JPH0312060Y2 - - 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可能な可動コイル型リニ
ヤモータに関する。

「従来の技術」 従来の可動コイル型リニヤモータとして、厚み
方向で着磁して、互いに隣り合うどうしの極性を
異ならせて複数個配列した永久磁石に対向して可
動コイルを配置し、給電パターンを用いて永久磁
石と可動コイルの相対位置に応じて、可動コイル
へ供給する電流方向を切換えて常に同一方向の力
が作用するようにした特開昭47−10072号公報に
開示されたリニヤ電機がある。

また、一対の可動コイルを、隣り合うどうしの
極性を異ならせて複数個配列した永久磁石に対向
させたものとしては、特開昭53−147219号公報に
開示されたブラシレス直流リニヤモータがある。

さらに、複数の磁石の片面側に、２本の平行な
ベアリング管を配置し、このベアリング管から空
気を供給される中空円筒ベアリングによつて磁石
の片面側のみに可動コイルを支持するようにした
リニヤモータが特開昭57−113767号公報に開示さ
れている。

「考案が解決しようとする課題」 しかしながら、前記特開昭47−10072号公報に
開示されたリニヤ電機は、継鉄内に一対の永久磁
石を対向させて配置し、さらに給電パターンを配
置して可動コイルの導電ブラシを接触させるとと
もに、該可動コイルの両端を継鉄内に平行に敷設
した支持案内部材により支持して、前記一対の永
久磁石間を移動可能としたものである。このよう
に、継鉄内に一対の永久磁石を対向させて配置し
ており、かつ継鉄内に可動コイルを支持案内する
支持案内部材を平行に敷設する必要があるため、
部品点数も多く必要とし全体構成を小型化するに
は一定の限度がある。さらに、前記支持案内部材
の平行度を一定の水準に保たなければ、可動コイ
ルが支持案内部材内で軋んで移動不能となる等の
問題点がある。

また、特開昭53−147219号公報に開示されたブ
ラシレス直流リニヤモータは、ブラシを除去し可
動コイルに流す駆動電流を、可動コイルの位置を
検出して切換えるようにしたものであつて、一対
の可動コイルを相互にずらして一体化し、これを
保持案内するキヤリツジと、該キヤリツジの直線
案内機構と、可動コイル位置検出器、可動コイル
に通電する直流電流の極性を切換える信号発生回
路およびコイル電流切換位置変更回路とを必須と
するものである。特に前記可動コイルを保持案内
するキヤリツジの直線案内機構を、磁気回路ユニ
ツトに付設する必要があるとともに、複雑な電子
回路をも必要とするため、機構が複雑となつて車
載用として小型化することが容易でない等の問題
点がある。

特開昭57−113767号公報に開示されたリニヤモ
ータは磁束の極性を検出するセンサをベアリング
管に支持させ、このセンサに導線を介して接続さ
れた電子回路によつて可動コイルの電流の方向を
切換えるものであるので、複雑な電子回路を必要
とし高価なものとなる。また、可動コイルに付随
して移動する導線のとり回しを必要とする不更さ
がある。

本考案は上記の問題点に鑑みてなされたもので
あり、構成を簡略化して断面形状を小型にした可
動コイル型リニヤモータを提供することを目的と
するものである。

「課題を解決するための手段」 前記目的を達成するための具体的手段として、
Ｕ字状断面のレールと、該レールの相対向する脚
部の片側内面に、レール内に長手方向で連続する
断面Ｌ字状の空間部を形成すべく、両脚部の連続
部と一定の間隔をおいて配列され、厚み方向で着
磁しかつ隣り合うどうしはそれぞれ極性を異にし
た複数の平板状の永久磁石と、少なくとも一端
が、前記断面Ｌ字状の空間部に略合致する断面に
形成され、該空間部に装入されるとともにレール
および永久磁石に保持案内されて、前記永久磁石
表面の磁束と直角に移動でき、かつその巻線部の
巻線方向が永久磁石表面の磁束と直交する偏平な
可動コイルを複数個連結してなる可動コイル体
と、前記永久磁石のほぼ幅寸法内で、可動コイル
体のレールとの対向面において、各可動コイルに
それぞれ設けられるとともに、該各可動コイルの
端子と接続された複数組の集電子と、集電子と対
向してレール側に配置され、集電子との接触によ
り可動コイル体と永久磁石との相対位置に応じて
各可動コイルに同一方向の推力が発生するよう
に、流れる電流の向きを切換えながら各可動コイ
ルに給電する正負の導体パターンとを備えた可動
コイル型リニヤモータが提供される。

「作用」 前記可動コイル型リニヤモータは、Ｕ字形断面
のレールの相対向する脚部の片側内面に、該レー
ルの両脚部の連続部と一定間隔をおいて、厚み方
向で着磁しかつ隣り合うどうしはそれぞれ極性を
異にした複数の平板状の永久磁石をレールの長手
方向に配列して、長手方向で連続するＬ字状の空
間部を形成し、その空間部に少なくとも一端が該
Ｌ字状の空間部に略合致する断面に形成された可
動コイルを複数個連結した可動コイル体を装入
し、各可動コイルに設けた複数組の集電子を、レ
ールに配置した正負の導体パターンに接触させた
もので、導体パターンに通電することにより、可
動コイル体と永久磁石との相対位置に応じて各可
動コイルに同一方向に推力が発生するように、流
れる電流の向きが切換わつて各可動コイルに給電
されるので、可動コイル体は、レールの長手方向
に形成されたＬ字状の空間部内を、レールと永久
磁石に保持案内されて移動することができる。

「実施例」 以下、本考案の実施例を第１図から第５図を参
照して説明する。

図中、１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Ｕ字状断面を有する。本実施例では、Ｕ字状
断面のレール１を上下反転した態様で用いる。該
レール１は相対向する脚部１ａ，1a′と、該脚部
１ａ，１a′の連続部１ｂとからなり、レール１内
に長手方向で連続する逆Ｌ字状の空間部１ｃを形
成するため、片側の脚部１ａに前記連続部１ｂと
一定の間隔１ｄをおいて、ひさし状のマグネツト
保持体２を形成する。３はこのマグネツト保持体
２に保持された永久磁石である。４はレール１内
にその端部から差し込まれたヨークである。向か
い合うヨーク４，４の一方に配置された永久磁石
３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。５は一対の可動コイル体５Ａ，５Ｂ
を長手方向で連結した可動コイル体であり、永久
磁石３の側面と他方のヨーク４と、レール１の連
続部１ｂとで形成される逆Ｌ字状の空間部１ｃ内
を磁束と直角方向に移動でき、各可動コイル体５
Ａ，５Ｂの有効巻線部の巻線方向が永久磁石の表
面の磁束と直交し、その長さが永久磁石３の磁極
の約半分になる様に偏平に巻線されている。ま
た、可動コイル体５Ａ，５Ｂは断面をコの字形と
して前記逆Ｌ字状の空間部１ｃに略合致させ、上
下の折曲部がマグネツト保持部２と係合する摺動
ガイドを形成している。可動コイル体５Ａ，５Ｂ
はそれぞれ磁極の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前記永久
磁石３の幅寸法内で、各可動コイル５Ａ，５Ｂに
集電子６Ａ，６Ｂを前記空間に取付けている。７
はレール１の片側内面に配置した導体パターンで
あり、可動コイル５Ａ，５Ｂの有効巻線部が完全
に永久磁石３の磁束内に入つているときに通電
し、磁束の極性が反対となつたときは給電極性が
反転するように導体パターンを形成する。第４図
ｃにおける二点鎖線Ｂは集電子６Ａ，６Ｂの軌跡
を示す。

上記構成になる可動コイル型リニヤモータの作
動を説明する。第３図に示すごとく、永久磁石３
のＮ極による磁速φが紙面から手前に向かうと
き、可動コイル体５の可動コイル５Ａの有効巻線
部の一方に上方に向かう電流が流れると、可動コ
イル５Ａはフレミングの左手の法則によつて右側
に向かう力を受けて第３図図示の右側へ移動す
る。第４図ａに示すごとく、一対をなす可動コイ
ル体５の可動コイル５Ａ，５Ｂの双方の有効巻線
部がそれぞれ同一方向の磁速内に完全に入つてい
る間は、可動コイル５Ａおよび５Ｂの集電子６
Ａ，６Ｂがそれぞれ導体パターン７Ａ，７Ｂの通
電区間Ｅに接続するため、可動コイル体５Ｂ，５
Ａの両方に通電する。第４図ｂ図示のように、可
動コイル体５の一方の可動コイル５Ｂ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、この可動コ
イル５Ａの集電子６Ｂが給電パターン７Ａ，７Ｂ
の間にあるため、可動コイル５Ｂは通電しない。
この間も、他方の可動コイル５Ａの有効巻線部は
いずれも同一方向の磁束内に完全に入つており、
集電子６Ａが導体パターン７Ａに接触しているた
め、可動コイル５Ａは通電する。なお可動コイル
５Ａ，５Ｂの移動方向を切換えるためには導体パ
ターン７に接続する電源の極性を逆にすればよ
い。集電子６Ａ，６Ｂは可動コイル５Ａ，５Ｂの
中央の空間に取付けられており、円形の窓から集
電子６Ａ，６Ｂの先端が突出している。導体パタ
ーン７の表面を可動コイル５Ａ，５Ｂの集電子６
Ａ，６Ｂが接触しながら移動することにより、可
動コイル５Ａ，５Ｂが位置する場所の磁束φの方
向に合わせて電流Ｉの向きが切換えられ、最適な
通電ができる。第４図ｂ図示の位置から更に可動
コイル５Ａ，５Ｂが永久磁石３による磁極の0.5
倍の距離だけ右方へ移動すると、集電子６Ａは導
体パターン７Ａ，７Ｂの間に入り、集電子６Ｂが
導体パターン７Ａに接触するため、可動コイル５
Ａへの通電は中止され可動コイル５Ｂが第４図ａ
図示とは逆向きに通電される。２個１組になつて
可動コイル体５と形成している可動コイル５Ａ，
５Ｂはこのように交互に通電され、かつ少なくと
も可動コイル５Ａ，５Ｂの一方は必ず通電がなさ
れる。

上記実施例においては、集電子６Ａ，６Ｂは例
えば可動コイル５Ａ，５Ｂの側面または上部から
突出させて設けてもよい。この場合は、導電パタ
ーン７Ａ，７Ｂをレール１の脚部１ａ，１a′又は
連続部１ｂの内側に配置して、集電子６Ａ，６Ｂ
に対応させる。

また、場合によつてはレールとヨークを兼用す
ることも可能である。

「考案の効果」 本考案は、前記した構成を有し、Ｕ字状断面の
レールの相対向する脚部の片側内面に、両脚部の
連続部と一定の間隔をおいて、複数の平板状の永
久磁石をレールの長手方向に配列し、レール内に
長手方向で連続する断面Ｌ字状の空間部を形成
し、この空間部に少なくとも一端が略合致する断
面に形成された複数の可動コイルを連結した可動
コイル体を装入して、該可動コイル体をレールと
永久磁石とにより保持案内して移動できるように
したから、可動コイル体の移動を案内するための
特別の案内機構を設けることが不要となつて、そ
の分構成を簡略化できる。

また、集電子を永久磁石の幅寸法内において可
動コイル体のレールとの対向面に設けたことによ
り、集電子が接触する正負の導体パターンをほぼ
永久磁石の幅寸法内においてレール側に配置で
き、これによつて永久磁石の幅および厚み両方向
におけるリニヤモータの寸法を最小になし得るの
で、前記簡略化した構成と相俟つて断面形状の小
型化を図ることが可能となり、特に車載用の可動
コイル型リニヤモータとして極く有利となる優れ
た諸効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例を示すリニヤモータの
要部の斜視図、第２図はコイルの側面図、第３図
は永久磁石とコイルの配置を示す斜視図、第４図
ａ，ｂおよびｃは作動状態におけるコイル電流の
流れと磁石および給電パターンとの関連を示す断
面図および側面図、第５図はレールの断面図であ
る。 １……レール、１ａ，１a′……脚部、１ｂ……
連続部、１ｃ……逆Ｌ字状の空間部、１ｄ……一
定の間隔、２……マグネツト保持部、３……永久
磁石、４……ヨーク、５……可動コイル体、５
Ａ，５Ｂ……可動コイル、６Ａ，６Ｂ……集電
子、７，７Ａ，７Ｂ……導体パターン。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 Ｕ字状断面のレールと、 該レールの相対向する脚部の片側内面に、レー
   ル内に長手方向で連続する断面Ｌ字状の空間部を
   形成すべく、両脚部の連続部と一定の間隔をおい
   て配列され、厚み方向で着磁しかつ隣り合うどう
   しはそれぞれ極性を異にした複数の平板状の永久
   磁石と、 少なくとも一端が、前記断面Ｌ字状の空間部に
   略合致する断面に形成され、該空間部に装入され
   るとともにレールおよび永久磁石に保持案内され
   て、前記永久磁石表面の磁束と直角に移動でき、
   かつその巻線部の巻線方向が永久磁石表面の磁束
   と直交する偏平な可動コイルを複数個連結してな
   る可動コイル体と、 前記永久磁石のほぼ幅寸法内で、可動コイル体
   のレールとの対向面において、各可動コイルにそ
   れぞれ設けられるとともに、該各可動コイルの端
   子と接続された複数組の集電子と、 集電子と対向してレール側に配置され、集電子
   との接触により可動コイル体と永久磁石との相対
   位置に応じて各可動コイルに同一方向の推力が発
   生するように、流れる電流の向きを切換えながら
   各可動コイルに給電する正負の導体パターンとを
   備えた可動コイル型リニヤモータ。