JP6320046B2 - モータ制御装置 - Google Patents

Description

本発明はモータ制御装置に関し、特に、安価なＡＣモータ等のごときモータを用いてサーボモータのごとき動作を実現するのに好適なモータ制御装置に関するものである。

例えば自動改札機では改札通路での旅客の通行を許可または阻止する手段として開閉ドアを備えている。このドアを開閉させるため、改札機本体の内部にはドア駆動装置を設けている。ドアとドア駆動装置によってドア装置が構成される、ドア駆動装置には、ドアを開閉駆動する駆動モータが設けられている。ドア駆動装置の駆動モータは制御装置によって制御され、ドアの開閉動作を適切に行っている。自動改札機のドア装置におけるドアの開閉動作では、ドアの開閉角度が適切に制御される。しかし、一般的に、かかるドアを開くときにはドアが回転して筐体の内壁面に衝突するので、衝突音が問題となっている。

衝突音を解決する従来技術として特許文献１を挙げる。特許文献１は車両用ドアハンドル装置を開示している。この車両用ドアハンドル装置では、ドアハンドルの一部を保護部材の一部に当接させることにより、ドアハンドルとドアパネルとの衝突により発生する異音を消音させるようにしている。

特開２００５−５４４１８号公報

自動改札機に設けられるドア装置のドアの開閉動作の制御では、次のような課題があった。通常、製作コストの観点から自動改札機のドア装置の駆動モータとしてサーボモータのような高価なモータを用いることは容易ではない。そこで、相対的に安価なＡＣモータが用いられる。このようなＡＣモータを用いる場合においても、ドア開閉時のドアと筐体の衝突音を低減すること等の観点から、ＡＣモータの回転動作をサーボモータのごとく細かく制御することが求められる。このような課題は、ＡＣモータまたはこれに類似するモータを駆動モータとして用いるドア装置の一般的な課題である。

本発明の目的は、上記の課題に鑑み、自動改札機等のドア装置におけるドアの開閉動作を安価なＡＣモータ等のモータを用いて行う構成において、通常的にはオン・オフ動作しかできないＡＣモータ等のモータをサーボモータのごとく細かく動作制御できるようにしたモータ制御装置を提供することにある。

本発明に係るモータ制御装置は、上記の目的を達成するため、次のように構成される。

第１のモータ制御装置（請求項１に対応）は、ドアを開閉駆動する駆動モータを備えたドア装置において、駆動モータにより回転するロータに５つの羽根を設けかつ５つの羽根を検知する３つのセンサを備え、３つのセンサのオン・オフ動作の７つの組合せパターンに基づきロータの回転動作を少なくとも２段階に分けて制動し、駆動モータの回転動作を制御することを特徴とする。

上記のモータ制御装置では、ＡＣモータ等をドア装置の駆動モータとして使用する場合において、駆動モータで回転しかつ複数の羽根（突起片）を有するロータを設け、所要数のセンサと、これらのセンサのオン・オフする複数の羽根との組み合わせに基づいて、複数のセンサのオン・オフの組み合わせパターンだけで駆動モータの回転角度を設定し、ロータの回転動作を少なくとも２段階に分けて制動をかけることができるように、駆動モータの回転動作を制御することが可能となる。

第２のモータ制御装置（請求項２に対応）は、上記の構成において、好ましくは、ロータは、２つの羽根を設けた第１レバー部と、３つの羽根を設けた第２レバー部から構成されることを特徴とする。

第３のモータ制御装置（請求項３に対応）は、上記の構成において、好ましくは、ドアの開動作時の衝突音を消音化するため制動を行うようにしたことを特徴とする。

第４のモータ制御装置（請求項４に対応）は、上記の構成において、好ましくは、駆動モータはＡＣモータであることを特徴とする。

第５のモータ制御装置（請求項５に対応）は、上記の構成において、好ましくは、ドア装置は自動改札機のドア装置であることを特徴とする。

本発明によれば、自動改札機等のドア装置におけるドアの開閉動作を安価なＡＣモータ等のモータを用いて行う構成において、モータで回転しかつ複数の羽根（突起片）を有するロータを設けると共に所要数のセンサを設け、これらのセンサのオン・オフする複数の羽根との組み合わせに基づいて、複数のセンサのオン・オフの組み合わせパターンだけで駆動モータの回転角度を設定したため、通常的にはオン・オフ動作しかできないＡＣモータ等のモータをサーボモータのごとく細かく動作制御できる。さらに、この細かい動作制御に基づいて、ロータの回転動作を２段階に分けて制動をかけることができるようにしたため、ドアが開動作するときの衝突音を防止し、消音化することができる。

本発明に係るモータ制御装置が組み込まれたドア装置の一例としての自動改札機を示し、改札通路側から見た自動改札機の改札機本体の正面図である。 本発明の実施形態に係るモータ制御装置で動作するドア駆動装置の要部の斜視図である。 ドア駆動装置のドア開閉機構の側面図である。 コンロッドの全体の外観を示す斜視図である。 ロータの全体形状を示す斜視図である。 ロータの正面形状（Ａ）と側面形状（Ｂ）を示す図である。 ロータの基端に形成した突起片とその周囲近傍に配置されたセンサの位置関係を示す構成図である。 ドア駆動装置とロータと３つのセンサとコントローラとドアの関係を示すシステム構成図である。 ３つのセンサの検知のオン・オフ状態（ＯＮ・ＯＦＦ）とモータの回転角度との関係を示す図表である。 ３つセンサの検知のオン・オフ状態に対応する各動作を説明するタイミングチャートである。

以下に、本発明の好適な実施形態（実施例）を添付図面に基づいて説明する。

図１を参照して、本発明に係るモータ制御装置が組み込まれるドア装置の一例としての自動改札機を説明する。図１は、自動改札機１０について、改札通路１１の側からみた一方の改札機本体１０Ａの正面図を示す。改札機本体１０Ａは外観を成す筐体を示している。図１において、例えば、１１Ａは通路入口であり、１１Ｂは通路出口である。改札通路１１を通行しようとする旅客は矢印Ｄ１で示す方向に移動するものとする。なおこの自動改札機１０は双方向に移動することができるので、移動方向が反対になる場合には通路入口と通路出口は反対になる。

改札機本体１０Ａにおいて、通路入口１１Ａ側の上面にはＩＣカードタッチ部（ＩＣカード読取り装置）１２と磁気券投入部（磁気券読取り装置）１３が設けられている。また改札機本体１０Ａの内面の所定の高さには改札通路１１を移動する旅客等の存在位置を検知する複数の赤外線センサ１４が備えられている。複数の赤外線センサ１４は、改札通路１１に進入して通行する旅客を特定しかつその移動位置を検出する移動検知手段である。通路入口１１Ａから進入し、改札通路１１を通行している旅客は、それぞれの位置で、対応する赤外線センサ１４によって検知され、その移動の変化状態が検出される。改札機本体１０Ａの内面側において、通路入口１１Ａおよび通路出口１１Ｂの各側に開閉動作を行う通行阻止用のドア１５（フラップ）が備えられている。ドア１５の開閉動作は、改札機本体１０Ａ内に設けられたドア駆動装置１５Ａによってドア軸１５Ｂの周りに回転させることにより行われる。ドア１５が閉動作を行うとき改札通路１１の通行を阻止し、ドア１５が開動作を行うとき改札通路１１の通行を許可する。さらにドア駆動装置１５Ａの動作は、改札機本体１０Ａに内蔵された制御装置１６によって制御される。本発明に係るモータ制御装置は制御装置１６の機能の中に含まれる。

上記のドア駆動装置１５Ａはドア開閉機構を備えている。次に、図２と図３を参照して、一例として通路入口１１Ａ側のドア駆動装置１５Ａの構成、およびドア開閉機構の構成を説明する。図２は改札機本体１０Ａ（筐体）の内部に設けられた通路入口１１Ａ側のドア開閉機構の要部の斜視図を示し、図３は通路入口１１Ａ側における筐体内部のドア開閉機構を通路出口１１Ｂの側から見た側面図として示している。

図２において、一部を切り欠いて示した２１は、改札機本体１０Ａの筐体内壁を示す。筐体内壁２１から改札通路１１側に向けて少し閉じた状態のドア１５が、一部を切り欠いた状態で示されている。

１５Ａはドア駆動装置の全体を示し、１５Ｂはドア軸を部分的に示している。ドア駆動装置１５Ａは、ユニット化され、筐体内壁２１の内側面に沿って設けられている。ドア駆動装置１５Ａは、駆動源としてギヤードモータ２２を有している。ギヤードモータ２２は、モータ２２Ａとギヤヘッド２２Ｂとから構成される。モータ２２は好ましくはＡＣモータである。ギヤードモータ２２によれば、モータ２２Ａのモータ軸の回転数をギヤヘッド２２Ｂで減速し、ギヤヘッド軸２２Ｂ−１の回転数として出力する機能を有している。ギヤヘッド２２Ｂによってモータ２２Ａの回転数が減速される結果、ギヤードモータ２２のギヤヘッド軸２２Ｂー１から出力される回転力は必要な強さになるように強化される。

ギヤードモータ２２のモータ２２Ａのモータ軸の位置については、その中心線の位置が、図３において点２２Ａ−１として示されている。また図３では、ギヤヘッド２２Ｂのギヤヘッド軸２２Ｂ−１が示され、さらにその中心線の位置も点で示されている。図３に示すように、モータ軸２２Ａ−１の中心線とギヤヘッド軸２２Ｂ−１の中心線は鉛直線２３の上に位置し、鉛直方向（高さ方向）において上下の位置に設定されるように、ギヤードモータ２２は配置されている。モータ軸２２Ａ−１の中心線とギヤヘッド軸２２Ｂ−１の中心線との間隔ｄは、例えば１３ｍｍである。このように、ギヤードモータ２２では、モータ２２Ａのモータ軸２２Ａ−１と、ギヤヘッド２２Ｂのギヤヘッド軸２２Ｂ−１とは、ずれた位置にある。ずれたモータ軸２２Ａ−１とギヤヘッド軸２２Ｂ−１が鉛直方向になるようにギヤードモータ２２の配置姿勢が選択される。なお当該鉛直線２３については、図２においても同じ位置に図示されている。

ギヤードモータ２２の配置姿勢を上記のように選択するためにフレーム２４が用いられている。ギヤードモータ２２は、フレーム２４によって筐体内壁２１に固定され、筐体内に設けられる。フレーム２４は、平坦フレーム２４ａと上側フレーム２４ｂと前端フレーム２４ｃを有している。平坦フレーム２４ａの下側にギヤードモータ２２は取り付けられている。また平坦フレーム２４ａ上にはソレノイド装置２５と電子回路部２６が設置されている。ソレノイド装置２５は、緊急時にドア１５を迅速に閉動作をさせるためのトリガー用の駆動源である。電子回路部２６は、モータ２２Ａの回転または停止の動作、およびトリガー用のソレノイド装置２５の緊急動作等を行わせるための給電制御装置である。ソレノイド装置２５は、従来の装置に比較して、フレーム２４において相対的に下方位置に埋設させた状態で設置されている。上側フレーム２４ｂの部分は、ギヤモード２２等を取り付けるフレーム２４の強度を高めるための構造強化用のリブとしての機能を有している。上側フレーム２４ｂの下側のスペースには図示しないリンク機構が配置される。このリンク機構は、トリガー用のソレノイド装置２５の緊急動作をドア軸１５Ｂに伝達する機能を有している。前端フレーム２４ｃにはギヤヘッド軸２２Ｂ−１に対応する孔２４ｃ−１が形成されている。孔２４ｃ−１を通してギヤヘッド２２Ｂ−１の先端部に臨むことができる。

ギヤードモータ２２のギヤヘッド軸２２Ｂ−１と、ドア軸１５Ｂとの間に、ドア開閉機構に基づくリンク機構が設けられる。このリンク機構は、ギヤヘッド軸２２Ｂ−１の回転動作をドア軸１５Ｂの回転動作に変換する働きを有している。当該リンク機構は、ロータ３１とコンロッド３２とクランク３３とコイルバネ３４等とによって構成されている。図３ではコイルバネ３４の図示は省略されている。

図２と図３に示すように、ロータ３１の下端（基端）はギヤヘッド軸２２Ｂ−１に結合され、ロータ３１は、鉛直線２３との間で作る角度が小さく、比較的に立てた角度状態にてギヤヘッド軸２２Ｂに取り付けられている。ロータ３１は、ギヤヘッド軸２２Ｂ−１の回転動作に応じて、その下端を中心にして設定された角度の範囲内で往復するように回転する。また側面から見て略コの字型をしたクランク３３がドア軸１５Ｂに取り付けられている。ロータ３１とクランク３３は、その間に配置されたコンロッド３２によって連結されている。ロータ３１の上端（先端）はコンロッド３２の先部３２ａにボルト３５およびベアリング等を用いて回転自在になるように結合されている。またコンロッド３２の基部３２ｂは、クランク３３にボルト３６およびベアリング等を用いて回転自在になるように結合されている。

図４にコンロッド３２のみの全体形状を示す。図４に示すように、コンロッド３２は全体として所要の厚みを有し、さらに、コンロッド３２の先部３２ａはリング状の形状を有し、基部３２ｂも同様にリング状の形状を有している。先部３２ａおよび基部３２ｂのリング状の形状部分の内部にはベアリング部材等が収容される。またコンロッド３２の先端の上部にはネジ孔３２ｃ−１を有した連結突起３２ｃが設けられている。連結突起３２ｃはコイルバネ３４の連結に用いられる。

上記の形状を有するコンロッド３２、当該コンロッド３２によって連結されるロータ３１およびクランク３３は、全体としてほぼ１つの面内に含まれるように、面一となるレイアウトに基づいて実装されている。

コンロッド３２の先端の連結突起３２ｃと、フレーム２４の上側フレーム２４ｂに設けられた連結突起２４ｂ−１との間に、コイルバネ３４が設けられる。コイルバネ３４の一端は金具３７とネジ３８で連結突起３２ｃに連結され、コイルバネ３４の他端は金具３９とネジ４０で連結突起２４ｂ−１に連結される。図２に示されるように、ドア１５が閉じるごとくロータ３１が回転動作したときには、コイルバネ３４は伸びるように作用する。すなわち、図２または図３において、ギヤヘッド軸２２Ｂ−１が反時計回りに回転するとき、ロータ３１が左側に倒れるように回転し、コンロッド３２を左方向に引き、クランク３３を左側方向に移動させ、ドア１５が閉まるようにドア軸１５Ｂを回転させる。このとき、コイルバネ３４は伸長させられる。反対に、上記の状態から、ギヤヘッド軸２２Ｂ−１が時計回りに回転するとき、ロータ３１も時計回りに回転し、コンロッド３２を右方向に押し出し、クランク３３を右側方向に移動させ、ドア１５が開くようにドア軸１５Ｂを回転させる。このとき、コイルバネ３４は収縮させられる。

ドア１５が開動作した状態のとき、ロータ３１の配置姿勢は鉛直線２３の方向に接近した状態にある。ドア１５が開動作状態において、ロータ３１とコンロッド３２の取付け角度（ロータ３１とコンロッド３２の作る角度）は、従来装置に比較して、相対的に大きくなるようにされている。

次に図５と図６を参照してロータ３１の形状を詳述する。

ロータ３１は、第１レバー部３１Ａと第２レバー部３１Ｂを有する。第１レバー部３１Ａと第２レバー部３１Ｂは一定の間隔をあけた平行な位置関係を有し、その基端３１Ａ−１，３１Ｂ−１においてリング状部３１Ｃによって連結された形状を有し、全体として一体的な部材として形成されている。基端３１Ａ−１，３１Ｂ−１およびリング状部３１Ｃの箇所には、ギヤヘッド軸２２Ｂ−１が挿入されかつ結合される孔３１Ｄが形成されている。またロータ３１の第１レバー部３１Ａの先端３１Ａ−２にはコンロッド３２の先部３２ａと結合される孔３１Ｅが形成されている。コンロッド３２の先部３２ａは、第１レバー部３１Ａの先部３１Ａ−２と第２レバー部３２Ｂの円筒突起３２Ｂ−２との間に配置され、結合される。

ロータ３１の第１レバー部３１Ａの基端３１Ａ−１の外側には外方に突き出た２つの突起片５１，５２が特定の位置にておよび設定された間隔をあけて形成されている。突起片５１，５２の形状は羽根形状であり、ほぼ同じである。またロータ３１の第２レバー部３１Ｂの基端３１Ｂ−１の外側には外方に突き出た３つの突起片６１，６２，６３が、同様に、特定の位置および設定された間隔をあけて形成されている。突起片６１，６２，６３は羽根形状を有しており、さらに突起片６１の幅寸法は長く、突起片６２の幅寸法は短くなるように設定されている。ロータ３１の上記の突起片５１，５２および突起片６１，６２，６３は、後述するように、その移動位置に応じて、光学的なセンサに対して遮光要素としての機能を有している。

次に図７〜図１０を参照して、ロータ３１の突起片５１，５２，６１〜６３の作用、およびモータ制御装置による制御の内容について説明する。

図７は、図２および図３等に示されたドア開閉機構内に組み込まれた状態のロータ３１と、その周囲に配置された３つのセンサ７１，７２，７３との関係を示している。前述のごとくロータ３１は、コンロッド３２およびクランク３３とよってリンク機構を形成している。クランク３３はドア１５のドア軸１５Ｂに結合されている。ロータ３１の第１レバー部３１Ａの基端３１Ａ−１の周縁部には突起片５１，５２が形成されており、ロータ３１の第２レバー部３１Ｂの基端３１Ｂ−１の周縁部には突起片６１，６２，６３が形成されている。

ロータ３１は、ギヤヘッド軸２２Ｂ−１の回転動作に応じて、その基端の回転中心の周りに所定の回転角度の範囲（好ましくは０〜６５°）で往復的に回転する。図３または図７において、ロータ３１が反時計方向に所定角度だけ回転することによってコンロッド３２が左側方向に移動して、ドア１５が閉じる方向に移動すると共に、反対にロータ３１が時計方向に所定角度だけ回転することによってコンロッド３２が右側方向に移動して、ドア１５が開く方向に移動する。

図１に示した自動改札機１０において、ドア１５が完全に開いた状態では、ドア１５は改札機本体１０Ａの筐体の内壁面にぴたりと接触した状態にある。このときのドア１５の角度を０°とする。ドア１５が完全に閉じた状態では、改札通路１１に直交する位置に回転移動し、改札通路１１を閉じ、通行を阻止する状態になる。このときのドア１５の角度は９０°となる。ドア１５の開閉動作では、ドア１５は０°から９０°の範囲を往復的に移動する。他方、ドア１５の０〜９０°の角度範囲の回転移動をロータ３１の回転動作に変換すると、ロータ３１は好ましくは０〜６５°の角度範囲で往復的に回転する。すなわち、ドア１５の角度が０°（開状態）のときにはロータ３１の回転角度は０°（開状態）とし、ドア１５の角度が９０°（閉状態）のときにはロータ３１の回転角度は６５°（閉状態）に設定されている。このように本実施形態の構成では、ロータ３１は０〜６５°の角度範囲で往復的に回転移動を行うように設計されている。

ロータ３１が０〜６５°の角度範囲で往復的に回転移動するとき、上記の突起片５１，５２，６１〜６３の移動経路が決まる。これらの突起片５１，５２，６１〜６３の移動経路に対応して所定の位置関係で３つの光学的なセンサ７１〜７３が配置されている。センサ７１〜７３の各々は、例えば反射型の光学センサであり、突起片５１，５２，６１〜６３のいずれかが遮光作用を生じる位置になるとオン状態（ＨＩ）になり、遮光作用を生じる位置でないとき（受光）にはオフ状態（ＬＯ）になるように動作する。例えば図７に示した状態では、センサ７１は突起片５１で遮光され、センサ７２は突起片５２で遮光され、センサ７３は突起片６３で遮光された状態にあり、その結果、センサ７１〜７３のすべてがオン状態（ＨＩ）にある。図７に示されたロータ５１の回転角度の状態は、センサ７１〜７３のすべてがオン状態にあって、ドア１５が完全に閉じた状態にあることを示している。このとき、ロータ３１の回転角度は６５°（閉状態）である。

図９の表（テーブル）において、０〜６５°の角度範囲で回転するロータ３１の回転角度とセンサ７１〜７３の各オン・オフ（ＯＮ・ＯＦＦ）動作の組み合わせに基づくＯＮ・ＯＦＦのパターンを示す。図９で明らかなように、所定の経路範囲で移動する突起片５１，５２，６１〜６３と３つのセンサ７１〜７３との作用関係（検知作用）に基づいて、ロータ３１の回転動作について８つの回転角度０°，２°，５°，１０°，１５°，２０°，５２°，６５°を検知することができる。これによって、図９に示されるように、ロータ３１の「開→閉」または「閉→開」の回転動作の範囲を７つの区分（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ）に分割することが可能となる。回転動作制御の観点からは、７つの回転角度２°，５°，１０°，１５°，２０°，５２°，６５°に関するＯＮ・ＯＦＦの組み合わせパターンが主に利用される。

図８を参照してモータ制御装置のシステム構成を説明する。自動改札機１０には、ドア１５を開閉駆動するためのドア装置８１が設けられている。このドア装置８１は、前述した通り、ドア駆動装置１５Ａに含まれるギヤードモータ２２を有し、当該ギヤードモータ２２はモータ２２Ａとギヤヘッド２２Ｂを備えている。ギヤヘッド２２Ｂでは、減速機構を介してモータ軸２２Ａ−１とギヤヘッド軸２２Ｂ−１が接続されている。ギヤヘッド軸２２Ｂ−１にはロータ３１が結合されている。ロータ３１の基端には突起片群８２（前述の突起片５１，５２，６１〜６３）が設けられている。この突起片群８２に対してはセンサ７１，７２，７３が配置されており、その検知作用に基づき前述した通りの検知に係るオン・オフ動作の組み合わせパターン８３（ＯＮ・ＯＦＦの検知パターン）が得られる。オン・オフ動作の組み合わせパターン８３の情報はコントローラ８４に提供される。このコントローラ８４は、本実施形態に係るモータ制御装置を実現する要素であり、前述の制御装置１６の機能として含まれる。コントローラ８４は、オン・オフ動作の組み合わせパターン８３に基づいて、後述するような回転動作制御（２段階制動）８５に従って、モータ２２Ａの回転動作を制御する。モータ２２Ａの回転動作に基づいてロータ３１は所定の角度範囲で回転移動を行い、ドア軸１５Ｂを回転させ、ドア１５を開閉駆動する（矢印８６）。

次に、図１０のタイミングチャートに基づいて、モータ制御装置による回転動作制御８５（後述する２段階制動（図１０の（Ｂ）に示された２つの制動１０１，１０２））について説明する。図１０の（Ａ）はドア１５を「開→閉」に回転させるときのタイミングチャートを示し、（Ｂ）はドア１５を「閉→開」に回転させるときのタイミングチャートを示している。図１０の（Ａ），（Ｂ）において、横軸は時間軸であってロータ３１の回転角度で示しており、縦軸では項目としてセンサ７１〜７３、モータ２２Ａ、「制動ブレーキ」、「保持ブレーキ」を示している。なお「制動ブレーキ」の機能と「保持ブレーキ」の機能は、元々、ドア駆動装置１５Ａおよびコントローラ８４を含むドア装置８１に装備されている。またドア１５の閉動作および開動作に要する時間は例えば３００ｍｓ（ミリ秒の意味。以下同じである。）に設定されている。

図１０の（Ａ）では、ドア１５を開状態から閉状態に回転させるとき、すなわちロータ３１が０°（開）から６５°（閉）に回転したときにおいて、センサ７１〜７３の検知状態の変化を示している。ロータ３１の回転角度０°の時点で、モータ２２Ａに給電を行ってモータ２２Ａの回転を開始する。起動開始時およびその後のセンサ７１〜７３のオン（ＯＮ）動作（ＨＩ（遮光））、オフ（ＯＦＦ）動作（ＬＯ（受光））は、図７および図９を参照して説明した通りである。その結果、センサ７１〜７３のＯＮ・ＯＦＦの組み合わせパターンに基づいて、図１０の（Ａ）に示される通り、ロータ３１の８つの回転角度０°，２°，５°，１０°，１５°，２０°，５２°，６５°が検知される。ドア１５を閉じるときには、ロータ３１の回転角度が１５°になった時点から例えば１５０ｍｓ経過後にモータ２２Ａへの給電を停止し、モータ２２Ａの回転駆動を停止する。その後はモータ２２Ａ等の慣性力によってドア１５は回転する。ロータ３１の回転角度が６５°になった時点で、制動ブレーキを例えば３０ｍｓの時間間隔でかける。その後は保持ブレーキがオン状態になる。

図１０の（Ｂ）では、ドア１５を閉状態から開状態に回転させるとき、すなわちロータ３１が６５°（閉）から０°（開）に回転したときにおいて、センサ７１〜７３の検知状態の変化を示している。図１０の（Ｂ）では、（Ａ）に比較して時間軸の流れが反対になっており、右側から左側に向かって時間が進行する。その結果、ロータ３１の回転角度は６５°から０°へと変化する。起動開始時およびその後のセンサ７１〜７３のオン（ＯＮ）動作（ＨＩ（遮光））、オフ（ＯＦＦ）動作（ＬＯ（受光））は、図７および図９を参照して説明した通りであり、センサ７１〜７３のＯＮ・ＯＦＦの組み合わせパターンに基づいて、図１０の（Ｂ）に示される通り、ロータ３１の８つの回転角度０°，２°，５°，１０°，１５°，２０°，５２°，６５°が検知される。ロータ３１の回転角度６５°の時点で、保持ブレーキを解除し、モータ２２Ａに給電を行ってモータ２２Ａの回転を開始する。ロータ３１の回転角度５２°の時点で、その後の１ｍｓの時間経過後にモータ２２Ａへの給電を停止し、モータ２２Ａの回転駆動を停止する。その後は、モータ２２Ａの慣性力と前述したコイルバネ３４の収縮力でドア１５は回転する。モータ２２Ａへの給電を停止した時点からと後えば１３０ｍｓ経過後にロータ３１の回転角度２０°が検知された時点で、例えば、４０ｍｓの時間間隔で保持ブレーキをかける（制動１０１）。さらにその後、ロータ３１の回転角度１０°が検知された時点で、再び例えば、４０ｍｓの時間間隔で保持ブレーキをかける（制動１０２）。さらにその後、ロータ３１の回転角度２°が検知された時点から例えば２０ｍｓ経過した後に、制動ブレーキを動作させ、制動ブレーキを２００ｍｓの間継続してかけるようにする。その後は保持ブレーキがオン状態になる。

上記の通り、ドア駆動装置１５ＡにおいてＡＣモータ等のモータ２２Ａを用いてドア１５を開動作させる場合において、ロータ３１の突起片５１，５２，６１〜６３とセンサ７１〜７３とによる検知作用、およびコントローラ８４による回転動作制御に基づいて、好ましくは２段階の制動１０１，１０２を行うことができる。このため、ＡＣモータ等の安価なモータ２２Ａを使用しても、サーボモータと同等な細かい動作制御を行うことが可能となり、特に、ドア１５が改札機本体１０Ａの筐体内壁面に当たるときに静かに接触させることができ、衝突音の発生を防止し、消音化を達成することができる。

上記においてドア１５を開く際の制動を２段階（１０１，１０２）としたが、突起片の個数や位置、センサの位置を変更することにより、３段階や１段階等、その他の段階にて構成することもできる。

また前述したギヤードモータ２２によれば、図２、図３、図８等に示すように、モータ軸２２Ａ−１とギヤヘッド軸２２Ｂ−１が鉛直方向（鉛直線２３）においてずれた位置にある構成を有していたが、本発明はこれに限定されず、モータ軸とギヤヘッド軸が一致した位置にあるギヤードモータに適用することができるのは勿論である。さらに、ギヤードモータではなく、ギヤヘッドが一体化されていない通常のモータにも適用することもできる。

次に、コントローラ８４の記憶部に格納された上記制御を実行するソフトウェアについて説明する。このソフトウェアによって実行される制御は、モータ２２Ａの回転動作に係る制御である。ここでの説明は、特に、図１０の（Ｂ）で示したタイミングチャートに関して解説された２段階制動の制御を説明する。すなわち、閉状態にあるドア１５（ロータ３１の回転角度６５°に対応）を開状態（ロータ３１の回転角度０°に対応）にする場合において、ロータ３１が６５°から０°まで回転させつつ、その間に、前述した２段階の制動１０１，１０２を行う制御の内容を、ソフトウェアの観点で説明する。コントローラ８４は、センサ７１〜７３の各々から出力されるオン（ＯＮ）動作とオフ（ＯＦＦ）動作の組み合わせ（組み合わせパターン８３）に基づいて、ロータ３１の各回転角度、０°，２°，５°，１０°，１５°，２０°，５２°，６５°を検知することが可能となる。上記ソフトウェアの代表的なステップの内容は次の通りである。
（１）第１ステップ：
センサ７１〜７３の出力信号を入力する段階である。なお、センサ７１〜７３の各々の出力信号は、同時には出力されない。前述した突起片群８２（ロータ３１の突起片５１，５２，６１〜６３）が各センサ７１〜７３の光の進路を遮るまたは通過させるタイミングで出力される。従って、この入力段階では、センサ７１〜７３の各々で異なるタイミングで発生した各出力信号が取り込まれる。
（２）第２ステップ：
入力したセンサ７１〜７３の出力信号のオンとオフの組み合せパターンを取得する段階である。なお検知した組み合わせパターンに基づきロータ３１の回転角度を検知することができる。
（３）第３ステップ：
取得したオン・オフ組み合わせパターンが、制動１０１または制動１０２に対応する組み合わせパターンであるか否かを判断する段階である。この第３ステップでＮＯの場合には第１ステップに戻る。
（４）第４ステップ：
第３ステップでＹＥＳの場合に、制動１０１または制動１０２に応じて所定のブレーキ手段によって、設定された制動動作を実行する段階である。
（５）第５ステップ：
実行された制動が制動１０２であるか否かを判断する段階である。この第５ステップでＮＯの場合には第１ステップに戻る。
（６）第６ステップ：
第５ステップでＹＥＳの場合に、その後に取得したオン・オフ組み合わせパターンに基づいて、ドア１５の閉動作を確認し、制動ブレーキを所定時間かけ、さらにその後、最終的にドア１５の閉動作状態を保持する保持ブレーキをかける段階である。
上記の第１から第６のステップは代表的な制御の処理の流れであり、この制御のソフトウェアの処理ステップは制御の目的に応じて適宜に変更することが可能である。

以上の実施形態で説明された構成、形状、大きさおよび配置関係については本発明が理解・実施できる程度に概略的に示したものにすぎず、また数値および各構成の組成（材質）等については例示にすぎない。従って本発明は、説明された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示される技術的思想の範囲を逸脱しない限り様々な形態に変更することができる。

本発明に係るモータ制御装置は、自動改札機等のドア装置の開動作時の消音化等に利用される。

１０ 自動改札機
１０Ａ 改札機本体
１１ 改札通路
１１Ａ 通路入口
１１Ｂ 通路出口
１５ ドア
１５Ａ ドア駆動装置
１５Ｂ ドア軸
１５Ｂ−１ ドア軸の回転中心
１６ 制御装置
２１ 筐体内壁
２２ ギヤードモータ
２２Ａ モータ
２２Ａ−１ モータ軸
２２Ｂ ギヤヘッド
２２Ｂ−１ ギヤヘッド軸
２３ 鉛直線
２４ フレーム
２４ａ 平坦フレーム
２４ｂ 上側フレーム
２４ｃ 前端フレーム
２５ ソレノイド装置
２６ 電子回路部
３１ ロータ
３１Ａ 第１レバー部
３１Ｂ 第２レバー部
３２ コンロッド
３３ クランク
３４ コイルバネ
５１，５２ 突起片
６１，６２，６３ 突起片
７１，７２，７３ センサ
８１ ドア装置
８２ 突起片群
８４ コントローラ
１０１，１０２ 制動

Claims (5)

1. ドアを開閉駆動する駆動モータを備えたドア装置において、前記駆動モータにより回転するロータに５つの羽根を設けかつ前記５つの羽根を検知する３つのセンサを備え、前記３つのセンサのオン・オフ動作の７つの組合せパターンに基づき前記ロータの回転動作を少なくとも２段階に分けて制動し、前記駆動モータの回転動作を制御することを特徴とするモータ制御装置。
2. 前記ロータは、２つの前記羽根を設けた第１レバー部と、３つの前記羽根を設けた第２レバー部から構成されることを特徴とする請求項１記載のモータ制御装置。
3. 前記ドアの開動作時の衝突音を消音化するため前記制動を行うようにしたことを特徴とする請求項１または２記載のモータ制御装置。
4. 前記駆動モータはＡＣモータであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
5. 前記ドア装置は自動改札機のドア装置であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のモータ制御装置。

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