JPH0416634Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本考案は、自動車ボデイの各種装備品を駆動す
るほか、任意な用途に使用される可動コイル型の
リニアモータに関し、特に可動コイルに集電ブラ
シを備えるリニアモータに関する。

「従来の技術」 従来、可動コイルに集電ブラシを備えるリニア
モータにおいては、可動コイル停止時にある程度
の外力を可動コイルが受けても動かず停止位置に
保持するため、可動コイルの集電ブラシのばね力
を上げ、その可動コイルの摺動抵抗を確保するこ
とにより、可動コイルが停止位置に保持されてい
た。しかしながら、摺動抵抗が上げられているた
め、作動時にはその分負荷が増大し、可動コイル
から取出しうる推力が小さくなつてしまうという
問題があつた。また、集電ブラシの摺動による機
械摩耗量も増加し耐久性が落ちるという問題があ
つた。

実公昭61−10469号公報に記載されたリニアモ
ータのブレーキ装置は、移動磁界を発生するリニ
アモータ本体１の側面に支持枠３を固定し、当該
支持枠の内周に沿つて複数の固定鉄心５を適当間
隔を有して設け、これらの固定鉄心５に対向し、
リニアモータ用ロツド２の径方向に移動できる可
動鉄心６を備え、上記可動鉄心６に当該可動鉄心
６のリニアモータ用ロツド２に対向する面に設け
た摩擦板７を介してリニアモータ用ロツド２に圧
力を及ぼすばね８と、可動鉄心６への上記ばね力
より大の吸引力を及ぼす励磁コイル９とを可動鉄
心相互間に設けてなるリニアモータのブレーキ装
置に過ぎず、可動鉄心６をリニアモータ用ロツド
２に圧するばね８のばね力を励磁コイル９の吸引
力により無効として、リニアモータの通電移動時
に摩擦板７およびばね８によるブレーキ作用を解
除する考案であり、リニアモータ本体１の移動磁
界を発生するコイルの他に特別に設けた励磁コイ
ル９を必要とするので、構成部品が多く構造が複
雑で高価であるという重大な欠点がある。

従来の実開昭61−13582号に記載された考案は、
電磁ソレノイド３３の励磁により、第１レバー１
５に設けられた摩擦板２１と側板２７との接触を
解除自在に設ける機械的固定装置を備えたリニア
モータに過ぎずない。そして、上記従来の考案に
おいては、可動部３を移動させるためには可動子
９の巻線に三相交流を供給する他に、前記電磁ソ
レノイド３３を励磁し、摩擦板２１を側板２７か
ら離すと、可動子３は固定部１に沿つて移動する
ものである。従つて、従来の考案は可動子９の巻
線の他に特別に設けた電磁ソレノイド３３を必要
とするので、構成部品が多いとともに構造が複雑
で高価であるという重大な欠点がある。

また、従来の実開昭61−65878号公報に記載さ
れた考案は、固定子３側に可動子１の走行方向と
平行に設けられた制動体１１と、可動子１側に前
記制動体１１を緊締解放自在に設けられた緊縛装
置１５，２１からなるリニアパルスモータの可動
子の固定装置に過ぎず、この従来の考案において
可動子１を移動させるためには、可動子１のコイ
ルを通電するとともに、特別に設けた緊締装置の
ソレノイド２１への通電を断ち励磁を停止しなけ
ればならないので、構成部品が多く構造が複雑で
高価であるという重大な欠点がある。

なお、本考案の出願日前の出願に係る実開昭61
−117590号に記載されたリニアモータは、長手方
向に一定のピツチで磁性体よりなる多数の磁極歯
２を有する固定子１と、 長手方向に磁極をもつ永久磁石４と磁極歯を有
する可動子磁極群５〜８と継鉄９，９と各相巻線
１０〜１３とを有する可動子３と、 前記固定子１と微少空隙１９を維持して対向す
る可動子３を長手方向に沿つて歩進できるように
案内する案内手段１４，１５とを備えたリニアモ
ータにおいて、 基部を可動子３に固定し先端の舌片２０ｂ又は
中央部を固定子１の磁極歯２に対向させた板ばね
又は圧電素子による制動部材２０を設け、各相巻
線１０〜１３の無付勢時には固定子１の磁極歯２
の内周面に圧接触し、通電付勢時には、固定子１
の磁極歯２の内周面より離れるようにメカ的に構
成し停止保持と歩進を行うようにしたリニアモー
タであり、制動部材２０は一端の基部２０ａを可
動子３の縦溝２１に固着しているので、可動子３
に縦溝２１を設けなくてはならず複雑な機械加工
を必要とするという問題があり、また巻線１０〜
１３のいずれかの付勢コイル通電時には制動部材
２０を吸引収納する縦溝２２〜２４を可動子磁極
群５〜８外周の長手方向の一部に設けなくてはな
らないので一層に複雑な機械加工を必要とすると
いう問題がある。

「考案が解決しようとする問題点」 本考案は、上記の問題を解決するためになされ
たものであり、可動コイルの停止時には摩擦保持
力が得られ、作動時には摩擦負荷が軽減できると
ともに、可動コイルの移動のために必要なコイル
の外に特別な励磁コイル等の部品を設けることな
く構造が簡単であり、かつ複雑な機械加工を必要
とすることなく取付が容易な、リニアモータにお
ける可動コイルの保持装置を提供することを目的
とする。

「問題点を解決するための手段」 上記目的のため、本考案によれば、厚み方向に
着磁されるとともに、順次極性が反対となるよう
にレール内側に沿つて配列された永久磁石と、前
記レール内側に沿つて配置された給電パターンと
を有する固定子、および前記固定子に対し永久磁
石により移動可能に支持された可動コイルであつ
て、該可動コイルが一対のコイルよりなり、一対
のコイルは前記給電パターンと接触される集電ブ
ラシを備えるリニアモータにおいて、両端に折曲
フランジ部を有し中央が凸状をなる磁性体の板ば
ねを、該折曲フランジ部により、移動方向に位置
決めして前記可動コイル移動方向両端に引掛けて
取付け、前記可動コイルの通電移動時には、該可
動コイルの移動方向両端から前記板ばねに通る漏
れ磁束によつて前記板ばねを可動コイルに吸引し
て、可動コイルの摺動抵抗を減少させ、前記可動
コイルの非通電停止時には、レール内上面と可動
コイル上面との間の隙に前記板ばねを挾持圧接さ
せることを特徴とするリニアモータにおける可動
コイルの保持装置が提供される。

「作用」 上記構成によれば、可動コイルの停止時には板
ばねの弾性力により該板ばねの頂部が固定子に圧
接されて可動コイルが停止位置に保持され、可動
コイルの移動時はその可動コイルの漏れ磁束の電
磁作用によつて磁性体の板ばねが可動コイルに吸
着され固定子内面との間に隙間を形成し、摩擦負
荷が軽減される。また、可動コイルに前記板ばね
を取付ける時は、両端に折曲げフランジ部を有す
る該板ばねを可動コイル移動方向両端に引掛ける
だけで取付けることができる。

「実施例」 次に、本考案の実施例を図面について説明す
る。

第１図Ａ、Ｂおよび第２図に示されるように、
可動コイル１の上部側面に磁性体の板ばね２を引
掛けて取付け、固定子をなすレール６内に挿入
し、可動コイル１が永久磁石８によりマグネツト
保持部７を介して案内されるように取付ける。板
ばね２は、第１図Ａに示される如く縦方向両端に
折曲部を有するとともに、可動コイル１の上部側
面に対向するレール６の内面に向けて凸状に形成
されており、第１図Ａの破線に示す自由状態２′
においては、レール６の内面より高く弯曲した形
状をなすが、その板ばね２がレール６内に挿入さ
れると、その板ばね２がレール６の内面と可動コ
イル１上部側面との間の隙に挟持圧接されて撓
み、レール６の内面に圧接する。

なお、第１図Ａ、Ｂおよび第２図において、６
はアルミ又は樹脂等の強磁性とはなりえない材料
からなる押出形材のレールであり、全体が逆Ｕ字
状断面を有する。７はこのレール６の一方の片側
内面にひさし状に形成されたマグネツト保持部で
あり、８はこの保持部７に保持された永久磁石で
ある。９はレール６両側部にその端部から差し込
まれたヨークである。向い合うヨーク９，９の一
方に配置された永久磁石８は、平板状をなしかつ
厚み方向に着磁されるとともに、順次極性が反対
となるように複数個配列されている。３，４は可
動コイル１をなす一対のコイルであり、コイル
３，４は磁石８の側面と他方のヨーク９の側面の
間の空隙内を、磁束と直角方向に運動でき、有効
巻線部が磁束と直角で長さが磁石８の磁極の約半
分になる様に扁平に巻線されている（第４図）。
また、コイル３，４は断面略コ字形として上下の
折曲部がマグネツト保持部７と係合する摺動ガイ
ドを形成している。コイル３，４はそれぞれ磁石
８の磁極の1.5倍の長さを持ち中央に磁極の0.5倍
の長さの空間（空芯部）を有しており、リニヤモ
ータの断面幅が最小となる様に集電ブラシ５を前
記空間に取付けている（第５図）。１０はレール
６の片側内面に配置した給電パターンであり、第
５図Ｃに示す如き形状を有する。すなわち、給電
パターン１０はコイル３，４の各有効巻線部が完
全に磁石８の同一方向磁束内に入つているときに
その有効巻線部を通電し、有効巻線部を通る磁束
の極性が反対となつたときは給電極性が反転する
ように給電パターンを形成する。第５図Ｃの線Ｂ
はブラシ５の軌跡を示す。

上記構成になるリニヤモータの作動を説明す
る。第４図に示すごとく、磁石８のＮ極による磁
束φが紙面から手前に向うとき、コイル４の有効
巻線部の一方に上方に向う電流が流れると、コイ
ル４はフレミングの左手の法則によつて右側に向
う力を受けて第４図図示の右側へ移動する。第５
図Ａに示すごとく、一対をなすコイル４，３の双
方の各有効巻線部がそれぞれ同一方向の磁束内に
完全に入つている間は、コイル４および３の集電
ブラシ５がそれぞれ給電パターン１０の通電区間
Ｅに接触するため、コイル４，３の両方に通電す
る。第５図Ｂ図示のように、一方のコイル３の有
効巻線部が磁石のつなぎ目にあつて磁束の方向が
変化する領域を通過している間においては、この
コイル３の集電ブラシ５が給電パターン１０の通
電区間Ｅに接触しないため、コイル３は通電しな
い。この間も、他方のコイル４の各有効巻線部は
いずれも同一方向の磁束内に完全に入つており、
集電ブラシ５が給電パターン１０の通電区間に接
触しているため、コイル４は通電する。なおコイ
ル４，３の移動方向を切り換えるためには給電パ
ターン１０に接続する電源の極性を逆にすればよ
い。ブラシ５はコイル４，３の中央の空間に取付
けられており、円形の窓からブラシ５の先端が突
出している。給電パターン１０の表面をコイル
４，３の集電ブラシ５が接触しながら移動するこ
とにより、コイル４，３が位置する場所の磁束φ
の方向に合せて電流Ｉの向きが切り換えられ、最
適な通電ができる。第５図Ｂ図示の位置から更に
コイル４，３が磁石８による磁極の0.5倍の距離
だけ右方へ移動すると、コイル４の集電ブラシ５
は通電区間Ｅの間に入り、他方のブラシ５が通電
区間Ｅに接触するため、コイル４への通電は中止
されコイル３が第５図Ａ図示とは逆向きに通電さ
れる。可動コイル１において２個１組になつてい
るコイル４，３はこのように交互に通電され、か
つ少くともコイル４，３の一方は必ず通電がなさ
れる。

本考案においては、リニヤモータの通電移動時
には可動コイル１の２つのコイル３，４の一方が
必ず通電されるため、今コイル３に通電された場
合には、板ばね２はコイル３に発生するところの
第３図に示されるような、そのコイル３の中心を
取巻くように発生する漏れ磁束の磁力によりコイ
ル３の中心に向けて吸引され、第２図に示される
ように板ばね２とレール６との接触が無くなる。
板ばね２両端の折曲フランジ部は可動コイル１移
動方向両端との間にすきまを生じる。可動コイル
１は板ばね２のばね力による摩擦力がないため摺
動抵抗が可動コイル１のブラシ５と給電パターン
１０との摺動抵抗のみとなり、可動コイル１とレ
ール６との間の摺動抵抗は停止時に比べて極めて
小さくなる。そして、可動コイル１の摺動抵抗が
小さくなることにより、リニヤモータとしての有
効推力が大きく出ることになる。

本考案例においては、集電ブラシ５のばね力に
よつて保持力を確保する必要がないためそのばね
力は集電に必要なだけの値まで小さくでき、この
ことにより集電ブラシ５の耐久性も向上する。

板ばね２の保持力はばね力による摩擦力である
から、その板ばね２の強さを選定することにより
任意の値にすることができ、想定される外力では
可動コイル１をレール６に保持し、手動では容易
に動かせるようにする等設計の自由度が増すなど
の利点がある。

「その他の実施例」 また、第６図に示される第二の実施例のように
板ばね２のレール６との接触部に摩擦係数の大き
い材料２１を取付けるか、あるいは第７図に示さ
れる第三の実施例のように、レール６側に凸凹溝
６１を付け、板ばね２の形状をその凸凹溝６１に
入る様に突部２２を設けると、さらに保持力を増
すことができる。

「効果」 以上述べたように、本考案のリニアモータにお
ける可動コイルの保持装置は板ばねを両端の折曲
フランジ部により移動方向に位置決めして可動コ
イル移動方向両端に引掛けて取付けているから、
可動コイルの停止時にはその可動コイルを停止位
置に保持する保持力を大きくし、可動コイルの摺
動時には摺動抵抗を小さくし、従つて有効推力を
大きくすることができる。また、可動コイルの移
動のために必要なコイルの外に特別な励磁コイル
等の部品を設けることなく構造が簡単であり、か
つ複雑な機械加工を必要とすることなく取付が容
易であるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図から第５図は本考案の第一の実施例を示
し、第１図Ａは可動コイルの停止時を示す正面
図、第１図Ｂは可動コイルの停止時におけるリニ
ヤモータの側面図、第２図は可動コイルの移動時
を示す正面図、第３図は移動時における可動コイ
ルの斜視図、第４図はリニヤモータの作動原理を
示す斜視図、第５図Ａ、Ｂ、Ｃはリニヤモータの
作動状態を示し、第５図Ａ、Ｂは横断面図、第５
図Ｃは給電パターンの正面図である。第６図は第
二の実施例を示す正面図、第７図は第三の実施例
を示す正面図である。 １……可動コイル、２……板ばね、３，４……
コイル、５……集電ブラシ、６……固定子をなす
レール、８……永久磁石、１０……給電パター
ン。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 厚み方向に着磁されるとともに、順次極性が反
   対となるようにレール内側に沿つて配列された永
   久磁石と、前記レール内側に沿つて配置された給
   電パターンとを有する固定子、および 前記固定子に対し永久磁石により移動可能に支
   持された可動コイルであつて、該可動コイルが一
   対のコイルよりなり、一対のコイルは前記給電パ
   ターンと接触される集電ブラシを備えるリニアモ
   ータにおいて、 両端に折曲フランジ部を有し中央が凸状をなす
   磁性体の板ばねを、該折曲フランジ部により、移
   動方向に位置決めして前記可動コイル移動方向両
   端に引掛けて取付け、 前記可動コイルの通電移動時には、該可動コイ
   ルの移動方向両端から前記板ばねに通る漏れ磁束
   によつて前記板ばねを可動コイルに吸引して、可
   動コイルの摺動抵抗を減少させ、 前記可動コイルの非通電停止時には、レール内
   上面と可動コイル上面との間の隙に前記板ばねを
   挾持圧接させることを特徴とするリニアモータに
   おける可動コイルの保持装置。