JPH0870566A - リニアモータの連結部構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 レール接続部の磁石のピッチ及整流子の電極
パターンのピッチが連続しなくてもよいリニアモータの
連結部構造を提供する。 【構成】 レール本体Ａとレール本体Ｂとの連結部にお
いて永久磁石４０のピッチと、整流子８０の電極パター
ンのピッチとが連続せずに接続されているため、該連結
部では電機子１００ｂに推力が発生しない。しかし、該
可動子Ｍは３個の電機子１００ａ、１００ｂ、１１０ｃ
から成り、残りの２個の電機子１００ａ、１１０ｃには
設定された推力が発生するため、可動子Ｍを所定の方向
に移動できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、リニアモータの連結部
構造に関し、更には分割タイプの長尺可動コイル型直流
リニアモータにおける連結部構造の改良に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】現在、住宅、オフィスビル、ホテル等に
おいて、カーテンを電動式に開閉させるためカーテンレ
ールにリニアモータが用いられるようになってきてい
る。ここで特に、ホテル、オフィスビルにおいて長尺の
片開き又は両開き式カーテンレールが要求されることが
ある。ここで、必要とされる長さのリニアモータ（カー
テンレール）を一体に製造すると、その全長のために梱
包及び運搬が困難であるばかりでなく、取り付け現場で
の作業性も悪くなる。そこで、長尺のカーテンレールを
複数本に分割して（通常は２分割）製作し、取り付け現
場で接続することにより必要とされる長さにすることが
行われている。この分割式のリニアモータの連結構造に
ついては、例えば、実開平４−７２８７５号、実開平１
−６２７７８号等に開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
リニアモータは、図８に示すように連結部において永久
磁石５０のピッチＰ１と（例えば２４mm）、整流子８０
の電極パターンのピッチＰ２（例えば４８mm）とを左右
のレールの継ぎ目で合わせていたため、連続する左右の
レールの長は、永久磁石のピッチＰ１及び磁極と整流子
８０の電極パターンのピッチＰ２とを接合部で整合させ
ると共に、永久磁石の磁性を連結部を含めて全リニアモ
ータレールに渡って交互になるよう配置させなければな
らないため、製造が困難であった。

【０００４】本発明は、上述した課題を解決するために
なされたものであり、その目的とするところは、レール
接続部の磁石のピッチ及整流子の電極パターンのピッチ
が連続しなくてもよく、また、磁石の磁性を考慮する必
要がない左右別々の分割レールとして製造して用途に応
じた全長のカーテンレールを自由に製造可能にする、リ
ニアモータの連結部構造を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明のリニアモータの連結部構造においては、レ
ール本体Ａと、同一ピッチで且つ極性が交互するように
隣接して該レール本体Ａの内面に止着された複数の永久
磁石４０と、３以上の電機子１００ａ、１００ｂ、１０
０ｃから成りレール本体Ａ内に遊嵌される可動子Ｍと、
前記永久磁石４０と対応させ前記電機子１００ａ、１０
０ｂ、１００ｃに給電するための所定の電極パターンが
同一ピッチで配置された整流子８０と、前記可動子Ｍに
取り付けられ前記電極パターンと接触して各電機子１０
０ａ、１００ｂ、１００ｃへ給電するためのブラシ１１
０と、から成るリニアモータであって、レール本体Ａと
レール本体Ｂとの連結部において、前記永久磁石４０の
ピッチＰ１と前記整流子８０の前記電極パターンのピッ
チＰ２とを連続させることなく接続させたことを特徴と
する。

【０００６】また、好適な態様において、レール本体Ａ
とレール本体Ｂとの前記連結部において、整流子８０と
整流子８０とを電気の不導通部２００ｂを介在させて接
続する。更に、好適な態様において、前記不導通部２０
０ｂの長さを、前記ブラシ１１０が該不導通部２００ｂ
を介在して接続された一対の整流子８０へ同時に接触し
ないよう形成する。また更に、好適な態様において、前
記不導通部２００ｂを、前記レール本体Ａとレール本体
Ｂとを連結する連結部材２００の一部として形成する。
また、好適な態様において、前記連結部材２００の底面
２００ａに、前記不導通部２００ｂに隣接させて一対の
前記整流子８０を嵌入するための、該整流子８０の厚み
に等しい一対の凹部２０２が設けられる。

【０００７】

【作用】上記構成に係るリニアモータにおいては、整流
子８０の電極パターンに直流電圧を印加することによ
り、永久磁石４０の磁極との相対位置に応じて、各電機
子１００ａ、１００ｂ、１００ｃにブラシ１１０を介し
て電流が流れて磁束が生成され、永久磁石４０の磁力と
の間で推力を発生して可動子Ｍを移動させる。請求項１
に記載されたリニアモータの連結部構造では、レール本
体Ａとレール本体Ｂとの連結部において永久磁石４０の
ピッチと、整流子８０の前記電極パターンのピッチとが
連続せずに接続されているため、該連結部にて電機子１
００ｂに推力が発生しない状態が起こり得る。しかし、
該可動子Ｍは３以上の電機子１００ａ、１００ｂ、１０
０ｃから成り、残りの２以上の電機子１００ａ、１００
ｃには設定された推力が発生するため、可動子Ｍを所定
の方向に移動することができる。

【０００８】また、請求項２に記載されたリニアモータ
の連結部構造においては、整流子８０と整流子８０との
間に電気の不導通部２００ｂが介在されているので、整
流子８０相互の短絡を防げる。更に、請求項３に記載さ
れたリニアモータの連結部構造においては、ブラシ１１
０が不導通部２００ｂを介在して接続された一対の整流
子８０と同時に接触しないため、該ブラシ１１０を介し
て整流子８０間で短絡が発生することを防ぐことができ
る。また更に、請求項４に記載されたリニアモータの連
結部構造においては、不導通部２００ｂが、レール本体
Ａとレール本体Ｂとを連結する連結部材２００の一部と
して形成されているため、該不導通部２００ｂを安価に
構成することができる。また、請求項５に記載されたリ
ニアモータの連結部構造においては、前記連結部材２０
０の底面２００ａに、不導通部２００ｂに隣接させて設
けられた整流子８０の厚みに等しい凹部２０２へ整流子
８０が嵌入されるため、該整流子８０と該不導通部２０
０ｂとの段差が無くなり、ブラシ１１０が抵抗を受ける
ことなく通過できる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明を具体化した実施例を図を参照
して説明する。本実施例のリニアモータは、左右２分割
式のカーテンレールに用いられており、右側のレール本
体Ａと左側のレール本体Ｂとから成る。ここでは先ず、
本実施例のリニアモータの構成について説明する。図１
は右側のレール本体Ａの横断面図であり、図２は可動子
の斜視図であり、図３は、レール本体Ａとレール本体Ｂ
との整流子及び永久磁石を示している。このリニアモー
タは、図１に示すように長手状の固定子Ｓと、この固定
子Ｓ内に長手方向に摺動可能に収容した可動子Ｍとによ
り構成されている。固定子Ｓは、断面略逆Ｕ字形状のケ
ーシング１０を備えており、このケーシング１０内に
は、その一対の側壁１１、１２の上下方向中間部位に
て、断面略コ字形状の一対のレール２０、３０が設けら
れている。

【００１０】これら各レール２０、３０内にはその長手
方向に沿い、帯状の左右各永久磁石４０、５０が、各ヨ
ーク６０、７０を介してそれぞれ保持されている。永久
磁石４０は、その長手方向に、複数の着磁部４０ａ、４
０ｂ、４０ｃ、・・・（図３参照）を形成してなり、こ
れら各着磁部４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、・・・は、図１
及び図３にて示すごとく、永久磁石４０の板厚方向にそ
れぞれ着磁されている。かかる場合、各着磁部４０ａ、
４０ｂ、４０ｃ、・・・のうち互いに隣接し合う各着磁
部の着磁極性は、図３にて示すごとく相互に逆になって
いる。

【００１１】一方、永久磁石５０も同様に板厚方向にそ
れぞれ着磁され、隣接し合う各着磁部の着磁極性は、図
７にて示すごとく、相互に逆になっている。また、両永
久磁石４０、５０の互いに対向する各両着磁部の対向磁
極は、逆磁極性となっている（図１及び図７参照）。な
お、永久磁石４０の各着磁部の着磁ピッチＰ１は２４mm
で、永久磁石５０の各着磁部の着磁ピッチもこれと同一
である。

【００１２】ケーシング１０の上壁１３の内面に形成し
た凹所１４内には、帯状の整流子８０が収容されてお
り、この整流子８０にはその長手方向に沿い、図３に示
すように両電極パターン８０ａ、８０ｂが、屈曲状の狭
隙８０ｃを介するパターン形状にて形成され、このパタ
ーンは、一対の永久磁石４０（例えば永久磁石４０ａ、
４０ｂ）と対応するようにピッチＰ２（４８mm）で繰り
返される。

【００１３】可動子Ｍは、図１にて示すごとく、ケーシ
ング１０内にて、左右両レール２０、３０間にその長手
方向に沿い摺動可能に介装されている。この可動子Ｍ
は、図１及び図２にて示すごとく、長手板形状の頭壁９
０を備えており、この頭壁９０は、左右両レール２０、
３０の各上壁２１、３１上に亘り長手方向に摺動可能に
載置されている。また、可動子Ｍは、直方体形状の胴体
１００を備えており、この胴体１００は、頭壁９０の左
右方向中央部から左右両レール２０、３０の各両対向端
部間に長手方向に移動可能に垂下して設けられている
（図１参照）。胴体１００は、三つの略円柱状電機子１
００ａ、１００ｂ及び１００ｃを備えており、これら各
電機子１００ａ、１００ｂ及び１００ｃは、図２にて示
すごとく、その各軸にて互いに並行となるように、胴体
１００内にモールドされている。電機子１００ａは、円
柱状コア１０１を備えており、このコア１０１の軸方向
は、両永久磁石４０、５０の各着磁部の着磁方向に平行
（即ち、両永久磁石４０、５０の長手方向に垂直）とな
っている。コア１０１の外周にはコイル１０２が巻装さ
れており、このコイル１０２の両端部間への印加直流電
圧の極性に応じて、コア１０１の軸の磁化方向が定ま
る。なお、コイル１０２は、両鍔部１０１ａ、１０１ｂ
によりコア１０１から抜け止めされている。また、残り
の電機子１００ｂ、１００ｃも、電機子１００ａと同様
の構成を有している。

【００１４】また、可動子Ｍは、頭壁９０の上面９１上
に設けたブラシ機構１１０を備えており、このブラシ機
構１１０は、各一対のブラシ１１１、１１２、１１３、
１１４及び１１５、１１６により構成されている。一対
のブラシ１１１、１１２は、電機子１００ａに対応する
頭壁９０の上面９１前端部上にてそれぞれ突出形成され
ており、これら各ブラシ１１１、１１２の各基部１１１
ａ、１１２ａは、電機子１００ａの軸に対応する頭壁９
０の上面９１前端部の左右にそれぞれ固着されている。
また、ブラシ１１１は、その基部１１１ａから頭壁９０
の後方へかつ上方へ傾斜状に突出し、その先端部１１１
ｂにて整流子８０の両電極パターン８０ａ、８０ｂの一
方に接触し、一方、ブラシ１１２は、その基部１１２ａ
から頭壁９０の前方へかつ上方へ傾斜状に突出し、その
先端部１１２ｂにて整流子８０の両電極パターン８０
ａ、８０ｂの一方に接触するようになっている。

【００１５】一対のブラシ１１３、１１４は、電機子１
００ｂに対応する頭壁９０の上面９１長手方向中央部に
てそれぞれ突出形成されており、ブラシ１１３は、先端
部１１３ｂにて整流子８０の両電極パターン８０ａ、８
０ｂの一方に接触し、一方、ブラシ１１４は、先端部１
１４ｂにて整流子８０の両電極パターン８０ａ、８０ｂ
の一方に接触するようになっている。一対のブラシ１１
５、１１６は、電機子１００ｃに対応する頭壁９０の上
面９１の後端部にてそれぞれ突出形成されており、ブラ
シ１１５は、その先端部１１５ｂにて、一方、ブラシ１
１６は、その先端部１１６ｂにて、整流子８０の両電極
パターン８０ａ、８０ｂの一方に接触するようになって
いる。一対のブラシ１１１、１１２は、コイル１０２の
両端子にそれぞれ接続され、一対のブラシ１１３、１１
４は、電機子１００ｂのコイルの両端子にそれぞれ接続
され、また、一対のブラシ１１５、１１６は、電機子１
００ｃのコイルの両端子にそれぞれ接続されている。

【００１６】ケーシング１０の上壁１３の上部には、後
述する連結部エンド２００を嵌入するための一対の水平
溝１６ａ、１６ｂが設けられている。一方、ケーシング
１０の下部にはカーテンを吊り下げるためのカーテンラ
ンナーＣが取り付けられている。

【００１７】ここで、右側のレール本体Ａと左側のレー
ル本体Ｂとの連結構造について、図４乃至図６を参照し
て説明する。図４は、右側のレール本体Ａの左端部と、
該レール本体Ａを左側のレール本体Ｂに接続するための
連結部エンド２００（ここでは連結部エンド２００の右
側半分のみが図示される点に注意されたい）とを示し、
図５は、レール本体Ａの整流子８０と連結部エンド２０
０との接続状態の側面を示し、図６は図５のＤ−Ｄ断面
を示している。図４に示すようにレール本体Ａの左端部
には、連結部エンド２００を嵌入するために上壁１３の
切欠部１３ａが形成されている。該連結部エンド２００
は絶縁物質から成り、その底面２００ａには、図５に示
すようにレール本体Ａの整流子８０とレール本体Ｂの整
流子８０とを嵌入するための、該整流子８０の厚みに等
しい一対の凹部２０２、２０２が形成され、この凹部２
０２と凹部２０２との間には、不導通部２００ｂが形成
されている。ここでは、図５に示すように整流子８０、
８０の下面と不導通部２００ｂの下面とは段差が無いよ
うに配置され、ブラシ１１０が通過する際に抵抗を受け
ないようになっている。なお、この不導通部２００ｂの
幅γは、ブラシが通過する際にその先端部（例えば先端
部１１１ｂ）が、レール本体Ａの整流子８０とレール本
体Ｂの整流子８０とに同時に接触し、整流子８０と整流
子８０との間で短絡が発生することのないよう、先端部
の接触幅βよりも広く形成されている。

【００１８】他方、図４に示すように該連結部エンド２
００の両側方には、水平突部２０４ａ、２０４ｂが形成
されている。また、凹部２０２の上部にはレール本体Ａ
の整流子８０とレール本体Ｂの整流子８０間にハーネス
２６０ａ、２６０ｂを渡すため、通孔２０８ａ、２０８
ｂと溝部２０６ａ、２０６ｂとが形成されている。該溝
部２０６ａ、２０６ｂの上部は、ハーネス結線カバー２
５０が取り付け得るように構成されている。レール本体
Ａとレール本体Ｂとの連結は、この連結部エンド２００
にハーネス結線カバー２５０を取り付けた状態で、水平
突部２０４ａ、２０４ｂをレール本体Ａ及びレール本体
Ｂの水平溝１６ａ、１６ｂへ嵌入することにより行う。
これと同時に、レール本体Ａの整流子８０の電極パター
ン８０ａと、レール本体Ｂの整流子８０の電極パターン
８０ａとをハーネス２６０ａを介して接続し、同じく、
レール本体Ａの整流子８０の電極パターン８０ｂと、レ
ール本体Ｂの整流子８０の電極パターン８０ｂとをハー
ネス２６０ｂを介して接続する。

【００１９】ここで、本実施例のリニアモータの連結部
における可動子Ｍの駆動原理について図７を参照して説
明する。図７は、レール本体Ａとレール本体Ｂとの連結
部の永久磁石４０、５０の極性と、電機子１００ａ、１
００ｂ、１００ｃの極性とを示している。右側のレール
本体Ａの永久磁石４０、５０の極性は、図示しない右端
を基準にして並べられ、連結部には任意の大きさに形成
された永久磁石４０ｚ、５０ｚが配置されている。ま
た、左側のレール本体Ｂの永久磁石４０、５０の極性
は、図示しない左端を基準にして並べられ、連結部には
任意の大きさに形成された永久磁石４０ｙ、５０ｙが配
置されている。即ち、一定の長さに形成されたレール本
体Ａの左端を任意の長さに切断すると共に、同様にレー
ル本体Ｂの右端を任意の長さに切断し、この切断した端
部を前述した不導通部２００ｂを介して連結した状態に
ある。

【００２０】可動子Ｍは図中の左側に向かって送られて
いるものとする。可動子Ｍの電機子１００ａは、ブラシ
を介して給電され図示の極性に磁化されて左側のレール
本体Ｂの永久磁石４０ａ’、５０ａ’に向かう推力を発
生している。電機子１００ｂは、ブラシが図５に示す不
導通部２００ｂにかかり現在給電が成されていない状態
にある。また、電機子１００ｃは、図示の極性に磁化さ
れて右側のレール本体Ａの永久磁石４０ａ、５０ａから
反発する推力を発生している。このように、連結部にお
いて１つの電機子が推力を発生しなくても、他の２つの
電機子が推力を発生し続けるので、可動子Ｍを所定の方
向に送ることができる。また、連結部において例え１つ
の電機子が逆方向の推力を発生したとしても、他の２つ
の電機子が推力を発生し続けるので、可動子Ｍを所定の
方向に送ることができる。

【００２１】この実施例においては、レールの連結部に
おいて磁石のピッチ及整流子の電極パターンのピッチが
連続しなくてもよいため、所望の長さにリニアモータを
構成することができる。例えば、一定の長さのカーテン
レールを形成しておき、これを所望の長さに切断して２
乃至３連結することもできる。また、連結部エンド２０
０を用いてレール本体Ａとレール本体Ｂとの連結を行う
ので、レール本体を強固に接続することができる。ま
た、連結部エンド２００の不導通部２００ｂによりレー
ル本体Ａの整流子８０とレール本体Ｂの整流子８０とが
分離されるので、整流子８０、８０間の短絡を防ぐこと
ができる。即ち、上述した実施例においては整流子８０
の電極パータンのピッチを整合していないため、例えば
図３に示す右側レール本体Ａの整流子８０の左端部８０
Ａと、左側レール本体Ｂの整流子の右端部８０Ｂとが触
れると、レール本体Ｂ側の電極パターン８０ｂがレール
本体Ａ側の電極パターン８０ａと接触し、反対にレール
本体Ｂ側の電極パターン８０ａがレール本体Ａ側の電極
パターン８０ｂと接触する事態が発生する。これを整流
子８０、８０の間に不導通部２００ｂを介在させること
により防ぐのである。更に、この不導通部２００ｂは、
連結部エンド２００の一部として形成されているため安
価に形成できる。この不導通部２００ｂの幅γは、ブラ
シの先端部の接触幅βよりも広く形成されているため、
ブラシ先端部を介して整流子８０，８０間で短絡が発生
することがない。また、連結部エンド２００の凹部２０
２、２０２は、整流子８０、８０と厚みに等しく形成さ
れ、不導通部２００ｂと整流子８０、８０との段差が無
くされているため、ブラシ１１０が通過する際に抵抗を
受けることがない。

【００２２】以上説明した実施例においては、カーテン
レールに用いるリニアモータの分割構造について説明し
たが、本発明のリニアモータの連結部構造は、カーテン
レール以外の用途のリニアモータに用い得ることは言う
までもない。また、上述した実施例では、リニアモータ
を２分割する構成について説明したが、本発明のリニア
モータの連結部構造は、３以上に分割されたリニアモー
タの連結部にも好適に用いることができる。なお、図３
に示した例では、連結部において、永久磁石４０ｚ及び
４０ｙと、永久磁石５０ｚ及び５０ｙとの間に空隙を設
けたが、これら永久磁石を接触させるように配置するこ
とも可能である。

【００２３】

【効果】以上記述したように本発明のリニアモータの連
結部構造においては、レールの連結部において磁石のピ
ッチ及整流子の電極パターンのピッチが連続しなくてよ
いため、所望の長さに分割してリニアモータを接続する
ことができる。また、磁石及び電極パターンのピッチ、
更に、磁石の極性を考慮する必要がないので分割式のリ
ニアモータを簡単に製造することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係るリニアモータの横断
面図である。

【図２】図１の可動子の斜視図である。

【図３】整流子と永久磁石とを示す説明図である。

【図４】図１のリニアモータの連結部を示す斜視図であ
る。

【図５】リニアモータの連結部の側面図である。

【図６】図５のＤ−Ｄ断面図である。

【図７】本実施例のリニアモータの整流子と永久磁石と
を示す説明図である。

【図８】従来技術のリニアモータの整流子と永久磁石と
を示す説明図である。

【符号の説明】

Ｍ 可動子 Ｓ 固定子 ４０ 永久磁石 ５０ 永久磁石 ８０ 整流子 ８０ａ 電極パターン ８０ｂ 電極パターン ２００ 連結部エンド ２００ｂ 不導通部 ２０２ 凹部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レール本体と、同一ピッチで且つ極性が
   交互するように隣接して該レール本体の内面に止着され
   た複数の永久磁石と、３以上の電機子から成りレール本
   体内に遊嵌される可動子と、前記永久磁石と対応させ前
   記電機子に給電するための所定の電極パターンが同一ピ
   ッチで配置された整流子と、前記可動子に取り付けられ
   前記電極パターンと接触して各電機子へ給電するための
   ブラシと、から成るリニアモータであって、 レール本体とレール本体との連結部において、前記永久
   磁石のピッチと前記整流子の前記電極パターンのピッチ
   とを連続させることなく接続させたことを特徴とするリ
   ニアモータの連結部構造。
2. 【請求項２】 レール本体とレール本体との前記連結部
   において、整流子と整流子とを電気の不導通部を介在さ
   せて接続したことを特徴とする請求項１のリニアモータ
   の連結部構造。
3. 【請求項３】 前記不導通部の長さを、前記ブラシが該
   不導通部を介在して接続された一対の整流子へ同時に接
   触しないよう形成したことを特徴とする請求項２のリニ
   アモータの連結部構造。
4. 【請求項４】 前記不導通部を、前記レール本体とレー
   ル本体とを連結する連結部材の一部として形成したこと
   を特徴とする請求項２又は３のリニアモータの連結部構
   造。
5. 【請求項５】 前記連結部材の底面に、前記不導通部に
   隣接させて一対の前記整流子を嵌入するための、該整流
   子の厚みに等しい一対の凹部が設けられていることを特
   徴とする請求項４のリニアモータの連結部構造。