JP2016199900A - 自動ドア装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ドア本体が開閉する際に、駆動部から音が発生するのを抑制可能な自動ドア装置を提供すること。【解決手段】自動ドア装置１であって、ドア本体３０と、電力により伸縮するコイル状形状記憶合金５２と、前記伸縮部材に電力を付与する電力供給部７０と、制御部８０とを備え、前記制御部８０は、前記電力供給部７０から前記コイル状形状記憶合金５２に付与する電力を制御して前記ドア本体３０を移動させるように構成されていることを特徴とする。【選択図】図１

Description

この発明は、ドア本体を移動し又は姿勢を変化させて、開閉させることが可能な自動ドア装置に関する。

周知のように、例えば、建物等の壁部に形成された開口部にドア本体を設けて、この開口部近傍に設けられたセンサにより利用者を検知した場合に、ドア本体を自動的にスライドさせて開閉させることにより、利用者が効率的に通行するのを可能にする自動ドア装置が広く用いられている（例えば、特許文献１参照。）。

また、改札や空港のゲートでは、開口部に設けたドア本体を、所定の範囲で回動させることにより、利用者が一方向のみに効率的に通行するのを可能とする自動ドア装置が用いられている（例えば、特許文献２参照。）。

このような特許文献１、２に記載された自動ドア装置は、一般的に、駆動部にモータを配置して、このモータによってドア本体を移動又は回動させることにより、開口部を開閉するようになっている。

特開２００６−１９７７５０号公報 特開平０８−１３８０９９号公報

しかしながら、このようなモータをドア装置では、ドア本体を開閉させる際に、モータが回転駆動されるのにともなって駆動音が発生するので、自動ドア装置を静粛に運転するのには限界があった。
また、ドア本体が大型化するにつれて、モータの出力を大きくする必要があるため、自動ドア装置の駆動部を小型化することが困難であった。

この発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、以下に示す解決課題を、少なくとも一つ解決することが可能とされる自動ドア装置を提供することを目的としている。
（１）ドア本体が開閉する際に、駆動部から音が発生するのを抑制すること
（２）ドア本体を大型化しても、駆動部が大型化するのを抑制して、駆動部を小型化すること

上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項１に記載の発明は、少なくとも１つのドア本体と、電力又は熱によって形態変化することにより長手方向に伸縮可能とされ、前記長手方向のいずれかの位置で前記ドア本体と連結された伸縮部材と、前記伸縮部材に電力又は熱を付与するエネルギー供給部と、制御部と、を備え、前記制御部は、前記エネルギー供給部から前記伸縮部材に付与する電力又は熱を制御して前記ドア本体を移動又は姿勢変更させるように構成されていることを特徴とする。

この発明に係る自動ドア装置によれば、少なくとも１つのドア本体と、電力又は熱により長手方向に伸縮可能とされ伸縮部材と、エネルギー供給部と、制御部とを備え、伸縮部材の長手方向のいずれかの位置がドア本体と連結されていて、制御部がエネルギー供給部から伸縮部材に付与する電力又は熱を制御することにより、ドア本体を移動又は姿勢変更させる。
その結果、駆動部にモータを用いる必要がないので、ドア本体が開閉する際に音が発生するのを抑制することができる。
また、駆動部が伸縮部材を備えていて、モータが必要とされないので、ドア本体が開閉するための駆動部を小型化することができる。

この明細書において、伸縮部材とは、電力又は熱を付加することによって形状（分子レベルのねじり等を含む）等の形態が可逆的に変化して、伸縮又は伸長する性質を有する物をいい、例えば、コイル状になるまでねじられたモノフィラメント（例えば、ナイロン６）、導電性ポリマー、形状記憶合金、カーボンナノチューブ、所定の形態を有する繊維等が含まれる。

また、電力又は熱を制御するとは、電力又は熱（加熱又は冷却）をＯＮ−ＯＦＦすることに他、電力又は熱の出入り量を調整することをいう。
また、伸縮部材に熱を加えるとは加熱及び冷却のいずれか又は双方を含む概念である。
また、ドア本体を姿勢変更させるとは、例えば、一端側に形成された支点を中心とするドア本体の回動又は回転の他、利用者が通行するのを実現するためのドア本体の種々の姿勢変更を含むものとする。

請求項２に記載の発明は、ドア装置であって、前記伸縮部材の伸縮長を延長する伸縮長延長部を備え、前記伸縮長延長部は、前記伸縮部材の収容長さを延長して、前記伸縮部材がドア本体の移動又は姿勢変更に寄与する伸縮長を延長するように構成されていることを特徴とする。

この発明に係る自動ドア装置によれば、伸縮部材の伸縮長を延長する伸縮長延長部を備えていて、伸縮長延長部が、伸縮部材の収容長さを延長して、伸縮部材がドア本体の移動又は姿勢変更に寄与する伸縮長を延長するので、効率的に移動又は姿勢変更することが可能な量を大きく擦ることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の自動ドア装置であって、前記伸縮長延長部は、前記伸縮部材が掛けられるプーリを備えることを特徴とする。

この発明に係る自動ドア装置によれば、伸縮長延長部が、伸縮部材が掛けられるプーリを備えているので、簡単な構造により、伸縮部材の長手方向における伸縮を大きくすることができる。
その結果、ドア本体を、効率的に大きな距離を移動させることができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の自動ドア装置であって、前記駆動部は、前記伸縮部材の伸縮方向と反対側が下方に傾斜する傾斜部を備え、前記伸縮部材に付与する電力又は熱が減少した場合に、前記ドア本体を所定位置に移動させるように構成されていることを特徴とする。

この発明に係る自動ドア装置によれば、駆動部は、伸縮部材の伸縮方向と反対側が下方に傾斜する傾斜部を備え、伸縮部材に付与する電力又は熱が減少した場合に、ドア本体を所定位置に移動させるように構成されているので、伸縮部材が電力又は熱により一方向にしか生じない場合や、伸縮と反対向きの力が小さい場合であっても、ドア本体を所定位置に移動させることができる。

この明細書において、ドア本体を所定位置に移動させるとは、ドア本体を開側又は閉側の端部に移動させることの他、ドア本体の移動区間における中間位置に移動すること、その場停止することを含む。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の自動ドア装置であって、前記駆動部は、前記伸縮部材の伸縮方向と反対側に向かう引張力を発生させるアクチュエータを備え、前記伸縮部材に付与する電力又は熱が減少した場合に、前記ドア本体を所定位置に移動させるように構成されていることを特徴とする。

この発明に係る自動ドア装置によれば、駆動部は、前記伸縮部材の伸縮方向と反対側に向かう引張力を発生させるアクチュエータを備え、前記伸縮部材に付与する電力又は熱が減少した場合に、前記ドア本体を所定位置に移動させるように構成されているので、伸縮部材が電力又は熱により一方向にしか生じない場合や、伸縮と反対向きの力が小さい場合であっても、ドア本体を所定位置に移動させることができる。
この明細書において、アクチュエータとは、ぜんまいバネ、シリンダ、モータを含むものとする。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の自動ドア装置であって、外部から供給する熱エネルギーにより前記伸縮部材を直接加熱する伸縮部材加熱装置を備え、前記伸縮部材加熱装置は、長手方向に沿って見たときの断面が一方から他方に向かって拡幅され、前記伸縮部材と接触して伝熱する側壁部を有する加熱装置本体と、前記側壁部に熱エネルギーを供給する加熱手段と、を備えていることを特徴とする。

この発明に係る自動ドア装置によれば、長手方向に沿って見たときの断面が一方から他方に向かって拡幅され、伸縮部材と接触して伝熱する側壁部を有する加熱装置本体と、側壁部に熱エネルギーを供給する加熱手段と、を備えた伸縮部材加熱装置を備えているので、外部から供給する熱エネルギーによって、伸縮部材を効率的に加熱することができる。

請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか１項に記載の自動ドア装置であって、前記伸縮部材は、ポリマーからなるモノフィラメントがコイル状となるまでねじられて形成されたコイル状伸縮繊維部材であることを特徴とする。

この発明に係る自動ドア装置によれば、伸縮部材が、ポリマーからなるモノフィラメントがコイル状となるまでねじられて形成されたコイル状伸縮繊維部材であるので、大きな伸縮を効率的に得ることができる。また、大きな力を出力することが可能である。

請求項８に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか１項に記載の自動ドア装置であって、前記伸縮部材は、形状記憶合金がコイル状に形成されたコイル状記憶合金部材であることを特徴とする。

この発明に係る自動ドア装置によれば、伸縮部材が、形状記憶合金がコイル状に形成されたコイル状記憶合金部材であるので、大きな伸縮を効率的に得ることができる。また、通電による加熱と外部から熱エネルギーを供給することによる加熱のいずれも適用することができる。

この発明に係る自動ドア装置によれば、ドア本体が開閉する際に、駆動部から音が発生するのを抑制することができる。

本発明の第１の実施形態に係る自動ドア装置の概略構成の一例を説明する正面図である。 本発明の第１の実施形態に係る自動ドア装置の駆動部の概略構成の一例を説明する図であり、図１に矢視IIで示す平面図である。 本発明の第１の実施形態に係る自動ドア装置の制御部の概略構成の一例を説明する図である。 本発明の第１の実施形態に係る自動ドア装置の制御部のブロック構成の一例を説明する図である。 本発明の第１の実施形態に係る自動ドア装置の動作を説明するためのフローチャートの一例を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る自動ドア装置の制御部のブロック構成の一例を説明する図である。 本発明の第３の実施形態に係る自動ドア装置の概略構成の一例を説明する正面図である。 本発明の第３の実施形態に係る自動ドア装置の駆動部の概略構成の一例を説明する図であり、（Ａ）は図７に矢視ＶIIIで示す平面図であり、（Ｂ）伸縮部材加熱装置の概略を示す斜視図である。 本発明の第３の実施形態に係る自動ドア装置に用いられる伸縮部材を説明する図であり、（Ａ）は伸縮部材の概略構成を示す図であり、（Ｂ）は伸縮部材が伸長している状態を示す斜視図であり、（Ｃ）は伸縮部材が収縮している状態を示す斜視図である。 本発明の第３の実施形態に係る自動ドア装置に係る伸縮部材加熱装置の詳細構成と伸縮部材の作用を説明する図であり、（Ａ）は伸縮部材が伸長している状態を、（Ｂ）は伸縮部材が収縮した状態を示す図である。 本発明の第３の実施形態に係る自動ドア装置に用いられる伸縮部材を説明する図であり、製造工程に基づいて伸縮部材の概略構成の一例を説明する図である。 本発明の第３の実施形態の第１変形例に係る伸縮部材加熱装置における伸縮部材の作用を説明する図であり、（Ａ）は伸縮部材が伸長している状態を、（Ｂ）は伸縮部材が収縮した状態を示す図である。 本発明の第３の実施形態の第２変形例に係る伸縮部材加熱装置の概略構成を示す斜視図である。 本発明の第４の実施形態に係る自動ドア装置の概略構成の一例を説明する正面図である。 本発明の第４の実施形態に係る自動ドア装置の駆動部の概略構成の一例を説明する図であり、図１４に矢視XVで示す平面図である。 本発明の第４の実施形態に係る自動ドア装置の制御部のブロック構成の一例を説明する図である。 本発明の第５の実施形態に係る自動ドア装置の概略構成を説明するための正面図である。 本発明に係る駆動部と伸縮部材の関係についての適用例を説明する図であり、（Ａ）は伸縮部材の収縮率が５０％以上である場合の例を、（Ｂ）は伸縮部材の周縮率が２５％以上５０％未満である場合の例を、（Ｃ）は伸縮部材の周縮率が２５％未満である場合の例を示す図である。

＜第１の実施形態＞
以下、図１〜５を参照して、この発明の第１の実施形態に係る自動ドア装置について説明する。図１は、第１の実施形態に係る自動ドア装置の概略構成の一例を説明する図であり、図２は、第１の実施形態に係る自動ドア装置の駆動部の概略構成の平面図である。図において、符号１は自動ドア装置を、符号５０は駆動部を示している。

自動ドア装置１は、図１に示すように、例えば、内側エリアと外側エリアとを区画する壁部２の開口部２Ａに配置されドア本体３０と、駆動部５０と、電力供給部（エネルギー供給部）７０と、制御部８０とを備えており、開口部２Ａに近づいた利用者を検知して、ドア本体３０を開閉することにより、内側エリアと外側エリアの間を利用者が効率的に通行できるように構成されている。
また、自動ドア装置１は、例えば、非接触センサ、併用センサ、自動ドアセンサ、補助センサ（いずれも不図示）を備えている。

ドア本体３０は、例えば、壁部２の開口部２Ａに配置されて、壁部２の一方側に位置される内側エリアと、他方側に位置される外側エリアの間を壁部２とともに区画しており、駆動部５０によって駆動されて開口部２Ａを開閉するようになっている。
また、ドア本体３０は、例えば、近接スイッチ（不図示）等により、開閉端に位置されていることを検知されるようになっている。

駆動部５０は、図１、図２に示すように、例えば、駆動部５０の駆動力をドア本体３０に伝達する連結部５１と、コイル状形状記憶合金（コイル状形状記憶合金部材）５２と、コイル状形状記憶合金５２の一端と連結されるワイヤ５３と、テンション付与バネ５４と、コイル状形状記憶合金５２によるドア本体３０の移動距離を長くするためのプーリ（伸縮長延長部）６０と、ドア本体３０が載置される傾斜レール（傾斜部）６５とを備えている。

連結部５１は、例えば、傾斜レール６５に載置されるローラ５１Ｗと、ローラ５１Ｗ及びドア本体３０とを連結するプレート５１Ｐとを備えており、ドア本体３０の移動方向における両端部近傍の２か所において、ワイヤ５３とドア本体３０とを連結するように構成されている。
その結果、ドア本体３０は、傾斜レール６５に沿って、床面（水平面）に対して傾斜して移動するようになっている。

この実施形態では、例えば、ドア本体３０が閉じられて原位置にあるときに、コイル状形状記憶合金５２が伸長した状態とされている。
そして、コイル状形状記憶合金５２は、図２に示すように、例えば、第１端部５２Ａと第２端部５２Ｂが電力供給部（エネルギー供給部）７０に接続されていて、電力供給部７０によって電圧を印加することにより、コイル状形状記憶合金５２を加熱して、収縮させる構成とされている。なお、電力供給部７０が、コイル状形状記憶合金５２の任意の二点間に電圧を印加する構成としてもよい。

この実施形態では、コイル状形状記憶合金５２は、例えば、ＮｉＴｉ系の形状記憶合金により形成されたコイル部材とされていて、電圧を印加して温度が上昇することにより、約５０％の収縮が生じるようになっている。

また、コイル状形状記憶合金５２は、第１端部５２Ａが固定部とされ、第２端部５２Ｂがワイヤ５３に連結されていて、コイル状形状記憶合金５２が収縮することにより、第２端部５２Ｂがワイヤ５３を引張するようになっている。

ワイヤ５３は、一端がコイル状形状記憶合金５２の第２端部５２Ｂと連結され、他端がテンション付与バネ５４と連結されるとともに、連結部５１を介してドア本体３０が取付けられている。
そして、コイル状形状記憶合金５２が収縮すると、コイル状形状記憶合金５２の第２端部５２Ｂがコイル状形状記憶合金５２の第１端側５２Ａ側に引き寄せられ、それにともなってドア本体３０を矢印Ｔ１側に移動するようになっている。

テンション付与バネ５４は、ワイヤ５３の第２端５３Ｂに連結されて、コイル状形状記憶合金５２及びワイヤ５３にテンションを与えるとともに、コイル状形状記憶合金５２が伸長する場合に、コイル状形状記憶合金５２およびワイヤ５３に緩みが生じないようになっている。

プーリ（伸縮長延長部）６０は、コイル状形状記憶合金５２の伸縮可能な長さを延長するものであり、コイル状形状記憶合金５２の収納長さを延長することにより、ドア本体３０の移動距離を大きくすることが可能な位置に配置されている。

そして、コイル状形状記憶合金５２は、プーリ６０に掛けられることにより、駆動部５０に収容可能なコイル状形状記憶合金５２の長さ（コイル状形状記憶合金５２の第１端部５２Ａ〜第２端部５２Ｂまでの長さ）（全長）は、第１端部５２Ａ〜プーリ６０までの長さより長くなり、その結果、ドア本体３０の移動距離を大きく確保するのに寄与することが可能となる。

プーリ（伸縮長延長部）６０は、コイル状形状記憶合金５２が収縮してドア本体３０を移動する際に例えば、以下のように寄与している。
例えば、図２に示すように、ワイヤ５３の長さ及び開口部２Ａの幅をＬ１とし、コイル状形状記憶合金５２の第２端部５２Ｂからプーリ６０までの長さＬ２とした場合、第１端部５２Ａから第２端までのコイル状形状記憶合金５２の長さは（Ｌ１＋Ｌ２×２）である。そして、コイル状形状記憶合金５２の収縮率が５０％と仮定すると、コイル状形状記憶合金５２は、（Ｌ１＋Ｌ２×２）×（５０％）＝（Ｌ１×５０％＋Ｌ２）だけ収縮可能である。

そして、コイル状形状記憶合金５２がプーリ６０に掛けられているので、ドア本体３０は（Ｌ１×２５％＋Ｌ２×５０％）だけ移動する。すなわち、Ｌ２＝Ｌ１×１．５とすると、収縮率が５０％でドア本体３０は開口部２Ａの幅（＝Ｌ１）だけ移動可能であることになる。
以上のように、コイル状形状記憶合金５２の長さは、開口部２Ａの幅、ワイヤ５３の長さ、コイル状形状記憶合金５２の長さ、コイル状形状記憶合金５２の収縮率等に基づいて、適宜設定することが可能である。

傾斜レール６５は、ドア本体３０を支持するローラ５１Ｗが載置されていて、ドア本体３０は傾斜レール６５の傾斜に沿って閉まる側に移動するようになっている。
傾斜レール６５の長さは、開口部２Ａにおけるドア本体３０の移動距離と対応して設定されている。
また、コイル状形状記憶合金５２に対する入力が解除された場合や減少した場合に、ドア本体３０は、重力により、傾斜レール６５に沿って閉動作するようになっている。
ワイヤ５３、コイル状形状記憶合金５２及びプーリ６０は、傾斜レール６５の傾きに沿って配置されている。

電力供給部（エネルギー供給部）７０は、例えば、コイル状形状記憶合金５２の第１端部５２Ａと第２端部５２Ｂに接続され、第１端部５２Ａと第２端部５２Ｂの間に電圧を印加することによりコイル状形状記憶合金５２に電力を供給するように構成されている。

制御部８０は、図３に示すように、演算部８１と、センサ信号入力部８２と、速度設定部８４と、位置情報入力部８６とを備え、電力供給源８３と、電力供給部（エネルギー供給部）７０に接続されている。

そして、制御部８０は、センサ信号入力部８２を介して、センサ（例えば、非接触センサ、併用センサ、自動ドアセンサ、補助センサ）（不図示）からの信号が入力されるようになっている。
また、位置情報入力部８６を介して近接スイッチに接続され、ドア本体３０が開閉端に位置されていることを示す位置情報が入力されるようになっている。

ここで、非接触センサは、例えば、赤外線センサ等により構成され、内側エリアに設けられていて、内側エリアにおいてドア本体３０に近づいた利用者を検知するようになっている。

また、併用センサは、例えば、壁部２の開口部２Ａの上方に配置され、ドア本体３０近傍の所定の範囲内にいる利用者を検出可能とされている。
そして、開口部２Ａ近傍の所定範囲にいる利用者を検出することにより、複数の利用者が開口部２Ａを通行する際に、すべての利用者が通行するまでドア本体３０を開放するようになっている。

自動ドアセンサは、例えば、外側エリアに設けられていて、例えば、赤外線により、外側エリアにおいてドア本体３０に近づいた利用者検知するようになっている。

補助センサは、例えば、開口部の両側に隔てて配置されていて、開口部に利用者がいる場合に、ドア本体３０が閉動作するのを防止するように構成されている。

また、演算部８１は、センサ信号入力部８２、速度設定部８４、位置情報入力部８６から入力された信号に基づいて、電力供給源８３から供給される電力を電力供給部（エネルギー供給部）７０を介してコイル状形状記憶合金５２に出力して、ドア本体３０を駆動するようになっている。
また、ドア本体３０は、傾斜レール６５上における重力による閉動作側の分力がコイル状形状記憶合金５２の分力より大きくなった場合には、閉動作をするようになっている。

なお、ドア本体３０の速度は、速度設定部８４を設定することにより調整可能とされている。この実施形態では、例えば、コイル状形状記憶合金５２が収縮する際に生じる引張力と、傾斜レール６５によるドア本体３０の重力の分力をバランスさせることにより速度を調整することが可能である。

次に、図４、図５を参照して、自動ドア装置１の動作の一例について説明する。
図４、図５は、自動ドア装置１の動作の流れの一例を説明する図である。

（１）制御部８０は、センサ信号入力部８２から自動ドアセンサ信号が入力されておらず、かつ位置情報入力部８６を介して入力される近接スイッチが検出したドア本体３０の位置情報が閉状態とされている場合にスタートする（Ｓ１）。
Ｓ１を実行したら、Ｓ２に移行する。
（２）制御部８０は、センサ信号入力部８２から自動ドアセンサ信号が入力されているかどうかを判定する（Ｓ２）。
自動ドア信号出力が入力されている場合（Ｓ２：Ｙｅｓ）はＳ３に移行し、自動ドア信号出力が入力されていない場合（Ｓ２：Ｎｏ）はＳ１に移行する。
（３）制御部８０は、電力供給部７０を介して駆動部５０にドア本体３０の開動作信号を出力する（Ｓ３）。
Ｓ３を実行したら、Ｓ４に移行する。
電力供給部７０から電力が供給されてコイル状形状記憶合金５２に通電されると、コイル状形状記憶合金５２が昇温して収縮し、ドア本体３０が移動される。
（４）制御部８０は、センサ信号入力部８２から自動ドア信号が入力されているかどうかを判定する（Ｓ４）。
自動ドア信号出力が入力されている場合（Ｓ４：Ｙｅｓ）はＳ５に移行し、自動ドア信号出力が入力されていない場合（Ｓ４：Ｎｏ）はＳ６に移行する。
（５）制御部８０は、動ドア信号出力が入力されると、電力供給部７０を介して、駆動部５０にドア本体３０を開状態で保持する信号を出力する（Ｓ５）。
電力供給部７０から電力が供給されてコイル状形状記憶合金５２に通電されると、コイル状形状記憶合金５２はドア本体３０が傾斜レール６５上で重力から受ける分力と釣り合う力が出力されるように昇温されて、傾斜レール上でドア本体３０を停止させる。
Ｓ５を実行したら、Ｓ４に移行する。
（６）制御部８０は、電力供給部７０を介して、駆動部５０にドア本体３０を閉動作させる信号出力をする（Ｓ６）。
Ｓ６を実行したら、Ｓ７に移行する。
（７）制御部８０は、ドア本体３０が閉まったらＳ１に移行する（Ｓ７）。

第１の実施形態に係る自動ドア装置１によれば、コイル状形状記憶合金５２に付与する電力を制御することによりドア本体３０を移動させる。
その結果、ドア本体３０の移動にモータ等の駆動部が必要とされないので、ドア本体３０を静かに移動させることができる。
また、自動ドア装置１の駆動部５０を効率的に小型化することができる。

第１の実施形態に係る自動ドア装置１によれば、プーリ６０を設けてドア本体３０の移動に寄与するコイル状形状記憶合金５２の伸縮可能な長さを延長するので、簡単な構成により、ドア本体３０の移動可能な距離を大きくすることができる。
その結果、ドア本体３０を、効率的に大きく移動させることができる。

また、第１の実施形態に係る自動ドア装置１によれば、コイル状形状記憶合金５２の伸縮方向と反対側に向かって下方に傾斜された傾斜レール６５によってドア本体３０に閉動作をさせるので、コイル状形状記憶合金５２に付与する電力を減少させることができる。

＜第２の実施形態＞
次に、図６を参照して、本発明の第２の実施形態に係る自動ドア装置について説明する。
第２の実施形態が第１の実施形態と異なるのは、ドア本体３０がエンコーダ（不図示）に連結されていて、ドア本体３０の位置情報をエンコーダが検知することにより開放端、閉鎖端以外の位置でも検出されるようになっている点である。図１〜図３、図５は、第１の実施形態と同様である。

制御部８０は、演算部８１に、位置情報入力部８６を介してエンコーダからドア本体３０の位置情報が入力されるようになっている。

また、演算部８１は、電力供給源８３から供給される電力を電力供給部７０を介してコイル状形状記憶合金５２に出力して、駆動部５０によりドア本体３０を開動作させるようになっている。
また、傾斜レール６５上において、重力によってドア本体３０に付加される閉動作側に向かう分力が、コイル状形状記憶合金５２の収縮力より大きい場合には、ドア本体３０は閉動作するようになっている。
また、例えば、コイル状形状記憶合金５２が収縮する際に生じる引張力と、傾斜レール６５によるドア本体３０の重力の分力をバランスさせることにより速度及び停止位置を調整することが可能とされている。

また、図５に示すフローチャートにおけるスタートは、制御部８０がセンサ信号入力部８２を介して自動ドアセンサ信号が入力されておらず、かつ位置情報入力部８６を介してエンコーダから入力されるドア本体３０が閉状態であることを示す位置情報信号によってスタートするように構成されている。その他は、第１の実施形態と同様であるので、説明を省略する。

第２の実施形態に係る自動ドア装置によれば、ドア本体３０の位置を検知するエンコーダを備えているので、ドア本体３０を所定位置で停止させることができる。
また、第２の実施形態によれば、傾斜レール６５上におけるドア本体３０の重力の分力とコイル状形状記憶合金５２の引張力のバランスを取ることにより、ドア本体３０を所望の位置に移動させて停止することができる。

＜第３の実施形態＞
次に、図７〜図１１を参照して、本発明の第３の実施形態に係る自動ドア装置について説明する。図７において、符号１Ａは、自動ドア装置を示している。

第３の実施形態が第１の実施形態と異なるのは、図７に示すように、自動ドア装置１Ｂが、駆動部５０に代えて、駆動部１５０を備えている点である。その他は、第１の実施形態と同様であるので、同じ符号を付して説明を省略する。

以下、図７、図８を参照して、駆動部１５０について説明する。図８は、第３の実施形態に係る自動ドア装置の駆動部の概略構成の一例を説明する図であり、図８（Ａ）は図７に矢視ＶIIIで示す平面図であり、図８（Ｂ）は伸縮部材加熱装置１７０の概略を示す斜視図である。

駆動部１５０は、図７、図８（Ａ）に示すように、例えば、ドア本体３０と連結されて駆動部１５０の駆動力をドア本体３０に伝達する連結部５１と、第１端部１５２Ａが固定されたコイル状繊維部材（コイル状伸縮繊維部材）１５２と、コイル状繊維部材１５２の第２端部１５２Ｂと連結されるワイヤ５３と、テンション付与バネ１５４と、ドア本体３０が載置される傾斜レール（傾斜部）６５と、伸縮部材加熱装置１７０とを備えている。連結部５１、ワイヤ５３、テンション付与バネ１５４、傾斜レール６５は、第１の実施形態と同様であるので、説明を省略する。

コイル状繊維部材１５２は、図８（Ａ）、図８（Ｂ）に示すように、例えば、伸縮部材加熱装置１７０に長手方向に沿って配置され、伸縮部材加熱装置１７０によって加熱、昇温されるようになっている。

伸縮部材加熱装置１７０は、図８（Ｂ）に示すように、例えば、断面視略Ｖ字形とされ長尺に形成された加熱装置本体１７１と、加熱ヒータ（加熱手段）１７２とを備えている。
加熱装置本体１７１は、例えば、円弧状に形成された円弧状壁部とこの円弧状壁部の両端から漸次拡がる側壁部とを備え、側壁部には加熱ヒータ１７２が長手方向に沿って配置されている。

そして、加熱ヒータ１７２の両端に形成された電極部１７２Ａ、１７２Ｂには、電力供給部７０が接続され、電力供給部７０が電極部１７２Ａと電極部１７２Ｂの間に電圧を印加して通電することにより、加熱ヒータ１７２が加熱、昇温されるようになっている。

以下、図９を参照して、コイル状繊維部材１５２の概略構成について説明する。
図９は、コイル状繊維部材１５２を説明する図である。
コイル状繊維部材１５２は、例えば、図９（Ａ）に示すように、ねじられた化学繊維（例えば、ナイロン６）がコイル状に巻き取られることによって構成されたコイル状の伸縮部材（人工筋肉）とされている。

そして、コイル状繊維部材１５２は、温度変化により伸縮可能とされていて、例えば、昇温されると常温時の長さに対して５０％収縮可能とされるとともに、常温に戻すと元の位置に戻る伸縮可能とされている。コイル状繊維部材１５２として、例えば、
（http://japanese.joins.com/article/114/182114.html）に示されるようなものを適用することにより、ドア本体３０を移動させるのに充分な収縮力を出力することが可能である。

また、コイル状繊維部材１５２は、図９（Ｂ）に示すように、収縮していない状態でコイル径φ＝ＤＳであるが、加熱されて収縮した場合には、図９（Ｃ）に示すように、コイル径φ＝ＤＬ（＞ＤＳ）に拡径するようになっている。

以下、図１０を参照して、伸縮部材加熱装置１７０の詳細構成とコイル状繊維部材１５２の作用について説明する。図１０は、伸縮部材加熱装置の詳細構成と、コイル状繊維部材１５２の作用を説明する図であり、図１０（Ａ）は伸縮部材が伸長している状態を、図１０（Ｂ）は伸縮部材が収縮した状態を示す図である。

第３の実施形態に係る伸縮部材加熱装置１７０は、以下の課題を有している。
（１）コイル状繊維部材１５２は、第１の実施形態の場合と異なって導電性を有していないので、直接通電して加熱することが不可能であることから、昇温するための熱エネルギーを外部から供給する必要がある。
（２）また、コイル状繊維部材１５２が伸長した状態、収縮した状態の双方において、コイル状繊維部材１５２に熱エネルギーを供給（又は熱エネルギーを吸収）できることが必要である。
（３）コイル状繊維部材１５２の外周側表面、内周側表面の大きな面積を介して熱エネルギーを供給できることが好適である。
（４）コイル状繊維部材１５２を長手方向に効率的に約５０％収縮させるためには、伸長状態においてコイル状繊維部材１５２の全長にわたって熱エネルギーが供給されることが好適である。
（５）伸縮部材加熱装置１７０の外形形状が小型化でき、構造が簡単であることが好適である。

そこで、図１０（Ａ）に示すように、伸縮部材加熱装置１７０は、例えば、長手方向に沿って見たときに視略Ｕ字形とされ、側壁部同士の隙間が開放側にわずかに拡幅される形態とされている。
また、加熱装置本体１７１の側壁部は、コイル状繊維部材１５２が伸長状態において、コイル状繊維部材１５２の全長にわたって加熱装置本体１７１の側壁部と接触して収容可能な長さに形成されていて、コイル状繊維部材１５２の伸長状態〜収縮状態も間で、加熱装置本体１７１の側壁部と常時接触することができるようになっている。

そして、伸縮部材加熱装置１７０は、伸長状態においてコイル状繊維部材１５２が全長にわたって側壁部と接触していたコイル状繊維部材１５２は、加熱されて収縮するにつれて拡径されて矢印Ｐ方向に移動する。

伸縮部材加熱装置１７０によれば、常温状態においてコイル径φ＝ＤＳであるコイル状繊維部材１５２が、加熱されてコイル径φ＝ＤＬに拡径されても、コイル状繊維部材１５２のコイル径に関わらず、側壁部からコイル状繊維部材１５２に熱エネルギーを供給することができる。

また、伸縮部材加熱装置１７０が、コイル状繊維部材１５２が常温で伸長した状態において、コイル状繊維部材１５２がＵ字形の底部と接触するように形成されているので、熱エネルギー供給時に、初期の短時間でコイル状繊維部材１５２が効率的に収縮することができる。

また、側壁部同士の隙間が略Ｕ字形の開放側に近づくにつれて拡幅されているので、コイル状繊維部材１５２が上下方向に移動する際に、摺動抵抗等が発生することが抑制されて、スムースに上下に移動することができ、引っ掛かり等に起因する熱エネルギーの供給障害が発生するのを抑制することができる。

また、コイル状繊維部材１５２の収縮につれてワイヤ５３が加熱装置本体１７１の内方に引き込まれても、漸次ワイヤ５３が側壁部から浮き上がって側壁部との接触が抑制されて、ワイヤ５３が側壁部から吸熱することに起因するエネルギーロスを抑制することができる。

以下、図１１を参照して、コイル状繊維部材１５２について説明する。
図１１は、コイル状繊維部材１５２の概略構成を製造工程に基づいて説明する図である。
コイル状繊維部材１５２は、図１１に示す製造工程により製造することが可能とされ、例えば、次のＵＲＬ（ http://ggsoku.com/tech/artificial-muscle-from-fishing-line/ ）に示されるようにとおりである。
（１）まず、図１１（Ａ）に示すように、例えば、クランプＣ１、Ｃ２によってナイロン６の素線１５２０の両端部を把持する。この実施形態において、クランプＣ２はモータ等の回転駆動部に接続されている。なお、クランプＣ１、Ｃ２の双方をモータに接続してもよい。
（２）次に、図１１（Ｂ）に示すように、クランプＣ１、Ｃ２により両端部を把持したナイロン６の素線１５２０をモータ等によりねじってねじれ素線１５２１を形成する。
（３）次いで、図１１（Ｃ）に示すように、ねじれ素線１５２１をさらにねじって、ねじれ素線１５２１をコイル状に形成する。
（４）次に、図１１（Ｄ）に示すように、全長がコイル状となるまでねじって、コイル状繊維部材素材１５２２を形成する。
（５）そして、コイル状繊維部材素材１５２２の表面に、ほつれが生じないように加熱処理を施して、コイル状繊維部材１５２とする。加熱処理には、例えば、約１５０℃に設定したヒートガン等を使用することが好適である。

第３の実施形態に係る自動ドア装置１Ｂによれば、コイル状繊維部材１５２が大きな伸縮を確保できるので、小さなスペースに収容することができる。

＜第３の実施形態（第１変形例）＞
次に、図１２を参照して、本発明の第３の実施形態の第１変形例について説明する。
図１２は、第３の実施形態の第１変形例に係る伸縮部材加熱装置を説明する図であり、（Ａ）は伸縮部材が伸長している状態を、（Ｂ）は伸縮部材が収縮した状態を示す図である。第３の実施形態の第１変形例が、第３の実施形態と異なるのは、図１２に示すように、伸縮部材加熱装置１７０Ａを構成する加熱装置本体１７５がＶ字形に形成されている点であり、その他は、第３の実施形態と同様であるので、同じ符号を付して説明を省略する。
伸縮部材加熱装置１７０Ａでは、先端が先鋭に形成されているので、加熱装置本体１７５の幅方向寸法を小さくすることができる。

＜第３の実施形態（第２変形例）＞
次に、図１３を参照して、本発明の第３の実施形態の第２変形例について説明する。
図１３は、第３の実施形態の第２変形例に係る伸縮部材加熱装置の概略構成を説明する斜視図であり、符号１７６は、伸縮部材加熱装置（加熱手段）を示している。
伸縮部材加熱装置（加熱手段）１７６は、例えば、一端に電極１７６Ａ、他端に電極１７６Ｂが形成された、加熱に好適な金属棒（例えば、絶縁材で被覆されたものを含む）からなり、コイル状繊維部材１５２の内方に配置されている。

かかる構成により、コイル状繊維部材１５２を内方で支持するとともに、電極１７６Ａと電極１７６Ｂの間に通電することによって加熱、昇温されて、コイル状繊維部材１５２を収縮することができる。また、伸縮部材加熱装置１７６がコイル状繊維部材１５２の内方に配置されているので、伸縮部材加熱装置１７６から発生した熱が効率的にコイル状繊維部材１５２を加熱するとともに、コイル状繊維部材１５２が拡径されてもコイル状繊維部材１５２を安定して支持することができる。

＜第４の実施形態＞
次に、図１４〜図１６を参照して、本発明の第４の実施形態に係る自動ドア装置について説明する。図１４において、符号１Ｃは、自動ドア装置を示している。

第４の実施形態に係る自動ドア装置１Ｃは、図１４に示すように、駆動部５０に代えて駆動部５０Ｃを備えており、駆動部５０Ｃはドア本体３０を戻すための傾斜レール６５を備えない構成とされている。

駆動部５０Ｃは、図１５に示すように、例えば、ドア本体３０と連結されて駆動部５０の駆動力をドア本体３０に伝達する連結部５１と、コイル状形状記憶合金５２と、コイル状形状記憶合金５２の一端と連結されるワイヤ５３と、ぜんまいバネ（アクチュエータ）５６と、コイル状形状記憶合金５２によるドア本体３０の移動距離を長くするための第１プーリ（伸縮長延長部）６１と、第２プーリ（伸縮長延長部）６２とを備えている。

そして、駆動部５０Ｃは、コイル状形状記憶合金５２が、第１端部５２Ｃが位置される第１プーリ６１側から第２プーリ６２に掛けられてから第２プーリ６２で折り返し、さらに第１プーリ６１に掛けられてから折返して第２端部５２Ｄにおいてワイヤ５３と連結されている。
また、第１プーリ６１及び第２プーリ６２は、所定の位置で固定されている。
そして、コイル状形状記憶合金５２の第１端部５２Ｃは、第１プーリ６１の近傍に固定されている。

ぜんまいバネ５６は、ぜんまいによるトルク（引張力）により一方向に捲き戻し可能とされた回転体を有していて、ワイヤ５３を捲き戻し方向に収納し又は引っ張り出すことが可能とされており、周知のものを使用することが可能である。

そして、ワイヤ５３は、第２端５３Ｄがぜんまいバネ５６に連結されていて、コイル状形状記憶合金５２が収縮することによりぜんまいバネ５６から引っ張り出されるとともに、コイル状形状記憶合金５２の収縮が解除又は減少した場合にぜんまいバネ５６に捲き戻されるようになっている。
その他は、第１の実施形態と同様であるので、同じ符号を付して説明を省略する。

第４の実施形態に係る自動ドア装置１Ｃによれば、傾斜レール６５を備えていなくても、ドア本体３０が閉動作することができる。

＜第５の実施形態＞
次に、図１７を参照して、本発明の第５の実施形態に係る自動ドア装置について説明する。図１７において、符号１Ｄは、自動ドア装置を示している。

第５の実施形態が第４の実施形態と異なるのは、駆動部５０Ｃに代えて駆動部５０Ｄを用いることにより、二つのドア本体３０Ａ、３０Ｂが反対方向に同期して開閉動作をする点である。
その他は、第４の実施形態と同様であるので、同じ符号を付して説明を省略する。

駆動部５０Ｄは、図１７に示すように、例えば、ドア本体３０と連結されて駆動部５０Ｃの駆動力をドア本体３０Ａ、３０Ｂに伝達する連結部５１と、コイル状形状記憶合金５２と、ぜんまいバネ（アクチュエータ）５６Ａと、同期装置５８とを備えている。
そして、駆動部５０Ｄは、コイル状形状記憶合金５２の第１端部５２Ｅが固定端とされ、第２端部５２Ｆにぜんまいバネ５６Ａが連結されている。

同期装置５８は、第１プーリ（伸縮長延長部）６３Ａと、第２プーリ（伸縮長延長部）６３Ｂと、第１プーリ６３Ａ及び第２プーリ６３Ｂに巻回されたワイヤ６３Ｃと、を備えている。
また、図１７におけるワイヤ６３Ｃの上側と下側とは、反対向きに移動するように構成されている。
そして、二つのドア本体３０Ａ、３０Ｂは、ドア本体３０Ａが、コイル状形状記憶合金５２の第２端部５２Ｆ及びワイヤ６３Ｃの上側と連結され、ドア本体３０Ｂが、ワイヤ６３Ｃの下側と連結されている。

このように構成されていることにより、コイル状形状記憶合金５２が収縮すると、コイル状形状記憶合金５２の第２端部５２Ｆは、第１端部５２Ｅ側に引っ張られて、ぜんまいバネ５６Ａを引き出しながら第１端部５２Ｅ側に移動する。
そして、コイル状形状記憶合金５２の第２端部５２Ｆが第１端部５２Ｅ側に移動すると、ドア本体３０Ａは、矢印Ｔ３側に移動する。
また、ドア本体３０Ａが、矢印Ｔ３側に移動すると、同期装置５８によりドア本体３０Ｂが同期して矢印Ｔ４側に移動する。

第５の実施形態に係る自動ドア装置１Ｄによれば、二つのドア本体３０Ａ、３０Ｂを同期させて互いに反対側に移動させ、二つのドア本体３０Ａ、３０Ｂを効率的に開閉することができる。

次に、図１８を参照して、本発明における駆動部における伸縮長延長部材の適用例について説明する。

図１８（Ａ）は、第１適用例に係る駆動部５０Ｅの概略構成を説明する図である。
駆動部５０Ｅは、コイル状形状記憶合金５２が収縮した場合には、ワイヤ５３が引き出されて第２端部５２Ｄに連結されたドア本体を開き、コイル状形状記憶合金５２が伸長された場合には、ワイヤ５３がぜんまいバネ５６により収納されてドア本体を閉めるようになっている。
その結果、例えば、コイル状形状記憶合金５２の周縮率が５０％以上である場合に、伸縮部材延長部を設けること好適に適用することができる。

図１８（Ｂ）は、第２適用例に係る駆動部５０Ｆの概略構成を説明する図である。
駆動部５０Ｆは、伸縮部材延長部として一つのプーリ６０を設けて、プーリ６０を介してコイル状形状記憶合金５２とワイヤ５３とが直列に連結された構成とされている。
その結果、例えば、第１適用例と比較して、コイル状形状記憶合金５２の長さを約１．５〜２倍にすることができ、コイル状形状記憶合金５２の周縮率が２５％以上、５０％未満である場合に好適に適用することができる。

図１８（Ｃ）は、第３適用例に係る駆動部５０Ｆの概略構成を説明する図である。
駆動部５０Ｇは、伸縮部材延長部として二つのプーリ６１、６２を設けて、プーリ６１及びプーリ６２を介してコイル状形状記憶合金５２とワイヤ５３とが直列に連結された構成とされている。
その結果、例えば、第１適用例と比較して、コイル状形状記憶合金５２の長さを約２．５〜３倍にすることができ、コイル状形状記憶合金５２の周縮率が２５％未満である場合に適用することができる。

なお、上記の実施形態において記載した技術的事項については、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。

例えば、上記実施の形態においては、伸縮部材として、コイル状に形成されたＮｉＴｉ系の形状記憶合金からなるコイル状形状記憶合金５２、ナイロン６をねじってコイル状としたコイル状繊維部材１５２を適用する場合について説明したが、例えば、ＮｉＴｉ系以外の形状記憶合金、ナイロン６以外のコイル状伸縮繊維部材を使用してもよい。

また、上記実施の形態においては、コイル状形状記憶合金５２を通電して加熱する場合について説明したが、通電によらずに外部に配置した加熱ヒータにより加熱してもよい。
また、コイル状形状記憶合金５２、コイル状繊維部材１５２を加熱する場合に、電力を用いる場合について説明したが、例えば、外部から導いた熱媒体等の熱エネルギーにより直接加熱してもよい。

また、コイル状形状記憶合金部材、コイル状伸縮繊維部材に代えて、導電性ポリマーやカーボンナノチューブ等の伸縮部材を適用してもよい。

上記実施の形態においては、ドア本体３０の戻り側の移動を、傾斜レール６５又はぜんまいバネ５６で行う場合について説明したが、戻り側の移動にエアシリンダ等のアクチュエータを適用してもよい。

上記実施の形態においては、ドア本体３０を開く際に、コイル状形状記憶合金５２、コイル状繊維部材１５２を収縮する側で使用する場合について説明したが、ぜんまいバネ等のアクチュエータと組み合わせて伸長する側で開くように構成してもよい。その場合に、例えば、ドア本体３０が閉まる側で伸縮部材を加熱する構成としてもよい。

また、上記実施の形態においては、伸縮長延長部がプーリにより構成されている場合について説明したが、プーリ以外の機械要素により構成してもよい。

また、上記実施の形態においては、伸縮長延長部が、１つ又は２つのプーリにより構成される場合について説明したが、３つ以上のプーリにより構成してもよいし、例えば、三角形等、多角形の頂点と対応する位置に配置された複数のプーリによって伸縮長延長部を構成してもよい。

また、上記実施の形態においては、制御部８０が、図５に示すようなフローチャートに基づいてドア本体３０を開く場合について説明したが、上記以外のアルゴリズムに基づいてドア本体３０の開閉動作を行ってもよい。
また、ドア本体３０の位置情報を、近接スイッチ、エンコーダ、その他の位置検出手段とするかは、任意に設定することができる。

また、上記実施の形態においては、コイル状形状記憶合金５２、１コイル状繊維部材５２が、自動ドア装置１、１Ａ、１Ｃ、１Ｄにおいてドア本体３０をスライドする場合について説明したが、例えば、改札等に適用される回動式の自動ドア装置に適用してもよい。

本発明に係る自動ドア装置によれば、ドア本体を駆動する際に駆動部から音が発生するのを抑制することができるので、産業上利用可能である。

１、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ 自動ドア装置
３０、３０Ａ、３０Ｂ ドア本体
５０、５０Ｃ、５０Ｄ、５０Ｅ、５０Ｆ、５０Ｇ 駆動部
５２ コイル状形状記憶合金（伸縮部材、コイル状形状記憶合金部材）
５６、５６Ａ ぜんまいバネ（アクチュエータ）
５８ 同期装置
６０、６１、６２ プーリ（伸縮長延長部）
６５ 傾斜レール（傾斜部）
７０ 電力供給部（エネルギー供給部）
８０ 制御部
１５２ コイル状繊維部材（伸縮部材、コイル状伸縮繊維部材）
１７０、１７０Ａ 伸縮部材加熱装置
１７２ 加熱ヒータ（加熱手段）
１７６ 伸縮部材加熱装置

Claims (8)

1. 少なくとも１つのドア本体と、
   電力又は熱によって形態変化することにより長手方向に伸縮可能とされ、前記長手方向のいずれかの位置で前記ドア本体と連結された伸縮部材と、
   前記伸縮部材に電力又は熱を付与するエネルギー供給部と、
   制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   前記エネルギー供給部から前記伸縮部材に付与する電力又は熱を制御して前記ドア本体を移動又は姿勢変更させるように構成されていることを特徴とする自動ドア装置。
2. 請求項１に記載の自動ドア装置であって、
   前記伸縮部材の伸縮長を延長する伸縮長延長部を備え、
   前記伸縮長延長部は、
   前記伸縮部材の収容長さを延長して、前記伸縮部材がドア本体の移動又は姿勢変更に寄与する伸縮長を延長するように構成されていることを特徴とする自動ドア装置。
3. 請求項２に記載の自動ドア装置であって、
   前記伸縮長延長部は、
   前記伸縮部材が掛けられるプーリを備えることを特徴とする自動ドア装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の自動ドア装置であって、
   前記駆動部は、前記伸縮部材の伸縮方向と反対側が下方に傾斜する傾斜部を備え、前記伸縮部材に付与する電力又は熱が減少した場合に、前記ドア本体を所定位置に移動させるように構成されていることを特徴とする自動ドア装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の自動ドア装置であって、
   前記駆動部は、前記伸縮部材の伸縮方向と反対側に向かう引張力を発生させるアクチュエータを備え、前記伸縮部材に付与する電力又は熱が減少した場合に、前記ドア本体を所定位置に移動させるように構成されていることを特徴とする自動ドア装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の自動ドア装置であって、
   外部から供給する熱エネルギーにより前記伸縮部材を直接加熱する伸縮部材加熱装置を備え、
   前記伸縮部材加熱装置は、
   長手方向に沿って見たときの断面が一方から他方に向かって拡幅され、前記伸縮部材と接触して伝熱する側壁部を有する加熱装置本体と、前記側壁部に熱エネルギーを供給する加熱手段と、を備えていることを特徴とする自動ドア装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の自動ドア装置であって、
   前記伸縮部材は、ポリマーからなるモノフィラメントがコイル状となるまでねじることにより形成されたコイル状伸縮繊維部材であることを特徴とする自動ドア装置。
8. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の自動ドア装置であって、
   前記伸縮部材は、形状記憶合金がコイル状に形成されたコイル状記憶合金部材であることを特徴とする自動ドア装置。

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