(57)【要約】【課題】特別な検出器をドア側に設置することなく、人が折れ戸を開閉しようとすることをドアを開閉するアクチュエータ側で検出し、人がドアを開閉するのをパワーアシストする。【解決手段】折れ戸式スイングは、一方の側辺が扉枠１４の片側に回転自在に支持され、水平に回転する第一のドアパネル１と、この第１のドアパネル１の他方の側辺に回転自在に一方の側辺が連結された第二のドアパネル２と、前記第１のドアパネル１に回転力を与え、前記ドアパネル１、２により扉枠１４の開口部を開閉操作するアクチュエータとを有する。自動ドアの開閉装置は、前記第一のドアパネル１の回転を検知する回転検知手段を有し、前記アクチュエータは回転検知手段が第一のドアパネル１の若干の回転を検知したとき、その回転する方向に第一のドアパネル１を回転するよう駆動する。【選択図】      図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の側辺が扉枠（１４）の片側に回転自在に支持され、水平に回転する第一のドアパネル（１）と、この第１のドアパネル（１）の他方の側辺に回転自在に一方の側辺が連結された第二のドアパネル（２）と、前記第１のドアパネル（１）に回転力を与え、前記ドアパネル（１）、（２）により扉枠（１４）の開口部を開閉操作するアクチュエータとを有する折れ戸式スイング自動ドアの開閉装置において、前記第一のドアパネル（１）の回転を検知する回転検知手段を有し、前記アクチュエータは回転検知手段が第一のドアパネル（１）の若干の回転を検知したとき、その回転する方向に第一のドアパネル（１）を回転するよう駆動することを特徴とする折れ戸式スイング自動ドアの開閉装置。
【請求項２】
前記回転検知手段は前記第一のドアパネル（１）の回転を検知してその回転角度に応じたパルスを発生させるものであり、前記アクチュエータはこの回転検知手段で発生したパルスを検知することにより前記第一のドアパネル（１）を回転させる機構であることを特徴とする請求項１に記載の折れ戸式スイング自動ドアの開閉装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は折れ戸方式のスイング自動ドアにおいて、ドアの端部を軽く押す動作を検出しその進行方向にドアを自動で開くようにした開閉装置に関する。特に、ユニバーサルデザイン化を求めている高齢者や、車椅子使用者の家屋内に設置される自動開閉ドアとして最適であるパワーアシスト式の自動ドアの開閉装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車椅子使用者が家屋内で生活するに当たり、ドアを自ら開閉する場合、ドアパネルがスイングする方式の、いわゆるスイングドアよりも、ドアパネルが幅方向にスライドして開閉する方式の、いわゆるスライドドアの方が優れているとされている。
しかし、スライドドアは、それが開く時に開位置にスライドしたドアパネルが待避する個所を必要とし、家屋内の全てのドアをスライドドアにすることは間取り等の設計上困難な場合が多い。
【０００３】
他方、スイングドアはドアを回転させながら開閉させるため、狭い場所で車椅子に当たらないようにドアパネルを開閉することは困難なことが多く、多くの場合、車椅子を後退させながらドアを開閉する必要がある。特に車椅子が通りやすいように、ドアの開口部の幅を広くとると、ドアパネルの幅も広くなり、開閉時の揺動端側の移動距離も大きく、車椅子使用者が自ら開閉することは事実上困難となる。また、スイングドアはドアを回転させながら開閉させるため、ドアの幅方向の回転面積が必要である。
【０００４】
このため、近年では複数のドアパネルを連結し、扉枠に回転自在に連結したドアパネルのみスイングさせ、それに連結された他のドアパネルは折り畳むようにして扉枠の幅方向に沿ってスライドさせる形式の、いわゆる折れ戸方式のドアが普及してきた。この折れ戸方式のドアでは、従来の１枚ドアパネルからなるスイングドアに比べてドアの回転占有面積が１／２以下となる。
【０００５】
近年、家屋に対してもユニバーサルデザイン化が求められてきた。これは高齢者、要介護者等に対しても対応可能な機能を持つ家屋のデザイン化である。このような背景の中で、家屋内のドアにおいても、自動開閉式ドアや開閉アシスト機能付のドアの設置が求められてきている。当然のことながら、折れ戸方式のドアにおいても、自動開閉式の自動ドア機構を装備したものが普及しつつある。
【発明が解決しようとしている課題】
【０００６】
しかし従来において、折れ戸方式スイングドアに適用されている自動開閉手法は、センサー、リモコン、押しボタンスイッチ、音響認識等による入力信号により自動的に開閉する装置である。従って自動開閉するための何等かの付属検出部品が必要となり、コスト的にも高くなる。高齢化社会の進展の中で、家庭用のドアの自動開閉装置や開閉パワーアシスト装置については、より簡便で低コストに設置出来、しかも使い勝手の良い装置が要請されている。
【０００７】
本発明は、前記従来の折れ戸方式スイングドアに適用されている自動開閉装置の課題に鑑み、人がドアの前に立ったことを検知する光電スイッチや圧力スイッチ等の検出器をドア側に設置することなく、人が折れ戸を開閉しようとすることをドアを開閉するアクチュエータ側で検出し、人がドアを開閉するのをパワーアシストする方式の自動開閉装置を提供することを目的とする。特に車椅子使用者がドアを開けようとする時、ドアがその開けようとする方向にどちらにも開くようにし、車椅子を後退させなくても通り抜けるようにすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明では、前記の目的を達成するため、人がドアの前に立ったことを検知する光電スイッチや圧力スイッチ等の検出器を全く使用せずに、人がドアを開けようするときのドアパネル１、２の回転を検知し、駆動モータ３で人がドアを開けようとする方向にドアパネル１を回転させて、ドアの開動作をアシストするようにした。例えば、ドアパネル１の回転を検知してその回転角度に応じたパルスを発生させ、その発生したパルスによるドアパネル１、２を開閉駆動するアクチュエータを動作制御し、ドアパネル１、２を開けるようにしたものである。
【０００９】
本発明をより具体的に説明すると、本発明による自動ドアの開閉装置が適用される折れ戸式スイングは、一方の側辺が扉枠１４の片側に回転自在に支持され、水平に回転する第一のドアパネル１と、この第１のドアパネル１の他方の側辺に回転自在に一方の側辺が連結された第二のドアパネル２と、前記第１のドアパネル１に回転力を与え、前記ドアパネル１、２により扉枠１４の開口部を開閉操作するアクチュエータとを有する。本発明による自動ドアの開閉装置は、前記のような折れ戸式スイングドアにおいて、前記第一のドアパネル１の回転を検知する回転検知手段を有し、前記アクチュエータは回転検知手段が第一のドアパネル１の若干の回転を検知したとき、その回転する方向に第一のドアパネル１を回転するよう駆動するものである。
【００１０】
このように本発明による自動ドアの開閉装置では、人がドアを開けようとするときの第一のドアパネル１の若干の回転を検知し、その第一のドアパネル１をその回転を検知した方向にアクチュエータで回転駆動するため、人の存在を検知するような光電スイッチや感圧スイッチ等をドア側に設置する必要がなくなる。また、回転検知手段が第一のドアパネル１の回転を検知したとき、その回転する方向に第一のドアパネル１を回転してドアを開けるため、どの方向からでもドアパネル１、２を回転させて開くことが出来るので、車椅子使用者等がドアが開くときに車椅子を後退させないで済む。
【００１１】
さらに、前記回転検知手段は前記第一のドアパネル１の回転を検知してその回転角度に応じたパルスを発生させ、この発生したパルスにより前記アクチュエータで前記第一のドアパネル１を回転させる。これにより、第一のドアパネル１の全閉位置から全開位置に至るまでのパルス数を前記アクチュエータに記憶させ、そのパルス数だけ前記アクチュエータで前記第一のドアパネル１を回転させることにより、ドアの開閉時に常に一定の開閉動作が再現出来るようになる。また、パルス数とドアパネル１、２の開閉角度に相関性があるため、ドアパネル１、２の開閉角度の制御を正確に制御出来る。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について、具体的且つ詳細に説明する。
図１〜４は、本発明による折れ戸式スイング自動ドアの開閉装置の一実施形態を示す。
【００１３】
ドア側に各種センサーを配置せずに、ドアの開閉をパワーアシスト方式により開閉するには、人がドアを開けようとする力を何等かで検出し、その力をアシストする機構が必要である。本発明では人がドアを開けようとする時のドアパネル１、２の押力により駆動モータ３を若干回転させる。この僅かの回転により駆動モータ３に内蔵するパルス発生器１０で発生するパルスをカウントし、駆動モータ３が始動する機構としている。
【００１４】
この折れ戸式スイング自動ドアの開閉装置はマイコンを有する制御器４を有しており、電源を投入すると、まず駆動モータ３が駆動し、ドアは自動的に開閉動作に入り１サイクルのみ開閉をする。この１サイクル動作を行うことにより、駆動モータ３から発信されるパルス数とドア動作状況との関係がマイコン９にティーチングされる。このパルス数を記憶し、その全パルス数を検出し、このパルス数によりマイコン９より駆動モータ３を制御する。
【００１５】
開動作においては、全開状態でのパルス数より若干手前のパルス数に到達した時点で駆動モータ３の駆動を停止し、ドアパネル１、２の慣性で全開状態とする。同時に、ドアパネル１、２の振れを抑えるため、駆動モータ３を制動させる。一方、開動作完了後、設置された時間を経過すると、自動的にドアの閉動作に入る。この場合、途中でドアパネル１、２が障害物に当った場合は、負荷電流を検出し、再度開動作に移る。閉動作に於いては最終の全閉状態の少し手前の時点で駆動モータ３の駆動を停止とし、ドアパネル１、２の慣性で全閉状態となるようする。同時に駆動モータ３を制動させ、ドアの動きを抑制させている。
【００１６】
以下、これらの動作を含め、本発明による折れ戸式スイング自動ドアの開閉装置の実施形態の具体的な構成とその動作について説明する。
この折れ戸式スイング自動ドアは、図１と図４から明らかな通り、互いに連結された２枚のドアパネル１、２を有している。図示の実施形態では、２枚のドアパネル１、２は、幅が異なる。一方のドアパネル１の幅は、他方のドアパネル２の幅の約１／２である。ここでは便宜上、前者を「第一のドアパネル１」とし、後者を「第二のドアパネル２」とする。第一と第二のドアパネル１、２の高さは、扉枠１４の開口部の高さより僅かに低く、第一と第二のドアパネル１、２の幅の合計は扉枠１４の開口部の幅より僅かに狭い。
【００１７】
上下に長い矩形の扉枠１４が建築物の床部材１３の上の開口部に垂直に設置してあり、その中の開口部が人が通過する部分であり、ドアパネル１、２で開閉する部分でもある。
扉枠１４の一辺側にあって、その上下枠の端に互いに垂直に対向して一対の支軸６、１６が設けられている。第一のドアパネル１の一辺側は、これらの支軸６、１６により上下から支持されている。
【００１８】
第一のドアパネル１の他辺側には第二のドアパネル２の一辺側がポールヒンジ７を介して互いに屈曲自在に連結されている。ポールヒンジ７は、２枚のドアパネル１、２の端辺側を互いに連結する小さなリンクを有しており、２枚のドアパネル１、２は、この小さなリンクを介して互いに折れ曲がることにより、半円筒面をなすその端辺側を互いにほぼ接した状態で屈曲される。
【００１９】
図３に示すように、第一のドアパネル１を支持する上側の支軸６は、第一のドアパネル１に完全に固定されている。またこの支軸６は、減速機構１１を介してアクチュエータとしての駆動モータ３により回転され、これにより第一のドアパネル１が回転される。駆動モータ３は、その回転を検知し、その回転量に応じた数のパルスを発生するパルス発生器１０を内蔵している。
【００２０】
駆動モータ３に動力を与えて回転させると共に、その回転を制御する制御器４は、電源回路１２、マイコン９及び駆動ドライバ８を有している。後述するように、前記パルス発生器１０で発生したパルスがマイコンで処理され、この処理されたデータにより駆動ドライバ８を介して駆動モータ３が回転制御される。また例えば電源回路１２は、一般家庭用交流電源を制御用直流電源に切り替える。
【００２１】
扉枠１４の開口部の上側のビームには、その下面の長手方向にわたってガイドレール１５が設けられている。前記第二のドアパネル２の上縁の中間部には、このガイドレール１５に沿ってスライドすることにより、第二のドアパネル２の中間部の移動を扉枠１４の幅方向に制限するスライダ５が設けられている。このスライダ５は、その中間部がピン１７により第二のドアパネル２の上縁の中間部に取り付けられている。このピン１７と第二のパネル２のポールヒンジ７の支点までの距離と、前記第一のパネル１の支軸６とポールヒンジ７の支点までの距離とは互いに等しい。
【００２２】
図４に実線で示したのは、第一のドアパネル１と第二のドアパネル２とが、平面上において扉枠１４の幅方向に真っ直ぐに伸びた状態である。この状態では、扉枠１４の開口部は第一と第二ドアパネル１、２により完全に閉じられている。つまり全閉状態である。
【００２３】
まず、実際の自動ドアを現場の扉枠１４に設置し、電源を投入してから、ドアパネル１、２が前記の全閉位置から、第一と第二のドアパネル１、２が扉枠１４の幅方向とほぼ直交状になって図４において右側で重なった状態の全開位置まで、第一と第二のドアパネル１、２を開く動作を行う。このとき、前述したパルス発生器１０で発生したパルスを数え、制御器４のマイコン９にそのパルス数をドアの全閉状態から全開状態に至る最大パルス数として記憶させる。このように、実機のドアを現場の扉枠１４に装着した状態でドアの全開−全閉時の最大パルス数を制御器４にティーチングすることにより、精度の高いドアの開閉動作が可能となる。
【００２４】
自動ドアを設置後、図４に実線で示すドアパネル１、２の全閉状態から、例えば車椅子等を利用して図４において上側から人が自動ドアに接近し、第二のドア２の先端付近のＰ地点を軽く押した時、この第二のドア２はそのピン１７がガイドレール１５に沿って図４において右方向に移動しながら、そのピン１７を支点として若干回転する。これに伴い、第二のドア２とポールヒンジ７を介して連結している第一のドア１も若干回転する。すると、第一のドア１の支軸６も僅少の回転をする。この支軸６の回転が減速機構１１を駆動モータ３を若干回転させ、これによりパス発生器１０からパルスが発生する。
【００２５】
このパルスを受けた制御部４ではパルス数が０から約１０パルス程度でドア開放の動作に入る。第一のドア１と第二のドア２はポールヒンジ７により連結されているため、このポールヒンジ７を屈曲点として折れながら開動作に入る。第二のドア２はそれに設けたスライドローラー５によりレール１５に沿ってをスライドしながら図４に二点鎖線で示すように開方向へ動作する。
【００２６】
図４に一点鎖線で示したのは、自動ドアの開閉時の第二のドア２の先端部の移動軌跡である。第二のドア２のドアの先端部の軌跡は、ドア全閉時のａ地点から全開時のａ’まで移動する。この場合のドアパネル１、２の回転占有面積は２枚の折れ戸方式のため１枚のドアパネルのものに比較して非常に狭い。従って折れ戸式のスイングドアは１枚ドアに比較し回転占有面積は約半分で開閉動作が可能である。
【００２７】
図５は前記のパワーアシスト方式を採用した折れ戸式スイング自動ドアの開閉動作におけるドアパネル１、２の開閉角度θとモータ側で発生するパルスの相関図である。
図５に実線で示すドアパネル１、２の全閉状態において、人が図５に矢印Ｐ方向から人が自動ドアに接近し、第二のドア２の先端付近のＰ地点を軽く押した時、第二のドア２は僅かな角度Δθのみ開く。このΔθの開き角度により駆動モータ３のパルス発生器１０にはΔｎ（約１０パルス）のパルスが発生するとする。このΔｎのパルス発生により、マイコン８より開動作の信号が入力され、駆動モータ３が回転を開始し、開き角度はθ１→θ２→θ３→θ４＝（９０−Δθ）と自動的に開動作を行う。これに伴って発生したパルスもｎ１→ｎ２→ｎ３→ｎ４＝（ｎ５−Δｎ）と増えていく。ここで、ｎ５はドアパネル１、２が全開状態となったときの第二のドアパネル２の角度θ５＝９０に対応するパルス数である。
【００２８】
本件発明者らが試作した実機をもとに具体例として説明すると、全閉から全開に至る駆動モータ３の回転、つまり第二のドアパネル２の角度θ５＝９０に対応したパルスｎ５＝約１５０パルスとし、Δｎ＝約１０パルスと設定した。つまり本機では全開時点では約１５０パルスであり、その全開位置の約１０パルス前の約１４０パルス時点で駆動モータ３の駆動力を停止し、ドアパネル１、２の慣性により全開状態とする。そしてその時点で駆動モータ３を制動する。
【００２９】
ドア全開後、一定時間を経過すると今度は閉動作に自動的に移行する。閉動作では、開き角度はθ３→θ２→θ１→Δθとドアは閉じていく。これに伴い発生パルスは０からｎ’１→ｎ’２→ｎ’３→ｎ’３＝（ｎ５−Δｎ）と増えていく。閉動作においても全閉位置のΔｎ＝１０パルス前の（ｎ５−Δｎ）地点に到達すると、つまり約１４０パルス時点で駆動モータ３の駆動力を停止し、ドアパネル１、２の慣性により全閉状態とする。すなわち、閉動作においても全閉時の発生パルス数約１５０パルスの約１０パルス手前つまり約１４０パルス付近で駆動モータ３の駆動力を停止し、全閉状態でモータを制動する。
【００３０】
図６はこれ等の自動ドアの開閉装置の動作きをまとめたフローチャート図である。例外的な動作として、ドアの閉運転途中にドアパネル１、２の何れかが障害物に当たり、駆動モータ３の過負荷が生じたり、或いはパルス発生器１０で発生するパルスが一時的に停止或いは急に遅くなると、マイコン９がドアパネル１、２に障害物が当たったと認識し、一旦駆動モータ３の駆動を停止し、開動作に移るように設定されている。これにより、人や物等がドアパネル１、２に挟まれた状態をすぐに開放できる。
【００３１】
以上は、図５において、人が上から下に通過するため、ドアパネル１、２を開き、その後閉じる場合であるが、図７に示すように、これと逆方向に人が通過する場合でも、ドアパネル１、２の動作が逆方向になるだけで、全く同様の開閉動作を行わせることが出来る。すなわち、図７では、図５と逆方向の矢印Ｐ’で第二のドアパネル２の端部側を押す。この場合は駆動モータ３が前述とは逆方向に回転し、ドアパネル１，２は前述とは逆方向に開閉動作する。図７の実線及び二点鎖線はそのときのドアパネル１、２の動きを示し、一点鎖線はその時の第二のドアパネル２の先端部の軌跡を示す。図５の場合に比べて、ドアパネル１、２の動作は、扉枠１４の幅方向の中心軸に対して対称になるだけで、基本的動作は同じである。
【００３２】
なお、以上の説明では、ドアパネル１、２の幅が異なる大小２枚からなる折れ戸方式のスイング自動ドアについて説明した。本発明による自動ドア開閉装置は、これ以外にも、図８に示すように、同じ幅の２枚のドアパネル１、２からなる折れ戸方式のスイング自動ドアにも同様にして適用出来る。その場合、第二のドアパネル２のスライダ１７は、第二のドアパネルの端縁付近に取り付けられる。この場合、第二のドアパネル２の端を前述のようにＰ方向或いはＰ’方向に押すのではなく、矢印Ｐ”に示すように、第二のドアパネル２の端を扉枠の幅方向にスライドさせるようにする。
【００３３】
それ以外の動作は、前述した実施形態のものと基本的に同じである。すなわち、矢印Ｐ”に示すように、第二のドアパネル２の端を扉枠の幅方向にスライドさせたとき、前述した駆動モータ３側のパルス発生器１０で発生するパルスにより、駆動モータ３を動作制御し、第一のドアパネル１の回転をアシストし、これにより間接的に第二ドアパネル２の回転及びスライドをアシストする。
【００３４】
さらに、第二のドアパネル２に相当するスライドするドアパネルが２枚以上、つまり３枚以上のドアパネルから構成される折れ戸方式のスイング自動ドアについても本発明は適用出来る。この場合、前述の第二のドアパネル２に相当するドアパネルは順次連結され、それらドアパネルがポールヒンジの部分で折れながらスライドし、いわゆるアコーデオン式に開閉される。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明による折れ戸方式のスイング自動ドアの開閉装置では、進行方向から第二のドアパネル２の端部付近を軽く押すことにより、第一と第二のドアパネル１、２が駆動モータ３により回転されるため、どの方向からでもドアの開閉をパワーアシストすることが出来る。また、このパワーアシストをするための信号は、駆動モータ３側の回転により検知出来るため、この種の自動ドアに従来使用したドア始動用の光電スイッチや感圧スイッチ等のセンサ類をドア側に配置しなくてもよく、またリモコン等の信号送信器も不要である。そして、パワーアシストタイプの自動ドアなので、操作が容易で、高齢者用の家屋内や、車椅子使用者の家屋内の自動ドアとして好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による折れ戸方式のスイング自動ドアの開閉装置の一実施形態を一部破断して示した正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１のドアの上部を示す拡大図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ線断面図であり、開閉するドアパネルの状態及びその時の第二のドアパネルの先端の移動軌跡を示す図である。
【図５】前記折れ戸式スイング自動ドアの開閉動作におけるドアパネルの動きを示す平面図と、そときのドアパネルの開閉角度θとモータ側で発生するパルスとの相関図である。
【図６】前記折れ戸式スイング自動ドアにおけるドアパネルの開閉動作をまとめたフローチャート図である。
【図７】前記折れ戸式スイング自動ドアの開閉動作において、ドアパネルを図５とは逆方向から開いたときのドアパネルの動きを示す平面図である。
【図８】本発明による折れ戸方式のスイング自動ドアの開閉装置の他の実施形態において、開閉するドアパネルの状態を示す横断平面図である。
【符号の説明】
１    第一のドアパネル
２    第二のドアパネル
３    駆動モータ
４    制御器
１０  パルス発生器
１４  扉枠
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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