JPH03293956A

JPH03293956A - リニアモータ

Info

Publication number: JPH03293956A
Application number: JP9350690A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Noda; 和男野田; Kouichi Yamazaki; 山崎　綱市; Eiichi Nakamura; 栄一中村
Original assignee: Nippon Conlux Co Ltd
Current assignee: Nippon Conlux Co Ltd
Priority date: 1990-04-09
Filing date: 1990-04-09
Publication date: 1991-12-25

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、光カード等のカードを搬送するためのカード
駆動用リニアモータに関するものである。

（従来の技術）従来、例えば光カード等のカード搬送または光ヘッド等
の駆動にリニアモータが利用されている。

このリニアモータは、固定子と可動子とによって構成さ
れる。そして、固定子は、中央にリニアヨークが配され
、このリニアヨークを挟んで両側に一対のリニア空隙を
形成するように一対のリニア磁石が配され、前記リニア
ヨークとリニア磁石の反空隙面とはもう１つのヨークに
よって磁気的に結合されてなる磁気回路として構成され
る。また可動子は、磁気回路におけるリニアヨークに装
着され、通電されることにより磁気回路と電磁作用を行
い、リニアヨークに沿って移動する可動コイルとして構
成されている。

従来のリニアモータを示す第６図（ａ）、　　（ｂ）に
おいて、１および２はそれぞれ厚さ方向に着磁されたリ
ニア磁石であって、両端が曲折したヨーク３および４の
内側にそれぞれ逆向きの極性で取り付けられる。リニア
ヨーク５および６は可動コイル７が巻装されたボビン８
内に捜通されると共に、ヨーク３および４と一体化され
て横長状に形成される。

１１はシャトルで、その下面に保持部材９を介して可動
コイル７が取り付けられる。シャトル１１の両側には軸
受１２および１３と、その案内軸１４および１５が係合
されている。

これらの構成において、リニア磁石１．２のＮ極から出
た磁束は、可動コイル７を横切るようにして内側のリニ
アヨーク５，６に向かい、このリニアヨーク５．６を経
た磁束は外側のヨーク３゜４を通り、リニア磁石１．２
のＳ極側へ戻ることになる。従って可動コイル７に直流
電流を流すと、この電流とリニア磁石１，２の磁束が鎖
交して、電磁作用を行いリニア磁石１．２と可動コイル
７との間に機械的作用力が生じるから可動コイル７が移
動する。

ここで、可動コイル７が受ける推力Ｆは、一般にＦ−Ｂ
ｉｌ（但し、Ｂはコイルに作用する磁束密度、ｉはコイ
ル電流、１は磁界が作用するコイルの有効長）で与えら
れる。また、シャトル１１　（可動コイル７）を逆方向
に移動させるには、可動コイル７に印加する電流の向き
を逆にすればよい。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のようなリニアモータを利用した光カード等の搬送
装置においては、光カードを高速度で往復運動させる必
要があり、限られた距離あるいは時間内に減速、停止お
よび加速させる必要がある。

しかしながら、これら従来の駆動装置では、リニア空隙
に同一方向の磁界を形成するための永久磁石の磁束が均
一なため、つまり単一の磁路であるために、加速度（減
速）を上げようとするとリニアヨーク５，６の両端部お
よびヨーク３，４の両端部で磁気飽和を起こし、加速度
領域における磁束密度が減少し必要とする加減速が実現
できない問題点を有する。

本発明は、このような問題点に着目してなされたもので
、カード駆動装置のコンパクト化を図ると共に、適切な
加減速が行えるようなカード駆動用のリニアモータを提
供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段）上記ｉ」的を達成するために、本発明では、一方が内側
で他方が外側になるように同心状に配され、相互間に磁
気空隙が形成された一対の細長いヨークと、これらヨークの少なくとも一方の端部に設けられ前記磁
気空隙に磁界を生じさせる永久磁石と、前記ヨークを取
り囲み、かつ該ヨークの長子方向に移動可能なように前
記磁気空隙に設けられ、通電されて前記永久磁石による
磁界と電磁作用する可動コイルと、をそなえたリニアモータ、を提供するものである。

（作　用）この構成において、一対の内、外ヨーク間に形成された
該ヨークの長子方向に伸びる磁気空隙には、内側のヨー
クを取り囲みかつ該ヨークの長平方向に移動可能なよう
に可動コイルが設けられている。この可動コイルに直流
通電が行われると、磁気空隙における磁界と電磁作用が
行われて可動コイルがヨークの長手方向の一方向に移動
する。

可動コイルの通電方向を反転すると可動コイルの移動方
向が反転する。

（発明の効果）本発明は上述のように、一対のヨークを同心状に配して
同心状の磁気空隙を形成し、一対のヨークの内の内側の
ものを取り囲むように磁気空隙内に可動コイルを設けた
ため、小型で製作が容品かつ廉価なリニアモータを提供
することができる。

とくに磁気空隙が内外一対のヨーク間に全開構造で形成
されるため、磁気漏れがなく、磁気能率が良好であるか
ら高性能なリニアモータを構成することができる。

（実施例）第１図は、本発明の一実施例を示すカード搬送部分の概
要図で、シャトル２０がリニアモータを構成する磁気回
路２１の作用で摺動軸上を摺動できるようにした全体構
成を示している。

第２図（ａ）　、（ｂ）はリニアモータの構成を示して
おり、同図（ａ）は、同図（ｂ）のＡ−Ａ断面を表して
おり、この第２図（ｂ）はリニアモータの構造を表して
いる。

この光カードの記録・再生装置は、先カードがシャトル
２０に対して自動的に挿脱するように構成される。この
シャトル２０は、リニアモータの側縁に沿って平行に設
けられた一対の摺動軸２２ａ、２２ｂに摺動自在に支持
されている。そしてシャトル２０の下部にリニアモータ
と連結するガイド部２３を備えている。

光カードは、図示しないカード挿入口側のカード引き込
み機構により、このシャトル２０上面に引き込まれて載
置されるようになっている。また、このシャトル２０の
中央には、シャトル２０を摺動軸２２ａ、２２ｂに沿っ
て往復移動させるために、磁気回路（リニアモータ）部
２１において、可動コイル２４が、内側に配された内部
ヨーク２５の長手方向に沿って移動可能なように、内部
ヨーク２５に遊嵌して設けられる。

可動コイル２４は特にボビンを使用せずに、コイル自体
をボビン形状に巻回したものを利用している。その場合
、巻回するコイル巻線同士を接着する方法を採る。可動
コイルは、所定のボビンを使用してこれにコイルを巻装
するようにしてよい。

この内側に配された内部ヨーク２５．２５’の両端部に
は、このヨークの内側に可動コイル２４を横切る磁束を
発生させる永久磁石２６．２６’のＮ極を接着して、そ
の永久磁石２６．２６’の反対側つまりＳ極側には外部
ヨーク２７．２７’を接むして、内磁形のリニアモータ
を構成する。

この実施例では、内部ヨーク２５．２５’　、外部ヨー
ク２７．２７’および永久磁石２６゜２６′を円筒型と
して構成しているが、必ずしもこれに限らず角柱型のも
のを利用することも可能である。

ここでは、シャトル駆動部の中央部に１つの磁気回路（
リニアモータ）２１を設けてシャトル２０を往復移動さ
せるようにしている。このように構成して、可動コイル
２４に電流を流し、その極性に応じて前記シャトル２０
を摺動軸２２ａ。

２２ｂに沿って往復移動させることができる。

ここで、第２図（ａ）に示すように、リニアモータ側の
可動コイル２４をシャトル２０の下方側に固定するため
の搬送軸２８をシャトル２０の移動区間に応じて設ける
。切り欠き部２９は搬送軸２８が移動できるようにした
ものである。永久磁石２６．２６’部分には、通常使用
されるフェライト磁石より強い磁力を持つ希土類磁石、
例えばサマリウムコバルト磁石等を利用することで、内
部ヨークの中央部まで磁界の作用を与えることができる
。

さらに、図示していないが、シャトル２０の位置を検出
するために、遮光板等を設けて、この遮光板による遮光
、非遮光により、その位置等を検出するようになってい
る。また、シャトル２０の移動方向に沿って、印刷等に
よりクロック用パターンを設けたスケールが、リニアエ
ンコーダセンサで検出されエンコーダパルスとして利用
されるようになっている。

ここで、これらリニアモータを利用したシャトルの往復
移動に際しては、移動方向を切り替える両端部において
、加速、減速あるいは停止を行う。

この加減速領域においては強い磁界の作用を必要とする
が、両端部を除く中間部分の定速度領域ではそれほど強
い磁界の作用は必要としない。例えば単一な磁気回路で
、加速度を上げようとすると定速度領域で強過ぎる磁気
回路となり、そのリニアヨーク両端部及びヨーク両端部
で磁気飽和を起さないようにするために、所定の外形寸
法が必要となる。つまり、その分外形寸法が大きくなる
し、コスト高にもなる。従って、一種類の永久磁石（た
とえばフェライト）のみで単一の磁気回路を設けると、
必要な加速（減速）を得るための強い磁力を形成するに
は磁石の面積およびヨークの外形がかなり大きくなり、
その分だけ高価になる。

これに対して、本発明のように、リニアモータ内部の両
端部にフェライトよりも磁力の強い、例えばサマリウム
コバルト磁石等を構成することにより、両端部での加減
速に対して強い推力が得られ、中央部の定速度部分につ
いては、その両端部の永久磁石の弱い磁界を作用するよ
うに構成すれば、従来のものよりヨークの外形寸法が小
さくでき、その分リニアモータを安価に製作できるし、
これらの構成で必要な推力が得られることとなるメリッ
トがある。

本発明の実施例では、！？Ｊ２図（ｂ）で示すように、
別体となっている外部ヨーク２７と外部ヨーク２７′を
接合し、また同様に別体となっている内部ヨーク２５と
内部ヨーク２５′を接合してリニアモータを構成するよ
うにしている。

第３図（ａ）は、内外ヨーク間の磁気空隙長分布を示し
たもので、リニアモータの長手方向両端では磁気空隙長
が小さくなり、中間部では大きくなる。

同図（ｂ）はリニアモータにおける長手方向に沿う所要
駆動力の推移を示したもので、リニアモータの長手方向
両端部では大きな駆動力を必要とする。

同図（Ｃ）は同図（ｂ）の所要駆動力を生じるための通
電電流を示したもので、左向き矢印で示す左行時は右端
で加速パルスが印加され正方向通電されたのち負の減速
パルスが印加される。また右向き矢印で示す右行時は左
端で加速パルスが印加され負方向通電されたのち正の減
速パルスが印加される。

そして、同図（ｄ）は距離対カード速度を示したもので
、右行時、左行時ともにリニアモータ両端が加速領域お
よび減速領域で、中間が定速走行領域である。

第４図および第５図（ａ）、　　（ｂ）は、リニアモー
タの他の実施例を示したもので、その作用、効果は上述
した内磁形のリニアモータと同様であるから、その全体
的な詳細説明は省略し相違点のみを説明する。相違する
のは両端部の永久磁石３０゜３０′を外部ヨークに設け
た外磁型のリニアモータを構成した点である。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図（ａ）、（ｂ）および第３図（ａ）〜（
ｄ）は本発明の一実施例を示すもので、第１図はカード
駆動部全体の要ｓｍ略図、第２図（ａ）は−部所面を示
すリニアモータ全体の構成図、第２図（ｂ）は第２図（
ａ）におけるリニアモータのＡ−Ａ断面図、第３図（ａ
）ないしくｄ）はリニアモータにおける内外ヨーク間の
空隙長の分布状態、所要駆動力の推移状態、所要駆動電
流の推移状態、カード速度の推移状態を示す図、第４図
は本発明の他の実施例を示すカード駆動部全体の概略図
、第５図（ａ）はその一部所面を示すリニアモータ全体
の構成図、第５図（ｂ）はそのリニアモータのＢ−Ｂ線
断面図、第６図（ａ）、　　（ｂ）は従来のリニアモー
タの構成を示す斜視図およびそのカード搬送装置の断面
図である。２１・・・磁気回路、２２ａ、２２ｂ・・・摺動軸、２
３・・・ガイド、２４・・・可動コイル、２５．２７・
・・ヨーク、２６．３０・・・永久磁石、２８・・・搬
送軸、２９・・・切り欠き部。

Claims

【特許請求の範囲】１、一方が内側で他方が外側になるように同心状に配さ
れ、相互間に磁気空隙が形成された一対の細長いヨーク
と、これらヨークの少なくとも一方の端部に設けられ前記磁
気空隙に磁界を生じさせる永久磁石と、前記ヨークを取
り囲み、かつ該ヨークの長手方向に移動可能なように前
記磁気空隙に設けられ、通電されて前記永久磁石による
磁界と電磁作用する可動コイルと、をそなえたリニアモータ。２、請求項１記載の装置において、前記磁気空隙は、前記ヨークと同心円状であり、前記可
動コイルの作用力取出し部は、前記一対のヨークの外側
のヨークを介して外部に引き出されてなるリニアモータ
。３、請求項１記載の装置において、前記磁気空隙は、前記可動コイルの移動経路端部寄りで
は空隙長が小さく中間部では空隙長が大きく構成された
リニアモータ。