JPH0246157A - 横行移動体のリニアパルスモータ式駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ホテル客室用などの室内カーテン、あるいは
椴帳、アコーディオンドアなどの横行移動体を対象に、
該横行移動体をレールに吊り下げ支持し、かつリニアパ
ルスモータによりダイレクトドライブして開け、閉め移
動操作するようにしたリニアパルスモータ式駆動装置に
関する。

〔従来の技術〕

頭記した室内カーテンを例として、カーテンをスイッチ
操作などによる指令で開け、閉めするようにした電動式
カーテンレールが従来より知られている。この電動式カ
ーテンレールは、天井側に敷設したカーテンレール内に
カーテン操作用の索条を組み込み、該索条をモータ駆動
によりリールから繰り出し、−１！取り操作してカーテ
ンを開け。

閉めするようにしたものである。さらに、最近では自動
車の車内カーテンなど極小さなカーテンを対象に、カー
テンレール内に組み込んだリニア直流モータでカーテン
をダイレクトドライブして開け、閉めするようにした電
動式カーテンレールも一部で製品化されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで在来の索条を用いた電動式カーテンレールでは
、カーテンレール本体に電動機、索条リール、制動機構
などを装備する必要があってカーテンレール全体が大形
０重量物となる。また、使用中に索条の切断、絡まりな
どの故障が生じ易くその保守管理が厄介である他、カー
テンが索条を介して駆動モータと機械的に伝導結合され
ていることから、使用面では人手によるカーテンの自由
な開け、閉めができないなどの不便さがある。

また、リニア直流モータを応用した電動式カーテンレー
ルでは、カーテンレールに沿ってその全長に亙りフェラ
イト材などの高価な永久磁石素子を敷設する必要があっ
てコスト高になる。しかもリニア直流モータはモータ自
身に制動機能がなく、かつ負荷索動により走行速度も変
化するなど、カーテンレールとしての機能に問題点が残
る。

本発明は上記の点にかんがみ成されたものであり、駆動
装置の小形コンパクト化、メンテナンスフリー並びに操
作性の改善を狙いに、駆動部にリニアパルスモータを採
用してカーテンなどの横行移動体をレールに沿いダイレ
クトドライブして開け、閉めできるようにしたリニアパ
ルスモータ式駆動装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するために、本発明のリニアパルスモー
タ式駆動装置は、レール内にリニアパルスモータのスケ
ール、およびパルス信号の給電線を配備して横行移動体
の移動経路に沿い敷設したチャンネル形レールと、走行
ローラ、集電刷子。

および横行移動体の吊り下げ用フックを装備して前記チ
ャンネル形レール内に組み込んだリニアパルスモータの
可動子とで構成したものである。

また、前記構成において、リニアパルスモータの走行に
伴って発生する騒音を低減させるためには、磁極歯をス
ケールに対向させてレール上に並ぶ前後一対の電磁石、
および電磁石の間に跨る永久磁石、継鉄とを組合せてな
るリニアパルスモータの可動子本体に対し、可動子本体
の前後端に設けた走行ローラとは別個に、前後端の走行
ローラの中間位置にエアギャップ保持用の補助ローラを
追加装備するのが好ましい。

〔作用〕

上記の構成において、レール側に敷設した給電線を介し
て外部よりリニアパルスモータの可動子の電磁石コイル
へ入力パルス信号を与えることにより、走行ローラで支
えられたリニアパルスモータの可動子がレール側のスケ
ールに沿ってパルス周波数に相応した速度で指定された
方向に歩進する。なお、周知のようにリニアパルスモー
タは特性面で大きな始動推力、負荷変動に左右されない
定速特性、および磁気的制動力、自由な位置決め制御性
を有しており、かつその構造は堅牢で故障の発生も少な
く、殆どメンテナンスフリーで長期使用できる。

また、カーテンなどの横行移動体はリニアパルスモータ
の可動子に吊り下げ支持されており、前記したリニアパ
ルスモータの歩進運動に伴いレールに沿って指定された
方向へダイレクトドライブ式に開け、閉めされる。なお
、この場合にレールは必ずしも直線状である必要はなく
、例えばＳ字形に湾曲しているレールにも対応できる。

また、リニアパルスモータの可動子が停止している状態
では、拘束を受けることなく手動操作で横行移動体をレ
ールに沿って自由に移動させることが可能である。つま
り、カーテンなどをリニアパルスモータの走行駆動によ
る他に、手動操作でも自由に開け、閉めできる。

一方、リニアパルスモータの磁気推進力を高めるには、
可動子側の電磁石の磁極とレール側のスケールとの間の
エアギャップ長はできるだけ狭いことが望ましく、通常
は１０〜５０μｍ程度の微少ギャップに設計されている
。このために、可動子、スケールの曲げ剛性が不足する
と、両者間に働く大きな磁気吸引力により撓みが生じて
スケールと可動子の磁極歯とが機械的に接触し合うよう
になる。しかも外部から可動子に加える入力パルス信号
は周期的に極性が切り替わるため、これが原因となって
リニアパルスモータ全体で撓み振動が発生し、走行時に
可動子がレール側のスケールを叩いて大きな騒音の発生
するおそれがある。

かかる点、リニアパルスモータの可動子に対し、可動子
本体の前後端に設けた走行ローラとは別個に、可動子本
体の中央に補助ローラを追加装備したことにより、可動
子はレールに対して前後２点支持から前後および中央の
３点支持方式となり、ローラとローラとの間の支持スパ
ンが半分に短縮される。これにより、リニアパルスモー
タのスケール、可動子自身の剛性を同じ条件として、ス
ケールと可動子との間の磁気吸引力による撓み振幅は補
助ローラを設けないものと比べて約Ａに減少することに
なる。したがって、先記のようにエアギャップ長が狭く
設定されていても、磁気吸引力によるレール側のスケー
ルと可動子側の磁極面との機械的な接触が抑止され、リ
ニアパルスモータの走行に伴う騒音の発生を大幅に低減
することができる。

〔実施例〕

第１図、第２図は室内用カーテンのカーテンレールを実
施対象とした本発明実施例の構成を示すものであり、図
において１はカーテン２の開け。

閉め移動経路に沿って天井側に敷設したレールで、該レ
ール１はその下面中央に長手方向にスリットｌａが開口
した断面方形状のチャンネル形レールとしてなり、かつ
レール１の長手方向に沿ってレール内の天井面中央には
磁性板に所定ピンチの歯列。

ないし穴明きを形成したリニアパルスモータのスケール
３が、また左右の側面には入力パルス信号の給電線４が
絶縁体５を介して敷設されている。

一方、前記レール１の内方にはリニアパルスモータの可
動子６が組み込まれている。この可動子６は、前記スケ
ール３にエアギャップを隔てて磁極歯６ａが対向し合う
よう設置したコ字形のコア６ｂおよび該コア６ｂの各脚
部に巻装した励磁コイル６Ｃとからなる前後に並ぶ一対
の電磁石（なお、図面では一組の電磁石のみが描かれて
おり、もう−組の電磁石は省略されて措かれてない）と
、コア６ｂの背後に結合した永久磁石６ｄと、および一
対の電磁石の間に跨がって永久磁石６ｄの背面側に設け
た連結体を兼ねる継鉄６ｅとで可動子本体を構成してい
る。また、可動子本体に対して、その前後両端部にはそ
れぞれチャンネル形レール１の上下レール面に当接して
転がる走行ローラ７（図面では可動子本体の一方端に設
けた走行ローラのみが描かれている）を備え、かつ左右
側面には前記した給電ｔａ４に摺動する集電刷子８が装
備され、さらに下面側にはチャンネル形レールｌのスリ
ット１ａを通してレールの下面側へ突き出す吊り下げ用
フック９が取付けである。なお、集電刷子８としては、
通常のカーボン刷子の他に導電性磁性流体を応用した摩
擦抵抗の殆どない刷子の採用も可能である。

一方、上記したリニアパルスモータの可動子６をカーテ
ン２の先頭車として、吊り下げ用フック９に駒形のカー
テンフック２ａを介してカーテン２の先端部が吊り下げ
支持されている。なお、同じレール１にはカーテン２の
中間部を吊り下げた後続のガイド用ローラが移動自在に
組み込まれている。

上記の構成で、可動子６の励磁コイル６Ｃへ外部より給
電線４．集電刷子８を通じて入力パルス信号を与えるこ
とにより、その起磁力が永久磁石６ｄの磁力に相乗作用
して可動子６とスケール３との間に電磁推進力が発生し
、そのパルス信号の通電方向、パルス周波数に相応した
方向、速度で可動子６がレール側のスケール３に沿い走
行ローラ７を介して歩進運動する。また、入力パルス信
号の給電を停止すれば、永久磁石６ｄとスケール３との
間の磁気吸引力により制動が働いて可動子６はその位置
に停止する。なお、かかる永久磁石形リニアパルスモー
タの動作原理については周知であり、ここではその詳細
な説明を省く。

したがうて、前記したリニアパルスモータの歩道連動に
より、可動子６とともに可動子６に吊り下げ支持したカ
ーテン２がレール１に沿って矢印Ａ方向に開け、閉め移
動掻作される。なお、前記した走行ローラフについて、
リニアパルスモータの走行状態では、スケール３と可動
子６との間の磁気吸引力により上部の走行ローラがレー
ル１の上面側レール面に当接してスケール３と可動子６
のＩｌ＆歯６ａとの間のエアギャップを保持し、停止状
態では下部の走行ローラがレール１の下面側レール面に
当たってリニアパルスモータの負荷重量を支える。また
、給電線４はレールｌの全長域に亙って敷設されており
、可動子６がどの位置に在っても集電刷子８を介して支
承なく入力パルス信号の給電が可能である。しかも、パ
ルス信号の入力がない可動子６の停止状態では、カーテ
ン２に手を掛けて引くことにより、永久磁石６ｄによる
磁気的制動力に打ち勝ってカーテン２を手動操作で自由
に開け、閉めすることができる。また、前記レール１は
必ずしも直線状である必要はなく、例えばＳ字状にカー
ブしているレールでも対応が可能である。

なお、図示実施例は室内カーテン用のカーテン。

レールについて述べたが、カーテン以外の例えば縁帳、
ア？−デイオンドアなどの各種横行移動体に対する駆動
装置としても実施適用できることは勿論である。

次に前記実施例をさらに改良した応用実施例を第３図、
第４図に示す、まず、第３図において、可動子６の基本
構造は前記実施例と同様であるが、可動子６に対しその
前後端に設けた走行ローラ７とは別個に可動子本体の中
央部、すなわちレール１に対し前後に並ぶ一対の電磁石
の中間位置には、スケール３と対向する側に符号１０で
示すエアギャップ保持用の補助ローラが新たに追加装備
されている。この補助ローラ１０は１字形のローラ支持
具１１を介してコア６ｂの間にまたがってボルトなどで
固定されており、かつ可動子６の前後端に配した走行ロ
ーラ７と揃えて同一レベルでローラがレール面に当接す
るようにその取付は高さが調整されている。

かかる構成により、可動子６の前後端にのみ走行ローラ
７を装備した先の実施例と比べて、可動子６のローラに
よる支持が２点支持（前後端の走行ローラ７）から前後
および中央の３点支持（前後端の走行ローラ７および補
助ローラ１０）となり、ローラ間の支持スパンｌが走行
ローラフの間のスパンＬのＡに縮小する。したがって、
レール側のスケール３．可動子６の曲げ剛性を同じ条件
として、スケール３と可動子６との相互間に作用する磁
気吸引力による撓みは約Ａに減少する。

これにより、スケール３と可動子６における磁極歯６ａ
との間のエアギャップ長ｇが僅少ギャップに設定されて
いるとしても、リニアパルスモータの走行時に可動子６
の磁極歯６ａがスケール３と機械的に接触する度合が減
少し、この機械的な接触に起因して発生する騒音が大幅
に軽減されるようになる。なお、この騒音低減効果は実
機テストからも確認されている。

また、第４図は補助ローラ１０の取付は構造についての
改良案を示すものであり、ローラ支持具１１にガイド溝
１２を設け、この溝内に圧縮ばね１３を介して補助ロー
ラ１０の車軸に取付けたロッド１４が挿入されている。

ここで、圧縮ばね１３のばね圧を適宜に調節してお（こ
とにより、組立時に前後端の走行ローラ７と補助ローラ
１０との間でのレベルを合わせる厄介な調整作業が不要
となる。

さらに別なローラ取付は構造として、可動子６の前後端
に配備する走行ローラ７と中央に取付ける補助ローラ１
０とを、あらかじめ共通な支持フレームにレベル調整し
て一列に軸支したローラ組立体を用意しておき、このロ
ーラ組立体を可動子６の左右側面に固定して組立てるこ
ともできる。

〔発明の効果〕

本発明による横行移動体のリニアパルスモータ式駆動装
置は、以上説明したように構成されているので、次記の
効果を奏する。

（１）レール内にリニアパルスモータのスケール。

およびパルス信号の給電線を配備して横行移動体の移動
経路に沿い敷設したチャンネル形レールと、走行ローラ
、集電刷子、および横行移動体の吊り下げ用フックを装
備して前記チャンネル形レール内に組み込んだリニアパ
ルスモータの可動子とでリニアパルスモータ式駆動装置
を構成したことにより、従来の索条式電動駆動装置と比
べて、小形。

コンパクトな構成で、横行移動体をダイレクトドライブ
して円滑に移動操作できる。また、従来のリニア直流モ
ータを応用した駆動装置と比べても、制動機能に優れた
比較的安価な装置が実現できる他、リニアパルスモータ
の停止状態では何等の拘束を受けることなく手動による
横行移動体の移動操作も可能であり、さらに堅牢で故障
発生が少なく、殆どメンテナンスフリーで長期使用でき
るなど、カーテン、その他の各種横行移動体への適用拡
大化が図れる汎用性の高いリニアパルスモータ式駆動装
置を提供することができる。

（２）また、前記構成のリニアパルスモータ式駆動装置
において、磁極歯をスケールに対向させてレール上に並
ぶ前後一対の電磁石、および電磁石の間に跨る永久磁石
、継鉄とを組合せてなるリニアパルスモータの可動子本
体に対し、可動子本体の前後端に設けた走行ローラとは
別個に、前後端の走行ローラの中間位置にエアギャップ
保持用の補助ローラを追加装備したことにより、可動子
に対するローラ間の支持スパンを縮減して磁気吸引力に
よるスケール、可動子の撓みを抑止し、これによりリニ
アパルスモータの走行時に可動子とスケールとの機械的
な接触の度合を抑えて騒音発生の大幅な低減化が図れる
。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はカーテンレールに適用した本発明一実
施例の構成を示す正面図、および側面図、第３図はリニ
アパルスモータの可動子に補助ローラを装備した応用実
施例の側面図、第４図は補助ローラの取付は構造に関す
る改良実施例の構成図である。各図において、 １：チャンネル形レール、２８カーテン（横行移動体）
、３ニスケール、４：給電線、６：可動子、６ａ：磁極
歯、６ｂ＋電磁石コア、６ｃ：励磁コイル、６ｄ：永久
磁石、６ｅ：継鉄、７：走行ローラ、８：集電刷子、９
：吊り下げ用フック、１０：補助６ａ　　／／ １０碑師力）ラ　　６≧　　グ 第３図 第４圀

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）カーテンなどの横行移動体を吊り下げて移動操作す
   るリニアパルスモータ式駆動装置であって、レール内に
   リニアパルスモータのスケール、およびパルス信号の給
   電線を配備して横行移動体の移動経路に沿い敷設したチ
   ャンネル形レールと、走行ローラ、集電刷子、および横
   行移動体の吊り下げ用フックを装備して前記チャンネル
   形レール内に組み込んだリニアパルスモータの可動子と
   からなることを特徴とする横行移動体のリニアパルスモ
   ータ式駆動装置。 ２）請求項１に記載のリニアパルスモータ式駆動装置に
   おいて、磁極歯をスケールに対向させてレール上に並ぶ
   前後一対の電磁石、および電磁石の間に跨る永久磁石、
   継鉄とを組合せてなるリニアパルスモータの可動子本体
   に対し、可動子本体の前後端に設けた走行ローラとは別
   個に、前後端の走行ローラの中間位置にエアギャップ保
   持用の補助ローラを追加装備したことを特徴とする横行
   移動体のリニアパルスモータ式駆動装置。