JPH02299456A - リニアモータ - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、鉄心ギャップ間の歪をなくし剛性を向上させ
たりニアモータ、とくに車両用リニアモータに関する。

（従来の技術） 近年、電気車両において、その駆動・走行に従来の主電
動機及び駆動装置に代えて、リニアモータで直接車両を
推進・走行する手段が用いられつつある。この種リム（
ＬＩＭ）トレンは、これからの都市内交通機関として最
適かつ実用可能なシステムになろうとしている。

この種、リニアモータは、第１３図から第１４図に示す
ように、まず、レール１を地上２に配設し、そのレール
１上に車輪３によって支持された車体４が走行するよう
になっている。車体４の下には、リニアモータ５が取付
けられ、リニアモータ５とアルミ板等からなる２次導体
７がギャップ６を介して対向するように配設されている
。なお、この２次導体７は、レール１に並列するよう敷
設されている。２次導体７は、１次側としてリニアモー
タ５との間に推力を発生させ、車体４をレール１に沿っ
て駆動・走行させる。

リニアモータ５は、鉄心本体８を備えていて、その鉄心
本体８の両側をタンパン９で挾んで鉄心を構成する。さ
らに、鉄心の両側をリニアモータ５のフレームの役目を
する鉄心押え１０で挟希固定している。鉄心押え１０の
部外側にはコの字状断面をもつコイルカバー１１をそれ
ぞれ配設し、その折り返し脚部１１ａと締付ボルト１２
でコイルカバー１１を固定し、コイルカバー１１の他方
の脚部１１ｂはタンパン９の下端部に締付ボルト１３で
固定されている。なお、このタンパン９は、鉄心本体８
の高さより短い寸法に形成され、締付ボルト１３の頭部
が鉄心本体８の下端面よりも下方に突出しないように構
成されている。

鉄心本体８及びタンパン９は、第１４図に示すように、
それぞれ複数の電気鉄板８ａと９ａを積層したものから
なっている。電気鉄板８ａ、９ａの下辺部には、複数の
スロット（図示せず）が切設されていて、これにより電
気鉄板８ａ、９ａの下辺部は櫛歯状に形成されることに
なる。この櫛歯状に形成したことにより、積層した鉄心
本体８とタンパン９の下辺部には、その長手方向に連通
ずるコイル収納溝（図示）が形成され、そこに、コイル
１４が収納され、かつ、楔１５により固定されるように
なっている。

（発明が解決しようとする課題） リムトレンでは、リニアモータ５と２次導体７との間の
ギャップ６の寸法は、決められた範囲内に維持・管理し
ておく必要がある。そのために、車両の運転中にギャッ
プ６の寸法が変化しないように、第１５図に示すように
、この種リニアモータ５では、ばね等の弾性体を介さず
に軸受装置１６に軸受された車軸１７を直接取付台１８
に取付けている。また、リニアモータ５から生じた推進
力は鉄心押え１０に軸支されたけん引棒１９により車体
４に伝達されるようになっている。

しかしながら、このようなりニアモータ５では、車軸１
７間に支持された型式の片側式のりニアモータで、ある
ため、車両運転時に大きな吸引力ｆがリニアモータ５と
２次導体７との間に作用し、第１５図に示すように鉄心
本体８と鉄心押え１０にその長手方向の中央部に大きな
撓みが生じることになる。そのため、ギャップ６の寸法
変化を最小限にするために、鉄心本体８及び鉄心押え１
０の撓みを少なくし強固な構成とする必要がある。

また、低床式車両に用いる場合には、リニアモータ５の
高さ方向の寸法が制限され、さらに、バネ下重量を軽減
する点からその重量に大幅な制限が加えられている。

そのため、これらの問題点を解決するために、第１６図
と第１７図に示すように、従来のりニアモータでは、さ
らに鉄心本体８の背面部８ｃのフレームを構成する鉄心
押え１０間に予め補強リブ２０を、鉄心本体８の背面部
８Ｃと接触しない程度の隙間Ｇを保って、溶接固定する
。そして、溶接歪を適宜除去した後、第１５図に示す取
付台１８等の所要個所の機械加工を行い、その後、鉄心
本体８をスタッド２１により固定し、ついで、鉄心本体
８の背面部８ｃと補強リブ２０と間を溶接固定（Ｗで示
す個所）し、フレーム全体の剛性を向上することが案出
された。

しかしながら、この方法においても、第１７図に示すよ
うに、補強リブ２０と鉄心本体８との間に形成された隙
間において溶接による熱収縮のため、互いに引張り合う
力が発生し、鉄心本体８に歪による撓みが生じる。その
ため、積層した電気鉄板８ａがδ分だけ微動し、鉄心ギ
ャップ面８ｂの面が均一に整わなくなる。その結果、２
次導体７とのギャップ６の寸法が変化し、リニアモータ
としての所定の性能が得られないとする問題点が生じ、
前述した溶接による固定方法の実現は極めて困難であっ
た。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、スタッド
で積層した電気鉄板の両側を鉄心押えで挟着固定するほ
か、鉄心背面部の設けた心金と補強リブとを締結部材で
固着し、フレームと鉄心本体とを一体に固定してその剛
性を高めるとともに、軽量コンパクト化したりニアモー
タを提供することを目的としている。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明では積層した電気鉄
板の両端面をそれぞれ鉄心押えにより挟着し締結部材に
より締着固定して形成した鉄心を有するリニアモータを
構成する。そして、鉄心押え間に跨り、かつ、鉄心の背
面部に接触しない程度の隙間を保持してはしご状に複数
の補強リブを固定し、さらに、鉄心の背面部と補強リブ
の側面とを鉄心支持材により互いに固定する。

（作　用） 上記のように構成された本発明のりニアモータでは、鉄
心本体と鉄心押えは、締結部材により締着固定されるほ
か、はしご状に固定した補強リブと心金とにより結合さ
れるので、リニアモータと２次導体との間に発生する吸
引力の方向に対する剛性が向上し、リニアモータの長手
方向に生じる撓みが減少する。

（実施例） 以下本発明のりニアモータの実施例を図面について説明
する。

第１図と第２図に示すように、リニアモータ５と２次導
体７とは、ギャップ６を介して対向するように配設され
ている。リニアモータ５は、鉄心本体８を備えていて、
その鉄心本体８の両側をタンパン９で挟んで鉄心を構成
する。さらに、鉄心の両側をリニアモータ５のフレーム
の役目をする鉄心押え１０で挟着固定している。この鉄
心押え１０の両性側にはコ字状断面をもつコイルカバー
１１をそれぞれ配設し、その折り返し脚部１１ａと締付
ボルト１２でコイルカバー１１を鉄心押え１０に固定し
、コイルカバー１１の他方の脚部１１ｂはタンパン９の
下端部に別の締付ボルト１３で固定されている。また、
タンパン９は鉄心本体８の高さより短い寸法に形成され
ていて、締付ボルト１３の頭部が鉄心本体８の下端面（
鉄心ギャップ面）８ｂよりも下方に突出しないように構
成されている。

第２図及び第３図に示すように、鉄心本体８を構成する
各電気鉄板８ａには、その２次導体７側（ギャップ面）
側に櫛歯状のスロット８ｄが複数個等間隔に形成され、
さらに電気鉄板８ａの背面部８ｃとスロット８ｄとの間
には、スタッド２４を挿入する貫通孔８ｅが複数個等間
隔に形成されている。さらに電気鉄板８ａの背面部８ｃ
には凸状をした突起８ｆが複数個突出形成され、この突
起８ｆには心金２３挿入用の貫通孔（角孔）８ｇが図示
のように形成されている。

第６図と第７図に示すように、鉄心押え１０は、鉄心本
体８とほぼ同じ長さを有する帯状長方形をしていて、電
気鉄板８ａに形成したスタッド締結用の貫通孔８ｅと同
一ピッチの貫通孔１０ａを一方の鉄心押え１０に、また
、凹形の座ぐり部を付した貫通孔１０ｂを他方の鉄心押
え１０に形成しである。これら２個の鉄心押え１０は、
電気鉄板８ａの突起８ｆとほぼ同一位置で、かつ、突起
８ｆと干渉しない位置に配設した補強リブ２０と取付台
１８とにより跨がるようにして互いに溶接・固定され、
一体物のフレーム２２として構成される。また、補強リ
ブ２０には、貫通孔２０ａが鉄心本体８の背面方向に複
数個穿設されている。

鉄心本体８とフレーム２２を固定するには、まず、鉄心
本体８の突起８ｆを補強リブ２０側に向けて鉄心押え１
０間に挿入し、ついで、電気鉄板８ａの貫通孔８ｅと鉄
心押え１０の貫通孔１０ａ。

１０ｂに、両端部にネジ加工しであるスタッド２４を差
し込む。そして、座ぐり部を形成した一方の貫通孔１０
ｂにはナツト２５を螺合してスタッド２４の一端部を固
定する。また、鉄心押え１０の他方の貫通孔１０ａには
、第８図に示すようなその中央に貫通孔２６ａを有する
スペーサ２６を挿入する。なお、このスペーサ２６の厚
さは、第９図に示すように、鉄心押えｌＯの厚さＴ２よ
り薄く、かつ、その外形旦は、鉄心押え１０の貫通孔１
０ａの孔径Ｄ’　よりも小さくしである。さらに、スペ
ーサ２６の貫通孔２６ａにスタッド２４の他端を貫通さ
せ、別のナツト２５をスタッド２４の他端部とネジと螺
合させ締め付けた後、スペーサ２６とナツト２５及び貫
通孔１０ａとがら画成される部分を、第９図に示すよう
に、溶接（Ｗで示す）により互いに固定して鉄心本体８
とフレーム２２とを一体化する。その後、焼鈍して必要
個所を機械加工しておく。ついで、第１図と第２図に示
すように、鉄心８の背面図８Ｃの突起８ｆの貫通孔８ｇ
に心金２３（第４図と第５図）を嵌入し、補強リブ２０
の貫通孔２０ａと等ピッチのタップ孔２３ａにボルト２
７を螺入し、補強リブ２０と心金２３とを鉄心本体８の
背面部８Ｃに締付け、鉄心本体８とフレーム２２とを一
体化する。ここで、心金２３は、第４図と第５図に示す
ように、第１図に示す鉄心押え１０間の内のり寸法より
も幾分小さい長さを有するとともに貫通孔８ｇに嵌入可
能な断面形状を有し、さらに、補強リブ２０の貫通孔２
０ａと等ピッチのタップ孔２３ａをもつ。そして、コイ
ル１４を鉄心本体８のスロット８ｄに収納し、楔１５で
その下面より鉄心本体８に固定する。最後に、コの字状
をしたコイルカバー１１の折り返し脚部１１ａを締付ボ
ルトで鉄心押え１０に固定し、他方の脚部１１ｂをタン
パン９の下端部に締付ボルト１３で締付は固定する。こ
れによりリニアモータ５本体の組立が完了する。

また、本発明の他の実施例として、第１０図から第１２
図を採用することも可能である。

まず、第１０図に示す実施例では、電気鉄板２８には、
その背面部８Ｃに突起部を形成せずに平坦とし、心金２
３は電気鉄板２８に形成したスロット２８ａと電気鉄板
２８の背面部８Ｃとの間に跨らせて配設し、ボルト２７
により補強リブ２０と心金２３とを心金のタップ孔２３
ａを利用して締結・固定する。この実施例によれば、突
起がない分だけりニアモータの重量が軽減され、また、
高さ方向の寸法を低くすることがｎＩ能となる。

さらに、突起がないので素材から電気鉄板２８を打抜く
時の歩留りが向上する。

また、第１１図に示す実施例では、心金２９の寸法を電
気鉄板３０の長手方向（Ｘ矢印方向）に１１広くし、ボ
ルト２７を長手方向に複数個配設し−て、鉄心押え１０
間に跨がらせた補強リブ３１とその下に配設した心金２
９とをボルト２７により締結や固定する。この実施例に
よれば、リニアモータの高剛性が保証され、とくに運転
時の振動に対する強度が大巾に向上する。

〔発明の効果〕

本発明によれば、リニアモータと２次導体との間に発生
する吸引力の方向に対するリニアモータのフレームの剛
性が極めて向上し、フレームの長手方向の撓みが大巾に
減少する。そのため、リニアモータの高さを極力制限で
きるので低床重両に最適なりニアモータが得られるとと
もに、リニアモータの高さを大にすることなく剛性を向
上できるので、その軽量化が図れる。さらに、フレーム
の剛性向上により走行時の振動にも十分耐え得るように
なり、リニアモータを用いた車両（リムトレン）の高加
速、高速化に適応できるようになるとする顕著な効果を
奏する。また、心金と一体となった鉄心本体と補強リブ
とを溶接を介さずに締結部材で締結固定できるので、溶
接に起因する歪が生ぜず、鉄心ギャップ面を均一とする
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のりニアモータの正面断面図、第２図は
第１図の■−■矢視部分断面図、第３図は本発明のりニ
アモータに用いる電気鉄板の側面図、第４図は同じく心
金の斜視図、第５図は同じく鉄心本体の部分斜視図、第
６図は同じくフレームの平面図、第７図はその側面図、
第８図は同じくスペーサの斜視図、第９図は第１図のＡ
部の部分拡大断面図、第１０図は本発明の他の実施例の
部分断面図、第１１図と第１２図は本発明のさらに他の
実施例の部分断面図、第１３図は従来のりニアモータを
用いた車両の断面図、第１４図はそのリニアモータのみ
の斜視図、第１５図は第１３図のＸ矢視方向からみた部
分断面図、第１６図は補強リブを鉄心本体に直接溶接し
た従来のりニアモータの正面断面図、第１７図はその鉄
心本体の撓み状態を示す側面図である。 ５・・・リニアモータ、７・・・２次導体、８・・・鉄
心本体、１０・・・鉄心押え、２０・・・補強リブ、２
３・・・心金、２４・・・スタッド。 第　１　図 第　２　園 ｄ 漫　ａ　図 第　４−　図 易　５　図 漫　６　図 第２図 局　８　図 第　θ　図 第　１０　　図 乎　１１　　図 第　１２　　図 第１３図 弗　１４　　図 第　１５　　図 第１６図 漫　１７　　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 積層した電気鉄板の両端面をそれぞれ鉄心押えにより挟
   着し締結部材により締着固定して形成した鉄心を有する
   リニアモータにおいて、前記鉄心押え間に跨り、かつ、
   前記鉄心の背面部に接触しない程度の隙間を保持しては
   しご状に複数の補強リブを固定し、さらに、前記鉄心背
   面部に近接した電気鉄板にその積層方向に心金を装着し
   、前記補強リブと心金とを締結部材で互いに固定したリ
   ニアモータ。