JPH0349595A

JPH0349595A - リニアモータ装置

Info

Publication number: JPH0349595A
Application number: JP1185747A
Authority: JP
Inventors: Masanori Sakai; 坂井　正昇; Tadao Hayashi; 忠男林
Original assignee: Johnan Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Johnan Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1989-07-17
Filing date: 1989-07-17
Publication date: 1991-03-04

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〕本発明は住宅の窓等に付設する電動カーテンに利用でき
るリニアモータ装置に関する。

〔従来技術及び課題〕

従来、リニアモータ装置を利用した電動カーテンとして
は、例えば特開昭６３−２１６５１０号公報で開示され
るカーテン駆動装置が知られている。

同公報で開示されたカーテン駆動装置はカーテンレール
にヨーク及びヨークに沿って交互に異極となるマグネッ
ト群を配した界磁部と、カーテンレール上を移動自在に
ガイドされ、かつ前記マグネット群に対向するコアベー
スから当該マグネット群の方向へ突出させて一体形威し
た複数のコアにコイルを巻回してなる可動部と、当該可
動部に対する極性を切換える整流子部とを配設してリニ
アモー夕を構成し、可動部にカーテンの一端を取付けて
その開閉を行い、特に、曲線部を含むカーテンレールに
も適合できるように、可動部の小型化を図ったことを特
徴とするものである。

しかし、このようなカーテン駆動装置は長手方向に正極
性部と負極性部が交互に配列する導体パターンを有する
整流子基板（整流千部）を備えるとともに、この整流子
基板に可動部に設けた複数のブラシを接触させ、これに
よって、可動部における磁極の極性を切換えている。こ
のため、可動部の走行によりブラシが導体パターンのエ
ッジを通過する際に、ブラシと導体パターン間にスパー
クを発生し、特に、住宅に付設する電動カーテンとして
用一いる場合には、テレビやラジオ等の雑音源となる弊
害を生ずる。また、摩耗によりブラシの寿命が著しく低
下するとともに、火災の誘発原因ともなる。

本発明はこのような従来技術に存在する課題を解決した
リニアモータ装置の提供を目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係るリニアモータ装置ｌは、レール２に異極Ｓ
とＮが交互に配列するマグネット群３ａ，３ｂを有する
界磁部４と、レール２にスライド自在に支持され、かつ
界磁部４に対向する一又は二辺上の磁極を形成するため
の、例えばラムダ接続した三つのコイル５ａ，５ｂ，５
ｃを有する可動部６とを備え、コイル５ａ・・・に供給
する駆動電力を制御することにより可動部６をレール２
に沿って走行させるリニアモータ装置を構成するに際し
て、可動部６に、コイル５ａ・・・に接続する一又は二
辺上のブラシ７ａ，７ｂ１７ｃを設けるとともに、レー
ル２に、各ブラシ７ａ・・・に対応し、かつブラシ７ａ
・・・と常に接触する一又は二辺上の導体パターン８ａ
，８ｂ，８ｃを設け、この導体パターン８ａ・・・に、
可動郎６における磁極の状態を時間的に変化させる駆動
信号Ｓｐを供給する整流子機能を有する駆動制御部９を
接続してなることを特徴とする。なお、マグネット群３
ｚ，３ｂに対する可動部６の相対位置を検出する位置検
出機能部ｌＯを備え、この検出結果に対応して、駆動信
号Ｓｐを制御している。

〔作　　用〕

本発明に係るリニアモータ装置ｌによれば、可動部６の
各コイル５ａ・・・に対して極性が時間とともに変化す
る駆動信号Ｓｐを供給するため、可動部６には時間的に
変化する磁極が発生する。この結果、対界磁部４の間に
吸引力が発生し、可動部６はレール２に沿って走行する
。この際、整流子によって駆動電力の極性を切換えるの
ではなく、駆動制御部９において、整流子により切換わ
る極性に対応して時間的に極性が変化する駆動信号Ｓｐ
を生成し、常時接触する導体パターン８ａ・・・とブラ
シ７ａ・・・を介してコイル５ａ・・・に供給する。

したがって、スパークは発生しない。なお、位置検出機
能部ＩＯによって、マグネット群３＆・・・に対する可
動部６の相対位置を検出し、この検出結果により駆動信
号Ｓｐにおける極性が変化するタイミングを制御し、い
わゆる脱調の発生を防止している。

〔実　施　例〕

以下には、本発明に係る好適な実施例を挙げ、図面に基
づき詳細に説明する。

実施例は住宅等に付設する電動カーテンを例示する。

第３図において、２ａはカーテンレール（レール２）で
あり、断面矩形枠状に形成する。カーテンレール２ａの
下坂部にはスリット２Ｉを設け、カーテンを吊り下げる
複数のランナ（不図示）をスライド自在に配する。

一方、カーテンレール２ａにおける上坂部の内面には第
ｌ図に示すように平行、かつ直線状に並んだ三本の導体
パターン８ａ、８ｂ，８ｃを備えた給電基板２２を突条
部によって挟着する。

また、カーテンレール２ａの左右両側板部の内面には上
下に離間した左右一対の突条形状部によって、レール部
２　３　ａ１２　３　ｂ，それに２３ｃ１２３ｃｌをそ
れぞれ一体に形成する。

レール部２３ａと２３ｂ１それに２３ｃと２３ｄは共に
左右のマグネット群３ａ，３ｂの位置決め機能を有し、
レール部２３ａと２３ｂ間、２３Ｃと２３ｄ間にはヨー
ク２４ａとマグネット群３ａ、ヨーク２４ｂとマグネッ
ト群３ｂをそれぞれ固着せしめる。各マグネット群３ａ
，３ｂは第４図に示すように長手方向にＮ極とＳ極が交
互に配列する。

他方、カーテンレール２ａの内部には可動部６を移動自
在に内蔵する。可動部６は移動方向と同一方向に軸心を
有し、かつ移動方向と同一方向に順次配列する三つのコ
ア３　１　ａ，　３　ｌ　ｂ，　３　１　ｃを備える。

各コア３４ａ・・・にはコイル５ａ，５ｂ，５ｃを巻回
する。各コア３１ａ・・・の両端にはコの字形に折曲し
た磁極板部３２ｐと３２Ｑ１３３ｐと３３ｑ、３４ｐと
３４ｑをそれぞれ対称的に固着し、一つ（ｎ数）のコア
につき片側二つ（２ｎ数）の磁極を左右両側に発生させ
る。なお、第４図に示すように、各コア３１ａ・・・の
ビッチはマグネット群３ａ，３ｂのピッチに対して７７
６となる。

また、可動部６の上端には前後に並べた三つのブラシ７
ａ，７ｂ，７ｃを有するブラシ基板３５を取付ける。ブ
ラシ７ａ・・・は前記給電基板２２の導体パターン８ａ
・・・に接触する。なお、ブラシ７ａ・・・のピッチは
導体パターン８ａ・・−のピッチに対して７／６に設定
する。

一方、第５図に示すように、コイル５ａ、５ｂ、５ｃは
デルタ接続し、各接続部を各ブラシ７ａ・・・に接続す
る。

また、第３図に示すように、可動部６の前後左右端には
上下方向の軸心を有する計四本のシャフト３６ａ，３６
ｂ・・・を設げ、各シャフト３６ａ・・・の上下端には
外周溝を有するローラ３７２Ｌ・−・を回動自在に設け
る。ローラ３７ａ・・・の外周溝は前記レール部２３ａ
・・・上を滑動し、可動部６はレール部２３ａ・・・に
沿ってガイドされる。

他方、前記導体パターン８ａ・・・には第１図に示す駆
動制御部９を接続する。

駆動制御部９はコンピュータ機能を有する中央制御部４
１を備える。４２は操作部であり、カーテンの「開」、
「閉」、「停止」等の各指令をマニュアル操作により入
力できるとともに、時間に対応して自動開閉指令を発す
るタイマ、或は光や玄関キーの操作を検出して自動開閉
を行うためのセンサ、さらに遠隔操作を行うことができ
るリモコン等からの情報を受ける機能を有する。操作部
４２の各情報は入力処理部４３を介して中央制御部４ｌ
に付与される。また、４４はスピード制御部であり、カ
ーテンの開閉速度を可変するためのスピード制御信号を
中央制御部４ｌに付与する。

４５は停止検出部であり、カーテンの全開閉終了時にお
いてカーテンが停止したことを、例えばリミットスイッ
チや停止しているときの信号状態等によって検知し、停
止信号を中央制御部４ｌに付与する。４６は異常検出部
であり、故障等が発生した場合に、異常信号を中央制御
部４１へ付与する。また、中央制御ｆｆｉ４１の出力信
号はドライブ回路４７に供給され、ドライブ回路４７は
一対のパワートランジスタで構成する三系統の極性切換
回路４　８　ａ，　４　８　ｂ，　４　８　ｃを制御す
る。各極性切換回路４８ａ・・・は一定電流以上を制限
する電流制限機能を有する電源回路４９に接続し、また
、対応する導体パターン８ａ・・・に接続する。これに
より、ドライブ回路４７の出力信号に応じて各導体パタ
ーン８ａ・・・には「十極」、「０」、「一極」の駆動
信号Ｓｐが選択的に供給される。なお、各導体パターン
８ａ・・・と異常検出部４６間にはダイ才一ド５０ａ，
５０″ｏ，５０ｃを接続し、これにより極性に異常が生
じたことを検出する。

また、１０は位置検出機能部であり、マグネット群３ａ
・・・に対する可動部６の相対位置を検出する。具体的
には第４図に示すように前記ブラシ基板３５にホール素
子５ｌを取付け、同素子５ｌからの検出情報を別途設け
たブラシ５　２　ａ，　５　２　ｂ，さらに、これら各
ブラシ５２ａ・・・に接触する導体パターン５３ａ，５
３ｂを介して前記人力処理部４３及びスピード制御部４
４に付与する。その他、このような位置検出機能部ｌＯ
としては、カーテンレール２ａにマグネット群３ａ（３
ｂ）に対応したパターンを設け、光センサ、静電センサ
等の非接触センサ、さらには接触形のブラシ等によって
検出してもよい。

以上、各部の機能は中央制御部４ｌにおける各種演算処
理（制御プログラム）に基づいて実行される。

次に、基本的な機能について第２図を参照して説明する
。

今、操作部４２におけるマニュアル操作により「開」指
令が入力された場合を想定する。これに基づいて、まず
相対位置情報が位置検出機能部ｌＯから取込まれる（ス
テップ７１）。次いで、停止条件を判定し（ステップ７
２）、停止条件が発生していれば停止制御し、停止条件
が発生していない場合には駆動信号Ｓｐの極性パターン
を演算し、出力する。この場合、操作部４２からの「開
」指令、位置検出機能部１０からの相対位置情報、スピ
ード制御部４４からの速度指令情報等の各情報に対応し
て三相の極性パターンのタイミングが設定される（ステ
ップ７３、７４）。そして、異常検出部４６における異
常検出の有無を判定し、異常が発生すれば停止させると
ともに、異常が存在しなければ次のサイクルへ移行する
（ステップ７５）。このサイクル時間は適宜設定するこ
とができ、時間を長くすればカーテンを開くスピードを
遅くできるとともに、短くすれば速くでき、この速度制
御情報はスピード制御部４４から付与される。

また、サイクル毎に三相の極性パターンが演算されるが
、通常はサイクル毎に第６図に示す１２通りのパターン
が順番に選択され、同図に示す各極性の駆動信号Ｓｐか
前記導体パターン８ａ・・・にそれぞれ付与される。こ
の結果、可動部６における各磁極の極性は第７図のよう
になる。なお、第６図及び第７図中、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．
１３は切換わる極性の順番を示しており、特に、Ｎ　ｏ
　’．　５は、第４図に示す位置関係に対応している。

また、第７図中、大きい文字で示すＮＳＳに対し、小さ
い文字で示すＮ，Ｓは発生する磁界の大きさがｌ／２で
あることを示している。

このように、第７図に示す順番に従って可動部６におけ
る各コア５ａ・・・の磁極が順次変化する。

そして、この磁極の極性とマグネット群３ａ・・・にお
ける極性の関係は可動部６がカーテンレール２ａの長手
方向に吸引される位置関係となる。なお、負荷が変動す
る等して可動部６が本来の位置からズレている場合には
位置検出機能部１０から相対位置情報が付与されている
ため、対応してｌサイクルの時間を遅くなるように演算
し、いわゆる脱調を防止している。

よって、可動部６はレール部４ａ・・・に沿って走行し
、カーテンを吊下げたフブク２８も追従してカーテンを
開くことができる。

以上、実施例について詳細に説明したが、本発明はこの
ような実施例に限定されるものではない。

例えば、電動カーテンを例示したが、各種用途における
リニアモータ装置として利用できる。また、駆動制御部
は可動部に組込み、電源部のみを外部から接続してもよ
い。その他、細部の構戊において本発明の要旨を逸脱し
ない範囲で任意に変更できる。

〔発明の効果〕

このように、本発明に係るリニアモータ装置は可動部に
、コイルに接続する一又は二辺上のブラシを設けるとと
もに、レールに、各ブラシに対応し、かつブラシと常に
接触する一又は二辺上の導体パターンを設け、この導体
パターンに、可動部の磁極の状態を時間的に変化させる
駆動信号を供給する整流子機能を有する駆動制御部を接
続してなるため、次のような著効を奏する。

■　ブラシに対する導体パターンの断続部分がなくなる
ため、可動部の走行時におけるスパークの発生が皆無と
なる。このため、異音の発生を減少できるとともに、テ
レビやラジオ等に飛び込む雑音を無くすることができ、
住宅に付設する電動力ーテンに用いて最適となる。

■　スパークの発生が無くなるため、ブランの寿命化を
大幅に延ばすことができるとともに、火災等の誘発も防
止され、安全性に寄与できる。

【図面の簡単な説明】

第１図二本発明に係るリニアモータ装置の駆動制御部を
示す機能ブロック図、第２図：同リニアモータ装置における機能を示すフロー
チャート、第３図二同リニアモータ装置を用いた電動カーテンの縦
断面図、第４図一同リニアモータ装置における各部の位置関係を
明示する分解図、第５図：同リニアモータ装置の可動部におけるコイルの
接続図、第６図二同リニアモータ装置における導体パターンに付
与する極性を示す図表、第７図二同リニアモータ装置における可動部の磁極を示
す図表。尚図面中、：リニアモータ装置ａ．３ｂ：マグネット群：界磁部：可動部ａ・・・：導体パターンＯ：位置検出機能部２：レール５ａ・・・；コイル７ａ・・・：ブラシ９：駆動制御部Ｓｐ：駆動信号

Claims

【特許請求の範囲】〔１〕レールに異極が交互に配列するマグネット群を有
する界磁部と、レールにスライド自在に支持され、かつ
界磁部に対向する一又は二辺上の磁極を形成するコイル
を有する可動部を備え、コイルに供給する駆動電力を制
御することにより可動部をレールに沿って走行させるリ
ニアモータ装置において、可動部に、コイルに接続する
一又は二辺上のブラシを設けるとともに、レールに、各
ブラシに対応し、かつブラシと常に接触する一又は二辺
上の導体パターンを設け、この導体パターンに、可動部
における磁極の状態を時間的に変化させる駆動信号を供
給する整流子機能を有する駆動制御部を接続してなるこ
とを特徴とするリニアモータ装置。〔２〕ラムダ接続した三つのコイルを備え、各コイルの
接続部にブラシを接続してなることを特徴とする請求項
１記載のリニアモータ装置。〔３〕マグネット群に対する可動部の相対位置を検出す
る位置検出機能部を備え、この検出結果に対応して、前
記駆動信号を制御することを特徴とする請求項１記載の
リニアモータ装置。〔４〕レールはカーテンレールであって、可動部により
カーテンを開閉する電動カーテンに適用してなることを
特徴とする請求項１記載のリニアモータ装置。