JPH05122920A - 可動界磁型リニアモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】界磁永久磁石を搭載した可動子の走行移動に合
わせて、固定子側に配列した電機子コイルへの給電制御
が適正に行えるようにした可動界磁型リニアモータを提
供する。 【構成】Ｎ極，Ｓ極が交互に並ぶ複数個の界磁永久磁石
３を搭載した可動子１の走行移動経路に沿って固定子側
に電機子コイル５を配列した可動界磁型リニアモータに
おいて、各電機子コイルと個々に対応して、各電機子コ
イルと電力給電線６との間に２個のリードスイッチ７
ａ，７ｂを並列接続し、かつ各リードスイッチの相対位
置を可動子の移動方向にずらして界磁永久磁石に対向配
備する。これにより、可動子の走行移動過程で界磁永久
磁石と対向し合う電機子コイル対しては、界磁永久磁石
の極性切り替わりの影響を受けることなく給電線との間
の導通状態を保ちながら適正な給電制御を行うことがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば扉，カーテンな
どの駆動装置として適用する可動界磁型リニアモータに
関する。

【０００２】

【従来の技術】頭記した可動界磁型リニアモータとし
て、Ｎ極とＳ極が交互に並ぶ複数個の界磁永久磁石を搭
載した可動子と、可動子の移動経路に沿って配列した電
機子コイル, および各電機子コイルと個々に対応して電
力給電線との間に接続した給電用リードスイッチを備え
た固定子とを組合わせ、可動子の走行移動に合わせて前
記リードスイッチを界磁永久磁石の磁界作用で開閉させ
ることにより、可動子の界磁永久磁石と対向している電
機子コイルのみに電力を供給するようにした３相バイポ
ーラ駆動方式のものが、本発明と同一出願人より特願平
３−５４１２号として既に提案されている。

【０００３】図３は上記提案になる可動界磁型リニアモ
ータの原理図であり、図において、１は可動子、２は可
動子の台車、３はＮ極，Ｓ極を交互に並べて台車２に搭
載した界磁永久磁石、４は界磁永久磁石３の磁気ヨー
ク、５は可動子１の移動経路に沿って可動子１の界磁永
久磁石３と対向するように配列した電機子コイル、６は
図示されてないモータドライバ（６個のスイッチングト
ランジスタで構成した３相ブリッジ形インバータ回路）
を介して直流電源に接続したＵ，Ｖ，Ｗ相３線式の電力
給電線、７は各電機子コイル５と個々に対応して電機子
コイル５と給電線６との間に接続した給電用のリードス
イッチである。

【０００４】ここで、前記リードスイッチ７は各電機子
コイル５ごとに１個ずつ対応し、かつ電機子コイル５の
配列に合わせて可動子１に搭載した界磁永久磁石３の側
方に対向配備されており、走行経路に沿って移動する可
動子１がリードスイッチ７に接近すると界磁永久磁石３
の磁界を受けてリードスイッチ７がオン動作し、該リー
ドスイッチに接続した電機子コイル５と電力給電線６と
の間を導通させる。一方、可動子１と離れた位置のリー
ドスイッチ７は全てオフとなり、該リードスイッチに接
続した電機子コイル５は非通電となる。これにより、可
動子の走行移動に合わせて界磁永久磁石と対向する電機
子コイルにのみ電力を供給することができる。そして、
前記したリードスイッチ７の開閉動作と、図示されてな
い磁極位置検出部，モータドライバの動作とを組合わて
リニアモータを３相バイポーラ駆動方式で運転すること
により、可動子１が移動経路に沿って走行する。

【０００５】また、図３には可動子１の搭載した界磁永
久磁石３の磁束分布，並びに可動子１の走行移動に伴う
リードスイッチ７の開閉動作が示してある。ここで、図
示の磁束分布から判るように、界磁永久磁石３のＮ極と
Ｓ極との間の磁気的極性切り替わり地点では磁界強度が
ゼロであり、この位置ではリードスイッチ７がオフとな
る。一方、前記した３相バイポーラ駆動方式では、周知
のように給電線６のＵ，Ｖ，Ｗ各相の電源に対する通電
期間は電気角で１２０゜、非通電期間は６０゜である。
そこで、各電機子コイル５と個々に対応するリードスイ
ッチ７を電機子コイル５の配列に対して適正位置に定め
て設置し、かつリードスイッチ７の動作しきい値（オン
からオフ動作に切換わる磁界強さ）に相応してリードス
イッチ７と界磁永久磁石３との間の空隙を正しく調整す
れば、図示のようにＮ，Ｓ極の極性切り替わり過程で、
リードスイッチ７のオフ動作期間を給電線６の非通電期
間（電気角６０゜）以内に整合させることができ、これ
により電機子コイル５への給電制御が支障なく行えるこ
とになる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記リニア
モータを３相バイポーラ駆動方式で運転制御するには、
磁気的極性切り替わり位置でのリードスイッチ７のオフ
期間が電気角で６０゜以下となるように、リードスイッ
チ７と可動子１に搭載した界磁永久磁石３との間の空隙
をリードスイッチ７の動作しきい値に対して正しく設定
する必要がある。しかして、リニアモータの組立時にこ
のような位置決めの微調整を行うことは極めて厄介で手
間がかかる作業となる。しかも、仮にリードスイッチ７
と界磁永久磁石３との間の空隙の調整不良などが原因
で、界磁永久磁石３の磁極極性切り替わりに伴うリード
スイッチ７のオフ動作期間が電気角で６０゜以上になっ
たとすると、該リードスイッチ７と接続した相の電力給
電線６が非通電から通電期間に切り替わった時点でもリ
ードスイッチがオフ状態にあるため、界磁永久磁石３と
対向する電機子コイル５に電力が適正に供給されない状
態が生じて可動子１の安定走行が実現できなくなる。

【０００７】本発明は上記の点にかんがみなされたもの
であり、その目的は固定子側に配列したリードスイッチ
と可動子の界磁永久磁石との間の空隙の微妙な調整など
を要することなく、可動子の走行移動に合わせて電機子
コイルを適正に給電制御して安定した運転が達成できる
ようにした可動界磁型リニアモータを提供することを目
的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の可動界磁型リニアモータにおいては、固定
子側に配列した各電機子コイルと個々に対応して、電機
子コイルと電力給電線との間に２個のリードスイッチを
並列接続し、かつ該リードスイッチを可動子の移動方向
で相対位置をずらして配置するものとする。

【０００９】また、前記構成において、互いに並列接続
した２個のリードスイッチの相互間隔は、具体的には可
動子に搭載した界磁永久磁石の磁極相互間の間隙よりも
大に設定するものとする。

【００１０】

【作用】前記の構成において、可動子の走行移動に伴い
界磁永久磁石が各電機子コイルに接続したリードスイッ
チの配置箇所を通過する過程では、Ｎ，Ｓ極の極性切り
替わり位置が通る度にリードスイッチがオンからオフに
切換わるが、並列接続した２個のリードスイッチは可動
子の移動方向で相対位置がずれているので、一方のリー
ドスイッチがオフとなった時点でも他方のリードスイッ
チはオン状態にある。したがって、各電機子コイルは可
動子の界磁永久磁石と対向し合っている間は常に２個を
１組としたリードスイッチを通じて電力給電線との間の
導通状態を保って適正な給電制御が行える。これによ
り、リニアモータ組立時におけるリードスイッチと界磁
永久磁石との間の空隙調整不良などの影響を殆ど受ける
ことなく、リニアモータを安定走行させることができ
る。

【００１１】

【実施例】図１，図２は本発明の実施例を示すものであ
り、図３に対応する同一部材には同じ符号が付してあ
る。すなわち、図１で示すように本発明によれば、可動
子１の走行経路に沿って配列した電機子コイル５の各コ
イルと個々に対応して、電機子コイル５と電力給電線６
との間にはリードスイッチ７として２個を１組としたリ
ードスイッチ７ａと７ｂが並列に接続されており、かつ
リードスイッチ７ａと７ｂは可動子１の移動方向で界磁
永久磁石４の磁極間間隔（隣接するＮ極とＳ極との間の
間隙）よりも大き目に相対位置をずらして並置配置され
ている。また、図２はリニアモータの具体的な構造図で
あり、８は可動子１の移動経路に敷設した固定子のチャ
ンネル形レールケースで、可動子１の台車２はレールケ
ース８にガイドされて走行移動する。また、電機子コイ
ル５およびリードスイッチ７ａ，７ｂなどはプリント配
線板９に実装し、かつ電力給電線６はプリント配線板９
に導体パターンとして形成してレールケース８の内壁面
上に組み込まれている。そして、前記のリードスイッチ
７ａと７ｂは図示のように可動子１の移動方向に相対位
置をずらして界磁永久磁石３の側方に対向配備されてい
る。なお、１０は電機子コイル５の背後に取付けたバッ
クプレートである。

【００１２】かかる構成において、リニアモータの運転
時には可動子１の走行移動に伴って可動子に搭載した界
磁永久磁石３が各電機子コイル５の下を次々に通過して
行く。ここで、特定した１個の電機子コイル５に付属す
るリードスイッチ７ａ，７ｂの動作について着目する
と、まず可動子１が接近して来て界磁永久磁石３と電機
子コイル５とが向かい合う状態になると、同時に界磁永
久磁石３の磁界作用を受けてリードスイッチ７ａおよび
７ｂがオフからオンに切換わり、電機子コイル５と給電
線６との間を導通状態にして電力を給電する。ここから
可動子１の移動に連れて各リードスイッチ７ａ，７ｂに
対する界磁永久磁石３の極性切り替わり位置（隣接する
Ｎ極とＳ極との間の位置）が通過すると、その都度各リ
ードスイッチ７ａ，７ｂはオンから一時的にオフに切換
わる。しかして、この場合にリードスイッチ７ａと７ｂ
は互いに相対位置が可動子の移動方向にずれているの
で、２個のリードスイッチが同時にオフとなることはな
く、一方のリードスイッチがオフであっても他方のリー
ドスイッチはオンの状態にある。

【００１３】したがって、可動子１の走行移動過程で可
動子に搭載した界磁永久磁石３と向かい合う（磁束が鎖
交し合う）電機子コイル５に対しては、界磁永久磁石３
の極性切り替わりに関係なく常に２個のリードスイッチ
７ａ，７ｂの少なくとも一方のリードスイッチを通じて
電力給電線６との導通状態を保ちつつ、給電線６を通じ
て電機子コイル５に電力を供給することができる。つま
り、図３で述べたようなリードスイッチと界磁永久磁石
との間の微妙な空隙調整，および界磁永久磁石の極性切
り替わりに伴うリードスイッチのオフ動作期間を電力給
電線６の非通電期間に整合させるなどの調整が必要なし
に適正な給電制御が行える。

【００１４】

【発明の効果】本発明の可動界磁形リニアモータは、以
上説明したように構成されているので、各電機子コイル
にリードスイッチを１個ずつ対応させた構成と比べて、
リードスイッチと界磁永久磁石との間の微妙な空隙調整
や、磁極の極性切り替わりに伴うリードスイッチのオフ
動作を電力給電線の非通電期間に整合させるなどの厄介
な調整問題を解消し、可動子の走行移動に合わせて電機
子コイルへの給電制御を適正に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】模式図で表した本発明実施例の構成，並びにリ
ードスイッチの動作を表す図

【図２】図１の構成に対応するリニアモータの具体的な
構造図

【図３】模式図で表した従来の可動界磁形リニアモータ
の構成，並びに界磁永久磁石の磁束分布，およびリード
スイッチの動作を表す図

【符号の説明】

１ 可動子 ３ 界磁永久磁石 ５ 電機子コイル ６ 電力給電線 ７ リードスイッチ ７ａ リードスイッチ ７ｂ リードスイッチ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】Ｎ，Ｓ極が交互に並ぶ複数の界磁永久磁石
   を搭載した可動子の移動経路に沿って固定子側に電機子
   コイルを配列するとともに、各電機子コイルと電力給電
   線との間に界磁永久磁石の磁界作用により開閉動作する
   リードスイッチを接続し、可動子の走行移動に合わせて
   電機子コイルの給電制御を行う可動界磁型リニアモータ
   において、各電機子コイルと個々に対応して、電機子コ
   イルと電力給電線との間に２個のリードスイッチを並列
   接続し、かつ該リードスイッチを可動子の移動方向で相
   対位置をずらして配置したことを特徴とする可動界磁型
   リニアモータ。
2. 【請求項２】請求項１記載のリニアモータにおいて、互
   いに並列接続した２個のリードスイッチの相互間隔を、
   可動子に搭載した界磁永久磁石の磁極相互間の間隙より
   も大に設定したことを特徴とする可動界磁型リニアモー
   タ。