JPH1096368A

JPH1096368A - 扉開閉検知装置

Info

Publication number: JPH1096368A
Application number: JP27146696A
Authority: JP
Inventors: Masusaku Okumura; 益作奥村
Original assignee: KOUSHIYOKU KAGAKU KK
Current assignee: KOUSHIYOKU KAGAKU KK
Priority date: 1996-09-20
Filing date: 1996-09-20
Publication date: 1998-04-14

Abstract

(57)【要約】【課題】扉の開閉状態を正しく検知することが可能で
あり、特に電車などの乗降口に設けられた扉に、乗降客
の所持品などが挟まっても、これを容易かつ確実に検知
できるようにする。【解決手段】扉の戸先部と戸当部との対向面の一方に
静電容量センサ１１が取り付けられて成る。静電容量セ
ンサ１１のセンサ本体１２は、絶縁基板１４の表面全体
に、一対のシート状の導体１５，１６を中間に間隙１７
を介在させた状態で所定の２次元パターンを構成するよ
う貼設することにより、絶縁基板１４上に所定の浮遊容
量をもつ一対の電極部１８，１９を形成したものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電車や乗合バスなど
の乗降口や建造物の出入口などに設けられる扉の開閉状
態や戸閉異常を検知するのに用いられる扉開閉検知装置
に関連し、特にこの発明は、扉の開閉状態や戸閉異常を
静電容量の変化により検知する静電容量型の扉開閉検知
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電車などの乗降口には、扉の開閉
状態を検知するための扉開閉検知装置を設けて、乗降客
の安全を確保している。この種の扉開閉検知装置には、
通常、リミットスイッチが用いてあり、各扉のリミット
スイッチを直列に接続して、扉開閉検知回路を構成して
いる。全てのリミットスイッチが作動して、扉開閉検知
回路が閉路すると、電車の主制御装置は、全ての扉が閉
じたものと判断して、電車を発車できる状態に設定す
る。一方、いずれかのリミットスイッチが作動せずに扉
開閉検知回路が開路状態のときは、前記主制御装置は、
いずれかの扉が閉じていないと判断して、電車を発車で
きない状態に設定する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の扉
開閉検知装置では、鞄などの乗降客の所持品の一部，手
足などの乗降客の身体の一部，乗降客の衣服の一部など
が扉に挟まっても、リミットスイッチが作動して、扉検
知回路部が閉路するため、前記主制御装置は、全ての扉
が閉じたものと誤認して電車を発車させる状態に設定
し、これがため人身事故などを招くという問題がある。

【０００４】この発明は、上記問題に着目してなされた
もので、扉の開閉状態を正しく検知することが可能であ
り、特に電車などの乗降口に設けられた扉に、乗降客の
所持品，身体の一部，衣服などが挟まっても、これを容
易かつ確実に検知できる扉開閉検知装置を提供すること
を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は、扉の開閉状
態を検知するための扉開閉検知装置であって、前記扉の
戸先部と戸当部との対向面の一方に静電容量センサが取
り付けられて成る。前記静電容量センサは、絶縁基板の
表面に、一対のシート状の導体を中間に間隙を介在させ
た状態で所定の２次元パターンを構成するよう貼設する
ことにより、前記絶縁基板上に所定の浮遊容量をもつ一
対の電極部を形成して成る。

【０００６】請求項２の発明にかかる扉開閉検知装置で
は、前記静電容量センサの各導体は、それぞれ線対称の
櫛形形状をなし、櫛形形状の歯の部分が互いに噛み合わ
さって所定の２次元パターンを構成している。

【０００７】請求項３の発明は、扉の開閉状態を検知す
るための扉開閉検知装置であって、前記扉の戸先部と戸
当部との対向面の一方に静電容量センサが取り付けられ
て成る。前記静電容量センサは、可撓性を有する中空筒
体の対向面にシート状の導体をそれぞれ貼設することに
より、前記中空筒体の中空孔に所定の静電容量をもつ電
極部を形成して成る。

【０００８】

【作用】例えば扉の戸先部に静電容量センサが取り付け
られている場合、扉が開いた状態では、電極部間の静電
容量は、固有の浮遊容量に一致するが、扉が閉じると、
静電容量センサに戸当部が圧接されるため、戸当部の静
電容量が発生して、全体の静電容量が変化する。扉に何
か物体が挟まったときは、その挟まった部分についての
静電容量が発生し、扉が完全に閉じた状態のときとは、
静電容量は異なった値となる。

【０００９】請求項２の扉開閉検知装置では、各導体
は、それぞれ線対称の櫛形形状をなし、櫛形形状の歯の
部分が互いに噛み合わさって所定の２次元パターンを構
成するので、前記歯の部分のいずれの位置に物体が挟ま
っても、その挟まった部分についての静電容量が発生す
る。

【００１０】請求項３の発明の扉開閉検知装置では、例
えば扉の戸先部に静電容量センサが取り付けられている
場合、扉が開いた状態では、中空筒体の中空孔の静電容
量が発生するが、扉が閉じると、戸先部と戸当部とが圧
接して中空孔が潰されるため、前記中空孔の静電容量が
消失し、全体の静電容量の値が変化する。扉に何か物体
が挟まると、その挟まった部分で中空孔が潰されるた
め、その部分についての静電容量が消失し、扉が完全に
閉じた状態のときとは、静電容量は異なった値となる。

【００１１】

【実施例】図１は、この発明の扉開閉検知装置が実施さ
れる電車の乗降口１を示す。図示例では、電車の扉の戸
閉異常を検知する目的で扉開閉検知装置を用いている
が、電車に限らず、乗合バスの乗降口に設けられる扉，
電車やバス以外の一般車両に設けられる扉，建造物の出
入口に設けられる扉，建造物内のエレベータの各階の乗
降口に設けられる扉などにも同様の目的で扉開閉検知装
置を用いることができる。またこの発明の扉開閉検知装
置は、扉の戸閉異常を検知する目的に限らず、例えば一
般家屋の玄関口や窓について、戸締の有無を検知する目
的で用いることも可能である。

【００１２】図１において、電車の乗降口１には、係員
の操作により電気的に開閉動作する電動の扉２が設けら
れている。なお図中、一点鎖線は、扉２が閉じた状態を
示す。前記扉２は、往復動により乗降口１に対して出没
動作するもので、扉２の戸先部３と、戸先部３が当接す
る車両本体５の戸当部４とは、それぞれゴムなどの弾性
材をもって形成されている。この実施例では、図２に示
すように、前記扉２の戸先部３の戸当部４との対向面
に、静電容量センサ１１を貼設して扉開閉検知装置を構
成しているが、これに限らず、戸当部４の戸先部３との
対向面の方に、前記静電容量センサ１１を貼設してもよ
い。

【００１３】前記静電容量センサ１１は、センサ本体１
２の表面全体に絶縁シート１３を貼設して成る。前記セ
ンサ本体１２は、図３および図４に示すように、扉２の
戸先部３の長さに相応する長さの帯状体であり、ゴム，
プラスチックなどの有機材料より成る絶縁基板１４の表
面全体に、一対のシート状の導体１５，１６を中間に間
隙１７を介在させた状態で所定の２次元パターンを構成
するよう貼設することにより、前記絶縁基板１４上に所
定の浮遊容量Ｃ₀をもつ一対の電極部１８，１９を形成
したものである。

【００１４】各導体１５，１６は、それぞれ線対称の櫛
形形状をなし、櫛形形状の歯の部分に相当する複数本の
横導体１５ａ，１６ａと、櫛形形状の柄の部分に相当す
る縦導体１５ｂ，１６ｂとが前記間隙１７を存して互い
に噛み合わさって、外形が矩形かつ格子状の２次元パタ
ーンを構成している。各電極部１８，１９には、それぞ
れ接続端子部２０，２１が設けてあり、各接続端子部２
０，２１にリード線（図示せず）が電気接続されるよう
になっている。

【００１５】このセンサ本体１２は、プリント配線基板
の製法と同様の方法で製作されるもので、絶縁基板１４
の表面に貼設された銅箔の表面に耐酸性インキで前記導
体１５，１６を形づくる櫛形図形を印刷して表した後、
櫛形図形以外の残りの部分を酸性水溶液で腐食すること
により、各導体１５，１６および導体間の各間隙１７を
形成している。

【００１６】なおセンサ本体１２は、必ずしもプリント
配線基板と同様の製法による必要はなく、例えば短冊状
をなす複数本のシート状の導体を絶縁基板の表面に縦横
に貼設して製作してもよい。また前記の２次元パターン
は、各櫛形の歯の部分が短く、柄の部分が長くなってい
るが、歯の部分が長く、柄の部分が短い図５および図６
に示すような２次元パターンのものであってもよい。図
５および図６に示す実施例では、各導体１５，１６は、
櫛形の歯の部分に相当する複数本の縦導体１５ｂ，１６
ｂと、櫛形の柄の部分に相当する横導体１５ａ，１６ａ
とが間隙１７を存して互いに噛み合わせるようにして構
成されており、各導体１５，１６の接続端子部２０，２
１は、下端位置と上端位置にそれぞれ設けられている。
なお２次元パターンは、上記した各実施例のように、必
ずしも２個の櫛形形状を組み合わせた格子状のパターン
である必要ない。

【００１７】前記絶縁シート１３は、前記センサ本体１
２の電極部１８，１９を被覆して外力や湿気などの外的
要因より保護するためのもので、例えばポリエチレン，
ポリエステルなどの有機材料シートを用いて形成され、
前記センサ本体１２の表面に密接して貼着される。

【００１８】図７は、扉２が開いているとき、すなわち
前記静電容量センサ１１が戸当部４に当接していないと
きの電気的等価回路を示す。また図８は、扉２が閉じて
いるとき、すなわち前記静電容量ゼンサ１１が戸当部４
に全長にわたり当接しているときの電気的等価回路を示
す。図７において、３０は前記センサ本体１２の電極部
１８，１９間に発生する浮遊容量を示しており、扉２が
開いた状態では、全体の静電容量の大きさＣは、前記浮
遊容量３０の大きさＣ₀に相当し、Ｃ＝Ｃ₀である。

【００１９】一方、図８において、３１は前記静電容量
センサ１１が戸当部４に全長にわたり圧接されたことに
より発生する戸当部４の静電容量を示しており、扉２が
完全に閉まった状態では、全体の静電容量の大きさＣ
は、前記浮遊容量３０の大きさＣ₀と前記戸当部４の静
電容量３１の大きさＣ₁との和となり、Ｃ＝Ｃ₀＋Ｃ₁
である。

【００２０】もし扉２に鞄などの乗降客の所持品の一
部，手足などの乗降客の身体の一部，乗降客の衣服の一
部などが挟まると、その挟まった部分についての静電容
量が発生し、全体の静電容量の大きさＣは、扉が完全に
閉じた状態のときとは異なった値となり、戸閉異常の発
生を容易に判断できる。

【００２１】図９および図１０は、前記静電容量センサ
１１の他の実施例を示す。図示例の静電容量センサ１１
は、可撓性および絶縁性を有する中空筒体４０の外周面
の対向位置にシート状の導体４１，４２をそれぞれ貼設
することにより、一対の電極部４３，４４を構成すると
ともに、各電極部４３，４４を絶縁シート４５，４６に
より被覆して成る。

【００２２】この実施例では、前記中空筒体４０とし
て、扉２の長さに相当する長さを有する断面形状が円形
の円筒パイプが用いてあるが、図１１および図１２に示
すように、断面形状が楕円形状の円筒パイプを用いても
よく、また、可撓性および絶縁性を有しかつ内部が中空
であれば、断面形状が矩形状、その他の形状のパイプを
用いてもよい。前記中空筒体４０は、ゴムなどの弾性体
より形成されており、この実施例では、中空筒体４０を
扉２の戸先部３を構成する弾性体に兼用させている。な
お、図１１および図１２に示す静電容量センサ１１につ
いても、中空筒体４０の外周面の対向位置にシート状の
導体４１，４２をそれぞれ貼設することにより、一対の
電極４３，４４が形成してある。また、上記の実施例で
は、各導体４１，４２は中空筒体４０の外周面に貼設し
てあるが、導体４１，４２の一方または両方を中空筒体
４０の内周面に貼設してもよい。さらにまた、各導体４
１，４２をそれぞれ複数に分割して中空筒体４０に貼設
するなど、各種の設計変更が可能である。

【００２３】図１３は、扉２が開いているとき、すなわ
ち前記静電容量センサ１１が戸当部４に当接していない
ときの電気的等価回路を示す。また図１４は、扉２が閉
じているとき、すなわち前記静電容量ゼンサ１１が戸当
部４に全長にわたり当接しているときの電気的等価回路
を示す。図１３において、３２は一方の電極部４３と中
空筒体４０の内面との間に発生する第１の静電容量を、
３３は他方の電極部４４と中空筒体４０の内面との間に
発生する第２の静電容量を、３４は中空筒体４０の中空
孔に発生する第３の静電容量を、それぞれ示しており、
全体の静電容量は、第１，第２，第３の各静電容量３
２，３３，３４が直列に接続された形となる。この場
合、第１，第２の各静電容量３２，３３の各大きさ
Ｃ₁，Ｃ₂は第３の静電容量３４の大きさＣ₃よりはる
かに大きいために、扉２が開いた状態では、全体の静電
容量の大きさＣは、次式のようになる。

【００２４】

【数１】

【００２５】一方、扉２が閉じた状態のとき、図１５に
示すように、前記中空筒体４０は押し潰されて中空孔の
空間が消失するため、第３の静電容量３４は発生せず、
全体の静電容量Ｃは、図１４に示すように、一方の電極
部４３と中空筒体４０の内面との間に発生する第１の静
電容量３２と、他方の電極部４４と中空筒体４０の内面
との間に発生する第２の静電容量３３とが直列に接続さ
れた形となる。従って扉２が完全に閉まった状態では、
全体の静電容量の大きさＣは、次式のようになる。

【００２６】

【数２】

【００２７】もし扉２に鞄などの乗降客の所持品の一
部，手足などの乗降客の身体の一部，乗降客の衣服の一
部などが挟まると、その挟まった部分についてのみ、中
空筒体４０の内部空間の静電容量が消失するため、全体
の静電容量の大きさＣは、扉２が完全に閉じた状態のと
きとは異なった値となり、戸閉異常の発生を容易に判断
できる。

【００２８】図１６は、上記した扉開閉検知装置５０を
用いた扉制御系の電気的構成を示す。図中、５１は前記
静電容量の変化を検出するための検出回路であって、発
振回路やＡ／Ｄ変換器などを含んでおり、前記静電容量
の変化を発振周波数に変換した後、これをディジタル信
号に変換してコントローラ５２へ出力する。コントロー
ラ５２は、前記ディジタル信号を所定のしきい値と比較
することにより、扉の開閉状態や戸閉異常の有無などを
知らせる制御信号を生成して電車の主制御装置５３へ出
力する。主制御装置５３は、戸閉異常がある旨の制御信
号を入力したとき、コントローラを介して扉開閉用のモ
ータ５４へ扉２を開動作させる駆動信号を出力する。

【００２９】

【発明の効果】請求項１，３の発明によれば、扉の戸先
部と戸当部との対向面の一方に静電容量センサを取り付
けて、静電容量の変化により扉の開閉状態を検知するか
ら、扉に身体の一部や衣服や所持品の一部が挟まって
も、これを容易かつ確実に検知できる。従って、この発
明の扉開閉検知装置を車両の扉に設けることにより、乗
降の安全を確保でき、人身事故の発生などを防止でき
る。

【００３０】請求項２の発明によれば、どの位置に物体
が挟まっても、その挟まった部分についての静電容量が
発生するので、確実な検知動作を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の扉開閉検知装置が実施された電車の
扉を示す正面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

【図３】静電容量センサのセンサ本体を示す平面図であ
る。

【図４】図３のセンサ本体を拡大して示す平面図であ
る。

【図５】静電容量センサのセンサ本体の他の実施例を示
す平面図である。

【図６】図５のセンサ本体を拡大して示す平面図であ
る。

【図７】扉が開いたときの電気的等価回路を示す電気回
路図である。

【図８】扉が閉じたときの電気的等価回路を示す電気回
路図である。

【図９】静電容量センサの他の実施例を示す断面図であ
る。

【図１０】図９の静電容量センサの正面図である。

【図１１】静電容量センサの他の実施例を示す断面図で
ある。

【図１２】図１１の静電容量センサの正面図である。

【図１３】扉が開いたときの電気的等価回路を示す電気
回路図である。

【図１４】扉が閉じたときの電気的等価回路を示す電気
回路図である。

【図１５】扉が閉じた状態での静電容量センサを示す断
面図である。

【図１６】扉制御系の電気的構成を示すブロック図であ
る。

【符号の説明】

２扉３戸先部４戸当部１１静電容量センサ１４絶縁基板１５，１６，４１，４２導体１８，１９，４３，４４電極部４０中空筒体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】扉の開閉状態を検知するための扉開閉検
知装置であって、前記扉の戸先部と戸当部との対向面の一方に静電容量セ
ンサが取り付けられて成り、前記静電容量センサは、絶縁基板の表面に、一対のシー
ト状の導体を中間に間隙を介在させた状態で所定の２次
元パターンを構成するよう貼設することにより、前記絶
縁基板上に所定の浮遊容量をもつ一対の電極部を形成し
て成る扉開閉検知装置。
【請求項２】前記静電容量センサの各導体は、それぞ
れ線対称の櫛形形状をなし、櫛形形状の歯の部分が互い
に噛み合わさって所定の２次元パターンを構成している
請求項１に記載された扉開閉検知装置。
【請求項３】扉の開閉状態を検知するための扉開閉検
知装置であって、前記扉の戸先部と戸当部との対向面の一方に静電容量セ
ンサが取り付けられて成り、前記静電容量センサは、可撓性を有する中空筒体の対向
面にシート状の導体をそれぞれ貼設することにより、前
記中空筒体の中空孔に所定の静電容量をもつ電極部を形
成して成る扉開閉検知装置。