JP4873740B2 - 回転ドアにおける駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、病院やオフィスビル等の建築物の開口部に設けられる回転ドアにおける駆動装置の技術分野に属するものである。

一般に、この種回転ドアのなかには、回転支軸と、該回転支軸から放射方向に延出する複数枚の仕切りパネルとを備えてなるドア体を、躯体に設けた円筒状の筒壁体内に回転自在に設けて構成したものがあり、このものでは、駆動装置によりドア体を回転駆動させる自動式のものと、通行者が仕切りパネルを押圧することでドア体を回転操作する手動式のものと、通行者がドア体を回転操作したことの検知に伴い、回転操作をアシストするトルクを出力する駆動装置が設けられた半自動式のものとが知られている。そして、回転ドアを半自動式とする場合、通行者が出入り口部からドア体に進入し、ドア体（仕切りパネル）を操作（例えば押し操作）したことを検知することに基づいて駆動装置を駆動させることになるが、ドア体には、ドア体自体が重量体であること、仕切りパネルの外径側縁部や上下縁部に設けた封止材が筒壁体の内周面や天井面、床面に擦れること等を要因とする回転抵抗があり、ドア体の回転始動時には大きなトルクが必要となる。このため、半自動式の駆動装置としては、通行者の回転始動時の手動操作（回転操作）に対応して応答性よく、かつ、円滑にアシスト作動できるように構成することが要求される。

この改善策として、駆動装置をリニアインダクションモータを備えたもので構成し、仕切りパネルに設けた操作バーを通行者が操作したことの検知に基づいて駆動装置を駆動させることにより、通行者の操作に応答性よく駆動させるようにしたものが提唱されている。
特開平７−１１８３８号公報

ところが、前記従来のものは、駆動装置としてリニアインダクションモータを用いる構成であるため、部品点数が増加して構成が複雑になるうえ、コスト高になるという問題があるばかりでなく、装置が大型化して設置環境が限定されるという問題がある。
さらには、前記従来のものでは、ドア体の仕切りパネルに設けた操作バーの操作を検知する手段として、操作バーに押圧センサを設ける構成としているので、複数の仕切りパネルの各操作バーに対してそれぞれ設けた押圧センサを起動するべく、電源供給用の配線が各仕切りパネルに対して必要となり、構成が一層複雑になってさらなるコスト高を招来するという問題があり、これらに本発明の解決すべき課題がある。

本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、躯体に設けた筒壁体内に、回転支軸と該回転支軸から放射方向に延出する複数の仕切りパネルとで構成されるドア体を回転自在に配してなる回転ドアにおいて、通行者がドア体を回転操作したことの検知に伴い、該回転操作をアシストする駆動装置を設けるにあたり、前記駆動装置は、通行者が回転ドアに近付くことの検知に伴い、ドア体の回転抵抗より小さい第一アシストトルクを出力してドア体を回転待機状態とし、ドア体に回転操作がなされたことの検知に伴い回転抵抗より大きい第二アシストトルクを予め設定される所定時間のあいだ出力してドア体を回転始動し、ドア体が回転を始動すると、回転抵抗より大きいが、第二アシストトルクより小さい第三アシストトルクを出力してドア体を予め設定される所定速度で定速回転させるように構成した回転ドアにおける駆動装置である。
請求項２の発明は、ドア体に回転操作がなされたことの検知は、ドア体の位置検知に基づいてなされるように構成されている請求項１に記載の回転ドアにおける駆動装置である。
請求項３の発明は、第二アシストトルクから第三アシストトルクへの低減は、経時的に順次減少するように構成されている請求項１または２に記載の回転ドアにおける駆動装置である。

請求項１の発明とすることにより、ドア体の回転操作を軽快、かつ、応答性よく行なえて操作性の向上が図れるものでありながら、構造が簡略で低コスト化を図れる。
請求項２の発明とすることにより、各仕切りパネルに電源供給用の配線を設ける必要がなく、さらなる構造の簡略化、低コスト化を図れる。
請求項３の発明とすることにより、操作が重くならず、操作性のさらなる向上が図れる。

つぎに、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
図面において、１は半自動式の回転ドアであって、該回転ドア１は、躯体の屋内外を仕切る部位に位置し、筒状空間を形成するための円筒状の筒壁体２を備えて構成されている。前記筒壁体２の直径方向に対向する屋内外二箇所には、人が出入りするための出入り口部２ａ、２ｂが切り欠き形成されており、筒壁体２の各出入り口部２ａ、２ｂが、建築物の屋内外を連絡する開口となるように設定されている。そして、筒壁体２の各出入り口部２ａ、２ｂを構成する左右側部には、一対の側片（方立て）３がそれぞれ一体に設けられている。

４は筒壁体２内に回転自在に配されるドア体であって、該ドア体４は、筒壁体２の軸芯と同芯状に配される支軸５と、該支軸５に基端部が固定され、支軸５から回転方向等角度間隔を存して放射方向に延出し、筒状空間を四つに仕切る四枚の仕切りパネル６とを備えて構成され、前記支軸５の上下端部を天井部と床部とにそれぞれ回転自在に軸承することにより、ドア体４が筒壁体２内を回転自在に回転するように設定されている。尚、本実施の形態のドア体４は、予め設定される一方向（反時計回り方向）の回転がなされるように設定され、逆方向への回転は、後述する駆動装置７に設けたブレーキ７ｂが作動することにより規制されるように構成されている。

前記各仕切りパネル６は、透明ガラス材の四周に枠材６ａを設けて構成されており、外径側および上下の枠材６ａにはそれぞれ外方（外径側、上下方向）に突出する封止材６ｂが設けられ、これら封止材６ｂの先端が筒壁体２の内周面、天井面、床面に接触する状態となることで、仕切りパネル６とこれらのあいだの封止性を高めるように設定されている。さらに、下枠材６ａには、通行者の靴先や踵との当接を緩衝する緩衝ゴム６ｃが径方向に長く設けられている。また、各仕切りパネル６の上下方向中間部には、径方向に長い操作バー６ｄがそれぞれ設けられており、通行者がドア体４を押し操作するときの手掛けとなるように設定されている。

７はドア体４の回転作動をアシスト、および、制動する駆動装置であって、該駆動装置７は、電動モータ７ａ、ブレーキ７ｂ、減速機７ｃ等の部材を備えて構成されており、電動モータ７ａ、ブレーキ７ｂとから出力される回転トルク、制動トルクは減速機７ｃを介して回転支軸５に連動連結されるように設定されている。そして、駆動装置７は、モータドライバ８ａとシーケンサ８ｂとにより構成される制御部８に接続されており、制御部８から出力される指令に基づいて電動モータ７ａ、あるいは、ブレーキ７ｂが必要な回転、制動トルクを出力して、回転支軸５を回転駆動、あるいは、制動作動するように設定されている。

一方、前記筒壁体２の出入り口部２ａ、２ｂを構成する天井側縁部２ｃには、出入り口部２ａ、２ｂに近付く通行者を検知する通行者検知センサ９が設けられており、通行者が出入り口部２ａ、２ｂに近付いたことを検知すると、通行者検知信号を制御部８に出力するように設定されている。さらに、筒壁体２の天井側縁部２ｃには、ドア体４の回転方向先側部位に位置して非接触型（例えば赤外線光センサ）の第一挟まれ防止センサ１０が設けられており、筒壁体出入り口部２ａ、２ｂを構成する左右一対の側片３のうち、ドア体４の回転方向先側に位置する側片３の近くにおいて、ドア体４に進入しようとする通行者等の障害物を検知すると、第一挟まれ防止信号を制御部８に出力するように設定されている。また、筒壁体出入り口部２ａ、２ｂを構成する左右一対の側片３のうち、ドア体４の回転方向先側に位置する側片３には、接触型（例えばテープスイッチ）の第二挟まれ防止センサ１１が設けられており、通行者や障害物等が第二挟まれ防止センサ１１に当接すると、第二挟まれ防止信号を制御部８に出力するように設定されている。
さらに、駆動装置７にはドア体４の回転位置を検知する回転位置検知センサ（例えばエンコーダ）１２が設けられており、ドア体４が回転した場合に、その回転位置を数値化された回転位置検知信号として制御部８に出力するように設定されている。

そして、制御部８は、通行者検知信号、第一、第二挟まれ防止信号、回転位置検知信号の入力に基づいて、対応する指令信号を電動モータ７ａ、あるいは、ブレーキ７ｂに対して出力し、電動モータ７ａは対応する回転トルクを、ブレーキ７ｂは対応する制動トルクを出力して、手動操作をアシストする一方、手動操作が大きすぎるときにはドア体４の回転を制動するように設定されている。
ここで、回転ドア１のドア体４が回転を始動し、通行者がドア体４内を通行する場合に理想的な回転速度であって、本発明の予め設定される所定の速度である理想速度となるまでの速度変化を図３（Ａ）のグラフ図に示す。これに対し、ドア体４に前記速度変化をもたらすために必要なトルクの変化は、図３（Ｂ）のグラフ図に示すものとなる。そして、制御部８は、通行者による手動操作があった場合に、図３（Ｂ）に示すグラフ図に近似したトルク変化をドア体４に作用するよう、駆動装置７（電動モータ７ａ）に対し、前記図３（Ｂ）のグラフ図で示されるトルクの変化から、通行者が重いと感じない程度の操作力（トルク）であって、図３（Ｂ）の仮想線で示すトルクを差し引いたトルク（図３（Ｂ）の斜線部分）の変化に近似するトルク（駆動力、回転トルク）を出力するように制御し、これによって、通行者が軽快な手動操作をするだけで、ドア体４を自然な操作感覚で回転させることができるようにアシストするように設定されている。

つぎに、制御部８による制御の一例として、ドア体４が回転始動する一般的な作動状態（通行者による操作が軽くなされた場合）について、図４のタイミングチャートに基づいて説明する。
出入り口部２ａ、２ｂに通行者が近付くと、通行者検知センサ９が通行者を検知して通行者検知信号を制御部８に対して出力する。この状態となると、制御部８は、駆動装置７の電動モータ７ａに対し、ドア体４の回転抵抗に相当する予め設定される基準トルクＲＳよりも小さいトルク値に設定された回転トルクである第一アシストトルクＲ１を出力するよう指令信号を出力し、ドア体４を、回転はしないが容易に回転させることができる回転待機状態とするように設定されている。これによって、通行者による回転操作がなされたときに応答性よく、しかも、軽快にドア体４の回転が始動するように設定されている。
尚、基準トルクＲＳは、前述したように、ドア体４の自重、封止材６ｂと天井面、床面、側片３との摩擦力等に基づくものであるため経時的な変化があり、第一アシストトルクＲ１は、基準トルクＲＳの前記経時的な変化に対応して適宜設定することができる。

そして、この回転待機状態において、通行者が操作バー６ｄを押しやって手動による回転操作（押し操作）がなされると、回転位置検知センサ１２からの回転位置検知信号の数値が変化を開始するが、制御部８は、該数値の変化開始状態を通行者による操作がなされたことの検知（手動操作信号の入力）と判断して、駆動装置７の電動モータ７ａに対し、前記基準トルクＲＳよりも大きいトルク値に設定された回転トルクである第二アシストトルクＲ２を出力するよう指令信号を出力し、ドア体４の回転始動をアシストするように設定されている。このとき、制御部８は、電動モータ７ａに対し第一アシストトルクＲ１から第二アシストトルクＲ２への増加が経時的になされるよう、予め設定される第一設定時間Ｔ１（例えば０．５秒）のあいだに順次変化（増大）させる指令信号を出力するように設定されている。これによって、通行者の回転操作に対し、円滑で、しかも、自然な感覚でドア体４を回転始動させることができるように設定されている。
さらに、制御部８は、電動モータ７ａのトルク値が第二アシストトルクＲ２に達すると、予め設定される所定時間である第二設定時間Ｔ２（例えば２秒）のあいだ第二アシストトルクＲ２の出力を継続する指令信号を出力するように設定されている。これによって、ドア体４を軽快、かつ、速やかに回転始動させるとともに、通行者がドア体４内において通行しやすい理想的な速度とされる前記理想速度に速やかに加速させることができるように設定されている。

前記ドア体４は、回転が始動された状態となると慣性力を受けるため、回転に必要なトルクは前記第二アシストトルクＲ２よりも小さいものでよく、このため、制御部８は、第二アシストトルクＲ２を第二設定時間Ｔ２のあいだ出力した後に、電動モータ７ａに対し、前記基準トルクＲＳよりは大きいが第二アシストトルクＲ２よりは小さい回転トルクである第三アシストトルクＲ３を出力するよう指令信号を出力するように設定されている。この場合に、制御部８は、電動モータ７ａに対し第二アシストトルクＲ２から第三アシストトルクＲ３への低減が経時的になされるよう、予め設定される第三設定時間Ｔ３（例えば３秒）のあいだに順次変化（減少）させる指令信号を出力し、該第三設定時間Ｔ３のあいだにドア体４の回転速度を理想速度とし、該理想速度の状態で定速回転させるように設定されている。これによって、ドア体４の回転始動時から理想速度で定速回転するまでのあいだにおいて、通行者の操作力に加えた電動モータ７ａから出力するトルク値（アシストトルク）の変化が、前記図３（Ｂ）に示すトルク変化に近似したものとなり、ドア体４は、速やかに前記理想速度に加速されるとともに、該理想速度における定速回転状態となるまでのあいだに、通行者に手動操作が重いと感じさせるようなことがなく、軽快で、しかも、自然な感覚での手動操作が実現するように設定されている。

一方、通行者による手動の回転操作力が大きく、ドア体４を前記設定される理想速度より早く回転させるようなトルクがドア体４に作用したような場合では、制御部８は、ブレーキ７ｂに対し前記理想速度になるべく、ブレーキ７ｂに対応する制動トルクを出力するよう指令信号を出力するように設定されている。
つまり、本実施の形態では、ドア体４の回転始動時において手動の回転操作力が大きい場合では、ブレーキ７ｂに対して制動指令を出力するとともに、電動モータ７ａに対して第二アシストトルクＲ２を第二設定時間Ｔ２のあいだ出力するよう指令信号を出力するように設定されている。そして、第二アシストトルクＲ２を出力した後は、第三設定時間Ｔ３のあいだに第三アシストトルクＲ３に順次低減する指令信号を出力するが、該第二アシストトルクＲ２から低減を開始する以降において、制御部８は、回転位置検知センサ１２からの回転位置検知信号に基づいてドア体４の回転速度を判断し、該ドア体４の回転速度に基づいて駆動装置７を制御するように設定されている。そして、ドア体４の回転速度が前記理想速度を越え、かつ、予め設定される過回転速度を越えていると判断された場合では、電動モータ７ａに対する指令信号を停止して、ブレーキ７ｂに対して前記理想速度に減速するべく対応する制動トルクを出力するよう指令信号を出力するように設定されている。また、回転ドア４の回転速度が前記理想速度は越えるが過回転速度は越えていないと判断された場合では、制御部８は、理想速度に減速するべくブレーキ７ｂに対して対応する制動トルクを出力するよう指令信号を出力するとともに、電動モータ７ａに対して第三アシストトルクＲ３よりも小さい基準トルクＲＳに相当するアシストトルクを出力するよう指令信号を出力するように設定されている。これによって、ドア体４は、通行者の操作力が大きくなったとしても理想速度での定速回転がなされるように設定されている。

また、制御部８は、通行者検知センサ９から最終の通行者検知信号の入力があってからドア体４が３６０度回転するとドア体４の停止制御を行なうように設定されており、該停止制御では、制御部８は、回転位置検知センサ１２からの回転位置検知信号に基づいて、仕切りパネル６の外径側縁部と出入り口部２ａ、２ｂを構成する側片３とが近接対向状態となることの判断がなされるまで電動モータ７ａに対して第三アシストトルクＲ３を出力する指令信号を出力し、その後、ブレーキ７ｂに対して制動トルクを出力する指令信号を出力して、仕切りパネル６の外径側縁部と側片３とが対向する状態でドア体４を停止させるように設定されている。

なお、制御部８は、第一挟まれ防止センサ１０および／または第二挟まれ防止センサ１１からの第一挟まれ防止信号および／または第二挟まれ防止信号の入力がなされた場合では、ドア体４に挟み込まれるのを防止するため、電動モータ７ａに対してトルク出力を禁止してブレーキ７ｂに対して制動トルクを出力をさせる指令信号を出力するように設定されている。

叙述の如く構成された本形態において、半自動式の回転ドア１は、出入り口２ａ、２ｂ近傍に近付いた通行者を通行者検知センサ９により検知することにより、電動モータ７ａからドア体４の回転抵抗より小さい第一アシストトルクＲ１が出力されて、停止状態ではあるが、軽い押し操作で回転を開始できる回転待機状態となって、ドア体４を回転始動させるための操作力を小さくできるので、通行者の手動操作を軽快にできるうえ、応答性よく始動させることができる。そして、通行者の手動操作がなされた場合では、回転抵抗よりも大きく、かつ、ドア体４を理想速度での回転を維持するのに必要な第三アシストトルクＲ３を出力する前の段階で、第三アシストトルクＲ３よりも大きい第二アシストトルクＲ２が出力されるように構成したので、ドア体４が回転を開始して理想速度で回転維持するのに必要なトルク変化（図３（Ｂ）のグラフ図）に近似したトルク変化となり、通行者は、特に大きな操作力をドア体４に与えることなく、ドア体４を速やかに加速して通行しやすい速度である理想速度で定速回転させる状態にすることができ、ドア体４の操作が軽快、かつ、応答性よく行なえて、操作性のよい回転ドア１とすることができる。
しかも、このものでは、駆動装置７を汎用の電動モータ７ａを用いて構成されているため、従来のリニアインダクションモータを用いるもののように、部品点数が多くなって構造が複雑になることがなく、汎用性を高めることができるとともに、低コスト化を図ることができる。

さらに、このものでは、ドア体４が通行者により操作されたことの検知を、回転位置検知センサ１２からの回転位置検知信号に基づいてなされる構成としたので、従来の各仕切りパネル押圧センサを設けるもののように、各仕切りパネルに電源供給用の配線を設ける必要がなく、構造の簡略化を図ることができ、さらなるコスト低下に寄与できる。

そのうえ、このものでは、ドア体４の回転始動時に大きな第二アシストトルクＲ２を出力した後、ドア体４の回転速度を理想速度に維持する第三アシストトルクＲ３に減少して定速回転状態とするが、該第二アシストトルクＲ２から第三アシストトルクＲ３に回転トルクを減少するのを第三設定時間Ｔ３のあいだに行なう経時的なものとすることで、回転トルクを減少しながら理想速度に加速するように構成したので、図３（Ｂ）に示すドア体４の回転始動時に必要なトルク変化に一層近似させることができて、通行者は、操作が重いと感じることなく、軽快な操作のまま理想速度に加速させることができて、回転ドア１の操作性をさらに向上させることができる。

回転ドアの概略斜視図である。 制御部による制御状態を説明するブロック図である。 図３（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ回転ドアの速度変化を示すグラフ図、回転ドアのトルク変化を示すグラフ図である。 制御部による電動モータの制御状態を説明するタイミングチャートである。

符号の説明

１ 自動回転ドア
２ 筒壁体
４ ドア体
６ 仕切りパネル
７ 駆動装置
７ａ 電動モータ
７ｂ ブレーキ
８ 制御部
９ 通行者検知センサ
１０ 第一挟まれ防止センサ
１１ 第二挟まれ防止センサ
１２ 回転位置検知センサ
ＲＳ 基準トルク
Ｒ３ 第三アシストトルク

Claims (3)

1. 躯体に設けた筒壁体内に、回転支軸と該回転支軸から放射方向に延出する複数の仕切りパネルとで構成されるドア体を回転自在に配してなる回転ドアにおいて、通行者がドア体を回転操作したことの検知に伴い、該回転操作をアシストする駆動装置を設けるにあたり、前記駆動装置は、通行者が回転ドアに近付くことの検知に伴い、ドア体の回転抵抗より小さい第一アシストトルクを出力してドア体を回転待機状態とし、ドア体に回転操作がなされたことの検知に伴い回転抵抗より大きい第二アシストトルクを予め設定される所定時間のあいだ出力してドア体を回転始動し、ドア体が回転を始動すると、回転抵抗より大きいが、第二アシストトルクより小さい第三アシストトルクを出力してドア体を予め設定される所定速度で定速回転させるように構成した回転ドアにおける駆動装置。
2. ドア体に回転操作がなされたことの検知は、ドア体の位置検知に基づいてなされるように構成されている請求項１に記載の回転ドアにおける駆動装置。
3. 第二アシストトルクから第三アシストトルクへの低減は、経時的に順次減少するように構成されている請求項１または２に記載の回転ドアにおける駆動装置。

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