CN101800461B - 直线电动机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种直线电动机，该直线电动机可在单侧式直线电动机和双侧式直线电动机共用磁极齿，同时，可由磁极齿的滑动容易地连接相邻磁极齿。磁极齿(31)具有第1磁极齿(311)和第2磁极齿(312)，第1磁极齿(311)具有一对第1铁心部件和第2铁心部件，该一对第1铁心部件和第2铁心部件具有不同高度尺寸的磁轭部和相同高度尺寸的齿部；在一侧对齐各齿部地层叠第1和第2铁心部件，在另一侧对齐各齿部地层叠与上述层叠的第1和第2铁心部件成对的第1和第2铁心部件，使高度尺寸不同的磁轭部相互接触地连接两侧的第1和第2铁心部件，将第1磁极齿(311)的配合部配合到第2磁极齿(312)的接合部。

Description

直线电动机
本分案申请是基于申请号为“200710106458.5”、申请日为2007年5月29日、发明名称为“直线电动机”的中国专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种用于一般产业机械的直线电动机的电枢构造。
背景技术
在将推力发生面构成于直线电动机的单侧的直线电动机(以后记为单侧式直线电动机)(例如参照专利文献1)、和将推力发生面构成于直线电动机双侧的直线电动机(以后记为双侧式直线电动机)(例如参照专利文献2)的电枢中，分别使用专用地制作的形状不同的磁极齿。另外，作为直线电动机的电枢的制造方法，例如通过从层叠方向插入而进行燕尾槽的配合，从而对相邻的磁极齿间进行连接。
[专利文献1]日本特开2000-217334号公报([权利要求1]，图1)
[专利文献2]日本特开平11-178310号公报([0011]，图8)
发明内容
在上述已有的直线电动机中，相对单侧式直线电动机和双侧式直线电动机的构造，需要分别专用地制作磁极齿，生产率差。另外，从层叠方向插入而进行燕尾槽的配合，从而对相邻的磁极齿间进行连接，所以，当在相邻的配合部间的间隙小时，磁极齿的歪斜等使得不用力地推压则不能插入，生产率差，而当强行推压时，存在产生层叠裂纹等问题的可能性。另一方面，如增大相邻配合部间的间隙，则电枢组装精度变差，可能对电动机特性产生影响、刚性变弱。
本发明就是为了解决上述那样的问题而作出的，其目的在于提供一种直线电动机，该直线电动机可由相同的磁极齿构成单侧式直线电动机和双侧式直线电动机，可由磁极齿的滑动这样简便的方法容易地对相邻的磁极齿间进行连接。
第1发明的直线电动机由磁场部和电枢构成；该磁场部具有沿电动机驱动方向延伸的磁场磁轭和多个永久磁铁，该多个永久磁铁在该磁场磁轭上沿电动机驱动方向按预定间隔配置、极性交替地不同；该电枢具有多个磁极齿和驱动线圈，该多个磁极齿与磁场部的永久磁铁隔开预定间隔配置、沿电动机驱动方向依次配置，该驱动线圈设于磁极齿；磁极齿由磁轭部和齿部构成；该磁轭部位于与磁场部相向的面的背面侧，与邻接的磁极齿接触；该齿部从该磁轭部朝与磁场部相向的一侧突出；磁极齿具有第1磁极齿和第2磁极齿，该第2磁极齿与上述第1磁极齿邻接地配置；在笫1磁极齿的磁轭部，将配合部设于两侧端面，在第2磁极齿的磁轭部，将与上述配合部配合的接合部设于两侧端面；第1磁极齿具有一对第1铁心部件和第2铁心部件，该第1铁心部件和笫2铁心部件具有不同高度尺寸的磁轭部和相同高度尺寸的齿部；第1和第2铁心部件对齐各齿部地层叠，并且沿该层叠方向连接；一边将第1磁极齿的配合部配合于笫2磁极齿的接合部，一边沿电动机驱动方向依次配置第1和第2磁极齿，固定到固定部件上。
第2发明的直线电动机由磁场部和电枢构成；该磁场部具有多个永久磁铁，该多个永久磁铁沿电动机驱动方向按预定间隔2列相向地配置，极性交替地不同；该电枢具有多个磁极齿和驱动线圈，该多个磁极齿在磁场部的永久磁铁之间隔开预定间隔地配置、沿电动机驱动方向依次配置，该驱动线圈设于磁极齿；磁极齿由磁轭部和齿部构成；该磁轭部位于2列的永久磁铁间中央，与邻接的磁极齿接触；该齿部从该磁轭部朝与永久磁铁相向的两侧突出；磁极齿具有第1磁极齿和第2磁极齿，该第2磁极齿与上述第1磁极齿邻接地配置；在第1磁极齿的磁轭部，将配合部设于两侧端面，在第2磁极齿的磁轭部，将与上述配合部配合的接合部设于两侧端面；第1磁极齿具有一对第1铁心部件和第2铁心部件，该第1铁心部件和第2铁心部件具有不同高度尺寸的磁轭部和相同高度尺寸的齿部；在一侧，第1和第2铁心部件对齐各齿部地层叠，并且沿该层叠方向连接；在另一侧，与上述层叠的第1和第2铁心部件成对的第1和第2铁心部件对齐各齿部地层叠，并且沿该层叠方向连接；使不同高度尺寸的磁轭部相互接触地连接两侧的第1和第2铁心部件；一边将第1磁极齿的配合部配合于第2磁极齿的接合部，一边沿电动机驱动方向依次配置第1和第2磁极齿，固定到固定部件上。
按照第1和第2发明，可使用相同构成的第1磁极齿构成单侧式直线电动机和双侧式直线电动机。另外，可由第1磁极齿的滑动这样简便的方法容易地连接相邻磁极齿，获得提高生产率的效果。另外，通过配合对邻接齿进行连接，所以，即使在由螺钉连接等牢固地固定的场合，也可减少螺钉的根数，提高生产率。
附图说明
图1为示出本发明实施方式1的双侧式直线电动机的正面剖面图和X-X剖面图。
图2为示出本发明实施方式1的磁极齿(第1磁极齿、第2磁极齿、第3磁极齿)的图。
图3为示出本发明实施方式1的另一例的磁极齿(第1磁极齿)的图。
图4为说明制造本发明实施方式1的第1磁极齿的方法的图，(a)为俯视图，(b)为侧视图。
图5为说明通过紧固(カツメ)对图4的电枢铁心进行连接的方法的图，(a)为俯视图，(b)为沿(a)的XI-XI所作的剖面图。
图6为说明与图4和图5的层叠形式不同的另一层叠形式的剖面图。
图7为说明对图5的分裂铁心实施绕线的方法的图。
图8为说明组装图1的直线电动机的方法的图。
图9为示出本发明实施方式1的单侧式直线电动机的构成的图，(a)为剖面图，(b)为沿(a)的XII-XII所作的剖面图。
图10为示出图9的磁极齿的图，(a)为第2磁极齿的俯视图，(b)为第3磁极齿的俯视图。
图11为示出本发明实施方式2的磁极齿的俯视图，(a)为第1磁极齿的俯视图，(b)为第2磁极齿的俯视图，(c)为第3磁极齿的俯视图。
图12为说明对图11的分裂铁心实施绕线的方法的图。
图13为说明组装本发明实施方式2的双侧式直线电动机的方法的图。
图14为示出本发明实施方式2的另一磁极齿的俯视图，(a)为第1磁极齿的俯视图，(b)为第2磁极齿的俯视图，(c)为第3磁极齿的俯视图。
图15为说明组装图14的笫1磁极齿和第2磁极齿的方法的图。
图16为示出本发明实施方式3的磁极齿的俯视图，(a)为第1磁极齿的俯视图，(b)为第2磁极齿的俯视图，(c)为第3磁极齿的俯视图。
图17为说明对图16(b)的第2磁极齿实施绕线的方法的图。
图18为说明组装图16的第1磁极齿和第2磁极齿的方法的图。
图19为示出本发明实施方式3的双侧式直线电动机的电枢的剖面图。
图20为示出本发明实施方式3的另一磁极齿的图，(a)为第1磁极齿的俯视图，(b)为第2磁极齿的俯视图，(c)为第3磁极齿的俯视图。
图21为说明对图20(b)的第2磁极齿实施绕线的方法的图。
图22为说明组装图20的第1磁极齿和笫2磁极齿的方法的图。
图23为示出本发明实施方式3的另一双侧式直线电动机的电枢的剖面图。
图24为示出本发明实施方式4的双侧式直线电动机的构成的剖面图。
图25为示出图24的磁极齿的图，(a)为第1磁极齿的俯视图，(b)为第2磁极齿的俯视图。
图26为示出本发明实施方式4的双侧式直线电动机的电枢构成的剖面图。
图27为示出本发明实施方式5的双侧式直线电动机的构成的剖面图。
图28为示出本发明实施方式5的另一双侧式直线电动机的构成的剖面图。
图29为示出本发明实施方式5的第2磁极齿的形状的俯视图。
图30为说明制作本发明实施方式5的第2磁极齿的方法的图。
图31为说明制作本发明实施方式5的第2磁极齿的方法的图。
图32为示出使用图31的第2磁极齿制造的双侧式直线电动机的剖面图。
图33为说明制作本发明实施方式5的笫2磁极齿的方法的图。
图34为示出使用图33的第2磁极齿制造的单侧式直线电动机的剖面图。
图35为说明制作本发明实施方式5的另一双侧式直线电动机的剖面图。
图36为说明制作本发明实施方式5的另一第2磁极齿的方法的图。
图37为示出使用图36的第2磁极齿制造的双侧式直线电动机的剖面图。
图38为示出本发明实施方式6的双侧式直线电动机的剖面图。
图39为说明制作图38的第2磁极齿的方法及其效果的图。
图40为说明制作本发明实施方式6的另一第2磁极齿的方法及其效果的图。
具体实施方式
下面，根据附图说明用于实施本发明的最佳方式。
实施方式1
图1为示出本发明实施方式1的双侧式直线电动机1A的图，图1(a)为正面剖面图，图1(b)为图1(a)的直线电动机1A的X-X剖面图。
在图1中，磁场部2由板状的磁场磁轭21和多个永久磁铁22、23构成；该磁场磁轭21沿电动机驱动方向(图中双向箭头的方向)按2列延伸；该多个永久磁铁22、23在该磁场磁轭21上沿电动机驱动方向按预定间隔配置，极性交替地不同。电枢3由多个磁极齿31和驱动线圈32构成；该多个磁极齿31隔着预定间隔配置于磁场部2的2列的永久磁铁间，沿电动机驱动方向依次配置；该驱动线圈32卷绕到磁极齿31上。另外，磁极齿31由磁轭部33和齿部34构成；该磁轭部33位于磁场部2的2列的永久磁铁之间中央，与邻接的磁极齿31接触；该齿部34从该磁轭部33朝与2列的永久磁铁相向的两侧突出地形成。该磁极齿31具有第1磁极齿311、与第1磁极齿311邻接地配置的第2磁极齿312、及配置于两端的第3磁极齿313。仅在第1磁极齿311的齿部34上卷绕驱动线圈32，未在第2磁极齿312和第3磁极齿313上卷绕驱动线圈32。
在这样的构成中，卷绕了驱动线圈32的笫1磁极齿311成为主极齿，未卷绕驱动线圈32的第2磁极齿312成为用于抑制齿槽效应、转矩脉动的附加极齿。另外，第3磁极齿313成为减少端部齿槽效应的辅助齿。磁极齿31(笫1磁极齿311、第2磁极齿312及第3磁极齿313)通过用冲压机对电磁钢板进行冲裁，层叠后通过紧固等连接叠层钢板而形成。
第1磁极齿311如图2(a)、(b)所示那样，由第1铁心部件311a和第2铁心部件311b构成。第1铁心部件311a由高度尺寸为W1(W1≥0)的磁轭部331a、和从磁轭部331a朝图示右方向突出形成的齿部341a构成，具有在磁轭部331a的图示上下两侧端面切成的配合部35。第2铁心部件311b由高度尺寸为W2(W2≥0)的磁轭部331b、和从磁轭部331b朝图示左方向突出形成的齿部341b构成。第1和第2铁心部件311a、311b的高度尺寸W1和W2以W1≠W2的方式设定。另外，在第1铁心部件311a的磁轭部331a上设有孔36，该孔36在第1和第2铁心部件311a、311b的磁轭部接触面3311a、3311b接触而形成第1磁极齿311时，位于第1磁极齿311的中央。
第2磁极齿312如图2(c)所示那样，由位于中央的磁轭部332和从磁轭部332朝图示左右两侧突出形成的齿部342构成，并设有接合部372。该接合部372从磁轭部332的图示上下两侧端面突出地形成，用于与第1磁极齿311的配合部35配合。
第3磁极齿313如图2(d)所示那样，由位于中央的磁轭部333和从磁轭部333朝图示左右两侧突出形成的齿部343构成，并设有接合部373。该接合部373从磁轭部333的图示上侧端面突出地形成，用于与第1磁极齿311的配合部35配合。
如图3所示那样，在第1磁极齿311中，也可使第2铁心部件311b的磁轭部331b的高度尺寸W2为零。即，取消磁轭部高度尺寸较小一方的磁轭部331b，仅由齿部341b构成。
下面，说明使用第1和第2铁心部件311a、311b构成第1磁极齿311的方法。图4为示出层叠这2种第1和第2铁心部件311a、311b的状态的图，图4(a)为俯视图，图4(b)为侧视图。图5为示出通过紧固对图4的铁心部件311a、311b的叠层板进行接合的状态的图，图5(a)为俯视图，图5(b)为图5(a)的XI-XI剖面图。
如图4所示那样，相互交替地层叠2种第1和笫2铁心部件311a和311b，例如在最上层，将第1铁心部件311a配置于图示右侧，将第2铁心部件311b配置于图示左侧，在下面的第2层，将第1铁心部件311a配置于图示左侧，将第2铁心部件311b配置于图示右侧。如图5所示那样，在图4的第1和第2铁心部件311a、311b叠置的状态下，沿其层叠方向通过紧固部38连接层叠于图示右侧和左侧的铁心部件311a、311b，从而获得第1分裂铁心311c和第2分裂铁心311d。此时，磁轭部331a的一部分或全部在层叠方向重合，在该状态下，由紧固部38进行连接作业，这样，即使在紧固部38的接合时由冲压机等施加压力，第1铁心部件311a的磁轭部331a端部也不会折曲，组装作业性提高改善。
紧固部38的个数/形状等不限于图5。另外，关于第1和第2铁心部件311a、311b的层叠方法，虽然在图4和图5中每一层交替改变左右方向地层叠第1和第2铁心部件311a、311b，但也可如图6所示那样，沿层叠方向分割成(n＝)6部分，对按相同方向层叠成铁心层叠厚度的1/n(n为n≥2的整数)的尺寸的铁心部件，交替改变左右方向地按铁心层叠厚度进行层叠。另外，不一定非要每隔相同层叠片数改变方向，也可按不同的层叠片数改变左右方向。
下面，说明使用按照图5制作的第1磁极齿311来制作电枢3的方法。在这里，暂时朝左右两侧分割图5的第1磁极齿311，如图7所示那样，分别将驱动线圈32卷绕到第1分裂铁心311c和第2分裂铁心311d。即，将第1磁极齿311的左右两侧的分裂铁心311c和311d分别按单侧的形式固定于绕线设备的铁心把持部6，由喷丝头7将驱动线圈32卷绕到各齿部341b、341a。为此，可由简便的设备高密度地卷绕。
然后，如图8所示那样，将卷绕了驱动线圈32的分裂铁心311c、311d配置于左右两侧以使其磁轭部接触面3311a、3311b相向，在上下两侧配置与第1磁极齿311邻接的第2磁极齿312或笫3磁极齿313(在图8中为第2磁极齿312)。然后，使分裂铁心311c、311d滑动，直到左右两侧的分裂铁心311c、311d的磁轭部接触面3311a、3311b接触，由设于第1磁极齿311的配合部35对设于第2磁极齿312或第3磁极齿313的接合部372、373进行配合而连接。此后，如图1所示那样，一边依次地连接磁极齿31，一边将多个磁极齿31排列成一列地配置于固定部件4上，用螺钉5连接固定设于第1铁心部件311a的孔36与固定部件4，构成双侧式的直线电动机1A。
图9(a)为本发明实施方式1的单侧式直线电动机1B的俯视图，图9(b)为图9(a)的直线电动机1B的XII-XII剖面图。直线电动机1B由磁场部2和电枢3构成；该磁场部2将多个永久磁铁22、23以邻接的极性不同的方式排列成1列，并固定于磁场磁轭21；该电枢3与这些永久磁铁22和23隔着预定间隙地相向配置。构成电枢3的磁极齿31由磁轭部33和齿部34构成；该磁轭部33位于与磁场部2相向的面的背面侧，与邻接的磁极齿31接触；该齿部34从该磁轭部33以与永久磁铁22和23相向的方式突出地形成。该磁极齿31具有第1磁极齿311、与第1磁极齿311邻接地配置的第2磁极齿312、及配置于两端的第3磁极齿313。将驱动线圈32仅卷绕到第1磁极齿311的齿部34上，不在第2磁极齿312和第3磁极齿313上卷绕驱动线圈32。在这样的构成中，卷绕了驱动线圈32的第1磁极齿311成为主极齿，未卷绕驱动线圈32的第2磁极齿312成为用于抑制齿槽效应、转矩脉动的附加极齿。另外，第3磁极齿313成为减少端部齿槽效应的辅助齿。磁极齿31(第1磁极齿311、第2磁极齿312、及第3磁极齿313)通过用冲压机对电磁钢板进行冲裁，层叠后通过紧固等连接叠层钢板而形成。
第1磁极齿311可通过朝左右两侧分割图6所示的分裂铁心311c、311d、使朝向一致而获得。在本实施方式1的单侧式直线电动机中，虽然使用图6所示的分裂铁心，但不限于此，例如也可朝左右两侧分割图5(b)所示的分裂铁心、使朝向一致地使用。
第2磁极齿312如图10(a)所示那样，由位于图示右侧的磁轭部332和从磁轭部332朝左突出地形成的齿部342构成。第2磁极齿312设有接合部372，该接合部372从磁轭部332的上下两侧端面突出地形成，并与第1磁极齿311的配合部35配合。
第3磁极齿313如图10(b)所示那样，由位于图示右侧的磁轭部333和从磁轭部333朝左突出地形成的齿部343构成。第3磁极齿313设有接合部373，该接合部373从磁轭部333的上侧端面突出地形成，并与第1磁极齿311的配合部35配合。
然后，如图9所示那样，一边由设于第1磁极齿311的配合部35配合设于第2磁极齿312或第3磁极齿313的接合部372、373来进行连接，一边排列成一列地将磁极齿31配置于固定部件4，用螺钉5连接固定设于第1铁心部件311a的孔36与固定部件4，构成单侧式的直线电动机1B。
在上述双侧式的直线电动机1A和单侧式的直线电动机1B中，无论将电枢3和磁场部2中的哪一个用作转子或定子都可以，可任意地选择。另外，上述说明以外的项目，例如驱动线圈32的排列数量、节距、磁场部2的构造等不受到任何限制。
另外，在上述说明中，虽然通过螺钉5的连接进行磁极齿31与固定部件4的固定，但也可通过将浇铸材料等充填到孔36而连接固定。
如以上那样按照本实施方式，可使用分裂铁心311c、311d构成双侧式直线电动机1A和单侧式直线电动机1B，不需要另行分别制造双侧式和单侧式直线电动机专用的磁极齿，可提高生产率。另外，当卷绕到笫1磁极齿311时，可使用喷丝头7的配置或铁心把持部6简便的绕线设备，设备廉价，可由作业性良好的方法绕线。
另外，当连接相邻的磁极齿31时，可利用使分裂铁心311c、311d滑动而使配合部35与接合部372、373进行配合的简单方法容易地连接，组装性良好。
另外，由于按重合的状态由冲压机等对第1、第2铁心部件311a、311b的磁轭部331a、331b进行紧固，所以，铁心部件311a、311b的磁轭部331a、331b端面不会折曲，可按良好的精度制造，组装作业性也变得良好。
实施方式2
图11为示出本发明实施方式2的磁极齿31的俯视图。如图11(a)所示那样，在第1铁心部件311a的磁轭部331a的上下角部设置切口部391a，在第2铁心部件311b的磁轭部331b的上下角部设置突起部391b，该突起部391b接触于切口部391a地形成。为此，当组合第1分裂铁心311c和第2分裂铁心311d时，磁轭部331a、331b能够相互定位。另外，各切口部391a和突起部391b的接触导向面(图中磁轭部接触面3311a、3311b的两侧面)按锥形构成，容易组合左右的分裂铁心。
另外，在第1磁极齿311的磁轭部331a、331b设置燕尾槽形状的配合部35，在第2、第3磁极齿312、313的磁轭部332、333上，如图11(b)、(c)所示那样，设置与配合部35配合地形成的接合部372、373。其它构成与实施方式1同样。
下面使用本实施方式的磁极齿31说明制作电枢3的方法。驱动线圈32的绕线虽然可与实施方式1同样地朝左右两侧对分裂铁心311c、311d进行分割、分别卷绕，但在实施方式2中说明不分割地绕线的方法。
首先，如图12(a)所示那样，在接触地连接左右两侧分裂铁心311c、311d的磁轭部33的两接触面3311a、3311b接触并连接的状态下，以使一侧的齿部341b露出的方式由铁心把持部6夹持磁轭部33。然后，由喷丝头7将驱动线圈32卷绕到一侧的齿部341b上。如一侧的齿部341b的绕线结束，则如图12(b)所示那样，以使另一侧的齿部341a露出的方式由铁心把持部6夹持磁轭部33，由喷丝头7将驱动线圈32卷绕到另一侧的齿部341a上，实施驱动线圈32的绕线。
另外，也可在使两侧的齿部341a、341b露出的状态下，夹持磁轭部33，通过在两侧设置喷丝头7，从而一次卷绕。在这些绕线方法中，不需要在铁心绕线后组合左右的分裂铁心311c、311d，所以，可避免在线圈卷绕使分裂铁心311c、311d产生变形的场合等中产生的组装作业性变差的问题。
铁心把持机构或绕线方法不限于在本实施方式中说明的方法，例如也可利用设于第1磁极齿311的孔36进行夹持，在线圈卷绕方法中，通过在与实施方式1同样地左右分割的状态下实施绕线，也可由廉价的设备按良好的作业性进行绕线。
如图13所示那样，使这样卷绕了驱动线圈32的第1磁极齿311在图示左右两侧滑动，在图示上下两侧配置与第1磁极齿311邻接的第2磁极齿312或笫3磁极齿313(在图13中为第2磁极齿312)。然后，使左右两侧的第1分裂铁心311c和第2分裂铁心311d滑动，直到磁轭部接触面3311a、3311b接触，由设于第1磁极齿311的配合部35配合设于第2磁极齿312或第3磁极齿313的接合部372、373而进行连接。当使第1磁极齿311滑动时，保持着磁轭部33在层叠方向重合的状态进行。这样，不需要再次重合分割于两侧的磁轭部33地进行接合的作业。与实施方式1同样，一边依次连接磁极齿31，一边将多个磁极齿31排列成一列地配置于固定部件4上，用螺钉5连接设于第1磁极齿311的孔36与固定部件4进行固定，构成双侧式的直线电动机1A。
如图14所示那样，在第1铁心部件311a的磁轭部331a的上下角部设置突起部391b，在第2铁心部件311b的磁轭部331b的上下角部设置切口部391a，该切口部391a接触于突起部391b地形成。当组合第1分裂铁心311c和第2分裂铁心311d时，可进行磁轭部331a、331b的定位。另外，不限于图11和图14所示突起部391b和切口部391a的数量和形状，也可增加突起部391b和切口部391a的数量，将其形状形成为长方形、三角形、圆弧形等。
另外，也可如图14所示那样，在第1磁极齿311上设置凸状的配合部35，在第2磁极齿312和第3磁极齿313上设置凹状的接合部372、373。在该场合，通过如图15所示那样使第1磁极齿311在左右两侧滑动，可由设于第1磁极齿311的配合部35对设于第2磁极齿312或第3磁极齿313的接合部372、373进行配合而连接。配合部35、接合部372、373的形状、数量不限于图8、13、15所示形状。
如以上那样按照本实施方式，在2种铁心部件311a、311b的磁轭部331a、331b的上下角部设置切口部和突起部391a、391b，所以，在双侧式直线电动机1A中，当组合左右两侧的分裂铁心311c、311d时，容易进行铁心部件311a、311b的相互定位，组装作业性提高。另外，由于各突起部391b与切口部391a的接触导向面构成为锥形，所以，当组合左右的分裂铁心时，突起部391b和切口部391a可不挂住地定位，生产率提高。另外，在单侧式直线电动机1B中，也可将切口部和突起部391a、391b用于铁心部件311a、311b与固定部件4的定位，可提高生产率。
另外，在分裂铁心311c、311d的滑动这样的简便作业下，可由配合部35对燕尾槽形状的接合部372、373进行配合而连接，所以，不损害作业性，可牢固地连接，防止磁极齿31的偏移。
实施方式3
在实施方式1、2中，仅在第1磁极齿311上卷绕驱动线圈32，在第2磁极齿312和第3磁极齿313上不卷绕驱动线圈32。然后，以与笫1磁极齿311邻接的方式配置第2磁极齿312或第3磁极齿313，使第1磁极齿进行滑动，直到第1磁极齿的左右两侧的分裂铁心311c、311d的磁轭部接触面3311a、3311b接触，由设于第1磁极齿311的配合部35配合设于第2磁极齿312或第3磁极齿313的接合部372、373而进行连接。此后，依次一边连接磁极齿31，一边将多个磁极齿31排列成一列地配置于固定部件4上，由螺钉5连接固定设于第1铁心部件311a的孔36与固定部件4，构成双侧式的直线电动机1A。
在这样的构成中，由于使实施了绕线的磁极齿滑动而进行连接，所以，在绕线使铁心产生绕紧的场合，可能难以朝左右滑动。
因此，在本实施方式3中，如图16所示那样，第1磁极齿311和第2磁极齿312形成为与实施方式1同样的形状，如图16(c)所示那样，将第3磁极齿313与图16(a)的第1磁极齿同样地分割成左右的第1分裂铁心313c和第2分裂铁心313d。另外，第3磁极齿313的磁轭部不延伸到其中一侧(图的下侧)，相对齿部343a、343b成为直线形。
在本实施方式中，如图17所示那样，仅在第2磁极齿312的齿部342上隔着绝缘体8卷绕驱动线圈32。此时，虽然也可与实施方式2同样地在一侧的齿部绕线，然后改变方向，在另一侧的齿部卷绕驱动线圈，但在图17中，在由2个铁心把持部6把持着第2磁极齿312的齿部342前端两侧的状态下由喷丝头7卷绕驱动线圈32。如这样构成，则不需要更换铁心把持部，生产率提高。而且，也可在第2磁极齿312中央设置孔，利用孔来把持第2磁极齿312，实施绕线。
如图18(a)所示那样，这样卷绕了驱动线圈32的第2磁极齿312配置到与第2磁极齿312邻接的第1磁极齿311或第3磁极齿313(在图18中，为第1磁极齿311)的上下两侧(在第3磁极齿313，仅为单侧)，在稍扩大第1磁极齿311的左右两侧的分裂铁心311c、311d的状态下，使各磁极齿接触，如图18(b)所示那样，进行滑动，直到第1磁极齿311的左右两侧的分裂铁心311c、311d的磁轭部接触面3311a、3311b接触，由设于第1磁极齿311的配合部35配合设于第2磁极齿312的接合部372而连接。此后，如图19所示那样，一边依次连接磁极齿31，一边将多个磁极齿31排成一列地配置于固定部件4上，用螺钉对设于第1磁极齿和第3磁极齿的孔36与固定部件4进行固定连接，构成双侧式直线电动机的电枢3。
由于这样地构成，可由未卷绕驱动线圈32的第1磁极齿311和第3磁极齿313的滑动对磁极齿进行连接固定，所以，即使在第2磁极齿312发生绕紧的场合，也不对由滑动进行的连接产生任何不良影响，可提供生产率高的直线电动机。
磁极齿的形状不限于该例，使用图20～图23说明本实施方式的其它例子。
如图20(b)所示那样，与图16(b)所示的第2磁极齿相比，将第2磁极齿312的磁轭部332在左右和上下都设置得较宽，另外，在磁轭部332的图示左右的上下端设置卷壁392。另外，如图20(a)所示那样，与实施方式2同样，在构成第1磁极齿311的第1铁心部件311a的磁轭部331a的上下角部设置切口部391a，在第2铁心部件311b的磁轭部331b的上下角部设置与切口部391a接触地形成的突起部391b。为此，当组合第1分裂铁心311c和第2分裂铁心311d时，磁轭部331a、331b可相互定位。另外，各切口部391a与突起部391b的接触导向面(图中磁轭部接触面3311a、3311b的两侧面)按锥形构成，容易组合左右的分裂铁心。另外，在第1磁极齿311的磁轭部331a、331b上设置燕尾槽形状的配合部35，在第2磁极齿312的磁轭部332上如图20(b)所示那样，设置与配合部35配合地形成的接合部372。另外，第3磁极齿如图20(c)所示那样，按直线形构成磁轭部333a、333b的不与第2磁极齿312邻接的一侧(图的下侧)，其它构成与第1磁极齿311相同。
如图21所示那样，仅在第2磁极齿312上卷绕驱动线圈32。另外，如图22(a)所示那样，将第2磁极齿312配置于与第2磁极齿312邻接的第1磁极齿311或第3磁极齿313(在图22中为第1磁极齿311)的上下两侧(第3磁极齿仅为单侧)，在稍扩大第1磁极齿311的左右两侧的分裂铁心311c、311d的状态下，使各磁极齿接触，如图22(b)所示那样，进行滑动直到第1磁极齿311的左右两侧的分裂铁心311c、311d的磁轭部接触面3311a、3311b接触，由设于第1磁极齿311的配合部35配合设于第2磁极齿312的接合部372而连接。此后，如图23所示那样，一边依次连接磁极齿31，一边将多个磁极齿31排成一列地配置于固定部件4上，用螺钉对设于第1磁极齿311和第3磁极齿313的孔36与固定部件4进行固定连接，构成双侧式直线电动机的电枢3。
按照这样的构成，与图17的形状相比，当如图21所示那样卷绕驱动线圈32时，由于第2磁极齿312的磁轭部332和卷壁392在卷绕之际对施加于绝缘体8的应力进行支承，所以，可防止绝缘体8的破损、驱动线圈32的乱卷这样的问题。另外，如图22、图23所示那样，由于连接部分为燕尾槽形状，所以，可牢固地连接。
实施方式4
图24为本发明实施方式4的双侧式直线电动机1A的俯视图。图25为示出本实施方式4的磁极齿31的俯视图。如图25(a)所示那样，在笫1铁心部件311a的磁轭部331a的上下角部设置切口部391a，在第2铁心部件311b的磁轭部331b的上下角部设置突起部391b，该突起部391b接触于切口部391a地形成。为此，当组合第1分裂铁心311c和笫2分裂铁心311d时，磁轭部331a、331b可相互定位。另外，各切口部391a和突起部391b的接触侧按锥形构成，使得容易组合左右的分裂铁心。
另外，在第1铁心部件311a的磁轭部331a设置配合部35，该配合部35在上下两侧端面切成。在第2磁极齿312的磁轭部332上，如图25(b)所示那样，设置与配合部35配合地形成的接合部372。另外，第2磁极齿312的磁轭部332与实施方式1、2相比，在电动机驱动方向(图25(b)的上下方向)较宽，容易在第2磁极齿312上实施绕线。在这里，如图24所示那样，位于电枢3左端的第3磁极齿313由图25(b)的第2磁极齿312的仅在一侧设置接合部372的形状构成。
本实施方式4的电枢3对所有磁极齿31进行绕线。在该电枢3的制造方法中，第2磁极齿312的齿不分割，所以，需要按在实施方式2中说明的方法实施绕线，但第1磁极齿311可与实施方式1同样地分别分割2种分裂铁心311c、311d地实施绕线，也可与实施方式2同样地不分割第1磁极齿311、而是直接实施绕线。另外，本实施方式4的电枢3在所有磁极齿31的磁轭部33中央设有孔36。
如以上那样按照本实施方式，在考虑3相的直线电动机的场合，在上述实施方式1、2中，除了需要3个笫1磁极齿311外，第2磁极齿312和笫3磁极齿313各需要2个，最小单位的磁极齿个数共为7个齿。另一方面，本实施方式4的最小单位的磁极齿个数如图26所示那样，可按3个齿构成，可增加推力、电动机驱动方向长度尺寸的变化。
另外，由于在所有磁极齿设置孔36，所以，如将螺钉5穿到所有孔36中而固定到连接部件，则可更牢固地固定磁极齿。另外，即使在将浇铸剂等填充到孔36中进行连接固定的场合，也可与孔36的数量多这一情况相应，更牢固地固定，提高可靠性。
实施方式5
在已有的直线电动机中，由多个电枢块构成电枢，在电枢块间设置间隙片，在产生于各电枢块的齿槽效应推力上产生相位差，使其相互抵消，从而减小齿槽效应(例如参照WO2002/023702号公报([摘要]，图1))。然而，在该已有的直线电动机中，为了降低齿槽效应推力，在电枢块间设置间隙片，所以，各电枢块的组装精度差，存在刚性变弱的可能性。另外，由于在电枢块间设置空隙，所以，存在散热性变差、影响磁路而导致磁特性劣化的可能性。另外，需要另行设置间隙片，部件数量增加，存在生产率变差的可能性。
本实施方式5用于解决上述那样的问题而作出的，其目的在于提供一种直线电动机，该直线电动机不降低生产率、刚性、散热性及磁特性即可减小齿槽效应推力。
图27为本发明实施方式5的双侧式直线电动机1A的俯视图。本实施方式的电枢3分割成2个电枢块81a、81b，沿电动机驱动方向排列。电枢块81a、81b具有第1磁极齿311和笫2磁极齿312，在2个电枢块81a、81b间配置2个第2磁极齿312。通过使这2个第2磁极齿312接触地配置，使各电枢块81a、81b和与电枢块81a、81b相向的永久磁铁在电动机驱动方向上的位置关系偏移。另外，在电枢3的端部设有第3磁极齿313。
在此，在第2磁极齿312的接合部372如图14(b)所示那样按凹状形成的场合，如图28所示那样，可获得较宽的各电枢块81a、81b的接触面即第2磁极齿312的接触面82。另一方面，在如图27所示那样第2磁极齿312的接合部372按凸状构成的场合，第2磁极齿312的接触面82变窄。
另外，第2磁极齿312为了减小齿槽效应推力，有时在齿部342前端角部如图29所示那样设置凸部83，此时，接触面82显著变窄，不能充分获得以后说明的本实施方式的效果。
下面说明这样的方法，按照该方法，即使在第2磁极齿312的接合部372为凸形的场合，另外，即使在将凸部83设于第2磁极齿312的齿部342前端角部的场合，也可获较宽的第2磁极齿312相互的接触面82。
图30为示出金属模的冲裁部分的图。如图30(a)所示那样，先冲裁斜线区域A。然后，按图30(b)的斜线区域B对已受到冲裁的电磁钢板进行冲裁，从而获得图31(c)的第2磁极齿(将该第2磁极齿312称为第2磁极齿312a)。即，由于先对图30(a)的斜线区域A进行冲裁，所以，为没有图31(b)的斜线区域C的状态，在该状态下，冲裁图30(b)的斜线区域B，从而可获得图31(c)的第2磁极齿312a。另一方面，通过不冲裁图30(a)的斜线区域A，仅对图30(b)的斜线区域进行冲裁，从而可获得图31(a)所示通常的第2磁极齿312。
通过使用该第2磁极齿312和第2磁极齿312a、如图32所示那样构成直线电动机，可获得较宽的电枢块81a、81b的接触面82，可充分获得本实施方式的效果。
另外，同样，通过追加从图33(a)的第2磁极齿312冲裁斜线区域D的工序，可获得图33(b)的第2磁极齿312a，通过如图34所示那样配置它们，还可获得单侧式直线电动机1B。
如以上那样按照本实施方式，由各电枢块81a、81b和永久磁铁22、23发生的齿槽效应推力的相位偏移，可减小直线电动机整体的齿槽效应推力。
另外，由于驱动线圈32与第2磁极齿312a紧密接触地构成，所以，散热性提高。另外，在使第2磁极齿312a的接触面82变宽的场合，不仅使散热性进一步提高，而且可利用接触面82配置电枢块81a、81b，使定位精度提高，生产率也提高。另外，由于在电枢块81a、81b间不产生间隙，所以，刚性提高，可减小妨碍磁路的空隙，磁特性提高。特别是在单侧式直线电动机1B中，可有效地利用图34的箭头所示返回磁路，不使推力下降即可减小齿槽效应推力。另外，为了错开各电枢块81a、81b的位置，利用第2磁极齿312，所以，不需要准备别的部件就可提高生产率。
在本实施方式中，说明了仅在第1磁极齿311上实施绕线的场合，但在如图35所示那样对第2磁极齿312实施绕线场合也可适用。另外，在该场合，作为优选的方法，追加对位于各电枢块81a、81b间的电枢块81a侧的第2磁极齿312a的、图36(a)所示第2磁极齿312的斜线部分E进行冲裁的工序，从而形成为图36(b)所示形状，则如图37所示那样，使笫2磁极齿312a与驱动线圈32紧密接触，所以，可增加散热性、刚性。
电枢块的分割数、分割位置不限于此。
实施方式6
在图32的电枢块81a、81b中，存在图示左右的电枢块81a、81b朝上下方向偏移的可能性。因此，在本实施方式6中，如图38所示那样，在第2磁极齿312a上设置突起部84、切口部85及孔用切口部86。
在这里，该突起部84、切口部85及孔用切口部86如图39(a)所示那样，通过追加冲裁第2磁极齿312的斜线部分F的工序，从而如图39(b)所示那样形成。该第2磁极齿312a通过如图39(c)所示那样在左右反转、进行接触而构成。此时，孔用切口部86跨于2个第2磁极齿312a形成孔87，将螺钉5穿到该孔87，连接到连接部件，或充填浇铸剂进行固定。
如以上那样按照本实施方式，除了实施方式5的效果以外，可容易地防止电枢块81a、81b朝上下方向的偏移，可提高生产率。
设于第2磁极齿312a的突起部、切口部及孔用切口部84、85、86的个数、形状、位置不限于此，例如在如图40所示那样将凸部83设于第2磁极齿312的齿部342前端角部的场合，如图40(a)所示那样，追加对第2磁极齿312的斜线部分G进行冲裁的工序，从而即使按图40(b)所示的形状构成第2磁极齿312a，也可如图40(c)所示那样使设于齿部342前端角部的凸部83与切口部85接触，防止偏移。

Claims (8)

1.一种直线电动机，由磁场部和电枢构成；该磁场部具有多个永久磁铁，该多个永久磁铁沿电动机驱动方向按预定间隔2列相向地配置且极性交替地不同；该电枢具有多个磁极齿和驱动线圈，该多个磁极齿在上述磁场部的永久磁铁之间隔开预定间隔地沿上述电动机驱动方向依次配置，该驱动线圈设于上述磁极齿上；
上述磁极齿由磁轭部和齿部构成；该磁轭部位于上述2列的永久磁铁间中央，与邻接的上述磁极齿接触；该齿部从该磁轭部朝与上述永久磁铁相向的两侧突出；上述磁极齿具有第1磁极齿和第2磁极齿，该第2磁极齿与上述第1磁极齿邻接地配置；
在上述第1磁极齿的磁轭部，将配合部设于两侧端面，在上述第2磁极齿的磁轭部，将与上述配合部配合的接合部设于两侧端面；
上述第1磁极齿具有一对第1铁心部件和第2铁心部件，该第1铁心部件和第2铁心部件具有不同高度尺寸的磁轭部和相同高度尺寸的齿部；并且，在一侧，上述第1和第2铁心部件对齐各齿部地层叠并且沿该层叠方向连接，构成第1分裂铁心；在另一侧，与上述层叠的第1和第2铁心部件成对的上述第1和第2铁心部件对齐各齿部地层叠并且沿该层叠方向连接，构成第2分裂铁心；
使上述第1和第2分裂铁心滑动，使上述第1和第2铁心部件的不同高度尺寸的磁轭部相互接触而连接构成上述第1磁极齿；
通过上述第1和第2分裂铁心的滑动，一边将上述第1磁极齿的配合部配合于上述第2磁极齿的接合部，一边沿上述电动机驱动方向依次配置上述第1和第2磁极齿，固定到固定部件上。
2.根据权利要求1所述的直线电动机，其特征在于：在上述第1和第2铁心部件的磁轭部中，将切口部设于一侧的磁轭部接触面，将与上述切口部配合的突起部设于另一侧的磁轭部接触面。
3.根据权利要求1所述的直线电动机，其特征在于：上述电枢分割成多个电枢块，沿电动机驱动方向排列而构成，上述电枢块具有上述第1磁极齿和邻接于上述第1磁极齿配置的第2磁极齿，
在各电枢块接触的一侧的端部配置上述第2磁极齿，以使上述第2磁极齿接触的方式排列相邻的电枢块，从而错开各电枢块和与其相向的上述永久磁铁的位置关系。
4.根据权利要求3所述的直线电动机，其特征在于：在位于上述电枢块的端部的第2磁极齿一侧的接触面设置切口部，在另一侧的接触面设置与上述切口部接触的突起部。
5.根据权利要求1～4中任何一项所述的直线电动机，其特征在于：在上述第1磁极齿上卷绕驱动线圈，构成主极齿，在上述第2磁极齿上不卷绕驱动线圈，构成附加极齿。
6.根据权利要求1～4中任何一项所述的直线电动机，其特征在于：在上述第2磁极齿上卷绕驱动线圈，构成主极齿，在上述第1磁极齿上不卷绕驱动线圈，构成附加极齿。
7.根据权利要求1～4中任何一项所述的直线电动机，其特征在于：在上述第1和第2磁极齿的双方卷绕驱动线圈。
8.根据权利要求1～4中任何一项所述的直线电动机，其特征在于：在上述电枢的端部配置第3磁极齿。
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