JPH0775324A - リニアモータとこれを用いたエレベーター及びマンコンベア - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、従来の平板上リニアモータと円筒状
リニアモータの種々の問題点を解消するとともに、比較
的高い効率と、製作の容易さを兼ね備えたリニアモータ
を得ることを目的とする。 【構成】移動体である１次側要素が、１次磁性材とこの
磁性材の断面外周にリニアモータ進行方向に垂直に巻装
される１次コイルとから構成され、一対の２次側要素を
前記１次側要素を挟むようにリニアモータ全工程に敷設
するよう構成した。 【効果】平板状の１次コア形状においても、モータ出力
に寄与しない導電材の部分、すなわちコイルエンド部が
小さくできるので、比較的高い効率が平板形リニアイン
ダクションモータでも得られる。したがって、製作し易
く、かつ効率の良いリニアインダクションモータを得る
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は直線移動を行うリニアモ
ータにかかわり、特に、エレベーターなどの駆動源とし
て好適なリニアモータに関する。

【０００２】

【従来の技術】エレベーターなどの駆動源として大容量
を必要とするリニアモータとしては、リニアインダクシ
ョンモータが適当とされている。

【０００３】従来のリニアインダクションモータとして
は、文献「リニアモータとその応用」電気学会磁気アクチ
ュエータ調査専門委員会編，電気学会，（昭５９年３
月）に記載されているように、平板状リニアインダクシ
ョンモータ，円筒状リニアインダクションモータが知ら
れている。

【０００４】第一の従来例として、斜行エレベーターの
補助駆動手段として平板状リニアインダクションモータ
を記載した特開平1−220691 号公報が挙げられる。ここ
には、駆動源として巻上機を持つ斜行エレベーターの一
部区間での補助駆動手段として平板状リニアインダクシ
ョンモータを用いることが開示されている。一部区間の
みの補助駆動手段であるため駆動距離は短く、１次側要
素を固定とし、２次側要素を移動体とした構造である。

【０００５】第２の従来例として上記第一の従来例とは
異なる平板状リニアインダクションモータをエレベータ
ーを主駆動源として用いたもの、例えば、特開平5−780
60号公報，特開平4−116081 号公報，特開平3−56382号
公報，特開平3−95083号公報，特開平2−310281 号公
報，特開昭57−175684号公報などが挙げられる。これら
の従来例に記載の平板状リニアインダクションモータ
は、１次側磁性体の１平面にコイルを３相に設けた構造
である。

【０００６】第３の従来例として、効率，力率の高い円
筒状リニアインダクションモータを記載したもの、例え
ば特開平2−233489号公報，特開平2−233490号公報など
が挙げられる。これらの従来例に記載の円筒状リニアイ
ンダクションモータは、通常、構造の簡単な２次側要素
を固定側とし、この２次側要素の円筒状２次ヨークの外
側に円筒状２次導体、さらにその外側に空隙を介して、
ドーナツ形状の１次コイルを内面に設けた円筒状１次コ
アが設けられる構造としている。この結果、１次側要素
が円筒状で、全域に渡り２次導体と面するので、銅損は
小さく、効率低下も抑制できる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前記第一の従来例で
は、斜行エレベーターの駆動源として、複数の駆動源す
なわち巻上機とリニアモータを必要としており通常のエ
レベーターへの適用はできなかった。なお、構造が複雑
なうえコストが高すぎ斜行エレベーターとしての実現も
難しかった。

【０００８】また、このリニアモータの構成では１次側
要素と２次側要素は常に全面が対向する訳でなく、１次
側要素が磁束を２次側要素に与えない面はモータ出力に
寄与しないため大きな効率の損失となっていた。

【０００９】前記第二の従来例のリニアモータの構成
は、上述したように１次側磁性体の１平面にコイルを３
相に設けられていたため、Ｕ相のコイルが次のスロット
のＵ相に行くにはＶ相，Ｗ相のコイルと重なり、大きな
コイルエンド部を形成するものである。このコイルエン
ド部は２次導体と対向して推力に寄与することが無いの
で、このコイルエンド部が長くなるだけコイルの抵抗が
大きくなってしまい、銅損を増加させ、モータの効率低
下を顕著にしていた。

【００１０】第三の従来例のリニアモータは、前記した
ように円筒状の１次コイル，１次コア，２次導体，２次
ヨークを製作し組み合わせるために、種々の課題があっ
た。以下に、その詳細を説明する。

【００１１】このリニアモータでは、１次側要素は円筒
状１次コアの内面にスロットを設け、そのスロットにド
ーナツ形状の１次コイルを設ける構造であり、製作が極
めて難しい。

【００１２】また、推力発生部の空隙を保持するための
機構として、２次側要素に走行面、１次側要素に車輪を
設けると、２次側要素の２次導体上の走行面の高い平坦
度，硬度が要求される。これを避けるために、専用の走
行面を設けると１次側要素，２次側要素の各要素までの
機械的に連結される部分が長くなり、剛性が低下し、振
動が生じ易くなる。このため、これを対策するために、
更に、機構が複雑，高価になる。

【００１３】従って、この従来例では、製造上の困難性
が大きくコストが高いという問題があった。

【００１４】本発明は、上述した従来技術の平板状リニ
アモータと円筒状リニアモータの種々の問題点を解消す
るとともに、比較的高い効率と、製作の容易さを兼ね備
えたリニアモータを得ることを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の特徴とするとこ
ろは、移動体である１次側要素が、１次磁性材とこの磁
性材の断面外周にリニアモータ進行方向に垂直に巻装さ
れる１次コイルとから構成され、一対の２次側要素を前
記１次側要素を挟むようにリニアモータの全工程に敷設
するよう構成したことにある。

【００１６】

【作用】本発明は前記のように構成したため、移動体で
ある１次側コイルに発生した移動磁界は、２次側要素と
の二組の対向部で同時に推力を発生し、リニアモータと
して動作する。

【００１７】このリニアモータは一つの１次側要素に対
して常に二つの２次側要素が対向して推力を発生するの
で損失が少なく、効率の良いリニアモータを実現出来
る。また１次側要素を移動体とし、構造が１次側要素よ
り簡単でコストの安い２次側要素を固定側としたので、
安価なリニアモータとすることが出来る。

【００１８】また、リニアモータ進行方向に垂直に巻装
された１次コイルの前記推力発生部にある前記１次コイ
ルの部分の長さに比較して、前記推力発生部にない前記
１次コイルの部分（コイルエンド）の長さを短くでき、
モータ出力に寄与しないコイルエンド部を小さくできる
ので、効率の向上が図れる。

【００１９】とくに、本発明の望ましい一実施態様によ
れば、１次側要素の磁性材は四辺形を成し、前記四辺形
の対辺を成す２辺を推力発生部とし、前記１次側要素の
残りの２辺の長さより極めて長くなるように、１次磁性
材の厚さを、機械的強度を満足し、磁束密度を許容値以
下でできるだけ薄くすることにより、コイルエンド部の
影響が極めて小さい平板状リニアモータとすることがで
きる。

【００２０】

【実施例】以下、図１から図６を用いて本発明の第１の
実施例を説明する。

【００２１】図１は本発明の第１の実施例のリニアイン
ダクションモータの概略の外観を示す。図では、リニア
インダクションモータの移動方向をＺ軸とし、推力発生
部がＺＸ平面に平行となるように表現する。

【００２２】リニアインダクションモータは給電を受け
る１次側要素１０と給電の無い２次側要素２０から構成
される。２次側要素２０が固定され、Ｚ方向に移動可能
の１次側要素にＹ方向の荷重を支持する縦方向車輪１５
１，Ｘ方向の荷重を支持する横方向車輪１５２が設けら
れている。

【００２３】２次側要素２０は、ＸＹ面がコの字形でＺ
方向に延びた磁性材からなる２次ヨーク２０４と、Ｚ方
向に延びた板状の導電材からなる２次導体２０１，２０
２とで構成される。２次導体２０１，２０２は２次ヨー
ク２０４の内面に設けられる。

【００２４】１次側要素１０は、直方体でＺ方向に延び
た磁性材からなる１次コア１０３に、導電材である１次
コイル１０１がＺ方向に複数個巻装された構成である。

【００２５】図２は本発明の第１の実施例のリニアイン
ダクションモータのＸＹ面の断面図である。図に示すよ
うに、２次ヨーク２０４はコの字形で、図の上部，下部
の２次ヨークの１次コイル側に２次導体２０１，２０２
が設けられている。１次コイル１０１に通電することに
より発生する磁束は、図の２次ヨーク２０４の上部，下
部、左部にそれぞれ到達したのち、上部，下部の磁束は
リニアモータ進行方向に１次コア１０３内を通り２次ヨ
ーク２０４に戻る。

【００２６】又、１次側要素と２次側要素間には推力の
他に、吸引力が発生する。それらを図に示している。１
次側要素をＹ方向の負側に吸引するＦ１，正側に吸引す
るＦ２，Ｘ方向の負側に吸引するＦ３である。

【００２７】吸引力Ｆ１とＦ２は逆方向に働くので、縦
方向車輪１５１に働く荷重は、理想的な状態ならば、０
となる。推力発生部の空隙の差などで、Ｆ１とＦ２に差
が生じても、片側にのみ吸引力が働く、平板状リニアイ
ンダクションモータに比べれば、吸引力の差は、はるか
に小さく、円筒状リニアインダクションモータに匹敵す
る安定性を持つ。

【００２８】また、吸引力Ｆ３により、横方向車輪１５
２は確実に図の２次ヨーク左部を走行する。従って、１
次側要素がＸ方向へ大きく振動することはなく、安定し
た動作を実現できる。

【００２９】１次コイル１０１の形状は、推力発生に寄
与する辺すなわち図の上辺と下辺を長く、左辺と右辺を
短くすることにより、推力発生に寄与しないコイルエン
ド部を短縮できる。コイルエンド部については後述す
る。

【００３０】図３は本発明の第１の実施例のリニアイン
ダクションモータのＸＺ面の断面図である。図に示すよ
うに、１次コイル１０１を設けている１次コア１０３
は、珪素鋼板などの板状の磁性材料を積層して構成して
おり、磁束により、１次コア１０３自体に渦電流が発生
して、効率低下を引き起こさないようにしている。

【００３１】また、板状の磁性材料の形状は、図４に示
すように１次コイル１０１が装着されるように溝を設け
た長方形であり、これを図３のように積層して１次コア
103が組み立てられるので、円筒状リニアインダクショ
ンモータに比べて大変容易に製作できる。

【００３２】なお、珪素鋼板に溝を設けるかわりに、長
方形の珪素鋼板を積層した１次コアに、１次コイルを所
定のピッチで配設した後に、推力発生部の１次コイル間
に磁性材の磁極を取り付けて、同様な１次側要素を得る
ことも可能である。

【００３３】前述の溝付きの１次コアに１次コイルを巻
き込むより、あらかじめ１次コイルを成形後組み込める
ので、簡単に製作できるという効果がある。

【００３４】図３に示すように、１次コア１０３はコの
字形の機構部１０５に接続され、縦方向車輪１５１，横
方向車輪１５２が機構部１０５に設けられ、２次ヨーク
204の走行面を転がり、図２のＸ方向，Ｙ方向の支持を
行う。

【００３５】図４は本発明の第１の実施例のリニアイン
ダクションモータのＹＺ面の断面図である。図に示すよ
うに、１次コイル１０１は、複数個あり、３相に分割し
巻装されている。この１次コイルに３相交流電流を通電
することにより、移動磁界（回転形における回転磁界）
が２次ヨーク２０４にたいして発生し、２次導体２０
１，２０３に渦電流が流れ、１次コイルからの移動磁界
がこの渦電流を交差することにより、推力が発生する。
これは、一般的なリニアインダクションモータのトルク
発生メカニズムと同様である。

【００３６】本発明では、２次側要素が固定されている
ので、１次側要素が発生推力によりＺ方向に移動する。

【００３７】図５は本発明の第１の実施例の駆動回路の
ブロック図である。

【００３８】リニアインダクションモータの１次コイル
１０１が３相インバータ３０１に接続され、３相インバ
ータ３０１により任意の大きさ、周波数の３相交流電流
が１次コイル１０１に通流される。リニアインダクショ
ンモータの２相のコイルに設けられた電流検出器３３１
により電流が検出され、電流算出器３３２により３相電
流フィードバック信号Ｉｆが算出される。

【００３９】ここで、位置検出器３１１により移動する
１次側要素の位置が検出され、位置算出器３０８にて適
当な制御定数の調整が施され位置フィードバック信号Ｐ
ｆとなる。また、速度検出器３１２によりその速度も検
出され、速度算出器３０７にて適当な制御定数の調整が
施され速度フィードバック信号Ｖｆとなる。

【００４０】上述の位置フィードバック信号Ｐｆは位置
指令Ｐｃと比較され、その偏差が位置制御器３０６にて
制御定数の調整がなされ、速度指令Ｖｃとして出力され
る。この速度指令Ｖｃは、速度制御器３０２に入力され
る。ここで、速度指令は、位置偏差に応じて任意に設定
できる。従って、負荷条件，運転条件に応じて、なめら
かな加減速，すばやい加減速など可能である。

【００４１】速度制御器３０２は速度指令に応じて、２
次側要素の速度フィードバック信号Ｖｆ，３相電流フィ
ードバック信号Ｉｆを元に、駆動周波数，励磁電流，推
力電流を演算し、これに対応する３相電流指令を算出
し、３相インバータ３０１に電流指令を出力する。３相
インバータ３０１により任意の大きさ、周波数の３相交
流電流がリニアインダクションモータの１次コイル１０
１に通流される。

【００４２】これにより、任意の位置まで任意の速度，
任意の加減速パターンで、リニアモータを駆動する事が
できる。

【００４３】本実施例により、平板状リニアインダクシ
ョンモータを円筒状リニアインダクションモータに匹敵
する効率で運転できるので、極めて製造し易いリニアイ
ンダクションモータを得ることができる。

【００４４】図６は本発明の第１の実施例のリニアイン
ダクションモータを昇降機へ応用した例である。

【００４５】かご４０１がガイド４０５に支持されて、
上下方向へ移動可能となっている。かご４０１はロープ
４０２で、滑車４０３，４０４を経て、リニアモータの
１次側要素１０と接続されている。２次側要素２０が先
のかご４０１と並行して設けられ、１次側要素１０は２
次側要素２０に沿って移動可能である。

【００４６】１次側要素１０に３相交流電流を通電する
ことにより、１次側要素１０が上下に移動し、これにし
たがってかご４０１が上下に移動する。

【００４７】これにより、昇降機ロープを巻き上げるモ
ータを設置する機械室が不用になり、建物の高さを低く
できる、機械室建設費を低減できる等の効果がある。

【００４８】この例では、かご４０１のリニアモータ１
側の側面に対してリニアモータ１の推力発生部が垂直と
なるように配置して、２次側要素２０の開口部をかご側
に露出させ、かご４０１と１次側要素１０の上下位置を
ずらしてやれば、１次側要素１０の脱着が容易になるよ
うにしている。

【００４９】本実施例では、リニアモータの１次側要素
をカウンタウェイトに設け、ロープを介してかごを昇降
させる、いわゆるロープ式エレベーターに応用したが、
リニアモータの１次側要素をかごに設けて、直接かごを
昇降させる、いわゆるロープレスエレベーターに応用す
ることも可能である。この場合も、本実施例と同様な効
果が得られる。

【００５０】図７から図１２を用いて、本発明の第２の
実施例を説明する。

【００５１】図７は本発明の第２の実施例のリニアイン
ダクションモータの概略の外観を示す。図は、モータの
移動方向をＺ軸とし、空隙面がＺＸ平面に平行となるよ
うに表現する。

【００５２】リニアインダクションモータは給電を受け
る１次側要素１０と給電の無い２次側要素２０から構成
される。Ｚ方向に延びた、ＸＹ平面でＥの字形を成す２
次側要素２０は固定され、ＸＹ平面でコの字形を成す１
次側要素１０がＹ方向の荷重を支持する縦方向車輪１５
１，Ｘ方向の荷重を支持する横方向車輪１５２を設けら
れ、Ｚ方向に移動可能となっている。

【００５３】２次側要素２０は、ＸＹ面がコの字形でＺ
方向に延びた磁性材からなる２次ヨーク２０４と、Ｚ方
向に延びた板状の導電材からなる２次導体２０１，２０
２，２０３とで構成される。２次導体２０１，２０３は
２次ヨーク２０４の内面に設けられる。２次導体２０２
は１次要素１０の間に配置される。

【００５４】図８は本発明の第２の実施例のリニアイン
ダクションモータのＸＹ面の断面図である。図に示すよ
うに、２次ヨーク２０４はコの字形で、図の上部が第１
のリニアインダクションモータ、下部が第２のリニアイ
ンダクションモータのそれぞれ２次側要素の磁性材を構
成する。第１のリニアインダクションモータの２次ヨー
クの１次コイル側に２次導体２０１が、第２のリニアイ
ンダクションモータの２次ヨークの１次コイル側に２次
導体２０３が、その中間に２次導体２０２がそれぞれ設
けられている。２次導体２０２は、第１のリニアインダ
クションモータ及び第２のリニアインダクションモータ
の２次導体を兼用する。

【００５５】第１のリニアインダクションモータの１次
側要素の１次コイル１０１に通電することにより発生す
る磁束は、図の２次ヨーク２０４の上部、および左部、
第２のリニアインダクションモータの１次側要素の１次
コア１０４に到達する。また、第２のリニアインダクシ
ョンモータの１次側要素の１次コイル１０２に通電する
ことにより発生する磁束は、図の２次ヨーク２０４の下
部、および左部、第１のリニアインダクションモータの
１次側要素の１次コア１０３に到達する。

【００５６】このうち、第１のリニアインダクションモ
ータの１次コア１０３から、第２のリニアインダクショ
ンモータの１次コア１０４に到達する磁束と、第２のリ
ニアインダクションモータの１次コア１０４から第１の
リニアインダクションモータの１次側要素の１次コア１
０３に到達する磁束により発生する吸引力は第１のリニ
アインダクションモータの１次コア１０３と、第２のリ
ニアインダクションモータの１次コア１０４の間に働
く。これらの１次コア同士は、機構部で接続されてお
り、吸引力による変位等は生じない。

【００５７】第１のリニアインダクションモータの１次
コア１０３から２次側要素の２次ヨーク２０４の上部に
到達する磁束により図の上方に１次側要素を吸引する力
Ｆ１が発生する。また、第２のリニアインダクションモ
ータの１次コア１０４から２次側要素の２次ヨーク２０
４の下部に到達する磁束により図の下方に１次側要素を
吸引する力Ｆ２が発生する。

【００５８】一方、第１のリニアインダクションモータ
の１次コア１０３から、２次側要素の２次ヨーク２０４
の左部に到達する磁束により、１次側要素１０を図の左
方向に吸引する力Ｆ３を発生する。同様に、第２のリニ
アインダクションモータの１次コア１０４から、２次側
要素の２次ヨーク２０４の左部に到達する磁束により、
１次側要素１０を図の左方向に吸引する力Ｆ４を発生す
る。

【００５９】吸引力Ｆ１とＦ２は逆方向に働くので、縦
方向車輪１５１に働く荷重は、理想的な状態ならば、０
となる。空隙の差などで、Ｆ１とＦ２に差が生じても、
片側にのみ吸引力が働く、平板状リニアインダクション
モータに比べれば、はるかに小さく、円筒状リニアイン
ダクションモータに匹敵する。

【００６０】また、更に、吸引力Ｆ１，Ｆ２を制御する
ことにより、全体としての吸引力を低減することができ
る。

【００６１】一方、吸引力Ｆ３により、横方向車輪１５
２は確実に図の２次ヨーク左部を走行する。従って、１
次側要素がＸ方向へ大きく振動することはなく、安定し
た動作を実現できる。

【００６２】１次コイル１０１の形状は直方体で、推力
発生部、すなわち図の上辺と下辺を長く、左辺と右辺を
短くすることにより、推力発生に寄与しないコイル部を
短縮できる。コイルエンド部については後述する。

【００６３】図９は本発明の第２の実施例のリニアイン
ダクションモータのＸＺ面の断面図である。図に示すよ
うに、第１のリニアインダクションモータの１次コイル
101を設けている１次コア１０３は、珪素鋼板などの板
状の磁性材料を積層して構成しており、磁束により、１
次コア１０３自体に渦電流が発生して、効率低下を引き
起こさないようにしている。

【００６４】また、板状の磁性材料の形状は、図４に示
すように１次コイル１０１が装着されるように溝を設け
た長方形であり、これを図３のように積層して１次コア
103が組み立てられるので、円筒状リニアインダクショ
ンモータに比べて簡単に製作できる。

【００６５】また、図に示すように、１次コア１０３は
コの字形の機構部１０５に接続され、縦方向車輪１５
１，横方向車輪１５２が機構部１０５に設けられ、２次
ヨーク２０４の走行面を転がり、図２のＸ方向，Ｙ方向
の支持を行う。

【００６６】以上、図９について述べたことは、第２の
リニアインダクションモータの１次コイル１０２の場合
でも同様である。

【００６７】図１０は本発明の第２の実施例のリニアイ
ンダクションモータのＹＺ面の断面図である。図に示す
ように、１次側要素１０は第１のリニアインダクション
モータを構成する第１の１次側要素１１と、第２のリニ
アインダクションモータを構成する第２の１次側要素１
２とからなり、第１の１次側要素１１の１次コイル１０
１と第２の１次側要素の１次コイル１０２は、それぞれ
複数個あり、３相に分割されている。この１次コイルに
３相交流電流を通電することにより、移動磁界（回転形
における回転磁界）が２次ヨーク２０４にたいして発生
し、２次導体２０１，２０２，２０３に渦電流が流れ、
先の実施例と同様に、１次コイルからの移動磁界がこの
渦電流を交差することにより、推力が発生する。

【００６８】本発明では、２次側要素が固定されている
ので、１次側要素が発生推力によりＺ方向に移動する。

【００６９】図１１は本発明の第２の実施例の駆動回路
のブロック図である。図に示すように、第１のリニアイ
ンダクションモータにおいて、１次コイル１０１が３相
インバータ３０１に接続され、３相交流電流が１次コイ
ル１０１に通電され、推力が発生し、１次側要素が移動
する。第２のリニアインダクションモータでも同様な構
成である。

【００７０】ここで、位置検出器３１１により移動する
１次側要素の位置が検出され、位置算出器３０８にて適
当な制御定数の調整が施され位置フィードバック信号Ｐ
ｆとなる。また、速度検出器３１２によりその速度も検
出され、速度算出器３０７にて適当な制御定数の調整が
施され速度フィードバック信号Ｖｆとなる。

【００７１】上述の位置フィードバック信号Ｐｆは位置
指令Ｐｃと比較され、その偏差が位置制御器３０６にて
制御定数の調整がなされ、速度指令Ｖｃとして出力され
る。この速度指令Ｖｃは、第１、および第２のリニアイ
ンダクションモータの速度制御器３０２，３０４に入力
される。

【００７２】第１、および第２のリニアインダクション
モータの吸引力は、吸引力検出器３１３，３１４により
検出され、吸引力算出器３０９，３１０にて適当な制御
定数の調整を施して、基準吸引力３０５と比較され、そ
の偏差もそれぞれ速度制御器３０２，３０４に出力され
る。

【００７３】速度制御器３０２，３０４は速度指令に応
じて、モータの速度フィードバックＰｆ，３相電流フィ
ードバックＩｆを元に、駆動周波数，励磁電流，推力電
流を演算し、これに対応する３相電流指令を算出し、３
相インバータ３０１，３０３に電流指令を出力する。３
相インバータ３０１，３０３により任意の大きさ、周波
数の３相交流電流が第１、及び第２のリニアインダクシ
ョンモータの１次コイルに通流される。

【００７４】本実施例では、第１と第２のリニアインダ
クションモータそれぞれの吸引力を算出し、これらを基
準吸引力と比較し、その偏差を第１と第２のリニアイン
ダクションモータの速度制御器３０２，３０４に出力し
ており、速度制御器３０２，３０４は、吸引力の偏差が
正の場合（吸引力が基準吸引力より大きい場合）は推力
電流を低減し、吸引力の偏差が負の場合(吸引力が基準
吸引力より小さい場合)は推力電流を低減する。

【００７５】これにより、吸引力は、推力電流の増減に
従い変化するので、基準吸引力に一致するように制御さ
れる。また、第１と第２のリニアインダクションモータ
の一方で吸引力を増加するために推力電流が増加する場
合は、一方の吸引力の増加分だけ、他方では必ず吸引力
を減少するように推力電流が減少し、第１と第２のリニ
アインダクションモータの組み合わせで発生する推力
は、速度制御に基づき設定される推力を維持できる。

【００７６】従って、本実施例によれば、第１と第２の
リニアインダクションモータのそれぞれの２次導体を施
した推力発生部方向への吸引力が等しくなるように制御
されるので、車輪，走行路にはほとんど力がかからず、
騒音，振動の小さい耐久性に優れたリニアインダクショ
ンモータを得ることができる。

【００７７】また、推力増加のための空隙の短縮は、吸
引力の増大が推力の増加より大きく、車輪等の支持機構
の負担が増すため、空隙の短縮は難しかった。本実施例
では、吸引力を制御により常時ほぼ０にできるので、空
隙を短縮して推力の向上を図ることもできる。

【００７８】図１２は本発明の第２の実施例を昇降機へ
応用した例である。図に示すように、かご４０１がガイ
ド４０５に支持されて、上下方向へ移動可能となってい
る。かご４０１はロープ４０２で、滑車４０３，４０４
を経て、リニアモータの１次側要素１０と接続されてい
る。２次側要素２０が先のかご４０１と並行して設けら
れ、１次側要素１０は２次側要素２０に沿って移動可能
である。

【００７９】１次側要素１０に３相交流電流を通電する
ことにより、１次側要素１０が上下に移動し、これにし
たがってかご４０１が上下に移動する。

【００８０】これにより、昇降機ロープを巻き上げるモ
ータを設置する機械室が不用になり、建物の高さを低く
できる、機械室建設費を低減できる等の効果がある。

【００８１】また、騒音，振動の少ない、耐久性に優れ
たリニアインダクションモータであるので、昇降機の騒
音，振動を低減し、耐久性を向上できる。

【００８２】図１３は本発明を昇降機に応用した第３の
実施例である。本実施例は、第１の実施例を昇降機に応
用した図６と同一のものは同じ符号により表している。

【００８３】本実施例では、リニアモータの１次側要素
１０をガイドするモータガイド160を１次側要素１０の
両側に設け、この１次側要素１０にモータガイド１６０
を走行面とする車輪１５３を設けている。車輪１５３は
１次側要素１０の４隅に設けられ、その１隅につき、１
次側要素１０のモータガイド方向への変動を抑えるもの
が１個と、１次側要素１０の２次側要素方向（空隙が変
化する方向）への変動を抑えるものが２つの推力発生部
に各々１個ずつ設けられ、計１２個の車輪が設けられて
いる。これにより専用モータガイド１６０を１次側要素
１０が走行するので、微小な空隙を保持でき、効率，力
率が向上できる。

【００８４】また推力発生部をかご乗降口に平行に配置
することにより、デットスペースを小さくでき、かごと
リニアモータの占める床占有面積を小さくできる。加え
て２次側要素２１はコ字状ではなく、１次側要素１０を
挟む構成としたため、専用モータガイド１６０の代わり
にエレベーターの釣合い錘を案内するレールによりリニ
アモータの走行案内ガイドを行うことも可能となる。

【００８５】図１４はモータの幅を低減するための本発
明の第４の実施例である。図１４は、図２の実施例にお
いて、２次導体２０１，２０２のＸＹ断面形状を端部を
厚くしたものである。

【００８６】通常、２次電流密度を一定にするため、２
次導体の端部を１次コアの幅に比べて極ピッチ分、はみ
出さなければならない。これは、片端で極ピッチの約２
分の１である。従って、２次導体の幅、すなわち２次側
要素の幅が大きくなる。

【００８７】本発明のように、２次導体の端部を厚くす
ることにより、２次電流密度を一定ならば、端部の幅を
小さくすることができる。従って、２次側要素の幅を小
さくすることができ、小形化を実現できる。

【００８８】図１５は吸引力の影響を除去するための本
発明の第５の実施例として駆動回路を示したものであ
る。図１５は図１１の実施例において、第１，第２のリ
ニアインダクションモータの吸引力を等しくなるように
制御する替わりに、空隙を等しくなるように制御する手
段を設けたものである。

【００８９】本実施例が図１１の実施例と異なる構成を
以下に説明する。第１、および第２のリニアインダクシ
ョンモータの２次側要素の磁性ヨーク側の推力発生部の
空隙が、空隙検出器３２９，３３０により検出され、空
隙算出器３２７，３２８にて適当な制御定数の調整を施
して、基準空隙３２６と比較され、その偏差がそれぞれ
速度制御器３０２，３０４に出力される。

【００９０】本実施例では、第１と第２のリニアインダ
クションモータそれぞれの空隙を算出し、これらを基準
空隙と比較し、その偏差を第１と第２のリニアインダク
ションモータの速度制御器３０２,３０４に出力してお
り、速度制御器３０２,３０４は、空隙の偏差が正の場
合（空隙が基準空隙より小さい場合）は推力電流を低減
し、吸引力を低減し、空隙の偏差が負の場合（空隙が基
準空隙より小さい場合）は推力電流を増大し、吸引力を
増大する。

【００９１】これにより、第１と第２のリニアインダク
ションモータの２つの空隙で、空隙が増加した側は、吸
引力が小、空隙が減少した側は、吸引力が大となり、こ
の吸引力の差で２つの空隙は常に基準空隙に一致するよ
うに制御される。

【００９２】また、第１と第２のリニアインダクション
モータの一方で空隙を減少するために推力電流が増加す
る場合は、一方の吸引力の増加分だけ、他方では必ず吸
引力を減少するように推力電流が減少し、第１と第２の
リニアインダクションモータの全体の推力は、速度制御
に基づき設定される推力を維持できる。

【００９３】従って、本実施例によれば、第１と第２の
リニアインダクションモータの空隙が等しくなるように
制御される。従って、図７から図１０に示した実施例で
の縦方向車輪１５１を取り除いても、一定空隙を維持し
て走行できるので、騒音，振動の小さい耐久性に優れた
リニアインダクションモータを得ることができる。

【００９４】図１６は本発明の第６の実施例の１次側要
素の外観図を示したものである。これは、図４の実施例
の１次側要素の１次コイル１０１の巻方を変形したもの
である。以下に、その詳細を説明する。

【００９５】１次コイル１０１の１部のＵ相コイル１１
１，Ｖ相コイル１１２，Ｗ相コイル１１３は、推力発生
部に面する部分すなわち図の左側と右側で上下関係が異
なっている。図の上下は可動子の移動する方向であり、
この方向に磁界が移動していくようにコイル１０１に電
流が通電される。

【００９６】例えば、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の順で電流が通電さ
れると、図１６の左側では、下方に磁界が移動してい
く。これとは逆に、図１６の右側では、上方に磁界が移
動していく。従って、右側の推力発生部と左側の推力発
生部で発生する移動磁界の方向が逆になる。言い替えれ
ば、右側と左側で発生する推力が逆方向に働く。

【００９７】図１７は本発明の第６の実施例をマンコン
ベアに応用した例である。図は水平方向の乗客輸送を行
う、いわゆる動く歩道と称する装置で、４１１がパレッ
トであり、この上に客が乗り、パレットが水平移動する
ことにより乗客を輸送する。パレット４１１は、複数あ
りこれが機械的に連結されパレット列となり、２個のロ
ーラ４１０で方向転換し、循環して駆動され上方のみが
乗客輸送に用いられる。パレット４１１の列の上方と下
方の間に、間隔をおいて図１６の１次側要素１０が複数
配置され、パレットの１次側要素に面した側に２次側要
素２０が設けられている。

【００９８】このような構成とすることにより、１次側
要素１０の上方と下方で生ずる移動磁界は、先に図１６
の実施例で説明したように、逆方向に発生できるので、
１個の１次側要素で、上方のパレット列に対して左方へ
の推力を発生させれば、下方のパレット列に対しては右
方への推力を発生でき、動く歩道として円滑にパレット
を駆動できる。

【００９９】先に説明したように、１次側要素の非推力
発生部のコイル部分は推力発生部のコイル部分より短い
ので、図１７の１次側要素の縦寸法は短く、上方と下方
のパレット列の間隔を短縮でき、装置を薄型化できる効
果がある。

【０１００】この他の応用として、台車が線路上に移動
可能に設置されている搬送装置の台車側に本発明の実施
例の１次側要素を設け、線路側に本発明の実施例の２次
側要素を設けることにより、リニアモータにより構造の
簡素化を図りつつ、製造の容易で効率の良い搬送装置を
得ることができる。

【０１０１】また、エスカレータの可動側に本発明の実
施例の２次側要素を設け、地上側に本発明の実施例の１
次側要素を設けることにより、リニアモータにより構造
の簡素化を図りつつ、製造の容易で効率の良いエスカレ
ータを得ることができる。

【０１０２】上述の実施例では、推力発生部の空隙方向
を保持する縦方向車輪を推力発生部の片端にのみ設けて
いるが、推力発生部を挟んで両端に設けても良い。

【０１０３】また、車輪は２次側要素の磁性材を走行面
としているが、２次側要素の導電材、すなわち２次導体
を走行面としても良い。

【０１０４】車輪と走行面の替わりに、摺動材を１次側
要素，２次側要素に設けて、摺動によって、空隙を保持
することも可能である。

【０１０５】次に前述したコイルエンド部を図１８の１
次側要素構成図により説明する。

【０１０６】１Ａ，１Ｂ，１Ｃは従来の１次側要素の構
成、２Ａ，２Ｂ，２Ｃは本願の１次側要素の構成を示し
たものである。

【０１０７】１Ａ，２Ａは１次側要素の外観図、１Ｂ，
２Ｂは１次側要素のコイルのみの外観図、１Ｃ，２Ｃは
１次側要素の断面図である。

【０１０８】１Ａは磁性材の１平面にコイルを３相に設
けているため、例えばＵ相のコイルが次のスロットのＵ
相にいくにはＶ，Ｗ相のコイルと重なり大きなコイルエ
ンド部を形成している。また１Ｂからわかるように、１
平面にコイルを巻いているためコイルエンド部にも複数
本のコイルが形成され、コイル有効部Ｌａ１に対しコイ
ル無効部として大きなＬｂ１を形成しているため大きな
コイルエンド部を形成する要因となっている。

【０１０９】それに対し本願では２Ａ，２Ｂ，２Ｃのよ
うに、直方体の磁性材の断面外周に巻装されており、
Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３相でコイルが重なるのはわたりのみで
あるためコイルエンド部を小さく形成出来る。また磁性
材を磁束密度、強度の点から耐えうる最低限の厚さとし
たため、コイル無効部Ｌｂ２をコイル有効部Ｌｂ１に対
して非常に短いものとできたためコイルエンド部による
効率損失を最低限のものとすることが可能となった。

【０１１０】前記の実施例では、リニアインダクション
モータについて示したが、リニアシンクロナスモータで
も同様な構造として、コイルエンド部を短縮することに
より、同様な効果を得ることができる。

【０１１１】

【発明の効果】本発明によれば、モータ出力に寄与しな
い導電材の部分、すなわちコイルエンド部が小さくでき
るので、円筒状リニアモータに近い効率が平板形リニア
モータでも得られる。したがって、製作し易く、かつ効
率の良いリニアモータを得ることができる。

【０１１２】また、吸引力がつりあう構造や制御を用い
るので、車輪等の支持機構への負担が小さく、振動，騒
音の小さい、耐久性に優れたリニアモータを得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例のリニアインダクション
モータの概略外観図である。

【図２】本発明の第１の実施例のリニアインダクション
モータのＸＹ断面図である。

【図３】本発明の第１の実施例のリニアインダクション
モータのＸＺ断面図である。

【図４】本発明の第１の実施例のリニアインダクション
モータのＹＺ断面図である。

【図５】本発明の第１の実施例の駆動回路のブロック図
である。

【図６】本発明の第１の実施例のリニアインダクション
モータを昇降機へ応用した場合の概略外観図である。

【図７】本発明の第２の実施例のリニアインダクション
モータの概略外観図である。

【図８】本発明の第２の実施例のリニアインダクション
モータのＸＹ断面図である。

【図９】本発明の第２の実施例のリニアインダクション
モータのＸＺ断面図である。

【図１０】本発明の第２の実施例リニアインダクション
モータのＹＺ断面図である。

【図１１】本発明の第２の実施例の駆動回路のブロック
図である。

【図１２】本発明の第２の実施例のリニアインダクショ
ンモータを昇降機へ応用した場合の概略外観図である。

【図１３】本発明のリニアインダクションモータを昇降
機へ応用した第３の実施例の概略外観図である。

【図１４】本発明の第４の実施例のリニアインダクショ
ンモータのＸＹ断面図である。

【図１５】本発明の第５の実施例の駆動回路のブロック
図である。

【図１６】本発明の第６の実施例のリニアインダクショ
ンモータの一次側要素の断面図である。

【図１７】本発明の第６の実施例のリニアインダクショ
ンモータを動く歩道へ応用した場合の概略断面図であ
る。

【図１８】本発明のコイルエンド部の説明図である。

【符号の説明】

１０…１次側要素、２０…２次側要素、１０１，１０２
…１次コイル(コイル)、１０３，１０４…１次磁性材
（１次コア）、２０１，２０２…２次導電材、２０４…
２次磁性材（２次ヨーク）。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】コイルと磁性材からなる１次側要素と、導
   電材、または磁性材、または導電材と磁性材の組み合わ
   せからなる２次側要素から構成され、前記１次側要素と
   前記２次側要素の対向部で推力を発生せしめるリニアモ
   ータにおいて、 前記１次側要素は、移動体側に設けられ、そのリニアモ
   ータ進行方向に垂直の断面が四辺形を成し、前記四辺形
   の四辺のうち前記２次側要素と対向し推力を発生する対
   向二辺の長さが、他辺の長さより長いことを特徴とする
   リニアモータ。
2. 【請求項２】コイルと磁性材からなる１次側要素と、導
   電材、または磁性材、または導電材と磁性材の組み合わ
   せからなる２次側要素から構成され、前記１次側要素と
   前記２次側要素の対向部で推力を発生せしめるリニアモ
   ータにおいて、 前記推力発生部は、前記１次側要素と、前記１次側要素
   を共有し独立した前記２次側要素とにより同時に二組形
   成されることを特徴とするリニアモータ。
3. 【請求項３】コイルと磁性材からなる１次側要素と、導
   電材、または磁性材、または導電材と磁性材の組み合わ
   せからなる２次側要素から構成され、前記１次側要素と
   前記２次側要素が対向部で推力を発生せしめるリニアモ
   ータにおいて、 前記推力発生部は、唯一の前記１次側要素と、前記１次
   側要素を挟むように設けた前記２次側要素とにより形成
   されることを特徴とするリニアモータ。
4. 【請求項４】コイルと磁性材からなる１次側要素と、導
   電材、または磁性材、または導電材と磁性材の組み合わ
   せからなる２次側要素から構成され、前記１次側要素と
   前記２次側要素の対向部で推力を発生せしめるリニアモ
   ータにおいて、 前記１次側コイルは、移動体側に設けられ、前記１次側
   磁性材を進行方向に垂直に断面したときこの断面外周に
   前記進行方向に沿って巻装するとともに、前記２次側要
   素は前記１次側要素を挟むように移動体の走行全工程に
   亘って対向配置されたことを特徴とするリニアモータ。
5. 【請求項５】コイルと磁性材からなる１次側要素と、導
   電材、または磁性材、または導電材と磁性材の組み合わ
   せからなる２次側要素から構成され、前記１次側要素と
   前記２次側要素の対向部で推力を発生せしめるリニアモ
   ータにおいて、 １次側磁性材内でリニアモータ進行方向に磁束を発生さ
   せるコイルを備え、前記２次側要素は、前記１次側要素
   を挟むように前記１次側コイルを共有し周囲に推力を発
   生するように配置されたことを特徴とするリニアモー
   タ。
6. 【請求項６】移動磁界を発生する１次側要素と、前記１
   次側要素を挟むように設けた二つの２次側要素とを備
   え、前記二つの２次側要素と、これらに各々対向する１
   次側要素の２面をリニアモータの推力発生部とするリニ
   アモータにおいて、 前記１次側要素の他の面に対向して配置された磁性材
   と、前記１次側要素と前記磁性材間に発生する磁気吸引
   力を利用した前記１次側要素と前記１次側要素との間の
   相対移動をガイドする手段を設けたことを特徴とするリ
   ニアモータ。
7. 【請求項７】移動磁界を発生する１次側要素と、前記１
   次側要素を挟むように設けた二つの２次側要素とを備
   え、前記二つの２次側要素と、これらに各々対向する１
   次側要素の２面との間をリニアモータの推力発生部とす
   るリニアモータにおいて、前記推力発生部の前記１次側
   要素と前記２次側要素との間の間隔を保持するガイド手
   段を前記２次側要素の磁性材と前記１次側要素との間に
   設けたことを特徴とするリニアモータ。
8. 【請求項８】コイルと磁性材からなる１次側要素と、導
   電材、または磁性材、または導電材と磁性材の組み合わ
   せからなる２次側要素から構成され、前記１次側要素と
   前記２次側要素の対向部で推力を発生せしめるリニアモ
   ータにおいて、 平行して設けられた二つの前記１次側要素と、これらに
   挟まれて設けられ前記二つの１次側要素が兼用する２次
   導体と、前記二つの１次側要素の前記２次導体との非対
   向面に対向する二つの２次側要素とを設けたことを特徴
   とするリニアモータ。
9. 【請求項９】コイルと磁性材からなる１次側要素と、導
   電材、または磁性材、または導電材と磁性材の組み合わ
   せからなる２次側要素から構成され、前記１次側要素は
   前記２次側要素に挟まれるように構成され、前記１次側
   要素と前記２次側要素は二つの対向部で各々推力を発生
   せしめるリニアモータにおいて、 前記１次側要素の推力発生に寄与する二面に、それぞれ
   リニアモータの進行方向が逆方向となる移動磁界の発生
   部を設けたことを特徴とするリニアモータ。
10. 【請求項１０】昇降路内で乗かごを複数階床間で昇降さ
    せるエレベーターにおいて、 前記昇降路内の前記乗かごの背後に設けられこの乗かご
    の乗降口に平行に設けられた導電材、または磁性材、ま
    たは導電材と磁性材の組み合わせからなる２次側要素
    と、前記２次側要素に挟まれるように設けられ前記２次
    側要素との対向部にリニアモータ推力を発生するコイル
    と磁性材からなる１次側要素と、前記１次側要素と主索
    を介して連結され駆動される前記乗かごとにより構成さ
    れることを特徴とするエレベーター。
11. 【請求項１１】無端状に互いに連結された踏板を駆動し
    乗客を移動させるマンコンベアにおいて、 コイルと磁性材からなる１次側要素と、前記１次側要素
    の周囲を周回し前記踏板の内周に設けられた導電材、ま
    たは磁性材、または導電材と磁性材の組み合わせからな
    る無端状の２次側要素と、前記無端状の２次側要素と前
    記１次側要素との一対の対向部に各々進行方向が逆方向
    となるリニアモータ推力発生部とを設けたことを特徴と
    するマンコンベア。