JPS6155338B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はリニアインダクシヨンモータにおいて
車体を電気的に停止位置決めするために一次側鉄
心に単相交流コイル及び直流コイルを装着した場
合の、二次側導体板の停止位置決め機構の改良に
関する。

近来、リニアインダクシヨンモータは構造が簡
単で堅固であり、且つ高速が得られる等の理由で
陸上輸送機として広く応用されている。また、一
般事務所内での郵便物及び書類、ならびに金融機
関の店内での紙弊等の搬送用に利用することが試
みられている。従来、リニアインダクシヨンモー
タには加減速機能はあつても停止機能有していな
いために車体停止位置決め方法は摩擦ブレーキあ
るいは機構的衝突による方法が一般的であるが騒
音が高く、寿命が短いという欠点があつた。この
ために、停止位置決めを非接触に行なう方法とし
て、一次側鉄心に単相交流コイルと直流コイルを
設置し、前者を位置決め用、後者を制動用として
使用する方法が提案されている。この方法によれ
ば、摩擦ブレーキによる方法の欠点は軽減される
が、車体の進行方向により位置決めオーバーシユ
ートに関してマージンが少なく、位置決めの安定
性に難点があり、また振動音があるという欠点を
有している。

本発明の目的は、リニアインダクシヨンモータ
において、電気的に停止位置決めを行なう場合に
車体の進行方向にかゝわりなく、低振動で安定し
た動作を得るような停止位置決め機構を提供する
ことにある。

本発明は進行磁界発生コイルを有し、軌道状に
対向した２つの一次側鉄心と、この鉄心の上に添
設されたレールと、このレール上を走行する車輪
を有する車体と、この車体の下面に吊着され、且
つ前記鉄心のギヤツプ中に保持するように配置さ
れた二次側導体板と、この導体板を位置決め及び
制動するために前記鉄心の片側もしくは両側に、
各１つ以上設けた単相交流コイル及び直流コイル
とを有するものにおいて、前記二次側導体板に、
上下方向に切欠けを１つ以上設けたことを特徴と
する。

以下本発明の一実施例を第１図〜第４図を参照
して説明する。

第１図はリニアインダクシヨンモータの構造を
示す斜視図、第２図は第１図の内部構成を示す平
面図、第３図は第１図の車体部の側面図、第４図
は第２図の内部に発生する磁力を示すグラフであ
る。図において、１は一次側鉄心、２は櫛歯部、
３は進行磁界発生コイル、４はレール、５は二次
側導体板、５ａは左二次側導体板、５ｂは右二次
側導体板、６は切欠け、７は車体部、７′は車
体、８は車輪、９は単相交流コイル、１０は直流
コイル、１１，１２は位置センサ、１３は速度セ
ンサ、l₁は切欠け巾寸法、Ｔは二次側導体板の先
端、Ｏは二次側導体板の先端の停止位置である。

第１図及び第２図に示すように、一次側鉄心１
は二個あり、その各々の一側面に形成された櫛歯
部２には全長に亘つて三相交流による進行磁界発
生コイル３が巻かれており、また単相交流コイル
９及び直流コイル１０が装着されている。二個の
一次側鉄心１は進行磁界発生コイル３を内側にし
てギヤツプをおいて対向しており、上面にレール
４が設置されている。一方、二次側導体板は、第
２図及び第３図に示すように、中央部に設けられ
た切欠け６により、左二次側導体板６ａと右二次
側導体板５ｂとに分けられ、対向する一次側鉄心
１のギヤツプの中央に位置するように、車輪８を
有する車体７′の下面に吊着されて車体部７を構
成している。車体部７は第１図に示すように、車
輪８を介してレール４の上に走行自在に位置して
いる。

切欠け６は単相交流コイル９の外形寸法より小
さい巾寸法l₁に設定され、第２図に示すように二
次側導体板５の停止位置では、単相交流コイル９
に対向して同位置にあり、この時、直流コイル１
０は二次側導体板５に対向する位置範囲内に装着
されている。

このような構造を有するので、一次側鉄心１の
進行磁界発生コイル３に三相交流により進行磁界
を発生させ、この磁界中に二次側導体板５がある
と、この二次側導体板５中に渦電流が誘起され、
この渦電流と前記進行磁界との相互作用により推
進力が発生し、車体部７は車輪８によつてレール
上を走行する。

次に具体的な停止位置決め方法について説明す
る。第２図において、二次側導体板５の先端Ｔの
停止位置を一次側鉄心１の点Ｏとし、二次側導体
板５が図中矢印で示すように右方向から左方向へ
点Ｏに向つて進行してきたものとする。

まず位置センサ１１が二次側導体板５の先端エ
ツヂＴを検知すると、進行磁界発生コイル３の接
続を換えて、磁界の進行方向を二次側導体板５の
移動方向とは逆の方向に切換え、二次側導体板５
に対して逆励磁をかける。すると二次側導体板５
は減速するが、慣性によつてそのまゝ左方へ進む
次に速度センサ１３により二次側導体板５の速度
を検知し、低速（0.1m/sec程度）まで減速した
ら進行磁界発生コイル３の励磁を切る。そして位
置センサ１２が二次側導体板５の先端Ｔを検知し
たら、単相交流コイル９及び直流コイル１０を同
時に励磁する。この時、単相交流磁界によつて二
次側導体板５には第４図で実線で示すような力が
発生する。これは左二次側導体板５ａに発生する
力と右二次側導体板５ｂに発生する力が合成され
たものである。この合成力によつて二次側導体板
５は点Ｏを中心に振動を始めるが、直流通電コイ
ル１０による制動力により振動は抑制され、二次
側導体板５を安定に精度よく（±0.2mm以内）停
止位置決めできる。又、逆に二次側導体板５が第
２図の左方向から右方向へ進行してきた場合も同
様に停止位置決めできる。

つぎに第４図で単相励磁磁界と二次側導体板５
の間に発生する力について説明する。第４図は実
験データから作成したものであり、第２図に対応
して示している。図において、タテ軸は第２図の
二次側導体板５の先端Ｔにおける左及び右方向に
発生する力の大きさを示し、上側は右方向、下側
は左方向の力である。ヨコ軸は先端Ｔの進行位置
を示す。点線で示した曲線は右二次側導体板５ｂ
によつて発生する力を示している。

この力では点Ａ及び点Ｏが磁気的安定点とな
り、保持力が発生するが点Ｂでは保持力は発生し
ない。上記点Ａ及び点Ｏの保持力でも二次側導体
板５を保持できるが、両点とも右方向と左方向の
ピーク力に大きな差がある。これは二次側導体板
５の進行方向により位置決めオーバーシユートに
関してマージンが低くなるという欠点を有してい
る。即ち、二次側導体板５に切欠け６を設けない
場合がこれに相当する。そこで、左二次側導体板
５ａと同様に右二次側導体板５ｂを第２図及び第
３図に示すように配置することで、上記欠点を除
去することができる。右二次側導体板５ｂは第４
図で一点鎖線で示す力を発生するので、左、右二
次側導体板５ａ，５ｂにより、図の実線の如き合
成力ができる。これは点Ｏに対して点対称な力と
なり安定した位置決めが可能となる。

次に他の実施例(1)として前記実施例第２図の構
成を改良し、前記実施例の場合より停止位置決め
時の振動を少なくすることができるようにした実
施例を第５図及び第６図を参照して説明する。

第５図は第１図の側面図、第６図は本実施例を
示す側面図である。

前記実施例第３図と異るのは、第６図に示すよ
うに、右二次側導体板５ｂに長さl₂のスリツト１
４を設けたことである。スリツト１４は一次側鉄
心１に装着された単相交流コイル９と直流コイル
１０の間隔のほゞ中央位置に対向した位置に設け
られている。第５図に示すような改良前の構成で
は、二次側導体板５の停止位置決め時に単相交流
コイル９によつて誘起される二次側導体板５中の
電流は図中矢印の如く渦となり、しかもこの電流
は交番する。従つて直流コイル１０で発生する直
流磁界内にこの交番電流が存在することにより、
車体部７が振動する。この振動は騒音及び車輪８
の寿命低下の原因となり除去することが望まし
い。そこでスリツト１４を設けて絶縁空間を作る
ことによつて、交番電流と直流磁界の重なりをな
くし、振動を防ぐことができる。

また、上記交番電流と直流磁界の共存による振
動を防止する異なる方法として、他の実施例(2)に
ついて、第７図及び第８図を参照して説明する。
第７図は本実施例による構成を示す平面図、第８
図は第７図の側面図である。

前記実施例第２図と異るのは、第７図及び第８
図に示すように、一次側鉄心１の櫛歯部２に装着
する直流コイル１０を２組にして、単相交流コイ
ル９の両側に等間隔に配置したことである。

この場合左右の直流コイル１０，１０′による
磁界が第７図のループＬを構成するように配線す
ると第８図に示すように、左右の直流磁界と交番
電流による力Ｆ_L，Ｆ_Rは方向が逆で同等の力とな
るため左右方向への振動は発生しないことにな
る。従つて振動による騒音及び寿命の低下を防ぐ
ことができる。

さらに他の実施例(3)として、前記実施例第２図
の構成を改良して、前記実施例の場合の保持力を
損うことなく、位置決め保持電流値を下げ得るよ
うにした実施例をを第９図〜第１１図を参照して
説明する。第９図は本実施例による構成を示す平
面図、第１０図は第９図の側面図、第１１図は第
９図の内部に発生する磁力を示すグラフである。
図において、５ａは左二次側導体板、５ｂは中央
二次側導体板、５ｃは右二次側導体板、６，６′
は切欠け、９，９′は単相交流コイル、Ｔは二次
導体板５の先端、Ｅ１は左二次側導体板の右側エ
ツヂ、Ｅ２は中央二次側導体板の左側エツヂ、Ｅ
３は中央二次側導体板の右側エツヂ、Ｅ４は右二
次側導体板の左側エツヂである。前記実施例第２
図と異るのは、第９図及び第１０図に示すよう
に、一次側鉄心１の櫛歯部２に装着する単相交流
コイル９を２組にして、直流コイル１０の両側に
等間隔に配置し、これに対して二次側導体板５の
前記単相交流コイル９に対向する同位置に、巾寸
法l₁の切欠け６を２個設けたことである。

この場合の各二次側導体板５ａ，５ｂ，５ｃの
エツヂＥ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４に対する単相交流
磁界による発生力を第１１図に示している。図は
二次側導体板５の先端Ｔにおいて発生する力を示
し、タテ、ヨコ軸は第４図と同じである。図にお
いて点線はエツヂＥ１及びＥ３の発生力、一点鎖
線はエツヂＥ２及びＥ４の発生力、二点鎖線はエ
ツヂＥ１とエツヂＥ３の合成力、三点鎖線はエツ
ヂＥ２とエツヂＥ４の合成力、実線は全体の合成
力を示している。図のように点Ｏの周りに二次側
導体板５を保持する力が従来の２倍発生すること
になる。従つて、単相交流コイル９，９′の電流
値を従来の２分の１にできるので、単相交流コイ
ル９，９′の発熱及び振動音を著しく減少させる
ことができる。

以上本発明では単相交流コイル及び直流コイル
が二次側導体を挾んで両側に設置されている場合
についてのべているが、片側だけの場合にも同様
に適用できる。

本発明によれば、リニアインダクシヨンモータ
の基本構成を変更せずに低電力で振動の少ない安
定した位置決め保持、制動力が得られるので、高
精度の停止位置決めができ、しかも低騒音、長寿
命化が可能になるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用されるリニアインダクシ
ヨンモータの構造を示す斜視図、第２図は第１図
の内部構成を示す平面図、第３図は第１図の車体
部の側面図、第４図は第２図の内部に発生する磁
力を示すグラフ、第５図は第１図の側面図、第６
図は本発明の他の実施例(1)による構成を示す側面
図、第７図は本発明の他の実施例(2)による内部構
成を示す平面図、第８図は第７図の側面図、第９
図は本発明の他の実施例(3)による内部構成を示す
平面図、第１０図は第９図の側面図、第１１図は
第９図の内部に発生する磁力を示すグラフであ
る。 １……一次側鉄心、２……櫛歯部、３……進行
磁界発生コイル、４……レール、５……二次側導
体板、６，６′……切欠け、７……車体部、７′…
…車体、８……車輪、９，９′……単相交流コイ
ル、１０，１０′……直流コイル、１４……スリ
ツト、l₁……切欠け巾寸法、l₂……スリツト長
さ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 進行磁界発生コイルを有し、軌道に沿つて互
   いに対向するように設けられた２つの１次側鉄心
   と、前記軌道に沿つて添設されたレールと、この
   レール上を走行する車輪を有する車体と、この車
   体の下面に吊着され、且つ、前記鉄心のギヤツプ
   中に介在するように配置された二次側導体板と、
   この導体板を位置決め及び制動するために前記少
   なくとも一方の１次側鉄心に、設けた単相交流コ
   イル及び直流コイルとよりなるリニアインダクシ
   ヨンモータにおいて、前記二次側導体板に、前記
   車体の進行方向に対して直交するように伸びた切
   欠けを設けたことを特徴とするリニアインダクシ
   ヨンモータ。 ２ 前記二次側導体板に、この導体板が前記一次
   側鉄心の停止位置にあるときの、前記単相交流コ
   イルの位置に一致させて、前記単相交流コイルの
   外形寸法より小さい巾寸法の切欠けを、前記単相
   交流コイルの組数と同数設けたことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載のリニアインダクシヨ
   ンモータ。 ３ 前記二次側導体板に、この導体板が前記一次
   側鉄心の停止位置にあるときの、前記単相交流コ
   イルの位置に一致させて、前記単相交流コイルの
   外形寸法より小さい巾寸法の切欠けを、前記単相
   交流コイルの組数と同数設けると共に、前記単相
   交流コイルと前記直流コイルの装着間隔の中央位
   置にほゞ一致させて、前記二次側導体板の上下寸
   法の略２分の１の長さで、且つ絶縁空間を生ずる
   スリツト状の切欠けを、前記単相交流コイルと前
   記直流コイルのいずれか多い方の組数と同数設け
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   リニアインダクシヨンモータ。