JPS6135148A - リニアモ−タ - Google Patents

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】 この発明は推力特性の改善を図ったリニアモータに関す
る。

最近、負荷を直線駆動するものとしてリニア”モータが
注目されている。

しかして、従来この種のリニアモータとして第１図に示
すようにコイル１を巻装した短尺状ヨーク２を２個所定
間隔をおいて平行に配設し、これらヨーク２，２の両端
を支持部材３，３にて支持し、また、この支持部材３，
３の間に上記ヨーク２に沿ってガイド４を設けるととも
にこのガイード４に上記ヨーク２，２の間にあってコイ
ル１に対向する永久磁石５を有する可動部材６を可動自
在に設はコイル１の付勢により流れる電流と、この電流
方向に対し直交する方向に透過される永久磁石５の磁束
とによりコイルｌにフレミング左手の法則による電流力
を生ぜしめ、コイル１が固定されていることによる反作
用により永久磁石５を駆動し可動部材６をガイド４に沿
って直線駆動するようにしている。

ところで、このようなリニアモータはその磁気回路を第
２図１こ示す等価回路にて表わすことができる。ここで
、　Ｒａ’、Ｒｂはヨーク２，２での磁気抵抗、Ｒｙａ
、Ｒｙｂは支持部材３，３テの磁気抵抗、Ｆｍは永久磁
石５の起磁力、Ｒｇは永久磁石５とヨーク２，２との間
の空隙の磁気抵抗である。

ためいま仮に図示のように永久磁石５が左方端側に近接
していると磁束φ、がφ２に比べ著しく大きくこの磁束
φ、【こよる吸引力で永久磁石５はこの位置に安定しよ
うとする。この状態でコイル１に永久磁石５を右方向に
駆動するような方向の電流を供給すると、永久磁石５に
は磁束φ、φ、により駆動力が作用されるが、磁束φ１
による永久磁石５を安定しようとする力によりこのとき
の駆動力が抑制されこの部分での推力は著しく低下する
。そして永なり、この磁束φ２による吸引力が永久磁石
５の推力に加わるためこのときの推力が増加してしまう
。

この結果永久磁石５に作用するストロークに対する推力
は第３図に示すように大きく変動することになす負荷の
動きをスムーズにできない欠点があった。

また、このようなリニアモータはコイル１を巻装したヨ
ーク２を用いる関係で全体的に大形化するととも置型量
的にもかなり重いものになり取扱上不便な欠点もあった
。

この発明は上記欠点を除去するためなされたもので、推
力特性の平担性を得られるとともに小形軽量化を図るこ
ともできるリニアモータを提供することを目的とする。

以下、この発明の一実施例を図面に従い説明する。

第４図において１１はコイル装置で、この装置１１は次
のような構成よりなっている。まず第６図に示すように
長尺なフレキシブルシー）　１１１面に角状をなすうず
巻コイルパターン１１２を形成したプリント基板１１３
で、シートｌｌｌの幅方向のコイル部１１２ａ　　をそ
のパターン幅寸法号ずつずらしたものを図示ｆａｌ〜（
ｎｌの複数枚（例えばｌＯ枚程度）用意し、これらを第
７図に示すように積層するとともに図示破線位置から折
曲げコ字形状部材１１４とする。そしてこのようなコ字
形状部材１１４を２組用意し第８図に示すようにこれら
部材１１４の底部１ｉ４ａを対向させるとともに脚部１
１４ｂを噛み合せ枠状のコイル装置１１を完成している
。この場合フレキシブルシー１−１１１面上のうず巻状
コイルパターン１１２が密に形成されシー）　１１１　
＠方向のコイル部１１２ａが多数形成されるときはコ字
形状部材１１４は１枚のプリント基板１１３よりなるこ
ともある。

第４図に戻って、このようなコイル装置１１の両端部を
非磁性材料のｆＡ！Ｉ板１２，１２にて挾持している。

また、この側板１２，１２の間には上記コイル装置１１
に沿ってガイド部材例えば１対のガイド棒１３．１３を
設けている。

このガイド俸１３，１３には磁性材料の可動部材１４を
可動自在に設けている。

この可動部材１４は第５図に示すように３つの脚部１４
１，１４２，１４３を有する枠状をなすもので脚部１４
１と１４２および１４２と１４３の間に夫々上記コイル
装置１１の両側部１１ａ、ｌｌｂを挿通している。また
脚部１４２には上記コイル装置１１の両側部１１ａ。

ｌｌｂに対向して永久磁石１５．１６を図示極性で設け
ている。

次ζこその動作を説明する。

いま図示矢印方向に電流を流すと左半分と右半分のコイ
ル部１１２ａでの電流方向が逆になる。このことはこの
ようなプリント基板１１３を複数枚積層しコ字形状にし
てなるコイル装置１１では第Ｓ図に示すように両側部１
１ａ、ｌｌｂのコイル部１１２ａ−での電流方向が図示
矢印に示すように反対ｌどなる。

この状態で永久磁石１５．１６より磁束φ１．φ、が発
生されるが、このうち磁束φヨはコイル装置１１の側部
１１ａと直交し可動部１４の脚部１４１　、１４２を介
して透過されまた磁束φ２はコイル装置１１の側部１１
ｂと直交し、可動部１４の脚部１４３，１４２を介して
透過される。すると、これら磁束φ１．φ、は上記側部
１１ａ　、　ｌｌｂのコイル部１１２ａでの電流と直交
するようになるので上記両側部１１ａ、ｇｂのコイル部
１１２ａにフレミング左手の法則により電流力が作用す
る。

ところが、この状態でコイル部１ｉ２ａ側が固定されて
いるので反作用により一永久磁石１５，１６側に駆動力
が作用される。この場合、上述したように側部１１ａ、
ｌｌｂのコイル部１１２ａでの電流方向が反対になって
いるので永久磁石１５　、１６に夫々作用する駆動力は
同方向となりこれにより可動部材１４はガイド棒１３１
こ沿って可動される。また、この場合上述“したように
コイル装置１１はプリント基板１１３を複数枚積層する
ことで両側部１１ａ　、　ｌｌｂでのコイル部１１２ａ
はパターン幅寸法会ずつずれて密に形成されており、し
かもコ字形状部材１１４を第８図に示すようｔこ組み合
せていることから両側部ｉｉａ。

１１ｂでのコイル部１１２ａの長さ寸法も平均すると同
一に形成されることになる。これによりコイル装置１１
両側部１１ａ、ｌｌｂのコイル部１１２ａでの電流力は
可動部材１４の位置に関係なく常に一定にすることがで
きるので可動部材１４の動作ストロークに対する推力の
関係を第９図に示すようにフラットにできることになる
。

したがって、このような構成によれば推力特性の平担性
を得られるので負荷の動きをスムーズにできる。またコ
イル装置としてプリント基板を用いているので全体とし
て小形軽量化を図ることができ取扱上も極めて便利であ
る。

なお、この発明は上記実施例にのみ限定されず要旨を変
更しない範囲で適宜変形して実施できも例えば上述では
可動部材１４の脚部１４２に永久磁石１５　、１６を設
けるようにしたが、脚部１４１　、１４３に夫々永久磁
石１５　、１６を設けるようにしてもよい。

また、上述では永久磁石は２個用いたが２個以外でも同
様に実施できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のリニアモータの一例を示す斜視図、第２
図は同リニアモータを説明するための等何回−図、第３
図は同リニアモータの特性を示す特性図、第４図はこの
発明の一実施例を示す斜視図、第５図は同実施例の要部
を示す概略的構成図第６図は同実施例に用いられるプリ
ント基板を示す概略的構成図、第７図および第８図は夫
々同プリント基板を用いたコイル装置の組立を説明する
ための概略的構成図、第９図は同実施例の特性を示す特
性図である。 １・・・コイル　　　　　２・・・ヨーク３・・・支持
部材　　　　４・・・ガイド５・・・永久磁石　　　　
６・・・可動部材１１・・・コイル装置　　１１１・・
・シート１１２・・・コイルハターン　　１１２ａ・・
・コイル部１１３・・・プリント基板　１１４・・・コ
字形状部材１１４ａ・・・底部　　　　１１４ｂ・・・
脚部１１ａ、ｌｌｂ　・・・側部　　　１２　・−・側
板１３・・・ガイド棒　　　１４・・・可動部材１５．
１６・・・永久磁石 第４図 第５画 第６図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）長尺シート上にうず巻状コイルパターンを形成す
   るとともにコ字形状にしたプリント基板を少なくとも２
   個互の脚部を噛み合せ組み立てたコイル装置と、上記プ
   リント基板のシート巾方向のコイル部を有する上記コイ
   ル装置側部に沿って移動自在に設けられた可動部材と、
   この可動部材に上記側部に対向して設けられ上記コイル
   部に直交する磁束を発生する永久磁石とを具備したこと
   を特徴とするリニアモータ。
2. （２）上記コイル装置はシート巾方向のコイル部をその
   パターン幅方向にずらした複数枚のプリント基板を積層
   したものを有することを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載のリニアモータ。
3. （３）上記可動部材は３本の脚部を有する枠状をなすこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載の
   リニアモータ。