DE3544154A1

DE3544154A1 - Steuereinrichtung fuer eine automatische tuer

Info

Publication number: DE3544154A1
Application number: DE19853544154
Authority: DE
Inventors: Isao Namerikawa Toyama Hagiwara
Original assignee: Yoshida Kogyo KK
Current assignee: YKK Corp
Priority date: 1984-12-29
Filing date: 1985-12-13
Publication date: 1986-07-03
Also published as: SG59290G; GB2169107B; KR870010364U; HK69990A; GB2169107A; FR2575514A1; KR900007546Y1; GB8531243D0; DE3544154C2; US4673848A; JPS61117598U

Description

LEINWEBER & ZIMMERMANN

EUROPEAN PATENTATTORNEYS

Dipl.-lng. H. Leinweber (i93o-7sj Dip!.-lng. Heinz Zimmermann Dipl.-lng. A. Gf. ν. Wengersky Dipl.-Phys. Dr. Jürgen Kraus

PATENTANWÄLTE

Rosental 7, D-8000 München 2

Telefon (089)268083
Telex 528191 Izpatd
Telecopier (089) 268086

_den 13. Dezember 1985

Unser Zeichen

krsd/FP 85-47-Ger

YOSHIDA KOGYO K.K., Tokyo/Japan

Steuereinrichtung für eine automatische
Tür

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuereinrichtung zur Betriebssteuerung einer automatischen Tür.

Als Steuereinrichtung für eine automatische Tür sind verschiedene Einrichtungen vorbekannt, wie eine Steuereinrichtung mit Endschaltern zur Erfassung der Stellung einer Tür, eine Steuereinrichtung, bei der auf einer Drehwelle eines Antriebsmotors oder einer anderen Drehwelle ein Drehungsdetektor vorgesehen ist und auf der Grundlage der erfaßten Drehdaten eine numerische Steuerung des Antriebsmotors vorgenommen wird, eine Steuereinrichtung, bei der Zähne auf einem zur Kopplung eines Antriebsmotors mit einer Tür dienenden Zeitgeberriemen erfaßt und gezählt werden und eine numerische Steuerung des Antriebsmtors auf der Grundlage der gezählten Daten bewirkt wird,

od. dgl.

Jedoch ist es bei den im Stand der Technik bekannten Steuereinrichtungen erforderlich, getrennt von der Antriebseinrichtung für die Tür irgendeine Art von Türstellungsdetektoreinrichtung vorzusehen, wodurch die Anzahl von Einzelteilen der Einrichtung nicht vermindert werden konnte und es daher schwierig war, eine Vereinfachung des Aufbaus und eine Verringerung der Herstellungskosten zu erreichen.

Ein hauptsächliches Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung einer Steuereinrichtung für eine automatische Tür, die nicht mit den vorstehend abgehandelten Nachteilen des Standes der Technik behaftet ist.

Ein besonderes Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung einer Steuereinrichtung für eine automatische Tür, bei der keine Notwendigkeit besteht, eine Tür-Stellungsdetektoreinrichtung getrennt von der Antriebseinrichtung für die Tür vorzusehen und bei der somit eine Verringerung der Herstellungskosten erreicht werden kann.

Die Verbesserungen bestehen bei der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung für eine automatische Tür darin, daß ein bürstenloser Gleichstrommotor als Antriebsmotor für die Tür verwendet wird, und Erfassungssignale für die Magnetpolstellung, die von einem intern innerhalb eines bürstenlosen Gleichstrommotorschaltkreises vorgesehenen Magnetpolstellungsdetektor erzeugt werden, in einem Stellungssteuerschaltkreis zur Erfassung der Türstellung und in einem Geschwindigkeitssteuerschaltkreis zur Erfassung der Bewegungsgeschwindigkeit der Tür verwendet werden.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung ist eine Steuereinrichtung für eine automatische Tür vorgesehen, die einen bürstenlosen Gleichstrommotor aufweist, der mit einem Türblatt zur Übertragung einer Antriebskraft auf das Türblatt über eine Geschwindigkeitsuntersetzungseinrichtung gekoppelt und zur Lieferung von Erfassungsimpulsen für die Magnetpolstellung geeignet ist, sowie einen auf die von dem bürstenlosen Gleichstrommotor gelieferten Erfassungsimpulse für die Magnetpolstellung ansprechenden Stellungssteuerschaltkreis zur Bestimmung der Stellung des Türblattes und dadurch zur Erzeugung eines die Richtung und den Wert der Geschwindigkeit des Türblattes anzeigenden Geschwindigkeitsbefehlssignals, und einen auf die Erfassungsimpulse für die Magnetpolstellung und das Geschwindigkeitsbefehlssignal ansprechenden Geschwindigkeitssteuerschaltkreis zur derartigen Anlegung eines Antriebssteuersignals an den bürstenlosen Gleichstrommotor, daß der Motor mit einer solchen Drehgeschwindigkeit angetrieben werden kann, die die Bewegung des Türblattes mit der durch das Geschwindigkeitsbefehlssignal angezeigten Geschwindigkeit ermöglicht.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und der Zeichnung, auf die bezüglich einer erfindungswesentlichen Offenbarung aller im Text nicht erwähnten Einzelheiten ausdrücklich hingewiesen wird. Hierin zeigen:

Fig. 1 ein allgemeines Blockdiagramm einer bevorgO zugten Ausführungsform der Erfindung, und

Fig. 2 ein detaillierteres Teilschaltbild des Aufbaus eines in der in Fig. 1 dargestellten Steuereinrichtung enthaltenen bürstenlosen Gleichstrommotors.
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35U154 / ζ

Gemäß Fig. 1 ist ein bürstenloser Gleichstrommotor M über ein Untersetzungsgetriebe 1 mit einer Antriebsriemenscheibe 2 gekoppelt, ein Türantriebsriemen 4 rund um die Antriebsriemenscheibe 2 sowie eine angetriebene Riemenscheibe 3 herumgeführt, und eine Tür 5 mit dem Riemen 4 über ein Verbindungsglied 6 derart verbunden, daß die Tür 5 jeweils durch Drehung des bürstenlosen Gleichstrommotors M in der normalen oder entgegengesetzten Richtung in der öffnungs- bzw. Schließrichtung bewegt werden kann.

Wie in Fig. 2 dargestellt, bilden bei diesem bürstenlosen Gleichstrommotor M allgemein Ankerwicklungen 11 einen Stator und ein Feldmagnet 12 einen Rotor.

Zusätzlich sind drei Magnetpolstellungsdetektoren, deren jeder aus einem Halleffektelement, einem Magnetwiderstandselement oder einem fotoelektrischen Element bestehen kann, auf dem Stator unter einem Winkelabstand von 120° angeordnet (in Fig. 2 ist nur ein einziger Magnetpolstellungsdetektor 13 dargestellt), so daß drei in ihrer Phase um 120° gegeneinander verschobene Impulszüge von diesen Magnetpolstellungsdetektoren 13 ansprechend auf eine Drehung des den Rotor bildenden Feldmagneten 12 erzeugt werden. In einem von einer strichpunktierten Umrahmung C umschlossenen Steuerschaltkreisabschnitt werden die Winkelstellung und die Drehgeschwindigkeit des den Rotor bildenden Feldmagneten 12 auf der Grundlage der aus diesen drei Impulszügen bestehenden Erfassungsimpulse P für die Magnetpolstellung bestimmt

go ^un<ä auf der Grundlage der Stellungs- und Geschwindigkeitsdaten ein Antriebssteuersignal an den bürstenlosen Gleichstrommotor M angelegt. In dem bürstenlosen Gleichstrommotor M schaltet ein diesem zugeordneter Leistungsschalterstromkreis 10 (siehe Fig. 2) den jeweiligen Ankerwicklungen 11 zugeführte Antriebsströme in Übereinstimmung

mit dem Antriebssteuersignal, um das erforderliche Drehmoment zu erzeugen.

Der Steuerschaltkreisabschnitt C weist einen Stellungssteuerschaitkreis 7, einen Geschwindigkeitssteuerschaltkreis 8 und einen Gleichstromversorgungsschaltkreis 9 auf, die von außerhalb des Steuerschaltkreisabschnittes C ein*und ausgeschaltet werden können. Die von den in dem bürstenlosen Gleichstrommotor M "LO vorgesehenen Magnetpolstellungsdetektoren 13 gelieferten ErfassungsimpulseP für die Magnetpolstellung werden indan Stellungssteuerschaitkreis 7 und den Geschwindigkeitssteuerschaltkreis 8 eingegeben.

lg Der Stellungssteuerschaitkreis 7 erhält seine Leistungszufuhr von dem Gleichstromversorgungsschaltkreis 9 und ist mit einem Zutrittsfühlschalter SW, wie einem Fußmattenschalter, einem Infrarotfühler, einem kapazitiven Fühler o. dgl. verbunden, der den

2Q Zutritt eines menschlichen Körpers zu der automatischen Tür erfaßt und ein Betätigungs signal für den Stellungssteuerschaitkreis 7 ausgibt. Dieser Stellungssteuerschaitkreis 7 bestimmt die Drehrichtung des Motors M auf der Grundlage der Phasenbeziehungen zwischen den

2g drei von den jeweiligen Magnetpolstellungsdetektoren 13 gelieferten Impulszügen und bestimmt auch die Stellung der Tür 5 durch Vorwärts- oder Rückwärtszählung der Impulse in Abhängigkeit von der Drehrichtung (ausgehend von einer Bezugsstellung der Tür 5). Es ist festzuhalten,

QQ daß die die drei Impulszüge bildenden Impulse bei jeder 1/3 Umdrehung oder 1/6 Umdrehung des Rotors erzeugt werden, je nach dem die Impulse von nur einer Polarität oder die Impulse beider Polaritäten berücksichtigt werden.

_Λ g 35AA154

In den Stellungssteuerschaltkreis 7 ist intern ein Programm mit einer vorbestimmten Reihenfolge von Operationen zum öffnen und Schließen der Tür 5 ansprechend auf das von dem Zutrittsfühlschalter SW ausgesendete Betätigungssignal eingespeichert. Nachdem der Zutrittsfühlschalter SW den Zutritt eines menschlichen Körpers zur automatischen Tür erfaßt hat, gibt daher der Stellungssteuerschaltkreis 7 auf der Grundlage des eingespeicherten Betriebsablaufprogramms und der erfaßten gegenwärtigen Stellung der Tür 5 ein die Richtung und den Wert der angestrebten Geschwindigkeit der Tür 5 anzeigendes Geschwindigkeitsbefehlssignal aus, wobei dieses Geschwindigkeitsbefehlssignal an den Geschwindigkeitssteuerschaltkreis 8 angelegt wird.

Der Geschwindigkeitssteuerschaltkreis 8 berechnet und bestimmt die Geschwindigkeit der Tür 5 auf der Grundlage der Erfassungsimpulse für die Magnetpolstellung, die von den in dem bürstenlosen Gleichstrommotor M vorgesehenen Magnetpolstellungsdetektoren 13 ausgesendet werden, und bestimmt infolge eines Vergleichs zwischen der durch das von dem Stellungssteuerschaltkreis 7 zugeführte Geschwindigkeitsbefehlssignal angegebenen angestrebten Richtung und Größe der Geschwindigkeit der Tür 5 und der durch ihn bestimmten gegenwärtigen Richtung und Größe der Geschwindigkeit der Tür 5 die erforderliche Beschleunigung des bürstenlosen Gleichstrommotors M und gibt ein eine der Richtung und der Größe der erforderlichen Beschleunigung entsprechende Polarität und Größe aufweisendes Antriebssteuersignal aus, das an den bürstenlosen Gleichstrommotor M angelegt wird, so daß der Motor mit einer solchen Drehgeschwindigkeit angetrieben werden kann, die eine Bewegung der Tür 5 mit der durch das Geschwindigkeitsbefehlssignal angezeigten angestrebten Geschwindigkeit ermöglicht.

Wenn sich in der den vorstehend beschriebenen Aufbau aufweisenden Steuereinrichtung für die automatische Tür ein menschlicher Körper der automatischen Tür annähert wird der Zutrittsfühlschalter SW betätigt und an den indem Steuerschaltkreisabschnitt C vorgesehenen Stellungssteuerschaltkreis 7 ein Betätigungssignal angelegt. Ansprechend auf das Betätigungssignal erzeugt der Stellungssteuerschaltkreis 7 ein Geschwindigkeitsbefehlssignal auf der Grundlage eines eingespeicherten Programms mit der vorbestimmten Reihenfolge von Operationen und der durch ihn selbst auf der Grundlage der Erfassungsimpulse P für die Magnetpole bestimmten gegenwärtigen Stellung der Tür 5 und legt das Geschwindigkeitsbefehlssignal an den Geschwindigkeitssteuerschaltkreis 8 an, der seinerseits an den bürstenlosen Gleichstrommotor M ein Antriebssteuersignal zum öffnen und Schließen der Tür 5 in Übereinstimmung mit der vorbestimmten Reihe von Operationen anlegt.

Während der Bewegung der Tür 5 werden die von den in dem bürstenlosen Gleichstrommotor M vorgesehenen Magetpolstellungsdetektoren 13 gelieferten Impulse sowohl an den Stellungssteuerschaltkreis 7 als auch an den Geschwindigkeitssteuerschaltkreis 8 angelegt, um zur Bestimmung der gegenwärtigen Stellung und der gegenwärtigen Geschwindigkeit der Tür 5 ausgenutzt zu werden.

Darüberhinaus kann infolge der Verwendung des bürstenlosen Gleichstrommotors das durch einen Wechselstrommotor bei der nach dem Stand der Technik bekannten automatischen Tür hervorgerufene Summgeräusch beseitigt werden, wodurch die durch das Öffnen und Schließen der automatischen Tür hervorgerufenen Geräusche vermindert werden können. Außerdem ist, da die Steuerung der

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Drehgeschwindigkeit und des Drehmomentes eines bürstenlosen Gleichstrommotors leicht erreichbar ist, die Steuerbarkeit der öffnungs/Schließgeschwindigkeit der automatischen Tür hervorragend. Bei Anwendung eines Wechselstrom/Gleichstromwandlers als Gleichstromversorgungsschaltkreis 9 kann selbst in ausländischen Gebieten, in denen die Wechselspannung des öffentlichen Stromnetzes vom Inland verschieden ist, die erfindungsgemäße Steuereinrichtung verhältnismäßig einfach an die verschiedene Wechselspannung angepaßt werden, indem nur der Schaltkreis des Wechselstrom/Gleichstromwandlers geändert wird.

Der grundlegende Vorteil der Erfindung beruht darauf, daß infolge der Verwendung des bürstenlosen

Gleichstrommotors als Antriebsquelle die von den Magnetpolstellungsdetektoren, welche dem Motor zur Steuerung der Motordrehung von sich aus zugeordnet sind, ausgesendeten Erfassungsimpulse zur Bestimmung der Türstellung herangezogen werden können und somit keine Notwendigkeit besteht, getrennt vom Antriebsmotor einen Stellungsdetektor für die Tür vorzusehen, wodurch die Anzahl von Einzelteilen herabgesetzt und eine Verringerung der Herstellungskosten erzielt werden kann.
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Claims

Patentansprüche :

1. Steuereinrichtung für eine automatische Tür, gekennzeichnet durch einen bürstenlosen Gleichstrommotor (M), der zur Übertragung einer Antriebskraft auf das Türblatt (5) über eine Geschwindigkeitsuntersetzungseinrichtung (1) mit dem Türblatt (5) gekoppelt und zur Lieferung von Erfassungsimpulsen für die Magnetpolstellung geeignet ist, einem auf die von dem bürstenlosen Gleichstrommotor (M) gelieferten Erfassungsimpulse für die Magnetpolstellung ansprechenden Stellungssteuerschaltkreis (7) zur Bestimmung der Stellung des Türblattes (5) und dadurch zur Erzeugung eines die Richtung und den Wert der Geschwindigkeit des Türblattes (5) anzeigenden Geschwindigkeitsbefehlssignals, und einen auf die Erfassungsimpulse für die Magnetpolstellung und das Geschwindigkeitsbefehlssignal· ansprechenden Geschwindigkeitssteuerschaltkreis (8) zur derartigen Anlegung eines Geschwindigkeitssteuersignals an den bürstenlosen Gleichstrommotor (M), daß der bürstenlose Gleichstrommotor mit einer solchen Drehgeschwindigkeit angetrieben werden kann, die eine Bewegung des Türblattes

(5) mit der durch das Geschwindigkeitsbefehissignal· angezeigten Geschwindigkeit ermöglicht.

2. Steuereinrichtung für eine automatische Tür nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß die Polarität und Größe des von dem Geschwindigkeitssteuerschaltkreis (8) an den bürstenlosen Gleichstrommotor (M) angelegten Antriebssteuersignals in Abhängigkeit von dem Geschwindigkeitsbefehlssignal und den Erfassungsimpulsen für die Magnetpolstellung bestimmt wird.
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3. Steuereinrichtung für eine automatische Tür nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellungssteuerschaltkreis (7) ansprechend auf ein Signal betätigt wird, das von einem die Annäherung eines

5 menschlichen Körpers an die automatische Tür erfassenden Zutrittsfühlschalter (SW) erzeugt wird.