JP3978093B2

JP3978093B2 - Automatic door opener

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Publication number: JP3978093B2
Application number: JP2002212400A
Authority: JP
Inventors: 英昭惣浜; 浩巳刀根川; 誠治早川; 英樹坂尾
Original assignee: Chuo Hatsujo KK; Tokai Rika Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Chuo Hatsujo KK; Tokai Rika Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 2002-07-22
Filing date: 2002-07-22
Publication date: 2007-09-19
Anticipated expiration: 2022-07-22
Also published as: JP2004052403A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動でドアを開閉作動することができる自動ドア開閉装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ドアを自動で開閉する自動ドア開閉装置においては、ドアの開位置を検出する位置検出機能を有するものが公知である。この位置検出機能により、任意に設定した位置や角度でドアが開き、かつ停止できる。
【０００３】
前記位置検出機能を有するものとして、タイマを使用したものがある。この技術は、制御装置がドアを駆動する電動モータの作動開始とともにタイマをカウントさせ、所定時間カウントアップすると、ドアが所定位置に達したものとして、電動モータの作動を停止するものである。
【０００４】
又、所定位置にドアが位置したときに、ドア又はドアに連結したリンク機構等によりリミットスイッチを作動させ、同リミットスイッチからの信号に基づいてドアの作動を停止するようにした技術も提案されている。
【０００５】
又、前記位置検出機能を有するものとして、ドアを作動させる電動モータの出力軸の回転数をカウントするエンコーダを設け、このエンコーダの検出値に基づいて制御装置が電動モータを角度制御する技術も提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、タイマやリミットスイッチを利用した場合には、これらの装置は、温度や電圧の変動による電気特性の変動、及び取付条件の変動（例えば、リミットスイッチの取付不良）に左右され、制御できる精度には限界がある。
【０００７】
又、エンコーダを利用した場合には、エンコーダは高コストであり、装置全体として高コストになる問題がある。
本発明は上記の課題を解消するためになされたものであり、低コストであるとともに、ドアを作動する際に、電動モータの制御を精度良く行うことができる自動ドア開閉装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、ドアに連係されたトルク伝達機構を介して、出力トルクを該ドアに伝達して、該ドアを作動するブラシ付きＤＣモータを備えた自動ドア開閉装置において、交流系統電圧を所定の交流に変圧する変圧手段と、同変圧手段の交流を直流に変換する直流変換手段と、少なくとも開扉作動するように前記ドアに連係される前記ブラシ付きＤＣモータに対して、前記直流変換手段の電流を供給する駆動回路と、同駆動回路を制御する制御手段を備え、前記ブラシ付きＤＣモータの回転時に流れるモータ電流に重畳した交流の基本周波数のリップル分を除去するフィルタ手段と、前記フィルタ手段の出力を増幅する増幅手段と、前記増幅手段にて増幅された信号を２値化する２値化手段と、同２値化手段にて２値化されたパルス信号に基づいて、パルス数をカウントし、同カウントした値に基づいてドア角度を判定する判定手段を備え、前記ドアには、ドアクローザが付設されており、該ドアクローザの本体には、ドアの閉扉方向である回転方向に付勢され、回動自在に設けられた回動軸を備え、同回動軸の一端は前記モータに連結されており、他端は、前記トルク伝達機構に連結されており、前記制御手段は、前記判定手段が判定したドア角度が予め定めた目標ドア角度に達した際に、前記モータを停止することを要旨とするものである。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１において、前記直流変換手段は、前記変圧手段の交流を全波整流する全波整流手段と、同全波整流手段から出力した脈流を平滑化する容量手段とを含み、前記容量手段は、前記脈流の平滑化とともにリップル電圧を抑制することを要旨とする。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２において、前記フィルタ手段は、さらに、交流の基本周波数の倍数のリップル分を除去することを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項１〜請求項３のいずれか１項において、前記制御手段は、前記判定手段が判定したドア角度が前記目標ドア角度から所定の減速規定角度を引いた値以上の際に前記モータを減速することを要旨とするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をドアクローザ付きの自動ドア開閉装置に具体化した一実施形態を図１〜図１２を参照して説明する。
【００１４】
図１は自動開閉装置を装着したドアの上部側の要部正面図、図２は、同じく自動ドア開閉装置のアクチュエータであるモータ及び周辺部材の要部平面図、図３は同じく、自動ドア開閉装置の側面図である。なお、図２においては、上側を前、下側を後とし、図３においては、右側を前、左側を後とする。
【００１５】
ドア１０は、４角枠状のドア枠１１に対し図１において左側が回動自在に連結されるとともに、前方に開くように嵌め込まれている。ドア１０の上部の左側と、ドア枠１１の上材１２との間には、ドアクローザ１３が装着されている。ドアクローザ１３の下方には、自動ドア開閉装置１４が装着されている。
【００１６】
ドアクローザ１３は周知構成のものであり、本体１６は横長で偏平なケーシング１５を備えており、ドア１０の上部において、支点（ヒンジ）側寄り位置にてネジにより水平に締結されている。本体１６は、回動自在に設けられた回動軸１９を収納しており、回動軸１９の上下両端部はケーシング１５の略中央部において外部に突き出している。
【００１７】
回動軸１９はケーシング１５内に設けられたネジ及び油圧による公知の減衰手段に連結され、ドア１０が開閉する動作を減衰する。又、回動軸１９は開扉方向の作動に伴い公知のバネ（図示しない）を圧縮し、該バネのバネ荷重によりドア１０の閉扉方向である回動方向に付勢する付勢力（位置エネルギー）が蓄積されるようになっている。
【００１８】
回動軸１９の上端部には、扉側アーム２０の基端が締結されており、扉側アーム２０は回動軸１９と一体的に回動する。ドア枠１１の上材１２の下面にはブラケット２１が締結されており、ブラケット２１には固定側アーム２２の基端が水平面内で回動自在に連結されている。扉側アーム２０の先端と固定側アーム２２の先端とは、ピン２３により回動自在に連結されている。
【００１９】
扉側アーム２０、固定側アーム２２とにより、リンク機構が構成されるとともに、モータ３０の出力トルクを伝達するトルク伝達機構に相当する。
自動ドア開閉装置１４は、ブラケット板２５により本体１６の下方のドア１０に締結されている。自動ドア開閉装置１４の本体ケース１４ａ内には、減速機構３１を備えたモータ３０が収納されている。モータ３０は、公知のインナーローター型のブラシ付きＤＣモータで構成されている。減速機構３１は、モータ３０の出力トルクを連結手段３２に伝達する。
【００２０】
減速機構３１は、大きな減速比が得られる機構が好ましく、本実施形態では、モータ３０の出力軸に設けられたウォームとウォームギヤ（共に図示しない）とからなるウォーム機構にて構成されている。この大きな減速比を有するため、ウォームギヤから、ウォームに対する入力は不能になっている。
【００２１】
又、ウォーム機構は連結手段３２を介して回動軸１９に連結されている。連結手段３２はウォーム機構のウォームギヤの回転に伴って回転する回転軸３３と同回転軸３３と同軸上に位置する回動軸１９との両者を連結している（図４参照）。
【００２２】
連結手段３２は、前記回転軸３３に一体に固定された駆動連結具３４及び回動軸１９に一体となるように嵌合された被動連結具３５とを備え、駆動連結具３４と被動連結具３５とが互いに嵌合されている。
【００２３】
被動連結具３５は、回動軸１９の下端を一体に嵌合する四角穴４３、円筒穴４４等を備えている。駆動連結具３４は、円筒穴４４に嵌り込む中軸部４５、径大径部４６等を備えている。駆動連結具３４は、回転軸３３に対して嵌合された際に、両者に設けられたキー溝４７、キー穴４８に差し込まれた図示しないキーにより回転軸３３と一体に回動可能に連結されている。
【００２４】
なお、連結手段３２の構成は、特開２０００−９６９１５号公報において、段落００１６〜００２１に説明されていて公知であり、連結手段３２の構成の説明は本発明の趣旨ではないため、構成の詳細な説明は省略する。
【００２５】
ここでは、連結手段３２の作用について説明する。
図５（イ）〜（ニ）は自動ドア開閉装置１４によるドア１０の開閉動作の説明図である。図５（イ）は、ドア１０が閉扉状態を示し白抜き円弧状の矢印は、手動によりドア１０を開閉できる範囲を示す。
【００２６】
このドア１０の閉扉状態でモータ側の駆動連結具３４の１／４軸部３６は、右端が３／４円筒穴３７の左端面３８に当接しており、ストッパ３９の左端がドア閉位置係止ピン４０に係止されている。
【００２７】
モータ３０が開扉方向に回転して回転軸３３とともに駆動連結具３４を、ドア閉の位置から左回転させ、図５（ロ）に示す略９０度回転した位置まで回動させる。
【００２８】
これにより、駆動連結具３４の１／４軸部３６は、３／４円筒穴３７の左端面３８を押して被動連結具３５を左回転させる。回動軸１９の下端部が被動連結具３５に駆動されて回動し、扉側アーム２０が回動軸１９と一体に回動するため、固定側アーム２２も連動して回動しドア１０は９０度開く。
【００２９】
この状態ではドア１０は更に９０度手動で回動させることができるが、手動で回動させたときは、モータ３０により回動される駆動連結具３４も追従して回動する。また、この９０度（本実施形態では、半開位置）ないし１８０度（本実施形態では全開位置）の範囲では、手動で開いているドア１０を閉じようとしても、或いは、ドアクローザ１３の作用によっても、大きな減速比のウォーム機構にて構成されている減速機構３１のために、ドア１０は半開位置に保持される。
【００３０】
なお、１８０度の回動位置でストッパ３９の右端が超過開度規制ピン４１に係止するため、これ以上のドア１０の回動は阻止される。
なお、ドア閉位置係止ピン４０，超過開度規制ピン４１は、自動ドア開閉装置１４の本体ケース１４ａに設けた図示しない固定部材から突設されている。
【００３１】
図５（ハ）及び（ニ）は、ドア１０を閉じる動作を示す。９０度（半開位置）または１８０度（全開位置）以下に開いたドア１０を閉じる際には、制御信号により、モータ３０を逆転する。そして、同時にモータ３０は駆動連結具３４を図５（イ）の位置まで復帰させる。
【００３２】
ドアクローザ１３（または手動）による閉扉速度がモータ３０による閉扉速度より小さいときは、駆動連結具３４の１／４軸部３６と、３／４円筒穴３７の左端面３８との間に隙間Ｌが形成され、ドア１０はドアクローザ１３で設定された速度で閉扉される。
【００３３】
逆にドアクローザ１３（または手動）による閉扉速度がモータ３０による閉扉速度より大きいときは、隙間Ｌは形成されずドア１０はドアクローザ１３内で圧縮されたバネの復帰力によりモータ３０を加速しながら閉扉する。閉扉速度は、ドアクローザ１３内のダンパーで減衰された閉扉速度よりさらにゆっくりした閉扉速度でドア１０が閉じる。いずれの場合も閉扉速度が低速度に維持され安全が保たれるようにされている。
【００３４】
次に、自動ドア開閉装置１４及びドア角度検出装置９の電気的構成を図６を参照して説明する。
交流電源である商用電源Ｅに接続されたトランスＴＬの二次巻線に全波整流器Ｄが接続されている。トランスＴＬにより、商用電源Ｅの電圧（１００Ｖ）を所定電圧（本実施形態では１２Ｖ）に降圧する。全波整流器Ｄはブリッジ・ダイオードにて構成されており、交流を全波整流する。全波整流器Ｄの出力端子に対して平滑回路が接続されている。平滑回路は全波整流器Ｄから出力された脈流を平滑化する。本実施形態では、平滑回路は容量手段としての平滑コンデンサＣにて構成されている。又、平滑コンデンサＣの静電容量は、リップル電圧が除去できる大きな容量を備えている。例えば１万μＦを超えるものが望ましい。
【００３５】
トランスＴＬは変圧手段に相当し、全波整流器Ｄ及び平滑コンデンサＣは直流変換手段に相当する。又、全波整流器Ｄは全波整流手段に相当する。
平滑回路の後段には、正逆回転切替回路５０及びモータドライバ回路５１が接続されている。正逆回転切替回路５０はＣＰＵ５２からの制御信号により、モータ３０を正逆回転の切替えをする。モータドライバ回路５１はＣＰＵ５２からの制御信号に基づいてモータ３０を駆動する。
【００３６】
正逆回転切替回路５０及びモータドライバ回路５１にて駆動部７０が構成されている。駆動部７０は駆動回路を構成している。
正逆回転切替回路５０において、接続点Ｐ１はシャント抵抗Ｒを介して接地されている。
【００３７】
ここで、ブラシ付きＤＣモータについて簡単に説明すると、同モータは図示しない出力軸に取り付けられ且つ複数の電磁石（コイル）を有するロータと、ロータの電磁石（コイル）に対向して固定配置されたマグネットを有するステータと、外部からロータのコイルに対して給電するための給電機構とを備えている。前記給電機構は、前記ロータに取り付けられた複数の電極を有するコンミテータと、先端のブラシ部がこのコンミテータの各電極に対して弾性的に接触するようにステータ側に固定配置されたブラシとから構成されている。前記コンミテータは、ロータが回転すると、各電極とブラシ部の接触、非接触により前記電磁石の極性を切替えるようにされている。
【００３８】
そして、本実施形態では、コンミテータの作用による電磁石の極性の切替え時に、ブラシを通過する微妙な電流の変化をドア角度検出装置９により検出するようにしている。なお、この電流の変化の度合いは、ブラシがコンミテータの各電極に接触、非接触の度に生ずることから、モータ３０の回転数に比例する。
【００３９】
以下、この電流の変化をスイッチノイズという。
なお、前記微妙な電流の変化を検出するために障害になるものとして、全波整流の脈流を平滑化する際に生じやすいリップル電圧がある。本実施形態では前記平滑コンデンサＣの静電容量を大きくして、電源のリップル電圧を除去している。
【００４０】
フィルタ５３はシャント抵抗Ｒのプラス端子（接続点Ｐ１）に接続され、シャント抵抗Ｒの両端子間電圧を入力する。フィルタ５３は、商用電源Ｅの交流の基本周波数のリップル分を除去する。フィルタ５３は、２段構成のフィルタ回路からなり、１段目のフィルタ回路で前記商用電源Ｅの交流の基本周波数のリップル分を除去するとともに、２段目のフィルタ回路で交流の基本周波数の倍数のリップル分を除去するように構成されている。商用電源Ｅの交流の基本周波数は、例えば、日本国内であれば、５０Ｈｚ、又は６０Ｈｚである。
【００４１】
フィルタ５３により、商用電源Ｅの電圧の基本周波数及びその倍数であるリップル分が除去されることにより、シャント抵抗Ｒの端子間電圧信号には、前記スイッチノイズを含む信号が残る。フィルタ５３はフィルタ手段に相当する。
【００４２】
増幅回路５４は、フィルタ５３の出力を増幅し、増幅した信号をコンパレータ５５に入力する。コンパレータ５５（Ａ／Ｄ変換器）は基準電圧ＶＳ（閾値）と比較して、入力した信号を２値化したパルス信号として、ＣＰＵ５２に入力する。増幅回路５４は増幅手段に相当し、コンパレータ５５は２値化手段に相当する。
【００４３】
図７の（ａ）〜（ｃ）で、Ｐ１〜Ｐ４での信号の出力波形を示している。
Ｐ２はフィルタ５３と増幅回路５４との接続点、Ｐ３は増幅回路５４とコンパレータ５５との接続点、Ｐ４はコンパレータ５５とＣＰＵ５２との接続点である。なお、図７（ｂ），（ｃ）の横軸のスケールは、図７（ａ）の横軸のスケールの１０倍程度としている。Ｐ２，Ｐ３ではスイッチノイズが周期的に発生していることが示されている。
【００４４】
過電流検出回路５６は、接続点Ｐ１に接続されており、シャント抵抗Ｒの両端子間電圧を入力する。過電流検出回路５６はその入力した両端子間電圧が所定閾値以上の場合、ＣＰＵ５２に過電流検出信号を入力する。なお、所定閾値は、ＣＰＵ５２からの制御信号により、変更可能である。
【００４５】
中央演算処理装置であるＣＰＵ５２は、ＲＯＭ５７、ＲＡＭ５８を備えている。ＲＯＭ５７には、各種制御プログラムが格納され、ＲＡＭ５８は作業用メモリとされている。又、ＣＰＵ５２には、閉回転タイマ５９、開回転タイマ６０、インターロックタイマ６２を備えている。これらのタイマは、ＣＰＵ５２によりカウントを開始し、カウントアップした後に、ＣＰＵ５２により、リセットされる。
【００４６】
ＣＰＵ５２は、制御手段、判定手段に相当する。
入力装置６１は、ＣＰＵ５２に対して、モータ３０を制御するための作動指令信号としての入力信号を入力する。本実施形態では、入力信号は、ドア１０を全開位置に位置させるための全開信号と半開位置に位置させるための半開信号、並びに、半開又は全開の開扉状態のドア１０を戻すための閉信号がある。
【００４７】
又、ＣＰＵ５２は、コンパレータ５５から入力したパルス信号に基づいてそのパルス数をカウントする。そして、ＣＰＵ５２はそのカウントした値に基づいて、ドア１０が開いた角度（ドア角度）を判定する。
【００４８】
トランスＴＬ、全波整流器Ｄ、駆動部７０、平滑コンデンサＣ、フィルタ５３、増幅回路５４、コンパレータ５５、ＣＰＵ５２とにより、ドア角度検出装置９が構成されている。
【００４９】
（作用）
次に上記のように構成された自動ドア開閉装置１４において、ＣＰＵ５２が実行するドア開閉制御プログラムを説明する。図８〜図１２はドア開閉制御プログラムのフロートチャートである。
【００５０】
（Ｓ１）
電源がオンされると、図８（ａ）に示すようにＣＰＵ５２はＳ１で初期設定を行う。
【００５１】
（Ｓ２〜Ｓ６）
次に、図８（ｂ）に示すようにＳ２で、モータ３０を閉扉方向に駆動するための制御信号を駆動部７０（正逆回転切替回路５０、モータドライバ回路５１）に出力する。同時に、閉回転タイマ５９のカウントを開始する。次のＳ３で、過電流検出回路５６から過電流検出信号の入力があったか否かを判定する。
【００５２】
ドア１０が既に閉扉状態であるとき、又は、開扉状態であるドア１０がモータ３０にて駆動されて、閉扉状態になると、モータ３０はそれ以上回転できないため、モータ電流が増加し、過電流検出回路５６にて過電流検出が行われることになる。
【００５３】
過電流検出信号を入力すると、Ｓ４で、ＣＰＵ５２は閉回転タイマ５９をリセットするとともに、モータドライバ回路５１に制御信号を入力し、モータ３０を停止し、Ｓ７に移行する。
【００５４】
又、Ｓ３で過電流検出信号の入力がない場合には、Ｓ５で閉回転タイマ５９が第１所定値（閉回転設定値）にカウントアップしたか否かを判定する。閉回転設定値は、正常時のモータ３０が作動したときに、ドア１０が開扉状態（例えば全開位置に位置する状態）から閉扉状態になるまでに要する時間に若干の余裕時間を加えた時間値である。従って、Ｓ２にで閉回転タイマ５９がカウントを開始してからのカウント値が、閉回転設定値に達しない場合には、Ｓ５の判定を「ＮＯ」として、Ｓ３に戻る。
【００５５】
Ｓ５において、閉回転タイマ５９のカウント値が閉回転設定値を越えていた場合には、なんらかの異常状態があったものとし、「ＹＥＳ」と判定し、Ｓ６でモータ３０のモータドライバ回路５１に停止の制御信号を出力して、モータ３０を停止させる。
【００５６】
このようにして、Ｓ２〜Ｓ４のステップを経ることによりドア１０は閉扉状態になる。
（Ｓ７〜Ｓ９）
次に図１０に示すようにＳ７では、動作待機する。すなわち、入力装置６１からの入力信号の入力を待つ。Ｓ８で入力装置６１からの入力信号を入力すると、Ｓ９でその入力信号が、全開信号か、半開信号か、閉信号かを判定する。
【００５７】
閉信号であれば、Ｓ２に戻り、全開信号であればＳ２０に移行し、半開信号であればＳ１０に移行する。
（Ｓ１０〜Ｓ１８）：半開処理
Ｓ１０では、モータ３０を開扉方向に駆動するための制御信号を駆動部７０（正逆回転切替回路５０、モータドライバ回路５１）に出力する。同時に、開回転タイマ６０のカウントを開始する。又、同時に、ＣＰＵ５２は回転数カウントを開始する。すなわち、コンパレータ５５から入力したパルス信号に基づいてそのパルス数（モータ３０の回転数）をカウントを開始する。なお、カウントしたパルス数は、ＲＡＭ５８等の記憶領域に格納する。
【００５８】
又、Ｓ１０では、パルス数をカウントする際に、設定開度パルス数Ａを設定する。ここでの設定開度パルス数Ａは、Ｓ９で入力した入力信号が半開信号であるため、半開パルス数Ｈである。
【００５９】
半開パルス数Ｈは、目標ドア角度に相当する。
半開パルス数Ｈは、ドア１０が閉扉状態から半開位置に位置する状態に移行するまでに、モータ３０が出力するパルス数に等しくしている。
【００６０】
続いて、Ｓ１１で、入力信号が入力装置６１からあったか否かを判定し、なかった場合には、Ｓ１２に移行し、あった場合には、Ｓ１７に移行する。Ｓ１７では入力信号がどの信号か否かを判定する。Ｓ１７で入力信号が閉信号の場合には、ＣＰＵ５２は回転数カウント及び開回転タイマ６０をリセットして、Ｓ２に移行する（図８（ｂ）参照）。入力信号が半開信号又は全開信号のときは、Ｓ１１に戻る。
【００６１】
次のＳ１２で、過電流検出回路５６から過電流検出信号の入力があったか否かを判定する。ここでは、ドア１０が開扉作動している際に、障害物に当たりモータ３０が回転できなくなった場合を想定し、このような状態になっていないか否かを判定している。
【００６２】
Ｓ１２で過電流検出信号を入力している判定すると、ＣＰＵ５２は回転数カウント及び開回転タイマ６０をリセットして、図９（ａ）に示すＳ３０に移行する。
【００６３】
又、Ｓ１２で過電流検出信号の入力がないと判定すると、Ｓ１３で、ＣＰＵ５２がカウントしたパルス数（カウントパルス数Ｂ）を読み込み、Ａ−Ｇ≧Ｂ、又は、Ａ−Ｇ≦０か否かを判定する。なお、Ｇは減速規定パルス数であり、予め設定されている。
【００６４】
Ｓ１３で、設定開度パルス数Ａから減速規定パルス数Ｇを引いた値（差）が、カウントパルス数Ｂ以上でない場合（判定が「ＮＯ」）には、モータ３０を減速する必要がないと判定し、Ｓ１８に移行する。又は、設定開度パルス数Ａから減速規定パルス数Ｇを引いた値（差）が、０以下でない場合（判定が「ＮＯ」）には、モータ３０を減速する必要がないと判定し、Ｓ１８に移行する。
【００６５】
Ｓ１８では、開回転タイマ６０がカウントアップしたか否かを判定する。
すなわち、Ｓ１８で開回転タイマ６０が第２所定値（開回転設定値）にカウントアップしたか否かを判定する。開回転設定値は、正常時のモータ３０が作動したときに、ドア１０が閉扉状態から全開になるまでに要する時間に若干の余裕時間を加えた時間値である。従って、Ｓ１０において開回転タイマ６０がカウントを開始してからのカウント値が、開回転設定値に達しない場合には、Ｓ１８の判定を「ＮＯ」として、Ｓ１１に戻る。
【００６６】
Ｓ１８において、開回転タイマ６０のカウント値が開回転設定値を越えていた場合には、正常時のドア１０の開扉に要する最大の時間（閉扉状態から全開するまでの時間）よりも時間が掛かり過ぎており、なんらかの異常状態があったものと判定する。この場合は、ＣＰＵ５２は回転数カウントをリセットし、Ｓ４０に移行する（図９（ｂ）参照）。
【００６７】
Ｓ１３で、設定開度パルス数Ａから減速規定パルス数Ｇを引いた値（差）が、カウントパルス数Ｂ以上の場合（判定が「ＹＥＳ」）には、モータ３０を減速する必要があると判定する。又、設定開度パルス数Ａから減速規定パルス数Ｇを引いた値（差）が、０以下の場合（判定が「ＹＥＳ」）には、モータ３０を減速する必要があると判定する。このように判定が「ＹＥＳ」とした場合には、ＣＰＵ５２は回転数カウント及び開回転タイマ６０をリセットし、Ｓ１４に移行する。
【００６８】
Ｓ１４では、駆動部停止処理を行う。
図１２（ａ）は、駆動部停止処理のルーチンである。
Ｓ５０で、モータドライバ回路５１に制御信号を出力し、モータ駆動電圧を低下させて、モータ３０の回転速度を減速する。すなわち、Ｓ１０において、開扉方向に駆動するための制御信号を駆動部７０のモータドライバ回路５１に出力したときよりも、モータ３０の回転速度を低下させる。Ｓ５１では、カウントパルス数Ｂが設定開度パルス数Ａに達したか否かを判定する。
【００６９】
カウントパルス数Ｂが設定開度パルス数Ａに達していない場合には、Ｓ５０に戻り、カウントパルス数Ｂが設定開度パルス数Ａに達している場合には、Ｓ５２に移行する。
【００７０】
Ｓ５２では、ＣＰＵ５２は、モータドライバ回路５１に対する制御信号の出力を停止し、次のＳ１５に移行する。
Ｓ５２では、モータ３０が停止し、ドア１０は、半開となる。この状態では、手動で開いているドア１０を閉じようとしても、或いは、ドアクローザ１３の作用によっても、大きな減速比のウォーム機構にて減速機構３１が構成されているために、ドア１０は半開位置に定められた過負荷が加わるまで保持される。
【００７１】
Ｓ１５では、入力装置６１からの入力信号の入力を待つ。Ｓ１５で入力信号があると、Ｓ１６でその入力信号が、全開信号か、半開信号か、閉信号かを判定する。
【００７２】
半開信号であれば、既にドア１０は、半開であるため、Ｓ１５に戻り、全開信号であればＳ２０に移行し、閉信号であればＳ２に移行する。
（Ｓ２０〜Ｓ２８）：全開処理
図１１に示すＳ２０では、モータ３０を開扉方向に駆動するための制御信号を駆動部７０（正逆回転切替回路５０、モータドライバ回路５１）に出力する。同時に、開回転タイマ６０のカウントを開始する。又、同時に、ＣＰＵ５２は回転数カウントを開始する。すなわち、コンパレータ５５から入力したパルス信号に基づいてそのパルス数（モータ３０の回転数）をカウントを開始する。なお、カウントしたパルス数は、ＲＡＭ５８等の記憶領域に格納する。
【００７３】
又、パルス数をカウントする際に、設定開度パルス数Ａを設定する。
ここでの設定開度パルス数Ａは、Ｓ９又はＳ１６で入力した入力信号（この場合、全開信号）に基づいて設定する。
【００７４】
すなわち、Ｓ９から直接移行した場合には、設定開度パルス数Ａとして全開パルス数Ｆ（＞Ｈ）を設定する。Ｓ１６から移行した場合には、すなわち、半開位置にドア１０が位置していた状態で、全開信号を入力しているため、設定開度パルス数Ａとしてパルス数（Ｆ−Ｈ）を設定する。
【００７５】
全開パルス数Ｆは目標ドア角度に相当する。又、パルス数（Ｆ−Ｈ）は目標ドア角度に相当する。
なお、全開パルス数Ｆは、ドア１０が閉扉状態から全開に移行するまでに、モータ３０が出力するパルス数に等しくしている。
【００７６】
続いて、Ｓ２１で、入力信号が入力装置６１からあったか否かを判定し、なかった場合には、Ｓ２２に移行し、あった場合には、Ｓ２７に移行する。Ｓ２７では入力信号がどの信号か否かを判定する。Ｓ２７で入力信号が閉信号の場合には、回転数カウント及び開回転タイマ６０をリセットし、Ｓ２に移行する（図９（ａ）参照）。入力信号が半開信号又は全開信号のときは、Ｓ２１に戻る。
【００７７】
次のＳ２２で、過電流検出回路５６から過電流検出信号の入力があったか否かを判定する。ここでは、ドア１０が開扉作動している際に、障害物に当たりモータ３０が回転できなくなった場合を想定し、このような状態になっていないか否かを判定している。
【００７８】
Ｓ２２で過電流検出信号を入力している判定すると、回転数カウント及び開回転タイマ６０をリセットし、図９（ａ）に示すＳ３０に移行する。
又、Ｓ２２で過電流検出信号の入力がないと判定すると、Ｓ２３で、ＣＰＵ５２がカウントしたパルス数（カウントパルス数Ｂ）を読み込み、Ａ−Ｇ≧Ｂ、又は、Ａ−Ｇ≦０か否かを判定する。
【００７９】
Ｓ２３で、設定開度パルス数Ａから減速規定パルス数Ｇを引いた値（差）が、カウントパルス数Ｂ以上でない場合（判定が「ＮＯ」）には、モータ３０を減速する必要がないと判定し、Ｓ２８に移行する。又は、設定開度パルス数Ａから減速規定パルス数Ｇを引いた値（差）が、０以下でない場合（判定が「ＮＯ」）には、モータ３０を減速する必要がないと判定し、Ｓ２８に移行する。
【００８０】
Ｓ２８では、開回転タイマ６０がカウントアップしたか否かを判定する。
すなわち、Ｓ２８で開回転タイマ６０が第２所定値（開回転設定値）にカウントアップしたか否かを判定する。開回転設定値は、正常時のモータ３０が作動したときに、ドア１０が閉扉状態から全開になるまでに要する時間に若干の余裕時間を加えた時間値である。従って、Ｓ２０において開回転タイマ６０がカウントを開始してからのカウント値が、開回転設定値に達しない場合には、Ｓ２８の判定を「ＮＯ」として、Ｓ２１に戻る。
【００８１】
Ｓ２８において、開回転タイマ６０のカウント値が開回転設定値を越えていた場合には、正常時のドア１０の開扉に要する最大の時間（閉扉状態から全開するまでの時間）よりも時間が掛かり過ぎており、なんらかの異常状態があったものと判定する。この場合は、ＣＰＵ５２は回転数カウントをリセットし、Ｓ４０に移行する（図９（ｂ）参照）。
【００８２】
Ｓ２３で、設定開度パルス数Ａから減速規定パルス数Ｇを引いた値（差）が、カウントパルス数Ｂ以上の場合（判定が「ＹＥＳ」）には、モータ３０を減速する必要があると判定する。又、設定開度パルス数Ａから減速規定パルス数Ｇを引いた値（差）が、０以下の場合（判定が「ＹＥＳ」）には、モータ３０を減速する必要があると判定する。このように判定が「ＹＥＳ」とした場合には、ＣＰＵ５２は回転数カウント及び開回転タイマ６０をリセットし、Ｓ２４に移行する。
【００８３】
Ｓ２４では、駆動部停止処理を行う。
図１２（ｂ）は、駆動部停止処理のルーチンである。
Ｓ６０で、モータドライバ回路５１に制御信号を出力し、モータ駆動電圧を低下させて、モータ３０の回転速度を減速する。例えば、減速前は、１２Ｖで駆動していたのを１０Ｖにモータ駆動電圧を低下させて減速する。すなわち、Ｓ１０において、開扉方向に駆動するための制御信号を駆動部７０のモータドライバ回路５１に出力したときよりも、モータ３０の回転速度を低下させる。続くＳ６１で、カウントパルス数Ｂが設定開度パルス数Ａに達したか否かを判定する。
【００８４】
カウントパルス数Ｂが設定開度パルス数Ａに達していない場合には、Ｓ６０に戻り、カウントパルス数Ｂが設定開度パルス数Ａに達している場合には、Ｓ６２に移行する。
【００８５】
Ｓ６２では、ＣＰＵ５２は、モータドライバ回路５１に対する制御信号の出力を停止し、次のＳ２５に移行する。
Ｓ６２では、モータ３０が停止し、ドア１０は、全開となる。この状態では、手動で開いているドア１０を閉じようとしても、或いは、ドアクローザ１３の作用によっても、大きな減速比のウォーム機構にて減速機構３１が構成されているために、ドア１０は全開位置に定められた過負荷が加わるまで保持される。
【００８６】
Ｓ２５では、入力装置６１からの入力信号の入力を待つ。Ｓ２５で入力信号があると、Ｓ２６でその入力信号が、全開信号か、半開信号か、閉信号かを判定する。
【００８７】
半開信号又は全開信号であれば、既にドア１０は、全開であるため、Ｓ２５に戻り、閉信号であればＳ２に移行する。
このようにして、Ｓ９からＳ２０に移行した場合には、ドア１０は閉扉状態から全開する。又、Ｓ１６からＳ２０に移行した場合には、ドア１０は半開の状態から全開する。
【００８８】
（Ｓ３０〜Ｓ３５）
次にＳ３０〜Ｓ３５のステップを図９（ａ）を参照して説明する。
これらの処理は、駆動部７０にて、モータ３０が開扉方向に回転駆動している際に、Ｓ１２又はＳ２２において、過電流検出がされた際に行う。
【００８９】
Ｓ３０では、ドア１０を閉扉状態に戻すため、モータ３０を閉扉方向に駆動するための制御信号を駆動部７０（正逆回転切替回路５０、モータドライバ回路５１）に出力する。同時に、閉回転タイマ５９のカウントを開始する。次のＳ３１で、過電流検出回路５６から過電流検出信号の入力があったか否かを判定する。開扉状態であるドア１０がモータ３０にて駆動されて、正常に閉扉状態になると、モータ３０はそれ以上回転できないため、モータ電流が増加し、過電流検出回路５６にて過電流検出が行われることになる。
【００９０】
過電流検出信号を入力すると、Ｓ３２で、ＣＰＵ５２は閉回転タイマ５９をリセットするとともに、駆動部７０のモータドライバ回路５１に停止の制御信号を出力して、モータ３０を停止させる。又、インターロックタイマ６２のカウントを開始し、Ｓ３３に移行する。
【００９１】
又、Ｓ３１で過電流検出信号の入力がない場合には、Ｓ３４で閉回転タイマ５９が第１所定値（閉回転設定値）にカウントアップしたか否かを判定する。閉回転設定値は、正常時のモータ３０が作動したときに、ドア１０が開扉状態（例えば全開位置に位置する状態）から閉扉状態になるまでに要する時間に若干の余裕時間を加えた時間値である。従って、Ｓ３０にて閉回転タイマ５９がカウントを開始してからのカウント値が、閉回転設定値に達しない場合には、Ｓ３４の判定を「ＮＯ」として、Ｓ３１に戻る。
【００９２】
Ｓ３４において、閉回転タイマ５９のカウント値が閉回転設定値を越えていた場合、なんらかの異常状態があったものと判定し、Ｓ３５でモータ３０のモータドライバ回路５１に停止の制御信号を出力して、モータ３０を停止させる。
【００９３】
一方、Ｓ３３に移行した場合、インターロックタイマ６２がカウントアップするまで、Ｓ７に移行するのを遅らせて、インターロックタイマ６２がカウントアップすると、Ｓ７に移行する。
【００９４】
このようにして、Ｓ３０〜Ｓ３２のステップを経ることによりドア１０は閉扉状態になる。
（Ｓ４０〜Ｓ４３）
次にＳ４０〜Ｓ４３のステップを図９（ｂ）を参照して説明する。
【００９５】
これらの処理は、駆動部７０にて、モータ３０が開扉方向に回転駆動している際に、Ｓ１８又はＳ２８において、開回転タイマ６０が第２所定値（開回転設定値）にカウントアップした際に行う。
【００９６】
Ｓ４０では、ドア１０を閉扉状態に戻すため、モータ３０を閉扉方向に駆動するための制御信号を駆動部７０（正逆回転切替回路５０、モータドライバ回路５１）に出力する。同時に、閉回転タイマ５９のカウントを開始する。次のＳ４１で、過電流検出回路５６から過電流検出信号の入力があったか否かを判定する。開扉状態であるドア１０がモータ３０にて駆動されて、正常に閉扉状態になると、モータ３０はそれ以上回転できないため、モータ電流が増加し、過電流検出回路５６にて過電流検出が行われることになる。
【００９７】
過電流検出信号を入力すると、Ｓ４２で、モータ３０のモータドライバ回路５１に停止の制御信号を出力して、モータ３０を停止させる。
又、Ｓ４１で、過電流検出信号の入力がない場合には、Ｓ４３で閉回転タイマ５９が第１所定値（閉回転設定値）にカウントアップしたか否かを判定する。閉回転設定値は、正常時のモータ３０が作動したときに、ドア１０が開扉状態（例えば全開位置に位置する状態）から閉扉状態になるまでに要する時間に若干の余裕時間を加えた時間値である。従って、Ｓ４０にて閉回転タイマ５９がカウントを開始してからのカウント値が、閉回転設定値に達しない場合には、Ｓ４３の判定を「ＮＯ」として、Ｓ４１に戻る。
【００９８】
Ｓ４３において、閉回転タイマ５９のカウント値が閉回転設定値を越えていた場合には、なんらかの異常状態があったものと判定し、Ｓ４２で閉回転タイマ５９をリセットするとともに、モータ３０のモータドライバ回路５１に停止の制御信号を出力して、モータ３０を停止させる。
【００９９】
このようにして、Ｓ４０〜Ｓ４３のステップを経ることによりドア１０は異常停止する。
本実施形態によると、次のような作用効果を奏する。
【０１００】
（１）本実施形態のドア角度検出装置９は、商用電源Ｅの電圧（交流系統電圧）を所定の交流電圧に変圧するトランスＴＬ（変圧手段）と、トランスＴＬの出力を直流に変換する全波整流器Ｄ及び平滑コンデンサＣ（直流変換手段）を備えている。そして、ドア角度検出装置９は開扉作動するようにドア１０に連係されるモータ３０（ブラシ付きＤＣモータ）に対して、全波整流器Ｄの電流を供給する駆動部７０（駆動回路）と、駆動部７０を制御するＣＰＵ５２（制御手段）を備えている。
【０１０１】
さらに、ドア角度検出装置９は、モータ３０のモータ電流に重畳した交流の基本周波数のリップル分を除去するフィルタ５３（フィルタ手段）と、フィルタ５３の出力を増幅する増幅回路５４（増幅手段）を備えている。さらに、増幅回路５４にて増幅された信号を２値化してパルス信号とするコンパレータ５５（２値化手段）とを備えている。
【０１０２】
又、ドア角度検出装置９はコンパレータ５５にて２値化されたパルス信号のパルス数をカウントし、そのカウントした値に基づいて、ドア角度を判定するＣＰＵ５２（判定手段）を備えている。
【０１０３】
この結果、タイマ、リミットスイッチ、エンコーダを利用せず、簡単な構成にて、低コストにて、ドア１０の開いたドア角度（開度）を高精度に検出することができる。特に、フィルタ５３、増幅回路５４、コンパレータ５５は他の回路とともに回路基板に搭載できることから、従来のエンコーダ等のドア角度検出手段を別途設ける場合に比して、コンパクト化が容易にできる。
【０１０４】
すなわち、エンコーダでは、エンコーダを構成する部品を新たに必要とするが、本実施形態では、基板に搭載するだけでよいため、専用スペースを小さくできる。
【０１０５】
さらに、タイマやリミットスイッチに比して、取付条件や、電気的条件に左右されず、高精度で角度制御ができ、又、経時変化も少ない効果がある。
（２）本実施形態では、直流変換手段として、トランスＴＬの交流を全波整流する全波整流器Ｄ（全波整流手段）と、全波整流器Ｄから出力した脈流を平滑化する平滑コンデンサＣ（容量手段）とにて構成した。そして、平滑コンデンサＣは、脈流の平滑化とともにリップル電圧を抑制するようにした。
【０１０６】
この結果、リップル電圧が抑制されているため、モータ３０のコンミテータの作用による電磁石の極性の切替え時に、ブラシを通過する微妙な電流の変化（スイッチノイズ）の検出を良好に行うことができる。
【０１０７】
（３）本実施形態では、フィルタ５３（フィルタ手段）は、交流の基本周波数の倍数であるリップル分を除去するようにした。
この結果、交流の基本周波数の倍数であるリップル分が除去されているため、モータ３０のコンミテータの作用による電磁石の極性の切替え時に、ブラシを通過する微妙な電流の変化の検出を良好に行うことができる。
【０１０８】
（４）本実施形態の自動ドア開閉装置１４は、ドア１０に連係された扉側アーム２０及び固定側アーム２２（トルク伝達機構）を介して出力トルクをドア１０に伝達して、ドア１０を作動するモータ３０を備えている。さらに、入力信号（作動指令信号）に基づいてモータ３０を駆動制御するＣＰＵ５２（制御手段）とを備えるようにした。ＣＰＵ５２は、ドア角度検出装置９が検出したドア角度が、予め定めた半開パルス数Ｈ、全開パルス数Ｆ、パルス数（Ｆ−Ｈ）（目標ドア角度）に達した際に、モータ３０を停止するようにした。
【０１０９】
この結果、この自動ドア開閉装置１４は、低コストであるとともに、ドアを作動する際に、モータ３０の制御を精度良く行うことができる。
（５）本実施形態では、ドア１０には、ドアクローザ１３が設けられており、ドアクローザ１３の本体１６には、ドア１０の閉扉方向である回転方向に付勢され、回動自在に設けられた回動軸１９を備えている。そして、回動軸１９の一端はモータ３０に連結され、他端は、ドア１０に連係された扉側アーム２０及び固定側アーム２２（トルク伝達機構）に連結されている。
【０１１０】
この結果、この自動ドア開閉装置１４では、ドアクローザ１３により、モータ３０の積極駆動によらず閉扉方向にドア１０を作動させることができる。
仮にドアクローザ１３を設けないで、モータ３０にてドア１０を直接開閉駆動する場合、閉扉状態を維持するために、別途ロック機構を設ける必要がある。さらに、ドア１０の開扉、閉扉の動き（速度）を制御するための速度コントロール機構を設ける必要がある。このことから、コストアップとなる。
【０１１１】
（６）本実施形態の自動ドア開閉装置１４では、モータ電流が過電流か否かを判定する過電流検出回路５６（過電流検出手段）を備え、過電流検出回路５６の過電流検出に基づいてドアクローザ１３にてドア１０の閉扉作動が可能に、モータ３０を制御するようにした。
【０１１２】
この結果、過電流検出時に、同モータ３０の損傷を防止することができる。又、ドア１０をドアクローザ１３にて閉扉方向に作動させることができる。
本発明の実施形態は、上記実施形態以外に次のように変更することも可能である。
【０１１３】
（１）モータ３０のロータ構造は、アウターロータ型、フラットロータ型に変更してもよい。
（２）前記実施形態では、Ｓ５１，Ｓ６０で減速するために、例えば１２Ｖから１０Ｖのように一段低下させるようにしたが、減速方法として、徐々に複数段、例えば、１２Ｖ→１１Ｖ→１０Ｖのように低下させてもよい。
【０１１４】
（３）前記実施形態では、ドア１０を開扉時にモータ３０にて駆動するようにしたが、ドアクローザ１３を省略して、閉扉時にモータ３０にて駆動するようにしてもよい。
【０１１５】
この場合、半開位置や、全開位置にドア１０を保持する際、モータ３０を停止保持するようにモータ制御を行うものとする。
（４）前記実施形態では、ドア１０の開扉位置を全開位置と、半開位置の２位置としたが、この位置に限定するものではない。
【０１１６】
又、前記実施形態では、全開位置をドア角度が１８０度としたが、１８０度に限定するものではなく、全開位置を他の角度例えば、１８０度を超えた位置や、１８０度未満の位置でもよい。全開位置とは、適用されるドアが最大のドア角度で開くことができる位置であって、ドアの仕様によって、異なるからである。
【０１１７】
従って、半開位置も全開位置のドア角度によって規定される。
（５）以下に説明するように、Ｓ１６，Ｓ２０〜Ｓ２３の処理を変更してもよい。この場合、ＣＰＵ５２は移行タイマを備えているものとする。
【０１１８】
図１３に示すように、前記実施形態において、Ｓ１６の次に、Ｓ７０でフラグＫを１にセットするとともに、移行タイマのカウントを開始する。そして、Ｓ２０，Ｓ２１の次にＳ７１でフラグＫが１にセットされているか否かを判定する。Ｓ７１でフラグＫが１にセットされていない場合には、Ｓ２２に移行し、Ｓ７１でフラグＫが１にセットされている場合には、Ｓ７２に移行する。
【０１１９】
Ｓ７２では、移行タイマがカウントアップしているか否かを判定する。この移行タイマがカウントアップしていなければ、Ｓ２３に移行し、カウントアップしていれば、Ｓ２２の過電流検出ステップに移行する。
【０１２０】
このように、Ｓ７０〜Ｓ７２を設けた理由は、下記の通りである。
ドアクローザ１３は、閉扉状態からドア１０を開扉作動すると、ドアクローザ１３のバネの蓄力が増加し、閉扉方向の付勢力が増加する。従って、閉扉状態から、モータ３０にて駆動する場合よりも、半開位置から全開動作する場合の方がモータ３０起動時の負荷は大きくなる。
【０１２１】
このため、前記実施形態では、ドア１０が半開位置に位置している状態から、全開動作開始すると、モータ３０のモータ電流値が一時的に上がり、Ｓ２２にて過電流検知され、ドア１０を閉扉作動してしまう虞がある。
【０１２２】
この誤動作を極力なくすため、半開位置から全開動作させる場合には、移行タイマがカウントアップするまでの間、Ｓ２２の過電流検出を行わず、すなわち、過電流検出を禁止するようにした。
【０１２３】
Ｓ７０〜Ｓ７２の処理を行うＣＰＵ５２は、過電流検出を禁止する禁止手段に相当する。
なお、過電流検出を禁止する代わりに、移行タイマがカウントを開始する際、過電流検出回路５６の検出閾値をＣＰＵ５２から制御信号に基づいて上げ、カウントアップするまで継続し、カウントアップ終了後、ＣＰＵ５２から制御信号に基づいて過電流検出の検出閾値を元の検出閾値に戻す構成でもよい。
【０１２４】
この場合、過電流検出回路５６は、ＣＰＵ５２の制御信号により閾値が変更できる構成であるものとする。
ここで、前述した実施形態によって把握される技術的思想をその効果とともに以下に挙げる。
【０１２５】
（１）モータ電流が過電流か否かを判定する過電流検出手段を備え、前記過電流検出手段の過電流検出に基づいて、前記ドアクローザにて閉扉作動が可能に、前記ブラシ付きＤＣモータを制御することを特徴とする自動ドア開閉装置。
【０１２６】
この構成により、過電流検出時に、前記ドアクローザにて閉扉作動が可能に、ブラシ付きＤＣモータを制御して、同モータの損傷を防止することができる。
（２）上記（１）の技術的思想において、ドアが開いた状態から、さらに開扉作動する際には、過電流検出手段の過電流検出を禁止する禁止手段を備えたことを特徴とする自動ドア開閉装置。
【０１２７】
この構成により、ドアが開いた状態から、開扉動作を開始すると、ブラシ付きＤＣモータのモータ電流値が一時的に上がるが、このとき、過電流検出手段は過電流検出を行わず、すなわち、過電流検出が禁止されているため、ドアの誤作動を防止することができる。
【０１２８】
前記実施形態において、半開位置に位置するドア１０は「ドアが開いた状態」に相当する。
【０１２９】
【発明の効果】
以上詳述したように、各請求項の発明は低コストであるとともに、ドアを作動する際に、電動モータの制御を精度良く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態の自動開閉装置を装着したドアの上部側の要部正面図。
【図２】同じく自動ドア開閉装置のアクチュエータ及び周辺部材の要部平面図。
【図３】同じく自動ドア開閉装置の側面図。
【図４】連結手段の分解斜視部。
【図５】（イ）〜（ニ）は連結手段の作動説明のための平面断面図。
【図６】自動ドア開閉装置の電気回路図。
【図７】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ出力波形の説明図。
【図８】（ａ）、（ｂ）は自動ドア開閉装置のＣＰＵが実行する自動ドア開閉制御プログラムのフローチャート。
【図９】（ａ）、（ｂ）は自動ドア開閉装置のＣＰＵが実行する自動ドア開閉制御プログラムのフローチャート。
【図１０】自動ドア開閉装置のＣＰＵが実行する自動ドア開閉制御プログラムのフローチャート。
【図１１】は自動ドア開閉装置のＣＰＵが実行する自動ドア開閉制御プログラムのフローチャート。
【図１２】（ａ）、（ｂ）は自動ドア開閉装置のＣＰＵが実行する自動ドア開閉制御プログラムのフローチャート。
【図１３】他の実施形態の自動ドア開閉装置のＣＰＵが実行する自動ドア開閉制御プログラムのフローチャート。
【符号の説明】
Ｅ…商用電源
ＴＬ…トランス（変圧手段）
Ｄ…全波整流器（全波整流手段、平滑コンデンサＣとともに直流変換手段を構成する）
Ｃ…平滑コンデンサ（容量手段、全波整流器Ｄとともに直流変換手段を構成する）
９…ドア角度検出装置
１０…ドア
１３…ドアクローザ
１４…自動ドア開閉装置
１９…回動軸
２０…扉側アーム（固定側アーム２２とともにトルク伝達機構を構成する）
２２…固定側アーム（扉側アーム２０とともにトルク伝達機構を構成する）
３０…モータ（ブラシ付きＤＣモータ）
５２…ＣＰＵ（制御手段、判定手段、禁止手段）
５３…フィルタ（フィルタ手段）
５４…増幅回路（増幅手段）
５５…コンパレータ（２値化手段）
５６…過電流検出回路（過電流検出手段）
７０…駆動部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention The The present invention relates to an automatic door opening and closing device capable of opening and closing a door by movement.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, automatic door opening / closing devices that automatically open and close a door have a position detection function for detecting an open position of the door. With this position detection function, the door can be opened and stopped at an arbitrarily set position or angle.
[0003]
One having a position detection function uses a timer. In this technique, the control device causes a timer to be counted as the operation of the electric motor for driving the door is started, and when the count is counted up for a predetermined time, the operation of the electric motor is stopped as if the door has reached a predetermined position.
[0004]
In addition, a technique has been proposed in which when a door is positioned at a predetermined position, a limit switch is operated by a door or a link mechanism connected to the door, and the operation of the door is stopped based on a signal from the limit switch. ing.
[0005]
In addition, an encoder that counts the number of rotations of the output shaft of the electric motor that operates the door is provided as having the position detection function, and a technique is proposed in which the controller controls the angle of the electric motor based on the detected value of the encoder. Has been.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, when a timer or limit switch is used, these devices depend on fluctuations in electrical characteristics due to temperature and voltage fluctuations, and fluctuations in mounting conditions (for example, poor limit switch mounting), and can be controlled with precision. Has its limits.
[0007]
Further, when an encoder is used, the encoder is expensive, and there is a problem that the cost of the entire apparatus becomes high.
The present invention has been made to solve the above problems, An object of the present invention is to provide an automatic door opening / closing device that is low in cost and can accurately control an electric motor when operating a door. .
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the invention described in claim 1 In an automatic door opening and closing device having a brushed DC motor that transmits an output torque to the door via a torque transmission mechanism linked to the door and operates the door, Transformer means for transforming the AC system voltage to a predetermined alternating current, direct current converter means for converting alternating current of the transform means to direct current, and at least opening door operation Said Linked to the door Said A fundamental circuit for alternating current superimposed on the motor current that flows when the brushed DC motor rotates, comprising a drive circuit that supplies the current of the direct current conversion means to the brushed DC motor, and a control means that controls the drive circuit. Filter means for removing the ripples of the signal, amplifying means for amplifying the output of the filter means, binarizing means for binarizing the signal amplified by the amplifying means, and 2 for the binarizing means. A determination unit that counts the number of pulses based on the digitized pulse signal and determines the door angle based on the counted value is provided. The door is provided with a door closer, and the main body of the door closer includes a rotating shaft that is urged in a rotating direction that is a door closing direction of the door and is rotatably provided. One end of which is connected to the motor, the other end is connected to the torque transmission mechanism, and the control means is configured to detect when the door angle determined by the determination means reaches a predetermined target door angle. Stopping the motor Is a summary.
[0010]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the direct current converting means includes a full wave rectifying means for full wave rectifying the alternating current of the transforming means, and a capacity means for smoothing the pulsating current output from the full wave rectifying means. The capacity means together with smoothing the pulsating flow Ripple To suppress the voltage Abstract And
[0011]
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the filter means further includes a multiple of an AC fundamental frequency. Ripple It is characterized by removing minutes.
The invention of claim 4 In any one of Claims 1-3, The control means includes The motor is decelerated when the door angle determined by the determining means is equal to or greater than a value obtained by subtracting a predetermined deceleration specified angle from the target door angle. To do Need It is intended.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is embodied in an automatic door opening and closing device with a door closer will be described with reference to FIGS.
[0014]
FIG. 1 is a front view of the main part of the upper side of a door equipped with an automatic opening / closing device, FIG. 2 is a plan view of the main parts of a motor and peripheral members that are also actuators of the automatic door opening / closing device, and FIG. It is a side view of an apparatus. In FIG. 2, the upper side is the front and the lower side is the rear, and in FIG. 3, the right side is the front and the left side is the rear.
[0015]
The door 10 is connected to a quadrangular frame-like door frame 11 so that the left side in FIG. 1 is pivotable and is opened to the front. A door closer 13 is mounted between the upper left side of the door 10 and the upper member 12 of the door frame 11. Below the door closer 13, an automatic door opening and closing device 14 is mounted.
[0016]
The door closer 13 has a well-known configuration, and the main body 16 includes a horizontally long and flat casing 15 and is fastened horizontally with screws at a position closer to the fulcrum (hinge) on the upper portion of the door 10. The main body 16 accommodates a pivot shaft 19 provided so as to be pivotable, and both upper and lower ends of the pivot shaft 19 protrude outside at a substantially central portion of the casing 15.
[0017]
The rotary shaft 19 is connected to a known damping means using a screw and hydraulic pressure provided in the casing 15 to attenuate the operation of opening and closing the door 10. Further, the rotation shaft 19 compresses a known spring (not shown) in accordance with the operation in the door opening direction, and biasing force (potential energy) for urging in the rotation direction which is the door closing direction of the door 10 by the spring load of the spring. ) Is accumulated.
[0018]
The base end of the door side arm 20 is fastened to the upper end portion of the rotation shaft 19, and the door side arm 20 rotates integrally with the rotation shaft 19. A bracket 21 is fastened to the lower surface of the upper member 12 of the door frame 11, and a base end of a fixed arm 22 is connected to the bracket 21 so as to be rotatable in a horizontal plane. The distal end of the door side arm 20 and the distal end of the fixed side arm 22 are rotatably connected by a pin 23.
[0019]
The door side arm 20 and the fixed side arm 22 constitute a link mechanism and correspond to a torque transmission mechanism that transmits the output torque of the motor 30.
The automatic door opening / closing device 14 is fastened to the door 10 below the main body 16 by a bracket plate 25. A motor 30 having a speed reduction mechanism 31 is accommodated in the main body case 14 a of the automatic door opening and closing device 14. The motor 30 is configured by a known inner rotor type brushed DC motor. The speed reduction mechanism 31 transmits the output torque of the motor 30 to the connecting means 32.
[0020]
The speed reduction mechanism 31 is preferably a mechanism capable of obtaining a large reduction ratio. In this embodiment, the speed reduction mechanism 31 is constituted by a worm mechanism including a worm provided on the output shaft of the motor 30 and a worm gear (both not shown). Because of this large reduction ratio, input to the worm is impossible from the worm gear.
[0021]
The worm mechanism is connected to the rotating shaft 19 via the connecting means 32. The connecting means 32 connects both the rotating shaft 33 rotating with the rotation of the worm gear of the worm mechanism and the rotating shaft 19 coaxially positioned with the rotating shaft 33 (see FIG. 4).
[0022]
The coupling means 32 includes a drive coupling 34 that is integrally fixed to the rotary shaft 33 and a driven coupling 35 that is fitted to the rotation shaft 19 so as to be integral with the drive coupling 34. 35 are fitted to each other.
[0023]
The driven connector 35 includes a square hole 43, a cylindrical hole 44, and the like that fit together the lower ends of the rotating shaft 19. The drive coupler 34 includes a middle shaft portion 45 and a large diameter portion 46 that are fitted into the cylindrical hole 44. When the drive coupler 34 is fitted to the rotary shaft 33, the drive coupler 34 is connected to the rotary shaft 33 so as to be rotatable integrally with a key groove 47 and a key hole 48 (not shown) provided in both of them. Has been.
[0024]
The structure of the connecting means 32 is well known in JP 2000-96915 A described in paragraphs 0016 to 0021, and the description of the structure of the connecting means 32 is not the gist of the present invention. The detailed explanation is omitted.
[0025]
Here, the effect | action of the connection means 32 is demonstrated.
FIGS. 5A to 5D are explanatory views of the opening / closing operation of the door 10 by the automatic door opening / closing device 14. FIG. 5 (a) shows the door 10 in the closed state, and the white circular arc arrow indicates a range in which the door 10 can be manually opened and closed.
[0026]
When the door 10 is in the closed state, the 1/4 shaft portion 36 of the drive coupling 34 on the motor side is in contact with the left end surface 38 of the 3/4 cylindrical hole 37, and the left end of the stopper 39 is related to the door closing position. Locked to the stop pin 40.
[0027]
The motor 30 rotates in the door opening direction, and the drive coupling 34 together with the rotary shaft 33 is rotated counterclockwise from the door closed position to a position rotated approximately 90 degrees as shown in FIG.
[0028]
As a result, the quarter shaft portion 36 of the drive connector 34 pushes the left end surface 38 of the 3/4 cylindrical hole 37 to rotate the driven connector 35 counterclockwise. Since the lower end portion of the rotation shaft 19 is driven by the driven connector 35 to rotate and the door side arm 20 rotates integrally with the rotation shaft 19, the fixed side arm 22 also rotates in conjunction with the door 10. Opens 90 degrees.
[0029]
In this state, the door 10 can be manually rotated 90 degrees. However, when the door 10 is manually rotated, the drive connector 34 rotated by the motor 30 also follows and rotates. Further, in the range of 90 degrees (in the present embodiment, half-open position) to 180 degrees (in the present embodiment, fully open position), the door 10 that is opened manually may be closed or by the action of the door closer 13. The door 10 is held in the half-open position because of the speed reduction mechanism 31 constituted by a worm mechanism having a large speed reduction ratio.
[0030]
In addition, since the right end of the stopper 39 is locked to the excess opening restriction pin 41 at the 180 ° rotation position, the door 10 is prevented from further rotation.
Note that the door closing position locking pin 40 and the excess opening restriction pin 41 protrude from a fixing member (not shown) provided on the main body case 14 a of the automatic door opening and closing device 14.
[0031]
FIGS. 5C and 5D show an operation of closing the door 10. When closing the door 10 opened to 90 degrees (half-open position) or 180 degrees (full-open position) or less, the motor 30 is reversed by a control signal. At the same time, the motor 30 returns the drive connector 34 to the position shown in FIG.
[0032]
When the closing speed of the door closer 13 (or manually) is smaller than the closing speed of the motor 30, there is a gap L between the quarter shaft portion 36 of the drive coupling 34 and the left end surface 38 of the 3/4 cylindrical hole 37. Thus, the door 10 is closed at a speed set by the door closer 13.
[0033]
Conversely, when the door closing speed by the door closer 13 (or manual operation) is larger than the door closing speed by the motor 30, the gap L is not formed and the door 10 closes while accelerating the motor 30 by the restoring force of the spring compressed in the door closer 13. To do. The door 10 closes at a door closing speed that is slower than the door closing speed attenuated by the damper in the door closer 13. In either case, the door closing speed is maintained at a low speed so that safety is maintained.
[0034]
Next, the electrical configuration of the automatic door opening / closing device 14 and the door angle detection device 9 will be described with reference to FIG.
A full-wave rectifier D is connected to a secondary winding of a transformer TL connected to a commercial power source E that is an AC power source. The voltage (100V) of the commercial power source E is stepped down to a predetermined voltage (12V in this embodiment) by the transformer TL. The full-wave rectifier D is composed of a bridge diode, and full-wave rectifies alternating current. A smoothing circuit is connected to the output terminal of the full-wave rectifier D. The smoothing circuit smoothes the pulsating current output from the full-wave rectifier D. In the present embodiment, the smoothing circuit is constituted by a smoothing capacitor C as a capacity means. The capacitance of the smoothing capacitor C is Ripple It has a large capacity that can remove the voltage. For example, a value exceeding 10,000 μF is desirable.
[0035]
The transformer TL corresponds to a transformer means, and the full-wave rectifier D and the smoothing capacitor C correspond to a DC converter means. The full wave rectifier D corresponds to full wave rectification means.
A forward / reverse rotation switching circuit 50 and a motor driver circuit 51 are connected to the subsequent stage of the smoothing circuit. The forward / reverse rotation switching circuit 50 switches the motor 30 between forward and reverse rotations according to a control signal from the CPU 52. The motor driver circuit 51 drives the motor 30 based on a control signal from the CPU 52.
[0036]
The forward / reverse rotation switching circuit 50 and the motor driver circuit 51 constitute a drive unit 70. The drive unit 70 constitutes a drive circuit.
In the forward / reverse rotation switching circuit 50, the connection point P1 is grounded via the shunt resistor R.
[0037]
Here, the brushed DC motor will be briefly described. The motor is attached to an output shaft (not shown) and includes a rotor having a plurality of electromagnets (coils), and a magnet fixedly disposed facing the electromagnets (coils) of the rotor. And a power supply mechanism for supplying power to the coil of the rotor from the outside. The power feeding mechanism includes a commutator having a plurality of electrodes attached to the rotor, and a brush fixedly arranged on the stator side so that the brush portion at the tip is elastically in contact with each electrode of the commutator. Has been. When the rotor rotates, the commutator switches the polarity of the electromagnet depending on whether or not each electrode is in contact with the brush portion.
[0038]
In the present embodiment, when the polarity of the electromagnet is switched by the action of the commutator, a subtle change in current passing through the brush is detected by the door angle detection device 9. The degree of change in the current is proportional to the number of rotations of the motor 30 because the brush is generated each time the brush is in contact with or not in contact with each commutator electrode.
[0039]
Hereinafter, this change in current is referred to as switch noise.
In addition, it is likely to occur when smoothing the pulsating flow of full-wave rectification as an obstacle to detect the subtle change in current. Ripple There is voltage. In this embodiment, the capacitance of the smoothing capacitor C is increased so that the power supply Ripple The voltage is removed.
[0040]
The filter 53 is connected to the plus terminal (connection point P1) of the shunt resistor R, and inputs the voltage between both terminals of the shunt resistor R. The filter 53 has an AC fundamental frequency of the commercial power source E. Ripple Remove minutes. The filter 53 is composed of a filter circuit having a two-stage configuration, and the first-stage filter circuit removes the ripple component of the AC fundamental frequency of the commercial power source E, and the second-stage filter circuit is a multiple of the AC fundamental frequency. of Ripple Configured to remove minutes. The AC fundamental frequency of the commercial power source E is, for example, 50 Hz or 60 Hz in Japan.
[0041]
By the filter 53, it is the fundamental frequency of the voltage of the commercial power source E and its multiple. Ripple As a result, the signal including the switch noise remains in the voltage signal between the terminals of the shunt resistor R. The filter 53 corresponds to filter means.
[0042]
The amplifier circuit 54 amplifies the output of the filter 53 and inputs the amplified signal to the comparator 55. The comparator 55 (A / D converter) compares the input signal with the reference voltage VS (threshold) and inputs the input signal to the CPU 52 as a binary pulse signal. The amplifier circuit 54 corresponds to an amplifying unit, and the comparator 55 corresponds to a binarizing unit.
[0043]
7A to 7C show output waveforms of signals at P1 to P4.
P2 is a connection point between the filter 53 and the amplification circuit 54, P3 is a connection point between the amplification circuit 54 and the comparator 55, and P4 is a connection point between the comparator 55 and the CPU 52. Note that the scale of the horizontal axis in FIGS. 7B and 7C is about 10 times the scale of the horizontal axis in FIG. P2 and P3 indicate that switch noise is periodically generated.
[0044]
The overcurrent detection circuit 56 is connected to the connection point P1 and inputs the voltage between both terminals of the shunt resistor R. The overcurrent detection circuit 56 inputs an overcurrent detection signal to the CPU 52 when the input voltage between both terminals is not less than a predetermined threshold value. The predetermined threshold can be changed by a control signal from the CPU 52.
[0045]
The CPU 52 that is a central processing unit includes a ROM 57 and a RAM 58. Various control programs are stored in the ROM 57, and the RAM 58 is a working memory. The CPU 52 includes a closed rotation timer 59, an open rotation timer 60, and an interlock timer 62. These timers start counting by the CPU 52 and are reset by the CPU 52 after counting up.
[0046]
The CPU 52 corresponds to control means and determination means.
The input device 61 inputs an input signal as an operation command signal for controlling the motor 30 to the CPU 52. In the present embodiment, the input signal includes a full open signal for positioning the door 10 in the fully open position, a half open signal for positioning the door 10 in the half open position, and a close signal for returning the door 10 in the half open or fully open door state. There is.
[0047]
The CPU 52 counts the number of pulses based on the pulse signal input from the comparator 55. And CPU52 determines the angle (door angle) which the door 10 opened based on the counted value.
[0048]
The door angle detector 9 is configured by the transformer TL, the full-wave rectifier D, the driving unit 70, the smoothing capacitor C, the filter 53, the amplifier circuit 54, the comparator 55, and the CPU 52.
[0049]
(Function)
Next, a door opening / closing control program executed by the CPU 52 in the automatic door opening / closing device 14 configured as described above will be described. 8 to 12 are float charts of the door opening / closing control program.
[0050]
(S1)
When the power is turned on, as shown in FIG. 8A, the CPU 52 performs initial setting in S1.
[0051]
(S2 to S6)
Next, as shown in FIG. 8B, in S2, a control signal for driving the motor 30 in the door closing direction is output to the drive unit 70 (forward / reverse rotation switching circuit 50, motor driver circuit 51). At the same time, the count of the closed rotation timer 59 is started. In next S3, it is determined whether or not an overcurrent detection signal is input from the overcurrent detection circuit 56.
[0052]
When the door 10 is already in the closed state, or when the door 10 in the opened state is driven by the motor 30 and is in the closed state, the motor 30 cannot rotate any further, so that the motor current increases and the overcurrent The detection circuit 56 performs overcurrent detection.
[0053]
When the overcurrent detection signal is input, in S4, the CPU 52 resets the closed rotation timer 59, inputs a control signal to the motor driver circuit 51, stops the motor 30, and proceeds to S7.
[0054]
If no overcurrent detection signal is input in S3, it is determined in S5 whether or not the closed rotation timer 59 has counted up to a first predetermined value (closed rotation set value). The closed rotation set value is a time obtained by adding a slight allowance time to the time required for the door 10 to be in the closed state from the open state (for example, the state in the fully open position) when the motor 30 is operated normally. Value. Therefore, if the count value after the closed rotation timer 59 starts counting in S2 does not reach the closed rotation set value, the determination in S5 is “NO” and the process returns to S3.
[0055]
In S5, if the count value of the closed rotation timer 59 exceeds the closed rotation set value, it is determined that there is some abnormal state, and “YES” is determined, and the motor driver circuit 51 of the motor 30 is stopped in S6. Is output to stop the motor 30.
[0056]
Thus, the door 10 is in a closed state through the steps S2 to S4.
(S7-S9)
Next, as shown in FIG. 10, in S7, the operation waits. That is, input of an input signal from the input device 61 is awaited. When an input signal from the input device 61 is input in S8, it is determined in S9 whether the input signal is a full open signal, a half open signal, or a closed signal.
[0057]
If it is a closed signal, the process returns to S2, if it is a fully open signal, the process proceeds to S20, and if it is a half-open signal, the process proceeds to S10.
(S10 to S18): Half-open processing
In S10, a control signal for driving the motor 30 in the door opening direction is output to the drive unit 70 (forward / reverse rotation switching circuit 50, motor driver circuit 51). At the same time, the count of the open rotation timer 60 is started. At the same time, the CPU 52 starts counting the number of rotations. That is, counting of the number of pulses (the number of rotations of the motor 30) is started based on the pulse signal input from the comparator 55. The counted number of pulses is stored in a storage area such as the RAM 58.
[0058]
In S10, when the number of pulses is counted, a set opening degree pulse number A is set. The set opening pulse number A here is the half-open pulse number H because the input signal input in S9 is a half-open signal.
[0059]
The half-open pulse number H corresponds to the target door angle.
The half-open pulse number H is equal to the pulse number output by the motor 30 before the door 10 shifts from the closed state to the half-open position.
[0060]
Subsequently, in S11, it is determined whether or not an input signal is from the input device 61. If there is no input signal, the process proceeds to S12, and if there is, the process proceeds to S17. In S17, it is determined which signal is the input signal. When the input signal is a close signal in S17, the CPU 52 resets the rotation number count and the opening rotation timer 60, and proceeds to S2 (see FIG. 8B). When the input signal is a half-open signal or a full-open signal, the process returns to S11.
[0061]
In next step S12, it is determined whether or not an overcurrent detection signal is input from the overcurrent detection circuit 56. Here, when the door 10 is operating to open the door, it is assumed that the motor 30 can no longer rotate due to an obstacle, and it is determined whether or not such a state exists.
[0062]
If it is determined in S12 that the overcurrent detection signal is input, the CPU 52 resets the rotation number count and the opening rotation timer 60, and proceeds to S30 shown in FIG.
[0063]
If it is determined in S12 that no overcurrent detection signal is input, the number of pulses counted by the CPU 52 (count pulse number B) is read in S13, and whether A−G ≧ B or A−G ≦ 0. Determine. Note that G is the number of prescribed deceleration pulses, and is set in advance.
[0064]
In S13, when the value (difference) obtained by subtracting the specified deceleration pulse number G from the set opening pulse number A is not equal to or greater than the count pulse number B (determination is “NO”), it is not necessary to decelerate the motor 30. Determination is made and the process proceeds to S18. Alternatively, when the value (difference) obtained by subtracting the prescribed deceleration pulse number G from the set opening pulse number A is not less than 0 (determination is “NO”), it is determined that the motor 30 need not be decelerated, and S18 Migrate to
[0065]
In S18, it is determined whether or not the opening rotation timer 60 has counted up.
That is, in S18, it is determined whether or not the open rotation timer 60 has counted up to a second predetermined value (open rotation set value). The opening rotation set value is a time value obtained by adding a slight allowance time to the time required for the door 10 to be fully opened from the closed state when the motor 30 is operated normally. Accordingly, if the count value after the opening rotation timer 60 starts counting in S10 does not reach the opening rotation set value, the determination in S18 is “NO” and the process returns to S11.
[0066]
In S18, when the count value of the opening rotation timer 60 exceeds the opening rotation setting value, the time is longer than the maximum time required for opening the door 10 in the normal state (time until the door 10 is fully opened from the closed state). It is determined that there is some abnormal condition because it is too long. In this case, the CPU 52 resets the rotation number count and proceeds to S40 (see FIG. 9B).
[0067]
In S13, if the value (difference) obtained by subtracting the prescribed deceleration pulse number G from the set opening pulse number A is equal to or greater than the count pulse number B (determination is “YES”), the motor 30 needs to be decelerated. judge. If the value (difference) obtained by subtracting the specified deceleration pulse number G from the set opening pulse number A is 0 or less (determination is “YES”), it is determined that the motor 30 needs to be decelerated. When the determination is “YES” as described above, the CPU 52 resets the rotation number count and the opening rotation timer 60, and proceeds to S14.
[0068]
In S14, a drive unit stop process is performed.
FIG. 12A is a routine of the drive unit stop process.
In S50, a control signal is output to the motor driver circuit 51, the motor drive voltage is lowered, and the rotational speed of the motor 30 is reduced. That is, in S10, the rotational speed of the motor 30 is lowered compared to when the control signal for driving in the door opening direction is output to the motor driver circuit 51 of the drive unit 70. In S51, it is determined whether or not the count pulse number B has reached the set opening pulse number A.
[0069]
If the count pulse number B has not reached the set opening pulse number A, the process returns to S50, and if the count pulse number B has reached the set opening pulse number A, the process proceeds to S52.
[0070]
In S52, the CPU 52 stops outputting the control signal to the motor driver circuit 51, and proceeds to the next S15.
In S52, the motor 30 is stopped and the door 10 is half open. In this state, even if the door 10 that is manually opened is closed or by the action of the door closer 13, the speed reduction mechanism 31 is constituted by a worm mechanism having a large reduction ratio. Until it is overloaded.
[0071]
In S15, input of an input signal from the input device 61 is awaited. If there is an input signal in S15, it is determined in S16 whether the input signal is a full open signal, a half open signal, or a closed signal.
[0072]
If the signal is a half-open signal, the door 10 has already been half-opened, so the process returns to S15. If the signal is a full-open signal, the process proceeds to S20.
(S20-S28): Fully open process
In S20 shown in FIG. 11, a control signal for driving the motor 30 in the door opening direction is output to the drive unit 70 (forward / reverse rotation switching circuit 50, motor driver circuit 51). At the same time, the count of the open rotation timer 60 is started. At the same time, the CPU 52 starts counting the number of rotations. That is, counting of the number of pulses (the number of rotations of the motor 30) is started based on the pulse signal input from the comparator 55. The counted number of pulses is stored in a storage area such as the RAM 58.
[0073]
Further, when the number of pulses is counted, a set opening degree pulse number A is set.
The set opening pulse number A here is set based on the input signal (in this case, the fully open signal) input in S9 or S16.
[0074]
That is, when the process directly shifts from S9, the full opening pulse number F (> H) is set as the set opening degree pulse number A. In the case of shifting from S16, that is, since the full-open signal is input with the door 10 being in the half-open position, the pulse number (F−H) is set as the set opening pulse number A.
[0075]
The fully open pulse number F corresponds to the target door angle. The number of pulses (FH) corresponds to the target door angle.
The fully open pulse number F is equal to the pulse number output by the motor 30 until the door 10 shifts from the closed state to the fully open state.
[0076]
Subsequently, in S21, it is determined whether or not the input signal is from the input device 61. If there is no input signal, the process proceeds to S22, and if there is, the process proceeds to S27. In S27, it is determined which signal is the input signal. When the input signal is a close signal in S27, the rotation speed count and the open rotation timer 60 are reset, and the process proceeds to S2 (see FIG. 9A). When the input signal is a half-open signal or a full-open signal, the process returns to S21.
[0077]
In next S22, it is determined whether or not an overcurrent detection signal is input from the overcurrent detection circuit 56. Here, when the door 10 is operating to open the door, it is assumed that the motor 30 can no longer rotate due to an obstacle, and it is determined whether or not such a state exists.
[0078]
If it is determined in S22 that the overcurrent detection signal has been input, the rotation speed count and the opening rotation timer 60 are reset, and the process proceeds to S30 shown in FIG.
If it is determined in S22 that there is no input of an overcurrent detection signal, the number of pulses counted by the CPU 52 (count pulse number B) is read in S23, and whether A−G ≧ B or A−G ≦ 0. Determine.
[0079]
In S23, when the value (difference) obtained by subtracting the specified deceleration pulse number G from the set opening pulse number A is not equal to or greater than the count pulse number B (determination is “NO”), there is no need to decelerate the motor 30. Determination is made, and the process proceeds to S28. Alternatively, when the value (difference) obtained by subtracting the prescribed deceleration pulse number G from the set opening pulse number A is not less than 0 (determination is “NO”), it is determined that the motor 30 does not need to be decelerated, and S28 Migrate to
[0080]
In S28, it is determined whether or not the opening rotation timer 60 has counted up.
That is, in S28, it is determined whether or not the open rotation timer 60 has counted up to a second predetermined value (open rotation set value). The opening rotation set value is a time value obtained by adding a slight allowance time to the time required for the door 10 to be fully opened from the closed state when the motor 30 is operated normally. Therefore, if the count value after the opening rotation timer 60 starts counting in S20 does not reach the opening rotation set value, the determination in S28 is “NO” and the process returns to S21.
[0081]
In S28, when the count value of the opening rotation timer 60 exceeds the opening rotation setting value, the time is longer than the maximum time required for opening the door 10 in the normal state (time until the door 10 is fully opened from the closed state). It is determined that there is some abnormal condition because it is too long. In this case, the CPU 52 resets the rotation number count and proceeds to S40 (see FIG. 9B).
[0082]
In S23, when the value (difference) obtained by subtracting the specified deceleration pulse number G from the set opening pulse number A is equal to or greater than the count pulse number B (determination is “YES”), the motor 30 needs to be decelerated. judge. If the value (difference) obtained by subtracting the specified deceleration pulse number G from the set opening pulse number A is 0 or less (determination is “YES”), it is determined that the motor 30 needs to be decelerated. When the determination is “YES” in this manner, the CPU 52 resets the rotation number count and the opening rotation timer 60, and proceeds to S24.
[0083]
In S24, a drive unit stop process is performed.
FIG. 12B is a routine of the drive unit stop process.
In S60, a control signal is output to the motor driver circuit 51, the motor drive voltage is lowered, and the rotational speed of the motor 30 is reduced. For example, before decelerating, the motor drive voltage is reduced to 10 V instead of being driven at 12 V to decelerate. That is, in S10, the rotational speed of the motor 30 is lowered compared to when the control signal for driving in the door opening direction is output to the motor driver circuit 51 of the drive unit 70. In subsequent S61, it is determined whether or not the count pulse number B has reached the set opening pulse number A.
[0084]
If the count pulse number B has not reached the set opening pulse number A, the process returns to S60, and if the count pulse number B has reached the set opening pulse number A, the process proceeds to S62.
[0085]
In S62, the CPU 52 stops outputting the control signal to the motor driver circuit 51, and proceeds to the next S25.
In S62, the motor 30 is stopped and the door 10 is fully opened. In this state, even if the door 10 that is manually opened is closed or by the action of the door closer 13, the speed reduction mechanism 31 is configured by a worm mechanism having a large reduction ratio, so the door 10 is in the fully open position. Until it is overloaded.
[0086]
In S25, input of an input signal from the input device 61 is awaited. If there is an input signal in S25, it is determined in S26 whether the input signal is a full open signal, a half open signal, or a closed signal.
[0087]
If it is a half-open signal or a full-open signal, the door 10 has already been fully opened, so the process returns to S25, and if it is a close signal, the process proceeds to S2.
In this way, when the process proceeds from S9 to S20, the door 10 is fully opened from the closed state. Further, when the process proceeds from S16 to S20, the door 10 is fully opened from the half-open state.
[0088]
(S30-S35)
Next, steps S30 to S35 will be described with reference to FIG.
These processes are performed when overcurrent is detected in S12 or S22 when the motor 30 is rotationally driven in the door opening direction by the drive unit 70.
[0089]
In S30, in order to return the door 10 to the closed state, a control signal for driving the motor 30 in the closing direction is output to the drive unit 70 (forward / reverse rotation switching circuit 50, motor driver circuit 51). At the same time, the count of the closed rotation timer 59 is started. In next step S31, it is determined whether or not an overcurrent detection signal is input from the overcurrent detection circuit 56. When the door 10 in the open state is driven by the motor 30 and is normally closed, the motor 30 cannot rotate any further, so the motor current increases, and the overcurrent detection circuit 56 performs overcurrent detection. It will be.
[0090]
When the overcurrent detection signal is input, in S32, the CPU 52 resets the closed rotation timer 59 and outputs a stop control signal to the motor driver circuit 51 of the driving unit 70 to stop the motor 30. Further, the count of the interlock timer 62 is started, and the process proceeds to S33.
[0091]
If no overcurrent detection signal is input in S31, it is determined in S34 whether the closed rotation timer 59 has counted up to a first predetermined value (closed rotation set value). The closed rotation set value is a time obtained by adding a slight allowance time to the time required for the door 10 to be in the closed state from the open state (for example, the state in the fully open position) when the motor 30 is operated normally. Value. Accordingly, if the count value after the closed rotation timer 59 starts counting in S30 does not reach the closed rotation set value, the determination in S34 is “NO” and the process returns to S31.
[0092]
If the count value of the closed rotation timer 59 exceeds the closed rotation set value in S34, it is determined that some abnormal state has occurred, and a stop control signal is output to the motor driver circuit 51 of the motor 30 in S35. Then, the motor 30 is stopped.
[0093]
On the other hand, when the process proceeds to S33, the process shifts to S7 until the interlock timer 62 counts up, and when the interlock timer 62 counts up, the process proceeds to S7.
[0094]
In this way, the door 10 is closed by going through steps S30 to S32.
(S40-S43)
Next, steps S40 to S43 will be described with reference to FIG.
[0095]
In these processes, when the motor 30 is rotationally driven in the door opening direction by the drive unit 70, the opening rotation timer 60 counts up to the second predetermined value (opening rotation setting value) in S18 or S28. When to do.
[0096]
In S40, in order to return the door 10 to the closed state, a control signal for driving the motor 30 in the closing direction is output to the drive unit 70 (forward / reverse rotation switching circuit 50, motor driver circuit 51). At the same time, the count of the closed rotation timer 59 is started. In next step S41, it is determined whether or not an overcurrent detection signal is input from the overcurrent detection circuit 56. When the door 10 in the open state is driven by the motor 30 and is normally closed, the motor 30 cannot rotate any further, so the motor current increases, and the overcurrent detection circuit 56 performs overcurrent detection. It will be.
[0097]
When the overcurrent detection signal is input, a stop control signal is output to the motor driver circuit 51 of the motor 30 to stop the motor 30 in S42.
If no overcurrent detection signal is input in S41, it is determined in S43 whether or not the closed rotation timer 59 has counted up to a first predetermined value (closed rotation set value). The closed rotation set value is a time obtained by adding a slight allowance time to the time required for the door 10 to be in the closed state from the open state (for example, the state in the fully open position) when the motor 30 is operated normally. Value. Accordingly, if the count value after the closed rotation timer 59 starts counting in S40 does not reach the closed rotation set value, the determination in S43 is “NO” and the process returns to S41.
[0098]
If the count value of the closed rotation timer 59 exceeds the closed rotation set value in S43, it is determined that some abnormal state has occurred, the closed rotation timer 59 is reset in S42, and the motor driver of the motor 30 is also reset. A stop control signal is output to the circuit 51 to stop the motor 30.
[0099]
In this way, the door 10 abnormally stops through the steps S40 to S43.
According to this embodiment, the following operational effects can be obtained.
[0100]
(1) The door angle detection device 9 of the present embodiment includes a transformer TL (transformer means) that transforms the voltage of the commercial power source E (AC system voltage) into a predetermined AC voltage, and a converter TL that converts the output of the transformer TL into DC. A wave rectifier D and a smoothing capacitor C (DC converting means) are provided. And the door angle detection apparatus 9 is a drive part 70 (drive circuit) which supplies the electric current of the full-wave rectifier D with respect to the motor 30 (DC motor with a brush) linked with the door 10 so that door opening operation | movement may be carried out, A CPU 52 (control means) for controlling the drive unit 70 is provided.
[0101]
Further, the door angle detection device 9 includes a filter 53 (filter means) that removes a ripple component of an alternating fundamental frequency superimposed on the motor current of the motor 30, and an amplification circuit 54 (amplification means) that amplifies the output of the filter 53. I have. Furthermore, a comparator 55 (binarization means) that binarizes the signal amplified by the amplifier circuit 54 and converts it into a pulse signal is provided.
[0102]
The door angle detection device 9 includes a CPU 52 (determination unit) that counts the number of pulses of the pulse signal binarized by the comparator 55 and determines the door angle based on the counted value.
[0103]
As a result, the door angle (opening) at which the door 10 is opened can be detected with high accuracy at a low cost with a simple configuration without using a timer, limit switch, or encoder. In particular, since the filter 53, the amplifier circuit 54, and the comparator 55 can be mounted on a circuit board together with other circuits, the size can be easily reduced as compared with a case where door angle detection means such as a conventional encoder is separately provided.
[0104]
In other words, the encoder requires a new component that constitutes the encoder. However, in this embodiment, it is only necessary to mount the component on the substrate, so that the dedicated space can be reduced.
[0105]
Furthermore, as compared with timers and limit switches, angle control can be performed with high accuracy without depending on mounting conditions and electrical conditions, and there is an effect that changes with time are small.
(2) In the present embodiment, a full-wave rectifier D (full-wave rectifier) for full-wave rectifying the alternating current of the transformer TL and a smoothing capacitor C for smoothing the pulsating current output from the full-wave rectifier D are used as the DC conversion means. (Capacity means). And the smoothing capacitor C is used for smoothing the pulsating flow. Ripple I tried to suppress the voltage.
[0106]
As a result, Ripple Since the voltage is suppressed, when the polarity of the electromagnet is switched by the action of the commutator of the motor 30, it is possible to satisfactorily detect a subtle change in current (switch noise) passing through the brush.
[0107]
(3) In the present embodiment, the filter 53 (filter means) is a multiple of the AC fundamental frequency. Ripple Minutes were removed.
As a result, it is a multiple of the fundamental frequency of AC Ripple Since the minute component is removed, it is possible to satisfactorily detect a subtle change in current passing through the brush when the polarity of the electromagnet is switched by the action of the commutator of the motor 30.
[0108]
(4) The automatic door opening / closing device 14 according to the present embodiment transmits the output torque to the door 10 via the door side arm 20 and the fixed side arm 22 (torque transmission mechanism) linked to the door 10, An operating motor 30 is provided. Further, a CPU 52 (control means) that drives and controls the motor 30 based on an input signal (operation command signal) is provided. The CPU 52 stops the motor 30 when the door angle detected by the door angle detection device 9 reaches a predetermined half-open pulse number H, full-open pulse number F, and pulse number (F−H) (target door angle). I tried to do it.
[0109]
As a result, the automatic door opening and closing device 14 is low in cost and can accurately control the motor 30 when operating the door.
(5) In the present embodiment, the door 10 is provided with the door closer 13, and the main body 16 of the door closer 13 is urged in the rotational direction that is the door closing direction of the door 10 and is provided so as to be rotatable. A rotating shaft 19 is provided. One end of the rotating shaft 19 is connected to the motor 30, and the other end is connected to the door side arm 20 and the fixed side arm 22 (torque transmission mechanism) linked to the door 10.
[0110]
As a result, in the automatic door opening and closing device 14, the door 10 can be operated in the closing direction by the door closer 13 regardless of the positive drive of the motor 30.
If the door 10 is directly opened and closed by the motor 30 without providing the door closer 13, it is necessary to provide a separate locking mechanism in order to maintain the closed state. Furthermore, it is necessary to provide a speed control mechanism for controlling the movement (speed) of opening and closing the door 10. This increases the cost.
[0111]
(6) The automatic door opening and closing device 14 of the present embodiment includes an overcurrent detection circuit 56 (overcurrent detection means) that determines whether or not the motor current is an overcurrent, and is based on the overcurrent detection of the overcurrent detection circuit 56. Thus, the door closer 13 can be operated to close the door 10 and the motor 30 is controlled.
[0112]
As a result, the motor 30 can be prevented from being damaged when an overcurrent is detected. Further, the door 10 can be operated in the closing direction by the door closer 13.
The embodiment of the present invention can be modified as follows in addition to the above embodiment.
[0113]
(1) The rotor structure of the motor 30 may be changed to an outer rotor type or a flat rotor type.
(2) In the above-described embodiment, in order to decelerate at S51 and S60, the speed is reduced by one step, for example, from 12V to 10V. However, as a deceleration method, gradually, for example, 12V → 11V → 10V It may be lowered.
[0114]
(3) In the above-described embodiment, the door 10 is driven by the motor 30 when the door is opened. However, the door closer 13 may be omitted and the door 30 may be driven by the motor 30 when the door is closed.
[0115]
In this case, the motor control is performed so that the motor 30 is stopped and held when the door 10 is held at the half-open position or the fully-open position.
(4) Although the door opening position of the door 10 is set to the two positions of the fully open position and the half open position in the above embodiment, the present invention is not limited to this position.
[0116]
In the above embodiment, the door angle is set to 180 degrees in the fully opened position. However, the door angle is not limited to 180 degrees, and the fully opened position may be set to another angle, for example, a position exceeding 180 degrees or a position less than 180 degrees. Good. This is because the fully open position is a position at which the applied door can be opened at the maximum door angle and differs depending on the specification of the door.
[0117]
Therefore, the half-open position is also defined by the door angle of the fully open position.
(5) As described below, the processing of S16 and S20 to S23 may be changed. In this case, it is assumed that the CPU 52 includes a transition timer.
[0118]
As shown in FIG. 13, in the embodiment, after S16, the flag K is set to 1 in S70, and the count of the transition timer is started. Then, after S20 and S21, it is determined whether or not the flag K is set to 1 in S71. If the flag K is not set to 1 in S71, the process proceeds to S22. If the flag K is set to 1 in S71, the process proceeds to S72.
[0119]
In S72, it is determined whether or not the transition timer is counting up. If this transition timer has not counted up, the process proceeds to S23, and if it has counted up, the process proceeds to an overcurrent detection step in S22.
[0120]
Thus, the reason for providing S70 to S72 is as follows.
When the door closer 13 is operated to open the door 10 from the closed state, the stored force of the spring of the door closer 13 increases and the urging force in the closing direction increases. Therefore, the load at the time of starting the motor 30 becomes larger when the fully opened operation is performed from the half-open position than when the motor 30 is driven from the closed state.
[0121]
For this reason, in the above embodiment, when the fully open operation is started from the state where the door 10 is in the half-open position, the motor current value of the motor 30 temporarily rises, an overcurrent is detected in S22, and the door 10 is closed. There is a risk of operation.
[0122]
In order to eliminate this malfunction as much as possible, when the fully open operation is performed from the half-open position, the overcurrent detection of S22 is not performed until the transition timer counts up, that is, the overcurrent detection is prohibited.
[0123]
The CPU 52 that performs the processes of S70 to S72 corresponds to a prohibiting unit that prohibits overcurrent detection.
Instead of prohibiting overcurrent detection, when the transition timer starts counting, the detection threshold of the overcurrent detection circuit 56 is raised from the CPU 52 based on the control signal, and continues until counting up. A configuration in which the detection threshold for overcurrent detection is returned to the original detection threshold based on a control signal from the CPU 52 may be used.
[0124]
In this case, the overcurrent detection circuit 56 has a configuration in which the threshold value can be changed by a control signal from the CPU 52.
here ,in front The technical ideas grasped by the embodiment described above are listed below together with their effects.
[0125]
(1) Mo Overcurrent detection means for determining whether or not the motor current is overcurrent, and based on the overcurrent detection of the overcurrent detection means, the door closer can be closed and the brushed DC motor is controlled. An automatic door opening and closing device characterized by that.
[0126]
With this configuration, when an overcurrent is detected, the door closer can be closed and the brushed DC motor can be controlled to prevent damage to the motor.
(2) In the technical idea of the above (1), when the door is further opened after the door is opened, the overcurrent detection unit prohibits overcurrent detection. Automatic door opener.
[0127]
With this configuration, when the door opening operation is started from the state where the door is opened, the motor current value of the brushed DC motor temporarily rises, but at this time, the overcurrent detection means does not detect overcurrent, that is, Since overcurrent detection is prohibited, door malfunction can be prevented.
[0128]
In the said embodiment, the door 10 located in a half-open position is corresponded in the "state in which the door opened."
[0129]
【The invention's effect】
As detailed above The invention of each claim is low in cost and can control the electric motor with high precision when the door is operated. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of an essential part on the upper side of a door equipped with an automatic opening / closing device of an embodiment.
FIG. 2 is a plan view of the principal parts of the actuator and peripheral members of the automatic door opening and closing device.
FIG. 3 is a side view of the automatic door opening / closing device.
FIG. 4 is an exploded perspective view of a connecting means.
FIGS. 5A to 5D are plan sectional views for explaining the operation of the connecting means.
FIG. 6 is an electric circuit diagram of the automatic door opening and closing device.
7A to 7C are explanatory diagrams of output waveforms, respectively. FIG.
FIGS. 8A and 8B are flowcharts of an automatic door opening / closing control program executed by the CPU of the automatic door opening / closing device.
9A and 9B are flowcharts of an automatic door opening / closing control program executed by a CPU of the automatic door opening / closing device.
FIG. 10 is a flowchart of an automatic door opening / closing control program executed by the CPU of the automatic door opening / closing device.
FIG. 11 is a flowchart of an automatic door opening / closing control program executed by the CPU of the automatic door opening / closing device.
FIGS. 12A and 12B are flowcharts of an automatic door opening / closing control program executed by the CPU of the automatic door opening / closing device.
FIG. 13 is a flowchart of an automatic door opening / closing control program executed by the CPU of the automatic door opening / closing device of another embodiment.
[Explanation of symbols]
E ... Commercial power supply
TL ... Transformer
D: Full-wave rectifier (Full-wave rectifier, DC converter together with smoothing capacitor C)
C: smoothing capacitor (capacitance means, DC conversion means together with full-wave rectifier D)
9 ... Door angle detection device
10 ... Door
13 ... door closer
14 ... Automatic door opening and closing device
19 ... Rotating shaft
20: Door side arm (composed of a torque transmission mechanism together with the fixed side arm 22)
22... Fixed side arm (composed of a torque transmission mechanism together with the door side arm 20)
30 ... Motor (DC motor with brush)
52 ... CPU (control means, determination means, prohibition means)
53. Filter (filter means)
54 ... Amplifying circuit (amplifying means)
55 ... Comparator (binarization means)
56 ... Overcurrent detection circuit (overcurrent detection means)
70 ... Drive unit

Claims

In an automatic door opening and closing device having a brushed DC motor that transmits an output torque to the door via a torque transmission mechanism linked to the door and operates the door,
A transformer means for transforming the AC system voltage at a predetermined alternating current, a DC converter for converting AC of the transformer means to a direct current, to the DC motor with brush is linked to the door so as to at least opening operation, A drive circuit for supplying current from the DC conversion means, and a control means for controlling the drive circuit;
Filter means for removing ripples of the fundamental frequency of alternating current superimposed on the motor current flowing when the brushed DC motor rotates, amplification means for amplifying the output of the filter means, and the signal amplified by the amplification means Binarization means for binarization and determination means for counting the number of pulses based on the pulse signal binarized by the binarization means and determining the door angle based on the counted value. ,
The door is provided with a door closer. The main body of the door closer includes a rotating shaft that is urged in a rotational direction that is a door closing direction of the door and is rotatably provided. One end is connected to the motor, and the other end is connected to the torque transmission mechanism,
The automatic door opening and closing device characterized in that the control means stops the motor when the door angle determined by the determination means reaches a predetermined target door angle .

The direct current converting means includes full wave rectifying means for full wave rectification of alternating current of the transforming means, and capacitive means for smoothing the pulsating current output from the full wave rectifying means, and the capacitive means includes the pulsating current The automatic door opening and closing device according to claim 1, wherein the ripple voltage is suppressed together with smoothing of the door .

The automatic door opening and closing device according to claim 1 or 2, wherein the filter means further removes a ripple component that is a multiple of an AC fundamental frequency.

Before SL control means according to claim 1 to claim 3, characterized in that the door angle which the determination means determines to decelerate the motor when the above minus the predetermined deceleration prescribed angle from the target door angle The automatic door opening and closing device according to any one of the above .