JP6745484B2

JP6745484B2 - 自動ドアの制御装置

Info

Publication number: JP6745484B2
Application number: JP2017045442A
Authority: JP
Inventors: 裕治横井; 守十樹伊藤
Original assignee: Ａｍｙドアテック株式会社
Priority date: 2017-02-21
Filing date: 2017-02-21
Publication date: 2020-08-26
Anticipated expiration: 2037-02-21
Also published as: JP2018135739A

Description

本発明は、自動ドアの制御装置に関するものである。

従来の自動ドアの制御装置は、下記特許文献１に記載のように、出入者がスライド移動するドアを手で掴んだり、スライド移動するドアが障害物にぶつかったりした場合には、ドアのスライド移動に異常が発生したと判断され、ドアは停止する。ドアが停止した後にはドアはフリー状態となり、ドアを手で掴んだ出入者は、ドアを任意にスライド移動することができる。この場合、スライド移動用モータは外部電力源からの通電が遮断されている状態となっているので通電している場合に比して軽い力でスライド移動できる。

この自動ドアの制御装置によれば、スライド移動中のドアが手で押さえられたり、スライド移動中のドアが障害物等にぶつかったりすること等に対して、ドアのスライド移動を停止させ、ドアを手動で適宜にスライド移動することができるので、手で押さえたり、障害物等にぶつかったりしたことに対してフレキシブルに対応できることとなる。

特開２００７−１３８６３１号公報

しかしながら、老人ホームなどの施設に適用される自動ドアでは、介護スタッフと老人、車椅子利用者などの介護者と共存を図る自動ドアが求められている。すなわち、発明者は、自動ドアが取り付けられた居室内の介護者の状態を確認することがあり、介護者の介護の程度によっては、ドアを全開状態で長時間にわたり確認し続けることがあることに気付いた。かかる場合、ドアが開放された居室内の空調が不効率であると共に、該居室内の介護者のプライバシーに配慮が欠けるという課題が有ることを見出したのである。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、ドアを自動で半開放状態に停止した状態を維持し得る自動ドアの制御装置を提供することを目的とする。

第１の発明に係る自動ドアの制御装置は、戸開指令信号に基づいて戸を閉鎖端から開放端まで移動すると共に、戸閉指令信号に基づいて前記戸を前記開放端から前記閉鎖端まで移動する第１のモードを有し、第１の半開放指令信号に基づいて前記戸を前記閉鎖端から移動して半開放状態で停止する第２のモードを有する自動ドアの制御装置であって、
前記モータを駆動するモータ駆動手段と、
前記モータ駆動手段を制御しながら前記モータを回転するモータ制御手段と、前記第１又は第２のモードのいずれかを選択する選択手段と、
前記選択手段により前記第２のモードが選択された状態で、前記第１の半開放指令信号に基づいて前記モータ制御手段及び前記モータ駆動手段を介して前記モータを駆動して前記戸を前記閉鎖端から一定距離を移動して停止すると共に、前記モータ駆動手段をオフにする第１の制御手段と、
前記オフの状態で、前記戸が開放方向へ第１の位置まで移動し得ると共に、閉鎖方向に第２の位置まで移動し得るフリー切換え手段と、
前記戸が前記第１の位置まで移動したことを検出して移動検出信号を発生する移動検出手段と、
前記移動検出信号に基づいて前記モータ制御手段及び前記モータ駆動手段を介して前記戸を前記開放端まで移動する第２の制御手段と、
を備えたことを特徴とするものである。
このような自動ドアの制御装置によれば、第２のモードが選択されると、第１の半開放指令信号に基づいて第１の制御手段が前記戸を閉鎖端から一定距離を移動して停止すると共に、モータ駆動手段をオフにする。フリー切換え手段が戸をフリーの状態にすると、介護スタッフ等が戸を自由に開放方向へ第１の位置まで移動し得ると共に、戸を第２の位置まで閉鎖方向にも自由に移動し得る。したがって、戸を自動で半開放状態に停止した後、介護スタッフ等が戸の開放量を適切に調整し得るので、戸を有する居室内の空調温度を適切に管理し得ると共に、居室内の介護者のプライバシーを保護し得る。
さらに、介護スタッフ等が戸を開放方向へ第１の位置まで移動すると、第２の制御手段は、移動検出信号に基づいて戸を開放端まで移動する。これにより、速やかに戸を開放できる。

第２の発明に係る自動ドアの制御装置は、前記戸が前記開放端に停止している状態において、第２の半開放指令信号に基づいて前記モータ制御手段及び前記モータ駆動手段を介して前記戸を前記閉鎖端の方向に移動して前記開放端から第２の一定距離の位置で停止すると共に、前記モータ駆動手段をオフにする第３の制御手段を、備えたことを特徴とするものである。
このような自動ドアの制御装置によれば、戸が開放端から移動する場合でも、戸を自動で半開放状態にして停止するので、戸を有する居室内の空調温度を適切に管理し得ると共に、居室内の介護者のプライバシーを保護し得る。ここで、第２の一定距離により移動した後に得られる戸の開放量は、上記第１の一定距離により移動した後に得られる戸の開放量と同一でも、異なっていても良い。

また、自動ドアの制御装置は、閉鎖端から予め定められた距離内に戸が近付く方向に移動して前記距離内に達すると、端部検出信号を発生する端部検出手段と、前記モータ制御手段は、前記端部検出信号が発生すると、前記速度指令信号を前記モータ駆動手段に入力して前記モータを減速して停止しても良い。
これにより、戸が閉鎖方向に移動しながら閉鎖端に近づくと、端部検出手段が端部検出信号を発生しモータ制御手段がモータを減速して停止するので、戸の閉鎖端への衝突を緩和できる。

本発明によれば、ドアを自動で半開放状態に停止した状態を維持し得る自動ドアの制御装置を得ることができる。

本発明の一実施の形態による自動ドアの制御装置の全体正面図である。図１に示す自動ドアの制御装置の電気系統の全体図である。図１に示す自動ドアの動作を示す模式図である。図３による模式図に対応する自動ドアの制御装置の動作を示すフローチャートである。

実施の形態１．
本発明の一実施の形態を図１及び図２によって説明する。図１において、住居内には、床、上枠８、二つの側枠にて形成された開口９に上吊り型で、長方形の板状の引戸３が設けられている。戸（ドア）としての引戸３の上端部に軸５ａを有する二つの吊車５がレール７内を移動することにより、図中の矢印のように引戸３を左右、つまり、水平方向に移動することにより、開口９を引戸３により開閉するように形成されている。

自動ドアの制御装置１００は、上枠８の上部に固定するベース板１２を有しており、モータ１４の回転を引戸３の開閉方向へ駆動部材２２を移動するための駆動機構と、駆動部材２２を開閉方向に円滑に案内するための案内機構３０とを備えている。

駆動機構は、モータ１４の回転を主プーリ１６の回転を従動プーリ２０に伝達するタイミングベルト１８を備えている。上側と下側とから成るタイミングベルト１８の下側に連結固定された駆動部材２２が引戸３の開閉方向に移動するように形成されている。
駆動部材２２は板状で、一端部がタイミングベルト１８の下側に固定されると共に、他端部が引戸３に連結固定されている。
なお、ベース板１２には、モータ１４、主プーリ１６、従動プーリ２０が回転可能に連結固定されている。

案内機構３０は、軸と軸受とを有すると共に、リング状の溝が形成された回転可能な三つのローラ３１を有しており、駆動部材２２に固定されると共に、軸を回転可能に固定するローラ固定部材３３を備えている。
案内部材３５は、ベース板１２に固定されると共に、側面視略Ｃ形状で、このＣ形状の先端部にローラ３１の溝と摺動しながら係合するように形成されている。

図１及び図２おいて、自動ドアの制御装置１００は、交流の電源１０１に接続されたモータ駆動部５００を備え、モータ駆動部５００を制御するモータ制御部６００を有しており、指令発生部９００からの開閉指令信号がモータ制御部６００に入力され、モータ制御部６００では、開閉指令信号に基づいて速度指令信号を生成して、速度指令信号から電流指令信号を得るように形成されている。

モータ駆動部５００は、交流を直流に変換するコンバータ５０３を有しており、コンバータ５０３の出力にはコンデンサ５０９が接続されている。コンデンサ５０９の両端には直流を可変電圧可変周波数の交流に変換するインバータ５１１を有しており、インバータ５１１の出力にはモータ１４が接続されている。そして、電流指令信号によりインバータ５１１を動作させる電力変換指令部５１３をも有している。

モータ制御部６００は、インバータ５１１への加速、一定速、減速、停止等の戸開閉指令信号を発生する指令信号生成手段として開閉指令部６０２を有しており、開閉指令信号としての速度指令信号が減算器６０４を介して得られた速度偏差信号を速度制御部６０６に入力して、速度制御部６０６の出力となる電流指令信号を電力変換指令部５１３に伝えたり、遮断したりする通電スイッチ６１０の一端となるａ端子に接続されている。通電スイッチ６１０の他端となるｃ端子が電力変換指令部５１３の入力に接続されて、通電スイッチ６１０がオン状態で、インバータ５１１を駆動してモータ１４を回転制御するように形成されている。
なお、モータ駆動部５００をオンからオフにすることは、速度指令信号の消滅により成し得るが、通電スイッチ６１０は、上記オンからオフへの動作を確実にすることができる。
また、モータ１４の回転位置に応じて回転位置信号としてのパルス信号を発生する位置検出手段としてエンコーダ５２を有している。なお、エンコーダ５２はモータ１４の回転方向が時計方向であれば、インクリメントし、反時計方向であれば、デクリメントすることにより引戸３が開放方向又は閉鎖方向に移動していることを検出し得るように形成されている。

モータ制御部６００には、エンコーダ５２からのパルス信号によりモータ１４の回転速度となる速度検出信号を発生する速度検出部６２０を有しており、速度検出信号が減算器６０４とに入力されている。なお、モータ１４の回転速度を検出することは、引戸３の移動している速度となる移動速度を検出できることになる。

戸の位置及び方向を検出する位置検出部７００を有している。位置検出部７００には、通電スイッチ６１０がオフの状態で、介護スタッフが引戸３を開放方向に第１の位置まで移動すると、この移動をエンコーダ５２の位置検出信号により検知して移動検出信号を発生する移動検出器７０２を有している。
ここで、第１の位置を越えて移動したことは、位置検出信号の積算により求めることができる。

また、位置検出部７００は、引戸３の閉鎖端から予め定められた第２の位置に近づくように達すると、端部検出信号を発生する端部検出器７０６を有している。端部検出器７０６は、エンコーダ５２の位置検出信号が入力されている。これにより、端部検出器７０６は、位置検出信号を積算して引戸３が移動した距離を求め、引戸３の閉鎖端までの移動可能量から該距離を差し引くことで、引戸３が閉鎖端部に達したか否かを判断すると共に、位置検出信号により引戸３が閉鎖端に近づく方向に移動してきたか否かを判断して、引戸３が近付く方向に閉鎖端部に達すると、端部検出信号を発生するように形成されている。

この端部検出信号が発生すると共に、スイッチ切換え部８００は、通電スイッチ６１０をオンにして、電流指令信号をモータ駆動部５００に入力し得るようになり、停止指令生成手段としての開閉指令部６０２は、モータ１４を減速して停止する速度指令信号を発生するように形成されている。

さらに、移動検出信号が自動切換え器７２０に入力されると、自動切換え器７２０が自動切換え信号を開閉指令部６０２に入力すると、開閉指令部６０２では、引戸３を第１の位置から開放端まで移動する開放指令信号としての速度指令信号を生成して、引戸３を開放端まで自動で移動して停止するように形成されている。

スイッチ動作部８００は、モータ駆動部５００をオン・オフの動作を確実にするための通電スイッチ６１０のオン・オフ動作を制御するもので、速度指令信号の発生により通電スイッチ６１０をオンすると共に、速度指令信号の消滅により通電スイッチ６１０をオフするように形成されている。
なお、通電スイッチ６１０がなくても、速度指令信号の発生・消滅によりモータ駆動部５００をオン・オフ制御できるが、通電スイッチ６１０のオン・オフによりモータ駆動部５００がオン・オフさせる確実性を上げるために設けてられている。

そして、第１の位置検出信号を自動切換え器７２０に入力すると、自動切換え器７２０からの自動切換え信号を開閉指令部６０２に入力すると、開閉指令部６０２では、開閉指令部６０２から引戸３を開放端まで自動で移動する速度指令信号を生成し、この速度指令信号によりモータ制御部６００及びモータ駆動部５００を介してモータ１４を回転して引戸３を開放端まで移動するように形成されている（第２の制御手段）。この速度指令信号をスイッチ動作部８００に入力し、通電スイッチ６１０をオンするように形成されており、通電スイッチ６１０のオンにより、電流指令信号をモータ駆動部５００に入力し得るようになる。

指令発生部９００は、第１又は第２のモードを選択する選択手段としての切換えスイッチ９０５を有しており、切換えスイッチ９０５がオフ状態で第１のモードが選択され、切換えスイッチ９０５がオン状態で第２のモードが選択されるように形成されている。
引戸３に対して表側と裏側にそれぞれ設けられると共に、第１のモードが選択されている状態において、開放釦スイッチ９０１が押されて開閉指令部６０２に入力されると、開閉指令部６０２は、開放端まで引戸３を移動して減速停止する開放指令信号を発生するように形成されており、閉鎖釦スイッチ９０２が押されて開閉指令部６０２に入力されると、開閉指令部６０２は、閉鎖端まで引戸３を移動して減速停止する閉成指令信号を発生するように形成されている。

また、第２のモードが選択されている状態において、開放釦スイッチ９０１が押されて開閉指令部６０２に入力されると、開閉指令部６０２が第１の半開放指令信号を発生して、この第１の半開放指令信号によりモータ制御部６００及びモータ駆動部５００を介してモータ１４を回転して引戸３を閉鎖端から第１の一定距離を移動して減速して停止すると共に、モータ駆動部５００をオフするように形成されている（第１の制御手段）。ここで、第１の一定距離としては、居室内の空調効率と、介護者のプライバシーとを考慮して３０ｃｍ程度が好ましい。これにより、引戸３が閉鎖端から３０ｃｍ移動して停止することになる。次に、閉鎖釦スイッチ９０２が押されて開閉指令部６０２に入力されると、開閉指令部６０２が第２の半開放指令信号を発生して、この第２の半開放指令信号によりモータ制御部６００及びモータ駆動部５００を介してモータ１４を回転して引戸３を開放端から第２の一定距離を移動して減速して停止すると共に、モータ駆動部５００をオフするように形成されている（第３の制御手段）。
第２の一定距離としては、上記と同様に、閉鎖端から３０ｃｍ開放した状態で停止できる距離となる。

このように構成された自動ドアの制御装置の動作を図１から図４を参照して説明する。
＜通常動作＞
いま、切換えスイッチ９０５がオフの状態、すなわち、第１のモード状態において。引戸３が閉鎖端に位置している。開放釦スイッチ９０１が押されると、開閉指令部６０２では、戸開指令信号としての速度指令信号Ｖｒを生成して、スイッチ動作部８００に速度指令信号を入力して通電スイッチ６１０をａ側に投入する。同時に、速度指令信号が減算器６０４、速度制御部６０６、電力変換指令部５１３を介してインバータ５１１を動作してモータ１４を回転して引戸３を閉鎖端から開放端まで移動して停止する。

一方、引戸３が開放端に位置している状態で、閉鎖釦スイッチ９０２が押されると、開閉指令部６０２では、戸閉指令信号としての速度指令信号を生成して、速度制御部６０６、電力変換指令部５１３を介してインバータ５１１を動作してモータ１４を回転して引戸３を開放端から閉鎖端まで移動して停止する。

＜半開放移動・停止動作＞
引戸３が閉鎖端で停止状態において、切換えスイッチ９０５をオンにして第２のモードを選択した状態で（ステップＳ１０１）、開放釦スイッチ９０１が押されると（ステップＳ１０３）、開閉指令部６０２から第１の半開放指令信号としての速度指令信号を発生して、モータ制御部６００及びモータ駆動部５００を介してモータ１４を回転して引戸３を開放方向へ第１の一定距離まで移動して停止すると共に、速度指令信号の消滅によりスイッチ動作部８００を介して通電スイッチ６１０をオフにする。つまり、モータ駆動部５００は、オフ状態となる（ステップＳ１０５）。

このフリー状態で、介護スタッフが引戸３を手動により開放方向又は閉鎖方向へ所望の位置まで移動し得る。そして、引戸３が移動して第１の位置を越えると（ステップＳ１０７）、移動検出器７０２から移動検出信号を自動切換え器７２０に入力すると、自動切換え器７２０から自動切換え信号を開閉指令部６０２に入力する。開閉指令部６０２は速度指令信号を生成して、通電スイッチ６１０をオンにしてモータ制御部６００及びモータ駆動部５００を介してモータ１４を回転して引戸３を開放端まで自動で移動して停止する（ステップＳ１０９）。

一方、上記ステップＳ１０５において、引戸３が一定値としての３０ｃｍ開放した状態から、介護スタッフが引戸３を閉鎖方向に移動し（ステップＳ１２１）、引戸３が閉鎖端部に達すると（ステップＳ１２３）、端部検出器７０６から端部検出信号を開閉指令部６０２に入力する。開閉指令部６０２からの速度指令信号によりモータ１４を減速して停止する（ステップＳ１２５）。

また、上記ステップＳ１０９を実行した後、引戸３が開放端で停止状態において、閉鎖釦スイッチ９０２が押されると（ステップＳ１１１）、開閉指令部６０２から第２の半開放指令信号としての速度指令信号を発生して、モータ制御部６００及びモータ駆動部５００を介してモータ１４を回転して引戸３を閉鎖方向へ第２の一定距離まで移動して停止すると共に、速度指令信号の消滅によりスイッチ動作部８００を介して通電スイッチ６１０をオフにする。つまり、モータ駆動部５００は、オフ状態となって（ステップＳ１１３）、終了する。
ここで、一周期の動作が終了するが、ステップＳ１１３の状態から介護スタッフが引戸３を手動により開放方向又は閉鎖方向へ移動して、第１の位置を越えたかを上記ステップＳ１０７で判断して、越えるとＳ１０９〜Ｓ１１３を実行したり、第２の位置を越えたかを上記ステップＳ１２１で判断して、越えるとＳ１２３，Ｓ１２５を実行したりする。

１００自動ドアの制御装置、５２エンコーダ（位置検出手段）、５００モータ駆動部（モータ駆動手段）、６００モータ制御部（モータ制御手段）、６２０速度検出部（速度検出手段）、７０２移動検出器（移動検出手段）、７２０自動切換え器（自動切換え手段）。

Claims

戸開指令信号に基づいて戸を閉鎖端から開放端まで移動すると共に、戸閉指令信号に基づいて前記戸を前記開放端から前記閉鎖端まで移動する第１のモードを有し、第１の半開放指令信号に基づいて前記戸を前記閉鎖端から移動して半開放状態で停止する第２のモードを有する自動ドアの制御装置であって、
前記モータを駆動するモータ駆動手段と、
前記モータ駆動手段を制御しながら前記モータを回転するモータ制御手段と、
前記第１又は第２のモードのいずれかを選択する選択手段と、
前記選択手段により前記第２のモードが選択された状態で、前記第１の半開放指令信号に基づいて前記モータ制御手段及び前記モータ駆動手段を介して前記モータを駆動して前記戸を前記閉鎖端から一定距離を移動して停止すると共に、前記モータ駆動手段をオフにする第１の制御手段と、
前記オフの状態で、前記戸が開放方向へ第１の位置まで移動し得ると共に、閉鎖方向に第２の位置まで移動し得るフリー切換え手段と、
前記戸が前記第１の位置まで移動したことを検出して移動検出信号を発生する移動検出手段と、
前記移動検出信号に基づいて前記モータ制御手段及び前記モータ駆動手段を介して前記戸を前記開放端まで移動する第２の制御手段と、
を備えたことを特徴とする自動ドアの制御装置。
前記戸が前記開放端に停止している状態において、
第２の半開放指令信号に基づいて前記モータ制御手段及び前記モータ駆動手段を介して前記戸を前記閉鎖端の方向に移動して前記開放端から第２の一定距離の位置で停止すると共に、前記モータ駆動手段をオフにする第３の制御手段を、
備えたことを特徴とする請求項１に記載の自動ドアの制御装置。