JP2510267Y2 - リニアモ―タ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本考案は、案内レールに沿って移動させるためのもの
であって、該案内レールに駆動ランナを移動案内させ、
該駆動ランナに対象物を連結して駆動するようにしたリ
ニアモータに関する。

「従来の技術」 従来のリニアモータとしては、例えば、特開昭63-216
510号公報に開示されたものがある。

すなわち、案内レールは矩形状断面に形成され、天井
板、底板および両側壁を有し、天井板と底板とには駆動
ランナを長手方向へ移動案内可能なガイド溝が形成さ
れ、両側壁の一方に長手方向へ連続する給電板が装着さ
れ、両側壁の他方に長手方向に極性が交互になるように
連なる永久磁石が装着されている。

給電板に接して集電可能な集電部材と、永久磁石との
間で磁気作用をして直線駆動されるよう給電板から集電
部材を介して通電されるコイルとが駆動ランナに設けら
れている。コイルは鉄心部材に巻き付けられ、鉄心部材
の先端が永久磁石に向けられており、鉄心部材の先端と
コイルが巻き付けられる部位とはほぼ同じ断面形状をし
ているものである。

一般的に、永久磁石では、永久磁石に向き合う極性体
の面積を小さくするに応じて、永久磁石が磁性体を引く
吸引力が弱くなる。また、鉄心部材にコイルを巻き、該
コイルに通電して磁力を発生させるものでは、磁極とな
る鉄心部材の先端が先細になるに従い、鉄心部材の先端
に生ずる磁束の密度が高くなる。つまり、単位面積あた
りの磁力は強くなる。

「考案が解決しようとする課題」 しかしながら、このような従来のリニアモータでは、
駆動力を強くするため、単にコイルの巻き線の回数を多
くすると、鉄心部材の巻き軸を長くする必要があり、そ
れにより、駆動ランナの幅が広くなって駆動ランナが大
型になり、それにともない案内レールも大型になってコ
ンパクトにする際の支障になり、また、鉄心部材が永久
磁石に対向する面積が大きいと、コイルに通電すること
なくランナを移動しようとする時、永久磁石が鉄心部材
を引く吸引力が強くなり、大きな抵抗力になるため、手
動で対象物を移動する際に大きな操作力が必要になると
いう問題点があった。

本考案は、このような従来の問題点に着目してなされ
たもので、装置全体を大型にすることなく、コイルに通
電して動力を発生させる時は、磁束密度を高めて単位面
積あたりの駆動力が強く、吸引部位の面積を減じても駆
動力を保持することができ、また、コイルに通電せず動
力を発生させずに手動で対象物を移動する際に、永久磁
石が鉄心部材を引く吸引力が弱まり、小さな操作力で対
象物を移動することができるリニアモータを提供するこ
とを目的としている。

「課題を解決するための手段」 かかる目的を達成するための本考案の要旨とするとこ
ろは、 案内レールに沿って移動させるためのものであって、
該案内レールに駆動ランナを移動案内させ、該駆動ラン
ナに対象物を連結して駆動するようにしたリニアモータ
において、 前記案内レールは、その長手方向に移動可能に前記駆
動ランナが嵌め込まれる嵌合溝を有し、 前記嵌合溝の側壁に前記長手方向に極性が交互になる
よう連なる永久磁石を装着し、 該永久磁石との間で磁気作用をして直線駆動されるよ
う通電されるコイルと、該コイルが巻き付く鉄心部材と
を前記駆動ランナに設け、 前記鉄心部材の先端を前記永久磁石に向けるととも
に、鉄心部材の先端を先細に形成して鉄心部材の先端が
永久磁石に対向する面積を小さくしたことを特徴とする
リニアモータに存する。

「作用」 案内レールの嵌合溝に駆動ランナが嵌め込まれ、嵌合
溝の側壁に永久磁石が長手方向に極性が交互になるよう
に一定のピッチで連続して装着されている。

駆動ランナには鉄心部材が設けられ、鉄心部材の先端
が永久磁石に向いている。

コイルが通電すると、鉄心部材の先端に磁束が生じ、
その磁束密度が高いことから、鉄心部材の先端と永久磁
石との間の磁気作用により先細であっても従来と変わら
ない大きな駆動力が得られる。

コイルを通電しないで、手動により対象物を移動する
際、鉄心部材の先端が先細で、永久磁石に対向する面積
が小さいことから、永久磁石が鉄心部材を引く吸引力が
弱くなり、小さな操作力で対象物を移動することができ
る。

「実施例」 以下、図面に基づき本考案の一実施例を説明する。

各図は本考案の一実施例を示しており、第１図および
第２図に示すように、図示省略した窓には、同じく図示
省略した移動対象であるカーテンが設けられており、カ
ーテンの上縁部には吊り部材10が設けられ、リニアモー
タ20はこの吊り部材10を介してカーテンを横方向に移動
して開閉するものである。

吊り部材10は、上方に延ばした両腕部11にローラ12が
水平軸を中心にして回転可能にそれぞれ装着されたもの
である。

窓の開口の上には案内レール30が配設されている。案
内レール30は水平面上で湾曲する曲がり部を有してい
る。案内レール30に沿うように誘導レール30aが配設さ
れ、案内レール30と誘導レール30aとが結合部材13によ
り一体的に連結されている。

案内レール30にはその長手方向にランナ40が移動可能
に嵌合され、同じように、誘導レール30aにはその長手
方向に吊り部材10のローラ12が転動可能に嵌合されてい
る。吊り部材10の腕部11がランナ40の本体に下方から嵌
合していて、吊り部材10とランナ40とが長手方向へ一体
的に移動可能に連結されている。

カーテンは屈曲して折り畳む構造となっており、その
前端の上縁部が吊り部材10に掛止され、その後端の上縁
部が誘導レール30aの端部に掛止されている。

案内レール30は、略コ字状の溝形断面に形成されてい
て、側壁31、天井部33および底部34を備え、これらが嵌
合溝を構成している。側壁31の上下方向の中間部には略
水平な中間フランジ35が形成されている。

ランナ40は本体がほぼ直方体をしており、その上面部
には、天井部33に形成したガイド溝33aに嵌合して長手
方向へ移動可能かつ水平面上で長手方向と直交する方向
へ移動不能な被案内片41が突設されている。

ランナ40の下面部には、底部34に形成したガイド溝34
aに嵌合して同じくランナ40を長手方向へ転動可能かつ
水平面上で長手方向と直交する方向へ移動不能な被案内
ローラ42が設けられている。

側壁31に対向するランナ40の内面部には、上下に２個
づつの上ローラ43と下ローラ44とが、天井部33と中間フ
ランジ35との間に嵌って長手方向へ転動可能に設けられ
ている。

第１図から第５図に示すように、天井部33と中間フラ
ンジ35との間に相当する側壁31の上部には、給電板50が
長手方向へ隙間なく沿って延ばされている。給電板50は
案内レール30の端から長手方向へ挿着されるもので、挿
着用の溝33b,35bが天井部33と中間フランジ35とにそれ
ぞれ形成されている。

給電板50は、基板補強部材51とプリント基板52とを両
面テープで接着したものである。プリント基板52は＋電
位搬送基板53と−電位搬送基板54とを組み合わせたもの
で、両基板の間には、所定量のクリアランスが設けられ
ている。＋電位搬送基板53には図示省略した＋電位ハー
ネスが接続され、−電位搬送基板54には同じく図示省略
した−電位ハーネスが接続されている。

側壁31、底部34および中間フランジ35で構成する嵌合
溝には、長手方向に一定のピッチで極性が交互になるよ
うに連なる永久磁石60,60…が嵌合していて、永久磁石6
0に当接して永久磁石60を嵌合溝から外れないようにす
る凸部34bが底部34に形成されている。

永久磁石60と側壁31との間の隙間には、磁束補強用の
ヨーク部材61が嵌装されている。ヨーク部材61には帯板
形のばね材が用いられていて、永久磁石60を底部34の凸
部34bに押付ける方向へ付勢している。

ランナ40は、同一構成のものが連結部材40aによって
４両連結されて案内レール30にそれぞれ挿通しており、
各ランナ40が吊り部材10を介してカーテンに連結されて
いる。

ランナ40には給電板50に摺接する集電部材であるブラ
シ71が上下２か所配設されている。ブラシ71にはばね材
が用いられていて、各先端部72が給電板50に当接する方
向へそれぞれ付勢され、一方のブラシ71の先端部72が＋
電位搬送基板53に接したとき、他方のブラシ71の先端部
72が−電位搬送基板54に接するように配設されている。

第４図から第11図に示すように、ランナ40には前後に
鉄心部材80が永久磁石60と同じピッチで装着されてい
る。鉄心部材80には直径5.0mmの一般構造用の棒鋼が用
いられている。

各鉄心部材80は、その軸線を側壁31と平行にして下方
へ延ばした平行軸部81と、平行軸部81の下端部を略直角
に折り曲げた直角軸部82とを有する。直角軸部82の先端
は永久磁石60に向いていて、直角軸部82の先端と永久磁
石60との間にはわずかな隙間が形成されている。

鉄心部材80の直角軸部82の先端は、両側がテーパ状に
削り取られていて、永久磁石60に向き合う対向面83が縦
長の矩形状の面になっている。対向面83の横幅は約1.5m
mである。

鉄心部材80の平行軸部81にはコイル85が巻かれてい
る。鉄心部材80の直角軸部82が永久磁石60に対向する位
置に応じてその磁性が適宜変わるよう、コイル85がブラ
シ71を介して給電板50に接続されている。

ランナ40の本体内にはコイル85収納用の凹部46が形成
され、その本体の上面部と下面部とには鉄心部材80の平
行軸部81が貫通する挿通用の孔47がそれぞれ穿設されて
いる。

移動する鉄心部材80の磁性と、その鉄心部材80に対応
する永久磁石60の位置との関係を次に表わす。

上記の表からわかるように、鉄心部材80が、移動先の
永久磁石60から吸引力を受けるとともに、移動元の永久
磁石60から斥力を受けるべく、絶えず移動先の永久磁石
60の極性と反対の極性を帯びるように、コイル85はブラ
シ71を介して給電板50から通電されるものである。

また、ブラシ71の先端部72が、＋電位搬送基板53と−
電位搬送基板54との間のクリアランスの部位に接してい
るときには、コイル85にはブラシ71から給電されず、鉄
心部材80はどちらの磁性も帯びない。

ランナ40はそれぞれ永久磁石60のピッチに対して半ピ
ッチ分ずれるように連結されており、この構成によっ
て、一つのランナ40が非駆動状態になっても、隣接する
ランナ40が駆動状態にあるため、連続した駆動が可能と
なる。

次に作用を説明する。

案内レール30の側壁31に給電板50が一定のパターンで
長手方向に連続して装着されるとともに、側壁31に永久
磁石60が長手方向に極性が交互になるよう一定のピッチ
で連続して装着される。

ランナ40には鉄心部材80が設けられ、鉄心部材80の平
行軸部81が側壁31に対して平行になっていて、直角軸部
82の先端が永久磁石60に向いている。

また、永久磁石60との間で磁気作用をして直線駆動さ
れるように通電されるコイル85が鉄心部材80の平行軸部
81に巻き付けられている。

ランナ40は、その被案内突起41がガイド溝33aに嵌合
し、その被案内ローラ42がガイド溝34aに嵌合し、その
上ローラ43,下ローラ44が天井部33と中間フランジ35と
の間に嵌込まれているため、長手方向と直交する方向に
移動不能に位置が規制されている。それにより、ランナ
40が長手方向へ移動したときにも、永久磁石と鉄心部材
80の直角軸部82の対向面83との隙間が一定に保たれてい
る。

また、ランナ40側のブラシ71が給電板50に接してい
て、コイル85に電力を通電可能な状態である。

給電板50〜ブラシ71を介して各コイル85に電力が供給
されると、直角軸部82の先端に磁束が生じ、その磁束密
度が高いことから、直角軸部82の先端と永久磁石60との
間の磁気作用による単位面積あたりの駆動力が強く、吸
引部位の面積を減じても駆動力を保持することができ、
従前と変わらない大きな駆動力によりランナ40が長手方
向へ移動する。

ランナ40が長手方向に移動すると、ランナ40と一体的
に吊り部材10が移動し、吊り部材10のローラ12が誘導レ
ール30a上を転動する。それにより、カーテンは伸展し
たり折畳まれたりして窓の開口を開閉する。

コイル85に電力を供給しないで、手動によりカーテン
を移動する際、鉄心部材80の先端が先細で、永久磁石60
に向かい合う対向面83の面積（1.5×5.0＝7.5mm²）が一
般の断面積（π×5.0²/4＝19.6mm²）に比べて小さいこ
とから、永久磁石60が鉄心部材80を引く吸引力が弱く、
抵抗力が大きくなく、小さな操作力でカーテンを移動す
ることができる。

前記実施例においては、鉄心部材80の素材である丸棒
の先をテーパ状に削り取って、永久磁石60に向き合う対
向面83を縦長形状にしたが、これに限らず、横長形状に
したものや小円形状にしたものであってもよい。

「考案の効果」 本考案に係るリニアモータによれば、案内レール側の
側壁に永久磁石を連設する一方、鉄心部材をその先端を
永久磁石に向けて駆動ランナに配設し、鉄心部材の先端
を先細に形成して鉄心部材の先端が永久磁石に対向する
面積を小さくしたので、装置全体を大型にすることな
く、磁束密度を高めて単位面積あたりの駆動力を強く
し、吸引部位の面積を減じても駆動力を保持することが
でき、対象物を確実に移動することができるとともに、
手動で対象物を移動する際に、永久磁石が鉄心部材を引
く吸引力が弱まり、小さな操作力で対象物を移動するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

各図は本考案の一実施例を示しており、第１図は第２図
Ｉ−Ｉ線断面図、第２図はリニアモータの平面図、第３
図は給電板等を示す正面図、第４図はリニアモータの要
部断面図、第５図はランナの平面図、第６図は同じく正
面図、第７図は同じく底面図、第８図は同じく側面図、
第９図は鉄心部材の正面図、第10図は同じく側面図、第
11図は同じく平面図である。 10……吊り部材 20……リニアモータ 30……案内レール 31……側壁 40……ランナ 50……給電板 60……永久磁石 71……ブラシ（集電部材） 80……鉄心部材 85……コイル

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】案内レールに沿って移動させるためのもの
   であって、該案内レールに駆動ランナを移動案内させ、
   該駆動ランナに対象物を連結して駆動するようにしたリ
   ニアモータにおいて、 前記案内レールは、その長手方向に移動可能に前記駆動
   ランナが嵌め込まれる嵌合溝を有し、 前記嵌合溝の側壁に前記長手方向に極性が交互になるよ
   う連なる永久磁石を装着し、 該永久磁石との間で磁気作用をして直線駆動されるよう
   通電されるコイルと、該コイルが巻き付く鉄心部材とを
   前記駆動ランナに設け、 前記鉄心部材の先端を前記永久磁石に向けるとともに、
   鉄心部材の先端を先細に形成して鉄心部材の先端が永久
   磁石に対向する面積を小さくしたことを特徴とするリニ
   アモータ。