JP3765875B2 - 自動ドア装置の非常制動装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動ドア装置において、停電や自動ドア装置に故障のような非常事態が生じたときに、ドアを制動する非常制動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及びその課題】
自動ドア装置において、ドアが開きつつあるとき、またはドアが閉じつつあるときに、例えば停電が生じると、自動ドア装置に設けられている制御装置は、ドアを制御できなくなる。このとき、移動慣性によってドアは、そのまま進行する。従って、ドアが閉じつつあるときに、人のような物体がドアを通り抜けようとしていると、人にドアが衝突する危険性がある。また、ドアが開きつつあるときに、停電すると、予め定められた開き位置を超えてドアが移動し、ドアがドアフレーム等に衝突し、破損する可能性がある。そこで、非常制動装置が、自動ドア装置には設けられることがある。
【０００３】
非常制動装置としては、例えば特開昭５４−５１２３４号公報に開示されているようなものがある。この非常制動装置は、エレベーターのドアをモータによって開閉するドア開閉装置において、停電時にモータの電機子に制動用抵抗器を接続し、いわゆる発電制動を行い、ドアの速度を低下させるものである。
【０００４】
しかし、この非常制動装置では、停電が復旧するまで、制動用抵抗器がモータの電機子に接続されたままである。従って、例えばドアが閉じたままの状態で停電した場合に、そのドアを手動で開いて外部に人が出ようとしても、大きな制動力が掛かっているので、容易にドアを開くことができないという問題点がある。
【０００５】
また、非常制動装置としては、例えば特開平６−１０８７３１号公報に開示されているものもある。これでは、ドアをモータによって開閉する自動ドア装置において、停電時から一定時間だけ制動用抵抗器をモータの電機子に接続する。従って、停電時から一定時間が経過すると、手動によってドアを容易に開閉することが可能になる。しかし、停電時から一定時間が経過した後には、制動用抵抗器は、モータの電機子から切り離されているので、ドアに加えられた操作力に応じて移動し、その結果、ドアの速度を制御することができないという問題点がある。特開昭５４−５１２３４号公報の非常制動装置でも同様であるが、停電時に直ちに制動用抵抗器がモータの電機子に接続されるので、ドアの速度が急激に減少する。従って、停電時に通行者がいた場合、違和感を感じるという問題点があった。
【０００６】
さらに、非常制動装置としては、特公平６−４３７８１号公報に開示されているものもある。これでは、ドアをモータによって開閉する自動ドア装置において、ドアの閉じ位置からドアを開く方向に一定の距離までドアが移動するまで、モータの電機子への制動用抵抗器の接続を中止し、上記距離以上にドアが移動すると、モータの電機子に制動用抵抗器を接続し、発電制動をかける。
【０００７】
この非常制動装置では、ドアの閉じ位置で停電が生じた場合には、一定の距離だけ容易にドアを開くことができるので、人の外部への脱出が容易に行える。しかし、ドアを上記一定の距離よりも開く必要があることもある。この場合、上記一定の距離を超えてドアを開こうとしたとき、発電制動がかかるので、ドアを容易に開くことができないという問題点がある。また、上記一定の距離範囲外にドアが位置する状態で、停電が生じると、直ちに制動抵抗器がモータの電機子に接続されるので、急激にドアが減速し、通行者に違和感を与える。
【０００８】
上記の各非常制動装置は、停電時の対策を主に提案されている。しかし、例えば自動ドア装置では、ドアを駆動するモータの他に、これを制御するための制御装置が使用されている。しかし、この制御装置では、たとえその一部が故障した場合にも、ドアの制御が不能になる可能性がある。しかし、上述した各非常制動装置では、制御装置の故障に対しなんら対策が講じられていない。
【０００９】
本発明は、停電時にもドアが急激に減速することなく、通行者に違和感を与えない非常制動装置を提供することを目的とする。また、本発明は、停電中にドアを容易に、かつ安全に開くことができる非常制動装置を提供することを目的とする。さらに本発明は、自動ドア装置の制御部の一部が故障しても、制動をかけられる非常制動装置を提供することを目的とする。他の本発明の目的は、以下の説明において明らかにする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の一態様は、ドアを開閉するモータを備えた自動ドア装置において、前記モータの制動とその解除を周期的に繰り返すことにより、前記モータの回転を抑制する制動部を備えており、前記制動部は、前記解除時に前記モータが発生する電力を充電し、前記制動時には前記充電された電力に応じて制動を前記モータに作用させる。
【００１１】
上記の態様において、前記制動は、所定の制動力を前記充電された電力の放電時間に応じた期間だけ作用させることができる。
【００１２】
これに加えて、前記制動するための制御期間と前記解除するための制御期間とに周期的に変化させる信号を生成する信号発生部を設けることができる。この場合、前記周期的に変化させる信号は、前記制動するための制御期間が、前記解除するための制御期間よりも長い。
【００１３】
これに加えて、前記モータはＰＷＭ制御で駆動されるものにできる。
【００１４】
また、上記の一態様において、前記モータの駆動を制御する制御部への給電が停止した場合または前記制御部が故障した場合に、前記制動部を作動させる判断部を備えることもできる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
１実施の形態の説明
自動ドア装置の概略説明
図１は、本発明による自動ドア装置の非常制動装置を実施した自動ドア装置の１実施の形態を示すブロック図である。この自動ドア装置は、ドア２ａ、２ｂを有している。ドア２ａ、２ｂは、図１に示すようにドア開口を完全に閉じた閉位置と、ドア２ａ、２ｂがドア開口を通行者が通行できるように完全に開いた開位置との間を、回転中心３ａ、３ｂを中心としてスイングする。図示しない駆動機構を介してモータ、例えば直流ステップモータ４がドア２ａ、２ｂに結合され、ドア２ａ、２ｂをスイングさせる。なお、図示していないが、ドア２ａ、２ｂには、ばねが設けられており、このばねの作用力によってドア２ａ、２ｂは閉じる方向に牽引されている。
【００２１】
この自動ドア装置は、いわゆるスイングドア装置である。しかし、本発明による自動ドア装置の制御装置は、他の型の自動ドア装置、例えばスライディングドアと共に使用することができる。
【００２２】
自動ドア装置の制御装置の概略説明
自動ドア装置の制御装置（以下、制御装置と称する。）１は、ドア２ａ、２ｂを開閉制御する。制御装置１は、ＣＰＵ６を有している。ドア２ａ、２ｂの回転方向とドア２ａ、２ｂの位置とを検出するために、モータ４に取り付けられたエンコーダ８からの信号が、ＣＰＵ６に供給されている。ドア２ａ、２ｂの近辺に人等の物体が近づいたことをセンサ１０が検知したとき、センサ１０が発生する操作信号も、ＣＰＵ６に供給されている。さらに、エンコーダ８からの信号と協働して、ドア２ａ、２ｂの速度の検出するため、クロック信号発生器１１が設けられている。
【００２３】
ドア２ａ、２ｂを動作させる際に必要な種々のパラメータが、メモリユニット１２に記憶されている。ＣＰＵ６からの信号によってモータ４を駆動する駆動部、例えばモータドライブユニット１４も設けられている。ＰＷＭ２信号発生回路１８も制御装置１に設けられている。ＣＰＵ６、エンコーダ８、クロック信号発生器１１、モータドライブユニット１４及びＰＷＭ２信号発生回路１８に電源を供給するための電源部１６も、制御装置１に設けられている。
【００２４】
ＣＰＵ６は、通常状態では、ＰＷＭ１／ＰＷＭ２切換信号として、ＰＷＭ１信号の選択を指示する高（Ｈ）レベルの信号をモータドライブユニット１４に供給する。ＣＰＵ６に電源部１６から供給されている電圧が、停電等によって予め定めた電圧まで低下すると、ＣＰＵ６は、ＰＷＭ１／ＰＷＭ２切換信号として、ＰＷＭ２信号の選択を指示する低（Ｌ）レベルの信号をモータドライブユニット１４に供給する。モータドライブユニット１４は、ＰＷＭ１信号の選択を指令されているとき、ＰＷＭ１信号と方向信号とによってドア２ａ、２ｂを制御する。また、モータドライブユニット１４は、ＰＷＭ２信号の選択を指令されているとき、ＰＷＭ２信号によってドア２ａ、２ｂを制御する。
【００２５】
方向信号には、正方向信号と逆方向信号とがある。モータドライブユニット１４は、正方向信号がＨレベルのとき、ドア２ａ、２ｂを開く方向に移動させるようにモータ４を回転させる。モータドライブユニット１４は、逆方向信号がＨレベルのとき、ドア２ａ、２ｂを閉じる方向に移動させるようにモータ４を回転させる。
【００２６】
モータドライブユニット１４は、モータ４を回転させるとき、ＰＷＭ１信号に応じて、モータ４をドライブする状態と、モータ４を制動する状態とに交互に制御する。ＰＷＭ１信号がＨレベルのとき、モータ４がドライブされ、ＰＷＭ１信号がＬレベルのとき、モータ４が制動される。ＰＷＭ１信号の１周期に対するＨレベルの期間の比率をデュティ比という。このデュティ比の調整によって、モータ４をドライブする期間と制動する期間の長さが調整される。これら期間の調整によって、ドア２ａ、２ｂへのドライブ力と制動力とが調整できる。このような制御をドライブアンドブレーキ制御と称する。
【００２７】
ドア２ａ、２ｂの基本動作
ドア２ａと２ｂとは、対称に回転するので、一方のドア２ａの基本動作のみ説明する。図２は、ドア２ａが、開位置ＯＰと閉位置ＣＰとを理想的に往復した場合のドア速度とドアのストロークとの関係を示している。図２から明らかなように、ドア２ａは、ドア２ａの開動作のとき、ソフトスタート制御領域ＳＡ、安定待ち制御領域ＷＡ、高速制御領域ＨＡ、ブレーキ制御領域ＢＡ、クッション制御領域ＣＡを経て、閉位置ＣＰから開位置ＯＰへ移動する。閉動作のときも、同様に、ソフトスタート制御領域ＳＡ、安定待ち制御領域ＷＡ、高速制御領域ＨＡ、ブレーキ制御領域ＢＡ、クッション制御領域ＣＡを経て、開位置ＯＰから閉位置ＣＰへ移動する。
【００２８】
ＣＰＵ６は、高速制御領域ＨＡ、ブレーキ制御領域ＢＡ及びクッション制御領域ＣＡにおいて、ＰＷＭ１信号のデュティ比と、ドア２ａの位置に応じて定められる目標デュティ比とを比較し、両者の差が０になるようにフィードバック制御を行う。このフィードバック制御は、ドア２ａの速度をリアルタイムで制御している。
【００２９】
ＣＰＵ６は、図２に示す５つの制御領域（ソフトスタート制御領域ＳＡ、安定待ち制御領域ＷＡ、高速制御領域ＨＡ、ブレーキ制御領域ＢＡ及びクッション制御領域ＣＡ）においてＰＷＭ１信号のデュティ比を以下のように調整する。
【００３０】
ソフトスタート制御
ドア２ａ、２ｂを開く場合、センサ１０の操作信号がＣＰＵ６に供給されたときに、ソフトスタート制御は開始される。ソフトスタート制御では、ＰＷＭ１信号のデュティ比を予め定めた増分Ｄ_UCずつ、予め定めた全ステップ数Ｓに達するまで増加させる。このデュティ比の増加に従って、図２に示すように、ドア２ａ、２ｂの速度は増加していく。この際、上述したようにＰＷＭ１信号のＨレベル期間にドア２ａ、２ｂの駆動が行われ、Ｌレベルの期間にブレーキがドア２ａ、２ｂにかけられる。ソフトスタートによって徐々にドア２ａ、２ｂの速度を上昇させるのは、モータ４に大きなデュティ比のＰＷＭ１信号を供給しても、ドア２ａの慣性の影響で、速やかにドア２ａの速度が上昇せず、かえってドア２ａに衝撃が生じるからである。
【００３１】
安定待ち制御
安定待ち制御は、ソフトスタート制御の次に行われる。安定待ち制御では、ソフトスタート制御における最終デュティ比を予め定めた時間保持する。ソフトスタート制御の最終段階でも、ＰＷＭ１信号のデュティ比に対応した速度にドア２ａの速度が到達していない可能性がある。安定待ち制御では、一定時間ソフトスタート制御の最終段階のデュティ比を維持して、このデュティ比に対応した速度にドア２ａの速度が追従するのを待つ。この安定待ち制御は省略することもでき、ソフトスタート制御から直ちに高速制御に移行してもよい。
【００３２】
高速制御
高速制御は、安定待ち制御の次に行われる。高速制御では、ドア２ａの速度ｖ_x が、予め定められた開高速目標速度ｖ_ohに一致するように、フィードバック制御が行われる。即ち、モータドライブユニット１４に与えるＰＷＭ１信号のデュティ比Ｄ_U (x) は、前回のデュティ比Ｄ_U (x-1) と、ドア２ａの現在の速度ｖ_x と、開高速目標速度ｖ_ohと、係数Ｋとに基づいて、数１により算出される。
【００３３】
【数１】
Ｄ_U (x) ＝Ｄ_U (x-1) −Ｋ（ｖ_x −ｖ_oh）
【００３４】
係数Ｋは、速度をデュティ比に換算するための係数である。算出されたデュティ比Ｄ_U (x) に基づいてモータ４の速度が制御される。これと並行して、ＣＰＵ６は、平均デュティ比Ｄ_Ua(x) を算出する。この平均デュティ比Ｄ_Ua(x) は、次回のソフトスタート制御において、全ステップ数を算出するために使用される。速度ｖ_x は、エンコーダ８からの信号に基づいて決定される。即ち、エンコーダ８が発生した１つのパルス信号が立ち上がってから、次のパルス信号が立ち上がるまでの間、即ちパルス信号の１周期の間に、クロック信号発生器１１が発生したクロックの数をＣＰＵ６によってカウントすることによって求められる。エンコーダ８がパルス信号を発生してから次のパルス信号が発生するまでの間にドア２ａが移動する距離は判明しているので、この１周期間のクロック数をカウントすることによってドア２ａの速度は計測できる。
【００３５】
この高速制御は、数２に示す終了条件が満たされるまで継続される。
【００３６】
【数２】
Ｎ_x ≧Ｎ−Ｎ₄ −Ｓ_B ・ｄ_B
【００３７】
Ｓ_B は（Ｄ_U (x) ／Ｄ_UC）である。これは、もし、現在のデュティ比Ｄ_U (x) から、上記変化分Ｄ_UCずつデュティ比を減少させたなら、デュティ比が上記変化分Ｄ_UCに等しくなるまでに必要とされるであろう全ステップ数を表している。デュティ比Ｄ_U (x) は、現在の速度ｖ_x に対応しているので、もし現在の速度からＤ_UCに対応する速度づつ減速していくなら、Ｓ_B はＤ_UCに対応する速度に減速するまで必要なステップ数を表している。ｄ_B は、予め定めた各ステップの継続距離を表している。従って、Ｓ_B ・ｄ_B は、図３に示すように現在の速度ｖ_x から減速する際に必要な後述するブレーキ制御領域のストロークＮ_B を表している。
【００３８】
Ｎ４は、図３に示すように、上記クッションストローク制御を行った場合のストロークである。従って、数２の右辺は、現在の速度ｖx によってブレーキ制御を開始するなら、ブレーキ制御を開始しなければならない開ブレーキ開始位置ＯＢＰを表している。数２の左辺のＮx はエンコーダ８の出力をＣＰＵ６内のカウンタによってカウントすることによって求めた現在のドア２ａの位置を表している。従って、数２は、現在のドア２ａの位置Ｎx が、現在の速度ｖx でブレーキ制御を開始する必要のあるブレーキ開始位置ＯＢＰであるかを判断している。
【００３９】
ブレーキ制御
ブレーキ制御は、数２の終了条件が満たされたときに開始される。ブレーキ制御では、数２の終了条件が満たされたときの全ステップ数Ｓ_B における各ステップＳ（Ｓ＝１乃至Ｓ_B ）ごとの目標速度ｖ_b (S) を求める。そして、実際の速度ｖ_x が目標速度ｖ_b (S) に等しくなるようにフィードバック制御が行われている。即ち、各ステップごとの目標速度ｖ_b (S) は、数３によって求められる。
【００４０】
【数３】
ｖ_b (S) ＝v _bp−〔（v _bp−ｖ_oc）／Ｓ_B 〕・Ｓ
【００４１】
但し、v _bpは、図２に示すようにブレーキ制御が開始された時のドア２ａの速度である。ｖ_ocは、予め定められた開クッション目標速度である。Ｓは、１からＳ_B までの値を１つずつ増加させる。この増加は、ドア２ａが継続距離ｄ_B だけ移動するごとに行われる。従って、各減速目標速度が、ドア２ａが継続距離ｄ_B だけ移動するごとに、（v _bp−ｖ_oc）／Ｓ_B ずつ減少していくので、減速勾配は一定値である。速度制御は、数４により行われる。
【００４２】
【数４】
Ｄ_U (x) ＝Ｄ_U (x-1) −Ｋ（ｖ_x −ｖ_b (S))
【００４３】
但し、Ｋは（ｖx −ｖb (Ｓ))をデュティ比に換算する係数である。このブレーキ制御は、ｖb (S) が、ｖocになるまで継続される。このブレーキ制御を行うことにより、ドア２ａの速度がほぼ一定の減速勾配を保持しながら、滑らかに減少する。従って、開クッション開始点ＯＣＰにおいてドア２ａの速度は、開クッション速度ｖ ocに減速させることができる。
【００４４】
クッション制御
クッション制御は、ｖ_b (S) がｖ_ocになった後に開始される。クッション制御では、ドア２ａの速度が、ブレーキ制御とクッション制御との移行点での目標速度であるｖ_ocに等しくなるようにフィードバック制御が行われている。この制御は、数５に基づいて行われる。
【００４５】
【数５】
Ｄ_U (x) ＝Ｄ_U (x-1) −Ｋ（ｖ_x −ｖ_oc)
【００４６】
また、この制御の終了条件は、ｖ_x が０になり、かつＮ_x がＮになったときである。このクッション制御では、予め定められた開クッションストローク開始点ＯＣＰからドア２ａの開位置ＯＰまでの間で走行抵抗が変化してもドア２ａの速度を開クッション目標速度ｖ_ocに一致させることができる。
【００４７】
ドア２ａ、２ｂの閉動作
ドア２ａ、２ｂの閉動作の場合、ドア２ａ、２ｂが開位置ＯＰに存在する状態で、操作信号が入力されない状態が、予め定めた時間にわたって継続すると、上記と同様に、ソフトスタート制御、安定待ち制御、高速制御、ブレーキ制御、クッション制御が行われる。但し、高速制御において、数２に代えて、数６が使用される。
【００４８】
【数６】
Ｎ_x ≦Ｎ₂ ＋Ｓ_B ・Ｎ_B
【００４９】
Ｎ₂ は図３に示すように、予め定められた閉クッションストローク値である。数３、５では、ｖ_ocに代えて、閉クッション速度ｖ_ccが使用される。
【００５０】
電源部１６の説明
電源部１６は、図４に示すように、例えば１２０Ｖの交流電源を直流化する整流回路２０を有している。この整流回路２０の整流出力がコンデンサ２２によって平滑化され、例えば１４０Ｖの直流電圧が生成される。この直流電圧は、モータドライブユニット１４内のＦＥＴブリッジ回路２３に供給されている。また、この直流電圧は、ツェナーダイオードを使用した定電圧電源回路２４によって、例えば＋１２Ｖの定電圧とされ、モータドライブユニット１４の各構成素子及びＰＷＭ２発生回路１８に供給されている。また、この直流電圧は、フィードバック制御を使用したスイッチング電源回路２６によって、例えば＋５Ｖの電圧とされ、ＣＰＵ６、エンコーダ８及びクロック信号発生器１１に供給されている。
【００５１】
モータドライブユニット１４の説明
モータドライブユニット１４のＦＥＴブリッジ回路２３は、４つのＦＥＴ２３１乃至２３４を有し、ＦＥＴ２３１、２３３のドレイン・ソース導電路が直列に、コンデンサ２２の両端に接続されている。またＦＥＴ２３２、２３４のドレイン・ソース導電路も直列に、コンデンサ２２の両端に接続されている。ＦＥＴ２３１、２３３のドレイン・ソース導電路の接続点と、ＦＥＴ２３２、２３４のドレイン・ソース導電路の接続点との間に、モータ４が接続されている。ＦＥＴ２３１乃至２３４の導電路には、それぞれダイオードＤ１乃至Ｄ４が並列に接続されている。
【００５２】
ＦＥＴ２３１、２３３のゲートには、制動手段として機能する導通切換器２８が設けられている。同様にＦＥＴ２３２、２３４のゲートにも導通切換器３０が設けられている。導通切換器２８は、後述するようにＬレベルの制御信号が供給されたとき、ＦＥＴ２３３を導通させ、ＦＥＴ２３１を非導通とする。Ｈレベルの制御信号が供給されたとき、導通切換器２８は、ＦＥＴ２３３を非導通とし、ＦＥＴ２３１を導通させる。同様に導通切換器３０もＬレベルの制御信号が供給されたとき、ＦＥＴ２３４を導通させ、ＦＥＴ２３２を非導通とし、Ｈレベルの制御信号が供給されたとき、ＦＥＴ２３４を非導通とし、ＦＥＴ２３２を導通させる。
【００５３】
導通切換器２８への制御信号は、ＮＡＮＤゲート３２ａ乃至３８ａ及びインバータ４０ａによって供給される。ＮＡＮＤゲート３２ａには、ＣＰＵ６から正方向信号とＰＷＭ１信号とが入力される。正方向信号は、ドア２ａ、２ｂを正方向（開く方向）に駆動するとき、Ｈレベルとなる。ＮＡＮＤゲート３２ａの出力とＰＷＭ１／ＰＷＭ２切換信号がＮＡＮＤゲート３４ａに供給されている。正常状態では、この切換信号はＨレベルであり、停電等の異常状態では、この切換信号はＬレベルである。例えばＣＰＵ６に印加される電圧が図示しない検出器によって検出されており、停電等による電圧低下が、この検出器によって検出されると、ＣＰＵ６にリセットがかけられ、その結果、この切換信号がＬレベルとなる。
【００５４】
この切換信号はインバータ４０ａによって反転されて、ＮＡＮＤゲート３６ａにも供給されている。ＮＡＮＤゲート３６ａには、ＰＷＭ２信号発生回路１８からＰＷＭ２信号も供給されている。ＮＡＮＤゲート３４ａ、３６ａの出力は、ＮＡＮＤゲート３８ａに供給され、このＮＡＮＤゲート３８ａの出力が、上記制御信号として導通切換器２８に供給されている。
【００５５】
一般にＮＡＮＤゲートでは、一方の入力がＨレベルのとき、他方の入力を反転させたものが出力される。また、ＮＡＮＤゲートでは、一方の入力がＬレベルのとき、他方の入力にかかわらず、Ｈレベルの出力となる。
【００５６】
従って、ＮＡＮＤゲート３２ａに、Ｈレベルである正方向信号が供給されているとき、ＮＡＮＤゲート３２ａは、他方の入力に供給されているＰＷＭ１信号を反転させた信号をＮＡＮＤゲート３４ａに出力する。また、ＮＡＮＤゲート３４ａに供給されているＰＷＭ１／ＰＷＭ２切換信号がＨレベルのとき、ＮＡＮＤゲート３４ａは、入力された反転ＰＷＭ１信号をさらに反転して、即ちＰＷＭ１信号に変換して、ＮＡＮＤゲート３８ａに入力する。
【００５７】
ＮＡＮＤゲート３６ａには、ＨレベルであるＰＷＭ１／ＰＷＭ２切換信号をインバータ４０ａによって反転させたＬレベルの信号が供給されているので、ＮＡＮＤゲート３６ａはＨレベルの出力信号をＮＡＮＤゲート３８ａに供給する。従って、ＮＡＮＤゲート３８ａの出力は、ＮＡＮＤゲート３４ａから供給されたＰＷＭ１信号を反転させたものとなり、導通切換器２８に供給される。
【００５８】
また、正方向信号がＬレベルのとき、ＮＡＮＤゲート３２ａは、ＮＡＮＤゲート３４ａにＨレベルの出力信号を供給する。ＮＡＮＤゲート３４ａには、ＨレベルのＰＷＭ１／ＰＷＭ２切換信号が供給されているので、ＮＡＮＤゲート３４ａはＰＷＭ１／ＰＷＭ２切換信号を反転させたＬレベルの信号をＮＡＮＤゲート３８ａに出力する。従って、ＮＡＮＤゲート３８ａはＨレベルの出力信号を、導通切換器２８に供給する。
【００５９】
導通切換器３０に対する制御信号は、ＮＡＮＤゲート３２ｂ、３４ｂ、３６ｂ、３８ｂ、インバータ４０ｂによって供給される。ＮＡＮＤゲート３２ｂに逆方向信号が供給されている以外、ＮＡＮＤゲート３２ａ、３４ａ、３６ａ、３８ａ、インバータ４０ａと同様に構成されている。
【００６０】
従って、逆方向信号がＬレベルであって、ＰＷＭ１／ＰＷＭ２切換信号がＨレベルのとき、導通切換器３０にはＨレベルの信号が供給される。また、逆方向信号がＨレベルであり、ＰＷＭ１／ＰＷＭ２切換信号がＨレベルのとき、導通切換器３０には反転させたＰＷＭ１信号が供給される。
【００６１】
従って、正方向信号がＨレベル、逆方向信号がＬレベル、ＰＷＭ１／ＰＷＭ２切換信号がＨレベルのとき、ＦＥＴ２３２は導通状態、ＦＥＴ２３４が非導通状態となる。この条件においてＰＷＭ１信号がＨレベルであると、ＦＥＴ２３３が導通し、ＦＥＴ２３２、モータ４、ＦＥＴ２３３と電流が流れて、モータ４がドア２ａ、２ｂを開く方向に回転させる。上記条件においてＰＷＭ１信号がＬレベルであると、ＦＥＴ２３３が非導通、ＦＥＴ２３１が導通し、ＦＥＴ２３１、２３２、モータ４によって発電制動回路が構成され、モータ４にブレーキがかけられる。この状態を図５の前半に示す。
【００６２】
正方向信号がＬレベル、逆方向信号がＨレベル、ＰＷＭ１／ＰＷＭ２信号がＨレベルのとき、ＦＥＴ２３３が非導通状態、ＦＥＴ２３１が導通状態となる。そして、この条件においてＰＷＭ１信号がＨレベルであると、ＦＥＴ２３４が導通し、ＦＥＴ２３２が非導通となる。その結果、ＦＥＴ２３１、モータ４、ＦＥＴ２３４に電流が流れ、モータ４はドア２ａ、２ｂを閉じる方向に回転させる。上記条件においてＰＷＭ１信号がＬレベルとなると、ＦＥＴ２３４が非導通となり、ＦＥＴ２３２が導通し、ＦＥＴ２３２、２３１、モータ４によって発電制動回路が構成され、モータ４にブレーキがかけられる。この状態を図５の中央に示す。これらのとき、ＰＷＭ１信号のデュティ比が、上述したようにして変化させられている。
【００６３】
また、ＰＷＭ１／ＰＷＭ２切換信号がＬレベルのとき、これをインバータ４０ａ、４０ｂによってＨレベルに反転させたものが、ＮＡＮＤゲート３６ａ、３６ｂに供給され、かつ、ＰＷＭ２信号がＰＷＭ２発生回路１８からＮＡＮＤゲート３６ａ、３６ｂに供給されているので、ＮＡＮＤゲート３６ａ、３６ｂはＰＷＭ２信号を反転させたものをＮＡＮＤゲート３８ａ、３８ｂに供給する。ＮＡＮＤゲート３４ａ、３４ｂは、ＰＷＭ１／ＰＷＭ２切換信号がＬレベルであるので、Ｈレベルの信号をＮＡＮＤゲート３８ａ、３８ｂに供給する。従って、ＮＡＮＤゲート３８ａ、３８ｂは、反転されたＰＷＭ２信号を再び反転させて、ＰＷＭ２信号として導通切換器２８、３０に供給する。
【００６４】
従って、ＰＷＭ２信号がＨレベルのとき、ＦＥＴ２３１、２３２が導通して、モータ４と共に発電制動回路を構成する。また、ＰＷＭ２信号がＬレベルのとき、ＦＥＴ２３３、２３４が導通して、モータ４と共に発電制動回路を構成する。この状態を図５の後半に示す。なお、ＰＷＭ２信号のデュティ比は、Ｈレベルの期間がＬレベルの期間以上の値、例えば７０パーセントに固定されている。
【００６５】
このようにＮＡＮＤゲート３２ａ、３２ｂ、３４ａ、３４ｂ、３８ａ、３８ｂが、通常状態でのモータ４の制動を制御するので、第１の制動部に対応する。また、ＮＡＮＤゲート３６ａ、３６ｂ、３８ａ、３８ｂが非常状態でのモータ４の制動を制御するので、第２の制動部に対応する。またインバータ４０ａ、４０ｂが、判断部に対応する。
【００６６】
導通切換器の説明
導通切換器２８、３０は、同一の構成であるので、導通切換器２８についてのみ説明する。図６に示すように、導通切換器２８は、コンデンサ４０と、切換スイッチ４２とを含み、切換スイッチ４２は、上述したようにＮＡＮＤゲート３８ａから供給される制御信号によって切り換えられる。制御信号がＬレベルのとき、図６（ａ）に示すように、切換スイッチ４２は、定電圧電源回路２４からの＋１２Ｖの電圧でコンデンサ４０を充電し、かつコンデンサ４０の両端間電圧をＦＥＴ２３３のゲート、ソース間に印加して、ＦＥＴ２３３を導通させる。
【００６７】
制御信号がＨレベルのとき、同図（ｂ）に示すように切換スイッチ４０は、＋１２Ｖからの充電を中止し、コンデンサ４０の充電電圧をＦＥＴ２３１のゲート、ソース間に放電して、ＦＥＴ２３１を導通させる。
【００６８】
この導通切換器２８に印加されている＋１２Ｖの電圧が、予め定めた電圧、例えば＋８．５Ｖよりも低下したとき、この導通切換器２８は、同図（ｃ）に示すように、コンデンサ４０をＦＥＴ２３１、２３３から切り離し、ＦＥＴ２３１、２３３を非導通状態とする。上述したような電圧低下は、例えば停電時に発生する。
【００６９】
導通切換器２８、３０によってＦＥＴ２３３、２３４が導通したとき、発電制動がかけられ、同様にＦＥＴ２３１、２３２が導通したときも、発電制動がかけられる。しかし、導通切換器２８、３０への印加電圧が低下したとき、導通切換器２８、３０が、全てのＦＥＴ２３１乃至２３４を非導通状態とし、モータ４がフリーとなる。即ち、制動はかけられていない。
【００７０】
非常制動装置の動作
ソフトスタート制御、安定待ち制御、高速制御、ブレーキ制御及びクッション制御のいずれかを実行している際に、停電が生じたとする。停電が生じても、直ちにコンデンサ２２間の電圧は零にならず、徐々に低下していく。この間には、各ＮＡＮＤゲート、インバータ、ＰＷＭ２信号発生回路は動作可能であり、ＰＷＭ１／ＰＷＭ２切換信号はＨレベルであるので、停電前と同じ制御が行われる。やがて、電圧が低下して、ＣＰＵ６にリセットがかけられると、ＰＷＭ１／ＰＷＭ２切換信号がＬレベルとなる。これによって、上述したように、ＰＷＭ２信号がＨレベルの期間、ＦＥＴ２３１、２３２が導通し、発電制動がモータ４にかけられ、ＰＷＭ２信号がＬレベルのとき、ＦＥＴ２３３、２３４が導通し、発電制動がモータ４にかけられる。
【００７１】
そして、図５（ａ）に示すように、ＰＷＭ２信号がＬレベルのときに、ＦＥＴ２３３、２３４が導通し、モータ４に発電制動がかけられると共に、導通切換器２８、３０のコンデンサ４０は充電される。このＬレベルの期間は、図７（ａ）に示すように短い。しかし、発電制動がかけられたとき、ドア２ａ、２ｂの速度が速いと、モータ４の電機子間に発生する電圧は大きいので、コンデンサ４０は充分に充電される。従って、ＰＷＭ２信号がＨレベルになったとき、図７（ｃ）に示すように、コンデンサ４０からの放電によってＦＥＴ２３１、２３２が、ＰＷＭ２信号のＨレベルの期間のうち比較的長い期間にわたって導通状態になり、ＦＥＴ２３１、２３２による発電制動がかけられている期間が長くなる。その結果、ドア２ａ、２ｂは大きく減速される。
【００７２】
一方、ドア２ａ、２ｂの速度が遅い場合、モータ４の電機子間に発生している電圧も小さいので、ＰＷＭ２信号がＬレベルのとき、コンデンサ４０も余り充電されない。従って、ＰＷＭ２信号がＨレベルになったとき、図７（ｂ）に示すように、そのＨレベルの期間の比較的短い時間で、コンデンサ４０の放電が終了し、ＦＥＴ２３１、２３２が導通している期間が短い。その結果、ドア２ａ、２ｂは余り減速されない。このように制動をかける際のドア２ａ、２ｂの速度に応じた制動が行われる。
【００７３】
このようにしてドア２ａ、２ｂが静止したとする。この状態では、導通切換器２８、３０に印加されている定電圧回路２４からの電圧も＋８．５Ｖよりも小さくなっているので、各ＦＥＴ２３１、２３２、２３３、２３４は非導通状態である。また、各ＮＡＮＤゲート３２ａ乃至３８ａ、３２ｂ乃至３８ｂ、インバータ４０ａ、４０ｂも非作動状態である。従って、モータ４には制動がかけられてなく、ドア２ａ、２ｂを、外力、例えば手で操作すると、ドア２ａ、２ｂは自由に移動する。また、ドア２ａ、２ｂは、ばねの作用力によって自動的に閉じようとする。
【００７４】
ドア２ａ、２ｂの移動により、モータ４の電機子が回転し、その両端に電圧が発生する。この電圧は、モータ４の回転方向によってダイオードＤ１、Ｄ４またはＤ２、Ｄ３によって整流されて、定電圧電源回路回路２４、スイッチング電源回路２６に供給され、これらが動作する。即ち、整流回路２０、コンデンサ２２で得られた直流電源と、モータ４を手動で回転させることによって得られた電源のいずれでも、定電圧電源回路２４、スイッチング電源回路２６も動作し、各ＮＡＮＤゲート３２ａ、３２ｂ、３４ａ、３４ｂ、３６ａ、３６ｂ、３８ａ、３８ｂ、インバータ４０ａ、４０ｂ、ＰＷＭ２信号発生回路１８が動作する。
【００７５】
そして、ドア２ａ、２ｂを移動させたときの速度が大きいと、上述したドア２ａ、２ｂの速度が大きい場合と同様な制動が行われ、ドア２ａ、２ｂは大きく減速される。このとき、ドア２ａ、２ｂに加えられている力が前と同じであると、ドア２ａ、２ｂの速度は上昇するが、上昇すると上述したのと同様にして、減速される。従って、ドア２ａ、２ｂの速度は、ほぼ一定である。
【００７６】
また、ドア２ａ、２ｂを移動させたときの速度が小さいと、上述したドア２ａ、２ｂの速度が小さい場合と同様な制動が行われ、ドア２ａ、２ｂは余り減速されない。即ち、ドア２ａ、２ｂを手動によって操作した際も、その操作力によるドア２ａ、２ｂの速度に応じた制動がかけられる。
【００７７】
なお、この実施の形態では、導通切換部２８、３０、ＮＡＮＤゲート３２ａ乃至３８ａ、３２ｂ乃至３８ｂ、インバータ４０ａ、４０ｂをモータドライブユニット１４に設けたが、ＣＰＵ６側に設けてもよい。また、この実施の形態は、停電の場合について説明したが、制御装置、例えばＣＰＵ６が故障し、ドア２ａ、２ｂの制御が不能になった場合に、ＰＷＭ１／ＰＷＭ２切換信号が発生するように構成すれば、ＣＰＵ６の故障の場合にも使用できる。
【００７８】
他の実施の形態
図８に他の実施の形態を示す。この実施の形態は、モータとしてブラシレスの３相モータ４ａを使用しているので、モータドライブユニット１４ａの構成が異なる以外、上記の実施の形態と同様に構成されている。同等部分には、同一符号を付して、説明を省略する。また、ＰＷＭ２信号発生回路は設けられていない。なお、開閉するドアは、スライディングドアでもよい。図８では、図面を簡略化するため、モータ４ａは２相分の端子のみを示している。このモータ４ａは、ＦＥＴブリッジ回路２３ａに接続されている。このＦＥＴブリッジ回路２３ａも、実際には３相分あるが、簡略化のため２相分のＦＥＴ２３１ａ乃至２３４ａのみを示している。これらＦＥＴ２３１ａ乃至２３４ａのドレイン・ソース導電路に並列にダイオードＤ１ａ乃至Ｄ４ａが並列に接続されている。
【００７９】
ＦＥＴ２３１ａ、２３３ａのゲートには、導通切換器２８ａが接続されている。ＦＥＴ２３２ａ、２３４ａのゲートには、導通切換器３０ａが接続されている。これら導通切換器２８ａ、３０ａは、先の実施の形態の導通切換器２８、３０と同一の構成である。また、図示していないもう一相用の導通切換器も実際には設けられている。
【００８０】
導通切換器２８ａには、ＮＡＮＤゲート５０ａから制御信号が供給される。導通切換器３０ａには、ＮＡＮＤゲート５０ｂから制御信号が供給される。ＮＡＮＤゲート５０ａの一方の入力には、上記の実施の形態と同様にＣＰＵ６から正方向信号とＰＷＭ１信号とが供給されている。ＮＡＮＤゲート５０ａの両入力は、プルダウン抵抗器５２ａ、５４ａによって接地されている。同様にＮＡＮＤゲート５０ｂの一方の入力には、上記の実施の形態と同様にＣＰＵ６から逆方向信号とＰＷＭ１信号とが供給されている。ＮＡＮＤゲート５０ａの両入力は、プルダウン抵抗器５２ｂ、５４ｂによって接地されている。
【００８１】
正方向信号がＨレベル、逆方向信号がＬレベル、ＰＷＭ１信号がＨレベルのとき、ＮＡＮＤゲート５０ａは、Ｌレベルの信号を導通切換器２８ａに供給し、正方向信号がＨレベル、逆方向信号がＬレベル、ＰＷＭ１信号がＬレベルのとき、ＮＡＮＤゲート５０ａは、Ｈレベルの信号を導通切換器２８ａに供給する。一方、逆方向信号がＬレベルであるので、ＮＡＮＤゲート５０ｂはＰＷＭ１信号の変化とは無関係に、Ｈレベルの信号を導通切換器３０ａに供給する。
【００８２】
また、正方向信号がＬレベル、逆方向信号がＨレベルのとき、ＮＡＮＤゲート５０ａはＰＷＭ１信号の変化とは無関係に、Ｈレベルの信号を導通切換器３０ａに供給する。正方向信号がＬレベル、逆方向信号がＨレベル、ＰＷＭ１信号がＨレベルのとき、ＮＡＮＤゲート５０ｂは、Ｌレベルの信号を導通切換器３０ａに供給する。正方向信号がＬレベル、逆方向信号がＨレベル、ＰＷＭ１信号がＬレベルのとき、ＮＡＮＤゲート５０ｂは、Ｈレベルの信号を導通切換器３０ａに供給する。従って、ＰＷＭ１信号や、正方向信号、逆方向信号が発生している通常状態では、上述した実施の形態と同様なドアの制御が行われる。
【００８３】
また、停電等により、ＰＷＭ１信号のＨレベルの値が低下してきても、これがＮＡＮＤゲート５０ａ、５０ｂにおけるＨレベルとＬレベルとの境界値にまで低下するまで、ＰＷＭ１信号のＨレベル、Ｌレベルの変化に従って、通常の制御を行う。そして、ＰＷＭ１信号のＨレベルが上記境界値にまで低下すると、ＮＡＮＤゲート５０ａ、５０ｂの出力はＨレベルを維持し、その結果、モータ４ａは発電制動され、ドア２ａ、２ｂが減速される。減速によって、モータ４ａの電機子間の電圧が低下すると、定電圧電源回路からの電圧が、所定値＋８．５Ｖよりも低くなり、ＦＥＴ２３３ａ、２３４ａは、非導通状態となり、モータ４ａはフリー状態になる。
【００８４】
やがて、ドアが停止したとき、モータ４ａはフリー状態であるので、ドアを人が操作すると、容易にドアは動く。これによって、モータ４ａの電機子間に電圧が発生する。この電圧は、ドアを急速に開くと、大きな電圧となり、図９（ｂ）に示すように、定電圧電源回路を介して導通切換器２８ａ、３０ａに＋８．５Ｖ以上の電圧が印加される。また、このとき、定電圧電源回路からの電圧によってＮＡＮＤゲート５０ａ、５０ｂも動作可能な状態になる。そして、ＮＡＮＤゲート５０ａ、５０ｂのＰＷＭ１信号が入力される側は、プルダウン抵抗器５４ａ、５４ｂによって接地されているので、ＮＡＮＤゲート５０ａ、５０ｂは、Ｈレベルの出力を導通切換器２８ａ、３０ａに供給する。その結果、モータ４ａには大きな制動力がかかり、ドアの速度は遅くなる。
【００８５】
そのとき、電機子間に発生する電圧に基づいて導通切換器２８ａ、３０ａに供給される電圧が＋８．５Ｖよりも小さくなると、ＦＥＴ２３３ａ、２３４ａは非導通状態なり、その結果、ドアはフリーの状態になる。このとき、ドアに加えている力が同じであれば、電機子間に発生する電圧が上昇し、上述したのと同様にして減速される。従って、大きな力でドアを操作しても、導通切換器２８ａ、３０ａに供給される電圧が＋８．５Ｖ前後となる速度に、ドアの速度は維持される。
【００８６】
また、ドアをゆっくりと開いた場合には、モータ４ａの電機子間に発生する電圧も小さくなる。従って、定電圧電源回路を介して導通切換器２８ａ、３０ａに供給される電圧も＋８．５Ｖより小さいと、ドアは容易に操作することができる。このように、この実施の形態においても、ドアを開く速度に応じた制動がかけられる。
【００８７】
この実施の形態においても、先の実施の形態と同様な変形が可能である。例えば、ＮＡＮＤゲート５０ａ、５０ｂ等をＣＰＵ６側に設けることもできる。また、ＰＷＭ１信号を発生するＣＰＵ６側の端子にも、プルダウン抵抗器を接続することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による非常制動装置を実施した自動ドア装置の１実施の形態のブロック図である。
【図２】同実施の形態におけるドアの速度変化を示す図である。
【図３】同実施の形態におけるドアの制御位置を示す図である。
【図４】同実施の形態におけるモータドライブユニットのブロック図である。
【図５】同実施の形態における動作説明図である。
【図６】同実施の形態における導通切換器の動作説明図である。
【図７】同実施の形態における非常制動時のブレーキのかかる状態の説明図である。
【図８】他の実施の形態におけるモータドライブユニットのブロック図である。
【図９】同他の実施の形態における動作説明図である。
【符号の説明】
１ 制御装置
２ａ、２ｂ ドア
４ モータ
６ ＣＰＵ（制御部）
１４ モータドライブユニット（駆動部）
１６ 電源
１８ ＰＷＭ２信号発生回路

Claims (4)

1. ドアを開閉するモータを備えた自動ドア装置において、
   前記モータの制動とその解除を周期的に繰り返すことにより、前記モータの回転を抑制する制動部を備えており、
   前記制動部は、前記解除時に前記モータが発生する電力を充電し、前記制動時には前記充電された電力に応じて制動を前記モータに作用させ、
   前記制動は、所定の制動力を前記充電された電力の放電時間に応じた期間だけ作用させることを特徴とする自動ドア装置の非常制動装置。
2. 請求項１記載の自動ドア装置の非常制動装置において、
   前記制動するための制御期間と前記解除するための制御期間とに周期的に変化させる信号を生成する信号発生部を備えており、
   前記周期的に変化させる信号は、前記制動するための制御期間が、前記解除するための制御期間よりも長いことを特徴とする自動ドア装置の非常制動装置。
3. 請求項２記載の自動ドア装置の非常制動装置であって、
   前記モータはＰＷＭ制御で駆動されることを特徴とする自動ドア装置の非常制動装置。
4. 請求項１記載の自動ドア装置の非常制動装置において、
   前記モータの駆動を制御する制御部への給電が停止した場合または前記制御部が故障した場合に、前記制動部を作動させる判断部を備えることを特徴とする自動ドア装置の非常制動装置。

Images