JP2008035698A - リニアモータ用電機子 - Google Patents

Abstract

【課題】 極歯及び励磁巻線の冷却を効率よく行うことができるリニアモータ用電機子を提供する。
【解決手段】 直線状に延びるヨーク３２１及びヨーク３２１の長手方向に沿って配置された複数の極歯３３９を備えるコア３１３と、コア３１３の複数のスロット内に一部が配置されて複数の極歯を励磁する複数相の励磁巻線３１５とを有する。複数のスロット内部に励磁巻線を間に挟むようにして冷却用配管３１７を敷設する。
【選択図】 図７

Description

本発明は、リニアモータ用電機子に関するものである。

複数枚の鋼板が積層されて構成され、複数の極歯を備えるコアと、このコアの隣接する二つの極歯間に形成された複数のスロット内に一部が配置されて極歯を励磁する励磁巻線とを有するリニアモータ用電機子が知られている。特表平１０−５１１８３７号公報には、この種のリニアモータ用電機子において、励磁巻線を冷却するために、複数のスロット内部の励磁巻線とヨークとの間に冷却用配管が敷設されている例が示されている。
特表平１０−５１１８３７号公報

しかしながら、このような従来のリニアモータ用電機子では、極歯及び励磁巻線の冷却を効率よく行うことができなかった。

本発明の目的は、極歯及び励磁巻線の冷却を効率よく行うことができるリニアモータ用電機子を提供することにある。

本発明が改良の対象とするリニアモータ用電機子は、コアと複数相の励磁巻線とを有している。コアは、複数枚の鋼板が積層されて構成され、鋼板の積層方向と直交する方向に直線状に延びるヨーク及びヨークの長手方向に沿って配置された複数の極歯を備えている。そして、複数の極歯が隣接する二つの極歯間にスロットを形成するように長手方向に間隔をあけて配置され且つ複数の極歯の磁極面とは反対側に位置する一端がヨークにそれぞれ結合されている。また、複数相の励磁巻線は、コアの複数のスロット内に一部が配置されて複数の極歯を励磁する複数相の励磁巻線とを有している。本発明では、複数のスロット内部には励磁巻線を間に挟むようにして冷却用配管を敷設する。このように冷却用配管を敷設すれば、極歯及び励磁巻線の冷却を効率よく行うことができる。

ヨークを、極歯とは別体に形成されたヨークブロックから構成することができる。そして、ヨークブロックの複数の極歯が結合される被係合部分には、鋼板の積層方向の両方向と極歯に向かう方向とにそれぞれ開口する複数の極歯固定用嵌合孔を長手方向に間隔をあけて形成する。また、ヨークブロックの被係合部分には、鋼板の積層方向の両方向とスロットに向かう方向とに向かってそれぞれ開口する複数の楔圧入用嵌合孔を形成する。ここで、楔圧入用嵌合孔は、積層方向に位置する開口部からの楔の圧入を許容するが、スロットに向かう開口部からの楔の脱落を阻止する形状を有している。また、極歯固定用嵌合孔は、積層方向に位置する開口部からの極歯の緩い挿入を許容するが、極歯側に向かう開口部からの極歯の脱落を阻止する形状を有している。そして、楔圧入用嵌合孔に隣接する１つまたは２つの極歯固定用嵌合孔は、隣接して配置された楔圧入用嵌合孔に楔が圧入されたときに、極歯の前記一端と極歯固定用嵌合孔との嵌合状態が強い嵌合状態なるように変形可能な形状を有している。

このようなリニアモータ用電機子では、まず、極歯固定用嵌合孔内に鋼板の積層方向の一方の開口部から極歯の一端を挿入する。次に、楔圧入用嵌合孔内に鋼板の積層方向の開口部から楔を圧入して極歯とヨークブロックとを結合する。このように楔を圧入すると、楔圧入用嵌合孔の周囲の壁部が楔によって押し広げられる。それに伴って、楔圧入用嵌合孔に隣接する極歯固定用嵌合孔が変形して、極歯の一端と極歯固定用嵌合孔との嵌合状態が強くなる。このため、本発明によれば、楔の楔圧入用嵌合孔内への圧入力を高めることにより、極歯とヨークブロックとを十分に密着させることができ、両者の間の磁気抵抗を低くできる。また、本発明のリニアモータ用電機子では、楔を楔圧入用嵌合孔内へ圧入するだけで極歯とヨークブロックとを結合できるので、両者の結合を簡単に行える。

また、コアは、複数の極歯が複数のスロットの磁極面側の開口部を実質的に閉じる橋絡部によって相互に連結された構造を有する一体構造の極歯連結ブロックと、極歯連結ブロックとは別体に形成されたヨークブロックとから構成することができる。このようにすれば、橋絡部によって磁束密度のばらつきがなくなり、コギングトルクを低下させることができる。

極歯固定用嵌合孔は、隣接して配置された楔圧入用嵌合孔に楔が圧入されたときに、極歯の一端と極歯固定用嵌合孔との嵌合状態が、極歯の一端の積層方向への移動を阻止できる程度の強い嵌合状態なるように変形可能な形状を有するようにすればよい。このようにすれば、極歯連結ブロックとヨークブロックとを安定して結合できる。

極歯連結ブロックは、ヨークブロックの長手方向に沿って延び且つ対向する一対の側面部にそれぞれ配置することができる。このようにすれば、可動子の推力を高めることができる。

本発明によれば、複数のスロット内部には励磁巻線を間に挟むようにして冷却用配管を敷設するため、極歯及び励磁巻線の冷却を効率よく行うことができる。

以下、図面を参照して本発明の一実施の形態を詳細に説明する。図１は、本例のリニアモータの斜視図であり、図２は、図１のリニアモータに用いるリニアモータ用電機子１１の分解斜視図である。図１に示すように、本例のリニアモータは、固定子１と、図示しない支持手段により該固定子１に対して可動自在に支持された可動子３とを具備している。固定子１は、ベース５上に磁極列７を備えた構造を有している。磁極列７は、複数のＮ極の永久磁石７ａ…と複数のＳ極の永久磁石７ｂ…とが交互に並ぶように配置されて構成されている。

可動子３は、図２に示すように、長方形の平板のステージ部材９にリニアモータ用電機子１１が固定された構造を有している。なお、図１においては、理解を容易にするため、ステージ部材９を省略した状態で可動子３を示している。リニアモータ用電機子１１は、コア１３（図２では、分解された状態で示されている。）と、３つの励磁巻線１５…と、冷却用配管１７と、複数の楔１９…とを有している。コア１３は、ヨークを構成するヨークブロック２１と極歯連結ブロック２３とが組み合わされて構成されている。

ヨークブロック２１は、図３に示すように、３つの細長いヨーク構成セグメント２５Ａ〜２５Ｃと、２つの細長い取付セグメント２７とが、厚み方向に交互に積層されて構成されている。ヨーク構成セグメント２５Ａ〜２５Ｃは、いずれも複数枚の鋼板２９が積層されて構成されている。本例では、真中に配置されたヨーク構成セグメント２５Ｂは、両側に配置されたヨーク構成セグメント２５Ａ，２５Ｃよりも多くの枚数の鋼板２９が積層されて構成されているが、各ヨーク構成セグメントは、積層方向の厚み寸法を除いては、同じ構造を有している。また、ヨーク構成セグメント２５Ａ〜２５Ｃには、鋼板２９の積層方向の両方向と極歯３９に向かう方向とにそれぞれ開口する７つの極歯固定用嵌合孔構成部２５ａがヨーク構成セグメント２５Ａ〜２５Ｃの長手方向に間隔をあけてそれぞれ形成されている。見方を変えると、ヨーク構成セグメント２５Ａ〜２５Ｃのそれぞれの両端には、極歯連結ブロック２３側に突出する突部２５ｂが形成され、隣接する極歯固定用嵌合孔構成部２５ａ，２５ａの間には、極歯連結ブロック２３側に突出する突部２５ｃ，２５ｄが形成されることになる。極歯固定用嵌合孔構成部２５ａは、後述する極歯３９の係合部３９ｃが嵌合される際に、係合部３９ｃとの間に僅かな隙間が形成される台形形状を有している。

隣接する極歯固定用嵌合孔構成部２５ａ，２５ａの間の突部は、楔圧入用嵌合孔構成部２５ｅが形成されている４つの突部２５ｃと、楔圧入用嵌合孔構成部２５ｅが形成されていない２つの突部２５ｄとから構成されている。楔圧入用嵌合孔構成部２５ｅが形成されている突部２５ｃは、楔圧入用嵌合孔構成部２５ｅが形成されていない突部２５ｄ及び両端の突部２５ｂが少なくとも片側に隣り合うように位置している。言い換えるならば、極歯固定用嵌合孔構成部２５ａの少なくとも片側には、楔圧入用嵌合孔構成部２５ｅが形成されている突部２５ｃが位置するように各突部は形成されている。楔圧入用嵌合孔構成部２５ｅは、鋼板２９の積層方向の両方向と後述するスロット４３に向かう方向とに向かってそれぞれ開口する矩形形状を有しており、図４（Ａ）に示すように、楔１９が圧入される被圧入部２５ｆと、被圧入部２５ｆよりも積層方向の横断面形状が小さく被圧入部２５ｆとスロット４３とを連通するように形成されて被圧入部２５ｆに楔１９が圧入されたときに広がる小断面部分２５ｇとから構成されている。より詳しく説明すると、楔圧入用嵌合孔２５ｅは、積層方向に位置する開口部からの楔１９の圧入を許容するが、スロット４３に向かう開口部からの楔１９の脱落を阻止する形状を有している。

取付セグメント２７は、鋼板２９よりも厚みが厚く且つ切削加工が可能な金属板から形成されており、ヨーク構成セグメント２５Ａ〜２５Ｃ及び取付セグメント２７の積層方向の両方向と極歯連結ブロック２３に向かう方向とに開口する７つの開口部２７ａ…を有している。見方を変えると、取付セグメント２７の両端及び隣接する開口部２７ａ，２７ａの間には、極歯連結ブロック２３側に突出する８つの突部２７ｃ，２７ｂが形成されている。開口部２７ａは、極歯３９の係合部３９ｃより大きな矩形形状を有しており、ヨーク構成セグメント２５Ａ〜２５Ｃの極歯固定用嵌合孔構成部２５ａと対応する位置に形成されている。そして、各開口部２７ａは、ヨーク構成セグメント２５Ａ〜２５Ｃと取付セグメント２７とが積層された状態で、極歯固定用嵌合孔構成部２５ａと共に図２に示す７つの極歯固定用嵌合孔３１…を構成している。

突部２７ｂ…，２７ｃ…は、矩形の断面を有しており、ヨーク構成セグメント２５Ａ〜２５Ｃの突部２５ｂ〜２５ｄと対応する位置に形成されている。これらの突部の内、ヨーク構成セグメント２５Ａ〜２５Ｃの突部２５ｃ…に対応する突部２７ｂ…には、横断面が円形の貫通孔２７ｄ…がそれぞれ形成されている。そして、各貫通孔２７ｄは、ヨーク構成セグメント２５Ａ〜２５Ｃと取付セグメント２７とが積層された状態で、楔圧入用嵌合孔構成部２５ｅと共に図２に示す４つの楔圧入用嵌合孔３３を構成している。また、取付セグメント２７…には、ステージ部材９側に開口し、内側がねじ切りされた３つの孔２７ｅがそれぞれ形成されている。これらの孔２７ｅに、ステージ部材９の貫通孔９ａを介して６つのネジ３５が螺合されてステージ部材９は電機子１１に固定されている。

極歯連結ブロック２３は、図２に示すように、複数枚の鋼板３７が積層されて構成されており、７つの極歯３９…と、極歯３９…を相互に連結する橋絡部４１…とを備えている。これにより、隣接する極歯３９，３９の間には、６つのスロット４３…が形成されることになる。

極歯３９は、ヨークブロック２１の長手方向に沿って配置されており、ほぼ直方体の基部３９ａと、固定子１と対向する磁極面３９ｂと、磁極面３９ｂとは反対側に位置する一端に形成された係合部３９ｃとを有している。７つの極歯３９…には、１つ置きに巻線導体が巻回されて構成された複数相の励磁巻線１５が取り付けられている。これにより、６つのスロット４３…内には、励磁巻線１５の一部がそれぞれ配置され、極歯３９は、これらの励磁巻線１５により励磁される。また、励磁巻線１５が取り付けられた極歯３９…の周囲には、冷却用配管１７の一部が橋絡部４１…との間に励磁巻線１５を間に挟むようにして配置されている。これにより、６つのスロット４３…内に敷設された冷却用配管１７により、極歯３９は冷却される。

係合部３９ｃは、鋼板３７…の積層方向と直交する方向における横断面形状が、磁極面３９ｂ側に向かうに従ってヨークブロック２１の長手方向に沿う幅寸法が徐々に小さくなる台形形状を有しており、ヨークブロック２１の極歯固定用嵌合孔３１…に嵌合されている。前述したように、ヨークブロック２１の極歯固定用嵌合孔構成部２５ａは、係合部３９ｃが嵌合される際に、係合部３９ｃとの間に僅かな隙間が形成される形状を有している。言い換えるならば、極歯固定用嵌合孔３１…は、積層方向に位置する開口部からの極歯３９の係合部３９ｃの緩い挿入を許容するが、極歯３９側に向かう開口部からの極歯３９の係合部３９ｃの脱落を阻止する寸法を有している。そのため、係合部３９ｃは、極歯固定用嵌合孔３１…の鋼板３７…の積層方向に位置する開口部から緩く挿入して、極歯固定用嵌合孔３１…内に保持される。

楔１９は、ほぼ矩形の横断面形状を有しており、一方の端部（先端部）１９ａから他方の端部（後端部）に向かって横断面面積が大きくなる細長い形状を有している。この楔１９は、先端部１９ａを鋼板２９の積層方向両側の開口部から各楔圧入用嵌合孔３３の被圧入部２５ｆ内にそれぞれ圧入できる寸法を有している。

次に電機子１１の組立方法について説明する。まず、極歯連結ブロック２３の所定の一つおきの極歯３９…に励磁巻線１５を取り付けてから冷却用配管１７を配置する。励磁巻線１５は、既に巻回された励磁巻線を極歯３９に嵌合して取り付けてもよいし、極歯３９に直接巻回して取り付けてもよい。次に、図４（Ａ）に示すように、極歯固定用嵌合孔３１…内に鋼板２９の積層方向の一方の開口部から極歯連結ブロック２３の係合部３９ｃ…を挿入する。次に、図４（Ｂ）に示すように、各楔圧入用嵌合孔３３の被圧入部２５ｆ内に鋼板２９の積層方向両側の開口部から２つの楔１９を先端部１９ａ側からそれぞれ圧入する。これにより、小断面部分２５ｇが広がる方向に、被圧入部２５ｆの周囲の一対の壁部２５ｈが２つの楔１９によって押し広げられる。それに伴って、楔圧入用嵌合孔３３に隣接する極歯固定用嵌合孔３１が変形して、極歯３９の契合部３９ｃの鋼板２９の積層方向への移動を阻止される。本例によれば、楔１９の楔圧入用嵌合孔３３内への圧入力を高めることにより、極歯３９とヨークブロック２１とを十分に密着させることができ、両者の間の磁気抵抗を低くできる。また、楔１９を楔圧入用嵌合孔３３内へ圧入するだけで極歯３９とヨークブロック２１とを結合できるので、両者の結合を簡単に行える。

なお、上記例では、被圧入部２５ｆは、鋼板２９の積層方向と直交する方向の横断面形状がほぼ矩形状を有しているが、他の形状の横断面形状を有する被圧入部を採用できるのは勿論である。例えば、図５に示すように、被圧入部１２５ｆの横断面形状をほぼ円形にすることも出来る。この場合、被圧入部１２５ｆの形状を一方の端部から他方の端部に向かうに従って横断面積が大きくなる切頭円錐形に形成し、楔１１９を一方の端部（先端部）から他方の端部（後端部）に向かうに従って横断面面積が大きくなる切頭円錐形に形成する。そして、極歯固定用嵌合孔１３１は、隣接して配置された楔圧入用嵌合孔の被圧入部１２５ｆに楔１１９が圧入されたときに、極歯１３９の係合部１３９ｃと極歯固定用嵌合孔１３１との嵌合状態が、極歯１３９の係合部１３９ｃの積層方向への移動を阻止できる程度の強い嵌合状態なるように変形可能な形状に形成すればよい。

また、上記例では、極歯３９の長手方向とヨークブロック２１の長手方向とが直交しているが、図６に示すように、極歯２３９の長手方向とヨークブロック２２１の長手方向と両者を直交させることなく、所定の角度で傾斜させて（スキューさせて）電機子２１１を構成することも出来る。このようにして電機子２１１を構成すれば、コギングトルクを低下させることができる。

図７は、本発明の他の実施の形態のリニアモータの側面図であり、図８は、図７のリニアモータに用いるリニアモータ用電機子３１１の底面図である。尚、図７は理解を容易にするため、励磁巻線３１５及び冷却用配管３１７は、断面で示しており、図８では、極歯連結ブロック３２３の橋絡部を除いて描いている。本例のリニアモータは、極歯連結ブロック３２３の長手方向の両端部に位置する一対の極歯３３９，３３９に、一対の極歯を長手方向に延長する延長用極歯ブロック３４５が２つ横に並んでそれぞれ結合されている。また、この例では、極歯３３９の数は１３個であり、冷却効果を高めるために、励磁巻線３１５を上下方向で挟むように冷却用配管３１７を配置している。なお、本例のリニアモータ及びリニアモータ用電機子３１１は、極歯の数，冷却用配管３１７の配置及び延長用極歯ブロックを結合した部分を除いては、図１〜図３に示すリニアモータ及びリニアモータ用電機子１１と同様の構造を有しているので、他の部分については、図１及〜図３に付した符号に３００を加えた符号を付して説明を省略する。

一つの延長用極歯ブロック３４５は、図９の斜視図に示すように、鋼板３４７が複数枚積層されて構成されており、磁極面３４５ａは、三角形状の平面部３４５ｂと、第１及び第２の傾斜面部３４５ｃ，３４５ｄとから形成されている。平面部３４５ｂは、一対の極歯半部３３９，３３９の磁極面３３９ｂ，３３９ｂと連続してヨークブロック３２１の長手方向の先方側に向かって延びている。第１及び第２の傾斜面部３４５ｃ，３４５ｄは、三角形状の平面部３４５ｂの二つの辺と連続しヨークブロック３２１の長手方向の先方側に向かうに従ってヨークブロック３２１が位置する側に近づくように傾斜している。また、第１及び第２の傾斜面部３４５ｃ，３４５ｄの境界線３４５ｅも、ヨークブロック３２１の長手方向の先方側に向かうに従ってヨークブロック３２１が位置する側に近づくように傾斜している。延長用極歯ブロック３４５の磁極面３４５ａとの反対端部には、係合部３４５ｆが形成されている。延長用極歯ブロック３４５の係合部３４５ｆは、極歯半部３３９の係合部３３９ｃと合さって台形になる形状を有しており、極歯半部３３９の係合部３３９ｃと一緒にヨークブロック３２１の両端の極歯固定用嵌合孔３３１に嵌合されている。また、延長用極歯ブロック３４５の極歯連結ブロック３２３と対向する面には、ヨークブロック３２１の長手方向と直交する両側と極歯連結ブロック３２３側とに開口する凹部３４５ｇが形成されており、極歯連結ブロック３２３には、凹部３４５ｇに嵌合される突部３２３ｂが形成されている。突部３２３ｂは、凹部３４５ｇからの抜け止めを図れる台形形状を有しており、この嵌合によって延長用極歯ブロック３４５は、極歯連結ブロック３２３に固定されている。このように延長用極歯ブロック３４５を取り付けると、トギングトルクをより一層低下させることができる。

図１０は、本発明の他の実施の形態のリニアモータの側面図である。尚、図１０は理解を容易にするため、励磁巻線４１５及び冷却用配管４１７は、断面で示している。本例のリニアモータは、極歯連結ブロック４２３が、複数（この例では２つ）の極歯連結ブロックユニット４２３Ａ，４２３Ｂが嵌合構造を用いて結合されて構成されている。極歯連結ブロックユニット４２３Ａの極歯連結ブロックユニット４２３Ｂ側に位置する極歯半部４５１には、凹部４５１ａと突部４５１ｂとが形成されている。極歯連結ブロックユニット４２３Ｂの極歯連結ブロックユニット４２３Ａ側に位置する極歯半部４５５には、突部４５１ｂを嵌合する凹部４５５ａと、凹部４５１ａに嵌合される突部４５５ｂとが形成されている。突部４５１ｂ及び４５５ｂは、それぞれ凹部４５５ａ及び４５１ａからの抜け止めを図れる台形形状を有しており、この嵌合構造によって、極歯連結ブロックユニット４２３Ａ及び４２３Ｂが結合されている。

極歯連結ブロックユニット４２３Ａの一方の延長用極歯ブロック４４５Ａ側に位置する極歯半部４５３には、凹部４５３ａと突部４５３ｂとが形成されている。一方の延長用極歯ブロック４４５Ａの極歯連結ブロックユニット４２３Ａ側に位置する極歯半部４５７には、突部４５３ｂを嵌合する凹部４５７ａと、凹部４５３ａと対向する凹部４５７ｂとが形成されている。突部４５３ｂは、凹部４５７ａからの抜け止めを図れる台形形状を有している。極歯連結ブロックユニット４２３Ａの凹部４５３ａと延長用極歯ブロック４４５Ａの凹部４５７ｂとの間には、両凹部からの抜け止めを図れる２つのくびれを有する矩形の抜け止め材４５９が配置されている。この嵌合構造によって、極歯連結ブロックユニット４２３Ａと一方の延長用極歯ブロック４４５Ａとが結合されている。

極歯連結ブロックユニット４２３Ｂの他方の延長用極歯ブロック４４５Ｂ側に位置する極歯半部４６１には、凹部４６１ａと突部４６１ｂとが形成されている。他方の延長用極歯ブロック４４５Ｂの極歯連結ブロックユニット４２３Ｂ側に位置する極歯半部４６３には、突部４６１ｂを嵌合する凹部４６３ａと、凹部４６１ａと対向する凹部４６３ｂとが形成されている。突部４６１ｂは、凹部４６３ａからの抜け止めを図れる台形形状を有している。凹部４６１ａと凹部４６３ｂとの間には、両凹部からの抜け止めを図れる２つのくびれを有する矩形の抜け止め材４６５が配置されている。この嵌合構造によって、極歯連結ブロックユニット４２３Ｂと他方の延長用極歯ブロック４４５Ｂとが結合されている。

隣接する二つの極歯連結ブロックユニット４２３Ａ，４２３Ｂの結合部を構成する極歯半部４５１，４５５によって１つの極歯が構成されており、この極歯の係合部４６７は、ヨークブロック４２１の１つの極歯固定用嵌合孔４３１に嵌合されている。また、隣接する極歯連結ブロックユニット４２３Ａと一方の延長用極歯ブロック４４５Ａとの結合部を構成する極歯半部４５３，４５７によって１つの極歯が構成されており、この極歯の係合部４６９も係合部４６７と同様に、ヨークブロック４２１の１つの極歯固定用嵌合孔４３１に嵌合されている。また、隣接する極歯連結ブロックユニット４２３Ｂと他方の延長用極歯ブロック４４５Ｂとの結合部を構成する極歯半部４６１，４６３によって１つの極歯が構成されており、この極歯の係合部４７１も係合部４６７と同様に、ヨークブロック４２１の１つの極歯固定用嵌合孔４３１に嵌合されている。これらの嵌合により、二つの極歯連結ブロックユニット４２３Ａ，４２３Ｂ及び２つの延長用極歯ブロック４４５Ａ，４４５Ｂとヨークブロック４２１とが結合されている。

図１１は、本発明の更に他の実施の形態のリニアモータの平面図であり、図１２は、図１１のリニアモータに用いるリニアモータ用電機子５１１の側面図であり、図１３は、図１１のXIII−XIII断面図である。尚、図１１は理解を容易にするため、励磁巻線５１５及び冷却用配管５１７は、断面で示しており、図１３に示す第１の側面ブロック部材５７１を省略している。また、図１２では、極歯連結ブロック５２３の橋絡部を除いて描いている。本例のリニアモータのリニアモータ用電機子５１１では、ヨークブロック５２１の両側に極歯連結ブロック５２３Ａ，５２３Ｂがそれぞれ配置されている。ヨークブロック５２１の両側部には、極歯固定用嵌合孔５３１…及び楔圧入用嵌合孔５３３…がそれぞれ形成されている。極歯固定用嵌合孔５３１…に極歯連結ブロック５２３Ａ，５２３Ｂの係合部５３９ｃが係合され、楔圧入用嵌合孔５３３…に楔５１９が圧入されて、ヨークブロック５２１と極歯連結ブロック５２３Ａ，５２３Ｂとが組み合わされている。

極歯連結ブロック５２３Ａ，５２３Ｂの長手方向の両端部には、延長用極歯ブロック５４５がそれぞれ結合されている。また、コア５１３を構成する極歯連結ブロック５２３Ａ，５２３Ｂ，延長用極歯ブロック５４５及びヨークブロック５２１には、所定の間隔を隔てて２０個のねじ貫通孔５１３ａ…が形成されている。極歯連結ブロック５２３Ａ，５２３Ｂ及び延長用極歯ブロック５４５は、基本的には、図７に示す極歯連結ブロックと同じ構造を有している。

本例のリニアモータでは、固定子は、一対の固定子構成体５０１Ａ，５０１Ｂから構成されている。各固定子構成体５０１Ａ，５０１Ｂは、ベース５０５上に複数のＮ極の永久磁石５０７ａと複数のＳ極の永久磁石５０７ｂとが交互に並ぶ磁極列が配置されて構成されており、固定子構成体５０１Ａ及び５０１Ｂは、互いの磁極列が対向するように基台５７７の凹部５７７ａの一対の対向する壁部にそれぞれ取り付けられている。

可動子５０３は、図１３に示すように、リニアモータ用電機子５１１と第１及び第２の側面ブロック部材５７１，５７３と支持部材５７９とを有している。第１の側面ブロック部材５７１は、図１３及び図１４に示すように矩形の輪郭を有する板形状を有している。なお、図１４は、図１３のリニアモータ用電機子５１１側（図１３の紙面に向かって下側）から第１の側面ブロック部材５７１を見た斜視図である。本図に示すように、第１の側面ブロック部材５７１は、１２個の矩形状の有底の凹部５７１ａ…と、コア５１３のねじ貫通孔５１３ａ…と対応するように各凹部５７１ａの間に配置された２０個のねじ貫通孔５７１ｂ…とを有している。凹部５７１ａ内には、極歯連結ブロック５２３Ａ，５２３Ｂ及びヨークブロック５２１から上方に突出する励磁巻線５１５及び冷却用配管５１７の一部が配置される。そして、第１の側面ブロック部材５７１のリニアモータ用電機子５１１と対向する面５７１ｃは、極歯連結ブロック５２３Ａ，５２３Ｂ及びヨークブロック５２１と接触している。

第２の側面ブロック部材５７３は、図１３及び図１５に示すように、第１の側面ブロック部材５７１よりも幅寸法の小さい矩形の輪郭を有する板形状を有している。なお、図１５は、図１３のリニアモータ用電機子５１１側（図１３の紙面に向かって上側）から第２の側面ブロック部材５７３を見た斜視図である。本図に示すように、第２の側面ブロック部材５７３は、極歯連結ブロック５２３Ａと接触する７個のスペーサ部材５７３ａと、極歯連結ブロック５２３Ｂと接触する７個のスペーサ部材５７３ｂと、ヨークブロック５２１と接触する細長い１個のスペーサ部材５７３ｃとを有している。隣接する２個のスペーサ部材５７３ａとヨークブロック５２１との間の空隙及び隣接する２個のスペーサ部材５７３ｂとヨークブロック５２１の間の空隙には、極歯連結ブロック５２３Ａ，５２３Ｂ及びヨークブロック５２１から下方に突出する励磁巻線５１５及び冷却用配管５１７の一部が配置される。また、第２の側面ブロック部材５７３の各スペーサ部材５７３ａ〜５７３ｃには、第１の側面ブロック部材５７１のねじ貫通孔５７１ａ…に対応するように２０個のねじ孔５７３ｄ…が形成されている。第１の側面ブロック部材５７１のねじ貫通孔５７１ｂ…及びコア５１３のねじ貫通孔５１３ａ…を貫通して第２の側面ブロック部材５７３のねじ孔５７３ｄ…に螺合されるネジ部材５７５によってコア５１３は、第１及び第２の側面ブロック部材５７１，５７３に対して固定されている。

支持部材５７９は、第２の側面ブロック部材５７３のリニアモータ用電機子５１１と対向する面５７１ｃ上の縁部に設けられており、支持体５７９ａと支持体５７９ａに回転自在に設けられた回転体５７９ｂとを有している。

可動子５０３は、２つの極歯連結ブロック５２３Ａ，５２３Ｂの各磁極の磁極面５３９ｂと一対の固定子構成体５０１Ａ，５０１Ｂの磁極列とがそれぞれ対向し、支持体５７９ａの回転体５７９ｂが基台５７７の載置面５７７ｂ上に載置されるようにして、基台５７７上に移動自在に配置されている。これにより、可動子５０３は、固定子を構成する一対の固定子構成体５０１Ａ，５０１Ｂに移動自在に支持されることになる。

本発明の一実施の形態のリニアモータの斜視図である。 図１のリニアモータに用いるリニアモータ用電機子の分解斜視図である。 図２のリニアモータ用電機子のヨークブロックの分解斜視図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、リニアモータ用電機子の組立方法の説明に用いる図である。 本発明の他の実施の形態のリニアモータ用電機子のコアの断面図である。 本発明の他の実施の形態のリニアモータの平面図である。 本発明の他の実施の形態のリニアモータの側面図である。 図７のリニアモータに用いるリニアモータ用電機子の底面図である。 図７のリニアモータに用いる延長用極歯ブロックの斜視図である。 本発明の他の実施の形態のリニアモータの側面図である。 本発明の更に他の実施の形態のリニアモータの平面図である。 図１１のリニアモータに用いるリニアモータ用電機子の側面図である。 図１１のXIII−XIII断面図である。 図１３のリニアモータに用いる第１の側面ブロック部材の斜視図である。 図１３のリニアモータに用いる第２の側面ブロック部材の斜視図である。

符号の説明

１ 固定子
３ 可動子
５ ベース
７ 磁極列
９ ステージ部材
１１ リニアモータ用電機子
１３ コア
１５ 励磁巻線
１９ 楔
２１ ヨークブロック
２３ 極歯連結ブロック
２５ｆ 被圧入部
２５ｇ 小断面部分
３１ 極歯固定用嵌合孔
３３ 楔圧入用嵌合孔
３９ 極歯
４１ 橋絡部

Claims (4)

1. 複数枚の鋼板が積層されて構成され、前記鋼板の積層方向と直交する方向に直線状に延びるヨーク及び前記ヨークの長手方向に沿って配置された複数の極歯を備え、前記複数の極歯が隣接する二つの前記極歯間にスロットを形成するように前記長手方向に間隔をあけて配置され且つ前記複数の極歯の磁極面とは反対側に位置する一端が前記ヨークにそれぞれ結合されているコアと、
   前記コアの複数のスロット内に一部が配置されて前記複数の極歯を励磁する複数相の励磁巻線とを有するリニアモータ用電機子であって、
   前記複数のスロット内部には前記励磁巻線を間に挟むようにして冷却用配管が敷設されているリニアモータ用電機子。
2. 前記ヨークは、前記極歯とは別体に形成されたヨークブロックから構成され、
   前記ヨークブロックの前記複数の極歯が結合される被係合部分には、前記鋼板の積層方向の両方向と前記極歯に向かう方向とにそれぞれ開口する複数の極歯固定用嵌合孔が前記長手方向に間隔をあけて形成されており、
   前記ヨークブロックの前記被係合部分には、前記鋼板の積層方向の両方向と前記スロットに向かう方向とに向かってそれぞれ開口する複数の楔圧入用嵌合孔が形成されており、
   前記楔圧入用嵌合孔は、前記積層方向に位置する開口部からの楔の圧入を許容するが、前記スロットに向かう開口部からの前記楔の脱落を阻止する形状を有しており、
   前記極歯固定用嵌合孔は、前記積層方向に位置する開口部からの前記極歯の緩い挿入を許容するが、前記極歯側に向かう開口部からの前記極歯の脱落を阻止する形状を有しており、
   前記楔圧入用嵌合孔に隣接する１つまたは２つの前記極歯固定用嵌合孔は、隣接して配置された前記楔圧入用嵌合孔に前記楔が圧入されたときに、前記極歯の前記一端と前記極歯固定用嵌合孔との嵌合状態が強い嵌合状態なるように変形可能な形状を有し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用電機子。
3. 前記コアは、前記複数の極歯が前記複数のスロットの前記磁極面側の開口部を実質的に閉じる橋絡部によって相互に連結された構造を有する一体構造の極歯連結ブロックと、前記極歯連結ブロックとは別体に形成されたヨークブロックとから構成され、
   前記ヨークブロックの前記複数の極歯が結合される被係合部分には、前記鋼板の積層方向の両方向と前記極歯に向かう方向とにそれぞれ開口する複数の極歯固定用嵌合孔が前記長手方向に間隔をあけて形成されており、
   前記ヨークブロックの前記被係合部分には、前記鋼板の積層方向の両方向と前記スロットに向かう方向とに向かってそれぞれ開口する複数の楔圧入用嵌合孔が形成されており、
   前記楔圧入用嵌合孔は、前記積層方向に位置する開口部からの楔の圧入を許容するが、前記スロットに向かう開口部からの前記楔の脱落を阻止する形状を有しており、
   前記極歯固定用嵌合孔は、前記積層方向に位置する開口部からの前記極歯の緩い挿入を許容するが、前記極歯側に向かう開口部からの前記極歯の脱落を阻止する形状を有しており、
   前記楔圧入用嵌合孔に隣接する１つまたは２つの前記極歯固定用嵌合孔は、隣接して配置された前記楔圧入用嵌合孔に前記楔が圧入されたときに、前記極歯の前記一端と前記極歯固定用嵌合孔との嵌合状態が、前記極歯の前記一端の前記積層方向への移動を阻止できる程度の強い嵌合状態なるように変形可能な形状を有し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用電機子。
4. 前記コアは、前記複数の極歯が前記複数のスロットの前記磁極面側の開口部を実質的に閉じる橋絡部によって相互に連結された構造を有する一体構造の２つの極歯連結ブロックと、前記２つの極歯連結ブロックとは別体に形成され前記長手方向に沿って延び且つ対向する一対の側面部に前記２つの極歯連結ブロックが固定されるヨークブロックとから構成され、
   前記ヨークブロックの前記一対の側面部の前記複数の極歯が結合される被係合部分には、前記鋼板の積層方向の両方向と前記極歯に向かう方向とにそれぞれ開口する複数の極歯固定用嵌合孔が前記長手方向に間隔をあけて形成されており、
   前記ヨークブロックの前記被係合部分には、前記鋼板の積層方向の両方向と前記スロットに向かう方向とに向かってそれぞれ開口する複数の楔圧入用嵌合孔が形成されており、
   前記楔圧入用嵌合孔は、前記積層方向に位置する開口部からの楔の圧入を許容するが、前記スロットに向かう開口部からの前記楔の脱落を阻止する形状を有しており、
   前記極歯固定用嵌合孔は、前記積層方向に位置する開口部からの前記極歯の緩い挿入を許容するが、前記極歯側に向かう開口部からの前記極歯の脱落を阻止する形状を有しており、
   前記楔圧入用嵌合孔に隣接する１つまたは２つの前記極歯固定用嵌合孔は、隣接して配置された前記楔圧入用嵌合孔に前記楔が圧入されたときに、前記極歯の前記一端と前記極歯固定用嵌合孔との嵌合状態が、前記極歯の前記一端の前記積層方向への移動を阻止できる程度の強い嵌合状態なるように変形可能な形状を有し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用電機子。

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