JPH0382361A - 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、リニアモータに係り、特に、鉄心の固定構造
の改良に関するものである。

（従来の技術） 近年、電気車両において、回転形主電動機および駆動装
置を用いず、リニアモータで直接車両を推進する方式が
用いられようとしている。

このリニアモータは、第１４図から第１６図に示すよう
に、レール１を地上２に配設し、そのレール１上に車輪
３を備えた台車（図示しない）に支持された車体４を走
行駆動させる。車体４の下の台車（図示しない）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６がギャップ７を介して対向する
よう配設されている。なお、この２次導体６は、レール
１に並列するよう配設され、１次側としてリニアモータ
５との間に水力を発生され、車体４をレール１に沿って
走行駆動させる。

リニアモータ５は、鉄心本体８を備えており、その鉄心
本体８の両側を端板９で挟んで鉄心を構成している。さ
らに、鉄心の両側をリニアモータ５のフレームの機能を
果す鉄心押え１０で挟着固定している。鉄心押え１０の
両外側には、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を締付ボルト１２
でコイルカバー１１を固定し、他方の脚部１１ｂを端板
９の下端部に締付ボルト１３で固定している。なお、こ
の端板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構成されている。

鉄心本体８および端板９は、第１５図に示すように、そ
れぞれ複数のケイ素鋼板８ａと９ａを積層して形成して
いる。ケイ素鋼板ｇｇ、９ａの下辺部には、複数のスロ
ット（図示しない）が設けられており、このスロットに
コイル１４が収納され、くさび１５により固定されるよ
うになっている（参考文献；電気車の科学　１９８８年
８月号Ｐ４２〜Ｐ４４）。

ところで、車両用リニアモータでは、リニアモータ５と
２次導体６との間のギャップ７の寸法を、決められ°た
範囲内に維持、管理しておく必要がある。そこで、車両
の運転中にギャップ７の寸法が変化しないようにするた
め、第１６図に示すようにばねなどの弾性体を介さずに
、軸受装置１６に支持された車軸１７を、直接取付台１
８に取付けている。また、リニアモータ５に発生した推
進力は、鉄心押え１０に回動自在に支持されたけん引棒
１９により台車（図示しない）を介して車体４に伝達さ
れるようになっている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このようなリニアモータ５は、車軸１７
間に支持された型式の片側式のリ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６との間に作用し、第１６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たわ
みが生じることになる。そこで、ギャップ７の寸法変化
を最小限にするために、鉄心本体８および鉄心押え１０
のたわ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
高さ方向寸法が制限され、さらに、バネ下重量を軽減す
る点からもその重量に大幅な制限が加えられている。

そこで、第１７図および第１８図に示すように従来のリ
ニアモータでは、鉄心押え１０．１０間に補強リブ２０
および取付台１８等を溶接固定し、一体物のフレーム２
１として構成し、焼鈍などにより歪取りを行った後、取
付台１８等の必要箇所を機械加工する。また、鉄心押え
１０の一方には、鋼８ａの貫通孔８ｂと同一ピッチの貫
８通孔１０ｇを設け、他方には、凹形の座ぐりを付した
貫通孔１０ｂを設ける。

鉄心本体８とフレーム２１を固定するには、鉄心本体８
の両側を端板９で挟んで鉄心押え１０゜１０間に配置し
た後、両端がネジ加工されているスタッド２２をケイ素
鋼板８ａの貫通孔１０ａ。

１０ｂを貫通させ、座ぐりを有する貫通孔１０ｂにはナ
ツト２３で締付は固定し、他方の貫通孔１０ａには、第
１９図に示すように貫通孔２４ａを有するスペーサ２４
を挿入してからナツト２３で締付ける。その後、第２０
図に示すように貫通孔１０ａのナツト２３．スペーサ２
４および貫通孔１０ａ同志を溶接（Ｗで示す）し、また
、鉄心背面８ｃと鉄心押え１０を溶接（Ｗで示す）する
ことにより、鉄心本体８とフレーム２１は一体化される
。さらに、第１７図および第１８図に示すように鉄心支
持材２５を補強リブ２０と鉄心背面部８０間に配置し、
溶接（Ｗで示す）して固定する。

この固定方法では、鉄心支持材２５により鉄心本体８と
フレーム２１が一体になり剛性は向上するが、一体に鉄
心支持材２５の数量を多くすれば溶接による熱でフレー
ム２１および鉄心本体８の歪が大きくなるので、その配
置の数には限度がある。また、鉄心本体８の積層方向は
、スペーサ２４により加圧されるため、スタッド２２の
廻りのみ加圧され、隣接するスタッド２２との間は加圧
されないため、積層方向の締付力が局部的になって均一
化されず積厚寸法に差が生じ、この点からも剛性向上の
ための大きな問題点となっている。

そこで、本発明の目的は、剛性を高くするとともに、溶
接による歪を最小限にとどめ、且つ、軽量コンパクトな
リニアモータを提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、積層構造とした鉄心を備え、この鉄心の下面
に設けた複数の溝にコイルを収納し、鉄心上部を枠体に
固定するリニアモータにおいて、鉄心の積層方向の両端
面の一方または両方と枠体の対向する面との間にテーパ
面を有するくさびを打込み、鉄心を枠体に締付は固定す
るようにしたものである。

（作　用） くさびを打込むことにより、鉄心と枠体が強固に締付は
固定されるので、リニアモータと２次導体の間に発生す
る吸引力の方九に対する剛性が向上し、リニアモータの
長手方向に生じるたわみを減少し、２次導体とのギャッ
プを均一として特性を向上する。また、鉄心支持材など
の溶接が不要となり、枠体の溶接による歪を大幅に改善
するとともに、小形、計量化を図ることができる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。第
１図は、本発明の一実施例の横断面図であり、第２図は
本発明の一実施例の一部を切断して示す側面図である。

第１図および第２図において、リニアモータ３０は、２
次導体６とギャップ７を介して対向するように車軸１７
を介して図示しない台車などに配設されている。また、
リニアモータ３０は、鉄心本体８を備えており、この鉄
心本体８の両側を端板９で挟んで鉄心を構成している。

この鉄心は、両側面をリニアモータ３０のフレームの機
能を果す鉄心押え３１．３２で挟着されており、鉄心押
え３１．３２の両外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を締
付ボルト１２で鉄心押え３１．３２に固定し、他方の脚
部１１ｂを端板９の下端部に締付ボルト１３で固定して
いる。端板９の高さは、鉄心本体８の高さよりも短い寸
法に形成されており、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）８ｄよりも下方に突出し
ないように構成されている。さらに、鉄心本体８を構成
する各ケイ素鋼板８には、２次導体６側に櫛歯状のスロ
ット８ｅが複数個設けられ、このスロワ）８ｅと反対側
に貫通孔８ｂが複数個設けられている。

一方、鉄心押え３１．３２は、第３図、第４図および第
５図に示すように、鉄心本体８とほぼ同じ長さを有する
帯状長方形で、ケイ素鋼板８ａに設けた貫通孔８ｂと同
一ピッチとし凹形の座ぐり部を付した貫通孔３１ａ、３
２ａを設け、一方の鉄心押え３１には、内側面（端板９
側の面）に段付部３１ｂを設けている。これら鉄心押え
３１゜３２は、鉄心押え３２の内側面と鉄心押え３１の
段付部３１ｂの面との間隔が、第６図に示すように鉄心
の積厚寸法より１１寸法だけ大きくなるように配置する
とともに、これらの間に取付台１８゜補強リブ３３ａ、
３３ｂを溶接固定し、一体構造のフレーム３４を形成す
る。

このフレーム３４に上記した鉄心本体８を固定する際に
は、・くさび３５を用いる。このくさび３５は、第７図
および第８図に示すように片面をテーバとした長方形で
、鉄心本体８のケイ素鋼板８ａの貫通孔８ｂと同一ピッ
チでＵ形の溝３５ａを設け、溝３５ａより端部までの長
さは貫通孔８ｂのピッチの１／２よりやや短い寸法とし
、第９図に示すように２枚重ねたときの厚さＬ２が上記
した１１寸法より僅、かに大きくなるようにしている。

ここで、溝３５ａは、貫通孔８ｂをさまたげないように
するため、幅を貫通孔８ｂより僅かに大きくしている。

次に、鉄心本体８とフレーム３４を固定する方法につい
て説明する。端板９を鉄心本体８の両端に配設し、ケイ
素鋼板８ａを鉄心押え３２側に積層する。次に、くさび
３５を第１０図に示すようにテーパ面を鉄心の端板９側
に向け、２本のスタッド２２に対して１枚を配置するよ
うにし、スタッド２２を鉄心押え３１．３２の貫通孔３
１ａ。

３２ａ１鉄心本体８のケイ素鋼板８ａの貫通孔８ｂに挿
入し、貫通孔３１ａ、３１ａに挿入したナツト２３で両
端のねじ部を締付は固定する。この後、くさび３５を、
そのテーパ面が先に配置したくさび３５のテーパ面と対
向するように配置して端板９との間に挿入し、適当な力
で矢印方向から打込む。この打込みにより、鉄心本体８
が充分加圧されてフレーム３４と強固に締付けられた後
、鉄心本体８の背面部８ｃ側のくさび３５同志と鉄心押
え３１の間を数箇所溶接（Ｗで示す）し、さらにナツト
２３を１箇所溶接（Ｗで示す）し廻り止めを行う。

次に、コイル１４を鉄心本体８のスロット８ｅに収納し
、くさび１５でその下面より鉄心本体８に固定する。

このようにしてコイル１４を収納した後、コイルカバー
１１の折返し脚部１１ａを締付ボルト１２で鉄心押え３
１．３２に固定し、他方の脚部ｆｌｂを端板９の下端部
にボルト１３で固定する。

これにより、リニアモータ３０の組立が完了する。

以上説明したように、本実施例では、くさび３５を打込
むことにより、鉄心本体８と鉄心押え３１．３２の間が
加圧、締着され、フレーム３４と鉄心本体８が一体化す
る。

したがって、本実施例によれば、くさび効果により、鉄
心をその積層方向全域にわたって加圧−体化することが
でき、鉄心支持材を用いることなく、フレームと鉄心本
体が一体化し剛性が向上する。また、鉄心本体と補強リ
ブの間を鉄心支持材等により溶接する必要がないので、
溶接に起因する歪が減少し、鉄心ギャップ面を均一にす
ることができる。さらに、くさびを用いることにより、
スタッド付近は締付力が強くなるが、スタッドの間は弱
いために起る鉄心積厚寸法の不同もなくなる。

なお、上記した実施例では、２本のスタッド２２に対し
て２枚のくさび３５を一対とした状態で、鉄心本体８を
加圧するようにしたが、第１１図に示すように２本のス
タッド２２に対し一枚のくさび３５で鉄心本体８を加圧
するようにしてもよい。すなわち、同図に示すように鉄
心押え３６には、端板９側にくさび３５と同一のテーパ
で、鉄心背面８ｃ側が狭く、鉄心ギャップ面８ｄ側が広
くなるよう取付面３６ａを形成しておく。くさび３５は
鉄心ギャップ面８ｄの方から一方向のみ打込んで加圧を
行い、前記同様鉄心押え３６とくさび３５を数箇所溶接
（Ｗで示す）して固定し、さらにスタッド２２とナツト
２３を１箇所溶接を行い廻り止めを行う。

この構造によれば、くさびは一方向のみでよいから、く
さびの数量を半減することができる。

また、第１２図に示すように、鉄心押え３７の取付面３
７ａのテーパを第１１図の場合とは逆に形成し、くさび
３５を鉄心背面８Ｃ側から打込んでも同様な効果が得ら
れる。

さらに、第１３図に示すようにくさび３８は、Ｕ形の溝
３８ａをｌ箇所にして、スタッド２２と同偲数取付けて
もよい。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、くさび効果により
、鉄心の積層方向全域にわたって、加圧一体化可能とな
るため、鉄心支持材を用いることなく、フレームと鉄心
本体が一体化し、剛性が向上する。そのため、リニアモ
ータと２次導体との間に発生する吸引力によるリニアモ
ータのフレームの長平方向のたわみが大幅に減少する。

したがって、リニアモータの高さを極力制限できるので
、低床車両に最適なリニアモータが得られるとともに、
リニアモータの高さを高く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。また、フレームの剛性向
上により走行時の振動にも充分絶え得るようになり、リ
ニアモータを用いた車両の高加速、高速化に充分適応可
能となる。さらに、鉄心本体と補強リブの間を、鉄心支
持材等により溶接することなく鉄心本体とフレームを一
体化できるため、溶接に起因する歪が減少し、鉄心ギャ
ップ面を均一にすることができる。一方、加圧力が均一
になるため、局部的な加圧力の差により鉄心積厚寸法の
不同もなくなり、リニアモータとしての特性の不均一を
抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す横断面図、第２図は本
発明の一実施例を一部切断して示す部分側面図、第３図
は本発明の一実施例に用いるフレームの平面図、第４図
は第３図の側面図、第５図は第４図のＡ−Ａ断面図、第
６図は第１図のＡ部の拡大図、第７図は本発明の一実施
例に使用するくさびの側面図、第８図は第７図の正面図
、第９図は第７図および第８図に示すくさびを２枚重ね
た状態を示す側面図、第１０図は本発明の一実施例の組
立状態を示す説明図、第１１図は本発明の他の実施例の
要部を示す断面図、第１２図は本発明のさらに異なる他
の実施例の要部を示す断面図、第１３図は本発明の実施
例に使用するくさびの第７図および第８図と異なる形状
を示す正面図、第１４図は従来のリニアモータを取付け
た車両の横断面図、第１５は第１４図に示すリニアモー
タの斜視図、第１６図は第１４図のＡ矢視方向から見た
側面図、第１７図は従来のリニアモータの横断面図、第
１８図は第１７図のＡ−Ａ断面図、第１９図は従来のリ
ニアモータに使用するスペーサの斜視図、第２０図は第
１７図のＢ部の拡大図である。 ６・・・２次導体、　　　　７・・・ギャップ８・・・
鉄心本体、　　　　１４・・・コイル３１・・・鉄心押
え。 ３２・・・鉄心押え ３４・・・フレーム。 ３５・・・くさび （８７３３）代理人

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 積層構造とした鉄心を備え、この鉄心の下面に設けた複
   数個の溝にコイルを収納し、前記鉄心の上部を枠体に固
   定するリニアモータにおいて、前記鉄心の積層方向の両
   端面の一方または両方と前記枠体の対向面との間にテー
   パ面を有するくさびを打込み、前記鉄心を前記枠体に締
   付け固定したことを特徴とするリニアモータ。