JPS5939988B2 - リニアモ−タ電機子用コイル導体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はＩＪ ニアモータ用電機子用コイル導体に関
し、特にリニアモータの電機子を構成するのに現場施工
が容易で、コイルとしての製造および取扱いも容易な長
尺一体成形のテープ状のコイルを提供するものである。

リニアモーｌシステムのうち特に輸送システム向げに提
案されているものの殆んどは地上側固定子として移動磁
界を発生する電機子コイルを延設し、それに対して車輛
側移動子として界磁を対置する地上−次式のものである
。

地上−次式のりニアモータとしては、リニアシンクロナ
スモータ、直流リニアモータ等各種の方式が提案されて
いるが、これらはいずれの方式においても、単一のりニ
アモータ条で輸送システム用として必要とされる推進駆
動力、浮上刃、案内力の全機能を共に単一の磁気系で得
ることはできないものであった。

たとえば、リニアシンクロナスモーｌにおいては、リニ
アモーｌによる推進力と、ヌルフラックス方式による案
内力を、単一のりニアモータシステムで発生させること
ができるが、浮上刃については別に、地上側に浮上用の
ショートサーキットコイルを布設して別系の浮上を行な
わなければならず、また、直流リニアモータにおいても
、案内用の電磁石を別に塔載することが必要となる。

そこで本願発明者らは先に特願昭５４− ８１４２７号特開昭５６−６６６６号公報におい℃単一
のりニアモータ系でそれに必要とされる推進駆動力、浮
上刃、案内力の全機能を共に単−電磁気系で得ることの
できる鉄心付電機子と単極磁極条をもつ直流界磁との組
合せによるリニアモータを提案したが、この方式におい
ても電機子コイルは現場施工においてコイル形状への曲
げ加工が容易でなく、そのため予じめ定尺に成形したコ
イルを現場にて接続しながら施工せざるを得す、多相配
列の接続作業が煩雑であるという問題点を含んでいた。

この発明は単−電磁気系で推進駆動力と浮上刃と案内力
とを得ることができるという特性をそこなうことなくコ
イルの曲げ作業や接続作業を不要とするりニアモータ電
機子用コイル導体を提供しようとするものであり、コイ
ル自体のドラム巻装による施工現場への搬入および成形
枠の併用による電機子コイルの形成と鉄心への挿入の各
作業の簡略化を共に可能とするものである。

この発明を実施例図面と共に詳述すれば、第１図はこの
発明の電機子用コイル導体による固定側電機子の構造の
組立の例を移動側界磁と共に斜視図で示したものである
。

第１図において１０は鉄心、１１．１３はこの発明の電
機子用コイル、導体（以下単にコイルという）１９は成
形枠、２０は界磁を示す。

コイル１１．１３は各々矩形リング状の分流部１１ａ、
１３ａと細幅中央合流部１１ｂ、１３ｂとを同一平面内
で長さ方向に交互に繰り返して連続的な一体成形コイル
妬形成されてなり、例えば銅又はアルミ合金などの良導
体のストリップを連続的に打抜き成形して長尺コイルと
して作られる。

上記矩形リンク状の分流部と細幅中央合流部とは各々％
コイルピッチの長さをもち、両者のひとつずつの合計長
が１コイルピツチとなる。

コイル１１と１３は％コイルピッチだけずらして成形枠
１９内に嵌められ、コイル間には絶縁が施されて各々別
の相コイルを構成する。

成形ｊ枠１９は二条の磁極挿通孔１９ａ、１９ｂを列設
した非磁性材ケースであり、両側壁１９ｃ、１９ｄと前
記挿通孔１９ａ、１９ｂの周壁とによって画定されろ収
納空間内にコイル１１．１３を位置決めできる内寸法を
有する。

コイル１１．１３は第１図では各各一枚ずつであるが、
通電々流の大小に応じてその導体断面積を所要値とする
ために厚さを変え、或いは同一寸法のものを複数板重ね
て各相コイルを構成してもよい。

コイルＩＬ １３を収納した成形枠１９に対し上面から
その挿通孔１９ａ。

１９ｂに磁極１０ａ、１０ｂが嵌挿されるように鉄！し
・１０を嵌める。

この鉄心１０は％コイルピッチごとにスロツ）１０ｃ、
１０ｄをもつＵ字状断面形状のものであり、スロット間
の磁極１０ａ。

１０ｂが二条平行に並ぶことになる。

この鉄心１０を上記のダロくコイルＩＬ１３が収納され
た成形枠１９に嵌めた場合、その磁極１０ ａ、 １０
ｂの磁極面は成形枠１９の下面の挿通孔１９ａ。

１９ｂから露呈し、電機子の磁極列を形成することにな
る。

界磁２０は、電機子鉄心１０と同様な断面形状で％コイ
ルピッチ相当分の長さをもつ界磁鉄心２１と、各々直流
励磁されて鉄心２１の二条の磁極２１ａ、２１ｂをＮ極
とＳ極とに磁化する界磁コイル２２ａ、２２ｂとからな
る。

上記の基本構成をもつりニアモータ用電機子と界磁とは
例えば第２図に示すように二列配置で利用可能で、片側
で二相ずつの両側で四相コイルとなるような利用が有利
である。

すなわち第２図において固定側は地上側支持桁３００両
側に下向きに配設された各々２ｎ相の電機子３１ａ、３
１ｂであり、両側の電機子共に全く同じ寸法、コイルピ
ッチ長をもつが、両側で互いに３Ａｎ相ずつ位相差をも
たせた配置になされている。

移動側は車輛３３の両側に取付けられて下方から上記両
電機子３１ａ、３１ｂの下面に対向するようになされた
界磁３２ａ、３２ｂである。

さてこの発明の電機子用コイル導体はその長さ方向に直
流電流が流れるとき第３図に示すように磁極を磁化する
。

すなわち第３図は説明のために鉄心１０に一つのコイル
１１を挿入して通電したときの磁極の磁化状況を示す平
面図で、各磁極１０ａ、１０ｂは長さ方向に対して一つ
置きに合流部１１ｂ部分にて磁化され、片側がＮ極、他
側が８極となって同一磁極列内では同極性に磁化される
。

第４図は第２図の両側の電機子３１ａ、３１ｂの構成を
平面図で示したものであり、片側の電機子３１ａは第１
図の基本構成の通りであり、他側の電機子３１ｂは同様
なコイル１２．１４によって基本構成をとったものであ
って、コイル１１゜１３に対しコイル１２．１４が３コ
イルピツチだけずれるようになされている。

これは車輛側の界磁３２ａ、３２ｂが位相差をもたない
配置であるなら電機子３１ａと３１ｂとでそのコイル同
士を、イコイルピッチだけずらし、或いは車輛界磁３２
ａ、３２ｂを４コイルピツチだけ互いにずらして電機子
３１ａ、３１ｂを位相差なく配置するかのいずれかとす
ればよい。

御４図においてコイル１１．１２，１３．１４はひとつ
のき軍区間の一端で互いに接続され、他端において図示
しない電源供給制御手段から順に電流の供給を受けるよ
うになされている。

すなわちまずはじめにコイル１１から１２へ、次いでコ
イル１３から１２へ、次いでコイル１３から１４へ、そ
してコイル１１から１４へパルス状に転流がなされ、こ
れが所定周期で繰返されることにより第４図において左
方から右方への進行磁界が生じることになり、これに応
じて直流磁化され℃いる界ａ３２ａ、３２ｂが電機子３
１ａ３１ｂとの間の空隙内のマクスウェル応力によって
吸引浮上されながら磁極面に直角な方向の磁場と電機子
コイルとのフレミング力による左右アライニングと共に
磁界進行方向に移動することになる。

第４図では片側で二相の電機子コイルを両側で位相差を
つけることにより全体で倍の四相としたが、片側すなわ
ち一本の電機子で四相にするには同一スロットピッチの
鉄心による場合は第１図に部面した倍のコイルピッチを
もつコイル４０を用いて第５図に示すように＠ｌ相コイ
ル４１、ｉ２相コイル４２、第３相コイル４３、第４相
コイル４４を一磁極ピッチずつずらして挿入して構成す
ればよい。

上述において移動子としての界磁２０はほぼ％コイルピ
ッチの長さをもち、この界磁２０による直流磁界が電機
子長手方向に対して直角な電機子コイル辺に作用してフ
レミンク力が発生し、その反力として界磁２０が駆動力
を得る。

界磁２０を常に電機子幅内に位置させようとする左右ア
ライメントのための案内力は、第６図ａの正常時に対し
て同図すのように電機子３１の鉄心１０と界磁２０の鉄
心２１との対面位置が中心から左右にずれたときに電機
子長手方向に沿う電機子コイル平行辺に界磁の磁界が作
用し℃生じるフレミンク力により生じ、ａ図のように電
機子と界磁とが中心を合わせて対面しているときは互い
に向い合う案内力として釣合っている。

尚、この場合、電機子の磁極幅と界磁の磁極幅とを異な
らせることにより案内特性を変えることもできる。

浮上刃は一電機子および界磁が長手方向に単極性である
ので互いに吸引し合うマクスウェル応力として発生する
。

この浮上刃は、界磁にかかる荷重変化等に対して電機子
と界磁との対面間隙を一定に保持する必要があることか
ら界磁電流を制御し℃上記間隙を制御するが、案内力に
ついては、特別異常な外力に対応するために補助タイヤ
などのストッパ手段を設ける他は案内力制御のための電
気的制御は不要であり、従ってリニアモータとしては上
記浮上刃のための界磁電流制御と駆動力のための転流電
流制御と駆動速度のための転流周波数制御とを行なえば
よい。

この発明のりニアモータ電機子用コイル導体は叙上のよ
うに良導体ストリップの打抜き成形によりリボン状の長
尺体として得られ、従って、現場施工に際して定尺の成
形枠を連設してこれにドラム巻装された本発明のコイル
を長さ方向に連続して収納し、順次所要の積層によび絶
縁層を介在させての各相コイルの形成を樹脂充填と共に
行なって鉄心を嵌合することで、コイルの接続を極めて
少なくして能率よく一体化電機子を構成できるほか、成
形枠内を気密化することも極めて容易であって気密な成
形枠内に不活性絶縁ガスを封入し℃長期にわたる絶縁性
の維持を計ったりすることも副次的に可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例によるりニアモータ用電機子
の組立と界磁とを示す斜視図、第２図はこの発明の応用
例を示す輸送システムの正面図、第３図はこの発明の電
機子用コイル導体による磁界の発生状況を示す平面説明
図、第４図は第２図の例における電機子の平面説明図、
第５図は電機子構成例の別の例を示す平面説明図、第６
図ａ。 ｂは案内力の作用を説明するための電機子と界磁の対面
関係を示す正面図である。 １１．１２，１３，１４，４０，４１，４２゜４３．４
４：電機子用コイル導体、１１ａ：矩形リング状分流部
、１１．１’＋ｂ：細幅中央合流部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 各々１／２コイルピツチの矩形リング状分流部と細
   幅中央合流部とを同一平面内で長さ方向に繰り返して連
   続的な一体成形コイルに形成されてなり、長さ方向の一
   端から他端への通電電流に対して１．／２コイルピッチ
   毎に上記分流部での分流と上記合流部での合流とを交互
   になすようにして上記矩形リンク状分流部同士の間の細
   幅中央合流部の両側部に各々逆向きの磁束を生じるよう
   にしたことを特徴とするりニアモータ電機子用コイル導
   体。