JP3724341B2 - 自動ドア - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動ドアに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ドア体を開閉させる駆動源としてリニアモータを用いた自動ドアが提供されている。図６及び図７に示すように、自動ドアのドア体（引き戸）６の上部に永久磁石を具備する可動子２を取り付け、縦枠５２，５２並びに敷居５３とともにドア枠５０の一部を構成してドア体６の上部を保持する鴨居５１に、可動子２と対向するようにして固定子１を設けている。また、鴨居５１の内部には後述する制御回路ブロック４が収納されている。
【０００３】
可動子２は、図７に示すように、固定子１と対向するドア体６の上面に略全長に亘って形成された磁性材料よりなる可動子ヨーク２３と、ドア体６の走行方向において複数の磁極２２が一定の間隔Ｌで交互に異極となるように可動子ヨーク２３の上面に配設された永久磁石２１とで構成され、可動子ヨーク２３によって永久磁石２１の磁極２２同士が磁気的に結合される。
【０００４】
一方、固定子１は、ドア体６の上面と対向する鴨居５１の下面に鴨居５１の略全長に亘って形成された磁性材料よりなる固定子ヨーク１４と、鉄心１１及び略円筒状であって筒内に鉄心１１が挿入されコイル１２が巻回されたコイルボビン１３を備え固定子ヨーク１４の下面にドア体６の走行方向に沿って複数個配設された電磁石１０とで構成され、各電磁石１０は固定子ヨーク１４によって磁気的に結合される。ここで、各電磁石１０のコイル１２の相数を３相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）としてあり、これらのコイル１２をＹ結線し、２相づつ通電する方式を採用している。
【０００５】
固定子１では、隣接する電磁石１０の間の距離を一定として配列してあり、可動子２の永久磁石２１を構成する各磁極２２の間隔をＬとすると、電磁石１０は（５×Ｌ／３）の間隔で配列されている。そして、ドア体６の走行方向における鴨居５１の略中央には、電磁石１０の間隔を上記一定間隔よりも永久磁石２１の磁極２２の２極分（２Ｌ）だけ広くした空間が設けてあって、この空間に固定子１に対する可動子２の相対的な位置を検出するための複数のホール素子３１を具備した磁気センサブロック３が配置されている。
【０００６】
磁気センサブロック３に取り付けられている３個のホール素子３１はそれぞれコイル１２のＵ相、Ｖ相、Ｗ相に対応しており、対向する永久磁石２１の極性を検出し、その極性に応じて“１”又は“０”の信号を出力する。例えば各ホール素子３１が永久磁石２１のＳ極に対向している場合には信号“１”を出力し、永久磁石２１のＮ極に対向するか又は永久磁石２１に対向していない場合には信号“０”を出力する。
【０００７】
ここで、磁気センサブロック３の各ホール素子３１はドア体６の走行方向において（２×Ｌ／３）の間隔をおいて配列されており、永久磁石２１の磁極２２はドア体６の走行方向において間隔Ｌをおいて配列されているので、３個のホール素子３１の内の２個が同じ極性の磁極２２と対向することになる。例えば図７に示すようにＶ相のホール素子３１がＳ極の磁極２２と対向し、Ｕ相、Ｗ相のホール素子３１がＮ極の磁極２２と対向している場合は、Ｖ相のホール素子３１の出力が“１”になり、Ｕ相、Ｗ相のホール素子３１の出力が“０”になる（（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（０，１，０））。この状態からドア体６が図中右側に（Ｌ／３）の距離だけ移動すると、Ｖ相、Ｗ相のホール素子３１がＳ極の磁極２２と対向し、Ｕ相のホール素子３１のみがＮ極の磁極２２と対向することになり、Ｖ相、Ｗ相のホール素子３１の出力が“１”になって、Ｕ相のホール素子３１の出力が“０”になる（（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（０，１，１））。一方、図７に示す状態からドア体６が図中左側に（Ｌ／３）の距離だけ移動すると、Ｕ相、Ｖ相のホール素子３１がＳ極の磁極２２と対向し、Ｗ相のホール素子３１のみがＮ極の磁極２２と対向することになり、Ｕ相、Ｖ相のホール素子３１の出力が“１”になって、Ｗ相のホール素子３１の出力が“０”になる（（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（１，１，０））。
【０００８】
而して、ドア体６が（Ｌ／３）の距離だけ走行する毎に、各ホール素子３１の検出信号の組み合わせ（以下、信号パターンと言う。）が周期的に変化し（図８参照）、しかも信号パターンが変化する順番はドア体６の走行方向によって異なるから、信号パターンの切り替わりの回数やその順番からドア体６の走行距離や走行方向を求めることができる。尚、電源投入時にドア体６の位置を初期化すれば、上記の方法で求めたドア体６の走行距離及び走行方向からドア体６の現在位置を求めることができる。
【０００９】
ところで、図９は制御回路ブロック５の回路図を示しており、直流電源から成る電源部４１と、例えば逆起電力防止用ダイオードＤが逆並列に接続された６つのスイッチ素子Ｑのブリッジ回路により構成され、固定子１のコイル１２の各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相）を切り換える出力部４２と、出力部４２の各スイッチ素子Ｑをスイッチング制御する制御部４３を備えている。そして、制御部４３は、磁気センサブロック３の各ホール素子３１からの検出信号に応じて出力部４２のスイッチ素子Ｑを順次オン／オフしており、固定子１に対する可動子２の相対的な位置に応じたタイミングで３相のコイル１２の内の２相に常時電流を流すことによって、永久磁石２１との相互作用で可動子２を移動させる推力を生じさせるように磁界を発生させ、ドア体６が走行するのである。尚、図７において各電磁石１０に付したＵ、Ｖ、Ｗの記号はコイル１２の相（励磁相）を示しており、アポストロフィが付加されている相のコイル１２は、アポストロフィが付加されていない同相のコイル１２と巻線方向が逆向きになっていることを意味している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記構成の自動ドアでは、ドア体６の走行方向における鴨居５１の略中央のみに磁気センサブロック３が設けられているが、磁気センサブロック３は可動子２の永久磁石２１と対向していなければ位置検出を行うことができないから、磁気センサブロック３を可動子２の永久磁石２１と常に対向させるためには、ドア体６の走行距離をドア体６の走行方向における幅寸法よりも短くしなければならず、ドア体６を開けた時の開口部の幅寸法が狭くなるという問題があった。
【００１１】
そこで、ドア体６を開けたときの開口部の幅寸法をできるだけ広くするために、ドア体６側にコイルが取り付けられた可動コイル形のリニアモータを用いたものも提案されているが、この方式の場合にはドア体６側に設けたコイルに電力を供給するため、ドア体６に電線を配線する必要があり、自動ドアの施工に手間がかかっていた。
【００１２】
本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、ドア体の走行距離がドア体の幅寸法より短くなるのを防止した自動ドアを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明では、ドア体を支持するドア枠の一部を構成し、ドア体の走行方向と交差する方向において対向する枠辺に、ドア体の走行範囲の略全体に亘って配置された複数個のコイルからなる固定子と、当該固定子と対向するドア体の部位の略全体に、前記走行方向において複数の磁極が交互に異極となるように設けられた永久磁石を具備する可動子と、当該可動子と対向するドア枠の部位に複数設けられ永久磁石の磁極を検出することによって固定子に対する可動子の位置を検出する磁気センサブロックと、磁気センサブロックの検出結果に応じて永久磁石との相互作用によりドア体を移動させる推力を発生させるように各コイルへの通電を制御する制御手段とを備え、複数の磁気センサブロックを、ドア体が走行範囲の一方の端まで移動した状態で可動子に対向する位置と、他方の端まで移動した状態で可動子に対向する位置との間に走行方向における可動子の幅寸法よりも短い間隔で配置し、ドア体の走行位置に応じて制御手段が検出信号を取り込む磁気センサブロックを可動子に対向している磁気センサブロックに切り替える切替手段を設け、各磁気センサブロックは、永久磁石の磁極を検出する複数の磁気検出素子を、各磁気検出素子の検出信号の組み合わせからなる信号パターンがドア体の移動に伴って周期的に変化するように、ドア体の走行方向に沿って並べて構成され、前記切替手段は何れかの磁気センサブロックを選択して、選択した磁気センサブロックの検出信号を制御手段に出力させると共に、選択した磁気センサブロックの信号パターンが、所定の信号パターンから別の信号パターンに変化すると、変化した信号パターンに応じて選択する磁気センサブロックを切り替えることを特徴とし、複数の磁気センサブロックは、ドア体が走行範囲の一方の端まで移動した状態で可動子に対向する位置と、他方の端まで移動した状態で可動子に対向する位置との間に走行方向における可動子の幅寸法よりも短い間隔で配置されているので、ドア体が可動子の幅寸法以上移動したとしても、何れかの磁気センサブロックが可動子の永久磁石と対向しているから、切替手段がドア体の走行位置に応じて可動子と対向している磁気センサブロックに切り替えることにより、固定子に対する可動子の位置を常に検出することができる。したがって、従来の自動ドアのように、ドア体の走行距離が可動子の幅寸法よりも短い寸法に制限されることはなく、可動子の幅寸法以上移動させることができる。
【００１４】
さらに請求項１の発明では、切替手段が何れかの磁気センサブロックを選択して、選択した磁気センサブロックの検出信号を制御手段に出力させており、検出信号の信号パターンが所定の信号パターンから別の信号パターンに変化すると、変化した信号パターンに応じて選択する磁気センサブロックを切り替えているので、切替手段では常時全ての磁気センサブロックの検出信号を読み込む必要がなく、切替手段や制御手段をマイクロコンピュータで構成する場合はマイクロコンピュータの演算量を減らすことができるから、演算処理能力の高い高価なマイクロコンピュータを用いる必要がなく、製造コストを低減できる。
【００１５】
請求項２の発明では、請求項１の発明において、各磁気センサブロックでは、永久磁石の同じ極性の磁極に対する磁気検出素子の位置関係が等しくなるように磁気検出素子が配置されており、切替手段の選択した磁気センサブロックの磁気検出素子が磁極を検出しておらず、他の磁気センサブロックの対応する磁気検出素子が磁極を検出すると、切替手段は制御手段が検出信号を読み込む磁気センサブロックを他の磁気センサブロックに切り替えることを特徴とし、各磁気センサブロックでは、永久磁石の同じ極性の磁極に対する磁気検出素子の位置関係が等しくなっているから、全ての磁気検出素子が永久磁石と対向していれば、各磁気センサブロックの信号パターンは等しくなるが、ドア体の移動に伴って何れかの磁気センサブロックの磁気検出素子が永久磁石と対向しなくなると、永久磁石と対向していない磁気検出素子では磁極を検出できなくなるので、このような場合は切替手段が永久磁石の磁極を検出している磁気センサブロックに切り替えることによって、正しい検出信号を制御手段に出力させることができる。
【００１６】
請求項３の発明では、請求項２の発明において、電源投入時における各磁気センサブロックの信号パターンが同じ場合、切替手段は何れかの磁気センサブロックを選択してその検出信号を制御手段に出力させると共に、選択した磁気センサブロックの信号パターンが磁極を検出不能になる直前の信号パターンになると、制御手段に検出信号を出力する磁気センサブロックを別の磁気センサブロックに切り替えることを特徴とし、請求項３の発明では電源投入時における磁気センサブロックの信号パターンが同じ場合、何れの磁気センサブロックを選択すれば良いか判断できないが、切替手段では、電源投入時における磁気センサブロックの信号パターンが同じ場合、何れかの磁気センサブロックを選択しているので、全ての磁気センサブロックの検出信号を読み込む必要が無く、切替手段や制御手段をマイクロコンピュータで構成する場合はマイクロコンピュータの演算量を減らすことができ、さらに選択した磁気センサブロックの信号パターンが、磁極を検出不能になる直前の信号パターンになると、別の磁気センサブロックに切り替えているので、永久磁石を検出できなくなって磁気センサブロックの信号パターンが異常となる前に磁気センサブロックを切り替えて、正しい検出信号を制御手段に出力させることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図１乃至図５を参照して説明する。尚、自動ドアの基本的な構成は上述した従来の自動ドアと同様であるので、同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００１８】
自動ドアのドア体（引き戸）６を支持するドア枠５０は、ドア体６の走行方向において対向する縦枠５２，５２と、ドア体６の走行方向と交差する方向において対向する鴨居（枠辺）５１及び敷居５３とで構成される。そして、本実施形態の自動ドアは、鴨居５１にドア体６の走行範囲の略全体に亘って配置された複数個のコイルからなる固定子１と、鴨居５１に設けた固定子１と対向するドア体６の上部の略全体に、ドア体６の走行方向において複数の磁極２２が交互に異極となるように設けられた永久磁石２１を具備する可動子２と、可動子２と対向する鴨居５１に複数設けられ、永久磁石２１の磁極２２を検出することによって固定子１に対する可動子２の相対的な位置を検出する２個の磁気センサブロック３ａ，３ｂと、磁気センサブロック３ａ，３ｂの検出結果に応じて永久磁石２１との相互作用によりドア体６を移動させる推力を発生させるように各コイルへの通電を制御する制御回路ブロック４とを備えている。
【００１９】
可動子２は、固定子１と対向するドア体６の上面にねじなどを用いて固定され、ドア体６の上面の略全長に亘って形成された磁性材料よりなる可動子ヨーク２３と、ドア体６の走行方向において複数の磁極２２が一定の間隔Ｌで交互に異極となるように可動子ヨーク２３の上面に配設された永久磁石２１とで構成され、可動子ヨーク２３によって永久磁石２１の磁極２２同士が磁気的に結合されている。尚、可動子２を構成する永久磁石２１は１つの磁性体に複数の磁極２２ができるように着磁して形成するか、複数個の永久磁石を可動子ヨーク２３に取り付けることによって形成されており、複数個の永久磁石を可動子ヨーク２３に取り付けた構造においては、各永久磁石がそれぞれ１つの磁極を構成する。
【００２０】
一方、固定子１は上述した従来の自動ドアと略同様の構成を有しており、ドア体６の上面と対向する鴨居５１の下面に鴨居５１の略全長に亘って形成された磁性材料よりなる固定子ヨーク１４と、固定子ヨーク１４の下面にドア体６の移動方向に沿って複数個配列された電磁石１０とで構成され、各電磁石１０は固定子ヨーク１４によって磁気的に結合される。ここで、各電磁石１０のコイルの相数を３相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）としてあり、これらのコイルをＹ結線し、２相づつ通電する方式を採用している。
【００２１】
ここで、固定子１では隣接する一対の電磁石１０の間の距離を一定として配列してあり、永久磁石２１の磁極２２間の距離をＬとすると、電磁石１０は（５×Ｌ／３）の間隔をおいて配置されている。また、ドア体６の走行方向における鴨居５１の中央位置から左右両側に磁極２２の間隔Ｌを整数倍した距離（ｎ×Ｌ）（ただし、ｎは正の整数である。）だけ離れた位置には、電磁石１０の間隔を上記一定距離よりも広くした空間がそれぞれ設けてあり、この空間に磁気センサブロック３ａ，３ｂがそれぞれ配置されている。ここで、ドア体６の走行方向における可動子２の幅寸法は、両磁気センサブロック３ａ，３ｂ間の間隔（＝２×ｎ×Ｌ）に磁気センサブロック３ａ，３ｂの１個分の幅寸法（４×Ｌ／３）を加えた寸法よりも長い寸法に設定しているので、磁気センサブロック３ａ，３ｂの間隔はドア体６の走行方向における可動子２の幅寸法よりも短くなっている。
【００２２】
ところで、各磁気センサブロック３ａ，３ｂは、プリント基板３１上に磁気検出素子としてのホール素子３１を３個配置してなり、絶縁材料製のスペーサ３３を介して固定子ヨーク１４にねじ止めなどにより固着されており、スペーサ３３によって電磁石１０の鉄心と略同じ高さに配置されている。ここで、３個のホール素子３１はドア体６の走行方向に沿って配列されており、３個のホール素子３１はコイルのＵ相、Ｖ相、Ｗ相にそれぞれ対応し、図１中左側からＶ相、Ｗ相、Ｕ相の順番に配列されている。各ホール素子３１は対向する永久磁石２１の極性を検出し、極性に応じて“１”又は“０”の信号を出力する。例えば各ホール素子３１が永久磁石２１のＳ極に対向している場合には信号“１”を出力し、永久磁石２１のＮ極に対向するか又は永久磁石２１に対向していない場合には信号“０”を出力するものとする。尚、説明を簡単にするために、図１及び図２における左右の方向を左右として以下では説明を行う。
【００２３】
ここで、磁気センサブロック３ａ，３ｂの各ホール素子３１はドア体６の走行方向において（２×Ｌ／３）の間隔をおいて配列され、永久磁石２１の磁極２２はドア体６の走行方向において間隔Ｌをおいて配列されているので、３個のホール素子３１の内、２個のホール素子３１は同じ極性の磁極２２と対向することになる。例えば図１に示すようにＵ相のホール素子３１がＳ極の磁極２２と対向し、Ｖ相、Ｗ相のホール素子３１がＮ極の磁極２２と対向している場合は、Ｕ相のホール素子３１の出力が“１”になり、Ｖ相、Ｗ相のホール素子３１の出力が“０”になる（（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（１，０，０））。
【００２４】
そして、図１に示す状態からドア体６が右側に（Ｌ／３）の距離だけ移動すると、Ｕ相、Ｖ相のホール素子３１がＳ極の磁極２２と対向し、Ｗ相のホール素子３１のみがＮ極の磁極２２と対向することになり、Ｕ相、Ｖ相のホール素子３１の出力が“１”になって、Ｗ相のホール素子３１の出力が“０”になる（（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（１，１，０））。而して、ドア体６が（Ｌ／３）の距離だけ移動する毎に各ホール素子３１の検出信号の組み合わせ（信号パターン）が変化し、しかも信号パターンの変化する順番はドア体６の走行方向によって異なるから、信号パターンの切り替わりの回数やその順番を検出することによってドア体６の走行距離や走行方向を求めることができる。尚、電源投入時にドア体６の位置を初期化すれば、上記の方法で求めたドア体６の走行距離及び走行方向からドア体６の現在位置を求めることができる。
【００２５】
図３は各磁気センサブロック３ａ，３ｂの信号パターンを示しており、ドア体６が（Ｌ／３）の距離だけ移動する毎に各センサブロックの信号パターンが切り替わる。尚、図３はドア体６が走行範囲の左端から右端まで走行する間の信号パターンの推移を示している。ところで、各磁気センサブロック３ａ，３ｂは互いに（２ｎ×Ｌ）の間隔をおいて配置されているので、各磁気センサブロック３ａ，３ｂが両方共に可動子２と対向している場合は、各磁気センサブロック３ａ，３ｂに設けられた各相のホール素子３１が同じ極性の磁極２２と対向することになり、各ホール素子３１の信号パターンは同じになる（図３の区間Ｔ２）。一方、ドア体６が左端にある場合、右側の磁気センサブロック３ｂが可動子２と対向していないため、磁気センサブロック３ｂの各ホール素子３１の出力は全て“０”になる（図３の区間Ｔ１）。また、ドア体６が右端にある場合、左側の磁気センサブロック３ａが可動子２と対向していないため、磁気センサブロック３ａのホール素子３１の出力は全て“０”になる（図３の区間Ｔ３）。
【００２６】
ここで、ドア体６が走行範囲の左端から右端に移動する際の信号パターンの推移について説明する。先ずドア体６が左端の位置にある状態では、右側の磁気センサブロック３ｂは可動子２と対向していないため、各ホール素子３１の出力は全て“０”になっている。次にドア体６が左端の位置から右側に移動すると、右側の磁気センサブロック３ｂではＶ相、Ｗ相、Ｕ相の順番でホール素子３１がＳ極の磁極２２と対向することになり、各ホール素子３１の信号はＶ相から順番に“１”になる（図３の区間Ｔ１）。図３の区間Ｔ２では各磁気センサブロック３ａ，３ｂのホール素子３１が可動子２と対向しているため、両センサブロックの信号パターンは同じになり、ドア体６の位置に応じた信号パターンの信号が出力される。そして、ドア体６が右端付近まで移動すると、左側の磁気センサブロック３ａでは、Ｖ相、Ｗ相、Ｕ相の順番でホール素子３１がＳ極の磁極２２と対向しなくなるから、各ホール素子３１の信号はＶ相から順番に“０”となる（図３の区間Ｔ３）。
【００２７】
一方、ドア体６が走行範囲の右端から左端に移動する際は、図３に示す順番と反対の順番で信号パターンが変化する。すなわち、ドア体６が右端の位置にある場合、左側の磁気センサブロック３ａは可動子２と対向していないため、各ホール素子３１の出力は全て“０”になる。上述とは逆にドア体６が右端の位置から左側に移動すると、左側の磁気センサブロック３ａでは、Ｕ相、Ｗ相、Ｖ相の順番でホール素子３１がＳ極の磁極２２と対向することになり、各ホール素子３１の信号はＵ相から順番に“１”となる（図３の区間Ｔ１）。図３の区間Ｔ２では各磁気センサブロック３ａ，３ｂのホール素子３１が可動子２と対向しているため、両センサブロックの信号パターンは同じになり、ドア体６の位置に応じた信号パターンの信号が出力される。そして、ドア体６が左端付近まで移動すると、右側の磁気センサブロック３ｂでは、Ｕ相、Ｗ相、Ｖ相の順番でホール素子３１がＳ極の磁極２２と対向しなくなるから、各ホール素子３１の信号はＵ相から順番に“０”となる（図３の区間Ｔ１）。
【００２８】
ここで、２つの磁気センサブロック３ａ，３ｂは、ドア体６が走行範囲の一方の端まで移動した状態で可動子２に対向する位置と、他方の端まで移動した状態で可動子２に対向する位置との間に、ドア体６の走行方向における可動子２の幅寸法よりも短い間隔で配置されているので、ドア体６が可動子２の幅寸法よりも長い距離を移動する場合でも、２個の磁気センサブロック３ａ，３ｂの内の何れか一方を可動子２と対向させることができる。したがって、ドア体６がどの位置に移動したとしても、何れかの磁気センサブロック３ａ，３ｂによって固定子１に対する可動子２の相対位置を検出することができるから、従来の自動ドアのように、ドア体６の走行距離が可動子２の幅寸法よりも短い寸法に制限されることはなく、可動子２の幅寸法以上移動させることができる。尚、本実施形態ではドア体６が走行範囲の一方の端まで移動した状態で可動子２に対向する位置と、他方の端まで移動した状態で可動子２に対向する位置との間に、ドア体６の走行方向における可動子２の幅寸法よりも短い間隔で２つの磁気センサブロック３ａ，３ｂを配置しているが、磁気センサブロックの数を２個に限定する趣旨のものではなく、磁気センサブロックを３個以上配置した場合は、ドア体６の走行範囲をさらに長くできる。
【００２９】
ところで制御回路ブロック４は上述した従来の自動ドアと同様の構成を有しており、制御回路ブロック４の制御部４３は、磁気センサブロック３ａ，３ｂから入力された検出信号の内、何れか一方の検出信号から固定子１に対する可動子２の相対的な位置を検出し、その相対位置に応じたタイミングで固定子１の３相のコイルの内の２相に電流を流すことによって、永久磁石との相互作用で可動子２を移動させる推力を生じさせるように磁界を発生させ、ドア体６を走行させている。ここに、制御回路ブロック４の制御部４３から、各コイルへの通電を制御する制御手段と、ドア体６の走行位置に応じて検出信号を取り込む磁気センサブロック３ａ，３ｂを可動子２に対向している磁気センサブロックに切り替える切替手段とを構成している。
【００３０】
ここで、切替手段としての制御回路ブロック４が２つの磁気センサブロック３ａ，３ｂの検出信号から何れか一方の検出信号を選択する際の動作について、図４及び図５のフローチャートを参照して説明する。
【００３１】
先ず、通常時の動作について図４のフローチャートを参照して説明する。なお、初期状態では制御回路ブロック４が左側の磁気センサブロック３ａの検出信号を選択しているものとし、前回読み込んだ磁気センサブロック３ａの信号パターンが（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（１，１，０）であったとする。ここで、制御回路ブロック４では、前回読み込んだ信号パターンが（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（１，１，０）になると、次に読み込んだ信号パターンからドア体６が左右何れの方向に移動したかを判断し、その移動方向に応じて磁気センサブロック３ａ又は３ｂの選択を切り換えている。すなわち、制御回路ブロック４では磁気センサブロック３ａ又は３ｂの検出信号を一定の周期で取り込んでおり、磁気センサブロック３ａの信号パターンを読み込むと（Ｓ１）、読み込んだ信号パターンが（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（０，１，０）であるか否かを判断し（Ｓ２）、（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（０，１，０）となっていれば、ドア体６が右方向に走行していると判断して、検出信号を取り込むセンサを左側の磁気センサブロック３ａから右側の磁気センサブロック３ｂに切り替える（Ｓ３）。
【００３２】
一方、Ｓ１で取り込んだ信号パターンが（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（０，１，０）となっていなければ、制御回路ブロック４はその信号パターンが（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（１，０，０）となっているか否かを判断し（Ｓ４）、検出信号が（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（１，０，０）となっていれば、ドア体６が左方向に走行しているものと判断し、検出信号を読み込むセンサブロックを左側の磁気センサブロック３ａのままとする（Ｓ５）。また、Ｓ１で取り込んだ信号パターンが（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（１，０，０）となっていなければ、制御回路ブロック４は信号パターンが変化していないと判断し、Ｓ１に戻って上述の処理を繰り返す。
【００３３】
上述のように制御回路ブロック４では、磁気センサブロック３ａ又は３ｂの信号パターンが所定の信号パターン（例えば（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（１，１，０））から別の信号パターン（すなわち（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（０，１，０）又は（１，０，０））に変化すると、変化した信号パターンに応じて検出信号を読み込む磁気センサブロックを何れかのセンサブロック３ａ，３ｂに切り替えている。
【００３４】
ここで、ドア体６が移動範囲の左端に位置する状態（すなわち、ドア体６が閉じている状態）では、制御回路ブロック４は左側の磁気センサブロック３ｂの検出信号を読み込んでおり、この状態からドア体６が右側に移動して磁気センサブロック３ｂの検出信号が（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（１，１，０）になった場合、次に取り込んだ磁気センサブロック３ａの信号パターンが（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（０，１，０）であれば、ドア体６が右側に走行しているものと判断し、検出信号を読み込むセンサを右側の磁気センサブロック３ｂに切り替える。ところで、ドア体６が右端まで移動すると、左側の磁気センサブロック３ａは可動子２と対向しなくなり、その検出信号は異常になるが、ドア体６が右側に向かって走行している場合、制御回路ブロック４では右側の磁気センサブロック３ｂの検出信号に切り替えているので、ドア体６が右端まで移動したとしても正しい検出信号を読み取ることができる。
【００３５】
その後、ドア体６が移動範囲の右端まで移動した状態（すなわちドア体６が開いている状態）から左側に移動して、磁気センサブロック３ｂの信号パターンが（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（１，１，０）になった場合、次に取り込んだ磁気センサブロック３ｂの信号パターンが（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（１，０，０）であれば、制御回路ブロック４はドア体６が左側に走行しているものと判断して、信号パターンを取り込むセンサを磁気センサブロック３ａに切り替える。ここで、ドア体６が左端まで移動すると、右側の磁気センサブロック３ｂは可動子２と対向しなくなり、その検出信号は異常になるが、ドア体６が左側に向かって走行している場合、制御回路ブロック４は左側の磁気センサブロック３ｂの検出信号に切り替えているので、ドア体６が左端まで移動したとしても正しい検出信号を読み取ることができる。
【００３６】
而して、制御回路ブロック４では２つの磁気センサブロック３ａ，３ｂの内、何れか一方のセンサブロックの検出信号のみを取り込んでおり、その信号パターンが所定の信号パターンになると次に取り込んだ検出信号の信号パターンからドア体６の走行方向を判断して、検出信号を取り込む磁気センサブロックを切り替えているので、制御回路ブロック４において常に両方の磁気センサブロック３ａ，３ｂから検出信号を取り込む必要はなく、制御回路ブロック４の制御部４３をマイクロコンピュータで構成する場合はマイクロコンピュータの演算量を減らすことができるから、演算処理能力の高い高価なマイクロコンピュータを用いる必要がなく、制御回路ブロック４の製造コストを低減できる。
【００３７】
次に電源投入時の制御回路ブロック４の動作について図５のフローチャートをを参照して説明する。電源投入時において制御回路ブロック４は以下のようにして磁気センサブロック３ａ，３ｂの選択を行う。電源が投入されると（Ｓ１１）、制御回路ブロック４では先ず左側の磁気センサブロック３ａを仮に選択して（Ｓ１２）、両方の磁気センサブロック３ａ，３ｂの検出信号を読み込む（Ｓ１３）。この時、制御回路ブロック４は磁気センサブロック３ａ，３ｂの信号パターンが等しいか否かを判断し（Ｓ１４）、両者が等しくなければ、何れかの磁気センサブロック３ａ，３ｂのホール素子３１が可動子２に対向していないものと判断し、信号“１”を出力するホール素子３１の数が多い方の磁気センサブロック３ａ又は３ｂを選択して（Ｓ１５）、上述した通常時の選択動作に移行する（Ｓ２２）。
【００３８】
一方、Ｓ１３で取り込んだ磁気センサブロック３ａ，３ｂの信号パターンが等しければ、制御回路ブロック４はその信号パターンが（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（１，１，０）であるか否かを判断し（Ｓ１６）、（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（１，１，０）であれば上述した通常時の選択動作で正しい磁気センサブロック３ａ又は３ｂを選択することができるので、磁気センサブロック３ａを選択した後（Ｓ１７）、上述した通常時の選択動作に移行する（Ｓ２２）。
【００３９】
また、両磁気センサブロック３ａ，３ｂの検出信号が（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（１，１，０）でなければ、制御回路ブロック４は両磁気センサブロック３ａ，３ｂの検出信号が（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（０，１，０）であるか否かを判断し（Ｓ１８）、（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（０，１，０）であれば制御回路ブロック４は磁気センサブロック３ａを選択し（Ｓ１９）、Ｓ１３に戻って上述の処理を繰り返す。一方、両磁気センサブロック３ａ，３ｂの検出信号が（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（０，１，０）でなければ、制御回路ブロック４は両磁気センサブロック３ａ，３ｂの検出信号が（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（１，０，０）であるか否かを判断し（Ｓ２０）、（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（１，０，０）であれば制御回路ブロック４は磁気センサブロック３ｂを選択し（Ｓ２１）、Ｓ１３に戻って上述の処理を繰り返す。
【００４０】
ところで、電源投入時に取り込んだ磁気センサブロック３ａ，３ｂの信号パターンが、両方共に（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（０，１，０）となる場合、ドア体６が左端付近の位置（すなわち図３のＰ１に対応する位置）にあると、ドア体６がＬ／３だけ左側に移動して信号パターンが切り替わった時点で、磁気センサブロック３ｂのＵ相のホール素子３１が可動子２と対向しなくなって、Ｕ相のホール素子３１が信号を出力しなくなり、その信号パターンが異常となる可能性があるため、制御回路ブロック４では左側の磁気センサブロック３ａを選択する。ここで、ドア体６が右側に走行すると、左側の磁気センサブロック３ａは可動子２と対向しなくなって、その信号パターンが異常となる虞があるため、制御回路ブロック４ではＳ１３に戻って上述の処理を継続して行い、両センサブロック３ａ，３ｂの信号パターンが共に（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（１，１，０）になると、図４で説明した通常時の選択処理を行うので、正しい磁気センサブロック３ａ，３ｂを選択することができる。
【００４１】
また、両磁気センサブロック３ａ，３ｂの信号パターンが共に（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（１，０，０）となった場合、ドア体６が右端付近の位置（すなわち図３のＰ２に対応する位置）にあるとドア体６がＬ／３だけ右側に移動して信号パターンが切り替わった時点で、磁気センサブロック３ａのＶ相のホール素子３１が可動子２と対向しなくなって、Ｖ相のホール素子３１が信号を出力しなくなり、その信号パターンが異常となる可能性があるため、制御回路ブロック４では右側の磁気センサブロック３ｂを選択する。ここで、ドア体６が左側に走行した場合、右側の磁気センサブロック３ｂのホール素子３１が可動子２と対向しなくなって、その信号パターンが異常となる虞があるため、制御回路ブロック４ではＳ１３に戻って上述の処理を継続して行い、両センサブロック３ａ，３ｂの信号パターンが共に（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（１，１，０）になると、図４で説明した通常時の選択処理を行うので、正しい磁気センサブロック３ａ，３ｂを選択することができる。
【００４２】
上述のように各磁気センサブロック３ａ，３ｂでは、永久磁石２１の同じ極性の磁極２２に対するホール素子３１の位置関係が等しくなっているから、全てのホール素子３１が永久磁石２１と対向していれば、各磁気センサブロック３ａ，３ｂの信号パターンは等しくなるが、ドア体６の移動に伴って磁気センサブロック３ａ又は３ｂのホール素子３１が永久磁石２１と対向しなくなると、永久磁石２１と対向していないホール素子３１では磁極２２を検出できなくなる。このような場合、制御回路ブロック４では、磁極２２を検出しているホール素子３１の数が多い方の磁気センサブロック３ａ，３ｂを選択しているので、正しい検出信号を読み込むことができる。したがって、何れかの磁気センサブロック３ａ，３ｂのみが可動子２と対向するような位置にドア体６を移動させた状態で電源を投入すれば、制御回路ブロック４は、正しい検出信号を出力する磁気センサブロック３ａ，３ｂを選択して、動作を開始することができる。また制御回路ブロック４は、ノイズなどの異常によって磁気センサブロック３ａ，３ｂの選択を誤った場合でも、正しい検出信号を出力する磁気センサブロック３ａ，３ｂを選択し直すことができる。
【００４３】
また、制御回路ブロック４では、電源投入時における磁気センサブロック３ａ，３ｂの信号パターンが同じ場合は、何れかの磁気センサブロック３ａ，３ｂを仮に選択し、その検出信号を読み込んでいるので、磁気センサブロック３ａ，３ｂの検出信号を両方共に監視する場合に比べて、制御回路ブロック４の負荷を減らすことができる。さらに、制御回路ブロック４の選択した磁気センサブロック３ａ又は３ｂの信号パターンが、磁極２２を検出不能になる直前の信号パターンになると、検出信号を読み込む磁気センサブロック３ａ，３ｂを切り替えているので、正しい検出信号を出力する磁気センサブロック３ａ，３ｂを選択することができる。
【００４４】
【発明の効果】
上述のように、請求項１の発明は、ドア体を支持するドア枠の一部を構成し、ドア体の走行方向と交差する方向において対向する枠辺に、ドア体の走行範囲の略全体に亘って配置された複数個のコイルからなる固定子と、当該固定子と対向するドア体の部位の略全体に、前記走行方向において複数の磁極が交互に異極となるように設けられた永久磁石を具備する可動子と、当該可動子と対向するドア枠の部位に複数設けられ永久磁石の磁極を検出することによって固定子に対する可動子の位置を検出する磁気センサブロックと、磁気センサブロックの検出結果に応じて永久磁石との相互作用によりドア体を移動させる推力を発生させるように各コイルへの通電を制御する制御手段とを備え、複数の磁気センサブロックを、ドア体が走行範囲の一方の端まで移動した状態で可動子に対向する位置と、他方の端まで移動した状態で可動子に対向する位置との間に走行方向における可動子の幅寸法よりも短い間隔で配置し、ドア体の走行位置に応じて制御手段が検出信号を取り込む磁気センサブロックを可動子に対向している磁気センサブロックに切り替える切替手段を設け、各磁気センサブロックは、永久磁石の磁極を検出する複数の磁気検出素子を、各磁気検出素子の検出信号の組み合わせからなる信号パターンがドア体の移動に伴って周期的に変化するように、ドア体の走行方向に沿って並べて構成され、前記切替手段は何れかの磁気センサブロックを選択して、選択した磁気センサブロックの検出信号を制御手段に出力させると共に、選択した磁気センサブロックの信号パターンが、所定の信号パターンから別の信号パターンに変化すると、変化した信号パターンに応じて選択する磁気センサブロックを切り替えることを特徴とし、複数の磁気センサブロックは、ドア体が走行範囲の一方の端まで移動した状態で可動子に対向する位置と、他方の端まで移動した状態で可動子に対向する位置との間に走行方向における可動子の幅寸法よりも短い間隔で配置されているので、ドア体が可動子の幅寸法以上移動したとしても、何れかの磁気センサブロックが可動子の永久磁石と対向しているから、切替手段がドア体の走行位置に応じて可動子と対向している磁気センサブロックに切り替えることにより、固定子に対する可動子の位置を常に検出できるという効果がある。したがって、従来の自動ドアのように、ドア体の走行距離が可動子の幅寸法よりも短い寸法に制限されることはなく、可動子の幅寸法以上移動させることができるという効果がある。
【００４５】
さらに請求項１の発明では、切替手段が何れかの磁気センサブロックを選択して、選択した磁気センサブロックの検出信号を制御手段に出力させており、検出信号の信号パターンが所定の信号パターンから別の信号パターンに変化すると、変化した信号パターンに応じて選択する磁気センサブロックを切り替えているので、切替手段では常時全ての磁気センサブロックの検出信号を読み込む必要がなく、切替手段や制御手段をマイクロコンピュータで構成する場合はマイクロコンピュータの演算量を減らすことができるから、演算処理能力の高い高価なマイクロコンピュータを用いる必要がなく、製造コストを低減できるという効果がある。
【００４６】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、各磁気センサブロックでは、永久磁石の同じ極性の磁極に対する磁気検出素子の位置関係が等しくなるように磁気検出素子が配置されており、切替手段の選択した磁気センサブロックの磁気検出素子が磁極を検出しておらず、他の磁気センサブロックの対応する磁気検出素子が磁極を検出すると、切替手段は制御手段が検出信号を読み込む磁気センサブロックを他の磁気センサブロックに切り替えることを特徴とし、各磁気センサブロックでは、永久磁石の同じ極性の磁極に対する磁気検出素子の位置関係が等しくなっているから、全ての磁気検出素子が永久磁石と対向していれば、各磁気センサブロックの信号パターンは等しくなるが、ドア体の移動に伴って何れかの磁気センサブロックの磁気検出素子が永久磁石と対向しなくなると、永久磁石と対向していない磁気検出素子では磁極を検出できなくなるので、このような場合は切替手段が永久磁石の磁極を検出している磁気センサブロックに切り替えることによって、正しい検出信号を制御手段に出力させることができるという効果がある。
【００４７】
請求項３の発明は、請求項２の発明において、電源投入時における各磁気センサブロックの信号パターンが同じ場合、切替手段は何れかの磁気センサブロックを選択してその検出信号を制御手段に出力させると共に、選択した磁気センサブロックの信号パターンが磁極を検出不能になる直前の信号パターンになると、制御手段に検出信号を出力する磁気センサブロックを別の磁気センサブロックに切り替えることを特徴とし、請求項３の発明では電源投入時における磁気センサブロックの信号パターンが同じ場合、何れの磁気センサブロックを選択すれば良いか判断できないが、切替手段では、電源投入時における磁気センサブロックの信号パターンが同じ場合、何れかの磁気センサブロックを選択しているので、全ての磁気センサブロックの検出信号を読み込む必要が無く、切替手段や制御手段をマイクロコンピュータで構成する場合はマイクロコンピュータの演算量を減らすことができ、さらに選択した磁気センサブロックの信号パターンが、磁極を検出不能になる直前の信号パターンになると、別の磁気センサブロックに切り替えているので、永久磁石を検出できなくなって磁気センサブロックの信号パターンが異常となる前に磁気センサブロックを切り替えて、正しい検出信号を制御手段に出力させることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の自動ドアに用いるリニアモータの要部拡大図である。
【図２】同上の外観図である。
【図３】同上に用いる磁気センサブロックの出力を示す図である。
【図４】同上の動作を説明するフローチャートである。
【図５】同上の別の動作を説明するフローチャートである。
【図６】従来の自動ドアの外観図である。
【図７】同上に用いるリニアモータの一部破断せる要部拡大図である。
【図８】同上に用いる磁気センサブロックの出力を示す図である。
【図９】同上の制御回路ブロックの回路図である。
【符号の説明】
２ 可動子
３ａ，３ｂ 磁気センサブロック
６ ドア体
２１ 永久磁石
２２ 磁極
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動ドアに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ドア体を開閉させる駆動源としてリニアモータを用いた自動ドアが提供されている。図６及び図７に示すように、自動ドアのドア体（引き戸）６の上部に永久磁石を具備する可動子２を取り付け、縦枠５２，５２並びに敷居５３とともにドア枠５０の一部を構成してドア体６の上部を保持する鴨居５１に、可動子２と対向するようにして固定子１を設けている。また、鴨居５１の内部には後述する制御回路ブロック４が収納されている。
【０００３】
可動子２は、図７に示すように、固定子１と対向するドア体６の上面に略全長に亘って形成された磁性材料よりなる可動子ヨーク２３と、ドア体６の走行方向において複数の磁極２２が一定の間隔Ｌで交互に異極となるように可動子ヨーク２３の上面に配設された永久磁石２１とで構成され、可動子ヨーク２３によって永久磁石２１の磁極２２同士が磁気的に結合される。
【０００４】
一方、固定子１は、ドア体６の上面と対向する鴨居５１の下面に鴨居５１の略全長に亘って形成された磁性材料よりなる固定子ヨーク１４と、鉄心１１及び略円筒状であって筒内に鉄心１１が挿入されコイル１２が巻回されたコイルボビン１３を備え固定子ヨーク１４の下面にドア体６の走行方向に沿って複数個配設された電磁石１０とで構成され、各電磁石１０は固定子ヨーク１４によって磁気的に結合される。ここで、各電磁石１０のコイル１２の相数を３相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）としてあり、これらのコイル１２をＹ結線し、２相づつ通電する方式を採用している。
【０００５】
固定子１では、隣接する電磁石１０の間の距離を一定として配列してあり、可動子２の永久磁石２１を構成する各磁極２２の間隔をＬとすると、電磁石１０は（５×Ｌ／３）の間隔で配列されている。そして、ドア体６の走行方向における鴨居５１の略中央には、電磁石１０の間隔を上記一定間隔よりも永久磁石２１の磁極２２の２極分（２Ｌ）だけ広くした空間が設けてあって、この空間に固定子１に対する可動子２の相対的な位置を検出するための複数のホール素子３１を具備した磁気センサブロック３が配置されている。
【０００６】
磁気センサブロック３に取り付けられている３個のホール素子３１はそれぞれコイル１２のＵ相、Ｖ相、Ｗ相に対応しており、対向する永久磁石２１の極性を検出し、その極性に応じて“１”又は“０”の信号を出力する。例えば各ホール素子３１が永久磁石２１のＳ極に対向している場合には信号“１”を出力し、永久磁石２１のＮ極に対向するか又は永久磁石２１に対向していない場合には信号“０”を出力する。
【０００７】
ここで、磁気センサブロック３の各ホール素子３１はドア体６の走行方向において（２×Ｌ／３）の間隔をおいて配列されており、永久磁石２１の磁極２２はドア体６の走行方向において間隔Ｌをおいて配列されているので、３個のホール素子３１の内の２個が同じ極性の磁極２２と対向することになる。例えば図７に示すようにＶ相のホール素子３１がＳ極の磁極２２と対向し、Ｕ相、Ｗ相のホール素子３１がＮ極の磁極２２と対向している場合は、Ｖ相のホール素子３１の出力が“１”になり、Ｕ相、Ｗ相のホール素子３１の出力が“０”になる（（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（０，１，０））。この状態からドア体６が図中右側に（Ｌ／３）の距離だけ移動すると、Ｖ相、Ｗ相のホール素子３１がＳ極の磁極２２と対向し、Ｕ相のホール素子３１のみがＮ極の磁極２２と対向することになり、Ｖ相、Ｗ相のホール素子３１の出力が“１”になって、Ｕ相のホール素子３１の出力が“０”になる（（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（０，１，１））。一方、図７に示す状態からドア体６が図中左側に（Ｌ／３）の距離だけ移動すると、Ｕ相、Ｖ相のホール素子３１がＳ極の磁極２２と対向し、Ｗ相のホール素子３１のみがＮ極の磁極２２と対向することになり、Ｕ相、Ｖ相のホール素子３１の出力が“１”になって、Ｗ相のホール素子３１の出力が“０”になる（（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（１，１，０））。
【０００８】
而して、ドア体６が（Ｌ／３）の距離だけ走行する毎に、各ホール素子３１の検出信号の組み合わせ（以下、信号パターンと言う。）が周期的に変化し（図８参照）、しかも信号パターンが変化する順番はドア体６の走行方向によって異なるから、信号パターンの切り替わりの回数やその順番からドア体６の走行距離や走行方向を求めることができる。尚、電源投入時にドア体６の位置を初期化すれば、上記の方法で求めたドア体６の走行距離及び走行方向からドア体６の現在位置を求めることができる。
【０００９】
ところで、図９は制御回路ブロック５の回路図を示しており、直流電源から成る電源部４１と、例えば逆起電力防止用ダイオードＤが逆並列に接続された６つのスイッチ素子Ｑのブリッジ回路により構成され、固定子１のコイル１２の各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相）を切り換える出力部４２と、出力部４２の各スイッチ素子Ｑをスイッチング制御する制御部４３を備えている。そして、制御部４３は、磁気センサブロック３の各ホール素子３１からの検出信号に応じて出力部４２のスイッチ素子Ｑを順次オン／オフしており、固定子１に対する可動子２の相対的な位置に応じたタイミングで３相のコイル１２の内の２相に常時電流を流すことによって、永久磁石２１との相互作用で可動子２を移動させる推力を生じさせるように磁界を発生させ、ドア体６が走行するのである。尚、図７において各電磁石１０に付したＵ、Ｖ、Ｗの記号はコイル１２の相（励磁相）を示しており、アポストロフィが付加されている相のコイル１２は、アポストロフィが付加されていない同相のコイル１２と巻線方向が逆向きになっていることを意味している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記構成の自動ドアでは、ドア体６の走行方向における鴨居５１の略中央のみに磁気センサブロック３が設けられているが、磁気センサブロック３は可動子２の永久磁石２１と対向していなければ位置検出を行うことができないから、磁気センサブロック３を可動子２の永久磁石２１と常に対向させるためには、ドア体６の走行距離をドア体６の走行方向における幅寸法よりも短くしなければならず、ドア体６を開けた時の開口部の幅寸法が狭くなるという問題があった。
【００１１】
そこで、ドア体６を開けたときの開口部の幅寸法をできるだけ広くするために、ドア体６側にコイルが取り付けられた可動コイル形のリニアモータを用いたものも提案されているが、この方式の場合にはドア体６側に設けたコイルに電力を供給するため、ドア体６に電線を配線する必要があり、自動ドアの施工に手間がかかっていた。
【００１２】
本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、ドア体の走行距離がドア体の幅寸法より短くなるのを防止した自動ドアを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明では、ドア体を支持するドア枠の一部を構成し、ドア体の走行方向と交差する方向において対向する枠辺に、ドア体の走行範囲の略全体に亘って配置された複数個のコイルからなる固定子と、当該固定子と対向するドア体の部位の略全体に、前記走行方向において複数の磁極が交互に異極となるように設けられた永久磁石を具備する可動子と、当該可動子と対向するドア枠の部位に複数設けられ永久磁石の磁極を検出することによって固定子に対する可動子の位置を検出する磁気センサブロックと、磁気センサブロックの検出結果に応じて永久磁石との相互作用によりドア体を移動させる推力を発生させるように各コイルへの通電を制御する制御手段とを備え、複数の磁気センサブロックを、ドア体が走行範囲の一方の端まで移動した状態で可動子に対向する位置と、他方の端まで移動した状態で可動子に対向する位置との間に走行方向における可動子の幅寸法よりも短い間隔で配置し、ドア体の走行位置に応じて制御手段が検出信号を取り込む磁気センサブロックを可動子に対向している磁気センサブロックに切り替える切替手段を設け、各磁気センサブロックは、永久磁石の磁極を検出する複数の磁気検出素子を、各磁気検出素子の検出信号の組み合わせからなる信号パターンがドア体の移動に伴って周期的に変化するように、ドア体の走行方向に沿って並べて構成され、前記切替手段は何れかの磁気センサブロックを選択して、選択した磁気センサブロックの検出信号を制御手段に出力させると共に、選択した磁気センサブロックの信号パターンが、所定の信号パターンから別の信号パターンに変化すると、変化した信号パターンに応じて選択する磁気センサブロックを切り替えることを特徴とし、複数の磁気センサブロックは、ドア体が走行範囲の一方の端まで移動した状態で可動子に対向する位置と、他方の端まで移動した状態で可動子に対向する位置との間に走行方向における可動子の幅寸法よりも短い間隔で配置されているので、ドア体が可動子の幅寸法以上移動したとしても、何れかの磁気センサブロックが可動子の永久磁石と対向しているから、切替手段がドア体の走行位置に応じて可動子と対向している磁気センサブロックに切り替えることにより、固定子に対する可動子の位置を常に検出することができる。したがって、従来の自動ドアのように、ドア体の走行距離が可動子の幅寸法よりも短い寸法に制限されることはなく、可動子の幅寸法以上移動させることができる。
【００１４】
さらに請求項１の発明では、切替手段が何れかの磁気センサブロックを選択して、選択した磁気センサブロックの検出信号を制御手段に出力させており、検出信号の信号パターンが所定の信号パターンから別の信号パターンに変化すると、変化した信号パターンに応じて選択する磁気センサブロックを切り替えているので、切替手段では常時全ての磁気センサブロックの検出信号を読み込む必要がなく、切替手段や制御手段をマイクロコンピュータで構成する場合はマイクロコンピュータの演算量を減らすことができるから、演算処理能力の高い高価なマイクロコンピュータを用いる必要がなく、製造コストを低減できる。
【００１５】
請求項２の発明では、請求項１の発明において、各磁気センサブロックでは、永久磁石の同じ極性の磁極に対する磁気検出素子の位置関係が等しくなるように磁気検出素子が配置されており、切替手段の選択した磁気センサブロックの磁気検出素子が磁極を検出しておらず、他の磁気センサブロックの対応する磁気検出素子が磁極を検出すると、切替手段は制御手段が検出信号を読み込む磁気センサブロックを他の磁気センサブロックに切り替えることを特徴とし、各磁気センサブロックでは、永久磁石の同じ極性の磁極に対する磁気検出素子の位置関係が等しくなっているから、全ての磁気検出素子が永久磁石と対向していれば、各磁気センサブロックの信号パターンは等しくなるが、ドア体の移動に伴って何れかの磁気センサブロックの磁気検出素子が永久磁石と対向しなくなると、永久磁石と対向していない磁気検出素子では磁極を検出できなくなるので、このような場合は切替手段が永久磁石の磁極を検出している磁気センサブロックに切り替えることによって、正しい検出信号を制御手段に出力させることができる。
【００１６】
請求項３の発明では、請求項２の発明において、電源投入時における各磁気センサブロックの信号パターンが同じ場合、切替手段は何れかの磁気センサブロックを選択してその検出信号を制御手段に出力させると共に、選択した磁気センサブロックの信号パターンが磁極を検出不能になる直前の信号パターンになると、制御手段に検出信号を出力する磁気センサブロックを別の磁気センサブロックに切り替えることを特徴とし、請求項３の発明では電源投入時における磁気センサブロックの信号パターンが同じ場合、何れの磁気センサブロックを選択すれば良いか判断できないが、切替手段では、電源投入時における磁気センサブロックの信号パターンが同じ場合、何れかの磁気センサブロックを選択しているので、全ての磁気センサブロックの検出信号を読み込む必要が無く、切替手段や制御手段をマイクロコンピュータで構成する場合はマイクロコンピュータの演算量を減らすことができ、さらに選択した磁気センサブロックの信号パターンが、磁極を検出不能になる直前の信号パターンになると、別の磁気センサブロックに切り替えているので、永久磁石を検出できなくなって磁気センサブロックの信号パターンが異常となる前に磁気センサブロックを切り替えて、正しい検出信号を制御手段に出力させることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図１乃至図５を参照して説明する。尚、自動ドアの基本的な構成は上述した従来の自動ドアと同様であるので、同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００１８】
自動ドアのドア体（引き戸）６を支持するドア枠５０は、ドア体６の走行方向において対向する縦枠５２，５２と、ドア体６の走行方向と交差する方向において対向する鴨居（枠辺）５１及び敷居５３とで構成される。そして、本実施形態の自動ドアは、鴨居５１にドア体６の走行範囲の略全体に亘って配置された複数個のコイルからなる固定子１と、鴨居５１に設けた固定子１と対向するドア体６の上部の略全体に、ドア体６の走行方向において複数の磁極２２が交互に異極となるように設けられた永久磁石２１を具備する可動子２と、可動子２と対向する鴨居５１に複数設けられ、永久磁石２１の磁極２２を検出することによって固定子１に対する可動子２の相対的な位置を検出する２個の磁気センサブロック３ａ，３ｂと、磁気センサブロック３ａ，３ｂの検出結果に応じて永久磁石２１との相互作用によりドア体６を移動させる推力を発生させるように各コイルへの通電を制御する制御回路ブロック４とを備えている。
【００１９】
可動子２は、固定子１と対向するドア体６の上面にねじなどを用いて固定され、ドア体６の上面の略全長に亘って形成された磁性材料よりなる可動子ヨーク２３と、ドア体６の走行方向において複数の磁極２２が一定の間隔Ｌで交互に異極となるように可動子ヨーク２３の上面に配設された永久磁石２１とで構成され、可動子ヨーク２３によって永久磁石２１の磁極２２同士が磁気的に結合されている。尚、可動子２を構成する永久磁石２１は１つの磁性体に複数の磁極２２ができるように着磁して形成するか、複数個の永久磁石を可動子ヨーク２３に取り付けることによって形成されており、複数個の永久磁石を可動子ヨーク２３に取り付けた構造においては、各永久磁石がそれぞれ１つの磁極を構成する。
【００２０】
一方、固定子１は上述した従来の自動ドアと略同様の構成を有しており、ドア体６の上面と対向する鴨居５１の下面に鴨居５１の略全長に亘って形成された磁性材料よりなる固定子ヨーク１４と、固定子ヨーク１４の下面にドア体６の移動方向に沿って複数個配列された電磁石１０とで構成され、各電磁石１０は固定子ヨーク１４によって磁気的に結合される。ここで、各電磁石１０のコイルの相数を３相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）としてあり、これらのコイルをＹ結線し、２相づつ通電する方式を採用している。
【００２１】
ここで、固定子１では隣接する一対の電磁石１０の間の距離を一定として配列してあり、永久磁石２１の磁極２２間の距離をＬとすると、電磁石１０は（５×Ｌ／３）の間隔をおいて配置されている。また、ドア体６の走行方向における鴨居５１の中央位置から左右両側に磁極２２の間隔Ｌを整数倍した距離（ｎ×Ｌ）（ただし、ｎは正の整数である。）だけ離れた位置には、電磁石１０の間隔を上記一定距離よりも広くした空間がそれぞれ設けてあり、この空間に磁気センサブロック３ａ，３ｂがそれぞれ配置されている。ここで、ドア体６の走行方向における可動子２の幅寸法は、両磁気センサブロック３ａ，３ｂ間の間隔（＝２×ｎ×Ｌ）に磁気センサブロック３ａ，３ｂの１個分の幅寸法（４×Ｌ／３）を加えた寸法よりも長い寸法に設定しているので、磁気センサブロック３ａ，３ｂの間隔はドア体６の走行方向における可動子２の幅寸法よりも短くなっている。
【００２２】
ところで、各磁気センサブロック３ａ，３ｂは、プリント基板３１上に磁気検出素子としてのホール素子３１を３個配置してなり、絶縁材料製のスペーサ３３を介して固定子ヨーク１４にねじ止めなどにより固着されており、スペーサ３３によって電磁石１０の鉄心と略同じ高さに配置されている。ここで、３個のホール素子３１はドア体６の走行方向に沿って配列されており、３個のホール素子３１はコイルのＵ相、Ｖ相、Ｗ相にそれぞれ対応し、図１中左側からＶ相、Ｗ相、Ｕ相の順番に配列されている。各ホール素子３１は対向する永久磁石２１の極性を検出し、極性に応じて“１”又は“０”の信号を出力する。例えば各ホール素子３１が永久磁石２１のＳ極に対向している場合には信号“１”を出力し、永久磁石２１のＮ極に対向するか又は永久磁石２１に対向していない場合には信号“０”を出力するものとする。尚、説明を簡単にするために、図１及び図２における左右の方向を左右として以下では説明を行う。
【００２３】
ここで、磁気センサブロック３ａ，３ｂの各ホール素子３１はドア体６の走行方向において（２×Ｌ／３）の間隔をおいて配列され、永久磁石２１の磁極２２はドア体６の走行方向において間隔Ｌをおいて配列されているので、３個のホール素子３１の内、２個のホール素子３１は同じ極性の磁極２２と対向することになる。例えば図１に示すようにＵ相のホール素子３１がＳ極の磁極２２と対向し、Ｖ相、Ｗ相のホール素子３１がＮ極の磁極２２と対向している場合は、Ｕ相のホール素子３１の出力が“１”になり、Ｖ相、Ｗ相のホール素子３１の出力が“０”になる（（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（１，０，０））。
【００２４】
そして、図１に示す状態からドア体６が右側に（Ｌ／３）の距離だけ移動すると、Ｕ相、Ｖ相のホール素子３１がＳ極の磁極２２と対向し、Ｗ相のホール素子３１のみがＮ極の磁極２２と対向することになり、Ｕ相、Ｖ相のホール素子３１の出力が“１”になって、Ｗ相のホール素子３１の出力が“０”になる（（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（１，１，０））。而して、ドア体６が（Ｌ／３）の距離だけ移動する毎に各ホール素子３１の検出信号の組み合わせ（信号パターン）が変化し、しかも信号パターンの変化する順番はドア体６の走行方向によって異なるから、信号パターンの切り替わりの回数やその順番を検出することによってドア体６の走行距離や走行方向を求めることができる。尚、電源投入時にドア体６の位置を初期化すれば、上記の方法で求めたドア体６の走行距離及び走行方向からドア体６の現在位置を求めることができる。
【００２５】
図３は各磁気センサブロック３ａ，３ｂの信号パターンを示しており、ドア体６が（Ｌ／３）の距離だけ移動する毎に各センサブロックの信号パターンが切り替わる。尚、図３はドア体６が走行範囲の左端から右端まで走行する間の信号パターンの推移を示している。ところで、各磁気センサブロック３ａ，３ｂは互いに（２ｎ×Ｌ）の間隔をおいて配置されているので、各磁気センサブロック３ａ，３ｂが両方共に可動子２と対向している場合は、各磁気センサブロック３ａ，３ｂに設けられた各相のホール素子３１が同じ極性の磁極２２と対向することになり、各ホール素子３１の信号パターンは同じになる（図３の区間Ｔ２）。一方、ドア体６が左端にある場合、右側の磁気センサブロック３ｂが可動子２と対向していないため、磁気センサブロック３ｂの各ホール素子３１の出力は全て“０”になる（図３の区間Ｔ１）。また、ドア体６が右端にある場合、左側の磁気センサブロック３ａが可動子２と対向していないため、磁気センサブロック３ａのホール素子３１の出力は全て“０”になる（図３の区間Ｔ３）。
【００２６】
ここで、ドア体６が走行範囲の左端から右端に移動する際の信号パターンの推移について説明する。先ずドア体６が左端の位置にある状態では、右側の磁気センサブロック３ｂは可動子２と対向していないため、各ホール素子３１の出力は全て“０”になっている。次にドア体６が左端の位置から右側に移動すると、右側の磁気センサブロック３ｂではＶ相、Ｗ相、Ｕ相の順番でホール素子３１がＳ極の磁極２２と対向することになり、各ホール素子３１の信号はＶ相から順番に“１”になる（図３の区間Ｔ１）。図３の区間Ｔ２では各磁気センサブロック３ａ，３ｂのホール素子３１が可動子２と対向しているため、両センサブロックの信号パターンは同じになり、ドア体６の位置に応じた信号パターンの信号が出力される。そして、ドア体６が右端付近まで移動すると、左側の磁気センサブロック３ａでは、Ｖ相、Ｗ相、Ｕ相の順番でホール素子３１がＳ極の磁極２２と対向しなくなるから、各ホール素子３１の信号はＶ相から順番に“０”となる（図３の区間Ｔ３）。
【００２７】
一方、ドア体６が走行範囲の右端から左端に移動する際は、図３に示す順番と反対の順番で信号パターンが変化する。すなわち、ドア体６が右端の位置にある場合、左側の磁気センサブロック３ａは可動子２と対向していないため、各ホール素子３１の出力は全て“０”になる。上述とは逆にドア体６が右端の位置から左側に移動すると、左側の磁気センサブロック３ａでは、Ｕ相、Ｗ相、Ｖ相の順番でホール素子３１がＳ極の磁極２２と対向することになり、各ホール素子３１の信号はＵ相から順番に“１”となる（図３の区間Ｔ１）。図３の区間Ｔ２では各磁気センサブロック３ａ，３ｂのホール素子３１が可動子２と対向しているため、両センサブロックの信号パターンは同じになり、ドア体６の位置に応じた信号パターンの信号が出力される。そして、ドア体６が左端付近まで移動すると、右側の磁気センサブロック３ｂでは、Ｕ相、Ｗ相、Ｖ相の順番でホール素子３１がＳ極の磁極２２と対向しなくなるから、各ホール素子３１の信号はＵ相から順番に“０”となる（図３の区間Ｔ１）。
【００２８】
ここで、２つの磁気センサブロック３ａ，３ｂは、ドア体６が走行範囲の一方の端まで移動した状態で可動子２に対向する位置と、他方の端まで移動した状態で可動子２に対向する位置との間に、ドア体６の走行方向における可動子２の幅寸法よりも短い間隔で配置されているので、ドア体６が可動子２の幅寸法よりも長い距離を移動する場合でも、２個の磁気センサブロック３ａ，３ｂの内の何れか一方を可動子２と対向させることができる。したがって、ドア体６がどの位置に移動したとしても、何れかの磁気センサブロック３ａ，３ｂによって固定子１に対する可動子２の相対位置を検出することができるから、従来の自動ドアのように、ドア体６の走行距離が可動子２の幅寸法よりも短い寸法に制限されることはなく、可動子２の幅寸法以上移動させることができる。尚、本実施形態ではドア体６が走行範囲の一方の端まで移動した状態で可動子２に対向する位置と、他方の端まで移動した状態で可動子２に対向する位置との間に、ドア体６の走行方向における可動子２の幅寸法よりも短い間隔で２つの磁気センサブロック３ａ，３ｂを配置しているが、磁気センサブロックの数を２個に限定する趣旨のものではなく、磁気センサブロックを３個以上配置した場合は、ドア体６の走行範囲をさらに長くできる。
【００２９】
ところで制御回路ブロック４は上述した従来の自動ドアと同様の構成を有しており、制御回路ブロック４の制御部４３は、磁気センサブロック３ａ，３ｂから入力された検出信号の内、何れか一方の検出信号から固定子１に対する可動子２の相対的な位置を検出し、その相対位置に応じたタイミングで固定子１の３相のコイルの内の２相に電流を流すことによって、永久磁石との相互作用で可動子２を移動させる推力を生じさせるように磁界を発生させ、ドア体６を走行させている。ここに、制御回路ブロック４の制御部４３から、各コイルへの通電を制御する制御手段と、ドア体６の走行位置に応じて検出信号を取り込む磁気センサブロック３ａ，３ｂを可動子２に対向している磁気センサブロックに切り替える切替手段とを構成している。
【００３０】
ここで、切替手段としての制御回路ブロック４が２つの磁気センサブロック３ａ，３ｂの検出信号から何れか一方の検出信号を選択する際の動作について、図４及び図５のフローチャートを参照して説明する。
【００３１】
先ず、通常時の動作について図４のフローチャートを参照して説明する。なお、初期状態では制御回路ブロック４が左側の磁気センサブロック３ａの検出信号を選択しているものとし、前回読み込んだ磁気センサブロック３ａの信号パターンが（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（１，１，０）であったとする。ここで、制御回路ブロック４では、前回読み込んだ信号パターンが（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（１，１，０）になると、次に読み込んだ信号パターンからドア体６が左右何れの方向に移動したかを判断し、その移動方向に応じて磁気センサブロック３ａ又は３ｂの選択を切り換えている。すなわち、制御回路ブロック４では磁気センサブロック３ａ又は３ｂの検出信号を一定の周期で取り込んでおり、磁気センサブロック３ａの信号パターンを読み込むと（Ｓ１）、読み込んだ信号パターンが（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（０，１，０）であるか否かを判断し（Ｓ２）、（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（０，１，０）となっていれば、ドア体６が右方向に走行していると判断して、検出信号を取り込むセンサを左側の磁気センサブロック３ａから右側の磁気センサブロック３ｂに切り替える（Ｓ３）。
【００３２】
一方、Ｓ１で取り込んだ信号パターンが（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（０，１，０）となっていなければ、制御回路ブロック４はその信号パターンが（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（１，０，０）となっているか否かを判断し（Ｓ４）、検出信号が（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（１，０，０）となっていれば、ドア体６が左方向に走行しているものと判断し、検出信号を読み込むセンサブロックを左側の磁気センサブロック３ａのままとする（Ｓ５）。また、Ｓ１で取り込んだ信号パターンが（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（１，０，０）となっていなければ、制御回路ブロック４は信号パターンが変化していないと判断し、Ｓ１に戻って上述の処理を繰り返す。
【００３３】
上述のように制御回路ブロック４では、磁気センサブロック３ａ又は３ｂの信号パターンが所定の信号パターン（例えば（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（１，１，０））から別の信号パターン（すなわち（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（０，１，０）又は（１，０，０））に変化すると、変化した信号パターンに応じて検出信号を読み込む磁気センサブロックを何れかのセンサブロック３ａ，３ｂに切り替えている。
【００３４】
ここで、ドア体６が移動範囲の左端に位置する状態（すなわち、ドア体６が閉じている状態）では、制御回路ブロック４は左側の磁気センサブロック３ｂの検出信号を読み込んでおり、この状態からドア体６が右側に移動して磁気センサブロック３ｂの検出信号が（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（１，１，０）になった場合、次に取り込んだ磁気センサブロック３ａの信号パターンが（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（０，１，０）であれば、ドア体６が右側に走行しているものと判断し、検出信号を読み込むセンサを右側の磁気センサブロック３ｂに切り替える。ところで、ドア体６が右端まで移動すると、左側の磁気センサブロック３ａは可動子２と対向しなくなり、その検出信号は異常になるが、ドア体６が右側に向かって走行している場合、制御回路ブロック４では右側の磁気センサブロック３ｂの検出信号に切り替えているので、ドア体６が右端まで移動したとしても正しい検出信号を読み取ることができる。
【００３５】
その後、ドア体６が移動範囲の右端まで移動した状態（すなわちドア体６が開いている状態）から左側に移動して、磁気センサブロック３ｂの信号パターンが（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（１，１，０）になった場合、次に取り込んだ磁気センサブロック３ｂの信号パターンが（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（１，０，０）であれば、制御回路ブロック４はドア体６が左側に走行しているものと判断して、信号パターンを取り込むセンサを磁気センサブロック３ａに切り替える。ここで、ドア体６が左端まで移動すると、右側の磁気センサブロック３ｂは可動子２と対向しなくなり、その検出信号は異常になるが、ドア体６が左側に向かって走行している場合、制御回路ブロック４は左側の磁気センサブロック３ｂの検出信号に切り替えているので、ドア体６が左端まで移動したとしても正しい検出信号を読み取ることができる。
【００３６】
而して、制御回路ブロック４では２つの磁気センサブロック３ａ，３ｂの内、何れか一方のセンサブロックの検出信号のみを取り込んでおり、その信号パターンが所定の信号パターンになると次に取り込んだ検出信号の信号パターンからドア体６の走行方向を判断して、検出信号を取り込む磁気センサブロックを切り替えているので、制御回路ブロック４において常に両方の磁気センサブロック３ａ，３ｂから検出信号を取り込む必要はなく、制御回路ブロック４の制御部４３をマイクロコンピュータで構成する場合はマイクロコンピュータの演算量を減らすことができるから、演算処理能力の高い高価なマイクロコンピュータを用いる必要がなく、制御回路ブロック４の製造コストを低減できる。
【００３７】
次に電源投入時の制御回路ブロック４の動作について図５のフローチャートをを参照して説明する。電源投入時において制御回路ブロック４は以下のようにして磁気センサブロック３ａ，３ｂの選択を行う。電源が投入されると（Ｓ１１）、制御回路ブロック４では先ず左側の磁気センサブロック３ａを仮に選択して（Ｓ１２）、両方の磁気センサブロック３ａ，３ｂの検出信号を読み込む（Ｓ１３）。この時、制御回路ブロック４は磁気センサブロック３ａ，３ｂの信号パターンが等しいか否かを判断し（Ｓ１４）、両者が等しくなければ、何れかの磁気センサブロック３ａ，３ｂのホール素子３１が可動子２に対向していないものと判断し、信号“１”を出力するホール素子３１の数が多い方の磁気センサブロック３ａ又は３ｂを選択して（Ｓ１５）、上述した通常時の選択動作に移行する（Ｓ２２）。
【００３８】
一方、Ｓ１３で取り込んだ磁気センサブロック３ａ，３ｂの信号パターンが等しければ、制御回路ブロック４はその信号パターンが（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（１，１，０）であるか否かを判断し（Ｓ１６）、（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（１，１，０）であれば上述した通常時の選択動作で正しい磁気センサブロック３ａ又は３ｂを選択することができるので、磁気センサブロック３ａを選択した後（Ｓ１７）、上述した通常時の選択動作に移行する（Ｓ２２）。
【００３９】
また、両磁気センサブロック３ａ，３ｂの検出信号が（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（１，１，０）でなければ、制御回路ブロック４は両磁気センサブロック３ａ，３ｂの検出信号が（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（０，１，０）であるか否かを判断し（Ｓ１８）、（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（０，１，０）であれば制御回路ブロック４は磁気センサブロック３ａを選択し（Ｓ１９）、Ｓ１３に戻って上述の処理を繰り返す。一方、両磁気センサブロック３ａ，３ｂの検出信号が（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（０，１，０）でなければ、制御回路ブロック４は両磁気センサブロック３ａ，３ｂの検出信号が（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（１，０，０）であるか否かを判断し（Ｓ２０）、（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（１，０，０）であれば制御回路ブロック４は磁気センサブロック３ｂを選択し（Ｓ２１）、Ｓ１３に戻って上述の処理を繰り返す。
【００４０】
ところで、電源投入時に取り込んだ磁気センサブロック３ａ，３ｂの信号パターンが、両方共に（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（０，１，０）となる場合、ドア体６が左端付近の位置（すなわち図３のＰ１に対応する位置）にあると、ドア体６がＬ／３だけ左側に移動して信号パターンが切り替わった時点で、磁気センサブロック３ｂのＵ相のホール素子３１が可動子２と対向しなくなって、Ｕ相のホール素子３１が信号を出力しなくなり、その信号パターンが異常となる可能性があるため、制御回路ブロック４では左側の磁気センサブロック３ａを選択する。ここで、ドア体６が右側に走行すると、左側の磁気センサブロック３ａは可動子２と対向しなくなって、その信号パターンが異常となる虞があるため、制御回路ブロック４ではＳ１３に戻って上述の処理を継続して行い、両センサブロック３ａ，３ｂの信号パターンが共に（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（１，１，０）になると、図４で説明した通常時の選択処理を行うので、正しい磁気センサブロック３ａ，３ｂを選択することができる。
【００４１】
また、両磁気センサブロック３ａ，３ｂの信号パターンが共に（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（１，０，０）となった場合、ドア体６が右端付近の位置（すなわち図３のＰ２に対応する位置）にあるとドア体６がＬ／３だけ右側に移動して信号パターンが切り替わった時点で、磁気センサブロック３ａのＶ相のホール素子３１が可動子２と対向しなくなって、Ｖ相のホール素子３１が信号を出力しなくなり、その信号パターンが異常となる可能性があるため、制御回路ブロック４では右側の磁気センサブロック３ｂを選択する。ここで、ドア体６が左側に走行した場合、右側の磁気センサブロック３ｂのホール素子３１が可動子２と対向しなくなって、その信号パターンが異常となる虞があるため、制御回路ブロック４ではＳ１３に戻って上述の処理を継続して行い、両センサブロック３ａ，３ｂの信号パターンが共に（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（１，１，０）になると、図４で説明した通常時の選択処理を行うので、正しい磁気センサブロック３ａ，３ｂを選択することができる。
【００４２】
上述のように各磁気センサブロック３ａ，３ｂでは、永久磁石２１の同じ極性の磁極２２に対するホール素子３１の位置関係が等しくなっているから、全てのホール素子３１が永久磁石２１と対向していれば、各磁気センサブロック３ａ，３ｂの信号パターンは等しくなるが、ドア体６の移動に伴って磁気センサブロック３ａ又は３ｂのホール素子３１が永久磁石２１と対向しなくなると、永久磁石２１と対向していないホール素子３１では磁極２２を検出できなくなる。このような場合、制御回路ブロック４では、磁極２２を検出しているホール素子３１の数が多い方の磁気センサブロック３ａ，３ｂを選択しているので、正しい検出信号を読み込むことができる。したがって、何れかの磁気センサブロック３ａ，３ｂのみが可動子２と対向するような位置にドア体６を移動させた状態で電源を投入すれば、制御回路ブロック４は、正しい検出信号を出力する磁気センサブロック３ａ，３ｂを選択して、動作を開始することができる。また制御回路ブロック４は、ノイズなどの異常によって磁気センサブロック３ａ，３ｂの選択を誤った場合でも、正しい検出信号を出力する磁気センサブロック３ａ，３ｂを選択し直すことができる。
【００４３】
また、制御回路ブロック４では、電源投入時における磁気センサブロック３ａ，３ｂの信号パターンが同じ場合は、何れかの磁気センサブロック３ａ，３ｂを仮に選択し、その検出信号を読み込んでいるので、磁気センサブロック３ａ，３ｂの検出信号を両方共に監視する場合に比べて、制御回路ブロック４の負荷を減らすことができる。さらに、制御回路ブロック４の選択した磁気センサブロック３ａ又は３ｂの信号パターンが、磁極２２を検出不能になる直前の信号パターンになると、検出信号を読み込む磁気センサブロック３ａ，３ｂを切り替えているので、正しい検出信号を出力する磁気センサブロック３ａ，３ｂを選択することができる。
【００４４】
【発明の効果】
上述のように、請求項１の発明は、ドア体を支持するドア枠の一部を構成し、ドア体の走行方向と交差する方向において対向する枠辺に、ドア体の走行範囲の略全体に亘って配置された複数個のコイルからなる固定子と、当該固定子と対向するドア体の部位の略全体に、前記走行方向において複数の磁極が交互に異極となるように設けられた永久磁石を具備する可動子と、当該可動子と対向するドア枠の部位に複数設けられ永久磁石の磁極を検出することによって固定子に対する可動子の位置を検出する磁気センサブロックと、磁気センサブロックの検出結果に応じて永久磁石との相互作用によりドア体を移動させる推力を発生させるように各コイルへの通電を制御する制御手段とを備え、複数の磁気センサブロックを、ドア体が走行範囲の一方の端まで移動した状態で可動子に対向する位置と、他方の端まで移動した状態で可動子に対向する位置との間に走行方向における可動子の幅寸法よりも短い間隔で配置し、ドア体の走行位置に応じて制御手段が検出信号を取り込む磁気センサブロックを可動子に対向している磁気センサブロックに切り替える切替手段を設け、各磁気センサブロックは、永久磁石の磁極を検出する複数の磁気検出素子を、各磁気検出素子の検出信号の組み合わせからなる信号パターンがドア体の移動に伴って周期的に変化するように、ドア体の走行方向に沿って並べて構成され、前記切替手段は何れかの磁気センサブロックを選択して、選択した磁気センサブロックの検出信号を制御手段に出力させると共に、選択した磁気センサブロックの信号パターンが、所定の信号パターンから別の信号パターンに変化すると、変化した信号パターンに応じて選択する磁気センサブロックを切り替えることを特徴とし、複数の磁気センサブロックは、ドア体が走行範囲の一方の端まで移動した状態で可動子に対向する位置と、他方の端まで移動した状態で可動子に対向する位置との間に走行方向における可動子の幅寸法よりも短い間隔で配置されているので、ドア体が可動子の幅寸法以上移動したとしても、何れかの磁気センサブロックが可動子の永久磁石と対向しているから、切替手段がドア体の走行位置に応じて可動子と対向している磁気センサブロックに切り替えることにより、固定子に対する可動子の位置を常に検出できるという効果がある。したがって、従来の自動ドアのように、ドア体の走行距離が可動子の幅寸法よりも短い寸法に制限されることはなく、可動子の幅寸法以上移動させることができるという効果がある。
【００４５】
さらに請求項１の発明では、切替手段が何れかの磁気センサブロックを選択して、選択した磁気センサブロックの検出信号を制御手段に出力させており、検出信号の信号パターンが所定の信号パターンから別の信号パターンに変化すると、変化した信号パターンに応じて選択する磁気センサブロックを切り替えているので、切替手段では常時全ての磁気センサブロックの検出信号を読み込む必要がなく、切替手段や制御手段をマイクロコンピュータで構成する場合はマイクロコンピュータの演算量を減らすことができるから、演算処理能力の高い高価なマイクロコンピュータを用いる必要がなく、製造コストを低減できるという効果がある。
【００４６】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、各磁気センサブロックでは、永久磁石の同じ極性の磁極に対する磁気検出素子の位置関係が等しくなるように磁気検出素子が配置されており、切替手段の選択した磁気センサブロックの磁気検出素子が磁極を検出しておらず、他の磁気センサブロックの対応する磁気検出素子が磁極を検出すると、切替手段は制御手段が検出信号を読み込む磁気センサブロックを他の磁気センサブロックに切り替えることを特徴とし、各磁気センサブロックでは、永久磁石の同じ極性の磁極に対する磁気検出素子の位置関係が等しくなっているから、全ての磁気検出素子が永久磁石と対向していれば、各磁気センサブロックの信号パターンは等しくなるが、ドア体の移動に伴って何れかの磁気センサブロックの磁気検出素子が永久磁石と対向しなくなると、永久磁石と対向していない磁気検出素子では磁極を検出できなくなるので、このような場合は切替手段が永久磁石の磁極を検出している磁気センサブロックに切り替えることによって、正しい検出信号を制御手段に出力させることができるという効果がある。
【００４７】
請求項３の発明は、請求項２の発明において、電源投入時における各磁気センサブロックの信号パターンが同じ場合、切替手段は何れかの磁気センサブロックを選択してその検出信号を制御手段に出力させると共に、選択した磁気センサブロックの信号パターンが磁極を検出不能になる直前の信号パターンになると、制御手段に検出信号を出力する磁気センサブロックを別の磁気センサブロックに切り替えることを特徴とし、請求項３の発明では電源投入時における磁気センサブロックの信号パターンが同じ場合、何れの磁気センサブロックを選択すれば良いか判断できないが、切替手段では、電源投入時における磁気センサブロックの信号パターンが同じ場合、何れかの磁気センサブロックを選択しているので、全ての磁気センサブロックの検出信号を読み込む必要が無く、切替手段や制御手段をマイクロコンピュータで構成する場合はマイクロコンピュータの演算量を減らすことができ、さらに選択した磁気センサブロックの信号パターンが、磁極を検出不能になる直前の信号パターンになると、別の磁気センサブロックに切り替えているので、永久磁石を検出できなくなって磁気センサブロックの信号パターンが異常となる前に磁気センサブロックを切り替えて、正しい検出信号を制御手段に出力させることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の自動ドアに用いるリニアモータの要部拡大図である。
【図２】同上の外観図である。
【図３】同上に用いる磁気センサブロックの出力を示す図である。
【図４】同上の動作を説明するフローチャートである。
【図５】同上の別の動作を説明するフローチャートである。
【図６】従来の自動ドアの外観図である。
【図７】同上に用いるリニアモータの一部破断せる要部拡大図である。
【図８】同上に用いる磁気センサブロックの出力を示す図である。
【図９】同上の制御回路ブロックの回路図である。
【符号の説明】
２ 可動子
３ａ，３ｂ 磁気センサブロック
６ ドア体
２１ 永久磁石
２２ 磁極
Claims (3)
- ドア体を支持するドア枠の一部を構成し、ドア体の走行方向と交差する方向において対向する枠辺に、ドア体の走行範囲の略全体に亘って配置された複数個のコイルからなる固定子と、当該固定子と対向するドア体の部位の略全体に、前記走行方向において複数の磁極が交互に異極となるように設けられた永久磁石を具備する可動子と、当該可動子と対向するドア枠の部位に複数設けられ永久磁石の磁極を検出することによって固定子に対する可動子の位置を検出する磁気センサブロックと、磁気センサブロックの検出結果に応じて永久磁石との相互作用によりドア体を移動させる推力を発生させるように各コイルへの通電を制御する制御手段とを備え、複数の磁気センサブロックを、ドア体が走行範囲の一方の端まで移動した状態で可動子に対向する位置と、他方の端まで移動した状態で可動子に対向する位置との間に走行方向における可動子の幅寸法よりも短い間隔で配置し、ドア体の走行位置に応じて制御手段が検出信号を取り込む磁気センサブロックを可動子に対向している磁気センサブロックに切り替える切替手段を設け、各磁気センサブロックは、永久磁石の磁極を検出する複数の磁気検出素子を、各磁気検出素子の検出信号の組み合わせからなる信号パターンがドア体の移動に伴って周期的に変化するように、ドア体の走行方向に沿って並べて構成され、前記切替手段は何れかの磁気センサブロックを選択して、選択した磁気センサブロックの検出信号を制御手段に出力させると共に、選択した磁気センサブロックの信号パターンが、所定の信号パターンから別の信号パターンに変化すると、変化した信号パターンに応じて選択する磁気センサブロックを切り替えることを特徴とする自動ドア。
- 各磁気センサブロックでは、永久磁石の同じ極性の磁極に対する磁気検出素子の位置関係が等しくなるように磁気検出素子が配置されており、切替手段によって選択された磁気センサブロックの磁気検出素子が磁極を検出しておらず、他の磁気センサブロックの磁気検出素子が磁極を検出すると、切替手段は制御手段が検出信号を読み込む磁気センサブロックを他の磁気センサブロックに切り替えることを特徴とする請求項１記載の自動ドア。
- 電源投入時における各磁気センサブロックの信号パターンが同じ場合、切替手段は何れかの磁気センサブロックを選択してその検出信号を制御手段に出力させると共に、選択した磁気センサブロックの信号パターンが磁極を検出不能になる直前の信号パターンになると、制御手段に検出信号を出力する磁気センサブロックを別の磁気センサブロックに切り替えることを特徴とする請求項２記載の自動ドア。
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