JP3351240B2 - リニアモータ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ドアあるいはカー
テン等の搬送用に用いられるリニアモータに関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、ドアあるいはカーテン等をリニア
モータによって電動にて搬送する、搬送用のリニアモー
タが普及しつつある。この種のリニアモータとして、図
５に示すようなものが知られている。このリニアモータ
は、固定子ブロック１と、可動子ブロック５と、を主要
構成部材とした可動コイル型で３相駆動されるものであ
る。

【０００３】固定子ブロック１は、相対向する側壁２
ｃ、２ｄを有して長く延びその下方に軌道部２ｌ、２ｌ
を有する固定子ケース２と、図６に示すように、厚み方
向に異極が存在し長手方向に一定間隔で交互に異極が存
在するよう着磁されて固定子ケース２に配設される平板
状の永久磁石３と、給電基板４とを有している。この給
電基板４は、図７に示すように、長手方向に所定間隔で
正負導電部４ａ、４ｂ及び絶縁部４ｃが交互に形成され
た長尺平板状に形成されている。

【０００４】可動子ブロック５は、前記固定子ブロック
１の長手方向に移動自在に連設支持される電機子６を有
する複数の可動台７と、ローラ１２とを有している。こ
の電機子６は、対向片９ａ、９ｂと連結片９ｃにて略コ
字状を成した継鉄９の対向片９ａ、９ｂにボビン８ａ、
８ａに巻装されたコイル８、８を有し、電機子６の対向
片９ａ、９ｂの対向側面が前記永久磁石３の側面と対向
し配され、ボビン８ａ、８ａに巻装されたコイル端どう
しが接続線８ｉ、１３ａによって接続されている。ロー
ラ１２は、可動台７に実質的に一体化され前記軌道部２
ｌ、２ｌに移動自在にガイドされる。

【０００５】このリニアモータは、可動子ブロック５の
コイル８、８にブラシ１１を介して給電基板４の導電部
から電流を流し、それによって生じる固定子ブロック１
の永久磁石３と可動子ブロック５の電機子６との電磁的
な吸引反発作用により、例えば、図８に示すように、３
つの連設された可動子ブロック５が一定方向に駆動され
る。詳しくは、給電基板４の長尺平板状の絶縁基板上の
正負導電部４ａ、４ｂから、長手方向に並んでいる電機
子６のコイル８、８に３相駆動の直流電流を順次相順に
給電し、電機子６の配設される方向の所定の方向に向け
て進行磁界を発生させる。その結果、電機子６にはこの
進行磁界と同じ進行方向に所定の推進力が働く。なお、
逆方向に駆動するときは、上記と相順を逆に給電し、逆
の方向に向けての進行磁界を発生させる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで上記のリニア
モータは、アール形状の出入り口あるいは窓などにおけ
るドアあるいはカーテンの曲線搬送においては、曲線を
有する固定子ケース２と、複数の可動台７が長手方向に
連設支持される可動子ブロック６との構成によって、特
に走行性の良いものである。しかし、各電機子６のコイ
ル８、８間の接続は、ボビン８ａの上面に形成された接
続線８ｉ、１３ａをガイドするガイド突起８ｊにより接
続線がガイドされ両端がコイル端に固着され接続される
ものである。その結果、特に、アール形状の走行におい
ては、ハンダ付けなどによる接続線８ｉ、１３ａとコイ
ル端との固着部Ｆに曲げ応力が繰り返し加えられること
となる。その結果、長期の使用において、固着部Ｆの曲
げによる機械的疲労によって接続が破断することがあ
り、製品の寿命の観点における課題となっていた。

【０００７】本発明は、上記事由に鑑みてなしたもの
で、その目的とするところは、アール形状の搬送におい
ても連設支持される可動子ブロックの接続線が破断する
ことが無い、長寿命の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】上記目的を達成するため
に、請求項１記載のリニアモータは、長手方向に対して
交互に異極が存在する磁石を備えた固定子ブロックと、
前記磁石に近接する継鉄にボビンが装着され、当該ボビ
ンにコイルが巻装されてなる電機子を備えた複数の可動
台とを備え、夫々の可動台は、隣接する他の可動台と、
長手方向の端部を互いに連結すると共に、互いの前記コ
イルが接続線によって接続され、前記固定子ブロックの
長手方向に移動自在に構成されているリニアモータにお
いて、 前記接続線に屈曲部を設け、その屈曲部と夫々の
可動台の対向部とを略一致させると共に、夫々のボビン
に、夫々の可動台が連結部において屈曲するに従って当
該接続線が屈曲運動する方向と略平行な面を有し、その
面で当該屈曲部の両端近傍における屈曲する部分を挟持
する挟持片を備えている。これにより、接続線に設けら
れた屈曲部と連接された可動台の対向部とを略一致させ
て挟持片によって挟持され、その両端がコイル端に固着
され接続されるものとなる。

【０００９】また、請求項２記載のリニアモータは、請
求項１記載の狭持片が前記ボビンの上方に立設され、前
記屈曲部が狭持片の立設方向に向けて屈曲されて設けら
れている。これにより、屈曲部が、ボビンの上方に立設
された狭持片によって立設方向に向けて屈曲されて設け
られるものとなる。

【００１０】また、請求項３記載のリニアモータは、請
求項１又は２記載の狭持片は、端部がアール状形成され
た前記接続線の浮き上がり防止のための凸部を有してい
る。これにより、接続線が、端部がアール状形成された
凸部によって浮き上がり防止され挟持片によって挟持さ
れるものとなる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明のリニアモータの一
実施の形態を図１乃至図４に基づいて説明する。なお、
従来例と基本的な機能が同様の部材及び部位には、同じ
名称を用いている。図１は、リニアモータの断面図であ
る。図２は、図１に示すリニアモータの可動子ブロック
の側面図である。図３は、図２に示すリニアモータの要
部である挟持片の部分拡大図で、（ａ）はＡ方向矢視
図、（ｂ）は側面図である。図４は、図１に示すリニア
モータの可動子ブロックの斜視図である。

【００１２】１は固定子ブロックで、固定子ケース２
と、永久磁石３と、給電基板４とを有する。

【００１３】固定子ケース２は、永久磁石３や給電基板
４を配設するとともに、後述する可動子ブロックを移動
可能な状態でもって支持するために、アルミニウム等の
押し出し成形等により、図１に示すような断面形状をし
た大略長筒状に形成されている。この固定子ケース２
は、上下壁２ａ、２ｂ、第１側壁２ｃ及び第２側壁２ｄ
にて大略長筒状を形成し、内部を可動子ブロック収容室
としている。従って、上壁２ａの内面の中央に永久磁石
３を支持するＩ形の支持部２ｅ、第１側壁２ｃに給電基
板４を支持する大略Ｌ形の支持部２ｆ、２ｆ、下壁２ｂ
の中央に開口部２ｇを形成している。

【００１４】２ｈ、２ｈは可動子ブロックの保持部で、
可動子が重力により下方に落下するのを防止するととも
に縦揺れを防止するもので、２ｉ、２ｉはガイド片で、
可動子ブロックの横揺れを防止するものである。２ｊ、
２ｊは支持突起で、図示していないが天井等にネジ等で
固定されるブラケットに固定子ケース２を取り付けるも
のである。また、２ｋは隔離部材で、固定子ケース２を
上下の２個の部屋に分割するもので、上部に後述する可
動子ブロックの電磁石部、下部にローラ部を収容できる
ように構成してある。下方の２ｌ、２ｌは軌道部で、ロ
ーラ部に収納されたローラをガイドするものである。

【００１５】永久磁石３は、従来例と同じで図６に示す
ように、厚み方向に異極が存在し長手方向に一定間隔で
交互に異極が存在するよう着磁された平板状のもので、
固定子ケース２の支持部２ｅに対応する支持用凹部３ｅ
を有する。この永久磁石３は、その支持用凹部３ｅと支
持部２ｅとを圧入あるいは接着等適宜の手段で固定する
ことにより、固定子ケース２の殆ど全長にわたって交互
に異極が存在するようになる。

【００１６】給電基板４は、従来例と同じで図７に示す
ように、長尺平板状の長手方向に所定間隔で正負導電部
４ａ、４ｂ及び絶縁部４ｃが交互に形成され、固定子ケ
ース２の支持部２ｆ、２ｆに固定配設される。詳しく
は、絶縁基板の一方の表面に一定厚みの導電パターンを
形成することによって正負導電部４ａ、４ｂを設ける。
そして、導電パターンの存在しない部分が結果的に、正
負導電部４ａ、４ｂを分離するような関係で絶縁部４ｃ
として形成される。これら正負導電部４ａ、４ｂ及び絶
縁部４ｃは、後述する可動子ブロックのブラシが摺接し
得るように、長手方向に所定間隔でもって形成される。
正導電部４ａ及び負導電部４ｂの凸部の長手方向長さ
Ａ、Ｂは、永久磁石３のＮ極及びＳ極一対の長さ寸法を
Ｌとして、Ｌ／３＜Ａ＜Ｌ／２、Ｌ／３＜Ｂ＜Ｌ／２、
Ａ＝Ｂとなるように長さ寸法を設定する。そして、後述
するブラシが正導電部４ａに接触しているとき正の電圧
が、負導電部４ｂに接触しているとき負の電圧がそれぞ
れ可動子ブロックのコイルに印加される。

【００１７】５は可動子ブロックで、電機子６と、ブラ
シ１１と、ローラ１２とを主要構成部材としている。ま
た、この実施形態のリニアモータは、３相駆動のため、
３個の電機子６、６、６、ブラシ１１、１１、１１を有
し、それぞれを連結し連設することによって可動子ブロ
ック５を形成している。この形態は、各電機子６、６、
６毎に折れ曲がることが可能なため、カーブ走行に好適
である。

【００１８】各電機子６は、合成樹脂材料製の可動台７
と、積層された継鉄９と、これに巻装されるコイル８よ
りなる。可動台７は、大略平板状であって、長手方向の
端部に連結するための連結部７ａを有して各電機子６が
連結されて、固定子ケース２の内部を摺動する。また、
可動台７の下面には、搬送支持部材が適宜取着される。

【００１９】コイル８は、後述する継鉄９の対向片９
ａ、９ｂに装着されたボビン８ａ、８ａの周囲に巻回さ
れるもので、各継鉄９、９、９毎の３組のコイル８、
８、８は、各端末の一方を後述する接続線８ｉによって
共通接続し、他方を後述する各可動台７に配置されたブ
ラシ１１を有した３個の導電ばね１１ａにそれぞれ接続
する。

【００２０】ボビン８ａは、合成樹脂材料によって、継
鉄９の対向片９ａ、９ｂの幅と積層された厚さ寸法より
僅かに大きい寸法の長方形状の筒状の巻胴部８ｂと、そ
の両端に連設した長方形状の鍔部８ｃ、８ｄとを有して
形成される。上端である鍔部８ｄには、巻胴部８ｂ巻回
されコイル８の両端末である端子Ｔを貫挿する角状の穴
と、継鉄９、端子Ｔ間を離隔する離隔壁８ｅと、この離
隔壁８ｅに沿って接続線８ｉなどを挟持し配設する挟持
片８ｆ、８ｇを有する。挟持片８ｇは、端部がアール状
形成された接続線８ｉの浮き上がり防止のための凸部８
ｈを有する。このボビン８ａは、対向片９ａ及び９ｂ
に、端子Ｔが角状の穴に貫挿される様配設されて共通使
用される。

【００２１】８ｉは接続線で、連設された可動台７の各
継鉄９、９、９毎の３組のコイル８、８、８の各端末の
一方を共通接続するもので、コイル８、８、８に所定の
大きさの電流を流し得る断面積を持っている表面に絶縁
被覆を有するより線である。この接続線８ｉは、中間に
屈曲部Ｒを設け、この屈曲部Ｒと連設された可動台７の
対向部７ｂとを略一致させて接続線８ｉを前記狭持片８
ｆ、８ｇによって狭持し、両端がコイル８の端末にはん
だ付けなどによって固着され接続される。

【００２２】継鉄９は、対向片９ａ、９ｂと連結片９ｃ
にて大略コ字状をなす積層鉄心にて大略コ字状をなし、
対向片９ａ、９ｂが永久磁石３を挟むように対面するよ
う連結片９ｃが可動台７に埋め込み固定される。この対
向片９ａ、９ｂの先端部には、機械的な保護を兼ねて摩
擦抵抗の少ない樹脂製のキャップ９ｄ、９ｅが装着され
ている。

【００２３】また、前述したように、３個の電機子６、
６、６は、３個の可動台７、７、７が連結接続されるこ
とによって固定子ケース２の長手方向に並設される。そ
の場合、個々の電機子６の長手方向長さ寸法は、永久磁
石３のＮ極及びＳ極一対の長さをＬとして、Ｌ／３を越
えないように設定する。従って、継鉄９の長手方向長さ
は、コイル８の寸法を考慮してＬ／３より十分小さく設
定する。

【００２４】ブラシ１１は、直方体状をなし、給電基板
４に摺設するよう基端部が可動台７に固定された導電ば
ね１１ａの先端に固着される。このブラシ１１は、給電
基板４の正負の電圧をコイル８に供給するべく、導電ば
ね１１ａを介して各コイル８の他方の端末に電気的に接
続される。また、ブラシ１１は、その間隔がＬ／３にな
るよう設定し、給電基板４と接する位置が、永久磁石の
長手方向に対して同じ位置になるように固着される。

【００２５】ローラ１２は、可動子ブロック５を固定子
ケース２に沿って摺動しやすくするもので、搬送支持部
材に回転可能に保持されるローラ軸に軸支されて固定子
ケース２の下壁２ｂに形成された軌道部２ｌを滑動可能
な状態に保持される。この搬送支持部材は、例えばドア
を支持するもので、略Ｌ字状の金属製のフック１０によ
り可動台７の下面８ｂに固定される。また、ローラ軸
は、その軸方向が継鉄９の連結片９ｃと平行となるよう
に配設される。

【００２６】１３はコンデンサで、可動子ブロック５が
走行する際に発生する電気的ノイズを低減させるための
ものである。このコンデンサ１３は、一端を個々のコイ
ル８の端末に、他端を共通接続する。

【００２７】１３ａは接続線で、前記コンデンサ１３の
他端を共通接続するもので、前記接続線８ｉと同じより
線によって、中間に屈曲部Ｒを設け、この屈曲部Ｒと連
設された可動台７の対向部７ｂとを略一致させて接続線
１３ａを狭持片８ｆ、８ｇによって狭持し、両端がコン
デンサ１３の他端にはんだ付けなどによって固着され接
続される。

【００２８】かかるリニアモータは、可動子ブロック５
の３個のコイル８、８、８の内の２個にブラシ１１、１
１、１１を介して電流を流し、それによって生じる固定
子ブロック１の永久磁石３と可動子ブロック５の電機子
６との電磁的な吸引反発作用により、可動子ブロック５
が一定方向に駆動される。可動子ブロック５の駆動（走
行）方向を逆にするときには、正負導電部４ａ、４ｂへ
供給する電圧の正負を逆にすれば良い。

【００２９】以上説明した実施の形態のリニアモータに
よると、接続線８ｉ、１３ａが、その中間に屈曲部Ｒを
設けてこの屈曲部Ｒと連設された可動台７の対向部７ｂ
とを略一致させて狭持片８ｆ、８ｇによって狭持され、
その両端がコイル８の端末に固着され接続されるものと
なるので、接続線８ｉによって共通接続されるコイル８
の端末及び接続線１３ａによって共通接続されるコンデ
ンサ１３の他端である固着部Ｆへの曲げ応力が屈曲部Ｒ
にて吸収され、固着部Ｆへ加わらないこととなる。その
結果、アール形状の搬送においても連設支持される可動
子ブロック５の接続線８ｉ、１３ａが破断することが無
く、長寿命のリニアモータが実現されるものとなる。ま
た、屈曲部Ｒが、ボビン８ａの上方に立設された狭持片
８ｆ、８ｇによって立設方向に向けて屈曲されて設けら
れるものとなるので、固定子ケース２の内部スペースを
有効に活用することによって固定子ケース２を従来と同
等の大きさの小さい断面形状に形成できる。また、接続
線８ｉ、１３ａが、端部がアール状形成された凸部８ｈ
によって浮き上がり防止され挟持片８ｆ、８ｇによって
挟持されるものとなるので、可動台７の曲がりによる接
続線８ｉ、１３ａの屈曲の荷重が凸部８ｈとの当接面に
分散されてより線の一部に集中せず、さらに長寿命のリ
ニアモータが実現されるものとなる。

【００３０】

【発明の効果】請求項１記載のリニアモータは、接続線
に屈曲部を設け、その屈曲部と夫々の可動台の対向部と
を略一致させると共に、夫々のボビンに、夫々の可動台
が連結部において屈曲するに従って当該接続線が屈曲運
動する方向と略平行な面を有し、その面で当該屈曲部の
両端近傍における屈曲する部分を挟持する挟持片を備え
ているので、アール形状の搬送においても接続線が破断
することが無く、以って、長寿命のリニアモータが実現
されるものとなる。

【００３１】また、請求項２記載のリニアモータは、請
求項１記載のものの効果に加え、屈曲部が、ボビンの上
方に立設された狭持片によって立設方向に向けて屈曲さ
れて設けられるものとなるので、固定子ケースの内部ス
ペースを有効に活用することによって、固定子ケースを
従来と同等の大きさの小さい断面形状に形成できる。

【００３２】また、請求項３記載のリニアモータは、請
求項１又は２記載のものの効果に加え、接続線が、端部
がアール状形成された凸部によって浮き上がり防止され
挟持片によって挟持されるものとなるので、可動台の曲
がりによる接続線の屈曲の荷重がより線の一部に集中せ
ず、さらに長寿命のリニアモータが実現されるものとな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のリニアモータの断面図である。

【図２】図１に示すリニアモータの可動子ブロックの側
面図である。

【図３】図２に示すリニアモータの要部である挟持片の
部分拡大図で、（ａ）はＡ方向矢視図、（ｂ）は側面図
である。

【図４】図１に示すリニアモータの可動子ブロックの斜
視図である。

【図５】従来例のリニアモータの断面図である。

【図６】図５に示す従来例のリニアモータの永久磁石の
斜視図である。

【図７】図５に示す従来例のリニアモータの給電基板の
平面図である。

【図８】図５に示す従来例のリニアモータの可動子ブロ
ックの斜視図である。

【符号の説明】

１ 固定子ブロック ２ 固定子ケース ２ｃ、２ｄ 側壁 ２ｌ 軌道部 ５ 可動子ブロック ６ 電機子 ７ 可動台 ７ｂ 対向部 ８ コイル ８ａ ボビン ８ｆ、８ｇ 挟持片 ８ｈ 凸部 ８ｉ 接続線 Ｒ 屈曲部 Ｆ 固着部 １２ ローラ １３ａ 接続線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 立澤 一郎 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工 株式会社内 (56)参考文献 特開 平５−304758（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−82911（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−29367（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭55−31266（ＪＰ，Ｕ) 実開 平４−58071（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02K 41/00 - 41/06

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 長手方向に対して交互に異極が存在する
   磁石を備えた固定子ブロックと、前記磁石に近接する継
   鉄にボビンが装着され、当該ボビンにコイルが巻装され
   てなる電機子を備えた複数の可動台とを備え、夫々の可
   動台は、隣接する他の可動台と、長手方向の端部を互い
   に連結すると共に、互いの前記コイルが接続線によって
   接続され、前記固定子ブロックの長手方向に移動自在に
   構成されているリニアモータにおいて、 前記接続線に屈曲部を設け、その屈曲部と夫々の可動台
   の対向部とを略一致させると共に、夫々のボビンに、夫
   々の可動台が連結部において屈曲するに従って当該接続
   線が屈曲運動する方向と略平行な面を有し、その面で当
   該屈曲部の両端近傍における屈曲する部分を挟持する挟
   持片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】 前記狭持片が前記ボビンの上方に立設さ
   れ、前記屈曲部が狭持片の立設方向に向けて屈曲されて
   設けられたことを特徴とする請求項１記載のリニアモー
   タ。
3. 【請求項３】 前記狭持片は、端部がアール状形成され
   た前記接続線の浮き上がり防止のための凸部を有するこ
   とを特徴とする請求項１又は２記載のリニアモータ。