電動自動ドアを自作するアイディア

介護用に電動で開閉する引き戸を作ろうとおもいます。

扉はカネライトフォームで作る予定です。レールと車輪も買って来ました。十分に軽量な扉ができる見込みです。

センサーや電力のオンオフはPIC マイコンが使えるのでやれます。

ただ動作をどう実現したものかと悩んでいます。

ラジコンのモーターとホイールをつけるとか、ダクテッドファンを付けるとか、リニアモーターではどうかなどと考えていますが、どれも一長一短というか、まだまだ想像の域なんですが。

手動でも普通に開閉できて、また動作を手で妨害しても壊れないといったようにしたいです。

市販品や自作ノウハウ等、なんでももいいのでアイディアをよろしくお願いします。

No.1 回答者： nekonynan 回答日時： 2013/08/01 23:55

　この世の中に壊れない物はありませんので・・・・アタナの希望かなえるるのは無理です

No.2 回答者： ORUKA1951 回答日時： 2013/08/01 23:56

自動ドアにする一番のポイントはハンガーレールです。

　戸車が下にあると、引き/押しのとき一方の車輪に過大な荷重がかかるため、動きが悪くなり、そのため大きなモーターが必要になりますが、そうすると危険性も増大するのです。実際の自動ドアがすべてハンガーレールになっているのは理由があるのです。
　構造上も、欄間部分にすべて収納できますし、ゴミなどのトラブルもなくなります。
　確実に開閉できることと、手でも開閉できることを両立させるためにはハンガーレールにするしかないでしょう。

　ハンガードアで、レールに少し傾斜をつけておくとそれだけで、閉じる動作は考えなくてよくなります。
　その上で、両端でのクッションは、市販のアブソーバー(油圧ダンパー)を使うと電気側の負担は大きく低減できます。

「スガツネ」などに必要な部品はあるでしょう。
　そして実物の自動ドアをいくつかご覧になると良いです。欄間のビスを外せば、簡単に内部の構造はわかります。

この回答へのお礼

ありがとうございます。スガツネなる情報も、業界人でない人間にはとても新鮮でした。

ハンガードアにして傾斜を付けるというアイディアがいけそうですね。サーボで傾斜を付けれそうです。

お礼日時：2013/08/02 22:12

No.3 回答者： TXV12003 回答日時： 2013/08/02 09:41

私も吊り戸をお勧めします。

私の家のリビングルームのドア（引き戸）も、吊り戸になっていますので、小指１本で開閉できるほどスムーズに動きます。また、ソフトクローザーがついていて、勢い良く閉めても、ゆっくり閉めても、残り数cmの隙間は勝手に閉まります。
これなら、ドアが、閉まる直前にモーターの動力を切り離しても良いということです

さて、実際の自動ドアの駆動方法ですが、直流モーターのPWM制御が主流で、閉める間際の速度制御もPWMで行っています。PICで制御するのなら簡単でしょう。

ラックアンドピニオンのようなギヤで動力伝達を行うと、それこそ精密な速度制御と安全対策が必要となります。
おそらく、DIYに適しているのは摩擦による伝達です。また手動での開閉に妨げにならないようなクラッチ切り離し機構もひつようかとおもいます。
たとえば、
・鴨居にプーリーに張ったベルトを渡して、モーターで往復させる。
・ドアには摩擦用の突起がついている。
・締め切り直前にはベルトとプーリーがドアから離れるようにする。

この回答へのお礼

ベルトとの摩擦部が、手動妨害時にはスリップしてクラッチ機能となるんですね。

クラッチで思いついたのは電動ドリルです。トルクリミッタのクラッチが付いてます。

扉と電動ドリルを歯車で直結するだけで目的が達成できそうです！

またはトルクリミッタクラッチの使いやすい単体商品ってのもあるんでしょうかねぇ。

お礼日時：2013/08/02 22:29

No.4 回答者： ysmap 回答日時： 2013/08/02 12:12

市販品の参考URLです。

http://www.kaiheikun.com/?gclid=CPiU44nl3bgCFahe …

この回答へのお礼

ありがとうございます。値段が不明ですね・・・調べて回るとどうやら２７万円位しそう。

ちょっと予算オーバーですね。仕組みは参考になりました！

お礼日時：2013/08/02 22:30

No.5 回答者： ORUKA1951 回答日時： 2013/08/03 08:36

No.2です。

　単純な仕組みですから、わざわざPICを使わなくてもTTLを用いたシーケンス制御で良いような気がします。マイコンなんて無い時代から自動ドアはありました。
　欄間内にベルトを一周させて、それでドアを駆動すれば良いです。ベルトは正逆だけ制御して、スリップ機能をもつプーリーでベルトを動かせばよい。閉じ位置と開き位置前後には、フォトインタラプタかリミット(マイクロ)スイッチで位置を感知して回転数を落としてトルクを上げればよい。
　大事なことは、危険防止のセンサーです。赤外線発光ダイオードとホトトランジスタを使ってドア軌道内に人がいるときは、ドアを閉じない、開く仕組みが必須です。

　自動ドアでなくても、傾斜のハンガードアで両側にストッパーをつければよいだけのような気がします。ストッパーは磁石でも引戸ストッパー( https://www.google.com/images?hl=ja&q=%88%F8%82% … )や単にレールをくぼませるだけでよい。

　介護ですから、開くときは手動で一杯まで開いて止まってくれる。ちょっと閉め始めると自動で閉ってくれて、反発なくその位置で止まればよいのですから・・・。
　グスグズしてたら、介護期間をすぎちゃいます。

この回答へのお礼

ありがとうございます。センサーの類はこれからですが、要検討ですね。

ベルトとプーリーですか。今回は軽い扉なので、歯車のついていないベルトでテンションを微調整すればいけそうですね。

お礼日時：2013/08/04 12:25

No.6 ベストアンサー 回答者： TXV12003 回答日時： 2013/08/04 09:02

No.3です。

PICが使えるなら使ったほうがいいでしょう。ロジックICで組んでしまうと、シーケンスの変更が容易ではありませんし、制御の内容によって必要な部品点数も増えます。

PICなら1個のパーツで全てを制御できますし、パソコンをICSP端子につないだまま、一回ずつ動作を試しながら、プログラム変更を繰り返すというような試行錯誤ができます。

もちろん、フォトインタラプタなどのリミットスイッチも自由に追加できます。

私も、当初、ベルト駆動を考えていましたが、プーリー近くと、ベルト中央でテンションが変わってしまいます。クラッチはサーボモーターで動くテンションプーリーを別途設ければ良いと考えていました。

しかし、もしドアが吊り戸のように、十分に軽い力で動かすことが出来るなら、DCギヤードモータ（1回転/秒より遅い速度が出せるもの）に取り付けたゴムローラー、ドア側には直線的に貼りつけた摩擦ゴムの組み合わせがいいかもしれません。
ゴムローラーとドアは、サーボモーターで着脱できるようにします。　

ドアが閉まる直前に、ゴムローラーをドアから解放してソフトクローザーへ受け渡すか、速度制御をおこないます。
動作が終了したらクラッチ（ゴムローラー）を解放します。

なお、電動ドリル用のモーターはお勧めしません。音がうるさいです（笑）

DCギヤードモーターの例です。値段は数千円～数万円とありますので、安くて最適なものを探してみてください。
http://www.seiden.biz/motor.html

http://kiphq.co.jp/seihin/motor/dc_brush/

http://www.originalmind.co.jp/goods/07776

この回答へのお礼

ありがとうございます。PIC はなんといっても微調整ができるから良いですよね。

DCモーター＋摩擦ゴムというとラジコンとドリフト用タイヤが思いつきました。ギヤも含めて安価に用意できそうです。ただ触った事が無いのでグリップ・スリップの具合は、
やってみないと分かりません。

なんとなく目処がたってきました。

お礼日時：2013/08/04 13:07