JPH07227078A - リニアモータおよび開閉装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、位置検出器を要さずにコイルの通
断電を制御することができるようにしている。 【構成】 マイクロコンピュータ３５による通電タイミ
ング決定手段により、コイル２２ａ１、２２ｂ１、２２
ｃ１、…２２ａｎ、２２ｂｎ、２２ｃｎの誘起電圧に基
づいて各コイルに対する通電タイミングを決定し、そし
て、マイクロコンピュータ３５によるスイッチング制御
手段によりこの通電タイミング信号に基づいてトライア
ック３２ａ１、３２ｂ１、３２ｃ１、…３２ａｎ、３２
ｂｎ、３２ｃｎをオンオフ制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、位置検出構成に改良を
加えたリニアモータおよび開閉装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、カーテン等の開閉装置に用いられ
るリニアモータとしては、図１１に示す構成のものが知
られている。すなわち、レールケース１の内部上部に
は、固定子としての永久磁石２が設けられ、これと対向
するように移動子としてのコイル３が移動可能に設けら
れている。なお、このコイル３には車輪４やカーテンリ
ング５等が設けられている。上記コイル３には電極６か
らブラシ７を介して給電されるようになっている。

【０００３】しかしながら、このものにおいては、ブラ
シ７を有する構成であるため、該ブラシ７が磨耗する等
の問題が発生する。また、電磁ノイズの発生や騒音等の
問題も発生している。この対策案として、ブラシをもた
ない構造のリニアモータが提供されている。すなわち、
その構成を図１２に示す。同図において、コイル１１を
ステータヨーク１２上に複数並べて設けて固定子１３を
構成し、また、ヨーク１３の下面に前記コイル１１と対
向するように永久磁石１４を配設して移動子１５を構成
している。さらにまた固定子１３には位置検出器１６を
設けて、この位置検出器１６から信号に基づいて前記コ
イル１１に適宜のタイミングで通電することにより、移
動子１５を移動させるようにしている。このものによれ
ば、前述した問題は解決できる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このも
のでは、位置検出器１６が必要であり、カーテンのよう
に長い移動距離を必要とする場合には、その個数も膨大
となり、コストの上昇を来す問題があった。また、コイ
ルの通電切り替えを３相毎に行なうとトルク脈動が大き
くなる。

【０００５】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、位置検出器を要さずにコイルの通断
電を制御することができ、コストの高騰を防止すること
ができるリニアモータおよび開閉装置を提供するにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のリニアモータ
は、コイルを複数個並べて構成された固定子と、前記固
定子に対向した位置に移動可能に設けられ永久磁石を有
して構成された移動子とを備え、前記固定子に通電する
ことにより前記移動子を移動させるようにしたものにお
いて、前記コイルをオンオフするためのスイッチング素
子と、前記各コイルの誘起電圧に基づいて前記コイルに
対する通電タイミング信号を決定する通電タイミング決
定手段と、この通電タイミング決定手段からの通電タイ
ミング信号に基づいて前記スイッチング素子をオンオフ
制御するスイッチング制御手段と、を設けて構成される
（請求項１の発明）。

【０００７】この場合、各コイルの一端部を相互に短絡
して中性点としても良い（請求項２の発明）。また、複
数のコイルは、導電板を巻回して複数並べ、これを絶縁
性の接着剤でモールドし、このモールド物を薄く切断し
て製造するようにしても良い（請求項３の発明）。さら
に、本発明の開閉装置は上述のリニアモータを用いて構
成されている（請求項４の発明）。

【０００８】

【作用】永久磁石から構成された移動子が移動するとき
に固定子のコイルに電圧が誘起される。この誘起電圧と
印加電圧とにはある位相関係があり、この誘起電圧に基
づいてコイルの通電タイミングを決定することが可能で
ある。

【０００９】しかして、本発明のリニアモータにおいて
は、通電タイミング決定手段により、コイルの誘起電圧
に基づいて各コイルに対する通電タイミングを決定し、
そして、スイッチング制御手段によりこの通電タイミン
グ信号に基づいてスイッチング素子をオンオフ制御する
から、位置検出器を用いずにコイルを通断電制御するこ
とが可能となる。

【００１０】この場合、各コイルの一端部を相互に短絡
して中性点とすれば、各コイルを順次通断電できてトル
ク脈動を少なくできる。

【００１１】また、導電板を巻回して複数並べ、これを
絶縁性の接着剤でモールドし、このモールド物を薄く切
断して、複数のコイルを製造するようにすれば、コイル
の製造コストおよび組み立てコストを低廉化できて、製
品コストの低廉化に寄与できる。

【００１２】本発明の開閉装置は、上述のリニアモータ
を用いて構成されているから、コストの低廉化を図るこ
とができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の第１の実施例につき図１ない
し図５を参照しながら説明する。この実施例において
は、本発明のリニアモータをカーテン等の開閉装置に適
用している。まず、図２ないし図４において、カーテン
レール２１の内部上部には、複数のコイル２２ａ１、２
２ｂ１、２２ｃ１、２２ａ２、２２ｂ２、２２ｃ２、…
２２ａｎ、２２ｂｎ、２２ｃｎを取付ベース２３ａに取
り付けて構成された固定子２３が配設されている。この
固定子２３と対向するように移動子２４が設けられてお
り、この移動子２４は永久磁石２５を有して構成されて
いる。

【００１４】この移動子２４に連結された連結板２６に
は、カーテンレール２１内を走行するための車輪２６ａ
が設けられていると共に、カーテンリング２７が取り付
けられている。また、カーテンレール２１には移動子２
４の移動によって従動的に移動する従動体２８が設けら
れており、この従動体２８のカーテンリング２８ａおよ
び前記カーテンリング２７に図示しないカーテンが吊持
されるようになっている。

【００１５】そして上記カーテンレール２１の端部には
制御ユニット２９が設けられており、この制御ユニット
２９の内部には図１に示す電気回路が収容されている。
この図１において、コイル２２ａ１、２２ｂ１、２２ｃ
１、２２ａ２、２２ｂ２、２２ｃ２、…２２ａｎ、２２
ｂｎ、２２ｃｎの一端部は相互に短絡されて中性点を構
成しており、この中性点はフィルタ３０と通電相決定回
路３１とに接続されている。

【００１６】また、コイル２２ａ１、２２ｂ１、２２ｃ
１、２２ａ２、２２ｂ２、２２ｃ２、…２２ａｎ、２２
ｂｎ、２２ｃｎの一端部はそれぞれスイッチング素子で
あるトライアック３２ａ１、３２ｂ１、３２ｃ１、３２
ａ２、３２ｂ２、３２ｃ２、…３２ａｎ、３２ｂｎ、３
２ｃｎを介して上記フィルタ回路３０と通電相決定回路
３１とに接続されている。

【００１７】上記フィルタ回路３０は各コイルの端子電
圧の誘起電圧分を検出しやすいように成形して出力す
る。その出力は、比較回路３４ａ、３４ｂ、３４ｃの一
方の入力端子に与えられるようになっており、またこの
各比較回路３４ａ、３４ｂ、３４ｃの他方の入力端子に
は、基準電圧Ｖｋ（図５参照）が与えられるようになっ
ている。

【００１８】そして、この比較回路３４ａ、３４ｂ、３
４ｃの出力は、通電タイミング決定手段およびスイッチ
ング制御手段を構成するマイクロコンピュータ３５に与
えられる。このマイクロコンピュータ３５は比較回路３
４ａ、３４ｂ、３４ｃの出力（比較結果）に基づいて各
相の切替回路３６ａ、３６ｂ、３６ｃを制御して前記ト
ライアック３２ａ１、３２ｂ１、３２ｃ１、３２ａ２、
３２ｂ２、３２ｃ２、…３２ａｎ、３２ｂｎ、３２ｃｎ
をオンオフ制御するようになっている。

【００１９】さて、上記マイクロコンピュータ３５の制
御内容について述べる。いま、図５においては、各コイ
ルの端子電圧の波形を示しており、この波形には符号Ａ
で示すように誘起電圧があらわれる。しかして、通電タ
イミングは、この誘起電圧と基準電圧Ｖｋ（これは印加
電圧の１／２に設定されている）とのゼロクロス点から
３０度遅れていることが分かる。これは比較回路３４
ａ、３４ｂ、３４ｃによって検出され、マイクロコンピ
ュータ３５はこれに基づいて各相コイルの通電タイミン
グを決定し、そして各トライアックをオンオフ制御す
る。

【００２０】次に上記構成の作用について述べる。い
ま、永久磁石２５がコイル２２ａ１、２２ｂ１、２２ｃ
１上にあるとする。このときは、まずトライアック３２
ａ１、３２ｂ１、３２ｃ１のみをオンするように通電相
決定回路３１および切替回路３６ａ、３６ｂ、３６ｃを
制御しておく。そして、このコイル２２ａ１、２２ｂ
１、２２ｃ１を３相とするモータに１２０度通電となる
ように給電する。

【００２１】すると、移動子２４は移動を始める。ここ
で、通電をしていない相には永久磁石２５の移動によっ
て誘起電圧があらわれる。この誘起電圧を上述したよう
に利用してマイクロコンピュータ３５が通電すべき相を
決定し、トライアック３２ａ１をオフしてトライアック
３２ａ２をオンするように切り替える。するとコイル２
２ｂ１、２２ｃ１、２２ａ２の３相で動作することにな
る。このように順次コイルの通断電を制御することによ
り移動子２４が移動され、カーテンが開放あるいは閉鎖
される。

【００２２】このような本実施例によれば、マイクロコ
ンピュータ３５による通電タイミング決定手段により、
コイル２２ａ１、２２ｂ１、２２ｃ１、２２ａ２、２２
ｂ２、２２ｃ２、…２２ａｎ、２２ｂｎ、２２ｃｎの誘
起電圧に基づいて各コイルに対する通電タイミングを決
定し、そして、マイクロコンピュータ３５によるスイッ
チング制御手段によりこの通電タイミング信号に基づい
てトライアック３２ａ１、３２ｂ１、３２ｃ１、３２ａ
２、３２ｂ２、３２ｃ２、…３２ａｎ、３２ｂｎ、３２
ｃｎをオンオフ制御するから、位置検出器を用いずにコ
イル２２ａ１、２２ｂ１、２２ｃ１、２２ａ２、２２ｂ
２、２２ｃ２、…２２ａｎ、２２ｂｎ、２２ｃｎを通断
電制御することができる。この結果、コストの高騰を防
止することができる。

【００２３】特に本実施例によれば、各コイル２２ａ
１、２２ｂ１、２２ｃ１、２２ａ２、２２ｂ２、２２ｃ
２、…２２ａｎ、２２ｂｎ、２２ｃｎの一端部を相互に
短絡して中性点としたから、各コイル２２ａ１、２２ｂ
１、２２ｃ１、２２ａ２、２２ｂ２、２２ｃ２、…２２
ａｎ、２２ｂｎ、２２ｃｎを順次通断電できてトルク脈
動を少なくできる。

【００２４】なお、上記第１の実施例では、誘起電圧を
中性点とコイル端子間の電位を利用するようにしたが、
本発明の第２の実施例として示す図６のように３つの端
子の電位を利用するようにしても良い。また、本発明の
第３の実施例として示す図７のようにΔ結線としても良
く、この場合、３相毎に通断電するためトルク脈動は大
きくなるが、固定子から取り出す電線を３本に減らすこ
とができるため、取扱いは容易となる。

【００２５】また、コイルは、本発明の第４の実施例と
して示す図８ないし図１０のようにしても良い。すなわ
ち、導電板４１を巻回して複数並べ、これを絶縁性の接
着剤４２でモールドし、このモールド物４３を薄く切断
し、もって複数のコイル４４を一体成形により製造す
る。これによれば、コイルの製造コストおよび組み立て
コストを低廉化できて、製品コストの低廉化に寄与でき
る。

【００２６】

【発明の効果】本発明は以上の説明から明らかなよう
に、次の効果を得ることができる。請求項１のリニアモ
ータによれば、通電タイミング決定手段により、コイル
の誘起電圧に基づいて各コイルに対する通電タイミング
を決定し、そして、スイッチング制御手段によりこの通
電タイミング信号に基づいてスイッチング素子をオンオ
フ制御するから、位置検出器を用いずにコイルを通断電
制御することができ、もって、コストの高騰を防止する
ことができる。

【００２７】請求項２のリニアモータによれば、各コイ
ルの一端部を相互に短絡して中性点とすることにより、
各コイルを順次通断電でき、もってトルク脈動を少なく
できる。請求項３のリニアモータによれば、導電板を巻
回して複数並べ、これを絶縁性の接着剤でモールドし、
このモールド物を薄く切断して、複数のコイルを製造す
るようにしたから、コイルの製造コストおよび組み立て
コストを低廉化できて、製品コストの低廉化に寄与でき
る。請求項４の開閉装置によれば、上述のリニアモータ
を用いて構成されているから、コストの低廉化を図るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す電気回路図

【図２】縦断正面図

【図３】破断側面図

【図４】固定子部分の斜視図

【図５】コイル端子電圧の波形を示す図

【図６】本発明の第２の実施例を示す電気回路図

【図７】本発明の第３の実施例を示す電気回路図

【図８】本発明の第４の実施例を示すコイル部分の斜視
図

【図９】巻回された導体を示す斜視図

【図１０】導体をモールドした状態を示す斜視図

【図１１】従来例を示す縦断正面図

【図１２】固定子部分の斜視図

【符号の説明】

２１はカーテンレール、２２ａ１、２２ｂ１、２２ｃ
１、…２２ａｎ、２２ｂｎ、２２ｃｎはコイル、２３は
固定子、２４は移動子、２５は永久磁石、３２ａ１、３
２ｂ１、３２ｃ１、…３２ａｎ、３２ｂｎ、３２ｃｎは
トライアック（スイッチング素子）、３５はマイクロコ
ンピュータ（通電タイミング決定手段、スイッチング制
御手段）を示す。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コイルを複数個並べて構成された固定子
   と、前記固定子に対向した位置に移動可能に設けられ永
   久磁石を有して構成された移動子とを備え、前記固定子
   に通電することにより前記移動子を移動させるようにし
   たものにおいて、 前記コイルをオンオフするためのス
   イッチング素子と、 前記各コイルの誘起電圧に基づいて前記コイルに対する
   通電タイミング信号を決定する通電タイミング決定手段
   と、 この通電タイミング決定手段からの通電タイミング信号
   に基づいて前記スイッチング素子をオンオフ制御するス
   イッチング制御手段と、を設けて成るリニアモータ。
2. 【請求項２】 各コイルの一端部を相互に短絡して中性
   点としたことを特徴とする請求項１記載のリニアモー
   タ。
3. 【請求項３】 複数のコイルは、導電板を巻回して複数
   並べ、これを絶縁性の接着剤でモールドし、このモール
   ド物を薄く切断して製造したことを特徴とする請求項１
   記載のリニアモータ。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかに記載のリ
   ニアモータを用いて成る開閉装置。