JP2003529303A - 磁気浮上鉄道の直線駆動装置のためのリニアモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 本発明は、磁気浮上鉄道の直線駆動装置のためのリニアモータに関し、このリニアモータが、多数の一列に配設された、長手方向に対して横方向に基本的に互いに同じ間隔を有する溝部１４を有する誘導子支持体１５を備え、および、蛇行形状に巻線１６として巻かれており、且つ部分的に溝部１４内に配設されている少なくとも３つのリニアモータ導線１、２、３を備え、その際、これら巻線１６が、間隔Ａで配設された巻線ヘッド１６．１、１６．２、１６．３を有しており、このリニアモータにおける技術的な課題は、連続的な且つコストの安い巻線製造を可能にすることであり、この課題は、少なくとも３つのリニアモータ導線１、２、３の巻線ヘッド１６．１′、１６．２′、１６．３′の長さＡ′が、２つの隣接して配設された誘導子支持体１５間の不連続位置１００において、延長されていることによって解決される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、磁気浮上鉄道の直線駆動装置のためのリニアモータに関し、このリ
ニアモータが、多数の一列に配設された、長手方向に対して横方向に基本的に互
いに同じ間隔を有する溝部を有する誘導子支持体を備え、および、 蛇行形状に巻線として巻かれており、且つ部分的に溝部内に配設されている少な
くとも３つのリニアモータ導線を備え、 その際、これら巻線が、間隔Ａで配設された巻線ヘッドを有している。

【０００２】 リニアモータの三相交流巻線は、３つの蛇行形状に敷設されたリニアモータ導
線から成り、これらリニアモータ導線が、電磁的な進行磁界を形成する。リニア
モータは、例えば、遠距離高速交通機関のための磁気浮上鉄道を駆動するために
使用される。

【０００３】 交流コイルの製造および敷設は、敷設車両によって行われ、この敷設車両が走
行路上に載置されている（ドイツ連邦共和国特許公開第３７ ３７ ７１９号明
細書）。

【０００４】 巻線周期の長さは、誘導子パッケージの溝部幾何学形状／歯の幾何学形状によ
り定められており、且つ走行路支持体の長さにわたってほぼ一定である。しかし
ながら、誘導子は、走行路の全長上で、一様な物体として、または一様な幾何学
的な形状でもって、製造及び／または装着されず、それに加えて、製造許容差が
発生する。更に、この走行路は、例えば、架橋構造における突合せ継ぎ目によっ
て、内側軌道と外側軌道の長さ相違の補正のために、または、長さ補償器（温度
変化のための）によって引き起こされる、中断を有している。

【０００５】 確かに巻線製造および敷設において、実寸法の誤差は考慮に入れられ得るが、
しかしながら、このことは、ただ、この誤差が最初から正確に周知されている範
囲内でだけで可能なだけである。不連続位置における、このモータ巻線の全耐用
期間の間の、熱膨張および動的な負荷によって生じる長さ変化は、走行路長手方
向における巻線ヘッドの引張り負荷および圧縮負荷を誘起する。

【０００６】 起こり得る負荷の影響として、ここで、作動電流の導電性（Betriebsstrom- L
eitbarkeit）、作動電圧強度または外乱電圧強度（Betriebs- oder Stoerspannu
ngsfestigkeit）、および機械的幾何学的な組込み寸法安定性（Einbaurnasshalt
igkeit）に関しての機能安定性の阻害、が挙げられる。

【０００７】 ほんの少しだけの長さ許容差は、巻線ヘッドまたは巻線の弾性的な性質によっ
て補償される。このことは、例えば、６ｍまでの長さを有する路面と同じ高さの
板状の走行路の場合、可能である。より大きな長さの場合、長さ許容差が加算さ
れ、且つモータ巻線は、最早、一様な寸法でもって連続的に製造され得ない。巻
線案内における特殊な構成が必要である。熱的な、及び／または動的な長さ補償
のために、このモータ巻線を、不連続位置において伸縮止め輪（Dehnungsschlau
fe）でもって敷設することは、また既に熟慮されている。このことは、しかしな
がら、明らかな欠点を有している。巻線製造は、連続的には行うことができない
。組付け機械の停止は、それぞれの不連続位置において、導線の長さを短くする
ために、および導線案内部の組付けのために、生じる。材料の過剰消費（進行磁
界導線、止め輪、固定レール、等々）が生じる。特に、それぞれの不連続位置に
おける敷設機械の停止は、極めて支障のあることである。

【０００８】 従って、本発明の根底をなす技術的な課題は、誘導子支持体間の不連続位置に
おけるリニアモータ導線のための、上記された欠点を回避し、および連続的な且
つコストの安い巻線製造を可能にする巻線構成を提供することである。

【０００９】 この先に提示された技術的な課題は、請求項１の特徴を有するリニアモータに
よって、少なくとも３つのリニアモータ導線の巻線ヘッド１６．１′、１６．２
′および１６．３′の長さＡ′が、２つの隣接して配設された誘導子支持体間の
不連続位置において、延長されていることによって解決される。更なる実施形態
は、従属請求項において与えられる。本発明の基本は、不連続位置において、こ
の不連続位置における蛇行体の巻線ヘッドが、規則どおりではなく、むしろ延長
されて形成されることにある。

【００１０】 不連続位置における蛇行体の本発明による成形状態の場合、巻線ヘッドの長さ
は走行路長手方向において伸展され、従って、静力学上の長さ誤差が、基本的に
補償される。それに加えて、２つの隣接された走行路支持体の間の伸び間隔の動
力学的な長さ変化において生じる引張り負荷および圧縮負荷は、延長された導線
部分に作用する。即ち、これら負荷は、全体に比較的により僅かになり、且つ巻
線ヘッドの弾性的な性質によって収容される。

【００１１】 延長された巻線ヘッドを有する蛇行体を構成することは、多数の可能性が存在
する。有利な方法において、少なくとも３つのリニアモータ導線の延長された巻
線ヘッドの長さは、基本的に同じ値だけ延長されている。このことによって、不
連続位置の架橋の後、少なくとも３つのリニアモータ導線が、再び同じ位相配列
に配されていることは保証される。

【００１２】 更に、延長された巻線ヘッドの製造を簡略化するために、これら巻線ヘッドは
、補償されるべき不連続位置の長さに依存して、所定の間隔でもって延長されて
いることが提案されている。このことは、補償されるべき長さの相違が、所定の
間隔内で存在する場合、巻線ヘッドの長さが該当する所定の値だけ延長されるこ
とを意味する。このことによって、過度に大きな機械的な応力がこれら巻線ヘッ
ド内において受け止められねばならないこと無しに、長さの相違は、十分に補償
され、これに対して、延長された巻線ヘッドの製造は、この延長された巻線ヘッ
ドを製造するための装置が、ただ所定の長さの相違に関してだけ調節されねばな
らないことによって簡略化される。

【００１３】 更に、３つの位相の隣接された巻線ヘッドを、共に、誘導子支持体の一方の側
面上に形成することは有意義である。比較的に良好な外側からの取扱い可能性の
ために、延長された巻線ヘッドを、誘導子支持体の外面上に形成すること、即ち
走行路内面上に形成するのでは無いことが提案されている。

【００１４】 従って、巻線は、中断を生じること無しに、全リニアモータ区間にわたって、
連続的に製造および敷設可能である。同時の他の特許出願において、溝部幾何学
的形状／歯の幾何学的形状を、蛇行巻線の製造の間、測定装置によって、軌跡お
よび位置において精確に測定すること、およびこの蛇行体を、この精確に測定さ
れた溝部幾何学的形状／歯の幾何学的形状に従って、精確に成形することが提案
されている。ここで上記された発明でもって、この測定装置でもって、不連続位
置に接近し且つこの不連続位置を精確に測定すること、および、完全に自動的に
、この発明に従って「延長された」蛇行形成体を、個々に、嵌合的に精確に且つ
位置的に精確に成形することおよび挿入することは容易なことである。

【００１５】 本発明に相応する延長された巻線ヘッドは、利用時間の間に、この巻線ヘッド
の形状安定性を、継続的な繰返し負荷（引張りおよび圧縮）によって失い、且つ
下に向かって降下する。その際に、この巻線ヘッドは、浮上式車両のロータの抱
込み部によって形成された空隙から突出する。この空隙を突出した巻線ヘッドを
介して、上方を通過する間に、浮上式車両でもって接触され、且つ損傷を与えら
れる。

【００１６】 従って、巻線ヘッドは、固定されるべきである。不連続位置において、延長さ
れた巻線ヘッドを位置固定するために、従って、保持ベルトまたは金属薄板のよ
うな付加的な固定部材を、走行路支持体に設けることが提案されている。この固
定部材は、しかしながら、比較的に費用がかかる。

【００１７】 本発明の更なる実施形態は、不連続位置における、巻線ヘッドのための、簡単
な、且つ安いコストで製造され得る付加的な保持体を提示すること、およびその
際に、覆われていない溝部を使用することにある。この目的で、覆われていない
溝部内に、保持部材が挿入可能であるべきであり、この保持部材は、この巻線ヘ
ッドを固定し、またはこの保持部材上にこの巻線ヘッドを支持可能である。

【００１８】 この目的のために、少なくとも１つの前もって製造された、剛性の棒が、不動
に、一つまたは多数の、巻線によって覆われていないステーター溝部内に挿入さ
れること、この棒上に、延長された巻線ヘッドが支持され得ることが提案されて
いる。組立て作業は、巻線製造に対してすぐ後工程において提供される。

【００１９】 本発明の実施例は、図において図示されている。

【００２０】 図１および２において、リニアモータ導線１、２および３の巻線経過が、２つ
の誘導子支持体１５の間の、突合せ部の、つまり伸び間隙の１つの位置において
示されている。その伸び間隙は、不連続位置１００を形成している。この不連続
位置１００の前および後ろで、ステーター溝部１４は、びっしりと蛇行形状の巻
線１６によって覆われている。巻線周期、つまり巻線ヘッド１６．１、１６．２
および１６．３は、長さＡを有している。

【００２１】 図２において、特に、蛇行体の屈曲部が目視できる。これら屈曲部は、必要で
ある。何故ならば、巻線ヘッド１６．１、１６．２および１６．３は、十字に交
差するからである。これら巻線ヘッド１６．１、１６．２および１６．３の重ね
配置によって、存在する空間は、最適に充填される。

【００２２】 不連続位置において、巻線ヘッド１６．１′、１６．２′および１６．３′は
、走行路外側面（参照符号１１＝走行路中心）上において、本発明により延長さ
れて形成されており、その際、これら巻線ヘッドが、提案された構成によって、
周期長さＡ′を維持する。その際に、この周期長さＡ′は、ほぼ周期長さＡの３
倍に相応し、他方また、この周期長さＡ′が、溝部１４の間隔の３倍に互いに相
応する。周期長さＡの倍数としての、この周期長さＡ′の実施形態によって、不
連続位置１００にもかかわらず、空間的な位相配分は、走行路に沿って全く妨げ
られていない。もちろん、いかに精確に周期長さＡの倍数が維持され得るかは、
不連続位置１００の幅に依存する。しかしながら、いかなる場合でも溝部１４の
適切な選択によって、１つの不連続位置１００の後方で、周期長さＡの倍数から
の周期長さＡ′の差異が、２つの溝部１４の間隔よりもより僅かである。

【００２３】 図１において、既に説明されているように、リニアモータ導線１、２および３
の、延長された巻線ヘッド１６．１′、１６．２′および１６．３′が、誘導子
支持体１５の、走行路の外面の方を向いた側面上に設けられていることが、図示
されている。このことによって、これら延長された巻線ヘッド１６．１′、１６
．２′および１６．３′の外側からの取扱い可能性は、簡略化される。その際に
、リニアモータ導線１、２および３のそれぞれの相前後して追従する巻線の間の
相対的に大きな間隔は、甘受されねばならない。それに対して、例えば、全ての
溝部を巻線でもって覆うこと、および延長された巻線ヘッドを、誘導子支持体の
一方の側面上か、それとも他方の側面上に延長することも、同様に可能である。
その際に、更に巻線ヘッドを、不連続位置１００の長さだけ延長することが、た
だ必要なだけである。不連続位置１００の後方で、更に、従来の順序において、
リニアモータ導線１、２および３の巻線１６が配設される。この不連続位置１０
０は、ただ僅かな間隙なだけであり、従って、これらリニアモータ導線１、２お
よび３によって形成された電磁的な進行磁界の、ほぼ連続的な移行は、達せられ
る。

【００２４】 幾つかの溝部１４が、図１における不連続位置１００の近傍において、空の状
態に留まっているので、覆われていない溝部の内の少なくとも１つの溝部は、保
持部材４０を収容可能であり、この保持部材が、延長され且つ屈曲された巻線ヘ
ッド１６．１′、１６．２′および１６．３′の支持の役目を果たす。

【００２５】 図３で、図２における配設の断面Ｂ−Ｂが、拡大されて図示されている。巻線
ヘッド１６．１′、１６．２′および１６．３′は、空隙１２内に位置しており
、この空隙が、外方（Ｓ）へ側面案内レールによって、および下方（Ｕ）へ浮上
式車両のロータによって形成されている。誘導子パッケージ１５の溝部１４の内
の１つの溝部内において、誘導子外側面から、円筒形の保持棒４０が挿入されて
おり、この保持棒上に、下側の巻線ヘッド１６．１′は支持されている。図３に
おいて、両方の他の巻線ヘッド１６．２′および１６．３′が、この下側の巻線
ヘッドの上に載置していることが図示されている。上記の目的を達成するための
、それぞれの固定または支持の他の様式は、同様に実施可能である。

【００２６】 保持棒４０は、エポキシ鋳造樹脂から成る成型部材として形成されており、且
つステーター溝部１４内に、不動に嵌入している。この保持棒４０は、この保持
棒の端部において、およびほぼこの保持棒の中央において、２つのカラー部４３
および４４を、溝部長さよりも多少大きな間隔をおいて支持している。両方のカ
ラー部４３および４４のこの間隔は、精確な且つ確実な組込み状態になるように
寸法を設定される。これらカラー部の幅４９は、溝部１４の直径よりもより小さ
い。挿入の際、これらカラー部４３、４４は、位置に、（溝部出口側に対して）
下に向かって存在している。この挿入の後、この保持棒は、約１８０°だけ回転
される。その際に、これらカラー部４３および４４は、溝部開口部から溝部下側
底部へと回転する。この保持棒４０は、長手方向において、これらカラー部４３
および４４によって固定されている。誘導子の外面において、アース導線１０が
、緩衝通路５０内に固定されている。アース導線の機能および意義は、詳細に、
ドイツ連邦共和国特許第１９６ ２０ ２２２号明細書において公知されている
。

【００２７】 図４において、保持棒４０のカラー部４４の詳細が示されている。このカラー
部４４の幅４９は、この保持棒の直径４５よりもより小さい。このカラー部４４
は、傾斜４７を付けられており、従って、このカラー部が、回転の際に、伸縮通
路５０（図３）の後ろで、このカラー部の弾性的な変形可能性に基づいて、最終
状態においてこの伸縮通路の後ろで係止し、且つその場合に、このカラー部によ
って、逆回転することが阻止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 不連続位置を有する走行路の下側の図である。

【図２】 上記の不連続位置の側面図である。

【図３】 この側面図の断面図である。

【図４】 保持棒の詳細図である。

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１４年３月８日（２００２．３．８）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項１

【補正方法】変更

【補正の内容】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００１

【補正方法】変更

【補正の内容】

【０００１】 本発明は、磁気浮上鉄道の直線駆動装置のためのリニアモータに関し、このリ
ニアモータが、多数の一列に配設された、それぞれに長手方向に対して横方向に
互いに同じ間隔を有する溝部を有する誘導子支持体を備え、および、 蛇行形状に巻線として巻かれており、且つ部分的に溝部内に配設されている少な
くとも３つのリニアモータ導線を備え、 その際、これら巻線が、間隔Ａで配設された巻線ヘッドを有している。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００７

【補正方法】変更

【補正の内容】

【０００７】 ほんの少しだけの長さ許容差は、巻線ヘッドまたは巻線の弾性的な性質によっ
て補償される。このことは、例えば、６ｍまでの長さを有する路面と同じ高さの
板状の走行路の場合、可能である。より大きな長さの場合、長さ許容差が加算さ
れ、且つモータ巻線は、最早、一様な寸法でもって連続的に製造され得ない。巻
線案内における特殊な構成が必要である。熱的な、及び／または動的な長さ補償
のために、このモータ巻線を、不連続位置において伸縮止め輪（Dehnungsschlau
fe）（ドイツ連邦共和国特許公開第１９８ ３３４ １８号明細書を参照）でも
って敷設することは、また既に熟慮されている。このことは、しかしながら、明
らかな欠点を有している。巻線製造は、連続的には行うことができない。組付け
機械の停止は、それぞれの不連続位置において、導線の長さを短くするために、
および導線案内部の組付けのために、生じる。材料の過剰消費（進行磁界導線、
止め輪、固定レール、等々）が生じる。特に、それぞれの不連続位置における敷
設機械の停止は、極めて支障のあることである。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００９

【補正方法】変更

【補正の内容】

【０００９】 この先に提示された技術的な課題は、請求項１の特徴を有するリニアモータに
よって、少なくとも３つのリニアモータ導線の巻線ヘッド１６．１′、１６．２
′および１６．３′の長さＡ′が、２つの隣接して配設された誘導子支持体間の
不連続位置、即ち延長された間隔を有する位置において、この巻線ヘッドの面内
において延長されていることによって解決される。更なる実施形態は、従属請求
項において与えられる。本発明の基本は、不連続位置において、この不連続位置
における蛇行体の巻線ヘッドが、規則どおりではなく、むしろ延長されて形成さ
れることにある。

【手続補正５】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図１】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロジン・クリスティアン ドイツ連邦共和国、ライヒリング、ウンタ ーガッセ、25 Ｆターム(参考） 5H113 AA05 BB01 CC01 CD03 CD04 CD06 5H641 BB05 BB19 GG02 GG07 GG11 GG12

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁気浮上鉄道の直線駆動装置のためのリニアモータであって
   このリニアモータが、 − 多数の一列に配設された、長手方向に対して横方向に基本的に互いに同じ間
   隔を有する溝部（１４）を有する誘導子支持体（１５）を備え、および、 − 蛇行形状に巻線（１６）として巻かれており、且つ部分的に溝部（１４）内
   に配設されている少なくとも３つのリニアモータ導線（１、２、３）を備え、 − その際、これら巻線（１６）が、間隔（Ａ）で配設された巻線ヘッド（１６
   ．１、１６．２、１６．３）を有している様式の上記リニアモータにおいて、 − 少なくとも３つのリニアモータ導線（１、２、３）の巻線ヘッド（１６．１
   ′、１６．２′、１６．３′）の長さ（Ａ′）が、２つの隣接して配設された誘
   導子支持体（１５）間の不連続位置（１００）において、延長されていることを
   特徴とするリニアモータ。
2. 【請求項２】 少なくとも３つのリニアモータ導線（１、２、３）の巻線ヘ
   ッド（１６．１′、１６．２′、１６．３′）の長さ（Ａ′）は、 基本的に同じ値だけ延長されているように構成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。
3. 【請求項３】 巻線ヘッド（１６．１′、１６．２′、１６．３′）の長さ
   （Ａ′）は、補償されるべき不連続位置（１００）の長さに依存して、所定の間
   隔でもって延長されているように構成されていることを特徴とする請求項１また
   は２に記載のリニアモータ。
4. 【請求項４】 巻線ヘッド（１６．１′、１６．２′、１６．３′）の長さ
   （Ａ′）は、基本的に、間隔（Ａ）の倍数に相応するように構成されていること
   を特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載のリニアモータ。
5. 【請求項５】 リニアモータ導線（１、２、３）の延長された巻線ヘッド（
   １６．１′、１６．２′、１６．３′）は、誘導子支持体（１５）の同じ側面上
   に配設されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載のリニ
   アモータ。
6. 【請求項６】 延長された巻線ヘッド（１６．１′、１６．２′、１６．３
   ′）は、誘導子支持体（１５）の走行路の外面の方を向く、誘導子支持体の側面
   上に配設されていることを特徴とする請求項５に記載のリニアモータ。
7. 【請求項７】 少なくとも１つの、巻線（１６）によって覆われていない、
   誘導子支持体（１５）の溝部（１４）内に、保持部材（４０）が、巻線ヘッド（
   １６．１′、１６．２′、１６．３′）のために挿入されていることを特徴とす
   る請求項１から６のいずれか一つに記載のリニアモータ。
8. 【請求項８】 保持部材（４０）は、不動に挿入されていることを特徴とす
   る請求項７に記載のリニアモータ。
9. 【請求項９】 保持部材は、円筒形の保持棒（４０）であることを特徴とす
   る請求項７または８に記載のリニアモータ。
10. 【請求項１０】 保持部材（４０）は、非金属に形成されていることを特徴
    とする請求項７から９のいずれか一つに記載のリニアモータ。