(57)【要約】      （修正有）【課題】介護スタッフがドアを押してドアの速度が上昇しても、速やかにドアを停止し、次にドアを移動する際にドアに適切にアシスト力を付与する自動ドアの制御装置を提供する。【解決手段】引戸の移動方向を検出する移動方向検出部７１０と、引戸が定格速度を越えて回生検出信号を回生検出器７０５が発生すると、スイッチ切換え部８００からのスイッチ切換え信号に基づいてスイッチ６１０が電流指令信号を切り離すると共に、引戸が移動していた方向に補助電流指令信号を電力変換指令部５１３に入力してモータ１４にアシスト力を付与する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの動力に基づいて予め定められた定格速度により戸を移動して前記戸を開放したり閉鎖したりすると共に、速度指令信号により閉ループ制御を成す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、
前記速度指令信号により生成された電流指令信号に基づいて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、
前記戸が移動する移動方向を検出する移動方向検出手段と、
前記モータから前記戸の走行抵抗に対応した補助トルクを発生するために、前記移動方向に基づいて補助電流指令信号を生成する補助電流指令生成手段と、
前記電流指令信号と前記補助電流指令信号とのいずれか一方を前記モータ駆動手段に入力する切換え手段と、
前記電流指令信号により前記モータを動作している状態で、前記定格速度を越えたことを検出してオーバー速度検出信号を発生する過速度検出手段と、
前記オーバー速度検出信号が発生すると、前記切換え手段により前記電流指令信号を前記モータ駆動手段から切り離すると共に、前記補助電流指令信号を前記モータ駆動手段に入力する切換え制御手段と、
を備えたことを特徴とする自動ドアの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動ドアの制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の自動ドア装置は、下記特許文献１に記載のように、ドアの位置を検出する位置検出部と、ドアを開閉させる開閉駆動部と、開閉駆動部を駆動制御する制御部とを備え、制御部はドアが全閉位置において、開閉駆動部によりドアが開方向に移動しない程度の大きさの予備付勢力をドアに付与すると共に、位置検出部がドアの全閉位置から所定距離以上移動を検知してドアが開方向へ移動するように開閉駆動部を制御する。
【０００３】
これにより、ドアが全閉位置にある時に手でドアを所定距離だけ開けると、開閉駆動部によりドアに予備付勢力を付与するので、力が弱くてもドアを容易に開け得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−３１６００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、老人ホームなどの介護施設に適用される自動ドアでは、通常の定格速度に比べて１/３程度に設定されている。これにより、介護スタッフがドアを開放端又は閉鎖端まで移動することを待ち切れずにドアを手で押したり、引いたりしてドアの移動速度を無理やり上昇し得る。発明者は、このドアの速度上昇に伴いドアの機構等に無理な力が加わって故障の原因になることに気付き、速度上昇を検出すると、ドアを速やかに減速しながらドアにアシスト力を付与することで、次に、ドアが押されたり引いたりされても、ドアの速度が定格速度を越えにくく、しかも、ドアを円滑に移動し得るニーズがあることを見出したのである。
【０００６】
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、介護スタッフ等がドアを押したり、引いたりしてドアの速度が上昇すると、ドアを円滑に減速して、次にドアが押されたり引いたりされても、ドアの速度が定格速度を越えにくく、しかも、ドアを円滑に移動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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明に係る自動ドアの制御装置は、モータの動力に基づいて予め定められた定格速度により戸を移動して前記戸を開放したり閉鎖したりすると共に、速度指令信号により閉ループ制御を成す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、
前記速度指令信号により生成された電流指令信号に基づいて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、
前記戸が移動する移動方向を検出する移動方向検出手段と、
前記モータから前記戸の走行抵抗に対応した補助トルクを発生するために、前記移動方向に基づいて補助電流指令信号を生成する補助電流指令生成手段と、
前記電流指令信号と前記補助電流指令信号とのいずれか一方を前記モータ駆動手段に入力する切換え手段と、
前記電流指令信号により前記モータを動作している状態で、前記定格速度を越えたことを検出してオーバー速度検出信号を発生する過速度検出手段と、
前記オーバー速度検出信号が発生すると、前記切換え手段により前記電流指令信号を前記モータ駆動手段から切り離すると共に、前記補助電流指令信号を前記モータ駆動手段に入力する切換え制御手段と、
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、電流指令信号によりモータを回転して戸を移動している状態で、オーバー速度検出信号が発生すると、切換え手段により電流指令信号を切り離すと共に、補助電流指令信号をモータ駆動手段に入力して戸が移動していた方向にモータを回転する。これにより、補助電流指令信号によりモータ駆動手段を介してモータを駆動して戸にアシスト力を付与する。この状態で、介護スタッフがアシスト力を付与している方向に手で押しても又は引いても、アシスト力が戸に付与されているのみであるから、戸の速度が上昇し難くなる。
そして、アシスト力を付与している状態で、移動方向検出手段が戸の移動方向を検出すると、補助電流指令生成手段が戸の移動方向に基づいて補助電流指令信号をモータ駆動手段に入力する。これにより、戸が移動していた方向にアシスト力を付与するので、介護スタッフが戸を押したり引いたりして円滑に戸を移動できると共に、戸が定格速度を越えにくくなる。
これは、オーバー速度検出信号に基づいて戸を停止後に、速度指令信号による自動により戸を動作する場合に比較して、再び戸が手で押されたり、引かれたりして戸の移動速度が過大になることも防止できるものである。
ここで、オーバー速度検出信号の発生に基づいて、電流指令信号を切り離して戸が停止した後に、補助電流指令信号をモータ駆動手段に与えると、円滑な戸の移動をやや阻害するので、電流指令信号から補助電流電信号への切換えは速やかに行えることが好ましい。
【０００８】
また、過速度検出手段は、モータの回生を検出して回生検出信号を発生する回生検出手段である、ことが好ましい。これにより、モータが回生になって、戸にアシスト力が働くまで、戸に減速力が働くので、戸を押している介護スタッフなどに異常状態を伝えやすくなる。したがって、戸を押すことを止めることを期待し得る。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、介護スタッフ等がドアを押してドアの速度が上昇した時に、再び戸の速度上昇を防止すると共に、ドアにアシスト力を付与することにより円滑な戸の移動をし得る自動ドアの制御装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】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２】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３】図１に示す自動ドアの動作を示す模式図である。
【図４】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。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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を電流指令信号により制御するモータ制御部６００を有しており、指令発生部９００から引戸３の開放指令信号又は閉鎖指令信号(開閉指令信号)がモータ制御部６００に入力されるように形成されている。そして、引戸３の走行抵抗に対応した補助トルクをモータ１４から発生するために補助電流指令を生成してモータ制御部６００に入力するアシスト制御部７００を有している。電流指令信号と補助電流指令信号とを切換えるスイッチ６１０と、このスイッチ６１０のスイッチ切換え信号を与えるスイッチ切換え部８００とを有している。
【００１６】
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、電流指令信号などによりインバータ５１１を動作させる電力変換指令部５１３をも有している。
【００１７】
モータ制御部６００は、インバータ５１１への加速、一定速、減速、停止等の開閉指令信号を発生する開閉指令部６０２を有しており、開閉指令信号に基づいて生成された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により得られた電流指令信号がスイッチ６１０のａ端子に接続されている。切り換えスイッチ６１０の中央端子ｃがインバータ５１１に電流指令を与える電力変換指令部５１３の入力に接続されて、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。すなわち、モータ１４の回転制御は、速度指令信号による閉ループ制御になっている。
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、インクリメント信号を発生し、反時計方向であれば、デクリメント信号を発生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。
【００１８】
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に入力されている。
【００１９】
図３も参照して説明する。アシスト制御部７００には、引戸３が定格速度を越えたことをモータ１４が回生になったことにより検出すると、オーバー速度検出信号としての回生検出信号Ｖｏを発生する過速度検出手段として回生検出器７０５を有している。ここで、回生検出信号Ｖｏを開閉指令部６０２に入力すると、速度指令信号がゼロ（消滅）になるように形成されている。
さらに、アシスト制御部７００には、エンコーダ５２の位置検出信号により引戸３の移動した方向を検出して移動方向検出信号を発生する移動方向検出器７１０を有している。
【００２０】
アシスト指令生成部７３０は、移動方向検出信号により引戸３が移動していた方向へモータ１４から補助トルクとしてのアシスト力を発生するために、補助電流指令信号Ｉａを生成してスイッチ６１０のｂ端子に入力されるように形成されている。ここで、引戸３が移動していた方向に引戸３にアシスト力を発生するため、モータ１４の回転を維持する方向となるように補助電流指令信号Ｉａを生成することになる。
そして、アシスト指令生成部７３０は、回生検出信号Ｖｏの発生から予め定められた時間に限り補助電流指令信号を発生すると共に、補助電流指令信号の発生している間は、アシスト発生信号Ａｐを発生し続けるように形成されている。
アシスト力は、引戸３の走行抵抗に対応して走行抵抗を軽減又は引戸３を定格速度よりも低い速度により移動するようにモータ１４に回転する力を与えるもので、補助電流指令信号Ｉａに基づいてモータ１４を駆動することによって得られる。
なお、補助電流指令信号によるモータ１４の回転制御は、開ループとなっている。
【００２１】
スイッチ切換え部８００は、アシアスト発生信号Ａｐを入力すると、スイッチ切換え信号を発生してスイッチ６１０をａ側からｂ側に倒して電流指令信号を切離すと共に、補助電流指令信号を電力変換指令部５１３に入力するように形成されており、速度指令信号Ｖｒの発生によりスイッチ６１０をｂ側からａ側に倒して補助電流指令信号を切離すと共に、速度指令信号による閉ループ制御をなすように形成されている。そして、スイッチ６１０は、アシスト発生信号の消滅によりａ側に投入される。
【００２２】
また、補助電流指令信号が発生している時に、引戸３が予め定められた一定距離を移動したこと、この時の移動方向と、を検出すると、移動方向に応じた開放方向又は閉鎖方向への自動切換え信号を発生する自動切換え検出器８５０を有している。ここで、自動切換え検出器８５０は補助電流指令信号Ｉａが発生した後、引戸３の移動を検出せずに所定時間経過すると、引戸３を閉鎖方向へ自動切換え信号を発生するように形成されている。
なお、上記一定距離は、エンコーダ５２の位置検出信号の積算により求め、移動方向は、上記移動方向検出信号により検知するように形成されている。
こ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、開放指令信号又は閉鎖指令信号を得るための速度指令信号を生成してモータ制御部６００に入力するように形成されている。さらに、自動切換え信号をアシスト指令生成部７３０に入力すると、アシスト指令生成部７３０では、補助電流指令信号及びアシスト発生信号を消滅するように形成されている。
【００２３】
指令発生部９００は、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、押すことにより戸開指令を発生する開放釦スイッチ９０１と、押すことにより戸閉指令を発生する閉鎖釦スイッチ９０２と、が開閉指令部６０２に入力されるように形成されている。
なお、開放釦スイッチ９０１又は閉鎖釦スイッチ９０２が押されても、アシスト発生信号Ａｐが発生していると、開閉指令部６０２は、開閉指令信号を生成しないように形成されている。引戸３にアシスト力が働いている場合は、自動切換えを防ぐためである。
【００２４】
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、引戸３が閉鎖端に位置している。アシスト指令生成部７３０からアシスト発生信号Ａｐが発生していないので、スイッチ６１０がａ側に投入されている。この状態で、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を生成して、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。
【００２５】
また、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Ｖｒを生成して速度制御部６０６から電流指令信号を発生して電力変換指令部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。
【００２６】
＜引戸の自動による開閉移動中に回生検出動作＞
次に、自動、すなわち、速度指令信号による閉ループ制御により引戸３を閉鎖している時に、モータ１４の回生検出した場合の動作について説明する。いま、引戸３を閉鎖方向に速度指令信号による自動の移動状態において（ステップＳ１０１）、ここで、介護スタッフが引戸３を押すことにより、引戸３の移動速度が上昇して回生検出器７０５が回生を検出して回生検出信号Ｖｏを発生すると（ステップＳ１０３）、アシスト指令生成部７３０からアシスト発生信号Ａｐをスイッチ切換え部８００に入力すると、スイッチ切換え部８００からスイッチ切換え信号Ｓｃを発生してスイッチ６１０をａ側からｂ側に投入して閉ループの速度指令信号により生成された電流指令信号を切離して、これまで移動していた方向にモータ１４が回転するように第１の補助電流指令信号Ｉａを電力変換指令部５１３に入力にする（ステップＳ１０５）。これにより、引戸３に第１のアシスト力を付与する。
なお、回生検出信号Ｖｏが開閉指令部６０２に入力されると、速度指令信号が消滅する。
【００２７】
次に、第１の補助電流指令信号により引戸３に第１のアシスト力を付与している状態で、介護スタッフが引戸３を閉鎖方向へ移動すると、移動方向検出器７１０が引戸３の移動方向を検出して移動方向検出信号を発生してアシスト指令生成部７３０に入力する（ステップＳ１０７）。これにより、引戸３に第２のアシスト力を付与する。
アシスト指令生成部７３０は、引戸３が移動した方向、すなわち、閉鎖方向に第２の補助電流指令信号Ｉａを生成して電力変換指令部５１３に入力してモータ１４を回転しながら引戸３に第２のアシスト力を加えて介護スタッフの引戸３の移動を補助する（ステップＳ１０９）。
【００２８】
そして、引戸３に第２のアシスト力を加えた状態で、閉鎖方向へ所定距離移動すると（ステップＳ１１１）、自動切換え検出器８５０が発生した自動切換え信号をアシスト指令生成部７３０に入力すると、補助電流指令信号及びアシスト発生信号を消滅する。
同時に、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は、引戸３を移動していた方向、すなわち閉鎖端まで引戸３を移動する閉鎖指令信号を生成すると共に、閉鎖指令信号に基づいて生成された速度指令信号によって得られた電流指令信号を電力変換指令部５１３に入力してモータ１４を回転して引戸３を閉鎖端まで移動する（ステップＳ１１３）。
一方、ステップＳ１０７において、自動切換え検出器８５０が補助電流指令信号Ｉａを発生した後、引戸３の移動を検出せずに所定時間経過したことを検出すると（ステップＳ２０１）、閉鎖方向への自動切換え信号を発生して開閉指令部６０２等を介して、引戸３を閉鎖端まで自動で移動して停止する（ステップＳ２０３）。
【００２９】
本発明は、上記発明の実施の形態の説明に何ら限定されるものではない。特許請求の範囲の記載を逸脱せず、当業者が容易に想到できる範囲で種々の変形態様も本発明に含まれる。
【符号の説明】
【００３０】
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）、６１０  スイッチ、６２０  速度検出部（速度検出手段）、７０５  回生検出器（回生検出手段）、７１０  移動方向検出器（移動方向検出手段）、７３０  アシスト指令生成部、８００  スイッチ切換え部（切換え手段）、８５０  自動切換え検出器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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