JP3796451B2

JP3796451B2 - 自動ドアのブレーキ装置

Info

Publication number: JP3796451B2
Application number: JP2002028393A
Authority: JP
Inventors: 吉田　　敬
Original assignee: 千蔵工業株式会社
Priority date: 2002-02-05
Filing date: 2002-02-05
Publication date: 2006-07-12
Anticipated expiration: 2022-02-05
Also published as: JP2003232167A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動ドアのブレーキ装置、さらに詳しくは、自動ドアの運転中に停電など電源供給回路の電圧が極端に低下したときに、開き又は閉じ途中のドアを停止させるブレーキ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動ドアのブレーキ装置には、例えば特許第３１５５６２７号公報に開示されるように、コントロールユニットの電源回路に停電を検知する検知器（リレー）を設け、この検知器の出力信号に連動する常閉の接点を有する発電ブレーキ回路をドアの駆動部に並列に設けた装置、また、さらに前記コントロールユニットの電源回路に遅延出力回路を設け、この遅延出力回路からの出力信号に連動する常開の接点を発電ブレーキ回路内に直列に接続した装置が知られている。
【０００３】
しかるに、上記従来装置においてはリレーを使用しているために、実装面積が大きくなるばかりでなく、消費電流が大きいので、動作を安定させるために電源整流回路等に使用される電解コンデンサの容量を大きくしなければない不具合があり、しかも、リレーの使用のためにコスト高になる不具合がある。
【０００４】
また、自動ドアのブレーキ装置の中に半導体素子の回路を用いることも知られているが、その場合には、自動ドアの運転中に停電が発生した際に、自動ドアのブレーキが作動しなかったり、手動によりドアを開閉しようとしてもモータの電機子コイルに発生する逆起電圧によりドアの開閉が困難になったり、さらには手動によりドアを強く押し過ぎるとドアが暴走する等の問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来事情に鑑みその不具合、問題点を解消せんとするもので、自動ドアの運転中に停電など電気的異常により電源供給回路の電圧低下が発生した際、確実にブレーキを作動させてドアを安全に停止させるとともに、停止したドアを手動により開閉させるときに、その開閉動作を円滑容易にし、かつドアの暴走を防止することのできるブレーキ装置を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
斯る本発明自動ドアのブレーキ装置は、電源供給回路と、該電源供給回路からの電流により駆動されるモータと、前記電源供給回路からの電源をモータに供給するモータ駆動回路と、前記電源供給回路とモータ駆動回路との間に接続されるモータのブレーキ回路及び逆流阻止回路と、前記逆流阻止回路へ向かう順方向電流が流れている場合にブレーキ回路を作動させないようにし、かつ逆方向電流が流れようとする場合にブレーキ回路を作動させるように働くブレーキ回路のＯＮ−ＯＦＦ制御回路と、前記電源供給回路の電圧を検出する電圧検出回路とを備え、前記電圧検出回路には、正常動作時における制御電源回路の出力電源より基準電圧が充電されるコンデンサを含み、電源供給回路の電圧低下を電圧検出回路が検出したときに前記コンデンサからの電流によりブレーキ回路を作動させるようにした構成である。
【０００７】
これにより、急速な電源電圧の低下など電気的異常で自動ドアの駆動制御回路が動作しない場合でも、ＯＮ−ＯＦＦ制御回路によってブレーキ動作を確実に行わせることができる。また、停電時には、電圧検出回路によりブレーキ動作を確実に作動させるとともに、該検出回路のコンデンサの充電量に応じた所定時間後にブレーキ動作が停止され、かつＯＮ−ＯＦＦ制御回路をＯＦＦにすることによって、その後は手動により軽い力でもってドアを開閉させることができる。
【０００８】
また、本発明のブレーキ装置は、さらに、上記逆流阻止回路の逆流電圧が所定電圧を超えたときに前記ブレーキ回路を作動させる逆流電圧検出回路を備え、該逆流電圧検出回路の検出動作によりブレーキ回路を動作させるようにして、電源供給回路の電圧低下で前記コンデンサの電流により作動したブレーキ回路の動作が停止した後、手動によるドアの開閉速度が速くなるのを抑制することを特徴とする。
それにより、ブレーキ回路の作動中はブレーキ動作するが、そのブレーキ動作の停止後には、逆流電圧検出回路による検出動作によってブレーキ回路のブレーキ動作、具体的にはブレーキ動作の作動、不作動、すなわちブレーキの効き具合を調整して、手動によるドアの開閉速度が速くなることを抑制する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面により説明すれば、図１は本発明の自動ドアのブレーキ装置を示す機能ブロック回路図を示す。
同図において、電源供給回路１は、整流回路ＳＤ１と平滑回路Ｃ１とからなり、この電源供給回路１に、逆流素子ダイオードＤ１で構成される逆流阻止回路２を介してモータ４を駆動するモータ駆動回路３が接続されている。
また、電源供給回路１には低電圧の制御電源回路５が接続され、電源供給回路１の出力は制御電源回路５に供給されて制御用低電圧電源に変換され、その低電圧電源が主制御回路６及び駆動制御回路７へ供給される。
主制御回路６は、自動ドアの開閉動作のために必要な制御を行う回路であり、駆動制御回路７は、主制御回路６からの制御信号をモータ４の駆動に必要な信号に変換する回路である。
【００１０】
自動ドアの正常動作時には、電源供給回路１に商用交流電源（１００Ｖ）が供給され、その出力直流電源が逆流阻止回路２を介しモータ駆動回路３からモータ４に電流が供給され、ドアの起動信号等により主制御回路６、駆動制御回路７が動作してモータ駆動回路３が制御され、それに応答してモータ４が回転制御されてドアを開閉動作させる。
【００１１】
ブレーキ回路８は、電源供給回路１とモータ駆動回路３との間に接続され、トランジスタＴＲ１及びＴＲ２と抵抗Ｒ１〜Ｒ４とにより構成されており、検出感度を高め、検出電流を少なくするために前記トランジスタＴＲ１をＭＯＳ型トランジスタとし、そのゲートに電圧検出用の前記トランジスタＴＲ２をダーリントン接続している。
このブレーキ回路８は、前記トランジスタＴＲ２のベースが直列抵抗Ｒ２を介してブレーキＯＮ−ＯＦＦ制御回路１１のフォトカプラＰＣ１に接続され、該制御回路１１によりブレーキ回路８がＯＮ−ＯＦＦ制御されるようにしている。
ＯＮ−ＯＦＦ制御回路１１は、前記フォトカプラＰＣ１及び抵抗Ｒ８により構成され、そのフォトカプラＰＣ１がダイオードＤ３を介して電源供給回路１に接続されている。
【００１２】
電圧検出回路９は、トランジスタＴＲ３及びＴＲ４、ダイオードＤ２、基準電圧用コンデンサＣ２、抵抗Ｒ５〜Ｒ７により構成されている。
この電圧検出回路９は、自動ドアの正常動作時に、制御電源回路５の出力直流電源より前記抵抗Ｒ５とダイオードＤ２を介して前記コンデンサＣ２に基準電圧が充電されるもので、その電圧は制御電源回路５の電圧より所定量（ダイオードＤ２のしきい値分低い電圧、例えば「制御電源回路５の電源電圧−０．６Ｖ」）となる。
逆流電圧検出回路１０は、ブレーキＯＮ−ＯＦＦ制御回路１１の前記フォトカプラＰＣ１の２次側に並列に逆流電圧検出用のツェナーダイオードＺＤ１を接続して構成される。
【００１３】
次に、斯る自動ドアのブレーキ装置における停電時の動作について説明する。
停電により商用交流電源が遮断されると、制御電源回路５の電圧が低下して供給ライン上のＡ点電圧が、電圧検出回路９の基準電圧用コンデンサＣ２の電圧より所定電圧（トランジスタＴＲ４のベースエミッタ間のしきい値分、例えば０．６Ｖ）低くなると次の順に電流が流れてブレーキが作動する。
（１）電圧検出回路９のコンデンサＣ２に充電された電流が抵抗Ｒ６を介してトランジスタＴＲ４のエミッタからコレクタへ流れて、トランジスタＴＲ３のベースに電流が流れる。
（２）トランジスタＴＲ３のベースに電流が流れると、該トランジスタＴＲ３のコレクタはエミッタと同じレベルになってブレーキ回路８の抵抗Ｒ２、逆流電圧検出回路１０のツェナーダイオードＺＤ１、ブレーキＯＮ−ＯＦＦ制御回路１１のフォトカプラＰＣ１との接続点Ｐを０Ｖに固定する。このとき、ダイオードＤ３により電源供給回路１の電源電流がトランジスタＴＲ３へ流れることは阻止される。
（３）ブレーキ回路８の抵抗Ｒ２のＰ点側が０Ｖになると、ブレーキ回路８のトランジスタＴＲ２のエミッタからベースへ電流が流れ、さらに、コレクタから抵抗Ｒ４、Ｒ１を経由して０ＶラインＢ点へ向けて電流が流れる。
（４）上記抵抗Ｒ４に電流が流れ、その両端電圧が所定電圧（約３Ｖ）以上になると、トランジスタＴＲ１のドレインからソースへ、さらに、抵抗Ｒ１を介して前記Ｂ点へ向けて電流が流れる。そのために、モータ駆動回路３に発生する発電電流は電源供給回路１の方へ逆流することなく、前記Ｂ点へ流れるのでブレーキが作動するとともに、電源供給回路１の平滑コンデンサＣ１に残留する余分な電荷もまた吸収される。
【００１４】
上記のとおり、停電により商用交流電源が遮断され制御回路が動作しなくなっても、小容量の前記コンデンサＣ２に蓄電された僅かな電荷によりブレーキ動作を行わせることができる。そのブレーキ動作の具体例を図２により説明する。
【００１５】
図２は、停電時における自動ドアの時間に対する動作特性を説明するものであり、横軸は時間を示し、走行区間Ｓ１、急制動区間Ｓ２及び発電制動区間Ｓ３、停止区間Ｓ４を表している。また、「停電等異常発生」とは、停電による異常事態が図示の時間に発生したことを示し、「制御機能停止」とは、電源供給回路１の出力電圧が正常動作時の所定値以下（例えば、約３０％以下）になり種々の制御機能が停止することを示すものである。
【００１６】
図２において、縦軸は停電時の自動ドアの走行速度と各部の電圧や電流の特性を示している。具体的には、ドアの走行速度（ａ）、電源供給回路１の電圧（ｂ）、制御電源回路５の電圧（前記Ａ点における電圧）（ｃ）、逆流ブレーキ有効（ｄ）、モータ両端短絡（ｅ）、電圧低下ブレーキ（ｆ）及びモータ電流（ｇ）の時間に対する特性を示すものである。
【００１７】
走行区間Ｓ１では、回転速度Ｖ、電圧Ｖ、電流Ｉａ、抵抗Ｒ、定数Ｋとすると、Ｎ＝（Ｖ−Ｉａ×Ｒ）／Ｋで表される回転速度で安定走行する。
急制動区間Ｓ２では、停電を検出したときに、主制御回路６は停電モードとなり消費電流を抑えるため全ての制御端子をリセット状態にする。停電モード時の駆動制御回路７は、モータ４の両端が短絡状態となるようトランジスタのゲート制御を行う。殆んどの自動ドアでは急制動区間Ｓ２で完全に停止するが、停止できなかった場合、モータ４の電機子コイルに発生する電圧による発電ブレーキが作動する。
【００１８】
発電走行区間Ｓ３では、モータ４の駆動電源の電圧が低下すると、駆動制御回路７の電源電圧も低下し、モータの両端の短絡を維持することができなくなり、電機子コイルに発生する発電電流が電源供給回路１へ逆流しようとする。その場合に、制御電源回路５の電圧が低下したときに、前述のとおり、電圧検出回路９が動作して一定時間、ブレーキ回路８を強制的に作動させ、それにより逆流した発電電流が吸収されてドアが完全に停止する。
停止区間Ｓ４では、電源供給回路１の電圧低下から所定時間経過すると、ブレーキ回路８が作動を停止する。ブレーキ回路８の作動が停止すると、手動操作でドアを開閉してもブレーキがかからないので軽い力でドアの開閉が可能である。
【００１９】
次に、半導体回路を用いる従来のブレーキ回路においては、停電が発生し電源が遮断されると、ドアを手動で開閉しようとしてもブレーキ回路が作動して強いブレーキ力となり、手動によるドアの開閉が非常に困難である。すなわち、電源が遮断された後、電源供給回路１の平滑コンデンサＣ１等に蓄電された電荷が全てなくなり、コンデンサＣ１の両端電圧が０Ｖとなった場合、手動によりドアを開き又は閉めようとしたときに、モータ４の電機子コイルに電圧が発生し、電源電圧が０Ｖのためモータ駆動回路３を通じて電機子による発電逆流電圧によりブレーキ動作が作用することが起因するものである。
【００２０】
本発明の上記ブレーキ回路８及びそのＯＮ−ＯＦＦ制御回路１１によれば、上記不具合が解消される。
すなわち、上記ＯＮ−ＯＦＦ制御回路１１は、自動ドアの正常動作時においては、制御電源回路５からフォトカプラＰＣ１の１次側発光ダイオードに電流が流れるため２次側が導通状態（ＯＮ）となっている。そのため、通常走行時の減速ブレーキによる発電逆流電流が、ブレーキ回路８のトランジスタＴＲ２のエミッタからベース→抵抗Ｒ２→Ｐ点→フォトカプラＰＣ１の２次側→ダイオードＤ３→電源供給回路１へと逆方向へ流れるので、ブレーキ回路８が作動してブレーキ動作が行われる。
しかし、停電時には、制御電源回路５の電圧が低くなって、前記フォトカプラＰＣ１が非導通状態（ＯＦＦ）となって逆方向電流が流れないため、発電逆流電流によるブレーキ動作が行われなくなるので、手動によるドアの開閉が容易となるのである。
このように、電源電圧の変化を利用して、ＯＮ−ＯＦＦ制御回路１１の前記フォトカプラＰＣ１の１次側を制御し、２次側の制御で発電ブレーキ動作を行わせることによるものである。
【００２１】
一方、上記のように、電源遮断時の対策として制御電源回路５の電圧が低下したときに、フォトカプラＰＣ１の２次側を非導通としトランジスタＴＲ２のベースに電流が流れないようにしてブレーキ力がかからないと、今度は手動によりドアを強く押し過ぎたときにドアが暴走する虞が生じる。
本発明の上記構成によれば、斯る問題を解消するために逆流電圧検出回路１０を接続して駆動電源電圧を検出し、ブレーキ動作を有効にし、あるいは無効にして停電時に手動による開閉動作を行うとき、ドアの移動速度が速くなりすぎないようにするものである。
【００２２】
すなわち、逆流電圧検出回路１０のツェナ−ダイオードＺＤ１を、前記ＯＮ−ＯＦＦ制御回路１１のフォトカプラＰＣ１の２次側に並列に接続している。
それにより、ドアの移動速度が低速で発電電圧がツェナ−ダイオードＺＤ１の電圧より低いときには、ブレーキ回路８のトランジスタＴＲ２のベースに電流が流れないためブレーキ動作は行われないが、手動によるドアの移動速度が速くなり、発電電圧がツェナ−電圧を超えたときには、トランジスタＴＲ２のベースに電流が流れてブレーキ動作が行われる。
このように、ドアの走行速度に対する発電電圧とツェナ−電圧とを比較させてブレーキの作動、不作動を調整できるので、手動によるドアの開閉時に開閉速度が速くなり過ぎてドアが戸当りに強く衝突するという問題が解消される。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、停電時など電気的異常が発生したときに、電圧検出回路によりブレーキ回路を作動させてブレーキ動作を確実に行わせることができるとともに、そのブレーキ動作の停止後には、電気的異常によりブレーキＯＮ−ＯＦＦ制御回路がＯＦＦ状態となっているので、停止したドアを手動で開閉させる場合に軽い力で開き又は閉じ動作を行わせることができる。
しかも、上記電圧検出回路は、正常動作時における制御電源回路の出力電源より充電されたコンデンサの基準電圧によってブレーキ回路を作動させるようにしリレーの使用を不要にしたので、実装面積が小さく消費電流が小さいとともに電源整流回路に使用されている電解コンデンサの容量も小さくすることができるなど有効である。
【００２４】
また、逆流阻止回路の逆流電圧が所定電圧を超えたときに前記ブレーキ回路を作動させる逆流電圧検出回路を備えた構成によれば、停電時等におけるブレーキ動作の停止後に手動によりドアを開閉させる際、ブレーキの効き具合が調整されるので、ドアを開き又は閉じ操作するときのドア速度が速くなることを抑制してドアを安全に手動開閉させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明自動ドアのブレーキ装置を示す機能ブロック回路図である。
【図２】自動ドアの動作特性を示す説明図である。
【符号の説明】
１：電源供給回路２：逆流阻止回路３：モータ駆動回路
４：モータ５：制御電源回路６：主制御回路
７：駆動制御回路８：ブレーキ回路９：電圧検出回路
１０：逆流電圧検出回路１１：ブレーキＯＮ−ＯＦＦ回路
Ｃ２：基準電圧用コンデンサ

Claims

電源供給回路と、該電源供給回路からの電流により駆動されるモータと、前記電源供給回路からの電源をモータに供給するモータ駆動回路と、前記電源供給回路とモータ駆動回路との間に設けられた逆流阻止回路と、前記電源供給回路とモータ駆動回路との間に接続され、モータの電機子コイルに発生する電圧による発電ブレーキのブレーキ回路と、前記逆流阻止回路へ向かう順方向電流が流れている場合に前記ブレーキ回路を作動させないようにし、かつ逆方向電流が流れようとする場合に前記ブレーキ回路を作動させるように働くブレーキ回路のＯＮ−ＯＦＦ制御回路と、前記電源供給回路の電圧を検出する電圧検出回路と、前記電源供給回路の出力を低電圧電源に変換して主制御回路に供給する制御電源回路と、電源供給回路の電源電圧が低下したのを検知するとモータの端子を短絡してモータの逆起電力による電流がモータ内を流れるようにする駆動制御回路とを備え、前記電圧検出回路には、自動ドアの運転中に制御電源回路の出力電源より基準電圧が充電されるコンデンサを含み、電源供給回路の電圧低下を電圧検出回路が検出したときに前記コンデンサからの電流により前記ブレーキ回路を作動させ、更に前記逆流阻止回路の逆流電圧が所定電圧を超えたときに前記ブレーキ回路を作動させる逆流電圧検出回路を備え、該逆流電圧検出回路の検出動作によりブレーキ回路を動作させるようにして、電源供給回路の電圧低下で前記コンデンサの電流により作動したブレーキ回路の動作が停止した後、手動によるドアの開閉速度が速くなるのを抑制することを特徴とする自動ドアのブレーキ装置。