JP2010101120A - 自動ドア装置 - Google Patents

Abstract

【課題】安定してギアードモータの加熱を行うことによりギアードモータを安定状態に維持することができる自動ドア装置を提供する。
【解決手段】自動ドア装置１０は、ギアードモータ１５と温度センサ２９とギアードモータ１５の回転を制御する制御部２６を備え、ドアが閉じている時に温度センサ２９により検出した値が第１の所定の値以下になったとき、ドアを動作させないようにギアードモータ１５に電流を供給してギアードモータ１５を加熱する手段を設け、温度センサ２９の検出した値が第２の所定の値に達したときギアードモータ１５ヘの電流の供給を停止する手段を設けた。
【選択図】図２

Description

本発明は、ギアードモータによってドアを開閉する自動ドア装置に関する。

従来の自動ドア装置の一例として、人が衝突した時などに挟みこみを防止するため、所定の過負荷状態になったときギアードモータの動作を停止もしくは反転するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−４２５０８号公報（図１、請求項１）

通常、周囲温度の低下により、ギアードモータの伝動ギアのグリースの粘性が上がって硬化するために、制御部が誤って過負荷状態と判定することがある。そのため、物を挟みこんでいないにもかかわらずドアの動作を停止させたり、反転させたりするという問題があった。

そのため、上記特許文献１に開示された自動ドア装置では、ギアードモータ側の温度を検出する温度センサと、ギアードモータ側を加熱する手段と、を設けて、温度センサにより検出した検出温度が所定以下になったときに、加熱手段を作動させるようにしている。

しかし、上記特許文献１に開示された自動ドア装置では、温度センサにより検出した検出温度が所定以下になったときに加熱手段を作動させるようにしている。そのため、モータ側の温度が所定の値付近に下がってくると、所定値以下になって加熱手段が入り、温度が上がると加熱手段を切り、また、所定値を下回ると加熱手段が入るということを非常に短い時間で繰り返してしまう。その結果、ギアードモータが機械的に不安定になる虞がある。

本発明は、前述した要望を満たすためになされたもので、その目的は、安定してギアードモータの加熱を行うことによりギアードモータを安定状態に維持することができる自動ドア装置を提供することにある。

本発明に係る自動ドア装置は、ギアードモータと温度センサと前記ギアードモータの回転を制御する制御部を備え、ドアが閉じている時に前記温度センサにより検出した値が第１の所定の値以下になったとき、前記ドアを動作させないように前記ギアードモータに電流を供給して前記ギアードモータを加熱する手段を設けた自動ドア装置であって、前記温度センサの検出した値が第２の所定の値に達したとき前記ギアードモータヘの電流の供給を停止する手段を設けたことを特徴とする。

本発明においては、ドアが閉じている時に温度センサにより検出した値が第１の所定の値以下になったときにドアを動作させないようにギアードモータに電流を供給してギアードモータを加熱し、温度センサの検出した値が第２の所定の値に達したときギアードモータヘの電流の供給を停止する。
よって、従来のもののように、モータに対する加熱手段の非常に短い時間での断続動作を繰り返し行うことがなくなる。
これにより、モータに接続された減速機のギアのグリースの硬化を防止でき、特に寒冷地等での低温時にドアを円滑に開閉動作することができる。

本発明に係る自動ドア装置は、前記温度センサにより検出した値に応じて前記ギアードモータヘの電流供給量を変化させることを特徴とする。

本発明においては、温度センサにより検出した値に応じてギアードモータヘの電流供給量を変化させることにより、例えば−２０℃以下のような非常に低い温度でもギアードモータを加熱することができる。
よって、厳しい環境化においてもドアを円滑に開閉動作させることができる。

本発明に係る自動ドア装置は、前記温度センサは前記制御部に設けたことを特徴とする。

本発明においては、温度センサを制御部に設けたことにより、温度センサをモータ側に取り付けて配線の増加を抑制してモータ近傍の温度を検出することができる。
よって、モータ側の温度を高い信頼性で検出することができるとともに低コスト化を図ることができる。

本発明の自動ドア装置によれば、温度センサの検出した値が第２の所定の値に達したときギアードモータヘの電流の供給を停止する手段を設けた。
これにより、安定してギアードモータの加熱を行うことによりギアードモータを安定状態に維持することができるという効果を有する。

以下、本発明の複数の実施形態に係る照明器具について、図面を参照して説明する。

（第１実施形態）
図１に示すように、本発明の第１実施形態である自動ドア装置１０は、２枚のドア１１，１２を両側に開く引分け用自動ドア装置であり、エンジンケース１３と、ドア１１，１２の開閉を制御する電気ブロック１４と、ドア１１，１２を駆動するギアードモータ１５を有するモータブロック１６と、モータブロック１６の動力を伝達するベルト１７と、モータブロック１６とともにベルト１７の張力を調整する従動プーリブロック１８と、ドア１１，１２を吊るしモータブロック１６の動力によりドア１１，１２を開閉するハンガーブロック１９と、を備える。

また、自動ドア装置１０は、電気ブロック１４に電源を供給し、起動センサ２０からの信号を電気ブロック１４に伝達させる端子台ブロック２１と、ドア１１，１２の開口幅を制限するストッパブロック２２と、一方のドア１１のハンガーブロック１９をベルト１７に止めるベルト止めブロック２３と、他方のドア１２のハンガーブロック１９をベルト１７に止める引分け用ベルト止めブロック２４と、ドア１１，１２に近づいた人を検知する起動センサ２０と、を備える。

図２にも示すように、電気ブロック１４は、ギアードモータ１５への電力供給や他の回路の電源を生成する電源回路２５と、ギアードモータ１５の回転を制御するマイクロコンピュータ等からなる制御部２６と、制御部２６からの信号を受けてギアードモータ１５を正逆回転するモータ駆動回路２７と、からなる。

電気ブロック１４には、起動センサ２０と、ギアードモータ１５と、ギアードモータ１５の回転速度を検出するためのエンコーダ２８と、温度センサ２９と、が接続されている。

起動センサ２０は、例えば赤外線によりドア１１，１２の近傍の人を検出すると、電気ブロック１４に起動信号を伝達する。

電気ブロック１４は、起動センサ２０からの信号を受けてギアードモータ１５を駆動してドア１１，１２の開き動作を開始する。ギアードモータ１５は、ＤＣモータまたはＤＣブラシレスモータを使用することができる。

モータブロック１６は、ギアードモータ１５に減速機３０を一体に内蔵しており、減速機３０の出力軸３１にプーリ３２が取り付けられてベルト１７が掛止されている。減速機３０には不図示のグリース等である潤滑剤が封入されている。

エンコーダ２８は、ギアードモータ１５がＤＣブラシレスモータの場合、モータ内部に設置し回転子の位置を検出するホール素子で行うことができる。そして、ホール素子が発生したホール電圧により生成される出力パルスを制御部２６に入力し、制御部２６によりギアードモータ１５の回転速度と回転方向を求めることができる。

温度センサ２９は、ＩＣであってもサーミスタでも構わない。温度センサ２９は、モータブロック１４の減速機３０の近傍に設置されて、減速機３０の温度を主に検出し、検出した温度信号を制御部２６に出力する。

図３にも示すように、モータ駆動回路２７は、４個のFET（電界効果トランジスタ)Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４と、モータ電流検出部３３と、から構成される。モータ駆動回路２７はＤＣモータのギアードモータ１５を適用している。

モータ駆動回路２７は、制御部２６からFETＱ１とFETＱ４とをオンする信号を出力し、FETＱ１とFETＱ４とがオンすることにより、ギアードモータ１５を正回転させてドア１１，１２を開く方向に移動させる。

これとは異なり、モータ駆動回路２７は、制御部２６からFETＱ２とFETＱ３とをオンする信号を出力し、FETＱ２とFETＱ３とがオンすることにより、ギアードモータ１５を逆回転させてドア１１，１２を閉じる方向に移動させる。このとき、制御部２６が出力するFETＱ１からFETＱ４を駆動する信号をＰＷＭ信号により与えることで、ギアードモータ１５の回転速度を変えることができる。

制御部２６は、エンコーダ２８から信号を入力し、ギアードモータ１５の回転速度と回転数を演算により求めることでドア１１，１２の移動速度と移動位置を算出することができる。これにより、ドア１１，１２が閉じた位置から全開位置まで移動するのに加速、定速、減速、徐行等させて動作させることができる。ドア１１，１２の全開位置からの移動の場合も同様である。

制御部２６は、起動センサ２０の信号が入力されるとモータ駆動回路２７に信号を出力してギアードモータ１５を正回転させ、ドア１１，１２の開き動作を開始する。ドア１１，１２が全開位置に達すると、予め定められた開き時間を待って、ギアードモータ１５を逆回転させるようにモータ駆動回路２７に信号を出力してギアードモータ１５を逆回転させ、ドア１１，１２の閉じ動作を行う。

制御部２６は、ドア１１，１２が閉じ位置に到達するとモータ駆動回路２７への信号をカットオフしギアードモータ１５を停止させる。

モータ電流検出部３３は、ギアードモータ１５に流れる電流を検出することができ、その電流値信号を制御部２６に出力する。モータ電流検出部３３により検出された電流値は、ドア１１，１２に人が衝突したとき等の過負荷を検出するための判定に用いられる。

図４にも示すように、ドア１１，１２が閉じているとき、温度センサ２９から出力された温度信号が制御部２６に入力され、制御部２６で温度信号の値が第１の所定の値Ｔ１以下になったと判別されると、モータ駆動回路２７よりFETＱ２とFETＱ３の駆動信号を出力する。

これにより、制御部２６は、FETＱ２とFETＱ３をオンしてギアードモータ１５を逆回転、つまりドア１１，１２を閉じる方向にギアードモータ１２に内蔵されているモータ巻線（アーマチュアコイル）に不図示のブラシ、コンミュテータを通じて電流を流す。

ギアードモータ１５は、ドア１１，１２が閉じている際に、ドア１１，１２を閉じる方向に、そのモータ巻線に電流が流れることによりモータ巻線が発熱する。そのため、ギアードモータ１５の減速機３０が加熱され、減速機３０内に封入されている潤滑剤が加熱される。

加熱が始まるとモータブロック１６の温度が上昇してくる。温度センサ２９からの温度信号により制御部２６で温度の値が第２の所定の値Ｔ２以上になったと判断される。FETＱ２とFETＱ３とをオフにしてギアードモータ１５への電流供給を停止し、加熱を停止する。
よって、従来のもののように、モータに対する加熱手段の非常に短い時間での断続動作を繰り返し行うことがなくなる。

加熱中に、起動センサ２０からの起動信号が制御部２６に入力すると、制御部２６は加熱用の電流供給を中止し、通常のドア１１，１２の開閉動作を行う。

次に、制御部２６の制御動作について説明する。

図５にも示すように、制御動作が開始されると、ドア１１，１２が閉じられていて加熱用の電流供給が行われていないと、温度信号（フラグ）Ｔ０にＴ１を入力して、これらを繰り返し実行する（Ｓ１００→Ｓ１０１→Ｓ１０２）。

ドア１１，１２が閉じられていて加熱用の電流供給が行われていると、加熱用の電流供給が行われているために温度信号（フラグ）Ｔ０にＴ２を入力し、温度センサ２９から入力された温度信号の値がＴ０以下であるか判別し、温度信号がＴ０以下であれば、ギアードモータ１５へ加熱用の電流を供給する（Ｓ１００→Ｓ１０３→Ｓ１０２→Ｓ１０４）。

ドア１１，１２が閉じられていて加熱用の電流供給が行われていると、加熱用の電流供給が行われているために温度信号（フラグ）Ｔ０にＴ２を入力し、温度センサ２９から入力された温度信号の値がＴ０以下であるか判別し、温度信号がＴ０以下でなくなると、ギアードモータ１５への加熱用の電流供給を停止する（Ｓ１００→Ｓ１０３→Ｓ１０２）。

なお、ギアードモータ１５として、ＤＣブラシレスモータを適用した場合、加熱手段としては、ドア１１，１２が閉じる方向にＵ、Ｖ、Ｗ相の各相に電流を流す方法と、例えばＵ相に１およびＶ、Ｗ相に各１／２ずつ流すようにして３相に同時に電流を流す方法とがある。

また、本実施形態の自動ドア装置１０では、引き分け用自動ドアを図示したが、これに限定されるものではなく、例えばドアが１枚の自動ドア装置や、ドアがハンガーで吊るされずにガイドレール上に設置されてガイドレールに固定されたベルトをギアードモータで駆動する自動ドア装置にも適用できることは言うまでもない。

本実施形態では、ドア１１，１２が閉じている時に温度センサ２９により検出した温度信号の値が第１の所定の値Ｔ１以下になったときにドア１１，１２を動作させないようにギアードモータ１５に電流を供給してギアードモータ１５を加熱し、温度センサ２９の検出した値が第２の所定の値Ｔ２に達したときギアードモータ１５ヘの電流の供給を停止する。
よって、従来のもののように、モータに対する加熱手段の非常に短い時間での断続動作を繰り返し行うことがなることにより、ギアードモータ１５に接続された減速機３０内の潤滑剤の硬化を防止でき、特に寒冷地等での低温時にドア１１，１２を円滑に開閉動作することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態の自動ドア装置について説明する。なお、以下の各実施形態において、上述した第１実施形態と重複する構成要素や機能的に同様な構成要素については、図中に同一符号あるいは相当符号を付することによって説明を簡略化あるいは省略する。また、以下の各実施形態においては、それらの基本的な構造は上述した第１実施形態と同一であるために構造の説明は省略し要部のみを説明する。

図６にも示すように、本発明の第２実施形態の自動ドア装置４０は、温度センサ２９により検出した温度信号に応じてギアードモータ１５へ供給する電流値（モータ電流）を変化させる。

温度センサ２９から入力された温度信号によりモータ加熱のためにギアードモータ１５へ供給する電流値Ｉを制御部２６で設定する。

制御部２６は、温度信号の値Ｔが、Ｔ３＜Ｔ≦Ｔ２のときにモータ電流をＩ１に、Ｔ４＜Ｔ≦Ｔ３のときにモータ電流をＩ２に、Ｔ≦Ｔ４のときにモータ電流をＩ３に設定する。この設定値は制御部２６内に備えた不揮発性メモリ（フラッシュメモリ等）に予め記憶されている。

制御部２６は、温度センサ２９により検出した温度信号に応じて、モータ電流をＩ１，Ｉ２，Ｉ３にそれぞれ設定し、モータ駆動回路２７のFETＱ２とFETＱ３の駆動信号を生成してギアードモータ１５を駆動する。
よって、温度センサ２９により検出した温度信号の値に応じてギアードモータ１５ヘの電流供給量を変化させることにより、例えば−２０℃以下のような非常に低い温度でもギアードモータ１５を十分に加熱することができる。

なお、温度信号の値に応じて変化させるモータ電流値は図６に限定されることない。例えば、電流値の変化する部分にヒステリシス特性を持たせたり、低温になるほど１次関数的に電流を増加させたりするようにしてもよい。

本実施形態では、温度センサ２９により検出した温度信号の値に応じてギアードモータ１５ヘの電流供給量をＩ１，Ｉ２，Ｉ３に変化させることにより、例えば−２０℃以下のような非常に低い温度でもギアードモータ１５を加熱することができる。
よって、厳しい環境化においてもドア１１，１２を円滑に開閉動作させることができる。

(第３実施形態)
次に、本発明の第３実施形態の自動ドア装置について説明する。

図７、図８に示すように、第３実施形態の自動ドア装置５０は、電気ブロック１４を電気ブロックケース５１に収納しており、電気ブロックケース５１は、アルミニウム製の押し出し加工により形成されている。

電気ブロックケース５１は、プリント基板５２を保持するための不図示の溝を内部に設けている。側板５３と側板５４とは電気ブロックケース５１の両側の開ロ部を塞ぐように、ねじ５５で電気ブロックケース５１に固定されている。

側板５３，５４には、エンジンケース１３に電気ブロック１４を固定するための取付金具５６，５７がそれぞれ取り付けられている。一方の側板５３には接続コネクタ５８，５９がそれぞれ取り付けられている。一方の接続コネクタ５８は、電気ブロック１４の電源用と起動センサ２０の信号用に用いられる。他方の接続コネクタ５９は、ギアードモータ１５を接続するためのモータ線用とエンコーダ２８の電源用および信号用に用いられる。

一方の側板５３には、開ロ部６０が形成されている。開口部６０にはプリント基板５２の一部が外に露出しており、プリント基板５２の露出した部分に温度センサ２９が実装されている。一方の側板５３における取付金具５６を取り付けている面には折り曲げ加工部６１が形成されており、折り曲げ加工部６１によりプリント基板５２を固定している。

温度センサ２９は、プリント基板５２上のギアードモータ１５に近い位置であって、周辺に発熱する部品がない位置である。エンジンケース１３、電気ブロック１４およびモータブロック１６の外郭はアルミニウムにより構成されているので、温度センサ２９を電気ブロック１４の制御部２６に設置してもモータブロック１６の影響を受けることはない。
よって、温度センサ２９を制御部２６に設けたことにより、温度センサ２６をモータ側に取り付けて配線の増加を抑制してモータ近傍の温度を検出することができる。

本実施形態では、温度センサ２９を制御部２６に設けたことにより、温度センサ２９をモータ側に取り付けて配線の増加を抑制してモータ近傍の温度を検出することができる。
よって、モータ側の温度を高い信頼性で検出することができるとともに低コスト化を図ることができる。

なお、前記実施形態で使用したドア１１，１２、ギアードモータ１５等は例示した形状に限定するものではなく適宜変更が可能である。

本発明に係る第１実施形態の自動ドア装置の正面図 図１に示した自動ドア装置のブロック構成図 図１に示した自動ドア装置におけるモータ駆動回路の回路図 図１に示した自動ドア装置における温度と加熱との関係図 図１に示した自動ドア装置における制御動作を説明するフローチャート 本発明に係る第２実施形態の自動ドア装置における温度とモータ電流との関係図 本発明に係る第３実施形態の自動ドア装置における電気ブロックの平面図 図７に示した電気ブロックの右側面図

符号の説明

１０、４０、５０ 自動ドア装置
１１、１２ ドア
１５ ギアードモータ
２６ 制御部
２９ 温度センサ

Claims (3)

1. ギアードモータと温度センサと前記ギアードモータの回転を制御する制御部を備え、ドアが閉じている時に前記温度センサにより検出した値が第１の所定の値以下になったとき、前記ドアを動作させないように前記ギアードモータに電流を供給して前記ギアードモータを加熱する手段を設けた自動ドア装置であって、
   前記温度センサの検出した値が第２の所定の値に達したとき前記ギアードモータヘの電流の供給を停止する手段を設けたことを特徴とする自動ドア装置。
2. 前記温度センサにより検出した値に応じて前記ギアードモータヘの電流供給量を変化させることを特徴とする請求項１記載の自動ドア装置。
3. 前記温度センサは前記制御部に設けたことを特徴とする請求項１または２記載の自動ドア装置。

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