JP2522586B2 - リニアモ―タ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、搬送用に用いられるリニアモータに関する
ものである。

［従来の技術］ 最近では搬送用にリニアモータを用いることが研究，
開発されており、この種のリニアモータとしては、厚み
方向において異極に着磁され長手方向において一定間隔
で交互に異極に着磁された平板状の永久磁石を長手方向
に沿って配置した固定子ブロックと、永久磁石が両側片
間に介装される略コ字状の鉄心の夫々の側片に逆巻きに
してコイルを巻装した電磁石を永久磁石の長手方向に複
数個列設して形成された可動子ブロックとからなり、夫
々の電磁石のコイルに切換的に電流を流して可動子ブロ
ックを推進させる所謂可動コイル型のものがある。ここ
で、上記可動子ブロックは電磁石毎のコイルが接続され
たブラシを備え、固定子ブロックは、上記永久磁石と、
この永久磁石が天板下面の中央の全長にわたって配置さ
れた基体と、上記ブラシが摺接し可動子ブロックの移動
に伴ってこのブラシを介してコイルに交互に正負の電圧
を印加する導体部が形成された給電基板とで構成してあ
る。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、上述の従来のリニアモータでは通常永久磁
石としてフェライト製のものを用いてあり、このような
永久磁石では曲げたり、切断したりすることができない
ため、現場における施工が面倒になる問題があった。し
かも、この種のフェライト製の永久磁石を、固定子ブロ
ックの基体に固定するために、固定用の部材（固定治具
等）を別途必要としてコストアップとなり、しかも永久
磁石自体のコストが高いために、リニアモータ全体のコ
ストも高くなる問題があった。

本発明は上述の点に鑑みて為されたものであり、その
目的とするところは、現場施工が容易となり、且つコス
トの低減が図れるリニアモータを提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明は、厚み方向にお
いて異極に着磁され長手方向において一定間隔で交互に
異極に着磁された永久磁石を長手方向に沿って配置した
固定子ブロックと、永久磁石が両側片の先端部間に介装
されるとともに断面形状が幅寸法のほぼ一定の略コ字状
であって少なくともコ字状の断面部分は継目のない鉄心
の夫々の側片の根元部分に逆巻きにしてコイルを巻装し
た電磁石を永久磁石の長手方向に複数個列設して形成さ
れた可動子ブロックとを備え、上記電磁石毎のコイルが
接続されたブラシを可動子ブロックに設けると共に、上
記ブラシが摺接し可動子ブロックの移動に伴ってこのブ
ラシを介してコイルに交互に正負の電圧を印加する導体
部が形成された給電基板を固定子ブロックに設け、上記
永久磁石を曲成自在且つ切断可能な材料で形成するとと
もに、上記永久磁石及びこの永久磁石が固定される固定
子ブロックの基体に、凹凸嵌合により永久磁石を固定子
ブロックの基体に固定子する固定部を夫々形成してあ
る。

なお、上記固定子ブロックの基体の永久磁石の固定面
に突設された断面矢印状の嵌合突部と、永久磁石の固定
面に穿設され上記嵌合突部が嵌まる嵌合凹部とで上記固
定部を形成すると、固定部による磁気効率の低下を抑え
ることができて好ましい。

［作用］ 本発明は、厚み方向において異極に着磁され長手方向
において一定間隔で交互に異極に着磁された永久磁石を
長手方向に沿って配置した固定子ブロックと、永久磁石
が両側片の先端部間に介装されるとともに断面形状が幅
寸法のほぼ一定の略コ字状であって少なくともコ字状の
断面部分は継目のない鉄心の夫々の側片の根元部分に逆
巻きにしてコイルを巻装した電磁石を永久磁石の長手方
向に複数個列設して形成された可動子ブロックとを備
え、上記電磁石毎のコイルが接続されたブラシを可動子
ブロックに設けると共に、上記ブラシが摺接し可動子ブ
ロックの移動に伴ってこのブラシを介してコイルに交互
に正負の電圧を印加する導体部が形成された給電基板を
固定子ブロックに設け、上記永久磁石を曲成自在且つ切
断可能な材料で形成するとともに、上記永久磁石及びこ
の永久磁石が固定される固定子ブロックの基体に、凹凸
嵌合により永久磁石を固定子ブロックの基体に固定する
固定部を夫々形成することにより、永久磁石を現場の状
況に応じて容易に加工できるようにすると共に、永久磁
石の固定も固定治具等を用いることなく容易に行えるよ
うにして、現場施工が容易となるようにし、且つ固定治
具等を必要とせず、曲成自在且つ切断可能な材料である
例えばゴム製として永久磁石のコスト自体も低く抑え
て、コストの低減を図れるとともに、コイル電流により
鉄心に生じる磁束を鉄心の両側片間に介装された永久磁
石を厚み方向に横切るように集中させ、漏れ磁束を少な
くして磁気効率を高めることができ、しかも、コイルと
永久磁石とが幅方向において重ならず、電磁石の幅方向
の寸法を小さくして可動子ブロックの小型化が図れ、さ
らに、固定子ブロックへの永久磁石の取付けが容易に行
えるようにしたものである。

［実施例］ 第１図乃至第７図に本発明の一実施例を示す。本実施
例のリニアモータは可動コイル型のもので、固定子ブロ
ックＡに沿って可動子ブロックＢが摺動する構造になっ
ている。

固定子ブロックＡは、第３図あるいは第４図に示すよ
うに、断面Ｌ字状で長尺の基体７と、この基体７の横片
7aの中央の全長にわたって配置された長尺の永久磁石１
と、上記基体７の縦片7bの内壁面に取り付けられ可動子
ブロックＢのコイル３に給電を行う給電基板５とで構成
されている。

永久磁石１は、曲成自在且つ切断可能な材料で形成し
たもの、例えばゴム製のものを用いてあり、第１図に示
すように平板状で長手方向において一定ピッチでＮ極と
Ｓ極とに交互に着磁してあると共に、厚み方向において
もＮ極とＳ極とに着磁してある。このように永久磁石１
を曲成自在且つ切断可能な材料で形成すると、永久磁石
１を現場の状況に応じて容易に加工でき、しかも永久磁
石１の固定も固定治具等を用いることなく容易に行え、
現場施工が容易となる。また、このようにすると、固定
治具等を必要とせず、さらにゴム製の永久磁石１である
と、コスト自体も低く抑えることができ、このためコス
トの低減が図れる。なお、この永久磁石１の長手方向に
おけるＮ極とＳ極とからなる１組の磁石片部の長さはＬ
としてある。

給電基板５は、第４図に示すように、中央部に一定間
隔で上下に直角に蛇行する絶縁部5cを形成し、この絶縁
部5cで分離された上下部分を導体部5a,5bとしてある。
そして上方の導体部5aから正電圧を後述する可動子ブロ
ックＢのコイル３に印加すると共に、下方の導体部5bか
ら負電圧をコイル３に印加する。ここで、各導体部5a,5
bの中央側に突出する部分の幅はL/3に形成してあり、両
導体部5a,5b間に位置する絶縁部5cの幅はL/6に形成して
ある。

可動子ブロックＢは、幅寸法のほぼ一定の略コ字状で
ある継鉄を積層することにより、コ字状の断面部分に継
目のないように形成された鉄心２と、この鉄心２のそれ
ぞれの根元部分に巻回されたコイル３と、このコイル３
の一端が接続され上記給電基板５に摺接するブラシ４と
からなる電磁石８を３個列設した３相となっている。な
お、コイル３の他端は共通接続してある。そして、各電
磁石８の基体７の長手方向に沿う長さはL/3を越えない
長さにしてある。つまり、鉄心２の固定子ブロックＡの
長手方向に沿う長さをl₁とした場合にl₁＜L/3とし、且
つコイル３を巻装した場合の電磁石８の長さも上記L/3
を越えないようにしてある。各電磁石８毎に設けられ絶
縁板20によって可動子ブロックＢに取り付けられたブラ
シ４の夫々の間隔はL/3にしてあり、これらブラシ４は
給電基板４の中央位置に接触する。

上記固定子ブロックＡ及び可動子ブロックＢは第２図
に示すように矩形筒状のガイドレールケース６内に可動
子ブロックＢの鉄心２の先端部間に固定子ブロックＡの
永久磁石１を介装するようにして配設され、このガイド
レールケース６の下面中央には長手方向に沿ってガイド
溝９を穿設してある。可動子ブロックＢには例えば装飾
品等の被搬送物を連結する連結体10を一体に固定し、こ
の連結体10から突設された連結片10aを上記ガイドレー
ル６のガイド溝９から突出させて可動子ブロックＢはガ
イドレールケース６内に収められている。なお、連結体
10の両側には可動子ブロックＢの移動をスムーズにする
ためのコロ11を設けてあり、可動子ブロックＢの鉄心２
が基体７に摺接する部分には摩擦係数の小さいスリップ
板12を取り付けてある。また、連結片10aに形成された
孔16は被搬送物を連結するためのものである。

このリニアモータでは上述の構造とすることで、給電
基板５から３相のコイル3a〜3cの内のいずれか２相に常
時電流を流し、この時に生じる起磁力によって一定方向
への推進力を得て可動子ブロックＢが進行する。なお、
可動子ブロックＢを逆方向に進行させる場合には給電基
板５の導体部5a,5bの電圧の正負を逆にすれば良い。

本実施例における永久磁石１の固定子ブロックＡへの
固定構造は次のようになっている。つまり、永久磁石１
の断面形状を第５図に示すように略Ｔ字状に形成し、こ
の永久磁石１の横片1aを固定部として凹凸嵌合によって
固定子ブロックＡの基体７に固定するようにしてある。
但し、第５図の場合にはガイドレール６を固定子ブロッ
クＡの基体７と兼用してあり、ガイドレール６の天板下
面に断面Ｌ字状の一対の固定片6aを形成し、永久磁石１
の横片1aをガイドレール６の固定片6aと天板との間に挿
入して固定するようにしてある。

ところで、上述の固定方法であると、固定片6aの上下
方向における高さによっては、永久磁石１と鉄心２の磁
極片との対向面積が小さくなり、可動子ブロックＢの推
力が低下する。そこで、対向面積を広くする場合には、
第６図に示すように、断面矢印状の嵌合突条6bをガイド
レール６の天板下面に突設し、この嵌合突条6bの嵌まる
嵌合凹溝1bを永久磁石１のガイドレール６の天板との対
向面に穿設すれば良い。なお、嵌合突条6bを上述の矢印
状に形成してあるのは、永久磁石１が下方に抜けない構
造にするためである。また、嵌合凹溝1bは嵌合突条6bよ
りも一回り小さく形成し、弾性嵌合により嵌合突条6bと
嵌合凹溝1bとを嵌合させるようにしても良いし、または
嵌合凹溝1bの形状を嵌合突条6bと同一形状に形成し、嵌
合突条6bを嵌合凹溝1b内にガイドレール６の長手方向か
らスライド挿入するようにしても良く、いずれの場合に
も上記嵌合突条6bと嵌合凹溝1bとは接着剤で貼着する。

さらに、上述の第６図構造であると、永久磁石１の全
長に嵌合凹溝1bが形成され、この嵌合凹溝1bによる磁気
効率の低下が問題となる場合には、第７図に示すように
ガイドレール６の天板下面から部分的に略きのこ状の嵌
合突起6cを突設し、この嵌合突起6cの嵌まる嵌合孔1cを
永久磁石１に穿設すると良い。なお、嵌合孔1cは永久磁
石１のＮ極とＳ極との間に形成し、この嵌合孔1cの間隔
に一致させて嵌合突起6cを形成することが好ましい。こ
こで、嵌合突起6c及び嵌合孔1cの具体的な寸法として
は、嵌合突起6cの直径は3mm程度、嵌合孔1cは1mm程度と
することが考えられる。

また、上記構成によれば、鉄心２の断面形状が幅寸法
のほぼ一定の略コ字状であって、少なくとも略コ字状の
断面部分に継目がなく、しかも、この鉄心２にコイル３
が巻装されてなる電磁石８が複数個列設して可動子ブロ
ックＢが形成されているため、コイル３に流れる電流に
より鉄心２に生じる磁束は鉄心２の両側片の先端部間に
介装された永久磁石１を厚み方向に横切るように集中さ
せることができるとともに、濡れ磁束を少なくして磁気
効率を高めることができ、さらに、コイル３を鉄心２の
側片根元部分に巻装するとともに永久磁石１を鉄心２側
片の先端部間に介装しているため、コイル３と永久磁石
１とが幅方向において重ならず、電磁石８の幅方向の寸
法を小さくして可動子ブロックＢの小型化が図れる。

［発明の効果］ 本発明は上述のように、厚み方向において異極に着磁
され長手方向において一定間隔で交互に異極に着磁され
た永久磁石を長手方向に沿って配置した固定子ブロック
と、永久磁石が両側片の先端部間に介装されるとともに
断面形状が幅寸法のほぼ一定の略コ字状であって少なく
ともコ字状の断面部分は継目のない鉄心の夫々の側片の
根元部分に逆巻きにしてコイルを巻装した電磁石を永久
磁石の長手方向に複数個列設して形成された可動子ブロ
ックとを備え、上記電磁石毎のコイルが接続されたブラ
シを可動子ブロックに設けると共に、上記ブラシが摺接
し可動子ブロックの移動に伴ってこのブラシを介してコ
イルに交互に正負の電圧を印加する導体部が形成された
給電基板を固定子ブロックに設け、上記永久磁石を曲成
自在且つ切断可能な材料で形成するとともに、上記永久
磁石及びこの永久磁石が固定される固定子ブロックの基
体に、凹凸嵌合により永久磁石を固定子ブロックの基体
に固定する固定部を夫々形成してあるので、永久磁石を
現場の状況に応じて容易に加工できると共に、永久磁石
の固定も固定治具等を用いることなく容易に行え、現場
施工が容易となり、且つ固定治具等を必要とせず、曲成
自在且つ切断可能な材料である例えばゴム製として永久
磁石のコスト自体も低く抑えることができ、コストの低
減が図れるとともに、コイル電流により鉄心に生じる磁
束を鉄心の両側片間に介装された永久磁石を厚み方向に
横切るように集中させ、濡れ磁束を少なくして磁気効率
を高めることができ、しかも、コイルと永久磁石とが幅
方向において重ならず、電磁石の幅方向の寸法を小さく
して可動子ブロックの小型化が図れ、さらに、固定子ブ
ロックへの永久磁石の取付けが容易に行える。

さらに、上記固定子ブロックの基体の永久磁石の固定
面に突設された断面矢印状の嵌合突部と、永久磁石の固
定面に穿設され上記嵌合突部が嵌まる嵌合凹部とで上記
固定部を形成すると、固定部による磁気効率の低下を抑
えることができて好ましい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の永久磁石の斜視図、第２図
はリニアモータの斜視図、第３図は同上の要部断面図、
第４図は同上の要部斜視図、第５図（ａ），（ｂ）は同
上の永久磁石の固定構造を示す斜視図及び要部の拡大断
面図、第６図（ａ），（ｂ）は他の永久磁石の固定構造
を示す正面図及び部分斜視図、第７図（ａ），（ｂ）は
さらに他の永久磁石の固定構造を示す正面図及び要部の
部分斜視図である。 Ａは固定子ブロック、Ｂは可動子ブロック、１は永久磁
石、1aは横片、1bは嵌合凹溝、1cは嵌合孔、２は鉄心、
３はコイル、４はブラシ、５は給電基板、6aは固定片、
6bは嵌合突条、6cは嵌合突起である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−131709（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−216510（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−219958（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】厚み方向において異極に着磁され長手方向
   において一定間隔で交互に異極に着磁された永久磁石を
   長手方向に沿って配置した固定子ブロックと、永久磁石
   が両側片の先端部間に介装されるとともに断面形状が幅
   寸法のほぼ一定の略コ字状であって少なくともコ字状の
   断面部分は継目のない鉄心の夫々の側片の根元部分に逆
   巻きにしてコイルを巻装した電磁石を永久磁石の長手方
   向に複数個列設して形成された可動子ブロックとを備
   え、上記電磁石毎のコイルが接続されたブラシを可動子
   ブロックに設けると共に、上記ブラシが摺接し可動子ブ
   ロックの移動に伴ってこのブラシを介してコイルに交互
   に正負の電圧を印加する導体部が形成された給電基板を
   固定子ブロックに設け、上記永久磁石を曲成自在且つ切
   断可能な材料で形成するとともに、上記永久磁石及びこ
   の永久磁石が固定される固定子ブロックの基体に、凹凸
   嵌合により永久磁石を固定子ブロックの基体に固定する
   固定部を夫々形成して成ることを特徴とするリニアモー
   タ。
2. 【請求項２】上記固定子ブロックの基体の永久磁石の固
   定面に突設された断面矢印状の嵌合突部と、永久磁石の
   固定面に穿設され上記嵌合突部が嵌まる嵌合凹部とで上
   記固定部を形成して成ることを特徴とする請求項１記載
   のリニアモータ。