JPH08266032A - リニアモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電力を長時間供給することなく電機子を所望
の位置に固定することができるリニアモータを提供す
る。 【構成】 リニアモータ１００においては、第２のコイ
ルバネ４２を所定の温度以上に通電加熱すると、形状記
憶合金製の第２のコイルバネ４２は結晶変態を生じ、第
１のコイルバネの付勢力に抗して押圧部材４１を可動部
分３３から離間させる。したがって、可動部分３３とヨ
ーク２０の固定部分２３との間に生じる押圧力が解消
し、可動部分３３と一体に往復動する電機子３０は変位
することができる。また、逆に第２のコイルバネ４２に
通電しない場合には、第２のコイルバネ４２は付勢力を
失い、第１のコイルバネが押圧部材４１を付勢して可動
部分３３を固定部分２３の側壁に押圧するので、可動部
分３３に接続されている電機子３０は固定されることに
なる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はリニアモータに関し、よ
り詳しくはモータコイルに連続的に通電することなく電
機子を固定することができるリニアモータに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的に自動車等のドアミラーは、運転
席に設けられているスイッチを操作することによりミラ
ーの角度を変化させ、ミラーに映る車両後方の視界を調
節できるようになっている。このようなドアミラーにお
いては、通常、直流モータが発生する回転駆動力を、例
えばウォームギヤなどの複数の減速ギヤを介してミラー
に伝達することによりミラーの角度を変える方式が採用
されている。ところが、このような複数の減速ギヤを介
してモータの回転駆動力をミラーに伝達する方式は、構
造が複雑であることに加えて部品点数も多く、製造コス
トが高いものとならざるを得ない。

【０００３】そこで、電機子が直線往復運動するリニア
モータに着目し、ミラーと電機子とをリンクを介して直
接接続することによりドアミラーの構造を簡素化するこ
とが提案されている。しかしながら、リニアモータにお
いては電機子の位置を保持することができないため、単
にミラーと電機子とをリンクを介して接続したのではミ
ラーの角度を固定することができない。

【０００４】したがって、電機子を所望の位置に保持す
ることができるように改良されたリニアモータが、実開
昭６１−４６８９１号公報等に開示されている。図８に
示すように、このリニアモータ１０の矩形状の枠体から
なるヨーク１１の中央には、長手方向に直線的に伸びる
コア１２が一体的に形成されている。そして、ヨーク１
１の内側にはコア１２に沿って直線的に伸びる一対の固
定磁石１３が配設され、コア１２に固定磁界が生じるよ
うにされている。また、このコア１２には電機子１６が
往復動自在に取り付けられている。さらに、この電機子
１６には一対のモータコイル１６ａ，１６ｂが同一方向
に巻き回されているとともに、これらのモータコイル１
６ａ，１６ｂにはそれぞれリード線１７を介して直流電
源１５が独立して接続されている。

【０００５】このような構造のリニアモータ１０を作動
させる際には、一対のモータコイル１６ａ，１６ｂに同
一極性の直流電流を供給する。これにより、電機子１６
に生じる磁界と固定磁石１３に生じている磁界とが相互
作用し、電機子１６を移動させることができる。これに
対して、電機子１６を所望の位置に保持する際には、一
対のモータコイル１６ａ，１６ｂにそれぞれ極性の異な
る直流電流を供給する。これにより、一対のモータコイ
ル１６ａ，１６ｂには互いに逆方向の磁界が発生するの
で、電機子１６には同一の大きさで逆方向の移動力が作
用することとなり、電機子６を所望の位置に固定するこ
とができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た構成のリニアモータ１０においては、電機子１６の位
置を所望の位置に保持するために、一対のモータコイル
１６ａ，１６ｂにそれぞれ極性の異なる直流電流を供給
し続けなければならない。したがって、長時間にわたっ
て電機子１６の位置を保持する必要があるドアミラー等
には、電力消費およびモータコイル１６ａ，１６ｂの発
熱の観点から上述のリニアモータ１０を用いることが困
難であった。

【０００７】本発明の目的は、上記の事情に鑑みてなさ
れたものであり、電力を長時間供給することなく電機子
を所望の位置に固定することができるリニアモータを提
供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、直
線状に伸張するコアに沿って固定磁界を発生する磁石が
取り付けられているヨークと、コアが伸びる方向に往復
動自在とされているとともにモータコイルが巻き回され
てなる電機子と、電機子と一体に往復動する可動部分を
ヨークに押圧することにより電機子を固定する固定機構
とを備え、固定機構が可動部分に対して接離自在とされ
ている押圧部材と、押圧部材を可動部分に向かって付勢
する付勢手段とを備え、付勢手段が押圧部材を可動部分
に向かって常に付勢する第１のコイルバネと、所定温度
以上に加熱された時に第１のコイルバネの付勢力に抗し
て押圧部材を可動部分から離間させる形状記憶合金製の
第２のコイルバネとを備えていることを特徴とするリニ
アモータによって達成することができる。また上記目的
は、モータコイルに駆動電流を通電する際に、第２のコ
イルバネを通電し加熱するようにされていることで達成
することができる。

【０００９】

【作用】本発明に係わる上記構成のリニアモータにおい
ては、モータコイルに通電して電機子に磁界を生じさ
せ、磁石が発生する固定磁界と相互に作用させることに
より電機子をコアが伸びる方向に往復動させることがで
きる。一方、電機子の可動部分は第１のコイルバネによ
り常に付勢されている押圧部材によりヨークに押圧され
るので電機子は固定される。そして、第２のコイルバネ
を所定の温度以上に加熱すると、形状記憶合金製の第２
のコイルバネは結晶変態を生じ、第１のコイルバネの付
勢力に抗して押圧部材を可動部分から離間させる。した
がって、可動部分とヨークとの間に生じている押圧力に
よる固定が解除され、電機子は再び往復動することがで
きる。即ち、本発明のリニアモータにおいては、第２の
コイルバネが所定の温度以上に加熱されている間は、モ
ータコイルに通電することにより電機子を往復動させる
ことができる。そして、第２のコイルバネが所定の温度
以下にあるときは、モータコイルや第２のコイルバネに
通電することなく電機子を固定することができる。

【００１０】

【実施例】以下本発明に係るリニアモータの一実施例を
図１乃至図７に基づいて詳細に説明する。図１は本発明
に係る一実施例のリニアモータの全体斜視図、図２は図
１に示す固定機構が可動部分を固定した状態を示す要部
断面図、図３は図１に示す固定機構が可動部分の固定を
解除した状態を示す要部断面図、図４は図１に示すリニ
アモータを用いてミラーの向きを調整するドアミラーを
部分的に破断して示す斜視図、図５はリニアモータの作
動を制御する回路図、図６はリニアモータの作動を説明
するフローチャート図、図７は本発明のリニアモータに
係る他の実施例を示す全体斜視図である。

【００１１】図１に示すように、本実施例のリニアモー
タ１００は、主にヨーク２０、電機子３０、この電機子
３０を固定する固定機構４０から構成されている。

【００１２】前記ヨーク２０は、その中央部には長手方
向に直線状に伸張するセンターコア２１が設けられ、か
つセンターコア２１に沿って一対の磁石２２が配設され
て固定磁界を発生するようにされている。

【００１３】前記電機子３０は、センターコア２１に跨
るように取り付けられてセンターコア２１が伸びる方向
に往復動自在とされているボビン３１と、このボビン３
１に巻回されている一対のモータコイル３２とを備えて
いる。そして、このモータコイル３２に通電することに
より生じる磁界と、固定磁界とが相互作用することによ
り、電機子３０は図中に示す矢印Ｂの方向に往復動する
ことができる。また、電機子３０には、ヨーク２０の固
定部分２３のガイド溝に嵌合する可動部分３３が、電機
子３０の移動方向に伸びるリンク３４を介して接続され
ている。

【００１４】図１乃至図３に示すように固定機構４０
は、、ヨーク２０の固定部分２３に設けられている凹溝
２５内に収納されて、電機子３０が往復動する方向に対
して垂直な方向に変位自在とされている。しかも、可動
部分３３に対して接離自在とされている押圧部材４１
と、この押圧部材４１を常に可動部分３３に向かって付
勢する第１のコイルバネ４３と、所定温度以上に加熱さ
れた時に前記第１のコイルバネ４３の付勢力に抗して前
記押圧部材４１を可動部分３３から離間させる形状記憶
合金製の第２のコイルバネ４２を２個備えている。そし
て、これらの第１のコイルバネ４３と第２のコイルバネ
４２とは、それぞれの両端部がヨーク２０の固定部分２
３および押圧部材４１に固着されている。

【００１５】前記第２のコイルバネ４２は、一般に実用
化されているチタン−ニッケル合金(Ti-Ni 合金) や銅
−アルミニウム−ニッケル合金(Cu-Al-Ni 合金) 等の非
鉄系の形状記憶合金から形成されているものである。

【００１６】この第２のコイルバネ４２が加熱されてい
ない通常時に押圧部材４１を可動部分３３から離間する
ように付勢する付勢力は、第１のコイルバネ４３が押圧
部材４１を可動部分３３に向かって付勢する付勢力より
も低く設定されている。これにより、第２のコイルバネ
４２が加熱されていない通常時は、前記押圧部材４１が
第１のコイルバネ４３により付勢されて可動部分３３に
押圧され、この可動部分３３がガイド溝２４の側壁に押
圧されている。

【００１７】これに対して、第２のコイルバネ４２を通
電加熱により所定の温度以上に加熱すると、第２のコイ
ルバネ４２の結晶組織が低温双晶から高温母相へと変化
し、その全長が短くなるとともに第１のコイルバネ４３
の付勢力を上回る付勢力を生じて押圧部材４１を可動部
分３３から離間させる。なお、第２のコイルバネ４２の
結晶組織が変化する変態点温度は、本実施例のリニアモ
ータ１００が使用される温度範囲よりも高く設定されて
いる。

【００１８】次に、上述のように構成されているリニア
モータ１００を用いてミラーの向きを調整するドアミラ
ーの構造を図４を用いて簡略的に説明する。図４に示す
ようにドアミラー１は、自動車のドア近傍部分に固定さ
れるボデー２と、このボデー２の内側に設けられている
図示されないボールジョイントに球面嵌合して支持され
ている基板３の表面に固着されたミラー４とを備えてい
る。そして、基板３に設けられているボールジョイント
との球面嵌合部５の図中上方および図中左方には、一対
の駆動機構１１０，１２０が取り付けられている。

【００１９】これらの駆動機構１１０，１２０は、リニ
アモータを液密に内蔵したもので、リニアモータの可動
部分と基板３は、リンク６，７により連結されている。
そして、図中上方の駆動機構１１０を作動させることに
よりミラー４の上下方向の向きを、また図中左方の駆動
機構１２０を作動させることによりミラー４の左右方向
の向きをそれぞれ調整できるようにされている。

【００２０】次に、上述した構成の本実施例のリニアモ
ータ１００の作動制御は、図５に示すような制御回路５
０によって行われる。この制御回路５０は、ミラーの向
きを上下及び左右方向に調節するスイッチ５１と、この
スイッチ５１から送出される信号を処理して作動回路に
信号を送出する演算装置５２を備えている。また、一対
の駆動機構１１０，１２０にそれぞれ接続される作動回
路５３，５４と、駆動機構１１０，１２０に取り付けら
れているリニアモータの形状記憶合金製コイル４２を加
熱する通電加熱回路５５，５６を備えている。これによ
り、車両の運転者がミラーの向きを調節しようとしてス
イッチを操作すると、演算装置５２は、例えば通電加熱
回路５５に通電するとともに、作動回路５３に通電して
ミラーの向きを変化させる動作を行う。

【００２１】次に、上述した構成の本実施例のリニアモ
ータ１００の作動について、図６に示すフローチャート
７０で説明する。先ず、ステップ７１において運転者が
ミラーの向きを調整するスイッチを操作しているか否か
を判別し、その結果がＮＯの場合にはスタートに復帰す
る。この状態において、形状記憶合金製の第２のコイル
バネ４２は通電加熱されないので、図２に示すように固
定機構４０の押圧部材４１は第１のコイルバネ４３によ
り矢印Ｃ方向に付勢され、電機子３０の可動部分３３を
ガイド溝２４の側壁に押圧することで固定されることに
なる。

【００２２】次に、ステップ７２において、スイッチが
操作されていると判別した時にはステップ７２に進み、
図５に示した通電加熱回路５５，５６に通電して形状記
憶合金製の第２のコイルバネ４２を加熱する。すると、
図３中の通電加熱により第２のコイルバネ４２の温度が
変態点温度以上に達するとコイルバネ４２は圧縮状態と
なり、固定機構４０の押圧部材４１が第２のコイルバネ
４２に生じる付勢力によって矢印Ｄ方向に移動されるこ
とで可動部分３３から離間させられ、電機子３０の固定
が解除される。

【００２３】次に、ステップ７３において、図４に示し
た運転者のスイッチ操作に対応する駆動機構１１０ある
いは１２０に設けられているリニアモータ１００のモー
タコイル３２に通電してミラーの向きを調整する。

【００２４】次に、ステップ７４においては、再びスイ
ッチが操作されているか否かを判別し、スイッチ操作が
継続されている時にはステップ７１に戻り、リニアモー
タの作動を継続する。これに対して、スイッチが操作さ
れていないと判別したときには、ステップ７５に進み、
図１に示した一対のモータコイル３２の一方の側に通電
する電流を他方の側に通電する電流と逆特性にする。こ
れにより、電機子３０に作用する磁力を釣り合わせて電
機子３０を停止させる状態を継続する。

【００２５】次に、ステップ７６において、図２に示し
た第２のコイルバネ４２への通電を停止する。これによ
り、第２のコイルバネ４２の温度が次第に低下する。そ
して、その結晶組織が逆変態すると第２のコイルバネ４
２は押圧部材４１を可動部分３３から離間させる付勢力
を失うので、押圧部材４１は第１のコイルバネ４３の付
勢力により可動部分３３に押圧されて電機子３０が固定
される。

【００２６】次に、ステップ７７からステップ８０にお
いて、レジスタのメモリカウントの値が所定値Ｔになる
までループを繰り返すことにより、第２のコイルバネ４
２の温度が充分に低下するまで待機する。なお、待機し
ている間に運転者がスイッチを操作したときには、ステ
ップ７８からステップ７２にリターンするようにされて
いる。

【００２７】次に、メモリカウントが所定値Ｔに達した
とき、即ち第２のコイルバネ４２の温度が充分に低下す
るだけの時間が経過したとき、可動部分３３は固定機構
４０により完全に固定されるので電機子３０は変位する
ことができない。したがって、ステップ８１において、
リニアモータ１００のモータコイル３２への逆特性通電
を停止する。

【００２８】以上説明したように本実施例のリニアモー
タ１００によれば、電機子３０のモータコイル３２およ
び第２のコイルバネ４２のいずれにも通電することな
く、電機子３０が動かないように固定することができ
る。そして、電機子３０を変位させるモータコイル３２
に通電する際には、形状記憶合金製の第２のコイルバネ
４２を通電加熱することによって電機子３０の固定を解
除して電機子３０を変位させることができる。したがっ
て、本発明によれば、電力を供給することなく電機子を
所望の位置に保持することができるリニアモータを提供
することができる。

【００２９】なお、本発明のリニアモータは、上述した
実施例によって限定されるものではなく、本発明の主旨
に基づいて種々の変更が可能であることは言うまでもな
い。例えば、電機子３０のモータコイル３２に通電する
回路中にタイマ回路を組み込むことにより、第２のコイ
ルバネ４３への通電が遮断された後に、その温度が徐々
に低下して固定機構４０による電機子３０の固定が確実
なものとなるまでの間、一対のモータコイル３２にそれ
ぞれ逆特性の電流を通電して電機子３０を固定するよう
にしても良い。この場合は、図６に示すフローチャート
７０のステップ７３においてタイマーをスタートさせる
ことが良い。

【００３０】また、固定機構４０による電機子３０の固
定が確実なものとなるまでの間、別に設けた電磁ソレノ
イドを用いて可動部分３３をガイド溝２４の側壁に押圧
することにより、電機子３０を固定することも可能であ
る。

【００３１】また、モータコイル３２を単一のコイルと
するとともに、この単一のモータコイルにパルス状に逆
方向の電流を印加することにより、固定機構４０による
電機子３０の固定が確実なものとなるまでの間、電機子
３０を固定することも可能である。

【００３２】更に、上述した実施例においては、ヨーク
２０の固定部分２３を、矩形状とされているヨーク２０
の長手方向に延長するように並設しているが、例えば図
７に示すようにリニアモータ２００のように、ヨーク２
０と固定部分２３とを積層する構成とすることで、電機
子３０が移動する方向の長さを大幅に短縮することがで
きる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように本発明のリニアモー
タにおいては、押圧部材を可動部分に向かって付勢する
付勢手段が押圧部材を可動部分に向かって常に付勢する
第１のコイルバネと、所定温度以上に加熱された時に第
１のコイルバネの付勢力に抗して押圧部材を可動部分か
ら離間させる形状記憶合金製の第２のコイルバネを備え
ている。また、モータコイルに駆動電流を通電する際
に、第２のコイルバネを通電し加熱するようにされてい
る。したがって、電力を長時間供給することなく電機子
を所望の位置に保持することができ、電力の供給量が限
られている自動車のドアミラーやパワーシートの駆動部
分に用いて好適なリニアモータを提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る一実施例のリニアモータの全体斜
視図である。

【図２】図１に示した固定機構が可動部分を固定した状
態を示す要部断面図である。

【図３】図１に示した固定機構が可動部分の固定を解除
した状態を示す要部断面図である。

【図４】図１に示したリニアモータを用いてミラーの向
きを調整するドアミラーを部分的に破断して示す斜視図
である。

【図５】リニアモータの作動を制御する回路図である。

【図６】リニアモータの作動を説明するフローチャート
図である。

【図７】本発明に係る他の実施例のリニアモータの全体
斜視図である。

【図８】従来のリニアモータの平面図である。

【符号の説明】

１ ドアミラー ２ ボデー ３ 基板 ４ ミラー ５ 球面嵌合部 ６，７ リンク ２０ ヨーク ２１ コア ２２ 磁石 ２３ 固定部分 ２４ ガイド溝 ２５ 収納凹部 ３０ 電機子 ３１ ボビン ３２ モータコイル ３３ 可動部分 ４０ 可動部分固定機構 ４１ 押圧部材 ４２ 第２のコイルバネ ４３ 第１のコイルバネ ５０ 制御回路 ５１ スイッチ回路 ５２ 演算装置 ５３，５４ リニアモータ作動回路 ５５，５６ 通電加熱回路 １００ リニアモータ １１０，１２０ ミラー駆動機構 ２００ リニアモータ（別実施例）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直線状に伸張するコアに沿って固定磁界
   を発生する磁石が取り付けられているヨークと、前記コ
   アが伸びる方向に往復動自在とされているとともにモー
   タコイルが巻き回されてなる電機子と、前記電機子と一
   体に往復動する可動部分を前記ヨークに押圧することに
   より前記電機子を固定する固定機構とを備え、前記固定
   機構が、前記可動部分に対して接離自在とされている押
   圧部材と、該押圧部材を前記可動部分に向かって付勢す
   る付勢手段とを備え、前記付勢手段が、前記押圧部材を
   前記可動部分に向かって常に付勢する第１のコイルバネ
   と、所定温度以上に加熱された時に前記第１のコイルバ
   ネの付勢力に抗して前記押圧部材を前記可動部分から離
   間させる形状記憶合金製の第２のコイルバネとを備えて
   いることを特徴とするリニアモータ。
2. 【請求項２】 前記モータコイルに駆動電流を通電する
   際に、前記第２のコイルバネを通電し加熱するようにさ
   れていることを特徴とする請求項１に記載のリニアモー
   タ。