JPH1141903A - リニアモータの電機子巻線構造 - Google Patents
リニアモータの電機子巻線構造Info
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- JPH1141903A JPH1141903A JP19264197A JP19264197A JPH1141903A JP H1141903 A JPH1141903 A JP H1141903A JP 19264197 A JP19264197 A JP 19264197A JP 19264197 A JP19264197 A JP 19264197A JP H1141903 A JPH1141903 A JP H1141903A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 コイルエンドを無くし、電機子巻線の厚さを
一定にすることのできる電機子巻線構造によって、損
失、製造コスト、吸引力を低減する。 【解決手段】 集中巻きにより形成した環状の帯状コイ
ルの略半周に直線部２３ａと傾斜部３１ａとを交互に連
ねて形成するとともに同様に他の略半周にも直線部２３
ａと傾斜部３１ａとを交互に連ねて形成する。相数個の
この帯状コイルを直線部２３ａが重ならないように且
つ、直線部２３ａが平行となるように並べて重合する。
この重合帯状コイルの両端部を、傾斜部３１ａの中央位
置を直線部２３ａに直交する方向で通過する折り返し線
で内側へ折り曲げる。
一定にすることのできる電機子巻線構造によって、損
失、製造コスト、吸引力を低減する。 【解決手段】 集中巻きにより形成した環状の帯状コイ
ルの略半周に直線部２３ａと傾斜部３１ａとを交互に連
ねて形成するとともに同様に他の略半周にも直線部２３
ａと傾斜部３１ａとを交互に連ねて形成する。相数個の
この帯状コイルを直線部２３ａが重ならないように且
つ、直線部２３ａが平行となるように並べて重合する。
この重合帯状コイルの両端部を、傾斜部３１ａの中央位
置を直線部２３ａに直交する方向で通過する折り返し線
で内側へ折り曲げる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、リニアモータの電
機子巻線構造に関するものである。
機子巻線構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えばスロットの無い電機子巻線構造に
は、電機子巻線のコイルエンドを短くし、磁束密度を大
きくすることでトルク発生効率を向上させたものがあ
る。この種の電機子巻線構造で例えば特開平５−９５６
４４号公報記載のものを図１１、図１２に基づき説明す
る。図１１は従来の電機子巻線構造に用いる素線束の作
成工程を示す説明図、図１２は従来の電機子巻線構造の
説明図である。この例による電機子巻線構造は、複数の
素線を並列して形成した素線束Ｕ、Ｖ、Ｗを、一体とし
て素線束１を形成している。この素線束１を形成するに
は、先ず、直線状に延びる素線束１の両側を挟持する一
対の治具Ａ１、Ａ２を、素線束１の長手方向に所定間隔
ｙで複数配置する。ここで、治具Ａ１、Ａ２は、ｑの長
さを有している。そして、治具Ａ１、Ａ２を、素線束１
の長手方向に圧縮するように押さえつける。これによ
り、素線束１には、各治具Ａ１、Ａ２の一端Ｂ１、Ｂ２
を基点として同一方向にずれたずれ部３が形成される。
このずれ部３には、素線束１の長さ方向に直交する方向
の折り目５が設けられている。素線束１は、図１２に示
すように各折り目５で順次折り返すことにより、一定の
寸法ｑ毎にそれぞれ隣合う板状の巻線７となる。この巻
線７は、素線束Ｕ、Ｖ、Ｗの並ぶ順番が変わることなく
幅方向に延びて形成される。そして、各折り目５を介し
て折り返されたずれ部３のみで素線束１が重なり、図１
２中の斜線で示す範囲の重合部９が形成される。この巻
線７は、素線束１の一方の縁部１ａと他方の縁部１ｂと
が隣合うように筒状に形成され、モータの固定子側の電
機子のコア内面に、回転子のマグネットに対して間隔を
隔てて配置される。また、巻線７の重合部９は、コアの
外側に配設される。これによって、巻線構造の、コアに
対応する部分には重合部９が位置せず、コアの内面から
マグネットの表面までの距離を最小にすることができ
る。この結果、コアとマグネットとの間隔内に発生する
磁束密度を大きくでき、効率よくトルクを発生させるこ
とができた。
は、電機子巻線のコイルエンドを短くし、磁束密度を大
きくすることでトルク発生効率を向上させたものがあ
る。この種の電機子巻線構造で例えば特開平５−９５６
４４号公報記載のものを図１１、図１２に基づき説明す
る。図１１は従来の電機子巻線構造に用いる素線束の作
成工程を示す説明図、図１２は従来の電機子巻線構造の
説明図である。この例による電機子巻線構造は、複数の
素線を並列して形成した素線束Ｕ、Ｖ、Ｗを、一体とし
て素線束１を形成している。この素線束１を形成するに
は、先ず、直線状に延びる素線束１の両側を挟持する一
対の治具Ａ１、Ａ２を、素線束１の長手方向に所定間隔
ｙで複数配置する。ここで、治具Ａ１、Ａ２は、ｑの長
さを有している。そして、治具Ａ１、Ａ２を、素線束１
の長手方向に圧縮するように押さえつける。これによ
り、素線束１には、各治具Ａ１、Ａ２の一端Ｂ１、Ｂ２
を基点として同一方向にずれたずれ部３が形成される。
このずれ部３には、素線束１の長さ方向に直交する方向
の折り目５が設けられている。素線束１は、図１２に示
すように各折り目５で順次折り返すことにより、一定の
寸法ｑ毎にそれぞれ隣合う板状の巻線７となる。この巻
線７は、素線束Ｕ、Ｖ、Ｗの並ぶ順番が変わることなく
幅方向に延びて形成される。そして、各折り目５を介し
て折り返されたずれ部３のみで素線束１が重なり、図１
２中の斜線で示す範囲の重合部９が形成される。この巻
線７は、素線束１の一方の縁部１ａと他方の縁部１ｂと
が隣合うように筒状に形成され、モータの固定子側の電
機子のコア内面に、回転子のマグネットに対して間隔を
隔てて配置される。また、巻線７の重合部９は、コアの
外側に配設される。これによって、巻線構造の、コアに
対応する部分には重合部９が位置せず、コアの内面から
マグネットの表面までの距離を最小にすることができ
る。この結果、コアとマグネットとの間隔内に発生する
磁束密度を大きくでき、効率よくトルクを発生させるこ
とができた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の電機子巻線構造では、素線束の重合部９が素線
束の重なった分だけ厚くなるため、その部分でのバック
ヨークを無くし、その厚さ分を外側に逃がすことで、増
大する厚みを処理していた。そして、界磁永久磁石を素
線束ｑの部分にしか対応させることができなかったた
め、素線束ｑの部分でしか力が発生せず、例えば幅の狭
い構造のモータへ適用した場合には、素線束ｐの占める
割合が素線束ｑに対して大きくなり、力不足などの問題
を引き起こすこととなった。これに対し、電流を大きく
すれば、損失が増大した。また、電機子巻線を重ねて構
成すればするほど、折り返し部分であるコイルエンドの
膨らみが大きくなり、その処理が困難となった。このよ
うな不具合を解消するため、電機子巻線を１段で構成す
れば、損失を少なくするのに界磁永久磁石を厚くしなけ
ればならなかった。換言すれば、電気装荷を上げられな
いため、永久磁石の投入量が多くなり、製造コストが増
大した。更に、上述した従来の電機子巻線構造では、上
述の理由から電機子巻線を１段とすることが強いられる
ため、リニアモータに適用した場合、磁気的ギャップが
狭く吸引力が極端に大きくなり、可動子を支持するガイ
ドの負担が大きくなり、リニアモータの寿命を低下させ
ることになった。本発明は上記状況に鑑みてなされたも
ので、コイルエンドを無くし、電機子巻線の厚さを一定
にすることのできる電機子巻線構造を提供し、損失、製
造コスト、吸引力の低減を図ることを目的とする。
た従来の電機子巻線構造では、素線束の重合部９が素線
束の重なった分だけ厚くなるため、その部分でのバック
ヨークを無くし、その厚さ分を外側に逃がすことで、増
大する厚みを処理していた。そして、界磁永久磁石を素
線束ｑの部分にしか対応させることができなかったた
め、素線束ｑの部分でしか力が発生せず、例えば幅の狭
い構造のモータへ適用した場合には、素線束ｐの占める
割合が素線束ｑに対して大きくなり、力不足などの問題
を引き起こすこととなった。これに対し、電流を大きく
すれば、損失が増大した。また、電機子巻線を重ねて構
成すればするほど、折り返し部分であるコイルエンドの
膨らみが大きくなり、その処理が困難となった。このよ
うな不具合を解消するため、電機子巻線を１段で構成す
れば、損失を少なくするのに界磁永久磁石を厚くしなけ
ればならなかった。換言すれば、電気装荷を上げられな
いため、永久磁石の投入量が多くなり、製造コストが増
大した。更に、上述した従来の電機子巻線構造では、上
述の理由から電機子巻線を１段とすることが強いられる
ため、リニアモータに適用した場合、磁気的ギャップが
狭く吸引力が極端に大きくなり、可動子を支持するガイ
ドの負担が大きくなり、リニアモータの寿命を低下させ
ることになった。本発明は上記状況に鑑みてなされたも
ので、コイルエンドを無くし、電機子巻線の厚さを一定
にすることのできる電機子巻線構造を提供し、損失、製
造コスト、吸引力の低減を図ることを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係るリニアモータの電機子巻線構造は、長手
方向に複数の界磁永久磁石を有する固定子と、電機子巻
線を有し、前記固定子上を長手方向に移動自在である可
動子とを有するリニアモータの電機子巻線構造におい
て、前記電機子巻線が、集中巻きにより形成され、且つ
略半周に直線部と傾斜部とが交互に連ねて形成されると
ともに他の略半周にも直線部と傾斜部とが交互に連ねて
形成された環状の帯状コイルで構成され、相数個の前記
帯状コイルが前記直線部が重ならないように且つ前記直
線部が平行となるように並べて重合され、重合された前
記帯状コイルの両端部が前記傾斜部の中央位置を前記直
線部に直交する方向で通過する折り返し線で内側へ折り
曲げられたものである。そして、前記帯状コイルは、直
線部同士が平行であり、傾斜部同士が平行であることを
特徴とするものであってもよい。また、前記帯状コイル
は、直線部同士が平行であり、前記帯状コイルの右側半
周と左側半周の傾斜部同士が左右対称であることを特徴
とするものであってもよい。更に、リニアモータの電機
子巻線構造は、長手方向に複数の界磁永久磁石を有する
固定子と、電機子巻線を有し、前記固定子上を長手方向
に移動自在である可動子とを有するリニアモータの電機
子巻線構造において、前記電機子巻線が、集中巻きによ
り形成され、且つ略半周に直線部と傾斜部とが交互に連
ねて形成されるとともに他の略半周にも直線部と傾斜部
とが交互に連ねて形成された環状の帯状コイルで構成さ
れ、前記帯状コイルの両端部が、前記傾斜部の中央位置
を前記直線部に直交する方向で通過する折り返し線で内
側へ折り曲げられ、該折り曲げた帯状コイルが前記直線
部が重ならないように且つ前記直線部が平行となるよう
に相数個連結されることができる。このように構成した
リニアモータの電機子巻線構造では、２つの素線束が表
裏で重なり、巻線の厚さが一定となる。傾斜部において
も２つの素線束が表裏で重なり、コイルエンドが無くな
る。厚さが一定であるので、電機子巻線を何枚重ねて構
成しても、部分的に膨らみが生じない。リニアモータに
適用した場合、厚さが一定であるので、磁気的ギャップ
が拡げられるようになる。また、電機子巻線構造は、直
線部同士が平行であり、傾斜部同士が平行である帯状コ
イル、又は直線部同士が平行であり、帯状コイルの右側
半周と左側半周の傾斜部同士が左右対称である帯状コイ
ルを折り曲げることにより容易に形成可能になる。更
に、予め折り曲げた帯状コイルを相数個連結した電機子
巻線構造では、重合した複数の帯状コイルを折り曲げる
のに比べて、折り曲げ作業が容易なものとなる。
の本発明に係るリニアモータの電機子巻線構造は、長手
方向に複数の界磁永久磁石を有する固定子と、電機子巻
線を有し、前記固定子上を長手方向に移動自在である可
動子とを有するリニアモータの電機子巻線構造におい
て、前記電機子巻線が、集中巻きにより形成され、且つ
略半周に直線部と傾斜部とが交互に連ねて形成されると
ともに他の略半周にも直線部と傾斜部とが交互に連ねて
形成された環状の帯状コイルで構成され、相数個の前記
帯状コイルが前記直線部が重ならないように且つ前記直
線部が平行となるように並べて重合され、重合された前
記帯状コイルの両端部が前記傾斜部の中央位置を前記直
線部に直交する方向で通過する折り返し線で内側へ折り
曲げられたものである。そして、前記帯状コイルは、直
線部同士が平行であり、傾斜部同士が平行であることを
特徴とするものであってもよい。また、前記帯状コイル
は、直線部同士が平行であり、前記帯状コイルの右側半
周と左側半周の傾斜部同士が左右対称であることを特徴
とするものであってもよい。更に、リニアモータの電機
子巻線構造は、長手方向に複数の界磁永久磁石を有する
固定子と、電機子巻線を有し、前記固定子上を長手方向
に移動自在である可動子とを有するリニアモータの電機
子巻線構造において、前記電機子巻線が、集中巻きによ
り形成され、且つ略半周に直線部と傾斜部とが交互に連
ねて形成されるとともに他の略半周にも直線部と傾斜部
とが交互に連ねて形成された環状の帯状コイルで構成さ
れ、前記帯状コイルの両端部が、前記傾斜部の中央位置
を前記直線部に直交する方向で通過する折り返し線で内
側へ折り曲げられ、該折り曲げた帯状コイルが前記直線
部が重ならないように且つ前記直線部が平行となるよう
に相数個連結されることができる。このように構成した
リニアモータの電機子巻線構造では、２つの素線束が表
裏で重なり、巻線の厚さが一定となる。傾斜部において
も２つの素線束が表裏で重なり、コイルエンドが無くな
る。厚さが一定であるので、電機子巻線を何枚重ねて構
成しても、部分的に膨らみが生じない。リニアモータに
適用した場合、厚さが一定であるので、磁気的ギャップ
が拡げられるようになる。また、電機子巻線構造は、直
線部同士が平行であり、傾斜部同士が平行である帯状コ
イル、又は直線部同士が平行であり、帯状コイルの右側
半周と左側半周の傾斜部同士が左右対称である帯状コイ
ルを折り曲げることにより容易に形成可能になる。更
に、予め折り曲げた帯状コイルを相数個連結した電機子
巻線構造では、重合した複数の帯状コイルを折り曲げる
のに比べて、折り曲げ作業が容易なものとなる。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るリニアモータ
の電機子巻線構造の好適な実施の形態を図面を参照して
詳細に説明する。図１は本発明の第１実施形態に係る電
機子巻線構造を有したリニアモータの斜視図、図２は図
１に示した電機子巻線の平面図、図３は図２に示した電
機子巻線に用いる集中巻帯状コイルの平面図、図４は重
ねられた複数の集中巻帯状コイルを示す平面図である。
この実施形態に係る電機子巻線構造を有したリニアモー
タ１１は、固定子１３と、可動子１５とを備えている。
固定子１３は、長尺材の磁石ヨーク１７と、この磁石ヨ
ーク１７の長手方向に等間隔λで配設された複数の界磁
永久磁石１９とにより構成してある。一方、可動子１５
は、バックヨーク２１と、このバックヨーク２１に固設
した電機子巻線２３とにより構成してある。可動子１５
は、図示しないガイドにより、固定子１３上を、固定子
１３の長手方向に移動自在に支持してある。電機子巻線
２３は、３相４極となっており、図２に示すように中央
の帯状の直線部２３ａが固定子１３の長手方向に平行に
１２個並ぶように形成してある。また、電機子巻線２３
の幅は界磁永久磁石１９の幅Ｗｍと等しく形成してあ
り、一つの直線部２３ａの長さはλ／３となるように形
成してある。次に、電機子巻線２３の作成方法を説明す
る。電機子巻線２３は図３に示す１相分の帯状コイル３
１を、複数個用いて構成してある。帯状コイル３１は、
集中巻きにより形成した環状コイルの略半周に直線部２
３ａと傾斜部３１ａとを交互に連ねて形成し、同様に他
の略半周にも直線部２３ａと傾斜部３１ａとを交互に連
ねることで形成してある。直線部２３ａ同士は全てが平
行となるように配置してあり、傾斜部３１ａ同士も全て
が平行となるように配置してある。また、直線部２３ａ
の幅は、λ／３に形成してある。帯状コイル３１は、同
様に形成したものを３個用いて３相とし、この３個のも
のを図４に示すように両端部を揃え、直線部２３ａが重
ならないように順次平行に並べて固定し重合する。そし
て、この重合帯状コイル３３の両端部３３ａ、３３ｂ
を、傾斜部３１ａの中央位置を直線部２３ａに直交する
方向で通過する折り返し線２５で内側へ折り曲げ、図２
に示す電機子巻線２３を形成する。このようにして構成
した電機子巻線構造によれば、２つの素線束が表裏で重
なるので、従来のように折り返し部分のみで素線束が重
なり、その部分のみが厚くなることがなく、厚さの一定
な巻線を形成することができる。この結果、厚みの不揃
いな巻線に応じてバックヨークを形成せずにすみ、バッ
クヨーク形状を単純なものにすることができる。そし
て、傾斜部３１ａにおいても力を発生するので、コイル
エンドを無くすことができる。この結果、例えば幅の狭
い構造のモータへ適用した場合でも、全ての部分を有効
に使用することができ、効率を向上させることができ
る。また、厚さが一定であるので、電機子巻線を何枚重
ねて構成しても、従来構造のように部分的に厚い部分の
みが重ねるにしたがって膨らむことがない。更に、リニ
アモータに適用した場合、電機子巻線を多段で構成する
ことが可能となるので、磁気的ギャップを拡げることが
でき、吸引力を低減させることができる。この結果、可
動子を支持するガイドの負担が小さくなり、リニアモー
タの耐久性を向上させることができる。なお、上述の第
１実施形態に係る電機子巻線構造では、集中巻きにより
形成した環状コイルの略半周に直線部２３ａと傾斜部３
１ａとを交互に連ねて形成し、同様に他の略半周にも直
線部２３ａと傾斜部３１ａとを交互に連ねることで、１
相分の帯状コイル３１を形成したが、帯状コイルは、他
の過程により作成されるものであってもよい。図５は帯
状コイルの変形例を示す平面図、図６は重ねられた変形
例の集中巻帯状コイルを示す平面図、図７は変形例の集
中巻帯状コイルによって形成した電機子巻線の平面図で
ある。即ち、この変形例による電機子巻線４１の帯状コ
イル４３は、集中巻きにより形成した環状コイルの略半
周に直線部４１ａと傾斜部４３ａとを交互に連ねて形成
し、同様に他の略半周にも直線部４１ａと傾斜部４３ａ
とを交互に連ねることで形成してある。但し、上述の帯
状コイル３１と異なり、直線部４１ａ同士は全てが平行
となるように配置してあるのに対し、傾斜部４３ａは左
右で対称となるように形成してある。即ち、帯状コイル
４３は、上下の突出した亀甲形状となっている。帯状コ
イル４３は、同様に形成したものを３個用いて３相と
し、この３個のものを図６に示すように両端部を揃え、
直線部４１ａが重ならないように順次平行に並べて固定
し重合する。そして、この重合帯状コイル４５の両端部
４５ａ、４５ｂを、傾斜部４３ａの中央位置を直線部４
１ａに直交する方向で通過する折り返し線４７で内側へ
折り曲げることで、図７に示す電機子巻線４１を形成す
ることができる。この電機子巻線４１によっても、２つ
の素線束が表裏で重なるので、厚さの一定な巻線を形成
することができ、上述同様の効果、即ち、バックヨーク
形状の単純化、効率の向上、吸引力の低減を得ることが
できる。次に、本発明に係る電機子巻線構造の第２の実
施形態を図８乃至図１０に基づき説明する。図８は本発
明の第２実施形態に係る電機子巻線構造に用いる集中巻
帯状コイルの平面図、図９は図８に示した集中巻帯状コ
イルを折り曲げた状態の平面図、図１０は図９に示した
集中巻帯状コイルを複数用いて構成した電機子巻線の平
面図である。この実施形態による電機子巻線５１は、図
８に示す１相分の帯状コイル５３を、複数個用いて構成
してある。帯状コイル５３は、集中巻きにより形成した
環状コイルの略半周に直線部５１ａと傾斜部５３ａとを
交互に連ねて形成し、同様に他の略半周にも直線部５１
ａと傾斜部５３ａとを交互に連ねることで形成してあ
る。直線部５１ａ同士は全てが平行となるように配置し
てあり、傾斜部５３ａ同士も全てが平行となるように配
置してある。帯状コイル５３は、第１の実施形態と同様
に、その幅が界磁永久磁石の幅と同じになるように予め
傾斜部５３ａの中央位置を直線部５１ａに直交する方向
で通過する折り返し線５５で内側へ折り曲げ、図９に示
す形状で一相のものを形成しておく。他の相の帯状コイ
ル５３も同様に折り曲げておく。その後、形成した帯状
コイル５３を、図１０に示すように両側の一重の直線部
５１ａ同士を重ね合わせて、直線部５１ａが平行となる
ように連結する。このとき折り曲げピッチは、極ピッチ
λとすれば、８／９×λピッチ毎である。つまり、空心
部分のピッチが８／９×λピッチであるため、毎極毎相
のコイル数が３／８に相当している。このようにして構
成した電機子巻線構造によれば、複数の素線束が表裏で
重なるので、上述した第１実施形態による電機子巻線２
３と同様、厚さの一定な巻線を形成することができ、こ
れにより、バックヨーク形状の単純化、効率の向上、吸
引力の低減の効果を得ることができる。またこれに加
え、この実施形態による電機子巻線構造によれば、個々
に折り曲げた帯状コイル５３を各相ごとに連結するの
で、重合した複数の帯状コイルを折り曲げるのに比べ
て、折り曲げ作業を容易にすることができる。なお、上
述した２つの実施形態では、電機子巻線を４極または８
極で構成する場合を例に説明したが、本発明に係る電機
子巻線構造は、帯状コイルの階段数（直線部と傾斜部と
で構成される段部の数）を多くすることにより、多極に
することも可能である。また、４極の電機子巻線をつな
ぎ合わせて多極にすることも可能である。また、上述し
た実施形態では、可動子に電機子巻線、固定子に界磁永
久磁石を配置したが、その逆の構成を採っても良い。
の電機子巻線構造の好適な実施の形態を図面を参照して
詳細に説明する。図１は本発明の第１実施形態に係る電
機子巻線構造を有したリニアモータの斜視図、図２は図
１に示した電機子巻線の平面図、図３は図２に示した電
機子巻線に用いる集中巻帯状コイルの平面図、図４は重
ねられた複数の集中巻帯状コイルを示す平面図である。
この実施形態に係る電機子巻線構造を有したリニアモー
タ１１は、固定子１３と、可動子１５とを備えている。
固定子１３は、長尺材の磁石ヨーク１７と、この磁石ヨ
ーク１７の長手方向に等間隔λで配設された複数の界磁
永久磁石１９とにより構成してある。一方、可動子１５
は、バックヨーク２１と、このバックヨーク２１に固設
した電機子巻線２３とにより構成してある。可動子１５
は、図示しないガイドにより、固定子１３上を、固定子
１３の長手方向に移動自在に支持してある。電機子巻線
２３は、３相４極となっており、図２に示すように中央
の帯状の直線部２３ａが固定子１３の長手方向に平行に
１２個並ぶように形成してある。また、電機子巻線２３
の幅は界磁永久磁石１９の幅Ｗｍと等しく形成してあ
り、一つの直線部２３ａの長さはλ／３となるように形
成してある。次に、電機子巻線２３の作成方法を説明す
る。電機子巻線２３は図３に示す１相分の帯状コイル３
１を、複数個用いて構成してある。帯状コイル３１は、
集中巻きにより形成した環状コイルの略半周に直線部２
３ａと傾斜部３１ａとを交互に連ねて形成し、同様に他
の略半周にも直線部２３ａと傾斜部３１ａとを交互に連
ねることで形成してある。直線部２３ａ同士は全てが平
行となるように配置してあり、傾斜部３１ａ同士も全て
が平行となるように配置してある。また、直線部２３ａ
の幅は、λ／３に形成してある。帯状コイル３１は、同
様に形成したものを３個用いて３相とし、この３個のも
のを図４に示すように両端部を揃え、直線部２３ａが重
ならないように順次平行に並べて固定し重合する。そし
て、この重合帯状コイル３３の両端部３３ａ、３３ｂ
を、傾斜部３１ａの中央位置を直線部２３ａに直交する
方向で通過する折り返し線２５で内側へ折り曲げ、図２
に示す電機子巻線２３を形成する。このようにして構成
した電機子巻線構造によれば、２つの素線束が表裏で重
なるので、従来のように折り返し部分のみで素線束が重
なり、その部分のみが厚くなることがなく、厚さの一定
な巻線を形成することができる。この結果、厚みの不揃
いな巻線に応じてバックヨークを形成せずにすみ、バッ
クヨーク形状を単純なものにすることができる。そし
て、傾斜部３１ａにおいても力を発生するので、コイル
エンドを無くすことができる。この結果、例えば幅の狭
い構造のモータへ適用した場合でも、全ての部分を有効
に使用することができ、効率を向上させることができ
る。また、厚さが一定であるので、電機子巻線を何枚重
ねて構成しても、従来構造のように部分的に厚い部分の
みが重ねるにしたがって膨らむことがない。更に、リニ
アモータに適用した場合、電機子巻線を多段で構成する
ことが可能となるので、磁気的ギャップを拡げることが
でき、吸引力を低減させることができる。この結果、可
動子を支持するガイドの負担が小さくなり、リニアモー
タの耐久性を向上させることができる。なお、上述の第
１実施形態に係る電機子巻線構造では、集中巻きにより
形成した環状コイルの略半周に直線部２３ａと傾斜部３
１ａとを交互に連ねて形成し、同様に他の略半周にも直
線部２３ａと傾斜部３１ａとを交互に連ねることで、１
相分の帯状コイル３１を形成したが、帯状コイルは、他
の過程により作成されるものであってもよい。図５は帯
状コイルの変形例を示す平面図、図６は重ねられた変形
例の集中巻帯状コイルを示す平面図、図７は変形例の集
中巻帯状コイルによって形成した電機子巻線の平面図で
ある。即ち、この変形例による電機子巻線４１の帯状コ
イル４３は、集中巻きにより形成した環状コイルの略半
周に直線部４１ａと傾斜部４３ａとを交互に連ねて形成
し、同様に他の略半周にも直線部４１ａと傾斜部４３ａ
とを交互に連ねることで形成してある。但し、上述の帯
状コイル３１と異なり、直線部４１ａ同士は全てが平行
となるように配置してあるのに対し、傾斜部４３ａは左
右で対称となるように形成してある。即ち、帯状コイル
４３は、上下の突出した亀甲形状となっている。帯状コ
イル４３は、同様に形成したものを３個用いて３相と
し、この３個のものを図６に示すように両端部を揃え、
直線部４１ａが重ならないように順次平行に並べて固定
し重合する。そして、この重合帯状コイル４５の両端部
４５ａ、４５ｂを、傾斜部４３ａの中央位置を直線部４
１ａに直交する方向で通過する折り返し線４７で内側へ
折り曲げることで、図７に示す電機子巻線４１を形成す
ることができる。この電機子巻線４１によっても、２つ
の素線束が表裏で重なるので、厚さの一定な巻線を形成
することができ、上述同様の効果、即ち、バックヨーク
形状の単純化、効率の向上、吸引力の低減を得ることが
できる。次に、本発明に係る電機子巻線構造の第２の実
施形態を図８乃至図１０に基づき説明する。図８は本発
明の第２実施形態に係る電機子巻線構造に用いる集中巻
帯状コイルの平面図、図９は図８に示した集中巻帯状コ
イルを折り曲げた状態の平面図、図１０は図９に示した
集中巻帯状コイルを複数用いて構成した電機子巻線の平
面図である。この実施形態による電機子巻線５１は、図
８に示す１相分の帯状コイル５３を、複数個用いて構成
してある。帯状コイル５３は、集中巻きにより形成した
環状コイルの略半周に直線部５１ａと傾斜部５３ａとを
交互に連ねて形成し、同様に他の略半周にも直線部５１
ａと傾斜部５３ａとを交互に連ねることで形成してあ
る。直線部５１ａ同士は全てが平行となるように配置し
てあり、傾斜部５３ａ同士も全てが平行となるように配
置してある。帯状コイル５３は、第１の実施形態と同様
に、その幅が界磁永久磁石の幅と同じになるように予め
傾斜部５３ａの中央位置を直線部５１ａに直交する方向
で通過する折り返し線５５で内側へ折り曲げ、図９に示
す形状で一相のものを形成しておく。他の相の帯状コイ
ル５３も同様に折り曲げておく。その後、形成した帯状
コイル５３を、図１０に示すように両側の一重の直線部
５１ａ同士を重ね合わせて、直線部５１ａが平行となる
ように連結する。このとき折り曲げピッチは、極ピッチ
λとすれば、８／９×λピッチ毎である。つまり、空心
部分のピッチが８／９×λピッチであるため、毎極毎相
のコイル数が３／８に相当している。このようにして構
成した電機子巻線構造によれば、複数の素線束が表裏で
重なるので、上述した第１実施形態による電機子巻線２
３と同様、厚さの一定な巻線を形成することができ、こ
れにより、バックヨーク形状の単純化、効率の向上、吸
引力の低減の効果を得ることができる。またこれに加
え、この実施形態による電機子巻線構造によれば、個々
に折り曲げた帯状コイル５３を各相ごとに連結するの
で、重合した複数の帯状コイルを折り曲げるのに比べ
て、折り曲げ作業を容易にすることができる。なお、上
述した２つの実施形態では、電機子巻線を４極または８
極で構成する場合を例に説明したが、本発明に係る電機
子巻線構造は、帯状コイルの階段数（直線部と傾斜部と
で構成される段部の数）を多くすることにより、多極に
することも可能である。また、４極の電機子巻線をつな
ぎ合わせて多極にすることも可能である。また、上述し
た実施形態では、可動子に電機子巻線、固定子に界磁永
久磁石を配置したが、その逆の構成を採っても良い。
【０００６】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
るリニアモータの電機子巻線構造によれば、２つの素線
束が表裏で重なるので、厚さの一定な巻線を形成するこ
とができる。傾斜部においても力を発生するので、コイ
ルエンドを無くすことができ、効率を向上させることが
できる。厚さが一定であるので、電機子巻線を何枚重ね
て構成しても、部分的に厚い部分のみが膨らむことがな
い。リニアモータに適用した場合、磁気的ギャップを拡
げることができ、吸引力を低減させることができる。ま
た、電機子巻線構造は、直線部同士が平行であり、傾斜
部同士が平行である帯状コイル、又は直線部同士が平行
であり、帯状コイルの右側半周と左側半周の傾斜部同士
が左右対称である帯状コイルを折り曲げることにより容
易に形成することができる。更に、予め折り曲げた帯状
コイルを相数個連結した電機子巻線構造によれば、上述
の効率の向上、吸引力の低減の効果を得ることができる
のに加え、折り曲げ作業を容易にすることができる。
るリニアモータの電機子巻線構造によれば、２つの素線
束が表裏で重なるので、厚さの一定な巻線を形成するこ
とができる。傾斜部においても力を発生するので、コイ
ルエンドを無くすことができ、効率を向上させることが
できる。厚さが一定であるので、電機子巻線を何枚重ね
て構成しても、部分的に厚い部分のみが膨らむことがな
い。リニアモータに適用した場合、磁気的ギャップを拡
げることができ、吸引力を低減させることができる。ま
た、電機子巻線構造は、直線部同士が平行であり、傾斜
部同士が平行である帯状コイル、又は直線部同士が平行
であり、帯状コイルの右側半周と左側半周の傾斜部同士
が左右対称である帯状コイルを折り曲げることにより容
易に形成することができる。更に、予め折り曲げた帯状
コイルを相数個連結した電機子巻線構造によれば、上述
の効率の向上、吸引力の低減の効果を得ることができる
のに加え、折り曲げ作業を容易にすることができる。
【図１】本発明の第１実施形態に係る電機子巻線構造を
有したリニアモータの斜視図である。
有したリニアモータの斜視図である。
【図２】図１に示した電機子巻線の平面図である。
【図３】図２に示した電機子巻線に用いる集中巻帯状コ
イルの平面図である。
イルの平面図である。
【図４】重ねられた複数の集中巻帯状コイルを示す平面
図である。
図である。
【図５】帯状コイルの変形例を示す平面図である。
【図６】重ねられた変形例の集中巻帯状コイルを示す平
面図である。
面図である。
【図７】変形例の集中巻帯状コイルによって形成した電
機子巻線の平面図である。
機子巻線の平面図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る電機子巻線構造に
用いる集中巻帯状コイルの平面図である。
用いる集中巻帯状コイルの平面図である。
【図９】図８に示した集中巻帯状コイルを折り曲げた状
態の平面図である。
態の平面図である。
【図１０】図９に示した集中巻帯状コイルを複数用いて
構成した電機子巻線の平面図である。
構成した電機子巻線の平面図である。
【図１１】従来の電機子巻線構造に用いる素線束の作成
工程を示す説明図である。
工程を示す説明図である。
【図１２】従来の電機子巻線構造の説明図である。
２３、４１、５１ 電機子巻線 ２３ａ、４１ａ、５１ａ 直線部 ２５、４７、５５ 折り返し線 ３１、４３、５３ 帯状コイル ３１ａ、４３ａ、５３ａ 傾斜部 ３３、４５ 重合帯状コイル ３３ａ、３３ｂ、４５ａ、４５ｂ 両端部
Claims (4)
- 【請求項１】 長手方向に複数の界磁永久磁石を有する
固定子と、電機子巻線を有し、前記固定子上を長手方向
に移動自在である可動子とを有するリニアモータの電機
子巻線構造において、 前記電機子巻線が、集中巻きにより形成され、且つ略半
周に直線部と傾斜部とが交互に連ねて形成されるととも
に他の略半周にも直線部と傾斜部とが交互に連ねて形成
された環状の帯状コイルで構成され、 相数個の前記帯状コイルが前記直線部が重ならないよう
に且つ前記直線部が平行となるように並べて重合され、
重合された前記帯状コイルの両端部が前記傾斜部の中央
位置を前記直線部に直交する方向で通過する折り返し線
で内側へ折り曲げられたことを特徴とするリニアモータ
の電機子巻線構造。 - 【請求項２】 前記帯状コイルが、直線部同士が平行で
あり、傾斜部同士が平行であることを特徴とする請求項
１記載のリニアモータの電機子巻線構造。 - 【請求項３】 前記帯状コイルが、直線部同士が平行で
あり、前記帯状コイルの右側半周と左側半周の傾斜部同
士が左右対称であることを特徴とする請求項１記載のリ
ニアモータの電機子巻線構造。 - 【請求項４】 長手方向に複数の界磁永久磁石を有する
固定子と、電機子巻線を有し、前記固定子上を長手方向
に移動自在である可動子とを有するリニアモータの電機
子巻線構造において、 前記電機子巻線が、集中巻きにより形成され、且つ略半
周に直線部と傾斜部とが交互に連ねて形成されるととも
に他の略半周にも直線部と傾斜部とが交互に連ねて形成
された環状の帯状コイルで構成され、 前記帯状コイルの両端部が、前記傾斜部の中央位置を前
記直線部に直交する方向で通過する折り返し線で内側へ
折り曲げられ、該折り曲げた帯状コイルが前記直線部が
重ならないように且つ前記直線部が平行となるように相
数個連結されたことを特徴とするリニアモータの電機子
巻線構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19264197A JP3870991B2 (ja) | 1997-07-17 | 1997-07-17 | リニアモータの電機子巻線構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19264197A JP3870991B2 (ja) | 1997-07-17 | 1997-07-17 | リニアモータの電機子巻線構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1141903A true JPH1141903A (ja) | 1999-02-12 |
| JP3870991B2 JP3870991B2 (ja) | 2007-01-24 |
Family
ID=16294636
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19264197A Expired - Fee Related JP3870991B2 (ja) | 1997-07-17 | 1997-07-17 | リニアモータの電機子巻線構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3870991B2 (ja) |
-
1997
- 1997-07-17 JP JP19264197A patent/JP3870991B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3870991B2 (ja) | 2007-01-24 |
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