JPH0540707Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本考案は、磁石可動型リニアモータの可動子の
改良に関する。

「従来の技術」 アルミ押出品等によつてなるリニアモータレー
ルを備えた固定子内に、可動子が配置された電動
リニアモータの一種である磁石可動型リニアモー
タは、出願人による先の出願に係る昭和62年実用
新案登録願第184105号（実開平１−90285号）に
より提案されたように、可動子側に磁石を配設
し、固定子はリニアモータレールに可撓性のプリ
ント基板により形成した給電パターンにシートコ
イルを順次取付けて形成したベルト状コイルを敷
設してなるものである。

このような磁石可動型リニアモータの、可動子
の一例を第８図に示す。

この可動子１１は、３個の樹脂フレーム１２
に、相隣る極性が互いに異なるように、３個の磁
石１３をＮ，Ｓ，Ｎ（又はＳ，Ｎ，Ｓ）の順で、
ヨーク１４とともに固定し、樹脂フレーム１２の
移動方向の前後にそれぞれローラシヤフト１５を
挿通するとともに、Ｓ極性の磁石を固定する中央
の樹脂フレーム１２のローラシヤフト１５を、前
側と後側のＮ極性の磁石１３を固定する各樹脂フ
レーム１２の前側及び後側のローラシヤフト１５
と共用する形で３個の樹脂フレーム１２を連結し
ている。各ローラシヤフト１５は図示しないリニ
アモータレールの案内部に案内されて走行する走
行ローラ１６，１６を支持している。

「考案が解決しようとする課題」 上記のような従来の可動子１１は、各樹脂フレ
ーム１２の前側のローラシヤフト１５が、その前
方に位置する樹脂フレーム１２の後側のローラシ
ヤフト１５を兼ね、また各樹脂フレーム１２の後
側のローラシヤフト１５が、その後方に位置する
樹脂フレーム１２の前側のローラシヤフト１５を
兼ねている。このようにして、各樹脂フレーム１
２の前側、後側のローラシヤフト１５は略平行と
なるように拘束され、第９図に示すように、可動
子１１全体にわたり全てのローラシヤフト１５が
略平行となるように拘束されている。

リニアモータレールに設けられた２条の案内部
９が樹脂フレームに挿通されたシヤフトが平行と
なるような位置関係にあれば、可動子１１は円滑
に走行できるが、第９図において破線で示すよう
な、前記２条の案内部９がねじれの位置関係にあ
る場合には、１個の樹脂フレーム１２に支持され
た４個の走行ローラのうちいずれか１個が浮き上
がつてしまい、円滑に走行できないという問題点
があつた。

本考案はかかる問題に鑑みてなされたものであ
り、その目的とすることろは、２条の案内部がね
じれの関係にあるようなリニアモータレールを備
えた固定子を、円滑に走行可能な、磁石可動型リ
ニアモータの可動子を提供することである。

「課題を解決するための手段」 上記課題を解決するための、本考案による磁石
可動型リニアモータの可動子は、２条の案内部を
設けられたリニアモータレールを備えてなる固定
子に対して走行する、少なくとも２個の、各々が
磁石を備えたフレームが連結された、磁石可動型
リニアモータの可動子において、前記フレーム
は、走行方向の一端には両側部に軸受が形成され
てローラシヤフトが挿通され、該ローラシヤフト
が前記２条の案内部を転動する２個の走行ローラ
を保持するとともに、走行方向の他端には中央部
に連結アーバが、隣接するフレームに向けて突設
され、前記連結アーバの先端部近傍に設けられた
遊嵌部に、隣接するフレームの軸受に挿通された
ローラシヤフトの中央部を遊嵌して、各々のフレ
ームが、前記２条の案内部に対し、前記２個の走
行ローラと、前記遊嵌部との３個所で位置を拘束
されることを特徴とする。

「作用」 上記構成による本考案の磁石可動型リニアモー
タの可動子は、固定子のリニアモータレールに設
けられた２条の案内部に対し、各々のフレームが
３箇所で位置を拘束されているので、前記各々の
フレームに設けられた２個のローラの中心を結ぶ
軸線が互いに平行でない状態にあつても、確実に
前記案内部に追従して走行する。

「実施例」 本考案の一実施例である磁石可動型リニアモー
タについて、添付図面に基づいて説明する。

本実施例のリニアモータ１の固定子２は第３
図、第５図に示すように、プレス成形されたシー
トコイル３を給電パターン４の裏面に、順次貼着
してベルト条コイル５とし、リニアモータレール
６内に挿着したものである。給電パターン４は、
ポリエステルまたはポリミイド等の合成樹脂より
なる可撓性の帯状の絶縁基板４′上に、銅箔をエ
ツチングしたり鍍金等の方法により形成したもの
であり、そのパターンをシートコイル３の略中央
部において該コイル３へ、磁束の方向に合わせて
逆の電流方向に給電可能とするため、互いに屈曲
して入り組んだパターン４ａ，４ｂとなし、その
両側に短冊状のパターン４ｃ，４ｄを長手方向に
連続して配置する。短冊状のパターン４ｃ，４ｄ
には、それぞれシートコイル３の巻始め端と巻終
わり端とを結線する。

リニアモータレール６は、断面の両端にそれぞ
れ挿着溝７，７、案内部である走行ローラ用溝
９，９、中央部にヨーク固定部８を、アルミ押出
品により一体成形したものである。このリニアモ
ータレール６には、ヨーク固定部８にヨーク１０
を固定し、挿着溝７，７に前記ベルト状コイル５
を挿着して固定する。リニアモータレール６に
は、第５図図示のように、ねじれ部６ａ及び湾曲
部６ｂが設けられている。

可動子１１は、第１図〜第４図に示すように、
３個の樹脂フレーム１２が連結されている。樹脂
フレーム１２には、相隣る極性が互いに異なるよ
うに３個の磁石１３が、Ｎ，Ｓ，Ｎ（又はＳ，Ｎ，
Ｓ）の順で、ヨーク１４とともに固定されてい
る。各磁石１３の長さはシートコイル３の長さの
２／３とする。

樹脂フレーム１２の走行方向の一端には、両側
部に軸受１２ａ，１２ａが設けられている。該軸
受１２ａ，１２ａにはローラシヤフト１５が挿通
され、該ローラシヤフトの両端は走行ローラ１
６，１６を支持している。樹脂フレーム１２の前
記一端の走行ローラ１６，１６の内側には、アー
バ位置決め部１２ｈ，１２ｈが形成されている。

樹脂フレーム１２の走行方向の他端には、中央
部に丸棒状の連結アーバ１２ｂが突設され、該連
結アーバ１２ｂの先端部近傍に遊嵌部１２ｃが凹
設されている。遊嵌部１２ｃは第３図、第４図に
示すように、隣接する樹脂フレーム１２のアーバ
位置決め部１２ｈ，１２ｈにより位置決めされ、
軸受１２ａ，１２ａに挿通されるローラシヤフト
１５の中央部１５ａを遊嵌している。遊嵌部１２
ｃの断面は、第３図に示すように円弧状部１２ｄ
を有し、その当接するローラシヤフト１５及び樹
脂フレーム１２が矢印Ａの方向に円滑に揺動可能
にしている。

連結された３個の樹脂フレーム１２のうち、第
１図図示の、一端に位置する樹脂フレーム１２′
のみには隣接する樹脂フレームの軸受に相当する
略コ字状のブラケツト１２ｅがピンかしめにより
固着されている。ブラケツト１２ｅの両端縁部１
２ｆ，１２ｆには略Ｕ字状に開放されたローラシ
ヤフト遊嵌部１２ｇ，１２ｇが穿設されている。

３個の樹脂フレーム１２のうち、両端の樹脂フ
レーム１２には、第３図図示のように、二股に分
岐した給電ブラシ１７，１７がねじ止めされてい
る。中央の樹脂フレームには、第４図図示のよう
に、給電ブラシ１９，１９がねじ止めされてい
る。

樹脂フレーム１２は第３図、第５図に示すよう
に、走行方向の一端において２個の走行ローラ１
６，１６によりリニアモータレール６の走行ロー
ラ溝９，９に対して位置決めされ、走行方向の他
端において、隣接する樹脂フレーム１２が位置決
めされる２個の走行ローラ１６，１６の中央部で
ある連結アーバ１２ｂの遊嵌部１２ｃにより位置
決めされている。遊嵌部１２ｃにおいて連結する
アーバ１２ｂに対し２個の走行ローラ１６，１６
のローラシヤフト１５は第３図図示のように矢印
Ａの方向に回動自在であるから、第６図に示すよ
うに、各々の樹脂フレーム１２はリニアモータレ
ール６に対し、３点ａ，ｂ，ｃで拘束されてい
る。

このため、隣り合うローラシヤフト１５，１５
が平行に拘束されることはないので、第５図図示
のように、リニアモータレール６のねじれ部６
ａ、湾曲部６ｂを円滑に走行できる。

次に、上記構成の磁石可動型リニアモータの作
動原理につき第６図、第７図を参照して説明す
る。

給電ブラシ１７，１７は、Ｎ極性の磁石１３を
挟んで両側に配置され、給電ブラシ１９，１９は
Ｓ極性の磁石１３を挟んで両側及び前後に配置さ
れている。

Ｎ極性の磁石１３に設けられる給電ブラシ１
７，１７は、第６図に示す給電パターン４のライ
ンLa，Lb及びLc，Ld上を移動し、Ｓ極性の磁石
１３に設けられる給電ブラシ１９，１９は同じく
ラインLaとLc，LbとLd上を移動するように配置
する。

本実施例のリニアモータ１は、前記した固定子
２と可動子１１とから構成され、固定子２の給電
パターン４のパターン４ａに（＋）電極、パター
ン４ｂに（−）電極を接続して、直流電圧を印加
すると、給電ブラシ１７，１７及び１９，１９に
より橋絡される短冊状のパターン４ｃ，４ｄを介
して、各磁石１３に対応するシートコイル３にの
み、第７図ａ〜ｆに示すように、磁束の方向に対
応した向きの電流が流れる。

第７図において、Ｎ極性の磁石１３からは対応
するコイル３に対して下方に向かう方向の、Ｓ極
性の磁石１３からはコイル３に対して上方に向か
う方向の磁束が加えられる。

まず、第７図ａに示す状態においては、前記給
電パターン４を介して各給電ブラシ１７，１７，
１９，１９により磁石１３に対応する２個のコイ
ル３の左側コイル３の左辺には紙面から手前へ、
右辺には手前から紙面へ向かう右廻りの電流が、
右側のコイル３には、前記と逆の左廻りの電流が
流され、各磁石１３はフレミングの左手法則によ
り右方向に推力を受けて同図矢線方向に移動す
る。第７図ｂの位置では、左側のＮ極性の磁石１
３の給電ブラシ１７，１７が左側のコイル３の右
辺側に移動して、給電パターン４により電流方向
が逆方向に変化する。また右側のコイル３はＳ極
性の磁石１３の給電ブラシ１９，１９により給電
されるため電流方向が変化しない。さらに第７図
ｃの位置では、左から２番目のコイル３の電流方
向が、Ｓ極性の磁石１３の右方向移動により給電
ブラシ１９が移動して同図ｂの場合と逆方向とな
る。また右側のＮ極性の磁石１３に対応するコイ
ル３には、紙面から手前へ向かう電流が流れる。
左側のＮ極性の磁石１３に対応する左側の最初の
コイル３には、該磁石１３の給電ブラシ１７，１
７が短冊状給電パターン４ｃ，４ｄの不連続部に
位置するため電流が流れない。以上の第７図ａ，
ｂ，ｃの状態ではいずれも、フレミングの左手法
則により各磁石１３が右方向に向かう推力を受け
て順次矢印方向に移動する。第７図ｄ〜ｆの場合
は、シートコイル３の１個分右方に移動した状態
で前記同図ａ〜ｃの状態が繰り返され、順次右方
向に移動する。

移動方向の変換は固定子２に印加する電圧の向
きを変えることにより行う。

前記可動子１１は、互いに異なる磁極の磁石を
隣合わせにして、樹脂フレーム１２を前記のよう
に連結してその数を増やすことにより、推進力を
増強することができる。

「考案の効果」 以上述べたように、本考案による磁石可動型リ
ニアモータの可動子では、フレームの走行方向の
一端には両側部に軸受が形成されてローラシヤフ
トが挿通され、該ローラシヤフトが前記２条の案
内部を転動する２個の走行ローラを保持するとと
もに、走行方向の他端には中央部に連結アーバ
が、隣接するフレームに向けて突設され、前記連
結するアーバの先端部近傍に設けられた遊嵌部
に、隣接するフレームの軸受に挿通されたローラ
シヤフトの中央部を遊嵌して、各々のフレーム
が、前記２条の案内部に対し、前記２個の走行ロ
ーラと、前記遊嵌部との３個所で位置を拘束され
ることを特徴としているので、２条の案内部がね
じれの関係にあるようなリニアモータレールを備
えた固定子に対する追従性を向上し、円滑に走行
することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例である磁石可動型リニ
アモータの可動子を示す斜視図、第２図は前記可
動子を構成する樹脂フレームを示す斜視図、第３
図、第４図は前記可動子の断面図、第５図は前記
可動子と固定子との位置関係を示す概略斜視図、
第６図は給電パターンの一部の正面図、第７図は
磁石可動型リニアモータの動作を示すチヤート、
第８図は従来の可動子の一例を示す斜視図、第９
図は従来の可動子における固定子の案内部との関
係を示す概略斜視図である。 １……磁石可動型リニアモータ、２……固定
子、６……リニアモータレール、９……案内部
（走行ローラ用溝）、１１……可動子、１２……フ
レーム（樹脂フレーム）、１２ａ……軸受、１２
ｂ……連結アーバ、１２ｃ……遊嵌部、１３……
磁石、１５……ローラシヤフト、１６……走行ロ
ーラ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 ２条の案内部を設けられたリニアモータレール
   を備えてなる固定子に対して走行する、少なくと
   も２個の、各々が磁石を備えたフレームが連結さ
   れた、磁石可動型リニアモータの可動子におい
   て、 前記フレームは、走行方向の一端には両側部に
   軸受が形成されてローラシヤフトが挿通され、該
   ローラシヤフトが前記２条の案内部を転動する２
   個の走行ローラを保持するとともに、走行方向の
   他端には中央部に連結アーバが、隣接するフレー
   ムに向けて突設され、前記連結アーバの先端部近
   傍に設けられた遊嵌部に、隣接するフレームの軸
   受に挿通されたローラシヤフトの中央部を遊嵌し
   て、 各々のフレームが、前記２条の案内部に対し、
   前記２個の走行ローラと、前記遊嵌部との３個所
   で位置を拘束されることを特徴とする磁石可動型
   リニアモータの可動子。