JP2003219628A - リニアモータ式開閉装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コイルと磁石との吸着を防ぐ。 【解決手段】 建物躯体側に設けられてコイル１５が取
り付けられる長手状のガイドレール１３と、引戸本体４
側に設けられて磁石２１が取り付けられるとともにガイ
ドレール１３の長手方向に沿って移動可能とされる吊下
部材１８とからなるリニアモータ式開閉装置であって、
吊下部材１８に突片２３を設け、ガイドレール１３に突
片２３と対向する突起部２４（凸状２４ａ）を設けて、
吊下部材１８の位置を規制してコイル１５と磁石２１と
の間の最大近接部分に常にクリアランスＣを維持する規
制手段をなす。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リニアモータ式の
電動機構により引戸などの開閉体を開閉するリニアモー
タ式開閉装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】建物躯体の屋内などに配置される引戸な
どの開閉体の構成において、開口部の上枠にガイドレー
ルを設け、このガイドレールに対して引戸本体が吊下状
態とされる上吊方式の開閉装置がある。この上吊方式の
引戸は、床面にレールを敷設せずに構成でき、出入りの
際に躓くことがなく、車椅子やストレッチャーなどの通
過をスムーズに行え、病院施設や社会福祉施設，教育施
設さらに近年では一般住居などに設けられ、上下にレー
ルを備えた一般的な引戸に換えて採用されている。

【０００３】このような上吊方式の引戸としては、手動
で開閉を行う手動タイプと、閉鎖時のみ自動となる半自
動タイプ、開閉を電動で行う全自動タイプとがある。こ
れらのうち電動で引戸を開閉動作させる全自動タイプで
は、その開閉駆動を行う駆動機構として種々の構成があ
るが、近年では、引戸本体の開閉移動をスムーズに行
え、複雑な機構を採らずに簡素な構成で実現でき、騒音
の発生が小さいリニアモータを採用した構成が採用され
ている。

【０００４】このリニアモータ駆動構造は、例えば、引
戸本体の上縁に磁石が配設され、建物躯体側の上枠にコ
イルを配列させて設ける構成とされ、コイルへの通電を
制御することで、磁石側である引戸が開閉移動を行う。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のリニアモータ式開閉装置では、コイルと磁石と
は、所定のエアギャップを有した状態で対向配置される
ことでリニアモータとして構成される。このエアギャッ
プは、約０．５ｍｍ〜１．５ｍｍと微小であるため、施
工時や、引戸本体が持ち上がった際に、磁石の持つ磁力
によってコイルと吸着して離れなくなり、引戸本体の開
閉移動が行えなくなったり、コイルが断線して破損して
しまうおそれがある。

【０００６】そこで本発明は、上記課題を解消するため
に、コイルと磁石との吸着を防ぐことができるリニアモ
ータ式開閉装置を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明による請求項１記載のリニアモータ式開閉装置
は、建物躯体側と開閉体側にてコイルと磁石とが所定の
エアギャップを隔てて対向配置されたリニアモータ式開
閉装置において、前記開閉体の前記エアギャップを狭め
る移動を規制して前記コイルと前記磁石との間の最大近
接部分に常にクリアランスを維持することを特徴とす
る。

【０００８】請求項２記載のリニアモータ式開閉装置
は、建物躯体側と開閉体側にてコイルと磁石とが所定の
エアギャップを隔てて対向配置されたリニアモータ式開
閉装置において、前記建物躯体側に設けられて前記コイ
ルあるいは前記磁石の何れか一方が取り付けられる長手
状のガイドレールと、前記開閉体側に設けられて前記コ
イルあるいは前記磁石の何れか他方が取り付けられると
ともに、前記ガイドレールの長手方向に沿って移動可能
とされる移動部材と、前記ガイドレール側と前記移動部
材側とにそれぞれ対向して設けられ、前記コイルと前記
磁石との間の最大近接部分に常にクリアランスを維持す
るように前記移動部材の位置を規制する規制手段と、を
備えたことを特徴とする。

【０００９】請求項３記載のリニアモータ式開閉装置
は、請求項２記載のリニアモータ式開閉装置において、
前記規制手段が、前記ガイドレールの長手方向に沿う凸
状を有し、前記開閉体の前記エアギャップを狭める移動
がされた際に、該凸状を以て前記ガイドレールと前記移
動部材との間を線接触とすることを特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して具体的に説明する。図１は本発明のリニアモ
ータ式開閉装置としての上吊引戸を示す斜視図、図２は
図１中のＡ−Ａ線拡大断面図、図３（ａ）（ｂ）は図２
中の要部拡大図である。

【００１１】最初に、本発明のリニアモータ式開閉装置
の一例である上吊引戸１について説明する。図１に示す
ように、上吊引戸１は、開口部２を開閉するため、開口
部２の開口上縁２ａに設けられた枠体の一部を構成する
上枠３に、板状の引戸本体４（開閉体）を吊り下げてな
る。引戸本体４は、上枠３に沿って図１に示す矢印方向
に水平移動する。引戸本体４は、上記移動に伴い、戸先
が開口部２の開口側縁２ｂに設けられた縦枠５ａに当接
して閉鎖状態となり、戸尻が建物壁部に設けられた縦枠
５ｂに当接して図１に示す開放状態となる。また、引戸
本体４の戸先側には、把手６が設けられている。なお、
図１で示す上吊引戸１は、引戸本体４が表出された片引
きの構成であるが、その他、引戸本体４を不図示の戸袋
に収納できる構成や、引き分けの構成のものなどもあ
る。上述した上吊引戸１によれば、床面にレールがない
ため、出入りの際の躓きがなく、且つ、車椅子やストレ
ッチャーなどの通過をスムーズに行うことが可能であ
る。

【００１２】図２に示すように、上枠３は、建物躯体の
開口上縁２ａにネジなどで固定され開口部２の幅方向に
わたって長尺に形成され、固定枠１０と、カバー１１と
からなる。固定枠１０は、主に開口上縁２ａに固定され
る垂直板１０ａと、上枠３の上面を構成する水平板１０
ｂを有して、上枠３の下側および正面側を開放してい
る。カバー１１は、固定枠１０の正面側を閉塞する板体
であり、固定枠１０に着脱可能にして取り付けられて、
上枠３の下側のみを開放する。また、固定枠１０内に
は、垂直板１０ａおよび水平板１０ｂにそれぞれ平行し
て固定枠１０の長手方向に沿う断面略Ｌ字状の内枠１２
が設けられている。なお、上枠３および内枠１２は、好
ましくは鋼板より構成される。

【００１３】内枠１２には、ガイドレール１３が取り付
けられている。ガイドレール１３は、非磁性材質となる
ようにアルミ型材からなり、上枠３に沿って長手状に形
成されている。ガイドレール１３は、下側に開口する断
面略コ字状をなしている。ガイドレール１３の内部奥方
（上方）には、長手方向に沿うようにして対向する各凹
溝１３ａが形成されている。各凹溝１３ａ間には、長手
状のベース板１４が挿通して取り付けられている。この
ベース板１４の下面には、駆動機構をなすコイル１５が
ベース板１４の長手方向に沿って所定間隔で複数設けら
れている。このコイル１５は、不図示の駆動回路に接続
されている。

【００１４】ガイドレール１３の開口内壁には、長手方
向に沿うようにして対向する各レール部１３ｂが形成さ
れている。各レール部１３ｂは、ガイドレール１３の内
方にそれぞれ屈曲され、その先端が断面略蒲鉾状に形成
されている。各レール部１３ｂには、それぞれ周面が凹
状とされたローラ１６が長手方向に転動可能にして設け
られている。対向する各ローラ１６は、回転軸１７の各
端部に回転可能にして支持されている。回転軸１７は、
移動部材としての吊下部材１８に固定されている。この
吊下部材１８には、上記回転軸１７およびローラ１６が
複数設けられている。吊下部材１８は、各ローラ１６が
各レール部１３ｂに設けられることにより、各ローラ１
６がレール部１３ｂを転動することでガイドレール１３
内にて長手方向に移動可能にして配される。

【００１５】吊下部材１８は、非磁性材質となるように
アルミ型材からなり、断面略Ｔ字状に形成され上枠３に
沿って長手状に形成されている。吊下部材１８は、その
上端がガイドレール１３の内部奥方（上方）に至り、下
端がガイドレール１３の開口より鉛直方向に延出するよ
うに配置される。吊下部材１８の上端には、長手方向に
沿うようにして開口幅を狭めるように対向する各鍔片１
９ａを有した保持溝１９が形成されている。保持溝１９
には、長手状のヨーク板２０が各鍔片１９ａによって保
持されながら挿通して取り付けられている。このヨーク
板２０は、鉄などの磁性体からなり、その上面の長手方
向に沿って、例えばネオジウムあるいはフェライトなど
からなる磁石２１が磁着されている。この磁石２１は、
上述のコイル１５に対し、所定のエアギャップを隔てて
対向配置される。

【００１６】吊下部材１８の下端には、ブラケット２２
を介して引戸本体４の上端が取り付けられている。この
ブラケット２２は、引戸本体４の幅長に応じて少なくと
も左右側端縁近傍の二箇所に配設され、水平板２２ａに
垂直な固定片２２ｂを有してなる。そして、ブラケット
２２は、水平板２２ａが引戸本体４の上端にネジなどの
固定具で固定され、吊下部材１８の下端を固定片２２ｂ
にボルトなどの固定手段による固定あるいは係止手段に
よる係止などにより、吊下部材１８と引戸本体４とを連
結する。

【００１７】そして、不図示の駆動回路によってコイル
１５に通電されると、磁石２１を有した吊下部材１８が
ガイドレール１３のレール部１３ｂに沿って水平移動す
ることにより引戸本体４が図１の矢印方向に水平移動す
る。このように、ガイドレール１３は、引戸本体４を吊
り下げ、且つ、引戸本体４を水平移動させる駆動機構を
共に備えた駆動ユニットをなしている。

【００１８】なお、図示しないが、引戸本体４の戸先側
の板面や戸先側の縦枠５ａあるいは建物躯体側の開口部
２の近傍の壁面に、シートスイッチなどが設けられた
り、引戸本体４の近傍（例えば天井など）に光学式など
の人体検知センサが設けられることにより、引戸本体４
の開閉駆動の開始および停止などが行われる。

【００１９】図２に示すように、上記構成において、吊
下部材１８の上端には、各鍔片１９ａと相反する方向に
延設された規制手段としての突片２３がそれぞれ設けら
れている。各突片２３は、吊下部材１８の長手方向に沿
って長手状に形成されている。また、ガイドレール１３
の内部奥保（上方）であって、凹溝１３ａの手前（下）
側には、各突片２３と上下に対向する規制手段としての
突起部２４がそれぞれ設けられている。各突起部２４
は、ガイドレール１３の長手方向に沿って長手状に形成
されている。各突起部２４には、突片２３と対向する側
に断面略半円形の凸状２４ａがそれぞれ形成されてい
る。凸状２４ａは、突起部２４とともにガイドレール１
３の長手方向に沿って長手状に形成されている。なお、
突起部２４は、ガイドレール１３の内側に設けられた段
部として形成されていてもよい。

【００２０】図３（ａ）に示すように、各突片２３と各
凸状２４ａとは、吊下部材１８に引戸本体４が取り付け
られている状態では、引戸本体４の自重によってローラ
１６がレール部１３ｂに乗ることで互いに接触すること
がない。この状態において、コイル１５と磁石２１との
間には、所定のエアギャップｒが保たれる。このエアギ
ャップｒは、コイル１５の通電駆動によって引戸本体４
を移動させるための所望の推力（トルク）を得るもので
ある。この推力は、「推力＝電流×磁束（磁力）×コイ
ル長さ」の式から得られる。また、推力は、コイル１５
と磁石２１との間のエアギャップｒの二乗に逆比例する
ものであり、「推力＝ｋ（比例定数）×１／ｒ² 」の式
から得られる。これにより、エアギャップｒは約０．５
ｍｍ〜１．５ｍｍが好ましい。すなわち、吊下部材１８
に引戸本体４が取り付けられている状態では、コイル１
５と磁石２１との間に約０．５ｍｍ〜１．５ｍｍのエア
ギャップｒが保たれることとなる。

【００２１】また、コイル１５と磁石２１とは、常に磁
石２１の持つ磁力によって互いに吸引されている。これ
により、例えば吊下部材１８に引戸本体４を取り付ける
前の施工時や、引戸本体４が何らかの外力によって持ち
上げられた場合では、コイル１５と磁石２１とが吸着す
ることが考えられる。しかしながら、上記構成では、図
３（ｂ）に示すように、各突片２３と凸状２４ａとが接
触することにより、コイル１５と磁石２１との間の最大
近接部分にクリアランスＣ（隙間）を維持して、コイル
１５と磁石２１との吸着を防ぐ。このように、突片２３
と突起部２４（凸状２４ａ）は、コイル１５と磁石２１
との吸着を防止するために、コイル１５と磁石２１との
間の最大近接部分にクリアランスＣを維持するように吊
下部材１８の位置を規制する規制手段をなす。

【００２２】したがって、このように構成されたリニア
モータ式開閉装置によれば、規制手段を備えたことによ
り、引戸本体４（吊下部材１８）のエアギャップｒを狭
める移動が規制されるので、コイル１５と磁石２１との
間の最大近接部分に常にクリアランスＣが維持されて、
コイル１５と磁石２１との吸着を防ぐことが可能とな
る。

【００２３】また、規制手段の構成として上記突片２３
と突起部２４のみの構成でもよいが、断面略半円形の凸
状２４ａを設けたことにより、開閉体である引戸本体４
がエアギャップｒを狭める移動がされた際に、突片２３
と凸状２４ａとがガイドレール１３および吊下部材１８
の長手方向に沿って線接触となるため、コイル１５と磁
石２１との吸着力を長手方向に分散させてコイル１５と
磁石２１との間の最大近接部分のクリアランスＣを適宜
維持することが可能である。なお、凸状２４ａは、突片
２３側に設けられていてもよく、また突片２３と突起部
２４との両方に設けられていてもよい。

【００２４】なお、上述した凸状２４ａは、ガイドレー
ル１３の長手方向に沿って断面略半円形とされて、引戸
本体４がエアギャップｒを狭める移動がされた際に、ガ
イドレール１３および吊下部材１８の長手方向に沿って
線接触するが、この構成に限らない。例えば、凸状２４
ａが、ガイドレール１３の長手方向に沿って平坦な凸面
を有し、引戸本体４がエアギャップｒを狭める移動がさ
れた際に、ガイドレール１３および吊下部材１８の長手
方向に沿って面接触してもよい。あるいは、凸状２４ａ
が、ガイドレール１３の長手方向に沿って複数設けられ
て、断面略半円形または平坦な凸面を有し、引戸本体４
がエアギャップｒを狭める移動がされた際に、ガイドレ
ール１３および吊下部材１８の長手方向に沿って点接触
または多面接触してもよい。

【００２５】また、凸状２４ａは、設けられるべき部材
（突片２３や突起部２４）と一体に形成されたものでも
よく、あるいは別体で取り付けられていてもよい。

【００２６】また、突片２３と突起部２４（凸状２４
ａ）とは、引戸本体４がエアギャップｒを狭める移動が
された際以外に常時接触していてもよい。この場合、突
片２３や突起部２４（凸状２４ａ）が、滑り性の高い材
質からなることがより好ましい。または、突片２３と突
起部２４（凸状２４ａ）との間に滑り性の高い材質の部
材が介在されていることがより好ましい。

【００２７】また、凸状２４ａがガイドレール１３の長
手方向に沿って設けられている構成や、規制手段がガイ
ドレール１３の長手方向に沿って設けられた突片２３と
突起部２４のみの構成であって、引戸本体４がエアギャ
ップｒを狭める移動がされた際以外に常時接触する場
合、図２に示すように、コイル１５と磁石２１を配置し
たスペースを塞ぐようにすれば、該スペースへのゴミな
どの進入を防止してコイル１５および磁石２１を保護す
ることができる。

【００２８】ところで、上述した実施の形態では、突片
２３と突起部２４（凸状２４ａ）により規制手段を構成
しているがこの限りでなく、図４に規制手段の他の構成
を示す。なお、図４にかかる以下の説明において、上述
した実施の形態と同一または同等部分には同一符号を付
して、その説明を省略する。

【００２９】図４に示すように、他の構成の規制手段
は、ガイドレール１３の長手方向に沿って長手状に形成
され、ローラ１６の上側を覆う覆い片２５として構成さ
れている。ローラ１６は、周面が凸状に湾曲形成されて
いる。レール部１３ｂと覆い片２５とは、ローラ１６の
周面に沿うように凹状に湾曲形成され、その間で、ロー
ラ１６を挟むようにして転動可能に支持する。これによ
り、覆い片２５がローラ１６を介して吊下部材１８が上
方に移動するのを規制する。したがって、図４で示す規
制手段であっても、コイル１５と磁石２１との間の最大
近接部分に常にクリアランスＣを維持して、コイル１５
と磁石２１との吸着を防ぐことが可能となる。

【００３０】なお、上述した全ての実施の形態では、コ
イル１５をガイドレール１３側に取り付け、磁石２１を
吊下部材１８（引戸本体４）側に設けた構成であるが、
逆に、コイル１５を吊下部材１８（引戸本体４）側に取
り付け、磁石２１をガイドレール１３側に設けた構成と
してもよい。この構成であっても、上述の規制手段によ
ってコイル１５と磁石２１との間の最大近接部分に常に
クリアランスＣが維持されるので、コイル１５と磁石２
１との吸着を防ぐことが可能である。

【００３１】また、上述した全ての実施の形態では、リ
ニアモータを構成するコイル１５と磁石２１の各配置位
置が、図２乃至図４に示すように水平に対向して配置さ
れる構成の例について述べたがこの限りでない。例え
ば、図示しないが、コイル１５と磁石２１とが引戸本体
４の板面に対して平行となってそれぞれが垂直に対向し
て配置される構成としてもよく、あるいは、コイル１５
と磁石２１とが引戸本体４の板面に対して傾斜してそれ
ぞれが斜めに対向して配置される構成などとしてもよ
い。

【００３２】また、上述した全ての実施の形態におい
て、移動部材としての吊下部材１８は必須でない。この
場合、開閉体としての引戸本体４にコイル１５あるいは
磁石２１が直接設けられていればよい。

【００３３】また、上述した全ての実施の形態では、リ
ニアモータ式開閉装置として板状の引戸本体４を水平移
動させる吊下引戸を例に説明したが、リニアモータ式開
閉装置としては、その他、開口部２の開閉時に折畳まれ
る折戸や、カーテンなどを水平移動させるリニアモータ
式開閉装置であってもよい。さらに、開閉装置は、吊下
引戸以外に、例えば、吊り下げでない通常の引戸や移動
間仕切り体（スライディングウオール）、パネル材で構
成されたシャッターカーテンなどとしてもよい。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によるリニア
モータ式開閉装置は、コイルと磁石との間の最大近接部
分に常にクリアランスを維持するので、コイルと磁石と
の吸着を防ぐことができる。

【００３５】建物躯体側に設けられるガイドレールと、
開閉体側に設けられる移動部材との間にて、移動部材の
位置を規制する規制手段を設けたことにより、コイルと
磁石との間の最大近接部分に常にクリアランスを維持す
るので、コイルと磁石との吸着を防ぐことができる。

【００３６】また、規制手段が、ガイドレールの長手方
向に沿う凸状を有し、開閉体のエアギャップを狭める移
動がされた際に、ガイドレールと移動部材との間を線接
触とすることにより、コイルと磁石との吸着力を長手方
向に分散させて前記クリアランスを適宜維持することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のリニアモータ式開閉装置としての上吊
引戸を示す斜視図。

【図２】図１中のＡ−Ａ線拡大断面図。

【図３】（ａ）（ｂ）図２中の要部拡大図。

【図４】規制手段の他の構成を示す断面図。

【符号の説明】

４…引戸本体（開閉体）、１３…ガイドレール、１５…
コイル、１８…吊下部材（移動部材）、２１…磁石、２
３…突片（規制手段）、２４…突起部（規制手段）、２
４ａ…凸状、２５…覆い片（規制手段）、Ｃ…クリアラ
ンス、ｒ…エアギャップ。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2E052 AA01 AA02 CA07 DA02 DB02 EA13 EB01 EC01 KA14 KA15 5H641 BB14 GG02 GG03 HH02 HH03 JA09 JA14

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 建物躯体側と開閉体側にてコイルと磁石
   とが所定のエアギャップを隔てて対向配置されたリニア
   モータ式開閉装置において、 前記開閉体の前記エアギャップを狭める移動を規制して
   前記コイルと前記磁石との間の最大近接部分に常にクリ
   アランスを維持することを特徴とするリニアモータ式開
   閉装置。
2. 【請求項２】 建物躯体側と開閉体側にてコイルと磁石
   とが所定のエアギャップを隔てて対向配置されたリニア
   モータ式開閉装置において、 前記建物躯体側に設けられて前記コイルあるいは前記磁
   石の何れか一方が取り付けられる長手状のガイドレール
   と、 前記開閉体側に設けられて前記コイルあるいは前記磁石
   の何れか他方が取り付けられるとともに、前記ガイドレ
   ールの長手方向に沿って移動可能とされる移動部材と、 前記ガイドレール側と前記移動部材側とにそれぞれ対向
   して設けられ、前記コイルと前記磁石との間の最大近接
   部分に常にクリアランスを維持するように前記移動部材
   の位置を規制する規制手段と、 を備えたことを特徴とするリニアモータ式開閉装置。
3. 【請求項３】 前記規制手段が、前記ガイドレールの長
   手方向に沿う凸状を有し、前記開閉体の前記エアギャッ
   プを狭める移動がされた際に、該凸状を以て前記ガイド
   レールと前記移動部材との間を線接触とすることを特徴
   とする請求項２記載のリニアモータ式開閉装置。