(57)【要約】【課題】ユニットコイル、コイルアセンブリ及びコイルレスタイプリニアモーターを提供する。【解決手段】ユニットコイル、コイルアセンブリ及びコイルレスタイプリニアモーターのユニットコイル4は複数が相互に並列配置され、それぞれ軸方向非作用辺に湾曲を備えるサブコイルを備え、コイルアセンブリ3は複数の軸方向に沿って配列する三相ユニットコイルモジュール31を備え、三相ユニットコイルモジュール31は３個の相同のユニットコイル4が交差して重なり配列し、樹脂層32により封入して構成し、ユニットコイル4は複数の湾曲後のサブコイルが重なり配列し、複数の湾曲後のサブコイルを重ねて十分な厚みとし、十分な推力を達成し、磁化レール2に対応して、コイルレスタイプリニアモーター1を形成する。上記したように交差して組成するユニットコイル4は、必要空間を効果的に減らし、サブコイルの成型を容易にし、破損しにくくすることができる。【選択図】図４
2012157183.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユニットコイルは、複数のサブコイルを備え、
前記サブコイルは、絶縁導電線を連続して巻き付け、環状体を呈し、垂直方向作用辺及び軸方向非作用辺を備え、
前記サブコイル軸方向非作用辺は、少なくとも１個の湾曲を備え、しかも相互に並列することを特徴とするユニットコイル。
【請求項２】
前記複数が相互に並列配置されるサブコイルは、相等幅の複数のサブコイルが、厚み方向に重なり並列配置され組成することを特徴とする請求項１に記載のユニットコイル。
【請求項３】
前記複数が相互に並列配置されるサブコイルは、厚みが相等な複数のサブコイルが、幅方向に交差し、しかも緊密に並列配置され組成することを特徴とする請求項１に記載のユニットコイル。
【請求項４】
前記複数が相互に並列配置されるサブコイルは、幅が異なる複数のサブコイルが同心に並列配置され組成することを特徴とする請求項１に記載のユニットコイル。
【請求項５】
前記サブコイルの軸方向非作用辺は、少なくとも１個の湾曲を備え、しかも前記軸方向非作用辺は、揃った形状を呈することを特徴とする請求項１に記載のユニットコイル。
【請求項６】
コイルアセンブリは、軸方向上で交差して重なり配列する複数の三相ユニットコイルモジュール、及び前記三相ユニットコイルモジュールを封入する樹脂層を備え、
前記三相ユニットコイルモジュールは、３組の相同のユニットコイルを備え、各組のユニットコイルは、複数が相互に並列配置され、しかもそれぞれ軸方向非作用辺に少なくとも１個の湾曲を備えるサブコイルを備えることを特徴とするコイルアセンブリ。
【請求項７】
前記複数が相互に並列配置されるサブコイルは、相等幅の複数のサブコイルが、厚み方向に重なり並列配置され組成することを特徴とする請求項６に記載のコイルアセンブリ。
【請求項８】
前記複数が相互に並列配置されるサブコイルは、厚みが相等な複数のサブコイルが、幅方向に交差し、しかも緊密に並列配置され組成することを特徴とする請求項６に記載のコイルアセンブリ。
【請求項９】
前記複数が相互に並列配置されるサブコイルは、幅が異なる複数のサブコイルが同心に並列配置され組成することを特徴とする請求項６に記載のコイルアセンブリ。
【請求項１０】
前記サブコイルの軸方向非作用辺は、少なくとも１個の湾曲を備え、しかも該軸方向非作用辺は、揃った形状を呈することを特徴とする請求項６に記載のコイルアセンブリ。
【請求項１１】
コイルレスタイプリニアモーターは、磁化レール、コイルアセンブリを備え、
前記磁化レールは、Ｓ極とＮ極を交互に配置する複数の永久磁石を備え、Ｓ極とＮ極を交互に配置する複数の前記永久磁石の間には、作用空間を予め設置し、
前記コイルアセンブリは、軸方向上で交差して重なり配列する複数の三相ユニットコイルモジュール、及び前記三相ユニットコイルモジュールを封入する樹脂層を備え、
前記樹脂層は、前記磁化レールの作用空間に位置し、前記三相ユニットコイルモジュールは、３組の相同のユニットコイルを備え、前記ユニットコイルは、複数が相互に並列配置され、しかもそれぞれ軸方向非作用辺に少なくとも１個の湾曲を備えるサブコイルを備えることを特徴とするコイルレスタイプリニアモーター。
【請求項１２】
前記複数が相互に並列配置されるサブコイルは、相等幅の複数のサブコイルが、厚み方向に重なり並列配置され組成することを特徴とする請求項１１に記載のコイルレスタイプリニアモーター。
【請求項１３】
前記複数のサブコイルの軸方向非作用辺は、２個の湾曲を備え、しかも前記２個の湾曲は、相同の曲率半径を備えることを特徴とする請求項１１に記載のコイルレスタイプリニアモーター。
【請求項１４】
前記複数のサブコイル中において、上層サブコイルの垂直方向の長さは、下層サブコイルの垂直方向の長さより短いことを特徴とする請求項１１に記載のコイルレスタイプリニアモーター。
【請求項１５】
前記ユニットコイルの上層サブコイルの軸方向非作用辺のコイル断面区域は、前記ユニットコイルの厚みの合計上に位置することを特徴とする請求項１１に記載のコイルレスタイプリニアモーター。
【請求項１６】
前記複数が相互に並列配置されるサブコイルは、厚みが相等な複数のサブコイルが、幅方向に交差し、しかも緊密に並列配置され組成することを特徴とする請求項１１に記載のコイルレスタイプリニアモーター。
【請求項１７】
前記複数が相互に並列配置されるサブコイルは、幅が異なる複数のサブコイルが同心に並列配置され組成することを特徴とする請求項１１に記載のコイルレスタイプリニアモーター。
【請求項１８】
前記ユニットコイルの各サブコイル接線方式は、直列、並列、或いは直列並列混合接線であることを特徴とする請求項１１に記載のコイルレスタイプリニアモーター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はユニットコイル、コイルアセンブリ及びコイルレスタイプリニアモーターに関し、特にユニットコイルは、複数が相互に並列配置され、しかもそれぞれ軸方向非作用辺に少なくとも１個の湾曲したサブコイルを備え、及びコイルアセンブリの巻線、配列設計、接線方式に関し、及びコイルアセンブリと磁化レールを備えるコイルレスタイプリニアモーターユニットコイル、コイルアセンブリ及びコイルレスタイプリニアモーターに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のコイルレスタイプリニアモーターのコイルの配列方式は、非オーバーラップ集中巻線、オーバーラップ集中巻線、印刷回路板の３種に分けられる。
【０００３】
図２１と図２２は、集中式コイルユニットの配列方式を示す。それは、複数のユニットコイル10を集合配列させ、各ユニットコイルは、リニアモーターの相U、V、Wを表し、これに永久磁石101の磁極を対応させて、推進力を生み出す。図２１に示す非オーバーラップ式と図２２に示すオーバーラップ式の差異は、ユニットコイルとユニットコイルの間が、配列時に、重なっているか否かである。
【０００４】
図２３に示す印刷回路板の配列方式は、回路板製作技術を利用し、コイル102を、回路板103上面に成型する。印刷回路板の配列方式は、空間と、コイルの可能な巻き数の制限に基づくため、推進力が小さい設計にのみ適用される。
【０００５】
非オーバーラップ集中巻線の配列方式は、より大きい推進力を生み出すことができるが、コイルの中空部分に多くの空間があるため、やはり有効な運用ができない。オーバーラップ集中巻線の配列方式は、非オーバーラップ集中巻線の配列方式中で運用できない空間を満たすことができ、これにより印刷回路板の配列方式と非オーバーラップ集中巻線の配列方式より優れ、最小空間内で最大の推進力を生み出すことができる。
【０００６】
従来のオーバーラップ集中巻線の配列方式には、多くの方式がある。特許文献１が開示するユニットコイル配列方式は、３個のユニットコイルを、順番に重ねて配列後、絶縁部品に固定し、扁平三相ユニットコイルモジュールを形成するものである。さらに、複数の扁平三相ユニットコイルモジュールを配列して、リニアモーターコイルアセンブリを組成する。この方式に基づき、より大きい推進力を生み出そうとするなら、より多くの扁平三相ユニットコイルモジュールを組合せる必要がある。しかし、そうすれば、リニアモーターコイルアセンブリの重量は増加し、しかも各扁平三相ユニットコイルモジュールの間の接合位置の強度不足は、剛性の低下を招く。
【０００７】
上記した欠点に対して、特許文献２に開示するコイル配列方式は、ユニットコイルを重ねる方式を改善している。そのユニットコイルは、２個の垂直方向作用辺及び２個の軸方向非作用辺により構成する封鎖された回路である。該ユニットコイルを、適当に曲げた後、該ユニットコイルは、軸方向非作用辺において交差して重なり、軸方向に緊密に配列して、三相ユニットコイルモジュールを構成する。複数の三相ユニットコイルモジュールは、同様に、軸方向に連続交差して重なり配列し、コイルアセンブリを形成する。これにより、前記した各扁平三相ユニットコイルモジュールの間の接続位置の剛性不足の問題は発生せず、リニアモーターコイルアセンブリの重量が重いという欠点を改善することができる。
【０００８】
ユニットコイルは、より大きい推進力を生み出すため、より多くの巻線数が必要であり、それによりユニットコイルの厚み或いは幅は拡大してしまう。そして、厚みがあるユニットコイルは、折り曲げ成型の難易度を高めることとなっている。別に、ユニットコイル湾曲後の厚みは、少なくとももとのユニットコイルの1.5倍の厚みとなる。そのため、重ねる目的を達成し、しかも組み合わせてリニアモーターコイルアセンブリとする時には、各ユニットコイルを直列並列接続し、予め残す空間を、配線を配置する位置とするため、軸方向非作用辺位置の厚みにおいて、より大きい空間が必要である。よって、コイルアセンブリの軸方向非作用辺位置の全体の厚みは、少なくとも予め確保する配線空間の厚みに、2倍のユニットコイルの厚みを加えたものである。さらに、より幅が広いユニットコイルは、軸方向非作用辺へと湾曲する時、その幅は、完全にコイル長さの増加量となり、長さの上でも、より大きい空間が必要となる。
【０００９】
図２４に示す従来の単一の成型ユニットコイル7は、オーバーラップ配列して三相ユニットコイルモジュール31を組成する。すなわち、ユニットコイル7の軸方向非作用辺の厚みは、2倍のT6に、予め確保する配線空間厚みT7を加えたものである。しかし、成型ユニットコイル7の厚みT6が大きくなればなるほど、成型は難しくなり、しかも内側湾曲半径R31、R33と外側湾曲半径R32、R34の差異も、より大きくなり、相対的に小さい内側湾曲半径R31、R33は、絶縁不良の影響を引き起こす。
【００１０】
図２５、２６に示すように、ユニットコイル8の幅が相対的に広く、その幅をW3とするなら、コイル幅は、完全に、コイル成型後の軸方向両非作用辺の高度W3になる。よって、コイル全体の高さは大きくなり、同時に、リニアモーターコイルアセンブリ3の図１に示す組合せ高度を拡大してしまう。
【００１１】
図２７、２８に示すように、サブコイル9bは、従来の巻線方式を示し、垂直オーバーラップ方式を採用する。そのため、その中空部分92には、徐々に縮小する状況はなく、垂直に上に向かい、すなわちコイル中空部分の長さはL4=L5である。これにより、コイル9bを湾曲成型後に、図２９に示す従来の成型サブコイル9b'の軸方向非作用辺93'の端部は、傾斜状を呈する。その原因は、成型コイル9b'の内外側長さが相同、すなわちL4'=L5'で、外側長さL5'は、相対的に大きな湾曲半径R5'を持ち、内側長さL4'が持つ湾曲半径R4'が相対的に小さく、成型コイル9b'の軸方向非作用辺93'外側が内側に比べて縮むことにある(図３０参照)。リニアモーターコイルアセンブリ3の厚みは、傾斜状を呈する軸方向非作用辺93'に応じて、拡大させることが必要である。
【００１２】
従来のコイルアセンブリを構成するユニットコイル間の接線方式は、図３１、３２、３３に示す方式を採用することができる。図３１に示す等価回路直列接線方式は、相対的に大きい推力を生み出すことができる。図３２に示す等価回路並列接線方式は、相対的に高速を生み出すことができる。図３３に示す等価回路直列並列接線方式は、さまざまな特性のリニアモーターを生み出すことができる。しかし、上記した接線方式は、ユニットコイル間の接線にのみ適用され、期待されるリニアモーター特性を達成できない場合には、他の方式を利用しなければならない。本発明は、従来のユニットコイル、コイルアセンブリ及びリニアモーターの上記した欠点に鑑みてなされたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】米国特許第4,758,750号公報
【特許文献２】国際特許公開第2004/017500 A1号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明が解決しようとする第一の課題は、ユニットコイルは複数が相互に並列配置され、しかもそれぞれ軸方向非作用辺に湾曲したサブコイルを備え、これによりサブコイルの厚みを縮減でき、その湾曲の曲率半径を増大させられ、サブコイル湾曲の難易度を低下させられ、製造を容易にできるユニットコイルを提供することである。
また、本発明が解決しようとする第二の課題は、コイルアセンブリを組成するユニットコイルは、その厚みに関わらず成型が容易で、しかもサブコイル成型時には、湾曲半径を拡大し、絶縁能力を高め、こうしてサブコイルの使用寿命を延長し、リニアモーターに応用するコイルアセンブリの設計を提供することである。
また、本発明が解決しようとする第三の課題は、コイル湾曲時に軸方向非作用辺の必要な厚み、或いは湾曲時に軸方向非作用辺の必要な長さを効果的に減らし、よりスペースを節減したコイルアセンブリを提供できるコイルアセンブリの設計を提供することである。
さらに、本発明が解決しようとする第四の課題は、よりスペースを節減したコイルレスタイプリニアモーターを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するため、本発明は下記のユニットコイル、コイルアセンブリ及びコイルレスタイプリニアモーターを提供する。
ユニットコイルは、複数のサブコイルを備え、該サブコイルは、絶縁導電線を連続して巻き付け、環状体を呈し、垂直方向作用辺及び軸方向非作用辺を備え、該サブコイル軸方向非作用辺は、少なくとも１個の湾曲を備え、しかも相互に並列し、該複数が相互に並列配置されるサブコイルは、相等幅の複数のサブコイルが、厚み方向に重なり並列配置され組成し、該複数が相互に並列配置されるサブコイルは、厚みが相等な複数のサブコイルが、幅方向に交差し、しかも緊密に並列配置され組成し、該複数が相互に並列配置されるサブコイルは、幅が異なる複数のサブコイルが同心に並列配置され組成し、該サブコイルの軸方向非作用辺は、少なくとも１個の湾曲を備え、しかも該軸方向非作用辺は、揃った形状を呈し、
コイルアセンブリは、軸方向上で交差して重なり配列する複数の三相ユニットコイルモジュール、及び該三相ユニットコイルモジュールを封入する樹脂層を備え、該三相ユニットコイルモジュールは、３組の相同のユニットコイルを備え、各組のユニットコイルは、複数が相互に並列配置され、しかもそれぞれ軸方向非作用辺に少なくとも１個の湾曲を備えるサブコイルを備え、該複数が相互に並列配置されるサブコイルは、相等幅の複数のサブコイルが、厚み方向に重なり並列配置され組成し、該複数が相互に並列配置されるサブコイルは、厚みが相等な複数のサブコイルが、幅方向に交差し、しかも緊密に並列配置され組成し、該複数が相互に並列配置されるサブコイルは、幅が異なる複数のサブコイルが同心に並列配置され組成し、該サブコイルの軸方向非作用辺は、少なくとも１個の湾曲を備え、しかも該軸方向非作用辺は、揃った形状を呈し、コイルレスタイプリニアモーターは、磁化レール、コイルアセンブリを備え、該磁化レールは、Ｓ極とＮ極を交互に配置する複数の永久磁石を備え、Ｓ極とＮ極を交互に配置する複数の該永久磁石の間には、作用空間を予め設置し、該コイルアセンブリは、軸方向上で交差して重なり配列する複数の三相ユニットコイルモジュール、及び該三相ユニットコイルモジュールを封入する樹脂層を備え、該樹脂層は、該磁化レールの作用空間に位置し、該三相ユニットコイルモジュールは、３組の相同のユニットコイルを備え、該ユニットコイルは、複数が相互に並列配置され、しかもそれぞれ軸方向非作用辺に少なくとも１個の湾曲を備えるサブコイルを備え、該複数が相互に並列配置されるサブコイルは、相等幅の複数のサブコイルが、厚み方向に重なり並列配置され組成し、該複数のサブコイルの軸方向非作用辺は、２個の湾曲を備え、しかも該２個の湾曲は、相同の曲率半径を備え、該複数のサブコイル中において、上層サブコイルの垂直方向の長さは、下層サブコイルの垂直方向の長さより短く、該ユニットコイルの上層サブコイルの軸方向非作用辺のコイル断面区域は、該ユニットコイルの厚みの合計上に位置し、該複数が相互に並列配置されるサブコイルは、厚みが相等な複数のサブコイルが、幅方向に交差し、しかも緊密に並列配置され組成し、該複数が相互に並列配置されるサブコイルは、幅が異なる複数のサブコイルが同心に並列配置され組成し、該ユニットコイルの各サブコイル接線方式は、直列、並列、或いは直列並列混合接線で、上記したソリューションの採用後、
本発明が提供するコイルレスタイプリニアモーターは、磁化レール、コイルアセンブリを備え、該磁化レールは、Ｓ極とＮ極を交互に配置する複数の永久磁石を備え、Ｓ極とＮ極が交互に並ぶ磁場エリアを構成し、Ｓ極とＮ極を交互に配置する複数の該永久磁石の間には、作用空間を予め設置し、該コイルアセンブリは、軸方向上に重なり交差して配列する複数の三相ユニットコイルモジュール、及び該三相ユニットコイルモジュールを封入する樹脂層を備え、該樹脂層は、該磁化レールの作用空間に位置し、該三相ユニットコイルモジュールは、３組の重なり交差して配列する相同ユニットコイルを備え、該ユニットコイルは、複数が相互に並列して配置され、しかもそれぞれ軸方向非作用辺に湾曲を備えるサブコイルを備え、該コイルアセンブリは、三相電流制御を通して、フラックスを生み出し、磁化レールの磁場と推進力を生み出し、相互に運動し、該磁化レールを固定して固定子とすれば、コイルアセンブリは、ローターとなり、反対に、該コイルアセンブリを固定して固定子とすれば、該磁化レールは、ローターとなり、ユニットコイルは、複数のサブコイルを備え、該複数のサブコイルは、それぞれ絶縁導電線を連続して巻き付け、環状体を呈し、それは垂直方向作用辺及び軸方向非作用辺を備え、該複数のサブコイルの軸方向非作用辺にはさらに、湾曲を備え、しかも相互に並列して配置され、ここでの相互並列配置は、以下の型態を含み、複数の相等幅のサブコイルは、厚み方向に、重なって並列配置され、複数の厚みが等しいサブコイルは、幅方向に、交差し、しかも緊密に並列して配置され、幅が異なる複数のサブコイルは、同心に並列配置され、
言い換えれば、ユニットコイルは、複数のサブコイルを、湾曲後に配列組成する方式により、軸方向非作用辺に湾曲を備える複数の厚みが相対的に薄いサブコイルを、厚み方向に、重ねて組合せ、幅が同じで、厚みがあるユニットコイルを組成し、該サブコイルの厚みは、相対的に薄いため、しかも必要な湾曲の曲率半径は増大するため、コイルを湾曲させる難易度を大幅に低下させられ、よって容易に製造でき、
また、厚みが相対的に薄いサブコイルが必要とする湾曲の曲率半径は、より大きくなり、サブコイルは、湾曲位置において、湾曲成型が原因で破損しにくくなる他、サブコイルは、電流通過により生じる熱エネルギーが、サブコイルの湾曲位置に蓄積しにくくなり、これによりサブコイル及び重ねて組成するユニットコイルの使用寿命を延長でき、
厚みが相対的に薄いサブコイルを重ねて組成するユニットコイルの厚みは、制限を受けず、求められる推進力の大きさに応じて、サブコイルを重ねて十分な厚みのユニットコイルとし、単一のユニットコイルが厚過ぎて、湾曲させにくいという制限を受けることはなく、
ユニットコイルを組成する複数のサブコイルの、上層サブコイルは、垂直方向の長さを適当に短縮し、すなわち上層コイルの垂直方向の長さは、下層コイルの垂直方向の長さより短く、しかもユニットコイルを組成する上層サブコイルの軸方向非作用辺のコイル断面区域は、該ユニットコイルの厚みの合計上に位置し、そのため、組合せ後のユニットコイル全体の厚みを減らすことができ、
ユニットコイルは、複数のサブコイルを湾曲後に配列組成する方式により、軸方向非作用辺に湾曲を備える複数の相対的に幅が狭いサブコイルを、緊密に配列して、厚みが同じで、相対的に幅が広いユニットコイルを構成し、サブコイル軸方向非作用辺を厚み方向に重ねることで、組合せ後のユニットコイルの垂直方向の長さの必要を減らし、こうしてリニアモーターコイルアセンブリの合計高さの要求を適度に調整することができ、
ユニットコイルは、複数のサブコイルを湾曲後に配列組成する方式により、軸方向非作用辺に湾曲を備える複数の大きさが異なるが、同心状に、しかも相対的に幅が狭いサブコイルを備え、同心配列方式により、厚みが同じで、相対的に幅が広いユニットコイルを組成し、
軸方向非作用辺厚み方向に重ねることで、厚みを増すことなく、組合せ後のユニットコイルの垂直方向の長さの必要を減らし、リニアモーターコイルアセンブリの合計高さの要求を適度に調整でき、
ユニットコイルは、複数のサブコイルを湾曲後に配列組成する方式により、また該２種の方式を混合使用して、本発明の目的を達成することもでき、
サブコイルを湾曲する前には、好ましくは、軸方向非作用辺に厚みの方向に沿って、徐々に縮小する形状を呈し、
サブコイルが湾曲前に、軸方向非作用辺に厚みの方向に沿って、徐々に縮小する形状を呈する時には、サブコイルを湾曲後に、きちんと配列させることができ、サブコイルの巻線時に、予期の折り曲げ後の大きさに応じて、サブコイルの厚み部分を徐々に縮小する形状に予め巻き、
その徐々に縮小の定義は、コイル厚み方向で、片側の垂直方向の長さが、他方側の垂直方向の長さより長く、そのためサブコイルの、厚みの方向に沿った垂直方向の長さが、徐々に縮小し、
この湾曲前の厚み方向が、徐々に縮小状を呈するサブコイルは、湾曲成型後に、成型サブコイルの軸方向非作用辺は、揃った形状となり、よってサブコイル湾曲に必要な厚みを減らすことができ、
ユニットコイルは、複数のサブコイルを並列配列して組成するため、このユニットコイルの各サブコイル接線をフレキシブルに利用でき、例えば、相等の電流をコイルアセンブリに提供する状況では、直列接線して組成するリニアモーターコイルアセンブリの推力定数は、並列接線方式より大きく、
これに相対し、並列接線方式により組成するリニアモーターコイルアセンブリが生じる逆起電力定数は、直列方式より小さく、
もう一種は、直列並列混合接線の方式で、等価回路の結果に基づき、異なる推力定数及び逆起電力定数を生じ、
一般には、リニアモーターは、ユニットコイル間の接線には、直列、並列、直列並列混合接線の方式を採用して、特性の異なるリニアモーターを構成し、
本発明は、ユニットコイルを組成する各サブコイルの接線でも、直列、並列、直列並列混合接線に分けられ、
ユニットコイル中の各サブコイル接線に、並列の方式を採用すれば、リニアモーターは相対的に高速を生み出し、
反対に、ユニットコイルの各サブコイル接線に、直列方式を採用すれば、リニアモーターは、相対的に大きい推力を生み出し、
よって、ユニットコイルの各サブコイル間の直列、並列或いは直列並列混合接線により、範囲がより広いリニアモーター特性を達成することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明ユニットコイル、コイルアセンブリ及びコイルレスタイプリニアモーターが交差して重なり配列する方式を利用して組成するユニットコイルは、コイルアセンブリの必要空間を効果的に減らし、しかもサブコイルの成型を容易にし、かつ破損しにくくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】コイルレスタイプリニアモーターの磁化レールとコイルアセンブリの組合せ図である。
【図２】コイルレスタイプリニアモーター磁化レール永久磁石の配列を示す模式図である。
【図３】本発明が開示するコイルレスタイプリニアモーターのコイルアセンブリ構造図である。
【図４】図３のA部分の局部拡大図である。
【図５】本発明が開示するコイルレスタイプリニアモーターのユニットコイルモジュール第一実施例の組合せ図である。
【図６】図５のA-A位置における断面図である。
【図７】本発明が開示するコイルレスタイプリニアモーターの三相ユニットコイルモジュールの組合せ図である。
【図８】図７の上視図である。
【図９】図７の前視図である。
【図１０】本発明が開示するコイルレスタイプリニアモーターユニットコイル第二実施例の断面図である。
【図１１】本発明が開示するコイルレスタイプリニアモーターユニットコイル第三実施例の組合せ図である。
【図１２】図１１のB-B位置における断面図である。
【図１３】組合せ後の三相ユニットコイルモジュールの組合せ図である。
【図１４】本発明が開示するコイルレスタイプリニアモーターユニットコイル第四実施例の組合せ図である。
【図１５】図１４のC-C位置における断面図である。
【図１６】組合せ後の三相ユニットコイルモジュールの組合せ図である。
【図１７】本発明が開示する厚みが徐々に縮小する形状を呈するサブコイルの前視図である。
【図１８】図１７のD-D位置における断面図である。
【図１９】図１７中の成型コイルの外観図である。
【図２０】図１９のE-E位置における断面図である。
【図２１】非オーバーラップ集中巻線のコイル配列方式を示す模式図である。
【図２２】オーバーラップ集中巻線のコイル配列方式を示す模式図である。
【図２３】印刷回路板のコイル配列方式を示す模式図である。
【図２４】従来のオーバーラップ集中コイルアセンブリの前視図である。
【図２５】従来の相対的に幅が広い成型ユニットコイルの模式図である。
【図２６】図２５のF-F位置における断面図である。
【図２７】従来のコイルの前視図である。
【図２８】図２７のG-G位置における断面図である。
【図２９】従来の成型コイルの斜視図である。
【図３０】図２９のH-H位置における断面図である。
【図３１】ユニットコイルのサブコイル直列接線の等価回路の模式図である。
【図３２】ユニットコイルのサブコイル並列接線の等価回路の模式図である。
【図３３】ユニットコイルのサブコイル直列並列混合接線の等価回路の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に図面を参照しながら本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
【００１９】
図１に示すように、コイルレスタイプリニアモーター1は、磁化レール2とコイルアセンブリ3からなる。磁化レール2は、Ｓ極とＮ極を交互に配置する複数の永久磁石21を備え、図２に示すように、Ｓ極とＮ極が交互に並ぶ磁場エリアを構成する。図３、４に示すように、コイルアセンブリ3は、複数の三相U、V、Wユニットコイルモジュール31が交差して重なり軸方向に配列し、さらに樹脂層32により封入して構成する。
【００２０】
図５、６に示すように、本発明の第一実施例では、軸方向非作用辺に異なる湾曲を備え、しかも厚みがT1、T2である２個のサブコイル41、42を重ね、幅が同じで、厚みがT1＋T2であるユニットコイル4を組成する。各サブコイル41、42の厚みは、相対的に薄いため、湾曲成型が容易である。本実施例の上、下層サブコイル42、41は、２個以上の軸方向非作用辺に湾曲した複数のサブコイルを備え、厚みの方向に沿って重ね、幅が同じで、厚みが厚いユニットコイルを組成することもできる。サブコイル厚みは、相対的に薄いため、サブコイル41、42の内及び外の湾曲半径R11-R12、R13-R14、R21-R22とR23-R24の差は比較的小さく、そのため成型後も、良好な絶縁効果を維持でき、成型が容易で、しかも損壊しにくい。
【００２１】
図５に示すように、ユニットコイル4の幅は、W1で、中空部分43の幅は、W2で、W2は、少なくともW1の２倍である。図７、８、９に示すように、ユニットコイル5と6とユニットコイル4は相同で、W相を代表するユニットコイル4は反対方向に置かれる。垂直方向作用辺44は上を向け、さらにU相を代表するユニットコイル5とV相を代表するユニットコイル6の２個の垂直方向作用辺54と64を緊密に並列して配置する。次に、ユニットコイル4の中空部分43に入れ、相互に交差して配列する三相ユニットコイルモジュール31を形成する。その厚みの合計と各ユニットコイル4、5、6は相同で、これにより類推できるように、複数の三相ユニットコイルモジュール31を、同様に軸方向に緊密に交差して結合させ、リニアモーターのコイルアセンブリ3を構成する。
【００２２】
図５に示す複数層を組合せたユニットコイル4をさらに改良し、図１０に示す第二実施例とすることができる。その際、下層サブコイル41は不変で、上層サブコイル42の長さを短縮し、相対的に短いサブコイル42'とし、ユニットコイル4'を形成する。相対的に短いサブコイル42'の軸方向非作用辺のコイル断面421'は、ユニットコイルの全体の厚みT1+T2上において、ユニットコイル4'を交差させ重ねて三相コイルモジュール31を組成する時の干渉を回避することができる。これにより、もともと完成していたユニットコイル4の軸方向非作用辺の厚みT6+T7を短縮してT6'+T7とし、こうしてリニアモーターコイルアセンブリ3の完成時の厚みを減らすことができる。
【００２３】
本発明の第三実施例は、図１１に示すように、軸方向に緊密に交差して配列する２個のサブコイル71、72を組合せて、厚みが同じで、相対的に幅が広いユニットコイル7aを構成する。内、W4とW5の幅の和は、図２５中のW3と相同である。成型サブコイル71、72は、中空部分711、721を備え、サブコイル72の垂直方向作用辺722を、サブコイル71の中空部分711に設置し、サブコイル71の垂直方向作用辺712に寄せ、さらに、サブコイル71、72の垂直方向作用辺712、722上縁を対応させて合わせ、ユニットコイル7aを組成する。
【００２４】
図２５中の従来のユニットコイル8と本発明ユニットコイル7aとを比較すると、ユニットコイル7aのコイル湾曲位置から軸方向非作用辺までの長さW4は、ユニットコイル8のコイル湾曲位置から軸方向非作用辺までの長さW3より小さく、すなわちコイルアセンブリ3の組合せ高度を短縮することができる。そのうち、減らした長さW5は、厚みの増加量に分配でき、よって高度と厚みの増加量を調整することができる。上記の２個のサブコイル71、72は、軸方向非作用辺に２個以上の湾曲を備える複数のサブコイルが、軸方向に交差して緊密に配列し組成する厚みが同じで、相対的に幅が広いユニットコイル7aとすることができる。
【００２５】
図１１は、簡単な模式図で、図中の２個の相対的に幅が狭いサブコイル71、72の実際湾曲角度は、90度に限定するものではない。図１３に示すように、前記の三相ユニットコイルモジュール31を組成する方式を利用し、ユニットコイル7a，7b，7cを組合せ、三相ユニットコイルモジュール31’を組成することができる。
【００２６】
本発明の第四実施例は、図１４に示すように、幅において、外環サブコイル81と内環サブコイル82に分割する。そのうち、幅W5の内環サブコイル82は、幅W4の外環サブコイル81の中空部分811に配置し組合せて、厚みが同じで、幅がW3であるユニットコイル8aを組成する(図１４参照)。この実施方式は、ユニットコイル8aのコイル湾曲位置から軸方向非作用辺までの長さを減らしてW4にできるばかりか、軸方向非作用辺の厚みをW5に保持することができる(図１５参照)。上記した実施例は、２個以上の大きさが異なる環状サブコイルを、同心に配列して組合せ、厚みが同じで、相対的に幅が広いユニットコイル8aとすることができる。同様の方式で、ユニットコイル8b、8cを組合せることができ、こうして三相ユニットコイルモジュール32'を組成する(図１６参照)。
【００２７】
図１７に示すように、本発明のサブコイル9aの巻線時、予期の湾曲後の形状に基づき、予めサブコイル9aの中空部分91を、厚みの方向に沿って徐々に縮小する形状に巻くことができる。
すなわち、L2>L1で、内、L2=L1+（R2'-R1'）πである。これにより、サブコイル9aを湾曲成型してサブコイル9a'とした後、サブコイル9a'の中空部分の長さは、依然としてL1=L1'、L2=L2'、L3=L3'に維持される。内、L1'は既に、サブコイル軸方向非作用辺92'内縮の長さの合計（R2'-R1'）πを短縮したため、成型サブコイル9a'の軸方向非作用辺92'は、揃った形状となる。この改良は、リニアモーターコイルアセンブリ3の組合せ配列と厚みの短縮に有利である。
【００２８】
上記のように、本発明中のユニットコイルは、複数が相互に並列配置されるサブコイルを備え、図３１、３２、３３の等価インダクティブ回路デバイス111、112、113、114により表示する。ユニットコイルのサブコイル接線方式は、図３１に示す直列接線、図３２に示す並列接線、図３３に示す直列並列混合接線とすることができる。内、図３１に示す直列接線が生み出す推力定数は、相対的に大きい。これに対して、図３２に示す並列接線の逆起電力定数は、相対的に小さい。図３３に示すように、4個のサブコイルモジュールからなるユニットコイルは、それぞれユニットコイルのサブコイル111、112を直列し、及びサブコイル113、114を直列し、さらにこの２個の直列の回路を並列する。この接線方式は、推力定数と逆起電力定数に対して調整を行うことができ、必要なリニアモーター特性を達成することができる。
【００２９】
上記の本発明名称と内容は、本発明技術内容の説明に用いたのみで、本発明を限定するものではない。本発明の精神に基づく等価応用或いは部品（構造）の転換、置換、数量の増減はすべて、本発明の保護範囲に含むものとする。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明は特許の要件である新規性を備え、従来の同類製品に比べ十分な進歩を有し、実用性が高く、社会のニーズに合致しており、産業上の利用価値は非常に大きい。
【符号の説明】
【００３１】
1：コイルレスタイプリニアモーター
2：磁化レール
3：コイルアセンブリ
4、5、6、7、8：ユニットコイル
4'：ユニットコイル
7、7a、7b、7c：ユニットコイル
8、8a、8b、8c：ユニットコイル
9a：コイル中空部分が徐々に縮小状を呈するサブコイル
9b：従来のサブコイル
9a'：軸方向非作用辺が揃った形状を呈する成型サブコイル
9b'：従来の成型サブコイル
10：ユニットコイル
21：永久磁石
31：三相ユニットコイルモジュール
31'：三相ユニットコイルモジュール
32：樹脂層
32'：三相ユニットコイルモジュール
41：下層サブコイル
42：上層サブコイル
42'：相対的に短いサブコイル
43：ユニットコイル4の中空部分
44：ユニットコイル4の垂直方向作用辺
53：ユニットコイル5の中空部分
54：ユニットコイル5の垂直方向作用辺
63：ユニットコイル6の中空部分
64：ユニットコイル6の垂直方向作用辺
71、72：相対的に幅が狭いサブコイル
81、82：相対的に幅が狭いサブコイル
91、92：サブコイル中空部分
92'、93'：サブコイルの軸方向非作用辺
101：永久磁石
102：コイル
103：回路板
111、112、113、114：コイル等価インダクティブ回路デバイス
421'：相対的に短いサブコイルコイル断面位置
711、721：相対的に幅が狭いサブコイル中空部分
712、722：相対的に幅が狭いサブコイル垂直方向作用辺
811、821：相対的に幅が狭いサブコイル中空部分
812、822：相対的に幅が狭いサブコイル垂直方向作用辺
A：コイルアセンブリの局部拡大図
L1、L4：サブコイル中空部分片側の長さ
L2、L5：サブコイル中空部分他方側の長さ
L3、L6：サブコイルのスタッキングラッカーワイヤーの厚み
L1'、L4'：成型サブコイル中空部分片側の長さ
L2'、L5'：成型サブコイル中空部分他方側の長さ
L3'、L6'：成型サブコイルのスタッキングラッカーワイヤーの厚み
R1'、R2'：コイルの湾曲半径
R4'、R5'：従来のサブコイルの湾曲半径
R11、R12、R13、R14：下層サブコイルの湾曲半径
R21、R22、R23、R24：上層サブコイルの湾曲半径
R31、R32、R33、R34：従来の単一ユニットコイルの湾曲半径
T1：下層サブコイルの厚み
T2：上層サブコイルの厚み
T6：ユニットコイルの厚み
T6'：ユニットコイルの軸方向非作用辺の厚み
T7：コイルアセンブリの配線配置のため予め確保する空間のために必要な厚み
U：U相
V：V相
W：W相
W1：サブコイルの幅
W2：サブコイル中空部分の幅
W3：相対的に幅が広い単一成型のサブコイルの幅
W4、W5：相対的に幅が狭い成型サブコイルの幅
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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