JPH03297416A - 電動カーテン - 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］ この発明は電動カーテンに関し、特に、カーテンレール
内にレールの長手方向に永久磁石を配置した固定子が設
けられ、固定子に対向するコイルを有し、該固定子から
間隔をおいてカーテンレール内を長手方向に移動可能な
可動子が設けられたリニアモータを応用した電動カーテ
ンに関する。

［従来の技術］ 従来、電動カーテンに使用されている動力源としては、
回転電動機（以下、電動機と呼ぶ）とリニアモータとが
知られている。電動機は最も多く電動カーテンに用いら
れており、使用される電動機の種類も多く、小型カーテ
ンから大型カーテンまで使用されている。しかしながら
、電動機をカーテンに用いた場合、少なくとも回転運動
から直線運動に変換するために歯車、ベルトなどを用い
た変換機構が必要であり、機構が複雑である。また、電
動機がカーテンレール内に収まらないため、外観形状が
大きくなる傾向がある。さらに、電動カーテンを設置す
るためには、専門業者に依頼して工事をしなければなら
ず、ユーザか簡単に取付けられるものではない。

最近では、実開昭６０−９８４８９号公報、特開昭６３
−２１６５１０号公報に開示されているように、カーテ
ンレール内にリニアモータを構成させて機構を簡素化し
、簡単な取付工事で取付けられるような電動カーテンが
提案されている。

しかしながら、提案されているリニアモータを使った電
動カーテンでは、速度制御を行なっておらず、カーテン
重量が変化すれば、カーテンの移動速度が変化すること
になる。これは、提案されているリニアモータカーテン
では、可動子側に設けられたコイルに可動子の移動方向
に配置された基板上の導電パターンを通じて、一定の電
力がコイルに供給されるようになっているため、当然カ
ーテン重量が変化すれば、推力が変化するからである。

［発明が解決しようとする課題］ 上述のごとく、これまでに提案されたリニアモータを用
いた電動カーテンでは、コイルに供給される電力は常に
一定であるので、カーテンの重量が変われば、移動速度
が変化することになる。また、カーテンの重量か変化し
ても、コイルに供給される電力は一定であるため、カー
テン重量に比べて電力か少なすぎる場合にはカーテンを
移動させることができなくなり、その逆に、カーテン重
量に比べて電力が大きすぎる場合には、電力を無駄に消
費してしまうという問題があった。

それゆえに、この発明の主たる目的は、カーテン重量に
応じた電力が供給されるようにした電動カーテンを提供
することである。

［課題を解決するための手段］ この発明は、カーテンレール内にレールの長手方向に永
久磁石を配置した固定子が設けられ、該固定子に対向す
るコイルを有する可動子であって、固定子から間隔をお
いてカーテンレール内を長手方向に移動可能な可動子が
設けられたリニアモータを応用した電動カーテンである
。

上記可動子は、該可動子の移動に伴なってカーテンを開
閉することができるようにその一端を接続するための連
動接続部と、該連動接続部に設けられ、カーテンの重量
を計測するための重量計測手段とを含む。

さらに、電動カーテンは、上記重量計測手段からの信号
により、可動子のコイルに印加する電力を制御するため
の制御手段を備える。

［作用］ この発明では、重量計測手段から出力された信号を制御
手段にて処理し、カーテン重量に応じた推力を出すため
に駆動コイルに適切な電力を供給する。

［発明の実施例］ 第２図はこの発明の一実施例の電動カーテンを示す図で
あり、第３図は電動カーテンの断面図である。第４図は
第２図に示す可動子の構成を示す斜視図であり、第５図
は可動子の車輪部分の構成を示す図である。次に、第２
図ないし第５図を参照して、この発明の一実施例の電動
カーテンの概略構成図について説明する。

電動カーテンのカーテンレール１０は、第３図に示すよ
うに、四角形の一辺の一部を切欠いたような断面を有し
ている。第２図を参照して、電動カーテンのカーテンレ
ール１０内の上部には、レールの長手方向に永久磁石か
配置された固定子１２が設けられる。固定子１２とカー
テンレール１０との間には、第３図に示すように、磁気
抵抗を低減するために鋼板などが設けられ、それにより
ヨーク１１が構成される。永久磁石は一定のピッチで設
けられ、隣接する２つの永久磁石が互いに異なる極性を
持つように着磁されている。

また、カーテンレール１０内の下部には、レールの長手
方向に延びる電路１３が設けられる。電路１３は、第３
図に示すように開口部１０ａを挾んで形成された１対の
導電パターンからなる。

対の導電パターンは電源端子に接続される。

さらに、カーテンレール１０内には、電路１３上を自在
に移動することのできる可動子４が設けられる。可動子
４は、上部に固定子１２と対向する駆動コイル１を有し
、下部にカーテン１８を開閉することができるようにカ
ーテン１８の一端を接続するための連動接続部２６を有
する。連動接続部２６は、カーテンレール１０内の切欠
部１０ａから下方に突出している。連動接続部２６は、
カーテン１８を吊下げるためのランナーフック１７を有
する。可動子４の両端部には、電路１３から駆動コイル
１へ給電するための導電性の車輪５゜７が設けられる。

第４図を参照して、可動子４には、電気的構成として上
述の駆動コイル１のほか、駆動コイル１のドライブ回路
を内蔵したドライブＩＣ２，制御回路の主な部分である
マイクロコンピュータ３および磁界の変化を読取るため
のホール素子Ｈ１゜Ｈ２などが設けられる。駆動コイル
１は、第４図に示すように、レールの長手方向に配置さ
れたたとえば３つのコイルＣＩ、Ｃ２，ＣＢからなる。

また、可動子４には、上述の車輪５，７を支持するため
の車輪支持体６，８が設けられる。車輪５゜７は、それ
ぞれ第４図および第５図に示すように、車輪支持体６あ
るいは８を挾む１対の車からなる。

１対の車輪は互いに絶縁物９により絶縁されていて、電
路］３かショートしないようになっている。

車輪５あるいは７から対応する車輪支持体６あるいは８
を経由して、制御回路に電力が供給される。

第６Ａ図ないし第６Ｄ図は第２図に示す連動接続部の構
成を示す図であり、特に、第６Ａ図は断面を示し、第６
Ｂ図は下方から見た図であり、第６Ｃ図は第６Ａ図に示
すプリント基板の構成を示し、第６Ｄ図は第６Ｃ図に示
すプリント基板の端子とスイッチとの関係を示す図であ
る。次に、第６Ａ図ないし第６Ｄ図を参照して、連動接
続部の構成について説明する。

第６Ａ図を参照して、可動子４に取付けられた連動接続
部２６は、ケース２７を有し、ケース２７の中にばね１
９を内蔵している。ばね１９の一端２０ａはケース２７
の上部に固定され、他端２０ｂはランナーフック１７を
有する移動部材２１に固定されている。ケース２７の下
端部には、突起２８が設けられていて、移動部材２１が
ケース２７の外に出ないようになっている。移動部材２
１は突起２２を有する。突起２２には、可撓性を有する
金属板からなる接触片２３が取付けられる。

第６Ａ図および第６Ｂ図に示すように、ケース２７には
、第６Ａ図に示す配線パターンを有するプリント基板２
４が取付けられていて、接触片２３がプリント基板２４
の互いに隣接する２つの電極２５と接触するようになっ
ている。これにより、複数めスイッチからなる重量セン
サが構成されている。

ランナーフック１７に重量の軽いカーテンが取付けられ
た場合には、ばね１９の伸びが小さく、接触片の伸びが
小さいため、接触片２３は端子Ｌ４、Ｃ３あるいは端子
Ｌ３．ＣＢに接触する。すなわち、スイッチＳ６あるい
はＳ５が導通した状態となる。ランナーフック１７に重
量の重いカーテンが取付けられた場合には、ばね１９は
大きく伸び、接触片２３は端子Ｌ２．ＣＩあるいは端子
ＣＩ、Ｌｌに接触する。すなわち、スイッチＳ１あるい
はＳ２が導通した状態となる。このように、カーテンの
重量が重くなるにつれて、Ｓ６．Ｓ５゜Ｓ４．Ｓ３．Ｓ
２．ＳＬの順番でスイッチの状態が変わる。スイッチの
状態を示す信号は信号線２９を介して制御回路に与えら
れる。

第７図は制御回路の電気的構成を示す概略ブロック図で
ある。第７図において、電動カーテン本体とは別に、電
源３０と、カーテンの開閉を切換えるための開閉スイッ
チ３１とが設けられる。電源３０からの電力は開閉スイ
ッチ３１を経て、電路１３に与えられ、車輪５，７から
安定化電源１５に供給される。安定化電源１５では、各
電気的構成に供給される電力を作り出している。車輪５
゜７に与えられた電力は電源極性判別回路１４へ与えら
れる。電源極性判別回路１４は、電源の極性を判別し、
その判別結果をマイクロコンピュータ３へ与える。マイ
クロコンピュータ３には、重量センサ３２．ホール素子
Ｈ１，Ｈ２，ドライブＩＣ２およびメモリ３３が接続さ
れる。

重量センサ３２は、上述したように、ばねの復元力を利
用してカーテンの重量を計測するものである。重量セン
サ３２に含まれる接触片２３はカ−テン重量とばねの力
とが釣合った状態で停止しており、そのときに接触して
いる端子間が導通する。第６Ｃ図において、端子Ｌ１〜
Ｌ４は常時プルアップされており、また、端子０１〜Ｃ
３には、Ｃ，、Ｃ２，Ｃ３の順番でローレベルとなるよ
うな一定周期の信号が与えられている。したがって、ス
イッチ８１〜Ｓ６のいずれかが導通すると、端子Ｌ１〜
Ｌ４の対応する端子がローレベルとなり、その状態変化
をマイクロコンピュータ３が読取る。

これにより、マイクロコンピュータ３は取付けられたカ
ーテンの重量を認識する。

ホール素子Ｈ１，Ｈ２は後で説明するが、可動子４の移
動に伴なう磁界の変化を読取るためのものである。ドラ
イブＩＣ２はたとえば３つのコイルＣ１，Ｃ２，Ｃ３を
駆動するためのドライブ回路ＤＩ、Ｄ２．Ｄ３を含む。

マイクロコンピュータ３は駆動コイルＣ１，Ｃ２，Ｃ３
を駆動するための駆動信号０１．．０２，０３を出力す
る。

第８Ａ図および第８Ｂ図は駆動コイルを駆動するために
メモリ３３に記憶された駆動パターンデータを示す図解
図であり、特に、第８Ａ図はカーテンを開く場合に用い
られるデータを示し、第８Ｂ図はカーテンを閉じる場合
に用いられるデータを示す。第８Ａ図に示すように、ホ
ール素子Ｈ１゜Ｈ２により読取られた磁界の状態がＳ極
、Ｎ極および不感状態のいずれかの状態かによってコイ
ルＣ１，Ｃ２，Ｃ３に印加される電流の方向が規定され
る。第８Ａ図に示されたＳ、Ｎ、ＯはそれぞれＳ極、Ｎ
極、不感状態を表わしている。また、“＋”は駆動コイ
ルに印加される電流が第９Ａ図に示す状態にあることを
意味し、　−”は駆動コイルに印加される電流が第９Ｂ
図に示す状態であることを意味している。なお、メモリ
３３には第８Ａ図および第８Ｂ図に示す２つの駆動パタ
ーンデータが記憶されているが、このうちいずれのデー
タを読出すかは電源極性判別回路１４の判別結果による
。

第１０図は第８Ａ図に示すデータに基づいて駆動コイル
が駆動されたときの可動子の移動状態を説明するための
図である。第１０図に示すように、固定子１２には、上
述したように隣接する磁石の極性が逆方向となるように
永久磁石が配置されている。この固定子１２に対して、
可動子の駆動コイルＣＩ、Ｃ２，ＣＢが第１０図（ａ）
に示すような位置関係にあると、ホール素子Ｈ１，Ｈ２
はＳ極の真下に位置しているため、ホール素子Ｈ１゜Ｈ
２はＳ極であることを示す信号を出力する。このとき、
マイクロコンピュータ３は第８Ａ図（ａ）に示すように
、出力０１，０２，０３がそれぞれ十、−１“＋”であ
る電流をコイルＣＩ。

Ｃ２，Ｃ３に出力する。駆動コイルＣＩ、Ｃ２゜Ｃ３と
固定子１２の永久磁石の磁気的作用により、推力Ｆが発
生し、コイルは第１０図（ａ）に示す進行方向に移動す
る。

コイルが第１０図（ｂ）の位置まで移動すると、ホール
素子Ｈ１はＳ極であることを示す信号を出力し、ホール
素子Ｈ２は不感状態であることを示す信号を出力する。

このとき、マイクロコンピュータ３は第８Ａ図（ｂ）に
示すように、出力０１゜０２．０Ｂがそれぞれ“十゛　
　　　　　−“である電流をコイルＣＩ、Ｃ２，ＣＢに
出力する。

このように、ホール素子Ｈ１，Ｈ２の出力に応答し、駆
動コイルＣＩ、Ｃ２，ＣＢに印加する電流を切換えるこ
とにより、駆動コイルを有する可動子４は推力Ｆを受け
、固定子１２に対して相対的に移動する。

第１１図はカーテンの重量に対応させて推力Ｆを変動さ
せるためにメモリ３３に記憶される波形番号データを示
す図解図であり、第１２図は第１１図に示す波形番号に
対応する駆動波形を示す図である。

重量センサ３２の端子ＣＩ、Ｌｌが導通状態になったと
き、すなわち第６Ｄ図に示すスイッチＳ１が導通したと
きには、第１２図（ａ）に示す波形Ａが駆動コイルに出
力される。スイッチＳ１が導通する場合は、重いカーテ
ンが取付けられた場合である。カーテンの重量が軽くな
るにつれて、波形Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｅ、Ｆの順番で駆動コイ
ルに供給される波形を変える。つまり、カーテンが軽く
なるにつれて、電力供給の休止期間Ｔの長さが長くなる
ように駆動コイルに供給される電力を変化させる。休止
期間Ｔの長さつまりパルスの周期はカーテンの重量が変
わってもカーテンの移動速度が一定になるように予め定
められている。

第１図はこの発明の一実施例の動作を説明するためのフ
ロー図である。次に、第１図ないし第１２図を参照して
、この発明の一実施例の動作について説明する。

開閉スイッチ３１が操作されて、たとえばカーテン開に
設定されると、マイクロコンピュータ３は電源極性判別
回路１４の出力をチエツクする。

マイクロコンピュータ３はカーテン開が指示されたこと
を判別し、メモリ３３から第８Ａ図に示すデータを読取
る。カーテン閉に設定されていれば、メモリ３３から第
８Ｂ図に示すデータが読取られる。次に、ホール素子Ｈ
１，Ｈ２からの入力信号に応じて、ドライブ回路ＤＩ、
Ｄ２．ＤＢに出力されるべき出力０１，０２，０３をセ
ットする。

たとえば、ホール素子Ｈ１，Ｈ２ともＳ極下にあれば、
出力０１，０２，０３として“十”“十″の電流を流す
ように設定する。次に、重量センサ３２の入力に応して
、駆動コイルＣＩ。

Ｃ２，Ｃ３に供給すべき出力波形を決定する。カーテン
が軽いものであって、重量センサ３２の端子Ｌ４と端子
Ｃ３とが導通した場合には、端子Ｃ３が“Ｌ”になった
ときのみ、端子Ｌ４だけが“Ｌｏになる。この場合には
、マイクロコンピュータ３は第１２図（ｆ）に示す波形
Ｆを選択し、出力０１，０２および出力０３として波形
Ｆの電流を供給する。たたし、出力０２として供給され
る電流は波形Ｆの正負を逆転させた電流である。

マイクロコンピュータ３は可動子４の移動に伴なって変
化するホール素子からの出力信号に応じて、出力０１，
０２，０Ｂを切換える。このようにして、可動子４はカ
ーテン１８を開く方向に移動する。

カーテンが交換されて、その重量が変わった場合には、
メモリ３３から重量に応じた波形（第１２図）が選択さ
れ、出力０１，０２，０３として出力される。したがっ
て、カーテンの重量が変化しても、常に一定の速度でカ
ーテンを開閉することができるとともに、適切な電力で
無駄なく制御することかできる。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、カーテンの変更に伴
なう移動速度の変化を重量計測手段によりカーテン重量
を検出することによって最少限に留めることができるた
め、常にカーテン重量に合った電力をコイルに供給する
ことができ、効率的な電力使用を実現することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の動作を説明するためのフ
ロー図である。第２図はこの発明の一実施例の電動カー
テンを示す図であり、第３図は電動カーテンの断面図で
ある。第４図は第２図に示す可動子の構成を示す斜視図
であり、第５図は可動子の車輪部分の構成を示す図であ
る。第６Ａ図ないし第６Ｄ図は第２図に示す連動接続部
の構成を示す図である。第７図はこの発明の一実施例の
制御回路の電気的構成を示す概略ブロック図である。第
８Ａ図および第８Ｂ図は第２図に示す駆動コイルを駆動
するためにメモリに記憶される駆動パターンデータを示
す図解図である。第９Ａ図および第９Ｂ図は、第４図に
示す駆動コイルに供給される電流の方向を示す図である
。第１０図は第８Ａ図に示すデータに基づいて、駆動コ
イルか駆動されたときの可動子の移動状態を説明するた
めの図である。第１１図はカーテンの重量に対応させて
推力を変動するために第７図に示すメモリに記憶される
波形番号データを示す図解図であり、第１２図は第１１
図に示す波形番号に対応する駆動波形を示す図である。 図において、１は駆動コイル、２はドライブＩＣ，３は
マイクロコンピュータ、４は可動子、５および７は車輪
、１０はカーテンレール、１２は固定子、１３は電路、
１８はカーテン、２６は連動接続部、３２は重量センサ
、３３はメモリを示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 カーテンレール内にレールの長手方向に永久磁石を配置
   した固定子が設けられ、前記固定子に対向するコイルを
   有する可動子であって、該固定子から間隔をおいてカー
   テンレール内を長手方向に移動可能な可動子が設けられ
   たリニアモータを応用した電動カーテンにおいて、 前記可動子は、 該可動子の移動に伴なってカーテンを開閉することがで
   きるようにその一端を接続するための連動接続部と、 前記連動接続部に設けられ、カーテンの重量を計測する
   ための重量計測手段とを含み、さらに前記重量計測手段
   からの信号により、前記可動子の前記コイルに印加する
   電力を制御するための制御手段を備えたことを特徴とす
   る、電動カーテン。