JPH05304760A - リニアモータ - Google Patents

リニアモータ

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JPH05304760A
JPH05304760A JP10672092A JP10672092A JPH05304760A JP H05304760 A JPH05304760 A JP H05304760A JP 10672092 A JP10672092 A JP 10672092A JP 10672092 A JP10672092 A JP 10672092A JP H05304760 A JPH05304760 A JP H05304760A
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linear motor
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permanent magnet
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Hironobu Hori
堀  宏展
Jun Saito
潤 斎藤
Norihito Shiraiwa
紀人 白岩
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Panasonic Electric Works Co Ltd
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Matsushita Electric Works Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 可動子ブロックを複数個連結した場合に滑ら
かな駆動ができるよう推力ムラを小さくしたリニアモー
タの提供。 【構成】 各可動子ブロック7,7 の対応するヨーク11,1
1 の永久磁石3 に対する位置関係と、対応するブラシ1
3,13 の導電部5,6 に対する位置関係を移動方向に対し
て所定量ずらす連結体14により可動子ブロック7,7 を連
結した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、搬送用に用いられるリ
ニアモータ、特に可動子ブロックを複数個連結するリニ
アモータに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、カーテン等の搬送に長く延びたリ
ニアモータが用いられるようになっている。その種のリ
ニアモータは、筒状に長く延びた固定子ケースにその長
手方向に交互に異極が存在する永久磁石と正負の電圧の
導電部を設けた給電基板を収容配設した固定子ブロック
と、固定子ケースに移動自在にガイドされる可動台にコ
イルを巻装して永久磁石に対向する対向脚片と連結片に
てコ字状をなしたヨークを長手方向に複数個並設して配
設するとともに給電基板の導電部に摺接して各コイルに
給電するブラシを有する可動子ブロックとよりなる。
【0003】この可動子ブロックA は、例えば3相形式
で1個のものは図6に示すように、1相毎の可動台B に
コイルC を巻装したヨークD を配設し、かつブラシE を
設け、固定子ブロックの永久磁石 (図示せず) と所定位
置関係となるよう前後の可動台B,B 間が回動自在に連結
されている。なお、可動子ブロックが直線駆動専用であ
る場合、3相形式であっても可動台を1個にしてもよ
い。そしてリニアモータの推力は、固定子ブロックの永
久磁石の磁力 (ディテント力あるいはディテントトル
ク) と、これと可動子ブロックのコイルとヨーク、すな
わち電磁石との磁気的吸引反発力 (電磁トルク) によっ
て得られ、これをより大きくしたいとき、この可動子ブ
ロックA を複数個連結する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、固定子ブロ
ックの永久磁石と可動子ブロックのヨークとの間に発生
するディテント力は、推力になるとともに推力ムラの原
因にもなる。すなわち可動子ブロックが例えば3相形式
で1個のものの推力特性は、電気角で60°の周期(永久
磁石のN極S極の1ピッチを電気角 360°とする) で変
化するディテント力の影響を受けて変化し、可動子ブロ
ックを連結していくに従いさらに推力ムラが大きくなっ
て滑らかな駆動がしにくくなる。
【0005】本発明は、かかる事由に鑑みてなしたもの
で、その目的とするところは、可動子ブロックを複数個
連結した場合に滑らかな駆動ができるよう推力ムラを小
さくしたリニアモータを提供するにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
めに本発明のリニアモータは、筒状に長く延びた固定子
ケースにその長手方向に交互に異極が存在する永久磁石
と上下に蛇行する絶縁部を挟むようにして正負の電圧の
導電部を設けた給電基板を収容配設した固定子ブロック
と、固定子ケースに移動自在にガイドされる可動台にコ
イルを巻装して永久磁石に対向するヨークを長手方向に
複数個並設して配設するとともに給電基板の導電部に摺
接して各コイルに給電するブラシを有する可動子ブロッ
クとよりなり、可動子ブロックを複数個連結するリニア
モータにおいて、各可動子ブロックの対応するヨークの
永久磁石に対する位置関係と対応するブラシの導電部に
対する位置関係を移動方向に対して所定量ずらす連結体
により可動子ブロックを連結した構成としてある。この
位置関係のずらすべき所定量は、可動子ブロックの連結
数によって決定される。
【0007】
【作用】この構成によれば、各可動子ブロック毎に発生
するディテント力を相殺してその変動を小さくし、その
結果全体の推力ムラも小さいものとなる。
【0008】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図1乃至図5に基
づいて説明する。このリニアモータは、固定子ブロック
1 と複数の可動子ブロック7 と連結体14を基本構成部材
とする。
【0009】固定子ブロック1 は、筒状に長く延びた固
定子ケース2 と、その長手方向に交互に異極が存在する
永久磁石3 と、正負の電圧の導電部5,6 を設けた給電基
板4を収容配設している。
【0010】固定子ケース2 は、図2に示すようにアル
ミニウム等の押し出し成形等により形成し、上方を可動
子ブロックのヨーク収容部、下方を可動子ブロックのロ
ーラ収容部とし、下面の中央には搬送物支持体が貫通す
る開口部2aを有し、その両側はローラガイド2b,2b とし
ている。また、上面には永久磁石3 を配設するI形の支
持部2c、一方側面には給電基板4 を配設するL形の支持
部2d,2d を有する。
【0011】永久磁石3 は、固定子ケース2 の支持部2c
に固定され、図3に示すように、その長手方向に一定ピ
ッチで交互に異極が存在する。なお、この永久磁石3 は
長手方向と直交する方向、すなわち厚み方向に着磁して
あるので、前述した交互の異極とは一方側から見た状態
をいっている。今、N極とS極からなる1ピッチをLと
する。
【0012】給電基板4 は、好ましくは可撓性のある絶
縁基板製であり、図4に示すように、中央部に一定間隔
で上下に蛇行する絶縁部4aが存在するよう、すなわち絶
縁部4aにて分離された状態に、換言すれば絶縁部4aを挟
むようにして上下に正負の電圧の導電部5,6 を設け、さ
らにブラシが通過する絶縁部4aに導電部5,6 と略同一高
さとなるランド部4bを導電部5,6 に対して絶縁的に設け
ている。
【0013】従って、後述する可動子ブロックのブラシ
は、給電基板4の中央を正導電部5→絶縁部4a (ランド
部4b) →負導電部6 →絶縁部4a (ランド部4b) →正導電
部5─と摺接していく。その寸法は、正負導電部5,6 を
L/3、絶縁部4aをL/6とする。
【0014】複数の可動子ブロック7,7,─の1個は、ロ
ーラ9 及び搬送物支持体10を実質的に一体化した可動台
8 と、ヨーク11及びコイル12と、ブラシ13を有してい
る。
【0015】可動台8 は、この実施例では、図1に示す
ように、PBT (ポリブチレンテレフタレート) のよう
な合成樹脂により形成された3個が互いにタッピンねじ
あるいはボルトナットといった締結具T により回動自在
に連結されており、それぞれの主要部8aがヨーク11及び
コイル12を配設し得る大きさを有して、図2に示すよう
に、固定子ケース2 の上方収容部に位置する。さらに具
体的には、主要部8aは平面的には移動方向の前後端が山
形に突出し、しかもその厚さ方向には2層となってお
り、例えば前端側が上層8bであれば後端側が下層8cとな
って前端側の下層及び後端側の上層に相当する部分は山
形に凹入している。そして突出した上層8b及び下層8cの
中央には締結具T のための連結用孔8d,8d,─を有する。
またいずれかの可動台8 の主要部8aにはフック8eが取着
され、その先端がローラ収容部に延びてカーテン等を係
止する搬送物支持体10の係止孔10e に結合している。な
お、可動台8 は、1個にして、その主要部8aがヨーク11
及びコイル12を長手方向に複数個 (例えば3個) 配設し
得る大きさを有するようにしてもよい。前述した搬送物
支持体10には、ローラ軸9aが貫装しており、搬送物支持
体10を挟むようにしてローラ9,9 が回転可能にローラ軸
9aに支持してあり、また中央付近には搬送物取付け用の
取付け孔 (図示せず) が設けてある。従って可動台8
は、固定子ケース2 に移動自在にガイドされる。なお、
可動子ブロック7 が直線駆動専用である場合、各可動台
8,8,8 間は固定的に連結してもよい。
【0016】ヨーク11は、基本的には対向脚片11a,11a
と連結片11b にてコ字状をなす積層鉄心にてコ字状をな
し、その連結片11b が可動台8 に嵌め込み固定される。
従って、ヨーク11の対向脚片11a,11a が永久磁石3 に所
定間隙を介して対向する状態になる。ヨーク11の対向片
11a,11a の先端部には、機械的な保護を兼ねて摩擦抵抗
の少ない樹脂製のキャップ11c を被せることが望まし
い。
【0017】コイル12は、対向片11a,11a に装着された
コイル枠12a の周囲に巻回される。このようなヨーク11
及びコイル12は、永久磁石3 とともに電磁石を構成する
こととなり、その電磁石は長手方向に3個並設されたこ
ととなる。この場合、3個のコイル12の端末の一方は共
通接続とする。また、このヨーク11は、その長手方向長
さをl1とした場合、l1<L/3とする。
【0018】ブラシ13は、直方体状をなし、先端部が給
電基板4 に摺接するよう基端部が各電磁石毎に設けた絶
縁板13a に設けられ、3個のコイル12の端末の他方に電
気的に接続される。このブラシ13は、その先端部が長手
方向にL/3の間隔で位置する。
【0019】連結体14は、図5に示すように、可動台8
の主要部8aと同等の厚さを有し、かつその上層8bと下層
8cに対応した上層14b と下層14c 、連結用孔8d,8d に対
応した連結用孔14d,14d を有する。この連結体14は、可
動子ブロック7 を2個連結するためのものであり、連結
用孔8d,8d 間はL/12になっている。
【0020】この連結体14を用いて2個の可動子ブロッ
ク7,7 を連結するには、図1に示すように、前方可動子
ブロック7 の後端可動台8 の下層8cと連結体14の上層14
b 、後方可動子ブロック7 の先端可動台8 の上層8bと連
結体14の下層14c を重ね、各連結用孔8d,14dを同軸的に
配して締結具T により回動自在に連結する。この場合
も、可動子ブロック7,7 が直線駆動専用であれば固定的
に連結してもよい。
【0021】このリニアモータは、基本的には、各可動
子ブロック7,7 の3個 (3相) のコイル12,12,12のいず
れか2個 (2相) にブラシ13を介して常時電流を流し、
その際に生じる起磁力により一定方向の推進力を得て可
動子ブロック7,7 を進行させる。しかしこの実施例のも
のでは、可動子ブロック7,7 間に連結体14が介在してい
るため、各可動子ブロック7,7 の対応するヨーク11,11
の永久磁石3 に対する位置関係と、対応するブラシ13,1
3 の導電部5,6 に対する位置関係が移動方向に対してL
/12 (電気角30°) だけ相対的にずれている。可動子
ブロック7 が1個であって3相の場合、ディテント力の
周期はL/6 (電気角60°) 毎に発生するから、このよ
うな連結体14が介在することにより互いのディテント力
が相殺されるようになって全体のディテント力の変動は
極めて小さいものとなる。そしてブラシ13を介してコイ
ル12に流す電流のタイミングもL/12だけずれて滑ら
かな推力を発生することとなる。
【0022】この連結体14の連結用孔14d,14d 間の距
離、すなわち各可動子ブロックの対応するヨークの永久
磁石に対する位置関係と対応するブラシの導電部に対す
る位置関係をずらす所定量は、3相の場合、ディテント
力はL/6毎に発生するから、連結する可動子ブロック
の数をNとすればL/6Nの関係とする。従って、可動
子ブロックを3個連結するときは、連結体14の連結用孔
14d,14d 間の距離がL/18 (電気角20°) になる。
【0023】なお、連結体の形状、あるいはこれに連結
する可動子ブロックの連結構造等は適宜設計すればよ
く、要は可動子ブロック相互間のずらし量を決める連結
体の2個の連結部分間の寸法が本発明の趣旨に沿うもの
であればよい。
【0024】
【発明の効果】本発明のリニアモータは、各可動子ブロ
ック毎に発生するディテント力が相殺されるようになっ
て全体のディテント力の変動は極めて小さいものとな
り、従って推力ムラが小さくなり可動子ブロックを複数
個連結した場合に滑らかな駆動ができるものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の要部を示す斜視図である。
【図2】その縦断面図である。
【図3】その永久磁石の部分斜視図である。
【図4】その給電基板の平面図である。
【図5】その連結体の斜視図である。
【図6】従来の可動子ブロックの斜視図である。
【符号の説明】
1 固定子ブロック 2 固定子ケース 3 永久磁石 4 給電基板 5,6 給電基板の導電部 7 可動子ブロック 8 可動台 9 ローラ 10 搬送物支持体 11 ヨーク 12 コイル 13 ブラシ 14 連結体 14d 連結体の連結用孔

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 筒状に長く延びた固定子ケースにその
    長手方向に交互に異極が存在する永久磁石と上下に蛇行
    する絶縁部を挟むようにして正負の電圧の導電部を設け
    た給電基板を収容配設した固定子ブロックと、固定子ケ
    ースに移動自在にガイドされる可動台にコイルを巻装し
    て永久磁石に対向するヨークを長手方向に複数個並設し
    て配設するとともに給電基板の導電部に摺接して各コイ
    ルに給電するブラシを有する可動子ブロックとよりな
    り、可動子ブロックを複数個連結するリニアモータにお
    いて、前記各可動子ブロックの対応するヨークの永久磁
    石に対する位置関係と対応するブラシの導電部に対する
    位置関係を移動方向に対して所定量ずらす連結体により
    可動子ブロックを連結してなるリニアモータ。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07143727A (ja) * 1993-11-17 1995-06-02 Toyo Electric Mfg Co Ltd リニアモータ駆動搬送装置
KR100419447B1 (ko) * 2001-06-30 2004-02-19 학교법인 인하학원 자동 작동셀 개념으로 작동되는 선형모터

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