JPH11294012A - 自動引き戸 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】建築躯体の設計に影響を与えない薄い鴨居と施
工の容易なコイル可動型直流リニアモータ駆動の自動引
き戸を得る。 【構成】界磁マグネット３、懸架マグネット１１、１
１’を内蔵するガイドレール４を建築開口部上部上枠１
に取り付け、戸５上部にフレーム２０を取り付け、フレ
ーム２０上にコイル６、磁性体８、８’、ローラ１０、
１０’を配置し、ガイドレール下部に構成されたレール
溝４’にローラ１０、１０’が接触し、転動する事で戸
５が開閉移動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】［産業上の利用分野］本発明は、自動引き
戸に関する。 ［従来の技術］

【０００２】特許実開平５−３８２５４、特願平５−２
３１０６８、及び実公平７−４５７４５に記載される例
が知られている。

【０００３】［発明が解決しようとする課題］実開平５
−３８２５４の例では、ブラシレスリニアモータ１０が
垂直に構成されている事から、上下方向に大きな空間を
必要とし、又懸架装置をブラシレスリニアモータと別に
構成する必要がある為、前記ブラシレスリニアモータの
水平方向横にも大きな空間を必要とする。これは、自動
引き戸を設置する建築物に対して、戸の上部に大きな空
間を必要とし、戸の上部建築躯体に駆動部を収納する為
の空間を必要とする。手動式引き戸に比較して、これは
建築躯体の大きな設計変更を必要とし、コストを増大さ
せるという問題点を持つ。

【０００４】特開平５−２３１０６８の例では、前記実
開平５−３８２５４の例同様懸架装置を駆動源であるリ
ニアモータと別に構成する為、懸架装置とリニアモータ
の収容の為の大きな空間を必要とする問題点を持つと共
に、懸架装置であるローラ、レール、枠、継鉄の構成に
よってリニアモータの可動子と固定子間の距離であるギ
ャプＡ決定される構成になっている為、戸の重力や戸に
係る力によって両者を結合する継鉄１２が撓む事や、レ
ールとローラのガタ余裕が存在するが、これらによって
ギャップＡが変化する。ギャップＡはリニアモータの駆
動力特性を決める重要要素であり、変化する事は設計上
の特性を変化させてしまうという問題点を持つ。

【０００５】実公平７−４５７４５の例では該公報の図
４及び図５に記載されるように、磁石可動型直流リニア
モータ駆動の自動引き戸の場合、固定子が多数のコイル
によって構成される、固定子コイルにはそれぞれのコイ
ルに磁石位置検知素子であるホールＩＣ、方向動作切り
替回路、コイルへの電流断続切り替え用の駆動ＩＣが必
要になり、高価になるという問題点を持つ。

【０００６】［課題を解決するための手段］本発明では
コイル可動型直流リニアモータ駆動を利用し、リニアモ
ータを構成する固定子である界磁マグネットと可動子で
あるコイルを垂直方向に対向した構成で、界磁マグネッ
トを上部枠に固定し、コイルを戸の上部中央近傍に結合
し、戸のコイル以外の部分に磁性体を結合し、界磁マグ
ネットと前記磁性体の間に発生する吸引力及び界磁マグ
ネットとコイルヨークの間に発生する吸引力との合成力
によって戸の重量を支え、固定子である界磁マグネット
と可動子であるコイルが接触しない距離を保ち、コイル
が移動可能なように界磁マグネットの下端部をレールと
し、ローラ又はスライダを戸の上部に上方向に設け、該
ローラが転動する事又はスライダがスライド移動する事
によって戸が開閉移動する構成を持つことで、ガイドレ
ールを構成する界磁マグネットと、懸架マグネットとヨ
ークを上枠に固定され鴨居を構成する事ができ、従来方
法と比較して上下方向に非常に薄くできることと、途上
部に構成されたローラと前記ガイドレールによって決定
される界磁マグネット下端部とコイルの上端との距離で
あるギャップを戸の開閉移動に影響されることなく一定
に保つことができる事を特徴とする自動引き戸である。

【０００７】また、戸が開閉移動する事によって、可動
子であるコイルの外側に置かれた磁性体が移動する範囲
は、リニアモータを構成する界磁マグネットの必要範囲
を超えて移動するため、当該磁性体の移動範囲まで界磁
マグネットと同様のマグネットを設置すれば好適であ
る。また、ローラが前記磁性体より外に構成される場合
は、ローラの全移動範囲まで、懸架マグネットと同形状
をした構造物を設置する事が望ましい。

【０００８】［作用］このように、リニアモータの界磁
マグネットと懸架マグネットを利用し、戸の上部に磁性
体を設置する事で、マグネットと磁性体の間の吸引力が
戸の重力に勝って戸を上方に吸引して支え、ローラによ
ってコイルと界磁マグネットの間の適切な距離を一定に
保つ事ができると共に、リニアモータと懸架装置が同時
に構成できる事で、リニアモータの駆動特性の変化が無
く、戸上部の構成物の上下方向厚みが薄く構成でき、自
動引き戸構成の為に手動引き戸用に設計された建築躯体
の設計変更を殆ど必要なく達成できるという特徴を持つ
自動引き戸である。

【０００９】［実施例］本発明の一実施例を図を参照し
て説明する。図１は、本発明の第１実施態様に係るコイ
ル可動型直流リニアモータ駆動片引きの自動引き戸の構
成を示す斜視図で紙面に向かって右が戸先で、左が戸尻
になる例である。図２は該自動引き戸の側面図である。
図３は図４に示される断面Ａによって切断した断面図で
ある。図４は正面から見た正面図で、戸が戸尻側戸当た
りに当たっている状態を実線で示し、戸が戸先側の戸当
たりに当たっている状態を２点鎖線で示している。建築
物の開口部上部の上枠に戸の左右の開閉移動方向に平行
になるよう界磁マグネット３、懸架マグネット１１及び
ヨーク２を内蔵する非磁性体によってなるガイドレール
４を取り付ける。ガイドレール４にはその下端中央部に
円弧状のレール溝４’を構成する。戸５の上端部にリニ
アモータ構成用のベースとなるフレーム２０が配置さ
れ、該フレーム２０の概中央部にコイルヨーク７とコイ
ルヨーク７上にコイル６を配置し、コイル６の外に磁性
体８、８’を配置し、該磁性体８，８’の両外にローラ
支持金具１５，１５’を配置し、該ローラ支持金具１
５，１５’に支持されるローラ１０，１０’を構成して
いる。

【００１０】戸５の内部で前記フレーム２０の下部に制
御装置１４が配置されている。戸５の下端部には下方に
開いたガイド溝２５が構成されていて、下枠の戸の開閉
移動する線上の概略中央部に振れ止めローラ２６が配置
されている。

【００１１】次にコイル可動型直流リニアモータ駆動片
引きの自動引き戸の機械的構成について図１、図２、図
３、及び図４を参照して説明する。非磁性体材料で構成
されるレール４の内部に界磁マグネット３と、懸架マグ
ネット１１、１１’とヨーク２が内蔵されており、建築
躯体開口部上部の上枠に固定されている。界磁マグネッ
ト３は戸５の上部に取り付けられたコイル６が戸５の開
閉によって移動する範囲に対向する長さを持っている。
前記ガイドレール４にはその中央部に円弧状のレール溝
４’が構成されていて、戸５の上部に配置されるローラ
１０、１０’がその溝に接し、転動する事で戸５が左右
に開閉移動する。

【００１２】戸５の上端部には、フレーム２０が配置さ
れ、該フレーム２０の上にコイルヨーク７とコイルヨー
ク７の上にコイル６が配置され、前記ガイドレール４に
よって支持されている界磁マグネット３とギャップＧを
置いて対向し、該コイル６に対向する前記界磁マグネッ
ト３の磁極を、コイル６と適切な位置関係に設置され制
御装置１４に電気的に接続された磁気検出素子（図示せ
ず）によって検出し、コイル６に制御装置１４から適切
な電流を与える事で、左右方向の駆動力が発生する。ま
た、界磁マグネット３とコイルヨーク７との間には吸引
力が発生し、戸５を上部に持ち上げる力となるが、戸５
の重力が該吸引力より大きく、戸５を支える力として充
分ではない。

【００１３】次に自動引き戸の懸架構成について図３
と、図４を参照して説明する。戸５上部に磁性体８、
８’を配置する事で、界磁マグネット３との間に吸引力
が発生し、戸５をレール４側に引き付ける。しかし、前
記したように界磁マグネット３はコイル６の最大移動幅
によって決まる長さを持っていて、前記磁性体の移動幅
全体に渡って設置されず、戸５が左右戸当たり近傍で吸
引力を発生できないため、磁性体８、８’の移動幅とコ
イル６の移動幅の差の部分に懸架マグネット１１、１
１’を配置する。ローラ１０、１０’の移動幅にまで懸
架マグネットを配置しても良く、レール４の空洞をなく
す事で強度を補う事になる。

【００１４】コイル６を挟む両側に磁性体８、８’を配
置し、前記界磁マグネット３と懸架マグネット１１、１
１’とギャップＧを置いて対向する事で、吸引力を発生
する。該吸引力と前記したコイル６と界磁マグネット３
との間の吸引力との合算された力が戸５の重力以上に設
定され、戸５を上方ガイドレール４側に引き付け支持す
る。フレームの両端部近傍に設置される一対のローラ支
持金具１５、１５’がローラ１０、１０’を支持し、前
記吸引力よって戸５が上方に引き付けられ、コイル６と
界磁マグネット３との距離であるギャップＧが設定され
た適切な値を保つようにフレーム２０の上端面からロー
ラ１０、１０’の上端面迄の距離が設定される。該ロー
ラ１０、１０’上端部からフレーム２０の上端部までの
距離をＡとし、レール溝４’と界磁マグネット３の下端
面迄の距離をＢとし、フレーム２０からコイル６上端部
までの距離をＣとするとギャップＧ＝Ａ−Ｂ−Ｃとなる
固定された一定値となり戸５の開閉移動によってもこの
値が変化する事無く、リニアモータの駆動特性は安定し
ている。

【００１５】本実施例では、ガイドレールに一本の凹型
のレール溝を構成する例を示したが、レール溝は平行に
複数本あって、ローラが対応する個数設置される構成で
も良く、また界磁マグネットの下端部から離れた場所に
あっても前記効果は達成される。懸架マグネット及びロ
ーラの位置についても、戸を支持する事が可能であれば
磁性体の内側に構成されても良い。本実施例では、非磁
性体によってなるガイドレールを示したが、界磁マグネ
ット及び懸架マグネットの下端部をガイドレールとして
構成する方法も有効である。

【００１６】［発明の効果］本発明によって、従来例で
示したリニアモータ駆動自動引き戸に比較して、戸上方
部の鴨居部分の上下方向厚みが薄く構成でき、手動式引
き戸で設計された建築躯体の設計変更を極小に押さえる
事ができる事で、自動引き戸のコストを下げる事ができ
ると共に、設計に自由度が大きくなる事によって、自由
な意匠を採用する事ができる。又、すでに設置されてい
る手動式引き戸を戸の高さを変更する事無く、建築躯体
の再加工も必要なく自動引き戸が設置できる。又、施工
に際しても、下からローラとレール溝を合せるだけで位
置合わせは完了し、施工に熟練技能を必要とせず、戸の
開閉移動によって、界磁マグネットとコイル間のギャッ
プが変化する事が無く、駆動力特性が安定する。従来例
では、レールにかかる力は、ローラによる戸の重量によ
って下方への引っ張り力となり、レールを撓ませる力と
なる為、その強度を得るために金属を使用する必要があ
った。しかし本発明によれば、レールにかかる力は、レ
ール内部にマグネットが内蔵されている為、ローラと界
磁マグネット間の圧縮力になる為、対摩耗性がある材料
であればプラスチック等の材料でも充分強度は確保で
き、従来例に比較して、長寿命と低コストを実現でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】自動引き戸の斜視図である。

【図２】自動引き戸の上部拡大側面図である。

【図３】図１に示される平面Ａによる上部拡大断面図で
ある。

【図４】自動引き戸の正面図であり、戸が戸尻側戸当た
りに接している状態を実線で示し、戸が戸先側戸当たり
に接している状態を二点鎖線で示している。

【符号の説明】

１ 上枠 ２ ヨーク ３ 界磁マグネット ４ ガイドレール ４’ レール溝 ５ 戸 ６ コイル ７ コイルヨーク ８、８’ 磁性体 １０、１０’ローラ １１、１１’懸架マグネット １４ 制御装置 １５、１５’ローラ支持金具 ２０ フレーム ２５ ガイド溝 ２６ 振れ止めローラ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】界磁マグネット（３）を固定子として建築
   躯体開口部に概垂直下方に向けて固定し、コイル（６）
   を可動子として前記界磁マグネット（３）に対向する概
   垂直上方向に戸（５）に機械的に結合してなるコイル可
   動型直流リニアモータによって直接駆動される自動引き
   戸において、戸（５）に前記界磁マグネット（３）に対
   向する位置で可動子である前記コイル（６）を除いた位
   置に磁性体（８）を設置し、前記界磁マグネット（３）
   と該磁性体（８）の間に発生する磁気吸引力が戸の重力
   以上の力を持つ構成とする事によって戸（５）を上方に
   引き付け、支える事を特徴とする自動引き戸。
2. 【請求項２】コイル可動型直流リニアモータとして駆動
   力を発生する為に必要な界磁マグネット（３）の範囲を
   戸（５）の移動方向で超えた位置で、戸（５）が開閉移
   動する事によって戸（５）に結合した磁性体（８）、
   （８’）の移動する範囲に懸架マグネット（１１）、
   （１１’）を設ける事で、戸（５）の開閉移動範囲全域
   において戸（５）の重力を支えるのを可能にする事を特
   徴とする請求項１記載の自動引き戸。
3. 【請求項３】界磁マグネット（３）と懸架マグネット
   （１１）、（１１’）の下端部に非磁性体でなるガイド
   レール（４）を設け、戸（５）上部に上方向けて機械的
   に結合されたローラ（８）、（８’）が該ガイドレール
   （４）にローラ（８）、（８’）が接し転動する事で戸
   （５）が開閉移動する事を特徴とする請求項１記載の自
   動引き戸