JPH02133059A - リニアモータ電機子コイル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、リニアモータの進行磁界媒体としての直線状
の電機子コイルに関するものである。

［従来の技術］ 近年、小はエレクトロニクスの分野から大は鉄道の分野
に至る迄、多種多様なりニアモータが実用化されつつあ
る。このリニアモータは、進行磁界媒体としての直線状
の電機子コイルに所定周波数の進行磁界を継続して発生
させ、この進行磁界と鎮交する磁界発生体（磁石）間に
所定推力又は反力を生じさせるもので、フレミングの法
則に基くことは言う迄もない。

本願発明の先行技術としては先に提案した特願昭６３−
１　１　６９４５号がある。この先願発明の内容は大略
次のようなものである。

即ち、絶縁被覆した導体を渦巻状に巻き廻した１対の眼
鏡形複合電機子コイルを各対毎に結線接続して１相分の
複合電機子コイル列を形成し、これを所要相数に応じた
列数だけ所定電気的位相差をもつように相互に列方向に
ずらして積層配列してなる重合・電機子コイル列を相間
絶縁層等を介して一体化することで進行磁界媒体、即ち
、リニアモータ電機子コイルを構成するものである。

［発明が解決しようとする課題］ 特願昭ｆｓ３−１　１　６９４５号による先願発明にお
いては、未だ解決すべき点として以下のような問題点が
あった。

（１）　リニアモータ電機子コイルの構成車位となる眼
鏡型コイルは、絶縁導体を所定数、所定形状に曲げ、巻
き廻したものであるが、この所定形状に曲げ、巻き廻す
成形加工工程が困難である。

（２）　　リニアモータ電機子コイルの構造如何によっ
ては、各眼鏡型電機子コイル単位を正しく１コイルピッ
チ長離れて配設すること、特にコイル縦辺を直角に屈曲
することができず、各眼鏡型電機子コイル単位を結線接
続して所定形状の電機子コイル列に形成する成形加工工
程も困難である。

（３）上記（１）　．　（２）に示した電機子コイル列
の複数列を全長に亙って列数に応じた電気的位相差がも
てるように正確に列方向にずらしてリニアモータ電機子
コイルとして１体成形することは至難である。

（４）各コイル単位は同一平面内に渦巻状に曲げて巻き
廻しするので四隅に直角でない曲線部が必ずできてしま
い、進行磁界媒体として見た場合、進行磁界の発生する
コイル辺有効長がコイル寸法に比較して小さくなり、直
角コイルと同等の進行磁界を発生させるには、より大き
なコイル寸法、換言すればより多くの導体使用量が必要
になる。

（５）ｌ対の眼鏡形電機子コイルが構成単位となり、こ
のコイル単位毎に結線接続して一つの複合電機子コイル
列相が形成されるという構造および製造上の制約から、
所望長の、実質的に曲線曲げ部分をコイル要素に含まな
い、しかも中間結線接続を必要としない帯状リニアコイ
ル単位によってリニアモータ電機子コイルを構成、製造
することができない。

本発明は以上の諸問題を解決しようとするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係るリニアモータ電機子コイルでは、前述の課
題を達成するために、所定ピッチの矩形波状の彼巻コイ
ル列からなる所要長さの帯状リニアコイル゛単位の少な
くとも３以上の奇数本を交互に前記矩形波の位相を逆に
して重ね合せ、この重ね合せの両端において交互に二木
づつの隣接するリニアコイル単位同士の端部を接続する
ことにより、前記重ね合せ全体で各リニアコイル車位を
電気的に直列接続してなる１相分の積層リニアコイル列
を構成し、この積層リニアコイル列の複数相分を、相数
に応じた電気的位相差を持つように長さ方向のピッチを
相互にずらして積層してなるものである。

同士の端郎接続処理を両端で交互的に行うと、積層数分
だけの前記波巻コイルが電気的に直列接続され、全長に
亙ってピッチの揃った１相分の積層リニアコイル列を得
ることができる。このようにして複数の全長ピッチの揃
った積層リニアコイル列を作成し、これを互いに所定の
位相差で複層化すれば、或る長さのりニアモータ電機子
コイルが得られ、さらにこれを長さ方向に接続して長大
なものとするこどもできる。

本発明の実施例を図面と共に説明すれば以下の通りであ
る。

［作用］ 本発明のりニアモータ電機子コイルでは、帯状リニアコ
イル単位が矩形波状の波巻コイル列からなるので導体の
壱回しが不要であり、従って同一平面内で曲線曲げ部分
を含まずにコイル列を形成でき、同一寸法形状の長大な
定ピッチの帯状リニアコイル単位を容易に作成できる。

これを３以上の奇数本だけ積層して、積層体の隣接コイ
ル単位［実施例］ 第１図は本発明に係るリニアモータ電気子コイルの基本
構成要素としての帯状リニアコイル単位の積層の様子を
示している。

第１図においては３木の帯状リニアコイル単位ｔｌ，ｔ
２，ｔ３を交互に逆位相に重ねている。

各帯状リニアコイル単位は、中間に結線・接続部のない
連続した矩形波状の波巻コイル列からなるもので、長さ
方向に沿って定ピッチの矩形波のコの字形状を図におい
て上下へ交互に開口するように成形した断面形状が扁平
な絶縁導体であり、理論上は無限長とすることが可能で
あるが、説明の便宜上、有限長して図示してある。中間
に結線接続がない帯状リニアコイル単位ｔｌ，ｔ２，ｔ
３は３以上の奇数木を第１図に示すようにその矩形波形
状か交互に逆位相となるように積層され、図の右端では
互いに隣接するｔｌとｔ２が、左端では互いに隣接する
ｔ２とｔ３がそれぞれ端部同士接続され、３層のコイル
単位が電気的に直列接続されて、第２図に示すように１
相分の積層リニアコイル列Ａを形成する。第２図は積層
リニアコイル列Ａを上面から見た図であり、側面からみ
ると７（１３図のようになる。各コイル単位ｔｌ，ｔ２
，ｔ３の直列接続体の両端は積層リニアコイル列Ａの両
端に接続端子Ａｌ，Ａ２として現れている。

この１相分の積層リニアコイル列に直流電流を通じた場
合のＭ．流の流れは第４図の通りである。コイル垂直辺
には長さ方向に沿って交互に極性の人れ代る磁界が生じ
ることが判る。尚第４図でａは帰線であり、ａｌ，ａ２
はその両端子である。

上記した積層リニアコイル列Ａと全く同じ構造の積層リ
ニアコイル列Ｂ（１相分）が形成され、同揉にその帰線
ｂと組み合される。

進行磁界媒体であるリニアモータ電気子コイルとするに
は第５図に示すようにＡ，Ｂなる最低２相分の積層リニ
アコイル列が必要なことは言う迄もない。第５図はこれ
ら２相分の積層リニアコイル列Ａ，Ｂを半ピッチずらし
て積層したりニアモータ電気子コイルを上面からみた状
態で示している。この場合、下記積層リニアコイル列Ａ
，Ｂに付属する帰線ａ，ｂも一体に組み合され、第６図
に示すようにユニットとして構成される。個々のユニッ
トは長さｌを有し、従ってこれを複数長さ方向に連結し
て電気的にも亙り配線すると、長火なリニアモーター電
気子コイルが形成される。

所望相数のりニアモータ電気子コイルを構成するには所
望相数に応じた電気的位相差をもつように相数分だけの
前記積層リニアコイル列を相互に列方向にすらして配設
すればよい。

又、帯状リニアコイル単位自体は単導体でも複導体でも
よく、複導体とする場合は、コイル端部ての隣接コイル
との接合を容易にするために、波をコイル平面内で複数
の導体を並行させてコイルとするのかよい。

本発明は理論上無限長の平型絶縁導体波巻コイルを所定
長に切り分け、３本以上の奇数本を積層し゜Ｃ互いに接
而する二木づつのコイル端部を右端或いは左端で交互に
電気的に接続し、直列コイルとすることにより、任意の
長さのものを製作することができる。

尚、上記において積層の一方の側からみて第１の層のコ
イル単位の例えば右端の片面と、これに接面する第２の
層のコイル単位の右端の月面とを電気回路的に接続する
と、その次の第３の層のコイル単位は左端の片面をそれ
と接面する第４の層のコイル単位の左端の片面に電気的
に接続することになり、要するに各帯状リニアコイル単
位の端部接続処理においては積層の奇数番目と偶数番目
で接続する端部が左右交互になる。

本発明のりニアモータ電気子コイルを構成する帯状リニ
アコイル単位は、理論的無限長で差し支えないので、平
型帯状の長尺絶縁導体ストリッフから折り曲げ等の方法
でなく型抜ぎによって製造したものや、連続鋳造一圧延
、連続溶断、形抜き連続電解、打抜き等の方法で製作し
た内部歪のない素材で能率よく構成できる利点を有して
いる。

上記のように所望長に切り分けた複数相のリニアモータ
電気子コイルの相間の接続例を第７図に簡略化して示す
。

第７図において、Ａ相側は、第１のりニアモータ重気子
コイルの出力端Ａ２を図において右隣りのリニアモータ
電気子コイルの人力端Ａ，に接続し、同出力端Ａ４を更
に右隣つのリニアそ一夕電気子コイルの人力端に接続し
、このようにして所定本数次々と接続していき、最後の
りニアモータ電気子コイルの出力端Ａ１，（右端）にＡ
相の帰線ａを接続する。

Ｂ相についてもＡ相の場合と同じように隣接するコイル
間の出入力ｅ１４Ｂ２　１　　Ｂ３　＋　　Ｂ４　＋　
Ｂ５・・・と接続し、Ｂ相コイル最後の出力端Ｂｎ　（
右端）にＢ相の帰線ｂを接続する。更に、Ａ，Ｂ相の人
力端と同帰線ａ，ｂの各端末を直流電力用インバータ（
相通流切替装置）夏ＮＶの各入出力端子に接続し、イン
バータの通流相を所定の制御手順で転流させ、コイル長
さ方向に所定周波数で進行磁界を継続的に発生させる。

この電気子コイルには第８図に略示ずるように磁石Ｍと
対応させ、その磁束を進行磁界媒体即ちリニア千一夕電
気子コイルの進行磁界と鎖交させることで推力或いは反
力を継続的に発生させることができる。

［発明の効果］ 以上に述べたように、本発明によれば、リニアモータ電
機子コイルの構成要素としての帯状リニアコイル単位が
矩形波状の波巻コイル列からなるので導体の壱回しか不
要であり、従って同一平面内で曲線曲げ部分を含まずに
直角矩形波状のコイル列を形成でき、同一寸法形状の長
大な定ピッヂの帯状リニアコイル単位を容易に作成でき
る。これを３以上の奇数本だけ積層して、積層体の隣接
コイル単位同士の端部接続処理を両端で交互的に行うだ
けで、積層数分だけの前記矩形波状コイルが電気的に直
列接続され、全長に亙ってピッチの揃った１相分の積層
リニアコイル列を得ることができる。このようにして複
数の全長ピッチの揃った積層リニアコイル列を作成し、
これを互いに所定の位相差で複層化するだけで所要長さ
のりニアモータ電機子コイルが得られ、さらにこれを長
さ力向に接続して長大なものとすることもで各る。

従って寸法安定性と製作の容易さ、さらに磁界発生効率
の面からみてもコイル寸法の有効利用が達成でき、中間
接続部分の少ないロングコイルが実現できるものである
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るリニアモータ電機子コ
イルの構成要素としての帯状リニアコイル単位の積層の
様子を示す模式斜視図、第２図は積層リニアコイル列の
例を示す上面図、第３図は同じく側面図、第４図は１相
分のコイル列の電流の流れ方向を示す模式図、第５図は
２相リニアモータ電機子コイルの上面図、第６図は同じ
く側面図、第７図は同じく電気的な結線例を示す簡略回
路図、第８図はりニアモータの概略の構成を示す模式正
面図である。 （主要部分の符号の説明） ｔｌ，ｔ２，ｔ３：帯状リニアコイル単位、Ａ，Ｂ：積
層リニアコイル列 ａ，ｂ：帰線 ＩＮＶ：直流電力用インバータ 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 所定ピッチの矩形波状の波巻コイル列からなる所要長さ
   の帯状リニアコイル単位の少なくとも３以上の奇数本が
   交互に前記矩形波の位相を逆にして重ね合せられ、この
   重ね合せの両端において交互に二本づつの隣接するリニ
   アコイル単位同士の端部が接続されて前記重ね合せ全体
   で各リニアコイル単位を電気的に直列接続してなる１相
   分の積層リニアコイル列が構成され、この積層リニアコ
   イル列の複数相分が、相数に応じた電気的位相差を持つ
   ように長さ方向のピッチを相互にずらして積層されてな
   るリニアモータ電機子コイル。