JPH0116385Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、物品を移動搬送させるための可動コ
イル型リニアモータに関するものである。

従来の可動コイル型リニアモータには、特開昭
55−83454号公報に示されるごとく、第１にはモ
ータストロークの全域にわたつて一様な磁束を発
生させその中を可動コイルを移動させるもの、第
２には比較的に狭い範囲に磁束を発生させておき
その中に比較的に長い可動コイルを設けて可動コ
イルが移動してもコイルの一部に必ず一定量の磁
束を作用させることによつてストローク範囲内で
一様な発生力を得るもの、第３には上記２つの発
展型であつて、平板状で厚み方向に着磁されかつ
各々着磁方向が異なるように交互に長手方向に配
置された永久磁石片を片面に有するヨークを２
組、永久磁石面を向かい合わせ、互いに向かい合
う極性が異なるように対向して配置し、その両端
をサイドヨークで固定し、対向する永久磁石の間
の空隙に一様な磁束密度を生じる様に磁気回路を
改良し、その空隙内を磁束と直角方向に運動で
き、かつその巻線部の巻線方向が磁束と直角であ
る扁平な複数個の可動コイルを積層状に構成し
て、長いストロークが可能なようにしたものなど
がある。

しかしながら、第１、第２の形式とも全磁束を
一つ又は二つの磁路に集めて永久磁石に帰還させ
ているので磁気飽和が起き易く、長いストローク
がとれないか、又はヨークの寸法が大きくなり装
置が非常に大型かつ重量の大きいものとなる。ま
た、第３の形式は、前記のような欠点はないもの
の、巻枠上に巻線された２個の可動コイルを積層
状に組合わせて可動コイル組立体を構成している
ので、可動コイル組立体が厚さが大きくなり、こ
のため磁石間空隙が大きく必要であり、磁束密度
が小さくなる。また、この可動コイル組立体を前
記空隙に沿つて移動可能に支持する支持装置を特
別に要するなどの問題がある。

本考案は、上記の問題を解決するためになされ
たものであり、長いストロークが可能であると共
に比較的に推力が大きく、かつ特別な支持装置を
必要とせず小型で安価な可動コイル型リニアモー
タを提供することを目的とする。

しかして、その構成は、相対向するヨークと、
平板状で厚み方向に着磁され、互いに向かい合う
極性が異なる様にまた隣り合う極性が異なるよう
に、前記ヨークの相対向する内面に長手方向に配
置された永久磁石片と、相対向する前記磁石片の
空隙内を磁束と直角方向に運動でき、かつその巻
線部の巻線方向が磁束と直角である複数個の可動
コイルを組合わせた可動コイル組立体とを備える
可動コイル型リニアモータにおいて、前記可動コ
イル組立体は、巻線部及び空心部の幅が同一であ
るとともに上下に折曲部を有する可動コイル２個
をコイル全幅の1/3だけずらして、一方の可動コ
イルの空心部に他方の可動コイルの巻線部が納ま
るように背中合わせに組合わせ、かつこの可動コ
イル組立体の両側において外力に突出する各可動
コイルの上下折曲部により可動コイル組立体を前
記磁石片に支持せしめて、可動コイル組立体が前
記磁石片に案内されて移動するように構成したこ
とを特徴とする。

以下、本考案を図面に表わされた実施例につい
て説明する。

第１図は一実施例の正面図、第２図はそのＡ−
Ａ断面図、第３図は扁平可動コイルの斜視図、第
４図はそれを２個組合わせた可動コイル組立体の
斜視図、第５図は第１図のＢ−Ｂ断面図である。

本実施例は、Ｕ字型断面を有するヨーク１と、
平板状で厚し方向に着磁され、互いに向かい合う
極性が異なる様に、また隣り合う極性が異なるよ
うに、この磁石片２Ａ，２Ｂ（第１図では互いに
向かい合う磁石片２Ａ，２Ｂが重なるため、符号
２Ａ，２Ｂを単に２と表示している）の幅ｌと同
寸法だけ間隔をあけて前記ヨーク１の相対向する
内面１Ａ，１Ｂに長手方向に配置された永久磁石
片２Ａ，２Ｂと、相対向する磁石片２Ａ，２Ｂの
空隙４内を磁束と直角方向に運動でき、かつその
巻線部３ａと巻線方向が磁束Ｂと直角方向で、そ
の巻線部３ａ及び空心部３ｂの幅ｌが、磁石片２
Ａ，２Ｂの幅ｌと同一であるような扁平な２個の
可動コイル３Ａ，３Ｂを長手方向に磁石片２Ａ，
２Ｂの幅ｌすなわちコイル全幅の1/3だけずらし
て組合わせた可動コイル組立体３によつて構成さ
れる。可動コイル３Ａ，３Ｂは、巻枠を使用しな
いところの、いわゆる型巻きコイルであり、左右
両端に巻線部３ａを有し、中央が空心部３ｂをな
し、上下に折曲部３ｃを備えるコ字型をなしてい
る。可動コイル組立体３は、同一形状をなす２個
の可動コイル３Ａ，３Ｂを背中合わせにして、永
久磁石片２Ａ，２Ｂの幅（巻線部３ａ及び空心部
３ｂの幅）ｌ（コイル全幅の1/3）だけずらして、
一方の可動コイル３Ａ（又は３Ｂ）の空心部３ｂ
に他方の可動コイル３Ｂ（又は３Ａ）の巻線部３
ａが納まるように組合わせて構成したものであ
り、各可動コイル３Ａ，３Ｂの上下の折曲部３ｃ
がそれぞれ外方に突出するため、側面形状が第２
図図示の如くＩ字型をなしている。そして、可動
コイル組立体３は第２図図示の如く永久磁石片２
Ａ，２Ｂの間（空隙４）に挿入され、上下の折曲
部３ｃによつて、これら磁石片２Ａ，２Ｂに支持
されている。５，５Ａ，５Ｂは可動コイル組立体
３が磁石片２Ａ，２Ｂに沿つて滑らかに動くよう
にするための非磁性体からなるガイドであり、永
久磁石片２の間（第１図図示）及び永久磁石片２
Ａ，２Ｂの上下（第２図図示）に設けられてい
る。このガイド５，５Ａ，５Ｂは、第５図では図
示が省略されている。

次に、作用について説明する。第５図は、可動
コイル組立体３が右方向に移動するように駆動す
る場合を説明するものである。可動コイル組立体
３が第５図ａに示す位置にあるとき、可動コイル
３Ａに通電し、続いてコイル３Ｂにも通電する。
コイル３Ａの左側の巻線部３ａを手前から紙面に
向かう電流、及びこれとは逆に右側の巻線部３ａ
を紙面から手前に向かう電流が、それぞれ磁石片
２Ｂ，２ＡのＮ極からＳ極に向かう磁束によつ
て、フレミングの左手の法則に従い、右側に向か
う力を受け可動コイル組立体３が第５図ｂ図示の
如く右側に移動する。第５図ｂに示すごとく、コ
イル３Ａおよび３Ｂが磁石片２Ａ，２Ｂに共に対
面する状態においては、両コイル３Ａ，３Ｂに電
流が流され、コイル組立体３が移動している。コ
イル３Ｂが、同図ｃ図示の如く隣り合う磁石片２
Ａ，２Ｂに対面する位置まで来ると、コイル３Ｂ
はそのまま通電状態であり、コイル３Ａは通電方
向が逆向きに切替えられる瞬間である。同図ｄ
は、コイル３Ａの電流が逆向きに切替わつた後、
さらに右方向へ移動した状態を表わしている。こ
のような通電方向の切替えを繰返すことによつ
て、コイル組立体３をさらに右方向へ移動させる
ことができる。コイル３Ａ，３Ｂへの通電方向の
切替えは、公知のごとく永久磁石片２Ａ，２Ｂと
可動コイル３Ａ，３Ｂとの相対位置を磁気検出素
子などによつて検出して、コイル３Ａ，３Ｂの巻
線部端に加える電流の方向を切替える制御装置に
よることができる。また、本考案者が別途に提案
する給電方法により、ブラシと印刷配線板を用い
ることもできる。

なお、可動コイル組立体３を左方向に移動させ
るには、コイル３Ａ，３Ｂの電流をすべての位置
で上記の右方向移動の時とは逆向きにすればよ
い。

しかして、第５図ａ図示において磁束が作用す
るコイル３Ａの幅の総和は（ｌ＋ｌ）＝2lであり、
同図ｂ図示において磁束の作用するコイル３Ａ，
３Ｂの幅の総和Ｌは次式のように2l（磁石片の幅
の２倍）となり、一定である。

Ｌ＝（ｘ＋ｌ＋ｙ）＝（ｘ＋ｙ）＋ｌ＝2l （ここで、ｌ：磁石片２Ａ，２Ｂの幅） すなわち、本考案により磁石の使用量を従来の
二分の一にしても、可動コイル組立体３が受ける
推力（Ｆ＝BI）は変わらない（ちなみに、特開
昭55−83454号公報に示される従来技術において
は、磁束の作用するコイルの幅は１個の磁石の幅
ｌであつた）。

本考案の上記実施例においては、ヨーク１断面
形状をＵ字型にしたことにより、磁気回路が第２
図に矢印φ１で示すごとく、ヨーク１の結合部
（Ｕ字型断面を有するヨーク１の底部）を通るも
のと、第５図ｄに矢印φ２で示すごとく、ヨーク
１の長手方向を通るものとの２通りがあり、磁気
抵抗が小さく空隙４における磁束密度Ｂが大とな
る。また、可動コイル３Ａ，３Ｂは、それぞれ第
３図図示の様に同一幅の巻線部３ａと空心部３ｂ
を有するように巻かれ、しかも上下に折曲部３ｃ
を形成して、第４図に示すように相互に一方の巻
線部３ａが空心部３ｂに嵌り合うようにコイル全
幅の1/3だけずらして組合わされる。こうするこ
とにより、可動コイル組立体３は磁石片２Ａ，２
Ｂ間の空隙４に入る部分が１つのコイル３Ａ又は
３Ｂ分の厚さと同じになるため、空隙４が小さく
でき、磁束密度Ｂが大となり、高推力が得られ
る。また、可動コイル組立体３の両側において外
方に突出する各可動コイル３Ａ，３Ｂの推力発生
には有効でない上下折曲部３ｃを利用して可動コ
イル組立体３を磁石片２Ａ，２Ｂに支持せしめる
ことにより、従来のような可動コイル組立体３を
空隙４に沿つて移動可能に支持する特別の支持装
置を廃止でき、高推力を維持しながら構成を簡略
化し得る。

以上のように、本考案によれば、長い無限スト
ロークが可能であると共に、比較的に推力が大き
く、かつ小型で安価な可動コイル型リニアモータ
を提供することができるという優れた効果があ
る。即ち、本考案によれば、可動コイル組立体を
相対向する磁石片の空隙に沿つて移動可能に支持
するから長い無限のストロークが可能であり、上
下に折曲部を有する可動コイルを背中合わせに組
合わせた可動コイル組立体は相対向する磁石片の
空隙に入る部分の厚さが１つの可動コイルの厚さ
と同じになるとともに、各可動コイルの推力発生
には有効でない上下折曲部を利用して可動コイル
組立体が磁石片に支持されるから、特別な支持装
置を必要とせず、構造を簡略化でき、小型で安価
なリニアモータを提供でき、しかも高推力を維持
可能であるなどの以上述べたごとき数々の優れた
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す正面図、第２
図は第１図のＡ−Ａ断面図、第３図は可動コイル
の斜視図、第４図はこの可動コイルを２個組合わ
せた可動コイル組立体の斜視図、第５図は第１図
のＢ−Ｂ断面図である。 １……ヨーク、２，２Ａ，２Ｂ……永久磁石
片、３……可動コイル組立体、３Ａ，３Ｂ……可
動コイル、４……空隙、５……ガイド。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 相対向するヨークと、平板状で厚み方向に着磁
   され、互いに向かい合う極性が異なる様にまた隣
   り合う極性が異なるように、前記ヨークの相対向
   する内面に長手方向に配置された永久磁石片と、
   相対向する前記磁石片の空隙内を磁束と直角方向
   に運動でき、かつその巻線部の巻線方向が磁束と
   直角である複数個の可動コイルを組合わせた可動
   コイル組立体とを備える可動コイル型リニアモー
   タにおいて、 前記可動コイル組立体は、巻線部及び空心部の
   幅が同一であるとともに上下に折曲部を有する可
   動コイル２個をコイル全幅の1/3だけずらして、
   一方の可動コイルの空心部に他方の可動コイルの
   巻線部が納まるように背中合わせに組合わせ、か
   つこの可動コイル組立体の両側において外方に突
   出する各可動コイルの上下折曲部により可動コイ
   ル組立体を前記磁石片に支持せしめて、可動コイ
   ル組立体が前記磁石片に案内されて移動するよう
   に構成したことを特徴とする可動コイル型リニア
   モータ。