JP3504139B2 - 自動ゲート装置 - 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、駅の改札口やスト
アの出入口等に配備されて、駅員等の操作により通路を
開閉させる自動ゲート装置に係り、詳しくは、通路を閉
じるべく通路に張出た閉鎖位置と、通路を開くべく通路
に沿って両方向に旋回した２つの開放位置とが現出可能
な扉部材を備えて構成される自動ゲート装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】この種の自動ゲート装置は、一端に上下
方向の旋回軸を有し、通路に対して直交する閉鎖位置、
この閉鎖位置から右に旋回して通路と平行になる第１開
放位置、及び閉鎖位置から左に旋回して通路と平行にな
る第２開放位置の夫々に旋回自在な扉部材を備えて構成
されている。この装置では、扉部材を電動モータによっ
て駆動制御させていた。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】この場合、視覚的に目
立つ位置である閉鎖位置での位置ズレがないよう、正確
に閉鎖位置で扉部材を停止及び保持させることが肝要で
ある。ところが、第１及び第２開放位置は扉部材の行き
止まりであって停止制御を容易に行えるが、閉鎖位置は
扉部材が通路に張り出していずれの旋回方向にも位置決
めされない状態であるため、通常の開閉扉の如き行き止
まりによる停止制御ができない。 【０００４】従って、扉部材の閉鎖位置を別途に検出す
る必要が生じるので、扉部材の旋回軸に検出片を取付
け、この検出片の旋回をリミットスイッチ等の検出手段
で検出することが考えられる。しかしながら、検出片に
は旋回方向の幅を有するため、扉部材が閉鎖位置の手前
で検出され、閉鎖位置の手前で停止することになるか
ら、２つの開放位置に対応した２個の検出手段が必要で
あり、いきおい制御手段が複雑化してしまうものであっ
た。 【０００５】本発明の目的は、単一の検出手段を使った
簡単な機器構成による制御手段により、構造の複雑化を
招くこと無く扉部材を閉鎖位置に正確に停止させる点に
ある。 【０００６】 【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、一端
に上下方向に延びる旋回軸を有し、通路に交差する閉鎖
位置、及びこの閉鎖位置から通路に沿って両方向に旋回
して２つの開放位置をとる扉部材と、旋回軸に連結され
て扉部材を旋回させる駆動機構と、扉部材が閉鎖位置と
なるよう旋回軸に押圧力を作用させる閉鎖位置保持機構
と、旋回軸に取付けられて扉部材と共に旋回する検出片
と、扉部材が閉鎖位置をほぼ中央にした所定の旋回範囲
内に位置する間、検出片の検出信号を出力する閉鎖位置
検出手段と、閉鎖位置検出手段の検出信号を入力し、駆
動機構を制御する制御装置とを備えた自動ゲート装置に
おいて、前記閉鎖位置保持機構は、前記扉部材が所定の
旋回範囲で旋回する間、前記旋回軸に作用させる押圧力
を次第に強くし、前記扉部材が所定の旋回範囲を超える
とその押圧力を一定に維持するように構成されており、
制御装置は、扉部材を各開放位置から閉鎖位置へ旋回さ
せる過程で、閉鎖位置検出手段の検出信号が出力されて
から所定時間後に扉部材を閉鎖位置に停止させるように
駆動機構を制御し、前記閉鎖位置にある前記扉部材が外
部からの力で所定の旋回範囲以上に旋回させられて前記
閉鎖位置検出手段の検出信号の出力がなくなったとき、
前記扉部材を前記閉鎖位置に向けて旋回させるように駆
動機構を制御することを特徴とする。 【０００７】請求項１の構成によれば、制御装置は、扉
部材を各開放位置から閉鎖位置へ向けて旋回させる途
中、閉鎖位置検出手段が検出片を検出すると、所定時間
だけ駆動機構を作動させる。所定時間を適切に設定する
ことによって、扉部材を正規の閉鎖位置に旋回移動させ
て停止させることができ、精度良く扉部材を正規の閉鎖
位置に保持することが可能になる。 【０００８】閉鎖位置検出手段は、扉部材が閉鎖位置を
ほぼ中央にした所定の旋回範囲内に位置する間、検出片
を検出するので、例えば、スイッチをＯＮ−ＯＦＦさせ
るといった瞬時の接触によって検出する場合に比べて、
検出ミスや誤作動のおそれを殆ど解消することができる
ようになる。 【０００９】更に、通行人が閉鎖位置にある扉部材を無
理に押し開けると、駆動機構によって扉部材を閉鎖位置
に戻すように駆動旋回させる。 【００１０】 【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。図１、図２に示すように、根元
側端の上下向き旋回軸１回りで旋回揺動自在に扉部材２
を支承する装置枠３を備え、この装置枠３の扉部材２配
置側の側方に通路Ｗを配置して自動ゲート装置が構成さ
れている。通路Ｗは、駅における自動改札機の列におけ
る最も駅員側に配置され、車椅子や台車、或いは自動改
札機では取扱えない切符や大きな荷物を持った乗客を、
駅員が監視しながら通行させるものである。尚、２ａ
は、扉部材２の両側面に貼着されるラベルである。 【００１１】上記自動ゲート装置は、前記旋回軸１回り
の旋回揺動により、通路Ｗに直交（交差の一例）する閉
鎖位置（図２に実線で示す位置）、及びこの閉鎖位置か
ら通路Ｗに沿って両方向に旋回して２つの開放位置（図
２に仮想線で示す位置）をとることが自在な扉部材２
と、旋回軸１に連結されて扉部材２を旋回させる駆動機
構４と、扉部材２が閉鎖位置となるよう旋回軸１に押圧
力を作用させる閉鎖位置保持機構５と、旋回軸１に取付
けられた検出片６と、扉部材２が各開放位置から閉鎖位
置へ向けて旋回する途中で検出片６を検出する単一の閉
鎖位置検出手段７と、閉鎖位置検出手段７が検出片６を
検出すると、所定時間だけ駆動機構４を作動させるタイ
マ手段３０とを備えて構成されている。 【００１２】扉部材２は、旋回軸１の軸心Ｐ回りに１８
０度旋回自在に装置枠３に支承され、通路Ｗに平行とな
る各開放位置から９０度旋回すると閉鎖位置となる。駆
動機構４は、電動モータ９とベルト伝動機構１０と減速
機構１１とから成り、減速機構１１の出力軸１１ａと旋
回軸１とを一体回動状態に連動連結してある。 【００１３】図１、図４、図５に示すように、閉鎖位置
保持機構５は、旋回軸１に設けられたカム１２と、この
カム１２を押圧することで扉部材２を閉鎖位置に復帰さ
せる押圧力を作用させる押し棒１３と、この押し棒１３
をカム１２へ向けて押圧する巻きバネ（バネ部材の一
例）１４とを有して構成されており、装置枠３の中間フ
レーム３ａの下面にボルト固定される下向きＬ字状の折
曲げ板１５に取付けられている。 【００１４】カム１２は、旋回軸に固定される上下一対
の矩形状の支持板１２ａ，１２ａの角部夫々に計４個の
ローラ１２ｂを回転自在に枢支して構成され、折曲げ板
１５に装着された軸受け部１６の回転部分１６ａにボル
ト１７で取付けられている。回転部分１６ａの上側に
は、筒状の旋回軸１の下端部が一対のスクリュー１８，
１８（又はロールピン）を用いて一体回転状態に連動連
結される。又、カム１２の下端軸部１２ｃには、軸周方
向の相対位置調節が自在に検出片６のボス部６ａを外嵌
してある。 【００１５】先端にカム受け部２０が形成された押し棒
１３は、その基端部を折曲げ板１５に螺着された中空ボ
ルト１９の孔部１９ａにスライド自在に挿入するととも
に、折曲げ板１５から垂下された左右一対のガイド棒２
１，２１に嵌装される断面横向きＨ状の一対のワッシャ
２２，２２でカム受け部２０をスライド自在に支持する
ことにより、回り止めされた状態で通路Ｗに沿った方向
にスライド移動自在に支持されている。そして、押し棒
側のロックナット２３とカム受け部２０との間において
圧縮型の巻きバネ１４を押し棒１３に嵌装してあり、押
し棒１３をカム１２側に押圧付勢するようにしてある。
中空ボルト１９と２個のロックナット２３，２３の操作
により、巻きバネ１４の初期荷重を変えて押圧力を調節
することが可能である。 【００１６】押し棒１３のカム１２との接触部分である
カム受け部２０に、扉部材２が閉鎖位置を中央にした所
定の旋回範囲内に位置する間、扉部材２の旋回に応じて
巻きバネ１４を圧縮させる一対の平面部２０ａを設ける
とともに、扉部材２が所定旋回範囲α度から外れている
間、巻きバネ１４の圧縮状態を保持する円弧部２０ｂを
一対の平面部２０ａ，２０ａ間に設けてある。 【００１７】つまり、図５に示すように、扉部材２が閉
鎖位置にあるときには、巻きバネ１４がある程度圧縮さ
れており、それによって両平面部２０ａ，２０ａがロー
ラ１２ｂ，１２ｂを接当押圧して扉部材２を閉鎖位置に
付勢保持している。閉鎖位置にある扉部材２を旋回移動
させると、旋回軸１の軸心Ｐ回りの角度αまではローラ
１２ｂが平面部２０ａを押す状態となって押し棒１３を
押し込み変位させるので、巻きバネ１４が圧縮されて、
図６に示すグラフのように、巻きバネ１４によるバネ力
は増加する。 【００１８】そして、扉部材２の旋回角度がαを越えて
ローラ１２ｂが円弧部１２ａに接当する状態になると、
そのときの円弧部１２ｂは、軸心Ｐを中心とする円弧に
合致するように設定してあり、そのαから扉部材２の開
放位置となる９０度までの間は巻きバネ１４が長さｄ縮
んだ状態が維持されるようになり、図６に示すグラフの
ように、巻きバネ１４によるバネ力は一定の値を維持す
る。つまり、前述した所定旋回範囲とは、閉鎖位置を中
心とする２αの角度範囲のことである。尚、図６のグラ
フにおける仮想線は、ローラ１２ｂの接当する面が従来
の平面の場合のバネ力を示す。 【００１９】つまり、扉部材２が閉鎖位置から所定の旋
回角度までは押圧力が次第に強くなるが、その所定範囲
を越えると一定の押圧力が維持されるようになる。これ
は、開放位置に近づくに連れて押圧力が増加し続けるも
のに比べて、不要に強い押圧力が生じない分、旋回軸１
等の各部の強度を落とせるとともに、その押圧力に抗し
て扉部材２を閉鎖位置から各開放位置に移動させる駆動
機構４の出力も小さくすることが可能になる点で好まし
い。閉鎖位置保持機構５は、駆動機構４内のあそび（例
えば減速器の歯車のバックラッシュ等）を抑えながら、
扉部材を所定の閉鎖位置へ正確に停止させる作用を持
つ。 【００２０】検出片６は、カム１２の下端に装着された
先窄まり状（雫状）の板材で形成されるととに、閉鎖位
置検出手段７は、前述した一対のガイド棒２１，２１下
端部にＬ字板２４を介して取付けられたリミットスイッ
チ２５で構成されている。このリミットスイッチ２５
は、先端に小径ローラ２５ｂを備えた出退片２５ａの押
込みによって作動するものであり、検出片６先端と小径
ローラ２５ｂとの接当により、扉部材２が閉鎖位置を中
央にした所定旋回範囲内、すなわち左右夫々に角度β内
に位置する間、検出片６が出退片２５ａを押込んでリミ
ットスイッチ２５がＯＮ作動するように設定されてい
る。 【００２１】前記所定旋回範囲、すなわち閉鎖位置から
の角度βは、検出片６がリミットスイッチ２５をＯＮ作
動させ続ける角度範囲のことであり、この角度範囲は、
検出片６先端の形状や幅、及びリミットスイッチ２５の
出退片２５ａ先端幅等によって任意の値に設定可能であ
る。 【００２２】図７に示すように、電動モータ９の駆動部
２６、扉部材２の位置を検出するためのエンコーダ２
７、リミットスイッチ２５、及び後述するタイマ設定手
段２８を制御装置２９に接続して扉部材開閉制御回路を
構成してある。制御装置２９には、リミットスイッチ２
５が作動してから電動モータ９を止めるまでの所定時間
を設定する単一のタイマ手段３０と、リミットスイッチ
２５の検出作動前に扉部材２の旋回速度を減速し、リミ
ットスイッチ２５が検出作動すると扉部材２を所定の低
速で旋回させる変速制御手段３１とが備えてある。タイ
マ設定手段２８は、タイマ手段３０の所定時間を手動で
調節操作可能なもの、例えば、ダイヤル設定器等に構成
されている。 【００２３】図３に示すように、各開放位置から閉鎖位
置に扉部材２を移動させるときには、先ず立ち上がり加
速を行って高速で扉部材２を旋回移動させ、リミットス
イッチ２５の検出作動の手前で減速し、検出作動して閉
鎖位置に至るまでの間は所定の低速で旋回移動させるよ
うに変速制御手段３１が機能する。開放位置からリミッ
トスイッチ２５が検出作動するまでの角度範囲（９０−
β）では、電動モータ９に装備したエンコーダ２７の信
号によるフィードバック制御によって変速制御手段３１
を作動させて扉部材２の旋回速度を加減しリミットスイ
ッチ２５の検出作動後から０度までの角度範囲βではタ
イマ手段３０による時間制御を行うように制御装置２９
が機能する。 【００２４】制御装置２９は、閉鎖位置検出手段７が検
出片６を検出する前に扉部材２の旋回速度を減速させ
て、閉鎖位置検出手段７が検出片６を検出すると扉部材
２を所定の低速で旋回させるから、検出作動に伴う駆動
機構４の停止操作を行った後の扉部材２の慣性移動を解
消又はほぼ解消することができ、停止位置の精度をより
向上させることが可能になる。又、その駆動速度を制御
するための情報源を、閉鎖位置検出手段７で兼用してあ
るので、減速制御のための専用のセンサ類を設ける必要
が無い点も好ましい。 【００２５】尚、電動モータ９はＰＷＭ（パルス幅変
調）信号のデューティー比制御によって回転速度が増減
され、それによって扉部材２の旋回速度を変速できるも
のである。つまり、一定値の電流のＯＮ−ＯＦＦの時間
間隔を変えることで電動モータ９の回転速度を調節する
公知の手段である。 【００２６】しかして、駅員が閉じスイッチ３２を操作
する等して、電動モータ９を扉部材閉じ方向に駆動させ
ると、開放位置から所定角度範囲βの間では、扉部材２
を素早く旋回させるべく電動モータ９を加速して高速駆
動させる。そして、エンコーダ２７の検出値が所定角度
βの少し手前である予め記憶された位置に到達したこと
の信号によって電動モータ９を減速させ、リミットスイ
ッチ２５が検出作動した時点では、電動モータ９を低速
駆動して扉部材２の旋回速度を遅くするとともに、タイ
マ手段３０が作動する。すると、低速状態で電動モータ
９が所定時間だけ駆動されて停止し、それによって丁度
通路Ｗに直交した正規の閉鎖位置で扉部材２が止まるよ
うに制御されるのである。 【００２７】このとき、停止した扉部材２が正規の閉鎖
位置からズレているときには、タイマ設定手段２８を操
作して、リミットスイッチ２５の検出作動からの電動モ
ータ９への通電時間を設定するタイマ手段３０の調節を
行い、正規の閉鎖位置で止まるように手動で調節すれば
良い。又、各開放位置から旋回移動してきたときの閉鎖
位置での実際の扉部材２の停止位置が一致しないときに
は、検出片６とカム軸部１２ｃとの軸周方向での相対位
置を調節することで対処できる。 【００２８】閉鎖位置にある扉部材２をいずれかの開放
位置に移動させるには、駅員が２個の開きスイッチ３３
のいずれか一方を操作する等して、電動モータ９を扉部
材開放方向に駆動させるのであるが、この場合には開放
位置がストッパー等によって機械的に決まっており、電
動モータへの供給電流の急増を検出して通電を断つ一般
的な停止制御が行えるので、直ちに加速して停止するま
で扉部材２を高速で旋回させる単純な制御が現出される
ようになっている。 【００２９】ところで、突風等によって扉部材２が閉鎖
位置から若干動かされた場合には、閉鎖位置保持機構５
の復元機能によって扉部材２は閉鎖位置に戻るようにな
るが、通行人が無理に通る等の外力で大きく開放側に旋
回移動されてしまった場合でも、迅速に扉部材２を閉鎖
位置に戻すための復帰制御手段３４を制御装置２９に備
えてある。すなわち、閉鎖位置にある扉部材２がリミッ
トスイッチ２５が検出片６から外れて非検出作動状態に
なると、電動モータ９を扉部材閉じ方向に駆動する指令
が出されて、扉部材２を閉鎖位置に向けて旋回駆動する
とともに、それによって再びリミットスイッチ２５が検
出片６に接当して検出作動すると、前述したタイマ手段
３０が作動して扉部材２を正規の閉鎖位置で停止させる
ように制御される。 【００３０】但し、扉部材２が所定角度範囲β外にある
ときに、復帰制御手段３４による閉鎖位置方向への駆動
を行うべきか、開放位置方向への駆動を行うべきかは、
エンコーダ２７による扉部材２の旋回移動方向、閉じ及
び開きスイッチ３２，３３が操作されているか否かを制
御装置２９が総合的に判断して指令を出す。すなわち、
閉じ及び開きの両スイッチ３２，３３が操作されていな
い状態で、扉部材２が所定角度範囲βを越えた場合に
は、外力による無理開きと見なして電動モータ９を扉部
材閉じ方向に駆動する復帰制御手段３４が実行されるの
であり、このときには駆動機構４による復元力と、閉鎖
位置保持機構５による復元力の双方が扉部材２に作用す
るようになる。 【００３１】別実施形態として、閉鎖位置保持機構５
を、押し棒１３をカム１２の両側に一対備えて構成して
も良い。 【００３２】 【発明の効果】請求項１に記載の自動ゲート装置は、従
来に比べて精度良く扉部材を正規の閉鎖位置に停止及び
保持することができるので、扉部材が止まるべき所に止
まるようになって、見た目の安心感や信頼感にも優れる
ものが実現できた。 【００３３】また、閉鎖位置にある扉部材が外部からの
力で旋回させられて閉鎖位置検出手段の検出信号の出力
がなくなったときには、駆動機構と閉鎖位置保持機構と
の併用で扉部材を迅速に閉鎖位置に戻すことができる。
これにより、閉鎖位置保持機構の押圧力を小さくでき、
必要な機能を維持しながら構造の小型化やコストダウン
が可能となる利点がある。

【図面の簡単な説明】 【図１】自動ゲート装置の分解斜視図 【図２】自動ゲート装置を示し（イ）は平面図、（ロ）
は側面図 【図３】扉部材の旋回速度制御状態を示す平面作用図 【図４】閉鎖位置保持機構の構造を示す側面図 【図５】閉鎖位置保持機構の構造を示す平面図 【図６】閉鎖位置保持機構の旋回位置と復元力との関係
グラフを示す図 【図７】制御ブロック図 【符号の説明】 １ 旋回軸 ２ 扉部材 ４ 駆動機構 ５ 閉鎖位置保持機構 ６ 検出片 ７ 閉鎖位置検出手段 ２５ リミットスイッチ ２９ 制御装置 ３０ タイマ手段 Ｗ 通路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E05F 15/12 G07B 15/00 H02P 3/06

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 一端に上下方向に延びる旋回軸を有し、
   通路に交差する閉鎖位置、及びこの閉鎖位置から通路に
   沿って両方向に旋回して２つの開放位置をとる扉部材
   と、 前記旋回軸に連結されて前記扉部材を旋回させる駆動機
   構と、 前記扉部材が前記閉鎖位置となるよう前記旋回軸に押圧
   力を作用させる閉鎖位置保持機構と、 前記旋回軸に取付けられて前記扉部材と共に旋回する検
   出片と、 前記扉部材が前記閉鎖位置をほぼ中央にした所定の旋回
   範囲内に位置する間、前記検出片の検出信号を出力する
   閉鎖位置検出手段と、 前記閉鎖位置検出手段の検出信号を入力し、前記駆動機
   構を制御する制御装置とを備えた自動ゲート装置であっ
   て、前記閉鎖位置保持機構は、前記扉部材が所定の旋回範囲
   で旋回する間、前記旋回軸に作用させる押圧力を次第に
   強くし、前記扉部材が所定の旋回範囲を超えるとその押
   圧力を一定に維持するように構成されており、 前記制御装置は、 前記扉部材を前記各開放位置から前記閉鎖位置へ旋回さ
   せる過程で、前記閉鎖位置検出手段の前記検出信号が出
   力されてから所定時間後に前記扉部材を前記閉鎖位置に
   停止させるように前記駆動機構を制御し、 前記閉鎖位置にある前記扉部材が外部からの力で所定の
   旋回範囲以上に旋回させられて前記閉鎖位置検出手段の
   検出信号の出力がなくなったとき、前記扉部材を前記閉
   鎖位置に向けて旋回させるように前記駆動機構を制御す
   る、 自動ゲート装置。