JP2002004713A - 自動ドア - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ドア体の走行距離がドア体の幅寸法より短くな
るのを防止した自動ドアを提供する。 【解決手段】ドア体６の上部にはドア体６の走行方向に
おいて複数の磁極２２が交互に異極となるように走行方
向の略全体に亘って設けられた永久磁石２１を具備する
可動子２が設けられている。またドア体６の上部を保持
する鴨居には、ドア体６の走行範囲の略全体に亘って複
数個のコイルからなる固定子と、永久磁石２１の磁極２
２を検出することによって固定子に対向する可動子２の
相対位置を検出する２つの磁気センサブロック３ａ，３
ｂとが配置されている。ここで、２つの磁気センサブロ
ック３ａ，３ｂは、ドア体６の走行範囲における略中央
の位置を間にして、走行方向における永久磁石２１の設
置幅よりも短い間隔で走行方向に沿って配置される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動ドアに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ドア体を開閉させる駆動源と
してリニアモータを用いた自動ドアが提供されている。
図６及び図７に示すように、自動ドアのドア体（引き
戸）６の上部に永久磁石を具備する可動子２を取り付
け、縦枠５２，５２並びに敷居５３とともにドア枠５０
の一部を構成してドア体６の上部を保持する鴨居５１
に、可動子２と対向するようにして固定子１を設けてい
る。また、鴨居５１の内部には後述する制御回路ブロッ
ク４が収納されている。

【０００３】可動子２は、図７に示すように、固定子１
と対向するドア体６の上面に略全長に亘って形成された
磁性材料よりなる可動子ヨーク２３と、ドア体６の走行
方向において複数の磁極２２が一定の間隔Ｌで交互に異
極となるように可動子ヨーク２３の上面に配設された永
久磁石２１とで構成され、可動子ヨーク２３によって永
久磁石２１の磁極２２同士が磁気的に結合される。

【０００４】一方、固定子１は、ドア体６の上面と対向
する鴨居５１の下面に鴨居５１の略全長に亘って形成さ
れた磁性材料よりなる固定子ヨーク１４と、鉄心１１及
び略円筒状であって筒内に鉄心１１が挿入されコイル１
２が巻回されたコイルボビン１３を備え固定子ヨーク１
４の下面にドア体６の走行方向に沿って複数個配設され
た電磁石１０とで構成され、各電磁石１０は固定子ヨー
ク１４によって磁気的に結合される。ここで、各電磁石
１０のコイル１２の相数を３相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）としてあ
り、これらのコイル１２をＹ結線し、２相づつ通電する
方式を採用している。

【０００５】固定子１では、隣接する電磁石１０の間の
距離を一定として配列してあり、可動子２の永久磁石２
１を構成する各磁極２２の間隔をＬとすると、電磁石１
０は（５×Ｌ／３）の間隔で配列されている。そして、
ドア体６の走行方向における鴨居５１の略中央には、電
磁石１０の間隔を上記一定間隔よりも永久磁石２１の磁
極２２の２極分（２Ｌ）だけ広くした空間が設けてあっ
て、この空間に固定子１に対する可動子２の相対的な位
置を検出するための複数のホール素子３１を具備した磁
気センサブロック３が配置されている。

【０００６】磁気センサブロック３に取り付けられてい
る３個のホール素子３１はそれぞれコイル１２のＵ相、
Ｖ相、Ｗ相に対応しており、対向する永久磁石２１の極
性を検出し、その極性に応じて“１”又は“０”の信号
を出力する。例えば各ホール素子３１が永久磁石２１の
Ｓ極に対向している場合には信号“１”を出力し、永久
磁石２１のＮ極に対向するか又は永久磁石２１に対向し
ていない場合には信号“０”を出力する。

【０００７】ここで、磁気センサブロック３の各ホール
素子３１はドア体６の走行方向において（２×Ｌ／３）
の間隔をおいて配列されており、永久磁石２１の磁極２
２はドア体６の走行方向において間隔Ｌをおいて配列さ
れているので、３個のホール素子３１の内の２個が同じ
極性の磁極２２と対向することになる。例えば図７に示
すようにＶ相のホール素子３１がＳ極の磁極２２と対向
し、Ｕ相、Ｗ相のホール素子３１がＮ極の磁極２２と対
向している場合は、Ｖ相のホール素子３１の出力が
“１”になり、Ｕ相、Ｗ相のホール素子３１の出力が
“０”になる（（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（０，１，０））。こ
の状態からドア体６が図中右側に（Ｌ／３）の距離だけ
移動すると、Ｖ相、Ｗ相のホール素子３１がＳ極の磁極
２２と対向し、Ｕ相のホール素子３１のみがＮ極の磁極
２２と対向することになり、Ｖ相、Ｗ相のホール素子３
１の出力が“１”になって、Ｕ相のホール素子３１の出
力が“０”になる（（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（０，１，
１））。一方、図７に示す状態からドア体６が図中左側
に（Ｌ／３）の距離だけ移動すると、Ｕ相、Ｖ相のホー
ル素子３１がＳ極の磁極２２と対向し、Ｗ相のホール素
子３１のみがＮ極の磁極２２と対向することになり、Ｕ
相、Ｖ相のホール素子３１の出力が“１”になって、Ｗ
相のホール素子３１の出力が“０”になる（（Ｕ，Ｖ，
Ｗ）＝（１，１，０））。

【０００８】而して、ドア体６が（Ｌ／３）の距離だけ
走行する毎に、各ホール素子３１の検出信号の組み合わ
せ（以下、信号パターンと言う。）が周期的に変化し
（図８参照）、しかも信号パターンが変化する順番はド
ア体６の走行方向によって異なるから、信号パターンの
切り替わりの回数やその順番からドア体６の走行距離や
走行方向を求めることができる。尚、電源投入時にドア
体６の位置を初期化すれば、上記の方法で求めたドア体
６の走行距離及び走行方向からドア体６の現在位置を求
めることができる。

【０００９】ところで、図９は制御回路ブロック５の回
路図を示しており、直流電源から成る電源部４１と、例
えば逆起電力防止用ダイオードＤが逆並列に接続された
６つのスイッチ素子Ｑのブリッジ回路により構成され、
固定子１のコイル１２の各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３
相）を切り換える出力部４２と、出力部４２の各スイッ
チ素子Ｑをスイッチング制御する制御部４３を備えてい
る。そして、制御部４３は、磁気センサブロック３の各
ホール素子３１からの検出信号に応じて出力部４２のス
イッチ素子Ｑを順次オン／オフしており、固定子１に対
する可動子２の相対的な位置に応じたタイミングで３相
のコイル１２の内の２相に常時電流を流すことによっ
て、永久磁石２１との相互作用で可動子２を移動させる
推力を生じさせるように磁界を発生させ、ドア体６が走
行するのである。尚、図７において各電磁石１０に付し
たＵ、Ｖ、Ｗの記号はコイル１２の相（励磁相）を示し
ており、アポストロフィが付加されている相のコイル１
２は、アポストロフィが付加されていない同相のコイル
１２と巻線方向が逆向きになっていることを意味してい
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記構成の自動ドアで
は、ドア体６の走行方向における鴨居５１の略中央のみ
に磁気センサブロック３が設けられているが、磁気セン
サブロック３は可動子２の永久磁石２１と対向していな
ければ位置検出を行うことができないから、磁気センサ
ブロック３を可動子２の永久磁石２１と常に対向させる
ためには、ドア体６の走行距離をドア体６の走行方向に
おける幅寸法よりも短くしなければならず、ドア体６を
開けた時の開口部の幅寸法が狭くなるという問題があっ
た。

【００１１】そこで、ドア体６を開けたときの開口部の
幅寸法をできるだけ広くするために、ドア体６側にコイ
ルが取り付けられた可動コイル形のリニアモータを用い
たものも提案されているが、この方式の場合にはドア体
６側に設けたコイルに電力を供給するため、ドア体６に
電線を配線する必要があり、自動ドアの施工に手間がか
かっていた。

【００１２】本発明は上記問題点に鑑みて為されたもの
であり、その目的とするところは、ドア体の走行距離が
ドア体の幅寸法より短くなるのを防止した自動ドアを提
供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明では、ドア体を支持するドア枠の一
部を構成し、ドア体の走行方向と交差する方向において
対向する枠辺に、ドア体の走行範囲の略全体に亘って配
置された複数個のコイルからなる固定子と、当該固定子
と対向するドア体の部位の略全体に、前記走行方向にお
いて複数の磁極が交互に異極となるように設けられた永
久磁石を具備する可動子と、当該可動子と対向するドア
枠の部位に複数設けられ永久磁石の磁極を検出すること
によって固定子に対する可動子の位置を検出する磁気セ
ンサブロックと、磁気センサブロックの検出結果に応じ
て永久磁石との相互作用によりドア体を移動させる推力
を発生させるように各コイルへの通電を制御する制御手
段とを備え、複数の磁気センサブロックを、ドア体が走
行範囲の一方の端まで移動した状態で可動子に対向する
位置と、他方の端まで移動した状態で可動子に対向する
位置との間に走行方向における可動子の幅寸法よりも短
い間隔で配置し、ドア体の走行位置に応じて制御手段が
検出信号を取り込む磁気センサブロックを可動子に対向
している磁気センサブロックに切り替える切替手段を設
けたことを特徴とし、複数の磁気センサブロックは、ド
ア体が走行範囲の一方の端まで移動した状態で可動子に
対向する位置と、他方の端まで移動した状態で可動子に
対向する位置との間に走行方向における可動子の幅寸法
よりも短い間隔で配置されているので、ドア体が可動子
の幅寸法以上移動したとしても、何れかの磁気センサブ
ロックが可動子の永久磁石と対向しているから、切替手
段がドア体の走行位置に応じて可動子と対向している磁
気センサブロックに切り替えることにより、固定子に対
する可動子の位置を常に検出することができる。したが
って、従来の自動ドアのように、ドア体の走行距離が可
動子の幅寸法よりも短い寸法に制限されることはなく、
可動子の幅寸法以上移動させることができる。

【００１４】請求項２の発明では、請求項１の発明にお
いて、各磁気センサブロックは、永久磁石の磁極を検出
する磁気検出素子をドア体の走行方向に沿って複数並べ
て構成され、各磁気検出素子の検出信号の組み合わせか
らなる信号パターンはドア体の移動に伴って周期的に変
化しており、切替手段は何れかの磁気センサブロックを
選択して、選択した磁気センサブロックの検出信号を制
御手段に出力させると共に、選択した磁気センサブロッ
クの信号パターンが、所定の信号パターンから別の信号
パターンに変化すると、変化した信号パターンに応じて
選択する磁気センサブロックを切り替えることを特徴と
し、切替手段は何れかの磁気センサブロックを選択し
て、選択した磁気センサブロックの検出信号を制御手段
に出力させており、検出信号の信号パターンが所定の信
号パターンから別の信号パターンに変化すると、変化し
た信号パターンに応じて選択する磁気センサブロックを
切り替えているので、切替手段では常時全ての磁気セン
サブロックの検出信号を読み込む必要がなく、切替手段
や制御手段をマイクロコンピュータで構成する場合はマ
イクロコンピュータの演算量を減らすことができるか
ら、演算処理能力の高い高価なマイクロコンピュータを
用いる必要がなく、製造コストを低減できる。

【００１５】請求項３の発明では、請求項２の発明にお
いて、各磁気センサブロックでは、永久磁石の同じ極性
の磁極に対する磁気検出素子の位置関係が等しくなるよ
うに磁気検出素子が配置されており、切替手段の選択し
た磁気センサブロックの磁気検出素子が磁極を検出して
おらず、他の磁気センサブロックの対応する磁気検出素
子が磁極を検出すると、切替手段は制御手段が検出信号
を読み込む磁気センサブロックを他の磁気センサブロッ
クに切り替えることを特徴とし、各磁気センサブロック
では、永久磁石の同じ極性の磁極に対する磁気検出素子
の位置関係が等しくなっているから、全ての磁気検出素
子が永久磁石と対向していれば、各磁気センサブロック
の信号パターンは等しくなるが、ドア体の移動に伴って
何れかの磁気センサブロックの磁気検出素子が永久磁石
と対向しなくなると、永久磁石と対向していない磁気検
出素子では磁極を検出できなくなるので、このような場
合は切替手段が永久磁石の磁極を検出している磁気セン
サブロックに切り替えることによって、正しい検出信号
を制御手段に出力させることができる。

【００１６】請求項４の発明では、請求項３の発明にお
いて、電源投入時における各磁気センサブロックの信号
パターンが同じ場合、切替手段は何れかの磁気センサブ
ロックを選択してその検出信号を制御手段に出力させる
と共に、選択した磁気センサブロックの信号パターンが
磁極を検出不能になる直前の信号パターンになると、制
御手段に検出信号を出力する磁気センサブロックを別の
磁気センサブロックに切り替えることを特徴とし、請求
項３の発明では電源投入時における磁気センサブロック
の信号パターンが同じ場合、何れの磁気センサブロック
を選択すれば良いか判断できないが、切替手段では、電
源投入時における磁気センサブロックの信号パターンが
同じ場合、何れかの磁気センサブロックを選択している
ので、全ての磁気センサブロックの検出信号を読み込む
必要が無く、切替手段や制御手段をマイクロコンピュー
タで構成する場合はマイクロコンピュータの演算量を減
らすことができ、さらに選択した磁気センサブロックの
信号パターンが、磁極を検出不能になる直前の信号パタ
ーンになると、別の磁気センサブロックに切り替えてい
るので、永久磁石を検出できなくなって磁気センサブロ
ックの信号パターンが異常となる前に磁気センサブロッ
クを切り替えて、正しい検出信号を制御手段に出力させ
ることができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図１乃至図
５を参照して説明する。尚、自動ドアの基本的な構成は
上述した従来の自動ドアと同様であるので、同一の構成
要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。

【００１８】自動ドアのドア体（引き戸）６を支持する
ドア枠５０は、ドア体６の走行方向において対向する縦
枠５２，５２と、ドア体６の走行方向と交差する方向に
おいて対向する鴨居（枠辺）５１及び敷居５３とで構成
される。そして、本実施形態の自動ドアは、鴨居５１に
ドア体６の走行範囲の略全体に亘って配置された複数個
のコイルからなる固定子１と、鴨居５１に設けた固定子
１と対向するドア体６の上部の略全体に、ドア体６の走
行方向において複数の磁極２２が交互に異極となるよう
に設けられた永久磁石２１を具備する可動子２と、可動
子２と対向する鴨居５１に複数設けられ、永久磁石２１
の磁極２２を検出することによって固定子１に対する可
動子２の相対的な位置を検出する２個の磁気センサブロ
ック３ａ，３ｂと、磁気センサブロック３ａ，３ｂの検
出結果に応じて永久磁石２１との相互作用によりドア体
６を移動させる推力を発生させるように各コイルへの通
電を制御する制御回路ブロック４とを備えている。

【００１９】可動子２は、固定子１と対向するドア体６
の上面にねじなどを用いて固定され、ドア体６の上面の
略全長に亘って形成された磁性材料よりなる可動子ヨー
ク２３と、ドア体６の走行方向において複数の磁極２２
が一定の間隔Ｌで交互に異極となるように可動子ヨーク
２３の上面に配設された永久磁石２１とで構成され、可
動子ヨーク２３によって永久磁石２１の磁極２２同士が
磁気的に結合されている。尚、可動子２を構成する永久
磁石２１は１つの磁性体に複数の磁極２２ができるよう
に着磁して形成するか、複数個の永久磁石を可動子ヨー
ク２３に取り付けることによって形成されており、複数
個の永久磁石を可動子ヨーク２３に取り付けた構造にお
いては、各永久磁石がそれぞれ１つの磁極を構成する。

【００２０】一方、固定子１は上述した従来の自動ドア
と略同様の構成を有しており、ドア体６の上面と対向す
る鴨居５１の下面に鴨居５１の略全長に亘って形成され
た磁性材料よりなる固定子ヨーク１４と、固定子ヨーク
１４の下面にドア体６の移動方向に沿って複数個配列さ
れた電磁石１０とで構成され、各電磁石１０は固定子ヨ
ーク１４によって磁気的に結合される。ここで、各電磁
石１０のコイルの相数を３相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）としてあ
り、これらのコイルをＹ結線し、２相づつ通電する方式
を採用している。

【００２１】ここで、固定子１では隣接する一対の電磁
石１０の間の距離を一定として配列してあり、永久磁石
２１の磁極２２間の距離をＬとすると、電磁石１０は
（５×Ｌ／３）の間隔をおいて配置されている。また、
ドア体６の走行方向における鴨居５１の中央位置から左
右両側に磁極２２の間隔Ｌを整数倍した距離（ｎ×Ｌ）
（ただし、ｎは正の整数である。）だけ離れた位置に
は、電磁石１０の間隔を上記一定距離よりも広くした空
間がそれぞれ設けてあり、この空間に磁気センサブロッ
ク３ａ，３ｂがそれぞれ配置されている。ここで、ドア
体６の走行方向における可動子２の幅寸法は、両磁気セ
ンサブロック３ａ，３ｂ間の間隔（＝２×ｎ×Ｌ）に磁
気センサブロック３ａ，３ｂの１個分の幅寸法（４×Ｌ
／３）を加えた寸法よりも長い寸法に設定しているの
で、磁気センサブロック３ａ，３ｂの間隔はドア体６の
走行方向における可動子２の幅寸法よりも短くなってい
る。

【００２２】ところで、各磁気センサブロック３ａ，３
ｂは、プリント基板３１上に磁気検出素子としてのホー
ル素子３１を３個配置してなり、絶縁材料製のスペーサ
３３を介して固定子ヨーク１４にねじ止めなどにより固
着されており、スペーサ３３によって電磁石１０の鉄心
と略同じ高さに配置されている。ここで、３個のホール
素子３１はドア体６の走行方向に沿って配列されてお
り、３個のホール素子３１はコイルのＵ相、Ｖ相、Ｗ相
にそれぞれ対応し、図１中左側からＶ相、Ｗ相、Ｕ相の
順番に配列されている。各ホール素子３１は対向する永
久磁石２１の極性を検出し、極性に応じて“１”又は
“０”の信号を出力する。例えば各ホール素子３１が永
久磁石２１のＳ極に対向している場合には信号“１”を
出力し、永久磁石２１のＮ極に対向するか又は永久磁石
２１に対向していない場合には信号“０”を出力するも
のとする。尚、説明を簡単にするために、図１及び図２
における左右の方向を左右として以下では説明を行う。

【００２３】ここで、磁気センサブロック３ａ，３ｂの
各ホール素子３１はドア体６の走行方向において（２×
Ｌ／３）の間隔をおいて配列され、永久磁石２１の磁極
２２はドア体６の走行方向において間隔Ｌをおいて配列
されているので、３個のホール素子３１の内、２個のホ
ール素子３１は同じ極性の磁極２２と対向することにな
る。例えば図１に示すようにＵ相のホール素子３１がＳ
極の磁極２２と対向し、Ｖ相、Ｗ相のホール素子３１が
Ｎ極の磁極２２と対向している場合は、Ｕ相のホール素
子３１の出力が“１”になり、Ｖ相、Ｗ相のホール素子
３１の出力が“０”になる（（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（１，
０，０））。

【００２４】そして、図１に示す状態からドア体６が右
側に（Ｌ／３）の距離だけ移動すると、Ｕ相、Ｖ相のホ
ール素子３１がＳ極の磁極２２と対向し、Ｗ相のホール
素子３１のみがＮ極の磁極２２と対向することになり、
Ｕ相、Ｖ相のホール素子３１の出力が“１”になって、
Ｗ相のホール素子３１の出力が“０”になる（（Ｕ，
Ｖ，Ｗ）＝（１，１，０））。而して、ドア体６が（Ｌ
／３）の距離だけ移動する毎に各ホール素子３１の検出
信号の組み合わせ（信号パターン）が変化し、しかも信
号パターンの変化する順番はドア体６の走行方向によっ
て異なるから、信号パターンの切り替わりの回数やその
順番を検出することによってドア体６の走行距離や走行
方向を求めることができる。尚、電源投入時にドア体６
の位置を初期化すれば、上記の方法で求めたドア体６の
走行距離及び走行方向からドア体６の現在位置を求める
ことができる。

【００２５】図３は各磁気センサブロック３ａ，３ｂの
信号パターンを示しており、ドア体６が（Ｌ／３）の距
離だけ移動する毎に各センサブロックの信号パターンが
切り替わる。尚、図３はドア体６が走行範囲の左端から
右端まで走行する間の信号パターンの推移を示してい
る。ところで、各磁気センサブロック３ａ，３ｂは互い
に（２ｎ×Ｌ）の間隔をおいて配置されているので、各
磁気センサブロック３ａ，３ｂが両方共に可動子２と対
向している場合は、各磁気センサブロック３ａ，３ｂに
設けられた各相のホール素子３１が同じ極性の磁極２２
と対向することになり、各ホール素子３１の信号パター
ンは同じになる（図３の区間Ｔ２）。一方、ドア体６が
左端にある場合、右側の磁気センサブロック３ｂが可動
子２と対向していないため、磁気センサブロック３ｂの
各ホール素子３１の出力は全て“０”になる（図３の区
間Ｔ１）。また、ドア体６が右端にある場合、左側の磁
気センサブロック３ａが可動子２と対向していないた
め、磁気センサブロック３ａのホール素子３１の出力は
全て“０”になる（図３の区間Ｔ３）。

【００２６】ここで、ドア体６が走行範囲の左端から右
端に移動する際の信号パターンの推移について説明す
る。先ずドア体６が左端の位置にある状態では、右側の
磁気センサブロック３ｂは可動子２と対向していないた
め、各ホール素子３１の出力は全て“０”になってい
る。次にドア体６が左端の位置から右側に移動すると、
右側の磁気センサブロック３ｂではＶ相、Ｗ相、Ｕ相の
順番でホール素子３１がＳ極の磁極２２と対向すること
になり、各ホール素子３１の信号はＶ相から順番に
“１”になる（図３の区間Ｔ１）。図３の区間Ｔ２では
各磁気センサブロック３ａ，３ｂのホール素子３１が可
動子２と対向しているため、両センサブロックの信号パ
ターンは同じになり、ドア体６の位置に応じた信号パタ
ーンの信号が出力される。そして、ドア体６が右端付近
まで移動すると、左側の磁気センサブロック３ａでは、
Ｖ相、Ｗ相、Ｕ相の順番でホール素子３１がＳ極の磁極
２２と対向しなくなるから、各ホール素子３１の信号は
Ｖ相から順番に“０”となる（図３の区間Ｔ３）。

【００２７】一方、ドア体６が走行範囲の右端から左端
に移動する際は、図３に示す順番と反対の順番で信号パ
ターンが変化する。すなわち、ドア体６が右端の位置に
ある場合、左側の磁気センサブロック３ａは可動子２と
対向していないため、各ホール素子３１の出力は全て
“０”になる。上述とは逆にドア体６が右端の位置から
左側に移動すると、左側の磁気センサブロック３ａで
は、Ｕ相、Ｗ相、Ｖ相の順番でホール素子３１がＳ極の
磁極２２と対向することになり、各ホール素子３１の信
号はＵ相から順番に“１”となる（図３の区間Ｔ１）。
図３の区間Ｔ２では各磁気センサブロック３ａ，３ｂの
ホール素子３１が可動子２と対向しているため、両セン
サブロックの信号パターンは同じになり、ドア体６の位
置に応じた信号パターンの信号が出力される。そして、
ドア体６が左端付近まで移動すると、右側の磁気センサ
ブロック３ｂでは、Ｕ相、Ｗ相、Ｖ相の順番でホール素
子３１がＳ極の磁極２２と対向しなくなるから、各ホー
ル素子３１の信号はＵ相から順番に“０”となる（図３
の区間Ｔ１）。

【００２８】ここで、２つの磁気センサブロック３ａ，
３ｂは、ドア体６が走行範囲の一方の端まで移動した状
態で可動子２に対向する位置と、他方の端まで移動した
状態で可動子２に対向する位置との間に、ドア体６の走
行方向における可動子２の幅寸法よりも短い間隔で配置
されているので、ドア体６が可動子２の幅寸法よりも長
い距離を移動する場合でも、２個の磁気センサブロック
３ａ，３ｂの内の何れか一方を可動子２と対向させるこ
とができる。したがって、ドア体６がどの位置に移動し
たとしても、何れかの磁気センサブロック３ａ，３ｂに
よって固定子１に対する可動子２の相対位置を検出する
ことができるから、従来の自動ドアのように、ドア体６
の走行距離が可動子２の幅寸法よりも短い寸法に制限さ
れることはなく、可動子２の幅寸法以上移動させること
ができる。尚、本実施形態ではドア体６が走行範囲の一
方の端まで移動した状態で可動子２に対向する位置と、
他方の端まで移動した状態で可動子２に対向する位置と
の間に、ドア体６の走行方向における可動子２の幅寸法
よりも短い間隔で２つの磁気センサブロック３ａ，３ｂ
を配置しているが、磁気センサブロックの数を２個に限
定する趣旨のものではなく、磁気センサブロックを３個
以上配置した場合は、ドア体６の走行範囲をさらに長く
できる。

【００２９】ところで制御回路ブロック４は上述した従
来の自動ドアと同様の構成を有しており、制御回路ブロ
ック４の制御部４３は、磁気センサブロック３ａ，３ｂ
から入力された検出信号の内、何れか一方の検出信号か
ら固定子１に対する可動子２の相対的な位置を検出し、
その相対位置に応じたタイミングで固定子１の３相のコ
イルの内の２相に電流を流すことによって、永久磁石と
の相互作用で可動子２を移動させる推力を生じさせるよ
うに磁界を発生させ、ドア体６を走行させている。ここ
に、制御回路ブロック４の制御部４３から、各コイルへ
の通電を制御する制御手段と、ドア体６の走行位置に応
じて検出信号を取り込む磁気センサブロック３ａ，３ｂ
を可動子２に対向している磁気センサブロックに切り替
える切替手段とを構成している。

【００３０】ここで、切替手段としての制御回路ブロッ
ク４が２つの磁気センサブロック３ａ，３ｂの検出信号
から何れか一方の検出信号を選択する際の動作につい
て、図４及び図５のフローチャートを参照して説明す
る。

【００３１】先ず、通常時の動作について図４のフロー
チャートを参照して説明する。なお、初期状態では制御
回路ブロック４が左側の磁気センサブロック３ａの検出
信号を選択しているものとし、前回読み込んだ磁気セン
サブロック３ａの信号パターンが（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝
（１，１，０）であったとする。ここで、制御回路ブロ
ック４では、前回読み込んだ信号パターンが（Ｕ，Ｖ，
Ｗ）＝（１，１，０）になると、次に読み込んだ信号パ
ターンからドア体６が左右何れの方向に移動したかを判
断し、その移動方向に応じて磁気センサブロック３ａ又
は３ｂの選択を切り換えている。すなわち、制御回路ブ
ロック４では磁気センサブロック３ａ又は３ｂの検出信
号を一定の周期で取り込んでおり、磁気センサブロック
３ａの信号パターンを読み込むと（Ｓ１）、読み込んだ
信号パターンが（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（０，１，０）である
か否かを判断し（Ｓ２）、（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（０，１，
０）となっていれば、ドア体６が右方向に走行している
と判断して、検出信号を取り込むセンサを左側の磁気セ
ンサブロック３ａから右側の磁気センサブロック３ｂに
切り替える（Ｓ３）。

【００３２】一方、Ｓ１で取り込んだ信号パターンが
（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（０，１，０）となっていなければ、
制御回路ブロック４はその信号パターンが（Ｕ，Ｖ，
Ｗ）＝（１，０，０）となっているか否かを判断し（Ｓ
４）、検出信号が（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（１，０，０）とな
っていれば、ドア体６が左方向に走行しているものと判
断し、検出信号を読み込むセンサブロックを左側の磁気
センサブロック３ａのままとする（Ｓ５）。また、Ｓ１
で取り込んだ信号パターンが（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（１，
０，０）となっていなければ、制御回路ブロック４は信
号パターンが変化していないと判断し、Ｓ１に戻って上
述の処理を繰り返す。

【００３３】上述のように制御回路ブロック４では、磁
気センサブロック３ａ又は３ｂの信号パターンが所定の
信号パターン（例えば（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（１，１，
０））から別の信号パターン（すなわち（Ｕ，Ｖ，Ｗ）
＝（０，１，０）又は（１，０，０））に変化すると、
変化した信号パターンに応じて検出信号を読み込む磁気
センサブロックを何れかのセンサブロック３ａ，３ｂに
切り替えている。

【００３４】ここで、ドア体６が移動範囲の左端に位置
する状態（すなわち、ドア体６が閉じている状態）で
は、制御回路ブロック４は左側の磁気センサブロック３
ｂの検出信号を読み込んでおり、この状態からドア体６
が右側に移動して磁気センサブロック３ｂの検出信号が
（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（１，１，０）になった場合、次に取
り込んだ磁気センサブロック３ａの信号パターンが
（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（０，１，０）であれば、ドア体６が
右側に走行しているものと判断し、検出信号を読み込む
センサを右側の磁気センサブロック３ｂに切り替える。
ところで、ドア体６が右端まで移動すると、左側の磁気
センサブロック３ａは可動子２と対向しなくなり、その
検出信号は異常になるが、ドア体６が右側に向かって走
行している場合、制御回路ブロック４では右側の磁気セ
ンサブロック３ｂの検出信号に切り替えているので、ド
ア体６が右端まで移動したとしても正しい検出信号を読
み取ることができる。

【００３５】その後、ドア体６が移動範囲の右端まで移
動した状態（すなわちドア体６が開いている状態）から
左側に移動して、磁気センサブロック３ｂの信号パター
ンが（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（１，１，０）になった場合、次
に取り込んだ磁気センサブロック３ｂの信号パターンが
（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（１，０，０）であれば、制御回路ブ
ロック４はドア体６が左側に走行しているものと判断し
て、信号パターンを取り込むセンサを磁気センサブロッ
ク３ａに切り替える。ここで、ドア体６が左端まで移動
すると、右側の磁気センサブロック３ｂは可動子２と対
向しなくなり、その検出信号は異常になるが、ドア体６
が左側に向かって走行している場合、制御回路ブロック
４は左側の磁気センサブロック３ｂの検出信号に切り替
えているので、ドア体６が左端まで移動したとしても正
しい検出信号を読み取ることができる。

【００３６】而して、制御回路ブロック４では２つの磁
気センサブロック３ａ，３ｂの内、何れか一方のセンサ
ブロックの検出信号のみを取り込んでおり、その信号パ
ターンが所定の信号パターンになると次に取り込んだ検
出信号の信号パターンからドア体６の走行方向を判断し
て、検出信号を取り込む磁気センサブロックを切り替え
ているので、制御回路ブロック４において常に両方の磁
気センサブロック３ａ，３ｂから検出信号を取り込む必
要はなく、制御回路ブロック４の制御部４３をマイクロ
コンピュータで構成する場合はマイクロコンピュータの
演算量を減らすことができるから、演算処理能力の高い
高価なマイクロコンピュータを用いる必要がなく、制御
回路ブロック４の製造コストを低減できる。

【００３７】次に電源投入時の制御回路ブロック４の動
作について図５のフローチャートをを参照して説明す
る。電源投入時において制御回路ブロック４は以下のよ
うにして磁気センサブロック３ａ，３ｂの選択を行う。
電源が投入されると（Ｓ１１）、制御回路ブロック４で
は先ず左側の磁気センサブロック３ａを仮に選択して
（Ｓ１２）、両方の磁気センサブロック３ａ，３ｂの検
出信号を読み込む（Ｓ１３）。この時、制御回路ブロッ
ク４は磁気センサブロック３ａ，３ｂの信号パターンが
等しいか否かを判断し（Ｓ１４）、両者が等しくなけれ
ば、何れかの磁気センサブロック３ａ，３ｂのホール素
子３１が可動子２に対向していないものと判断し、信号
“１”を出力するホール素子３１の数が多い方の磁気セ
ンサブロック３ａ又は３ｂを選択して（Ｓ１５）、上述
した通常時の選択動作に移行する（Ｓ２２）。

【００３８】一方、Ｓ１３で取り込んだ磁気センサブロ
ック３ａ，３ｂの信号パターンが等しければ、制御回路
ブロック４はその信号パターンが（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝
（１，１，０）であるか否かを判断し（Ｓ１６）、
（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（１，１，０）であれば上述した通常
時の選択動作で正しい磁気センサブロック３ａ又は３ｂ
を選択することができるので、磁気センサブロック３ａ
を選択した後（Ｓ１７）、上述した通常時の選択動作に
移行する（Ｓ２２）。

【００３９】また、両磁気センサブロック３ａ，３ｂの
検出信号が（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（１，１，０）でなけれ
ば、制御回路ブロック４は両磁気センサブロック３ａ，
３ｂの検出信号が（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（０，１，０）であ
るか否かを判断し（Ｓ１８）、（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（０，
１，０）であれば制御回路ブロック４は磁気センサブロ
ック３ａを選択し（Ｓ１９）、Ｓ１３に戻って上述の処
理を繰り返す。一方、両磁気センサブロック３ａ，３ｂ
の検出信号が（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（０，１，０）でなけれ
ば、制御回路ブロック４は両磁気センサブロック３ａ，
３ｂの検出信号が（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（１，０，０）であ
るか否かを判断し（Ｓ２０）、（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（１，
０，０）であれば制御回路ブロック４は磁気センサブロ
ック３ｂを選択し（Ｓ２１）、Ｓ１３に戻って上述の処
理を繰り返す。

【００４０】ところで、電源投入時に取り込んだ磁気セ
ンサブロック３ａ，３ｂの信号パターンが、両方共に
（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（０，１，０）となる場合、ドア体６
が左端付近の位置（すなわち図３のＰ１に対応する位
置）にあると、ドア体６がＬ／３だけ左側に移動して信
号パターンが切り替わった時点で、磁気センサブロック
３ｂのＵ相のホール素子３１が可動子２と対向しなくな
って、Ｕ相のホール素子３１が信号を出力しなくなり、
その信号パターンが異常となる可能性があるため、制御
回路ブロック４では左側の磁気センサブロック３ａを選
択する。ここで、ドア体６が右側に走行すると、左側の
磁気センサブロック３ａは可動子２と対向しなくなっ
て、その信号パターンが異常となる虞があるため、制御
回路ブロック４ではＳ１３に戻って上述の処理を継続し
て行い、両センサブロック３ａ，３ｂの信号パターンが
共に（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（１，１，０）になると、図４で
説明した通常時の選択処理を行うので、正しい磁気セン
サブロック３ａ，３ｂを選択することができる。

【００４１】また、両磁気センサブロック３ａ，３ｂの
信号パターンが共に（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（１，０，０）と
なった場合、ドア体６が右端付近の位置（すなわち図３
のＰ２に対応する位置）にあるとドア体６がＬ／３だけ
右側に移動して信号パターンが切り替わった時点で、磁
気センサブロック３ａのＶ相のホール素子３１が可動子
２と対向しなくなって、Ｖ相のホール素子３１が信号を
出力しなくなり、その信号パターンが異常となる可能性
があるため、制御回路ブロック４では右側の磁気センサ
ブロック３ｂを選択する。ここで、ドア体６が左側に走
行した場合、右側の磁気センサブロック３ｂのホール素
子３１が可動子２と対向しなくなって、その信号パター
ンが異常となる虞があるため、制御回路ブロック４では
Ｓ１３に戻って上述の処理を継続して行い、両センサブ
ロック３ａ，３ｂの信号パターンが共に（Ｕ，Ｖ，Ｗ）
＝（１，１，０）になると、図４で説明した通常時の選
択処理を行うので、正しい磁気センサブロック３ａ，３
ｂを選択することができる。

【００４２】上述のように各磁気センサブロック３ａ，
３ｂでは、永久磁石２１の同じ極性の磁極２２に対する
ホール素子３１の位置関係が等しくなっているから、全
てのホール素子３１が永久磁石２１と対向していれば、
各磁気センサブロック３ａ，３ｂの信号パターンは等し
くなるが、ドア体６の移動に伴って磁気センサブロック
３ａ又は３ｂのホール素子３１が永久磁石２１と対向し
なくなると、永久磁石２１と対向していないホール素子
３１では磁極２２を検出できなくなる。このような場
合、制御回路ブロック４では、磁極２２を検出している
ホール素子３１の数が多い方の磁気センサブロック３
ａ，３ｂを選択しているので、正しい検出信号を読み込
むことができる。したがって、何れかの磁気センサブロ
ック３ａ，３ｂのみが可動子２と対向するような位置に
ドア体６を移動させた状態で電源を投入すれば、制御回
路ブロック４は、正しい検出信号を出力する磁気センサ
ブロック３ａ，３ｂを選択して、動作を開始することが
できる。また制御回路ブロック４は、ノイズなどの異常
によって磁気センサブロック３ａ，３ｂの選択を誤った
場合でも、正しい検出信号を出力する磁気センサブロッ
ク３ａ，３ｂを選択し直すことができる。

【００４３】また、制御回路ブロック４では、電源投入
時における磁気センサブロック３ａ，３ｂの信号パター
ンが同じ場合は、何れかの磁気センサブロック３ａ，３
ｂを仮に選択し、その検出信号を読み込んでいるので、
磁気センサブロック３ａ，３ｂの検出信号を両方共に監
視する場合に比べて、制御回路ブロック４の負荷を減ら
すことができる。さらに、制御回路ブロック４の選択し
た磁気センサブロック３ａ又は３ｂの信号パターンが、
磁極２２を検出不能になる直前の信号パターンになる
と、検出信号を読み込む磁気センサブロック３ａ，３ｂ
を切り替えているので、正しい検出信号を出力する磁気
センサブロック３ａ，３ｂを選択することができる。

【００４４】

【発明の効果】上述のように、請求項１の発明は、ドア
体を支持するドア枠の一部を構成し、ドア体の走行方向
と交差する方向において対向する枠辺に、ドア体の走行
範囲の略全体に亘って配置された複数個のコイルからな
る固定子と、当該固定子と対向するドア体の部位の略全
体に、前記走行方向において複数の磁極が交互に異極と
なるように設けられた永久磁石を具備する可動子と、当
該可動子と対向するドア枠の部位に複数設けられ永久磁
石の磁極を検出することによって固定子に対する可動子
の位置を検出する磁気センサブロックと、磁気センサブ
ロックの検出結果に応じて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発生させるように各コイルへ
の通電を制御する制御手段とを備え、複数の磁気センサ
ブロックを、ドア体が走行範囲の一方の端まで移動した
状態で可動子に対向する位置と、他方の端まで移動した
状態で可動子に対向する位置との間に走行方向における
可動子の幅寸法よりも短い間隔で配置し、ドア体の走行
位置に応じて制御手段が検出信号を取り込む磁気センサ
ブロックを可動子に対向している磁気センサブロックに
切り替える切替手段を設けたことを特徴とし、複数の磁
気センサブロックは、ドア体が走行範囲の一方の端まで
移動した状態で可動子に対向する位置と、他方の端まで
移動した状態で可動子に対向する位置との間に走行方向
における可動子の幅寸法よりも短い間隔で配置されてい
るので、ドア体が可動子の幅寸法以上移動したとして
も、何れかの磁気センサブロックが可動子の永久磁石と
対向しているから、切替手段がドア体の走行位置に応じ
て可動子と対向している磁気センサブロックに切り替え
ることにより、固定子に対する可動子の位置を常に検出
できるという効果がある。したがって、従来の自動ドア
のように、ドア体の走行距離が可動子の幅寸法よりも短
い寸法に制限されることはなく、可動子の幅寸法以上移
動させることができるという効果がある。

【００４５】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、各磁気センサブロックは、永久磁石の磁極を検出す
る磁気検出素子をドア体の走行方向に沿って複数並べて
構成され、各磁気検出素子の検出信号の組み合わせから
なる信号パターンはドア体の移動に伴って周期的に変化
しており、切替手段は何れかの磁気センサブロックを選
択して、選択した磁気センサブロックの検出信号を制御
手段に出力させると共に、選択した磁気センサブロック
の信号パターンが、所定の信号パターンから別の信号パ
ターンに変化すると、変化した信号パターンに応じて選
択する磁気センサブロックを切り替えることを特徴と
し、切替手段は何れかの磁気センサブロックを選択し
て、選択した磁気センサブロックの検出信号を制御手段
に出力させており、検出信号の信号パターンが所定の信
号パターンから別の信号パターンに変化すると、変化し
た信号パターンに応じて選択する磁気センサブロックを
切り替えているので、切替手段では常時全ての磁気セン
サブロックの検出信号を読み込む必要がなく、切替手段
や制御手段をマイクロコンピュータで構成する場合はマ
イクロコンピュータの演算量を減らすことができるか
ら、演算処理能力の高い高価なマイクロコンピュータを
用いる必要がなく、製造コストを低減できるという効果
がある。

【００４６】請求項３の発明は、請求項２の発明におい
て、各磁気センサブロックでは、永久磁石の同じ極性の
磁極に対する磁気検出素子の位置関係が等しくなるよう
に磁気検出素子が配置されており、切替手段の選択した
磁気センサブロックの磁気検出素子が磁極を検出してお
らず、他の磁気センサブロックの対応する磁気検出素子
が磁極を検出すると、切替手段は制御手段が検出信号を
読み込む磁気センサブロックを他の磁気センサブロック
に切り替えることを特徴とし、各磁気センサブロックで
は、永久磁石の同じ極性の磁極に対する磁気検出素子の
位置関係が等しくなっているから、全ての磁気検出素子
が永久磁石と対向していれば、各磁気センサブロックの
信号パターンは等しくなるが、ドア体の移動に伴って何
れかの磁気センサブロックの磁気検出素子が永久磁石と
対向しなくなると、永久磁石と対向していない磁気検出
素子では磁極を検出できなくなるので、このような場合
は切替手段が永久磁石の磁極を検出している磁気センサ
ブロックに切り替えることによって、正しい検出信号を
制御手段に出力させることができるという効果がある。

【００４７】請求項４の発明は、請求項３の発明におい
て、電源投入時における各磁気センサブロックの信号パ
ターンが同じ場合、切替手段は何れかの磁気センサブロ
ックを選択してその検出信号を制御手段に出力させると
共に、選択した磁気センサブロックの信号パターンが磁
極を検出不能になる直前の信号パターンになると、制御
手段に検出信号を出力する磁気センサブロックを別の磁
気センサブロックに切り替えることを特徴とし、請求項
３の発明では電源投入時における磁気センサブロックの
信号パターンが同じ場合、何れの磁気センサブロックを
選択すれば良いか判断できないが、切替手段では、電源
投入時における磁気センサブロックの信号パターンが同
じ場合、何れかの磁気センサブロックを選択しているの
で、全ての磁気センサブロックの検出信号を読み込む必
要が無く、切替手段や制御手段をマイクロコンピュータ
で構成する場合はマイクロコンピュータの演算量を減ら
すことができ、さらに選択した磁気センサブロックの信
号パターンが、磁極を検出不能になる直前の信号パター
ンになると、別の磁気センサブロックに切り替えている
ので、永久磁石を検出できなくなって磁気センサブロッ
クの信号パターンが異常となる前に磁気センサブロック
を切り替えて、正しい検出信号を制御手段に出力させる
ことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態の自動ドアに用いるリニアモータの
要部拡大図である。

【図２】同上の外観図である。

【図３】同上に用いる磁気センサブロックの出力を示す
図である。

【図４】同上の動作を説明するフローチャートである。

【図５】同上の別の動作を説明するフローチャートであ
る。

【図６】従来の自動ドアの外観図である。

【図７】同上に用いるリニアモータの一部破断せる要部
拡大図である。

【図８】同上に用いる磁気センサブロックの出力を示す
図である。

【図９】同上の制御回路ブロックの回路図である。

【符号の説明】

２ 可動子 ３ａ，３ｂ 磁気センサブロック ６ ドア体 ２１ 永久磁石 ２２ 磁極

フロントページの続き (72)発明者 堀 宏展 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 AA02 BA02 CA07 DA02 DB02 EA16 EB01 EC01 GA07 GB12 KA13 KA14 KA15 5H540 AA10 BA05 BB03 BB06 BB09 EE02 FA03 FA13 5H641 BB03 BB19 GG02 GG04 GG12 GG24 GG26 GG28 HH03 HH05 HH06

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ドア体を支持するドア枠の一部を構成し、
   ドア体の走行方向と交差する方向において対向する枠辺
   に、ドア体の走行範囲の略全体に亘って配置された複数
   個のコイルからなる固定子と、当該固定子と対向するド
   ア体の部位の略全体に、前記走行方向において複数の磁
   極が交互に異極となるように設けられた永久磁石を具備
   する可動子と、当該可動子と対向するドア枠の部位に複
   数設けられ永久磁石の磁極を検出することによって固定
   子に対する可動子の位置を検出する磁気センサブロック
   と、磁気センサブロックの検出結果に応じて永久磁石と
   の相互作用によりドア体を移動させる推力を発生させる
   ように各コイルへの通電を制御する制御手段とを備え、 複数の磁気センサブロックを、ドア体が走行範囲の一方
   の端まで移動した状態で可動子に対向する位置と、他方
   の端まで移動した状態で可動子に対向する位置との間に
   走行方向における可動子の幅寸法よりも短い間隔で配置
   し、ドア体の走行位置に応じて制御手段が検出信号を取
   り込む磁気センサブロックを可動子に対向している磁気
   センサブロックに切り替える切替手段を設けたことを特
   徴とする自動ドア。
2. 【請求項２】各磁気センサブロックは、永久磁石の磁極
   を検出する磁気検出素子をドア体の走行方向に沿って複
   数並べて構成され、各磁気検出素子の検出信号の組み合
   わせからなる信号パターンはドア体の移動に伴って周期
   的に変化しており、切替手段は何れかの磁気センサブロ
   ックを選択して、選択した磁気センサブロックの検出信
   号を制御手段に出力させると共に、選択した磁気センサ
   ブロックの信号パターンが、所定の信号パターンから別
   の信号パターンに変化すると、変化した信号パターンに
   応じて選択する磁気センサブロックを切り替えることを
   特徴とする請求項１記載の自動ドア。
3. 【請求項３】各磁気センサブロックでは、永久磁石の同
   じ極性の磁極に対する磁気検出素子の位置関係が等しく
   なるように磁気検出素子が配置されており、切替手段に
   よって選択された磁気センサブロックの磁気検出素子が
   磁極を検出しておらず、他の磁気センサブロックの磁気
   検出素子が磁極を検出すると、切替手段は制御手段が検
   出信号を読み込む磁気センサブロックを他の磁気センサ
   ブロックに切り替えることを特徴とする請求項２記載の
   自動ドア。
4. 【請求項４】電源投入時における各磁気センサブロック
   の信号パターンが同じ場合、切替手段は何れかの磁気セ
   ンサブロックを選択してその検出信号を制御手段に出力
   させると共に、選択した磁気センサブロックの信号パタ
   ーンが磁極を検出不能になる直前の信号パターンになる
   と、制御手段に検出信号を出力する磁気センサブロック
   を別の磁気センサブロックに切り替えることを特徴とす
   る請求項３記載の自動ドア。