JPH0617377U - コイル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コイルにおける立上がり時間を短縮し、応答
時間の速くする。 【構成】 リニアモータ用コイルを１次コイル１６ａと
１次コイル１６ａの外側に同軸状に形成した２次コイル
１６ｂを並列に接続した構成にする。１次コイル１６ａ
と２次コイル１６ｂは、巻回方向を同一とし逆方向の電
流を印加するか、あるいは巻回方向を逆方向とし同一方
向の電流を印加する。 【効果】 相互インダクタンスにより生じる磁束が相殺
されるため、１次コイル１６ａと２次コイル１６ｂの合
成自己インダクタンスを小さくできる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、コイルに係り、特にインダクタンスが小さく、リニアモータ用コイ ルに用いた場合、リニアモータ用コイルの立ち上り時間を短くすることができる コイルに関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来から、載置した機器等を床等から伝達される振動から絶縁するための除振 台がある。除振台は、空気ばね等を介して床の振動を能動的に減少させると共に 、センサにより振動を検知して振動を相殺する力を加え、アクティブに振動を除 去するものである。アクティブに振動を除去するための装置として、センサから の信号により電気的に除振台に負荷を加えるリニアモータがある。

【０００３】 リニアモータは、永久磁石とコイル間の反発力を利用したものであり、コイル に通電される電流により稼働量が可変であって、除振台の振動を制御している。

【０００４】

【考案が解決すべき課題】

このようなリニアモータ１は、図２に示すように、鉄製の底面２ａと底面２ａ に垂直な支柱２ｂを有するリアヨーク２と、リアヨーク２の底面２ａに垂直で底 面２ａの周上に嵌合接着させる鉄製のサイドヨーク３と、サイドヨーク３の内側 に接合されリアヨーク２の支柱２ｂと間隙４を有して設けられる永久磁石５とが 一体化されて成り、この間隙４にコイル６が上下動可能に遊挿されて構成される ものである。コイル６に通電される電流により、その上下動の稼働量が定められ 、除振台を負荷するようになっている。

【０００５】 ここで、コイルに流れる電流がｔ時間の間に変化すると、この電流により磁束 が変化し、磁束の変化を妨げる方向に起電力が誘導される。いわゆる自己誘導（ 自己インダクタンス）を生じる。周囲の物質の透磁率が一定ならば、磁束の変化 は電流の変化に比例し、単位時間の起電力の変化はコイルに流れる電流の変化に 比例する。自己インダクタンスはこの時の比例定数、即ち自己インダクタンス係 数（自己誘導係数）の大小で表わされる。

【０００６】 しかしながら、従来のコイルは図３に示すように、１のコイル６から成り、従 って振動を制御するため振動の変化に伴い流れる電流がたえず変化するリニアモ ータにおいては、コイルの電流の変化を妨げる起電力の発生を抑制して自己イン ダクタンスを小さくし、リニアモータの応答時間を速くするための立上がり時間 を短縮するように研究されているが、限界があった。

【０００７】 本考案は、インダクタンスを小さくし、コイルの電流の変化を妨げる起電力の 発生を抑制できるコイルを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため、本考案のコイルは、中央に開口部を設けて同軸状に １次コイルを内側にして前記１次コイルの外側に２次コイルを配した少なくとも ２からなるコイルであって、前記１次コイルの巻線と前記２次コイルの巻線の巻 回方向を同一としそれぞれ逆方向の電流を印加するか、または前記１次コイルの 巻線と前記２次コイルの巻線の巻回方向を逆方向としそれぞれ同一方向の電流を 印加するものである。

【０００９】

【作用】

１次コイルと１次コイルに同軸状でその外側に２次コイルを形成する。コイル を複数にて、接近しておくと一方のコイルに流れる電流により他方のコイルに起 電力を誘導する相互誘導（相互インダクタンス）が生じるが、１次コイルと２次 コイルを同軸にして設け、両コイルに生ずる磁束の向きが逆になるように接続す ると、相互に生じる磁束を減じるようにできる。しかも、両コイルを並列に設け れば、複数のコイルの巻数の総数がコイルが１の場合の巻数と同じであってもイ ンダクタンスを減少させることができる。このようなコイルをリニアモータに用 いると、相互インダクタンスを小さくし、コイルの電流の変化を妨げる起電力の 発生を抑制でき、リニアモータの立上がり時間を短縮することができる。

【００１０】

【実施例】

本考案のコイルをリニアモータに適用した一実施例を図面を参照して説明する 。 図１に示すように、本考案のリニアモータ用コイル１６は、図２に示すリニア モータ１と同様のリニアモータに用いられるコイルである。即ち、底面２ａ及び 底面２ａに垂直に設けられる鉄芯である支柱２ｂから成るリアヨーク２と、リア ヨーク２の底面２ａの円周上に垂直に設けられるサイドヨーク３と、サイドヨー ク３の内側に接合してリアヨーク２の支柱２ｂとの間に間隙４を有して設けられ る永久磁石５とが一体化されて成り、間隙４にコイル１６が遊挿されてリニアモ ータが形成されるものである。

【００１１】 コイル１６は、中央に開口部４０を設けて形成される１次コイル１６ａ及び１ 次コイル１６ａの外側に同軸状に形成される２次コイル１６ｂから成る。 １次コイル１６ａと２次コイル１６ａの巻数はほぼ同数とし、１次コイル１６ ａと２次コイル１６ｂに生じる磁束が相互に反対方向になるように接続し、更に １次コイル１６ａと２次コイル１６ｂは並列に設ける。

【００１２】 １次コイル１６ａと２次コイル１６ｂに生じる磁束が相互に反対方向になるよ うにするには、１次コイル１６ａと２次コイル１６ｂの巻回方向を同方向にし、 １次コイル１６ａの始端１７ａと２次コイル１６ｂの末端１８ｂ、１次コイル１ ６ａの末端１７ｂと２次コイル１６ｂの始端１８ａとをそれぞれ相互に接続する か、あるいは１次コイル１６ａと２次コイル１６ｂの巻回方向を逆方向にし１次 コイル１６ａの始端１７ａと２次コイル１６ａの始端１８ａ、１次コイル１６ａ の末端１７ｂと２次コイル１６ｂの末端１８ｂとをそれぞれ相互に接続する。こ のように接続することにより、１次コイル１６ａと２次コイル１６ｂに生じる磁 束の向きを逆にすることができる。

【００１３】 このように接続された１次コイル１６ａ及び２次コイル１６ｂは、同軸状に巻 回されており、一方のコイルの電流によって生ずる磁束はすべて他方のコイルと 鎖交する。ここで同軸に設けた２個のコイル、１次コイル１６ａ及び２次コイル １６ｂの巻数をそれぞれＮ₁、Ｎ₂ とし、漏れ磁束はないものとすると、一方の コイルの電流によって生ずる磁束はすべて他方のコイルと鎖交するから、１次コ イル１６ａに不変電流を流した時の磁束をφ₁、１次コイル１６ａの自己インダ クタンスをＬ₁、１次コイル１６ａと２次コイル１６ｂとの間の相互インダクタ ンスをＭとすると、 Ｌ₁＝Ｎ₁φ₁ Ｍ＝Ｎ₂φ₁＝（Ｎ₂／Ｎ₁）Ｌ₁（式１） となる。

【００１４】 同様にして、２次コイル１６ｂに不変電流を流した時に生ずる磁束をφ₂とし 、２次コイル１６ｂの自己インダクタンスをＬ₂とすると、 Ｌ₂＝Ｎ₂φ₂ Ｍ＝Ｎ₁φ₂＝（Ｎ₁／Ｎ₂）Ｌ₂（式２） となる。

【００１５】 このような１次コイル１６ａ及び２次コイル１６ｂを相互の磁束が反対方向に なるように並列に接続し、不変電流を流した時、１次コイル１６ａ及び２次コイ ル１６ｂに生ずる磁束をそれぞれφ₁及びφ₂とすると、これらはいずれも両コイ ルとすべて鎖交し、１次コイル１６ａ及び２次コイル１６ｂの合成自己インダク タンスをＬ₁´及びＬ₂´とすると、 Ｌ₁´＝Ｎ₁（φ₁−φ₂） Ｌ₂´＝Ｎ₂（φ₂−φ₁） であり、 Ｎ₁φ₁＝Ｌ₁、Ｎ₂φ₂＝Ｌ₂ Ｎ₁φ₂＝Ｍ、Ｎ₂φ₁＝Ｍ から Ｌ₁´＝Ｌ₁−Ｍ Ｌ₂´＝Ｌ₂−Ｍ となる。

【００１６】 １次コイル１６ａ及び２次コイル１６ｂは並列であるため１次コイル１６ａ及 び２次コイル１６ｂの端子における合成自己インダクタンスＬ₁₂は、 １／Ｌ₁₂＝（１／Ｌ₁´）＋（１／Ｌ₂´） ＝（１／Ｌ₁−Ｍ）＋（１／Ｌ₂−Ｍ） となり、今１次コイル１６ａ及び２次コイル１６ｂの巻数Ｎ₁≒Ｎ₂からＬ₁≒ Ｌ₂であり、 １／Ｌ₁₂≒２／Ｌ₁−Ｍ から Ｌ₁₂≒（Ｌ₁−Ｍ）／２ の関係が成り立つ。 式１及び式２から Ｍ²＝Ｌ₁Ｌ₂ Ｍ＝√（Ｌ₁Ｌ₂） となり、Ｌ₁≒Ｌ₂のため Ｍ≒Ｌ₁ となる。

【００１７】 しかし、実際には漏れ磁束があるため、 Ｍ＝α√（Ｌ₁Ｌ₂） （０≦α≦１） Ｍ＝αＬ₁ Ｌ₁₂≒（１−α）Ｌ₁／２ であり、合成自己インダクタンスＬ₁₂は、１次コイル１６ａと２次コイル１６ｂ とで発生する磁束を相殺できるため、非常に小さくすることができる。

【００１８】 ここで１のコイルから成るインダクタンスを考えると、巻数を２のコイルに分 割して設けた合計の巻数２Ｎ₁、単位電流当りの磁束の変化をφ₃とすれば、イン ダクタンスＬ₃は、 Ｌ₃＝２Ｎ₁φ₃ である。磁束の変化φ₃は巻数Ｎ₁の時に生じる磁束の変化φ₁より大きく、 Ｌ₃＝２Ｎ₁φ₃＞Ｌ₁＝Ｎ₁φ₁ となる。Ｍ≒Ｌ₁から Ｌ₁＝Ｎ₁φ₁＞Ｌ₁₂≒（Ｌ₁−Ｍ）／２ であり、 Ｌ₃＞Ｌ₁＞Ｌ₁₂ の関係から明らかに巻数を分割して並列に設けたコイルよりインダクタンスが大 きくなる。

【００１９】 従って、インダクタンスの小さなコイルをリニアモータに用いた場合、 ｔ＝Ｒ／Ｌ で表わされるモータの立上がり時間を短縮することができる。そのため、応答の 鋭いリニアモータを得ることができる。 上記説明は一実施例の説明であって、本考案はこれに限定されず、２のコイル のみでなく２以上からなるものであってもよい。また、リニアモータのみでなく 、インダクタンスの小さい応答性のよいコイルとして、何れの機器にでも好適に 用いることができる。

【００２０】

【考案の効果】

以上の説明からも明らかなように、本考案のコイルによれば、同巻数でもコイ ルを分割して並列にしたため、電流の変化に伴う起電力を小さくすることにより 、インダクタンスを非常に小さくでき、従って応答性のよいコイルを得ることが できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例のリニアモータ用コイルを示
す斜視図。

【図２】図１に示すリニアモータ用コイルが用いられる
リニアモータを示す断面図。

【図３】従来例のリニアモータ用コイルを示す斜視図。

【符号の説明】

１６‥‥‥リニアモータ用コイル（コイル） １６ａ‥‥‥１次コイル １６ｂ‥‥‥２次コイル ４０‥‥‥開口部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 亀沢 康文 神奈川県川崎市川崎区小田栄２丁目１番１ 号 昭和電線電纜株式会社内 (72)考案者 赤間 助広 神奈川県川崎市川崎区小田栄２丁目１番１ 号 昭和電線電纜株式会社内

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】中央に開口部を設けて同軸状に１次コイル
   を内側にして前記１次コイルの外側に２次コイルを配し
   た少なくとも２からなるコイルであって、前記１次コイ
   ルの巻線と前記２次コイルの巻線の巻回方向を同一とし
   それぞれ逆方向の電流を印加するか、または前記１次コ
   イルの巻線と前記２次コイルの巻線の巻回方向を逆方向
   としそれぞれ同一方向の電流を印加することを特徴とす
   るコイル。