JP3074163B2 - 連動扉装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば高速鉄道
車両の駅の乗降用プラットホームに好適に実施すること
ができる連動扉装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、車両の高速化および多種化に伴
い、プラットホームを高速で通過する列車に対応するこ
とができ、さらに車両の扉の位置が異なる場合にも円滑
に乗降することができる安全設備として、ホームドアシ
ステムと呼ばれる連動扉装置が要求されている。

【０００３】このような連動扉装置は、たとえば特開平
４−３６３４８９号公報に開示されている。この従来の
技術では、扉を開閉駆動するための駆動源として多相ブ
ラシレス直流リニアモータが用いられ、このリニアモー
タの可動子コイルを扉に機械的に連結固定して直接駆動
するとともに、可動子コイルに一体的に付設される磁気
検出センサによって扉の位置および速度を常時検出し、
フレキシブルプリント基板を介してレールエンドの制御
回路に接続する。予め定める速度以上で扉が手動で動か
された場合に、可動子を扉の進行方向とは逆向きに励磁
して扉の速度を一定値以下に制限する。

【０００４】このような構成によって、手動によって扉
を力まかせに移動させたときに、その扉の開端および閉
端に扉が衝突してその扉の破損および人の挟み込みを防
止するとともに、上記のリニアモータを用いることによ
って磁気駆動源としてギアユニットおよびべルトなどを
必要としない簡単でかつ小形の構成とし、しかも磁気検
出センサによって扉の動作を正確に計測して制御し、専
用のセンサおよびリミットスイッチを用いる必要がなく
なり、構成の簡略化が図られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術では、
リニアモータの可動子コイルが扉に機械的に連結して設
けられるので、可動子コイルに通電するための給電線と
磁気検出センサの信号線とを、フレキシブルプリント基
板を用いて接続しており、このフレキシブルプリント基
板を用いた給電線の一端はレールの端部に導かれ、コネ
クタによってワイヤネスを介して制御回路に接続されて
いる。そのため各扉毎に設けられる給電線および信号線
をフレキシブルプリント基板を用いてレールの端部まで
導かなければならず、構造が複雑である。またこのフレ
キシブルプリント基板は扉の開閉動作に追従して弯曲部
が移動するため、長期の使用によって断線するおそれが
あり、信頼性が低いという問題がある。

【０００６】本発明の目的は、構成の簡略化を図り、か
つ信頼性を向上することができる連動扉装置を提供する
ことである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、（ａ）列車の
プラットホームに設置され、共通の移動経路に沿って移
動し、列車の乗客の乗降用開口領域を開閉することがで
き、乗降用開口領域の両側にそれぞれ形成される一対の
扉袋空間に収納可能な複数の扉と、 （ｂ）可動子永久磁石片と複数の電機子とを有するリニ
ア同期モータであって、 可動子永久磁石片は、各扉に設けられ、移動方向に磁極
を有し、 各電機子は、移動経路に沿って固定位置に順次的に配置
され、可動子永久磁石片を駆動する単相または３相の各
相毎の電機子巻線から成る電機子巻線単位を有するリニ
ア同期モータと、 （ｃ）各電機子毎に設けられ、可動子永久磁石片の磁極
に対応する電機子巻線を表す磁極信号を出力する磁極セ
ンサであって、 扉に固定され、移動方向に沿って単一の列を成して電機
子巻線に対応する被検出領域が形成される被検出部材
と、 固定位置に設けられ、被検出領域を検出する各相毎の検
出素子とを含む磁極センサと、 （ｄ）各電機子毎に設けられ、扉の移動経路に沿う位置
を表す位置信号を出力する位置センサと、 （ｅ）位置センサの出力に応答し、扉の開閉のための移
動経路に沿う各電機子毎に順次的に推力指令信号を発生
する制御手段と、 （ｆ）前記検出素子からの磁極信号と制御手段からの推
力指令信号とに応答し、電機子巻線単位の電機子巻線を
相順に選択して励磁する駆動手段とを含み、 （ｇ）前記制御手段は、検出素子の出力に応答し、扉が
存在するときのみ、電機子巻線を励磁することを特徴と
する連動扉装置である。

【０００８】請求項１の本発明に従えば、共通なレール
に沿って移動可能に設けられる複数の扉には、各扉を開
閉駆動するためのリニア同期モータの可動子永久磁石片
が設けられ、前記レールには可動子永久磁石片を駆動す
るための電機子巻線が固定位置に設けられる。このよう
に各扉に可動子永久磁石片を設け、レールに電機子巻線
が設けられることによって、前記従来の技術のように、
給電線および信号線が接続されるフレキシブルプリント
基板を用いる必要がなくなり、これによって各扉の開閉
動作に拘わらず断線の発生がなくなり、信頼性が向上さ
れるとともに、構成が簡略化される。また各電機子巻線
は駆動手段によって個別に選択的に駆動されるので、駆
動手段の出力が小さくてすみ、これによってもまた、構
成の小形化が図られる。電機子には、鉄心を用いてもよ
いけれども、鉄心を用いないコアレスタイプであっても
よい。

【０００９】

【００１０】リニア同期モータでは、３相の電機子電流
をどう流すかは、そのときの永久磁石片の位置によって
異なる。所定の推力を得るには、永久磁石片の磁極と電
機子の作る磁極とが電気的に９０度の位相差を保つ必要
がある。このために、リニア同期モータを制御するため
に、磁極センサが設けられ、これによって現在の永久磁
石片の磁極がどこにあるかを検出することができる。こ
の磁極センサは、たとえばリニアスケールに類似した光
学式のセンサで実現することができる。磁極センサのほ
かに、位置センサが設けられ、これによって扉の位置お
よび速度の制御を行い、この位置センサの分解能は、磁
極センサに比べて高い。扉の有無を検出するために、図
１〜図２３のように、磁極センサの検出素子の出力が用
いられる。したがって扉の有無を検出するための扉セン
サを別途、設ける必要がない。

【００１１】各電機子毎に設けられる駆動手段は、励磁
電流を電機子に供給し、各扉の位置および速度に応じた
推力を発生させ、各扉の動作を個別に制御することがで
きる。これによって各扉を正確かつ確実に開閉動作させ
ることができ、各扉の動作を高精度でかつ高信頼性で制
御することが可能となる。たとえば制御手段は、各扉の
移動を制御するために位置および速度のフィードバック
制御系を有し、位置センサの出力を位置に関する負帰還
であるフィードバック信号とするとともに、この出力を
時間微分して速度を検出し、速度を表す信号をフィード
バック信号とし、各扉の駆動手段による移動を制御する
ようにしてもよい。このような構成にすることによって
前記制御手段によって各扉の移動を制御するにあたっ
て、各扉の位置および速度のフィードバック制御系を設
け、位置センサの出力を位置フィードバック信号とし、
またこの位置センサの出力の時間微分値を速度フィード
バック信号としてそれぞれフィードバックし、各扉の移
動を制御するので、より一層高精度で各扉の開閉動作を
制御することができる。

【００１２】

【００１３】磁極センサは、図９〜図１２に関連して後
述されるように、扉の移動方向に沿って単一の列を成し
て被検出領域４２ａ〜４２ｃが形成された被検出部材１
４ａが、扉に固定され、この被検出部材の被検出領域
を、各相毎の検出素子によって検出する構成を有する。
各相毎の検出素子は、移動方向に沿って配列される。駆
動手段は、検出素子の出力に応答して電機子巻線を相順
に選択して励磁する。

【００１４】また本発明は、（ａ）列車のプラットホー
ムに設置され、共通の移動経路に沿って移動し、列車の
乗客の乗降用開口領域を開閉することができ、乗降用開
口領域の両側にそれぞれ形成される一対の扉袋空間に収
納可能な複数の扉と、 （ｂ）可動子永久磁石片と複数の電機子とを有するリニ
ア同期モータであって、可動子永久磁石片は、各扉に設
けられ、移動方向に磁極を有し、各電機子は、移動経路
に沿って固定位置に順次的に配置され、可動子永久磁石
片を駆動する単相または３相の各相毎の電機子巻線から
成る電機子巻線単位を有するリニア同期モータと、 （ｃ）各電機子毎に設けられ、可動子永久磁石片の磁極
に対応する電機子巻線を表す磁極信号を出力する磁極セ
ンサであって、扉に固定され、移動方向に沿って各相毎
の複数の列を成し、かつ各列は移動方向に垂直に並ん
で、電機子巻線に対応する被検出領域が形成される被検
出部材と、固定位置に設けられ、被検出領域を検出する
各相毎の検出素子とを含む磁極センサと、 （ｄ）各電機子毎に設けられ、扉の移動経路に沿う位置
を表す位置信号を出力する位置センサと、 （ｅ）位置センサの出力に応答し、扉の開閉のための移
動経路に沿う各電機子毎に順次的に推力指令信号を発生
する制御手段と、 （ｆ）前記検出素子からの磁極信号と制御手段からの推
力指令信号とに応答し、電機子巻線単位の電機子巻線を
相順に選択して励磁する駆動手段とを含み、 （ｇ）前記制御手段は、検出素子の出力に応答し、扉が
存在するときのみ、電機子巻線を励磁することを特徴と
する連動扉装置である。

【００１５】請求項２の本発明に従えば、図２１〜図２
３に関連して後述するように、各相毎に複数の列を成し
て被検出領域１５ａ〜１５ｃが形成された被検出部材１
４が、扉に固定され、固定位置には、各被検出領域を検
出する各相毎の検出素子が設けられる。被検出領域は、
移動方向に垂直に並んで配置される。

【００１６】

【００１７】

【００１８】また本発明は、（ａ）列車のプラットホー
ムに設置され、共通の移動経路に沿って移動し、列車の
乗客の乗降用開口領域を開閉することができ、乗降用開
口領域の両側にそれぞれ形成される一対の扉袋空間に収
納可能な複数の扉と、 （ｂ）可動子永久磁石片と複数の電機子とを有するリニ
ア同期モータであって、可動子永久磁石片は、各扉に設
けられ、移動方向に磁極を有し、各電機子は、移動経路
に沿って固定位置に順次的に配置され、可動子永久磁石
片を駆動する単相または３相の各相毎の電機子巻線から
成る電機子巻線単位を有するリニア同期モータと、 （ｃ）各電機子毎に設けられ、可動子永久磁石片の磁極
に対応する電機子巻線を表す磁極信号を出力する磁極セ
ンサであって、扉に固定され、移動方向に沿って単一の
列を成して電機子巻線に対応する被検出領域が形成され
る被検出部材と、固定位置に設けられ、被検出領域を検
出する各相毎の検出素子とを含む磁極センサと、 （ｄ）各電機子毎に設けられ、扉の移動経路に沿う位置
を表す位置信号を出力する位置センサと、 （ｅ）位置センサの出力に応答し、扉の開閉のための移
動経路に沿う各電機子毎に順次的に推力指令信号を発生
する制御手段と、 （ｆ）前記検出素子からの磁極信号と制御手段からの推
力指令信号とに応答し、電機子巻線単位の電機子巻線を
相順に選択して励磁する駆動手段と、 （ｇ）扉センサであって、扉に固定され、移動方向に沿
って延びる扉被検出領域を有する扉被検出部材と、固定
位置に設けられ、扉被検出領域を検出する扉検出素子と
を有する扉センサとを含み、 （ｈ）前記制御手段は、扉検出素子の出力に応答し、扉
が存在するときのみ、電機子巻線を励磁することを特徴
とする連動扉装置である。また本発明は、（ａ）列車の
プラットホームに設置され、共通の移動経路に沿って移
動し、列車の乗客の乗降用開口領域を開閉することがで
き、乗降用開口領域の両側にそれぞれ形成される一対の
扉袋空間に収納可能な複数の扉と、 （ｂ）可動子永久磁石片と複数の電機子とを有するリニ
ア同期モータであって、可動子永久磁石片は、各扉に設
けられ、移動方向に磁極を有し、各電機子は、移動経路
に沿って固定位置に順次的に配置され、可動子永久磁石
片を駆動する単相または３相の各相毎の電機子巻線から
成る電機子巻線単位を有するリニア同期モータと、 （ｃ）各電機子毎に設けられ、可動子永久磁石片の磁極
に対応する電機子巻線を表す磁極信号を出力する磁極セ
ンサであって、扉に固定され、移動方向に沿って各相毎
の複数の列を成し、かつ各列は移動方向に垂直に並ん
で、電機子巻線に対応する被検出領域が形成される被検
出部材と、固定位置に設けられ、被検出領域を検出する
各相毎の検出素子とを含む磁極センサと、 （ｄ）各電機子毎に設けられ、扉の移動経路に沿う位置
を表す位置信号を出力する位置センサと、 （ｅ）位置センサの出力に応答し、扉の開閉のための移
動経路に沿う各電機子毎に順次的に推力指令信号を発生
する制御手段と、 （ｆ）前記検出素子からの磁極信号と制御手段からの推
力指令信号とに応答し、電機子巻線単位の電機子巻線を
相順に選択して励磁する駆動手段と、 （ｇ）扉センサであって、扉に固定され、移動方向に沿
って延びる扉被検出領域を有する扉被検出部材と、固定
位置に設けられ、扉被検出領域を検出する扉検出素子と
を有する扉センサとを含み、 （ｈ）前記制御手段は、扉検出素子の出力に応答し、扉
が存在するときのみ、電機子巻線を励磁することを特徴
とする連動扉装置である。

【００１９】扉の有無を検出するために、図２４および
図２５に関連して後述される扉センサ２５が設けられ
る。この扉センサは、扉に固定される扉被検出部材と、
固定位置に設けられて扉被検出部材を検出する扉検出素
子とを有する。

【００２０】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の一形態の
連動扉装置１の全体の構成を模式的に示す正面図であ
る。本実施の形態の連動扉装置１は、共通な単一本のレ
ール２に複数（本実施の形態では６）の扉Ｄ１〜Ｄ６
（総称する場合には扉Ｄと記す）が移動可能に設けら
れ、各扉Ｄにはリニア同期モータＬＭの可動子永久磁石
片３ａ〜３ｆ（総称する場合には可動子または永久磁石
片３と略記する）が設けられ、前記レール２にはリニア
同期モータＬＭの各可動子を駆動するための電機子Ｃ
１，Ｃ２，…Ｃ２３，Ｃ２４（総称する場合には電機子
Ｃと略記する）が各扉Ｄの図１の左右方向である双方向
矢印で示す移動方向に沿う長さに挿通する幅Ｂの１／２
の間隔Ｌ１で設けられる。各電機子Ｃは各電機子Ｃ毎に
個別に設けられる駆動手段であるサーボアンプＡＭＰ１
〜ＡＭＰ２４（総称する場合にはサーボアンプＡＭＰと
略記する）によって駆動される。各サーボアンプＡＭＰ
は、制御手段４からのトルク指令によって各電機子Ｃへ
の励磁電流が制御され、各扉Ｄの開閉時における速度お
よび位置を制御するように構成されている。

【００２１】図２は、各扉Ｄの開閉動作を示す正面図で
あり、図２（１）は各扉Ｄが閉じられた状態を示し、図
２（２）は右側に配置される２枚の扉Ｄ５，Ｄ６が開い
た状態を示し、図２（３）は最も左側に配置される１枚
の扉Ｄ１が開いた状態を示す。上述のような連動扉装置
１は、たとえば高速車両が停止、通過する駅のプラット
ホームに設置され、列車の停止位置および車種の相違に
よる車両扉の位置の相違に拘わらず、列車とプラットホ
ームとの間で乗降することができるように、レール２の
長手方向両側に設けられる隔壁４ａ，４ｂ間には、すべ
ての扉Ｄによって塞がれる乗降用開口領域５が形成され
る。各隔壁４ａ，４ｂの裏側、すなわち図２の紙面に対
して奥行き方向には、３枚の扉Ｄがそれぞれ収納可能な
扉袋空間６ａ〜６ｃ；６ｄ〜６ｆが形成される。このよ
うな状態では、すべての扉Ｄ１〜Ｄ６にそれぞれ設けら
れる永久磁石片３ａ〜３ｆのうち両端部に配置される各
扉Ｄ１，Ｄ６にそれぞれ設けられる永久磁石片３ａ，３
ｆに対応する各一対の電機子Ｃ７，Ｃ８；Ｃ１７，Ｃ１
８によって磁気的に吸引され、各扉Ｄ１〜Ｄ６が手で容
易に開くことができないように閉鎖され、安全対策が採
られている。

【００２２】到着した列車の扉が閉鎖状態における各扉
Ｄの中央よりも右寄りに配置される場合には、図２
（２）に示されるように、正面から見て右側に配置され
る２枚の扉Ｄ５，Ｄ６が右側に移動して、列車の車両扉
に対向する位置に開口８ａが形成される。また停車した
列車の扉が閉鎖状態における各扉Ｄの中央よりも２枚の
扉Ｄ２，Ｄ３分だけ左側に配置される場合には、最も左
側に配置される１枚の扉Ｄ１だけを左側に移動させ、開
口８ｂを形成することができる。

【００２３】このように停車した列車の車両扉の位置に
応じて乗降用開口領域５内の任意の位置で開口を形成す
ることができ、列車の車種の相違などによる車両扉の位
置の相違に拘わらず、停車した扉の位置に開口を形成す
ることができる。

【００２４】図３は、制御手段７による扉Ｄの開閉動作
を制御するための基本的構成を示す図である。本実施の
形態の連動扉装置１では、複数の扉Ｄの開閉動作を制御
手段７によって制御し、リニア同期モータＬＭの電機子
Ｃはレール２側に固定的に設けられ、永久磁石片３は扉
Ｄに設けられる。ここでは説明を容易にするため、扉Ｄ
が１枚の場合について説明する。

【００２５】扉Ｄはレール２に沿って自由に移動するこ
とができ、その走行ストロークに応じた電機子Ｃが上述
のように複数（本実施の形態では２４）設けられる。レ
ール２にはまた、後述するように各扉Ｄの位置、移動速
度、各扉Ｄの有無、各電機子Ｃの磁極の位置をそれぞれ
検出するために、各電機子Ｃ１〜Ｃ２４およびサーボア
ンプＡＭＰ１〜ＡＭＰ２４にそれぞれ対応して、扉状態
検出手段Ｓ１〜Ｓ１２が設けられる。これらの扉状態検
出手段Ｓ１〜Ｓ１２からの各検出値に応答して、前記制
御手段７は各サーボアンプＡＭＰ１〜ＡＭＰ２４に指令
信号を導出し、各扉Ｄを連動して開閉動作させ、停車し
た列車の車両扉の配置位置に対応する位置で開口を形成
し、その開口を閉鎖することができる。

【００２６】図４は、本発明の実施の一形態の全体の構
成を示すブロック図である。電機子Ｃ１毎に、サーボア
ンプＡＭＰ１と磁極センサ１０と位置センサ１１とが備
えられ、さらに演算回路５１が備えられる。扉検出回路
５３は、磁極センサ１０の出力に応答し、その磁極セン
サ１０の位置に扉が存在するかどうかを検出し、扉が存
在したくなったとき、演算回路５１に備えられている計
数回路２８をリセットする。位置センサ１１の出力は、
カウントパルス発生回路２７に与えられ、扉Ｄの移動方
向を検出して計数回路２８をアップカウントまたはダウ
ンカウントする。演算回路５１の計数回路２８からの出
力はライン５４からディストリビュータ３０に与えられ
る。このライン５４の出力は、各電機子毎の扉Ｄの位置
を表す。ディストリビュータ３０からライン５５を経て
位置・速度フィードバック制御回路５２には、扉Ｄの位
置を表す信号がライン５５を介して与えられる。

【００２７】位置・速度フィードバック制御回路５２か
らライン５６には、各扉Ｄ毎の推力指令信号が発生さ
れ、ディストリビュータ３０を経てライン５７から、電
機子毎の推力指令信号がサーボアンプＡＭＰに与えられ
る。サーボアンプＡＭＰは、ライン５８を経て電機子Ｃ
に、電機子毎の動力指令信号を与える。扉検出回路５３
の働きによって、各電機子Ｃの位置に扉Ｄがあるかない
かを検出することができる。演算回路５１において、扉
検出回路５３によって扉が存在しないものと検出された
とき、全電機子Ｃを通じて扉位置検出信号とカウントパ
ルス発生回路２７の出力に基づき、各扉Ｄの位置とどの
電機子Ｃに推力指令を与えればよいかを、位置・速度フ
ィードバック制御回路５２で演算する。ディストリビュ
ータ３０と位置・速度フィードバック制御回路５２と
は、制御手段７を構成する。各電機子Ｃ毎の回路は、参
照符５９で示されており、このような回路５９は、各電
機子Ｃ毎に設けられる。

【００２８】図５は、電機子Ｃの具体的構成を説明する
ための斜視図である。前記リニア同期モータＬＭは、ブ
ラシレス永久磁石形リニア同期モータであり、相数はＵ
相、Ｖ相およびＷ相の３相であり、Ｕ相巻線９U，９V，
９Wの組合せによって構成される電機子巻線単位Ｃunit
を電機子Ｃの最小単位とする。本発明において用いられ
るリニア同期モータＬＭは、３相である。電機子巻線９
Ｕ，９Ｖ，９Ｗの最小単位を電機子巻線単位Ｃunitと
し、電機子Ｃは、複数の電機子巻線単位Ｃunitから構成
される。

【００２９】電機子巻線単位Ｃ_unitは、リニア同期モー
タＬＭに推力を発生させるための最小の巻線単位であっ
て、各電機子Ｃはそれぞれ複数の電機子巻線ユニットＣ
_unitから成るので、１つの電機子巻線単位Ｃ_unitのＷ相
巻線９_Wに隣接する電機子巻線単位Ｃ_unit１のＵ相巻線
９_U１が重なり、配列方向（図１および図５の左右方
向）に磁極が交互に反転する永久磁石から成る各永久磁
石片３ａ〜３ｆから見てＵ相，Ｖ相，Ｗ相の各巻線
９_U，９_V，９_Wが空間的に周期的な配置を成すようにし
て構成される。

【００３０】この電機子巻線単位Ｃ_unitの走行方向の長
さをｐとする。この長さｐは各巻線９_U，９_V，９_Wの実
測的な長さではなく、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各磁極を構成
するために必要な理論上の長さである。

【００３１】図６は、本発明の実施の一形態の扉Ｄと電
機子Ｃと可動子永久磁石片３とを示す図である。各電機
子Ｃは複数の電機子巻線単位Ｃ_unitからそれぞれ構成さ
れており、電機子Ｃの長さをＬＥとすれば、 ＬＥ ＝ ａ・ｐ …（１） である。ここにａは電機子巻線単位Ｃ_unitの個数であ
る。

【００３２】各永久磁石片３ａ〜３ｆは、永久磁石がそ
のＳ極とＮ極とが交互に並ぶようにして構成される。各
永久磁石のＳ極とＮ極との各磁極間の長さは、電機子巻
線単位Ｃ_unitの長さｐに等しい。永久磁石片３の長さを
ｒとすれば、 ｒ ＝ ｂ・ｐ …（２） である。ここにｂは永久磁石のＳ極とＮ極とによって構
成される１つの磁極対の組の個数である。各扉Ｄの移動
方向に沿う長さである幅がＢであり、複数扉Ｄを隣接さ
せる必要があるので、 ｒ ≦ Ｂ …（３） が成立しなけらばならない。

【００３３】各電機子Ｃはレール２上に等間隔で配置さ
れる。この間隔はＬ１（図１参照）であり、各電機子Ｃ
の長さＬＥに対して、 ＬＥ ≦ Ｌ１ …（４） を満たす必要がある。また間隔Ｌ１は電機子巻線単位Ｃ
_unitの長さｐの整数倍である。

【００３４】本実施の形態では、図７に示されるよう
に、たとえば２つの扉Ｄ１，Ｄ２が隣接したとき、各々
の扉Ｄ１，Ｄ２の永久磁石片３ａ，３ｂの間に１つの電
機子Ｃ８が挟まる場合には、その電機子Ｃ８には通電せ
ず、各永久磁石片３ａ，３ｂの直上に配置される各電機
子Ｃ７，Ｃ９に通電する。このような通電／非通電の制
御は、前記制御手段７からの指令によって各電機子Ｃ７
〜Ｃ９にそれぞれ対応するサーボアンプＡＭＰ７〜ＡＭ
Ｐ９が制御する。このように１つの扉Ｄ１の永久磁石片
３ａの直上に重なる複数（本実施の形態では２）の電機
子Ｃ７，Ｃ８が上記の理由ですべて通電できないことが
ないように、各電機子Ｃの長さＬＥが上述の式４のとお
りに選ばれる。

【００３５】またリニア同期モータＬＭに必要な推力を
発生させるためには、通電可能な電機子Ｃと永久磁石片
３とは重なりの長さが充分確保できるように構成され
る。このような条件を満たすための実施例を一例として
示すと、電機子巻線単位Ｃ_unitの長さｐ＝７０ｍｍとし
たとき、扉Ｄの幅Ｂ＝７００ｍｍ、電機子Ｃの配置間隔
Ｌ１＝３５０ｍｍ、電機子Ｃの長さＬＥ＝３５０ｍｍ、
および永久磁石片３の長さｒ＝３５０ｍｍに選ばれる。

【００３６】このように各電機子Ｃを各扉Ｄの幅Ｂの１
／２の間隔で設けることによって、各扉Ｄ１〜Ｄ６のう
ち任意の扉を制御手段７からの指令によってサーボアン
プＡＭＰを駆動し、リニア同期モータＬＭの推力を同一
方向に順次的に発生させて、言わばバケツリレーのよう
にして受け渡し、移動されるべき扉を円滑に開閉動作さ
せることができる。

【００３７】図８は、磁極センサ１０および位置センサ
１１と扉Ｄに固定された永久磁石片３との移動方向に沿
う相互の配置関係を簡略化して示す正面図である。本発
明の実施の一形態では、リニア同期モータＬＭの磁極位
置を検出するための磁極センサ１０と、扉Ｄの位置を検
出するための位置センサ１１とが、各電機子Ｃ毎に１つ
ずつ設けられる。これらのセンサ１０，１１の設置位置
は、電機子Ｃの移動方向中央位置である。磁極センサ１
０の出力に基づいて、扉Ｄの有無を判断するための扉セ
ンサが構成される。

【００３８】図９は、磁極センサ１０および位置センサ
１１の具体的な構成を示す斜視図である。上述の連動扉
装置１では、リニア同期モータＬＭの各電機子Ｃの磁極
の位置を検出するための磁極センサ１０と、各扉Ｄの位
置を検出するための位置センサ１１とを含む。前記制御
手段７は、これらの磁極センサ１０および位置センサ１
１からの各出力に基づいて、各扉Ｄと各電機子Ｃとの配
置関係および各電機子Ｃに必要な推力を演算して求め、
駆動されるべき電機子Ｃに対応するサーボアンプＡＭＰ
に推力指令を与え、動作させる。

【００３９】磁極センサ１０は、各扉Ｄの駆動源として
永久磁石形リニア同期モータＬＭが用いられるので、こ
の永久磁石片３によって構成される可動子と各電機子Ｃ
との相対位置を検出するために用いられる。この可動子
と各電機子Ｃとの相対位置を検出するのは、リニア同期
モータＬＭの３相の巻線が９_U，９_V，９_Wに適当な電流
を流して駆動するので、その電流値および電流の向きは
可動子を構成する永久磁石片３の界磁極の現在位置で決
定される。そのためリニア同期モータＬＭの駆動には、
界磁極Ｎ，Ｓの現在の状態として６種類の磁極検出パタ
ーンが必要になる。

【００４０】図１０は、本発明の実施の一形態の磁極検
出手段１０を示す平面図である。本実施の形態では、扉
Ｄの移動方向に一列にスリット板１４ａと検出器４３
ａ，４３ｂ，４３ｃとが配置される磁極検出手段１０が
用いられる。この磁極検出手段１０ａは、各扉Ｄにその
移動方向に等間隔をあけて３つのスリット４２ａ，４２
ｂ，４２ｃが一列に形成される磁極検出用スリット板１
４ａと、レール２に前記磁極検出用スリット板１４ａの
移動経路に対向して各扉Ｄの移動方向に等間隔をあけて
設けられるＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各検出器４３ａ，４３
ｂ，４３ｃとを含む。

【００４１】各検出器４３ａ〜４３ｃは、前記スリット
板１４ａを挟んで対向して配置される発光素子と受光素
子との組合せからそれぞれ構成される。各スリット４２
ａ〜４２ｃの長さおよび配置間隔はスリット板１４ａの
長さをＬ_Dとしたとき３・Ｌ_D／２１に選ばれ、各検出器
４３ａ〜４３ｃの配置間隔もまた３・Ｌ_D／２１に選ば
れる。

【００４２】図１１は図１０に示される磁極検出手段１
０ａの扉Ｄの移動に伴うＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各検出器４
３ａ，４３ｂ，４３ｃの出力波形を示す図であり、図１
１（１）はＵ相の検出器４３ａの出力波形を示し、図１
１（２）はＶ相検出器４３ｂの出力波形を示し、図１１
（３）はＷ相検出器４３ｃの出力波形を示す。図１１
（４）は、検出器４３ａ，４３ｂ，４３ｃとスリット板
１４ａとの移動方向Ｆに沿う相互の位置を示す図であ
る。扉Ｄが矢符Ｆ方向へ移動すると、スリット板１４ａ
の移動方向Ｆ下流側の端部４４から２ステート分は各検
出器４３ａ〜４３ｃの出力がローレベルとなって同じ値
であるため、制御手段７は、扉ありと判断する。またす
べての検出器４３ａ〜４３ｃの出力がハイレベルである
場合に、制御手段７は扉なしと判断し、扉位置の検出に
ついては、たとえば各検出器４３ａ〜４３ｃの出力の立
上がりおよび立下がりの組合せによってＬ_D／２１の高
精度で検出することができる。

【００４３】

【表１】

【００４４】表１において、Ｕは、検出器４３ａの出力
を示し、Ｖは検出器４３ｂの出力を示し、Ｗは検出器４
３ｃの出力を示す。これらの検出器４３ａ，４３ｂ，４
３ｃの各出力のいずれもが零である「０００」は、磁極
センサ１０の位置に扉Ｄが存在しないことを表す扉検出
信号として用いられる。

【００４５】図１２は、磁極センサ１０における検出器
４３ａ，４３ｂ，４３ｃの各出力と、リニア同期モーダ
ＬＭの各電機子に含まれる電機子巻線単位の各相Ｕ，
Ｖ，Ｗ毎の電機子巻線に与えられて励磁される励磁電流
とその方向を示す図である。こうして磁極センサ１０の
出力によって各電機子Ｃの電機子巻線単位の各相Ｕ，
Ｖ，Ｗ毎の電機子巻線が励磁されて、永久磁石片３、し
たがって扉Ｄに前述の正の移動方向Ｆおよびその逆方向
の推力が作用する。

【００４６】次に位置センサ１１について説明する。再
び図９を参照して、前記磁極センサ１０の移動方向に沿
う一側方には位置センサ１１が設けられる。この位置セ
ンサ１１は、レール２に固定され、かつ移動方向に等間
隔をあけて配置される２本の取付部材１６ｄ，１６ｅに
それぞれＡ相検出器２１ａおよびＢ相検出器２１ｂと、
扉Ｄに固定され、かつ複数の位置検出用スリット２２が
長手方向に等間隔をあけて形成される位置検出用スリッ
ト板２３と、Ａ相およびＢ相検出器２１ａ，２１ｂから
のＡ相位置検出信号およびＢ相位置検出信号がそれぞれ
入力される後述の図１３に示す演算回路２４とを含む。

【００４７】図１３は、演算回路２４の具体的な構成を
示すブロック図である。演算回路２４は、Ａ相およびＢ
相検出器２１ａ，２１ｂからの位置検出信号がそれぞれ
入力されるカウントパルス発生回路２７と、このカウン
トパルス発生回路２７からのカウントアップ信号および
扉検出信号が入力される計数回路２８とを含む。前述の
サーボアンプＡＭＰに含まれる扉検出回路５３は、表１
に関連して前述した扉検出信号を、磁極センサ１０の出
力に応答して作成し、導出する。計数回路２８は、リセ
ット入力端子Ｒ１をローレベルにすることによって、そ
のカウント値出力ＣＤが零に初期化される。

【００４８】Ａ相およびＢ相検出器２１ａ，２１ｂのＡ
相およびＢ相位置検出信号は、扉Ｄの右移動時を示す図
１４および扉Ｄの左移動時を示す図１５からも明らかな
ように、９０°位相差を有するパルス信号である。Ａ相
およびＢ相位置検出信号のそれぞれがハイレベルからロ
ーレベルに変化するとき、カウントパルス発生回路２７
はカウントアップ信号およびカウントダウン信号を発生
する。カウントアップ信号は、位置検出用スリット板２
３が左から右へ移動するときに発生し、カウントダウン
信号は位置検出用スリット板２３が右から左へ移動する
ときに発生する。これらのカウントアップ信号およびカ
ウントダウン信号の周期Ｚは、Ａ相およびＢ相位置検出
信号の周期であり、扉Ｄが位置方向に移動するとき、周
期Ｚ毎に４つのカウントアップパルス信号およびカウン
トダウンパルス信号が出力される。

【００４９】計数回路２８のカウンタ出力Ｃ_Dは、扉Ｄ
がＺ／４だけ移動するたびに１カウントアップし、かつ
１カウントダウンする。ここでカウンタ出力Ｃ_Dが、Ｃ_D
＝０の場合、扉検出信号の出力はローレベルであり、電
機子Ｃの中央には扉検出用遮光板２６は達していない。
またＣ_D＞０の場合は、図１４に示すように、扉Ｄが電
機子Ｃの中央に達し、計数回路２８がカウントアップさ
れていることを示し、扉Ｄが左から進入している状態を
表す。さらにＣ_D＜０の場合は、図１５に示すように、
扉Ｄが電機子Ｃの中央に達し、計数回路２８がカウント
ダウンされていることを示し、扉Ｄが右から進入してい
る状態を表す。

【００５０】次に、Ｎ枚目の扉Ｄの１Ｘｎを算出する手
順について説明する。図１６は、Ｎ枚目の扉Ｄの１Ｘｎ
の算出順を説明するための図である。電機子Ｃはレール
２上に等間隔に配置されており、その間隔はＬ１であ
る。したがってＡ相およびＢ相検出器２１ａ，２１ｂの
検出信号に基づく計数回路２８のカウント値Ｃ_Dは、扉
検出器２５の扉検出信号がハイレベルになった後の扉Ｄ
の走行距離ｙに比例し、 ｙ ＝ ｋ・Ｃ_D …（５） で表される。

【００５１】Ｃ_D＞０の場合は、扉Ｄの位置Ｘｎは、 Ｘｎ＝Ｘｍ−Ｌ_D／２＋ｙ …（６） である。ここにＸｍはｍ番目の電機子Ｃの中央位置であ
り、Ａ相およびＢ相検出器２１ａ，２１ｂが設置される
位置を示す。またＬ_Dは、扉検出用遮光板２６の長さで
あり、設置値に決定されるため既知である。

【００５２】同様にＣ_D＜０の場合は、 Ｘｎ ＝ Ｘｍ＋Ｌ_D／２＋ｙ …（７） である。

【００５３】以上のことから少なくとも１つの電機子Ｃ
に関連して設けられるＡ相およびＢ相検出器２１ａ，２
１ｂに基づくカウント値Ｃ_Dが零でなければ、扉Ｄの絶
対的な位置を定めることができる。

【００５４】Ａ相およびＢ相検出器２１ａ，２１ｂの位
置検出用スリット板２３の長さは、扉検出用遮光板２６
の長さＬ_Dと比べて等しいかまたは長く選ばれる。また
前述の磁極検出用スリット板１４ａの長さは、扉検出用
遮光板２６（後述の実施の他の形態を示す図２４参照）
の長さＬ_Dと比べて等しいかまたは長く選ばれる。また
この扉検出用遮光板２６の長さＬ_Dは電機子Ｃの間隔Ｌ
１よりも大きく選ばれる。本実施の形態では、一例とし
て述べると、間隔Ｌ１＝３５０ｍｍであるとき、扉Ｄの
幅Ｂが７００ｍｍであるので、扉検出用遮光板２６は扉
Ｄの外側にはみ出すことなく配置することができる。し
かも扉検出用遮光板２６の長さＬ_D＞間隔Ｌ１であるの
で、少なくとも１つの電機子Ｃに対応する扉検出信号２
５の出力はハイレベルとなる。このような扉検出信号が
ローレベルになって計数回路２８のリセット入力端子Ｒ
１に入力されると、前述のように計数回路２８のカウン
ト出力Ｃ_Dは零に初期化される。

【００５５】図１７は、ディストリビュータ３０、およ
びマイクロコンピュータなどによって実現される上位制
御装置である位置・速度フィードバック制御回路５２と
を含む制御手段７の働きを説明するためのブロック図で
ある。制御手段７は、扉Ｄの位置がいまどこにあって、
その位置では複数の電機子Ｃのうちどの電機子Ｃを駆動
すべきを判断する必要がある。この判断には、前記演算
手段２４からの各電機子毎のカウント出力Ｃ_Dが用いら
れ、このカウント値Ｃ_Dによってどの電機子Ｃの下に扉
Ｄが存在するのか、およびどのサーボアンプＡＭＰに推
力指定を与えるかを決定するために、制御手段７は、各
扉の位置および速度信号に基づいて推力指令信号を制御
する位置・速度フィードバック制御回路５２と、この位
置・速度フィードバック制御回路５２からのする推力信
号を各サーボアンプＡＭＰのいずれかに分配して導出す
るディストリビュータ３０とを有する。

【００５６】図１８は、ディストリビュータ３０の構成
と作用を模式的に示すフローチャートである。ディスト
リビュータ３０には、扉検出信号が入力される。この扉
検出信号によってディストリビュータ３０はどの電機子
ＣおよびサーボアンプＡＭＰの下に扉Ｄが存在するかを
判断する。これによって位置・速度フィードバック制御
回路５２からの推力指定をどのサーボアンプＡＭＰに与
えればよいかが判る。また扉Ｄの制御から、どの位置検
出信号を利用すればかが判る。このディストリビュータ
３０は、推力指令信号と位置・速度信号とを、位置・速
度フィードバック制御回路５２およびサーボアンプＡＭ
Ｐ間で配分し、扉Ｄが動いて扉Ｄを駆動する電機子Ｃが
切換っている状態であっても、各電機子Ｃの分担を順次
的に切換える。このようなディストリビュータ３０を設
けることによって、位置・速度フィードバック制御回路
５２はあたかも電機子Ｃが扉Ｄ側に存在する場合と同じ
ように制御すればよく、制御上の構成が格段に簡略化さ
れる。

【００５７】ディストリビュータ３０は、まずステップ
ａ１で各計数回路２８からのカウント値Ｃ_Dを読込み、
ステップａ２でカウント値Ｃ_D≠０である計数回路２８
を求める。ステップａ３では、カウント値ＣＤによって
扉Ｄの位置（Ｍ本）を示す情報および位置・速度フィー
ドバック制御回路５２から与えられるＮ本の推力指定を
Ｍ個のサーボアンプＡＭＰの推力指定でどのように配分
すべきかを決定する接点接続条件などを定めたテーブル
１を、ステップａ２の結果に基づいて、参照し、位置・
速度フィードバック制御回路５２の推力指定をサーボア
ンプＡＭＰに推力指令信号として分配する。

【００５８】またステップａ４では、カウント値Ｃ_D ≠
０である計数回路２８の出力値に対しては、図１６で述
べた扉Ｄの位置ｘ_n を、Ｃ_D ＞０の場合は、式（６）で
あるｘ_n ＝ｘ_m −Ｌ_D ／２＋ｙを計算して求め、Ｃ_D ＜
０の場合は、式（７）であるｘ_n ＝ｘ_m ＋Ｌ_D ／２＋ｙ
を計算して求める。

【００５９】次に、ステップａ５では、予め定めるテー
ブル２をステップａ１の結果に基づいて参照する。この
テーブル２には、カウント値Ｃ_D （Ｃ_D ≠０）によって
どの扉Ｄがどこに存在するかという情報（Ｍ本）によっ
て、Ｍ個の演算ブロックへの出力をＮ個の扉位置として
選択し、位置・速度フィードバック制御回路５２へ与え
る接点接合信号を出力する。このような信号処理手順が
プログラミングされている。このようなテーブル２を参
照して、どの計数回路２８がどの扉Ｄに対応するかを判
断して、位置・速度フィードバック制御回路５２に位置
・速度信号を与え、ステップａ１に戻る。

【００６０】このようにディストリビュータ３０は、位
置・速度フィードバック制御回路５２からの推力指令を
全てのサーボアンプＡＭＰに駆動されるべきＭ個のサー
ボアアンプＡＭＰに与える。これらのステップａ１〜ａ
５の２系統の動作を繰返して、Ｎ個の扉Ｄを駆動する。

【００６１】図１９は、位置・速度フィードバック制御
手段５２の初期化のための概略的な制御動作を説明する
ためのフローチャートである。まず、ステップｂ１で電
源が投入されると、ステップｂ２で位置・速度フィード
バック制御手段５２は扉検出回路５３の出力を読込み、
ステップｂ３で駆動可能な扉Ｄを選択する。移動可能な
扉は、隣接する扉検出回路５３の出力がローレベルであ
る電機子Ｃの位置に存在する扉である。ステップｂ４
で、前記ステップｂ３で選択した１または複数の扉Ｄを
速度制御モードで移動可能な方向へ移動させ、ステップ
ｂ５で隣接する扉Ｄの扉検出回路５３の出力によって移
動終了位置を決定し、ステップｂ６で移動中の扉Ｄを位
置制御モードで前記移動終了位置まで移動させ、このよ
うなステップｂ２〜ステップｂ６の動作を繰返して、移
動すべき各扉Ｄの移動動作を制御する。

【００６２】図２０は、位置・速度フィードバック制御
回路５２およびサーボアンプＡＭＰの具体的構成を示す
ブロック図である。位置・速度フィードバック制御回路
５２は前記扉検出回路５３の出力を用いて各リニア同期
モータＬＭを制御する。位置・速度フィードバック制御
回路５２は、前述したように、ディストリビュータ３０
と位置・速度フィードバック制御回路５２とを含む。位
置・速度フィードバック制御回路５２は、入力した列車
到着情報および列車種別情報に応答してその列車の停車
位置から各車両扉の位置を割出して車両扉位置信号を出
力する車両扉位置演算回路３３と、位置センサ１１から
の扉位置検出信号と前記車両扉位置信号とを比較して位
置偏差を出力する減算器である位置比較回路３４と、こ
の位置比較回路３４から入力した位置偏差が小さくなる
ように１次微分要素または２次微分要素をフィードバッ
ク結合して速度指令信号を出力する位置補償回路３５
と、扉位置センサ１１からの扉位置検出信号の時間変化
率を求める微分回路３６によって時間微分して求めた速
度信号と、前記速度指令信号とを、比較して速度偏差信
号を出力する速度比較回路３７と、この速度比較回路３
７からの速度偏差が小さくなるように１次微分要素また
は２次微分要素をフィードバック結合して推力指令信号
を出力する速度補償回路３８とを含む。位置補償回路３
５は、位置比較回路３４からの位置偏差に対応するレベ
ルを有する速度指令信号を導出する。速度比較回路３７
は、減算器であり、この速度比較回路３７にはまた、前
述の速度指令信号のほかに、位置・速度フィードバック
制御回路５２からの速度指令信号が加算されて、または
位置補償回路３５からの速度指令信号と切換えられて与
えられるように構成されてもよい。

【００６３】サーボアンプＡＭＰは、推力／電流変換回
路３９と、励磁電流比較回路４０と、電力増幅回路４１
とを含む。推力／電流変換回路３９は、ディストリビュ
ータ３０を介して速度補償回路３８からの推力指令信号
を入力し、各電機子Ｃを励磁する電流を出力する。この
励磁電流は、励磁電流比較回路４０を経て電力増幅回路
４１において各電機子Ｃを駆動する駆動電圧にまで増幅
され、各電機子Ｃに与えられる。前記電力増幅回路から
の電力増幅された励磁電流の電流値は、励磁電流比較回
路４０において推力／電流変換回路３９からの電流値と
比較され、その電流値差が小さくなるように前記電力増
幅回路４１によって電力増幅される。

【００６４】各扉Ｄに設置される位置センサ１１は各扉
Ｄの位置だけを検出し、その検出値を微分回路３６によ
って時間微分したものを擬似速度として採用するので、
別途に扉速度を検出するための検出器を設ける必要がな
く、構成が簡単で済む。またリニア同期モータＬＭの推
力は、電機子Ｃへの駆動電流に比例するので、本実施の
形態のように駆動源として永久磁石ブラシレス形リニア
同期モータを用いる場合、サーボアンプＡＭＰ内部で
は、制御手段７から受取った推力指令信号を電機子Ｃへ
励磁電源に置換えた後、電流フィードバック制御によっ
てリニア同期モータＬＭの各電機子巻線Ｃへの電流値を
制御するので、高精度で各扉の開閉動作を制御すること
ができる。

【００６５】図２１は、本発明の実施の他の形態の磁極
センサ１０ａと位置センサ１１とを示す斜視図である。
図２１における位置センサ１１は、前述の実施の形態に
おける位置センサ１１と同様な構成を有する。磁極セン
サ１０ａは、磁極検出用スリット板１４と前述のＵ，
Ｖ，Ｗの各相の検出器４７ａ，４７ｂ，４７ｃとを有す
る。

【００６６】図２２は、スリット板１４の平面図であ
る。各扉Ｄには図２２に示されるように、扉Ｄの幅Ｂに
相当する長さＬ２を有する磁極検出用スリット板１４が
固定される。この磁極検出用スリット板１４の長さＬ２
は、扉Ｄの幅Ｂよりもやや小さく選ばれ、その長手方向
に対して垂直な方向に各磁極のＵ相、Ｖ相、Ｗ相をそれ
ぞれ検出するためのＵ相スリット１５ａ、Ｖ相スリット
１５ｂ、Ｗ相スリット１５ｃが長手方向に間隔をあけて
一定の周期で形成される。Ｕ相スリット１５ａは、磁極
検出用スリット板１４の長手方向の長さＬ２に対してＬ
２×３／１１の長さＬ３を有し、またＶ相スリット１５
ｂおよびＷ相スリットの各長さＬ４，Ｌ５もまた、Ｕ相
スリット１５ａの長さＬ３に等しい（Ｌ３＝Ｌ４＝Ｌ
５）長さを有する。

【００６７】各スリット１５ａ〜１５ｃは、長手方向に
Ｌ２×３／１１の間隔をあけて周期的に形成され、Ｖ相
スリット１５ｂはＵ相スリット１５ａに対してＬ２×１
／１１だけ長手方向一方側にずれて形成され、またＷ相
スリット１５ｃはＵ相スリット１５ａに対して長手方向
他方側へＬ２×１／１１だけ長手方向他方側へずれて形
成される。このようにＶ相スリット１５ｂおよびＷ相ス
リット１５ｃはＵ相スリット１５ａに対して長手方向両
側にＬ２×１／１１だけ位相がずれて形成される。

【００６８】固定位置で３本の取付部材１６ａ，１６
ｂ，１６ｃには、Ｕ相検出器４７ａ、Ｖ相検出器４７
ｂ、Ｗ相検出器４７ｃとがそれぞれ設けられる。各検出
器４７ａ〜４７ｃは、発光素子１８と受光素子１９とが
前記磁極検出用スリット板１４を挟んで対向するように
配置される光学的検出器から成る。発光素子１８は、発
光ダイオードによって実現され、受光素子１９は、フォ
トトランジスタによって実現される。このような各検出
器４７ａ〜４７ｃは、図２１および図２２の左右方向で
ある扉Ｄの移動方向に沿って等間隔をあけて配置され
る。

【００６９】図２３は、扉Ｄの移動に伴うＵ相、Ｖ相、
Ｗ相の各磁極を検出する各検出器４７ａ〜４７ｃの出力
波形を示す図であり、図２３（１）はＵ相検出器１７ａ
の出力波形を示し、図２３（２）はＶ相検出器４７ｂの
出力波形を示し、図２３（３）はＷ相検出器４７ｃの出
力波形を示し、図２３（４）は磁極検出用スリット板１
４と各検出器４７ａ〜４７ｃとの相対位置関係を示す。
上述の各検出器４７ａ〜４７ｃは、磁極検出用スリット
板１４の各スリット１５ａ〜１５ｃが形成されない領域
を検出している状態ではハイレベルの出力信号を導出
し、各スリット１５ａ〜１５ｃを検出している状態、す
なわち発光素子１８と受光素子１９との間に各スリット
１５ａ，１５ｂ，１５ｃが順次的に通過して発光素子１
８からの光が受光素子１９によって受光された状態では
ローレベルの出力信号を導出する。このような各検出器
１７ａ〜１７ｃからの各出力に基づいて各電機子Ｃの各
巻線９_U，９_V，９_Wへの通電／非通電、電流の方向およ
び電流の強さを制御手段７によって制御することができ
る。

【００７０】各検出器４７ａ〜４７ｃの磁極検出信号
「Ｕ，Ｖ，Ｗ」は理論的には「０，０，０」「０，０，
１」，…「１，１，０」，「１，１，１」の合計８種類
のステータスを出力することができるが、実用上、本実
施の形態では「０，０，０」および「１，１，１」の信
号は位置センサ１１によって扉Ｄが存在しないとき得ら
れるので、扉Ｄの位置の検出のためには使用しない。リ
ニア同期モータＬＭに方形波駆動した場合は、各電機子
Ｃに対向して必ず永久磁石片３の永久磁石が存在するの
で、各検出器４７ａ〜４７ｃは前述の表１に示されるよ
うに上記の磁極検出信号「０，０，０」および「１，
１，１」以外の６種類、「１，０，０」，「１，１，
０」，「０，１，０」，「０，１，１」，「０，０，
１」，「１，０，１」のステータスを出力している。こ
のような６種類の多極検出信号に基づいて、位置・速度
フィードバック制御回路５２は各サーボアンプＡＭＰを
選択的に制御している。

【００７１】図２４は、本発明の実施の他の形態の磁極
センサ１０と位置センサ１１と扉センサ２５とを示す斜
視図である。磁極センサ１０は、前述の図１〜図２０に
関連して述べた構成であってもよいけれども、図２１〜
図２３に関連して述べた磁極センサ１０ａであってもよ
い。注目すべき特徴は、扉の有無を検出するための扉セ
ンサ２５が新たに設けられることである。扉センサ２５
は、固定位置に設けられた扉検出器３１と、扉Ｄに固定
される扉検出用遮光板２６とを含む。扉検出器３１は、
発光素子と受光素子との組合せから成る。遮光板２６に
よって扉検出器３１の光経路が遮断されているとき、扉
Ｄが存在するものと判断されて検出される。

【００７２】図２５は、図２４に示される磁極センサ１
０と位置センサ１１と扉センサ２５とを含む本発明の実
施の一形態の電気的構成を示すブロック図である。この
図２５に示される構成は、前述の図４の構成に類似す
る。注目すべきは、図２４および図２５に示される実施
の形態では、検知センサ２５が新たに設けられ、扉の有
無を表す信号が、演算回路５１に含まれる計数回路２８
のリセット入力端子Ｒ１に与えられることである。その
ほかの構成と動作は、前述の本発明の実施の各形態と同
様である。

【００７３】図２１〜図２５の実施の各形態の残余の構
成は、図１〜図２０の構成と同様である。

【００７４】図２６は、本発明の実施のさらに他の形態
の全体の構成を簡略化して示すブロック図である。この
実施の形態では、各機器間の省配線化を図り、入力端子
数を低減し、配線数を低減することができる。このため
に、制御手段７とサーボアンプＡＭＰとの間で、処理回
路６１を用いてＬＡＮ（Local Area Network）を構成す
る。これによって制御手段７と処理回路６１との間で情
報の伝達を、１本のケーブルで行うことができるように
なる。

【００７５】さらにサーボアンプＡＭＰを複数台（たと
えば４台）集約化して取扱いを容易にする。これによっ
て本件連動扉装置の製造および施工を簡略化し、コスト
ダウンを図ることができる。

【００７６】

【発明の効果】請求項１および２記載の本発明によれ
ば、共通なレールなどの移動経路に沿って移動可能に設
けられる複数の扉には、各扉を開閉駆動するためのリニ
ア同期モータの可動子永久磁石片が設けられ、前記移動
経路には可動子永久磁石片を駆動するための電機子移動
方向に等間隔で設けられる。このように各扉に可動子永
久磁石片を設け、移動経路に沿って電機子が設けられる
ことによって、前記従来の技術のように、給電線および
信号線が接続されるフレキシブルプリント基板を用いる
必要がなくなり、これによって各扉の開閉動作に拘わら
ず断線の発生がなくなり、信頼性が向上されるととも
に、構成が簡略化される。また各電機子巻線は駆動手段
によって個別に駆動されるので、駆動手段の出力が小さ
くてすみ、これによってもまた、構成の小形化が図られ
る。

【００７７】各電機子毎に設けられる駆動手段は、励磁
電流を電機子に供給し、各扉の位置および速度に応じた
推力を発生させ、各扉の動作を個別に制御することがで
きる。これによって各扉を正確かつ確実に開閉動作させ
ることができ、各扉の動作を高精度でかつ高信頼性で制
御することが可能となる。たとえば制御手段によって各
扉の駆動手段による移動を制御するにあたって、各扉の
位置および速度のフィードバック制御系を設け、前記扉
位置・速度の検出の出力をフィードバックし、またこの
扉位置・速度の検出出力の時間微分値を速度フィードバ
ック信号としてそれぞれでフィードバックし、各扉の移
動を制御するので、より一層高精度で各扉の開閉動作を
制御することができる。

【００７８】特に磁極センサを用いて、リニア同期モー
タの永久磁石片の磁極と電機子の作る磁極とが電気的に
９０度の位相差を保つように制御手段によって駆動手段
による電機子の電機子巻線単位における各相毎の電機子
巻線を選択して駆動手段によって励磁する。さらに位置
センサによって扉の位置および速度の制御を高い分解能
で達成する。こうして各扉毎の個別的な移動制御を行う
ことができる。

【００７９】磁気センサの被検出部材には、扉の移動方
向に沿って単一列の被検出領域が形成され、固定位置に
設けられた検出素子は、各相毎に移動方向に沿って配列
される。こうして被検出部材の構成を簡略化することが
できる。磁極センサの検出素子の出力によって、各電機
子の位置に扉が存在するかどうかを検出し、扉が存在す
るときのみ、電機子巻線を励磁し、扉が存在しなければ
電機子巻線を消磁したままとし、これによって扉の有無
を検出するための扉センサを別途設ける必要がなく、構
成の簡略化を図ることができる。

【００８０】請求項２の本発明によれば、磁極センサの
扉に固定される被検出部材には、各相毎の複数列の被検
出領域が形成され、固定位置に設けられる検出素子は、
各相毎の被検出領域をそれぞれ検出する。こうしてリニ
ア同期モータの電機子の各相毎の電機子巻線を、各検出
素子の出力に基づいて容易に制御することができるよう
になる。

【００８１】

【００８２】請求項３，４の本発明によれば、扉の有無
を検出する扉センサは、扉に固定された扉被検出部材と
固定位置に設けられた扉検出素子とを含み、制御手段
は、扉検出素子の出力によって扉が存在することが検出
されたときのみ、電機子巻線を励磁し、これによって制
御手段の構成の簡略化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態の連動扉装置１の全体の
構成を模式的に示す正面図である。

【図２】各扉Ｄの開閉動作を示す正面図であり、図２
（１）は各扉Ｄが閉じられた状態を示し、図２（２）は
右側に配置される２枚の扉Ｄ５，Ｄ６が開いた状態を示
し、図２（３）は最も左側に配置される１枚の扉Ｄ１が
開いた状態を示す。

【図３】制御手段７による扉Ｄの開閉動作を制御するた
めの基本的構成を示す図である。

【図４】本発明の実施の一形態の全体の構成を示すブロ
ック図である。

【図５】電機子Ｃの具体的構成を説明するための斜視図
である。

【図６】本発明の実施の一形態の扉Ｄと電機子Ｃと可動
子永久磁石片３とを示す図である。

【図７】扉Ｄ、可動子および電機子Ｃの配置関係を示す
ための図である。

【図８】磁極センサ１０および位置センサ１１と扉Ｄに
固定された永久磁石片３との移動方向に沿う相互の配置
関係を簡略化して示す正面図である。

【図９】磁極センサ１０および位置センサ１１の構成を
示す斜視図である。

【図１０】磁極センサ１０の遮光板１４ａを示す平面図
である。

【図１１】扉Ｄの移動に伴うＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各検出
器４３ａ，４３ｂ，４３ｃの出力波形を示す図であり、
図１１（１）はＵ相の検出器４３ａの出力波形を示し、
図１１（２）はＶ相検出器４３ｂの出力波形を示し、図
１１（３）はＷ相検出器４３ｃの出力波形を示し、図１
１（４）は、検出器４３ａ，４３ｂ，４３ｃとスリット
板１４ａとの移動方向Ｆに沿う相互の位置を示す。

【図１２】磁極センサ１０における検出器４３ａ，４３
ｂ，４３ｃの各出力と、リニア同期モーダＬＭの各電機
子に含まれる電機子巻線単位の各相Ｕ，Ｖ，Ｗ毎の電機
子巻線に与えられて励磁される励磁電流とその方向を示
す図である。

【図１３】演算回路２４の具体的な構成を示すブロック
図である。

【図１４】カウントパルス発生回路２７のカウントアッ
プ時の出力波形を示すタイミングチャートである。

【図１５】カウントパルス発生回路２７のカウントダウ
ン時の出力波形を示すタイミングチャートである。

【図１６】Ｎ枚目の扉Ｄの１Ｘｎの算出順を説明するた
めの図である。

【図１７】制御手段７のディストリビュータ３０および
位置・速度フィードバック制御回路５２に関連する構成
を模式的に示すブロック図である。

【図１８】ディストリビュータ３０の構成と作用を模式
的に示すフローチャートである。

【図１９】位置・速度フィードバック制御手段５２の初
期化のための概略的な制御動作を説明するためのフロー
チャートである。

【図２０】位置・速度フィードバック制御回路５２およ
びサーボアンプＡＭＰの具体的構成を示すブロック図で
ある。

【図２１】本発明の実施の他の形態の磁極センサ１０ａ
と位置センサ１１とを示す斜視図である。

【図２２】本発明の実施の他の形態の磁極センサ１０の
遮光板１４を示す平面図である。

【図２３】磁極検出手段１０ａの扉Ｄの移動に伴うＵ
相、Ｖ相、Ｗ相の各検出器４７ａ〜４７ｃの出力波形を
示す図であり、図２３（１）はＵ相検出器１７ａの出力
波形を示し、図２３（２）はＶ相検出器４７ｂの出力波
形を示し、図２３（３）はＷ相検出器４７ｃの出力波形
を示し、図２３（４）は磁極検出用スリット板１４と各
検出器４７ａ〜４７ｃとの相対位置関係を示す。

【図２４】本発明の実施の他の形態の磁極センサ１０と
位置センサ１１と扉センサ２５とを示す斜視図である。

【図２５】図２４に示される磁極センサ１０と位置セン
サ１１と扉センサ２５とを含む本発明の実施の一形態の
電気的構成を示すブロック図である。

【図２６】本発明の実施のさらに他の形態の全体の構成
を簡略化して示すブロック図である。

【符号の説明】

１ 連動扉装置 ２ レール ３ａ〜３ｆ 可動子永久磁石 ７ 制御手段 ９ｕ，９ｖ，９ｗ 巻線 １０，１０ａ 磁極センサ １１ 位置センサ １４，１４ａ 磁極検出用スリット板 １７ａ，４７ａ Ｕ相検出器 １７ｂ，４７ｂ Ｖ相検出器 １７ｃ，４７ｃ Ｗ相検出器 ２１ａ Ａ相検出器 ２１ｂ Ｂ相検出器 ２２ 位置検出用スリット ２３ 位置検出用スリット板 ２５ 扉センサ ２６ 扉検出用遮光板 ２７ カウントパルス発生回路 ２８ 計数回路 ３０ ディストリビュータ ３３ 車両扉位置演算回路 ３４ 位置比較回路 ３５ 位置補償回路 ３６ 微分回路 ３７ 速度比較回路 ３８ 速度補償回路 ３９ 推力／電流変換回路 ４０ 励磁電流比較回路 ５１ 演算回路 ５２ 位置・速度フィードバック制御回路 ５３ 扉検出回路 ＡＭＰ１〜ＡＭＰ２４ サーボアンプ Ｃ１〜Ｃ２４ 電機子 Ｄ１〜Ｄ６ 扉 ＬＭ リニア同期モータ

フロントページの続き (72)発明者 進藤 裕司 兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工 業株式会社 明石工場内 (72)発明者 野呂 治 兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工 業株式会社 明石工場内 (72)発明者 横田 正人 兵庫県神戸市兵庫区和田山通２丁目１番 18号 川崎重工業株式会社 兵庫工場内 (72)発明者 加藤 泰介 愛知県名古屋市中村区名駅１丁目１番４ 号 東海旅客鉄道株式会社内 (72)発明者 大島 賢司 愛知県名古屋市中村区名駅１丁目１番４ 号 東海旅客鉄道株式会社内 (56)参考文献 特開 平10−252348（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−212860（ＪＰ，Ａ) 実公 平７−45745（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E05F 15/00 - 15/20

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ）列車のプラットホームに設置さ
   れ、共通の移動経路に沿って移動し、列車の乗客の乗降
   用開口領域を開閉することができ、乗降用開口領域の両
   側にそれぞれ形成される一対の扉袋空間に収納可能な複
   数の扉と、 （ｂ）可動子永久磁石片と複数の電機子とを有するリニ
   ア同期モータであって、 可動子永久磁石片は、各扉に設けられ、移動方向に磁極
   を有し、 各電機子は、移動経路に沿って固定位置に順次的に配置
   され、可動子永久磁石片を駆動する単相または３相の各
   相毎の電機子巻線から成る電機子巻線単位を有するリニ
   ア同期モータと、 （ｃ）各電機子毎に設けられ、可動子永久磁石片の磁極
   に対応する電機子巻線を表す磁極信号を出力する磁極セ
   ンサであって、 扉に固定され、移動方向に沿って単一の列を成して電機
   子巻線に対応する被検出領域が形成される被検出部材
   と、 固定位置に設けられ、被検出領域を検出する各相毎の検
   出素子とを含む磁極センサと、 （ｄ）各電機子毎に設けられ、扉の移動経路に沿う位置
   を表す位置信号を出力する位置センサと、 （ｅ）位置センサの出力に応答し、扉の開閉のための移
   動経路に沿う各電機子毎に順次的に推力指令信号を発生
   する制御手段と、 （ｆ）前記検出素子からの磁極信号と制御手段からの推
   力指令信号とに応答し、電機子巻線単位の電機子巻線を
   相順に選択して励磁する駆動手段とを含み、 （ｇ）前記制御手段は、検出素子の出力に応答し、扉が
   存在するときのみ、電機子巻線を励磁することを特徴と
   する連動扉装置。
2. 【請求項２】 （ａ）列車のプラットホームに設置さ
   れ、共通の移動経路に沿って移動し、列車の乗客の乗降
   用開口領域を開閉することができ、乗降用開口領域の両
   側にそれぞれ形成される一対の扉袋空間に収納可能な複
   数の扉と、 （ｂ）可動子永久磁石片と複数の電機子とを有するリニ
   ア同期モータであって、 可動子永久磁石片は、各扉に設けられ、移動方向に磁極
   を有し、 各電機子は、移動経路に沿って固定位置に順次的に配置
   され、可動子永久磁石片を駆動する単相または３相の各
   相毎の電機子巻線から成る電機子巻線単位を有するリニ
   ア同期モータと、 （ｃ）各電機子毎に設けられ、可動子永久磁石片の磁極
   に対応する電機子巻線を表す磁極信号を出力する磁極セ
   ンサであって、 扉に固定され、移動方向に沿って各相毎の複数の列を成
   し、かつ各列は移動方向に垂直に並んで、電機子巻線に
   対応する被検出領域が形成される被検出部材と、 固定位置に設けられ、被検出領域を検出する各相毎の検
   出素子とを含む磁極センサと、 （ｄ）各電機子毎に設けられ、扉の移動経路に沿う位置
   を表す位置信号を出力する位置センサと、 （ｅ）位置センサの出力に応答し、扉の開閉のための移
   動経路に沿う各電機子毎に順次的に推力指令信号を発生
   する制御手段と、 （ｆ）前記検出素子からの磁極信号と制御手段からの推
   力指令信号とに応答し、電機子巻線単位の電機子巻線を
   相順に選択して励磁する駆動手段とを含み、 （ｇ）前記制御手段は、検出素子の出力に応答し、扉が
   存在するときのみ、電機子巻線を励磁することを特徴と
   する連動扉装置。
3. 【請求項３】 （ａ）列車のプラットホームに設置さ
   れ、共通の移動経路に沿って移動し、列車の乗客の乗降
   用開口領域を開閉することができ、乗降用開口領域の両
   側にそれぞれ形成される一対の扉袋空間に収納可能な複
   数の扉と、 （ｂ）可動子永久磁石片と複数の電機子とを有するリニ
   ア同期モータであって、 可動子永久磁石片は、各扉に設けられ、移動方向に磁極
   を有し、 各電機子は、移動経路に沿って固定位置に順次的に配置
   され、可動子永久磁石片を駆動する単相または３相の各
   相毎の電機子巻線から成る電機子巻線単位を有するリニ
   ア同期モータと、 （ｃ）各電機子毎に設けられ、可動子永久磁石片の磁極
   に対応する電機子巻線を表す磁極信号を出力する磁極セ
   ンサであって、 扉に固定され、移動方向に沿って単一の列を成して電機
   子巻線に対応する被検出領域が形成される被検出部材
   と、 固定位置に設けられ、被検出領域を検出する各相毎の検
   出素子とを含む磁極センサと、 （ｄ）各電機子毎に設けられ、扉の移動経路に沿う位置
   を表す位置信号を出力する位置センサと、 （ｅ）位置センサの出力に応答し、扉の開閉のための移
   動経路に沿う各電機子毎に順次的に推力指令信号を発生
   する制御手段と、 （ｆ）前記検出素子からの磁極信号と制御手段からの推
   力指令信号とに応答し、電機子巻線単位の電機子巻線を
   相順に選択して励磁する駆動手段と、 （ｇ）扉センサであって、 扉に固定され、移動方向に沿って延びる扉被検出領域を
   有する扉被検出部材と、 固定位置に設けられ、扉被検出領域を検出する扉検出素
   子とを有する扉センサとを含み、 （ｈ）前記制御手段は、扉検出素子の出力に応答し、扉
   が存在するときのみ、電機子巻線を励磁することを特徴
   とする連動扉装置。
4. 【請求項４】 （ａ）列車のプラットホームに設置さ
   れ、共通の移動経路に沿って移動し、列車の乗客の乗降
   用開口領域を開閉することができ、乗降用開口領域の両
   側にそれぞれ形成される一対の扉袋空間に収納可能な複
   数の扉と、 （ｂ）可動子永久磁石片と複数の電機子とを有するリニ
   ア同期モータであって、 可動子永久磁石片は、各扉に設けられ、移動方向に磁極
   を有し、 各電機子は、移動経路に沿って固定位置に順次的に配置
   され、可動子永久磁石片を駆動する単相または３相の各
   相毎の電機子巻線から成る電機子巻線単位を有するリニ
   ア同期モータと、 （ｃ）各電機子毎に設けられ、可動子永久磁石片の磁極
   に対応する電機子巻線を表す磁極信号を出力する磁極セ
   ンサであって、 扉に固定され、移動方向に沿って各相毎の複数の列を成
   し、かつ各列は移動方向に垂直に並んで、電機子巻線に
   対応する被検出領域が形成される被検出部材と、 固定位置に設けられ、被検出領域を検出する各相毎の検
   出素子とを含む磁極センサと、 （ｄ）各電機子毎に設けられ、扉の移動経路に沿う位置
   を表す位置信号を出力する位置センサと、 （ｅ）位置センサの出力に応答し、扉の開閉のための移
   動経路に沿う各電機子毎に順次的に推力指令信号を発生
   する制御手段と、 （ｆ）前記検出素子からの磁極信号と制御手段からの推
   力指令信号とに応答し、電機子巻線単位の電機子巻線を
   相順に選択して励磁する駆動手段と、 （ｇ）扉センサであって、 扉に固定され、移動方向に沿って延びる扉被検出領域を
   有する扉被検出部材と、 固定位置に設けられ、扉被検出領域を検出する扉検出素
   子とを有する扉センサとを含み、 （ｈ）前記制御手段は、扉検出素子の出力に応答し、扉
   が存在するときのみ、電機子巻線を励磁することを特徴
   とする連動扉装置。