JPH04363488A - リニアモータ式自動ドア開閉装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、リニアモータによる自
動ドア開閉装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、回転モータとベルトによりド
アを駆動するエンジン部と、モータ又はベルトに取付け
た速度（位置）センサと、制御回路とからなる自動ドア
開閉装置が提案されている（特公平２−４７４７）。

【０００３】しかし、従来の自動ドア開閉装置は減速機
、ベルト等の部品が必要であるので、複雑な構造となり
、高価であるとともに、小型化が難しいという問題点が
あった。また、速度センサとして一般のタコジェネレー
タをモータに取付けた場合、ベルトの伸縮、滑り等の為
、ドアの正確な速度および位置の検出が難しい。また、
ベルトに速度センサを取付ける為には専用の速度センサ
を考える必要があり、高価になる。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の問題点
を解決するためになされたものであり、ドアの駆動源に
多相ブラシレスリニアモータを用い、該リニアモータの
可動子とドアを機械的を連結して直接駆動にすると共に
、可動子又は固定子上の駆動の為の磁気検出センサの信
号によってドアの位置および速度を検出し、この信号を
利用して制御回路と人体検出センサとによりドアを開閉
制御することを特徴とする。そして、本発明の構成によ
れば、減速機およびベルト等が必要なく、構造が簡単で
小型化が可能になる。また、駆動用ホール素子などの磁
気検出センサにより、ドアの位置および速度の検出がで
きるから専用センサがいらないという効果を達成するこ
とができ、多相モータ信号の為方向検出が可能であり、
またダイレクト駆動の為上記検出が正確である。

【０００５】

【実施例】まず、リニアモータの構造と通電タイミング
について説明する。リニアモータの構造は、本願人が実
願平１−１１０９５３号として出願済である。

【０００６】図５は、本発明のブラシレス直流リニアモ
ータ１を構成するコイルユニット２及び該コイルユニッ
ト２に一体的に付設されるセンサユニット３の斜視図で
ある。　　コイルユニット２は、同一形状の３個の可動
子コイル２ａ，２ｂ及び２ｃを組み込む。また、センサ
ユニット３には、３個のホール素子等を用いた磁気検出
センサ３ａ，３ｂ及び３ｃを組み込み、各々の可動子コ
イル２ａ〜２ｃと磁気検出センサ３ａ〜３ｃを個々に対
応づける。その対応位置関係は後に詳述する。各可動子
コイル２ａ〜２ｃへ通電するための給電線と各センサ３
ａ〜３ｃの信号線は、フレキシブルプリント基板４を用
いて接続する。

【０００７】前記コイルユニット２及びセンサユニット
３は、図６の断面図に示すようにアウタレール１２，１
２とインナレール１３，１３とから形成されるレール１
１の走行部１１’に移動自在に架装されて、コイル移動
型のブラシレス直流リニアモータ１を構成する。アウタ
レール１２，１２とインナレール１３，１３間には、ヨ
ーク１４，１４を介在させて等長の永久磁石１５，１５
を長手方向に複数個配置して磁石体１６を構成するとと
もに、その極性を隣り合うもの及び向かい合うものは逆
極性とし、向かい合う磁石１５，１５間に一様な磁界を
形成する。この場合、磁石１５は片側のみで他方はヨー
ク１４のみを配設して磁気回路を形成してもよい。

【０００８】前記フレキシブルプリント基板４を用いた
給電線の一端は、レール１１の端部に設置するレールエ
ンド１７に接続する（図７）。該レールエンド１７には
コネクタ１８によりワイヤハーネス１９を接続する。該
ワイヤハーネス１９の一端には、制御回路２０を接続す
る。制御回路２０は、前記磁石１５，１５の極性により
コイルユニット２と磁石体１６の相対位置を検出する磁
気検出センサ３ａ〜３ｃの検出信号を入力して、可動子
コイル２ａ〜２ｃの通電極性を切換える通電切換手段を
構成する。

【０００９】前記制御回路２０の一例を図８に示す。該
制御回路２０は、磁気検出センサ３ａ〜３ｃの磁気検出
信号を入力して、コイルユニット２（可動子コイル２ａ
〜２ｃ）と磁石体１６の相対位置を検出する位置検出回
路２１と通電切換回路２２とを有し、両回路２１と２２
間には通電切換回路２２のスイッチング素子をロジック
駆動する駆動回路２３と進行方向切換スイッチ２５を接
続した進行方向制御回路２４とを介装してなる。

【００１０】前記コイルユニット２を構成する可動子コ
イル２ａ〜２ｃの寸法及びその対応位置関係、センサユ
ニット３を構成する磁気検出センサ３ａ〜３ｃの対応位
置関係、及びコイル２ａ〜２ｃと磁気検出センサ３ａ〜
３ｃの対応距離の特定について、等長の永久磁石１５の
寸法との関係において以下に説明する。可動子コイル２
ａ，２ｂ及び２ｃの配置ピッチＬは、 Ｌ＝２ｎｌ／３とする。 但し、　ｎ：３の倍数を除く自然数 ２ｌ：磁石体１６の磁極ピッチである。また、磁気検出
センサ３ａ，３ｂ及び３ｃの配置ピッチＭは、Ｍ＝２ｌ
／３＋２ｌ・２ｍ 但し、　ｍ：０，１，２，３・・・ ２ｌ：磁石体１６の磁極ピッチである。 個々に対応づけられた可動子コイル２ａ〜２ｃと磁気検
出センサ３ａ〜３ｃとの対応距離Ｎｘは、可動子コイル
２ａ〜２ｃの通電端子間の結線によって異なるが次のよ
うに表すことができる。 （１）スター結線（タイプ１）の場合は、Ｎｘ＝（２ｐ
ｘ＋１）ｌ （２）スター結線（タイプ２）の場合は、Ｎｘ＝２（ｐ
ｘ＋１／３）ｌ　　又は　　Ｎｘ＝２（ｐｘ＋２／３）
ｌ （３）デルタ結線の場合は、 Ｎｘ＝２（ｐｘ＋１／３）ｌ　　又は　　Ｎｘ＝２（ｐ
ｘ＋２／３）ｌである。ここで、２ｌ＝磁石体１６の磁
極ピッチＰＸ＝０，１，２，３，４・・・ ｘ＝ａ，ｂ，ｃ 但し、Ｎａは可動子コイル２ａの中心から磁気検出セン
サ３ａまでの距離を表す。以下Ｎｂ，Ｎｃの場合も同様
に、可動子コイル２ｂ，２ｃの中心から磁気検出センサ
３ｂ，３ｃまでの距離を表す。

【００１１】以下、前記で規定される寸法関係の実例に
ついて説明するとともに、その作動についても説明する
。図９は、前記（１）のスター結線（タイプ１）の場合
の実例である。可動子コイル２ａと２ｂ及び２ｂと２ｃ
との距離Ｌ＝１０ｌ／３は、Ｌ＝２ｎｌ／３においてｎ
＝５としたものである。また、可動子コイル２ａの中心
から磁気検出センサ３ａまでの対応距離Ｎａ＝１１ｌ　
は、Ｎａ＝（２ｐａ＋１）ｌ　においてｐａ＝５とした
ものであり、同様にＮｂ＝７ｌ　はｐｂ＝３、Ｎｃ＝３
ｌ　はｐｃ＝１としたものである。可動子コイル２ａ〜
２ｃの巻線の各巻き始め端をＡ１，Ｂ１，Ｃ１とし、巻
き終わり端をＡ２，Ｂ２，Ｃ２とし、可動子コイル２ａ
の巻き終わり端Ａ２と可動子コイル２ｂの巻き始め端Ｂ
１及び可動子コイル２ｃの巻き終わり端Ｃ２とを接続し
てスター結線を施す。

【００１２】図１０は、前記したスター結線（タイプ２
）の場合の実例を示したものである。可動子コイル２ａ
と２ｂ及び２ｂと２ｃとの距離Ｌ＝１０ｌ／３は、Ｌ＝
２ｎｌ／３でｎ＝５としたものである。可動子コイル２
ａの中心から磁気検出センサ３ａまで距離Ｎａ＝３２ｌ
／３は、Ｎａ＝２（ｐａ＋１／３）ｌ　において、ｐａ
＝５としたものであり、同様にＮｂ＝２０ｌ／３はｐｂ
＝３、Ｎｃ＝８ｌ／３はｐｃ＝１としたものである。可
動子コイル２ａ〜２ｃの巻線の各巻き始め端をＡ１，Ｂ
１，Ｃ１とし、巻き終わり端をＡ２，Ｂ２，Ｃ２とし、
可動子コイル２ａの巻き終わり端Ａ２と可動子コイル２
ｂの巻き始め端Ｂ１及び可動子コイル２ｃの巻き終わり
端Ｃ２とを接続して、前記タイプ１の場合と同様にスタ
ー結線を施す。

【００１３】図１１は、前記したデルタ結線の場合の実
例を示したものである。可動子コイル２ａと２ｂ及び２
ｂと２ｃとの距離及び各可動子コイル２ａ〜２ｃの中心
から、各磁気検出センサ３ａ〜３ｃまでの対応距離は、
前記スター結線（タイプ２）（図１０）と同様である。 可動子コイル２ａ〜２ｃの巻線の各巻き始め端をＡ１，
Ｂ１，Ｃ１とし、巻き終わり端をＡ２，Ｂ２，Ｃ２とし
、Ａ１とＢ１，Ａ２とＣ１及びＢ２とＣ２とを接続して
、それぞれ端子Ａ’，Ｃ’及びＢ’とするデルタ結線を
施す。

【００１４】以上のように、各寸法関係を規定して可動
子コイル２ａ〜２ｃ及び磁気検出センサ３ａ〜３ｃを、
それぞれコイルユニット２とセンサユニット３に配置し
て、前記レール１１内に架装したブラシレス直流リニア
モータ１の作動について、図１２〜図１４を参照して説
明する。

【００１５】前記図９に示すスター結線（タイプ１）の
場合は、図１２に示すように、磁気検出センサ３ａが磁
石体１６のＮ極に対応する場合には、前記端子Ａ１には
＋Ｖ（ｖ）を、Ｓ極に対応する場合は０（ｖ）を印加し
、磁気検出センサ３ｂの場合はＮ極で０（ｖ），Ｓ極で
＋Ｖ（ｖ）を、また磁気検出センサ３ｃの場合はＮ極で
＋Ｖ（ｖ），Ｓ極で０（ｖ）をそれぞれ端子Ｂ２及びＣ
１に印加するように、前記制御回路２０の通電切換回路
２２を制御する。 このときの各磁気検出センサ３ａ〜３ｃの磁気検出タイ
ミングによる各端子Ａ１，Ｂ２及びＣ１に対する通電状
態は、磁気検出センサ３ａの位置で示せば同図に示され
るタイミングとなる。例えば磁気検出センサ３ａの位置
（１）では、２ｌ／３づつずれた磁気検出センサ３ａ，
３ｂ及び３ｃがいずれもＳ極に対応し、端子Ａ１，Ｃ１
に０（ｖ），端子Ｂ２に＋Ｖ（ｖ）が印加され、可動子
コイル２ａ〜２ｃには、スター結線によりＢ２→Ｂ１，
Ａ２→Ａ１及びＣ２→Ｃ１の向きに電流が流れる。前記
したように、磁気検出センサ３ａ〜３ｃが磁石体１６の
極性に基づいて出力する磁気検出信号により、スター結
線の３個の端子Ａ１，Ｂ２，Ｃ１への通電状態が変化し
、可動子コイル２ａ〜２ｃに流れる電流方向が順次前記
したタイミングで切り換わる。またその時各可動子コイ
ル２ａ〜２ｃは、前記の寸法関係に規定される位置にあ
って、各巻線部に流れる電流の向き及び対応する磁石体
１６の極性により、フレミングの左手法則に従う推力の
作用を受け、図１２（ａ）〜（ｈ）に模式的に示すよう
に、順次左から右方向へ移動する。

【００１６】また、前記図１０に示すスター結線（タイ
プ２）の場合は、図１３に示すように、各端子Ａ１，Ｂ
２，Ｃ１に通電する通電態様は、＋Ｖ（ｖ），０（ｖ）
，−Ｖ（ｖ）とし、その切換タイミングは磁気検出セン
サ３ａの位置で示せば、同図に示されるタイミングとな
る。例えば磁気センサ３ａの位置（２）では、端子Ａ１
に−Ｖ（ｖ），Ｂ２に＋Ｖ（ｖ）及びＣ１に０（ｖ）が
印加される。この時、スター結線した端子Ａ２，Ｂ１及
びＣ２の接続点の電位は、常に０　（ｖ）となり端子Ｃ
１０（ｖ）へは電流が流れなくて、端子Ｂ２→Ｂ１，Ａ
２→Ａ１の向きに電流が流れる（図１３）。この場合も
、前記と同様に各可動子コイル２ａ〜２ｃの巻線部に流
れる電流の向きと対応する磁石体１６の極性によりフレ
ミングの左手法則に従う推力を受けて、図１３（ａ）〜
（ｈ）に模式的に示すように左から右方向に移動する。

【００１７】前記図１１に示すデルタ結線の場合は、図
１４に示すように、磁気検出センサ３ａが磁石体　　１
６のＮ極に対応する場合には、前記端子Ａ’には＋Ｖ（
ｖ）を、Ｓ極に対応する場合は０（ｖ）を印加し、磁気
検出センサ３ｂの場合はＮ極で０（ｖ），Ｓ極で＋Ｖ（
ｖ）を、また磁気検出センサ３ｃの場合はＮ極で＋Ｖ（
ｖ），Ｓ極で０（ｖ）をそれぞれ端子Ｂ’及びＣ’に印
加するように、前記制御回路２０の通電切換回路２２を
制御する。このときの各磁気検出センサ３ａ〜３ｃの磁
気検出タイミングによる各端子Ａ’，Ｂ’及びＣ’に対
する通電状態は、磁気検出センサ３ａの位置で示せば同
図に示されるタイミングとなる。例えば磁気検出センサ
３ａの位置（３）では、２ｌ／３づつずれた磁気検出セ
ンサ３ａ，３ｂ及び３ｃがいずれもＳ極に対応し、端子
Ａ’に０（ｖ），端子Ｂ’，Ｃ’に＋Ｖ（ｖ）が印加さ
れる。デルタ結線により、同電位となるＢ’，Ｃ’端子
間には電流が流れず、Ａ２→Ａ１，Ｂ２→Ｂ１の向きに
電流が流れる。この場合も、前記と同様に各可動子コイ
ル２ａ〜２ｃの巻線部に流れる電流の向きと対応する磁
石体１６の磁性によりフレミングの左手法則に従う推力
を受けて、同図（ａ）〜（ｈ）に模式的に示すように左
から右方向に移動する。

【００１８】前記スター結線（タイプ１），（タイプ２
）及びデルタ結線の場合における、各々の可動子コイル
２ａ，２ｂ及び２ｃに作用する推力Ｆａ，Ｆｂ，Ｆｃは
、磁界を一定とした場合、それぞれ図１５〜図１７に示
される。 但し、Ｖ：電圧 Ｒ：コイル一個の抵抗 Ｂ：磁束密度 Ｎ：コイル巻数 ｌ：磁束作用長 とする。

【００１９】図１５に示すように、スター結線（タイプ
１）の場合、 Ｆａ＝Ｆｂ＝Ｆｃ＝（４Ｖ／３Ｒ）・ＢＮｌであり、そ
の推力パターンは可動子コイル２ａ〜２ｃと磁石体１６
等の前記した寸法関係により、位相２ｌ／３の位相を生
じコイルユニット２に作用する推力の最大は、Ｆ＝（２
０Ｖ／９Ｒ）・ＢＮｌ　となり、また２ｌ／３毎に生ず
る推力の低下もＦ’＝（２Ｖ／Ｒ）・ＢＮｌ　であって
、推力変動を最大推力の１０％に抑えることができる。

【００２０】図１６に示すように、スター結線（タイプ
２）の場合、 Ｆａ＝Ｆｂ＝Ｆｃ＝（Ｖ／Ｒ）・ＢＮｌ及び、Ｆａ’＝
Ｆｂ’＝Ｆｃ’＝（２Ｖ／３Ｒ）・ＢＮｌとなる。また
最大推力Ｆは、Ｆ＝（２Ｖ／Ｒ）・ＢＮｌであり、位相
２ｌ／３毎に生ずる推力の低下はＦ’＝（５Ｖ／３Ｒ）
・ＢＮｌ　となって、推力変動を最大推力の約１７％に
抑えることができる。

【００２１】図１７に示すようにデルタ結線の場合、Ｆ
ａ＝Ｆｂ＝Ｆｃ＝（２Ｖ／Ｒ）・ＢＮｌ及び、Ｆａ’＝
Ｆｂ’＝Ｆｃ’＝（４Ｒ／３Ｒ）・ＢＮｌとなる。最大
推力Ｆは、Ｆ＝（４Ｖ／Ｒ）・ＢＮｌ　であり、２ｌ／
３毎に生ずる推力の低下はＦ’＝（１０Ｖ／３Ｒ）・Ｂ
Ｎｌ　となる。位相２ｌ／３毎に生じる推力の低下はＦ
’＝（１０Ｖ／３Ｒ）・ＢＮｌ　であって、推力変動を
最大推力の約１７％に抑えることができる。以上の様な
構成及び作用を呈するブラシレス直流リニアモータ１は
、ブラシレスにより耐久性及び電気ノイズの低減を図る
ことができるのは勿論のこと、推力変動が小さくコイル
可動型のため可動部がコアレスとなってコントロール性
が良好になる。さらに、推力を増強するためのコイルユ
ニット２を複数個連結することができる。この場合、前
記した磁石体１６及び各可動子コイル２ａ〜２ｃの寸法
関係により、各コイルユニット２，２’を構成する可動
子コイル２ａ〜２ｃのそれぞれが隣り合う各コイルユニ
ット２，２’毎に逆巻きになる様に、スター結線又はデ
ルタ結線を施す。

【００２２】図１８に示すように、コイルユニット２で
は可動子コイル２ａの巻き終わり端Ａ２と可動子コイル
２ｂの巻き始め端Ｂ１及び可動子コイル２ｃの巻き終わ
り端Ｃ２を結線し、コイルユニット２’では、可動子コ
イル２ａの巻き始め端Ａ１’と可動子コイル２ｂの巻き
終わり端Ｂ２’及び可動子コイル２ｃの巻き始め端Ｃ１
’とを結線する。コイルユニット２の３個の端子Ａ１，
Ｂ２，Ｃ１とコイルユニット２’の３個の端子Ａ２’，
Ｂ１’，Ｃ２’は、それぞれＡ１とＡ２’，Ｂ２とＢ１
’及びＣ１とＣ２’とを接続して、共通端子Ａ，Ｂ，Ｃ
とする。このように、コイルユニット２を複数個追加し
た場合でも、可動子コイル２ａ〜２ｃの通電極性を切換
えるための配線数は、コイルユニット１個の場合と同様
３本であって増加する必要はない。また、通電極性の切
換えタイミングを規制するための磁気検出センサ３ａ〜
３ｃも、コイルユニット２の数に関係なく１組でよい。 また、磁気検出センサ３ａ〜３ｃの配置位置は、前記各
実施例に示した位置に限定されるものでなく、前記通電
極性の切換えタイミングを実現できるような位置であれ
ばよい。尚、移動方向を逆向きにする場合は、前記実施
例と逆向きの電流が、各可動子コイルに流れるように通
電極性を切換えるようにする。

【００２３】図１は、リニアモータ式自動ドア開閉装置
の構成図である。図１（Ａ），（Ｂ）において、３１は
リニアモータ固定子であり、ガイドレール３８と一体化
されている。リニアモータ可動子３２は、連結金具３４
によりドア３３と連結する。これにより可動子３２の動
作とドア３３の動作が完全に一致する。ガイドレール３
８上にはドア３３に取付けらけたローラ３７が走行する
。コントローラ３５は、人体検出用センサ３９からの信
号によりドア３３の開閉動作をつかさどる。電線３６は
、可動子３２への給電及び可動子３２上の磁気検出セン
サ３ａ，３ｂ，３ｃ（図２）信号のコントローラ３５へ
の受け渡しを行う電線であり、可動子３２は電線３６を
引張りながら動作する。

【００２４】図２および図３は、リニアモータの構造と
通電タイミングの概略を示す。リニアモータの構造と通
電タイミングの詳細は、図５〜図１８について前述した
通りである。

【００２５】図４はシステム構成図である。リニアモー
タ可動子３２は、前述の如くドア３３と連結され、固定
子３１上を走行する。ドア３３の位置と可動子３２の位
置とが一致する為、可動子３２の速度及び位置によりド
ア３３の速度及び位置が検出できる。リニアモータ可動
子３２には、コイル２ａ，２ｂ，２ｃが内蔵されており
、また磁気検出センサ３ａ，３ｂ，３ｃが内蔵されてい
る。磁気検出センサ３ａ〜３ｃは可動子３２と磁石１５
との相対位置を検出する。コントローラ３５は、人体検
出センサ４４の信号に応じて可動子３２を動作させる。 主制御部４５は、人体検出センサ４４の信号に応じて、
ドア３３を動作させる目標位置を出力する。目標速度演
算器４６は、主制御部４５から出力された目標位置と、
位置算出器４２からの現在位置との差、及び速度設定器
４３からの設定速度とにより、動作すべき目標速度を算
出する。出力演算器４７は、目標速度演算器４６からの
目標速度と、速度算出器４１からの実速度との差により
、可動子３２の出力（推力）及びその出力の方向を演算
する。ＰＷＭ変換器４８は、出力演算器４７により演算
された出力値をＰＷＭ値（パルス幅変調値）に変換する
。駆動トランジスタ設定器４９は、出力演算器により示
された出力（推力）の方向と、波形整形器５１からの相
状態信号（可動子３２と固定子磁石１５との相対位置）
とにより、通電すべき可動子コイル２ａ，２ｂ，２ｃと
通電方向を決定し、各駆動トランジスタＴｒ１ａ〜Ｔｒ
３ｂのＯＮ／ＯＦＦを設定する。可動子コイル通電器５
０は、駆動トランジスタＴｒ１ａ，Ｔｒ１ｂ，…Ｔｒ３
ｂとトランジスタ駆動回路とからなる。そして、可動コ
イル通電器５０は、駆動トランジスタ設定器４９で示さ
れたＯＮすべきトランジスタを、ＰＷＭ変換器４８で示
されたＰＷＭ値に従って駆動することで、駆動トランジ
スタ設定器４９で定められた出力（推力）となるような
電流を通電する。速度算出器４１は、波形整形器５１か
らの相状態信号の変化する間隔から。リニアモータ可動
子３２の実速度を算出する。位置算出器４２は、波形整
形器５１からの相状態の変化する方向により可動子３２
の動作方向を検出し、相状態変化ごとに方向に従いアッ
プ又はダウンカウントすることで、可動子３２の位置を
算出する。波形整形器５１は、リニアモータ可動子３２
内の磁気検出センサ（ホール素子）３ａ〜３ｃからの信
号の波形を方形波に整形する。人体検出センサ４４は、
人体等を無接触で検出するセンサ、あるいはタッチスイ
ッチ、マットスイッチ等よりなる。速度設定器４３は、
ドアの開閉速度を設定する速度設定器であり、あらかじ
め定められた値又は人が必要な速度に設定する。

【００２６】（本実施例装置の作動）図４において、波
形整形器５１→位置算出器４２→目標速度演算器４６→
出力演算器４７→可動子３２のループは位置フィードバ
ックループである。波形整形器５１→速度算出器４１→
出力演算器４７→可動子３２のループは速度フィードバ
ックループである。

【００２７】（位置フィードバックループの動作）目標
速度算出器４６は、主制御部４５からの目標位置と位置
算出器４２からの現在位置との差の極性により、動作方
向（目標速度の符号）を判定する。また、差が大きい場
合は、目標速度の大きさを速度設定器４３による設定速
度とし、差が所定値以内では目標位置に近づくに従い目
標速度の大きさを小さくし、一致した時点で零（＝０）
とする。この様に、可動子３２が目標位置へスムーズに
動作する様に目標速度を設定する。

【００２８】（速度フィードバックループの動作）出力
演算器４７は、目標速度算出器４６からの目標速度と、
速度算出器４１からの実速度との差の極性により推力方
向（出力値符号）を決定し、差の大きさによって出力値
を決定する。実速度が目標速度より小さい場合は動作方
向に対し正の推力とし、大きい場合は逆方向の推力とす
る。また、実速度と目標速度との差が大きいほど推力を
大きくする。これにより、可動子３２の実速度が目標速
度となる様に制御する。

【００２９】（駆動部の動作）モータ推力を発生させる
ためには、可動子３２の磁気検出センサ３ａ〜３ｃで検
出した状態（固定子磁石１５と可動子コイル２ａ〜２ｃ
の位置関係）に応じて、コイル２ａ〜２ｃを励磁すれば
よい。　　ここで、相状態とコイル励磁の関係は、推力
の方向各々についた１対１に定まる。これにより、通電
器５０内に配置された駆動用トランジスタＴｒ１ａ〜Ｔ
ｒ３ｂのＯＮ／ＯＦＦと相状態の関係は推力方向各々に
ついて１対１に定まる。これをあらがじめテーブルとし
て通電器５０内にもつ。トランジスタ設定器４９は、出
力演算器４７からの推力方向と波形整形器５１からの相
状態とによって、上記テーブルを参照してＯＮすべき駆
動トランジスタＴｒ１ａ〜Ｔｒ３ｂを決定する。また、
可動子３２の動作による相状態の変化、及び出力演算器
４７からの推力方向の変化ごとに、上記テーブルを参照
してＯＮすべき駆動トランジスタＴｒ１ａ〜Ｔｒ３ｂを
変更する。ＰＷＭ変換器４８は、出力演算器４７からの
推力の大きさに対応するＰＷＭ値を設定する。通電器５
０は、トランジスタ設定器４９で指定されたトランジス
タをＰＷＭ変換器４８で示されたＰＷＭ値で動作させる
ことにより、コイル２ａ〜２ｃを通電する。この際、ａ
側又はｂ側のどちらかのトランジスタをＰＷＭ動作させ
ればよい（図４、５０部詳細）。

【００３０】（位置及び速度の検出）本実施例装置では
、可動子３２とドア３３を機械的に結合している為、可
動子３２の速度及び位置を検出することによってドア３
３の動作を検出することができる。更に、使用するモー
タはブラシレス直流リニアモータであり、駆動用磁気検
出センサ３ａ〜３ｃを取付けていることから、この磁気
検出センサの信号を利用すれば、可動子３２の動作を検
出することができる。これにより、専用の位置及び速度
センサを必要とすることなく、ドア３３の位置及び速度
制御をすることができる。

【００３１】（位置の検出）本実施例のモータは直流３
相リニアモータであり、相状態（図４の波形整形器５１
の出力）は、可動子３２の動作に応じて磁気検出センサ
３ａ，３ｂ，３ｃの様に変化する（図３）。ここで、例
えば磁気検出センサ３ａのパルス長さｌは磁石１５の寸
法と等しくなる（図３）。これにより、相状態の変化順
番を見ることで、可動子３２の動作方向を検出する。ま
た、あらかじめ原点をドア３３の閉位置（又は他の特定
位置）に定め、上記より磁気検出センサ３ａ〜３ｃで検
出した動作方向に従い、カウントアップ又はダウンする
ことで、磁石１５長さの１／３ピッチの分解能でドア３
３の位置を検出する。

【００３２】（速度の検出）相状態の変化する時間ｔ１
（図３）を計測することで可動子３２の動作速度を検出
する。このとき、動作速度ｖは次式となる。 ｖ＝（ｌ／３）／ｔ１ 　　また、方向（極性）は上記位置検出時の動作方向と
等しくなる。

【００３３】（全体の動作）人体検出センサ４４がＯＮ
すると、主制御部４５は目標位置をドア開位置にセット
する。すると、前述の位置フィードバックループ（波形
整形器５１→位置算出器４２→目標速度演算器４６→出
力演算器４７→可動子３２）、及び速度フィードバック
ループ（波形整形器５１→速度算出器４１→出力演算器
４７→可動子３２）のはたらきにより、可動子３２（ド
ア）は開位置へ移動する。位置算出器４２を確認するこ
とで、ドア３３が開位置へ達したことを確認後、人体検
出センサ４４により人がいないことを確認して、主制御
部４５は目標位置を閉位置に変える。これにより、ドア
３３は閉じる。閉動作中に、人体検出センサ４４が人を
検知して場合には、再度、目標位置を開位置とし、以上
の動作を繰り返えす。

【００３４】（発明の効果）以上述べたように、本発明
装置はドアの駆動源に多相ブラシレス直流リニアモータ
を用いた自動ドア開閉装置であり、リニアモータを用い
ることでギヤユニット及びベルト等を必要としない簡単
な構成で小型の駆動源（エンジン）を実現することがで
きる。また、本発明装置は可動子とドアを直結し、多相
ブラシレス直結リニアモータを駆動するための磁気検出
センサの信号からドア動作を正確に計測して、ドアを制
御することで、専用のセンサやリミットスイッチを用い
ることなく、非常に簡単な構成で、高機能の自動ドア開
閉装置を実現することができる、などの優れた効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】リニアモータ式自動ドア開閉装置の構成図であ
る。

【図２】リニアモータの構造の概略を示す説明図である
。

【図３】リニアモータの通電タイミングの概略を示す説
明図である。

【図４】本実施例のシステム構成図である。

【図５】コイルユニットとセンサユニットの斜視図であ
る。

【図６】同、断面図である。

【図７】ブラシレス直流リニアモータの概要斜視図であ
る。

【図８】制御回路の一例を示した結線図である。

【図９】スター結線における寸法関係の実例を示した説
明図である。

【図１０】他のスター結線における寸法関係の実例を示
した説明図である。

【図１１】デルタ結線における寸法関係の実例を示した
説明図である。

【図１２】スター結線において通電極性の切換えによる
各可動子コイルの電流方向と永久磁石との関係を表す説
明図である。

【図１３】他のスター結線の通電極性の切換えによる各
可動子コイルの電流方向と永久磁石との関係を表す説明
図である。

【図１４】デルタ結線において通電極性の切換えによる
各可動子コイルの電流方向と永久磁石との関係を表す説
明図である。

【図１５】スター結線において発生する推力パターンを
示した線図である。

【図１６】他のスター結線において発生する推力パター
ンを示した線図である。

【図１７】デルタ結線において発生する推力パターンを
示した線図である。

【図１８】他の実施例を示したコイルユニットとセンサ
ユニットの正面図である。

【符号の説明】

１…３相ブラシレス直流リニアモータ　　２…コイルユ
ニット　　２ａ〜２ｃ…可動子コイル　　３…センサユ
ニット　　３ａ〜３ｃ…磁気検出センサ　　１１…レー
ル１２…アウタレール　　１３…インナレール　　１５
…永久磁石　　１６…磁石体２０…制御回路　　２１…
位置検出回路　　２２…通電切換回路　　３１…リニア
モータ固定子　　３２…リニアモータ可動子　　３３…
ドア　　３４…連結金具　　３５…コントローラ　　３
６…電線　　３７…ローラ　　３８…ガイドレール　　
４１…速度算出器　　４２…位置算出器　　４３…速度
設定器　　４４…人体検出センサ　　４５…主制御部　
　４６…目標速度演算器　　４７…出力演算器　　４８
…ＰＷＭ変換器　　４９…トランジスタ設定器　　５０
…可動子コイル通電器　　５１…波形整形器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ドアの駆動源に多相ブラシレス直流リ
   ニアモータを用い、該リニアモータの可動子とドアを機
   械的に連結して直接駆動にすると共に、可動子又は固定
   子上の駆動の為の磁気検出センサの信号によってドアの
   位置および速度を検出し、この信号を利用して制御回路
   と人体検出センサとによりドアを開閉制御することを特
   徴とするリニアモータ式自動ドア開閉装置。