JP2008215022A - リニアモータ式自動ドア - Google Patents

Abstract

【課題】全開のドアを僅かに手動で閉じると、その後は自動的に閉じ、もしくは全閉のドアを手動で僅かに開くと自動的に開き、閉動作中のドアを手動で僅かに開方向へ動かすと、その後は自動的に開き、もしくは開動作中のドア本体１２を手動で僅かに閉方向へ動かすと、その後は自動的に閉じ、更に開動作中又は閉動作中にドア本体が障害物に衝突した時は、自動的にドア本体が停止するようなリニアモータ式自動ドア１０を提供する。
【解決手段】可動子２３の走行速度を検出することによりドア本体１２の走行速度を検出する速度検出手段４４を設け、ドア本体が開動作中又は閉動作中に反転走行し、この時のドア本体の反転走行速度が予め設定した衝突判定速度以下である時、ドア本体を停止させ、ドア本体の反転走行速度が衝突判定速度以上である時、ドア本体を反転方向へ走行させると共に、ドア本体が閉端位置又は開端位置に到達した時、同位置にドア本体を停止させる。
【選択図】図７

Description

本発明は、リニアモータ式自動ドアに関する。

リニアモータ式自動ドアは永久磁石列もしくはコイル列からなる固定子と、コイル列もしくは永久磁石列からなり固定子に沿って走行する可動子から成るリニアモータを駆動源として備え、ドア本体を可動子に連結し、可動子の走行によってドア本体を開閉するように構成されている。

ところで、リニアモータ式自動ドアの一形式として、アシスト機能を備えたものが実用に供されている。アシスト機能を備えたリニアモータ式自動ドアでは、ドア本体が閉端位置又は開端位置にあるとき、手動操作でドア本体を僅かに開方向又は閉方向へ移動させると、その後は手動操作を要することなく、リニアモータによってドア本体が開端位置または閉端位置まで自動的に走行して停止する。
また、ドア本体の開動作中又は閉動作中に手動操作でドア本体を僅かに反転移動させると、ドア本体はその後自動的に閉端位置又は開端位置まで反転走行して停止する。

アシスト機能を備えたリニアモータ式自動ドア装置は、可動子の位置を検出することによりドア本体の位置を検出する位置検出手段、可動子の走行方向を検出することによりドア本体の走行方向を検出する走行方向検出手段、可動子の走行距離を検出することによりドア本体の走行距離を検出する走行距離検出手段、並びに位置検出手段と走行方向検出手段及び走行距離検出手段の出力信号に基づき可動子の走行を制御してドア本体を開閉制御するモータ駆動制御手段を備えている。

アシスト機能を備えたリニアモータ式自動ドア装置によれば、全開又は全閉のドア本体を手動操作で開方向又は閉方向へ予め設定されたアシスト判定距離以上走行させると、同方向へドア本体が走行する。そして、ドア本体が閉端位置又は開端位置に到達すると同位置に停止する。これにより全開のドアを僅かに手動で閉じるだけで、その後は自動的に全閉する。もしくは、全閉のドアを手動で僅かに開くだけで、自動的に全開する。

また、ドア本体が開動作中又は閉動作中に手動操作によってアシスト判定距離以上反転走行すると、その後ドア本体は自動的に反転走行する。そして、ドア本体が閉端位置又は開端位置に到達すると同位置に停止する。これにより開動作中のドアを手動で僅かに閉方向へ動かすと、その後は自動的に全閉する。あるいは、閉動作中のドアを手動で僅かに開方向へ動かすと、その後は自動的に全開する。
引用なし

ところで、開動作中あるいは閉動作中にドア本体が障害物に衝突すると、その衝撃でドア本体は反転移動し、アシスト判定距離以上に移動することがある。ドア本体が障害物に衝突した場合、ドア本体を一旦停止させることが好ましい。しかしながら、上記した従来のリニアモータ式自動ドアでは、開動作中又は閉動作中におけるドア本体の反転走行が手動操作に起因するものか、あるいは衝突によるものかは判別できない。そのため衝突によってアシスト距離以上反転移動した場合でも、ドア本体は一旦停止することなく、閉端位置又は開端位置まで走行してしまう。従って、開動作中にドア本体が障害物に衝突した場合、ドア本体が再び全閉する。もしくは、閉動作中にドア本体が障害物に衝突した場合、再びドア本体は全開となる。

本発明はかかる問題点に鑑み、全開のドアを僅かに手動で閉じると、その後は自動的に閉じ、もしくは全閉のドアを手動で僅かに開くと自動的に開き、閉動作中のドアを手動で僅かに開方向へ動かすと、その後は自動的に開き、もしくは開動作中のドア本体を手動で僅かに閉方向へ動かすと、その後は自動的に閉じ、さらに開動作中又は閉動作中にドア本体が障害物に衝突したときは、自動的にドア本体が停止するようなリニアモータ式自動ドアを提供することを目的とする。

請求項１に記載の本発明は、固定子と、固定子に沿って走行する可動子から成るリニアモータ、可動子に連結され可動子の走行によって開閉されるドア本体、可動子の位置を検出することによりドア本体の位置を検出する位置検出手段、可動子の走行方向を検出することによりドア本体の走行方向を検出する走行方向検出手段、可動子の走行距離を検出することによりドア本体の走行距離を検出する走行距離検出手段、並びに位置検出手段と走行方向検出手段及び走行距離検出手段の各出力信号に基づき可動子の走行を制御してドア本体を開閉制御するモータ駆動制御手段を備え、
ドア本体が開端位置又は閉端位置から手動操作で閉方向又は開方向へ動かされて予め定めたアシスト判定距離以上走行したとき、ドア本体を同方向へ走行させ、続いてドア本体が閉端位置又は開端位置に到達したとき同位置にドア本体を停止させるリニアモータ式自動ドアであって、
可動子の走行速度を検出することによりドア本体の走行速度を検出する速度検出手段を設け、
ドア本体が開動作中又は閉動作中に反転走行し、かつこのときのドア本体の反転走行速度が予め設定した衝突判定速度以下であるときドア本体を停止させ、
ドア本体が開動作中又は閉動作中に反転走行し、かつこのときのドア本体の反転走行速度が衝突判定速度以上であるとき、ドア本体を反転方向へ走行させることを特徴とする。

請求項２に記載の本発明は、固定子と、固定子に沿って走行する可動子から成るリニアモータ、可動子に連結され可動子の走行によって開閉されるドア本体、可動子の位置を検出することによりドア本体の位置を検出する位置検出手段、可動子の走行方向を検出することによりドア本体の走行方向を検出する走行方向検出手段、可動子の走行距離を検出することによりドア本体の走行距離を検出する走行距離検出手段、並びに位置検出手段と走行方向検出手段及び走行距離検出手段の各出力信号に基づき可動子の走行を制御してドア本体を開閉制御するモータ駆動制御手段を備え、
ドア本体が開端位置又は閉端位置から手動操作で閉方向又は開方向へ動かされて予め定めたアシスト判定距離以上走行したとき、ドア本体を同方向へ走行させ、続いてドア本体が閉端位置又は開端位置に到達したとき同位置にドア本体を停止させるリニアモータ式自動ドアであって、
可動子の走行速度を検出することによりドア本体の走行速度を検出する速度検出手段を設け、
ドア本体が開動作中又は閉動作中にアシスト判定距離以上反転走行し、かつこのときのドア本体の反転走行速度が予め設定した衝突判定速度以下であるときドア本体を停止させ、
ドア本体が開動作中又は閉動作中にアシスト判定距離以上反転走行し、かつこのときのドア本体の反転走行速度が衝突判定速度以上であるとき、ドア本体を反転方向へ走行させることを特徴とする。

請求項１に記載の発明に係るリニアモータ式自動ドアでは、開動作中又は閉動作中にドア本体が反転走行した場合、その反転走行速度が衝突判定速度以下のときはドア本体が障害物に衝突して反転走行したとみなし、ドア本体を直ちに停止させる。一方、反転走行速度が衝突判定速度以上のときは、手動操作によって反転走行したとみなし、ドア本体を閉端位置または開端位置へ向けて走行させる。ドア本体の反転走行が衝突に起因するものであるか、或いは手動操作によるものであるかを判別する基準となる衝突判定速度は、各種障害物について実験を行って設定する。

請求項１に記載の本発明によれば、ドア本体の開動作中又は閉動作中の反転走行が衝突に起因するものか、あるいは手動操作によるものかを衝突判定速度に基づき判別してドア本体を開閉制御するので、リニアモータ式自動ドアの安全性が向上する。

請求項２に記載の発明に係るリニアモータ式自動ドアでは、ドア本体の開動作中又は閉動作中における反転走行距離がアシスト判定距離を越えているか否かを判別し、越えている場合、次にドア本体の反転走行速度が衝突判定速度以下であるか否かを判別する。そして、衝突判定速度以下のときはドア本体が障害物に衝突して反転走行したとみなして停止させる。一方、衝突判定速度以上のときは、手動操作により反転走行したとみなし、閉端位置又は開端位置まで走行させる。

請求項２に記載の本発明によれば、衝突判定速度に基づくだけでなく、アシスト判定距離をも考慮してドア本体の反転走行が衝突に起因するものか、あるいは手動操作によるものかを判別してドア本体を開閉制御する。このためドア本体の作動開始直後や作動停止直前の作動不安定による誤判定を防止できるので、より一層リニアモータ式自動ドアの安全性が向上する。

以下に本発明を添付図面に基づき説明する。図１〜図３には本発明の一実施例に係るリニアモータ式自動ドア１０が示されている。図１はドア全閉、図３はドア全開状態を示し、図２はドアが全閉と全開の中間状態を示す。当該自動ドア１０はドア枠１１、ドア開口１０Ａを開閉するドア本体１２、ドア本体１２を開閉駆動するリニアモータユニット２０、リニアモータユニットを制御するコントローラ４０を備えている。ドア本体１２の上端部にはローラ１３がブラケット１４で取り付けられている。一方、リニアモータユニット２０の下端部にレール２１が取り付けられている。ドア本体１２はローラ１３がこのレール２１上を転動することにより、レール２１に沿って走行可能に吊り下げられている。

図４及び図５にリニアモータユニット２０の主要部の詳細を示す。リニアモータユニット２０は固定子２２と可動子２３から構成されている。固定子２２はアウターフレーム２４とインナーフレーム２５によって形成した内外一対の磁石収納部２６を備え、両収納部２６によって後述する可動子２３の走行路２７が区画形成されている。この走行路２７はレール２１と平行に延びている。そして、両収納部２６にヨーク２８を介在させて複数個の永久磁石２９が嵌着され、永久磁石２９の列を構成している。これら永久磁石２９は収納部２６の長手方向に沿って隣接するものが互いに逆極性となるように、２４ｍｍの磁極ピッチで配列されている。また、対向する永久磁石２９が互いに逆極性となるように配列されている。

可動子２３は同一形状の３個のコイル３０ａ，３０ｂ，３０ｃと３個のホールＩＣからなる磁気センサ３１ａ，３１ｂ，３１ｃを備えている。可動子２３は固定子２２の走行路２７に移動可能に懸架され、コイル可動型の３相ブラシレス直流にリニアモータを構成している。この可動子２３にブラケット３２を介してドア本体１２が連結されている。

３個の磁気センサ３１ａ，３１ｂ，３１ｃは各コイル３０ａ，３０ｂ，３０ｃと永久磁石２９との相対位置を検出するためのもので、磁極ピッチ２４ｍｍの１／３の８mmピッチで配列されている。従って、可動子２３が８ｍｍ移動する毎に３個の磁気センサ３１ａ，３１ｂ，３１ｃから出力される磁気検出信号パルスが切り替わる。図６に磁気検出信号パルスの切り替わりのパターンを図示する。

磁気センサ３１ａ，３１ｂ，３１ｃの磁気検出信号パルスの切り替わりパターンから可動子２３の走行方向を検出することができる。磁気センサ３１ｃ，３１ｂ，３１ａの順で磁気検出信号パルスが検出された場合、可動子２３は図６の矢印方向に走行したことが判別できる。逆の順で磁気信号パルスが検出された場合は可動子２３が反矢印方向へ走行したことが判別できる。また、磁気検出信号パルスの個数をカウントすることにより、可動子２３の位置と走行距離を検出できる。さらにまた、磁気信号パルスの発生周期から可動子２３の走行速度を検出できる。従って可動子２３に連結されたドア本体１２の走行方向、位置、走行距離及び走行速度を磁気センサ３１ａ，３１ｂ，３１ｃの磁気検出信号パルスに基づいて検出できる。

コントローラ４０の機能的構成を図７に示す。コントローラ３０はＣＰＵで構成されるモータ駆動制御手段４１、走行方向検出器４２、走行距離検出器４３、走行速度検出器４４及び位置検出器４５から構成される。磁気センサ３１ａ，３１ｂ，３１ｃの磁気検出信号パルスが走行方向検出器４２と走行距離検出器４３及び走行速度検出器４４に入力され、各検出器４２，４３，４４により可動子３４の走行方向、走行距離、走行速度が検出される。そして、走行方向検出器４２、走行距離検出器４３及び走行速度検出器４４の各出力信号がモータ駆動制御手段４１に入力される。また走行方向検出器４２と走行距離検出器４３の出力信号が位置検出器４５に入力される。位置検出器４５では走行方向検出器４２の出力信号に基づいて走行距離検出器４３の出力信号をインクリメント又はディクリメントすることにより可動子２３の位置を算出し、位置信号をモータ駆動制御手段４１に出力する。

モータ駆動制御手段４１は走行方向検出器４２、走行距離検出器４３、走行速度検出器４４及び位置検出器４５の出力信号を所定の手順で処理することにより可動子２３の走行を制御し、もってドア本体１２を開閉制御する。図８にモータ駆動制御手段４１によって行われる制御手順の一例のフローチャートを示す。

本実施例に係るリニアモータ式自動ドア１０は、図１に示すように通常ドア本体が閉端位置に待機し、ドア開口１０Ａが全閉されている（ステップ１０１）。そして、待機中のドア本体１２が開方向へ所定のアシスト判定距離以上移動したか否かをステップ１０２で判別する。本実施例ではアシスト判定距離として磁気センサ３１ａ，３１ｂ，３１ｃの２ピッチ分に相当する１６mmが設定されている。開方向へのアシスト判定距離以上の移動が生じない限りドア本体１２は閉端位置に止まる。一方、手動操作によりアシスト判定距離以上開方向へドア本体１２が移動すると、ステップ１０３でドア本体１２も図１に矢印Ａで示す開方向へ走行を開始する。

次に、ステップ１０４でドア本体１２の開動作中にアシスト判定距離以上の反転移動が生じたか否かを判別する。アシスト判定距離以上の反転移動が生じた場合、続いてステップ１０５で反転方向の走行速度が所定の衝突判定速度以上であるか否かを判別する。衝突判定速度は実験によって求められるが、本実施例では０．０５ｍ／ｓに設定されている。反転方向の走行速度が衝突判定速度を越えている場合、開動作中のドア本体１２が手動操作によって閉方向へ移動されたとみなす。この場合ステップ１０６でドア１２本体を閉動作させる（図２の矢印Ｂ参照）。続いてステップ１０７でドア本体１２が閉端位置に到達したか否かを判別し、到達するとステップ１に戻り、ドア本体１２を閉端位置に停止させる。

ステップ１０４でアシスト判定距離以上の反転移動が生じない場合、続いてステップ１０８でドア本体１２が開端位置に到達したか否かを判別する。到達していないときは、引き続き同ドア本体の開動作が継続する。一方、開端位置に到達して図３に示すようにドアが全開になると、次にステップ１０９に移りドア本体１２を停止する。

ステップ１０５で反転走行速度が衝突判定速度を越えないとき、ドア本体が障害物に衝突したと判定し、ステップ１０９に移ってドア本体１２をその位置に停止する。

ステップ１０９に続いて、ステップ１１０では所定の開時間の経過をカウントする。その間ドア本体１２は停止状態を継続する。従って、ドア本体１２が開端位置に到達した場合も、あるいは衝突が発生して閉端位置と開端位置の途中で停止した場合のいずれの場合も所定の開時間だけドア本体１２は停止している。

所定の開時間が経過すると、ステップ１１１に移り、ドア本体１２は閉端方向への走行を開始する。そして、閉端に到達してドアが全閉され、ステップ１０１に戻る。

以上説明したように、本実施例に係るリニアモータ式自動ドアによれば、全閉のドアを手動で僅かに開くと自動的に開き、開動作中のドア本体１２を手動で僅かに閉方向へ動かすと、その後は自動的に閉じる。また、開動作中にドア本体１２が障害物に衝突したときは、自動的にドア本体１２が所定の開時間だけ閉端位置と開端位置の途中で停止する。そして、所定の開時間が経過すると自動的にドア本体１２が閉方向に移動してドアが全閉となる。

本実施例に係るリニアモータ式自動ドアは通常時全閉のドアに適用したが、通常時全開のドアに適用することも可能である。この場合のドア本体１２の作動制御の一例は以下の通りである。全開のドアを僅かに手動で閉じると、その後は自動的に閉じ、閉動作中のドア本体１２を手動で僅かに開方向へ動かすと、その後は自動的に開く。また、閉動作中にドア本体１２が障害物に衝突したときは、自動的にドア本体１２が停止し、所定時間経過後ドア本体１２が開端位置へ移動してドアが全開となる。

また、本実施例ではドア本体が開動作中に閉方向へアシスト操作がなされると、ドア本体は閉端位置まで移動させているが、閉方向へのアシスト操作に基づくドア本体の閉方向への走行中に開方向へアシストされた場合、再びドア本体を開方向へ走行させるようにモータ駆動制御手段４１の制御手順を構成することも可能である。
なお、本実施例はコイル可動型リニアモータに適用したが、磁石可動型のリニアモータにも適用できる。

本発明の実施例に係るリニアモータ式自動ドアの全閉状態を示す正面図である。 同リニアモータ式自動ドアの中間状態を示す正面図である。 同リニアモータ式自動ドアの全開状態を示す正面図である。 同リニアモータ式自動ドアの固定子と可動子を示す断面図である。 同リニアモータ式自動ドアの固定子と可動子を示す正面図である。 同リニアモータ式自動ドアの磁気センサの磁気検出信号パルスの切り替わりのパターンを示す説明図である。 同荷リアモータ式自動ドアのコントローラの機能的構成を示すブロック図である。 同コントローラの制御手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１０…にリアモータ式自動ドア
１２…ドア本体
１３…ローラ
２０…リニアモータユニット
２１…レール
２２…固定子
２３…可動子
２９…永久磁石
３０ａ，３０ｂ，３０ｃ…コイル
３１ａ，３１ｂ，３１ｃ…磁気センサ
４０…コントローラ
４１…モータ駆動制御手段
４２…走行方向検出器
４３…走行距離検出器
４４…走行速度検出器
４５…位置検出器

Claims (2)

1. 固定子と、固定子に沿って走行する可動子から成るリニアモータ、可動子に連結され可動子の走行によって開閉されるドア本体、可動子の位置を検出することによりドア本体の位置を検出する位置検出手段、可動子の走行方向を検出することによりドア本体の走行方向を検出する走行方向検出手段、可動子の走行距離を検出することによりドア本体の走行距離を検出する走行距離検出手段、並びに位置検出手段と走行方向検出手段及び走行距離検出手段の各出力信号に基づき可動子の走行を制御してドア本体を開閉制御するモータ駆動制御手段を備え、
   ドア本体が開端位置又は閉端位置から手動操作で閉方向又は開方向へ動かされて予め定めたアシスト判定距離以上走行したとき、ドア本体を同方向へ走行させ、続いてドア本体が閉端位置又は開端位置に到達したとき同位置にドア本体を停止させるリニアモータ式自動ドアであって、
   可動子の走行速度を検出することによりドア本体の走行速度を検出する速度検出手段を設け、
   ドア本体が開動作中又は閉動作中に反転走行し、かつこのときのドア本体の反転走行速度が予め設定した衝突判定速度以下であるときドア本体を停止させ、
   ドア本体が開動作中又は閉動作中に反転走行し、かつこのときのドア本体の反転走行速度が衝突判定速度以上であるとき、ドア本体を反転方向へ走行させることを特徴とするリニアモータ式自動ドア。
2. 固定子と、固定子に沿って走行する可動子から成るリニアモータ、可動子に連結され可動子の走行によって開閉されるドア本体、可動子の位置を検出することによりドア本体の位置を検出する位置検出手段、可動子の走行方向を検出することによりドア本体の走行方向を検出する走行方向検出手段、可動子の走行距離を検出することによりドア本体の走行距離を検出する走行距離検出手段、並びに位置検出手段と走行方向検出手段及び走行距離検出手段の各出力信号に基づき可動子の走行を制御してドア本体を開閉制御するモータ駆動制御手段を備え、
   ドア本体が開端位置又は閉端位置から手動操作で閉方向又は開方向へ動かされて予め定めたアシスト判定距離以上走行したとき、ドア本体を同方向へ走行させ、続いてドア本体が閉端位置又は開端位置に到達したとき同位置にドア本体を停止させるリニアモータ式自動ドアであって、
   可動子の走行速度を検出することによりドア本体の走行速度を検出する速度検出手段を設け、
   ドア本体が開動作中又は閉動作中にアシスト判定距離以上反転走行し、かつこのときのドア本体の反転走行速度が予め設定した衝突判定速度以下であるときドア本体を停止させ、
   ドア本体が開動作中又は閉動作中にアシスト判定距離以上反転走行し、かつこのときのドア本体の反転走行速度が衝突判定速度以上であるとき、ドア本体を反転方向へ走行させることを特徴とするリニアモータ式自動ドア。

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