JP2010526526A - リニアモータ - Google Patents

Abstract

【課題】コイルが簡単に構成可能であり、かつ出力密度ができるだけ高いと共に、できるだけ少ない出力損失を発生するように最適に配置されたリニアモータを提供する。
【解決手段】各コイル（１８）が、第１のコイル部分を第１の積層鉄心（２０ａ）のスロット（２４）内に配置されていて、第２のコイル部分を第２の積層鉄心（２０ｂ）のスロット（２４）内に配置されている。従って、コイルが、全く異なった方向に巻回され、今やリニアモータの２次側部分の移動方向に対して垂直な平面内にある。
【選択図】図３

Description

本発明は、１次側部分を備えたリニアモータであって、１次側部分に対してリニアモータの２次側部分が予め定められた方向に相対的に移動するリニアモータに関する。１次側部分は、歯間にスロットが形成されている歯を備えた多数の積層鉄心を含んでいる。スロットはコイルを納めるのに役立つ。

リニアモータの積層鉄心の個数は多く選ぶことが好ましい。所謂二重櫛形配置の場合には２つの積層鉄心が準備される。所謂多角形モータの場合には多角形が定義され、多角形が持つ角と同じ数の積層鉄心が用意される。

従来の方法では、各積層鉄心に、他の積層鉄心と作用的に直接関与しない専用のコイルが付設されている。コイルは、一般に歯の周囲に巻回されている。これは、一方のコイル部分が積層鉄心の第１のスロット内に配置されており、他方のコイル部分が積層鉄心の第２のスロット内に、即ち歯の他側のスロット内に配置されていることを意味する。真直ぐ延びたスロットの端部範囲では、各スロット内に配置されているコイル部分の接続が、スロット外の空中に配置されたコイル部分を介して行なわれる。空中に配置されたこれらのコイル部分はコイル端とも呼ばれる。コイル端はコイルの動作様式には何ら寄与せず、むしろ出力損失の原因である。リニアモータでは、より多くの積層鉄心が配置されているほど、異なる積層鉄心のコイル端が相互に邪魔し合って窮屈になる。

本発明の課題は、コイルが簡単に構成可能であり、かつ出力密度ができるだけ高いと同時にできるだけ少ない出力損失を発生するように最適に配置される請求項１の前文に記載の上位概念に基づくリニアモータを提供することにある。

この課題は、各コイルが、第１のコイル部分を第１の積層鉄心のスロット内に配置されており、第２のコイル部分を第２の積層鉄心のスロット内に配置されていることによって解決される。各コイルが、用意された全ての積層鉄心にわたって、各積層鉄心の１つのスロット内にそれぞれ延在していることが好ましい。

本発明は、複数のコイルが各々正確に１つの積層鉄心に付設されなければならないという原理から逸脱する。むしろ複数のコイルが、積層鉄心に交差するように構成される。これにより生じるコイルの異なった方向性は、電気的な動作様式に影響を及ぼさない。なぜならば、電気的な動作様式に寄与するのはスロット内のコイル部分であり、スロット内のコイル部分が従来技術におけると異なるように配置されていないからである。各コイルが各積層鉄心のスロットを通り抜けることによって、従来技術におけるように異なる積層鉄心からのコイルがコイル端のところで互いに邪魔し合うことがもはやない。より多くの積層鉄心が用意されるほど、積層鉄心のスロット間のコイルが克服しなければならない空隙が一層少なくなり、かつ出力損失が一層少なくなる。

リニアモータの２次側部分の予め定められた移動方向にベクトル矢印を定義すると、従来技術においては、各コイルが、移動方向に見て一部はベクトル矢印における前方に、一部はベクトル矢印における後方に配置されている。しかし、本発明の場合には、好ましくは９０°だけ傾けて配置されているので、コイルは予め定められた方向に対して垂直な平面内において巻回されており、従ってベクトル矢印の周りに巻回されている。

従って、コイルは２次側部分を取り囲んでいる。換言すれば、２次側部分は、予め定められた方向への移動の際にコイル内部を走り抜ける。

本発明に従って、コイルを１つの積層鉄心の１つの歯に巻回することから逸脱することから、そもそもコイルはもはや積層鉄心に固定される必要がない。コイルは自身を支えるのに十分に安定な材料から作られていてよく、或いは有利な選択肢に従って、特にこのために用意された巻型の上に巻回されるとよい。その際に積層鉄心は、コイルを有する巻型の上に装着される。この実施形態は特に安定である。

巻型は、良好な電気絶縁の理由からプラスチックからなり、適切な成形のために注型成形されているとよい。特に安定な巻線装置が生じかつ高い占積率が可能になるように、コイルが成形線により巻回されているとよい。

請求項６による特徴を有する巻型の提供も本発明に属する。それに応じて、リニアモータための巻型が、リニアモータの２次側部分のための中心の直線状の通路と、それぞれ１つ又は２つのコイルを保持するための多数の保持手段とを有し、保持手段の上に巻回されたコイルが通路を完全に取り巻くように保持手段が配置されている。

巻型に積層鉄心を固定するのを可能にすべく、巻型が積層鉄心のための適切な固定手段を有するとよい。

プラスチックで注型成形された巻型の場合、２つの代替的な実施形態が存在する。

一方では、通路が閉鎖された管によって提供される。それにより、積層鉄心からの２次側部分の特に良好な分離が保証される。

しかし、全く異なり、積層鉄心ができるだけ２次側部分の近くに案内されることが望まれることがある。その際、通路が開口を有する管により提供されるとよい。歯が管の開口の中に入り込むように、歯を有する積層鉄心が巻型上に装着可能であるとよい。

図１は積層鉄心の取り付け前の本発明によるリニアモータの固定子を前方から見て示した斜視図である。 図２は積層鉄心の取り付け前の本発明によるリニアモータの固定子を側方から見て示した斜視図である。 図３は既に固定された積層鉄心と第２のなおも固定すべき積層鉄心とを有する本発明において使用される固定子の図１に対応した斜視図である。

以下、図面を参照しながら本発明の好ましい実施形態を説明する。

リニアモータの１次側部分のための支持枠１０には、全体として１２で示された巻型が固定されている。巻型１２は、この場合方形をなす管１４を含み、管１４の方形の全側面に一連の絶縁隔離板１６が垂直方向に立っている。管１４がリニアモータの２次側部分のための通路として用いられ、２次側部分も正方形に形成されているとよい。絶縁隔離板１６が側面においてそれぞれ空間を区切り、空間内においてコイル１８の部分が保持可能である。コイル１８は管１４を取り巻くように巻回されている。コイル線は、方形の第１の側面における２つの絶縁隔離板１６の間の空間を通り抜け、次いで空中の自由区間を通り抜け、その後方形の第２の側面における２つの絶縁隔離板１６の空間を通り抜け、再び空中の自由区間、方形の第３の側面における２つの絶縁隔離板１６間の空間を通り抜け、再び空中の自由区間、方形の第４の側面における２つの絶縁隔離板１６の間の空間を通り抜け、そして空中の自由区間を通り抜け、最後に方形の第１の側面における２つの絶縁隔離板１６間の空間に戻る。コイル線は、方形の異なる側面におけるこれらの絶縁隔離板１６の間を通り抜けるように繰り返し巻回されている。

特に完全な正方形である方形の形状によって、４つの積層鉄心を収容し得るリニアモータが定義される。図１と２は、各々１つの積層鉄心２０を示し、図３は２つの積層鉄心２０ａと２０ｂを示している。各積層鉄心は多数の歯２２を有する。従来のように歯の周りにコイルを巻回する代わりに、今やコイル１８が次のように配置されている。即ちコイル部分が一対の歯２２の間のスロット２４内に配置されているが、同じ積層鉄心２０の第２のスロット２４内には配置されていない。むしろコイルは次のように延びている。即ち、後に続いて次の積層鉄心のスロット、３番目の積層鉄心のスロット、そして４番目の積層鉄心のスロットにも配置されている。巻型１２が用意されていることによって、コイルはもはや全く積層鉄心２０自体には固定されていない。むしろ逆に積層鉄心２０が巻型１２又はコイル１８に固定される。積層鉄心２０は、図２に示すように、矢印２６の方向にかぶせるように差し込むことができる。図３は差し込まれた積層鉄心２０ａを示し、これに対して積層鉄心２０ｂがまだ差し込み得る状態にある。

図１は、巻型１２において実現可能な２つの異なる選択肢を示す。管１４の側壁２８が閉鎖形成されており、積層鉄心２０の歯２２は通路内部には入り込んでいない。これに対し管１４の壁３０は開口を有する。積層鉄心２０が差し込まれた状態においてちょうど積層鉄心２０の歯２２が、これらの開口内には入り込める。従って、歯２２が通路迄達し、その結果歯と図示しない２次側部分との間の空隙を特別に小さく形成できる。

図３は、全ての壁が閉鎖されている巻型１２の実施形態を示す。逆に、壁３０の様式に従って巻型の全ての壁が開口を備えている場合もあり得る。

１０ 支持枠、１２ 巻型、１４ 管、１６ 絶縁隔離板、１８ コイル、２０ 積層鉄心、２０ａ 積層鉄心、２０ｂ 積層鉄心、２２ 歯、２４ スロット、２６ 矢印、２８ 側壁、３０ 壁

Claims (9)

1. １次側部分を備え、１次側部分に対してリニアモータの２次側部分が予め定められた方向に相対的に移動するリニアモータであって、
   １次側部分が、歯（２２）を有する少なくとも２つの積層鉄心（２０、２０ａ、２０ｂ）を含み、歯（２２）の間にスロット（２４）が形成されていて、固定子が多数のコイル（１８）を含むリニアモータにおいて、
   各コイル（１８）が、第１のコイル部分を第１の積層鉄心（２０ａ）のスロット（２４）内に配置されていて、かつ第２のコイル部分を第２の積層鉄心（２０ｂ）のスロット（２４）内に配置されていることを特徴とするリニアモータ。
2. 各コイル（１８）が予め定められた方向に対して垂直な平面内において巻回されていることを特徴とする請求項１記載のリニアモータ。
3. リニアモータが巻型（１２）を含み、巻型（１２）の上にコイルが巻回されていて、積層鉄心（２０、２０ａ，２０ｂ）が、コイル（１８）を有する巻型（１２）の上に装着されてい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。
4. 巻型（１２）がプラスチックからなることを特徴とする請求項３記載のリニアモータ。
5. コイルが成形線により巻回されていることを特徴とする請求項３又は４記載のリニアモータ。
6. リニアモータの２次側部分のための中心の直線状通路と、各々１つ又は２つのコイル（１８）を保持するための多数の保持手段（１６）とを備え、保持手段（１６）の上に巻回されたコイル（１８）が通路を取り囲むように保持手段（１６）が配置されているリニアモータための巻型（１２）。
7. プラスチックから注型成形されている請求項６記載の巻型（１２）。
8. 通路が閉鎖された管（１４）によって提供されることを特徴とする請求項６又は７記載の巻型（１２）。
9. 通路が開口を有する管（１４）によって提供されており、歯を有する積層鉄心（２０）が巻型（１２）上に、歯（２２）が管（１４、３０）の開口の中に入り込むように装着されることを特徴とする請求項６又は７記載の巻型（１２）。

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