JP2549815Y2 - リニア誘導モータ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、リニア誘導モータに関し、特に軌道上を走
行する台車に車載するのに適したリニア誘導モータに関
する。

［従来の技術］ 誘導モータを切り開いて展開した構成を有するリニア
誘導モータは、給電側である１次側コイルと被給電側で
ある２次側導体がギャップを介して対向する構造を有す
る。２次側には導体と磁性体とを組み合わせて用いるこ
とも多い。１次側、２次側のどちらを可動とすることも
でき、パレット搬送装置等に用いられる。

１次側に交流電流を流して作る進行磁界と、この進行
磁界により２次側導体上に生じる渦電流により推力を発
生する。

第６図に、従来技術による底面型リニア誘導モータ式
搬送装置の例を示す。搬送台車51は、キャリアとその底
面に載せられたリニア誘導モータ52を有する。この搬送
台車51は、２次側導体53を備えた搬送路55上を移動す
る。支持車輪54は搬送台車51を支持するとともに、リニ
ア誘導モータ52と２次側導体53との間のギャップを一定
に保つ役割を果たす。なお、エアベアリング、磁気ベア
リング等によってギャップを保持することもできる。第
６図に示すように、搬送路55が上り坂に変わる部分で
は、リニア誘導モータ52と２次側導体53との間のギャッ
プが、リニア誘導モータ52の中央部で大きくなる。逆
に、搬送路55が下り坂に変わる部分では、ギャップが中
央部で狭くなる。支持車輪より外側にリニア誘導モータ
52が延びている場合は、リニア誘導モータ52の端部分で
リニア誘導モータ52と２次側導体53との間のギャップが
大きくなる。

第７図（Ａ），（Ｂ）は、従来技術による側面型リニ
ア誘導モータ式搬送装置の例を示す。第７図（Ｂ）は第
７図（Ａ）のVIIB−VIIB線に沿う断面図である。Ｃ字形
搬送路55aが鉛直方向の２次側導体53を有し、支持車輪5
4aがＣ字形の内面に係合してリニア誘導モータ52aを支
持する。跨座式の搬送台車51がこのリニア誘導モータ52
aに支持されて、Ｃ字形搬送路55a上方を走行する。２次
側導体53とリニア誘導モータ52とはともに鉛直方向に配
置され、互いに平行に支持されている。第７図（Ｂ）に
示すようにＣ字形搬送路がカーブしている部分では、リ
ニア誘導モータ52aの中央部で、２次側導体53とリニア
誘導モータ52aとのギャップが大きくなる。カーブが逆
向きの場合は、リニア誘導モータ52aの端部分で２次側
導体53とリニア誘導モータ52aとのギャップが大きくな
る。

以上述べたような従来技術によるリニア誘導モータを
用いた搬送装置においては、リニア誘導モータ52に対向
する２次側導体53が上下ないし左右に湾曲している場合
には、推力が著しく低下することがある。

第８図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示すように、リニア
誘導モータ52が、平面状２次側導体53a、凹面状２次側
導体53b,凸面状２次側導体53c上をそれぞれ移動する場
合の推力を検討すると、表に示すように変化する。

表搬送路形状 推力 平面 10 凸面 ７ 凹面 １ 但し、２次側導体53は厚さ2.5mmのアルミニウム層
と、厚さ6mm以上の鉄層とを積層したものを用い、凹
面、凸面形状の曲率は500mm、２次側導体53とリニア誘
導モータ52間の最少ギャップｇを一定に保つものとし
た。

すなわち、第８図（Ａ）に示すように２次側導体53a
が平坦な場合の推力を10とすると，第８図（Ｂ）に示す
ように２次側導体53bが凸面形状の場合の推力は７に低
下してしまい、第８図（Ｃ）に示すように２次側導体53
cが凹面形状の場合の推力は著しく低く１となってしま
うことがわかった。

従って、第６図に示すような底面にリニア誘導モータ
を有する搬送装置の場合は、リニア誘導モータ52に対し
て２次側導体53を備えた搬送路55が凹形状の曲面を形成
する上り坂の始まり部分で推力が極端に低下する。

第７図（Ａ）、（Ｂ）に示すような側面にリニア誘導
モータを有する搬送装置においては、搬送台車51が昇降
する場合には、上り坂ではリニア誘導モータ52に対して
２次側導体53を平行に保てるのでギャップを一定に保つ
ことができ、問題はない。しかし、搬送路55が左右方向
へ湾曲して２次側導体53がリニア誘導モータ52側に曲が
るカーブを形成する場合には、リニア誘導モータ52に対
して２次側導体53が凹面を形成して極端な推力低下を生
じる。

そこで本出願人は、先に、搬送路が昇降する場合やカ
ーブする場合にも、極端な推力低下がない、リニア誘導
モータ式搬送装置を提案した。

すなわち、リニア誘導モータ式搬送装置の搬送路上に
支持された台車の両側面に一対のリニア誘導モータを設
ける。これら一対のリニア誘導モータに対向するように
２次側導体が配置される。

一部破断断面図である第４図を参照して説明すると、
搬送装置は、内部構造を示す図中右側部分に示されるよ
うに支持ローラ35に支えられ、シャーシ34の両側面に一
対のリニア誘導モータ31a,31bを有する搬送台車と、こ
れらのリニア誘導モータ31a,31bに対向して設けられた
２次側導体39a,39bを有するレール32、33と、リニア誘
導モータ31と２次側導体39間のギャップを一定に保つ案
内手段36、37とを備える。

第４図に示すように、両側面にリニア誘導モータを有
する搬送台車は、直線路を進行する場合はもちろん、昇
降路を走行する時も、リニア誘導モータと、搬送路に備
えられた２次側導体との間のギャップを一定に保つこと
ができる。さらに、水平面内でカーブを走行する際に
も、一方の側面が凹面状になると、他方の側面は凸面状
となり、リニア誘導モータの推力が極端に低下すること
を防止することができる。

［考案が解決しようとする課題］ 第４図に示すような両側面に、リニア誘導モータを有
する搬送台車が水平面内で屈曲路を進行する際に、その
曲率半径に制限がある。

直線路を進行する際には、強い推力を受けるために
は、リニア誘導モータ31と、２次側導体39との間のギャ
ップはなるべく狭いほうがよい。また、リニア誘導モー
タ31の長さは、必要以上の力を得るように十分長く形成
する必要がある。

第５図に示すようなカーブを走行する際に問題が生じ
る。リニア誘導モータ31の側面が直線であるのに、２次
側導体を構成するレール32の内面が凹状または凸状とな
る。凹状となる、一方の側面においては端部が近付き、
凸状となる他の側面においては中央部が近付き、カーブ
の曲率が増すにしたがって、搬送台車とレールとが接触
してしまう。すなわち、リニア誘導モータの一方の側の
先端41および後端42、または他方の側の中央43が、２次
側導体と接触しないようにレール32の曲率を制限する必
要がある。この問題は、搬送台車の両側面にリニア誘導
モータを有するものに限らず生じる。

レールの曲率が制限されると、狭い空間内で自由にレ
ールを配置することが困難となり、物品搬送上の制限が
増加してしまう。

本考案の目的は、曲率の小さいカーブを走行すること
のできるリニア誘導モータを提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

本考案のリニア誘導モータは、軌道上を走行する台車
に適したリニア誘導モータであって、該リニア誘導モー
タは、前記軌道上に固定子として設置された２次側導体
と、前記台車に可動子として載置された１次側コイルと
からなり、該可動子は、複数のティース間にスロットを
形成し、かつ両端ティースが少なくとも部分的にカット
されている磁性体のコアと、コアのスロットおよびコア
の外側に巻回されたコイルと、コアの外側に巻回された
コイルを保持する保持手段とを有する。

［作用］ 駆動力を発揮するためのコイルは、コアの外側にまで
巻回されているが、コアの外側に巻回されたコイルは、
単に保持手段によって保持されているのみであり、コア
の外形を小形化することが可能となる。

さらに、両端のティースが凸面を形成するようにカッ
トされているので、リニア誘導モータが走行するレール
の２次側導体の最少曲率を減少することができる。

コアが小形化でき、さらに２次側導体の曲率を小さく
することができるので、輸送システムの設計の自由度が
増す。

［実施例］ 以下、第１図、第２図を参照して従来技術と比較した
本考案の実施例によるリニア誘導モータを説明する。

まず、第２図に従来の技術によるリニア誘導モータの
構造を説明する。

コア10は、磁路を構成するヨーク11の部分と、このヨ
ーク11から一方向に突出する複数のティース（歯）13を
有する。隣接するティース13の間にはスロット12が形成
され、コイル14の線を保持する。

最端部のスロット21においては、コア最端部22がスロ
ット21の外側に配置され、最端部コイル16をその内側に
保持する。

ところで、コイルに電流を流すことによって、コイル
の内側に磁束が生じるが、磁束の磁路が形成されれば、
コイルの外側は磁気回路的にはあまり意味を有さない。

すなわち、第２図の構成において、最端部コイル16を
支持するためのスロット21を形成するコア最端部22はコ
イルの支持部材としての役割は有しているが、磁路形成
部材としての意味はほとんどない。

そこで、第１図に示すように、この部分のコアを省略
して全長を短縮したコア10aを形成し、かつ最端部スロ
ット21があった場合と同様、コアの外側にまで最端部コ
イル16を巻回すると、磁気的には第２図の構成と同等で
ありながら、両側のコア最端部22を省略した長さの短い
リニア誘導モータが構成できる。

さらに、第２図において、最端部から２番目のティー
ス２を考察すると、そこには最端部コイル16の１相分の
コイルしか巻回されていない。その次のティース４に
は、最端部コイル16と次のコイル17の２相分のコイルし
か巻回されていない。したがって、これらのティース内
に発生する磁束は３相分のコイルの巻回された中央部の
ティース内に発生する磁束よりも小さい。すなわち、テ
ィースの負荷が小さいので両端部のティースは、その先
端部の形状を多少変化させても、リニアモータの特性は
あまり変らない。

そこで、第１図に示し、第３図に一部拡大して示すよ
うに、最端部コイル16の内側のティース2aおよび、さら
にその内側のティース4aを一定の曲率を有する凸状エン
ベロープ５、６に沿うように面取りする。この面取り
は、図示のように他のティース先端の画定する平面と平
行に、ステップ状にカットしても、さらに細かく、１つ
のティース内を複数の階段状にカットしても、斜めにカ
ットしても、円弧状にカットしてもよい。

この場合、最端部コイル16は、単にコア外面上に巻回
されているのみであり、支持力に不足することがある。
この最端部コイルの支持力を増強するために、何らかの
保持手段を設ける。たとえば、コイルの線の張力やコア
の面の凹溝のみでもよいが、樹脂モールド等の接着剤19
を利用することが好ましい。

実際に３相４極、ポールピッチ39mmのリニアモータ
で、コア最端部ティース2aを1.7mm、次のティース4aを
0.9mm削り込んだリニアモータを作成し、推力をテスト
した。

第２図の構成のものの推力を１とした時、上述の構成
のものの推力は約0.97であった。すなわち、従来の構成
とほぼ同等の推力を長さを短縮化し、両端を面取りした
コアを用いて得ることができた。

このように、コアの両端部を修正することにより、コ
アを小形化でき、軽量化することができ、コアの両端部
がレールに接触することを回避でき、レールの曲率半径
を小さくすることができる。

なお、第１図に示したようなリニア誘導モータは、搬
送台車の底面上、片側面上、両側面上等に設けることが
できる。

以上実施例に沿って本考案を説明したが、本考案はこ
れらに制限されるものではない。たとえば、種々の変
更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明で
あろう。

［考案の効果］ 以上説明したように、本考案によれば、リニア誘導モ
ータの長さを短縮化し、レールの曲率半径を減少するこ
とができる。

小形化と共に、リニア誘導モータの軽量化を実現でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の実施例によるリニア誘導モータの概
略側面図、 第２図は、従来の技術によるリニア誘導モータの概略側
面図、 第３図は、第１図に示すコア端部を拡大して示す概略
図、 第４図は、出願人の先の提案による両側面にリニア誘導
モータを備えた搬送台車の概略断面図、 第５図は、第４図の構成において生じるカーブにおける
制限を説明するための概念図、 第６図、第７図（Ａ）、（Ｂ）は、従来の技術によるリ
ニア誘導モータを用いた搬送台車を説明するための図で
あり、第６図は底面型の側面図、第７図（Ａ）、（Ｂ）
は側面型の正面図と平面図、 第８図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、第６図、第７図の構
成における２次側導体の形状による性能の変化を説明す
るための概念図である。 図において、 2a……最端部コイルの内側のティース 4a……次のティース 10……コア 11……ヨーク 12……スロット 13……ティース（歯） 14……コイル 16……最端部コイル 21……最端部スロット 22……コア最端部

Claims (2)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】軌道上を走行する台車に適したリニア誘導
   モータであって、該リニア誘導モータは、前記軌道上に
   固定子として設置された２次側導体と、前記台車に可動
   子として載置された１次側コイルとからなり、該可動子
   は、 複数のティース間にスロットを形成し、かつ両端ティー
   スが少なくとも部分的にカットされている磁性体のコア
   と、 コアのスロットおよびコアの外側に巻回されたコイル
   と、 コアの外側に巻回されたコイルを保持する保持手段と を有するリニア誘導モータ。
2. 【請求項２】前記両端のティースは複数個のティースが
   端に行くほど大きくカットされている請求項１記載のリ
   ニア誘導モータ。