側端キャップは、前記支持シャフトに回転可能に結合された少なくとも１つの軸受及び前記電池管に電気的に結合された端子を含み、
前記シェード管の前記内面に取り付け可能な内側端キャップを有し、前記内側端キャップは、前記電池管に電気的に結合された第１の端子及び第２の端子を含み、前記電池が前記電池管内に納められると、前記外側端キャップの前記端子は、前記電池の第１の端子に電気的に結合され、前記内側端キャップの前記第２の端子は、前記電池の第２の端子に電気的に結合されるようになっている、電源ユニット。
【請求項２８】
前記支持シャフトは、前記取り付けブラケットに取り付けられると回転することがない、請求項２７記載の電源ユニット。
【請求項２９】
前記支持シャフトは、長手方向に調節可能である、請求項２７記載の電源ユニット。
【請求項３０】
電動式ローラーシェード用の内部電源ユニットであって、
取り付けブラケットに取り付け可能な支持シャフトを有し、
シェード管の内面に取り付け可能な外側端キャップを有し、前記外側端キャップは、前記支持シャフトに回転可能に結合された少なくとも１つの軸受及び電池端子を含み、
前記シェード管の前記内面に取り付け可能な内側端キャップを有し、前記内側端キャップは、電池端子を含み、
少なくとも１つの電池を収容する電池管を有し、
前記電池管、前記外側端キャップ及び前記内側端キャップは、前記シェード管と共に回転する、内部電源ユニット。
【請求項３１】
電動式ローラーシェード用の内部電源ユニットであって、
取り付けブラケットに取り付け可能な支持シャフトを有し、
シェード管の内面に取り付け可能な外側端キャップを有し、前記外側端キャップは、前記支持シャフトに回転可能に結合された少なくとも１つの軸受及び電池端子を含み、
前記シェード管の前記内面に取り付け可能な内側端キャップを有し、前記内側端キャップは、電池端子を含み、
前記外側端キャップ、前記内側端キャップ及び前記シェード管の前記内面の一部分は、少なくとも１つの電池を収容する電池コンパートメントを構成し、
前記外側端キャップ及び前記内側端キャップは、前記シェード管と共に回転する、内部電源ユニット。
【請求項１】
電動式ローラーシェードであって、
シェード管を有し、前記シェード管は、
シェードが取り付けられた外面と、
内部キャビティを構成する内面とを含み、
前記シェード管内部キャビティ内に設けられると共に前記シェード管内面に機械的に結合されたモータ／コントローラユニットを有し、前記モータ／コントローラユニットは、
取り付けブラケットに取り付け可能な支持シャフトを含み、
前記支持シャフトに回転可能に結合された少なくとも１つの軸受を含み、
出力シャフトを有するＤＣ歯車モータを含み、前記出力シャフトは、前記支持シャフトが前記取り付けブラケットに取り付けられると、前記出力シャフト及び前記支持シャフトが回転することがないよう前記支持シャフトに結合されており、
前記ＤＣ歯車モータに結合されていて、前記ＤＣ歯車モータを制御するコントローラを含み、前記モータ／コントローラユニットに電気的に結合されると共に前記シェード管内部キャビティ内に設けられた状態で前記シェード管内面に機械的に結合されている電源ユニットを有し、前記電源ユニットは、取り付けブラケットに取り付け可能な支持シャフトを含む、電動式ローラーシェード。
【請求項２】
前記モータ／コントローラユニットは、前記コントローラに結合されていて、ワイヤレス信号を受け取るワイヤレス受信機を含む、請求項１記載の電動式ローラーシェード。
【請求項３】
前記モータ／コントローラユニットは、前記コントローラに結合されていて、ワイヤレス信号を送るワイヤレス送信機を含む、請求項２記載の電動式ローラーシェード。
【請求項４】
前記モータ／コントローラユニットは、
前記シェード管の前記内面に機械的に結合されていて、前記軸受を収納した端キャップと、
前記シェード管の前記内面に機械的に結合されていて、前記ＤＣ歯車モータを取り付けるマウントとを含む、請求項１記載の電動式ローラーシェード。
【請求項５】
前記モータ／コントローラユニットは、歯車モータ減速装置組立体と前記支持シャフトとの間に設けられた中間シャフトを含む、請求項１記載の電動式ローラーシェード。
【請求項６】
前記モータ／コントローラユニットは、
前記ＤＣ歯車モータに取り付けられると共に前記シェード管の前記内面に機械的に結合された固定パーチと、
前記中間シャフトに取り付けられた回転パーチと、
前記固定パーチ及び前記回転パーチに取り付けられたばねとを含む、請求項５記載の電動式ローラーシェード。
【請求項７】
前記モータ／コントローラユニットは、前記コントローラが取り付けられた少なくとも１つの回路板を含む、請求項１記載の電動式ローラーシェード。
【請求項８】
前記モータ／コントローラユニットは、前記回路板が収納されている回路板ハウジングを含む、請求項７記載の電動式ローラーシェード。
【請求項９】
前記モータ／コントローラユニットは、前記シェード管の前記内面に機械的に結合されていて、前記軸受、前記ＤＣモータ及び前記回路板が収納されたハウジングを含む、請求項７記載の電動式ローラーシェード。
【請求項１０】
前記モータ／コントローラユニットは、前記支持シャフトに取り付けられた少なくとも１つのぜんまいばねを含む、請求項９記載の電動式ローラーシェード。
【請求項１１】
前記モータ／コントローラユニットは、
前記ＤＣ歯車モータからの延びるモータシャフトと、
前記モータシャフトに取り付けられた多極電磁石と、
前記回路板に取り付けられていて、前記多極電磁石の回転を検出する少なくとも１つのセンサとを含む、請求項７記載の電動式ローラーシェード。
【請求項１２】
前記電源ユニットは、前記モータ／コントローラユニットに電気的に結合されていて、少なくとも１つの電池を収容する電池管を含む、請求項１記載の電動式ローラーシェード。
【請求項１３】
前記電源ユニットは、
前記支持シャフトに回転可能に結合された少なくとも１つのばねを含み、
前記シェード管の前記内面に機械的に結合されていて、前記軸受を収納した外側端キャップを含み、前記外側端キャップは、前記電池管に電気的に結合された第１の端子を有し、
前記シェード管の前記内面に機械的に結合されていて、前記電池管に電気的に結合された第１の端子及び第２の端子を有する内側端キャップを含み、
前記電池が前記電池管内に納められると、前記外側端キャップの前記第１の端子は、前記電池の第１の端子に電気的に結合され、前記内側端キャップの前記第２の端子は、前記電池の第２の端子に電気的に結合される、請求項１２記載の電動式ローラーシェード。
【請求項１４】
前記電源ユニットは、前記モータ／コントローラユニットに電気的に結合されていて、外部電源から電力を受け取る電力カップリングを含む、請求項１記載の電動式ローラーシェード。
【請求項１５】
前記電力カップリングは、コミュテータリング又はスリップリングを含む、請求項１４記載の電動式ローラーシェード。
【請求項１６】
前記電源ユニット支持シャフトは、前記取り付けブラケットに取り付けられると、回転することがない、請求項１記載の電動式ローラーシェード。
【請求項１７】
ボトムバーを更に有する、請求項１記載の電動式ローラーシェード。
【請求項１８】
少なくとも１つの動程終了停止部を更に有する、請求項１記載の電動式ローラーシェード。
【請求項１９】
前記電源ユニット支持シャフトは、長手方向に調節可能である、請求項１記載の電動式ローラーシェード。
【請求項２０】
前記シェード管は、前記ワイヤレス受信機用のアンテナの近くに設けられた少なくとも１つのスロットを有する、請求項２記載の電動式ローラーシェード。
【請求項２１】
電動式ローラーシェード用の内部モータ／コントローラユニットであって、
取り付けブラケットに取り付け可能な支持シャフトを有し、
シェード管の内面に取り付け可能であって、前記支持シャフトに回転可能に結合された少なくとも１つの軸受を含む端キャップを有し、
出力シャフトを含むＤＣ歯車モータを有し、前記出力シャフトは、前記支持シャフトを前記取り付けブラケットに取り付けると、前記出力シャフト及び前記支持シャフトが回転することがないよう前記支持シャフトに結合されており、
シェード管の内面に取り付け可能なＤＣ歯車モータマウントを有し、
モータコントローラが取り付けられた少なくとも１つの回路板を含む回路板ハウジングを有する、モータ／コントローラユニット。
【請求項２２】
前記モータコントローラに結合されたワイヤレス受信機を更に有する、請求項２１記載のモータ／コントローラユニット。
【請求項２３】
前記支持シャフトに取り付けられた回転パーチと、
前記回転パーチ及び前記マウントに取り付けられたばねとを更に有する、請求項２１記載のモータ／コントローラユニット。
【請求項２４】
前記ＤＣ歯車モータからの延びるモータシャフトと、
前記モータシャフトに取り付けられた多極電磁石と、
前記回路板に取り付けられていて、前記多極電磁石の回転を検出する少なくとも１つのセンサとを更に有する、請求項２１記載のモータ／コントローラユニット。
【請求項２５】
前記端キャップ、前記ＤＣ歯車モータマウント及び前記回路板ハウジングは、前記シェード管の前記内面に取り付け可能な一体形ハウジングを形成している、請求項２１記載のモータ／コントローラユニット。
【請求項２６】
電動式ローラーシェード用の内部モータ／コントローラユニットであって、
取り付けブラケットに取り付け可能な支持シャフトと、
前記支持シャフトに回転可能に結合された少なくとも１つの軸受と、
シェード管の内面に機械的に結合されていて、前記支持シャフトに固定的に取り付けられた出力シャフトを含むＤＣ歯車モータと、
前記ＤＣ歯車モータに結合されていて、前記ＤＣ歯車モータを制御するコントローラとを有し、
前記ＤＣ歯車モータは、前記ＤＣ歯車モータが動作しているとき、前記シェード管と共に回転する、内部モータ／コントローラユニット。
【請求項２７】
電動式ローラーシェード用の内部電源ユニットであって、
少なくとも１つの電池を収容する電池管を有し、
取り付けブラケットに取り付け可能な支持シャフトを有し、
シェード管の内面に取り付け可能な外側端キャップを有し、前記外側端キャップは、前記支持シャフトに回転可能に結合された少なくとも１つの軸受及び前記電池管に電気的に結合された端子を含み、
前記シェード管の前記内面に取り付け可能な内側端キャップを有し、前記内側端キャップは、前記電池管に電気的に結合された第１の端子及び第２の端子を含み、前記電池が前記電池管内に納められると、前記外側端キャップの前記端子は、前記電池の第１の端子に電気的に結合され、前記内側端キャップの前記第２の端子は、前記電池の第２の端子に電気的に結合されるようになっている、電源ユニット。
【請求項２８】
前記支持シャフトは、前記取り付けブラケットに取り付けられると回転することがない、請求項２７記載の電源ユニット。
【請求項２９】
前記支持シャフトは、長手方向に調節可能である、請求項２７記載の電源ユニット。
【請求項３０】
電動式ローラーシェード用の内部電源ユニットであって、
取り付けブラケットに取り付け可能な支持シャフトを有し、
シェード管の内面に取り付け可能な外側端キャップを有し、前記外側端キャップは、前記支持シャフトに回転可能に結合された少なくとも１つの軸受及び電池端子を含み、
前記シェード管の前記内面に取り付け可能な内側端キャップを有し、前記内側端キャップは、電池端子を含み、
少なくとも１つの電池を収容する電池管を有し、
前記電池管、前記外側端キャップ及び前記内側端キャップは、前記シェード管と共に回転する、内部電源ユニット。
【請求項３１】
電動式ローラーシェード用の内部電源ユニットであって、
取り付けブラケットに取り付け可能な支持シャフトを有し、
シェード管の内面に取り付け可能な外側端キャップを有し、前記外側端キャップは、前記支持シャフトに回転可能に結合された少なくとも１つの軸受及び電池端子を含み、
前記シェード管の前記内面に取り付け可能な内側端キャップを有し、前記内側端キャップは、電池端子を含み、
前記外側端キャップ、前記内側端キャップ及び前記シェード管の前記内面の一部分は、少なくとも１つの電池を収容する電池コンパートメントを構成し、
前記外側端キャップ及び前記内側端キャップは、前記シェード管と共に回転する、内部電源ユニット。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図７Ｄ】
【図７Ｅ】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図８Ｃ】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図１Ｂ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図７Ｄ】
【図７Ｅ】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図８Ｃ】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【公表番号】特表２０１３−５２０５９４（Ｐ２０１３−５２０５９４Ａ）
【公表日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５５５１０６（Ｐ２０１２−５５５１０６）
【出願日】平成２３年２月２３日（２０１１．２．２３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１１／０２５８８９
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／１０６３９７
【国際公開日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【出願人】（５１２２１９８５１）ホームラン ホールディングス コーポレイション (2)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２３日（２０１１．２．２３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１１／０２５８８９
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／１０６３９７
【国際公開日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【出願人】（５１２２１９８５１）ホームラン ホールディングス コーポレイション (2)
【Ｆターム（参考）】
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