JPH0580177U - リニアインダクションモ−タ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 推力リップルが生ぜず，かつ二次側導電体に
誘導される電流のうち有効成分を増大して効率が良いリ
ニアインダクションモータを低価格で提供すること。 【構成】 二次側に設けられた導電体に進行方向に対し
て所定角度の斜め溝を形成するように両端部を残して所
定ピッチで切欠溝を設けるように構成した。なお，切欠
溝の長さは一次側１の鉄心の幅よりも大にすることが望
ましい。また，切欠溝のピッチはスロットピッチよりも
小にすることでより効率が良く適正な駆動力が得られ
る。この切欠溝は，スリット状の貫通溝８のように形成
しても良いし，図示しないが，非貫通溝に形成しても良
い。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は，生産設備に併設し，また，物流施設等に用いられる搬送装置の駆動 機構として活用されるリニアインダクションモータに係り，特に低価格で構成し 得る効率の良いリニアインダクションモータに関する。

【０００２】

【従来の技術】

生産設備や物流施設等に用いられるリニアインダクションモータは，通常の誘 導電動機を展開した構造をなしているが，例えば，図７乃至図１１に示すような 構造をしている。 図７において，１はリニアインダクションモータの一次側であって，所定の構 造，巻数で形成した電流供給用巻線３を，二次側の導電体２２に向けた鉄心スロ ットにはめ込んでいる。リニアインダクションモータは巻線３に所定の交流電流 を流すと，導電体２２はこの電流によって発生する進行磁界の作用により電磁力 を受け一次側に沿って所定方向に推力を発生する。 なお，リニアインダクションモータには一次側が移動するものと二次側が移動 するものがある。また，図７に示した一次側１が二次側の導電体２２の下側にも 設けられた両側式のものがある。 図８はかご形インダクションモータを展開した構造のリニアインダクションモ ータであって，一次側１に対して二次側磁性体である鉄心３２内のスロット３２ ａに導電体が埋め込まれた構造をなしている。 図９はリニアインダクションモータの二次側が，一次側１に面する側に導電体 としてのアルミニューム板材４６を磁性体である鉄板材４５に接着した複合構成 をなしている。 図１０は一次側１に対して二次側が十分に大きい面的広がりを有する場合を示 している。図５乃至図１０においては二次側を板状に示したが立体的構造をなす 場合があり，その場合は前述した両側式をとる場合がある。 図１１は図９に記した構造と類似であるが，二次側寸法が一次側磁極のピッチ に比して小なる場合を示している。 上述した従来例はいずれも，リニアインダクションモータの構造を基本機能を 説明するために簡略して示したものであって，例えば，一次側における磁性体の 板材を積層した状況等の図示，移動のための車輪や物品積載のための構造等の図 示は省略している。また，構造を比較説明するために，いずれも，一次側を上側 から下向きに，二次側を下側から上向きに統一して記した。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

ところで，上述したようなリニアインダクションモータの構造であると，図８ に示したかご形インダクションモータを展開した構造のリニアインダクションモ ータ以外は，いずれも，二次側導電体が広がりをもって一次側に対向しているた め，一次側に交流電流を流し，進行磁界の生成により二次側には，誘導起電力を 生じ，図１２に示すような誘導電流が流れる。図１２において，２６は二次側導 電体，２６ａは二次側導電体２６に誘起された電流を示している。 また，矢印はこのリニアインダクションモータに発生する推力の方向を示して いる。即ち，矢印方向の推力を発生するのに必要な電流の方向である走行方向に 垂直（直角）方向の電流成分に対して無効な方向の電流が導電体中央部にも広が りをもって存在し，それにより，推力に関与する電流の有効成分を少なくして効 率を低下させている。 図８に示した構造であると，二次側に発生する電流はスロット３２ａに埋め込 んだ導電体を流れるためにほとんどが有効成分であり効率は向上できるが，構造 が複雑になり，高価なものになる。 また，構造上ギャップ面に二次側鉄心が現われており一次側と二次側との間に 生じる吸引力が大となり，更には一次，二次の両スロットによりこの磁気的吸引 力は常に変動し進行推力のコギングを発生する。 なお，磁界進行方向に直交する方向に切欠溝を設けるようにした改善案のもの は，一次側スロットの方向と二次電流の方向が平行となっていたため，一次，二 次両者の相対位置が特定の位置で推力リップルを生じるという問題点があった。 本考案は上記従来のものの問題点（課題）を解決するもので，低価格な構造で 二次側電流の有効成分を増大させると共に一次側と二次側との間の吸引力が大に なる恐れがなく，かつ，さらに推力リップルのない円滑な駆動ができるリニアイ ンダクションモータを提供することを目的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するために本考案に基づくリニアインダクションモータにおい ては，二次側導電体に進行方向に対して所定角度の斜め溝を形成するように横断 方向の両端部を残して所定のピッチで複数個の切欠溝を設けるように構成した。 この場合，上記切欠溝の長さは一次側鉄心の幅よりも大とすることが望ましく ，さらに，切欠溝のピッチは一次側鉄心のスロットピッチよりも小とすることが 望ましい。 なお，切欠溝はスリット状の貫通溝または非貫通溝あるいは，上向き及び下向 きの非貫通溝の組合せで構成することができる。また，上記切欠溝は一次側に設 けた対向する位置にあるスロットに対して１スロットピッチ程度の角度傾斜する ように構成するのが望ましい。

【０００５】

【作用】

本考案に基づくリニアインダクションモータにおいては，上述したように，二 次側導電体に進行方向に対して所定角度の斜め溝を形成するように両端部を残し て所定のピッチで切欠溝を設けたので，二次電流の方向と一次側スロットの方向 が平行とはならないため，推力リップルは生ぜず，二次側に発生する電流の多く を有効成分として利用することができた。 また，二次側がかご形構成のように一次側，二次側間の吸引力を増大したり， さらに，この吸引力の変動に伴う推力のコギングの問題は生じない。 また，この切欠溝の長さは一次側鉄心の幅よりも大とすることによって有効成 分の増大効果をより高めることができる。 また，切欠溝はスリット状の貫通溝にすることによって，低価格で切欠溝を形 成して無効成分の電流をカットできる。 また，上記切欠溝を非貫通溝とすることによって，安価に切欠溝を形成して有 効成分の電流を増大できる。 さらに，上記切欠溝を上向き及び下向きの２つのスリット状の非貫通溝を垂直 方向に組合せた場合には接着力が増大すると共に，冷却及び有効成分の電流も夫 々増大できる。

【０００６】

【実施例】

次に，本考案に基づくリニアインダクションモータの構成を図を参照して詳細 に説明する。 図１は，図７によって説明した従来のリニアインダクションモータの構造に対 する本考案の第１の実施例であるリニアインダクションモータの構造を示し，図 ２乃至図６は，本考案を適用した二次側のみの構造についての第１乃至第４の各 実施例を示している。いずれも，従来の技術で説明したのと同様にリニアインダ クションモータの構造を説明するために簡略して示したものであって，例えば， 一次側における磁性体の板材を積層した状況等の図示，移動のための車輪や物品 積載のための構造等の図示は省略している。また，構造を比較説明するために， いずれも，一次側を上側から下向きに，二次側を下側から上向きに統一して記し た。

【０００７】 （第１の実施例） 図１において，１はリニアインダクションモータの一次側である。一次側１に は，二次側の導電体６に向けてスロット部を有する積層構造の幅ａの磁性体（以 下一次側磁性体と記す）４のスロット部に，所定の構造，巻数で形成した電流供 給用巻線３をはめ込んで形成されている。 ２は複合構成をなした二次側であって，磁性体である所定の磁気特性を備えた 鉄板材５（以下二次側磁性体と記す）と，導電体であるアルミニュームまたは銅 板材６（以下導電体と記す）とを密着し，一般にねじ止め，圧接等の機械的また は樹脂による接着にて形成する。 導電体６には所定の間隔で所定幅の斜め溝を形成する切欠溝即ち，スリット状 の貫通溝８がこの導電体の中央部に長さｂでプレスにより打抜き形成されている 。このスリット状の貫通溝８は上記巻線３の配列ピッチ，即ち，スロット部より も小さいスロットピッチで形成されている。このスロットピッチは，例えば，ス ロット部のピッチが３０ｍｍ，あるいは，４０ｍｍの場合は，５あるいは６ｍｍ 程度以下にするのが，推力に寄与する有効成分の増大効果を有して，しかも，機 械加工や作業性に適している。 この貫通溝８は図２にθで示すように進行方向に所定角度傾斜した斜め溝とす るが，この角度としてはたとえば一次側に設けられる対向位置にあるスロットに 対して１スロットピッチ程度の角度とすることが望ましい。 また，スリット状の貫通溝８の長さｂは一次側磁性体４の幅ａと同等又はこの 幅ａよりも大きく形成されている。 図２および図３には，上記二次側スリット状の貫通溝部の詳細を示している。 図２は図１から一次側を除去した状況を示していて，二次側に連続して設けられ ている斜め溝を形成するスリット状の貫通溝８は４列のみ示している。 図３は，図２のＸＸ断面を示している。図３の符号は図２と同様であって，ス リット状の貫通溝８のピッチは巻線３のピッチ即ち，スロット部のスロットピッ チよりも小さく形成されている。

【０００８】 上述した構造で巻線３に所定の交流電流を流すと一次側磁性体４に進行磁界が 発生し，これにより二次側導電体には誘起電圧を生じ，うず電流が流れるが導電 体６は両端部を残しスリット状の貫通溝の周囲に電流が還流することになる。即 ち，この電流の縦方向成分と前記進行磁界による磁束との相互作用によってこの リニアインダクションモ−タの一次側１と二次側２との間には推力を発生する。 従って，図１に示したリニアインダクションモ−タにおいて，二次側２が固定 され，一次側１が図示しない移動構造によって保持されているとすると，一次側 １がこの推力によって例えば矢印Ａの方向に駆動される。 この場合，二次側に設けられるスリット状の貫通溝は斜め溝となるように形成 されており，二次電流の方向と一次側スロットの方向が平行とはならないため， 推力リップルは生じない。 また，スリット状の貫通溝８の長さｂは一次側磁性体４の幅ａと同等又はこの 幅ａよりも大なる寸法に形成しているので，導電体６に発生する電流のうち進行 方向に沿った無効な電流成分は一次側磁性体４の幅ａの内部には発生せず，この リニアインダクションモータは効率の良い推力を発生する。 また，スリット状の貫通溝８のピッチは巻線３のピッチ，即ち，スロット部の スロットピッチよりも小さくなるように形成されているので，このリニアインダ クションモータは一様で効率の良い推力を発生する。 また，ギャップ面に二次側鉄心が現われることなく，一次側と二次側との間の 吸引力が大になる恐れはない。 上述したスリット状の貫通溝８はプレスによって打抜き形成するように説明し たが，化学的なエッチングやその他放電加工，レ−ザ加工，機械加工等任意の加 工手段によって形成することができる。また，スリット状の貫通溝８の両側を形 成する導電体と，両側の端部を形成する金属は別に加工して，必要条件によって は別の導電体材料を使用して，接着等によって一体化形成するようにしても良い 。

【０００９】 （第２の実施例） 図４は本考案の第２の実施例を示す。第２の実施例は前述した第１の実施例に 対して二次側の導電体の形態のみが異なっているので，図２のＸＸ断面に相当す る，図３に対応する断面図のみによって説明する。 図４において，２ａは二次側を示していて，５は第１の実施例と同じ二次側磁 性体であり，７は導電体であって，第１の実施例ではスリット状の貫通溝８を設 けたのに対して，本実施例では，貫通溝８と同等な斜め溝を形成する非貫通溝９ をローレット加工によって形成し，非貫通溝９側を二次側磁性体５に樹脂で接着 させている。 適切な溝形状で非貫通溝９側を二次側磁性体５に樹脂で接着する場合は，接着 面積を増大して接着強度を高めることができる。 上記のごとく形成したので，このリニアインダクションモータの駆動時に二次 側２ａの導電体７に発生する還流電流のうち無効な方向に対する抵抗値が増大す るので，第１の実施例と同様に，推力の効率は向上し，推力リップルが生じるこ とはない。 非貫通溝９はローレット加工によって形成するように説明したが，その他ハ− フエッチング等の任意の機械加工によって任意の形状とピッチで形成することが できる。

【００１０】 （第３の実施例） 図５に第３の実施例を示す。同図において，２ｂは二次側を示しており，この 第３の実施例は前述した第２の実施例に対して，二次側磁性体５に，導電体１０ に形成した非貫通溝９を一次側に向けて接合したものである。この形状において は，第２の実施例の作用に加えて，空気中に対する解放面積が増大できるので冷 却効果が高まる。

【００１１】 （第４の実施例） 図６に第４の実施例を示す。第４の実施例は図４に示した第２の実施例の導電 体７を下側に，図５に示した第３の実施例の導電体１０を上側にして組合せたも のである。 図６において，２ｃは二次側を示しており，また，９ａ及び９ｂは夫々上向き 及び下向きのスリット状の非貫通溝である。 本実施例の形状のものでは，第１の実施例の作用に加えて，接着力大，冷却効 果大，有効電流大という第２，第３の各実施例の相乗効果が得られる。

【００１２】 上述の説明は本考案についての各実施例夫々の基本構成について説明したもの であって，リニアインダクションモータの目的とその目的に対応した構造や材料 に対応してその他応用改変することが可能である。 また，上述の説明では導電体と二次側磁性体とが複合構成をなした二次側を有 するリニアインダクションモータについて説明したが，強度的に補強できる構造 を設けることによって導電体のみの二次側を有するリニアインダクションモータ にも適用できる。 また，導電体と二次側磁性体とを複合構成をなすように接合するのに，樹脂に よって接着するように説明したが，その他の手段によって接合した複合構成の二 次側にも適用できる。 また，導電体をアルミニューム，銅板材，二次側磁性体を鉄板材であるように 説明したが，勿論，所望する特性を得ることができるその他の材質，構成及び形 状の二次側磁性体にも適用できる。 また，第１乃至第４の各実施例に示した切欠溝の断面形状は夫々方形断面をな すように示したが，円弧状や三角断面等の溝形状にしても良い。 また，切欠溝の長さは磁極の幅よりも大にするように説明したが，リニアイン ダクションモータの構造によっては，切欠溝の長さは効率を高める効果は減少す るが，鉄心の幅よりも短くしても良い。 また，導電体に設ける切欠溝のピッチも一次側鉄心のスロットピッチとこのリ ニアインダクションモータの構造に対応して任意適切に設定すれば良い。

【００１３】

【考案の効果】

本考案は，上述したように，二次側に設けられた導電体に進行方向に対して所 定の角度の斜め溝を形成する切欠溝を設けるようにしたので，次に述べるような 優れた効果を有する。 二次電流の方向と一次側スロットの方向が平行とはならないため，推力リップ ルは生じない。 二次側に発生する電流の有効成分を増大させることによりリニアインダクショ ンモータの効率を高めることができる。 大ストロークのリニアインダクションモータにも安価に対応できる。 かご形展開のように，一次側と二次側との間の吸引力は大きくなく，コギング も発生しない。 切欠溝はスリット状の貫通溝にすることにより，無効電流の流れをカットでき るので，安価で有効な切欠溝を形成できる。 切欠溝は非貫通溝にすることにより，無効電流に対応する抵抗値を上げること ができるので，有効成分を増大させる効果が得られる。 導電体と磁性体とを樹脂によって接着し形成した複合構成の二次側の場合は， 適切な非貫通溝の形状に形成し，この非貫通溝側を磁性体に接着することにより ，接触面積を増大して強固な接着強度が得られる。 導電体と磁性体とを接合して形成した複合構成の二次側の場合等，非貫通溝部 を一次側に対向させて形成した場合は冷却効果が高められる。 切欠溝を上向き及び下向きの２つのスリット状の非貫通溝を垂直方向に組合せ た構成の場合には，接着力，冷却効果及び有効電流の成分を夫々増大できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に基づく第１の実施例であるリニアイン
ダクションモータの構造を説明する斜視図である。

【図２】図１に示すリニアインダクションモータの二次
側の形態を示す斜視図である。

【図３】リニアインダクションモータの二次側の形態を
示す図２の矢視ＸＸからみた第１の実施例を説明する二
次側の断面図である。

【図４】本考案に基づく第２の実施例の，図３と同一条
件でみた二次側の断面図である。

【図５】本考案に基づく第３の実施例の，図３と同一条
件でみた二次側の断面図である。

【図６】本考案に基づく第４の実施例の，図３と同一条
件でみた二次側の断面図である。

【図７】本考案を説明する図１に対応する従来のリニア
インダクションモータの構造を説明する斜視図である。

【図８】かご形インダクションモータを展開した構造を
説明する従来のリニアインダクションモータの側面図で
ある。

【図９】二次側を複合構成としているリニアインダクシ
ョンモータの従来の構造を説明する斜視図である。

【図１０】一次側に対して二次側が十分に大きい面的広
がりを有するリニアインダクションモータの従来の構造
を説明する斜視図である。

【図１１】二次側寸法が一次側磁極のピッチに比して小
なるリニアインダクションモータの従来の構造を説明す
る斜視図である。

【図１２】従来の二次側導電体に誘起する電流を説明す
る概要説明図である。

【符号の説明】

１：リニアインダクションモータの一次側 ２：リニアインダクションモータの二次側 ３：一次側巻線 ４：一次側磁性体 ５：二次側磁性体 ６：導電体 ８：斜め溝を形成するスリット状の貫通溝 ９，９ａ，９ｂ：斜め溝を形成する非貫通溝

Claims (7)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 巻線と鉄心からなる励磁側である一次側
   と，導電体を設けた二次側を備えて構成されるリニアイ
   ンダクションモータにおいて，二次側に設けられた導電
   体に，進行方向に対して所定角度の斜め溝を形成するよ
   うに横断方向の両端部を残して所定のピッチで所定構造
   の複数個の切欠溝を設けるようにしたことを特徴とする
   リニアインダクションモータ。
2. 【請求項２】 上記切欠溝の長さは，少なくとも一次側
   に設けた鉄心の幅と等しくした請求項１記載のリニアイ
   ンダクションモータ。
3. 【請求項３】 上記切欠溝のピッチは，一次側に設けた
   鉄心のスロットピッチよりも小とした請求項１記載のリ
   ニアインダクションモータ。
4. 【請求項４】 上記切欠溝は，スリット状の貫通溝であ
   る請求項１乃至３のいずれかに記載のリニアインダクシ
   ョンモータ。
5. 【請求項５】 上記切欠溝は，非貫通溝である請求項１
   乃至３のいずれかに記載のリニアインダクションモー
   タ。
6. 【請求項６】 上記切欠溝は，上向き及び下向きの各ス
   リット状の非貫通溝を垂直方向に組合せて構成した請求
   項１乃至３のいずれかに記載のリニアインダクションモ
   −タ。
7. 【請求項７】 上記切欠溝は，一次側に設けた対向する
   位置にあるスロットに対して１スロットピッチ程度の角
   度傾斜するようにした請求項１乃至６のいずれかに記載
   のリニアインダクションモータ。