CN101496264B - 圆筒形线性马达及电枢及场磁部 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种圆筒型线性马达的电枢，可以解决在现有的圆筒型线性马达的电枢两端部漏磁通与铝框内交链，从而产生成为马达制动力的粘性阻尼力的问题。具体为，一种圆筒形线性马达电枢(20)，在由磁性体构成的圆筒形磁轭(20b)的内侧于轴向上并排配置多个圆筒形绕组(20a)，由覆盖圆筒形磁轭(20b)外侧的框(20d)、(20e)构成，其为，仅在圆筒形磁轭(20b)存在的轴向区域为铝框(20d)，使电枢的轴向两端部为树脂盖(20e)。

Description

圆筒形线性马达及电枢及场磁部

技术领域

本发明涉及一种通过在管状场磁极周围隔着空隙安装圆筒形磁轭来得到高特性的圆筒型线性马达，尤其涉及一种圆筒形线性马达电枢及圆筒型线性马达场磁极以及使用它们的圆筒型线性马达的结构。 

背景技术

图5是表示现已公知的圆筒型线性马达的示意侧视图，图6表示其侧剖视图。本发明作为对象的圆筒型线性马达如图5所示，由具有场磁极10的定子和具有与该场磁极10同心配置的电枢20的动子构成。本发明涉及分别改良该场磁极10和电枢20。 

首先，如图6所示，场磁极10具备：各自在轴向上磁化的多个圆柱状的磁铁10a；在各磁铁10a之间插入的由磁性体构成的圆柱状极靴10b；在内部收容磁铁10a及极靴10b的不锈钢管10c；及安装在该不锈钢管10c的轴向两端的端块10d。各磁铁10a配置为极性交替不同，换言之N极与S极的磁极以同极相对。端块10d用于抵住各磁铁之间所产生的排斥力，构成安装在不锈钢管10c的两端部的结构。 

另外，同样如图6所示，电枢20具备：圆筒形绕组20a；由磁性体构成的圆筒形磁轭20b；及铝框20d。即，构成在轴向上摆放多个圆筒形绕组20a，将它们配置在圆筒形磁轭20b的内测，而且在圆筒形磁轭20b的外侧安装铝框20d的结构。为了在确保电枢20的机械刚性的同时，实现电枢20的轻量化，框20d由铝材料构成。 

线性马达构成为，上述场磁极10和电枢20隔着磁隙分别配置在同轴上，使场磁极10作为定子1，使电枢20作为动子2，并相对地进行移动。 

通过使用圆筒形磁轭20b，气隙磁通密度提高，在实现马达的高性能化的同时，通过将场磁极10所产生的磁通导入圆筒形磁轭20b内，能够降低向铝框20d漏出的磁通，抑制粘性阻尼力。 

另外，例如在专利文献1中记述有，作为同极相对地收容有多个磁铁10a的不锈钢管10c的端部的坚固固定的端块10d。图7是说明端块的定子1的剖视图。 

在图7中，70是场磁极，70a是配置为相互同极相对的多个磁铁，70c是抵住其外周的由非磁性材料构成的管，70e是两端形成有螺纹的贯穿所有磁铁70a的非磁性材料的轴，70d是嵌入轴70e的螺纹的端块。构成为通过磁铁70a所产生的磁通和动子内部通电的绕组，在定子轴向上产生驱动力，该定子的连结通过轴70e的螺纹部70f拧紧固定端块70d来进行。 

专利文献1：日本国特开平10-313566号公报 

发明内容

但是，在图6所示的电枢20的两端部附近，场磁极10漏出的磁通与铝框20d交链并产生涡流，结果存在产生粘性阻尼力的缺点。 

另外，由于图7所示的圆筒型线性马达装置为轴70e必须贯穿所有磁铁70a，所以通过扩展磁铁70a的宽度或者增加数量来使电枢20变长时，轴70e也必须成为相同的长度，因此，不适合于制造较长的电枢20。 

而且，针对电枢20的各个长度必须分别准备轴70e，存在费用方面、制造方面、保管方面的问题。 

而且，由于仅仅是端块70d和轴70e螺合固定的连结，所以螺纹发生松动、磨损时，存在磁铁的排斥力所引起的端块70d与场磁极70一起损坏的问题。 

本发明是为解决上述课题而进行的，目的是提供一种尽量减小粘性阻尼力，极富制造性及组装性，廉价的圆筒型线性马达。 

为解决上述问题，本发明是如下构成的。 

方案1所述的发明涉及一种圆筒形线性马达，其包括：电枢，所述电枢由多个圆筒形绕组、由磁性体构成的圆筒形磁轭以及覆盖所述圆筒形磁轭外侧的框构成，所述多个圆筒形绕组在所述圆筒形磁轭内侧的轴向上并排配置；场磁极，其为在不锈钢管的内侧配置在轴向上磁化的多个圆柱状磁铁，以便N极和S极的磁极以同极相对，在所述不锈钢管的两端配设端块而构成；其特征在于，所述电枢仅在所述圆筒形磁轭存在的轴向区域为铝框，同时，在所述电枢的轴向两端部为树脂盖，所述各磁铁之间插入由磁性体构成的圆柱状极靴，所述端块由安装有螺栓或栓销的端块构成，并且所述端块相对于所述管具有卡槽，在与所述管嵌合之后通过使所述管变形为与卡槽相同的形状来进行固定，所述端块通过焊接或拧入与所述管固定在一起。 

方案2所述的发明为，在方案1所述的圆筒型线性马达中，其特征在于，所述端块在外径上切出螺纹，所述管在内径上具有与所述端块同样的螺纹。 

通过上述构成，可得到尽可能地抑制了粘性阻尼力的高性能的圆筒型线性马达。 

另外，可得到如下高性能的圆筒型线性马达，即使磁铁的宽度或数量增加定子变长也不需要改变轴的长度，因而适合于制作较长的定子，而且不存在拧紧轴和端块的螺纹发生松动、磨损而由磁铁的排斥力引起端块与定子一起损坏的可能性。 

附图说明

图1是表示本发明实施例1的圆筒型线性马达的剖视图。 

图2表示本发明实施例2的圆筒型线性马达。 

图3是表示本发明实施例3的圆筒型线性马达的场磁极的图，(a)是实施例1，(b)是其变形例。 

图4是表示本发明实施例4的圆筒型线性马达的场磁极的图。 

图5是表示圆筒型线性马达的外观的图。 

图6是现已公知的圆筒型线性马达的剖视图。 

图7是表示现已公知的圆筒型线性马达的场磁极附近的剖视图。 

符号说明 

1-具有磁极的定子；10-场磁极；10a-磁铁；10b-极靴；10c-不锈钢管；10d-端块；2-具有电枢的动子；20-电枢；20a-圆筒形绕组；20b-圆筒形磁轭；20c-树脂框；20d-铝框；20e-树脂盖；30、30'-场磁极；30a-磁铁；30c-管；30d-端块；30f-螺栓；30g-栓销；40-场磁极；40a-磁铁；40c-管；40d-端块；40f-螺栓；40g-栓销；40h-卡槽(变形)；70-场磁极；70a-磁铁；70c-管；70d-端块；70e-轴；70f-螺纹部。 

具体实施方式

以下，参照附图对本发明进行说明。 

实施例1 

图1是表示本发明实施例1所涉及的圆筒型线性马达的剖视图。 

在图1中，10是场磁极，10a是各自在轴向上磁化的多个圆柱状的磁铁，10b是在各磁铁10a之间插入的由磁性体构成的圆柱状极靴。通过极靴10b对其进行夹持，气隙中的空间磁通密度变为接近正弦波分布，关于电枢绕组所产生的感应电压其绝对值变大且变为接近正弦波的分布，为使磁力线有效地朝向电枢20侧而进行有效的作用，因此，由于有利于提高马达常数并降低推力波动而优选，但是并不是必须的。10c是在内部收容磁铁10a及极靴10b的不锈钢管，10d是密封不锈钢管10c端部的端块。 

由以上的要素构成定子1。 

另一方面，动子2由电枢20、圆筒形绕组20a、由磁性体构成的圆筒形磁轭20b、树脂框20c构成。 

线性马达构成为，上述场磁极10和电枢20隔着磁隙分别配置在同轴上，使场磁极10作为定子1，使电枢20作为动子2，并相对地进行移动。 

如上所述，因为由树脂材料构成圆筒形磁轭20b外侧的框20c，所以电导率大致为0。因此，在电枢20的两端部附近，即使场磁极所漏出的磁通与树脂框20c交链也不会产生涡流，因此，不会产生涡流制动力(粘性阻尼力)。 

实施例2 

图2是表示本发明实施例2所涉及的圆筒型线性马达的剖视图。 

在图2中，由于对与图1相同的要素使用相同的符号，所以省略重复说明。与实施例1的不同之处在于，仅在轴向上圆筒形磁轭20b存在的区域使框为铝框20d，电枢20的两端部由树脂盖20e构成。 

如此，在圆筒形磁轭20b存在的区域，场磁极10所产生的磁通导入圆筒形磁轭20b内，磁通没有漏出于铝框20d，因此，几乎不产生粘性阻尼力。另外，通过在电枢20的两端部装上树脂材料，即使从场磁极10漏出磁通，也不会产生涡流，因此，不会产生粘性阻尼力。而且，由于在极力降低粘性阻尼力的同 时，框部由铝材料构成，所以确保了电枢20的机械刚性。 

实施例3 

图3是表示本发明实施例3所涉及的圆筒型线性马达的场磁极的剖视图。在图3中表示，由非磁性材料的管30c覆盖磁铁30a的外周，在与管30c嵌合的端块30d上安装螺栓30f，具有推压磁铁30a的功能的圆筒型线性马达的定子(场磁极30)。因此，构成为对于管30c两侧的端块30d通过从一侧推入螺栓30f使磁铁30a贴紧，管30c和端块30d处于嵌合状态。 

实施例3与专利文献1所述的发明的不同之处在于，不需要贯穿定子轴向整体的轴70e(图7)，具备不管定子30(图3)有多长，也可通过安装在一侧的端块30d上而使磁铁30a贴紧的螺栓30f，以及与在专利文献1中仅在端块70d和轴70e之间进行定子70的连结相比，在实施例3中在连结端块30d和螺栓30f之间的基础上，还在管30c和端块30d之间增加了连结。 

其动作为，如图3(a)所示，对于管30c两侧的端块30d通过从一侧推入螺栓30f，可不需要与定子长度具有相同长度的轴70e(图7)便能使磁铁30a贴紧。 

另外，由于在磁铁30a的中心部不再需要穿过如图7的轴70e，所以可最大限度地提高磁铁30a的磁通，可提高马达特性。 

而且，通过在管30c和端块30d之间增加连结，即使万一螺栓30f的连结发生松动或磨损时，也能通过与管30c的连结来抵住磁铁30a的排斥力，可防止损坏定子30，保持作为圆筒型线性马达的功能。 

图3(b)表示代替图3(a)的螺栓30f变更为栓销30g的实施例3的变形例。对于管30c两侧的端块30d通过从一侧锤入栓销30g，可不需要与定子30’长度具有相同长度的轴70e(图7)便能使磁铁30a贴紧。 

此时，栓销30g需要与端块30d嵌合。 

虽然螺栓30f及栓销30g可以安装于端块30d的一侧或两侧，但是为了使构成简单化，优选安装于一侧。 

实施例4 

图4是表示本发明实施例4所涉及的圆筒型线性马达的场磁极的剖视图，是详细表示针对管40c和端块40d的机械连结的图。端块40d相对于管40c具有卡槽40h，在与管40c嵌合后通过使管40c变形为与卡槽40h相同的形状来进行固定。即，代替实施例3的构成即嵌合管30c与端块30d，预先在端块40d上设置针对管40c的卡槽40h，通过在插入到管40c之后使管40c的形状变形为与端块40d的卡槽配合，可实现相同的功能。 

虽然该效果也可以通过粘结固定管40c和端块40d来得到，但是优选由安装有螺栓或栓销的端块构成端块，或者焊接或拧入这样的机械固定。 

实施例5 

本发明的实施例5为，例如在图1中，预先在端块10d的外径上切出螺纹，并且在不锈钢管10c上也预先在其相对部位的内径上切出同样的螺纹，通过将端块10d拧入不锈钢管10c的内部，最终可实现坚固的固定。 

通过与其并用上述实施例3的构成即嵌合管30c与端块30d，或者预先在实施例4的端块40d上设置针对管40c的卡槽，在插入到管40c之后使管40c的形状变形为与端块40d的卡槽配合，可得到相辅相成的增强效果。 

通过以上所述的构成，可得到尽可能地抑制了粘性阻尼力的高性能的圆筒型线性马达，另外，可得到如下高性能的圆筒型线性马达，即使磁铁的宽度或数量增加定子变长也不需要改变轴的长度，因而适合于制作较长的定子，而且不存在拧紧轴和端块的螺纹发生松动、磨损而由磁铁的排斥力引起端块与定子一起损坏的可能性。 

如此，本发明可提供一种通过在管状场磁极周围隔着空隙安装圆筒形磁轭，尽量减小粘性阻尼力，极富制造性及组装性，廉价的圆筒型线性马达，因此，例如适合于需要高速驱动的所有市场的搬运装置。 

Claims (2)

1.一种圆筒形线性马达，其包括：

电枢，其由多个圆筒形绕组、由磁性体构成的圆筒形磁轭以及覆盖所述圆筒形磁轭外侧的框构成，所述多个圆筒形绕组在所述圆筒形磁轭内侧的轴向上并排配置；

场磁极，其为在不锈钢管的内侧配置在轴向上磁化的多个圆柱状磁铁，以便N极和S极的磁极以同极相对，在所述不锈钢管的两端配设端块而构成；

其特征在于，所述电枢仅在所述圆筒形磁轭存在的轴向区域为铝框，同时，在所述电枢的轴向两端部为树脂盖，

所述各磁铁之间插入由磁性体构成的圆柱状极靴，

所述端块由安装有螺栓或栓销的端块构成，并且所述端块相对于所述管具有卡槽，在与所述管嵌合之后通过使所述管变形为与卡槽相同的形状来进行固定，所述端块通过焊接或拧入与所述管固定在一起。

2.如权利要求1所述的圆筒型线性马达，其特征在于，所述端块在外径上切出螺纹，所述管在内径上具有与所述端块同样的螺纹。

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