JPS6256750B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、例えば一般には自動ドアーの開閉
駆動装置等に用いられている円筒状リニアモータ
ー関するものである。

従来この種のリニアモーターは、一般にステー
タが内蔵するコイルとコイルの中心を摺動自在に
貫通するロツド（鉄心）とからなり、ステータに
付設したスイツチの切換操作により励磁電流の方
向反転させてロツド又はステータを往復運動する
ように構成している（例えば特開昭49−125804号
公報及び特開昭50−106114号公報）。又、電磁ポ
ンプにあつては、例えば特開昭51−28606号公報
のように、ロツドを一端にバルブを具えた中空パ
イプ形のピストンに形成して、コイルに励磁され
るピストンの往復運動によつて流体をシリンダー
の一方から他方へ直線的に移送するようにしたも
のと、例えば特開昭53−34106号公報のように、
円形に配置した多数のコイルに回転磁界を生じさ
せて鉄心に設けたバルブを回転させることにより
ダクト内の液体を一方に移送するようにしたもの
もあるが、いずれの場合も磁界の形成によつて作
動する二次導体がロツド、即ち固体のものであつ
た。

上記のようにしてコイルに固体の鉄心を挿通し
た従来のアクチユエータ（リニアモーター）は、
磁界の強さが鉄心の質量等に基づく摩擦抵抗と平
衡するまでは動作を起さずに静止していて、平衡
を超えた時点で急速に動作し、行程の終端で停ま
る動作も同様に急停止する（第４図実線参照）。
しかし乍ら、円筒状リニアモーターの使用に当つ
ては、例えばエアシリンダーや油圧装置のように
滑らかに作動を制御できるよう改良することが望
まれていた。

そこで本発明は、シリンダーの中央部内に、周
囲に液体金属の軸方向に沿つた流通を可能にした
小間隙を形成させて隔壁を固定し、この隔壁によ
つて二分されたシリンダー内に夫々プランジヤー
を装填して、隔壁の両側とプランジヤーとの間
に、上記小間隙を介して互いに連通する左右一対
のシリンダー室を形成し、隔壁を貫通して左右に
摺動自在に設けたピストン杆に、上記プランジヤ
ーを夫々一体に固定するとゝもに、上記シリンダ
ー室及び小間隙内に液体金属を充填する一方、小
間隙の外側に当るシリンダーの外側にステータを
固定し、該ステータ内に上記小間隙に接近させて
コイルを設けたことを特徴とする円筒状リニアモ
ーターを提供するものである。

本発明リニアモーターは上記のように構成して
いるので、コイルに電流を流して磁界を形成する
と、小間隙内の液体金属が二次導体となつて励磁
されてそのときの磁力の方向に従つて移動し、該
小間隙内を通つて一方のシリンダー室から他方の
シリンダー室へ液体金属が移動する。従つて、一
方のシリンダー室で減圧を生じ、他方のシリンダ
ー室は加圧されて、夫々のプランジヤーを介しピ
ストン杆に、小間隙内での液体金属の推力に小間
隙とシリンダー室との断面積の比を乗じた推力が
与えられる。

上記のように本発明は、従来固定の鉄心であつ
たソレノイドの二次導体を液体金属という流体に
置き換えることによつて、リニアモーターも恰も
エアシリンダー等の流体圧力装置と同等に作動し
得るように構成したものであつて、前記従来の欠
点を除去することができる。

以下に本発明の実施例を図面について説明す
る。

図に於て、１は円筒形のシリンダー。３はシリ
ンダー１の中央部内に固定されてシリンダー１を
左右に二分する隔壁。２は隔壁３の周囲とシリン
ダー１の内面との間に形成されて、後述の液体金
属をシリンダー１の軸方向に流通させるように設
けた小間隙。４，４′は隔壁３によつてシリンダ
ー１内に形成された左右一対のシリンダー室。
６，６′はシリンダー室４，４′内に夫々移動可能
に装填したプランジヤー。７は隔壁３の両側とプ
ランジヤー６，６′との間に形成される上記シリ
ンダー室４，４′と小間隙２内に充填した液体金
属。８は小間隙２の外側に当るシリンダー１の外
周にに固定したステータ。９，９′は小間隙２に
接近させてステータ８内に設けた左右一対のコイ
ル。１０はコイル９，９′に流す電流を交互に切
り換えるスイツチである。 この実施例に於て、
ステータ８内のコイル９，９′を出来るだけ小間
隙２内の液体金属７に接近させるために、シリン
ダー１は第１図に示すように左右に二分して、そ
の端部を側面からステータ８に一体に固着し、ス
テータ８の内周を形成する円筒形の薄肉パイプ１
１の両端を、二分したシリンダー１の内端面に固
着することにより、第３図に略示するように連続
した一体物に形成されている。又、隔壁３は、上
記薄肉パイプ１１の内面と該隔壁３の外周面との
間に、第１図及び第２図に示すように配置して双
方１１、３を連結するリブ１２により、周囲に小
間隙２を形成してシリンダー１内に固定されてい
る。又、液体金属７には例えばアルミニユーム
粉、銅粉等の導電性金属粉を混合したものを用い
る。

次に、この実施例の作動について述べる。

スイツチ１０を介して一方のコイル９に電流を
流すと、コイルに９に生ずる磁界によつて小間隙
２内の液体金属７が二次導体になり、磁力の方向
に従つて移動する。この液体金属７の移動によつ
て一方のシリンダー室４には液体金属７の流出に
伴う減圧を生じ、他方のシリンダー室４′はその
流入に伴う加圧を生ずる。両シリンダー室４，
４′の加圧、負圧はプランジヤー６，６′に液体金
属７の流れの方向の移動を生じさせ、ピストン杆
５の推力として系外にその力を取り出すことがで
きる。又、スイツチ１０を切り換えれば逆方向に
ピストン杆５が移動する。

ピストン杆５の移動速さは、小間隙２内の液体
金属７の移動速度に、該小間隙２とシリンダー室
４，４′との断面積の比を乗じた速さに減速され
る。

以上のように本発明は、周囲に液体金属７が流
通し得る小間隙２を形成してシリンダー１の中央
部内に隔壁３を固定し、この隔壁３で二分された
シリンダー内に夫々プランジヤー６，６′を装填
して上記小間隙２を介して互いに連通する左右一
対のシリンダー室４，４′を形成し、隔壁３を摺
動自在に貫通するピストン杆５に上記プランジヤ
ー６，６′を夫々一体に固定するとゝもに、シリ
ンダー室４，４′及び小間隙２に液体金属７を充
填し、この小間隙２の外側に当るシリンダー１の
外周にステータ８を固定し、その内部に小間隙２
に接近するようにコイル９，９′を設けて、該小
間隙２の液体金属７を二次導体として励磁するよ
うにしたもので、磁力に従つて移動する物体が流
体に替るとゝもに、小間隙２内を移動する上記液
体金属７によつて、左右一対のシリンダー室４，
４′に加圧と負圧を生じさせてプランジヤー６，
６′を液体金属７の流れの方向に移動せしめ、そ
れによつてピストン杆５に推力を与えるように作
動する。

上記のように液体金属という流体をソレノイド
の磁力に駆動される可動体として用いるようにし
た本発明によれば、励磁とゝもに流体の移動を生
ずるので、その動作はエアシリンダーや油圧装置
の動作に等しい緩発進、緩停止になり、第４図破
線で示すような立ち上りと立ち下りを得る。従つ
て、固体の鉄心等を可動体にしていた従来品の急
発進や急停止を回避して滑らかに起動し、滑らか
に停止し、同径の従来品に比べて緩速であるが力
は減速された分が増大する。一方で従来の流体圧
力装置のようにモーターとかコプレツサー等の駆
動源を別に備えたり、配管の必要があつたのを廃
し、同様に使用できる流体圧力装置であつても電
源と配線という極めて簡単な設備で使用できる利
点があり、特にマジツクハンドのようなロボツト
の駆動装置に好適する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す縦断面図。第２
図は第１図のＡ―Ａ線方向に沿つた縦断面図。第
３図は実施例の全体を略図で示す構成図。第４図
は従来品と本発明のリニアモーター動作を示す図
表である。 １……シリンダー、２……小間隙、３……隔
壁、４，４′……シリンダー室、５……ピストン
杆、６，６′……プランジヤー、７……液体金
属、８……ステータ、９，９′……コイル、１０
……スイツチ、１１……薄肉パイプ、１２……リ
ブ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ シリンダー１の中央部内に、周囲に液体金属
   ７の軸方向に沿つた流通を可能にした小間隙２を
   形成させて隔壁３を固定し、この隔壁３によつて
   二分されたシリンダー１内に夫々プランジヤー
   ６，６′を装填して隔壁３の両側とプランジヤー
   ６，６′との間に、上記小間隙２を介して互いに
   連通する左右一対のシリンダー室４，４′を形成
   し、隔壁３を貫通して左右に摺動自在に設けたピ
   ストン杆５に、上記プランジヤー６，６′を夫々
   一対に固定するとゝもに、上記シリンダー室４，
   ４′及び小間隙２内に液体金属７を充填する一
   方、小間隙２の外側に当るシリンダー１の外周に
   ステータ８を固定し、該ステータ８内に上記小間
   隙２に接近させてコイル９，９′を設けたことを
   特徴とする円筒状リニアモーター。