(57)【要約】【課題】磁極ティースに巻回された駆動コイルの巻始め線、巻終わり線の数を減らし組立性の向上を図る。【解決手段】継鉄部１５と、継鉄部１５からそれぞれ反対方向に向かって延設された第１磁極ティース１３及び第２磁極ティース１４を有するコアブロック１２を備え、コアブロック１２はリニアモータ駆動方向に沿って順次配列されており、第１磁極ティース１３には第１駆動コイル２６ａが巻回され、第２磁極ティース１４には第２駆動コイル２６ｂが巻回され、第１駆動コイル２６ａと第２駆動コイル２６ｂとが切断されることなく渡り線３７を介して連続的に巻線されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
継鉄部と、上記継鉄部からそれぞれ反対方向に向かって延設された第１磁極ティース及び第２磁極ティースを有するコアブロックを備え、
上記コアブロックはリニアモータ駆動方向に沿って順次配列されており、
上記第１磁極ティースには第１駆動コイルが巻回され、
上記第２磁極ティースには第２駆動コイルが巻回され、
上記第１駆動コイルと上記第２駆動コイルとが切断されることなく渡り線を介して連続的に巻線されていることを特徴とするリニアモータの電機子。
【請求項２】
上記第１磁極ティースの少なくとも第１端面には第１インシュレータが、上記第１磁極ティースの少なくとも第２端面には第２インシュレータが設けられ、
上記第２磁極ティースの少なくとも第３端面には第３インシュレータが、上記第２磁極ティースの少なくとも第４端面には第４インシュレータが設けられ、
上記第１インシュレータと上記第３インシュレータの間、または上記第２インシュレータと第４インシュレータの間に、上記第１駆動コイルと上記第２駆動コイルを繋ぐ上記渡り線を囲う絶縁壁を有する渡り溝部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のリニアモータの電機子。
【請求項３】
上記第１インシュレータと上記第３インシュレータとの間、または上記第２インシュレータと第４インシュレータの間に、連結部が一体的に設けられ、上記連結部には上記第１駆動コイルと上記第２駆動コイルを繋ぐ上記渡り線を囲う絶縁壁を有する渡り溝部が形成されていることを特徴とする請求項２に記載のリニアモータの電機子。
【請求項４】
上記渡り溝部は、上記第１インシュレータに設けられた上記第１駆動コイルの巻き終わり溝と上記第３インシュレータに設けられた上記第２駆動コイルの巻き始め溝、または上記第２インシュレータに設けられた上記第１駆動コイルの巻き終わり溝と上記第４インシュレータに設けられた上記第２駆動コイルの巻き始め溝に繋がっていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のリニアモータの電機子。
【請求項５】
上記第１インシュレータには上記第１駆動コイルの巻き始め溝が設けられ、上記第３インシュレータには上記第２駆動コイルの巻き終わり溝が設けられていることを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか１項に記載のリニアモータの電機子。
【請求項６】
リニアモータ駆動方向に延在すると共に相互に対向して配置される一対の界磁ヨークと、上記界磁ヨーク上にモータ駆動方向に沿って所定の間隔で配置され交互に極性が異なる複数の永久磁石とを有するリニアモータの界磁磁極と、
上記第１磁極ティース及び上記第２磁極ティースが、上記界磁磁極の上記永久磁石と所定の空隙を介して配置された請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のリニアモータの電機子とを備えたことを特徴とするリニアモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、リニアモータの構造に関し、特にリニアモータの電機子構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、交互に極性が異なる複数の永久磁石を隣り合わせに並べて配置した界磁ヨークと、界磁ヨークの長手方向に沿って永久磁石列と磁気的空隙を介して対向配置した電機子とを備え、電機子は、略Ｉ字状の電磁鋼板を上下に積層してなる複数のコアブロックを順次に嵌合連結した電機子コアと各々のコアブロックに巻装した電機子コイルとで構成され、界磁ヨークと電機子との何れか一方を固定子に、他方を可動子として、界磁ヨークと電機子を相対的に走行するようにしたリニアモータにおいて、電機子コイルは、コイル導体の挿入側となる巻始め部分と取り出し側となる巻終わり部分が各々のコアブロックの下部に配置してあり、コアブロックの下部の継鉄部に沿った電機子コイルのコイルエンド部の内周側スペースに、各々のコアブロックから出る電機子コイルの同相間コイル導体の渡り線を接続する第１導体接続板と、異相間コイル導体の中性点を接続する第２導体接続板を有する配線基板を設けているのものがあった（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−３３３４３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来のリニアモータにおいては、略Ｉ字状のコアブロックに巻回したコイル導体の巻始め部分と巻終わり部分を全て導体接続板に接続する必要があり、例えば９個のＩ字状コアブロックを有するリニアモータの場合、コアブロック１個につき巻始め部分が２箇所、巻終わり部分が２箇所あり、リニアモータ全体としては３６箇所の接続を行う必要があり組立工数が多くなる。そして、この接続箇所はリニアモータを構成するコアブロックの個数が増えるほど多くなりコストアップの要因の一つとなる。
【０００５】
この発明は上記の問題点を解消するためになされたものであり、リニアモータの電機子の駆動コイルの巻始め線と巻き終わり線をコアブロック１個あたりそれぞれ１個ずつとし、従来より駆動コイルの巻始め線と巻き終わり線の接続個数を半分に減らすことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係るリニアモータの電機子は、継鉄部と、継鉄部からそれぞれ反対方向に向かって延設された第１磁極ティース及び第２磁極ティースを有するコアブロックを備え、コアブロックはリニアモータ駆動方向に沿って順次配列されており、第１磁極ティースには第１駆動コイルが巻回され、第２磁極ティースには第２駆動コイルが巻回され、第１駆動コイルと第２駆動コイルとが切断されることなく渡り線を介して連続的に巻線されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によるリニアモータの電機子によれば、第１及び第２磁極ティースに巻回される第１駆動コイルと第２駆動コイルは切断されず渡り線を介して連続的に繋がっているため、第１及び第２駆動コイルの巻始め線と巻き終わり線の数はコアブロック１個あたりそれぞれ１個ずつ、合計２個となり、駆動コイルの巻始め線と巻き終わり線の接続個数も２個となる。例えば、９個のコアブロックを有するリニアモータの電機子の場合、駆動コイルの巻始め線と巻き終わり線用の全接続個数は１８個となり、従来より接続個数を半分に減らすことができ組立コストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図に基づいて説明する。
【０００９】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係るリニアモータの正面図、図２は図１のリニアモータの側断面図（図１のＩＩ−ＩＩ線断面）、図３は図１のリニアモータにおいて界磁磁極および締結部材を省略した正面図を示す。
【００１０】
図において、リニアモータの界磁磁極１は、リニアモータ駆動方向（図１の矢印Ａの方向（両向き））に延在すると共に相互に対向して配置される一対の界磁ヨーク２ａ，２ｂと、界磁ヨーク２ａ，２ｂ上にモータ駆動方向に沿って所定の間隔で配置され交互に極性が異なる複数の永久磁石３ａ，３ｂを備えている。
【００１１】
また、リニアモータの電機子４は、界磁磁極１の永久磁石３ａ，３ｂと所定の空隙を介して配置され、複数個の電機子ユニット３０がモータ駆動方向に沿って順次配置されることにより構成されている。各電機子ユニット３０は、後述するようにコアブロック１２の第１及び第２磁極ティース１３及び１４に第１及び第２駆動コイル２６ａ及び２６ｂが巻回されている。そして、複数個配列された電機子ユニット３０は、締結部材７とねじ穴８ａを有する連結棒８とで挟み込まれ、コアブロック１２（後述）の中央に設けられた連結穴１０にボルト１１を通して締め上げることで固定されている。
【００１２】
次に、電機子ユニット３０を構成する部品について説明する。電機子ユニット３０は、図４に示すような、継鉄部１５と、継鉄部１５からそれぞれ上記の界磁ヨーク２ａ，２ｂに向かって延設された第１磁極ティース１３及び第２磁極ティース１４とから構成されたコアブロック１２を有している。第１磁極ティース１３は第１端面１３ａ及び第２端面１３ｂを有し、第２磁極ティース１４は第３端面１４ａ及び第４端面１４ｂを有している。なお、上記コアブロック１２は、例えば電磁鋼板を複数枚積み重ねて、カシメや接着剤等により固着することにより構成されている。
【００１３】
図５は図４のコアブロック１２に装着される第１インシュレータ１７及び第３インシュレータ１８を示す斜視図である。第１インシュレータ１７は、コアブロック１２の第１磁極ティース１３の第１端面１３ａに装着され、第３インシュレータ１８は、コアブロック１２の第２磁極ティース１４の第３端面１４ａに装着される。第１インシュレータ１７は、第１磁極ティース１３の少なくとも第１端面１３ａを被覆する第１胴体部１７ａを有し、第１胴体部１７ａの両側には側壁部１７ｂ、１７ｃが設けられている。また、第３インシュレータ１８は、第２磁極ティース１４の少なくとも第３端面１４ａを被覆する第３胴体部１８ａを有し、第３胴体部１８ａの両側には側壁部１８ｂ、１８ｃが設けられている。第１胴体部１７ａの側壁部１７ｂ，１７ｃには第１巻き始め溝４０ａ及び第１巻き終わり溝４０ｂが設けられ、第３胴体部１８ａの側壁部１８ｂ，１８ｃには第２巻き始め溝４１ａ及び第２巻終わり溝４１ｂが設けられている。さらに、側壁部１７ｂ，１７ｃ，１８ｂ，１８ｃには、後述する結線部材３６が係合するための係合突起３３ａ，３３ｂと係合溝３４ａ，３４ｂが形成されている。また、第１インシュレータ１７と第３インシュレータ１８とは、連結部５０により連結一体化している。連結部５０は、第１巻き終わり溝４０ｂと第２巻き始め溝４１ａを連絡すると共にその両側面が絶縁壁により囲まれた渡り溝部２２を有している。なお、第１インシュレータ１７及び第３インシュレータ１８は、駆動コイルの結線側インシュレータとなる。
【００１４】
図６は図４のコアブロック１２に装着される第２インシュレータ１９及び第４インシュレータ２０を示す斜視図である。第２及び第４インシュレータ１９、２０は、コアブロック１２の第１磁極ティース１３の第２端面１３ｂ及び第２磁極ティース１４の第４端面１４ｂに装着される。第２及び第４インシュレータ１９、２０は、第１磁極ティース１３の少なくとも第２端面１３ｂ及び第２磁極ティース１４の少なくとも第４端面１４ｂを被覆する第２及び第４胴体部１９ａ、２０ａを有し、第２及び第４胴体部１９ａ、２０ａの両側には側壁部１９ｂ、１９ｃ、２０ｂ、２０ｃが設けられている。なお、第２及び第４インシュレータ１９、２０は、駆動コイルの反結線側インシュレータとなる。
【００１５】
次に、電機子ユニット３０の組立について説明する。まず、図７及び図８に示すように、結線側となる第１及び第３インシュレータ１７、１８と、反結線側となる第２及び第４インシュレータ１９、２０を、コアブロック１２の第１磁極ティース１３及び第２磁極ティース１４に装着する。つまり、第１インシュレータ１７の第１胴体部１７ａを第１磁極ティース１３の第１端面１３ａに装着し、第３インシュレータ１８の第３胴体部１８ａを第２磁極ティース１４の第３端面１４ａに装着すると共に、第２インシュレータ１９の第２胴体部１９ａを第１磁極ティース１３の第２端面１３ｂに装着し、第４インシュレータ２０の第４胴体部２０ａを第２磁極ティース１４の第４端面１４ｂに装着する。なお、図８において、２５は電線３２（後述）が巻回される第１巻回部を表し、２７は電線３２が巻回される第２巻回部を表している。
【００１６】
図９は、図８のようにコアブロック１２に第１〜第４インシュレータ１７，１８，１９，２０を組み付けた状態で、電線３２を巻回した状態を示す正面図である。また、図１０は図９のＸ−Ｘ線の一部断面図である。図において、まず、第１インシュレータ１７の側壁部１７ｂに設けられた第１巻き始め溝４０ａより電線３２を導入し、電線３２の巻き始め線２８を保持した状態で、第１磁極ティース１３の第１巻回部２５（図８参照）に複数層の巻線を行い、第１駆動コイル２６ａを成形する。次に、第１巻回部２５に巻き終わった電線３２は切断せずに、第１インシュレータ１７の側壁部１７ｃの第１巻き終わり溝４０ｂを通して、連結部５０の渡り溝部２２に渡り線３７を通す。そして、この渡り線３７を、第３インシュレータ１８の側壁部１８ｂの第２巻き始め溝４１ａを介して第２磁極ティース１４の第２巻回部２７（図８参照）に導入し、第２巻回部２７に複数層の巻線を行い、第２駆動コイル２６ｂを成形する。電線３２の巻終わり線２９は、第３インシュレータ１８の側壁部１８ｃの第２巻き終わり溝４１ｂに引っ掛けることにより、マテリアルハンドリング等により電線３２が解けるのを防ぐ。
【００１７】
次に、上記の順序で組み立てられた電機子ユニット３０を複数個用意して、図３に示すように、リニアモータ駆動方向に所定の順序、例えばＵ相、Ｖ相、Ｗ相の順序で配列する。そして、板状導電性の結線部材３６の一方を、第１インシュレータ１７に形成された係合突起３３ａ及び係合溝３４ａに係合させると共に、同じく板状導電性の結線部材３６の他方を、第３インシュレータ１８に形成された係合突起３３ｂ及び係合溝３４ｂに係合させる。そして、上記結線部材３６の一方側に電機子ユニット３０の巻き始め線２８を電気的に接続すると共に、上記結線部材３６の他方側に電機子ユニット３０の巻終わり線２９を電気的に接続する。さらに、上記結線部材３６の一方側にリニアモータ駆動方向に延びる中性点接続用リード線３５ａ及び３５ｂを接続すると共に、上記結線部材３６の他方側にリニアモータ駆動方向に延びる電源供給用リード線３８ａ（Ｕ相），３８ｂ（Ｖ相），３８ｃ（Ｗ相）を接続する。なお、図３において、各電気的接続点は黒く塗りつぶしている。最後に、図１及び図２に示すように、各電機子ユニット３０を締結部材７、連結棒８、固定ネジ１１によって固定する。なお、図１１に示すように、締結部材７には、渡り線３７を沿わせた渡り溝部２２との干渉を避けるために切り欠き部３１が設けられている。
【００１８】
以上のように、実施の形態１によれば、第１及び第２磁極ティース１３，１４に巻回される第１駆動コイル２６ａと第２駆動コイル２６ｂは切断されず渡り線３７を介して連続的に繋がっているため、第１及び第２駆動コイル２６ａ、２６ｂの巻始め線２８と巻き終わり線２９の数はコアブロック１個あたりそれぞれ１個ずつ、合計２個となり、巻始め線２８と巻き終わり線２９を接続する接続個数も２個となる。例えば、９個のコアブロック１２を有するリニアモータの電機子の場合、巻始め線２８と巻き終わり線２９を接続するための全接続個数は１８個となり、従来より接続個数を半分に減らすことができ組立コストを低減できる。
【００１９】
また、第１磁極ティース１３の少なくとも第１端面１３ａに第１インシュレータ１７が設けられ、第１磁極ティース１３の少なくとも第２端面１３ｂに第２インシュレータ１９が設けられ、第２磁極ティース１４の少なくとも第３端面１４ａに第３インシュレータ１８が設けられ、第２磁極ティース１４の少なくとも第４端面１４ｂに第４インシュレータ２０が設けられると共に、第１インシュレータ１７と第３インシュレータ１８の間に、第１駆動コイル２６ａと第２駆動コイル２６ｂを繋ぐ渡り線３７を囲う絶縁壁を有する渡り溝部２２が設けられているので、渡り線３７の絶縁を確保することができ、また、渡り線３７が組立時に他部品との接触によって断線することを防ぐことができ、装置としての信頼性を向上させることができる。
【００２０】
さらに、第１インシュレータ１７と第３インシュレータ１８との間に連結部５０が一体的に設けられているので、部品点数を減らすことができコストが低減できる。
【００２１】
また、渡り溝部２２は、第１インシュレータ１７に設けられた第１駆動コイル２６ａの巻き終わり溝４０ｂと第３インシュレータ１８に設けられた第２駆動コイル２６ｂの巻き始め溝４１ａに繋がっているので、リニアモータの電機子の巻線作業が容易化される。
【００２２】
さらに、第１インシュレータ１７には第１駆動コイル２６ａの巻き始め溝４０ａが設けられ、第３インシュレータ１８には第２駆動コイル２６ｂの巻き終わり溝４１ｂが設けられているので、第１駆動コイル２６ａの巻き始め線２８を巻き始め溝４０ａに引っ掛けるとともに、第２駆動コイル２６ｂの巻き終わり線２９を巻き終わり溝４１ｂに引っ掛けることができ、マテリアルハンドリング等により電線３２が解けるのを防ぐことができる。
【００２３】
実施の形態２．
実施の形態１では、渡り溝部２２が、結線側である第１インシュレータ１７と第３インシュレータ１８の間に形成されている例を示したが、実施の形態２のように、渡り溝部２２を、反結線側である第２インシュレータ１９と第４インシュレータ２０の間に形成しても良い。
【００２４】
図１２はこの発明の実施の形態２に係る結線側の第１及び第３インシュレータ１７，１８と反結線側の第２及び第４インシュレータ１９，２０、並びにこれらのインシュレータが組み付けられたコアブロック１２を示す斜視図であり、図１３は同じく図１２のコアブロック１２を上下反対向きにしたところを示す斜視図である。
【００２５】
本実施の形態では、反結線側の第２インシュレータ１９の第２胴体部１９ａの側壁部１９ｃに第１巻き終わり溝４０ｂが設けられ、同じく反結線側の第４インシュレータ２０の第４胴体部２０ａの側壁部２０ｂに第２巻き始め溝４１ａが設けられている。そして、第２インシュレータ１９と第４インシュレータ２０の間に連結部５０を配設し、この連結部５０に、第１巻き終わり溝４０ｂと第２巻き始め溝４１ａを連絡すると共にその両側面が絶縁壁により囲まれた渡り溝部２２を設けている。すなわち、第１駆動コイル２６ａの巻始め線２８及び第２駆動コイル２６ｂの巻き終わり線２９は結線側の第１及び第３インシュレータ１７，１８にあるのに対して、渡り線３７は反結線側の第２及び第４インシュレータ１９，２０側に配置される。なお、その他の構成は実施の形態と同様である。
【００２６】
以上のように、実施の形態２によれば、第１及び第２磁極ティース１３，１４に巻回される第１駆動コイル２６ａと第２駆動コイル２６ｂは切断されず渡り線３７を介して連続的に繋がっているため、第１及び第２駆動コイル２６ａ、２６ｂの巻始め線２８と巻き終わり線２９の数はコアブロック１個あたりそれぞれ１個ずつ、合計２個となり、巻始め線２８と巻き終わり線２９を接続する接続個数も２個となる。例えば、９個のコアブロック１２を有するリニアモータの電機子の場合、巻始め線２８と巻き終わり線２９を接続するための全接続個数は１８個となり、従来より接続個数を半分に減らすことができ組立コストを低減できる。
【００２７】
また、第１磁極ティース１３の少なくとも第１端面１３ａに第１インシュレータ１７が設けられ、第１磁極ティース１３の少なくとも第２端面１３ｂに第２インシュレータ１９が設けられ、第２磁極ティース１４の少なくとも第３端面１４ａに第３インシュレータ１８が設けられ、第２磁極ティース１４の少なくとも第４端面１４ｂに第４インシュレータ２０が設けられると共に、第２インシュレータ１９と第４インシュレータ２０の間に、第１駆動コイル２６ａと第２駆動コイル２６ｂを繋ぐ渡り線３７を囲う絶縁壁を有する渡り溝部２２が設けられているので、渡り線３７の絶縁を確保することができ、また、渡り線３７が組立時に他部品との接触によって断線することを防ぐことができ、装置としての信頼性を向上させることができる。
【００２８】
さらに、第２インシュレータ１９と第４インシュレータ２０との間に連結部５０が一体的に設けられているので、部品点数を減らすことができコストが低減できる。
【００２９】
また、渡り溝部２２は、第２インシュレータ１９に設けられた第１駆動コイル２６ａの巻き終わり溝４０ｂと第４インシュレータ２０に設けられた第２駆動コイル２６ｂの巻き始め溝４１ａに繋がっているので、リニアモータの電機子の巻線作業が容易化される。
【００３０】
その他の実施の形態．
上記実施の形態では、第１及び第２駆動コイル２６ａ及び２６ｂを巻回した電機子ユニット３０を順次並べて電機子４を構成した、いわゆる集中巻の電機子を用いたリニアモータの例について説明したが、図１４に示すように、駆動コイルを巻回しない補極ティース３９と電機子ユニット３０を交互に並べて構成した、いわゆる分散集中巻の電機子４０を用いたリニアモータに適用しても良く、上記実施の形態と同様の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】この発明の実施の形態１に係るリニアモータを示す正面図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係るリニアモータを示す側断面図（図１のＩＩ−ＩＩ線断面）である。
【図３】この発明の実施の形態１に係るリニアモータにおいて界磁磁極および締結部材を省略した正面図を示す。
【図４】この発明の実施の形態１に係る電機子ユニットのコアブロックを示す斜視図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係る第１及び第３インシュレータを示す斜視図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係る第２及び第４インシュレータを示す斜視図である。
【図７】この発明の実施の形態１に係る駆動コイルを除いた電機子ユニットの組立状態を説明するための斜視図である。
【図８】この発明の実施の形態１に係る駆動コイルを除いた電機子ユニットの組立状態を示す斜視図である。
【図９】この発明の実施の形態１に係る電機子ユニットの組立状態を示す正面図である。
【図１０】図９のＸ−Ｘ線に沿う一部断面図である。
【図１１】図１のＸＩ−ＸＩ線に沿う一部断面図である。
【図１２】この発明の実施の形態２に係る駆動コイルを除いた電機子ユニットの組立状態斜視図である。
【図１３】この発明の実施の形態２に係る駆動コイルを除いた電機子ユニットの組立状態斜視図である。
【図１４】この発明のその他の実施の形態に係るリニアモータの電機子を示す正面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  固定子、３ａ，３ｂ  永久磁石、４  電機子、１２  コアブロック、
１３  第一磁極ティース、１４  第二磁極ティース、１６  結線側インシュレータ、
１７  反結線側インシュレータ、４０ａ  第一巻始め溝、４０ｂ  第一巻終わり溝、
４１ａ  第二巻始め溝、４１ｂ  第二巻き終わり溝、２２  渡り溝部、
２６ａ  第一駆動コイル、２６ｂ  第二の駆動コイル、２８  巻き始め線、
２９  巻き終わり線、３７  渡り線。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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