JPH0416636Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

「産業上の利用分野」 本考案は、動作対象を案内レールに沿つて移動
させるためのものであつて、該案内レールにラン
ナを摺動案内させ、該ランナに動作対象を連結し
て駆動するようにしたりリニアモーターに関す
る。 「従来の技術」 日射や視線を遮るため、自動車等の乗物の窓に
カーテンを設け、このカーテンを動力で開閉する
ようにしたものが提案されている。 本出願人は、前にそのような用途に適するリニ
アモーターとして実願昭61−113115号を提案し
た、当該技術はそのドライブ回路として第１１図
に示したようなものを示してある。 すなわち、リニアモーターは、案内レールにラ
ンナを移動可能に嵌合させ、案内レールに極性が
交互になるよう連設した永久磁石に対して、ラン
ナにはコイルを装着し、このコイルに給電すると
ともに、ライナの移動に従いコイルが一定方向に
引かれるようその極性を反転させるようにしてあ
る。 ドライブ回路では、ランナに備えたコイル１，
２の極性を反転させる手段として、ランナにホー
ル素子３，４を備え、このホール素子の出力を受
けるイクスクルーシブノアゲート５，６，７，８
によりコイル１，２の駆動用IC９を動作させて
いる。 「考案が解決しようとする問題点」 この先に出願した技術は、接点を用いることな
くリニアモーターを構成してあり、頗る動作安定
性の良好なものであるが、現実にカーテンを開閉
する場合を考えると、動作対象の重さや、案内レ
ールとランナとの間の摺動抵抗のバラつき等によ
り、ランナの走行速度にバラつきが生じ、動作が
不安定になる場合があるという問題点があること
が判明した。 本考案は、このような先の出願の問題点に着目
してなされたもので、駆動力を安定させ、確実に
動作対象を駆動するようにして上記問題点を解決
したリニアモーターを提供することを目的として
いる。 「問題点を解決するための手段」 かかる目的を達成するための本考案の要旨とす
るところは、 案内レールにランナを摺動案内させ、該ランナ
に動作対象を連結して駆動するようにしたリニア
モーターにおいて、 前記案内レールの長手方向に沿い極性が交互に
なるよう永久磁石を所定のピツチで連設し、 前記案内レールに設けた永久磁石を臨む少なく
とも一対のコイルおよびホール素子を前記ランナ
に装備し、 前記ランナの移動に従い、前記永久磁石に対し
一定方向に吸着力が生じるべく前記コイルの極性
が変移するよう制御する制御回路を設け、 前記制御回路は、前記ランナが移動して対応す
る前記永久磁石の極性に従い極性が変化するホー
ル素子の出力を受け、前記コイルへの給電電流の
方向を制御する複数の一致回路を有しており、該
複数の一致回路の入力に、前記コイルの極性の切
り換えを遅延させ磁気作用の切り換え動作を遅延
させる速度調節用の遅延回路を接続したことを特
徴とするリニアモーターに存する。 「作用」 コイルに通電すると、案内レールに設けた永久
磁石との間の磁気作用によりランナが移動する。 ランナが移動して永久磁石の極性とコイルとの
位置関係が変わり、ホール素子が検出する案内レ
ールの永久磁石の極性が反転すると、当該ホール
素子の出力極性も反転し、コイルへの給電極性が
反転し、コイルと永久磁石との関係が磁気的に平
衡することがなく、したがつてランナが停止する
位置が形成されることがない。 さらに具体的には、コイルおよびホール素子の
対は一方に設けたホール素子と他方のコイルとが
対応してその通電が制御されており、ホール素子
を通つた電流はランナの位置に応じていずれかの
イクスクルーシブノアゲートに入る。 この入力に際して、速度調節用の遅延回路は、
当該イクスクルーシブノアゲートの条件の成立を
遅延させ、給電すべきコイルの極性の反転が遅
れ、磁気作用の遅れによりランナの速度が遅くな
る。速度が遅くなることにより、ランナの駆動力
は増大する。 そして、各ホール素子は極性を転換して各コイ
ルに通電させるように働き、各コイルに流れる電
流の向きも反転し、ランナの移動に従い次々に極
性が変化して同一方向にランナが連続的に直線駆
動されるものである。 「実施例」 以下、図面に基づき本考案の各種実施例を説明
する。 第１図〜第９図は本考案の第１実施例を示して
おり、第２図に示すように、自動車の後窓Ａに動
作対象たるカーテン１０が設けられており、この
カーテン１０を横方向に摺動して開閉するリニア
モーター２０が装着されている。 第２図および第３図でわかるように、後窓Ａの
開口の上下にはリニアモーター２０の一部を構成
する案内レール３０，３０が略水平に配設され、
案内レール３０にはランナ４０が摺動可能に嵌合
されている。カーテン１０の端縁の端部がランナ
４０に掛止されている。 第３図〜第５図でわかるように、案内レール３
０は立壁状の案内壁３１を有し、下方に向け開口
し、上面部３２と案内壁３１に対向して内方に突
出する磁石支持部３３を有する下向きの溝形断面
をしている。 案内レール３０の磁石支持部３３には、帯状の
連続磁性体３４が保持されている。連続磁性体３
４は一定のピツチで交互に着磁されて極性の異な
る永久磁石３５，３５…が形成されており、各永
久磁石３５は第４図において左右方向である厚さ
方向に極性を有し、裏側にはヨーク３６が添設さ
れている。 第３図〜第８図に示すように、ランナ４０はカ
ーテン１０の端縁の端に連結されるもので、その
頭部４１が案内レール３０の内部に挿通し、磁石
支持部３３の上面である滑動面３３ａに頭部４１
の下面の滑動面４１ａがローラ等を介して摺動可
能に乗つている。 頭部４１から案内レール３０の案内壁３１に沿
つた被案内面部４２が下方に延び、その下端に電
気素子等を収納する基部４３が形成され、カーテ
ン１０の端縁の端部を連結する掛止脚４３ａが基
部４３に突設されている。 ランナ４０の頭部４１から基部４３にかけ、被
案内面部４２に沿つて案内レール３０の長手方向
に対応するよう一対の偏平なコイル４４，４５が
案内レール３０の連続磁性体３４に対向して配設
されている。 コイル４４，４５は移動時に永久磁石３５，３
５…の磁束と直交する直線部４４ａ，４４ｂ及び
４５ａ，４５ｂを有し、接続部４４ｃ，４４ｃお
よび接続部４５ｃ，４５ｃとでループを形成して
いる。 コイル４４，４５と被案内面部４２との間には
ヨーク４６が介装されている。ヨーク４６は案内
レール３０の永久磁石３５とコイル４４，４５と
を間にして案内レール３０のヨーク３６と対向し
て磁気回路を構成しており、コイル４４，４５に
沿つた略Ｅ形をしている。 コイル４４の中央部に第１のホール素子４７
が、コイル４５の中央部に第２のホール素子４８
が配置されている。第１のホール素子４７、第２
のホール素子４８は周知のように、それに作用す
る磁束の方向により極性を反転する性質を有して
いる。 第１図に示すように、コイル４４，４５および
第１のホール素子４７、第２のホール素子４８を
含んでドライブ回路５０が形成されており、ドラ
イブ回路５０はランナ４０の基部４３から側部に
かけて一体モールドされ、あるいはそれらをハウ
ジングとして内装されている。 ドライブ回路５０は入力端子５１ａ，５１ｂ
と、ダイオード５２ａ〜５２ｄより成る電流振り
分け部５２と、前記第１のホール素子４７、第２
のホール素子４８と、一致回路であるイクスクル
ーシブノアゲート５３，５４，５５，５６と、駆
動用IC５７とを備えて構成され、駆動用IC５７
に前記コイル４４，４５が接続されている。 第１のホール素子４７、第２のホール素子４８
からイクスクルーシブノアゲート５３，５４，５
５，５６への接続線に、第１の遅延回路６０ａと
第２の遅延回路６０ｂと第３の遅延回路６０ｃと
第４の遅延回路６０ｄとが接続されている。 各遅延回路は、それぞれ、スイツチ６１と抵抗
６２とコンデンサ６３を直列にして構成されてい
る。 入力端子５１ａ，５１ｂは通電方向を逆転でき
る操作スイツチ（図示省略）を介して電源に接続
されている。駆動用IC５７はコイル４５に対応
する第１制御部５７ａとコイル４４に対応する第
２制御部５７ｂとより成り、コイル４５はコイル
４４に設けた第１のホール素子４７に第１制御部
５７ａを介して接続し、コイル４４はコイル４５
に設けた第２のホール素子４８に第２制御部５７
ｂを介して接続している。 イクスクルーシブノアゲート５３，５４の出力
の信号Ｄ，Ｆとコイル４５の入出力端子への信号
Ｇ，Ｊとの関係の第１制御部５７ａによる真理値
は次に示す第１表のとおりである。

【表】 次に作用を説明する。 図示省略した操作スイツチによりドライブ回路
５０の入力端子５１ａ，５１ｂ間に電流を供給す
ると、それに応じ、ランナ４０の位置により、第
１のホール素子４７および第２のホール素子４８
は、そのときの永久磁石３５の磁極との位置関係
による極性に従つて極性を反転して出力する。 後述する真理値に従い、コイル４４，４５に電
流が流れて、このコイル４４，４５の直線部４４
ａ，４４ｂ，４５ａ，４５ｂに流れる電流と永久
磁石３５の磁束との相互作用によりフレミングの
左手の法則に従いコイル４４，４５を移動させる
力が発生し、それによりランナ４０が対象物たる
カーテン１０を閉じるよう直線駆動される。 例えば第１のホール素子４７がそのときの永久
磁石３５の磁極との位置関係による極性に従つて
コイル４５に通電するよう動作すると、第２のホ
ール素子４８は永久磁石３５の間の磁束のない位
置にきているので、出力信号は出さずコイル４４
には電流は流れない。ランナ４０の移動に従い上
記状態が交互に繰り返される。 ランナ４０が略永久磁石３５の半ピツチ移動し
てコイル４４，４５と永久磁石３５，３５との相
互位置関係が変化すると、その変化に応じて今度
は第２のホール素子４８が永久磁石３５の磁束を
検出してコイル４４に電流を流し、コイル４４の
直線部４４ａ，４４ｂに流れる電流と永久磁石の
磁束との相互作用によりランナ４０を前後いずれ
かの同一方向に移動させる。さらにランナ４０が
移動すると、コイル４４，４５に流れる電流の向
きが逆になつて、常にランナ４０を同一方向に移
動させるように制御している。 ランナ４０の移動に従いコイル４４，４５と永
久磁石３５，３５との相互位置関係が変化して
も、その変化による永久磁石３５の磁束の反転に
応じて第１のホール素子４７および第２のホール
素子４８の出力によりコイル４４，４５への通電
が制御され、同一方向への駆動力が発生し続け
る。 ドライブ回路５０は前記ランナ４０に同一方向
への駆動力を発生し続けるよう動作する。 すなわち、一方のコイル４５に着目して第１の
ホール素子４７の出力信号、即ち、イクスクルー
シブノアゲート５３，５４の一方への入力信号
Ａ，Ｂと、イクスクルーシブノアゲート５３，５
４の他方への入力信号Ｃ，Ｅと、駆動用IC５７
の第１制御部５７ａへの信号Ｄ，Ｆと、コイル４
５への出力信号Ｇ，Ｊと、永久磁石３５の極性と
の関係は次の第２表に示す真理値になる。

【表】 ここで、目的とする出力であるところのコイル
４５の極性を決めるＧ，Ｊに着目すれば、永久磁
石３５の極性に対して出力が反転しており、移動
による相互関係が常に吸引あるいは反発の関係が
続き、コイルを一定方向に移動させる磁気作用が
働くことがわかる。コイル４４もコイル４５と同
様に永久磁石３５との相互関係が定まるよう設定
してある。 ホール素子４７，４８の出力のイクスクルーシ
ブノアゲート５３，５４，５５，５６への接続線
に接続された第１〜第４の遅延回路６０ａ〜６０
ｄは、例えば、第１の遅延回路６０ａを例にとる
と、スイツチ６１がオンになつているとき、出力
は一旦抵抗６２とコンデンサ６３とに流れ、第９
図に示すように、接続部位の電位がロウ、ハイい
ずれに切り換わる場合でも、第１の遅延回路６０
ａの有する時定数分だけ立ち上がりあるいは立ち
下がりが遅れ、その分だけ磁気作用の切換動作が
遅延する。 磁気作用の切換動作の遅延は、ランナ４０の移
動速度の低下となつてあらわれ、直流モーターと
同様に、速度の低下に反比例して駆動力は大きく
なる。 コイル４４、コイル４５には永久磁石３５の境
界以外では常に通電され、コイル４４、コイル４
５の相互作用で駆動力に切れ目が生じることがな
い。 操作スイツチによりドライブ回路５０の入力端
子５１ａ，５１ｂ間に前記とは逆方向に電流が供
給され、カーテン１０は前記とは逆方向に移動さ
れて開かれる。 第１〜第４の遅延回路６０ａ〜６０ｄのスイツ
チ６１はリニアモーター２０の使用状態等により
適宜オン、オフして使用される。 第１０図は第２実施例を示しており、各第１〜
第４の遅延回路６０ａ〜６０ｄの抵抗６２を除い
たものであり、遅延の時定数に最も大きな位置を
占めるコンデンサだけでも実用的には充分な場合
もあることを示している。 「考案の効果」 本考案に係るリニアモーターによれば、遅延回
路によりランナのコイルの極性の切り換えを遅延
させ、それによりランナの速度を遅くして逆に駆
動力は大きくなるようにしたから、使用条件に対
して安定した駆動力を有し、安定してランナが移
動するようになり、ランナの走行速度のバラつき
がなく、動作不良のないリニアモーターとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第９図は本考案の第１実施例を示して
おり、第１図はカーテン開閉装置のドライブ回路
の回路図、第２図は自動車の斜視図、第３図はリ
ニアモーターの正面図、第４図は第３図−線
断面図、第５図は第３図−線断面図、第６図
はランナの正面図、第７図はランナの背面図、第
８図は第６図−線断面図、第９図は各コイル
への出力の波形図、第１０図は第２実施例のドラ
イブ回路の回路図、第１１図は従来例のドライブ
回路の回路図である。 ２０……リニアモーター、３０……案内レー
ル、３４……連続磁性体、３５……永久磁石、４
０……ランナ、４４，４５……コイル、４７……
第１のホール素子、４８……第２のホール素子、
５０……ドライブ回路、５２……電流振り分け
部、５３〜５６……イクスクルーシブノアゲー
ト、５７……駆動用IC、６０ａ〜６０ｄ……遅
延回路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 案内レールにランナを摺動案内させ、該ランナ
   に動作対象を連結して駆動するようにしたリニア
   モーターにおいて、 前記案内レールの長手方向に沿い極性が交互に
   なるよう永久磁石を所定のピツチで連設し、 前記案内レールに設けた永久磁石を臨む少なく
   とも一対のコイルおよびホール素子を前記ランナ
   に装備し、 前記ランナの移動に従い、前記永久磁石に対し
   一定方向に吸着力が生じるべく前記コイルの極性
   が変移するよう制御する制御回路を設け、 前記制御回路は、前記ランナが移動して対応す
   る前記永久磁石の極性に従い極性が変化するホー
   ル素子の出力を受け、前記コイルへの給電電流の
   方向を制御する複数の一致回路を有しており、該
   複数の一致回路の入力に、前記コイルの極性の切
   り換えを遅延させ磁気作用の切り換え動作を遅延
   させる速度調節用の遅延回路を接続したことを特
   徴とするリニアモーター。