JP3302339B2 - リニアモーター用コイル装置 - 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、リニアモーター用
コイル装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のリニアモーター用コイル装置とし
ては、図８および図９で示されるような構成のものがあ
った。ここに、図８は従来のリニアモーター用コイル装
置の斜視図であり、図９はその正面図である。

【０００３】まず、図８を参照しながら、従来のリニア
モーター用コイル装置の構成について説明する。すなわ
ち、基盤７３上には、複数の板状固定磁芯７４、７５、
７６、７７、７８、７９、８０、８１が直立させられて
等間隔に立設されている。また、コイル８２、８３、８
４、８５、８６は、それぞれ前記固定磁芯を二本ずつ束
にして巻回するように前記板状固定磁芯に装着されてい
る。つまり、コイル８２は板状固定磁芯７５および板状
固定磁芯７６を巻回するように装着されており、コイル
８３は板状固定磁芯７６および板状固定磁芯７７を巻回
するように装着されている。コイル８４、８５、８６に
関しても同様である。また、コイル８２、８３、８４、
８５、８６の端子部は電圧印加回路に接続され、これら
コイル間には電気絶縁用のシートが挿入されている（図
示省略）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、たとえば板
状固定磁芯７６と板状固定磁芯７７の間８７の手前側
（図９上）において、コイル８３の（手前）側面８９の
上方にはコイル８４の（手前）側面９０が存し、コイル
８３の（手前）側面８９の下方にはコイル８２の（手
前）側面８８が存する。実用に足るモーター用コイル装
置を得るために、コイル８２、８３、８４の線材巻き数
を十分に確保するとき、これらコイルはかなり太くな
り、コイル側面の厚さ９１も大きくなる。結果として装
置全体の高さ９２が大きくなってしまうので、コイル８
２、８３、８４、８５、８６の装着後に、これらコイル
を高圧力で圧縮していた。しかし、このような圧縮はレ
ヤーショートなどを伴い、またたとえば板状固定磁芯７
４の上部への突出９３が大きくなってしまうという弊害
もあった（磁場の強さが低下することを回避するために
は、突出９３が小さいほどよい）。

【０００５】以上で述べたように、従来のリニアモータ
ー用コイル装置では、装置が高くなりすぎるという問題
があった。さらに、コイル装着後にコイルを圧縮すると
いう工程が必要であった。

【０００６】本発明は、このような従来のリニアモータ
ー用コイル装置の課題を考慮し、装置の高さを低くし、
また装着後にコイルを圧縮する工程を省略することを目
的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】第一の本発明（請求項１
に対応）は、基盤と、前記基盤上並列的に立設された複
数の固定磁芯と、所定個の前記固定磁芯を束にして順次
巻回された複数個のコイルとを備え、前記固定磁芯が嵌
通されている前記コイルの孔はそれら固定磁芯の形状に
合う形状をしており、前記コイルの、前記固定磁芯の間
に位置する内側辺はそれら固定磁芯間の空間に装着され
うる柱状をしており、前記コイルの、前記固定磁芯の外
側に位置する外側辺は、その断面形状が前記内側辺の断
面形状とは異なっており、その外側辺の、隣り合うコイ
ルの各辺によって挟まれる方向の厚さが、前記内側辺の
断面形状と前記外側辺の断面形状が互いに異なっていな
いとした場合の前記厚さよりも薄いことを特徴とするリ
ニアモーター用コイル装置である。

【０００８】第二の本発明（請求項２に対応）は、前記
内側辺から前記外側辺への移行部が、テーパ形状または
階段形状であることを特徴とする第一の発明のリニアモ
ーター用コイル装置である。

【０００９】第三の本発明（請求項３に対応）は、前記
移行部のテーパ形状または階段形状が、片面または両面
に設けられていることを特徴とする第二の発明のリニア
モーター用コイル装置である。

【００１０】第四の本発明（請求項４に対応）は、前記
内側辺の断面形状は矩形であり、少なくともその矩形の
一辺が前記固定磁芯の内側面に面接触していることを特
徴とする第一の発明のリニアモーター用コイル装置であ
る。

【００１１】第五の本発明（請求項５に対応）は、第一
から第四のいずれかの発明のリニアモーター用コイル装
置における前記コイルの外形をもつ巻線金型を作成し、
その巻線金型を巻取り軸および線材繰り出し部を備える
巻線装置に装備し、前記コイルの巻線を行うことを特徴
とする線材の巻線方法である。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下では、当該発明にかかる実施
の形態について、図面を参照しつつ説明を行う。

【００１３】まず、本実施の形態におけるリニアモータ
ー用コイル装置の構成について、図１を参照しながら説
明する。ただし、図１は本発明の一実施の形態であるリ
ニアモーター用コイル装置の正面図である。すなわち、
基盤１上には、複数の板状固定磁芯２、３、４、５、
６、７、８、９が直立させられて等間隔に立設されてい
る。また、コイル１０、１１、１２、１３、１４は、そ
れぞれ前記板状固定磁芯を二本ずつ束にして巻回するよ
うに前記板状固定磁芯に装着されている。さらに、コイ
ル１０、１１、１２、１３、１４の端子部は電圧印加回
路に接続され、これらコイル間には電気絶縁用のシート
が挿入されている（図示省略）。なお、コイル１０、１
１、１２、１３、１４の前記板状固定磁芯への装着につ
いては、詳細に後述する。

【００１４】ここで、たとえばコイル１０について、図
２〜図４を参照しながら説明する。ただし、図２は本発
明の一実施の形態であるリニアモーター用コイル装置の
正面図の一部を拡大したものであり、図３はコイルの斜
視図であり、図４は前記コイルの各辺の断面図である。
まず、前記コイルの孔１５は板状固定磁芯３および板状
固定磁芯４が嵌通されうるような形状をしており、その
断面形状は長方形４５である。すなわち、孔１５の面１
６は板状固定磁芯３の（左側）内側面３９に面接触して
おり、孔１５の面１７は板状固定磁芯４の（右側）内側
面４０に面接触している。また、孔１５の面１９は板状
固定磁芯３の（手前）外側面４２および板状固定磁芯４
の（手前）外側面４３に面接触している。孔１５の奥に
ある面１８に関しても同様である。

【００１５】つぎに、板状固定磁芯２と板状固定磁芯３
の間に位置する内側辺２３は、それら板状固定磁芯間の
空間４４に装着されうる角柱である。つまり、図３およ
び図４に示す通り、前記内側辺２３の断面は縦の辺４７
および４９、横の辺４６および４８を有する長方形４５
である。そして、辺４７は板状固定磁芯２の（右側）内
側面３８に面接触し、辺４９は板状固定磁芯３の（左
側）内側面３９に面接触している。板状固定磁芯４と板
状固定磁芯５の間に位置する内側辺２２に関しても同様
である。

【００１６】また、板状固定磁芯３および板状固定磁芯
４の（手前）外側に位置する（手前）外側辺２４も角柱
である。つまり、図３および図４に示す通り、前記外側
辺２４の断面は縦の辺５２および５４、横の辺５１およ
び５３を有する長方形５０である。

【００１７】ただし、外側辺２４の断面形状は内側辺２
３の断面形状とは異なっている。すなわち、図３に示す
通り、長方形４５と長方形５０は等積であるが、たとえ
ば長方形５０の縦の辺５２は長方形４５の縦の辺４７よ
りも短い。板状固定磁芯３および板状固定磁芯４の
（奥）外側に位置する（奥）外側辺２５に関しても同様
である。なお、この長方形５０の縦の辺５２および５４
は、後述するように、コイル側面のかさを主に左右する
方向の辺である。

【００１８】さらに、内側辺２２から外側辺２５への移
行部２６、内側辺２３から外側辺２５への移行部２７、
内側辺２３から外側辺２４への移行部２８、内側辺２２
から外側辺２４への移行部２９はテーパ状または階段状
である。すなわち、移行部２６の上面３０、移行部２７
の下面３１、移行部２８の下面３２、移行部２９の上面
３３は階段状であり、移行部２６の下面３４、移行部２
７の上面３５、移行部２８の上面３６、移行部２９の下
面３７はテーパ状である。その他のコイル１１、１２、
１３、１４に関しても、以上同様である。

【００１９】なお、上述したように、前記内側辺２３の
断面は、縦の辺４７および４９、横の辺４６および４８
を有する長方形４５であって、辺４７は板状固定磁芯２
の内側面３８に面接触し、辺４９は板状固定磁芯３の
（左側）内側面３９に面接触している。そのため、隣り
合う板状固定磁芯の間隔を、図９に示す従来のリニアモ
ーター用コイル装置における隣り合う板状固定磁芯の間
隔よりも小さくできる。また、コイルの占積率も向上さ
せることができる。

【００２０】つぎに、コイル１０、１１、１２、１３、
１４の装着について、図１〜図４を参照しながら説明す
る。まず、コイル１０は、板状固定磁芯３および板状固
定磁芯４を束にして巻回するようにコイル１０の上から
装着されている。さらに、コイル１１は、板状固定磁芯
４および板状固定磁芯５を束にして巻回するようにコイ
ル１１の上から装着されており、コイル１２は板状固定
磁芯５および板状固定磁芯６を束にして巻回するように
装着されている。したがって、板状固定磁芯４と板状固
定磁芯５の間５５の手前側（図１上）において、コイル
１１の（手前）側面５７の上方にはコイル１２の（手
前）側面５８が存し、コイル１１の（手前）側面５７の
下方にはコイル１０の（手前）側面５６が存する。

【００２１】ここで、たとえばコイル１０における（手
前）外側辺２４の断面に現れる長方形５０の縦の辺５２
の長さは、内側辺２３の断面に現れる長方形４５の縦の
辺４７の長さよりも小さい（図４参照）。したがって、
コイル側面の厚さ５９は従来のコイルの厚さ９１よりも
小さく、その結果装置全体の高さ６０は従来のコイル装
置の高さ９２よりも小さくなっている。

【００２２】ただし、図２にも示されているように、た
とえばコイル１１の（手前）側面５７は、コイル１０の
内側辺２２からコイル１１の（手前）外側辺２４への移
行部２９の上面３３と衝突を起こしていない。なぜなら
ば、コイル１０の内側辺２２からコイル１０の（手前）
外側辺２４への移行部２９の上面３３は、テーパ状では
なく階段状になっており、切り欠かれているからである
（図３参照）。コイル１１の奥にある側面でも、同じこ
とがいえる。また、以上で述べられたことは、その他の
コイルに関しても同様である。

【００２３】このように、コイル１０、１１、１２、１
３、１４の側面の厚さ５９は従来のコイルの厚さ９１よ
りも小さく、これらコイルの内側辺から外側辺への前記
移行部には階段が適切に設けられている。したがって、
装置の高さ６０を従来ほど大きくせずに、これらコイル
をそのままコンパクトに装着することが可能である。さ
らに、装着後にこれらコイルを圧縮する工程は不要とな
る。

【００２４】つぎに、線材の巻線方法について、図５〜
図７を参照しながら説明する。ただし、図５は巻線金型
を形成する金型の正面図および平面図であり、図６は前
記金型を二つ組み合わせて得られる巻線金型であり、図
７は巻線装置に装備された前記巻線金型の正面図であ
る。まず、たとえばコイル１０の下半分をかたどる金型
６１を作成する。ただし、図５における凸部６２は、コ
イル１０の内側辺２３から外側辺２４への移行部２８の
下面３２の階段を形成するためのものである。また、同
じく図５における凸部６３は、コイル１０の内側辺２３
から外側辺２５への移行部２７の下面３１の階段を形成
するためのものである。さらに、孔６４は、図６におけ
る巻線装置７０への装備時に巻き取り軸６５が嵌通され
るように設けられている。前記コイルは対称的なので、
同様にしてコイル１０の上半分をかたどる金型６６を作
成する（図５における凸部６７は、コイル１０の外側辺
２４から内側辺２２への移行部２９の下面３３の階段を
形成するためのものであり、孔６８は、図６における巻
線装置７０への装備時に巻き取り軸６５が嵌通されるよ
うに設けられている）。

【００２５】孔６４と孔６８がまっすぐにつながるよう
に、これら金型６１および金型６６を組み合わせること
により、コイル１０の外形をもつ巻線金型６９が得られ
る（図５参照）。巻き取り軸６５が孔６４と孔６８を嵌
通するように、巻線金型６９を巻取り軸６５および線材
繰り出し部（図示省略）を備える巻線装置７０に装備す
る（図６参照）。本実施の形態における線材は丸線とす
ると、その丸線は隙間７１および隙間７２を通って巻線
金型６９内に巻装される。巻装終了時に巻線金型６９を
再び金型６１および金型６６に分離することにより、コ
イル１０を巻線金型６９より取り外せば、コイル１０が
得られる（巻装が解けないようにするためには、テイピ
ング等が必要である）。このようにしてコイル１０が作
成されるが、その他のコイル１１、１２、１３、１４に
関しても同様である。

【００２６】なお、本発明で利用される線材は、上述し
た実施の形態におけるように丸線からなる必要はなく、
平角線あるいは複数本の線からなる線材であってもよ
い。

【００２７】また、本発明におけるコイルの装着は、上
述した実施の形態におけるように各コイルが二本の固定
磁芯を巻回するように行う必要はなく、各コイルが任意
の本数の固定磁芯を巻回するように行ってもよい。

【００２８】また、本発明におけるコイルの孔の断面形
状は、上記実施の形態では長方形であったが、八角形な
ど他の形状でもよく、要するに、固定磁芯の形状に合う
形状でありさえすればよい。

【００２９】また、本発明におけるコイルの内側辺の断
面形状は、上記実施の形態では長方形であったが、八角
形など他の形状でもよく、要するに、固定磁芯間の空間
の形状に合う形状でありさえすればよい。

【００３０】また、本発明におけるコイルの外側辺の断
面形状は、上記実施の形態では長方形であり、その外側
辺の厚さは、上記実施の形態では角柱の断面の縦方向の
長さとして説明したが、これに限らず、外側辺が他の形
状であっても、要するに、外側辺の、隣り合うコイルの
各辺によって挟まれる方向の厚さが、前記内側辺の断面
形状と前記外側辺の断面形状が互いに異なっていないと
した場合の前記厚さよりも薄ければよい。

【００３１】また、本発明におけるコイルの内側辺から
外側辺への移行部は、上述した実施の形態におけるよう
に片面のみが階段形状であるように行う必要はなく、両
面が階段形状であるように行ってもよい。

【００３２】また、本発明におけるコイルの内側辺の断
面に現れる長方形の一辺は、固定磁芯の内側面に面接触
していたが、これに限らず、内側辺の断面に現れる矩形
の辺は、従来のように固定磁芯の内側面に面接触してい
なくてもよい。

【００３３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１に対応する第一の発明は、装置の高さが従来よりも小
さいリニアモーター用コイル装置を提供することができ
る。

【００３４】請求項２に対応する第二の発明は、上記効
果に加えて隣り合うコイルが装着時に衝突しないような
リニアモーター用コイル装置を提供することができる。

【００３５】請求項３に対応する第三の発明も、上記効
果に加えて隣り合うコイルが装着時に衝突しないような
リニアモーター用コイル装置を提供することができる。

【００３６】請求項４に対応する第四の発明は、上記効
果に加えてさらに隣り合う固定磁芯の間隔が従来のリニ
アモーター用コイル装置における隣り合う固定磁芯の間
隔よりも小さく、前記コイルの占積率が高いリニアモー
ター用コイル装置を提供することができる。

【００３７】請求項５に対応する第五の発明は、所望の
形状のコイルを簡単に巻装することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態で説明されるリニアモー
ター用コイル装置の正面図である。

【図２】本発明の一実施の形態で説明されるリニアモー
ター用コイル装置の正面図の一部の拡大図である。

【図３】本発明の一実施の形態で用いられるコイルの斜
視図である。

【図４】前記コイルの各辺の断面図である。

【図５】本発明の一実施の形態で用いられる巻線金型を
形成する金型の正面図および平面図である。

【図６】前記金型を二つ組み合わせて得られる巻線金型
の正面図である。

【図７】巻線装置に装備された前記巻線金型である。

【図８】従来のリニアモーター用コイル装置の斜視図で
ある。

【図９】従来のリニアモーター用コイル装置の正面図で
ある。

【符号の説明】

１ 基盤 ２、３、４、５、６、７、８、９ 板状固定磁芯 １０、１１、１２、１３、１４ コイル １５ コイル１０の孔 ２２、２３ コイル１０の内側辺 ２４，２５ コイル１０の外側辺 ２６ 内側辺２２から外側辺２５への移行部 ２７ 内側辺２３から外側辺２５への移行部 ２８ 内側辺２３から外側辺２４への移行部 ２９ 内側辺２２から外側辺２４への移行部 ３０ 移行部２６の上面（階段状） ３１ 移行部２７の下面（階段状） ３２ 移行部２８の下面（階段状） ３３ 移行部２９の上面（階段状） ３４ 移行部２６の下面（テーパ状） ３５ 移行部２７の上面（テーパ状） ３６ 移行部２８の上面（テーパ状） ３７ 移行部２９の下面（テーパ状） ７３ 基盤 ７４、７５、７６、７７、７８、７９、８０、８１ 板
状固定磁芯 ８２、８３、８４、８５、８６ コイル

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基盤と、前記基盤上並列的に立設された
   複数の固定磁芯と、所定個の前記固定磁芯を束にして順
   次巻回された複数個のコイルとを備え、前記固定磁芯が
   嵌通されている前記コイルの孔はそれら固定磁芯の形状
   に合う形状をしており、前記コイルの、前記固定磁芯の
   間に位置する内側辺はそれら固定磁芯間の空間に装着さ
   れうる柱状をしており、前記コイルの、前記固定磁芯の
   外側に位置する外側辺は、その断面形状が前記内側辺の
   断面形状とは異なっており、その外側辺の、隣り合うコ
   イルの各辺によって挟まれる方向の厚さが、前記内側辺
   の断面形状と前記外側辺の断面形状が互いに異なってい
   ないとした場合の前記厚さよりも薄いことを特徴とする
   リニアモーター用コイル装置。
2. 【請求項２】 前記内側辺から前記外側辺への移行部
   は、テーパ形状または階段形状であることを特徴とする
   請求項１記載のリニアモーター用コイル装置。
3. 【請求項３】 前記移行部のテーパ形状または階段形状
   は、片面または両面に設けられていることを特徴とする
   請求項２記載のリニアモーター用コイル装置。
4. 【請求項４】 前記内側辺の断面形状は矩形であり、少
   なくともその矩形の一辺が前記固定磁芯の内側面に面接
   触していることを特徴とする請求項１記載のリニアモー
   ター用コイル装置。
5. 【請求項５】 請求項１から４のいずれかに記載のリニ
   アモーター用コイル装置における前記コイルの外形をも
   つ巻線金型を作成し、その巻線金型を巻取り軸および線
   材繰り出し部を備える巻線装置に装備し、前記コイルの
   巻線を行うことを特徴とする線材の巻線方法。