自動ドアは、どうして人が来ると開くの？

はじめに手がふさがっているのに、入口が開いた。

家族と買い物へ。両手に荷物を抱えたまま近づくと、入口がすうっと開きました。だれも押していない。お店の人も、こちらを見ていない。それなのに、扉だけが「どうぞ」と言ったようです。

入口の上を見上げると、小さな箱がひとつ。あの箱から、扉が動くまでを追いかけてみましょう。

一回の「開く」に、三つの仕事。

1　センサー：見つける

光などの変化を、電気の信号にする。

↓ 「検知した」という信号

2　制御装置：指示する

信号や設定に応じて、動かす装置へ伝える。

↓ 扉を開けるための指示

3　モーター・ベルト：動かす

電気でモーターを動かし、扉を横へ運ぶ。

矢印の上二つは情報の流れ。実際に扉を動かす力を出すのは、モーターです。

しくみ光が知らせて、モーターが動かす。

まずは、目に見えない光を使うセンサーと、一枚の引き戸を例にします。入口の上の小さな箱から、重い扉まで。合図のリレーを追いかけます。

1. 目に見えない光の「返り方」が変わる。

   一つの方式は、近赤外線という目に見えない光をセンサーから出し、反射して返る光の変化を調べます。何もないときは床などから返っていた光が、人が来るとその人にも当たり、返り方が変わるのです。この変化を検出することを「検知」といいます。顔を見て名前を当てなくても、物が来たことを調べられます。センサーにはほかの方式もあり、どのドアも同じ光を使うわけではありません。

   同じ光を出しても、返り方が変わる。

   ① 人がいないとき

   床などから反射してきた光を受け取っています。

   ② 人が来たとき

   光の当たる相手が変わり、受け取る光にも変化が生まれます。

   実線 ↓ 出した光　／ 破線 ↑ 返る光。実際の近赤外線は目に見えません。色は説明用です。

2. 見つけたことを、電気の信号でまとめ役へ。

   センサーの仕事は、重い扉を引くことではありません。「検知した」という信号を、制御装置へ送ることです。制御装置は、入ってくる信号や運転の設定に応じて、扉を動かす装置へ指示を出します。たとえば、お店の人が仲間に「入口を開けて」と伝えるのと、入口を実際に開けるのが別の仕事であるように、情報を伝えることと物を動かすことを分けているのです。

3. モーターの回転を、扉がすべる動きへ。

   引き戸を動かす仕掛けの一例では、モーターが車輪のような部品を回し、輪になったベルトを動かします。扉につながる部分がベルトと一緒に横へ移動し、扉が開きます。扉は上のレールに沿って動けるよう支えられ、下にも通り道を案内する仕組みがあります。回る運動を横へ進む運動に変えるのがポイント。センサーから出た光が扉を押すのでも、人が床を踏む力でベルトを回すのでもありません。

   ぐるっと回るベルトが、扉を横へ運ぶ。

   ① 扉が閉じているとき

   扉はレールに支えられ、ベルトにもつながっています。図の茶色の線が、そのつながりです。

   ② 扉が右へ動いたあと

   下側のベルトが右へ進むと、つながっている扉も右へ。入口にすき間ができます。

   一枚の引き戸の原理をしぼった図です。ベルトとの接続部、レール、固定されたガラスなどの形や位置は簡略化しています。分解や製作のための図ではありません。

4. 開けたあとも、人が通る場所を調べる。

   開けるきっかけを見つけるだけでは、通り終わったか分かりません。そこで、扉の通り道に人や物がいることを調べる補助・保護のセンサーも使います。検知中に開いた状態を保つ、閉まりかけなら再び開く、といった動作につなげます。一つの装置が複数の役割を持つ場合もあります。ただし、どこにいても必ず見つける保証ではありません。ドアが十分に開いてから通り、扉の間や横で立ち止まったり遊んだりしないことが大切です。

「来た」と「まだ通っている」は、別の情報。

開けるきっかけ

入口へ来た人などを検知する。

検知の信号
↓
扉を開ける動作へ

通る間の安全を助ける

扉の通り道の人や物などを検知する。

検知の信号
↓
開いたまま待つ・再び開く

「開けて」と知らせた人が、もう通り終わったとは限りません。図は役割の比較で、検知する範囲や安全な立ち位置を示していません。

1　待つ

入口の変化を調べる

2　開く

検知の信号を受ける

3　通る間

人や物がいないか調べる

4　閉じる

検知がなくなり、設定された待ち時間などを経る

閉じる途中で人や物を検知したら、再び開く動作につなげる仕組みがあります。実機には故障時の対応などもあり、この四コマだけが制御条件の全てではありません。

通るときは、十分に開いたのを確認してから。
実際のドアのそばで、検知を試す遊びはしません。

もう少しくわしく知ってから入口に立つと、前とは違うものが見える。

横を通っただけなのに開くのはなぜ。二枚の扉が反対へ動くのはなぜ。いつもの入口に隠れていた七つの疑問を、ここから一つずつほどきます。

「体の熱を感じている」と聞いたけれど？

熱に関係する遠赤外線の変化を調べるセンサーもあります。ただし、先ほどの近赤外線反射式とは別の方式です。近赤外線反射式は「自分で光を出して、返り方を調べる」。遠赤外線を使う方式は「人や物が出している赤外線の変化を調べる」。

さらに、電波を出し、戻る波の周波数の変化から動く物を検知する方式もあります。「センサー」という一つの名前の中に、違う調べ方があるのです。

たとえば暗い部屋を調べる方法を想像しよう。自分で懐中電灯を照らして物を見る方法と、外から入ってくる音を聞く方法では、手がかりが違いますね。これはたとえで、赤外線が音という意味ではありません。「道具が自分から何かを出すのか？」と考えると、方式の違いが整理できます。

お店に入るつもりがないのに、開くのはなぜ？

検知する範囲を通ったことと、「入店したい」という気持ちは同じではないからです。横を歩いた人などにも反応する場合があります。反対に、入りたいと思っていても、範囲の外にいれば、その信号は届きません。

移動の向きを判断する機種もありますが、全てのドアが気持ちを読んでいるわけではありません。どの範囲を調べるかは、入口や周囲の使われ方に合わせて専門の人が調整します。

たとえば紙の地図に丸を描いて、「丸の中に入ったら知らせる」というルールにしたら？ 中を横切った人も、目的地が別の人も合図の対象になります。実際の検知範囲が丸いという意味ではなく、「場所の手がかり」だけでは目的まで分からない、という例です。

ボタンを押すドアも、自動ドアなの？

そうです。人がスイッチを押したことを合図に、装置が扉を動かします。近づくだけで開く方式とは、最初の知らせ方が違うのです。ボタンを強く押すほど扉を速く動かせる、という仕掛けではありません。

また、前の人が押して開いたからといって、続く人のことも必ず検知しているとは限りません。一人ずつ入口の案内と扉の開きを確認し、子どもだけで急いで追いかけないようにします。

たとえば自動販売機では「麦茶がほしい」という合図を、商品ボタンで伝えました。自動ドアなら「通りたい」の合図です。押したあとの仕事を別の装置に任せる、という共通点があります。ボタンは、重い物を動かすための力持ちではなく、お願いを伝える入口とも考えられます。

二枚の扉は、どうして左右へ分かれて開くの？

輪になったベルトは、上側と下側がいつも反対向きに進みます。その二つの側へ一枚ずつ扉をつなぐ構成なら、同じ回転を使って、一枚は左、もう一枚は右へ動かせます。真ん中から左右へ開く「引分け」の考え方です。

片側へ一枚だけ動く「片引き」もあります。実機には扉の位置や速度を確かめる制御も必要で、全ての両開きドアが図と同じ部品配置とは限りません。

たとえば輪にした輪ゴムの上側へ赤い紙、下側へ青い紙を印として置いた絵を描こう。輪が回れば、赤と青は反対向きへ進みます。実物の輪ゴムや扉を動かす工作ではなく、紙の矢印で方向だけを考えると安全です。一つの「回す」が、二つの反対向きの動きへ分かれるところが発見です。

一つの輪から、反対向きの二つの動き。

上側につないだ扉

ベルトの上側と一緒に左へ進む。

下側につないだ扉

同じ瞬間、下側と一緒に右へ進む。

ベルトが輪だから、上下は反対向きに進みます。扉との接続方法を説明するための構成例で、全製品の設計図ではありません。

ずっと開けておけば、もっと便利なのでは？

通りやすさだけなら、開いた入口は便利です。一方で、ずっと開けていると、外と中の空気が行き来し、冷暖房した空気も逃げやすくなります。自動ドアは、通るときに開け、通らないときには閉じられる仕掛けでもあります。

ただし、早く閉めればよいわけではありません。歩く速さ、車いす、荷物など、使う人の違いを考える必要があります。「便利」と「安全」と「室内の環境」を一緒に考えるのが設計です。

たとえば家族が両手で荷物を持っているとき、片手で重い戸を引くのは大変。自動で開くと助かりますね。でも、後ろの人が通る途中で閉じたら困ります。自分が速く通れるかだけでなく、ほかの人が通る場面も想像すると、よい入口の条件が増えてきます。

日本では、いつから自動ドアが身近になった？

全国自動ドア協会によると、日本では建物より先に列車のドアで使われました。建物では1950年代後半から少しずつ使われ、1964年の東京オリンピック前の建築ブームをきっかけに全国へ広がったとされています。

初期には病院や銀行での採用が多かったとも伝えられています。日本の引き戸文化がスライド式の普及に影響したという説もありますが、それだけが原因と決めることはできません。

たとえばおじいちゃんやおばあちゃんに「子どものころ、自動ドアは今と同じくらいあった？」と聞くと、技術史が家族の記憶とつながります。ただし、一人の思い出だけで全国の様子は決まりません。資料の年表と、住んでいた町・年代の話を並べると、記録と体験の違いも見えてきます。

列車から建物へ。日本で身近になるまで。

はじめ

1 列車のドア

日本では、建物より先に列車で使われました。

1950年代後半

2 建物にも少しずつ

初期には病院や銀行での採用が多かったと伝えられています。

1964年ごろ

3 全国へ広がる

東京オリンピック前の建築ブームがきっかけとされています。

いま

4 使う人から設計する

開口幅、閉じる速さ、待つ時間などを、場所や通る人に合わせて考えます。

「1964年に初めてできた」という意味ではありません。建物ではその前から使われ、全国へ急速に広がった時期の目安です。引き戸文化の影響は一つの説として紹介しています。

毎日、自動で動くなら、世話をする人はいらない？

設置したあとも、部品の状態や動作を確かめ、必要な整備や修理をする人がいます。センサーに汚れや不具合があれば、期待した検知ができないこともあります。入口の使われ方が変われば、以前の状態のままでよいか確認することも大切です。

機械が繰り返し動く仕事を受け持ち、人がその状態を確かめる。自動ドアは、機械だけで完結せず、人の仕事にも支えられています。

たとえば入口で、いつもと違う動きや開かないドアに出会ったら、「軽すぎるからかな」と自分を責めたり、何度も飛び跳ねたりする必要はありません。通行を無理に続けず、大人や施設の人に伝えましょう。自分で直すのではなく、気づいたことを伝えるのも役立つ行動です。

よくある勘違いまちがえやすいところを、ほどいておこう。

体重が軽い子は、自動ドアを開けられない？

体重が開く条件とは限りません。踏む力に反応するマットを使う方式もありますが、光や電波を使う方式は、体重計で重さを量っているのではありません。開かない理由を体重だけで決めず、大人や施設の人へ伝えます。

センサーがあるなら、絶対にはさまれない？

安全を助ける装置があっても、危険がなくなるわけではありません。小さな子は大人と手をつなぎ、十分に開いたことを確認して通ります。センサーを試すために立ち止まる、駆け込む、扉や戸袋に手を近づけることはしません。

光を使うセンサーは、全部カメラ？

光の変化を検出することと、顔の写真を撮って誰かを識別することは別です。本文の反射式の説明に、名前や顔の照合は必要ありません。ただし、画像を使う製品や建物の防犯カメラもあり、「自動ドアの近くでは絶対に撮影されない」という意味ではありません。

やってみる　3分紙の上で「合図のリレー」を作ろう。

用意するのは紙と鉛筆だけ。三つの係を描けば、一人でも親子でも、知らせる仕事と動かす仕事の違いをたどれます。

1. 紙に「センサー」「まとめ役」「モーターと扉」の三つの箱を描き、順に矢印でつなぎます。
2. 人の絵を描き、「検知した」という合図をセンサーからまとめ役へ、指でたどります。この時点では、扉の絵はまだ閉じたままです。
3. まとめ役から「開ける」という指示をたどり、そのあとで扉が横へ動く矢印を描きます。「合図」と「動き」を別の言葉で説明してみよう。
4. 最初の箱を「押すボタン」に変えて、同じようにたどります。変わる仕事と、変わらない仕事はどれでしょう。下の問いで答え合わせできます。

実験は紙の上だけで行います。実際の自動ドアで立ち止まる、手や物をはさむ、センサーをふさぐ、カバーを開ける実験はしません。これは役割を考える模型で、実機を動かすプログラムや安全確認の手順ではありません。

親子で話す今度お店へ行くとき、何を話そう？

今度いっしょに入口を通るとき、気になった仕組みを一つだけ話してみてください。大人が思いこんでいた答えも、案外ちがうかもしれません。

• 家族に一つだけ教えるなら、どの仕掛け？

  子ども「光で扉を押すんじゃないんだよ」など、驚いたことを図を指しながら話してみよう。

  おとな「体重だと思っていた」「熱を見ていると思っていた」など、自分の想像も話して、一緒に図で確かめてみよう。

• 「全部自動」より、ボタンがある方がよい場面は？

  子ども通りすがりではなく、自分が頼んだときにだけ動いてほしい道具を考えよう。

  おとな家電や照明などで、勝手に動くと助かる場面と、動く前に知らせてほしい場面を一つずつ挙げてみよう。

• 自分以外の人にとって、使いやすい入口って？

  子ども手がふさがった人、車いすで通る人と一緒にお店へ行く場面を想像してみよう。

  おとな開く扉だけでなく、段差、道幅、案内の読みやすさも話題に。自動なら誰にとっても完璧、と決めつけずに考えよう。

よくある質問もう少し気になったら。

出典この記事を書くために読んだ資料。

• 自動ドアの仕組みナブテスコ（NABCO） センサー・制御装置・駆動装置の連携と、ベルト・プーリーで引き戸を動かす構成を参照。本文の図は独自の模式図で、部品の寸法・配線や製品の設計図ではありません。
  資料 ↗
• 保有技術：近赤外線・遠赤外線・マイクロウェーブオプテックス 自分で近赤外線を出す検知と、物体が出す遠赤外線の検知、電波の周波数変化を使う検知を区別。センサーの方式による違いであり、全機種の機能や検知性能を保証しません。
  資料 ↗
• よくあるご質問：仕組み・センサー・歴史・停電全国自動ドア協会（JADA） モーターの役割、タッチスイッチからの信号、光をさえぎる補助センサー、日本での普及の節目、設置条件や停電時の違いを確認。掲載されている普及率・電気代・規格の数値は記事へ転用していません。
  資料 ↗
• よくある質問：何キロになったらドアが開く？ナブテスコ（NABCO） 踏む力に反応するマット方式と、光・電波を使う非接触方式の違いを参照。特定のマットの重さの目安を、すべての自動ドアに共通する条件として扱っていません。
  資料 ↗
• 自動ドアを正しくご利用いただくために全国自動ドア協会（JADA） 十分に開いてから通る、駆け込まない、ドア付近で遊ばないなどの利用上の注意を確認。検知範囲を体で試す活動にせず、図の色が安全な立ち位置を示すと誤解されないようにしています。
  資料 ↗
• 自動ドアの安全な通り方：保護者、教育者の皆様へ全国自動ドア協会（JADA） 子どもの通行と、タッチスイッチ式で前の人に続く際の注意を参照。開いていることだけで安全と判断せず、保護者と十分な開きを確認する案内にしています。
  資料 ↗
• 自動ドア安全ガイドブック全国自動ドア協会（JADA） 開けるための検知に加え、戸の通り道の人や物を検知する役割を参照。古いガイドの具体的な時間・寸法を推奨設定として示さず、実機の調整方法は扱いません。
  資料 ↗
• 通行者の安全に配慮した自動ドアをお考えの皆様へ全国自動ドア協会（JADA） 使う人に合った設計、設置後の保守点検と必要な修理を参照。子ども向けには異常を大人や施設の人へ伝える案内にとどめ、カバーを開けたり設定を変えたりする手順は載せていません。
  資料 ↗

資料の読み方について

自動ドア・センサーのメーカーと全国自動ドア協会の公開説明を参照しました。図と紙の活動は、仕組みを学ぶために独自に作成したものです。全機種の機能や安全性の保証、実機の設計図・調整手順ではなく、メーカーによる監修を受けた記事ではありません。