JP3623321B2

JP3623321B2 - Linear motor type electric curtain device

Info

Publication number: JP3623321B2
Application number: JP23397496A
Authority: JP
Inventors: 正秀滝沢
Original assignee: Johnan Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Johnan Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1996-09-04
Filing date: 1996-09-04
Publication date: 2005-02-23
Anticipated expiration: 2016-09-04
Also published as: JPH1075881A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はリニアモータにおけるアーマチュアの移動速度を制御する速度制御回路を備えるリニアモータ式電動カーテン装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、速度制御回路を備えるリニアモータ式電動カーテン装置としては、実開平３−３９３９５号公報で開示される電動カーテン装置が知られている。
【０００３】
同公報に開示される電動カーテン装置は、リニアモータに対して駆動電力を供給する給電線路にカップリングコンデンサを接続し、整流子により発生するインパルス信号を信号検出部により検出するとともに、この信号検出部から得るインパルス信号に基づいて駆動電力の大きさをフィードバック制御する速度制御回路を備え、これにより、定速制御等の所要の速度制御を行っていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来の電動カーテン装置に備える速度制御回路は、給電線路にカップリングコンデンサを接続してインパルス信号を検出する信号検出部が必要になるなど、回路構成の複雑化による装置の大型化及びコストアップを招くとともに、整流子により発生するインパルス信号に依存するため、特に、低速制御を高精度かつ安定に行うことができない難点があった。
【０００５】
本発明はこのような従来の技術に存在する課題を解決したものであり、回路構成の簡略化による装置の小型コンパクト化及びコストダウンを図れるとともに、低速制御を高精度かつ安定に行うことができるリニアモータ式電動カーテン装置の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び実施の形態】
本発明はリニアモータＭにおけるアーマチュアＡの移動速度を制御する速度制御回路２を備えるリニアモータ式電動カーテン装置１を構成するに際して、基準電圧Ｅｓを出力する基準電圧出力部３と、リニアモータＭの端子電圧から検出した誘起電圧Ｅｎと当該基準電圧Ｅｓを比較して誘起電圧Ｅｎと基準電圧Ｅｓの偏差ｅを出力する比較部４と、偏差ｅに基いてリニアモータＭに流れる駆動電流Ｉｄを可変してアーマチュアＡの移動速度を一定に制御する電流制御部５と、基準電圧Ｅｓ又は誘起電圧Ｅｎの大きさを調整してアーマチュアＡの移動速度を設定する速度設定部６とを有する速度制御回路２を備えることを特徴とする。この場合、好適な実施の形態により、速度設定部６は基準電圧Ｅｓ又は誘起電圧Ｅｎの大きさを任意に可変することにより、アーマチュアＡの移動速度を可変制御する速度変更部７として機能させることができる。
【０００７】
これにより、リニアモータＭの端子電圧から検出した誘起電圧Ｅｎと基準電圧出力部３から出力する基準電圧Ｅｓの大きさは比較部４により比較され、その偏差ｅが求められるとともに、この偏差ｅは電流制御部５に付与される。そして、電流制御部５では当該偏差ｅに基いてリニアモータＭに流れる駆動電流Ｉｄが可変され、アーマチュアＡの移動速度が一定になるように制御される。また、速度設定部６（速度変更部７）では基準電圧Ｅｓ又は誘起電圧Ｅｎの大きさが調整（可変）され、アーマチュアＡの移動速度が設定、特に、低速に設定（可変制御）される。
【０００８】
【実施例】
次に、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。
【０００９】
まず、本実施例に係るリニアモータ式電動カーテン装置１の全体的構成について、図１〜図５を参照して説明する。
【００１０】
２１はカーテンレールであり、例えば、図１に示すように、列車や病院等の窓Ｗの上方に付設される。カーテンレール２１は図５に示すように、断面略矩形の中空に形成し、底面には長手方向に沿った開口スリット部２２を有する。また、図５及び図３に示すように、カーテンレール２１の内部であって、一方の側面にはレールに沿って交互に異極が着磁された界磁用マグネット２３と同マグネット２３に重なるヨーク２４を配設し、界磁部２５を構成するとともに、他方の側面には異電極が交互に配列する電極パターン２６ａ，２６ｂを有する整流子基板２７を設ける。
【００１１】
また、カーテンレール２１の内部にはレールに沿ってスライド自在のアーマチュアＡ及び複数の可動子Ｌ…を装填する。アーマチュアＡは一対のコア２８ｘ，２８ｙにコイル２９ｘ，２９ｙを巻回して構成される四つの磁極３０，３１，３２，３３を有し、各磁極３０…は界磁部２５に対向する。一方、アーマチュアＡには電極パターン２６ａ，２６ｂに接触するブラシ３４ｘ…，３４ｙ…を有し、各ブラシ３４ｘ…，３４ｙ…は各コイル２９ｘ，２９ｙに接続する。なお、３５…はアーマチュアＡが円滑にスライドするための回動ローラである。
【００１２】
以上により、リニアモータＭが構成され、電極パターン２６ａ，２６ｂの端部はリニアモータＭの接続端子３６，３７となり、接続端子３６，３７には速度制御回路２を接続する。
【００１３】
このようなリニアモータＭは一本のカーテンレール２１の中心位置から両側に一対配設し、それぞれ対称的に構成する。図２中、Ａｓは他方側のアーマチュアを示す。また、アーマチュアＡ（Ａｓ）及び複数の可動子Ｌ…の下端にはカーテンＣ…のフックＦ…を掛止する。よって、電極パターン２６ａ，２６ｂに正（逆）の直流電圧を印加すれば、アーマチュアＡ（Ａｓ）はカーテンレール２１に沿って正方向（逆方向）に移動し、図１に示す左右一対のカーテンＣ，Ｃは対称的に開閉する。
【００１４】
次に、本発明の要部を構成する速度制御回路２の構成について、図１を参照して具体的に説明する。
【００１５】
速度制御回路２はアーマチュアＡの移動速度を制御する機能を有する。図１において、１１は直流電源部であり、リニアモータＭにおける一方の接続端子３６及び比較部４に給電するとともに、抵抗器１２を介して基準電圧出力部３の入力部及び電流制御部５に給電する。また、リニアモータＭにおける他方の接続端子３７は比較部４の一方の入力部及び電流制御部５に接続するとともに、可変抵抗器１３を用いた速度設定部６（速度変更部７）を介して基準電圧出力部３の入力部と抵抗器１２間に接続する。一方、基準電圧出力部３は比較部４の他方の入力部に接続するとともに、比較部４の出力部は電流制御部５に接続する。
【００１６】
次に、速度制御回路２の動作について説明する。まず、直流電源部１１からは、リニアモータＭ及び電流制御部５を経由して駆動電流Ｉｄが流れる。そして、リニアモータＭの端子電圧から検出される誘起電圧Ｅｎ（逆起電力）、即ち、リニアモータＭの端子電圧から内部抵抗による電圧降下を差し引いた誘起電圧Ｅｎは、比較部４の一方の入力部に付与される。また、基準電圧出力部３からは基準電圧Ｅｓが出力し、比較部４の他方の入力部に付与される。
【００１７】
これにより、比較部４の出力部からは基準電圧Ｅｓと誘起電圧Ｅｎの偏差ｅが出力し、この偏差ｅは電流制御部５に付与される。電流制御部５では当該偏差ｅに基いてリニアモータＭに流れる駆動電流Ｉｄを可変し、アーマチュアＡの移動速度が一定となるように制御する。即ち、リニアモータＭの負荷トルクが増加してアーマチュアＡの移動速度が低下すれば、誘起電圧Ｅｎが低下するため、比較部４から出力する偏差ｅが大きくなる。この結果、電流制御部５は駆動電流Ｉｄを増加させ、モータトルクを大きくすることにより、アーマチュアＡの移動速度の低下を抑制する。
【００１８】
一方、速度設定部６を構成する可変抵抗器１３を可変すれば、誘起電圧Ｅｎから見た基準電圧Ｅｓの大きさが相対的に変化し、任意の偏差ｅにおける駆動電流Ｉｄの大きさが変化するため、これにより、アーマチュアＡの移動速度を設定できる。したがって、アーマチュアＡの目標速度が得られるように可変抵抗器１３を調整すれば、アーマチュアＡは設定された目標速度で定速移動する。また、調整つまみ等により可変抵抗器１３を任意に可変操作できるように構成すれば、目標速度を任意に可変できる。この場合、可変抵抗器１３は速度変更部７として機能する。
【００１９】
このような速度制御回路２により、アーマチュアＡの移動速度を、リニアモータＭの接続端子３６と３７間に一定直流電圧を印加した場合（速度制御回路２を用いない場合）の移動速度に比べて２０〜３０％程度まで低下させることができた。
【００２０】
即ち、リニアモータＭの場合、一般的な回転式モータのように、減速ギア機構等により減速できないため、一定直流電圧を印加した際には相当に速い速度になるとともに、従来の速度制御回路では十分な低速制御を行うことができなかった。したがって、例えば、カーテンＣを希望する開位置に容易に停止させることができないとともに、開閉時の発生音もかなり大きくなる不具合があった。しかし、本実施例に係る速度制御回路２により、リニアモータＭにおけるアーマチュアＡの十分な低速制御が実現され、しかも、低速制御が高精度かつ安定に行われるため、例えば、列車や病院等の窓に付設した場合、カーテンＣを、日差しを避けるための希望する開位置に容易に停止できるとともに、開閉時の発生音も大幅に低減させることができる。また、回路構成の簡略化による装置の小型コンパクト化及びコストダウンも実現できた。
【００２１】
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く、細部の回路構成等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で任意に変更できる。
【００２２】
【発明の効果】
このように、本発明に係るリニアモータ式電動カーテン装置は、基準電圧を出力する基準電圧出力部と、リニアモータの端子電圧から検出した誘起電圧と基準電圧を比較して誘起電圧と基準電圧の偏差を出力する比較部と、偏差に基いてリニアモータに流れる駆動電流を可変してアーマチュアの移動速度を一定に制御する電流制御部と、基準電圧又は誘起電圧の大きさを調整してアーマチュアの移動速度を設定する速度設定部とを有する速度制御回路を備えるため、回路構成の簡略化による装置の小型コンパクト化及びコストダウンを図れるとともに、低速制御を高精度かつ安定に行うことができるという顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電動カーテン装置に備える速度制御回路のブロック回路図、
【図２】同電動カーテン装置の外観正面図、
【図３】同電動カーテン装置の界磁マグネット，電極パターン及びアーマチュアの位置関係図、
【図４】同電動カーテン装置のアーマチュアの底面図、
【図５】同電動カーテン装置の縦断側面図、
【符号の説明】
１リニアモータ式電動カーテン装置
２速度制御回路
３基準電圧出力部
４比較部
５電流制御部
６速度設定部
７速度変更部
Ｍリニアモータ
Ａアーマチュア
Ｅｓ基準電圧
Ｅｎ誘起電圧
ｅ偏差
Ｉｄ駆動電流[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a linear motor type electric curtain device including a speed control circuit for controlling a moving speed of an armature in a linear motor.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a linear motor type electric curtain device provided with a speed control circuit, an electric curtain device disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 3-39395 is known.
[0003]
In the electric curtain device disclosed in the publication, a coupling capacitor is connected to a feed line that supplies driving power to a linear motor, and an impulse signal generated by a commutator is detected by a signal detection unit, and this signal detection is performed. A speed control circuit that feedback-controls the magnitude of the drive power based on an impulse signal obtained from the unit is provided, thereby performing required speed control such as constant speed control.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the speed control circuit provided in the above-described conventional electric curtain device requires a signal detection unit that detects an impulse signal by connecting a coupling capacitor to the feeder line, and the size of the device is increased due to a complicated circuit configuration. In addition, this increases the cost and depends on the impulse signal generated by the commutator. Therefore, there is a problem that the low speed control cannot be performed with high accuracy and stability.
[0005]
The present invention solves such a problem existing in the prior art, and it is possible to reduce the size and cost of the apparatus by simplifying the circuit configuration and to reduce the cost, and to perform low-speed control with high accuracy and stability. An object is to provide a linear motor type electric curtain device.
[0006]
[Means for Solving the Problems and Embodiments]
In the present invention, when configuring the linear motor electric curtain device 1 including the speed control circuit 2 that controls the moving speed of the armature A in the linear motor M, the reference voltage output unit 3 that outputs the reference voltage Es, the linear motor M The comparison unit 4 that compares the induced voltage En detected from the terminal voltage with the reference voltage Es and outputs a deviation e between the induced voltage En and the reference voltage Es, and the drive current Id flowing through the linear motor M based on the deviation e is variable. Then, a speed control circuit having a current control unit 5 for controlling the moving speed of the armature A constant and a speed setting unit 6 for setting the moving speed of the armature A by adjusting the magnitude of the reference voltage Es or the induced voltage En. 2 is provided. In this case, according to a preferred embodiment, the speed setting unit 6 functions as the speed changing unit 7 that variably controls the moving speed of the armature A by arbitrarily changing the magnitude of the reference voltage Es or the induced voltage En. Can do.
[0007]
As a result, the magnitude of the induced voltage En detected from the terminal voltage of the linear motor M and the reference voltage Es output from the reference voltage output unit 3 are compared by the comparison unit 4, and the deviation e is obtained. It is given to the current control unit 5. In the current control unit 5, the drive current Id flowing through the linear motor M is varied based on the deviation e, and the movement speed of the armature A is controlled to be constant. The speed setting unit 6 (speed changing unit 7) adjusts (varies) the magnitude of the reference voltage Es or the induced voltage En, and sets the moving speed of the armature A, particularly, sets it to a low speed (variable control).
[0008]
【Example】
Next, preferred embodiments according to the present invention will be given and described in detail with reference to the drawings.
[0009]
First, an overall configuration of the linear motor electric curtain device 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
[0010]
Reference numeral 21 denotes a curtain rail, which is attached above a window W of a train or a hospital, for example, as shown in FIG. As shown in FIG. 5, the curtain rail 21 is formed in a hollow shape having a substantially rectangular cross section, and has an opening slit portion 22 along the longitudinal direction on the bottom surface. Further, as shown in FIGS. 5 and 3, inside the curtain rail 21, one side surface overlaps with the field magnet 23 in which different poles are alternately magnetized along the rail. A yoke 24 is disposed to constitute the field portion 25, and a commutator substrate 27 having electrode patterns 26a and 26b in which different electrodes are alternately arranged is provided on the other side surface.
[0011]
Further, an armature A and a plurality of movers L... Slidable along the rail are loaded in the curtain rail 21. The armature A has four magnetic poles 30, 31, 32, 33 formed by winding coils 29 x, 29 y around a pair of cores 28 x, 28 y, and each magnetic pole 30. On the other hand, the armature A has brushes 34x ..., 34y ... which are in contact with the electrode patterns 26a, 26b, and the brushes 34x ..., 34y ... are connected to the coils 29x, 29y. In addition, 35 ... is a rotation roller for the armature A to slide smoothly.
[0012]
As described above, the linear motor M is configured, and the ends of the electrode patterns 26a and 26b serve as the connection terminals 36 and 37 of the linear motor M, and the speed control circuit 2 is connected to the connection terminals 36 and 37.
[0013]
A pair of such linear motors M are arranged on both sides from the center position of one curtain rail 21, and are configured symmetrically. In FIG. 2, As indicates the armature on the other side. Further, hooks F of the curtain C are hooked on the lower ends of the armature A (As) and the plurality of movable elements L. Therefore, when a positive (reverse) DC voltage is applied to the electrode patterns 26a and 26b, the armature A (As) moves in the forward direction (reverse direction) along the curtain rail 21, and the pair of left and right curtains shown in FIG. C and C open and close symmetrically.
[0014]
Next, the configuration of the speed control circuit 2 constituting the main part of the present invention will be specifically described with reference to FIG.
[0015]
The speed control circuit 2 has a function of controlling the moving speed of the armature A. In FIG. 1, reference numeral 11 denotes a DC power supply unit that supplies power to one connection terminal 36 and the comparison unit 4 in the linear motor M, and to the input unit of the reference voltage output unit 3 and the current control unit 5 via the resistor 12. Supply power. Further, the other connection terminal 37 in the linear motor M is connected to one input unit of the comparison unit 4 and the current control unit 5, and via the speed setting unit 6 (speed changing unit 7) using the variable resistor 13. It connects between the input part of the reference voltage output part 3 and the resistor 12. On the other hand, the reference voltage output unit 3 is connected to the other input unit of the comparison unit 4, and the output unit of the comparison unit 4 is connected to the current control unit 5.
[0016]
Next, the operation of the speed control circuit 2 will be described. First, a drive current Id flows from the DC power supply unit 11 via the linear motor M and the current control unit 5. The induced voltage En (counterelectromotive force) detected from the terminal voltage of the linear motor M, that is, the induced voltage En obtained by subtracting the voltage drop due to the internal resistance from the terminal voltage of the linear motor M is one input of the comparison unit 4. Given to the department. The reference voltage Es is output from the reference voltage output unit 3 and is applied to the other input unit of the comparison unit 4.
[0017]
Thereby, the deviation e between the reference voltage Es and the induced voltage En is output from the output section of the comparison section 4, and this deviation e is given to the current control section 5. The current control unit 5 varies the drive current Id flowing through the linear motor M based on the deviation e, and controls the armature A to move at a constant speed. That is, if the load torque of the linear motor M increases and the moving speed of the armature A decreases, the induced voltage En decreases, so the deviation e output from the comparison unit 4 increases. As a result, the current control unit 5 increases the drive current Id and increases the motor torque, thereby suppressing a decrease in the moving speed of the armature A.
[0018]
On the other hand, if the variable resistor 13 constituting the speed setting unit 6 is varied, the magnitude of the reference voltage Es viewed from the induced voltage En changes relatively, and the magnitude of the drive current Id at an arbitrary deviation e changes. Thus, the moving speed of the armature A can be set. Therefore, if the variable resistor 13 is adjusted so that the target speed of the armature A can be obtained, the armature A moves at a constant speed at the set target speed. Further, if the variable resistor 13 is configured to be arbitrarily variably operated with an adjustment knob or the like, the target speed can be arbitrarily varied. In this case, the variable resistor 13 functions as the speed changing unit 7.
[0019]
By such a speed control circuit 2, the movement speed of the armature A is compared with the movement speed when a constant DC voltage is applied between the connection terminals 36 and 37 of the linear motor M (when the speed control circuit 2 is not used). It could be reduced to about 20-30%.
[0020]
That is, in the case of the linear motor M, since it cannot be decelerated by a reduction gear mechanism or the like as in a general rotary motor, the speed becomes considerably high when a constant DC voltage is applied. Sufficient low-speed control could not be performed. Therefore, for example, there is a problem that the curtain C cannot be easily stopped at the desired open position and the sound generated when opening and closing is considerably increased. However, the speed control circuit 2 according to the present embodiment realizes sufficient low-speed control of the armature A in the linear motor M, and the low-speed control is performed with high accuracy and stability. When it is attached to the curtain C, the curtain C can be easily stopped at a desired opening position for avoiding sunlight, and sound generated at the time of opening and closing can be greatly reduced. In addition, the size and size of the device can be reduced and the cost can be reduced by simplifying the circuit configuration.
[0021]
Although the embodiments have been described in detail above, the present invention is not limited to such embodiments, and detailed circuit configurations and the like can be arbitrarily changed without departing from the gist of the present invention.
[0022]
【The invention's effect】
As described above, the linear motor type electric curtain device according to the present invention compares the reference voltage with the reference voltage output unit that outputs the reference voltage, the induced voltage detected from the terminal voltage of the linear motor, and the reference voltage. A comparison unit that outputs a deviation, a current control unit that controls the movement speed of the armature to be constant by changing the drive current flowing through the linear motor based on the deviation, and the magnitude of the reference voltage or induced voltage to adjust the armature A speed control circuit having a speed setting unit for setting a moving speed is provided, so that the apparatus can be reduced in size and cost by simplifying the circuit configuration, and low-speed control can be performed with high accuracy and stability. Has an effect.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block circuit diagram of a speed control circuit provided in an electric curtain device according to the present invention;
FIG. 2 is an external front view of the electric curtain device,
FIG. 3 is a positional relation diagram of a field magnet, an electrode pattern and an armature of the electric curtain device,
FIG. 4 is a bottom view of an armature of the electric curtain device,
FIG. 5 is a longitudinal side view of the electric curtain device,
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Linear motor type electric curtain apparatus 2 Speed control circuit 3 Reference voltage output part 4 Comparison part 5 Current control part 6 Speed setting part 7 Speed change part M Linear motor A Armature Es Reference voltage En Induced voltage e Deviation Id Drive current

Claims

リニアモータにおけるアーマチュアの移動速度を制御する速度制御回路を備えるリニアモータ式電動カーテン装置において、基準電圧を出力する基準電圧出力部と、前記リニアモータの端子電圧から検出した誘起電圧と前記基準電圧を比較して前記誘起電圧と前記基準電圧の偏差を出力する比較部と、前記偏差に基いて前記リニアモータに流れる駆動電流を可変して前記アーマチュアの移動速度を一定に制御する電流制御部と、前記基準電圧又は前記誘起電圧の大きさを調整して前記アーマチュアの移動速度を設定する速度設定部とを有する速度制御回路を備えることを特徴とするリニアモータ式電動カーテン装置。In a linear motor type electric curtain device including a speed control circuit that controls a moving speed of an armature in a linear motor, a reference voltage output unit that outputs a reference voltage, an induced voltage detected from a terminal voltage of the linear motor, and the reference voltage A comparison unit that outputs a deviation between the induced voltage and the reference voltage for comparison; a current control unit that controls a movement speed of the armature to be constant by varying a drive current flowing through the linear motor based on the deviation; A linear motor electric curtain device comprising: a speed control circuit having a speed setting unit that sets a moving speed of the armature by adjusting a magnitude of the reference voltage or the induced voltage.

前記速度設定部は、前記基準電圧又は前記誘起電圧の大きさを任意に可変することにより、前記アーマチュアの移動速度を可変制御する速度変更部として機能させることを特徴とする請求項１記載のリニアモータ式電動カーテン装置。2. The linear function according to claim 1, wherein the speed setting unit functions as a speed changing unit that variably controls the moving speed of the armature by arbitrarily changing the magnitude of the reference voltage or the induced voltage. Motorized electric curtain device.