JPH0685295B2 - 自動ドア制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の技術分野） この発明は自動ドア制御装置に関する。

（発明の技術的背景とその問題点） 従来、第13図に示すように、感知部（感知板101,102）
とは別置きとなっている制御部103の発振部で駆動する
ようになっている自動ドアの制御装置では、制御部103
を同軸ケーブ等のフィーダ104でドア105の無目等に引張
って配線しているが、建物の構造等からフィーダ104の
長さが問題となる。つまり、製造時にフィーダ104の長
さを一定として回路系の調整を行なっているので、実際
に設置する現場でこのフィーダ４を切ったりして長さを
変えることができなかった。もし設置場所においてフィ
ーダを切断すると、ケーブルの長さが変わって調整時の
パラメータが変化してしまい、確実なドア開閉動作を行
なうことができないので、その都度現場で回路系の調整
を行なう必要があった。ここにおいて、このような調整
作業には多少なりとも電気的な知識がないと困難である
と共に、設置場所の環境から作業が極めて煩雑であると
いった問題があった。それでなくても感知板を地中に埋
設すると、辺りのモルタル等の影響を受け、上述と同様
な調整をしなければならないといった不都合があった。

すなわち、この種のドア制御装置としては、１対の感知
板101及び102をコンデンサとみなしてブリッジ回路を構
成し、ブリッジ回路の一辺を構成する可変コンデンサの
容量を調整することによって電気的なバランスをとって
おき、人間が感知部に近づくと感知板101,102間の容量
が変化することを利用し、バランスが崩れた場合の信号
を取出してスイッチング動作を行ない、ドア105を開閉
するようにしているのである。しかしながら、フィーダ
の長さを変えたり、環境が変化した場合等には内蔵して
いる可変コンデンサの容量を再度調節し直さなければな
らず、その調整作業が極めて煩雑である。また、感知板
101,102とフィーダ104を共振器の一部としてコンデンサ
で同調をとり、感知部に人間が近づいた場合に発振部の
同調回路のＱ及び周波数が変化することを検出し、ドア
を開閉制御するようにしたものもある。しかしながら、
この制御装置においてもフィーダの長さが変化したり、
環境が変化した場合等には、共振器の一部に組込まれて
いるコンデンサの容量を再度調整し直さなければならな
いといった欠点がある。

（発明の目的） この発明は上述のような事情からなされたものであり、
この発明の目的は、フィーダの長さを任意に調整できる
と共に、動作を自動的に安定できるようにした自動ドア
制御装置を提供することにある。

（発明の概要） この発明は、発振部及び検波部を含む制御回路を感知部
から離して接続している自動ドア制御装置に関するもの
で、上記感知部及び上記発振部の間に接続されたフィー
ダと、このフィーダを高透磁率磁性材に巻回して成る同
相型電流阻止用チョークコイルと、上記発振部の入力及
び共通電位の間に接続されたバリキャップと、上記検波
部の出力レベルが所定範囲となるように上記バリキャッ
プ及び上記検波部の出力の間に接続された電位調整回路
とを設けたものである。

（発明の実施例） 第１図は、感知部と制御回路とが離れているこの発明に
よる自動ドア制御装置の一例を示すもので、感知部５を
形成する２枚の埋設用感知板1,2と発振部20との間に
は、後述するインピーダンス変換器３と、後述する同相
型電流阻止用チョークコイル４と、同軸ケーブル等のフ
ィーダ10とが直列に接続されている。発振部20の出力は
検波部21で検波されるようになっており、この検波部21
にはたとえば特公昭60−34293号公報で示されるような
自動復帰型直流増幅器30が接続されており、感知板1,2
の容量及びＱの変化、つまり人体の近接あるいは離隔を
検知してドア開閉信号DRCを出力するようになってい
る。また、発振部20の入力はコンデンサC1及びバリキャ
ップVCを終て共通電位に接続されており、検波部21の出
力DSは電圧調整回路を形成するウインドコンパレータ50
に入力される。コンパレータ50は最小値を設定するコン
パレータ51と、最大値を設定するコンパレータ52と、コ
ンパレータ51及び52の出力の論理積をとるNORゲート53
とで構成されており、コンパレータ51及び52の各スレッ
ショルドは所定範囲の正負値に設定されている。そし
て、ウインドコンパレータ50の出力CSAはフリップフロ
ップ60のセット端子に入力され、フリップフロップ60の
セット出力STはパルス発振器70からのクロックパルスCP
と共にアンド回路71に入力され、アンド回路71を通過し
たクロックパルスCPがバイナリカウンタ72のクロック端
子に入力される。カウンタ72の出力（Ｑ_１〜Ｑ_ｎ）は抵
抗2Rと抵抗Ｒのラダー回路でDA変換されるようになって
おり、このDA変換値は抵抗R30を経てバリキャップVCに
印加されるようになっている。また、フリップフロップ
60及びバイナリカウンタ72にはリセット信号RSが入力さ
れるようになっており、リセット信号RSは電源や投入さ
れた時及びリセットボタンが押された時に出力される。
さらに、フリップフロップ60のリセット出力ROは、増幅
器30に与えられ、フリップフロップ60がリセットされる
時、つまりカウンタ72が作動している時に増幅器30が動
作しないようになっており。

ここで、チョークコイル４はフィーダ10と同一の特性イ
ンピーダンスの路線であり、２枚の感知板1,2はコンデ
ンサで等価であると共に、フィーダ10の先端には共振用
コイルと共振用コンデンサとを直列に有しているので、
第１図の感知系は第２図のようになる。第２図のフィー
ダ（以下、同軸ケーブルとする）10の入口部で線路長ｌ
に対するインピーダンスＺ_ａの関係を調べると、第３図
の実線のようになる。なお、第３図の破線特性は、感知
板容量Ｃ_ｃが接続されていない先端開放の場合を示して
いる。そして、実線の容量負荷は、特性インピーダンス
Ｚ_ｏ＝Ｘ_ｃの場合の曲線で、開放特性よりλ/8だけ反射
による位相が遅れている。したがって、コンデンサ（感
知板1,2）の容量に応じて、短絡と開放との間に位置す
る特性となる。

今、説明の便宜上コンデンサ容量Ｃ_ｃが丁度Ｚ_ｏ＝Ｘ_ｃ
の値であるとすると、第３図に示す実線特性となるの
で、直列共振周波数はλ/8、並列共振周波数は3/8・λ
にある。自動ドアの人体センサとして使用する場合は並
列共振が良いので、同軸ケーブル10の長さｌが決まれば
この回路系の並列共振の周波数ｆ₀₁が定まる。この周波
数においては、第４図（Ａ）又は（Ｂ）に示すように発
振部20の発振周波数ｆ_０を感知部５の上記周波数ｆ₀₁に
近づけ、同図（Ａ）のコンデンサカップル又は同図
（Ｂ）の誘導カップルによって、感知部５の人体の接近
等による影響、すなわち周波数ｆ₀₁のずれあるいはＱの
低下が発振部20に与えられ、発振部20では発振出力に変
化が生じ、この変化が自動復帰型直流増幅器30で検出さ
れる。

ところで、自動ドアはドア入口の大きさに応じて感知板
の大きさが種々あり、感知板を床下に埋設するために純
粋なコンデンサとしては使用され得ないと共に、同軸ケ
ーブル10の長さが埋設場所によって変わるといった問題
があった。

このため、第２図で示したような共振用コイルＬ及び共
振用コンデンサＣを設けている。すなわち、共振用コイ
ルＬを直列に介挿することにより、リアクタンス特性の
容量性の部分（０〜λ/8・3/8・λ〜5/8・λ等）で、第
５図（Ａ）のように直列共振周波数ｆ_ｓに影響を与えて
直列共振周波数ｆ_ｓが低下する。第５図（Ｂ）に示すよ
うに並列共振周波数ｆ_ｐには影響を与えないコンデンサ
Ｃを並列に介挿することにより、リアクタンス特性の誘
導性の部分（λ/8〜3/8・λ,5/8・λ〜7/8・λ等）で並
列共振周波数ｆ_ｐに影響を与え、並列共振周波数ｆ_ｐが
低下する。この場合、直列共振周波数ｆ_ｓには影響を与
えない。したがって、上述のような特性を利用して第２
図に示す如き構成にすると共に、コンデンサＣのみを可
変とすれば、そのリアクタンス特性は第６図のようにな
り、並列共振周波数ｆ_ｐのみを変化させることが可能と
なる。換言すれば、インダクタンスＬによって直列共振
周波数ｆ_osを下げると、並列共振周波数ｆ_opの可変範囲
が広くなり、感知板の大小による調整及び同軸ケーブル
の長さによる調整範囲が広くなる。

一方、第２図の回路構成は第７図に示す如くインダクタ
ンスＬ_１及びＬ_２の分割関係にあるので、感知部５のＱ
の低下があってもインダクタンスＬ_２の値を選ぶことに
より、Ｌ_１＜Ｌ_２で全体のタンク回路のＱの低下を抑え
ることができる。なお、第２図の回路構成ではインダク
タンスＬを可変にしても良く、インダクタンスＬによっ
て直列及び並列の共振周波数を共に同方向に可変出来る
ので、コンデンサＣの場合と同様に可変範囲を広くとる
ことができる。

ところで、第１図の同相型電流阻止用チョークコイル４
は第２図では同軸ケーブル10の一部として感知部に含ま
れるので、ここで生ずるタンク回路では同軸ケーブル10
が長くなっただけで、差動型電流には何ら影響を与えな
い。今、自動ドアの人体検知の様子を考えるると、感知
部５は床下に埋設される。そして、感知部５から電波が
放射され、その様子は下方にある感知板２は大地に接地
される様に動作し、上方の感知板１からはＸの様に床面
上に電波が放射される。この様にＹの部分が完全である
ならば、誤動作のない理想的なスイッチを得ることが出
来るが、Ｘ面も地中に埋設されているためＹ面の接地状
態が完全でないと（工事上完全アースは不可能に近
い）、Ｙ面から出た電波が同軸ケーブル10に伝達され、
発振部20を含めた金属部（同軸ケーブル、サッシ、電灯
線等）から電波が放射され、電波状態が安定せずに誤動
作が生ずる。この様な現象のため、この種の自動ドア用
スイッチの実用化が仲々難しかったのである。

感知板２の接地状態が悪い場合、第９図に示すように一
種のダイポールアンテナのように電波が放射され、Ｙ側
のアンテナの長さが電灯線等の金属６で変わると電波の
放射状態が変化し、発振部20に影響を与えることが誤動
作の原因となっている。これを阻止するために同相型電
流阻止用チョークコイル４を使用している。このチョー
クコイル４の条件は、１）使用する感知部の使用周波数
ｆ_０に対して、チョークコイル４の自己並列共振周波数
ｆ_ｏが約３倍以上であること、２）チョークコイル４の
インダクタンスは数10pFと共振（周波数ｆ_ｂ）させて、
周波数ｆ_０より低くなくてはならない、３）チョークコ
イル４に使用する線は、供給するフィーダの特性インピ
ーダンスに近く、上記１）及び２）の条件を満すにはフ
ェライト等の磁性材料に巻く必要がある。

また、第６図の特性から明らかなように、並列共振周波
数ｆ_opの変化は同軸ケーブルの長さｌと、感知板1,2の
容量Ｃとによって決まる。そして、上記３要素の中で一
番自由度の必要なものは、同軸ケーブル10の長さであ
る。すなわち、自動ドアの設置現場で必要となる同軸ケ
ーブル10の長さは工場出荷時には分らず、製造工場から
は最大必要限の長さで出荷し、設置現場で調整して必要
な長さに切断するようにしている。なお、並列共振周波
数ｆ_opの調整は、前述の方法にて行なわれる。そして、
同軸ケーブル10は直列共振周波数ｆ_os及び並列共振周波
数ｆ_opの関係に最大長さが限定されるが、この長さを大
きくする方法として、ｆ_ｏの周波数を下げるか、感知板
の容量Ｃを小さくする方法がある。前者の方法は前述し
たように同相型電流阻止用チョークコイル４を入れる必
要から、前述のチョークコイルの条件１）〜３）よりイ
ンダクタンスを大きくする必要がある。チョークコイル
４のインダクタンスを大きくする方法としては巻回する
コアの誘磁率_μｏを大きくするか、チョークコイル４の
巻数を多くするかであるが、誘磁率_μ０には限度がある
のでターン数を多くするしかない。ターン数を多くする
ことはペアツイスト線を長くすることなので、同軸ケー
ブル10を長くしたと同じとなる相関関係にあって意味が
ない。従って、感知板の容量Ｃを小さくしてこの問題を
解決する。この容量Ｃを小さくする方法がインピーダン
ス変換器３である。一般に感知板の面積は0.3m^２〜2m^２
が実用になっており、約７倍程度の容量差があると考え
られるので、インピーダンス変換器３の比率を上手に使
えば、同一発振周波数ｆ_０でカバーすることが出来る。

さらに、感知部５で放射された電波が同相電流として再
び同軸ケーブル10に流れ、不要に電波を放出してしまう
ことを防止するには、第11図のようにフェライト棒，ダ
ストコア等の高透磁率磁性材で成る長軸棒11に同軸ケー
ブル11を巻回してコイルを形成すれば良い。また、第12
図に示すように、同様な材質のトロイダルコア13に同軸
ケーブル10を巻回してコイルを形成しても良い。同軸ケ
ーブル10をこのようにコイルとして巻回することによ
り、同軸ケーブル10には外被と芯線とは電流の大きさが
等しくて方向が逆の電流が流れるので、差動モード電流
は形成されたコイルによる影響は受けないが、同相モー
ド電流はコイルによる影響を受け、同軸ケーブル10を通
して発振側に流れない。このため、同軸ケーブル10によ
る不要放射がなく、感知部の接地状態が悪くても安定し
た動作を行なうことができる。

ところで、上述したようなコンデンサ容量の調整によっ
て作動周波数を変えると、検波部21の検波出力DSのレベ
ルが低下する。このため、この発明ではバリキャップVC
と検波部21の出力との間に電圧調整回路を設け、所定レ
ベル範囲で自動調整できるようにしている。すなわち、
電源投入時又はリセットボタンを押すとフリップフロッ
プ60がリセットされると共に、バイナリカウンタ72がリ
セットされる。よって、フリップフロップ60のセット出
力STが「Ｈ」となり、アンドゲート71からクロックパル
スCPを計数する。なお、この時、リセット出力は
「Ｌ」となっており、自動復帰型直流増幅器30が動作し
ない。カウンタ72がクロックパルスCPを計数（又はダラ
ン計数）し始めると、その出力値が順次抵抗回路網によ
ってD/A変換されてバリキャップVCに印加される。この
場合、バリキャップVCは容量が大きい（又は小さい）方
から徐々に小さい（又は大きい）方に移動し、この時の
検波部21の出力DSが所定範囲の値になると、ウインドコ
ンパレータ50の出力CASが「Ｈ」となる。これにより、
フリップフロップ50がセットされてその出力STが「Ｌ」
となり、アンドゲート71がオフされてクロックパルスCP
はカウンタ72に入力されなくなり、カウンタ72の計数値
は固定される。これと同時にフリップ60のリセット出力
が「Ｈ」となり直流増幅器30は動作を開始する。

なお、インピーダンス変換器３及びチョークコイル４
は、感知板１と２との間に設けるようにしても良い。

ここにおいて、上述のような自動ドア制御装置では、同
軸ケーブル10の長さによって感知動作の安定性を図って
いるので、場合によってはその長さが数10mにもなって
しまう不都合がある。

第10図に示すように同軸ケーブル10と直列にディレーラ
イン40を接続し、ディレーライン40のリアクタンス成分
の集中定数分布で同軸ケーブル10の分散定数分布を代替
するようにしている。すなわち、ディレーライン40は同
軸ケーブル10と回路素子上で等価な構成となっていると
共に、その分布定数が同軸ケーブル10のそれに対して集
中分布となっているので、同軸ケーブル10のたとえば10
m分の遅延を行なって全体の長さを見掛上置換えようと
するものである。すなわち、第３図の特性において、実
際には3/4・λに相当する長さｌの同軸ケーブルが必要
である場合でも、この長さを短かいディレーラインに代
替することによって、λ/4の特性までシフトすることが
できる。したがって、自動ドアの設置場所において、従
来は感知部５と発振部20とがたとえば10mしか離れてい
ないのに、調整の結果同軸ケーブル10をたとえば40m配
線するような場合もあったが、これによれば同軸ケーブ
ル10を8.5mとし、残りの長さ分をディレーライン40で接
続して遅延するようにすることが可能である。これによ
っても、動作は全く同一であり、誤動作は生じない。こ
のためスペース的に無駄な長さの同軸ケーブルを配線し
たり、その余剰分の処理に困るようなこともない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による自動ドア制御装置の一実施例を
示す結線図、第２図及び第７図はその感知系の等価回路
を示す図、第３図は感知系のリアクタンス曲線の一例を
示す図、第４図（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ感知部と発振
部との共振関係を説明するための図、第５図（Ａ），
（Ｂ）及び第６図は直列共振，並列共振を説明するため
の図、第８図及び第９図は自動ドア感知部の動作を説明
するための図、第10図はこの発明の原理を示す図、第11
図及び第12図はそれぞれ同軸ケーブルによる不要電波の
放射を防止する装置を示す図、第13図は一般的な自動ド
アの制御系を示す図である。 1,2…感知板、３…インピーダンス変換器、４…同相型
電流阻止用チョークコイル、５…感知部、10…同軸ケー
ブル、20…発振部、30…自動復帰型直流増幅器、40…デ
ィレーライン。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】発振部及び検波部を含む制御回路を感知部
   から離して接続している自動ドア制御装置において、前
   記感知部及び前記発振部の間に接続されたフィーダと、
   このフィーダを高透磁率磁性材に巻回して成る同相型電
   流阻止用チョークコイルと、前記発振部の入力及び共通
   電位の間に接続されたバリキャップと、前記検波部の出
   力レベルが所定範囲となるように前記バリキャップ及び
   前記検波部の出力の間に接続された電圧調整回路とを具
   備したことを特徴とする自動ドア制御装置。
2. 【請求項２】前記電圧調整回路が、前記検波部出力レベ
   べルが所定範囲内にあるか否かを検出するウインドコン
   パレータと、このウインドコンパレータの出力によって
   セットされ、リセット信号によってセットされるフリッ
   プフロップと、このフリップフロップがリセットされた
   時にクロックパルスを入力して計数するカウンタと、こ
   のカウンタの計数値をD/A変換して前記バリキャップに
   印加するD/A変換器とで構成されている特許請求の範囲
   第１項に記載の自動ドア制御装置。