JPH0312056Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔技術分野〕 この考案は、固定子と可動子ともに磁性体によ
る複数の歯部を有し、円筒状の固定子の内周面を
所定の微小空隙を維持して可動子が直線移動でき
るように構成したリニアモータに関し、特に、制
動部材の基部を可動子に固定し他方を固定子の磁
極歯に圧接触・解除するように制動部材を設けた
リニアモータに関する。

〔従来技術〕 この種のリニアモータは、コンピユータ自動機
器（例えば、フロツピーデイスクのヘツド）、プ
リンタ、自動ミシン、ロボツト等の電子機器の高
い位置決め精度と高速応答性とを必要とする直線
運動に使われる。

リニアモータは、固定子、可動子ともに磁極歯
を有し、かつ、可動子には、永久磁石と電磁石と
を配置したもので、第１図に、これら従来例の円
筒状のリニアモータを示す。

１は、円筒状の固定子であり、その内側に長手
方向に一定ピツチで多数の磁極歯２を設ける。３
は可動子であり、永久磁石４と、４つの可動子磁
極群５，６，７，８と継鉄９，９と継鉄９，９に
巻装された４相４個の巻線１０，１１，１２，１
３とから構成されている。永久磁石４は、内側に
円筒孔をもつリング状の偏平磁石で、その側面に
おいてＮ極、Ｓ極に磁化される。前記永久磁石４
を挾んで磁極群５，６，７，８と継鉄９，９がそ
れぞれの円筒孔を介して固定子の長手方向に延出
する非磁性体の中空円筒１４に嵌着される。この
中空円筒１４はベアリングスリーブ１５を径てシ
ヤフト１６に支持される。

一方、１７は、円筒状の固定子１の両側に嵌着
された非磁性体よりなる側板である。１８は、伝
達桿であり、側板１７の片側に貫通して、この伝
達桿により被駆動部材を駆動する。尚、４つの可
動子磁極群５，６，７，８は、固定子１の磁極歯
２のピツチと等しく、かつ1/4ピツチの位相が異
なるように磁極歯を形成する。また、固定子１の
磁極歯２と可動子磁極群５，６，７，８の磁極歯
とは、微少空隙１９を介して互に対向して配置さ
れる。この従来例では、各巻線を順次付勢するこ
とにより固定子１の長手方向に可動子３を歩進さ
せるのが一般的である。即ち、例えば、各巻線が
同一方向に巻装されていると、巻線１０のみに順
方向（＋方向で以下順方向という）に付勢すると
可動子３がベアリングスリーブ１５を介してシヤ
フト１６をスライドして右方向に歩進し、次に巻
線１２のみに逆方向（一方向で以下逆方向とい
う）に付勢すると、可動子３が同様に右方向に歩
進し、次に巻線１１のみに逆方向に付勢すると、
可動子３が同様に右方向に歩進し、次に巻線１３
のみに順方向に付勢すると可動子が同様に右方向
に歩進する。また、上記と反対に順次付勢する
と、可動子３がベアリングスリーブ１５を介して
シヤフト１６をスライドして左方向にそれぞれ歩
進する。

しかしながら、従来技術のリニアモータにおい
ては、停止位置を保持するために常に或る相の付
勢コイル（巻線１０，１１，１２，１３のうちい
づれか１つの巻線）に通電して付勢しなければな
らない構成となつている。従つて、この付勢コイ
ルを装着した可動子３は、その通電による電気的
熱損失により発熱（自己加熱）が続き、かつ、リ
ニアモータは、塵埃等の侵入を防止するため密閉
型となつているので冷却効果が悪いからリニアモ
ータ全体は相当な高温度に上昇する。このこと
は、リニアモータそのものを耐熱性にする必要が
あると共に、その周囲の耐熱性の低い部材（例え
ば、プラスチツク、電線類）を損傷させ他の機器
の機能を劣化させる。

例えば、フロツピーデイスクのヘツド駆動用と
してもちいると、フロツピーデイスクが熱変形し
て表面が波状になり書き込み、読み出しにエラー
を生じ使用に耐えなくなる等である。以上述べた
ように、リニアモータ自身も耐熱性の向上から高
価のものとなつたり、周囲の他の機器部材を劣化
損傷させるので、長時間での停止機能は、非常に
危険であり安全性に問題点がある等の未解決事項
をかかえていた。

〔考案の目的〕

以上述べたように、この考案は、未解決な問題
点を基部を可動子３に固定し先端の舌片２０ｂ又
は中央部を固定子１の磁極歯２に対向させた制動
部材２０を設けることによつて解決することを目
的とする。

〔考案の構成および作用〕

以下、この考案の具体的な実施例を図面に基づ
いて説明する。第２図、第３図は、この考案のリ
ニアモータの第一実施例で、第２図は正面部分断
面図、第３図はその側面図を示し同一部品は同一
符号を付する。

この考案は、従来技術のリニアモータの可動子
３に磁性体よりなる弾力性のある制動部材２０を
装着したものである。制動部材２０は、第４図に
示すように水平面に対して微小角θ傾斜して一端
に基部２０ａと他端に略水平に配置した舌片２０
ｂとをもち弾性的に一体に形成される。

可動子磁極群５，６，７，８の外周の長手方向
の一部には、縦溝２１，２２，２３，２４を設
け、２１，２２，２３は同形の縦溝で２４は２
１，２２，２３より若干深溝とする。制動部材２
０の一端の基部２０ａを縦溝２１に固着し、他端
の舌片２０ｂは微少空隙１９を介して固定子１の
磁極歯２の内周側を弾性的に圧接触するように配
置される。

しかして、巻線１０，１１，１２，１３のいづ
れかの付勢コイル通電時には、制動部材２０は前
述の縦溝２２，２３，２４に吸引収納される。

無通電時には、制御部材２０の弾性力により縦
溝２２，２３，２４より解離し、その先端部の舌
片２０ｂは固定子１の磁極歯２の内周側に圧接触
しリニアモータの停止位置を保持するように作用
する。

即ち、巻線１０のみに順方向に付勢すると永久
磁石４との磁気作用で可動子３の磁極５が微少空
隙１９を介して対向する固定子１の磁極歯２の最
も近い歯の位置に引きつけられ、同時に磁極６は
永久磁石４と打消し合い右方向に歩進しようとす
る。

同時に、微少空隙１９の一部に介在する制動部
材２０も磁化される。従つて、制動部材２０は、
固着部を支点として可動子３の磁極５および磁極
６に吸引され可動子３に設けた縦溝２２，２３，
２４内に収納される。

以下巻線１２，１１，１３についても同様であ
り可動子３はシヤフト１６をスライドしながら右
方向に歩進を続ける。

制動部材２０は、その間各巻線１２，１１，１
３の励磁作用を受けて可動子３の縦溝２２，２
３，２４に収納されたままとなる。

また、巻線１０，１２，１１，１３の無通電時
には、磁束の解放により可動子３の歩進は無く停
止状態となり、同時に制御部材２０は元の形状に
復帰しその先端の舌片２０ｂは固定子１の磁極歯
２の内周面を圧接触し可動子３を歩進動作完了時
の位置に保持する。尚、左方向に歩進するときも
同様であるので省略する。

尚、第一実施例では、１個の制動部材２０につ
いて説明したが、第５図に示すように複数個の制
動部材２０と可動子３の磁極群５，６，７，８に
複数列の縦溝２１，２２，２３，２４とを設け
て、リニアモータの停止時に制動部材２０による
圧接触を高くすることも可能である。

この際、制動部材２０の動作による叩き音が大
きいときは、制動部材２０の舌片２０ｂにゴム等
のクツシヨンを装着すると良い。

第６図ａおよびｂは、この考案の第二の実施例
で、制動部材２０に使用される圧電素子（バイモ
ルフ型と積層型）の説明図である。

バイモルフ型は、圧電セラミツクスを二枚貼り
合せて長方形や台形に成形し、厚み方向に電圧を
印加してベンデイングさせその変位を利用するも
ので直列型と並列型とがある。積層型は、厚み方
向に分極された板を積み重ねたもので、各圧電板
の電極は一層おきに電気的に並列接続し、電圧を
印加すると高さ方向に伸びるものである。

バイモルフ型圧電素子２５を制動部材２０とし
て使用するときは、その基部一端又は両端を可動
子に固着する。即ち、リニアモータを停止保持す
るときに、圧電素子に電圧を印加しベンデングさ
せ圧電素子の先端又は中央部が固定子１の磁極歯
２の内周面を圧接触する。また、駆動時には電圧
を遮断することにより元の位置（可動子３）に復
帰する。また、積層型圧電素子２６を使用すると
きは、基部を可動子３に固着し、電圧印加による
高さ方向の伸びを利用する。

上記の第二実施例において、複数個の圧電素子
２５，２６を使用することも第一実施例同様可能
である。

〔考案の効果〕

以上説明したように、この考案は、微少空隙１
９を介して固定子１と可動子３を対向的に配置し
たリニアモータにおいて、制動部材２０の基部を
可動子３に固着し他方を固定子１の磁極歯２を圧
接触するように停止位置保持機構を形成し、か
つ、駆動時には停止位置保持機構を解除するよう
に構成したので、従来技術のような停止保持のた
めの巻線の付勢による電気的損失（自己加熱）に
よつて高温度に上昇して製品寿命を短かくするば
かりでなく、その周囲の他の機器の機能を劣化・
損傷させたりするようなことは解消され、リニア
モータとしての信頼性の向上、安全性の向上に寄
与すると共に、停止時のセツトリングタイム（作
動してから安定するまでの期間）が大幅に減少す
るとともに高い位置決め精度と高速応答性等の性
能向上にも大なる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来技術のリニアモータを示す縦断
面図、第２図は、本考案の第一実施例のリニアモ
ータを示す正面部分縦断面図、第３図は、本考案
はの第一実施例の第２図の側面図、第４図は、本
考案の第一実施例の要部である制動部材の形状を
示す説明図、第５図は、本考案の第一実施例の他
の例を示す側面図、第６図ａおよびｂは、本考案
の第二実施例に使用するバイモルフ型および積層
型の圧電素子の説明図である。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 長手方向に一定のピツチで磁性体よりなる多数
   の磁極歯２を有する固定子１と、長手方向に磁極
   をもつ永久磁石４と磁極歯を有する可動子磁極群
   ５，６，７，８と継鉄９，９と各相巻線１０，１
   １，１２，１３とを有する可動子３と、 前記固定子１と微少空隙１９を維持して対向す
   る可動子３を長手方向に沿つて歩進できるように
   案内する案内手段１４，１５とを備えたリニアモ
   ータにおいて、基部を可動子３に固定し先端の舌
   片２０ｂ又は中央部を固定子１の磁極歯２に対向
   させた制動部材２０を設け、可動子３の各相巻線
   １０，１１，１２，１３の無付勢時には固定子１
   の磁極歯２の内周面に圧接触し、通電付勢時には
   解除するように構成したことを特徴とするリニア
   モータ。