JP3719105B2 - 引戸開閉装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、引戸本体を電動開閉させる引戸開閉装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、引戸本体を電動開閉させるようにした引戸開閉装置が知られている。この種の引戸開閉装置には、商店やオフィスの入口などに設置される自動ドアとして用いられているものが多い。したがって、この種の引戸開閉装置では、引戸本体により開閉すべき開口部の近傍に設定した検知領域内における人の存否を検出する人感センサを設け、人感センサにより人の存在が検出されると、引戸本体を開放する構成が採用されている。
【０００３】
この種の人感センサとしては、検知領域に超音波や赤外線を発射し反射波を検出することによって検知領域内での人の存否を検出する超音波式ないし光源式の人感センサが一般に用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した能動型の人感センサは、一般に複雑な構成を有しているから高価であり、また比較的大型であるから人感センサのみを独立して設置することになり設置施工や配線施工が面倒であるという問題を有している。さらに、室内では超音波や赤外線が多重反射する可能性があり、人が存在しないときに引戸本体が開閉されたり、引戸本体が開放されたままで閉じなかったりする誤動作が生じる可能性も高くなる。
【０００５】
そこで、人感センサを用いずにスイッチなどで引戸本体を開放させ、引戸本体が開放された時点でタイマを起動し一定時間後に引戸本体を閉じるように制御することが考えられている。このような構成を採用すれば、別途に人感センサを設ける必要がないから、安価に提供することが可能であるが、人が通過しているか否かには無関係に引戸本体が閉じることになるから、安全性が低いという問題がある。また、タイマの時限時間は設置場所に応じて調節する必要があるから、時限時間の調節は難しく手間のかかる作業になる。
【０００６】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、受動型の熱線センサを用いることにより施工を簡単に行うことができ、しかも人の通過中に引戸本体が閉じることのない安全性の高い引戸開閉装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、建物の開口部の上縁に沿って配設される鴨居と、鴨居の長手方向に走行自在となるように配置された引戸本体と、鴨居内に収納されるとともに複数個のコイルが鴨居の長手方向に列設された固定子ブロックと、固定子ブロックの前記コイルの少なくとも一部に対向するように引戸本体に配設され鴨居の長手方向に沿って交互に異極性の磁極が並ぶ永久磁石からなる可動子ブロックと、鴨居内に収納され引戸本体の位置および走行させる方向に応じて固定子ブロックの各コイルの励磁極性と励磁タイミングとを制御するコントローラとを備え、コントローラは、引戸本体の表裏の少なくとも一方側において人体から放射される熱線を検出することにより人の存否を検出する焦電型赤外線センサを用いた人感センサを備え、人感センサにより人が検出されている間は引戸本体を開放した状態に保つとともに、人感センサにより人が検出されなくなった時点を起点として引戸本体を閉じるタイミングを設定し、かつ人感センサの出力を引戸本体の全開時にのみ有効にするとともに引戸本体が閉方向に移動を開始すると無効にし、引戸本体が閉方向に移動を開始した後に引戸本体への負荷が増加すると引戸本体を開方向に移動させるものである。
【０００８】
この構成によれば、人感センサとして赤外線を受光する受動型のものを用いているから、能動型のものに比較すると小型であり、コントローラに組み込むことが可能になる。その結果、人感センサを別途に設置する必要がなく施工が容易になるとともに、安価に提供することが可能になる。しかも、人が検出されている間には引戸本体を閉じないようにすることができるから、引戸本体を閉じるタイミングをタイマのみで制御する場合に比較すると引戸本体が不用意に閉じる可能性が少なくなり安全性が高くなる。また、人が検出されなくなった後に引戸本体を閉じるから、より一層安全性が高くなる。
【０００９】
さらに、人感センサにより人が検出されなくなって引戸本体が閉方向に移動を開始した後には人感センサの出力が無効になるから、人感センサの出力でチャタリングを生じることがなく、安定した動作が期待できる。加えて、コントローラは、引戸本体が閉方向に移動を開始した後に引戸本体への負荷が増加すると引戸本体を開方向に移動させるから、引戸本体が全開した状態から閉方向に移動を開始すると人感センサの出力とは無関係に引戸本体を移動させるにもかかわらず、人が引戸本体に挟まることによる危険を回避することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図２に示すように、建物に設けられる開口部（たとえば、建物の出入口）の周縁に戸枠１が配設され、戸枠１内に引戸本体１０が戸枠１内で走行自在となるように配設される。図示例では片引きの引戸を示しており、戸枠１を構成する鴨居３１および敷居３２は、長手方向の一端側が他端側の略半分の幅になるように鴨居３１および敷居３２の上記一端側には切欠部３１ａ，３２ａがそれぞれ形成されている。したがって、戸枠１は鴨居３１および敷居３２と３本の縦枠３３ａ〜３３ｃとにより構成される。３本の縦枠３３ａ〜３３ｃのうちの１本の縦枠３３ａは鴨居３１および敷居３２の狭幅である上記一端に結合され、他の１本の縦枠３３ｂは鴨居３１および敷居３２の広幅である上記他端に結合される。残りの１本の縦枠３３ｃは切欠部３１ａ，３２ａにおいて縦枠３３ｂの一部に対向するように配置される。
【００１１】
戸枠１は組み立てられた後に開口部内に配置され、釘等の固定具を用いて開口部に固定される。図２においては鴨居３１をまぐさに固定するための釘状の固定具３４を例示しているが、他の部材についても同様にして開口部に固定される。敷居３２には長手方向の略全長に亙ってレール溝３５が形成され、引戸本体１０の下面に設けた戸車１１がレール溝３５に案内される。一方、鴨居３１の下面側には下方に開放された断面コ字状の走行レール３６が鴨居３１の全長に亙って取り付けられており、引戸本体１０の上部が走行レール３６に嵌入される。つまり、引戸本体１０は走行レール３６とレール溝３５とにより支持された状態で走行することになる。
【００１２】
ところで、本実施形態において引戸本体１０を走行させる動力源は、図３に示すように、鴨居３１に設けた固定子ブロック２と引戸本体１０に設けた可動子ブロック３とにより構成されたリニアモータからなる。鴨居３１には図４に示すように、凹溝３７が形成され、この凹溝３７に固定子ブロック２が走行レール３６とともに収納される。
【００１３】
固定子ブロック２は、図１０および図１１に示すように、鴨居３１の長手方向に等間隔で列設された複数個のコイル４を備える。ただし、鴨居３１の長手方向の１箇所についてはコイル４に代えてセンサブロック５を配置してある。センサブロック５は３個のホールＩＣ６を鴨居３１の長手方向に等間隔で配列したものであり、中央のホールＩＣ６は隣接する２個のコイル４の中央に位置し、残りのホールＩＣ６は、中央のホールＩＣ６に対してコイル４の配列ピッチの３分の１の距離だけ離れて配置される。ホールＩＣ６は基板４１に実装されており、固定子ブロック２を構成する鉄心ブロック４２にスペーサ４３を介して基板４１が取り付けられる。
【００１４】
鉄心ブロック４２は板状のヨーク部４２ａに複数の鉄心４２ｂを植設したものであって、各鉄心４２ｂにコイル４が巻装される。したがって、コイル４に通電すればヨーク部４２ａを介して磁路が形成されることになる。また、固定子ブロック２において鉄心４２ｂの側方には各コイル４および基板４１に電気的に接続された接続基板４４が配置される。本実施形態ではコイル４が３相で励磁されるように構成されており、接続基板４４は各相のコイル４を互いに接続する。接続基板４４の端部には信号用のコネクタ４５ａと電源用のコネクタ４５ｂとが設けられ、コネクタ４５ａ，４５ｂは後述するコントローラ７に接続される。また、接続基板４４には絶縁板４６が重ねられる。
【００１５】
ところで、図６に示すように、固定子ブロック２のヨーク部４２ａと走行レール３６との間にはスペーサ４７が介装され、スペーサ４７を通る取付ねじ４８によって固定子ブロック２が走行レール３６とともに鴨居３１に固定される。このように、鴨居３１に固定子ブロック２を収納することによって、従来の手動式の引戸に用いる鴨居３１と同程度の寸法で固定子ブロック２を備えた鴨居３１を構成することが可能になる。
【００１６】
一方、固定子ブロック２とともにリニアモータを構成する可動子ブロック３は、図２および図３に示すように、固定子ブロック２における各コイル４に対向するように配置され、かつコイル４との対向面に鴨居３１の長手方向において交互に異極性の磁極が並ぶ永久磁石５１を備える。永久磁石５１は上下方向に着磁されており、永久磁石５１の下面にはヨーク板５２が固着される。ヨーク板５２は鴨居３１の長手方向における寸法が永久磁石５１よりも長く、ヨーク板５２の両端部はねじのような固定具５３によって引戸本体１０の上面に固着される。永久磁石５１は上下方向に着磁された複数個の永久磁石を鴨居３１の長手方向（ヨーク板５２の長手方向）に配列するか、磁性体に多極着磁することによって形成されている。永久磁石５１におけるコイル４との対向面に形成された磁極のピッチは、コイル４のピッチの３分の２に設定されている。したがって、コイル４への通電状態をホールＩＣ６で検出される永久磁石５１の極性に応じて順次変化させることで、固定子ブロック２と可動子ブロック３との間の磁力を、可動子ブロック３が固定子ブロック２に対して直進移動するように作用させることができ、結果的に鴨居３１に対して引戸本体１０を走行させることが可能になる。
【００１７】
上述したように、リニアモータを構成する要素としての固定子ブロック２と可動子ブロック３とを、それぞれ鴨居３１と引戸本体１０とに分離して設けていることによって、従来から用いられている引戸本体１０に可動子ブロック３を取り付けるとともに、固定子ブロック２を収納した鴨居３１を用いることで、動力源により駆動される引戸を構成することができ、鴨居３１は手動式の引戸と同寸法に形成することが可能であるから、鴨居３１の交換によって手動式の引戸を電動式の引戸に交換することが可能になる。
【００１８】
ところで、可動子ブロック２は上述したように複数個のコイル４を備え、またホールＩＣ６を実装した基板４１を備えている。可動子ブロック３を固定子ブロック２に対して走行させるには、ホールＩＣ６の出力に基づいてコイル４への通電タイミングを制御する必要がある。そこで、コイル４への通電タイミングを制御するためにコントローラ７が設けられる。コントローラ７は図１２および図１３に示すように筐体６１に収納されており、図５および図６に示すように、鴨居３１の広幅部分における幅方向の一方側で凹溝３７を形成していない部位に収納される。つまり、コントローラ７は建物の開口部における幅方向の中央付近に配置される。また、コントローラ７の筐体６１の下面は鴨居３１の他の部位の下面と揃えられている。筐体６１をこのような位置に配置していることによって、コントローラ７の操作やメンテナンスに際して、コントローラ７は作業しやすい位置に設けられていることになる。
【００１９】
コントローラ７は、図１に示す構成を有し、商用電源（ＡＣ１００Ｖ）７１から電源スイッチ７２を介して整流平滑部７３で整流平滑した直流電源を、パワー出力部７４を通して固定子ブロック２のコイル４に与えるように構成されている。パワー出力部７４ではコイル４への通電のタイミングを出力制御部７０からの指示に従って制御する。出力制御部７０には上述したホールＩＣ６のほか、人体から放射される熱線を用いて人の存否を検出する人感センサ７５の出力や、赤外線を伝送媒体とするワイヤレス信号を受信する受信部７６ａ，７６ｂの出力が入力される。また、出力制御部７０はマイコンを主構成要素として備え、整流平滑部７３の出力電圧を制御電源部７７で安定化させた電源が供給される。
【００２０】
上述した人感センサ７５は焦電型赤外線センサを用いた受動型の人感センサであって、人から放射される熱線を受光し、熱線量に所定量以上の変化が生じたときに出力を変化させる。この種の人感センサ７５は受動型であって対象物に赤外線を照射する機能が不要であるから構成が簡単であり、しかも冷却などの必要がなく安価かつ省スペースで取り扱いも容易になっている。この種の人感センサ７５の検知領域は光学的に視野を制御することによって容易に設定することができ、検知領域を開口部の周囲にバランスよく設定することができる。また、赤外線を通過させる１つの窓６２をコントローラ７の筐体６１の下面に形成すればよいものであり、窓６２の周囲に突出部が形成されることもなく、したがって人感センサ７５を設けたことによって開口部に何らかの突出部が形成されることはなく、開口部を通過する際の邪魔になることがない。窓６２は筐体６１の長手方向の中央に形成されており、しかも、コントローラ７は引戸本体１０が開閉する開口部において引戸本体１０の走行方向の中央付近に位置するから、結果的に検知領域をバランスよく形成することができる。
【００２１】
一方、受信部７６ａ，７６ｂは２個設けられているが、一方の受信部７６ａのみが筐体６１に収納され、他方の受信部７６ｂは別に設けたケース６３に収納される。筐体６１の下面には窓６２に隣接して受光窓６４が形成され、ワイヤレス信号は受光窓６４を通して受信部７６ａに入射する。この受光窓６４は人感センサ７５に対する窓６２と同様に、突出部が形成されることはなく、したがって開口部を通過する際の邪魔になることがない。
【００２２】
ところで、出力制御部７０は、引戸本体１０を手動ないしワイヤレス信号によって全開されコイル４の励磁を停止している状態では人感センサ７５により人の存在を検出している。出力制御部７０では、人感センサ７５により人の存在が検出されなくなると、この時点を起点として一定時間後に引戸本体１０を移動させる。つまり、引戸本体１０の全開位置において人感センサ７５により人の存在が検出されなくなるとタイマをリセットして起動し、その後にタイマによる時限時間が終了すると引戸本体１０を閉じるようにしてある。その結果、人の存否にかかわらずタイマの時限動作のみによって引戸本体１０を閉じる場合に比較すると安全性が高くなる。また、人感センサ７５として焦電型赤外線センサを用いているから、超音波式の人感センサなどに比較すると検知領域の調整作業が不要になり設置施工が容易になる。
【００２３】
上述のように、人感センサ７５により人が検出されなくなってから一定時間が経過すると引戸本体１０は全開状態から閉じようとする。このように引戸本体１０が閉方向への移動が開始されると出力制御部７０では人感センサ７５の出力を無効にし、人感センサ７５の出力とは無関係に引戸本体１０を走行させる。つまり、引戸本体１０が閉方向への走行を開始すると、人感センサ７５の出力のチャタリングによってタイマが再びリセットされることがないようにしてある。ただし、閉方向への移動時における走行速度は比較的低速となるように２００ｍｍ／ｓｅｃ以下に制御してあり、さらに、引戸本体１０に作用する負荷が増加したときには引戸本体１０の移動方向を反転させて開方向に移動させるように制御する。ここに、引戸本体１０への負荷の増加は、コイル４の励磁タイミングとホールＩＣ６から出力される磁極の変化のタイミングとのずれによって知ることができる。このように、引戸本体１０が全開されている状態から閉方向への移動が開始された後に負荷が増加すれば引戸本体１０の移動方向を反転させて開方向に移動させるから、引戸本体１０に挟まれることによる危険を回避することができる。
【００２４】
出力制御部７０では受信部７６ａにより受信したワイヤレス信号の内容に応じて引戸本体１０の走行を制御する。つまり、ワイヤレス信号により引戸本体１０の開閉が指示可能になっている。筐体６１に収納されていない受信部７６ｂは受信部７６ａと等価に機能するものであって、受信部７６ｂで受信したワイヤレス信号によっても出力制御部７０は引戸本体１０の開閉を制御する。なお、コントローラ７の筐体６１の下面には窓６２および受光窓６４の近傍に発光ダイオードからなる表示灯６６ａ，６６ｂが配置される。表示灯６６ａは電源供給時に点灯して電源が正常に供給されているか否かを示し、表示灯６６ｂは人感センサ７５により人が検出されたとき、あるいはリモコン装置からのワイヤレス信号を受信したときに点灯するようになっている。表示灯６６ａ，６６ｂは鴨居３１の下面に露出しており、視認性のよい場所に設置されている。
【００２５】
ここで、受信部７６ｂを収納するケース６３は図１４に示すようにワイヤレス信号が通過する受光窓６５を長手方向の中央部に有しており、このケース６３は図５に示すように鴨居３１の長手方向の中央付近に配置される。ただし、ケース６３を取り付ける位置は、引戸本体１０が走行する走行レール３６を挟んで筐体６１とは反対側に配置される。要するに引戸本体１０の表裏両側に各受信部７６ａ，７６ｂが配置されることになる。このように、引戸本体１０に対して表裏両側に受信部７６ａ，７６ｂを設けていることによって、引戸本体１０の表裏のどちらからでもワイヤレス信号による引戸本体１０の開閉の指示が可能になり、ワイヤレス信号を送信するリモコン装置を使用可能な領域が広くなるのである。
【００２６】
ところで、コントローラ７の筐体６１の長手方向の両端部にはそれぞれ蓋６１ａ，６１ｂが着脱可能に取着される。一方の蓋６１ａは固定子ユニット２に接続する接続部を覆うものであって、この部位には信号用のコネクタ７８や電源用のコネクタ７９が収納される。図８のようにコネクタ７８には接続線８１が接続され、接続線８１は図７のようにコネクタ４５ａに接続される。また、コネクタ７９には図８のように接続線８２が接続され、接続線８２は図７のようにコネクタ４５ｂに接続される。これらの接続線８１，８２は鴨居３１の内部で配線され、鴨居３１の外部で配線する必要はない。つまり、施工時において電源供給用の電線以外の配線が不要であり、配線施工が容易である。
【００２７】
他方の蓋６１ｂに対応する部位には電源スイッチ７２および電源端子７７が設けられ、電源端子７７は蓋６１ｂによって隠蔽されるが、電源スイッチ７２の操作部は蓋６１ｂを通して下面側に露出するようになっている。電源端子７７は速結端子構造を有しており、蓋６１ｂを外すと電線挿入口７７ａおよび解除釦（図示せず）を操作する操作孔７７ｂが露出する。ここで、速結端子構造とは、板ばねからなる鎖錠ばね（図示せず）によって電線の接続と抜止とを行うものであり、電線挿入口７７ａから電線を挿入するだけで鎖錠ばねにより電線の接続と抜止とが行われる。また、操作孔７７ｂにマイナスドライバの先端部のような工具を挿入して解除釦を押せば、解除釦が鎖錠ばねを撓ませて鎖錠ばねによる電線の保持を解除することができるように構成されている。
【００２８】
しかして、施工時には電源供給用の電線を電線挿入口７７ａに挿入し、蓋６１ｂを取り付ければ電線は露出せず、電源スイッチ７２の操作部のみが鴨居３１の下面に露出することになる。このように電源スイッチ７２が鴨居３１の下面側に露出するから電源スイッチ７２の操作が容易になっている。電線は鴨居３１の端部付近から鴨居３１の外部に引き出され壁内に配線される。すなわち、人感センサ７５および受信部７６ａを収納したコンローラ７の筐体６１と、受信部７６ｂを収納したケース６３とが鴨居３１に収納されているから、人感センサ７５や受信部７６ａ，７６ｂの配線、コントローラ７と固定子ブロック２との間の配線などは鴨居３１の内部で行われ、これらは工場で組み立てられるから、施工時に面倒な配線作業を行う必要がないのである。その結果、現場施工時には電源供給用の電線のみを配線すればよいのであって、現場での配線作業が容易になる。また、上述したように、本実施形態で用いる鴨居３１は、手動式の引戸の鴨居とほぼ同寸法であるから、手動式の引戸に対して鴨居３１のみを交換し、引戸本体１０の上面に可動子ブロック３を取り付けるだけで電動式の引戸を構成することができ、既製の手動式の引戸を低コストで電動式の引戸に交換することができる。
【００２９】
上述の実施形態では片引きの引戸を例示したが、引き違い戸でも同様の構成を採用することが可能である。
【００３０】
【発明の効果】
請求項１の発明は、建物の開口部の上縁に沿って配設される鴨居と、鴨居の長手方向に走行自在となるように配置された引戸本体と、鴨居内に収納されるとともに複数個のコイルが鴨居の長手方向に列設された固定子ブロックと、固定子ブロックの前記コイルの少なくとも一部に対向するように引戸本体に配設され鴨居の長手方向に沿って交互に異極性の磁極が並ぶ永久磁石からなる可動子ブロックと、鴨居内に収納され引戸本体の位置および走行させる方向に応じて固定子ブロックの各コイルの励磁極性と励磁タイミングとを制御するコントローラとを備え、コントローラは、引戸本体の表裏の少なくとも一方側において人体から放射される熱線を検出することにより人の存否を検出する焦電型赤外線センサを用いた人感センサを備え、人感センサにより人が検出されている間は引戸本体を開放した状態に保つとともに、人感センサにより人が検出されなくなった時点を起点として引戸本体を閉じるタイミングを設定し、かつ人感センサの出力を引戸本体の全開時にのみ有効にするとともに引戸本体が閉方向に移動を開始すると無効にし、引戸本体が閉方向に移動を開始した後に引戸本体への負荷が増加すると引戸本体を開方向に移動させるものであり、人感センサとして赤外線を受光する受動型のものを用いているから、能動型のものに比較すると小型であり、コントローラに組み込むことが可能になる。その結果、人感センサを別途に設置する必要がなく施工が容易になるとともに、安価に提供することが可能になるという利点があり、しかも、人が検出されている間には引戸本体を閉じないようにすることができるから、引戸本体を閉じるタイミングをタイマのみで制御する場合に比較すると引戸本体が不用意に閉じる可能性が少なくなり安全性が高くなるという利点がある。
【００３１】
また、人が検出されなくなった後に引戸本体を閉じるから、より一層安全性が高くなるという利点がある。
【００３２】
さらに、人感センサにより人が検出されなくなって引戸本体が閉方向に移動を開始した後には人感センサの出力が無効になるから、人感センサの出力でチャタリングを生じることがなく、安定した動作が期待できる。加えて、コントローラは、引戸本体が閉方向に移動を開始した後に引戸本体への負荷が増加すると引戸本体を開方向に移動させるから、引戸本体が全開した状態から閉方向に移動を開始すると人感センサの出力とは無関係に引戸本体を移動させるにもかかわらず、人が引戸本体に挟まることによる危険を回避することができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態に用いるコントローラを示すブロック図である。
【図２】 同上の全体構成を模式的に示した概略構成図である。
【図３】同上の要部の概略構成図である。
【図４】同上の要部の概略構成図である。
【図５】同上に用いる鴨居を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は下面図、（ｄ）は背面図である。
【図６】同上に用いる鴨居の側面図である。
【図７】図５のＡ部拡大図である。
【図８】図５のＢ部拡大図である。
【図９】図５のＣ部拡大図である。
【図１０】同上に用いる固定子ブロックを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は下面図、（ｃ）は背面図、（ｄ）は平面図である。
【図１１】同上に用いる固定子ブロックに接続基板を取り付けた状態の背面図である。
【図１２】同上に用いるコントローラを示し、（ａ）は下面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は平面図、（ｄ）は背面図である。
【図１３】同上に用いるコントローラを示す分解下面図である。
【図１４】同上に用いるケースを示し、（ａ）は下面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は平面図、（ｄ）は側面図である。
【符号の説明】
２ 固定子ブロック
３ 可動子ブロック
４ コイル
７ コントローラ
１０ 引戸本体
３１ 鴨居
５１ 永久磁石
７５ 人感センサ
【発明の属する技術分野】
本発明は、引戸本体を電動開閉させる引戸開閉装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、引戸本体を電動開閉させるようにした引戸開閉装置が知られている。この種の引戸開閉装置には、商店やオフィスの入口などに設置される自動ドアとして用いられているものが多い。したがって、この種の引戸開閉装置では、引戸本体により開閉すべき開口部の近傍に設定した検知領域内における人の存否を検出する人感センサを設け、人感センサにより人の存在が検出されると、引戸本体を開放する構成が採用されている。
【０００３】
この種の人感センサとしては、検知領域に超音波や赤外線を発射し反射波を検出することによって検知領域内での人の存否を検出する超音波式ないし光源式の人感センサが一般に用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した能動型の人感センサは、一般に複雑な構成を有しているから高価であり、また比較的大型であるから人感センサのみを独立して設置することになり設置施工や配線施工が面倒であるという問題を有している。さらに、室内では超音波や赤外線が多重反射する可能性があり、人が存在しないときに引戸本体が開閉されたり、引戸本体が開放されたままで閉じなかったりする誤動作が生じる可能性も高くなる。
【０００５】
そこで、人感センサを用いずにスイッチなどで引戸本体を開放させ、引戸本体が開放された時点でタイマを起動し一定時間後に引戸本体を閉じるように制御することが考えられている。このような構成を採用すれば、別途に人感センサを設ける必要がないから、安価に提供することが可能であるが、人が通過しているか否かには無関係に引戸本体が閉じることになるから、安全性が低いという問題がある。また、タイマの時限時間は設置場所に応じて調節する必要があるから、時限時間の調節は難しく手間のかかる作業になる。
【０００６】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、受動型の熱線センサを用いることにより施工を簡単に行うことができ、しかも人の通過中に引戸本体が閉じることのない安全性の高い引戸開閉装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、建物の開口部の上縁に沿って配設される鴨居と、鴨居の長手方向に走行自在となるように配置された引戸本体と、鴨居内に収納されるとともに複数個のコイルが鴨居の長手方向に列設された固定子ブロックと、固定子ブロックの前記コイルの少なくとも一部に対向するように引戸本体に配設され鴨居の長手方向に沿って交互に異極性の磁極が並ぶ永久磁石からなる可動子ブロックと、鴨居内に収納され引戸本体の位置および走行させる方向に応じて固定子ブロックの各コイルの励磁極性と励磁タイミングとを制御するコントローラとを備え、コントローラは、引戸本体の表裏の少なくとも一方側において人体から放射される熱線を検出することにより人の存否を検出する焦電型赤外線センサを用いた人感センサを備え、人感センサにより人が検出されている間は引戸本体を開放した状態に保つとともに、人感センサにより人が検出されなくなった時点を起点として引戸本体を閉じるタイミングを設定し、かつ人感センサの出力を引戸本体の全開時にのみ有効にするとともに引戸本体が閉方向に移動を開始すると無効にし、引戸本体が閉方向に移動を開始した後に引戸本体への負荷が増加すると引戸本体を開方向に移動させるものである。
【０００８】
この構成によれば、人感センサとして赤外線を受光する受動型のものを用いているから、能動型のものに比較すると小型であり、コントローラに組み込むことが可能になる。その結果、人感センサを別途に設置する必要がなく施工が容易になるとともに、安価に提供することが可能になる。しかも、人が検出されている間には引戸本体を閉じないようにすることができるから、引戸本体を閉じるタイミングをタイマのみで制御する場合に比較すると引戸本体が不用意に閉じる可能性が少なくなり安全性が高くなる。また、人が検出されなくなった後に引戸本体を閉じるから、より一層安全性が高くなる。
【０００９】
さらに、人感センサにより人が検出されなくなって引戸本体が閉方向に移動を開始した後には人感センサの出力が無効になるから、人感センサの出力でチャタリングを生じることがなく、安定した動作が期待できる。加えて、コントローラは、引戸本体が閉方向に移動を開始した後に引戸本体への負荷が増加すると引戸本体を開方向に移動させるから、引戸本体が全開した状態から閉方向に移動を開始すると人感センサの出力とは無関係に引戸本体を移動させるにもかかわらず、人が引戸本体に挟まることによる危険を回避することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図２に示すように、建物に設けられる開口部（たとえば、建物の出入口）の周縁に戸枠１が配設され、戸枠１内に引戸本体１０が戸枠１内で走行自在となるように配設される。図示例では片引きの引戸を示しており、戸枠１を構成する鴨居３１および敷居３２は、長手方向の一端側が他端側の略半分の幅になるように鴨居３１および敷居３２の上記一端側には切欠部３１ａ，３２ａがそれぞれ形成されている。したがって、戸枠１は鴨居３１および敷居３２と３本の縦枠３３ａ〜３３ｃとにより構成される。３本の縦枠３３ａ〜３３ｃのうちの１本の縦枠３３ａは鴨居３１および敷居３２の狭幅である上記一端に結合され、他の１本の縦枠３３ｂは鴨居３１および敷居３２の広幅である上記他端に結合される。残りの１本の縦枠３３ｃは切欠部３１ａ，３２ａにおいて縦枠３３ｂの一部に対向するように配置される。
【００１１】
戸枠１は組み立てられた後に開口部内に配置され、釘等の固定具を用いて開口部に固定される。図２においては鴨居３１をまぐさに固定するための釘状の固定具３４を例示しているが、他の部材についても同様にして開口部に固定される。敷居３２には長手方向の略全長に亙ってレール溝３５が形成され、引戸本体１０の下面に設けた戸車１１がレール溝３５に案内される。一方、鴨居３１の下面側には下方に開放された断面コ字状の走行レール３６が鴨居３１の全長に亙って取り付けられており、引戸本体１０の上部が走行レール３６に嵌入される。つまり、引戸本体１０は走行レール３６とレール溝３５とにより支持された状態で走行することになる。
【００１２】
ところで、本実施形態において引戸本体１０を走行させる動力源は、図３に示すように、鴨居３１に設けた固定子ブロック２と引戸本体１０に設けた可動子ブロック３とにより構成されたリニアモータからなる。鴨居３１には図４に示すように、凹溝３７が形成され、この凹溝３７に固定子ブロック２が走行レール３６とともに収納される。
【００１３】
固定子ブロック２は、図１０および図１１に示すように、鴨居３１の長手方向に等間隔で列設された複数個のコイル４を備える。ただし、鴨居３１の長手方向の１箇所についてはコイル４に代えてセンサブロック５を配置してある。センサブロック５は３個のホールＩＣ６を鴨居３１の長手方向に等間隔で配列したものであり、中央のホールＩＣ６は隣接する２個のコイル４の中央に位置し、残りのホールＩＣ６は、中央のホールＩＣ６に対してコイル４の配列ピッチの３分の１の距離だけ離れて配置される。ホールＩＣ６は基板４１に実装されており、固定子ブロック２を構成する鉄心ブロック４２にスペーサ４３を介して基板４１が取り付けられる。
【００１４】
鉄心ブロック４２は板状のヨーク部４２ａに複数の鉄心４２ｂを植設したものであって、各鉄心４２ｂにコイル４が巻装される。したがって、コイル４に通電すればヨーク部４２ａを介して磁路が形成されることになる。また、固定子ブロック２において鉄心４２ｂの側方には各コイル４および基板４１に電気的に接続された接続基板４４が配置される。本実施形態ではコイル４が３相で励磁されるように構成されており、接続基板４４は各相のコイル４を互いに接続する。接続基板４４の端部には信号用のコネクタ４５ａと電源用のコネクタ４５ｂとが設けられ、コネクタ４５ａ，４５ｂは後述するコントローラ７に接続される。また、接続基板４４には絶縁板４６が重ねられる。
【００１５】
ところで、図６に示すように、固定子ブロック２のヨーク部４２ａと走行レール３６との間にはスペーサ４７が介装され、スペーサ４７を通る取付ねじ４８によって固定子ブロック２が走行レール３６とともに鴨居３１に固定される。このように、鴨居３１に固定子ブロック２を収納することによって、従来の手動式の引戸に用いる鴨居３１と同程度の寸法で固定子ブロック２を備えた鴨居３１を構成することが可能になる。
【００１６】
一方、固定子ブロック２とともにリニアモータを構成する可動子ブロック３は、図２および図３に示すように、固定子ブロック２における各コイル４に対向するように配置され、かつコイル４との対向面に鴨居３１の長手方向において交互に異極性の磁極が並ぶ永久磁石５１を備える。永久磁石５１は上下方向に着磁されており、永久磁石５１の下面にはヨーク板５２が固着される。ヨーク板５２は鴨居３１の長手方向における寸法が永久磁石５１よりも長く、ヨーク板５２の両端部はねじのような固定具５３によって引戸本体１０の上面に固着される。永久磁石５１は上下方向に着磁された複数個の永久磁石を鴨居３１の長手方向（ヨーク板５２の長手方向）に配列するか、磁性体に多極着磁することによって形成されている。永久磁石５１におけるコイル４との対向面に形成された磁極のピッチは、コイル４のピッチの３分の２に設定されている。したがって、コイル４への通電状態をホールＩＣ６で検出される永久磁石５１の極性に応じて順次変化させることで、固定子ブロック２と可動子ブロック３との間の磁力を、可動子ブロック３が固定子ブロック２に対して直進移動するように作用させることができ、結果的に鴨居３１に対して引戸本体１０を走行させることが可能になる。
【００１７】
上述したように、リニアモータを構成する要素としての固定子ブロック２と可動子ブロック３とを、それぞれ鴨居３１と引戸本体１０とに分離して設けていることによって、従来から用いられている引戸本体１０に可動子ブロック３を取り付けるとともに、固定子ブロック２を収納した鴨居３１を用いることで、動力源により駆動される引戸を構成することができ、鴨居３１は手動式の引戸と同寸法に形成することが可能であるから、鴨居３１の交換によって手動式の引戸を電動式の引戸に交換することが可能になる。
【００１８】
ところで、可動子ブロック２は上述したように複数個のコイル４を備え、またホールＩＣ６を実装した基板４１を備えている。可動子ブロック３を固定子ブロック２に対して走行させるには、ホールＩＣ６の出力に基づいてコイル４への通電タイミングを制御する必要がある。そこで、コイル４への通電タイミングを制御するためにコントローラ７が設けられる。コントローラ７は図１２および図１３に示すように筐体６１に収納されており、図５および図６に示すように、鴨居３１の広幅部分における幅方向の一方側で凹溝３７を形成していない部位に収納される。つまり、コントローラ７は建物の開口部における幅方向の中央付近に配置される。また、コントローラ７の筐体６１の下面は鴨居３１の他の部位の下面と揃えられている。筐体６１をこのような位置に配置していることによって、コントローラ７の操作やメンテナンスに際して、コントローラ７は作業しやすい位置に設けられていることになる。
【００１９】
コントローラ７は、図１に示す構成を有し、商用電源（ＡＣ１００Ｖ）７１から電源スイッチ７２を介して整流平滑部７３で整流平滑した直流電源を、パワー出力部７４を通して固定子ブロック２のコイル４に与えるように構成されている。パワー出力部７４ではコイル４への通電のタイミングを出力制御部７０からの指示に従って制御する。出力制御部７０には上述したホールＩＣ６のほか、人体から放射される熱線を用いて人の存否を検出する人感センサ７５の出力や、赤外線を伝送媒体とするワイヤレス信号を受信する受信部７６ａ，７６ｂの出力が入力される。また、出力制御部７０はマイコンを主構成要素として備え、整流平滑部７３の出力電圧を制御電源部７７で安定化させた電源が供給される。
【００２０】
上述した人感センサ７５は焦電型赤外線センサを用いた受動型の人感センサであって、人から放射される熱線を受光し、熱線量に所定量以上の変化が生じたときに出力を変化させる。この種の人感センサ７５は受動型であって対象物に赤外線を照射する機能が不要であるから構成が簡単であり、しかも冷却などの必要がなく安価かつ省スペースで取り扱いも容易になっている。この種の人感センサ７５の検知領域は光学的に視野を制御することによって容易に設定することができ、検知領域を開口部の周囲にバランスよく設定することができる。また、赤外線を通過させる１つの窓６２をコントローラ７の筐体６１の下面に形成すればよいものであり、窓６２の周囲に突出部が形成されることもなく、したがって人感センサ７５を設けたことによって開口部に何らかの突出部が形成されることはなく、開口部を通過する際の邪魔になることがない。窓６２は筐体６１の長手方向の中央に形成されており、しかも、コントローラ７は引戸本体１０が開閉する開口部において引戸本体１０の走行方向の中央付近に位置するから、結果的に検知領域をバランスよく形成することができる。
【００２１】
一方、受信部７６ａ，７６ｂは２個設けられているが、一方の受信部７６ａのみが筐体６１に収納され、他方の受信部７６ｂは別に設けたケース６３に収納される。筐体６１の下面には窓６２に隣接して受光窓６４が形成され、ワイヤレス信号は受光窓６４を通して受信部７６ａに入射する。この受光窓６４は人感センサ７５に対する窓６２と同様に、突出部が形成されることはなく、したがって開口部を通過する際の邪魔になることがない。
【００２２】
ところで、出力制御部７０は、引戸本体１０を手動ないしワイヤレス信号によって全開されコイル４の励磁を停止している状態では人感センサ７５により人の存在を検出している。出力制御部７０では、人感センサ７５により人の存在が検出されなくなると、この時点を起点として一定時間後に引戸本体１０を移動させる。つまり、引戸本体１０の全開位置において人感センサ７５により人の存在が検出されなくなるとタイマをリセットして起動し、その後にタイマによる時限時間が終了すると引戸本体１０を閉じるようにしてある。その結果、人の存否にかかわらずタイマの時限動作のみによって引戸本体１０を閉じる場合に比較すると安全性が高くなる。また、人感センサ７５として焦電型赤外線センサを用いているから、超音波式の人感センサなどに比較すると検知領域の調整作業が不要になり設置施工が容易になる。
【００２３】
上述のように、人感センサ７５により人が検出されなくなってから一定時間が経過すると引戸本体１０は全開状態から閉じようとする。このように引戸本体１０が閉方向への移動が開始されると出力制御部７０では人感センサ７５の出力を無効にし、人感センサ７５の出力とは無関係に引戸本体１０を走行させる。つまり、引戸本体１０が閉方向への走行を開始すると、人感センサ７５の出力のチャタリングによってタイマが再びリセットされることがないようにしてある。ただし、閉方向への移動時における走行速度は比較的低速となるように２００ｍｍ／ｓｅｃ以下に制御してあり、さらに、引戸本体１０に作用する負荷が増加したときには引戸本体１０の移動方向を反転させて開方向に移動させるように制御する。ここに、引戸本体１０への負荷の増加は、コイル４の励磁タイミングとホールＩＣ６から出力される磁極の変化のタイミングとのずれによって知ることができる。このように、引戸本体１０が全開されている状態から閉方向への移動が開始された後に負荷が増加すれば引戸本体１０の移動方向を反転させて開方向に移動させるから、引戸本体１０に挟まれることによる危険を回避することができる。
【００２４】
出力制御部７０では受信部７６ａにより受信したワイヤレス信号の内容に応じて引戸本体１０の走行を制御する。つまり、ワイヤレス信号により引戸本体１０の開閉が指示可能になっている。筐体６１に収納されていない受信部７６ｂは受信部７６ａと等価に機能するものであって、受信部７６ｂで受信したワイヤレス信号によっても出力制御部７０は引戸本体１０の開閉を制御する。なお、コントローラ７の筐体６１の下面には窓６２および受光窓６４の近傍に発光ダイオードからなる表示灯６６ａ，６６ｂが配置される。表示灯６６ａは電源供給時に点灯して電源が正常に供給されているか否かを示し、表示灯６６ｂは人感センサ７５により人が検出されたとき、あるいはリモコン装置からのワイヤレス信号を受信したときに点灯するようになっている。表示灯６６ａ，６６ｂは鴨居３１の下面に露出しており、視認性のよい場所に設置されている。
【００２５】
ここで、受信部７６ｂを収納するケース６３は図１４に示すようにワイヤレス信号が通過する受光窓６５を長手方向の中央部に有しており、このケース６３は図５に示すように鴨居３１の長手方向の中央付近に配置される。ただし、ケース６３を取り付ける位置は、引戸本体１０が走行する走行レール３６を挟んで筐体６１とは反対側に配置される。要するに引戸本体１０の表裏両側に各受信部７６ａ，７６ｂが配置されることになる。このように、引戸本体１０に対して表裏両側に受信部７６ａ，７６ｂを設けていることによって、引戸本体１０の表裏のどちらからでもワイヤレス信号による引戸本体１０の開閉の指示が可能になり、ワイヤレス信号を送信するリモコン装置を使用可能な領域が広くなるのである。
【００２６】
ところで、コントローラ７の筐体６１の長手方向の両端部にはそれぞれ蓋６１ａ，６１ｂが着脱可能に取着される。一方の蓋６１ａは固定子ユニット２に接続する接続部を覆うものであって、この部位には信号用のコネクタ７８や電源用のコネクタ７９が収納される。図８のようにコネクタ７８には接続線８１が接続され、接続線８１は図７のようにコネクタ４５ａに接続される。また、コネクタ７９には図８のように接続線８２が接続され、接続線８２は図７のようにコネクタ４５ｂに接続される。これらの接続線８１，８２は鴨居３１の内部で配線され、鴨居３１の外部で配線する必要はない。つまり、施工時において電源供給用の電線以外の配線が不要であり、配線施工が容易である。
【００２７】
他方の蓋６１ｂに対応する部位には電源スイッチ７２および電源端子７７が設けられ、電源端子７７は蓋６１ｂによって隠蔽されるが、電源スイッチ７２の操作部は蓋６１ｂを通して下面側に露出するようになっている。電源端子７７は速結端子構造を有しており、蓋６１ｂを外すと電線挿入口７７ａおよび解除釦（図示せず）を操作する操作孔７７ｂが露出する。ここで、速結端子構造とは、板ばねからなる鎖錠ばね（図示せず）によって電線の接続と抜止とを行うものであり、電線挿入口７７ａから電線を挿入するだけで鎖錠ばねにより電線の接続と抜止とが行われる。また、操作孔７７ｂにマイナスドライバの先端部のような工具を挿入して解除釦を押せば、解除釦が鎖錠ばねを撓ませて鎖錠ばねによる電線の保持を解除することができるように構成されている。
【００２８】
しかして、施工時には電源供給用の電線を電線挿入口７７ａに挿入し、蓋６１ｂを取り付ければ電線は露出せず、電源スイッチ７２の操作部のみが鴨居３１の下面に露出することになる。このように電源スイッチ７２が鴨居３１の下面側に露出するから電源スイッチ７２の操作が容易になっている。電線は鴨居３１の端部付近から鴨居３１の外部に引き出され壁内に配線される。すなわち、人感センサ７５および受信部７６ａを収納したコンローラ７の筐体６１と、受信部７６ｂを収納したケース６３とが鴨居３１に収納されているから、人感センサ７５や受信部７６ａ，７６ｂの配線、コントローラ７と固定子ブロック２との間の配線などは鴨居３１の内部で行われ、これらは工場で組み立てられるから、施工時に面倒な配線作業を行う必要がないのである。その結果、現場施工時には電源供給用の電線のみを配線すればよいのであって、現場での配線作業が容易になる。また、上述したように、本実施形態で用いる鴨居３１は、手動式の引戸の鴨居とほぼ同寸法であるから、手動式の引戸に対して鴨居３１のみを交換し、引戸本体１０の上面に可動子ブロック３を取り付けるだけで電動式の引戸を構成することができ、既製の手動式の引戸を低コストで電動式の引戸に交換することができる。
【００２９】
上述の実施形態では片引きの引戸を例示したが、引き違い戸でも同様の構成を採用することが可能である。
【００３０】
【発明の効果】
請求項１の発明は、建物の開口部の上縁に沿って配設される鴨居と、鴨居の長手方向に走行自在となるように配置された引戸本体と、鴨居内に収納されるとともに複数個のコイルが鴨居の長手方向に列設された固定子ブロックと、固定子ブロックの前記コイルの少なくとも一部に対向するように引戸本体に配設され鴨居の長手方向に沿って交互に異極性の磁極が並ぶ永久磁石からなる可動子ブロックと、鴨居内に収納され引戸本体の位置および走行させる方向に応じて固定子ブロックの各コイルの励磁極性と励磁タイミングとを制御するコントローラとを備え、コントローラは、引戸本体の表裏の少なくとも一方側において人体から放射される熱線を検出することにより人の存否を検出する焦電型赤外線センサを用いた人感センサを備え、人感センサにより人が検出されている間は引戸本体を開放した状態に保つとともに、人感センサにより人が検出されなくなった時点を起点として引戸本体を閉じるタイミングを設定し、かつ人感センサの出力を引戸本体の全開時にのみ有効にするとともに引戸本体が閉方向に移動を開始すると無効にし、引戸本体が閉方向に移動を開始した後に引戸本体への負荷が増加すると引戸本体を開方向に移動させるものであり、人感センサとして赤外線を受光する受動型のものを用いているから、能動型のものに比較すると小型であり、コントローラに組み込むことが可能になる。その結果、人感センサを別途に設置する必要がなく施工が容易になるとともに、安価に提供することが可能になるという利点があり、しかも、人が検出されている間には引戸本体を閉じないようにすることができるから、引戸本体を閉じるタイミングをタイマのみで制御する場合に比較すると引戸本体が不用意に閉じる可能性が少なくなり安全性が高くなるという利点がある。
【００３１】
また、人が検出されなくなった後に引戸本体を閉じるから、より一層安全性が高くなるという利点がある。
【００３２】
さらに、人感センサにより人が検出されなくなって引戸本体が閉方向に移動を開始した後には人感センサの出力が無効になるから、人感センサの出力でチャタリングを生じることがなく、安定した動作が期待できる。加えて、コントローラは、引戸本体が閉方向に移動を開始した後に引戸本体への負荷が増加すると引戸本体を開方向に移動させるから、引戸本体が全開した状態から閉方向に移動を開始すると人感センサの出力とは無関係に引戸本体を移動させるにもかかわらず、人が引戸本体に挟まることによる危険を回避することができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態に用いるコントローラを示すブロック図である。
【図２】 同上の全体構成を模式的に示した概略構成図である。
【図３】同上の要部の概略構成図である。
【図４】同上の要部の概略構成図である。
【図５】同上に用いる鴨居を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は下面図、（ｄ）は背面図である。
【図６】同上に用いる鴨居の側面図である。
【図７】図５のＡ部拡大図である。
【図８】図５のＢ部拡大図である。
【図９】図５のＣ部拡大図である。
【図１０】同上に用いる固定子ブロックを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は下面図、（ｃ）は背面図、（ｄ）は平面図である。
【図１１】同上に用いる固定子ブロックに接続基板を取り付けた状態の背面図である。
【図１２】同上に用いるコントローラを示し、（ａ）は下面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は平面図、（ｄ）は背面図である。
【図１３】同上に用いるコントローラを示す分解下面図である。
【図１４】同上に用いるケースを示し、（ａ）は下面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は平面図、（ｄ）は側面図である。
【符号の説明】
２ 固定子ブロック
３ 可動子ブロック
４ コイル
７ コントローラ
１０ 引戸本体
３１ 鴨居
５１ 永久磁石
７５ 人感センサ
Claims (1)
- 建物の開口部の上縁に沿って配設される鴨居と、鴨居の長手方向に走行自在となるように配置された引戸本体と、鴨居内に収納されるとともに複数個のコイルが鴨居の長手方向に列設された固定子ブロックと、固定子ブロックの前記コイルの少なくとも一部に対向するように引戸本体に配設され鴨居の長手方向に沿って交互に異極性の磁極が並ぶ永久磁石からなる可動子ブロックと、鴨居内に収納され引戸本体の位置および走行させる方向に応じて固定子ブロックの各コイルの励磁極性と励磁タイミングとを制御するコントローラとを備え、コントローラは、引戸本体の表裏の少なくとも一方側において人体から放射される熱線を検出することにより人の存否を検出する焦電型赤外線センサを用いた人感センサを備え、人感センサにより人が検出されている間は引戸本体を開放した状態に保つとともに、人感センサにより人が検出されなくなった時点を起点として引戸本体を閉じるタイミングを設定し、かつ人感センサの出力を引戸本体の全開時にのみ有効にするとともに引戸本体が閉方向に移動を開始すると無効にし、引戸本体が閉方向に移動を開始した後に引戸本体への負荷が増加すると引戸本体を開方向に移動させることを特徴とする引戸開閉装置。
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