JPS6331464A

JPS6331464A - リニアモ−タ−

Info

Publication number: JPS6331464A
Application number: JP61173403A
Authority: JP
Inventors: Fumio Kobayashi; 小林　二三雄; Kunio Sakai; 酒井　国夫
Original assignee: Ohi Seisakusho Co Ltd
Current assignee: Ohi Seisakusho Co Ltd
Priority date: 1986-07-23
Filing date: 1986-07-23
Publication date: 1988-02-10

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、例えばカーテン等の対象物を移動させるだめ
のものであって、案内レールにランナを摺動案内させ、
該ランナに対象物を連結して駆動するようにしたリニア
モーターに関する。

「従来の技術」従来のリニアモーターとしては、例えば実開昭６０−９
８４８９号公報に開示されたものがある。

すなわち、同公報には、案内レール１こランナを摺動案
内させ、対象物たるカーテンの端部を固結したランナを
直線駆動することによりカーテンを開閉するものが示さ
れている。

ランナを直線駆動するため、案内レールには、永久磁石
を極性が交互になるよう連設するとともに、電源に接続
される一対の櫛歯状の電極を案内レールの長手方向に配
設し、ランナには、櫛歯状の電極に摺接する給電ブラシ
と、該ブラシにより給電されるコイルとを設けである。

そして、ランナのコイルに給電すると、コイルに流れる
電流と案内レールの永久磁石の磁束とによりフレミング
の左手の法則に従いランナが直線駆動され、移動に従い
案内レールに設けられた櫛歯状の電極とランナに設けら
れたブラシとの接触状態によりランナのコイルの極性を
変化させ、ランナを同一方向に直線駆動するものである
。

「発明が解決しようとする問題点」しかしながら、このような従来のリニアモーターでは、
ランナへの給電を、案内レールに設けられた櫛歯状の電
極とランナに設けられたブラシとにより行なっているの
で、構造が複雑なうえに、電気的な摺接部があるために
接触不良による動作不良や、耐久性が不足しがちになり
、しかも、ランナの構造上、ドライブ回路は別に設ける
必要がある為、ランナとドライブ回路とは、夫々の設置
場所に別々取り付けなければならない為、取付けの作業
性が悪いという問題点があった。

本発明は、このような従来の問題点に着目してなされた
もので、電気的摺接部を解消し、ランナとドライブ回路
とを一体的に構成して、上記問題点を解決したリニアモ
ーターを提供することを目的としている。

「問題点を解決するための手段」かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところ
は、対象物を案内レールに沿って移動させるためのものであ
って、該案内レールにランナを摺動案内させ、該ランナ
に対象物を連結して駆動するようにしたリニアモーター
において、前記案内レールの長手方向に沿い、極性が横並びに交互
になる永久磁石を一定のピッチで連設し、前記永久磁石を臨む少なくとも一対のコイルおよび該コ
イルに接続するホール素子を前記ランナに装備するとと
もに、前記ホール素子の信号により前記コイルへの電流
を制御するドライブ回路をランナに装備したことを特徴
とするリニアモーターに存する。

「作用」しかして、コイルに通電すると、案内レールに設けた永
久磁石との間の磁気作用によりランナが移動する。

ランナが移動して永久磁石の極性とコイルとの位置関係
及びホール素子が検出する案内レールの永久磁石の極性
が変わり、ホール素子の極性が反転し、出力も反転する
。ホール素子の出力はドライブ回路で調整されてコイル
に出力され、ランナの移動位置に応じてコイルへの通電
方向が制御される。コイルへの通電は、案内レールの永
久磁石との関係において一方向に常に働くよう制御され
る。

ランナには単に電源を接続するだけでよく、取付作業を
極めて簡単に行なうことができる。

「実施例」以下、図面に基づき本発明の一実施例を説明する。

各図は本発明の一実施例を示しており、第２図に示すよ
うに、自動車の後窓Ａに移動対象たるカーテン１０が設
けられており、リニアモーター２０はこのカーテン１０
を横方向に摺動して開閉するものである。

第１図および第２図でわかるように、後窓Ａの開口の上
下にはリニアモーター２０の一部を構成する案内レール
３０．３０が略水平に配設され、案内レール３０にはラ
ンナ４０が摺動可能に嵌合されている。カーテン１０は
屈曲して折り畳む構造となっており、その端縁の端部が
ランナ４ｏに掛止されている。

第１図、第３図、第４図でわかるように、案内レール３
０は立壁状の案内壁３１を有し、下方に向は開口し、上
面部３２と案内壁３１に対向して内方に突出する磁石支
持部３３を有する下向きの溝形断面をしている。

案内レール３０の磁石支持部３３には、帯状の連続磁性
体３４が保持されている。連続磁性体３４は一定のピッ
チで交互に着磁されて極性の異なる永久磁石３５．３５
・・・が形成されており、名永久磁石３５は第３図にお
いて左右方向である厚さ方向に極性を有し、裏側にはヨ
ーク３６が添設されている。

第１図、第３図〜第７図に示すように、ランナ４０はカ
ーテン１０の端縁の端に連結されるもので１その頭部４
１が案内レール３０の内部に挿通し、磁石支持部３３の
上面である滑動面３３ａに頭部４１の下面の滑動面４１
ａがローラ等を介して摺動可能に乗っている。

頭部４１から案内レール３０の案内壁３１に沿った被案
内面部４２が下方に延び、その下端に電気素子等を収納
する基部４３が形成され、カーテン１０の端縁の端部を
連結する掛止脚４３ａが基部４３に突設されている。

ランナ４０の頭部４１から基部４３にかけ、被案内面部
４２に沿って案内レール３０の長手方向に対応するよう
一対の扁平なコイル４４．４５が案内レール３０の連続
磁性体３４に対向して配設されている。

コイル４４．４５は移動時に永久磁石３５゜３５・・・
の磁束と直交する直線部４４ａ、４４ｂ及び４５ａ、４
５ｂを有し、接続部４４ｃ　、４４ｃおよび接続部４５
ｃ　、４５ｃとでループを形成している。

コイル４４．４５と被案内面部４２との間にはヨーク４
６が介装されている。ヨーク４６は案内レール３０の永
久磁石３５とコイル４４．４５とを間にして案内レール
３０の勺−り３６と対向して磁気回路を構成している。

ヨーク４６は、コイル４４の直線部４４ａおよびコイル
４５の直線部４５ｂに沿った端片部４６ａ、４６ｂと、
コイル４４の直線部４４ｂおよびコイル４５の直線部４
５ａに沿った中間突出部４６ｃと、それらの接続部４６
ｄ　、４６ｅとにより略Ｅ形をしている。

コイル４４の中央部に第１のホール素子４７が、コイル
４５の中央部に第２のホール素子４８が配置されている
。第１のホール素子４７．第２のホール素子４８は周知
のように、それに作用する磁束の方向により極性を反転
する性質を有している。

第８図に示すように、コイル４４．４５および第１のホ
ール素子４７．第２のホール素子４８を含んでドライブ
回路５０が形成されており、ドライブ回路５０はランナ
４０の基部４３がら側部にかけて一体モールドされ、あ
るいはそれらをハウジングとして内装されている６ドライブ回路５０は電源端子５１ａ、５１ｂと、ダイオ
ード５２ａ〜５２ｄより成る電流振り分は部５２と、前
記第１のホール素子４７．第２のホール素子４８と、イ
クスルーシブノアゲート５３．５４，５５．５６と、駆
を用ＩＣ５７，！−を備えて構成され、駆動用ＩＣ５７
に前記コイル４４．４５が接続されている。

電源端子５１ａ、５１ｂは電源に通電方向を逆転できる
操作スイッチ（図示省略）を介して接続されている。駆
動用ＩＣ５７はコイル４５に対応する第１制御部５７ａ
とコイル４４に対応する第２制御部５７ｂとより成り、
コイル４５はコイル４４に設けた第１のホール素子４７
に第１制御部５７ａを介して接続し、コイル４４はコイ
ル４５に設けた第２のホール素子４８に第２制御部５７
ｂを介して接続している。

イクスルーシブノアゲーｈ５３，５４の出力の信号り、
Ｆとコイル４５の入出力端子への信号Ｇ、Ｊとの関係の
第１制御部５７ａによる真理値は次に示す第１表のとお
りである。

第１表次に作用を説明する。

図示省略した操作スイッチを操作し、ドライブ回路５０
の電源端子５１ａ、５１ｂに電流を流すと、ランナ４０
の位置により、第１のホール素子４７および第２のホー
ル素子４８は、そのときの永久磁石３５の磁極との位置
関係による極性に従って極性を反転し、て出力する。

後述する真理値に従い、コイル４４．４５に電流が流れ
て、このコイル４４．４５の直線部４４ａ、４４ｂ、４
５ａ、４５ｂに流れる電流と永久磁石３５の磁束との相
互作用によりフレミングの左手の法則に従いコイル４４
．４５を移動させる力が発生し、それによりランナ４０
が対象物たるカーテン１ｏを開閉するよう直線駆動され
る。

例えば第１のホール素子４７がそのときの永久磁石３５
の磁極との位置関係による極性に従ってコイル４５に通
電するよう動作すると、第２のホール素子４８は永久磁
石３５の間の磁束のない位置にきているので、出力信号
は出さずコイル４４には電流は流れない。ランナ４０の
移動に従い上記状態が交互に綴り返される。

ランナ４０が略永久磁石３５の半ピツチ移動してコイル
４４．４５と永久磁石３５．３５との相互位置関係が変
化すると、その変化に応じて今度は第２のホール素子４
７が永久磁石３５の磁束を検出してコイル４４に電流を
流し、コイル４４の直線部４４ａ、４４ｂに流れる電流
と永久磁石の磁束との相互作用によりランナ４０を前後
いずれかの同一方向に移動させる。更にランナ４０が移
動すると、コイル４４．４５に流れる電流の向きが逆に
なって、常にランナ４０を同一方向に移動させるように
制御している。

すなわち、ランナ４０の位置により状況が異なってくる
が、例えば、永久磁石３５のＮ極の磁束はヨーク４６の
中間突出部４６ｃに集まり、この磁束が磁路となる接続
部４６ｄ　、４６ｅを通って端片部４６ａ、４６ｂに分
かれ、永久磁石３５のＳ極を通ってヨーク３６を通り、
磁気回路が閉じる。

そのとき、空気間隙を通る際、永久磁石３５の表面積よ
りヨーク４６の端片部４６　ａ　、　４６　ｂの表面積
が小さいので、磁路が狭くなり、駆動力を発生させるべ
く部分の磁束密度が高くなって、コイル４４．４５との
磁気作用により大きな駆動力を発生する。

ランナ４０の移動に従いコイル４４．４５と永久磁石３
５．３５との相互位置関係が変化しても、その変化によ
る永久磁石３５の磁束の反転に応じて第１のホール素子
４７および第２のホール素子４８の出力によりコイル４
４．４５への通電が制御され、同一方向への駆動力が発
生し続ける。

通電を止めればその位置でカーテン１０は停止し、通電
を逆にすればランナ４０はカーテン１０を閉じる方向に
直線駆動される。

ドライブ回路５０は前記ランナ４０に同一方向への駆動
力を発生し続けるよう動作する。

すなわち、一方のコイル４５に着目して第１のホール素
子４７の出力信号、即ち、イクスルーシブノアゲート５
３，５４の一方への入力信号Ａ。

Ｂと、イクスルーシブノアゲート５３，５４の他方への
入力信号Ｃ，Ｅと、駆動用ＩＣ５７の第１制ｇｌＪ部５
７ａへの信号り、Ｆと、コイル４５への出力信号Ｇ、Ｊ
と、永久磁石３５の極性との関係は次の第２表に示す真
理値になる。

第２表ここで、目的とする出力であるところのコイル４５の極
性を決めるＧ、Ｊに着目すれば、永久磁石３５の極性に
対して出力が反転しており、移動による相互関係が常に
吸引あるいは反発の関係が続くことがわかる。コイル４
４もコイル４５と同様に永久磁石３５との相互関係が定
まるよう設定しである。

「発明の効果」本発明に係るリニアモーターによれば、ランナへ給電し
てコイルの極性を転換して直線連動力を発生させる場合
に、ホール素子を利用して無接点で給電方向の転換を行
なうとともに、ドライブ回路をもランナに装備するよう
にしたから、全体として簡単な構造になり、取付は作業
を簡単に行なうことができ、電気的摺接部がなく、摩耗
や接触不良のおそれがないので耐久性が向上したリニア
モーターとすることができる。

【図面の簡単な説明】

各図は本発明の一実施例を示しており、第１図はリニア
モーターの正面図、第２図は自動車の斜視図、第３図は
第１図ｍ−ｍ線断面図、第４図は第１図の■−■線断面
図、第５図はランナの正面図、第６図はランナの背面図
、第７図は第５図■−■線断面図、第８図はドライブ回
路の回路図である。２０・・・リニアモーター　３０・・・案内レール３４
・・・連続磁性体　　　３５・・・永久磁石４０・・・
ランナ　　　　　４１・・・頭部４２・・・被案内面部
　　　４３・・・基部４４．４５・・・コイル　　４６
・・・ヨーク４７・・・＄１のホール素子４８・・・第２のホール素子５０・・・ドライブ回路　　５７・・・駆動用ＩＣ第３
Σ 第４図第５図

Claims

【特許請求の範囲】対象物を案内レールに沿って移動させるためのものであ
って、該案内レールにランナを摺動案内させ、該ランナ
に対象物を連結して駆動するようにしたリニアモーター
において、前記案内レールの長手方向に沿い、極性が横並びに交互
になる永久磁石を一定のピッチで連設し、前記永久磁石を臨む少なくとも一対のコイルおよび該コ
イルに接続するホール素子を前記ランナに装備するとと
もに、前記ホール素子の信号により前記コイルへの電流
を制御するドライブ回路をランナに装備したことを特徴
とするリニアモーター。