JPH09217551A - 車両用扉開閉装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】扉開閉制御指令に対して遅れなく速応する扉開
閉機構及び扉駆動装置と、繁雑な調整をすることなく、
複数の扉が同一時間、同一パターンで開閉するように制
御する扉制御装置を提供するものである。 【解決手段】 扉速度指令値に対応して駆動制御される
電動機によって、扉位置検出器が取着つれている扉開閉
機構を駆動する車両用扉開閉装置において、扉位置に対
する扉速度指令値を自動的に生成する位置／速度指令値
自動生成手段22を有するものであり、区間速度関数設定
手段と、速度パターン定数設定手段と、区間定数演算手
段と、扉速度指令値群演算記憶手段と、扉位置座標値検
知手段と、扉速度指令値特定手段と、位置／速度指令値
自動生成手段からなるものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は鉄道車両用扉開閉装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に鉄道車両用の扉の開閉は、多くの
乗客を速やかに乗降させるために扉の開閉速度を速くし
ているが、開閉の最終工程付近になると、扉の開閉速度
を遅くして乗客が扉に挟まれることが少なくなるように
工夫されている。このような鉄道車両用の扉開閉装置の
従来技術としては次に示す実開昭63−28575 号公報のも
のがある。図15（ａ）及び（ｂ）はその正面図であり、
（ａ）は閉扉状態図、（ｂ）は開扉状態図である。

【０００３】図15（ａ），（ｂ）において、空気圧力で
作動するシリング 501を駆動源とした扉開閉機構によっ
て駆動される扉 522及び 521に、それぞれ連結金具 511
及び512によって連結された段差を有する段付連結棒 52
6及び 527、シリンダ 501内に装着された弁体 535及び
534内に上下方向に摺動可能なように備えられた弁棒532
及び 528と、この弁棒 532及び 528の片端に回転可能に
取着され、かつ、段付連結棒 526及び 527と摺動接触す
るころ 531及び 529からなる。

【０００４】このころ 531及び 529が段付連結棒 526及
び 527の段差を通過するごとに、弁棒 532及び 528が弁
体 535および 534内部の排気側の空気回路を変えて、急
激に空気の通過する絞り穴を小さくして緩衝作用を生じ
させ、扉 522及び 521を高速度から低速度へ移行させ
る。すなわち、段差を有する段付連結棒 526及び 527
は、対称的に巻掛伝動帯 506に固定され、扉 522及び 5
21の開閉に応じて弁棒 532あるいは 528のころ 531ある
いは 529が段付連結棒 526あるいは 527の段差の低い側
526aあるいは527aから段差の高い側526bあるいは527bへ
移行すると緩衝作用が働き、扉 522及び 521は高速度か
ら低速度へ移行する。ころ 531及び529 の上昇下降は、
弁棒 532及び528の底に備えられたばね 533及び 530に
よって行われる。

【０００５】このような状態で扉 522及び 521の開閉が
行われ、緩衝作用が働く前、すなわち、扉 522及び 521
が高速度で開閉する状態では、大きい穴の絞り穴 518あ
るいは 514と、小さい穴の絞り器 519あるいは 515が共
に空気を通過させ、扉 522及び 521は高速度で開閉す
る。

【０００６】緩衝作用が働いた後、すなわち、扉 522及
び 521が低速度で開閉する状態では、大きい穴の絞り器
518あるいは 514の空気の通過は遮断され、小さい穴の
絞り器 519あるいは 515のみが空気を通過させ、扉 522
及び 521は低速度で開閉する。大きい穴の絞り器 518あ
るいは 514と、小さい穴の絞り器 519あるいは 515が共
に空気を通過させている状態から、小さい穴の絞り器 5
19あるいは 515のみが空気を通過させる状態へ移動した
直後には、排気しうる空気量が急激に減少するので、シ
リンダ 501内を摺動するピストン 536と弁体 535あるい
は 534との間の空気圧力が急激に上昇して、扉 522およ
び 521は減速され、スムーズに低速度へ移行する。

【０００７】それ故、図15（ａ），（ｂ）に示されてい
る後述する距離L1〜L4は次のように説明される。ころ 5
31と段付連結棒 526の段差の低い側526aおよび段差の高
い側526bとの摺動距離L1及びL2は、それぞれ扉 522およ
び 521の開扉時の高速度移動距離L1および低速度移動距
離L2に相当する。また、ころ 529と段付連結棒 527の段
差の低い側527aおよび段差の高い側527bとの摺動距離L3
およびL4は、それぞれ、扉 522および 521の閉扉時の高
速度移動距離L3および低速度移動距離L4に相当する。

【０００８】扉 522および 521の全閉位置を原点とし、
全開位置を最大値とする開扉位置座標をｘで表わすとす
れば、開扉時には区間０≦ｘ≦L1にて高速度移動し、区
間L1≦ｘ≦（L1＋L2）にて低速度移動するように段付連
結棒 526の段差の位置によって開扉速度が指令される。
同様に、閉扉時には区間L4≦ｘ≦（L3＋L4）にて高速度
移動し、区間０≦ｘ≦L4にて低速度移動するように段付
連結棒 527の段差の位置によって閉扉速度が指令され
る。もちろん、開扉時の高速度は大きい穴の絞り器 518
と小さい穴の絞り器 519により、また、低速度は小さい
穴の絞り器 519により設定され、閉扉時の高速度は大き
い穴の絞り器 514と小さい穴の絞り器 515により、ま
た、低速度は小さい穴の絞り器 515により設定される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】都市園における通勤電
車には、例えば、車両１両の片側に４ケ所、両側で８ケ
所の乗降口に扉が設置されているので、10両編成の車両
では扉の数は80組となり、扉開閉装置も80組装備される
ことになる。乗客の安全を守り、かつ、乗降を短時間に
効率良く行うためには、いずれの扉も同一パターンで開
閉し、できるだけ短い同一時間に開閉することが望まれ
る。その一方、たとえば開閉パターンについては低速度
では移動距離を従来よりは長くして、開閉時間は従来通
りにするなど種々のパターンが要求されている。

【００１０】しかしながら、前述したような、空気圧式
の場合においては、低速度での移動距離を変更する場合
には段付連結棒 526および 527を新規に製作する必要が
ある。また、前述し通勤電車のように80組の扉を同一時
間内に開閉させる場合、空気圧力源と扉との位置関係、
すなわち、空気配管の長短による圧力損失に差があって
も、各扉の開閉時間が同一になるように1 扉当たり４個
の絞り器 518， 519，514および 515を調整することに
なる。この調整は熟練を要し、80組の扉に対して行うの
でかなりの作業量にもなり、扉開閉の高速度から低速度
へ移行位置が全扉について同一となっても扉開閉の高速
度および低速度を全扉について同一に調整することは難
しい。それ故、扉の開閉パターンも開閉時間も各扉ごと
に異なっているのが現状である。

【００１１】また、たとえば閉扉時に扉 522および 521
が乗客や乗客の持ち物を挟んだ場合には、扉 522および
521はその位置で停まったり、駅員や乗客によって開扉
側に押し戻されたりすることがある。この場合、図15に
示すピストン 536と弁体 535の間にある空気は通常の開
閉作動中の圧力より上昇し、空気圧源（図示せず）の圧
力に近ずく。一方ピストン 536と弁体 534の間にある空
気は、扉が停まったり押し戻されたりしているので、圧
力はほとんどなくなってしまう。このような状態で戸挾
みの障害物が除去されると、ピストン 536と弁体 535の
間にある空気の圧縮分は一挙に膨張して、閉扉時の高速
度以上の速度になることがある。このような現象は乗客
にとって決して安全ではないが、圧縮性を有する空気の
宿命である。

【００１２】本発明は以上のような点に鑑みて創案され
たもので、その目的とするところは、扉開閉制御指令に
対して遅れなく速応する扉開閉機構及び扉駆動装置と、
繁雑な調整をすることなく、複数の扉が同一時間、同一
パターンで開閉するように制御する扉制御装置から構成
される車両用の扉開閉装置を提供するものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】その目的を達成する手段
は、扉速度指令値に対応して駆動制御される電動機によ
って、扉位置検出器が取着つれている扉開閉機構を駆動
する車両用の扉開閉装置において、扉位置に対する扉速
度指令値を自動的に生成する位置／速度指令値自動生成
手段を有することを特徴とする（請求項１記載）。

【００１４】このような車両用の扉開閉装置において、
（ａ）扉開閉時の時間に対する所定の速度パターンを構
成する加速区間、減速区間および定速区間等の各区間に
対する区間速度関数を扉の全閉位置を原点とし、扉の全
開位置を正の最大値とする扉位置座標を用いて設定する
区間速度関数設定手段と（ｂ）前記所定の速度パターン
を特定する速度パターン定数を設定する速度パターン定
数設定手段と、

【００１５】（ｃ）前記各区間に対する前記区間速度関
数を特定する区間定数を前記速度パターン定数から演算
によって求める区間定数演算手段と、（ｄ）前記速度パ
ターン定数と前記区間定数とによって数式化される前記
区間速度関数に扉位置座標値を代入し、扉の作動範囲全
域に対応する扉速度指令値群をあらかじめ演算し、か
つ、記憶する扉速度指令値群演算記憶手段と、（ｅ）前
記扉開閉機構に取着された扉位置検出器の信号から扉位
置座標値ｘを検知する扉位置座標値検知手段と、

【００１６】（ｆ）扉開閉作動時の扉位置座標値ｘに対
応する扉速度指令値を、前記扉速度指令値群の中から特
定する扉速度指令値特定手段とからなり、扉の作動範囲
全域に対応する前記扉速度指令値群をあらかじめ演算・
記憶しておき、扉開閉作動時の扉位置座標値ｘに対する
扉速度指令値を自動的に生成するようにした位置／速度
指令値自動生成手段を有することを特徴とする（請求項
２に記載）。

【００１７】また、前記車両用の扉開閉装置において
は、（ｇ）扉開閉時の時間に対する所定の速度パターン
を構成する加速区間、減速区間および定速区間等の各区
間に対する区間速度関数を、扉の全閉位置を原点とし、
扉の全閉位置を正の最大値とする扉位置座標を用いて設
定する区間速度関数設定手段と（ｈ）前記所定の速度パ
ターンを特定する速度パターン定数を設定する速度パタ
ーン定数設定手段と、（ｉ）前記各区間に対する前記区
間速度関数を特定する区間定数を前記速度パターン定数
から演算によって求める区間定数演算手段と、

【００１８】（ｊ）扉開閉機構に取着された扉位置検出
器の信号から前記扉位置座標上の扉位置座標値ｘを検知
する扉位置座標値検知手段と、（ｋ）前記速度パターン
定数と前記区間定数とによって数式化される前記区間速
度関数に扉位置座標値ｘを代入し、扉速度指令値を演算
する扉速度指令値演算手段とからなり、扉開閉動作時の
扉位置座標値ｘに対し扉速度指令値をリアルタイムに演
算し、扉位置座標値ｘに対する扉速度指令値を自動的に
生成するようにした位置速度指令値自動生成手段を有す
ることを特徴とする（請求項３に記載）。

【００１９】前記車両用扉開閉装置においては、起動か
ら停止に至る速度パターン上、速度一定の等速運動をす
る定速区間を有し、かつ、該定速区間において高速度と
低速度の２段速度を有する速度パターンであって、起動
から前記高速度への加速区間、前記高速度から前記低速
度への減速区間、および、前記低速度から停止への減速
区間において、加速度一定の等加速運動をするようにし
た等加速２段速度パターンを前記所定の速度パターンと
するものである（請求項４に記載）。

【００２０】このような前記車両用扉開閉装置において
は、前記加速区間および前記減速区間における前記等加
速運動の全ての加速度の絶対値を等しくするものである
（請求項５に記載）。

【００２１】また、このような車両用扉開閉装置におい
ては、前記等加速２段速度パターンにおける前記低速度
に到達する位置から停止位置までの低速ストロークを、
少なくとも、前記速度パターン定数とするものである
（請求項６に記載）。

【００２２】さらに、このような車両用扉開閉装置にお
いては、 （ソ）（ｌ）開扉時および
閉扉時共に、前記等加速２段速度パターンを前記所定の
速度パターンとし、起動から高速度への加速区間、高速
度の定速区間、高速度から低速への減速区間、低速度の
定速区間、および、低速度から停止への減速区間からな
る５区間に対応する開扉時および閉扉時それぞれの区間
速度関数を前記区間速度関数設定手段にて設定し、
（ｍ）開扉時には開扉時間、開扉全ストローク、開扉時
の前記低速度に到達する位置から停止位置までの低速ス
トローク、開扉時の前記高速度、および、開扉時の前記
低速度を前記速度パターン定数とし、さらに、閉扉時に
は閉扉時間、閉扉全ストローク、閉扉時の前記低速度に
到達する位置から停止位置までの低速ストローク、閉扉
時の前記高速度、および、閉扉時の前記低速度を前記速
度パターン定数として、それぞれ、前記速度パターン定
数設定手段にて設定し、（ｎ）開扉時には、前記加速区
間および前記減速区間における開扉時の前記加速度の絶
対値、および開扉時の前記５区間それぞれの区間ストロ
ークを前記区間定数とし、さらに、閉扉時には、前記加
速区間および前記減速区間における閉扉時の前記加速度
の絶対値、および、閉扉時の前記５区間それぞれの区間
ストロークを前記区間定数として、それぞれ、前記区間
定数演算手段にて演算する（請求項７に記載）。

【００２３】前記車両用扉開閉装置においては、起動か
ら停止に至る速度パターン上、速度一定の等速運動をす
る定速区間を有し、かつ、該定速区間が２区間以上ある
多段速度を有する速度パターンであって、起動から前記
多段速度中の第１段速度に対応する定速区間への加速区
間、前記多段速度のそれぞれに対応する定速区間から該
定速区間に隣接する定速区間への加速区間および減速区
間、および、前記多段速度中の最終段速度に対応する定
速区間から停止への減速区間において、加速度一定の等
加速運動をするようにした等加速多段速度パターンを前
記所定の速度パターンとすることを特徴とする（請求項
８に記載）。

【００２４】このような前記車両用扉開閉装置において
は、前記等加速多段速度パターンの前記加速区間および
前記減速区間における前記等加速運動の全ての加速度の
絶対値を等しくするものである（請求項９に記載）。

【００２５】前記車両用扉開閉装置においては、起動か
ら停止に至る速度パターン上、速度一定の等速運動をす
る定速区間を有し、かつ、該定速区間が２区間以上ある
多段速度を有する速度パターンであって、起動から前記
多段速度中の第１段速度に対応する定速区間への加速区
間、前記多段速度のそれぞれに対応する定速区間から該
定速区間に隣接する定速区間への加速区間および減速区
間、および、前記多段速度中の最終段速度に対応する定
速区間から停止への減速区間において、（Ｏ）加速度一
定の等加速運動をする等加速運動成分と、（ｐ）前記加
速区間および前記減速区間それぞれに対応する固有な正
弦波であって、前記加速区間および前記減速区間それぞ
れに対して固有な速度振巾を有し、かつ、前記加速区間
および前記減速区間それぞれの区間所要時間を周期と
し、かつ、前記加速区間および前記減速区間それぞれの
加速開始時刻および減速開始時刻を時間軸の原点とし、
かつ、前記加速区間および前記減速区間それぞれにおけ
る前記等加速運動成分の加速度が有する正負の符号とは
反対の符号を有する前記正弦波の１周期分のみが、それ
ぞれ対応する前記加速区間および前記減速区間に印加さ
れて正弦波運動をする正弦波運動成分とを重畳してＳ字
加速運動をするようにしたＳ字加速多段速度パターンを
前記所定の速度パターンとすることを特徴とする（請求
項10に記載）。

【００２６】このような前記車両用扉開閉装置において
は、前記Ｓ字加速多段速度パターンの前記加速区間およ
び前記減速区間における前記Ｓ字加速運動を構成する前
記等加速運動成分の全ての加速度の絶対値を等しくする
ものである（請求項11に記載）。

【００２７】前記車両用扉開閉装置においては、起動か
ら停止に至る速度パターン上、速度一定の等速運動をす
る定速区間を有し、かつ、該定速区間が２区間以上ある
多段速度を有する速度パターンであって、起動から前記
多段速度中の第１段速度に対応する定速区間への加速区
間、前記多段速度のそれぞれに対応する定速区間から該
定速区間に隣接する定速区間への加速区間および減速区
間、および、前記多段速度中の最終段速度に対応する定
速区間から停止への減速区間において、（ｑ）加速度一
定の等加速運動をする区間と、（ｒ）加速度一定の等加
速運動をする等加速運動成分と、前記加速区間および前
記減速区間それぞれに対応する固有な正弦波であって、
前記加速区間および前記減速区間それぞれに対して固有
な速度振巾を有し、かつ、前記加速区間および前記減速
区間それぞれの区間所要時間を周期とし、かつ、前記加
速区間および前記減速区間それぞれの加速開始時刻およ
び減速開始時刻を時間軸の原点とし、かつ、前記加速区
間および前記減速区間それぞれにおける前記等加速運動
成分の加速度が有する正負の符号とは反対の符号を有す
る前記正弦波の１周期分のみが、それぞれ対応する前記
加速区間および前記減速区間に印加されて正弦波運動を
する正弦波運動成分とを重畳してなるＳ字加速運動をす
る区間とがある等加速／Ｓ字加速併用多段速度パターン
を前記所定の速度パターンとすることを特徴とする（請
求項12に記載）。

【００２８】このような車両用扉開閉装置においては、
前記等加速／Ｓ字加速併用多段速度パターン中、前記等
加速運動する前記加速区間および前記減速区間における
全ての加速度の絶対値と、前記Ｓ字加速運動をする前記
加速区間および前記減速区間における前記等加速運動成
分の全ての加速度の絶対値とを等しくするものである
（請求項13に記載）。

【００２９】また、このような車両用扉開閉装置におい
ては、Ｓ字加速多段速度パターン中および等加速／Ｓ字
加速併用多段速度パターン中、前記Ｓ字加速運動をする
前記加速区間および前記減速区間における前記Ｓ字加速
運動の始点および終点の加速度が零になるように、前記
等加速運動成分と前記正弦波運動成分とを重畳するもの
である（請求項14に記載）。

【００３０】さらに、このような車両用扉開閉装置にお
いては、前記等加速多段速度パターン，前記Ｓ字加速多
段速度パターンおよび前記等加速／Ｓ字加速併用多段速
度パターンにおける前記多段速度中の前記最終段速度に
到達する位置から停止位置までの最終段速度ストローク
を、少なくとも、前記速度パターン定数とするものであ
る（請求項15に記載）。

【００３１】前記車両用の扉開閉装置においては速度パ
ターン定数設定手段を、各扉開閉装置とは別に、先頭車
両および後尾車両に設置して、車両１編成に装備された
扉の速度パターン定数を遠隔にて、かつ、同じ値に設定
できるようにした位置／速度指令値自動生成手段を有す
ることを特徴とする（請求項16に記載）。

【００３２】前記車両用の扉開閉装置においては、扉開
閉機構を、インバータで回転制御される三相誘導電動機
によって駆動することを特徴とする（請求項17に記
載）。

【００３３】前記車両用の扉開閉装置においては、扉開
閉機構をリニアモータによって駆動することを特徴とす
る（請求項18に記載）。

【００３４】

【作用】次に、その作用について説明する。本発明にお
いては、車両用の扉図４に示される扉開閉装置内に、図
１あるいは図２に示される位置／速度指令値自動生成手
段22を装備することによって、開扉時〔閉扉時〕（以降
〔 〕外は開扉時を示し、〔 〕内は閉扉時を示す）の
速度パターンを、たとえば前述したような等加速２段速
度パターンとすれば、この速度パターンを特定すること
のできる後述の区間速度関数（５）式〜（９）式〔（1
0）式〜（14）式〕、および、開閉時共、それぞれ、５
個１組の速度パターン定数、すなわち、開閉時間Ｔ１
〔Ｔ２〕，開閉全ストロークＳT1〔ＳT2〕，低速度ＶL1
〔ＶL2〕に到達する位置から停止位置までの低速ストロ
ークＳL1〔ＳL2〕，高速度ＶH1〔ＶH2〕および低速度Ｖ
L1〔ＶL2〕を、それぞれ、図１あるいは図２に示される
区間速度関数設定手段22a3〔22b3〕あるいは22d3〔22e
3〕および速度パターン定数設定手段22a1〔22b1〕ある
いは22d1〔22e1〕にて設定するだけで、扉位置に対する
扉速度指令値22A 〔22B 〕が自動的に生成されることに
なる。

【００３５】この扉速度指令値22A 〔22B 〕がたとえば
図７に示されるインバータ41を介して、図５に示される
扉開閉機構３の三相誘導電動機31を遅れなく駆動制御す
るので、扉開閉装置は設定された所定の速度パターンの
基に、たとえば、設定された低速ストロークＳL1〔ＳL
2〕により、低速度ＶL1〔ＶL2〕に到達する扉位置から
停止までのストロークを確保し、設定された開閉時間Ｔ
１〔Ｔ２〕内に扉１ａおよび１ｂを開閉することができ
る。このようにして、１編成の車両に装備されている全
ての扉を同一速度パターンで、かつ、同一時間に開閉で
きるようになる。

【００３６】また、使用者側の車両の設計によって扉の
寸法が決まり、これにより扉の開閉全ストロークＳT1
〔ＳT2〕が決まる。また、営業運転に対する使用者側の
要求により、開閉時間Ｔ１〔Ｔ２〕や低速ストロークＳ
L1〔ＳL2〕は千差万別である。しかし、図１あるいは図
２に示される速度パターン定数設定手段22a1〔22b1〕あ
るいは22d1〔22e1〕によって、たとえば前述の開扉時５
個１組〔閉扉時５個１組〕の速度パターン定数を設定し
なおしさえすれば、各種の調整をすることなく使用者側
の要求に応えることができる。

【００３７】また、使用者が決定する扉の開閉全ストロ
ークST1 〔ST2 〕および開閉時間T1〔T2〕によっては、
標準的な扉駆動（たとえば、巾650mm の扉２枚を開閉時
間2.5 秒〔３秒〕で両開き駆動する）時に比し、より高
速度に、かつ、より高加速度に扉を駆動する必要があ
る。このような場合、等加速多段速度パターン、Ｓ字加
速多段速度パターンあるいは等加速／Ｓ字加速併用多段
速度パターンを所定の速度パターンとすることによっ
て、より高速度・高加速度駆動時に生じうる扉ストロー
クのバラツキや扉作動時のショックを、標準的な扉駆動
時に相当する程度あるいはそれ以下に抑えることがで
き、この面でも使用者側の要求に答えられるようにな
る。

【００３８】さらに、この速度パターン定数設定手段22
a1〔22b1〕あるいは22d1〔22e1〕を１編成の車両の先頭
車両と後尾車両に設置して、乗務員が速度パターン定数
を設定できるようにすれば、１編成の車両に装備されて
いる全ての扉の開閉パターンを１ケ所で、かつ、同一パ
ターンに設定できるようになる。

【００３９】いずれにしても、圧縮性や圧力損失等の遅
れ特性を有しない動力伝達媒体である電気によって電動
機を駆動し、扉を開閉するので、１編成の車両のどこに
装備されている扉であっても、設定された速度パターン
通り、応答遅れもなく確実に開閉する。

【００４０】また、同様な理由で次のような作用もあ
る。すなわち、扉が乗客や乗客の持ち物を挟んだ場合に
は、扉がその位置で停ったり、駅員や乗客によって開扉
側に押し戻されたりすることがある。このような場合で
あっても、図１あるいは図２に示される位置／速度指令
値自動生成手段22から出力される扉位置に対する扉速度
指令値により、電動機が駆動制御されるので、戸挾みの
障害物が除去されて扉が動き出しても、たとえば、設定
されている閉扉高速度ＶH2以上の速度になることもな
く、この扉位置移行の閉扉パターンとして設定されてい
る速度パターンで全閉位置まで閉扉することになる。以
下、本発明の実施例を、図面に基づいて詳述する。

【００４１】

【実施例】図１は本発明の位置／速度指令値自動生成手
段の第１の実施例を示すブロック図、図２は本発明の位
置／速度指令値自動生成手段の他の実施例を示すブロッ
ク図、図３は本発明にかかわる扉制御装置の全体構成
図、図４は本発明にかかわる扉開閉装置の概略全体構成
図、図５はその扉開閉機構の概略正面図、図６は扉駆動
装置の構成図、図７はインバータの回路図、図８はイン
バータの波形図、図９は等加速２段速度パターンを示す
特性図、図10は本発明にかかわる扉位置に対する扉速度
指令値の一例を示すパターン図、図11は等加速多段速度
パターンの一例を示すパターン図、図12はＳ字加速多段
速度パターンの一例を示すパターン図、図13はＳ字加速
運動の特性図、図14は等加速／Ｓ字加速併用多段速度パ
ターンの一例を示すパターン図である。

【００４２】まずはじめに本発明に係る車両用の扉開閉
装置は、図４に示すように、本発明の扉制御装置２と、
扉開閉機構３と、扉駆動装置４と、扉１（１ａ，１ｂ）
から構成されている。次に、これらの全体構成並びにそ
の動作を説明する。扉開閉機構３は図５に示すように、
扉駆動装置４からの三相交流信号41Ａによって駆動制御
される三相誘導電動機31を駆動源し、この三相誘導電動
機31の出力軸側には開閉補機（減速機32，電磁クラッチ
33，電磁ブレーキ34）および扉開閉動作機構36が順次取
着されており、三相誘導電動機31の反出力軸側には扉１
ａおよび１ｂの位置を検出するための扉位置検出器35が
取着されている。

【００４３】電磁ブレーキ34の出力軸はベベルギア（図
示せず）を介して駆動プーリ36ａの回転軸に接続されて
いる。駆動プーリ36ａと対向して従動プーリ36ｂが設置
されており、駆動プーリ36ａと従動プーリ36ｂには歯付
ベルト36ｃが張架されている。歯付ベルト36ｃには連結
棒36d1および36d2が取着されており、それぞれ連結金具
36e1および36e2を介して扉１ａ及び１ｂに連結されてい
る。

【００４４】三相誘導電動機31が三相交流信号41Ａによ
って開扉方向〔閉扉方向〕に回転すると、駆動プーリ36
ａ，従動プーリ36ｂ，歯付ベルト36ｃの上側および下
側、および、連結棒36d1および36d2は、それぞれａ１，
ａ２，ａ３，ａ４，ａ５，ａ６，〔ｂ１，ｂ２，ｂ３，
ｂ４，ｂ５，ｂ６〕の方向に回転あるいは移動して、扉
１ａおよび１ｂをそれぞれａ７，ａ８，〔ｂ７，ｂ８〕
の方向に開扉〔閉扉〕する。

【００４５】減速機32は、三相誘導電動機31の回転数が
扉１ａおよび１ｂの開閉速度、すなわち、駆動プーリ36
ａの周速度に対応するように減速比が選ばれている。減
速機32の出力軸側に取着されている電磁クラッチ33は、
図６に示すように、扉駆動装置４のクラッチ駆動信号43
Ａによって励磁されると、電磁クラッチ33の入力軸と出
力軸が一体となって動力を伝達するが、消磁されると電
磁クラッチ33の入力軸と出力軸が切り離されて動力を伝
達せず、電磁クラッチ33の入力軸あるいは出力軸に外力
が働く場合には互に拘束されることなく自由に回転す
る。電磁クラッチ33の出力軸側に取着されている電磁ブ
レーキ34は、扉駆動装置４からのブレーキ駆動信号43Ｂ
によって消磁されるとブレーキ力が働き、電磁クラッチ
33が消磁されていて、電磁クラッチ33の出力軸が自由に
回転できる状態にあっても、乗客が扉１ａおよび１ｂを
強引に開けようとしても開かない。逆に電磁ブレーキ34
が励磁されるとブレーキ力が解除されて電磁ブレーキ34
の出力軸から駆動プーリ36ａの回転軸に動力が伝達され
る。

【００４６】それ故に、扉１ａおよび１ｂの開閉を行う
際には電磁クラッチ33および電磁ブレーキ34はいずれも
励磁し、車両の走行中はいずれも消磁するように、図３
に示す扉制御装置２内の開閉補機制御指令出力手段21に
よって制御される。なお、電磁ブレーキ34は手動ブレー
キ解除機構（図示せず）を内蔵しており、非常時にこの
手動ブレーキ解除機構を作動させれば、扉１ａおよび１
ｂは人の手で開扉できるようなっている。また前述のご
とく電磁ブレーキ34が消磁されていると、ブレーキ力が
作用して扉１ａおよび１ｂが開かないので、車両の走行
中は三相誘導電動機31の電源はきられるようになってい
る（図示せず）。

【００４７】扉位置検出器35は、減速機32の減速比、駆
動プーリ36ａの有効径および扉位置検出分解能を考慮し
て１回転当たりのパルス数が選定されている。扉駆動装
置４は、図６に示されるように、インバータ41、直流電
源42（実は車載バッテリー）および開閉補機駆動装置43
から構成されている。インバータ41は、扉制御装置２か
ら電動機回転数指令値2Cおよび電動機トルク指令値2Dの
信号を受けて扉開閉機構３の三相誘導電動機31を三相交
流信号41Ａによって駆動制御する。開閉補機駆動装置43
は、扉制御装置２からクラッチ制御指令21Ａおよびブレ
ーキ制御指令21Ｂを受けてクラッチ駆動信号43Ａおよび
ブレーキ駆動信号43Ｂにより、扉開閉機構３の電磁クラ
ッチ33および電磁ブレーキ34を駆動する。

【００４８】三相誘導電動機31を駆動するインバータ41
には各種の方式があるが、本実施例では、図７に示すよ
うに、電圧形ＰＷＭインバータを使用している。扉制御
装置２からインバータ制御部へ、電動機回転数指令値2C
が回転数指令値N*として与えられると、周波数演算手段
41ａによって周波数指令値f*が出力され、電動機トルク
指令値２Ｄがトルク指令値T*として与えられると、電圧
演算手段41ｂによって、インバータ41の負荷である三相
誘導電動機31のトルク特性から、周波数指令値f*に対応
する電圧指令値V*を演算して出力する。

【００４９】正弦波発生回路41ｃは周波数指令値の逆数
１／f*を周期とし、電圧指令値V*を電圧片振巾とした正
弦波を発生し、この正弦波に対して同一周期１／f*、同
一電圧片振巾V*でかつ、± 120°位相の異なる正弦波を
発生する。これら三つの互いに位相が 120°異なる正弦
波が三相交流各相の電圧指令値Ｖu*，Ｖv*およびＶw*と
して正弦波発生回路41ｃから出力される。三角波発生回
路41ｄからは搬送波となる電圧片振巾Ｅｃ，周期１／ｆ
ｃなる三角波Ｖｃが出力される。三相交流各相の電圧指
令値Ｖu*，Ｖv*およびＶw*は、それぞれ比較器41ｅ，41
ｆおよび41ｇにて三角波Ｖｃと比較され、ヒステリシス
コンパレータ41ｊ，41ｋおよび41ｐを経てベースアンプ
41ｎの信号となる。このベースアンプ41ｎには短絡防止
時間作成回路（図示せず）によって電圧指令値Ｖu*，Ｖ
v*およびＶw*の振巾値を調整することにより、出力電圧
振巾を変化させることができるようにもなっている。そ
して、このベースアンプ41ｎの出力によってインバータ
主回路41ｍにあるスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ６が制
御される。

【００５０】インバータ主回路41ｍは直流電源42から直
流電圧Ｅｄが給電され、インバータ制御部のベースアン
プ41ｎによってスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ６が制御
されて、図８（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、電
圧波形の三相交流信号41Ａ（Ｖｕ，ＶｖおよびＶｗ）を
出力する。

【００５１】図８（ａ）は波高値Ｅｃを有する三角波Ｖ
ｃと、三相交流信号各相の電圧指令値 Ｖu*，Ｖv*およ
びＶw*との比較の状況を示す波形図である。図８（ｂ）
は三相交流電圧Ｖｕ，ＶｖおよびＶｗの各相の中性点に
対する電圧波形ＶuN，ＶvNおよびＶwNを示す。図８
（ｃ）は三相交流電圧Ｖｕ，ＶｖおよびＶｗの各相間の
電圧波形Ｖuv，ＶuwおよびＶwuを示す。

【００５２】インバータ主回路41ｍのスイッチング素子
ＳＷ１〜ＳＷ６は、可制御半導体素子例えばトランジス
タＴｒ１〜Ｔｒ６と、これら可制御半導体素子Ｔｒ１〜
Ｔｒ６のそれぞれに逆並列接続されたダイオードＤ１〜
Ｄ６とから構成されている。これらのスイッチング素子
ＳＷ１〜ＳＷ６は、三相ブリッジ接続され、その直流入
力端子側は直流電源42から直流電圧Ｅｄが給電されてい
る。スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ６の各相交流出力端
子側にはフイルタリアクトルＬ１〜Ｌ３が直列接続さ
れ、スター接続しフイルタコンデンサＣ１〜Ｃ３が並列
接続され、図８（ｂ）および（ｃ）に示すような三相交
流信号41A （Ｖｕ，ＶｖおよびＶｗ）を扉開閉機構３の
三相誘導電動機31に供給する。これによって、三相誘導
電動機31は正転，逆転，加速・減速および停止するよう
駆動制御され、扉１ａおよび１ｂを開閉駆動する。

【００５３】扉制御装置２は、第３図に示すように、位
置／速度指令値自動生成手段22，電動機制御指令出力手
段23，開扉／閉扉指令出力手段24および開閉補機制御指
令出力手段21から構成される。電動機制御指令出力手段
23は位置／速度指令値自動生成手段22から出力される開
扉速度指令値22Ａおよび閉扉速度指令値22Ｂに、扉開閉
機構３中の減速機32の減速比および駆動プーリ26ａの有
効径から決る扉１ａおよび１ｂの開閉速度に対する三相
誘導電動機31の回転数の比例定数を掛けて電動機回転数
指令値2Cを出力する。同様に、減速機32の減速比、駆動
プーリ26ａの有効径および扉開閉機構３のトルク伝達効
率から決る扉１ａおよび１ｂの扉開閉力に対する三相誘
導電動機31のトルクの比例定数を扉開閉力設定値Ｎに掛
けて、電動機トルク指令値２Ｄを出力する。

【００５４】開扉／閉扉指令出力手段24は、車掌スイッ
チ（図示せず）からの扉開閉指令Ｐを受けて、開扉指令
24Ａおよび閉扉指令24Ｂを出力する。開閉補機制御指令
出力手段21は、開扉指令24Ａおよび閉扉指令24Ｂを受け
て、扉開閉機構３中の電磁クラッチ33および電磁ブレー
キ34を励磁あるいは消磁するためのクラッチ制御指令21
Ａおよびブレーキ制御指令21Ｂを出力する。

【００５５】次に本発明にかかわる位置／速度指令値自
動生成手段22は、図３に示すように、あらかじめ設定さ
れた扉１ａおよび１ｂの時間に対する開扉〔閉扉〕速度
パターンから、開扉時〔閉扉時〕の扉位置に対する扉速
度を自動的に生成し、開扉〔閉扉〕速度指令値22Ａ〔22
Ｂ〕として電動機制御指令出力手段23へ出力する。この
位置／速度指令値自動生成手段22は次のように構成され
ている。

【００５６】図１において、位置／速度指令値自動生成
手段22は扉位置座標値検知手段22ｃ、開扉側速度指令値
演算手段22ａおよび閉扉側速度指令値演算手段22ｂから
構成されている。扉位置座標値検知手段22ｃは扉開閉機
構３内の扉位置検知器信号35Ａを受けて扉位置座標値ｘ
を扉速度指令値特定手段22a5および22b5（後述）へ出力
する。なお、開扉側速度指令値演算手段22ａと閉扉側速
度指令値演算手段22ｂとは同一の構成，機能を有するた
め、閉扉側速度指令値演算手段22ｂの符号は〔〕内に示
す。

【００５７】開扉〔閉扉〕側速度指令値演算手段22ａ
〔22ｂ〕は、区間速度関数設定手段22a3〔22b3〕，速度
パターン定数設定手段22a1〔22b1〕，区間定数演算手段
22a2〔22b2〕，扉速度指令値群演算記憶手段22a4〔22b
4〕および扉速度指令値特定手段22a5〔22b5〕から構成
されている。なお、詳細は後述する。次に、かようなご
とく構成された扉開閉装置の速度パターンを、図９を一
例として説明する。

【００５８】本発明例では、あらかじめ設定される開扉
〔閉扉〕速度パターンを図９（ａ）〔図９（ｂ）〕に示
される等加速２段速度パターンとした。すなわち、高速
度区間IIａ〔IIｂ〕および低速度区間IVａ〔IVｂ〕にお
いて、それぞれ高速度ＶH1〔−ＶH2〕および低速度ＶL1
〔−ＶL2〕で定速度運動し、停止から高速度への加速区
間 Iａ〔 Iｂ〕、高速度から低速度への減速区間 IIIａ
〔 IIIｂ〕および低速度から停止までの減速区間Ｖａ
〔Ｖｂ〕におけるいずれの加速度の絶対値α１〔α２〕
が等しい（必ずしもα１＝α２ではない）等加速運動を
する速度パターンを等加速２段速度パターンと呼ぶこと
にする。

【００５９】この等加速２段速度パターンによる扉速度
を、扉１ａおよび１ｂの全閉位置を原点とし、全開位置
を正の最大値とする扉位置座標ｘによって表わし、等加
速２段速度パターンを特定する方法を説明する。一般に
等加速運動は数１に示されるように表すことができる。

【００６０】

【数１】

【００６１】この（４）式を扉の運動に適用すればよ
く、（４）式の符号＋は開扉時、符号−は閉扉時を示す
ことになる。開扉〔閉扉〕時の区間 Iａ， IIIａおよび
Ｖａ〔 Iｂ， IIIb およびＶｂ〕における加速度をそれ
ぞれα１，−α１および−α１〔−α２，α２およびα
２〕とする（ただしα１＞０，α２＞０）。また、区間
Iａ〜 Vａ〔 Iｂ〜 Vｂ〕における各区間毎の扉ストロ
ークをＳ11〜Ｓ15〔−Ｓ21〜−Ｓ25〕とする。（ただ
し、Ｓ11〜Ｓ15＞０，Ｓ21〜Ｓ25＞０）よって、高速度
区間 Iａ〔Ib〕は高速度ＶH1〔−ＶH2〕で、低速度区間
IVａ〔IVｂ〕は低速度ＶL １〔−ＶL2〕であるから（た
だしＶH1＞０，ＶL1＞０，ＶH2＞０，ＶL2＞０）、区間
Iａ〜 Vａ〔 Iｂ〜 Vｂ〕における各区間の初期扉位置
Ｘ（０）および初期扉速度Ｖ（０）が決まるので、
（４）式から各区間 Iａ〜 Vａ〔 Iｂ〜 Vｂ〕における
区間速度を扉位置座標ｘの関数で示すことができる。ま
ず開扉時について数２に示す。

【００６２】

【数２】

【００６３】これらの定数群を車両用扉の開閉仕様に関
連し、かつ、等加速２段速度パターンを特定できる速度
パターン定数で表わす。そこで、開扉〔閉扉〕時の速度
パターン定数を、開扉時間T1〔閉扉時間T2〕，開扉全ス
トロークＳT1〔閉扉全ストロークＳT2〕（ただし、ＳT1
＝ＳT2）、開扉低速ストロークＳL1〔閉扉低速ストロー
クＳL2〕（いずれも低速度ＶL1〔−ＶL2〕に到達する位
置から停止までのストローク）、開扉高速度ＶH1〔閉扉
高速度ＶH2〕および開扉低速度ＶL1〔閉扉低速度ＶL2〕
とすることにした。

【００６４】これにより前述の開扉〔閉扉〕区間速度関
数に使われている定数群のうち、ＶH1およびＶL1〔ＶH2
およびＶL2〕自体が速度パターン定数であるから、残り
の定数群α１およびＳ11〜Ｓ15〔α２およびＳ21〜Ｓ2
5〕を区間定数とよぶことになる。以下に区間定数を速
度パターン定数で表わす。まず開扉時について、図９
（ａ）から区間定数と速度パターン定数との関係を求め
る。各区間 Iａ〜 Vａにおける区間所要時間をそれぞれ
Ｔ11〜Ｔ15とすると、これらの和は開扉時間Ｔ１に等し
いから、 Ｔ11＋Ｔ12＋Ｔ13＋Ｔ14＋Ｔ15＝Ｔ１ ・・・・・・・・・・・（15） で表わされ、区間ストロークＳ11〜Ｓ15の和は開扉全ス
トロークＳT1等しいから、 Ｓ11＋Ｓ12＋Ｓ13＋Ｓ14＋Ｓ15＝ＳT1 ・・・・・・・・・・・（16） で表わされ、開扉低速ストロークＳL1は区間IVａおよび
Vａの区間ストロークの和であるから、 Ｓ14＋Ｓ15＝ＳL1 ・・・・・・・・・・・（17） で表わされ、等加速２段速度パターン故、区間 Iａ， I
IIａおよび Vａの加速度の絶対値が等しいから、 α＝ＶH1／Ｔ11＝（ＶH1−ＶL1）／Ｔ13＝ＶL1／Ｔ15 ・・・・・・（18） で表わされ、区間ストロークＳ11〜Ｓ15は次式で表され
る。

【００６５】 Ｓ11＝ＶH1・Ｔ11／２ ・・・・・・・・・・・・・（19） Ｓ12＝ＶH1Ｔ12 ・・・・・・・・・・・・・（20） Ｓ13＝（ＶH1＋ＶL1）・Ｔ13／２ ・・・・・・・・・・・・・（21） Ｓ14＝ＶL1Ｔ14 ・・・・・・・・・・・・・（22） Ｓ15＝ＶL1・Ｔ15／２ ・・・・・・・・・・・・・（23） （15）式〜（23）式から、区間定数α１およびＳ11〜Ｓ
15および区間所要時間Ｔ11〜Ｔ15は次のように求まる。

【００６６】 α１＝ＶL1／Ｔ15 ・・・・・・・・・・・・・（24） Ｓ11＝ＶH1・ＶH1・Ｔ15／（２ＶL1） ・・・・・・・・・・・・・（25） Ｓ12＝ＶH1Ｔ１−（ＶH1・ＳL1／ＶL1）−｛ＶH1（４ＶH1−ＶL1）Ｔ15／（２ ＶL1）｝ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（26） Ｓ13＝（ＶH1・ＶH1−ＶL1・ＶL1）Ｔ15／（２ＶL1）・・・・・・・（27） Ｓ14＝ＳL1−（ＶL1・Ｔ15／２） ・・・・・・・・・・・・・（28） Ｓ15＝ＶL1・Ｔ15／２ ・・・・・・・・・・・・・（29） Ｔ11＝ＶH1・Ｔ15／ＶL1 ・・・・・・・・・・・・・（30） Ｔ12＝Ｔ1 −（ＳL1／ＶL1）−（４ＶH1−ＶL1）Ｔ15／（２ＶL1）・（31） Ｔ13＝（ＶH1−ＶL1）・Ｔ15／ＶL1 ・・・・・・・・・・・・・（32） Ｔ14＝（ＳL1／ＶL1）−（Ｔ15／２） ・・・・・・・・・・・・・（33） Ｔ15＝２｛ＶH1ＶL1Ｔ1 −ＶL1ＳT1−（ＶH1−ＶL1）ＳL1｝／｛（２ＶH1 ・ＶH1−ＶH1ＶL1＋ＶL1・ＶL1）｝ ・・・・・・・・・・（34）

【００６７】（34）式で示されるＴ15が、速度パターン
定数（Ｔ1 ，ＳT1，ＳL1，ＶH1，ＶL1）のみで表される
ので、（24）式〜（33）式に代入することにより、（2
4）式〜（33）式も速度パターン定数（Ｔ1 ，ＳT1，ＳL
1，ＶH1，ＶL1）だけで表わすことができることが判
る。すなわち、等加速２段速度パターンにおける区間 I
ａ， IIIａおよび Vａの加速度の絶対値α１，各区間 I
ａ〜 Vａの区間ストロークＳ11〜Ｓ15および区間所要時
間Ｔ11〜Ｔ15の全てが速度パターン定数（Ｔ1 ，ＳT1，
ＳL1，ＶH1，ＶL1）で定義されたので、この５個１組の
速度パターン定数によって等加速２段速度パターンが特
定されることが証明された。

【００６８】（５）式〜（９）式の開扉時の区間速度関
数に使われている区間定数（α１，Ｓ11〜Ｓ15）が速度
パターン定数（Ｔ1 ，ＳT1，ＳL1，ＶH1，ＶL1）のみで
定義されるので、当然のことではあるが、これら５個１
組の速度パターン定数を指定すれば区間速度関数が特定
されることになる。

【００６９】開扉時と同様にして、閉扉時についても、
区間定数（α２，Ｓ21〜Ｓ25）および各区間 Iｂ〜 Vｂ
の区間所要時間Ｔ21〜Ｔ25 は閉扉時の速度パターン定
数（Ｔ2 ，ＳT2，ＳL2，ＶH2，ＶL2）のみによって定義
される。計算は省略するが、その結果は（24）式〜（3
4）式中のα１をα２にＳ11〜Ｓ15をＳ21〜Ｓ25に、Ｔ1
1〜Ｔ15をＴ21〜Ｔ25に、Ｔ1 をＴ2 に、ＳT1をＳT2
に、ＶH1をＶH2に、ＶL1をＶL2に置き換えた式に等し
い。置き換えた結果は省略するが、（24）式〜（34）式
に相当する。要は、（10）式〜（14）式の閉扉時の区間
速度関数に使われている区間定数（α２，Ｓ21〜Ｓ25）
が速度パターン定数（Ｔ2 ，ＳT2，ＳL2，ＶH2，ＶL2）
のみで定義されるので、これら５個１組の速度パターン
定数を指定すれば閉扉時の区間速度関数が特定されるこ
とになる。

【００７０】以上から、開扉〔閉扉〕時の速度パターン
定数（Ｔ1 ，ＳT1，ＳL1，ＶH1，ＶL1）〔（Ｔ2 ，ＳT
2，ＳL2，ＶH2，ＶL2）〕を指定すると、区間定数（α
１，Ｓ11〜Ｓ15）〔（α２，Ｓ21〜Ｓ25）〕が定まり、
区間速度関数（５）式〜（９）式〔（10）式〜（14）
式〕が特定され、扉位置座標ｘに対する扉速度指令値ｄ
ｘ／ｄｔを演算により求められることができるようにな
る。本発明では、このようにして求められる扉位置に対
する扉速度を扉速度指令値として扱う。たとえば、開扉
速度パターン定数および閉扉速度パターン定数を （Ｔ1 ，ＳT1，ＳL1，ＶH1，ＶL1）＝（ 2.5ｓ， 650mm，100m， 400mm／ｓ， 150mm／ｓ） （Ｔ2 ，ＳT2，ＳL2，ＶH2，ＶL2）＝（ 3.0ｓ， 650mm，100m， 300mm／ｓ， 150mm／ｓ） と設定した時の扉位置ｘに対する扉速度指令値ｄｘ／ｄ
ｔは、図10のごとく示される。

【００７１】かくして、図１あるいは図３に示す開扉
〔閉扉〕区間速度関数設定Ｑ１〔Ｑ２〕から、区間速度
関数（５）式〜（９）式〔（10）式〜（14）式〕が区間
速度関数設定手段22a3〔22b3〕に設定される。また、開
扉〔閉扉〕速度パターン定数設定Ｒ１〔Ｒ２〕から速度
パターン定数（Ｔ1 ，ＳT1，ＳL1，ＶH1，ＶL1）〔（Ｔ
2 ，ＳT2，ＳL2，ＶH2，ＶL2）〕が速度パターン定数設
定手段22a1〔22b1〕に設定される。区間定数演算手段22
a2〔22b2〕には区間定数（α１，Ｓ11〜Ｓ15）〔（α
２，Ｓ21〜Ｓ25）〕を示す（24）式〜（29）式〔（24）
式〜（29）式に相当する式〕と補助的にＴ15〔Ｔ25〕を
示す（34）式〔（34）式に相当する式〕が入力されてお
り、速度パターン定数設定手段 22a1 〔 22b1〕から出
力される速度パターン定数（Ｔ1 ，ＳT1，ＳL1，ＶH1，
ＶL1）〔（Ｔ2 ，ＳT2，ＳL2，ＶH2，ＶL2）〕を受け
て、区間定数（α１，Ｓ11〜Ｓ15）〔（α２，Ｓ21〜Ｓ
25）〕を演算して、その結果を出力する。

【００７２】区間速度関数設定手段22a3〔22b3〕に設定
されている区間速度関数（５）式〜（９）式〔（10）式
〜（14）式〕は、速度パターン定数設定手段22a1〔22b
1〕から出力される速度パターン定数（ＶH1，ＶL1）
〔（ＶH2，ＶL2）〕と区間定数演算手段22a2〔22b2〕か
ら出力される区間定数（α１，Ｓ11〜Ｓ15）〔（α２，
Ｓ21〜Ｓ25）〕とを受けて、数値演算可能な数式とな
る。扉速度指令値群演算記憶手段22a4〔22b4〕は、この
数式化された区間速度関数（５）式〜（９）式〔（10）
式〜（14）式〕の扉位置座標ｘに扉の作動範囲全域に対
応する扉位置座標値を代入して、たとえば図10に示され
るような、扉の作動範囲全域の扉速度指令値群をあらか
じめ演算して記憶する。

【００７３】扉速度指令値特定手段22a5〔22b5〕は、図
３に示す扉制御装置２内の開扉／閉扉指令出力手段24か
ら出力される開扉〔閉扉〕指令24Ａ〔24Ｂ〕が入力され
ると、扉位置座標値検知手段22ｃから出力される扉位置
座標ｘに対応する扉速度指令値ｄｘ／ｄｔを扉速度指令
値群演算記憶手段22a4〔22b4〕内に記憶されている扉速
度指令値群の中から特定して、開扉〔閉扉〕速度指令値
22Ａ〔22Ｂ〕を扉駆動装置４へ出力する。

【００７４】以上のように、図１に示す第１の実施例
は、開扉〔閉扉〕区間速度関数（５）〜（９）式〔（1
0）式から（14）式〕と開扉〔閉扉〕速度パターン定数
（Ｔ1 ，ＳT1，ＳL1，ＶH1，ＶL1）〔（Ｔ2 ，ＳT2，Ｓ
L2，ＶH2，ＶL2）〕を設定することにより、扉の動作範
囲全域に対応する扉速度指令値群をあらかじめ演算・記
憶しておき、開扉〔閉扉〕作動中の扉位置座標値ｘに対
する扉速度指令値ｄｘ／ｄｔを扉速度指令値群の中から
特定して、時々刻々変化する扉位置座標値ｘに対する扉
速度指令値りｄｘ／ｄｔを自動的に生成することにした
ものである。

【００７５】次に、位置／速度指定値自動生成手段22の
第２の実施例を図２にて説明する。第２の実施例と第１
の実施例との違いは、開扉〔閉扉〕速度指令値演算手段
22ｄ〔22ｅ〕において、第１の実施例で扉速度指令値群
演算記憶手段22a4〔22b4〕と扉速度指令値特定手段22a5
〔22b5〕とから構成される部分を、第２の実施例では扉
速度指令値演算手段22d4〔22e4〕に置きかえただけであ
る。他の構成部分の機能は第１および第２の実施例とも
同一であためその説明を省略する。

【００７６】扉速度指令値演算手段22d4〔22e4〕は、扉
制御装置２内の開扉／閉扉指令出力手段24から出力され
る開扉〔閉扉〕指令24Ａ〔24Ｂ〕が入力されると、扉位
置座標値検知手段22ｆから出力される扉位置座標値ｘ
を、区間速度関数設定手段22d3〔22e3〕から出力される
数式化された区間速度関数（５）式〜（９）式〔（10）
〜（14）式〕に代入して、開扉〔閉扉〕速度指令値22Ａ
〔22Ｂ〕を演算し、扉駆動装置４へ出力する。

【００７７】すなわち、第２の実施例は、開扉〔閉扉〕
区間速度関数（５）〜（９）式〔（10）式〜（14）式〕
と開扉〔閉扉〕速度パターン定数（Ｔ1 ，ＳT1，ＳL1，
ＶH1，ＶL1）〔（Ｔ2 ，ＳT2，ＳL2，ＶH2，ＶL2）〕を
設定することにより、数式化された区間速度関数（５）
〜（９）式〔（10）〜（14）式〕に開扉〔閉扉〕作動中
の扉位置座標値ｘを代入し、扉速度指令値ｄｘ／ｄｔを
リアルタイムに演算して、時々刻々変化する扉位置座標
値ｘに対する扉速度指令値ｄｘ／ｄｔを自動的に生成す
ることにしたものである。

【００７８】第１および第２の実施例では、図１および
図２に示されるように、それぞれ、開扉側速度指令値演
算手段22a および22d と閉扉側速度指令値演算手段22b
および22e とを有するが、全く同一機能を有するもので
あり、かつ、開扉指令と閉扉指令とは同一時刻に同時に
発信されることはないので、速度指令値演算手段１組を
開扉側と閉扉側とで共用してもよい。

【００７９】さらに、実施例では加速および減速区間の
全ての加速度の絶対値が等しい等加速２段速度パターン
を採用したが、当然、加速および減速区間それぞれの加
速度の絶対値が等しくなくてもよく、さらに、等速運動
をする定速区間が２区間以上ある多段速度パターンであ
ってもよい。

【００８０】たとえば、都市園の電車の乗降口には、巾
650mm の標準的な扉（以下標準扉と称す）が２枚設置さ
れ、両開き作動するようになっており、図10に示される
ように、標準的な開扉〔閉扉〕時間２．５秒〔３．０
秒〕（以下標準開閉時間と記す）で開閉するものが多
い。通勤時間帯には電車の運行本数を増やして混雑度緩
和サービスが図られており、各駅での停車時分短縮のた
めに、たとえば、巾1000mmのワイド扉が搭載されたり、
扉開閉時間を１．５秒短縮すると言った対策が打たれて
いる。

【００８１】標準扉を標準開閉時間で開閉する場合に
は、等加速２段速度パターンによる開扉〔閉扉〕高速度
は、たとえば、図10に示されるように、400mm/sec 〔30
0mm/sec 〕程度であり、また、図10には示されていない
が、加速中および減速中の開扉〔閉扉〕加速度は、たと
えば、０．１Ｇ〔０．０６Ｇ〕（ここで、Ｇ＝９．８m/
sec/sec.以下同様）程度である。これに対し、標準扉を
たとえば１．５秒で開閉したり、ワイド扉（たとえば巾
1000mm）をたとえば２秒で開閉する場合には、800 〜10
00mm/sec程度の高速度と０．２５Ｇ〜０．３Ｇ程度の加
速度で扉を駆動する必要がある。これは前述した標準扉
を標準開閉時間で開閉する場合の速度および加速度の２
〜３倍に相当する。このような高速・高加速駆動になる
と、図４に示される扉制御装置や扉駆動装置等の動作タ
イミングの遅れやバラツキによる扉ストロークのバラツ
キ、および、定速区間と加速および減速区間との切換点
近傍における扉作動のショックが無視できなくなること
がありうる。

【００８２】扉ストロークのバラツキに対しては、たと
えば図11に示すように、等速運動をする定速区間が２区
間以上（図11の例は３区間）ある多段速度を有し、加速
および減速区間では等加速運動をする等加速多段速度パ
ターンを導入することが有効である。このようにする
と、扉をより高速度で駆動しても、開扉および閉扉のス
トロークエンド近傍における扉の挙動が標準扉を標準開
閉時間で開閉する場合とほぼ同様な扉の挙動となり、扉
ストロークのバラツキも、標準扉を標準開閉時間で開閉
する場合と同程度に抑えることができる。

【００８３】一方、扉作動のショックに対しては、たと
えば図12に示すように、等速運動をする定速区間が２区
間以上（図12の例は３区間）ある多段速度を有し、加速
および減速区間では等加速運動成分と正弦波運動成分と
を重畳してなるＳ字加速運動をするＳ字加速多段速度パ
ターンを導入することが有効である。このようにする
と、加速および減速区間におけるＳ字加速運動の始点か
ら終点までの加速度が連続的に変化することになり、扉
を高速度かつ高加速度で駆動しても加速度が急変するこ
となく滑らかに変わることになる。それ故、扉作動のシ
ョックが、標準扉を標準開閉時間で開閉する場合と同程
度あるいはそれ以下に抑えられる。

【００８４】もちろん、Ｓ字加速運動は、前述の通り、
等加速運動成分と正弦波運動成分とを重畳しているの
で、両運動成分の重畳の仕方によってはＳ字加速運動の
始点と終点の加速度を零にすることができる。図13に示
すように、Ｓ字加速運動の始点すなわち加速開始時刻を
ｔ＝Ｔ01、終点すなわち加速終了時刻をｔ＝Ｔ02とし、
時間ｔ≦Ｔ01における扉速度をＶ（ｔ）＝Ｖ01、時間ｔ
≧Ｔ02におけるＳ字加速区間の扉速度Ｖ(t) ＝Ｖ02とす
れば、時間Ｔ01≦ｔ≦Ｔ02におけるＳ字加速区間の扉速
度Ｖ(t) 、および、その等加速運動成分ＶＡ(t) とその
正弦波運動成分ＶＳ(t) は次のように表される。 Ｖ(t) ＝ＶＡ(t) ＋ＶＳ(t) ・・・・・・・・・・・・・・・(35) ＶＡ(t) ＝｛（Ｖ02−Ｖ01）（ｔ−Ｔ01）／（Ｔ02−Ｔ01）｝＋Ｖ01・・(36) ＶＳ(t) ＝−｛（Ｖ02−Ｖ01）／２π〕ｓｉｎ｛２π（ｔ−Ｔ01）／（Ｔ02− Ｔ01）｝・・・・・・・・・・・・・・・ (37) 扉加速度α(t) は扉速度Ｖ(t) を時間ｔで微分したもの
であるから、(35)〜(37)式より、 α(t) ＝｛（Ｖ02−Ｖ01）／（Ｔ02−Ｔ01）｝×〔１−ｃｏｓ｛２π（ｔ−Ｔ 01）／（Ｔ02−Ｔ01）｝〕・・・・・・・・ (38) となる。Ｓ字加速運動の始点ｔ＝Ｔ01および終点ｔ＝Ｔ
02における扉加速度α (Ｔ01)およびα (Ｔ02) は、そ
れぞれ、(38)式へｔ＝Ｔ01およびｔ＝Ｔ02を代入して、 α (Ｔ01) ＝α (Ｔ02) ＝０ ・・・・・・・・ (39) となる。すなわち、Ｓ字加速運動において、(36)式で示
される等加速運動成分ＶＡ(t)と(37)式で示される正弦
波運動成分ＶＳ(t) とを重畳すると、Ｓ字加速運動の始
点および終点の加速度を零にすることができることが判
る。

【００８５】このような正弦波運動成分の正弦波は(37)
式から次のように定義することができる。 （ｑ）Ｓ字加速区間に対して固有な正弦波である。 （ｒ）その振巾はＳ字加速運動の始点および終点間の速
度差（Ｖ02−Ｖ01）に比例する当該Ｓ字加速区間に固有
なものである。 （ｓ）その周期は当該Ｓ字加速区間の区間所要時間（Ｔ
02−Ｔ01）である。 （ｔ）その時間軸の原点は当該Ｓ字加速区間の始点すな
わち加速開始時刻である。 （ｕ）その正負の符号は当該Ｓ字加速区間の等加速運動
成分の加速度｛（Ｖ02−Ｖ01）／（Ｔ02−Ｔ01）｝が有
する符号と反対の符号である。 以上のような当該Ｓ字加速区間に固有な正弦波の１周期
分のみを当該Ｓ字加速区間に印加すれば、前述のごと
く、当該Ｓ字加速区間の始点および終点の加速度が零と
なる。この結果、当該Ｓ字加速区間およびこれに隣接す
る二つの定速区間に渡って、加速度はきれめなく、零か
ら零へと連続的に変化することになり、扉の開閉作動に
伴うショックが軽減されることになる。

【００８６】以上、扉駆動にとって等加速多段速度パタ
ーンおよびＳ字加速多段速度パターンが有効であること
を記したが、例えば図14のように、高速度域への加速区
間および高速度域からの減速区間に対してはＳ字加速運
動を導入し、低速度域からの減速区間においては等加速
運動を導入した等加速／Ｓ字加速併用多段速度パターン
は、扉ストロークのバラツキおよび扉作動のショックの
両面に対して有効な手段となることは言を待たない。

【００８７】第１および第２の実施例において、開扉
〔閉扉〕速度パターン定数設定Ｒ１〔Ｒ２〕に相当する
速度パターン定数設定器を１編成の車両の先頭車両と後
尾車両に設置して、全ての扉の速度パターン定数を遠
隔、かつ、同じ値に設定できるようにすることもでき
る。

【００８８】扉開閉機構３を駆動する三相誘導電動機31
は、実施例では三相誘導電動機を採用したが、同期電動
機でも、各種のリニアモータでもよい。電動機の駆動装
置は、採用する電動機に適合するものを選べばよい。

【００８９】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、開扉
〔閉扉〕時の速度パターンを特定することのできる区間
速度関数および速度パターン定数を設定入力するだけ
で、扉位置に対する扉速度指令値を自動的に生成して、
電動機を制御し、扉を開閉することを特徴としており、
次のような効果を有する。 （１）使用者側の要求により、開閉時間、開閉全ストロ
ークあるいは低速ストロークを変更する場合，速度パタ
ーン定数の設定を変えることにより対応でき、従来のよ
うに段付連結棒を新規に製作することもなく、また、熟
練を要する各種の絞り器の調整も必要なくなる。 （２）遅れのない電動機駆動なので、速度パターン定数
の設定値に対応して各扉は同一パターンで、かつ、同一
時間に開閉する。それ故、従来のように、１編成の車両
における扉の位置によって開閉時間等が異なることもな
く、同一にするための調整も不要である。 （３）扉で乗客や物を挟んだ場合、障害物が除去された
後も扉位置に対する扉速度指令値で扉は動くので、従来
のように空気の圧縮性等により通常の高速度以上の早い
速度で扉が動くこともなく安全である。 （４）標準的な扉駆動時に比し、より高速度・高加速度
にて扉を駆動する場合であっても、最適な速度パターン
を採用することによって、ストローク精度の良い、ショ
ックレスな扉の開閉を実現できる。 （５）１編成の車両の先頭車両と後尾車両に速度パター
ン定数設定器を設置すれば、乗務員によって全ての扉の
開閉パターンを１ヶ所で、かつ、同一パターンに設定で
きる。扉も同一パターン，同一時間に開閉できる。 （６）従来のシリンダや弁類を本発明では三相誘導電動
機やインバータに置きかえてあるため、摺動部や衝突部
がなくなり、扉開閉装置の保守周期を従来より長くする
ことができる。また、車両の検修作業も軽減される。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の位置／速度指令値自動生成手段
の第１の実施例を示すブロック図である。

【図２】図２は本発明の位置／速度指令値自動生成手段
の他の実施例を示すブロック図である。

【図３】図３は本発明にかかわる扉制御装置の全体構成
図である。

【図４】図４は本発明にかかわる扉開閉装置の概略構成
図である。

【図５】図５はその扉開閉機構の概略正面図である。

【図６】図６は扉駆動装置の構成図である。

【図７】インバータの回路構成図である。

【図８】図８はインバータの波形図である。

【図９】図９は等加速２段速度パターンを示す特性図で
ある。

【図10】図10は本発明にかかわる扉位置に対する扉速度
指令値の一例を示すパターン図である。

【図11】図11は等加速多段速度パターンの一例を示すパ
ターン図である。

【図12】図12はＳ字加速多段速度パターンの一例を示す
パターン図である。

【図13】図13はＳ字加速運動の特性図である。

【図14】図14は等加速／Ｓ字加速併用多段速度パターン
の一例を示すパターン図である。

【図15】図15は従来の扉開閉装置の一例を示す正面図で
ある。

【符号の説明】

１ａ 扉 １ｂ 扉 ２ 扉制御装置 21 開閉補機制御指令出力手段 22 位置／速度指令値自動生成手段 22ａ 開扉側速度指令値演算手段 22a1 速度パターン定数設定手段 22a2 区間定数演算手段 22a3 区間速度関数設定手段 22a4 扉速度指令値群演算記憶手段 22a5 扉速度指令値特定手段 22ｂ 閉扉側速度指令値演算手段 22b1 速度パターン定数設定手段 22b2 区間定数演算手段 22b3 区間速度関数設定手段 22b4 扉速度指令値群演算記憶手段 22b5 扉速度指令値特定手段 22ｃ 扉位置座標値検知手段 22ｄ 開扉側速度指令値演算手段 22d1 速度パターン定数設定手段 22d2 区間定数演算手段 22d3 区間速度関数設定手段 22d4 扉速度指令値演算手段 22ｅ 閉扉側速度指令値演算手段 22e1 速度パターン定数設定手段 22e2 区間定数演算手段 22e3 区間速度関数設定手段 22e4 扉速度指令値演算手段 22ｆ 扉位置座標値検知手段 23 電動機制御指令出力手段 24 開扉／閉扉指令出力手段 ３ 扉開閉機構 31 三相誘導電動機 32 減速機 33 電磁クラッチ 34 電磁ブレーキ 35 扉位置検出器 36 扉開閉動作機構 36ａ 駆動プーリ 36ｂ 従動プーリ 36ｃ 歯付ベルト 36d1 連結棒 36d2 連結棒 36e1 連結金具 36e2 連結金具 ４ 扉駆動装置 41 インバータ 41ａ 周波数演算手段 41ｂ 電圧演算手段 41ｃ 正弦波発生回路 41ｄ 三角波発生回路 41ｅ 比較器 41ｆ 比較器 41ｇ 比較器 41ｊ ヒステリシスコンパレータ 41ｋ ヒステリシスコンパレータ 41ｐ ヒステリシスコンパレータ 41ｎ ベースアンプ 41ｍ インバータ主回路 42 直流電源 43 開閉補機駆動装置

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 扉速度指令値に対応して駆動制御される
   電動機によって、扉位置検出器が取着されている扉開閉
   機構を駆動する車両用扉開閉装置において、扉位置に対
   する前記扉速度指令値を自動的に生成する位置／速度指
   令値自動生成手段を有することを特徴とする車両用扉開
   閉装置。
2. 【請求項２】（ア）扉開閉時の時間に対する所定の速度
   パターンを構成する加速区間，減速区間及び定速区間の
   各区間に対する区間速度関数を、扉の全閉位置を原点と
   し、扉の全開位置を正の最大値とする扉位置座標を用い
   て設定する区間速度関数設定手段と、（イ）前記所定の
   速度パターンを特定する速度パターン定数を設定する速
   度パターン定数設定手段と、（ウ）前記各区間に対する
   前記区間速度関数を特定する区間定数を前記の速度パタ
   ーン定数から演算にって求める区間定数演算手段と、
   （エ）前記速度パターン定数と前記区間定数とによって
   数式化される前記区間速度関数に扉位置座標値を代入し
   て、扉の作動範囲全域に対応する扉速度指令値群をあら
   かじめ演算し、かつ、記憶する扉速度指令値群演算記憶
   手段と、（オ）前記扉開閉機構に取着された前記扉位置
   検出器の信号から前記扉位置座標上の扉位置座標値を検
   知する扉位置座標値検知手段と、（カ）扉開閉作動時の
   前記扉位置座標値に対応する扉速度指令値を、前記速度
   指令値群の中から特定する扉速度指令値特定手段と、か
   らなり、扉の作動範囲全域に対応する前記扉速度指令値
   群をあらかじめ演算・記憶しておき、扉開閉作動時の前
   記扉位置座標値に対する前記扉速度指令値を自動的に生
   成するようにした位置／速度指令値自動生成手段を有す
   る請求項１記載の車両用扉開閉装置。
3. 【請求項３】（キ）扉開閉時の時間に対する所定の速度
   パターンを構成する加速区間，減速区間および定速区間
   等の各区間に対する区間速度関数を、扉の全閉位置を原
   点とし、扉の全開位置を正の最大値とする扉位置座標を
   用いて設定する区間速度関数設定手段と、（ク）前記所
   定の速度パターンを特定する速度パターン定数を設定す
   る速度パターン定数設定手段と、（ケ）前記各区間に対
   する前記区間速度関数を特定する区間定数を前記速度パ
   ターン定数から演算によって求める区間定数演算手段
   と、（コ）前記扉開閉機構に取着された扉位置検出器の
   信号から前記扉位置座標上の扉位置座標値を検知する扉
   位置座標値検知手段と、（サ）前記速度パターン定数と
   前記区間定数とによって数式化される前記区間速度関数
   に前記扉位置座標を代入して、前記扉速度指令値を演算
   する扉速度指令値演算手段と、からなり、扉開閉作動時
   の前記扉位置座標値に対し前記扉速度指令値をリアルタ
   イムに演算し、前記扉位置座標値に対する前記扉速度指
   令値を自動的に生成するようにした位置／速度指令値自
   動生成手段を有する請求項１記載の車両用扉開閉装置。
4. 【請求項４】（シ）起動から停止に至る速度パターン
   上、速度一定の等速運動をする定速区間を有し、かつ、
   該定速区間において高速度と低速度の２段速度を有する
   速度パターンであって、起動から前記高速度への加速区
   間、前記高速度から前記低速度への減速区間、および前
   記低速度から停止への減速区間において、加速度一定の
   等加速運動をするようにした等加速２段速度パターンを
   前記所定の速度パターンとする請求項２又は３記載の車
   両用扉開閉装置。
5. 【請求項５】（ス）前記加速区間および前記減速区間に
   おける前記等加速運動の全ての加速度の絶対値が等しい
   請求項４記載の車両用扉開閉装置。
6. 【請求項６】（セ）前記低速度に到達する位置から停止
   位置までの低速ストロークを、少なくとも、前記速度パ
   ターン定数とする請求項４又は５記載の車両用扉開閉装
   置。
7. 【請求項７】（ソ）開扉時および閉扉時共に、前記等加
   速２段速度パターンを前記所定の速度パターンとし、起
   動から高速度への加速区間、高速度の定速区間、高速度
   から低速への減速区間、低速度の定速区間、および、低
   速度から停止への減速区間からなる５区間に対応する開
   扉時および閉扉時それぞれの区間速度関数を前記区間速
   度関数設定手段にて設定し、（タ）開扉時には開扉時
   間、開扉全ストローク、開扉時の前記低速度に到達する
   位置から停止位置までの低速ストローク、開扉時の前記
   高速度、および、開扉時の前記低速度を前記速度パター
   ン定数とし、さらに、閉扉時には閉扉時間、閉扉全スト
   ローク、閉扉時の前記低速度に到達する位置から停止位
   置までの低速ストローク、閉扉時の前記高速度、およ
   び、閉扉時の前記低速度を前記速度パターン定数とし
   て、それぞれ、前記速度パターン定数設定手段にて設定
   し、（チ）開扉時には、前記加速区間および前記減速区
   間における開扉時の前記加速度の絶対値、および、開扉
   時の前記５区間それぞれの区間ストロークを前記区間定
   数とし、さらに、閉扉時には、前記加速区間および前記
   減速区間における閉扉時の前記加速度の絶対値、およ
   び、閉扉時の前記５区間それぞれの区間ストロークを前
   記区間定数として、それぞれ、前記区間定数演算手段に
   て演算するようにした請求項５記載の車両用扉開閉装
   置。
8. 【請求項８】（ツ）起動から停止に至る速度パターン
   上、速度一定の等速運動をする定速区間を有し、かつ、
   該定速区間が２区間以上ある多段速度を有する速度パタ
   ーンであって、起動から前記多段速度中の第１段速度に
   対応する定速区間への加速区間、前記多段速度のそれぞ
   れに対応する定速区間から該定速区間に隣接する定速区
   間への加速区間および減速区間、および、前記多段速度
   中の最終段速度に対応する定速区間から停止への減速区
   間において、加速度一定の等加速運動をするようにした
   等加速多段速度パターンを前記所定の速度パターンとす
   る請求項２又は３記載の車両用扉開閉装置。
9. 【請求項９】（テ）前記加速区間および前記減速区間に
   おける前記等加速運動の全ての加速度の絶対値が等しい
   請求項８記載の車両用扉開閉装置。
10. 【請求項10】（テ）起動から停止に至る速度パターン
    上、速度一定の等速運動をする定速区間を有し、かつ、
    該定速区間が２区間以上ある多段速度を有する速度パタ
    ーンであって、起動から前記多段速度中の第１段速度に
    対応する定速区間への加速区間、前記多段速度のそれぞ
    れに対応する定速区間から該定速区間に隣接する定速区
    間への加速区間および減速区間、および、前記多段速度
    中の最終段速度に対応する定速区間から停止への減速区
    間において、（ト）加速度一定の等加速運動をする等加
    速運動成分と、（ナ）前記加速区間および前記減速区間
    それぞれに対応する固有な正弦波であって、前記加速区
    間および前記減速区間それぞれに対して固有な速度振巾
    を有し、かつ、前記加速区間および前記減速区間それぞ
    れの区間所要時間を周期とし、かつ、前記加速区間およ
    び前記減速区間それぞれの加速開始時刻および減速開始
    時刻を時間軸の原点とし、かつ、前記加速区間および前
    記減速区間それぞれにおける前記等加速運動成分の加速
    度が有する正負の符号とは反対の符号を有する前記正弦
    波の１周期分のみが、それぞれ対応する前記加速区間お
    よび前記減速区間に印加されて正弦波運動をする正弦波
    運動成分とを重畳してＳ字加速運動をするようにしたＳ
    字加速多段速度パターンを前記所定の速度パターンとす
    る請求項２又は３記載の車両用扉開閉装置。
11. 【請求項11】（ニ）前記加速区間および前記減速区間に
    おける前記Ｓ字加速運動を構成する前記等加速運動成分
    の全ての加速度の絶対値が等しい請求項10記載の車両用
    扉開閉装置。
12. 【請求項12】（ヌ）起動から停止に至る速度パターン
    上、速度一定の等速運動をする定速区間を有し、かつ、
    該定速区間が２区間以上ある多段速度を有する速度パタ
    ーンであって、起動から前記多段速度中の第１段速度に
    対応する定速区間への加速区間、前記多段速度のそれぞ
    れに対応する定速区間から該定速区間に隣接する定速区
    間への加速区間および減速区間、および、前記多段速度
    中の最終段速度に対応する定速区間から停止への減速区
    間ににおいて、（ネ）加速度一定の等加速運動をする区
    間と、（ノ）加速度一定の等加速運動をする等加速運動
    成分と、前記加速区間および前記減速区間それぞれに対
    応する固有な正弦波であって、前記加速区間および前記
    減速区間それぞれに対して固有な速度振巾を有し、か
    つ、前記加速区間および前記減速区間それぞれの区間所
    要時間を周期とし、かつ、前記加速区間および前記減速
    区間それぞれの加速開始時刻および減速開始時刻を時間
    軸の原点とし、かつ、前記加速区間および前記減速区間
    それぞれにおける前記等加速運動成分の加速度が有する
    正負の符号とは反対の符号を有する前記正弦波の１周期
    分のみが、それぞれ対応する前記加速区間および前記減
    速区間に印加されて正弦波運動をする正弦波運動成分と
    を重畳してなるＳ字加速運動をする区間とがある等加速
    ／Ｓ字加速併用多段速度パターンを前記所定の速度パタ
    ーンとする請求項２又は３記載の車両用扉開閉装置。
13. 【請求項13】（ハ）前記等加速運動する前記加速区間お
    よび前記減速区間における全ての加速度の絶対値と、前
    記Ｓ字加速運動をする前記加速区間および前記減速区間
    における前記等加速運動成分の全ての加速度の絶対値と
    が等しい請求項12記載の車両用扉開閉装置。
14. 【請求項14】（ヒ）前記Ｓ字加速運動をする前記加速区
    間および前記減速区間における前記Ｓ字加速運動の始点
    および終点の加速度が零になるように、前記等加速運動
    成分と前記正弦波運動成分とを重畳する請求項10、11、
    12又は13記載の車両用扉開閉装置。
15. 【請求項15】（フ）前記多段速度中の前記最終段速度に
    到達する位置から停止位置までの最終段速度ストローク
    を、少なくとも、前記速度パターン定数とする請求項
    ８、９、10、11、12、13又は14記載の車両用扉開閉装
    置。
16. 【請求項16】 前記速度パターン定数設定手段を各扉の
    扉開閉装置とは別に、先頭車両および後尾車両に設置し
    て、車両１編成に装備された全ての扉の速度パターン定
    数を遠隔にて、かつ、同じ値に設定できるようにした前
    記位置／速度指令値自動生成手段を有する請求項２又は
    ３記載の車両用扉開閉装置。
17. 【請求項17】 インバータで回転制御される三相誘導電
    動機によって扉開閉機構を駆動する請求項１記載の車両
    用扉開閉装置。
18. 【請求項18】 リニアモータによって扉開閉機構を駆動
    する請求項１記載の車両用扉開閉装置。