JP3806355B2 - 自動扉 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動扉に関する。自動扉には、(1)センサ等によって戸に人が接近したことを感知したときに戸を作動させるものや、(2)センサ等によって戸に人が接触したことを感知したときに戸を作動させるもの、(3)戸を微少量移動させたときに戸を作動させるもの等がある。(1)、(2)に示した自動扉は、人が戸を作動させる意志があるとないとにかかわらず、一定の状況をセンサー等が検知すれば戸を作動させるため、戸の開閉が不要な場合でも戸が作動してしまう不都合が生じる。一方、(3)に示した戸は、人が戸を微少量移動させたときにのみに戸を作動させるため、(1)、(2)のような不要な戸の作動を防ぐことができる。本願は、上記(3)に示す、戸を微少量移動させたときに戸を開閉させる自動扉に関する。
【0002】
【従来の技術】
戸を微少量移動させたときに戸を作動させる自動扉(以下自動アシスト扉という)として、特開2001−152744(従来例1)に示す技術がある。
従来例1は、引戸の上端に永久磁石が取り付けられており、引戸の上端が収容されている上枠内部には、引戸の移動方向に沿って、複数の電機子コイルが直列に取り付けられている。また、上枠内部には、引戸の移動方向における磁力の変化を検知する引戸位置検知センサが適所に設けられている。
このため、引戸を移動させると、引戸とともに永久磁石が移動し、この永久磁石の移動による引戸の移動方向における磁力の変化を引戸位置検知センサが検知する。そして、磁力の変化量が一定量以上になると、電機子コイルに電流が流され、永久磁石がリニア駆動されるので、この永久磁石とともに引戸を移動させることができるのである。
【0003】
また、上枠内部には、引戸の移動経路上における障害物の有無を検出する赤外線センサを設けている。
このため、引戸の移動経路上に障害物が存在する場合、赤外線センサによってその障害物を検知して引戸の移動を停止させることができるので、引戸が閉まるときに、引戸と戸枠との間に人や物が挟まれることを防止することができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、従来例1では、引戸位置検知センサが引戸の移動を検知すると、引戸は移動されるが、その移動速度は予め一定の速度に設定されている。このため、引戸の移動速度を一般成人が引戸を動かす速度程度に設定していると、子供や老人など力の弱い人が引戸を移動させた場合、人が引戸を動かした速度に比べて、非常に速い速度で引戸が移動されてしまう。すると、引戸を移動させた人が驚いてしまうし、危険感を伴うという問題がある。
かといって、引戸の移動速度を遅く設定すると、その移動速度より速く戸を開けようとした人は戸が非常に重く感じるし、急いでいる人等は戸の開閉が遅いためいらいらして不快感を感じてしまうという問題がある。
さらに、引戸の作動の安全性を高くするためには、赤外線センサ等の障害物を検知する装置を別途設けなければならないので、設備が複雑になり、設置コストも高くなるという問題がある。
【0005】
本発明はかかる事情に鑑み、状況に応じて最適な移動速度で戸を移動させることができ、特別な安全機構が不要である自動扉を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1の自動扉は、戸と、該戸を開閉させる駆動手段と、前記戸の開閉方向における該戸の移動加速度に応じた検知信号と、前記戸の移動速度に対応した移動速度信号と、前記戸の移動量に対応した移動量信号とを発信する検知手段と、該検知手段の発信した検知信号、移動速度信号および移動量信号が入力される、前記駆動手段の作動を制御するための制御手段とを備えた自動扉であって、前記制御手段が、外力によって前記戸が移動されると、該戸が停止した状態から所定の量以上移動したときに、所定の量移動したときにおける該戸の移動速度よりも少し速い速度で、前記駆動手段による該戸の移動を開始させ、前記駆動手段によって前記戸の移動が開始されたときにおける該戸の移動速度を、所定の量移動するまでの期間における該戸の移動加速度に応じて変化させることを特徴とする。
請求項2の自動扉は、請求項1記載の発明において、前記駆動手段が、前記戸を開閉させる電動モータを備えており、前記検知手段が、前記電動モータに加わる電圧値を検出する電圧検出部を備えており、前記検知信号として、前記電圧検出部によって検出された電圧値に対応した信号を発信することを特徴とする。
請求項3の自動扉は、請求項1記載の発明において、前記駆動手段が、前記戸を開閉させる電動モータを備えており、前記検知手段が、前記電動モータに流れる電流量を検出する電流検出部を備えており、前記検知信号として、前記電流検出部によって検出された電流量に対応した信号を発信することを特徴とする。
請求項4の自動扉は、請求項3記載の発明において、前記制御手段が、前記戸が閉方向に移動する途中において、前記検知手段の電流検出部が検出した電流量が所定の量以上となった場合に、前記戸を開方向に移動させる反転ステップと、開方向に移動した前記戸を再度閉方向に移動させる再駆動ステップと、前記戸が再度閉方向に移動している途中において、前記検知手段の電流検出部が検出した電流量が所定の量以上となった場合に、前記戸を停止させる緊急停止ステップとを前記駆動手段に順に実行させることを特徴とする。
請求項5の自動扉は、請求項3記載の発明において、前記再駆動ステップの実行後、前記検知手段の電流検出部が検出した電流量が所定の量以上となった場合において、前記制御手段が、前記緊急停止ステップを実行させる前に、前記戸を再度開方向に移動させる再反転ステップを実行させることを特徴とする。
【0007】
請求項1の発明によれば、外力によって戸が移動され、かつ、戸が停止した状態から所定の量だけ移動されたときにのみ駆動手段によって戸を移動させることができるので、戸の誤動作を防ぐことができ、戸を必要なときにのみ開閉させることができる。しかも、戸が一定量以上移動したときの移動速度よりも少し速い速度で戸を移動させるので、人が戸を動かしたときに、戸を軽く感じさせることができる。そして、駆動手段によって戸の移動が開始されたときにおける戸の移動速度は、人が移動させた速度よりも少し速いだけであり、また、駆動手段による戸の移動が開始されるまでの期間における戸の移動加速度に応じて変化するから、戸が駆動手段によって移動され始めたときに、戸を移動させた人が驚いたり、危険を感じたりすることを防ぐことができる。
請求項2の発明によれば、戸が停止した状態から外力によって戸を移動させると、電動モータの主軸が回転されるので、電動モータのコイルには誘導起電圧が発生する。すると、この誘導起電圧を電圧検出部が検出するので、検知手段が、外力によって戸が移動されたことを検出することができる。しかも、戸の移動加速度に応じて発生する誘導起電圧の電圧値が変化するので、この誘導起電圧の電圧値から戸の移動加速度を検出することができる。
請求項3の発明によれば、戸が電動モータによって移動されている途中に、戸が障害物に接触して、その移動が妨げられると、電動モータのコイルには過電流が流れる。すると、この過電流を電流検出部が検出するので、検知手段が、戸が障害物と接触したことを検出することができる。このため、障害物を検知する装置を設ける必要がなく、戸の構造を簡単にすることができる。
請求項4の発明によれば、戸が閉方向に移動されている途中に、戸が障害物と接触したことを検知手段が検出すると、制御手段によって戸は一度開方向に移動され、再び閉方向に移動される。そして、再び検知手段によって戸が障害物と接触したことを検出すると、戸が停止する。このため、閉動作中に、戸が人や物と接触しても、人や物が戸によって押されたり挟まれたりすることを防ぐことができ、戸の故障等を防ぐことができる。また、戸の移動経路に一時的に存在した人や障害物等に戸が接触したような場合には、再駆動ステップを実行させることによって戸を自動的に閉めることができるので、戸の閉め忘れを防ぐことができ安心であるし、また、戸を再び動かして閉動作をさせる必要がない。
請求項5の発明によれば、再駆動ステップによって閉方向に移動している戸が再び人等に接触したような場合には、開方向へ2度目の反転をさせてから戸の移動を停止させるので、人や障害物が戸と戸当り支柱2等との間に挟まれたままになることを防ぐことができ、安全性を高めることができる。
【0008】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
本発明の自動扉は、人が扉を微少移動させたときに扉を作動させる自動扉、つまり自動アシスト扉である。本発明の自動扉は、その開閉方式として、スライド式(いわゆる引戸)、回転式(いわゆる開戸)および両者を複合した方式のいずれも採用することができるものである。
以下には、本発明の自動扉の一例として、その戸の開閉方式として回転式を採用した自動扉、具体的には特願2000‐283047記載の戸開閉機構を有する自動扉について説明する。
【0009】
図1は本実施形態の自動扉のブロック図である。図6は本実施形態の自動扉の概略正面図である。図7は本実施形態の自動扉の概略平面図である。図1、図6および図7に示すように、本実施形態の自動扉は、開閉可能な戸10と、戸10を開閉させる駆動手段20と、戸10の移動状況を検知する検知手段40と、駆動手段20の作動を制御する制御手段30とから構成されたものであり、検知手段40が検知した戸10の移動状況に応じて制御手段30が戸10の移動・停止や移動速度等を制御するようにしたことが特徴である。とくに、戸10が停止した状態から外力によって移動されたときに、加えられた外力に対応した移動速度で戸10を移動させるようにした点が最大の特徴である。
【0010】
まず、戸10を説明する。
図8は図6のVIII−VIII線矢視図であって戸10が全開した状態を示した図である。図9は戸10の移動状況を示した図である。
図6、図7および図8において、符号1および符号2はそれぞれ吊元支柱および戸当り支柱を示している。この吊元支柱1と戸当り支柱2は、一定の間隔をあけて配設されており、両者の間が人の通る通路となっている。
【0011】
なお、戸当り支柱2には、後述する戸10が全閉となったときに、戸10の戸本体12の他端を固定し、施錠することができる施錠部2bが設けられている。
【0012】
前記吊元支柱1と戸当り支柱2との間には、戸10が設けられている。この戸10の支持枠11は、正面視でコの字状をしており、その垂直枠11b がヒンジ1bを介して吊元支柱1に取り付けられている。
また、戸10の支持枠11における上下一対の水平枠11a ,11a の間には、回転軸13を介して、戸本体12が水平面内で回転可能に取り付けられている。
【0013】
前記吊元支柱1の後方(図7では上方)には、支持支柱3が立設されており、この支持支柱3の上端と吊元支柱1の上端との間に中空な梁4が配設されている。図示しないが、この梁4の下面には、梁4の内部と外部を連通する溝が形成されており、この溝が梁4の軸方向に沿って延びている。
また、前記梁4の内部には、その軸方向に沿って移動可能な移動部材16が収容されている。移動部材16は、前記梁4の溝を貫通する連結部材12a によって、前記戸10の戸本体12の一端(図6では左端、図8では右端)と回転可能に連結されている。
つまり、戸10の支持枠11、戸本体12および移動部材16によって、移動部材16を「すべりこ」とするオフセットクランク機構が形成されているのである。
なお、平面視で、ヒンジ1bと回転軸13との間の距離が移動部材16と回転軸13との間の距離とほぼ同じであるから、戸本体12の他端が吊元支柱1と戸当り支柱2との間を直線的に移動する機構、いわゆるスコットラッセルの機構とみなすこともできる。
【0014】
このため、図7および図9に示すように、戸10が閉じた状態において、戸10が開く方向(図7および図9では上向き)に戸10の戸本体12を移動させれば、戸本体12は、その一端が移動部材16に案内されて梁4の軸方向に沿って吊元支柱1から支持支柱3に向かって移動する。すると、戸本体12は回転軸13を介して支持枠11に取り付けられているから、回転軸13を支点として水平面内で時計回りに回転し、支持枠11がヒンジ1bを支点として水平面内で反時計回りに揺動する。したがって、戸10を開くことができる。
すなわち、戸本体12を、戸10が閉じた状態から時計回りに90°回転させれば、支持枠11は水平面内で反時計回りに90°揺動し、吊元支柱1と支持支柱3との間まで揺動する。このとき、戸本体12と支持枠11は相対的に180°回転したことになるので、戸本体12と支持枠11の両方が吊元支柱1と支持支柱3との間に位置させることができる。つまり、戸10を全開とすることができる。
【0015】
逆に、戸10が開いた状態、つまり支持枠11および戸本体12が吊元支柱1と支持支柱3とを結ぶ直線上に位置した状態から、戸10の戸本体12を戸10が閉じる方向(図7および図9では下向き)に移動させれば、戸本体12は、その一端が移動部材16に案内されて梁4の軸方向に沿って支持支柱3から吊元支柱1に向かって移動する。すると、戸本体12は回転軸13を支点として水平面内で反時計回りに回転し、支持枠11がヒンジ1bを支点として水平面内で時計回りに揺動する。したがって、戸10を閉じることができる。
すなわち、戸本体12を、戸10が開いた状態から反時計回りに90°回転させれば、支持枠11は水平面内で時計回りに90°揺動し、戸10が閉じた状態に戻る。このとき、戸本体12と支持枠11は相対的に180°回転したことになるので、戸本体12と支持枠11の両方を吊元支柱1と戸当り支柱2との間に位置させることができる。つまり、戸10を全閉とすることができる。
【0016】
つぎに、駆動手段20を説明する。
図7および図8に示すように、前記支持支柱3の内部には、駆動手段20の電動モータ21が収容されている。この電動モータ21の主軸には、駆動ギア22が取り付けられている。
一方、前記吊元支柱1の内部には、従動ギア23が回転可能に収容されている。そして、この従動ギア23と駆動ギア22との間には、タイミングベルト24が巻き掛けられている。このタイミングベルト24は前記梁4の内部を通されている。
そして、タイミングベルト24の適所には、前記移動部材16が固定されている。
【0017】
したがって、図7および図9に示すように、駆動手段20の電動モータ21を駆動させて移動部材16を吊元支柱1から支持支柱3の方向へ移動させると、戸10の戸本体12を回転軸13を支点として平面視で時計回りに回転させることができる。すると、支持枠11が反時計回りに揺動するので、戸10を開くことができる。
逆に、移動部材16を支持支柱3から吊元支柱1の方向へ移動させると、戸10の戸本体12を回転軸13を支点として平面視で反時計回りに回転させることができる。すると、支持枠11が時計回りに揺動するので、戸10を閉じることができる。
【0018】
さて、本発明の重要な部分である制御手段30および検知手段40について説明する。
図8に示すように、前記支持支柱3の内部には、制御手段30および検知手段40を備えたコントロールボックスCBが設置されている。なお、コントロールボックスCBを設ける位置は支持支柱3内に限られない。
【0019】
まず、検知手段40について説明する。
図1に示すように、検知手段40は電流検出部41、電圧検出部42およびエンコーダ43を備えている。
【0020】
電圧検出部42は電動モータ21に加わる電圧値を検出するためのものであり、検出した電圧値に対応した信号を発信することができるものである。具体的には、電動モータ21に加わる電圧を検出する公知の電圧計と、電圧の時間変動に対応して前記電圧計が発信するアナログ信号をデジタル信号に変換して、そのデジタル信号を発信するA/D変換器とを備えたものである。
このため、戸10が外力によって移動されると、前記移動部材16、タイミングベルト24を介して駆動手段20の電動モータ21の主軸が回転され、電動モータ21には戸10の移動加速度に対応した誘導起電圧が発生するが、この誘導起電圧を電圧検出部42によって検出することができる。そして、電圧検出部42が発信する誘導起電圧に対応した検知信号、つまり戸10の移動加速度に対応した検知信号を、後述する制御手段30に入力することができる。
【0021】
電流検出部41は電動モータ21に流れる電流量を検出するためのものであり、検出した電流量に対応した信号を発信することができるものである。具体的には、電動モータ21に流れる電流を検出する公知の電流計と、電流の時間変動に対応して前記電流計が発信するアナログ信号をデジタル信号に変換して、そのデジタル信号を発信するA/D変換器とを備えたものである。
なお、戸10が外力によって移動されると、戸10の移動加速度に対応した誘導起電圧が発生するが、同時にこの誘導起電圧に対応した誘導電流が電動モータ21に流れるので、この誘導電流を電流検出部41によって検出することができる。つまり、電流検出部41からも戸10の移動加速度に対応した検知信号を、後述する制御手段30に入力させることも可能である。
【0022】
エンコーダ43は前記駆動手段20の電動モータ21に取り付けられている。このため、戸10が移動されることによって駆動手段20の電動モータ21の主軸が回転されると、この電動モータ21の主軸の回転数をエンコーダ43によって検出することができる。この電動モータ21の主軸の回転数は、戸10の移動速度と比例するので、エンコーダ43によって戸10の移動速度を検出することができるのである。そして、このエンコーダ43は、検出した電動モータ21の主軸の回転数に対応した移動速度信号を発信し、この移動速度信号を後述する制御手段30に入力することができる。
同時に、エンコーダ43は、検出した電動モータ21の主軸の回転量に対応した移動量信号を発信し、この移動量信号を後述する制御手段30に入力することができる。
【0023】
上記の移動速度信号および移動量信号とは、具体的には、電動モータ21の主軸が一定角度回転する毎に発信されるパルス信号である。このパルス信号は、戸10の移動速度が速くなればパルス信号の間隔が短くなり、逆に戸10の移動速度が遅くなればパルス信号の間隔が長くなる、つまり戸10の移動速度とパルス信号の間隔が反比例している。よって、このパルス信号の間隔から戸10の移動速度を求めることができるのである。
また、一定の時間内にエンコーダ43から発信されるパルス信号の数は、戸10の移動量が大きくなればその数が多くなり、逆に戸10の移動量が小さくなればその数が少なくなる、つまり戸10の移動量と一定の時間内にエンコーダ43から発信されるパルス信号の数が比例している。よって、パルス信号の数をカウントすれば、戸10の移動量を求めることができるのである。
つまり、エンコーダ43が特許請求の範囲にいう移動速度検出部および移動量検出部であり、エンコーダ43が発信する上記のパルス信号が、特許請求の範囲にいうエンコーダ信号である。
【0024】
図示しないが、前記吊元支柱1および前記支持支柱3の適所には、それぞれ閉センサ45および開センサ46が取り付けられている。この閉センサ45および開センサ46は、いずれも吊元支柱1または支持支柱3と戸本体12との距離が所定の距離以下となったときにスイッチがONされ、所定の距離以上となったときにスイッチがOFFされるものである。そして、閉センサ45および開センサ46は、スイッチのON状態の間は感知信号を発信している。
そして、閉センサ45および開センサ46は、戸10が全閉または全開の状態から戸10が所定の量移動したときに感知信号の発信を停止するので、戸10が全閉または全開の状態から移動するときに限れば、エンコーダ43の代わりに閉センサ45および開センサ46を移動量検出部として使用することもできる。
【0025】
つぎに、制御手段30を説明する。
図1に示すように、制御手段30は、前述した駆動手段20の電動モータ21、電流検出部41、電圧検出部42、エンコーダ43、閉センサ45および開センサ46が接続されており、電流検出部41等が発信する前述の各種信号が入力され、これらの信号に基づいて電動モータ21の駆動・停止および回転数等を制御するためのものである。
なお、電動モータ21の駆動等は、電動モータ21に加える電圧によって制御している。
【0026】
この制御手段30は、以下に示す5つの手順を入力される信号に応じて実行させることができる。
(1)開手順(OS)
停止している戸10が外力によって開方向に所定の量以上移動したときに、所定の量移動したときの移動速度よりも少し速い速度で、駆動手段20によって戸10を開方向に移動させる移動ステップと、戸10が支持支柱3に所定の距離より近づいたときに戸10を一時停止させる一時停止ステップと、一時停止後、再び戸10を開方向に移動させて支持支柱3に押し付ける全開ステップを順に実行させる手順である。
(2)閉手順(CS)
停止している戸10が外力によって閉方向に所定の量以上移動したときに、所定の量移動したときの移動速度よりも少し速い速度で、駆動手段20によって戸10を閉方向に移動させる移動ステップと、戸10が戸当り支柱2に所定の距離より近づいたときに戸10を一時停止させる一時停止ステップと、一時停止後、再び戸10を閉方向に移動させて戸当り支柱2の施錠部2bに押し付ける施錠ステップを順に実行させる手順である。
(3)開動作時緊急停止手順(OES)
開方向に移動している戸10が障害物等に接触した場合、戸10の移動を停止させる手順である。
(4)閉動作時緊急停止手順(CES)
閉方向に移動している戸10が障害物等に接触した場合、戸10を開方向へ移動させる反転ステップと、開方向へ移動した戸10を再度閉方向に移動させる再駆動ステップと、再度閉方向へ移動した戸10が再び障害物等に接触したときに再度戸10を開方向に反転させる再反転ステップと、再度反転してから所定時間経過後に戸10の移動を停止させる緊急停止ステップを順に実行させる手順である。
(5)移動速度制限手順(DS)
戸10の移動速度が一定以上になった場合、前記制動部によって戸10の移動速度を遅くする手順である。
なお、上記の(3)、(4)において、戸10と障害物等の接触は、前記検知手段40の電流検出部41によって検出するが、詳細は後述する。
【0027】
つぎに、本実施形態の自動扉の作用と効果を説明する。
図2は戸10の移動速度と戸10の移動量との関係を示した図であり、(A)は全閉から全開となる場合であり、(B)は全開から全閉となる場合である。図3(A)は開手順のフローチャートであり、図3(B)は閉手順のフローチャートである。
なお、図2では、横軸が戸10の移動量を示しているが、アシスト区間Bにおける戸10の移動量に対して、手動区間Aや戸10の押付を行う区間C(以下、単に押付区間Cという)における戸10の移動量は非常に少ないので、手動区間Aおよび押付区間Cにおける戸10の移動量が確認できるように、手動区間Aおよび押付区間Cを強調して示している。例えばアシスト区間Bにおける戸10の移動量が約1.7 mの場合であっても、手動区間Aや押付区間Cにおける戸10の移動量は10mm程度である。
【0028】
まず、戸10が全閉から全開へ移動する場合、つまり開手順(OS)が実行される場合を説明する。
戸10が全閉状態の間は、制御手段30には、閉センサ45が発信した感知信号が連続的に入力されている。
そして、図2(A)および図3(A)に示すように、全閉の状態から外力によって戸10が開方向へ移動されると、駆動手段20の電動モータ21の主軸が回転し誘導起電圧が発生する。すると、その誘導起電圧を電圧検出部42が検出し、検知信号が制御手段30に入力される。同時にエンコーダ43が発信する移動速度信号も制御手段30に入力される。
さらに戸10が移動されて、戸10の戸本体12が吊元支柱1から所定の距離だけ離れると、閉センサ45がONからOFFに切り換わり、感知信号の発信が停止する。
【0029】
すると、制御手段30によって駆動手段20の電動モータ21に電圧が加えられ、電動モータ21が駆動されるので、戸10は駆動手段20によって開方向へ移動される(移動ステップ)。
【0030】
このとき、電動モータ21には、戸10が全閉から戸当り支柱2に対して所定の距離以上離れたときにおいて電圧検出部42によって検出された誘導起電圧よりも少しだけ大きい電圧が加えられる。
例えば、図2(A)の(a)のように、手動区間Aにおける戸10の移動加速度が大きい場合(図2(A)では移動速度の傾きθが大きい場合)は、誘導起電圧も大きくなるため、駆動手段20の電動モータ21に加える電圧も大きくなりアシスト区間Bにおける戸10の移動速度も速くなるが、(b)のように手動区間Aにおける移動加速度が小さい場合(図2(A)では移動速度の傾きθ1が小さい場合)は、誘導起電圧も小さくなるため、駆動手段20の電動モータ21に加える電圧も小さくなり、アシスト区間Bにおける戸10の移動速度も遅くなるのである。
【0031】
そして、戸10が開方向に移動して、支持支柱3との距離が所定の距離よりも接近すると、開センサ46がOFFからONに切り換わり、感知信号が発信され、制御手段30に入力される。すると、制御手段30によって電動モータ21の駆動が一時停止される(一時停止ステップ)。
戸10が停止してから一定時間経過後、戸10が支持支柱3に向けて移動される。そして、一時停止後再び移動させるときにおける電動モータ21の出力トルクを小さくしておけば、戸10が支持支柱3等に当たるときの戸10の移動加速度を小さくすることができる。つまり、戸10を支持支柱3に弱い力で押し付けることができる。
そして、エンコーダ43から制御手段30に入力された移動量信号が戸10の全開位置を示す値と同じになると、制御手段30によって電動モータ21の駆動が停止され、戸10の移動が停止する(全開ステップ)。
【0032】
つぎに、戸10が全開から全閉へ移動する場合、つまり閉手順(CS)が実行される場合を説明する。
図2(B)および図3(B)に示すように、戸10が全開から全閉へ移動する場合も、全閉から全開へ移動する場合と同様に、全開の状態から外力によって戸10の戸本体12が支持支柱3から所定の距離だけ離れると、駆動手段20によって、人が所定の量移動させたときの戸10の移動速度よりも少し速い速度で、戸10が移動される(移動ステップ)。
【0033】
そして、戸10が閉方向に移動して、戸当り支柱2との距離が所定の距離よりも接近すると、閉センサ45がOFFからONに切り換わり、感知信号が制御手段30に入力される。すると、制御手段30によって電動モータ21の駆動が一時停止され(一時停止ステップ)、一定時間経過後、戸10が戸当り支柱2に向けて移動される。そして、一時停止後再び移動させるときにおける電動モータ21の出力トルクを大きくしておけば、戸10が施錠部2bに当たるときの戸10の移動加速度を大きくすることができる。つまり、戸10を戸当り支柱2に強い力で押し付けることができる。
そして、エンコーダ43から制御手段30に入力された移動量信号が戸10の全閉位置を示す値と同じになると、制御手段30によって電動モータ21の駆動が停止され、戸10の移動が停止する(施錠ステップ)。
【0034】
したがって、本実施形態の自動扉によれば、戸10が停止した状態から所定の量だけ移動されたときはじめて、駆動手段20によって戸を移動させるから、人が戸10を開ける意志を持って戸を移動させたことを検知することができるし、戸10の誤動作も防ぐことができる。
また、人が所定の量だけ戸10を移動させれば、それ以降は、駆動手段20によって戸10を移動させるので、戸10を軽く感じさせることができる。しかも、駆動手段20によって戸10を移動させる移動速度は、人が移動させた速度よりも少し速いだけであるから、戸10が駆動手段20によって移動され始めたときに、戸10を移動させた人が驚いたり、危険を感じたりすることを防ぐことができる。
【0035】
さらに、戸10は全開および全閉となる前に一時停止するので、戸10と戸当り支柱2および支持支柱3との間に手等が挟まれることを防止することができる。
そして、戸10が全開となる前に戸10を一時停止させ、その後再び戸10を支持支柱3に向けて移動させる。しかも、戸10を支持支柱3に弱い力で押し付ける。したがって、戸10が支持支柱3と当たるときの衝撃力を小さくすることができるので、戸10が支持支柱3やストッパなどに当たってはね返ることを防ぐことができる。
【0036】
さらに、戸10が全閉となる前に戸10を一時停止させ、その後再び戸10を戸当り支柱2に向けて移動させるので、戸10が施錠部2bに当たるときの衝撃を小さくすることができ、施錠部2bが破損することを防ぐことができる。
そして、戸10を戸当り支柱2の施錠部2bに強い力で押し付けるので、戸10の施錠を確実に行うことができる。
【0037】
なお、上記の実施形態では、開手順(OS)と閉手順(CS)が別個に作動する場合を示しているが、開手順(OS)と閉手順(CS)を連続して実行させるようにしてもよい。例えば、開手順(OS)終了後、一定時間経過した場合に閉手順(CS)を連続して実行させるようにした場合、戸10を閉める動作をする必要がないので、便利である。この場合、閉動作中の戸10は、開動作時における戸10の移動速度に関係なく、所定の遅い速度で閉方向に移動させるようにすればよい。
【0038】
さらになお、開手順(OS)および閉手順(CS)は、戸10が全閉または全開の場合からのみ実行されるのでなく、例えば、後述するように緊急停止した状態から外力を加えたときに作動するように設定してもよい。
【0039】
つぎに、開動作緊急停止手順(OES)および閉動作緊急停止手順(CES)が実行される場合を説明する。
また、戸10の開閉動作中、つまり戸10が移動しているときに障害物と接触した場合には、以下のごとく前記開動作緊急停止手順(OES)または前記閉動作緊急停止手順(CES)が実行される。
【0040】
図4は開動作緊急停止手順のフローチャートである。図5は閉動作緊急停止手順のフローチャートである。
図4に示すように、戸10が開方向に移動している場合において、戸10が障害物に接触すると、戸10の移動速度が遅くなり、電動モータ21の主軸の回転数が遅くなる。すると、電動モータ21に流れる電流が増加する、つまり電動モータ21に過電流が流れる。この過電流は、前記電流検出部41によって検出され、過電流の量に対応した信号が電流検出部41から制御手段30に入力される。そして、所定の量以上の過電流が所定の時間以上検出されると、制御手段30によって電動モータ21の駆動が停止され、戸10の移動が緊急停止する。
【0041】
図5に示すように、戸10が閉方向に移動している場合には、戸10が障害物に接触し、所定の量以上の過電流が所定の時間以上検出されると、制御手段30によって電動モータ21が逆回転され、戸10が開方向に反転移動される。
そして、所定の時間だけ戸10が開方向に移動すると、制御手段30によって戸10は再び閉方向に移動される。
再び閉方向に移動されたときに、戸10が障害物に接触しなかった場合には、、戸10はそのまま閉動作を継続する。
一方、戸10が再び障害物に接触して、所定の量以上の過電流が、所定の時間以上検出されると、制御手段30によって、電動モータ21が再び逆回転され、戸10が再度反転する。
そして、戸10が再度反転してから所定の時間だけ戸10が開方向に移動すると、制御手段30によって電動モータ21の駆動が停止され、戸10の移動が緊急停止する。
【0042】
このため、戸10の作動状況を検出する検知手段40の電流検出部41によって、戸10が障害物と接触したことを検出することができるので、障害物を検知する特別な装置を設ける必要がなく、戸10の構造を簡単にすることができる。
しかも、過電流の量が所定の量より少ない場合や、過電流の流れた時間が所定の時間よりも短い場合には、不必要に戸10の移動が停止されないので、戸10の移動を円滑にすることができる。例えば、通路を通っている人がたまたま戸10に触れたような場合には、戸10の閉動作を停止させずに戸10の閉動作を継続させることができる。
【0043】
また、戸10の移動経路に一時的に存在した人や障害物等に戸10が接触したような場合には、再駆動ステップが実行されることによって、戸10を自動的に閉めることができる。
例えば、戸10の閉動作中に通路を通っている人等がたまたま戸10と接触してしまったような場合には、人が戸10と接触したことに気付かなくても、戸10が自動で閉まるので、戸10の閉め忘れを防ぐことができ、安心である。また、戸10と接触したことに気付いたときでも、戸10を再び動かして閉動作をさせる必要がない。
【0044】
さらに、再駆動ステップによって閉方向に移動している戸10が再び人等に接触したような場合には、開方向へ2度目の反転をさせてから戸10の移動を停止させるので、人や障害物が戸10と戸当り支柱2等との間に挟まれたままになることを防ぐことができ、安全性を高めることができる。
【0045】
つぎに、移動速度制限手順(DS)が実行される場合を説明する。
戸10の移動中に、その移動速度が速くなりすぎた場合には、前記移動速度制限手順(DS)が実行される。
戸10が駆動手段20の電動モータ21によって移動されているときに、例えば強風などによって戸10が押され、戸10の移動速度が所定の速度以上になると、制御手段30によって電動モータ21への電圧の印加が停止され、同時に制御手段30によって電動モータ21の+端子と−端子の間をショートさせる。つまり、制御手段30によって電動モータ21にショートブレーキを働かせる。すると、電動モータ21の主軸の回転速度を減速させることができるので、戸10の移動速度を一定の速度以下に保つことができる。
このため、強風等の外力によって戸10が通常の移動速度に比べて急に速い速度で動いて、通路を通っている人や周囲の物体に衝突することを防ぐことができ、戸10の開閉動作の安全性を高めることができる。この電動モータ21の+端子と−端子の間をショートさせる回路、つまりショートブレーキ回路が、特許請求の範囲にいう制動部である。
【0046】
なお、戸10の移動速度を押える方法は、ショートブレーキに限られず、戸10の移動速度を抑えることができるものであれば、特に限定はない。
【0047】
【発明の効果】
請求項1の発明によれば、外力によって戸が移動され、かつ、戸が停止した状態から所定の量だけ移動されたときにのみ駆動手段によって戸を移動させることができるので、戸の誤動作を防ぐことができ、戸を必要なときにのみ開閉させることができる。しかも、戸が一定量以上移動したときの移動速度よりも少し速い速度で戸を移動させるので、人が戸を動かしたときに、戸を軽く感じさせることができる。そして、駆動手段によって戸の移動が開始されたときにおける戸の移動速度は、人が移動させた速度よりも少し速いだけであり、また、駆動手段による戸の移動が開始されるまでの期間における戸の移動加速度に応じて変化するから、戸が駆動手段によって移動され始めたときに、戸を移動させた人が驚いたり、危険を感じたりすることを防ぐことができる。
請求項2の発明によれば、戸が停止した状態から外力によって戸を移動させると、電動モータの主軸が回転されるので、電動モータのコイルには誘導起電圧が発生する。すると、この誘導起電圧を電圧検出部が検出するので、検知手段が、外力によって戸が移動されたことを検出することができる。しかも、戸の移動加速度に応じて発生する誘導起電圧の電圧値が変化するので、この誘導起電圧の電圧値から戸の移動加速度を検出することができる。
請求項3の発明によれば、戸が電動モータによって移動されている途中に、戸が障害物に接触して、その移動が妨げられると、電動モータのコイルには過電流が流れる。すると、この過電流を電流検出部が検出するので、検知手段が、戸が障害物と接触したことを検出することができる。このため、障害物を検知する装置を設ける必要がなく、戸の構造を簡単にすることができる。
請求項4の発明によれば、戸が閉方向に移動されている途中に、戸が障害物と接触したことを検知手段が検出すると、制御手段によって戸は一度開方向に移動され、再び閉方向に移動される。そして、再び検知手段によって戸が障害物と接触したことを検出すると、戸が停止する。このため、閉動作中に、戸が人や物と接触しても、人や物が戸によって押されたり挟まれたりすることを防ぐことができ、戸の故障等を防ぐことができる。また、戸の移動経路に一時的に存在した人や障害物等に戸が接触したような場合には、再駆動ステップを実行させることによって戸を自動的に閉めることができるので、戸の閉め忘れを防ぐことができ安心であるし、また、戸を再び動かして閉動作をさせる必要がない。
請求項5の発明によれば、再駆動ステップによって閉方向に移動している戸が再び人等に接触したような場合には、開方向へ2度目の反転をさせてから戸の移動を停止させるので、人や障害物が戸と戸当り支柱2等との間に挟まれたままになることを防ぐことができ、安全性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本実施形態の自動扉のブロック図である。
【図2】 戸10の移動速度と戸10の移動量との関係を示した図であり、(A)は全閉から全開となる場合であり、(B)は全開から全閉となる場合である。
【図3】 (A)は開手順のフローチャートであり、(B)は閉手順のフローチャートである。
【図4】 開動作緊急停止手順のフローチャートである。
【図5】 閉動作緊急停止手順のフローチャートである。
【図6】 本実施形態の自動扉の概略正面図である
【図7】 本実施形態の自動扉の概略平面図である。
【図8】 戸10が全開したときにおける本実施形態の自動扉の概略側面図である。
【図9】 戸10の移動中における本実施形態の自動扉の平面図である。
【符号の説明】
10 戸
20 駆動手段
21 電動モータ
30 制御手段
40 検知手段
41 電流検出部
42 電圧検出部
43 エンコーダ
Claims (5)
- 戸と、
該戸を開閉させる駆動手段と、
前記戸の開閉方向における該戸の移動加速度に応じた検知信号と、前記戸の移動速度に対応した移動速度信号と、前記戸の移動量に対応した移動量信号とを発信する検知手段と、
該検知手段の発信した検知信号、移動速度信号および移動量信号が入力される、前記駆動手段の作動を制御するための制御手段とを備えた自動扉であって、
前記制御手段が、
外力によって前記戸が移動されると、該戸が停止した状態から所定の量以上移動したときに、所定の量移動したときにおける該戸の移動速度よりも少し速い速度で、前記駆動手段による該戸の移動を開始させ、
前記駆動手段によって前記戸の移動が開始されたときにおける該戸の移動速度を、所定の量移動するまでの期間における該戸の移動加速度に応じて変化させる
ことを特徴とする自動扉。 - 前記駆動手段が、前記戸を開閉させる電動モータを備えており、
前記検知手段が、
前記電動モータに加わる電圧値を検出する電圧検出部を備えており、
前記検知信号として、前記電圧検出部によって検出された電圧値に対応した信号を発信する
ことを特徴とする請求項1記載の自動扉。 - 前記駆動手段が、前記戸を開閉させる電動モータを備えており、
前記検知手段が、
前記電動モータに流れる電流量を検出する電流検出部を備えており、
前記検知信号として、前記電流検出部によって検出された電流量に対応した信号を発信する
ことを特徴とする請求項1記載の自動扉。 - 前記制御手段が、
前記戸が閉方向に移動する途中において、前記検知手段の電流検出部が検出した電流量が所定の量以上となった場合に、前記戸を開方向に移動させる反転ステップと、
開方向に移動した前記戸を再度閉方向に移動させる再駆動ステップと、
前記戸が再度閉方向に移動している途中において、前記検知手段の電流検出部が検出した電流量が所定の量以上となった場合に、前記戸を停止させる緊急停止ステップとを前記駆動手段に順に実行させる
ことを特徴とする請求項3記載の自動扉。 - 前記再駆動ステップの実行後、前記検知手段の電流検出部が検出した電流量が所定の量以上となった場合において、
前記制御手段が、
前記緊急停止ステップを実行させる前に、前記戸を再度開方向に移動させる再反転ステップを実行させる
ことを特徴とする請求項4記載の自動扉。
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