CN100438281C - 无铁心直线电动机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种无铁心直线电动机，可抑制电枢绕组的温度上升。动子(10)由包括多个线圈(13)的电枢绕组(11)和支撑电枢绕组(11)的动子安装台(12)构成，定子(1)由设有多个磁极的永磁铁(2)和背部磁轭(3)构成，在所述电枢绕组(11)的左右两侧设有所述永磁铁(2)，并且在所述电枢绕组(11)的左右两侧与所述永磁铁(2)之间留有空隙，在所述动子安装台(12)的下面设有凹部(12a)，位于线圈(13)上侧的线圈上边(14)被插入所述动子安装台(12)的凹部(12a)内，在位于线圈(13)下侧的线圈下边(15)的附近设有用于进行线圈(13)间或与导线(16)的连接处理的空间。

Description

无铁心直线电动机
技术领域
本发明涉及无铁心直线电动机，尤其涉及要求推力波动小、低发热的匀速传送用或高精度定位用的无铁心直线电动机。
背景技术
作为不重叠配置同心绕组的线圈的以往的无铁心直线电动机，已经在特开平7-322595号公报、特开平6-165474号公报、US4151447号公报中公开。这些公开的无铁心直线电动机的特点在于，由于无铁心所以不产生齿槽力，即，速度波动小。另外，作为其他的特点，还有由于同心绕组的线圈为不重叠配置，所以绝缘性高。
图4和图5表示以往的无铁心直线电动机。图4是只表示以往技术中的无铁心直线电动机的动子和定子的立体图。图5是表示从动子的行进方向看到的剖面图。
定子1由设有多个磁极的永磁铁2、粘贴了该永磁铁2的背部磁轭3、和以其单侧固定支撑被配置在左右两侧的2个背部磁轭3的磁轭支撑台4构成。以每λ间距配置永磁铁2，使该永磁铁2中的与2个背部磁轭3的内侧对面的磁极为异性磁极，并且，在动子的行进方向上相邻的磁极为异性磁极。
动子10由电枢绕组11、和固定该电枢绕组11的剖面为凹形形状的动子安装台12构成。由于动子安装台12被安装在成为负载的平台等上，所以该动子安装台12用可确保强度的铝等金属构件构成。电枢绕组11隔着规定的空隙配置于在2个背部磁轭3的内侧配置的永磁铁2之间。另外，电枢绕组11由多个线圈13构成。在此，将位于线圈13的上侧的线圈末端部分称为线圈上边14、位于线圈13的下侧的线圈末端部分称为线圈下边15。线圈13间通过线圈上边14连接，在其顶端通过导线16连接。另外，用于连接线圈13间的空间和导线16的空间设在动子安装台12的凹内。最终，电枢绕组11和动子安装台12的凹内部由模制树脂17覆盖、电枢绕组11和动子安装台12合为一体地构成动子10。
如上构成的定子和动子利用未图示的直线导槽等支撑机构沿其行进方向自由移动。
但是，以往技术存在如下问题。
当向电枢绕组11施加产生规定的推力所必需的电流时，在线圈13上产生与该电流的二次方成正比的焦耳热。在线圈13上所产生的热分为从模制树脂17的空隙面放出的热和向动子安装台12热传导的热。根据安装有动子安装台12的负载平台的材质、大小、安装状态其热分配率不同，但是流向金属制的、热传导性好的动子安装台12的热量较多。相反，如果是很难向动子安装台12传热的构造，则线圈13的温度上升就会变得极大。根据以往技术，动子安装台12和线圈13之间，在用于接线处理的宽度大的凹内中，填充有模制树脂17。即模制树脂17成为大的热阻抗，不向动子安装台12传热、线圈13的温度上升极高。为了尽量防止该现象，在模制树脂17中使用热传导性好的、例如混合了氧化铝的环氧树脂(热传导率为1.5W/mK)，但是并不能得到满意的效果。
发明内容
本发明是为解决上述问题而提出的，其目的在于提供一种能够降低电枢绕组的温度上升的无铁心直线电动机。
为了解决上述问题，本发明之1提供一种无铁心直线电动机，其中：动子由包括多个线圈的电枢绕组和支撑所述电枢绕组的动子安装台构成，定子由设有多个磁极的永磁铁和背部磁轭构成，在所述电枢绕组的左右相对两侧隔着空隙设有所述永磁铁，并且在所述电枢绕组的左右两侧与所述永磁铁之间留有空隙，其特征在于，在所述动子安装台的下面设有凹部，位于所述线圈上侧的线圈上边被插入所述动子安装台的凹部内，在位于所述线圈下侧的线圈下边的附近，设有用于进行线圈间或线圈与导线的连接处理的空间。
本发明之2的本发明在所述线圈下边的正下方设有用于进行连接处理的空间。
本发明之3的本发明在所述线圈下边的左右两侧设有用于进行连接处理的空间。
本发明之4的本发明在所述动子安装台上设有用于流通致冷剂或空气的冷却通路。
如上所述，根据本发明可以得到如下效果。
(1)线圈和动子安装台之间的热阻抗变得极小，由此可以抑制线圈的温度上升(本发明之1)。
(2)通过新设置连接处理的空间，可得到与本发明之1相同的效果(本发明之2)。
(3)通过在线圈末端部分的左右两侧设置连接处理的空间，可以得到与本发明之1相同的效果，并且对于本发明之2的发明还可以得到使动子的高度更小的效果(本发明之3)。
(4)通过在传热多的动子安装台上设置冷却通路，可以提高本发明之1至本发明之3中任意一项发明的效果(本发明之4)。
附图说明
图1是表示本发明第一实施例的无铁心直线电动机的图，(a)是从行进方向看到的剖面图，(b)是从侧面看到的动子的剖面图。
图2是表示本发明第二实施例的无铁心直线电动机的从行进方向看到的剖面图。
图3是表示本发明第三实施例的无铁心直线电动机的从行进方向看到的剖面图。
图4是表示以往技术的无铁心直线电动机的立体图。
图5是表示以往技术中的无铁心直线电动机的从行进方向看到的剖面图。
具体实施方式
下面，根据附图对本发明的实施例进行说明。
本发明除了动子构造外，与以往技术的图4、图5所示的构造相同。因此，省略关于定子的说明。
【第一实施例】
图1(a)、(b)是表示第一实施例的图，是关于本发明之1和2的图。图1(a)是从动子行进方向看到的剖面图，图1(b)是从侧面看到的动子的剖面图。
第一实施例的动子10，与以往技术相同，由构成有多个线圈13的电枢绕组11、固定支撑该电枢绕组11的动子安装台12、导线16、覆盖电枢绕组11和导线16整体的模制树脂17构成。在此，以3相为例，表示由线圈数最少的、3个同心绕组的线圈13构成的电枢绕组。在3个线圈下边15的正下方，设有用于进行线圈13之间或与导线16的连接的空间。导线16，经过这些线圈下边15在动子10的前方被引绕到动子安装台12。由于动子安装台12被安装于成为负载的平台等上，因此该动子安装台12用可确保强度的铝等金属构件构成。另外，动子安装台12的剖面为凹形形状，在其凹部插入有线圈13的线圈上边14。动子安装台12的凹部被进行槽加工，使其与线圈上边14的插入部分一致。
根据该结构，可以使线圈上边14接近动子安装台12。即，这其间的热阻抗变得极小、在线圈13上产生的热容易扩散到动子安装台12。结果是可以大幅度地降低线圈13的温度上升。
【第二实施例】
接下来对第二实施例进行说明。
第二实施例涉及本发明之3。图2是表示从行进方向看到的剖面的图。第二实施例与第一实施例的不同点在于，在线圈下边15的左右设置有连接处理的空间。结果是动子10的剖面成为I形形状。
根据该结构，与第一实施例相同，可以大幅度地降低线圈13的温度上升。第二实施例的特点还在于，由于将连接处理空间设置在永磁铁2的正下方，可以缩小动子在高度方向上的尺寸。
【第三实施例】
接下来对第三实施例进行说明。
第三实施例涉及本发明之4。图3是表示从行进方向看到的剖面的图。第三实施例与第一或第二实施例的不同点在于在动子安装台12上设置有用于流通致冷剂或空气的冷却通路18。
根据该结构，由于可以直接冷却热通过大的动子安装台12，因此可以进一步提高作为第一和第二实施例的效果的降低线圈13的温度上升。
本发明可以用于制造、提供要求推力波动小、低发热的均速传送用或高精度定位用的无铁心直线电动机。

Claims (4)

1.一种无铁心直线电动机，其中：动子由包括多个线圈的电枢绕组和支撑所述电枢绕组的动子安装台构成，定子由设有多个磁极的永磁铁和背部磁轭构成，在所述电枢绕组的相对两侧隔着空隙设有所述永磁铁，其特征在于，
在所述动子安装台的下面设有凹部，位于所述线圈上侧的线圈上边被插入所述动子安装台的凹部内，在位于所述线圈下侧的线圈下边的附近，设有用于进行线圈间或线圈与导线的连接处理的空间。
2.根据权利要求1所述的无铁心直线电动机，其特征在于，在所述线圈下边的正下方设有用于进行连接处理的空间。
3.根据权利要求1所述的无铁心直线电动机，其特征在于，在所述线圈下边的左右两侧设有用于进行连接处理的空间。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的无铁心直线电动机，其特征在于，在所述动子安装台上设有用于流通致冷剂或空气的冷却通路。
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