不斷進步的自動門歷史
除非是非常古老的建築物或具有歷史價值的建築,否則商業設施、公共場所和公司辦公室的入口通常都會安裝自動門。
然而事實上自動門的歷史非常悠久,甚至可以追溯到古希臘時代。儘管我們經常不自覺地使用自動門,但人類對於「希望門自動打開」的需求於遠古時期就已經出現,今天讓我們來探索一下。
古希臘的自動門
在古希臘時代,有一位名叫希倫的亞歷山卓人被認為是第一個發明自動門的人,他生活在公元前3到2世紀左右(也有更早的說法)。
希倫是一位繪製了許多運作於空氣、水和蒸汽的機械設計圖的人,例如世界上最古老的蒸汽引擎、蒸汽驅動的消防車、水鐘、運輸機械、硬幣自動販賣機、風力風琴等各種多樣的發明。
在一系列的發明中,希倫也設計了「自動開啟的門」,據說這些門被安裝在寺廟中。當寺廟的祭壇點燃火焰並加熱時,與祭壇相連的容器內的水會產生壓力。這個壓力會使水通過管道流入旁邊的容器中。當水累積到一定程度時,容器就會成為一個重物,利用繩子和滑輪,在人們來到祈禱的時間正好打開神殿的門。
雖然這種機制在當時是相當原始的,但對於當時的人來說,它看起來絕對像是「神聖的技藝」。
近代以前的自動門
即使在古希臘時期之後,人們就有「希望能自動打開門」的想法,但自動門的普及並不廣泛,只有一些記錄留存至今。
隋煬帝似乎是一個喜愛小玩意的人,『資治通鑑』中有關他下令製造的「機關宮女」和「機關房間」的描述,其中提到其中引入了類似自動門的功能。
「帝幸書室,有宮人執香爐,前行踐機,則飛仙下,收幔而上,戶扉及廚扉皆自啟,帝出則垂閉復故。」
當帝王進入閱讀室時,(機關)宮女拿著香爐,在他踏出門檻外時,(機關)仙女降臨並拉起窗簾,房間的門和門簾都自動開啟,帝王出去後再關上並恢復原狀。
雖然不清楚它是如何運作的,但可能是通過某種按鈕或槓桿來控制。
在文藝復興時期,有關列奧納多·達·芬奇為法國國王弗朗索瓦一世設計自動門的故事也流傳著,但目前對此事並不清楚。
1910年,科幻作家喬治·威爾斯在他的作品《睡眠者醒來》中描繪了類似自動門的機制。該作品描寫了西元2100年的反烏托邦社會,當人物接近「一堵看似普通的牆」時,會發出聲音並打開,人們可以進出其中。
直到20世紀初,自動門還只是「幻想世界的故事」,但在1930年成為現實,並在後半世紀逐漸變得司空見慣。
商業用自動門的發售
世界上第一個商業用自動門於1931年在美國問世。
這個起源可以追溯到工具公司史丹利·工作的工程師,在康涅狄格州威斯特黑文的餐廳「威爾科克斯·皮爾」進行了安裝。最初的自動門並不是供顧客使用,而是供員工使用的,安裝在廚房和顧客用樓層之間,讓手上拿著盤子的服務生可以無需使用手或腳移動。
「這項發明使得女服務生除了踢門或攜帶盤子以外,不再需要使用雙手進行其他動作。」哈特福特康諾蒂報寫道。
這扇門的機制是利用光電管感應到人接近時立即打開。
日本自動門製造的起源
在日本,自動門的設置可以追溯到1930年代,在銀座日劇前的東芝展示廳中就已經有自動門的存在。對於這個自動門的具體情況我們了解有限,但很可能是使用了斯坦利公司的光電管產品,或者是進口的氣壓式自動門。
真正開始在日本進行自動門製造的是在戰後時期。1953年,日本氣動制動器(現在的Nabtesco)與美國的National Pneumatic公司合作,開始接受自動門技術的供應並著手進行國產化。
當時,National Pneumatic公司剛剛完成了油壓式自動門,日本的技術人員看到後立刻將油壓技術帶回日本進行開發。因此,日本第一個建築物的自動門就出現在位於神戶的日本氣動制動器總部的門口。
在日本,銀行積極推動了自動門的引入。進入銀行對於客戶來說可能存在心理上的抵抗,但客戶對於自動門感到新奇,出於好奇心而想要進去看看。這對於銀行來說是一個巨大的商機。
引軌式自動門的普及
過去曾流行的「踏墊開關」,也就是當人站在墊子上時,壓力感應器會起作用,利用油壓使門打開的自動門類型是由美國技術人員迪·霍頓(Dee Horton)和魯·休伊特(Lou Hewitt)在1954年發明的。
早期的自動門是「擺動門(相當於日語中的観音開き)」,當風很大時容易不斷地開關,有這個缺點。霍頓和休伊特克服了這個問題,開發出左右開啟的「引軌式」門結構,並於1960年在德克薩斯州科珀斯克里斯蒂首次安裝了一個採用墊子感應器和引軌式門的自動門。
這種引軌式自動門迅速普及,在銀行、商業設施、旅館等地得到廣泛應用。
同時期,在日本,観音開き式自動門的安全性受到關注,日本儀器制動(Nippon E.Y. Brakes)推動了引軌式自動門的普及。自動門在日本的普及源於1964年東京奧運會帶來的建築熱潮。
隨著將自動門融入建築設計的主流化,空調的普及也推動了需要關閉入口的需求,這促進了自動門在商店的應用。
人體感應式自動門的普及
以前,使用廣泛的自動門是使用壓力墊式開關,但由於其需要物理接觸才能啟動,因此容易出現故障和誤動作等缺點。當自動門面對體重輕的小孩時,無法正常啟動,也存在閉合時無法檢測到小孩而夾住的危險。
取代壓力墊式開關的是目前主流的「人體感應器式」。這項技術於1970年代被發明。
人體感應器使用了多種技術,包括發射無法聽見的超音波並檢測人體反射波的「超音波式」、利用多普勒效應檢測人體反射的電波的「電波式」、檢測人體或物體溫度的「熱線式」等。如今,以發射紅外線並檢測反射光的「光射式」成為主流。
同時,門的開閉動力也有所變化。
在1970年代之前,門的開閉動力主要是使用油壓系統,但從1980年代開始,電動式逐漸出現。電動式可以搭載微控制器,並通過學習來自動調整以獲得適當的減速效果。這使得不再需要門位檢測的限位開關。此外,還增加了安全功能,如門被夾住時自動反轉的功能,以及當人體碰撞時解除驅動力的功能。
隨著人體感應器和電動式的出現,自動門的普及進一步加快,從1990年代開始,它已在包括發展中國家在內的全球范圍內普及開來。
未來的自動門
自動門是城市無障礙化的不可或缺的技術。
在日本,自2006年實施了無障礙法後,建築物、商業設施和公共設施都被要求安裝多功能廁所。多功能廁所配備了按鈕式門,方便輪椅使用者使用。
在無障礙化方面,火車站的月台門也是至關重要的。世界上第一個安裝月台門的地方是1961年的蘇聯列寧格勒地鐵。在日本,首次安裝月台門是在1970年的萬國博覽會火車站,之後在2006年以後迅速普及。
從技術上來說,引入了使用CAN通信的網絡技術,通過門上附帶的設備信息網絡化和統一管理,使得維護、檢修和異常檢測變得容易。
家庭中的家電、暖氣和電氣設施越來越智能化,到那時自動門系統和家門自動化或許也不遠了。
1910年,科幻作家H·G·威爾斯描繪的未來已經不再遙遠,現在已經有了安全技術和便利性更高的自動門,將在城市中的建築物、交通工具、家居等各處得到普及。
總結
當我們考慮到自動化一個只需約1秒的開門動作背後,有多少人花費了大量時間來進行技術開發時,不禁感到驚訝,也能感受到他們的執著。
正如本文所述,自動門在無障礙化的背景下至關重要,特別是在經歷了像新冠病毒這樣的大流行之後,人們會盡可能避免接觸,因此自動門的需求必然會增加。
即使是如開門、關門這樣簡單的動作,仍有很大的技術改進空間,而人類的想像力將不斷創造出新的產品。