JP4746964B2 - 自動開閉ドア装置 - Google Patents

Description

本発明は、通過対象者の外形に応じて必要最小限に開口する、自動開閉ドア装置に関するものである。

特開２００２−２５０６０５号公報 特開２００５−４８５８１号公報

従来より存在する自動開閉ドア装置は、ドア本体の近くに通過対象者が近づいた場合に、ドア本体の床面に設置したセンサーが重量の変化を検知したり、ドア本体の近傍に設置したセンサーの光量の変化を検知したりすることにより、ドア本体を開口するよう形成されている。また、特許文献１に示す如く、ドア本体の上部にカメラを設置して、このカメラで通過対象者を撮影することによって、得られた画像から通過対象者を認識し、ドア
本体を開口するよう形成された自動開閉ドア装置も開発されている。

この特許文献１に記載された発明は、１枚又は２枚のドア部材からなり、通過対象者を検知した場合、通過対象者の大きさや外形にかかわらず、ドア本体が左右にスライドして開口部が全開するものである。

また、開口部を全開せず、通過対象者の外形に対応してドア本体を開口するものとして、特許文献２に示す如く、開口部に複数のスラットを開閉方向に連続的に配置し、センサーで認識した通過対象者の外形に対応するよう個々のスラットが開放方向に限定的に移動して開口する自動開閉ドア装置が存在する。

しかしながら、上記特許文献１に示す如く、１枚又は２枚のドア部材からなり、通過対象者を検知した場合、通過対象者の大きさや外形にかかわらず、ドア本体が左右にスライドして開口部が全開する方式のものでは、通過対象者の通過に不必要な部分まで開口してしまうものとなる。したがって、このような自動開閉ドア装置をクリーンルームや手術室など、室内を清潔に保たなければならない場所の出入口に設けた場合、通過対象者が出入口を通過するたびに不必要な開口が形成され、外部から余分なホコリや雑菌などが侵入する確率が高いものとなり、衛生上の問題が生じていた。

また、冷蔵倉庫や空調を必要とする部屋の出入口にこのような全開形式の自動開閉ドア装置を設けた場合には、出入者の通過に不必要な開口から多くの外気が庫内や室内に余分に侵入するため、内部の温度変化が大きいものとなる。そのため、庫内や室内の温度を元の状態に戻すために、余分なエネルギーを費やさなければならないことから環境上の問題が生じるとともに、エネルギーコストも高くついていた。

また、特許文献２に示すような自動開閉ドア装置は、上述の如き欠点を除去できるものであるが、この自動開閉ドア装置専用の複数のスラットを形成することはコストがかかるものとなり、これを開閉方向に連続的に配置するよう組み立てることも高度の工作精度や組立精度を必要とし、部材形成や組立てに多くのコストと手数がかかるものであった。

そこで、本発明は上述の如き課題を解決しようとするものであって、通過対象者の通過に不必要な部分まで開口することなく、通過対象者の外形や大きさに対応させて必要最小限の範囲でドア本体を開口することによって、例えば、外部からのホコリ・雑菌や外気の侵入を最小限に抑えてドア本体内部の良好な衛生状態を保ったり、温度調節に要するエネルギー効率を高めたり、工場内での生産ラインにおいて、研磨工程から塗装工程に移動する際に、前後の工程の影響を別工程に及ぼさないようにしたり、飲食店などの娯楽施設の出入口に配置して、通過対象者の外形に対応して開口する面白味を利用して、施設の趣味感を向上したりすることを可能にしようとするものである。また、このような自動開閉ドア装置を、多くの部材を用いることなく最小限度の部材で、高度の工作精度や組立精度を要することなく低コストで製造可能にしようとするものである。

そこで、上述の如き課題を解決するため、固定支柱に軸支部を介して回動可能に軸支固定した駆動機構により開閉方向に移動可能な開閉ロッドを開口部に複数個一定間隔を介して配置し、この開閉ロッドの他端部に、開閉方向に変形可能な被覆シートを連結部材で回動可能に軸支固定して開口部を被覆シートにより被覆閉止するドア本体を形成し、このドア本体の少なくとも入口側に、ドア本体を通過する通過対象者の外形を認識可能な認識センサーを配置して成り、この認識センサーの認識信号に基づいて、複数の開閉ロッドのうち通過対象者と接触する可能性のある開閉ロッドの通過対象者側を、通過対象者と接触することのない位置まで限定的に位置移動し、被覆シートを変形させることにより、ドア本体を開放して通過対象者の外形に対応した通過開口を形成するものである。

また、被覆シートは、弾性体であってもよい。

また、被覆シートは、ゴムシートであってもよい。

また、被覆シートは、布であってもよい。

また、被覆シートは、ビニールシートであってもよい。

また、被覆シートは、開閉方向に蛇腹状に変形可能な蛇腹体であってもよい。

また、開口部は、両側部に、ドア本体と一定の間隔を介して平行に感知範囲を設定した固定光センサーを配置し、通過開口内に存在する通過対象者を感知可能としたものであってもよい。

また、通過対象者は、人間、動物、物体のいずれか、又はこれらの組み合わせであってもよい。

本発明においては、上述の如き構成とすることによって、通過対象者の通過に不必要な部分まで開口することなく、通過対象者の外形や大きさに対応させて必要最小限の範囲でドア本体を開口することが可能となるものである。この開口により、例えば、外部からのホコリ・雑菌や外気の侵入を最小限に抑えてドア本体内部の良好な衛生状態を保ったり、温度調節に要するエネルギー効率を高めたり、工場内での生産ラインにおいて、研磨工程から塗装工程に移動する際に、前後の工程の影響を別工程に及ぼさないようにしたり、飲食店などの娯楽施設の出入口に配置して、通過対象者の外形に対応して開口する面白味を利用して、施設の趣味感を向上したりすることを可能としたものである。

また、開口部を被覆閉止する部材として、従来から一般的に安価で存在する変形可能な被覆シートを用いたことにより、スラットのような多くの部材を必要とせず、最小限度の部材で、高度の工作精度や組立精度を要することなく廉価に製品を得ることができる。

以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明すると、(１)はドア本体で、図１に示す如く、開口部(２)に左右対称に一対配置している。このドア本体(１)は、棒状の開閉ロッド(３)を水平方向に配置し、この水平方向の配置を一定間隔を介して上下方向に複数個配置している。この開閉ロッド(３)は、配置数を多くするほど通過対象者(４)の外形に精密に対応することが可能となるが、設置費用、メンテナンス費用を増加させることとなる。また、上記開閉ロッド(３)を配置する一定間隔は、本実施例では図１に示す如く、上下方向に等間隔としているが、必ずしも等間隔に限定されるものではない。

また、上記開閉ロッド(３)は、開口部(２)側とは反対側の一端部(５)に、各開閉ロッド(３)毎に設けた駆動機構(６)を接続している。この駆動機構(６)はエアシリンダ(７)であり、図１に示す如く、開口部(２)の両側に設けた壁体(８)内に、水平方向に配置する。また、このエアシリンダ(７)の、開閉ロッド(３)側とは反対側に、固定材(１０)を軸支部(９)を介して連結している。そして、この固定材(１０)を壁体(８)内に垂直に設けた固定支柱(１１)に取り付けることにより、エアシリンダ(７)を軸支部(９)を介して上下に回動可能としている。

このように配置することにより、エアシリンダ(７)を水平に配置した状態で作動させると、エアシリンダ(７)内の開閉ロッド(３)が前後方向に移動可能となる。また、このような動作をするエアシリンダ(７)及び開閉ロッド(３)を上下方向に一定間隔を介して設け、各々独立して制御することにより、各開閉ロッド(３)をそれぞれ独立して位置移動可能としている。

なお、本実施例では駆動機構(６)に、シリンダ内で開閉ロッド(３)と接続しているエアシリンダ(７)を用いているが、他の異なる実施例では、駆動機構(６)としてリニアモータや電動モータ、シリンダの外部で開閉ロッド(３)と接続するロッドレスエアシリンダを使用することも可能である。また、図１に示す如く、この各エアシリンダ(７)には、それぞれ個別に扉開閉コントローラ(１２)を接続している。この扉開閉コントローラ(１２)は、後述の認識センサー(１３)が通過対象者(４)を認識し送信した信号に基づいて、エアシリンダ(７)を作動させるものである。

また、図１及び図２に示す如く、上記開閉ロッド(３)の一端部(５)とは反対側の他端部(１４)に、断面コ字型の接続固定部材(１５)を配置する。そして、図２に示す如く、開口部(２)の入口側と出口側に対応する接続固定部材(１５)の両側に、変形可能な弾性体で形成した２枚の被覆シート(１６)の先端をそれぞれ配置する。さらに、この被覆シート(１６)の外面側に、変形可能な素材で形成した断面コ字型の端部材(１７)を上下方向に配置して、この端部材(１７)と接続固定部材(１５)とで被覆シート(１６)の先端を挟み込む。そして、このように配置した端部材(１７)、被覆シート(１６)及び接続固定部材(１５)と開閉ロッド(３)の他端部(１４)とをボルト等の連結部材(１８)で貫通して回動可能に軸支する。これにより、図１に示す如く、エアシリンダ(７)が個別に作動して行われるドア本体(１)の開放に伴う端部材(１７)の変形に対応して、連結部材(１８)を支点として接続固定部材(１５)及び端部材(１７)が上下方向に回動可能となる。また、エアシリンダ(７)も上記軸支部(９)により上下方向の回動が可能となる。

また、端部材(１７)は通過対象者(４)の通過によって、通過対象者(４)の外形に対応して湾曲するため、端部材(１７)が上下方向に伸縮しないものであれば、通過対象者(４)の通過時に、開口部(２)の下面と端部材(１７)の下端に通常は隙間を生じるものとなる。そこで、本実施例では、図１に示す如く、端部材(１７)の上下方向の長さを、通過対象者(４)の通過時にも端部材(１７)の下端と開口部(２)の下面が一致する長さとしている。これにより、エアシリンダ(７)が作動せず、通過対象者(４)がいないドア本体(１)の閉鎖状態では、端部材(１７)は上下方向に於いて弛んだ状態となっている。しかし、この弛みは必ずしも好ましいものではない。

そこで、他の異なる実施例では、ドア本体(１)の閉鎖状態で左右の端部材(１７)が上下方向に弛むことなく接触し、端部材(１７)の下端と開口部(２)の下面とが一致する長さとすることも可能である。しかし、この場合は、通過対象者(４)の通過に伴うドア本体(１)の開放によって、端部材(１７)が通過対象者(４)の外形に対応して湾曲することにより、端部材(１７)の下端が開口部(２)の下面から上方に離れ、ドア本体(１)の下部に隙間ができるものとなる。そこで、この隙間の発生を解消するため、予め被覆シート(１６)を端部材(１７)の上下方向の長さより長く形成し、被覆シート(１６)の下端が端部材(１７)の下端よりも下方に垂れるように配置してもよい。これにより、ドア本体(１)の開放時に於けるドア本体(１)の下部と開口部(２)の下面との間の隙間の発生を防止することが可能となる。

また、上記被覆シート(１６)の壁体(８)側を、開口部(２)の側部(２０)に設けたシート固定部(２１)に固定する。なお、この被覆シート(１６)は、本実施例では弾性体とし、例えばゴムシート等を用いることができるが、開口部(２)を被覆して変形可能なものであればよく、他の異なる実施例では、布、ビニールシート、あるいは開閉方向に蛇腹状に変形可能な蛇腹体を用いることも可能である。

また、図２に示す如く、上記端部材(１７)の開口部(２)に対して入口側と出口側の開閉ロッド(３)の対応位置に認識センサー(１３)を設け、開口部(２)への通過対象者(４)の接近をこの認識センサー(１３)で認識可能とする。なお、この認識センサー(１３)は、開口部(２)に接近した通過対象者(４)を認識可能なものであればよく、光センサー、超音波式センサー、その他の任意のセンサーを用いることができる。

さらに、上記端部材(１７)の開口部(２)側に、図１及び図２に示す如く、スポンジ状の当接部材(２２)を上下方向に配置固定し、ドア本体(１)の閉止時における開口部(２)の密閉性の向上を可能としている。また、端部材(１７)の上端にスライダー(２３)を固定する。そして、このスライダー(２３)を開口部(２)の枠上部(２４)に固定したスライドレール(２５)に摺動可能に吊り下げることにより、スライダー(２３)を左右方向にスライド可能とし、ドア本体(１)の開閉を可能としている。

また、図３乃至図６に示す如く、開口部(２)の両側部(２０)の、各開閉ロッド(３)と対応する位置に固定光センサー(２６)を設けている。この固定光センサー(２６)は、固定光センサー光を通過対象者(４)に照射するための投光体(２７)と、この投光体(２７)から照射した固定光センサー光を受光するための受光体(２８)とから構成している。そして、投光体(２７)と受光体(２８)とが水平方向において対になるよう配置し、投光体(２７)から照射した固定光センサー光が水平方向に配置した受光体(２８)に受光されるものとなる。したがって、図４に示す如く、固定光センサー(２６)を各開閉ロッド(３)ごとに設けたことにより、固定光センサー光はドア本体(１)と一定の間隔を介して平行に照射されるものとなる。また、本実施例では、図４に示す如く、固定光センサー(２６)を開口部(２)の入口側と出口側に設けており、この入口側と出口側との固定光センサー(２６)の間隔は約１０cmとしている。

上述の如く構成したものにおいて、図１に示す如く、左右のドア本体(１)の当接部材(２２)が当接することにより、ドア本体(１)が開口部(２)を被覆閉止している状態となる。そして、この状態において、通過対象者(４)がドア本体(１)に接近すると、端部材(１７)の開閉ロッド(３)に対応した位置に配置した認識センサー(１３)が通過対象者(４)を認識し、扉開閉コントローラ(１２)に信号を送信する。そうすると、扉開閉コントローラ(１２)は認識センサー(１３)からの信号を元に、開閉ロッド(３)を開口部(２)の開放方向に移動させるべくエアシリンダ(７)にエアーを送る。これにより、エアシリンダ(７)に接続している開閉ロッド(３)が開放方向に移動するとともに、端部材(１７)も変形し、同時に、この変形に対応して開閉ロッド(３)、端部材(１７)及び接続固定部材(１５)が、連結部材(１８)を支点として回動する。また、この開閉ロッド(３)の開放方向への移動と同時に、端部材(１７)の開閉ロッド(３)に対応した位置に配置した認識センサー(１３)も開放方向に移動する。

そして、認識センサー(１３)が通過対象者(４)を認識している状態ではこの動作を継続し、認識センサー(１３)が通過対象者(４)を認識しなくなればこの動作を終止する。この認識は、通過対象者(４)の頭部幅、肩幅、腰幅、足幅、持っている荷物の幅等によって各認識センサー(１３)の認識が異なる。例えば、頭部幅は認識しなくなっても、頭部幅より広幅の肩幅は認識するから、頭部に対応する認識センサー(１３)は認識を終了しても、肩幅に対応する認識センサー(１３)は認識を継続するものとなる。

そして、最終的に、認識センサー(１３)が通過対象者(４)を認識しない位置まで各々開閉ロッド(３)を移動する。そうすると、各開閉ロッド(３)の他端部(１４)に連結部材(１８)を介して連結している端部材(１７)が変形するとともに端部材(１７)の開口部(２)側に配置した当接部材(２２)も変形し、被覆シート(１６)も変形して、開口部(２)に通過開口(３０)を形成することとなる。なお、通過対象者(４)の移動に伴って認識センサー(１３)が認識する通過対象者(４)の外形も変化するので、通過開口(３０)の形状は通過対象者(４)の外形に対応して変化するものとなる。

また、認識センサー(１３)が通過対象者(４)を認識しない位置まで各々の開閉ロッド(３)が移動すると、認識センサー(１３)から扉開閉コントローラ(１２)への信号が途絶える。この信号が途絶えたときに、開閉ロッド(３)の移動を固定する特別な制御が行われない場合は、扉開閉コントローラ(１２)は、開閉ロッド(３)を開放方向とは逆方向の閉鎖方向に移動させるべくエアシリンダ(７)にエアーを送る。これにより、エアシリンダ(７)に接続している開閉ロッド(３)が開放方向とは逆方向の閉鎖方向に移動することとなる。そうすると、通過対象者(４)は開口部(２)を通過する際に、通過開口(３０)の縁を形成する当接部材(２２)に接触する可能性がある。

そこで、この通過開口(３０)の縁の当接部材(２２)が通過対象者(４)に接触することのないよう開閉ロッド(３)を最大開口位置で固定するため、開口部(２)の両側部(２０)に固定光センサー(２６)を設けている。この固定光センサー(２６)は、通過開口(３０)を形成した開閉ロッド(３)の最大開口位置を、通過対象者(４)が開口部(２)を完全に通過するまでその場で固定して開閉ロッド(３)の戻りを防止するものである。この戻り防止により、通過対象者(４)がドア本体(１)の通過中に通過開口(３０)の縁の当接部材(２２)に接触することを防止している。また、この固定光センサー(２６)は開閉ロッド(３)が閉鎖方向に戻ることを防止するのみであるので、一旦通過開口(３０)を形成した後、通過開口(３０)をさらに大きく形成する場合には、開閉ロッド(３)は固定光センサー(２６)の作動によって開放方向への動きを固定されることはない。

そして、図５に示す如く、通過対象者(４)が通過開口(３０)内に進入すると、認識センサー(１３)では通過対象者(４)を認識できなくなるが、固定光センサー(２６)の投光体(２７)が発した固定光センサー光が通過対象者(４)に照射され、受光体(２８)での受光が中断されることにより、通過対象者(４)を感知して扉開閉コントローラ(１２)に信号を送信する。そして、この信号を受信した扉開閉コントローラ(１２)はエアシリンダ(７)へのエアーの送出を停止する。そうすると、開閉ロッド(３)は閉鎖方向への移動が固定され、通過開口(３０)は狭まることはない。また、入口側と出口側との固定光センサー(２６)の間隔を約１０cmとしているため、通過対象者(４)が開口部(２)を通過している間は必ず入口側か出口側の少なくとも一方の固定光センサー光が通過対象者(４)に照射されるものとなっている。

さらに、図６に示す如く、通過対象者(４)が開口部(２)を通過した直後は、出口側の固定光センサー光が通過対象者(４)に照射している状態なので、開閉ロッド(３)は閉鎖方向への戻りを固定した状態を保持している。したがって、通過対象者(４)が開口部(２)を完全に通過するまで、固定光センサー(２６)によって開閉ロッド(３)の移動を停止し、位置を固定することで、通過開口(３０)の縁の当接部材(２２)が通過対象者(４)に接触することなく、通過対象者(４)は安全に開口部(２)を通過することができるものとなる。

そして、通過対象者(４)が出口側の固定光センサー(２６)よりもさらに出口方向に移動すると、固定光センサー(２６)が発した固定光センサー光は中断することなく反対側の受光体(２８)に受光され、その信号を扉開閉コントローラ(１２)に発信する。そうすると、扉開閉コントローラ(１２)はエアシリンダ(７)へのエアーの送出を再開し、開閉ロッド(３)を閉鎖方向に移動させ、通過開口(３０)は閉鎖される。

なお、通過対象者(４)と接触する可能性のない開閉ロッド(３)は、端部材(１７)の、開閉ロッド(３)と対応する位置に配置した認識センサー(１３)が通過対象者(４)を認識しないため、認識センサー(１３)から扉開閉コントローラ(１２)に信号が送信されない。そのため、扉開閉コントローラ(１２)からエアシリンダ(７)に信号が発信されず、通過対象者(４)が接触する可能性のない開閉ロッド(３)の一端部(５)に接続しているエアシリンダ(７)は作動しない。したがって、通過対象者(４)が接触する可能性のない部分の開閉ロッド(３)は位置移動することはない。

以上のように、通過対象者(４)の外形に対応した通過開口(３０)を形成することにより余分な開口を形成せず、この余分な開口からのホコリや雑菌などの侵入を防止するなど、外界からの影響を最小限に抑えることができる。また、ドア本体(１)を形成する変形可能な被覆シート(１６)は従来より一般的に安価で存在するものであるので、スラットのような多くの部材が不要となり、最小限度の部材で、高度の工作制度や組立精度を要せず、廉価に製品を得ることができるものとなる。

なお、本実施例では、上述の如く、ドア本体(１)を左右対称に配置し、開口部(２)の被覆閉止状態から左右の開閉ロッド(３)がそれぞれ移動して通過対象者(４)が通過するための通過開口(３０)を形成する、いわゆる両開きタイプのドア本体(１)を構成している。しかし、他の異なる実施例では、開閉ロッド(３)を開口部(２)の一方の壁体(８)側にのみ配置し、開口部(２)の被覆閉止時にはドア本体(１)の開口部(２)側に配置した開閉ロッド(３)の当接部材(２２)が開口部(２)の他方の壁体(８)側に当接するいわゆる片開きタイプのドア本体(１)としたものであってもよい。

また、本実施例では、図１に示す如く、水平方向に配置した開閉ロッド(３)を開口部(２)の上下方向に一定間隔を介して複数個配置し、横開きのドア本体(１)を構成している。しかし、他の異なる実施例では、上下方向に配置した開閉ロッド(３)を開口部(２)の水平方向に一定間隔を介して複数個配置することにより、縦開きのドア本体(１)を構成するものであってもよい。また、透明又は半透明の被覆シート(１６)を用いれば、ドア本体(１)で開口部(２)を閉鎖した状態でも、開口部(２)を介した反対側の状況を視認することができる。

また、通過対象者(４)は人間に限るものではなく、動物や、荷物、運搬車、工場の生産流通ラインを移動する物体であってもよく、また、人間、動物、物体のいずれか、又は全ての組み合わせであってもよい。

本発明の一実施例において、通過対象者が開口部を通過する状態を示す一部切欠正面図。 開閉ロッドの先端部分を示す拡大断面図。 通過対象者が開口部を通過する状態及び固定光センサーの配置を示す斜視図。 ドア本体が閉鎖した状態を示す概念図。 開放光センサーにより通過対象者の認識が行われ、ドア本体が開放された状態を示す概念図。 通過対象者がドア本体を通過した状態を示す概念図。

１ ドア本体
２ 開口部
３ 開閉ロッド
４ 通過対象者
６ 駆動機構
９ 軸支部
１３ 認識センサー
１４ 他端部
１６ 被覆シート
１８ 連結部材
２０ 側部
２６ 固定光センサー
３０ 通過開口

Claims (8)

1. 固定支柱に軸支部を介して回動可能に軸支固定した駆動機構により開閉方向に移動可能な開閉ロッドを開口部に複数個一定間隔を介して配置し、この開閉ロッドの他端部に、開閉方向に変形可能な被覆シートを連結部材で回動可能に軸支固定して開口部を被覆シートにより被覆閉止するドア本体を形成し、このドア本体の少なくとも入口側に、ドア本体を通過する通過対象者の外形を認識可能な認識センサーを配置して成り、この認識センサーの認識信号に基づいて、複数の開閉ロッドのうち通過対象者と接触する可能性のある開閉ロッドの通過対象者側を、通過対象者と接触することのない位置まで限定的に位置移動し、被覆シートを変形させることにより、ドア本体を開放して通過対象者の外形に対応した通過開口を形成することを特徴とする自動開閉ドア装置。
2. 被覆シートは、弾性体であることを特徴とする請求項１の自動開閉ドア装置。
3. 被覆シートは、ゴムシートであることを特徴とする請求項１又は２の自動開閉ドア装置。
4. 被覆シートは、布であることを特徴とする請求項１の自動開閉ドア装置。
5. 被覆シートは、ビニールシートであることを特徴とする請求項１の自動開閉ドア装置。
6. 被覆シートは、開閉方向に蛇腹状に変形可能な蛇腹体であることを特徴とする請求項１の自動開閉ドア装置。
7. 開口部は、両側部に、ドア本体と一定の間隔を介して平行に感知範囲を設定した固定光センサーを配置し、通過開口内に存在する通過対象者を感知可能としたことを特徴とする請求項１の自動開閉ドア装置。
8. 通過対象者は、人間、動物、物体のいずれか、又はこれらの組み合わせであることを特徴とする請求項１の自動開閉ドア装置。
   

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