JP2000245129A - 自動ドア - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】複数個の磁気センサを集中的に配置することに
よって配線が複雑になるのを防止して製造を容易にす
る。 【解決手段】鴨居４には複数個のコイル１１を配列した
固定子１が設けられる。可動子２は複数の磁極が交互に
異磁極となるように設けられた永久磁石２１を備え、ド
ア体３の上縁に沿って配置される。鴨居４の中央部には
可動子２の位置を検出する複数個の磁気センサ１２１〜
１２３を備えたセンサブロック１２が配置される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リニアモータを用
いてドア体を走行させる自動ドアに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動ドアの駆動源としては回転
形のモータが広く用いられているが、モータに設けたブ
ラシや軸受などで騒音が生じるとともに、減速用のギア
やモータの回転をドアの走行に変換するための機構によ
っても騒音が生じ、さらにはドアが振動しやすく、ドア
の振動による騒音も発生するものであるから、発生する
騒音が大きいという問題がある。

【０００３】これに対してドアの駆動源として可動子が
直進移動するリニアモータを用いることが考えられてお
り、リニアモータでは減速用のギアや回転移動を直進移
動に変換する機構などが存在しないから、騒音が大幅に
低減されることになる。リニアモータには、固定子に永
久磁石を用いるとともに可動子にコイルを用いたものや
（たとえば特開平１０−２５９６５号公報）、固定子に
電磁石を用いるとともに可動子に永久磁石を用いたもの
（たとえば、実願平３−３９３７８号公報）が知られて
いる。

【０００４】ところで、固定子にコイルを設けたリニア
モータとして、図３に示すように、コイルにより励磁さ
れるコイル１１を複数個配列して固定子１を構成し、永
久磁石２１を用いた可動子２をコイル１１に対向するよ
うに配置したものが考えられる。可動子２の移動方向に
おいて隣接するコイル１１の間の距離は、可動子２の移
動方向における固定子１のコイル１１の寸法より大き
く、かつその寸法の２倍よりは小さく設定される。

【０００５】このような構成のリニアモータを自動ドア
に用いる場合には、ドア体３の上部に可動子２を埋込配
置し、ドア体３が走行するドア枠の鴨居４に固定子１を
取り付けることになる。このような構造であれば、固定
子１と可動子２とを上下に対向させるだけであるから、
鴨居４にドア体３の上部を受けて案内するための溝を形
成しておけばドア体３を保持して走行させることができ
る。コイル１１への通電のタイミングは可動子２の位置
に応じて制御される。可動子２の位置は、永久磁石２１
の磁極を検出する磁気センサ１２１〜１２３により検出
される。コイル１１の相数はたとえば３相であって、各
相のコイル１１の中心付近にそれぞれ磁気センサ１２１
〜１２３が配置される。つまり、磁気センサ１２１〜１
２３は固定子１の全長に亘って等間隔で配置されること
になる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、固定子
１の全長に亘って磁気センサ１２１〜１２３が等間隔で
配置されていると、磁気センサ１２１〜１２３が分散し
て配置されることになり、配線が複雑になって製造作業
が面倒になる。また、上述した従来構成では、コイル１
１の中に磁気センサ１２１〜１２３が配置されているか
ら、コイル１１への通電時にコイル１１の周囲に生じる
磁界の影響を受けやすく、可動子２の位置を誤検出する
可能性もある。

【０００７】本発明は上記事由に鑑みて為されたもので
あり、その目的は、複数個の磁気センサを集中的に配置
することによって配線が複雑になるのを防止して製造を
容易にし、かつコイルの影響を受けにくい位置に磁気セ
ンサを配置することにより可動子の位置を誤検出するこ
とがない自動ドアを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、ドア
枠にドア体の走行方向に沿って配置した固定子と、ドア
体に走行方向において複数の磁極が交互に異磁極となる
ように設けられた永久磁石を備える可動子と、固定子に
ドア体の走行方向に沿って配列された複数個のコイル
と、可動子の位置を検出する複数個の磁気センサを備え
たセンサブロックと、前記永久磁石との相互作用により
ドア体を移動させる推力を生じさせるようにセンサブロ
ックにより検出した可動子の位置に応じたタイミングで
各コイルへの通電を制御する制御手段とを備え、前記固
定子に設けたコイルのうちの一部に代えて前記センサブ
ロックが配置されているものである。この構成によれ
ば、可動子の位置を検出するための複数個の磁気センサ
をセンサブロックとして一箇所にまとめているから、分
散して配置された磁気センサに個々に配線を施す場合に
比較すると配線が簡単になって製造が容易になる。ま
た、固定子に設けたコイルの一部に代えてセンサブロッ
クを配置しているから、コイル内に磁気センサを配置す
る場合のような誤検知が発生せず、しかも一部のコイル
が間引かれるものの他のコイル間の距離には変化がない
から、コイルを間引かない場合と同じタイミングでコイ
ルに通電すればよいのであって、コイルへの通電の制御
が煩雑になることはない。

【０００９】請求項２の発明は、ドア枠にドア体の走行
方向に沿って配置した固定子と、ドア体に走行方向にお
いて複数の磁極が交互に異磁極となるように設けられた
永久磁石を備える可動子と、固定子にドア体の走行方向
に沿って配列された複数個のコイルと、可動子の位置を
検出する複数個の磁気センサを備えたセンサブロック
と、前記永久磁石との相互作用によりドア体を移動させ
る推力を生じさせるようにセンサブロックにより検出し
た可動子の位置に応じたタイミングで各コイルへの通電
を制御する制御手段とを備え、前記可動子の移動範囲は
固定子の全長の２倍以下に設定され、前記センサブロッ
クは可動子の移動範囲の中央部にコイルに代えて配置さ
れているものである。この構成によれば、請求項１の発
明の作用を奏するのはもちろんのこと、１個のセンサブ
ロックでコイルへの通電を制御することができるから、
磁気センサの個数が少なくなって低コストの自動ドアを
提供することが可能になる。

【００１０】

【発明の実施の形態】本実施形態は、図１に示すよう
に、自動ドアのドア体３の上縁に沿ってドア体３の走行
方向の全長に亘る永久磁石２１を用いた可動子２を取り
付け、ドア枠の一部を構成してドア体３の上部を保持す
る鴨居４に、可動子２と対向するように固定子１を設け
たものである。可動子２を構成する永久磁石２１は可動
子２の移動方向におけるドア体３の全長に等しい寸法を
有している。

【００１１】固定子１は複数個のコイル１１を可動子２
の移動方向（ドア体３の走行方向）に沿って配列したも
のであって、可動子２の移動方向（固定子１の長手方
向）における固定子１の中央部には１個のコイル１１に
相当する欠落部分を設け、固定子１の他の部位ではコイ
ル１１を等間隔に配列してある。図示例では各コイル１
１として空芯コイルを用いている。ただし、各コイル１
１には鉄芯を設けてもよい。本実施形態ではコイル１１
の相数を３相としてあり、これらのコイル１１をＹ結線
し、２相ずつ通電する方式を採用している。

【００１２】コイル１１の欠落部位には、磁気センサ１
２１，１２２，１２３を備えるセンサブロック１２を配
置してある。つまり、等間隔で配列されたコイル１１の
１個に代えてセンサブロック１２を配置しているのであ
る。センサブロック１２を配置する部位は、固定子１の
長手方向の中央部に限定されるものではなく、本実施形
態にあっては、ドア体３の位置にかかわらず可動子２と
対向可能な位置であればよい。

【００１３】可動子２を構成する永久磁石２１はドア体
３の走行方向において複数の磁極２２が交互に異極性と
なるように設けられている。また、可動子２において隣
接する磁極２２の間の距離は一定になっている。この可
動子２は１つの磁性体に複数の磁極２２を同時に着磁し
て形成するか、複数個の永久磁石２１を保持台に取り付
けることによって形成される。

【００１４】本実施形態では、固定子１においてセンサ
ブロック１２に隣接するコイル１１以外は、隣接する各
一対のコイル１１間の距離（ピッチ）を一定として配列
してあり、また、可動子２の磁極２２の間の距離も一定
としてある。コイル１１を一定ピッチで配置してある部
位におけるコイル１１間の距離は、可動子２の磁極２２
の間の距離の１０／６倍に定められている。つまり、コ
イル１１間の距離の６倍が磁極２２間の距離の１０倍に
等しくなる。具体的には、可動子２の磁極２２の間の距
離がＬであるとすると、磁極２２を形成する空芯コイル
の直径が３Ｌ／２になり、隣接する空芯コイルの間隔が
Ｌ／６になるように設定してある。したがって、６個の
空芯コイルが占める長さ寸法は、（３Ｌ／２＋Ｌ／６）
×６＝１０Ｌであり、可動子２の磁極２２の間の距離Ｌ
の１０倍に等しくなる。

【００１５】図１におけるφ１，φ２，φ３の符号は各
コイル１１の相を示している。ここで、アポストロフィ
が付加されている相のコイル１１は、アポストロフィが
付加されていない同符号のコイル１１と同時に通電され
るが通電の向きが逆向きになることを意味している。た
とえば、φ１に対応するコイル１１に上から見て右回り
に通電されるときには、φ１’に対応するコイル１１に
は左回りに通電される。図示例ではコイル１１をφ１，
φ２’，φ３，φ１’，φ２，φ３’の順で配列してあ
り、２相ずつに順次通電することにより、φ１，φ２→
φ２，φ３→φ３，φ１→φ１，φ２というように循環
的に通電する。また、隣接する２相は互いに逆向きに通
電される。たとえば、図１においてφ１，φ３が励磁さ
れるときに、φ１に対応するコイル１１とφ３に対応す
るコイル１１とは逆向きに通電される。言い換えると、
固定子１において隣接している２個ずつのコイル１１が
同時に同じ向きに通電され、通電されている２個のコイ
ル１１の組の左右に隣接しているコイル１１には通電さ
れず、通電されないコイル１１を挟んで左右両側のコイ
ル１１の組は互いに逆向きに通電されることになる。

【００１６】上記構成では、ドア体３は、固定子１に設
けたコイル１１に流れる電流と、可動子２に設けた永久
磁石２１の磁界とにより生じる電磁力の反力として推力
を受けるものであり、可動子２（ドア体３）を直進移動
させるには、可動子２の位置に応じて各コイル１１に通
電するタイミングを設定する必要がある。そこで、可動
子２の位置を検出する手段として、本実施形態ではホー
ル素子からなる３個の磁気センサ１２１〜１２３を用い
ている。３個の磁気センサ１２１〜１２３は、図２に示
すように１つの基板１２４に実装されてセンサブロック
１２を構成している。

【００１７】センサブロック１２では図２の左からφ
１，φ２，φ３に対応する各磁気センサ１２１〜１２３
が順に配列される。また、可動子２の磁極２２の幅寸法
をＬとするときに、コイル１１の直径が３Ｌ／２とな
り、コイル１１の間隔がＬ／６となり、さらに、センサ
ブロック１２に隣接するコイル１１の中心から磁気セン
サ１２２までの距離が５Ｌ／３、磁気センサ１２１〜１
２３同士の距離が２Ｌ／３になるように配置してある。
このような構成を採用すれば、各コイル１１ごとに磁気
センサ１２１〜１２３を設ける必要がなくなり、磁気セ
ンサ１２１〜１２３の個数が従来構成よりも大幅に低減
されることになる。

【００１８】いま、可動子２を固定子１に対して図２の
左向きに移動させるものとする。また、説明を簡単にす
るために図示するコイル１１の右側で紙背に向かって電
流が流れる場合の通電向きを正方向、コイル１１の左側
で紙背に向かって電流が流れる場合の通電向きを負方向
と呼ぶことにする。言い換えると、コイル１１を上から
見たときに、左回りに電流が流れる場合が正方向、右回
りに電流が流れる場合が負方向である。各磁気センサ１
２１，１２２，１２３は、可動子２の磁極２２がＳ極か
らＮ極に変化すると、それぞれφ１のコイル１１に正方
向、φ３のコイル１１に負方向で通電する状態、φ２の
コイル１１に正方向、φ１のコイル１１に負方向で通電
する状態、φ３のコイル１１に正方向、φ２のコイル１
１に負方向で通電する状態に通電向きを切り換えさせ
る。また、可動子２の磁極２２がＮ極からＳ極に変化す
るときには固定子１のφ１，φ２，φ３に対応する各コ
イル１１の通電向きの関係は逆になる。磁気センサ１２
１〜１２３に基づく各コイル１１への通電は、図示して
いない制御手段により制御される。

【００１９】このような条件で各コイル１１に通電した
とすると、可動子２は図２の左向きに推力を受けること
になる。このようにして、可動子２の移動に伴ってφ
１，φ２，φ３の各コイル１１の通電向きが変化し、可
動子２は左向きに推力を受けることになる。

【００２０】本実施形態の構成では、図３に示した従来
構成に対して固定子２が２倍の長さを有しているから、
推力はほぼ２倍になる。また、磁気センサ１２１〜１２
３の個数は従来構成よりも大幅に低減されることにな
る。

【００２１】なお、センサブロック１２を配置する部位
は固定子１の長手方向の中央部に限定されるものではな
く、上述のようにドア体３の走行範囲において可動子２
とつねに対向可能な位置であればよい。また、センサブ
ロック１２の個数も１個に限定されるものではなく、適
宜位置の複数個のコイル１１に代えてセンサブロック１
２を設けるようにしてもよい。上述した各実施形態にお
けるコイル１１や永久磁石ブロックの構成や配置は一例
であって、本発明の技術的思想の範囲内で他の構成や配
置を採用し得るのは言うまでもない。

【００２２】

【発明の効果】請求項１の発明は、ドア枠にドア体の走
行方向に沿って配置した固定子と、ドア体に走行方向に
おいて複数の磁極が交互に異磁極となるように設けられ
た永久磁石を備える可動子と、固定子にドア体の走行方
向に沿って配列された複数個のコイルと、可動子の位置
を検出する複数個の磁気センサを備えたセンサブロック
と、前記永久磁石との相互作用によりドア体を移動させ
る推力を生じさせるようにセンサブロックにより検出し
た可動子の位置に応じたタイミングで各コイルへの通電
を制御する制御手段とを備え、前記固定子に設けたコイ
ルのうちの一部に代えて前記センサブロックが配置され
ているものであり、可動子の位置を検出するための複数
個の磁気センサをセンサブロックとして一箇所にまとめ
ているから、分散して配置された磁気センサに個々に配
線を施す場合に比較すると配線が簡単になって製造が容
易になるという効果がある。また、固定子に設けたコイ
ルの一部に代えてセンサブロックを配置しているから、
コイル内に磁気センサを配置する場合のような誤検知が
発生しないという効果があり、しかも一部のコイルが間
引かれるものの他のコイル間の距離には変化がないか
ら、コイルを間引かない場合と同じタイミングでコイル
に通電すればよいのであって、コイルへの通電の制御が
煩雑にならないという効果がある。

【００２３】請求項２の発明は、ドア枠にドア体の走行
方向に沿って配置した固定子と、ドア体に走行方向にお
いて複数の磁極が交互に異磁極となるように設けられた
永久磁石を備える可動子と、固定子にドア体の走行方向
に沿って配列された複数個のコイルと、可動子の位置を
検出する複数個の磁気センサを備えたセンサブロック
と、前記永久磁石との相互作用によりドア体を移動させ
る推力を生じさせるようにセンサブロックにより検出し
た可動子の位置に応じたタイミングで各コイルへの通電
を制御する制御手段とを備え、前記可動子の移動範囲は
固定子の全長の２倍以下に設定され、前記センサブロッ
クは可動子の移動範囲の中央部にコイルに代えて配置さ
れているものであり、請求項１の発明と同様の効果を奏
する上に、１個のセンサブロックでコイルへの通電を制
御することができるから、磁気センサの個数が少なくな
って低コストの自動ドアを提供することが可能になると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の全体構成を示す概略構成
図である。

【図２】同上の要部を示す概略構成図である。

【図３】従来構成を示す概略構成図である。

【符号の説明】

１ 固定子 ２ 可動子 ３ ドア体 ４ 鴨居 １１ コイル １２ センサブロック ２１ 永久磁石 ２２ 磁極 １２１〜１２３ 磁気センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 志方 宣之 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 斎藤 潤 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 Ｆターム(参考） 2E052 AA01 CA07 DA02 DB02 EA15 EB01 GA07 GB12 GD05 KA13 KA14 KA15 5H641 BB06 BB19 GG02 GG04 GG05 GG11 GG26 GG28 HH03 HH05

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ドア枠にドア体の走行方向に沿って配置
   した固定子と、ドア体に走行方向において複数の磁極が
   交互に異磁極となるように設けられた永久磁石を備える
   可動子と、固定子にドア体の走行方向に沿って配列され
   た複数個のコイルと、可動子の位置を検出する複数個の
   磁気センサを備えたセンサブロックと、前記永久磁石と
   の相互作用によりドア体を移動させる推力を生じさせる
   ようにセンサブロックにより検出した可動子の位置に応
   じたタイミングで各コイルへの通電を制御する制御手段
   とを備え、前記固定子に設けたコイルのうちの一部に代
   えて前記センサブロックが配置されていることを特徴と
   する自動ドア。
2. 【請求項２】 ドア枠にドア体の走行方向に沿って配置
   した固定子と、ドア体に走行方向において複数の磁極が
   交互に異磁極となるように設けられた永久磁石を備える
   可動子と、固定子にドア体の走行方向に沿って配列され
   た複数個のコイルと、可動子の位置を検出する複数個の
   磁気センサを備えたセンサブロックと、前記永久磁石と
   の相互作用によりドア体を移動させる推力を生じさせる
   ようにセンサブロックにより検出した可動子の位置に応
   じたタイミングで各コイルへの通電を制御する制御手段
   とを備え、前記可動子の移動範囲は固定子の全長の２倍
   以下に設定され、前記センサブロックは可動子の移動範
   囲の中央部にコイルに代えて配置されていることを特徴
   とする自動ドア。