JPH053658A - リニアモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ブラシの給電基板への接触状態を安定させ
る。 【構成】 ブラシ5 は、接点51が貫通孔55a に、Ｌ字状
の導電板52が凹部55b 及び貫通孔55c にそれぞれ装着さ
れ、電磁石4 の対向片4bの外側に固着した絶縁部材41に
取付けられる。このとき、ブラシ5 の接点51は、給電基
板3 の一方面3aと直交する方向に撓むコイルばね54によ
り付勢され、その先端面51a が所定の接触圧を有して一
方面3aに当接する。従って、接点51は、給電基板3 の一
方面3aに形成した正負電圧の導電部の銅箔を乗り越えて
通過する際に引っ掛かるような不安定な状態になりにく
く、電気的なノイズの発生や摺接面の磨耗も少なくな
り、また、摺接面が磨耗したとしても、接触点が常に摺
接面の中央にあって安定した位置で接触することができ
るものとなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カーテンの開閉や物品
の搬送のために用いられるリニアモータに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のリニアモータとして、通
常、固定子ブロックと可動子ブロックとを備えた下記の
ものが使用される。

【０００３】固定子ブロックは、筒状のガイドレール
と、長手方向が一定間隔で交互に異極になるよう板厚方
向に着磁された平板状の永久磁石と、一方面に正負電圧
の導電部を設けた給電基板と、を有し、ガイドレールの
内壁の長手方向に沿って永久磁石及び給電基板を固着し
て形成されている。

【０００４】可動子ブロックは、対向片にコイルがそれ
ぞれ互いに逆方向に巻装された略コ字状の鉄芯を有しそ
の鉄芯の対向片間に永久磁石の板厚方向を介装した電磁
石を複数個列設した電磁石装置と、コイルに接続された
ブラシと、を有して形成されている。

【０００５】その動作は、ブラシが給電基板の一方面に
摺接してコイルに交互に正負の電圧が印加されて可動子
ブロックがガイドレールの長手方向に移動することによ
り、可動子ブロックに連結したカーテンを開閉したり物
品を搬送するようになっている。

【０００６】さらに、ブラシの構造を図５に基づいて詳
しく説明する。ブラシ11は、傾斜片11b の両端に互いに
平行な両端片11c,11d を有する導電性の板ばね11a が、
その一方端片11c にカーボンからなる接点11e が固着さ
れ、また他方端片11d を電磁石12の鉄芯12a に固着した
絶縁部材12b にねじ固定して支持されている。そして、
接点11e は正負電圧の導電部を銅箔により形成した給電
基板13の一方面13a に接触圧を持って摺接するよう板ば
ね11a によりばね付勢され、板ばね11a の他方端片11d
には電磁石12のコイルが接続されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来のリニア
モータにあっては、ブラシ11は、板ばね11a が傾斜片11
b の両端に互いに平行な両端片11c,11d を有して形成さ
れ、その一方端片11cに給電基板13の一方面13a に接触
圧を持って摺接する接点11e を固着するとともに、他方
端片11d を固定支持されているから、接点11e と他方端
片11d とは、板ばね11a の傾斜片11b により、給電基板
13の一方面13a に対して傾斜した状態で位置するように
なり、このため以下のように、ブラシ11の給電基板13へ
の接触状態が不安定になることがある。

【０００８】つまり、図５において矢印で示すように、
ブラシ11が板ばね11a の一方端片11c の方向に移動する
とき、その移動方向と板ばね11a の傾斜片11b の延長方
向とでなす移動角度が鋭角となるので、接点11e は、給
電基板13の一方面13a に形成した正負電圧の導電部の銅
箔を乗り越えて通過する際に起こる摩擦等で引っ掛かる
ような状態になり易くなって跳躍し、電気的なノイズが
発生したり、ひいては摺接面が磨耗し易くなる。そして
摺接面が磨耗して行くと、板ばね11a は他方端片11d を
固定支持されているから、前記移動角度が徐々に大きく
なる方向に角変位して給電基板13の一方面13a に摺接す
る接点11e の接触点が、他方端片11d 側へ移って行くこ
とになって、正負の電圧がコイルに交互に印加されるタ
イミングにずれが発生し、可動子ブロックがスムーズに
移動できないことがある。

【０００９】本発明は、上記事由に鑑みてなしたもの
で、その目的とするところは、ブラシの給電基板への接
触状態を安定させることができるリニアモータを提供す
ることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、本発明のリニアモータは、筒状のガイドレール
と、長手方向が一定間隔で交互に異極になるよう板厚方
向に着磁された平板状の永久磁石と、一方面に正負電圧
の導電部を設けた給電基板と、を有し、ガイドレールの
内壁の長手方向に沿って永久磁石及び給電基板を固着し
てなる固定子ブロックと、対向片にコイルがそれぞれ互
いに逆方向に巻装された略コ字状の鉄芯を有しその鉄芯
の対向片間に永久磁石の板厚方向を介装した電磁石を複
数個列設した電磁石装置と、コイルに接続されたブラシ
と、を有してなる可動子ブロックと、を備え、ブラシが
給電基板の一方面に付勢されながら摺接してコイルに交
互に正負の電圧が印加されることにより可動子ブロック
がガイドレールの長手方向に移動するリニアモータにお
いて、前記ブラシが、前記給電基板の一方面と直交する
方向に撓むばねにより付勢されてなる構成としている。

【００１１】

【作用】本発明のリニアモータによれば、ブラシが、給
電基板の一方面と直交する方向に撓むばねにより付勢さ
れているから、その一方面に摺接して移動するとき、移
動方向とコイルばねの付勢方向とが常に直交した状態に
なり、よって、ブラシは給電基板の一方面に形成した正
負電圧の導電部の銅箔を乗り越えて通過する際に、従来
例のように引っ掛かるような不安定な状態になりにく
く、電気的なノイズの発生や摺接面の磨耗も少なくな
り、また、摺接面が磨耗したとしても、接触点が常に摺
接面の中央にあって安定した位置で接触することができ
るので、従来例のように正負の電圧がコイルに交互に印
加されるタイミングにずれが発生するようなこともな
く、可動子ブロックはスムーズに移動できるものとな
る。

【００１２】

【実施例】本発明の一実施例を図１乃至図４に基づいて
説明する。

【００１３】このリニアモータは、固定子ブロックA と
可動子ブロックB とを備えて以下のように構成されてい
る。

【００１４】まず、固定子ブロックA は、ガイドレール
1 と永久磁石2 と給電基板3 とからなっている。

【００１５】ガイドレール1 は、アルミ等の金属材料に
より、両端が開口して、図３に示すように、下辺の中央
にガイド溝1aを設けて断面が略矩形の筒状に形成され、
さらにその矩形の内部は一部に開口部を有する隔壁1bに
より上下に分かれた二段の空間が形成されている。

【００１６】永久磁石2 は、平板状に形成され、その板
厚の一方端面をガイドレール1 の上辺の内壁中央部に長
手方向に沿って固着されている。そして、図２に示すよ
うに、長手方向が一定間隔で交互に異極となるよう板厚
方向に着磁されている。ここで、長手方向におけるＮ極
とＳ極とからなる１組の磁石片の長さをＬとする。

【００１７】給電基板3 は、平板状の基板の一方面3a上
に、図４に示すように、正電圧の導電部3b及び負電圧の
導電部3cが、中央部に一定間隔で上下に直角に蛇行する
絶縁部3dで上下部分に分離されるよう、銅箔により形成
されている。ここで長手方向における絶縁部3dの幅がＬ
／６に、導電部3b,3c の長手方向の幅がＬ／３にそれぞ
れ形成されている。そして、この給電基板3 は、一方面
3aが永久磁石2 の磁極面に面するよう、ガイドレール1
の一方側の内壁に固着されている。

【００１８】次に、可動子ブロックB は、３個の電磁石
4 からなる電磁石装置と、ブラシ5とからなっている。

【００１９】電磁石4 は、略コ字状の鉄芯4aの対向片4
b,4c にコイル4dがコイル枠 (図示せず) を介してそれ
ぞれ互いに逆方向に巻装して形成されている。そして可
動子ブロックB は、３個の電磁石4 が、各対向片4b,4c
を一直線に並んで列設するよう列設体4eに一体に固定さ
れるとともに、各コイル4dが、一端を後述するようにブ
ラシ5 にそれぞれ接続され他端を共通接続されることに
より３相の電磁石装置として構成されている。このと
き、各電磁石4 の列設方向の長さがＬ／３を越えないよ
うにしてあり、また各ブラシ5 のそれぞれの間隔はＬ／
３にしてある。

【００２０】ブラシ5 は、接点51と導電板52とリード線
53とコイルばね54とブラシホルダー55とで構成されてい
る。接点51は、カーボンにより断面が凸字状をなし大径
部分及び小径部分を有して略円柱状に形成されている。
導電板52は、一方片52a 及び他方片52b でＬ字状に形成
されている。リード線53は、両端が接点51の小径部分及
び導電板52の一方片52a に接続されて接点51と導電板52
とを導通させている。コイルばね54は、圧縮ばねで一端
を接点51の小径部分の外側凹部に嵌合させリード線53を
外囲するよう接点51と導電板52の一方片52a との間に装
着されている。ブラシホルダー55は、絶縁材料により断
面が凸字状をなして略四角状に形成され、その中央に接
点51の大径よりも若干大きな径の貫通孔55a を設け、さ
らに貫通孔55a に連通してＬ字状の導電板52に形状を合
わせた凹部55b 及び貫通孔55c を設けてあり、また凹部
55b の両側には矢状の先端を有する係止片55d を突出さ
せている。

【００２１】そして、ブラシ5 は、接点51がブラシホル
ダー55の貫通孔55a に装着されるとともに、導電板52が
他方片52b の先端部を貫通孔55c から突出させて凹部55
b 及び貫通孔55c に装着される。一方、各電磁石4 の対
向片4bの外側には、係止孔41a を有する略平板状の絶縁
部材41が固着されており、その係止孔41a にブラシホル
ダー55に設けた係止片55d の矢状の先端が係止するよう
挿入されることにより、ブラシ5 は電磁石4 にワンタッ
チで取付けられる。このとき、ブラシ5 の接点51は、給
電基板3 の一方面3aと直交する方向に撓むばねであるコ
イルばね54により付勢され、その先端面51a が所定の接
触圧を有して一方面3aに当接することになる。またブラ
シホルダー55の貫通孔55c から突出した導電板52の他方
片52b の先端部にはコイル4dが接続される。

【００２２】上記のようにして構成された可動子ブロッ
クB は、ガイドレール1 の上段空間内において、鉄芯4a
の対向片4b,4c の間に永久磁石2 の板厚方向を介装させ
て固定子ブロックA に収容される。一方、ガイドレール
1 の下段空間内には、搬送片4fが隔壁1bの開口部及びガ
イド溝1aを挿通して外部に突出するよう列設体4eから延
長されるとともに、この搬送片4fにはガイドレール1 の
下辺内壁を長手方向に転がるローラ4gを設けて配設され
ている。そして、搬送片4fの外部に突出した部分に、例
えばカーテン等の被搬送物が連結される孔4hが設けられ
ている。

【００２３】次に、このリニアモータの動作を説明す
る。ブラシ5 は、接点51がコイルばね54により付勢され
ながらその先端面51a を一方面3aに摺接されると、３相
のコイル4dの内のいずれか２相に常時電流が流れるよう
コイル4dに正負の電圧が印加されることになる。例えば
両端の２個の電磁石4 が励磁された図４の状態にあると
き、その電磁石4 の磁極となる鉄芯4aの対向片4b,4c と
永久磁石2 の磁極面との間の吸引及び反発作用による推
進力によってＬ／６だけ矢印方向に可動子ブロックB が
進行する。すると今度はブラシ5 の給電基板3 への摺接
位置が変わって後端の２個の電磁石4 が励磁されるとと
もに、引き続いて同様の作用によりＬ／６だけさらに進
行する。以降Ｌ／６づつ連続して進行し、Ｌ／６を６回
進行して図４の状態に戻る。このようにして、可動子ブ
ロックB はガイドレール1 の長手方向に進行することに
なる。なお、可動子ブロックB を逆方向に進行させる場
合は、給電基板3 の導電部3b,3c の電圧の正負を逆にす
ればよい。

【００２４】かかるリニアモータにあっては、上記のよ
うに構成したから、ブラシ5 は、接点51が給電基板3 の
一方面3aと直交する方向に撓むばねであるコイルばね54
により付勢されながらその先端面51a を一方面3aに摺接
させて移動し、移動方向とコイルばね54の付勢方向とが
常に直交した状態にあるので、接点51は給電基板3 の一
方面3aに形成した正負電圧の導電部3b,3c の銅箔を乗り
越えて通過する際に、従来例のように引っ掛かるような
不安定な状態になりにくく、電気的なノイズの発生や摺
接面である先端面51a の磨耗も少なくなり、また、摺接
面が磨耗したとしても、接触点が常に先端面51a の中央
にあって安定した位置で接触することができるので、従
来例のように正負の電圧がコイルに交互に印加されるタ
イミングにずれが発生するようなこともなくなり、可動
子ブロックB はスムーズに移動できるものとなる。

【００２５】また、ブラシ5 は、ブラシホルダー55の係
止片55d を絶縁部材41の係止孔41aに挿入することによ
り電磁石4にワンタッチで取付けらることができるの
で、従来例のようにブラシを絶縁部材にねじ固定して取
り付けるといった面倒なこともなく、取り付け作業が簡
単に行えるものとなる。

【００２６】なお、本実施例において、接点51と導電板
52とを導通させるのにリード線53を使用したが、接点51
と導電板52の一方片52a との間に装着したコイルばね54
を高導電率でしかもばね性を有する銅合金材料により形
成すれば、このコイルばね54を介して接点51と導電板52
とを導通させることができ、リード線53を省略すること
も可能である。

【００２７】

【発明の効果】本発明のリニアモータは、ブラシが、給
電基板の一方面と直交する方向に撓むばねにより付勢さ
れているから、その一方面に摺接して移動するとき、移
動方向とコイルばねの付勢方向とが常に直交した状態に
なり、よって、ブラシは給電基板の一方面に形成した正
負電圧の導電部の銅箔を乗り越えて通過する際に、従来
例のように引っ掛かるような不安定な状態になりにく
く、電気的なノイズの発生や摺接面の磨耗も少なくな
り、また、摺接面が磨耗したとしても、接触点が常に摺
接面の中央にあって安定した位置で接触することができ
るので、従来例のように正負の電圧がコイルに交互に印
加されるタイミングにずれが発生するようなこともなく
なり、可動子ブロックはスムーズに移動できるものとな
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断面図である。

【図２】同上のリニアモータの構造を示す部分破断斜視
図である。

【図３】同上の断面図である。

【図４】同上の動作状態を示す説明図である。

【図５】従来例の要部を示す断面図である。

【符号の説明】

A 固定子ブロック 1 ガイドレール 2 永久磁石 3 給電基板 3a 一方面 3b 導電部 3c 導電部 B 可動子ブロック 4 電磁石 4a 鉄芯 4b 対向片 4c 対向片 4d コイル 4e 列設体 5 ブラシ 54 コイルばね

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 筒状のガイドレールと、長手方向が一定
   間隔で交互に異極になるよう板厚方向に着磁された平板
   状の永久磁石と、一方面に正負電圧の導電部を設けた給
   電基板と、を有し、ガイドレールの内壁の長手方向に沿
   って永久磁石及び給電基板を固着してなる固定子ブロッ
   クと、対向片にコイルがそれぞれ互いに逆方向に巻装さ
   れた略コ字状の鉄芯を有しその鉄芯の対向片間に永久磁
   石の板厚方向を介装した電磁石を複数個列設した電磁石
   装置と、コイルに接続されたブラシと、を有してなる可
   動子ブロックと、を備え、ブラシが給電基板の一方面に
   付勢されながら摺接してコイルに交互に正負の電圧が印
   加されることにより可動子ブロックがガイドレールの長
   手方向に移動するリニアモータにおいて、前記ブラシ
   が、前記給電基板の一方面と直交する方向に撓むばねに
   より付勢されてなることを特徴とするリニアモータ。