| 【発明の名称】 |
リニアモータ式自動扉の衝突判定方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】水野 光政
【氏名】斎藤 潤
【氏名】堀 宏展
【氏名】▲濱▼本 惠章
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| 【要約】 |
【課題】速度測定器などの追加装置を用いずに衝突判定を短時間で行う。
【解決手段】扉６の位置を検出する位置センサブロック３と、位置センサブロック３の出力から扉６の移動速度を算出して扉６の移動速度を目標速度と略一致させるように制御する制御部４３と、扉６の衝突判定のための種々の閾値等を記憶する記憶部４５とを備える。扉６が障害物に衝突した場合には扉６の移動速度Ｖが急激に低下することから、扉６の移動速度Ｖが目標速度の加速時、減速時並びに等速時にそれぞれ対応した所定の閾値を越えたか否かで扉６の衝突の有無を判定することができる。そのために加速時計による加速度の測定や速度測定器を用いた加速度の算出が不要となり、加速時計や速度測定器等の追加装置を用いずに衝突判定を短時間で行うことができ、しかも、衝突による扉６の跳ね返りがなくても衝突判定を行うことができる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 位置センサにより鴨居に対する扉の位置を検出し、検出した位置の変化量から扉の移動距離を算出し、算出された移動距離及び移動に要した時間から扉の移動速度を計算し、扉の位置と移動速度に基づいて扉を移動させるリニアモータの出力を制御して扉の移動速度を目標速度に略一致させながら扉を開閉する自動扉の扉が障害物に衝突したか否かを判定する衝突判定方法において、扉の移動速度が、目標速度の加速時、減速時並びに等速時にそれぞれ対応した所定の閾値を越えたか否かで扉の衝突を判定することを特徴とするリニアモータ式自動扉の衝突判定方法。
【請求項２】 衝突判定用到達速度閾値と、衝突判定用到達速度閾値よりも低い値の衝突判定速度閾値とを予め設定し、扉の移動速度が衝突判定用到達速度閾値に到達した後に衝突判定速度閾値を下回れば扉が障害物に衝突したと判定することを特徴とする請求項１記載のリニアモータ式自動扉の衝突判定方法。
【請求項３】 目標速度の加速時及び等速時において、互いに異なる複数の衝突判定用到達速度閾値及び衝突判定速度閾値をそれぞれ設定し、扉の移動速度が何れかの衝突判定用到達速度閾値に到達した後に当該衝突判定用到達速度閾値に対応した衝突判定速度閾値を下回れば扉が障害物に衝突したと判定することを特徴とする請求項２記載のリニアモータ式自動扉の衝突判定方法。
【請求項４】 目標速度の加速時において、加速中における扉の移動速度から当該移動速度よりも低い値の衝突判定速度閾値を順次算出し、扉の移動速度が各移動速度に対応して算出された衝突判定速度閾値を下回れば扉が障害物に衝突したと判定することを特徴とする請求項１記載のリニアモータ式自動扉の衝突判定方法。
【請求項５】 扉を停止状態から始動した直後において、始動時点から所定の判定時間が経過するまでの間に扉の移動速度が所定の始動判定速度閾値を越えなければ扉が障害物に衝突した判定することを特徴とする請求項３又は４記載のリニアモータ式自動扉の衝突判定方法。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、リニアモータを駆動源として扉を開閉する自動扉に関し、扉が障害物に衝突したか否かを判定するリニアモータ式自動扉の衝突判定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図３は本発明者らが既に提案しているリニアモータ式自動扉の全体構成を示しており、引き戸式の扉６の上部に永久磁石２１を具備する可動子２を取り付け、外枠５の一部を構成して扉６の上部を保持する鴨居５１に、可動子２と対向するように固定子１を設けている。また、鴨居５１には後述する制御回路ブロック４が配設されている。なお、外枠５は鴨居５１を上枠とし、鴨居５１の両端部に設けられて縦枠となる方立５２と、鴨居５１と対向するように建物の床面に設置されて下枠となる敷居５３とで構成される。而して、扉６は鴨居５１と敷居５３により長手方向に移動可能なように略保持され、鴨居５１と２つの方立５２と敷居５３に四方を囲まれた範囲内で移動可能となる。
【０００３】ここで、扉６を移動させるリニアモータは、図４に示すように、コイル１１及び鉄心１２からなり進行方向に沿って複数個配列された電磁石、各電磁石を磁気的に結合する固定子ヨーク１３で構成される固定子１と、進行方向に沿って複数の磁極が交互に異極となるように電磁石と対向して配設された永久磁石２１、永久磁石２１の磁極２２同士を磁気的に結合する可動子ヨーク２３で構成される可動子２と、固定子１に対する可動子２の相対的な位置を検出する複数の位置センサ３１を具備した位置センサブロック３と、永久磁石２１との相互作用により可動子２を移動させる推力を生じさせるように位置センサブロック３により検出した可動子２の位置に応じたタイミングで各コイル１１への通電を制御する制御回路ブロック４とを備えている。
【０００４】固定子ヨーク１３は軟磁性材料により可動子２の移動方向に沿った長尺形状に形成され、電磁石を固着するための複数の穴（図示せず）が一定間隔で列設されている。また、コイル１１は合成樹脂等の絶縁性材料により形成されたコイルボビン１４の周囲に巻回されており、このコイルボビン１４の中央部に設けた円筒形の貫通穴に鉄心１２を挿着することで電磁石が構成されている。そして、このように構成された複数個の電磁石を、固定子ヨーク１３に設けた上記穴に鉄心１２の一端側に突設した突起を嵌合し、かしめ等の適宜の方法で固着することによって固定子１が構成してある。なお、コイル１１の相数は３相としてあり、これらのコイル１１をＹ結線し、２相ずつ通電する方式を採用している。
【０００５】可動子２を構成する永久磁石２１は移動方向において複数の磁極２２が交互に異極になるように設けられており、隣接する磁極２２の間の距離（間隔）は一定（＝Ｌ［ｍｍ］）となっている。この可動子２は１つの磁性体に複数の磁極２２ができるように着磁して形成するか、複数個の永久磁石を可動子ヨーク２３に取り付けることによって形成される。なお、複数個の永久磁石を可動子ヨーク２３に取り付けた構造においては、各永久磁石がそれぞれ１つの磁極を構成する。
【０００６】ここで、固定子１において隣接する一対の電磁石間の距離（間隔）を一定（＝５Ｌ／３［ｍｍ］）として配列してあり、さらに可動子２の長さと移動距離に応じた一定間隔毎に、電磁石の間隔を上記一定距離５Ｌ／３よりも永久磁石２１の磁極２２の２極分（＝２Ｌ）だけ広くした空間が設けてあって、この空間に位置センサブロック３が配置される（図４参照）。
【０００７】位置センサブロック３は、プリント基板３２上に位置センサ３１を３個配置してなり、絶縁材料製のスペーサ３３を介して固定子ヨーク１３にネジ止め等により固着されている。位置センサ３１として、磁極２２が切り替わる時点でホール素子のアナログ出力がハイレベルとローレベルに切り替えるようにした回路をホール素子に一体化したホールＩＣを用いている。この位置センサブロック３はスペーサ３３を介して固定子ヨーク１３にネジ止め等により固着されており、スペーサ３３によって鉄心１２とほぼ同じ高さに配置されている。
【０００８】一方、制御回路ブロック４０は、図５に示すように直流電源から成る電源部４１と、例えば逆起防止用ダイオードＤが逆並列に接続された６つのスイッチ素子Ｑのブリッジ回路で構成されコイル１１の各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相）を切り換える出力部４２と、出力部４２の各スイッチ素子Ｑをスイッチング制御する制御部４３と、制御部４３に対して扉６の移動を開始させるための起動信号を出力する起動スイッチ４４と、後述する衝突判定用の閾値等を記憶するための不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）からなる記憶部４５とを備えている。また、制御部４３は、例えばＣＰＵを主構成要素とし、起動スイッチ４４が閉成されてＣＰＵの入力ポートに起動信号が入力されると、位置センサ３１からの位置検出信号を入力し、所定のプログラムに基づいて出力部４２のスイッチ素子Ｑを順次オンオフする。この制御回路ブロック４０により、固定子１の３相のコイル１１の内の２つの相のコイル１１に常時電流を流すことにより、永久磁石２１を有する可動子２との間で可動子２の長手方向に沿って移動する進行磁界を発生し、この進行磁界によって永久磁石２１との間で大略直線的な長手方向に向けて移動し得る推力を得ることができる。
【０００９】ところで、位置センサブロック３は本来コイル１１の各相を切り替えるタイミングを検出するためのものであって、図６（ａ）〜（ｃ）に示すようにＵ，Ｖ，Ｗの各相に対応した３個の位置センサ３１から出力されるパルス状の信号を検出信号として出力している。而して、各位置センサ３１の検出信号のパターンがＬ／３［ｍｍ］毎に切り替わるため、制御部４３においては何れかの相の検出信号の立ち上がりに同期して立ち上がるとともに何れかの相の検出信号の立ち下がりに同期して立ち下がるようなパルス信号を作成して位置検出信号としている（図６（ｄ）参照）。すなわち、永久磁石２１の隣接する磁極２２の間隔は一定（＝Ｌ［ｍｍ］）であるから、上記位置検出信号のパルス数をカウントすることにより基準位置（例えば、扉６の全開位置又は全閉位置）からの移動距離として扉６の位置を知ることができる。但し、何れの位置センサ３１の検出信号も変化しない範囲では扉６の移動を知ることができないから、位置検出の精度はＬ／３［ｍｍ］となる。
【００１０】また、起動スイッチ４４は扉６を動作させるためのトリガ信号（起動信号）を出力するスイッチで、人が操作する押釦スイッチやワイヤレスリモコン、あるいは検知エリア内の人の存非を検知して上記起動信号（検知信号）を出力する人体検知センサ等の種々の構成が可能である。
【００１１】ところで、固定子１において位置センサブロック３に隣接する電磁石以外は、隣接する各一対の電磁石の間隔を一定として配列してあり、また、可動子２の磁極２２の間隔も一定としてある。可動子２の磁極２２の１極分の長さがＬ［ｍｍ］であり、電磁石を一定ピッチで配置してある部位における電磁石間の距離は、５Ｌ／３になるように構成してある。また、位置センサブロック３における隣接した位置センサ３１同士の間隔を２Ｌ／３としてある。
【００１２】図４におけるＵ，Ｖ，Ｗの記号は各電磁石（コイル１１）の相（励磁相）を示している。ここで、マイナス（−）が付加されている相のコイル１１は、マイナスが付加されていない同相のコイル１１と巻線方向が逆向きになっていることを意味している。例えば、Ｕに対応するコイル１１に上から見て右回りに通電されるときは、−Ｕに対応するコイル１１には左回りに通電される。つまり、コイル１１の巻方向を同じ向きにしておけば、図示例ではコイル１１をＵ，−Ｖ、Ｗ、−Ｕ、Ｖ、−Ｗの順で配列してあり、これらのコイル１１を２相ずつ順次通電することにより、Ｕ，Ｖ→Ｖ，Ｗ→Ｗ，Ｕ→Ｕ，Ｖというように循環的に通電する。また、それぞれのコイル１１はＹ結線されていることから、マイナスが付加されていないもの同士またはマイナスが付加されているもの同士の２相は逆向きに通電される。例えば、図４においてＵ，Ｗが励磁されるときに、Ｕに対応するコイル１１とＷに対応するコイル１１とは逆向きに通電される。言い換えると、固定子１において隣接している２個ずつのコイル１１が同時に同じ向きに通電され、通電されている２個のコイル１１の組の左右に隣接しているコイル１１には通電されず、通電されないコイル１１を挟んで左右両側のコイル１１の組は互いに逆向きに通電されることになる。
【００１３】ここで、制御部４３の速度制御について簡単に説明する。例えば、記憶部４５には図７に示すように加速時、等速時、減速時等における移動速度の目標値（目標速度）が予め記憶させてあり、制御部４３では、実際の扉６の移動速度が記憶部４５から読み出した目標速度に略一致するように出力部４２の各スイッチ素子Ｑのデューティ比を可変している。具体的には制御部４３のＣＰＵから与えられるデューティ指令値に応じてスイッチ素子Ｑのデューティ比が決定される。すなわち、制御部４３のＣＰＵは位置検出信号のパルス幅ｔ［秒］を計測し、このパルス幅ｔと位置検出信号のパターンの切り替わりピッチＬ／３［ｍｍ］からＬ／（３ｔ）［ｍｍ／秒］として扉６の移動速度を算出し、算出した移動速度と目標速度との差（偏差）を求め、例えば、今回までのサンプリングで求めた偏差に対してそれぞれの偏差の値に応じた制御ゲイン（一般的なＰＩ制御における比例ゲイン）を乗算した値を加算して得た新たなデューティ指令値に応じてスイッチ素子Ｑのデューティ比を可変することにより、偏差を減少させて扉６の移動速度を目標速度に略一致させるように制御している。なお、各偏差に応じた制御ゲインは予め記憶部４５に記憶させてある。
【００１４】ここで、図７に示した移動速度の目標速度を示す曲線（以下、「速度カーブ」という）は、等速時の目標速度Ｖ２まで加速し、目標速度Ｖ２で一定時間等速動作した後、終端手前で一旦停止するように減速し、終端までの残りの距離を低速で徐行動作する事を示している。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、移動中の扉６が人や物等の障害物に衝突した場合には安全のために直ちに扉６を停止するか、あるいは閉じている途中で衝突すれば開くというように衝突前の移動方向と逆方向に移動する反転動作（いわゆるセーフティリターン）を行う必要がある。例えば、衝突の際には扉６に移動方向と逆方向の大きな加速度が発生するため、扉６の加速度を測定し、その大きさから衝突を検出することで、衝突を素早く判定し、いち早く反転動作に移行することができる。但し、上記加速度を検出するために加速度計又は速度計を用いず、扉６の位置測定のみから加速度を測定するためには、任意の２点間の通過時間から扉６の移動速度を計算し、その移動速度を２回測定して各移動速度の差分を加速度として用いる方法が一般的に用いられており、この方法では加速度を求めるために最低でも３点の位置測定が必要となる。
【００１６】しかしながら、扉６の駆動源としてリニアモータのように位置の検出精度が数ｍｍ程度のモータを使用している場合、加速度を測定するためには３点の位置計測を行ってその変化量を測定する必要があるため、加速度変化の測定に数ｃｍの移動距離が必要となり、速度検出器や加速度検出器を使用せずに加速度の大きさから衝突検出を行うことは困難である。例えば、磁極２２の１極分の長さＬを２４［ｍｍ］とした場合、扉６の位置の検出精度は２４÷３＝８［ｍｍ］となるため、速度検出には８〜１６［ｍｍ］、加速度検出には１６〜２４［ｍｍ］の移動距離が必要となる。しかも、衝突判定の精度向上のために位置検出の回数を増やせばさらに扉６の移動距離が必要となるため、加速度による衝突判定では十分な安全性を確保することができない。
【００１７】したがって、従来のリニアモータ式自動扉では、特開平４−３１９１９１号公報に記載されているように速度検出器及び速度検出器の出力の微分器を用いて加速度を算出して衝突検出に用いる方法や、特開平１０−２５９６５号公報に記載されているように、扉が障害物に衝突した際に跳ね返って逆方向に動くことを位置検出により検出して衝突と判定する方法が用いられていた。しかし、これらの方法では加速度を検出するために別の装置が必要であるか、あるいは加速度を判定に使用しない場合は衝突時に扉が跳ね返らねば判定することができず、衝突判定までに時間がかかるなど、安全面で問題があった。
【００１８】本発明は上記事情に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、加速度の変化を測定するのに長い距離と時間を必要とする位置検出精度の粗いリニアモータを使用したリニアモータ式自動扉において、速度測定器などの追加装置を用いずに衝突判定を短時間で行えるリニアモータ式自動扉の衝突判定方法を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、上記目的を達成するために、位置センサにより鴨居に対する扉の位置を検出し、検出した位置の変化量から扉の移動距離を算出し、算出された移動距離及び移動に要した時間から扉の移動速度を計算し、扉の位置と移動速度に基づいて扉を移動させるリニアモータの出力を制御して扉の移動速度を目標速度に略一致させながら扉を開閉する自動扉の扉が障害物に衝突したか否かを判定する衝突判定方法において、扉の移動速度が、目標速度の加速時、減速時並びに等速時にそれぞれ対応した所定の閾値を越えたか否かで扉の衝突を判定することを特徴とし、扉が障害物に衝突した場合には扉の移動速度が急激に低下することから、扉の移動速度が所定の閾値を越えたか否かで衝突の有無を判定することができる。そのため、加速時計による加速度の測定や速度測定器を用いた加速度の算出が不要となり、加速時計や速度測定器等の追加装置を用いずに衝突判定を短時間で行うことができる。
【００２０】請求項２の発明は、請求項１の発明において、衝突判定用到達速度閾値と、衝突判定用到達速度閾値よりも低い値の衝突判定速度閾値とを予め設定し、扉の移動速度が衝突判定用到達速度閾値に到達した後に衝突判定速度閾値を下回れば扉が障害物に衝突したと判定することを特徴とし、障害物に衝突した扉が停止する前にも衝突判定を行うことができる。
【００２１】請求項３の発明は、請求項２の発明において、目標速度の加速時及び等速時において、互いに異なる複数の衝突判定用到達速度閾値及び衝突判定速度閾値をそれぞれ設定し、扉の移動速度が何れかの衝突判定用到達速度閾値に到達した後に当該衝突判定用到達速度閾値に対応した衝突判定速度閾値を下回れば扉が障害物に衝突したと判定することを特徴とし、移動中の到達速度に応じて衝突判定速度閾値を切り替えることにより、加速中にも移動速度の比較のみによる衝突判定を行うことができる。
【００２２】請求項４の発明は、請求項１の発明において、目標速度の加速時において、加速中における扉の移動速度から当該移動速度よりも低い値の衝突判定速度閾値を順次算出し、扉の移動速度が各移動速度に対応して算出された衝突判定速度閾値を下回れば扉が障害物に衝突したと判定することを特徴とし、扉の加速中の衝突判定を段階的に区切った場合と比較して衝突判定をより素早く行うことができる。
【００２３】請求項５の発明は、請求項３又は４の発明において、扉を停止状態から始動した直後において、始動時点から所定の判定時間が経過するまでの間に扉の移動速度が所定の始動判定速度閾値を越えなければ扉が障害物に衝突した判定することを特徴とし、扉を停止状態から始動した直後においても衝突判定が行える。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の衝突判定方法を実施形態により詳細に説明する。但し、本発明に係る衝突判定方法を実現するリニアモータ式自動扉は、従来技術で説明した本発明者らが提案済みのものと同一の構成を有しているので、その構成については同一の符号を付して図示並びに説明を省略する。
【００２５】従来例でも説明したように制御回路ブロック４の記憶部４５には、図１に示すように加速時、等速時、減速時等における目標速度を示す速度カーブが予め記憶させてあり、制御部４３では、実際の扉６の移動速度が記憶部４５から読み出した目標速度の速度カーブに略一致するように出力部４２の各スイッチ素子Ｑのデューティ比を可変している。ここで、扉６の移動速度Ｖは位置検出信号のパルス幅ｔ［秒］と位置検出信号のパターンの切り替わりピッチＬ／３［ｍｍ］からＶ＝Ｌ／（３ｔ）［ｍｍ／秒］として算出される。但し、低速度に対応するためにパルス幅ｔに上限値ｔmaxを設けておき、パルス幅ｔが上限値ｔmaxを越える場合には移動速度Ｖをゼロとする。従って、扉６が停止状態から移動を開始するときには、最初の位置検出信号のパルスでは移動速度Ｖの計算はできないため、移動速度Ｖ０を０［ｍｍ／秒］とする。その後、扉６がさらに移動して位置検出信号が得られたときに移動速度Ｖが算出される。
【００２６】ここで本実施形態では、図１に示すように等速時の目標速度Ｖ２（衝突判定用到達速度閾値）よりも低い衝突判定速度閾値Ｖ２’と、この衝突判定速度閾値Ｖ２’よりも低い値であって、停止状態から扉６を始動した場合における加速時の始動判定速度閾値Ｖ１（衝突判定用到達速度閾値）と、始動判定速度閾値Ｖ１よりも低い衝突判定速度閾値Ｖ１’とが予め記憶部４５に設定してある。
【００２７】次に、図１及び図２のフローチャートを参照して、扉６の始動から減速（ブレーキ処理）までの間における扉６の衝突判定方法を説明する。制御部４３は起動スイッチ４４が閉成されて起動信号が入力されると、位置センサ３１からの位置検出信号を入力するとともにＣＰＵの内蔵タイマにより時間ｔを計時し（ステップ１）、所定のプログラムに基づいて出力部４２のスイッチ素子Ｑを順次オンオフすることで扉６を移動させる。そして、制御部４３は扉６を停止状態から始動した直後において始動時点から所定の判定時間ｔ１が経過するまでの間に扉６の移動速度Ｖが始動判定速度閾値Ｖ１を越えるか否かを監視しており（ステップ２及びステップ３）、判定時間ｔ１内に移動速度Ｖが始動判定速度閾値Ｖ１を越えれば正常に扉６が始動したものと判断して始動直後の動作判定処理を終了し、第２段階として加速中の衝突判定処理に移行する。一方、判定時間ｔ１内に移動速度Ｖが始動判定速度閾値Ｖ１を越えなければ、扉６が障害物に衝突したと判定して反転動作等の安全上必要な動作（以下、「衝突後動作」という）を行う（ステップ９）。
【００２８】加速中の衝突判定処理において、制御部４３は扉６の移動速度Ｖが始動判定速度閾値Ｖ１よりも低い値に設定された衝突判定速度閾値Ｖ１’を下回るか否かを監視しており（ステップ４）、移動速度Ｖが衝突判定速度閾値Ｖ１’を下回ることなく等速時の目標速度Ｖ２に達すると加速中の衝突判定処理を終了し、第３段階として等速移動中の衝突判定処理に移行する（ステップ５）。一方、移動速度Ｖが衝突判定速度閾値Ｖ１’を下回れば、扉６が障害物に衝突したと判定して衝突後動作を行う（ステップ９）。
【００２９】等速動作中の衝突判定処理では、制御部４３は扉６の移動速度Ｖが目標速度（衝突判定用到達速度閾値）Ｖ２よりも小さく且つ加速時の衝突判定速度閾値Ｖ１’よりは大きい等速動作中の衝突判定速度閾値Ｖ２’を下回るか否かを監視するとともに（ステップ６）、扉６がブレーキ開始位置（減速開始位置）に到達したか否かを監視している（ステップ７）。そして、制御部４３は扉６が衝突判定速度閾値Ｖ２’を下回ることなくブレーキ開始位置に到達すれば、等速移動中の衝突判定処理を終了してブレーキ処理に移行する（ステップ８）。一方、ブレーキ開始位置に到達するまでに移動速度Ｖが衝突判定速度閾値Ｖ２’を下回れば、扉６が障害物に衝突したと判定して衝突後動作を行う（ステップ９）。
【００３０】而して、扉６が障害物に衝突した場合には扉６の移動速度Ｖが急激に低下することから、扉６の移動速度Ｖが目標速度の加速時、減速時並びに等速時にそれぞれ対応した所定の閾値を越えたか否かで扉６の衝突の有無を判定することができる。そのために加速時計による加速度の測定や速度測定器を用いた加速度の算出が不要となり、加速時計や速度測定器等の追加装置を用いずに衝突判定を短時間で行うことができ、しかも、衝突による扉６の跳ね返りがなくても衝突判定を行うことができる。また、衝突判定用到達速度閾値Ｖ１，Ｖ２と、衝突判定用到達速度閾値Ｖ１，Ｖ２よりも低い値の衝突判定速度閾値Ｖ１’，Ｖ２’とを予め設定し、扉６の移動速度Ｖが衝突判定用到達速度閾値Ｖ１，Ｖ２に到達した後に衝突判定速度閾値Ｖ１’，Ｖ２’を下回れば、扉６が障害物に衝突したと判定するようにしているから、障害物に衝突した扉６が停止する前にも衝突判定を行うことができ、衝突時に反転動作等の安全処置を直ちに行うことができて安全性の向上が図れるという利点がある。
【００３１】さらに本実施形態では、目標速度の加速時及び等速移動時において、互いに異なる複数の衝突判定用到達速度閾値Ｖ１，Ｖ２及び衝突判定速度閾値Ｖ１’，Ｖ２’をそれぞれ設定し、扉６の移動速度Ｖが何れかの衝突判定用到達速度閾値Ｖ１，Ｖ２に到達した後に衝突判定用到達速度閾値Ｖ１，Ｖ２に対応した衝突判定速度閾値Ｖ１’，Ｖ２’を下回れば、扉６が障害物に衝突したと判定しているので、移動中の到達速度に応じて衝突判定速度閾値Ｖ１’，Ｖ２’を切り替えることにより、加速中にも移動速度Ｖの比較のみによる衝突判定を行うことができるとともに、各段階で適切な衝突判定速度閾値Ｖ１’，Ｖ２’を設定して衝突により扉６が停止したり跳ね返りが起こる前に衝突判定を行うことができ、安全性の向上が図れるという利点がある。しかも、加速中に到達した移動速度Ｖによって衝突判定速度閾値Ｖ１’，Ｖ２’を変更することにより、加速中の低速状態を衝突と誤判定することを防ぐことができるという利点がある。なお、本実施形態では加速中と等速移動中の２段階のみに状態を分割したが、目標速度をさらに多くの段階に設定し、それに対応して衝突判定速度閾値も細かく分けて設定することで、より早く誤動作のない衝突判定を行うことができる。
【００３２】また、本実施形態では扉６を停止状態から始動した直後において、始動時点から所定の判定時間ｔ１が経過するまでの間に扉６の移動速度Ｖが所定の始動判定速度閾値Ｖ１を越えなければ、障害物によって扉６の移動が妨げられている、すなわち扉６が障害物に衝突した判定し、扉６を停止状態から始動した直後においても衝突判定が行えるようにしている。
【００３３】ところで、加速中における扉６の移動速度Ｖから移動速度Ｖよりも低い値の衝突判定速度閾値を順次算出し、扉６の移動速度Ｖが各移動速度Ｖに対応して算出された衝突判定速度閾値を下回れば扉６が障害物に衝突したと判定するようにしてもよい。このようにすれば、扉６の加速中の衝突判定を段階的に区切る場合に比較して衝突判定速度閾値がより細かく連続的に設定されることになり、衝突判定をより素早く行うことができるとともに、加速中の低速状態における誤判定をさらに減少することができるという利点がある。
【００３４】
【発明の効果】請求項１の発明は、位置センサにより鴨居に対する扉の位置を検出し、検出した位置の変化量から扉の移動距離を算出し、算出された移動距離及び移動に要した時間から扉の移動速度を計算し、扉の位置と移動速度に基づいて扉を移動させるリニアモータの出力を制御して扉の移動速度を目標速度に略一致させながら扉を開閉する自動扉の扉が障害物に衝突したか否かを判定する衝突判定方法において、扉の移動速度が、目標速度の加速時、減速時並びに等速時にそれぞれ対応した所定の閾値を越えたか否かで扉の衝突を判定するので、扉が障害物に衝突した場合には扉の移動速度が急激に低下することから、扉の移動速度が所定の閾値を越えたか否かで衝突の有無を判定することができ、そのために加速時計による加速度の測定や速度測定器を用いた加速度の算出が不要となり、加速時計や速度測定器等の追加装置を用いずに衝突判定を短時間で行うことができ、しかも、衝突による扉の跳ね返りがなくても衝突判定を行うことができるという効果がある。
【００３５】請求項２の発明は、請求項１の発明において、衝突判定用到達速度閾値と、衝突判定用到達速度閾値よりも低い値の衝突判定速度閾値とを予め設定し、扉の移動速度が衝突判定用到達速度閾値に到達した後に衝突判定速度閾値を下回れば扉が障害物に衝突したと判定するので、障害物に衝突した扉が停止する前にも衝突判定を行うことができ、衝突時に反転動作等の安全処置を直ちに行うことができて安全性の向上が図れるという効果がある。
【００３６】請求項３の発明は、請求項２の発明において、目標速度の加速時及び等速時において、互いに異なる複数の衝突判定用到達速度閾値及び衝突判定速度閾値をそれぞれ設定し、扉の移動速度が何れかの衝突判定用到達速度閾値に到達した後に当該衝突判定用到達速度閾値に対応した衝突判定速度閾値を下回れば扉が障害物に衝突したと判定するので、移動中の到達速度に応じて衝突判定速度閾値を切り替えることにより、加速中にも移動速度の比較のみによる衝突判定を行うことができるとともに、各段階で適切な衝突判定速度閾値を設定して衝突により扉が停止したり跳ね返りが起こる前に衝突判定を行うことができ、安全性の向上が図れるという効果がある。また、加速中に到達した移動速度によって衝突判定速度閾値を変更することにより、加速中の低速状態を衝突と誤判定することを防ぐことができるという効果がある。
【００３７】請求項４の発明は、請求項１の発明において、目標速度の加速時において、加速中における扉の移動速度から当該移動速度よりも低い値の衝突判定速度閾値を順次算出し、扉の移動速度が各移動速度に対応して算出された衝突判定速度閾値を下回れば扉が障害物に衝突したと判定するので、請求項３の発明と比較して衝突判定速度閾値がより細かく連続的に設定されることになり、衝突判定をより素早く行うことができるとともに、加速中の低速状態における誤判定をさらに減少することができるという効果がある。
【００３８】請求項５の発明は、請求項３又は４の発明において、扉を停止状態から始動した直後において、始動時点から所定の判定時間が経過するまでの間に扉の移動速度が所定の始動判定速度閾値を越えなければ、扉が障害物に衝突した判定するので、扉を停止状態から始動した直後においても衝突判定が行えるという効果がある。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５８３２
【氏名又は名称】松下電工株式会社
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| 【出願日】 |
平成１２年６月９日（２０００．６．９） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８７７６７
【弁理士】
【氏名又は名称】西川 惠清 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−３４９１４２（Ｐ２００１−３４９１４２Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年１２月２１日（２００１．１２．２１） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−１７３９５２（Ｐ２０００−１７３９５２） |
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