JP3086831B2 - リニアモータ - Google Patents

リニアモータ

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JP3086831B2
JP3086831B2 JP04099501A JP9950192A JP3086831B2 JP 3086831 B2 JP3086831 B2 JP 3086831B2 JP 04099501 A JP04099501 A JP 04099501A JP 9950192 A JP9950192 A JP 9950192A JP 3086831 B2 JP3086831 B2 JP 3086831B2
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brush
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power supply
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堀  宏展
潤 斎藤
紀人 白岩
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Panasonic Electric Works Co Ltd
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Matsushita Electric Works Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【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、特にブラシが摺接する給電基板を改良した
リニアモータに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、カーテン等の搬送に長く延びたリ
ニアモータが用いられるようになっている。その種のリ
ニアモータは、筒状に長く延びた固定子ケースにその長
手方向に交互に異極が存在する永久磁石と正負の電圧の
導電部を設けた給電基板を収容配設した固定子ブロック
と、固定子ケースに移動自在にガイドされる可動台にコ
イルを巻装して永久磁石に対向する対向脚片と連結片に
てコ字状をなしたヨークを長手方向に複数個並設して配
設するとともに給電基板の導電部に摺接して各コイルに
給電するブラシを有する可動子ブロックとよりなる。
【0003】本願出願人は、その給電基板A について、
図9に示すように、上下に蛇行する絶縁部B を挟むよう
にして正負の電圧の導電部C,D を設けるとともに、ブラ
シ (図示せず) が通過する絶縁部B に導電部C,D と略同
一高さとなる厚みのランド部E を導電部C,D に対して絶
縁的に設けた構成を提案している。このように絶縁部B
にランド部E を設けることにより、ブラシが導電部C,D
から絶縁部B に落ち込み、また絶縁部B から導電部C,D
に突っかかり気味に登るという上下動を伴う動作によっ
てブラシが磨耗するのを大幅に防ぐことができた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前述したリニアモータ
にあっては、ブラシの磨耗を大幅に防ぐことはできた
が、さらに細かく観察すると、対面するランド部D と導
電部B,C 間の絶縁間隙E が存在することには変わりがな
いので、僅かではあるがブラシの上下動があってブラシ
はいくらかは磨耗する。また、このような磨耗抑制効果
は機械的磨耗について顕著であると言えるものの、ブラ
シと導電部B,C 間でのスイッチング作用による電気的磨
耗についてはそれほど大きな効果はない。そしてランド
部D は、コスト面あるいは製法面から導電部B,C と同じ
材料にて形成されるから、長期間の使用によりブラシの
磨耗粉が絶縁間隙E にたまって両導電部B,C が電気的に
つながった状態になってしまう惧れがある。
【0005】本発明は、かかる事由に鑑みてなしたもの
で、その目的とするところは、第1にブラシの機械的磨
耗がさらに抑制できるリニアモータの提供にあり、第2
にブラシの磨耗粉が発生しても給電基板の正負の電圧の
導電部間が電気的につながった状態になりにくいリニア
モータの提供にある。
【0006】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
めに本発明のリニアモータは、筒状に長く延びた固定子
ケースにその長手方向に交互に異極が存在する永久磁石
と上下に蛇行する絶縁部を挟むようにして正負の電圧の
導電部を設けた給電基板を収容配設した固定子ブロック
と、固定子ケースに移動自在にガイドされる可動台にコ
イルを巻装して永久磁石に対向するヨークを長手方向に
複数個並設して配設するとともに給電基板の導電部に摺
接して各コイルに給電するブラシを有する可動子ブロッ
クとよりなるリニアモータにおいて、その給電基板は、
ブラシが通過する絶縁部に導電部と略同一高さとなるラ
ンド部を導電部に対して絶縁的に設け、導電部及びラン
ド部の対面縁と、ブラシの移動方向両端面とが非平行と
なるよう形成されている構成としてある。
【0007】また、その給電基板は、導電部とランド部
の対面縁がブラシの移動方向に対して非直交になるよう
形成することが好ましい。
【0008】そして、その給電基板は、ブラシが通過す
る絶縁部に導電部と略同一高さとなるランド部を導電部
に対して絶縁的に設けるとともに、そのランド部にブラ
シが通過する絶縁間隙が形成されている構成としてあ
る。
【0009】さらに、ランド部にブラシが通過する絶縁
間隙が形成された給電基板にあっても、その導電部とラ
ンド部の対面縁がブラシの移動方向に対して非直交にな
るよう形成する構成とすることが好ましい。
【0010】
【作用】この構成によれば、導電部及びランド部の対面
縁と、ブラシの移動方向両端面とが非平行となってお
り、好ましくは導電部とランド部の対面縁がブラシの移
動方向に対して非直交になっているので、ブラシは移動
時の上下動が殆どなくなって機械的磨耗が極めて少ない
ものとなる。
【0011】また、ランド部にブラシが通過する絶縁間
隙を設けているので、仮に導電部とランド部間にブラシ
の電気的あるいは機械的磨耗粉がたまったとしても、正
負の電圧の導電部間が電気的につながった状態になりに
くいものとなる。
【0012】さらに、上述した特徴ある構成をともに備
えたものは、機械的磨耗が極めて少ないものとなるうえ
に、正負の電圧の導電部間が電気的につながった状態に
なりにくいものとなる。
【0013】
【実施例】以下、本発明の第1実施例を図1乃至図4に
基づいて説明する。このリニアモータは、固定子ブロッ
ク1 と可動子ブロック7 とを基本構成部材とし、特に、
固定子ブロック1 の給電基板4 が特徴ある構成になって
いる。
【0014】固定子ブロック1 は、筒状に長く延びた固
定子ケース2 と、その長手方向に交互に異極が存在する
永久磁石3 と、正負の電圧の導電部5,6 を設けた給電基
板4を収容配設している。
【0015】固定子ケース2 は、アルミニウム等の押し
出し成形等により形成し、上方を可動子ブロックのヨー
ク収容部、下方を可動子ブロックのローラ収容部とし、
下面の中央には搬送物支持体が貫通する開口部2aを有
し、その両側はローラガイド2b,2b としている。また、
上面には永久磁石3 を配設するI形の支持部2c、一方側
面には給電基板4 を配設するL形の支持部2d,2d を有す
る。
【0016】永久磁石3 は、固定子ケース2 の支持部2c
に固定され、図3に示すように、その長手方向に一定ピ
ッチで交互に異極が存在する。なお、この永久磁石3 は
長手方向と直交する方向、すなわち厚み方向に着磁して
あるので、前述した交互の異極とは一方側から見た状態
をいっている。今、N極とS極からなる1ピッチをLと
する。
【0017】給電基板4 は、好ましくは可撓性のある絶
縁基板製であり、図1に示すように、中央部に一定間隔
で上下に蛇行する絶縁部4aが存在するよう、すなわち絶
縁部4aにて分離された状態に、換言すれば絶縁部4aを挟
むようにして上下に正負の電圧の銅箔等よりなる導電部
5,6 を設けている。
【0018】さらにこの給電基板4 は、後述するブラシ
が通過する絶縁部4aに導電部5,6 と略同一高さ (約70μ
m)となるランド部4bを導電部5,6 に対して絶縁的に設け
ている。そして重要なことは、導電部5,6 とランド部4b
の対面縁5e,6e と4eがブラシの移動方向に対して非直交
になるよう一定角度で傾斜させていることである。これ
により、対面縁5e,4e と6e,4e 間には 0.4mm程度の間隙
g,g,─が形成される。
【0019】従って、後述する可動子ブロックのブラシ
は、給電基板4の中央を正導電部5→間隙g →ランド部4
b→間隙g →負導電部6 →間隙g →ランド部4b→正導電
部5─と摺接していく。その寸法は、正負導電部5,6 を
L/3、絶縁部をL/6とする。
【0020】可動子ブロック7 は、ローラ9 及び搬送物
支持体10を実質的に一体化した可動台8 と、ヨーク11及
びコイル12と、ブラシ13を有している。
【0021】可動台8 は、この実施例では、図4に示す
ように、PBT (ポリブチレンテレフタレート) のよう
な合成樹脂により形成された3個が互いに回動自在に連
結されており、それぞれの主要部8aがヨーク11及びコイ
ル12を配設し得る大きさを有して固定子ケース2 の上方
収容部に位置する。そしていずれかの可動台8 の主要部
8aにはフック8bが取着され、その先端がローラ収容部に
延びてカーテン等を係止する搬送物支持体10の係止孔10
b に結合している。なお、可動台8 は、1個にして、そ
の主要部8aがヨーク11及びコイル12を長手方向に複数個
(例えば3個)配設し得る大きさを有するようにしても
よい。前述した搬送物支持体10には、ローラ軸9aが貫装
しており、搬送物支持体10を挟むようにしてローラ9,9
が回転可能にローラ軸9aに支持してあり、また中央付近
には搬送物取付け用の取付け孔 (図示せず) が設けてあ
る。従って可動台8 は、固定子ケース2 に移動自在にガ
イドされる。
【0022】ヨーク11は、基本的には対向脚片11a,11a
と連結片11b にてコ字状をなす積層鉄心にてコ字状をな
し、その連結片11b が可動台8 に嵌め込み固定される。
従って、ヨーク11の対向脚片11a,11a が永久磁石3 に所
定間隙を介して対向する状態になる。ヨーク11の対向片
11a,11a の先端部には、機械的な保護を兼ねて摩擦抵抗
の少ない樹脂製のキャップ11c を被せることが望まし
い。
【0023】コイル12は、対向片11a,11a に装着された
コイル枠12a の周囲に巻回される。このようなヨーク11
及びコイル12は、永久磁石3 とともに電磁石を構成する
こととなり、その電磁石は長手方向に3個並設されたこ
ととなる。この場合、3個のコイル12の端末の一方は共
通接続とする。また、このヨーク11は、その長手方向長
さをl1とした場合、l1<L/3とする。
【0024】ブラシ13は、直方体状をなし、先端部が給
電基板4 に摺接するよう基端部が各電磁石毎に設けた絶
縁板13a に設けられ、3個のコイル12の端末の他方に電
気的に接続される。このブラシ13は、その先端部が長手
方向にL/3の間隔で位置する。
【0025】このリニアモータは、3個 (3相) のコイ
ル12,12,12のいずれか2個 (2相)にブラシ13を介して
常時電流を流し、その際に生じる起磁力により一定方向
の推進力を得て可動子ブロック7 が進行する。そのとき
ブラシ13は、前述したように給電基板4 を摺接するが、
導電部5,6 とランド部4bの対面縁5e,6e と4eがブラシの
移動方向に対して非直交になるよう一定角度で傾斜させ
てあるので、ブラシ13は間隙g,g,─に落ち込むような上
下動がない状態で移動することとなる。これにより、ブ
ラシ13の機械的磨耗は極めて少ないものとなる。
【0026】図5は、給電基板4 の変形例であり、導電
部5,6 とランド部4bの対面縁5e,6eと4eがブラシの移動
方向に対して非直交になるよう曲面状に形成している。
図6は、給電基板4 のさらに別の変形例であり、導電部
5,6 とランド部4bの対面縁5e,6e と4eがブラシの移動方
向に対して非直交になるよう2個の直線からなるよう形
成している。これらの変形例も、先の実施例と同様にブ
ラシ13に良好な移動をさせることができる。
【0027】なお、この実施例では、ブラシ13を直方体
状にし、給電基板4 の対面縁5e,6eと4eがブラシの移動
方向に対して非直交となるようにしたもので説明した
が、これらは直交にしておいてブラシ13の移動方向両端
面をこれらに非平行となるように形成してもよい。
【0028】次に、本発明の第2実施例を図7に基づい
て説明する。この実施例も、給電基板に特徴があり、そ
の他の部材は第1実施例と同様であるのでその説明は省
略する。
【0029】この給電基板4 は、好ましくは可撓性のあ
る絶縁基板製であり、図7に示すように、中央部に一定
間隔で上下に蛇行する絶縁部4aが存在するよう、すなわ
ち絶縁部4aにて分離された状態に、換言すれば絶縁部4a
を挟むようにして上下に正負の電圧の導電部5,6 を設
け、さらにブラシ13が通過する絶縁部4aに導電部5,6 と
略同一高さとなるランド部4bを導電部5,6 に対して絶縁
的に設けている点は第1実施例と同様であるが、導電部
5,6 とランド部4bの対面縁5e,6e と4eがブラシの移動方
向に対して直交になるよう、従って対面縁5e,4e と6e,4
e 間の間隙g,g,─もブラシ13の移動方向に対して直交に
なるよう形成される。
【0030】そしてこの給電基板4 は、ランド部4bにブ
ラシ13が通過する位置にさらに幅が0.4mm程度の絶縁間
隙4gが形成されている。従って、ブラシ13は、給電基板
4の中央を正導電部5 →間隙g →ランド部4b→絶縁間隙
4g→ランド部4b→間隙g →負導電部6 →間隙g →ランド
部4b→絶縁間隙4g→ランド部4b→正導電部5 ─と摺接し
ていく。
【0031】これにより、ブラシ13が導電部5,6 と接離
する際に電気的磨耗を生じてその磨耗粉が間隙g,g,─に
たまり、導電部5,6 とランド部4bが電気的につながった
状態になったとしても、絶縁間隙4gの存在により導電部
5,6 間の絶縁状態が確保できる。なお、1個のランド部
4bに形成する絶縁間隙4gは複数であってもよい。
【0032】次に、本発明の第3実施例を図8に基づい
て説明する。この実施例も、給電基板に特徴があり、そ
の他の部材は第1実施例と同様であるのでその説明は省
略する。
【0033】この給電基板4 も、好ましくは可撓性のあ
る絶縁基板製であり、図8に示すように、中央部に一定
間隔で上下に蛇行する絶縁部4aが存在するよう、すなわ
ち絶縁部4aにて分離された状態に、換言すれば絶縁部4a
を挟むようにして上下に正負の電圧の導電部5,6 を設
け、さらにブラシ13が通過する絶縁部4aに導電部5,6 と
略同一高さとなるランド部4bを導電部5,6 に対して絶縁
的に設けている点は第1及び第2実施例と同様である
が、導電部5,6 とランド部4bの対面縁5e,6e と4eがブラ
シの移動方向に対して非直交になるよう、従って対面縁
5e,4e と6e,4e 間の間隙g,g,─もブラシ13の移動方向に
対して非直交になるよう形成される。つまり、第1実施
例と第2実施例の特徴を兼ね備えた構成になっているの
である。
【0034】これにより、ブラシ13が導電部5,6 と接離
する際に電気的磨耗を生じてその磨耗粉が間隙g,g,─に
たまり、導電部5,6 とランド部4bが電気的につながった
状態になったとしても、絶縁間隙4gの存在により導電部
5,6 間の絶縁状態が確保できるとともに、ブラシ13は間
隙g,g,─や絶縁間隙4g,4g,─に落ち込むような上下動が
ない状態で移動することとなってその機械的磨耗も極め
て少ないものとなる。
【0035】
【発明の効果】本発明のリニアモータは、導電部及びラ
ンド部の対面縁と、ブラシの移動方向両端面とが非平行
となっており、好ましくは導電部とランド部の対面縁が
ブラシの移動方向に対して非直交になっているので、ブ
ラシは移動時の上下動が殆どなくなって機械的磨耗が極
めて少ないものとなる。
【0036】また、ランド部にブラシが通過する絶縁間
隙を設けているので、仮に導電部とランド部間にブラシ
の電気的あるいは機械的磨耗粉がたまったとしても、正
負の電圧の導電部間が電気的につながった状態になりに
くいものとなる。
【0037】さらに、上述した特徴ある構成をともに備
えたものは、機械的磨耗が極めて少ないものとなるうえ
に、正負の電圧の導電部間が電気的につながった状態に
なりにくいものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例の要部を示す平面図であ
る。
【図2】その縦断面図である。
【図3】その永久磁石の部分斜視図である。
【図4】その可動子ブロックの斜視図である。
【図5】その給電基板の変形例を示す平面図である。
【図6】その給電基板の別の変形例を示す平面図であ
る。
【図7】本発明の第2実施例の要部を示す平面図であ
る。
【図8】本発明の第3実施例の要部を示す平面図であ
る。
【図9】従来の給電基板を示す平面図である。
【符号の説明】
1 固定子ブロック 2 固定子ケース 3 永久磁石 4 給電基板 4a 給電基板の絶縁部 4b 給電基板のランド部 4e ランド部の対面縁 4g 給電基板の絶縁間隙 5,6 給電基板の導電部 5e,6e 導電部の対面縁 g 間隙 7 可動子ブロック 8 可動台 9 ローラ 10 搬送物支持体 11 ヨーク 12 コイル 13 ブラシ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−112665(JP,A) 特開 平4−29595(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02K 41/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 筒状に長く延びた固定子ケースにその
    長手方向に交互に異極が存在する永久磁石と上下に蛇行
    する絶縁部を挟むようにして正負の電圧の導電部を設け
    た給電基板を収容配設した固定子ブロックと、固定子ケ
    ースに移動自在にガイドされる可動台にコイルを巻装し
    て永久磁石に対向するヨークを長手方向に複数個並設し
    て配設するとともに給電基板の導電部に摺接して各コイ
    ルに給電するブラシを有する可動子ブロックとよりなる
    リニアモータにおいて、前記給電基板は、ブラシが通過
    する絶縁部に導電部と略同一高さとなるランド部を導電
    部に対して絶縁的に設けるとともに、そのランド部にブ
    ラシが通過する絶縁間隙が形成されているリニアモー
    タ。
  2. 【請求項2】 前記ランド部は、導電部とランド部の
    対面縁がブラシの移動方向に対して非直交になるよう形
    成されている請求項1記載のリニアモータ
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