JPH0315417B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高出力リニアモータに関する。

いわゆる「Ｕ形」リニアモータ、すなわち(i)正
方形又は長方形の鉄心の周囲に巻かれ正方形又は
長方形のコイルにより構成され通常Ｕ形断面の支
持体により保持された誘導器、および(ii)該誘導器
およびその支持体により構成された角柱状の棒を
取囲むＵ形又はオメガ（Ω）形の電機子、を具備
するものは既に知られている。

米国特許第4172229号に記載された該リニアモ
ータはＵ形の高さが大なる寸法であるという欠点
を有する。このことは、鉄道用ボギー台車、磁気
リフト又は空気クツシヨン装置に該リニアモータ
を適用する場合に特に障害となる。さらにこの特
徴的なＵ形の支持体は製造および冷却のいずれも
が困難である。

本発明の本質的な目的は、電機子および誘導器
の製造を容易ならしめ、良好な冷却が得られるよ
うな、特に簡素な設計をすることにより、上述の
欠点を救済することである。

この目的のために、この高出力リニアモータ
は、正方形又は長方形の断面を有する磁心を囲む
環状のコイルにより構成された誘導器、および、
磁束および誘起された電流のいずれもの通過を確
保するように該誘導器の３側面を包むオメガ
（Ω）形断面の電機子を具備し、本発明によれば、
該電機子は、逆Ｕ形中央部分においても、２つの
水平なフランジ部分においても導電体層の全体に
わたり延びている磁性層を具備することを特徴と
する。

本発明によるリニアモータは、その高さ寸法が
部品のすべての幅が90゜曲げられることにより減
じられ、さらにΩ形断面の電機子がその開口部が
下方向に配置され、このことは雪、あられ又は石
等による破損の危険を除くというような利点を提
案する。

さらに加えて、この実施例では該リニアモータ
は製造が容易でありそして冷却もまた容易であ
る。縦方向の流れが循環するフランジを広くとる
ことは扱いにくさを少なくするので、所定の重量
に対して大なる推進力を備えたリニアモータを得
ることが可能である。

電機子の区分、鉄心の積層、巻線を構成する平
板、および該平板を分離する磁性体の歯の間の結
合についての特別な配置は、支持体におけるのと
同様、技術上の簡素さおよび冷却能力が従来のす
べてのリニアモータのそれより大なるリニアモー
タを得ることを可能にする。

支持体に沿つて延ばされすべてのコイルに接続
された多接点スイツチを包含する箱体は、多変速
リニアモータを得ることを可能にする。

図面に従つて説明すると、本発明によるリニア
モータは、鉄道線路のすべてに沿つて延ばされΩ
形の横断面を有する固定電機子１を具備する。該
電機子１は逆Ｕ形の断面を形成する中央部分２を
具備し、該中央部分は下方向に延ばされる２つの
垂直な側面の端部において該モータの対称軸
XX′における垂直な縦方向面に対して対称な連な
つた面である２つの水平フランジ３および４によ
つて延ばされる。電機子１は、隣接し分離された
２つの部分即ち内側の導電体部分５および外側の
磁性体部分６により構成される。これら２つの部
分は各々導電体性および磁性の金属の層で構成さ
れ、鉄道線路に沿つての長手方向の連続的に配置
された区分に取付けられる。第２図に示すよう
に、導電体部分５の各個はその中央であるポイン
ト７において直接に重ねられた磁性部分に固定さ
れる。このことは導電体部分５および磁性部分６
における膨脹の差を許容する。

１つの磁性部分６から次の磁性部分への磁束の
通路は、２つの連続する磁性部分６の端部にて固
定された垂直な横断する磁性板により改善され
る。第２図は、２枚の横板８が磁性部分６の上方
向に曲げられた縁６ａに溶接されることを示す。
２枚の横板８は、膨脹を許容するために十分な空
〓を形成するように固定される。

長手方向における電機子１の電流を連続的にす
るため２つの連続する導電体部分５の間の結合
は、逆Ｕ形断面を有する接続板９によりなされ、
下端の該接続板の縁は２つの導電体部分５の相対
する縁５ａに溶接される。これらの端部５ａは、
逆Ｕ形断面の該接続板９が溶接されるように曲線
状の縁を形成するために上方向に適切に曲げられ
る。この接続板９は、２つの磁性部分６の端に位
置する上方向に曲線状の縁の間の空間に収納され
る。

種々の実施例によれば該接続板９は２枚の横板
８の間の限定された空隙の底部に収納され得、こ
れらの２枚の横板は上方の一点に収険するように
僅かに傾けられる。本発明によるリニアモータの
可動誘導器１１は、Ω形電機子１の中央部分２の
全体に磁束を供給しこの磁束が供給されるすべて
の方向に積層された縦方向の鉄心１２を具備す
る。鉄心１２は、電機子１の中央逆Ｕ形部分２の
垂直面に沿つて位置する領域１３において水平に
積層され、中空の中央部分の端部すなわち逆Ｕ形
断面の上方のウエブに位置する領域１４において
垂直に積層される。これら積層された部分は、箱
体による過大な損失なしに、積層の方向に対して
僅かに傾斜して磁束の環流に有効であるように十
分に薄い条片に副分割される。

磁性鉄心１２は誘導器１１の巻線１６が配置さ
れる絶縁用心棒１５により囲まれる。この誘導器
巻線１６は第３図において水平および縦方向断面
で示されるコイルに副分割される。第３図は、該
コイルが、内側の絶縁用心棒１５に加えて該コイ
ルの２つの長手方向の端部において絶縁用の前面
部１７、および外側の絶縁用の囲い１８を具備す
ることを示す。

巻線１６のコイルの各個は、各々が平坦な条片
１６ａおよび１６ｂで形成された平坦な板、又は
平坦な条片の集合体で構成され、これらは、１巻
回から他の巻回へ又は巻回の１つの集合体から他
の集合体へこれらの巻回が交互に１つの側から他
の側へ片寄るように配置される。第３図において
すべての条片１６ａ又は条片１６ｂの集合体は、
先行して配置される条片又は条片１６ａの集合体
に対して左側方向に片寄らせる。この交互に片寄
らせる配置は、５の目型に配置された長方形断面
の冷却溝１９が各々の条片の間に形成されて、一
般に使用される平坦な環状の溝よりも冷却する表
面を大きくとることが可能である。この方法によ
り、より大なる冷却効果が得られる。

Ｖ字形刻み目のスペーサ２１は条片１６ａおよ
び１６ｂの間の交互に片寄つた配置の関係を保持
する。このスペーサ２１は、下部通気孔２２およ
び上部空気出口２３の位置において、中央の鉄心
１３の上方および下方にそれぞれ縦方向で垂直な
面でXX′に対称に位置される。さらにこのスペー
サ２１は、巻線１６の条片１６ａおよび１６ｂの
間の溝１９を通流する冷却用の空気の流れを妨害
しないように配置される。

巻回の各々の平板の間には磁束を導く横方向に
積層された磁性板２４が配置される。この板２４
は３方向に磁束を通すので、逆Ｕ形すなわちＵ形
の開口部が下方でΩ形電機子１の開口部の方向に
位置される。平板の各々を互に接続する接続部２
５は開口部まで貫通する。

磁性板２４は、その頂部上においてスペーサ２
１および空気出口２３の高さにおいて第１図の切
欠きに示すように３角形又はより好ましくは台形
にする。言い換えれば磁性板２４の各個は上方向
で外方向に傾斜される縁において、すなわち対称
軸XX′の縦方向の面から離れた位置で収束する。

さらに磁性板２４はコイルの絶縁保護用囲い１
８の内側に位置され、それにより平板の各個を分
離して絶縁することから成る不経済な配置が避け
られる。

他の横断する磁性板２６は、コイルの各々の間
に位置される。磁性板２６の下方部分は適切な角
度で短い折り曲げ部２７を形成するように曲げら
れる。この短い折り曲げ部２７は、固定部材２８
によつて、電機子１の全体の真下に拡張され第１
図に示すような水平な導電体板２９に固定され
る。この導電体板２９はＵ形リニアモータのＵ形
支持体となり、このＵ形の端部を曲げることによ
りΩ形とし、非常に簡素な形体になし得る。磁性
鉄心１２により構成される集合体すなわち巻線１
６および磁性板２４を構成するコイルは、横方向
の板２６を経て導電体板２９の下部に強固に固定
される。

水平な導電体板２９は、Ｕ形リニアモータのＵ
形支持体と同時に漏洩磁束の遮蔽を形成し、相互
に補償し得ない誘起された電流および誘導器電流
の一部を補償する誘起された電流のための基礎と
なる。そのため該導電体板２９は良好な導電体で
ある。

本発明によるリニアモータは、さらに、垂直に
延ばされ電機子１の側面に配置される水平方向に
傾斜したダクト３１を具備する冷却装置を具備す
る。このダクト３１の上方部分は冷却用空気発生
源に結合される。該ダクト３１の下方端部は水平
な箱体３２により延ばされ該箱体３２は通気孔２
２が配置された中央部分において下側の導電体板
２９の真下に配置される。第１図において矢印で
示されるように、この冷却用空気は通気孔２２を
通つて誘導器を通りそして条片１６ａおよび１６
ｂの間の冷却用溝１９において中央鉄心１２の側
面を通つて循環し、空気出口２３を通つて外部に
出る。下側の導電体板２９には水平方向にある幅
で貫通する冷却用ダクト３３が設けられる。この
ダクト３３は、一方は下側の導電体板２９の垂直
側の２つの出口に開口し、他方は通気孔２２の近
くに設けられた垂直方向の孔を通り箱体３２に開
口する。下側の導電体板２９はこれにより完全に
冷却される。

巻線１６のコイルの各々は、回転するスイツチ
刃３６に接続されるスタツド３５で終端する接続
部に接続される。このスイツチ刃３６は互に多接
点スイツチを構成し複数のライン（第１図では４
本）の接触部の閉路を確保する。このラインの接
触部の固定されたスタツド３７はスタツド３５お
よび電源の各相に接続され、それによりラインの
接触部と同数の種々の結合が得られる。かくして
数種の同期速度、例えば一般の鉄道用モータで80
および160Km／hr（最大速度140Km／hr）、高速電車
用モータで80、160、240および320Km／hr（最大速
度260Km／ｈ）が得られ、同じモータが両者に適
用されることが好ましい。

第５図は幅方向の寸法を減じた実施例を示す。
この場合、Ω形電機子１のフランジ４の磁性部分
６は導電体部分５より幅が狭い。この導電体部分
は磁性部分６の上側および下側を覆うように該磁
性部分の周囲に曲げられる。導電体部分５は水平
方向に延びているＵ形部分を有し、該Ｕ形部分の
幅は磁性部分６のフランジの厚さに対応し対称軸
XX′の縦方向面に向つて開口する。相関的に、誘
導器の支持体を形成する下側の板２９は、対称軸
XX′の方向に延ばされる水平方向のフランジ２９
ｂにより、垂直な側２９ａが生ずるように、電機
子１のフランジ４の上方に曲げられる。電機子１
のフランジ４は、下部の支持板２９および該支持
板２９と一体に延ばされた上部フランジ２９ｂの
間に収納される。板２９の内に設けられる冷却用
溝２３は垂直な側２９ａおよび上部の水平なフラ
ンジ２９内に当然延長される。

第６図は、本発明によるリニアモータを鉄道用
ボギー台車に適用した図である。Ω形電機子１の
開口部は下方に向き、それにより雪、あられ又は
悪天候による損傷の恐れがなくなる。フランジ３
および４は外方に僅かに傾斜しておりそれにより
雨水の流れを誘導し磁性部分と導電体部分の間に
雨水が流れ込むことを回避する。

電機子１の一部分は支持板３９により線路上に
固定され、該支持板３９は電機子の磁性部分の区
分を終端する横方向磁性板８と一体になる。この
支持板３９は基台４２を介在して線路の枕木４１
にねじボルト止めされる。

リニアモータの誘導器１１は通気ダクト３１に
より支えられ、該通気ダクト３１は横棒４３によ
り支えられ、該横棒４３は車軸ボツクスにより直
接支えられた縦方向に機構部４４に接続される。
結果的にこの縦方向機構部はサイペンシヨンの存
在に関連する変位に従属されない。非懸架重量の
増大については、本発明により設計されたリニア
モータは極端に軽いので欠点がない。その全重量
は一般の電動式のボギー台車の車軸に固定される
減速器の一部分の重量より軽い。

本発明によるリニアモータの誘導器内の冷却用
空気の循環は、１つ又はそれ以上のフアン４６お
よび通気ダクト３１の端部に取付けられたエアフ
イルタ４５の集合により確保される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるリニアモータの横断面
の部分図、第２図は、第１図の−線に沿う断
面図、第３図は、第１図の−線に沿う断面
図、第４図は、第１図の−線に沿う軸断面
図、第５図は、本発明によるリニアモータの実施
例についての横断面の部分図、第６図は、鉄道用
ボギー台車に適用された本発明のリニアモータの
概略図である。 （符号の説明）、１……電機子、２……中央部
分、３，４……水平フランジ、５，５ａ……導電
体部分、６，６ａ……磁性部分、７……ポイン
ト、８……磁性体横板、９……接続板、１１……
誘導器、１２……鉄心、１３，１４……領域、１
５……心棒、１６……巻線、１６ａ，１６ｂ……
条片、１７……絶縁用前面部、１８……絶縁用囲
い、１９……冷却用溝、２１……スペーサ、２２
……通気孔、２３……空気出口、２４……磁性
板、２５……接続部、２６……磁性板、２７……
折り曲げ部、２８……固定部材、２９，２９ａ，
２９ｂ……導電体板、３１……ダクト、３２……
箱体、３３……ダクト、３５……スタツド、３６
……スイツチ刃、３７……スタツド、３９……支
持板、４１……枕木、４２……基台、４３……横
棒、４４……機構部、４５……エアフイルタ、４
６……フアン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 断面が正方形又は長方形の鉄心１２を囲む環
   状コイル１６により構成される誘導器１１と、 逆Ｕ字形部分２と両方向に伸長する水平フラン
   ジ部分３，４とを有する電機子１であつて、前記
   逆Ｕ字形部分２は前記誘導器１１の３側面を包囲
   する構造を有する高出力リニアモータにおいて、 前記電機子１の前記逆Ｕ字形部分２と水平フラ
   ンジ部分３，４は導電体部分５と磁性体部分６で
   構成され、前記磁性体部分６は前記導電体部分５
   の一方の面に接して全面にわたり備えられ、 前記誘導器１１は、前記誘導器１１を支持しか
   つ前記水平フランジ部分３，４に並行に対向して
   配置される導電体の支持板２９であつて、その内
   部に冷却用ダクトを備えるもの、を具備すること
   を特徴とする高出力リニアモータ。 ２ 前記電機子１の前記水平フランジ部分３，４
   と隣接する電機子の水平フランジとの接合部分
   は、前記導電体部分５の先端部５ａ及び前記磁性
   体部分６の先端部６ａが各々の熱膨張を吸収する
   構成となつている特許請求の範囲第１項に記載の
   高出力リニアモータ。 ３ 前記磁性体部分６の先端部６ａの接合部分に
   は、磁性体の接合板８が溶接結合され、対向する
   接合板８との間は、前記熱膨張を吸収しかつ磁束
   を十分に通過させる空〓が設けられる特許請求の
   範囲第２項に記載の高出力リニアモータ。 ４ 前記導電体部分５の先端部５ａの接合部分に
   は、逆Ｕ字形に形成された導電性の接続板９が設
   けられ、隣接する先端部５ａとの間で溶接接続さ
   れる特許請求の範囲第２項に記載の高出力リニア
   モータ。 ５ 前記誘導器１１の巻線１６は、積層された磁
   性板２４により分離された複数の平板状のコイル
   により構成され、前記コイルを構成する平板の集
   合体は、前記コイルの長手方向の先端部において
   内側の絶縁用心棒１５及び絶縁用板の前面部１７
   により包囲される構成とする特許請求の範囲第１
   項の記載の高出力リニアモータ。 ６ 前記誘導器１１のコイルの各々は前記逆Ｕ字
   形部分にて磁性板２６により分割され、Ｕ形の開
   口部分が前記電機子１の開口部の方向に配置され
   る特許請求の範囲第５項に記載の高出力リニアモ
   ータ。 ７ 前記磁性板２６は、前記誘導器１１を支持す
   る支持板２９との結合を強固にするために先端部
   に折り曲げ部分を有する特許請求の範囲第６項に
   記載の高出力リニアモータ。 ８ 前記巻線１６のコイルを構成する平板状の条
   片１６ａ，１６ｂの集合体は、各条片の間に冷却
   用の溝を形成するように互い違いに積層される特
   許請求の範囲第５項に記載の高出力リニアモー
   タ。 ９ 前記各条片は、互い違いの関係を保持するた
   めにＶ字形の刻み目のスペーサを備え、前記スペ
   ーサは鉄心の中央の上方及び下方に長手方向でか
   つ垂直に対称的に配置され、さらに下部通気孔及
   び上部通気孔の位置にて巻線の各条片の間の空気
   の流通を阻害しないように配置される特許請求の
   範囲第８項に記載の高出力リニアモータ。 １０ 前記誘導器１１を支持する支持体２９は、
   前記電機子の水平フランジ部分３，４に対向して
   水平方向の箱体３２を支持し、前記箱体３２は前
   記支持体２９の冷却用グクトに空気を通流せしめ
   る分配器として機能する特許請求の範囲第６項に
   記載の高出力リニアモータ。 １１ 導電体からなる前記支持板２９は、通気孔
   ２２の付近で前記箱体３２の水平部分に通じ、か
   つ水平方向に貫通する冷却用ダクトを備える特許
   請求の範囲第１０項に記載の高出力リニアモー
   タ。 １２ 前記コイルとの接続導体３４はスタツド３
   ５を介して前記箱体３２と冷却用ダクト３１の内
   に設けられた多接点スイツチ３７に接続され、前
   記多接点スイツチ３７は数種類の速度が得られる
   ような複数の接点を備える特許請求の範囲第１０
   項の記載の高出力リニアモータ。 １３ 各種のコイルの接続導体３４はスタツド３
   ５に結合され、回転するスイツチ接点３７により
   外部電源に接続され、所定の電源に接続される特
   許請求の範囲第１２項に記載の高出力リニアモー
   タ。 １４ 前記水平フランジ部分４において、前記導
   電体部分５が前記磁性体部分６を包むように折り
   曲げられ、かつ支持板２９が前記水平フランジ部
   分を所定の空〓を持つて包むように折り曲げられ
   る特許請求の範囲第２項に記載の高出力リニアモ
   ータ。 １５ 前記誘導器１１は車体側４４，４５に設置
   され、前記電機子１は支柱３９を介して鉄道線路
   側４１に設置され、前記電機子１は逆Ｕ字形に前
   記誘導器１１上に所定の空〓を持つて配置される
   特許請求の範囲第１項に記載の高出力リニアモー
   タ。