JPH04363489A - Automatic door opening and closing control device - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To exhibit a high function with a simple structure and to enhance the safety by using a d.c. linear motor as a drive source, and by reversely exciting an armature coil when a door is moved at a speed higher than a predetermined speed. CONSTITUTION:An armature 32 of a multi-phase brushless d.c. linear motor 1 uses as a door drive source is mechanically coupled to a door which is therefore directly driven. Further, the position and speed of the door is always detected in accordance with signals form magnetic sensors 3a through 3c for driving on the armature 32 or a stator. When the door is moved at a speed exceeding a predetermined speed, the armature coils 2a through 2c are reversely excited so as to control the speed of the door in order to maintain the speed below the predetermined speed. With this arrangement, it is possible to avoid danger such that the door impinges against the opening or closing end, or that a human is caught.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【０００１】0001

【産業上の利用分野】本発明は、リニアモータによる自
動開閉ドアの制御装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control device for automatically opening and closing doors using a linear motor.

【０００２】従来のリニアモータ式自動ドア開閉装置に
おいては、リニアモータは摺動抵抗が小さい為、手動モ
ードにおいてドアの開閉が手動で容易に行われる。In conventional linear motor type automatic door opening/closing devices, since the linear motor has low sliding resistance, the door can be easily opened and closed manually in manual mode.

【問題点】しかしながら、ドアを力まかせに動かした場
合に、開端及び閉端にドアが激突する可能性がある。ま
た、この時ドアが破損したり人をはさみ込み、怪我をす
る可能性がある。[Problem] However, when the door is moved with force, there is a possibility that the door will collide with the open end and the closed end. Also, at this time, the door may be damaged or someone may be trapped, resulting in injury.

【問題点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常時検出し、
かつ定められた速度以上でドアが動かされた場合に、可
動子コイルをドアの進行方向の逆向きに励磁しドアの速
度を一定値以下にすることを特徴とする。このことによ
り、開端及閉端へのドアの激突を防ぎながら、一定速度
以下におけるドアの摺動抵抗を小さくした自動開閉ドア
の制御装置を提供する。また、手動時もドアの速度を検
出して、低速ならば可動子コイルに通電せず、高速なら
ば速すぎない様に速度制御を行う。速度制御をＯＮ／Ｏ
ＦＦする速度にはヒステリシスをもたせ、切換り時に発
生するガタガタした動きを無くしている。[Means for Solving the Problems] The present invention has been made to solve the above problems, and uses a multi-phase brushless DC linear motor as the drive source of the door, and a movable element of the linear motor. The door is mechanically connected to be directly driven, and the position and speed of the door are constantly detected by signals from a magnetic detection sensor for driving on the mover or stator,
When the door is moved at a speed greater than a predetermined speed, the movable coil is energized in a direction opposite to the direction of movement of the door to reduce the speed of the door to a certain value or less. This provides a control device for an automatic opening/closing door that reduces the sliding resistance of the door at speeds below a certain speed while preventing the door from colliding with the open end and the closed end. In addition, even when the door is operated manually, the speed of the door is detected, and if the speed is low, the movable coil is not energized, and if the speed is high, the speed is controlled so as not to be too fast. Turn speed control on/off
The FF speed has hysteresis to eliminate the shaky movement that occurs when switching.

【０００３】0003

【実施例】図１はリニアモータ式自動開閉ドアの構成図
である。図２はリニアモータの構造を示す説明図であり
、図３はリニアモータの通電タイミングを示す説明図で
ある。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、本出願人が実願
平１−１１０９５３号として出願済である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a block diagram of a linear motor type automatic opening/closing door. FIG. 2 is an explanatory diagram showing the structure of a linear motor, and FIG. 3 is an explanatory diagram showing energization timing of the linear motor. First, the structure and energization timing of the linear motor will be explained. The structure of the linear motor has been filed by the present applicant as Utility Application No. 1-110953.

【０００４】図６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。FIG. 6 is a perspective view of a coil unit 2 constituting the brushless DC linear motor 1 of the present invention and a sensor unit 3 integrally attached to the coil unit 2. The coil unit 2 incorporates three movable coils 2a, 2b, and 2c having the same shape. Moreover, the sensor unit 3 incorporates magnetic detection sensors 3a, 3b, and 3c using three Hall elements or the like, and each of the movable coils 2a to 2c is individually associated with the magnetic detection sensors 3a to 3c. The corresponding positional relationship will be explained in detail later. A power supply line for energizing each movable coil 2a to 2c and each sensor 3
The signal lines a to 3c are connected using a flexible printed circuit board 4.

【０００５】前記コイルユニット２及びセンサユニット
３は、図７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。The coil unit 2 and sensor unit 3 are connected to outer rails 12 and 1 as shown in the sectional view of FIG.
2 and inner rails 13, 13.
The brushless direct current linear motor 1 is movably mounted on the traveling portion 11' of the motor 1 to constitute a coil moving type brushless DC linear motor 1. Permanent magnets 15, 15 of equal length are interposed between the outer rails 12, 12 and the inner rails 13, 13 with yokes 14, 14 interposed between them.
The magnet body 16 is constructed by arranging a plurality of magnets in the longitudinal direction, and the polarities of adjacent and opposing magnets are reversed to form a uniform magnetic field between the opposing magnets 15, 15. In this case, the magnetic circuit may be formed by arranging the magnet 15 only on one side and the yoke 14 on the other side.

【０００６】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８）。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。One end of the power supply line using the flexible printed circuit board 4 is connected to a rail end 17 installed at the end of the rail 11 (FIG. 8). A wire harness 19 is connected to the rail end 17 by a connector 18. A control circuit 20 is connected to one end of the wire harness 19. The control circuit 20 inputs detection signals from magnetic detection sensors 3a to 3c that detect the relative positions of the coil unit 2 and the magnet body 16 based on the polarities of the magnets 15, 15, and determines the conduction polarity of the movable coils 2a to 2c. It constitutes an energization switching means for switching.

【０００７】前記制御回路２０の一例を図９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。An example of the control circuit 20 is shown in FIG. The control circuit 20 inputs magnetic detection signals from the magnetic detection sensors 3a to 3c, and controls the coil unit 2 (mover coil 2a).
~2c) and a position detection circuit 21 that detects the relative position of the magnet body 16 and an energization switching circuit 22, both circuits 21 and 22.
A driving circuit 23 for logically driving the switching elements of the energization switching circuit 22 and a traveling direction control circuit 24 to which a traveling direction changeover switch 25 is connected are interposed in between.

【０００８】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。The dimensions and corresponding positional relationship of the movable coils 2a to 2c constituting the coil unit 2, the corresponding positional relationship of the magnetic detection sensors 3a to 3c constituting the sensor unit 3, and the relationship between the coils 2a to 2c and the magnetic detection sensor 3a~
The specification of the corresponding distance 3c will be described below in relation to the dimensions of the permanent magnets 15 of equal length. Mover coil 2
The arrangement pitch L of a, 2b, and 2c is L=2nl/3. However, n: a natural number excluding multiples of 3; 2l: the magnetic pole pitch of the magnet body 16; Moreover, the arrangement pitch M of the magnetic detection sensors 3a, 3b, and 3c is M=2l
/3+2l·2m However, m: 0, 1, 2, 3... 2l: The magnetic pole pitch of the magnet body 16. Individually associated movable coils 2a to 2c and magnetic detection sensors 3a to
The corresponding distance Nx with respect to 3c varies depending on the connection between the current-carrying terminals of the movable coils 2a to 2c, but can be expressed as follows. (1) For star connection (type 1), Nx = (2p
x+1)l (2) For star connection (type 2), Nx=2(p
x+1/3)l or Nx=2(px+2/3)
l (3) For delta connection, Nx=2(px+1/3)l or Nx=2(p
x+2/3)l. Here, 2l = magnetic pole pitch PX of the magnet body 16 = 0, 1, 2, 3, 4... x = a, b, c However, Na is the distance from the center of the mover coil 2a to the magnetic detection sensor 3a represents. In the following, in the case of Nb and Nc, the distances from the centers of the movable coils 2b and 2c to the magnetic detection sensors 3b and 3c are similarly expressed.

【０００９】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１０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２
ｃ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。[0009] Hereinafter, an example of the dimensional relationship defined above will be explained, and its operation will also be explained. FIG. 10 is an example of the star connection (type 1) described in (1) above. Mover coils 2a and 2b and 2b and 2
The distance L=10l/3 to c is based on n=5 at L=2nl/3. In addition, the corresponding distance Na from the center of the movable coil 2a to the magnetic detection sensor 3a is 11 l.
is Na=(2pa+1)l with pa=5, and similarly Nb=7l is pb=3, Nc=3
l is pc=1. Mover coil 2a~
The winding start ends of the winding 2c are A1, B1, and C1, and the winding end ends are A2, B2, and C2, and the movable coil 2a
winding end end A2 and winding start end B of mover coil 2b
1 and the winding end C2 of the mover coil 2c are connected to form a star connection.

【００１０】図１１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。FIG. 11 shows the star connection (type 2) described above.
) shows an example of the case. Mover coil 2a
The distance L=10l/3 between and 2b and 2b and 2c is L=
2nl/3 and n=5. Mover coil 2
Distance Na = 32l from the center of a to the magnetic detection sensor 3a
/3 is pa when Na=2(pa+1/3)l
= 5, and similarly Nb = 20l/3 is pb
=3, Nc=8l/3 is based on pc=1. The winding start ends of the windings of the mover coils 2a to 2c are A1 and B.
1, C1, and the end of the winding is A2, B2, C2,
Winding end A2 of mover coil 2a and mover coil 2
The winding start end B1 of the movable coil 2c and the winding end C2 of the movable coil 2c are connected to form a star connection in the same manner as in the case of type 1.

【００１１】図１２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１１）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。FIG. 12 shows an example of the delta connection described above. Mover coils 2a and 2b and 2
The distance between b and 2c and the corresponding distance from the center of each movable coil 2a to 2c to each magnetic detection sensor 3a to 3c are as follows:
This is the same as the star connection (type 2) (FIG. 11). The winding start ends of the windings of the mover coils 2a to 2c are A1,
B1 and C1, the winding end ends are A2, B2, and C2, and A1 and B1, A2 and C1, and B2 and C2 are connected to form terminals A', C', and B', respectively, to form a delta connection.

【００１２】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１３〜図１５を参照して説
明する。As described above, the movable coils 2a to 2c and the magnetic detection sensors 3a to 3c are defined by defining each dimensional relationship.
The operation of the brushless DC linear motor 1 disposed in the coil unit 2 and sensor unit 3 and mounted within the rail 11 will be described with reference to FIGS. 13 to 15.

【００１３】前記図１０に示すスター結線（タイプ１）
の場合は、図１３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
Ｃ１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１３（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。Star connection (type 1) shown in FIG. 10
In this case, as shown in FIG. ), and in the case of the magnetic detection sensor 3b, 0 (v) is applied to the north pole and +V (v) to the south pole, and in the case of the magnetic detection sensor 3c, +V (v) is applied to the north pole, and 0 ( The energization switching circuit 22 of the control circuit 20 is controlled so as to apply V) to the terminals B2 and C1, respectively. At this time, each magnetic detection sensor 3a~
The energization state of each terminal A1, B2, and C1 according to the magnetic detection timing of 3c becomes the timing shown in the figure if it is indicated by the position of the magnetic detection sensor 3a. For example, at position (1) of the magnetic detection sensor 3a, the magnetic detection sensors 3a, 3b, and 3c, which are shifted by 2l/3, all correspond to the S pole, and the terminals A1 and C1 have 0 (v), and the terminal B2 has +V ( v)
is applied, and current flows through the movable coils 2a to 2c in the directions B2→B1, A2→A1, and C2→C1 due to star connections. As described above, the magnetic detection sensors 3a~
3c outputs a magnetic detection signal based on the polarity of the magnet body 16, the energization state to the three terminals A1, B2, and C1 of the star connection changes, and the current direction flowing through the movable coils 2a to 2c sequentially changes as described above. It will switch at the same time. In addition, at that time, each of the movable coils 2a to 2c is in a position defined by the above-mentioned dimensional relationship, and depending on the direction of the current flowing through each winding portion and the polarity of the corresponding magnet body 16, a thrust force is exerted according to Fleming's left-hand rule. 13(a) to (h)
As schematically shown in , it moves sequentially from left to right.

【００１４】また、前記図１１に示すスター結線（タイ
プ２）の場合は、図１４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１１）。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１４（ａ）〜
（ｈ）に模式的に示すように左から右方向に移動する。Furthermore, in the case of the star connection (type 2) shown in FIG. 11, each terminal A1, B
2. The mode of energizing C1 is +V (v), 0 (v)
, -V(v), and the switching timing is shown by the position of the magnetic detection sensor 3a, as shown in the figure. For example, at position (2) of the magnetic sensor 3a, terminal A1
−V(v) is applied to B2, +V(v) is applied to B2, and 0(v) is applied to C1. At this time, the potential at the connection point of star-connected terminals A2, B1, and C2 is always 0 (v) and terminal C
No current flows to 10(v), and terminal B2 → B1, A
Current flows in the direction 2→A1 (Fig. 11). In this case, similarly to the above, thrust according to Fleming's left-hand rule is received due to the direction of the current flowing through the winding portion of each movable coil 2a to 2c and the corresponding polarity of the magnet body 16, and as shown in FIGS.
It moves from left to right as schematically shown in (h).

【００１５】前記図１２に示すデルタ結線の場合は、図
１５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。In the case of the delta connection shown in FIG. 12, the magnetic detection sensor 3a is connected to the magnet 1 as shown in FIG.
6, the terminal A' has +V(
v), 0 (v) is applied when it corresponds to the S pole, and in the case of the magnetic detection sensor 3b, 0 (v) is applied to the N pole and +V (+V) is applied to the S pole.
v), and in the case of the magnetic detection sensor 3c, +V(
v), the energization switching circuit 22 of the control circuit 20 is controlled so as to apply 0 (v) at the S pole to the terminals B' and C', respectively. At this time, the energization state of each terminal A', B', and C' according to the magnetic detection timing of each of the magnetic detection sensors 3a to 3c becomes the timing shown in the figure if indicated by the position of the magnetic detection sensor 3a. For example, at position (3) of the magnetic detection sensor 3a, the magnetic detection sensors 3a, 3b, and 3c, which are shifted by 2l/3, all correspond to the S pole, and the terminal A' has 0 (v), and the terminals B' and C' +V(v) is applied to. Due to the delta connection, no current flows between terminals B' and C' which are at the same potential, but current flows in the directions A2→A1 and B2→B1. In this case, similarly to the above, thrust according to Fleming's left-hand rule is received due to the direction of the current flowing in the winding portion of each movable coil 2a to 2c and the magnetism of the corresponding magnet 16, and the thrust force according to Fleming's left-hand rule is received, as shown in FIGS. Move from left to right as schematically shown in h).

【００１６】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１６〜図１８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。[0016] The star connection (type 1), (type 2)
) and in the case of delta connection, thrust forces Fa, Fb, and Fc acting on the respective movable coils 2a, 2b, and 2c are shown in FIGS. 16 to 18, respectively, when the magnetic field is constant. However, V: voltage R: resistance of one coil B: magnetic flux density N: number of coil turns l: length of magnetic flux action.

【００１７】図１６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。As shown in FIG. 16, in the case of star connection (type 1), Fa=Fb=Fc=(4V/3R)・BNl, and the thrust pattern is as follows:
Due to the above-mentioned dimensional relationships such as
0V/9R)・BNl, and the reduction in thrust that occurs every 2l/3 is F'=(2V/R)・BNl, and the thrust fluctuation can be suppressed to 10% of the maximum thrust.

【００１８】図１７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。As shown in FIG. 17, in the case of star connection (type 2), Fa=Fb=Fc=(V/R)・BNl and Fa'=
Fb'=Fc'=(2V/3R)·BNl. Also, the maximum thrust F is F = (2V/R)・BNl, and the decrease in thrust that occurs every 2l/3 phases is F' = (5V/3R)
・BNl, and the thrust fluctuation can be suppressed to about 17% of the maximum thrust.

【００１９】図１８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。As shown in FIG. 18, in the case of delta connection, F
a=Fb=Fc=(2V/R)・BNl and Fa'=
Fb'=Fc'=(4R/3R)·BNl. The maximum thrust F is F=(4V/R)・BNl, and 2l/
The decrease in thrust that occurs every 3 seconds is F'=(10V/3R)・B
It becomes Nl. The reduction in thrust that occurs every 2l/3 phases is F
'=(10V/3R)・BNl, and the thrust fluctuation can be suppressed to about 17% of the maximum thrust. The brushless DC linear motor 1, which has the above configuration and function, not only has durability and reduced electrical noise because it is brushless, but also has small thrust fluctuations and is a coil movable type, so the movable parts are coreless. This improves controllability. Furthermore, a plurality of coil units 2 can be connected to increase the thrust. In this case, due to the dimensional relationship between the magnet body 16 and each of the movable coils 2a to 2c, each of the movable coils 2a to 2c constituting each coil unit 2, 2' is Make a star connection or delta connection so that the winding is reversed.

【００２０】図１９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。As shown in FIG. 19, in the coil unit 2, the winding end A2 of the mover coil 2a, the winding start end B1 of the mover coil 2b, and the winding end C2 of the mover coil 2c are connected. ', the winding start end A1' of the mover coil 2a, the winding end B2' of the mover coil 2b, and the winding start end C1 of the mover coil 2c.
' and connect. Three terminals A1 of coil unit 2,
B2, C1 and three terminals A2' of coil unit 2',
B1' and C2' are A1 and A2', B2 and B1, respectively
' and C1 and C2' are connected to common terminals A, B, and C.
shall be. In this way, even when a plurality of coil units 2 are added, the number of wires for switching the conductivity of the mover coils 2a to 2c is three, as in the case of one coil unit, and there is no need to increase the number of wires. do not have. In addition, magnetic detection sensors 3a to 3a for regulating switching timing of conduction polarity.
3c may also be one set regardless of the number of coil units 2. Moreover, the arrangement positions of the magnetic detection sensors 3a to 3c are not limited to the positions shown in the respective embodiments, but may be any position that can realize the switching timing of the conductivity. Note that when the moving direction is reversed, the conduction polarity is changed so that a current in the opposite direction to that in the above embodiment flows through each movable coil.

【００２１】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。FIG. 1 is a block diagram of a linear motor type automatic door opening/closing device. In FIGS. 1(A) and 1(B), 31 is a linear motor stator, which is integrated with the guide rail 38. The linear motor mover 32 has a connecting fitting 34
It is connected to the door 33 by. As a result, the motion of the movable element 32 and the motion of the door 33 completely match. Guide rail 3
A roller 37 attached to the door 33 runs on the door 8. The controller 35 controls the opening/closing operation of the door 33 based on the signal from the human body detection sensor 39. The electric wire 36 is an electric wire that supplies power to the movable element 32 and transmits signals from the magnetic detection sensors 3a, 3b, 3c (FIG. 2) on the movable element 32 to the controller 35. Operate.

【００２２】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６〜図１９について前述した
通りである。FIGS. 2 and 3 schematically show the structure and energization timing of the linear motor. The structure of the linear motor and the details of the energization timing are as described above with respect to FIGS. 6 to 19.

【００２３】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。FIG. 4 is a system configuration diagram. The linear motor mover 32 is connected to the door 33 as described above and runs on the stator 31. Since the position of the door 33 and the position of the movable element 32 match, the speed and position of the door 33 can be detected from the velocity and position of the movable element 32. The linear motor mover 32 has built-in coils 2a, 2b, and 2c, and also has built-in magnetic detection sensors 3a, 3b, and 3c. The magnetic detection sensors 3a to 3c are composed of a mover 32 and a magnet 15.
Detects the relative position with. The controller 35 operates the movable element 32 according to the signal from the human body detection sensor 44 . In response to the signal from the human body detection sensor 44, the main control unit 45
A target position for operating the door 33 is output. The target speed calculator 46 calculates the target position output from the main controller 45,
The target speed at which the operation should be performed is calculated based on the difference from the current position from the position calculator 42 and the set speed from the speed setter 43. The output calculator 47 calculates the output (thrust) of the movable element 32 and the direction of the output based on the difference between the target speed from the target speed calculator 46 and the actual speed from the speed calculator 41. The PWM converter 48 converts the output value calculated by the output calculator 47 into a PWM value (pulse width modulation value). The drive transistor setter 49 determines the direction of the output (thrust) indicated by the output calculator and the phase state signal (relative position between the mover 32 and the stator magnet 15) from the waveform shaper 51.
The movable coils 2a, 2b, 2c to be energized and the direction of energization are determined, and each drive transistor Tr1a to Tr
Set ON/OFF of 3b. Mover coil energizer 5
0 indicates drive transistors Tr1a, Tr1b,...Tr3
b and a transistor drive circuit. Then, the moving coil energizer 50 drives the transistor to be turned on, which is indicated by the drive transistor setter 49, according to the PWM value indicated by the PWM converter 48, thereby achieving an output determined by the drive transistor setter 49. (thrust). The speed calculator 41 uses the interval at which the phase state signal from the waveform shaper 51 changes. The actual speed of the linear motor mover 32 is calculated. The position calculator 42 adjusts the movable element 32 according to the direction in which the phase state from the waveform shaper 51 changes.
The position of the movable element 32 is calculated by detecting the operating direction of the movable element 32 and counting up or down according to the direction every time the phase state changes. The waveform shaper 51 is a linear motor mover 32
The waveforms of signals from the magnetic detection sensors (Hall elements) 3a to 3c inside are shaped into square waves. The human body detection sensor 44 is
It consists of a sensor that detects the human body without contact, or a touch switch, a mat switch, etc. The speed setter 43 is
This is a speed setting device that sets the opening/closing speed of the door, and is set to a predetermined value or to the required speed by a person.

【００２４】（本実施例装置の特徴とする構成）自動手
動切換スイッチ５２は、コントローラ３５の外部に設置
されて、人がモータ駆動条件を自動と手動に切換え選定
できるようにしたスイッチである。動作モード制御器５
３は、自動手動切換スイッチ５２により指示されたスイ
ッチの組合せによりモータ駆動の条件を設定し、手動モ
ードであればヒステリシスコンパレータ（ヒステリシス
速度比較器）５４を動かせる。ヒステリシスコンパレー
タ５４は、速度算出器４１により出力された実速度Ａと
、動作モード制御器５３により出力された設定速度Ｂと
を比較して、速度算出器４１により出力された実速度Ａ
が大きければ、目標位置及び速度算出器５５にブレーキ
動作を指示する。その後、速度算出器４１により出力さ
れた設定速度Ｂとを比較して、速度算出器４１により出
力された実速度Ａより小さければ、ブレーキ動作解除を
目標位置及び速度算出器５５に指示し、可動コイル通電
器５０のトランジスタＴｒ１ａ〜Ｔｒ３ｂを強制的にＯ
ＦＦさせる。目標位置及び速度算出器５５は、ヒステリ
シスコンパレータ５４よりブレーキ動作を指示されると
、位置算出器４２により出力されたモータ１移動方向と
可動子３２位置により、目標速度演算器４６にモータ１
移動方向と逆方向の目標位置と目標速度を出力する。 また、目標位置及び速度算出器５５は、ヒステリシスコ
ンパレータ５４によりブレーキ動作解除を指示されると
、目標速度演算器４６に可動子３２位置を目標位置とし
目標速度＝０を出力する。(Characteristic configuration of the device of this embodiment) The automatic/manual changeover switch 52 is a switch installed outside the controller 35 to allow a person to select the motor drive condition between automatic and manual. Operation mode controller 5
3 sets the motor drive conditions by the combination of switches specified by the automatic/manual changeover switch 52, and in the manual mode, the hysteresis comparator (hysteresis speed comparator) 54 can be operated. The hysteresis comparator 54 compares the actual speed A output by the speed calculator 41 with the set speed B output by the operation mode controller 53, and compares the actual speed A output by the speed calculator 41 with the set speed B output by the operation mode controller 53.
If the value is large, the target position and speed calculator 55 is instructed to perform a brake operation. Thereafter, the set speed B output by the speed calculator 41 is compared with the actual speed A output by the speed calculator 41, and if it is smaller than the actual speed A output by the speed calculator 41, the target position and speed calculator 55 is instructed to release the brake operation, and the The transistors Tr1a to Tr3b of the coil energizer 50 are forcibly turned to O.
Make it FF. When the target position and speed calculator 55 is instructed to perform a brake operation by the hysteresis comparator 54, the target position and speed calculator 55 calculates the motor 1 to
Outputs the target position and target speed in the opposite direction to the moving direction. Further, when the target position and speed calculator 55 is instructed to release the brake operation by the hysteresis comparator 54, it sets the movable element 32 position as the target position and outputs target speed=0 to the target speed calculator 46.

【００２５】図５は、モータ移動速度制御の流れ図であ
る。ステップ１０１では、モータ制御器５３で手動モー
ドであるかを確認する。（図４）。ステップ１０２では
、速度算出器４１の実速度より目標位置及び速度算出器
５５から出力された設定速度Ａが大きいか比較する。 ステップ１０３では、速度算出器４１の実速度より目標
位置及び速度算出器５５から出力された設定速度Ｂが大
きいか比較する。ステップ１０４では、位置算出器４２
より出力されたモータ移動方向が正か負か判別する。ス
テップ１０５では、位置算出器４２により出力された可
動子位置より任意の値を減じた値を目標位置とし、目標
位置及び速度算出器５５により設定された目標速度を目
標速度演算器４６に出力して、モータ移動方向に逆推力
を発生させる。ステップ１０６では、位置算出器４２に
より出力された可動子位置より任意の値を増じた値を目
標位置とし、目標位置及び速度算出器５５により設定さ
れた目標速度を目標速度演算器４６に出力して、モータ
移動方向に逆推力を発生させる。ステップ１０７では、
目標速度演算器４６に目標速度＝０を出力し、位置算出
器４２より出力された可動子位置を目標位置として出力
し、リニアモータ可動子の通電を切る。ステップ１０８
では、ヒステリシスコンパレータ５４よりブレーキ動作
が指示されているか判別する。ステップ１０２（移動速
度比較Ａ）およびステップ１０３（移動速度比較Ｂ）の
比較において、設定速度Ａと設定速度Ｂとの大小関係は
次式とする。 設定速度Ａ＜設定速度ＢFIG. 5 is a flowchart of motor movement speed control. In step 101, the motor controller 53 confirms whether the mode is manual mode. (Figure 4). In step 102, it is compared whether the set speed A output from the target position and speed calculator 55 is larger than the actual speed of the speed calculator 41. In step 103, it is compared whether the set speed B output from the target position and speed calculator 55 is larger than the actual speed of the speed calculator 41. In step 104, the position calculator 42
It is determined whether the output motor movement direction is positive or negative. In step 105, a value obtained by subtracting an arbitrary value from the mover position output by the position calculator 42 is set as the target position, and the target position and target speed set by the speed calculator 55 are output to the target speed calculator 46. This generates a reverse thrust in the direction of motor movement. In step 106, a value obtained by increasing an arbitrary value from the mover position output by the position calculator 42 is set as the target position, and the target position and target speed set by the speed calculator 55 are output to the target speed calculator 46. This generates a reverse thrust in the direction of motor movement. In step 107,
Target speed = 0 is output to the target speed calculator 46, the movable element position output from the position calculator 42 is output as the target position, and the power to the linear motor movable element is turned off. Step 108
Then, it is determined from the hysteresis comparator 54 whether a brake operation is instructed. In the comparison of step 102 (moving speed comparison A) and step 103 (moving speed comparison B), the magnitude relationship between set speed A and set speed B is expressed as follows. Set speed A < Set speed B

【００２６】[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４
７→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４
７→可動子３２のループは速度フィードバックループで
ある。[Operation of the device of this embodiment] In FIG. 4, the waveform shaper 51
→ Position calculator 42 → Target speed calculator 46 → Output calculator 4
The loop of 7→mover 32 is a position feedback loop. Waveform shaper 51 → speed calculator 41 → output calculator 4
The loop of 7→mover 32 is a velocity feedback loop.

【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。(Operation of Position Feedback Loop) The target speed calculator 46 determines the operating direction (sign of the target speed) based on the polarity of the difference between the target position from the main controller 45 and the current position from the position calculator 42. judge. If the difference is large, the target speed is set as the speed set by the speed setter 43, and if the difference is within a predetermined value, the target speed is decreased as the target position approaches, and when they match, the target speed is set to zero (= 0)
shall be. In this way, the target speed is set so that the movable element 32 moves smoothly to the target position.

【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。(Operation of speed feedback loop) The output calculator 47 calculates the target speed from the target speed calculator 46,
The thrust direction (output value sign) is determined by the polarity of the difference from the actual speed from the speed calculator 41, and the output value is determined by the magnitude of the difference. If the actual speed is smaller than the target speed, the thrust will be positive in the operating direction, and if it is larger, the thrust will be in the opposite direction. Further, the greater the difference between the actual speed and the target speed, the greater the thrust is made. Thereby, the actual speed of the movable element 32 is controlled to become the target speed.

【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）。(Operation of the drive section) In order to generate motor thrust, the state detected by the magnetic detection sensors 3a to 3c of the movable element 32 (the stator magnet 15 and the movable element coils 2a to 2c) must be
What is necessary is just to excite the coils 2a to 2c according to the positional relationship). Here, the relationship between the phase state and the coil excitation is determined to be one-to-one for each thrust direction. As a result, the driving transistors Tr1a to T arranged in the energizer 50
The relationship between ON/OFF of r3b and the phase state is determined to be one-to-one for each thrust direction. This is held in the energizer 50 as a table in advance. The transistor setter 49 determines the drive transistors Tr1a to Tr3b to be turned on based on the thrust direction from the output calculator 47 and the phase state from the waveform shaper 51 with reference to the table. Also,
Each time the phase state changes due to the operation of the movable element 32 and the thrust direction from the output calculator 47 changes, the drive transistors Tr1a to Tr3b to be turned on are changed with reference to the above table. The PWM converter 48 sets a PWM value corresponding to the magnitude of the thrust from the output calculator 47. Energizer 5
0 operates the transistor specified by the transistor setter 49 at the PWM value indicated by the PWM converter 48, thereby energizing the coils 2a to 2c. At this time, a
It is sufficient to perform PWM operation on either the transistor on the side or the side b (see details at section 50 in FIG. 4).

【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。(Detection of position and speed) In this embodiment, since the movable member 32 and the door 33 are mechanically coupled, the door 3 is detected by detecting the speed and position of the movable member 32.
3 movements can be detected. Furthermore, since the motor used is a brushless DC linear motor and drive magnetic detection sensors 3a to 3c are attached, the operation of the movable element 32 can be detected by using signals from the magnetic detection sensors. . Thereby, the position and speed of the door 33 can be controlled without requiring a dedicated position and speed sensor.

【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。(Position Detection) The motor of this embodiment uses DC 3
It is a phase linear motor, and the phase state (waveform shaper 51 in Fig. 4
The output of the magnetic detection sensors 3a, 3b, and 3c changes according to the operation of the movable element 32 (FIG. 3). Here, for example, the pulse length l of the magnetic detection sensor 3a becomes equal to the dimension of the magnet 15 (FIG. 3). Thereby, the operating direction of the movable element 32 is detected by looking at the change order of the phase states. In addition, by setting the origin in advance at the closed position of the door 33 (or other specific position) and counting up or down according to the operating direction detected by the magnetic detection sensors 3a to 3c from above, 1/1 of the length of the magnet 15 is set. Door 3 with 3 pitch resolution
Detect position 3.

【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。(Detection of speed) Time t1 when the phase state changes
(FIG. 3), the operating speed of the movable element 32 is detected. At this time, the operating speed v is expressed by the following equation. v=(l/3)/t1 Further, the direction (polarity) is the same as the operating direction at the time of position detection.

【００３３】（本発明が特長をする作動）図４において
、動作モード制御器５３がモータ移動の条件が手動モー
ドであることを判断し、ヒステリシスコンパレータ５４
を働かせる（図５のステップ１０１）ヒステリシスコン
パレータ５４によりヒステリシス速度幅である設定速度
Ａおよび設定速度Ｂと現在速度とを比較する。ここで、
設定速度Ａと設定速度Ｂとの大小関係は次式による。 設定速度Ａ＜設定速度Ｂ また、現在速度は速度算出器４１の値である。ステップ
１０２（図５）において、現在速度が設定速度Ａより大
になることを確認して、速度算出器４１の実速度より目
標位置及び速度算出器５５から出力された設定速度Ａが
大きいか比較する（図５）。ここで、現在速度は、速度
算出器４１の値である。次に、ステップ１０３（図５）
にて、現在速度が設定速度Ｂより大になることを確認し
て、速度算出器４２の実速度より目標位置及び速度算出
器５５から出力された設定速度Ｂが大きいか比較する（
図５）。ここで、現在速度（実速度）は速度算出器４１
の値である。上記以外であれば、可動子通電中であるか
判断して、通電中（ＹＥＳ）のときはステップ１０４の
処理を行い、通電停止中（ＮＯ）のときはステップ１０
２へ戻る。ステップ１０４（図５）にて、位置算出器４
２（図４）より動作方向を検出し、その値が正方向のと
きはステップ１０５の処理を行う（図５）。検出された
動作方向が負方向のときはステップ１０６の処理を行う
。ステップ１０５（図５）にて、モータ移動方向が正方
向なので位置算出器４２（図４）より出力された値から
あらかじめ設定されていたカウント数を減じ、その値を
目標位置として目標速度演算器４６に出力し、移動方向
とは逆方向へ推力を発生させる。ステップ１０６（図５
）にて、モータ移動方向が負方向なので、位置算出器４
２（図４）より出力された値からあらかじめ設定されて
いたカウント数を加え、その値を目標位置として目標速
度演算器４６（図４）に出力し、移動方向とは逆方向へ
推力を発生させる。(Operation characterized by the present invention) In FIG. 4, the operation mode controller 53 determines that the motor movement condition is manual mode, and the hysteresis comparator 54
(Step 101 in FIG. 5) The hysteresis comparator 54 compares the set speed A and the set speed B, which are hysteresis speed widths, with the current speed. here,
The magnitude relationship between the set speed A and the set speed B is determined by the following equation. Set speed A<set speed B Furthermore, the current speed is the value of the speed calculator 41. In step 102 (FIG. 5), it is confirmed that the current speed is greater than the set speed A, and a comparison is made to see if the set speed A output from the target position and speed calculator 55 is larger than the actual speed of the speed calculator 41. (Figure 5). Here, the current speed is the value of the speed calculator 41. Next, step 103 (Figure 5)
, confirm that the current speed is greater than the set speed B, and compare whether the set speed B output from the target position and speed calculator 55 is larger than the actual speed of the speed calculator 42 (
Figure 5). Here, the current speed (actual speed) is the speed calculator 41
is the value of If it is other than the above, it is determined whether the mover is energized, and if it is energized (YES), the process of step 104 is performed, and if the energization is stopped (NO), step 10 is performed.
Return to 2. In step 104 (FIG. 5), the position calculator 4
2 (FIG. 4), the motion direction is detected, and when the value is in the positive direction, the process of step 105 is performed (FIG. 5). When the detected direction of motion is in the negative direction, the process of step 106 is performed. In step 105 (FIG. 5), since the motor movement direction is the positive direction, the preset count number is subtracted from the value output from the position calculator 42 (FIG. 4), and the value is set as the target position and the target speed calculator 46 to generate thrust in the opposite direction to the direction of movement. Step 106 (Figure 5
), the motor movement direction is the negative direction, so the position calculator 4
A preset count number is added to the value output from 2 (Figure 4), and the value is output to the target speed calculator 46 (Figure 4) as the target position, generating thrust in the opposite direction to the moving direction. let

【００３４】（全体の動作）自動モードの時、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（波形選出期器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。(Overall operation) When the human body detection sensor 44 is turned on in the automatic mode, the main control section 45 sets the target position to the door open position. Then, the above-mentioned position feedback loop (waveform shaper 51 → position calculator 42 → target speed calculator 46 → output calculator 47 → mover 32) and speed feedback loop (waveform selector 51 → speed calculator 41 → By the action of the output calculator 47→mover 32), the mover 32 (door) moves to the open position. After confirming that the door 33 has reached the open position by checking the position calculator 42, the main control unit 45 changes the target position to the closed position after confirming that no one is present using the human body detection sensor 44. This closes the door 33. If the human body detection sensor 44 detects a person during the closing operation, the target position is set to the open position again and the above operation is repeated.

【００３５】手動モードの時、速度算出器４１の値を常
時確認して、その値（現在速度）が速度設定器の値（設
定速度Ｂ）をこえたとき、モータ移動方向を逆方向に推
力を、ＰＷＭ変換器４８，トランジスタ設定器４９およ
び通電器１０により発生させ、速度算出器４１の値が速
度設定器４３の値（設定速度Ａ）より小さくなるまで逆
方向に推力を発生させる。この事によりモータの移動速
度が小さくなる。In the manual mode, the value of the speed calculator 41 is constantly checked, and when the value (current speed) exceeds the value of the speed setter (set speed B), the thrust is applied in the opposite direction of the motor movement. is generated by the PWM converter 48, transistor setter 49, and energizer 10, and thrust is generated in the opposite direction until the value of the speed calculator 41 becomes smaller than the value of the speed setter 43 (set speed A). This reduces the moving speed of the motor.

【００３６】［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
ブラシレス直流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である
。[Effects of the Invention] As described above, the device of the present invention is an automatic door opening/closing device that uses a multi-phase brushless DC linear motor as the door drive source, and by using the linear motor, the gear unit, belt, etc. A small drive source (engine) can be realized with a simple configuration that does not require Also. The device of the present invention connects the movable element and the door directly, and controls the door by accurately measuring the door movement from the signal of the magnetic detection sensor used to drive the multiphase brushless DC linear motor. This has excellent effects such as being able to realize a highly functional automatic door opening/closing device with a very simple configuration without using switches.

【００３７】また、本発明装置は、手動モードにおいて
も、ドアの移動速度が大きくなることを防止でき、ドア
の開閉端部への到達時速度が制御できドアの破損を防止
することができる。しかも、ドアの開閉端部でのはさま
れ時の衝撃が小さくなり怪我等を防くことができるなど
の優れた効果がある。Furthermore, even in the manual mode, the device of the present invention can prevent the door moving speed from increasing, and can control the speed at which the door reaches the opening/closing end, thereby preventing damage to the door. In addition, there are excellent effects such as the impact when the door is caught in the opening/closing end is reduced, thereby preventing injuries.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

【図１】リニアモータ式自動ドア開閉装置の構成図であ
る。FIG. 1 is a configuration diagram of a linear motor type automatic door opening/closing device.

【図２】リニアモータの構造の概略を示す説明図である
。FIG. 2 is an explanatory diagram schematically showing the structure of a linear motor.

【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。FIG. 3 is an explanatory diagram showing an outline of energization timing of a linear motor.

【図４】本実施例のシステム構成図である。FIG. 4 is a system configuration diagram of this embodiment.

【図５】図５は、モータ移動速度制御の流れ図である。FIG. 5 is a flowchart of motor movement speed control.

【図６】コイルユニットとセンサユニットの斜視図であ
る。FIG. 6 is a perspective view of a coil unit and a sensor unit.

【図７】同断面図である。FIG. 7 is a sectional view of the same.

【図８】ブラシレス直流リニアモータの概要斜視図であ
る。FIG. 8 is a schematic perspective view of a brushless DC linear motor.

【図９】制御回路の一例を示した結線図である。FIG. 9 is a wiring diagram showing an example of a control circuit.

【図１０】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。FIG. 10 is an explanatory diagram showing an example of the dimensional relationship in star connection.

【図１１】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。FIG. 11 is an explanatory diagram showing an example of the dimensional relationship in another star connection.

【図１２】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。FIG. 12 is an explanatory diagram showing an example of dimensional relationships in delta connection.

【図１３】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。FIG. 13 is an explanatory diagram showing the relationship between the current direction of each movable coil and the permanent magnet due to switching of conductivity in star connection.

【図１４】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。FIG. 14 is an explanatory diagram showing the relationship between the current direction of each movable coil and the permanent magnet by switching the conductivity of another star connection.

【図１５】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。FIG. 15 is an explanatory diagram showing the relationship between the current direction of each movable coil and the permanent magnet by switching polarity in delta connection.

【図１６】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。FIG. 16 is a diagram showing a thrust pattern generated in a star connection.

【図１７】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。FIG. 17 is a diagram showing a thrust pattern generated in another star connection.

【図１８】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。FIG. 18 is a diagram showing a thrust pattern generated in a delta connection.

【図１９】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。FIG. 19 is a front view of a coil unit and a sensor unit showing another embodiment.

【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　　５２…
自動手動切換スイッチ　　５３…モード制御器　　５４
…ヒステリシスコンパレータ５５…目標位置及び速度算
出器。[Explanation of symbols] 1...3-phase brushless DC linear motor 2...Coil unit 2a-2c...Mover coil 3...Sensor unit 3a-3c...Magnetic detection sensor 11...Rail 12...Outer rail 13...Inner rail 15
...Permanent magnet 16...Magnet body 20...Control circuit 21...
Position detection circuit 22... Energization switching circuit 31... Linear motor stator 32... Linear motor mover 33...
Door 34...Connection fittings 35...Controller 3
6...Electric wire 37...Roller 38...Guide rail
41...Speed calculator 42...Position calculator 43...Speed setter 44...Human body detection sensor 45...Main control unit
46...Target speed calculator 47...Output calculator 48
...PWM converter 49...Transistor setting device 50
...Mover coil energizer 51...Waveform shaper 52...
Automatic manual changeover switch 53...Mode controller 54
...Hysteresis comparator 55...Target position and speed calculator.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【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
位置および速度を常時検出し、かつ定められた速度以上
でドアが動かされた場合に、可動子コイルをドアの進行
方向の逆向きに励磁しドアの速度を一定値以下にするこ
とを特徴とする自動開閉ドアの制御装置。Claim 1: A multi-phase brushless DC linear motor is used as the drive source of the door, and the movable element of the linear motor and the door are mechanically connected for direct drive, and also for driving on the movable element or stator. The position and speed of the door are constantly detected using the signals from the magnetic detection sensor, and when the door is moved at a speed higher than a predetermined speed, the mover coil is energized in the opposite direction to the direction of movement of the door to increase the speed of the door. A control device for an automatic opening/closing door that is characterized by controlling the control to a certain value or less.