CN102342005B

CN102342005B - 线性电动机用电枢

Info

Publication number: CN102342005B
Application number: CN200980157785.0A
Authority: CN
Inventors: 杉田聪; 三泽康司
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2009-03-05
Filing date: 2009-03-05
Publication date: 2014-02-19
Anticipated expiration: 2029-03-05
Also published as: KR20110128298A; US8368258B2; EP2393188A4; WO2010100742A1; EP2393188A1; JP5399470B2; US20110316358A1; JPWO2010100742A1; CN102342005A

Abstract

本发明提供一种能够减小在冷却管路内流动的制冷剂的压力损失且抑制电枢整体的温度分布产生大的偏差的线性电动机用电枢。从而得到能够减小在冷却管路内流动的制冷剂的压力损失且防止电枢整体的温度分布产生偏差的线性电动机用电枢。歧管(5、6h)以及第一及第二的一对连接管路(7、9)构成为，从第一冷却管路(7)的第一的一对连接管路(27、29)中的一个连接管路(27)及第二冷却管路(9)的第二的一对连接管路(33、35)中的一个连接管路(33)供给制冷剂，从、第一冷却管路(7)的第一的一对连接管路(27、29)中的另一个连接管路(29)及第二冷却管路(9)的第二的一对连接管路(33、35)中的另一个连接管路(35)排出制冷剂。

Description

线性电动机用电枢

技术领域

本发明涉及线性电动机用电枢。

背景技术

在日本特开2008-35698号公报中，公开了一种线性电动机用电枢，其具备：由呈直线状延伸的磁轭、沿着磁轭的长度方向配置而固定在磁轭上的多个极齿构成的电枢铁心；对多个极齿进行励磁的多个励磁绕组。在该线性电动机用电枢中，为了冷却从多个励磁绕组产生的热，在相邻的两个极齿间的槽内以将励磁绕组的一部分夹于其间的方式铺设而配置供制冷剂在内部流动的冷却管路。该冷却管路通过将一根管弯曲成锯齿状而使用。

专利文献1：日本特开2008-35698号公报

然而，在现有的线性电动机用电枢中，由于冷却管路长，因此存在制冷剂的压力损失大这样的问题。另外，存在冷却管路内的制冷剂的温度斜度变大而导致电枢整体的温度分布的偏差变大的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够减小在冷却管路内流动的制冷剂的压力损失且抑制电枢整体的温度分布产生大偏差的情况的线性电动机用电枢。

除上述目的外，本发明的另一目的在于提供一种能够简化制冷剂在冷却管路内流动的结构的线性电动机用电枢。

本发明的又一目的在于提供一种能够抑制线性电动机用电枢的占有体积变大的的情况的线性电动机用电枢。

本发明的再一目的在于提供一种能够提高冷却多个励磁绕组的效果的线性电动机用电枢。

作为本发明所要改进的对象的线性电动机用电枢具备电枢铁心、多个励磁绕组和冷却装置。电枢铁心具备呈直线状延伸的磁轭及沿着磁轭的长度方向配置而固定在磁轭上的多个极齿。多个极齿沿磁轭的长度方向隔开间隔配置而在相邻的两个极齿间形成槽。需要说明的是，多个极齿的磁极面也可以通过导磁性材料连结。即，槽的磁极面侧的开口部也可以由导磁性材料闭塞。多个励磁绕组的至少一部分配置在电枢铁心的多个槽内而对多个极齿进行励磁。冷却装置使用制冷剂对多个励磁绕组进行冷却。冷却装置具备第一冷却管路、第二冷却管路和歧管。第一冷却管路具备锯齿状的第一主管路和第一的一对连接管路，上述第一主管路具备在多个槽内部延伸的多个直管路和以串联连接多个直管路的方式将多个直管路中相邻的两个直管路连结的多个连结管路，上述第一的一对连接管路设置在第一主管路的两端。第二冷却管路具备锯齿状的第二主管路和第二的一对连接管路，隔着多个励磁绕组而与第一主管路对置，上述第二主管路具备在多个槽内部延伸的多个直管路和以串联连接多个直管路的方式将多个直管路中相邻的两个直管路连结的多个连结管路，上述第二的一对连接管路设置在第二主管路的两端。歧管用于向第一冷却管路及第二冷却管路供给制冷剂。在本发明中，歧管以及第一及第二的一对连接管路构成为，从第一的一对连接管路中的一个连接管路及第二的一对连接管路中的一个连接管路供给制冷剂，并从第一的一对连接管路中的另一个连接管路及第二的一对连接管路中的另一个连接管路排出制冷剂。

若像本发明那样，从第一的一对连接管路中的一个连接管路及第二的一对连接管路中的一个连接管路供给制冷剂，并从第一的一对连接管路中的另一个连接管路及第二的一对连接管路中的另一个连接管路排出制冷剂，则制冷剂在两根冷却管路(第一及第二的两根冷却管路)内并行流动来冷却多个励磁绕组。因此，能够使一根冷却管路的长度成为现有技术的一半，压力损失变成现有技术的四分之一以下。另外，与现有技术相比，能够减小制冷剂管路内的制冷剂的温度斜度，因此能够减小电枢整体的温度分布的偏差。

歧管可以固定在电枢铁心上，且具备一个制冷剂入口及与这一个制冷剂入口连通的两个制冷剂喷出口、一个制冷剂出口及与这一个制冷剂出口连通的两个制冷剂排出口。这种情况下，优选以如下方式确定第一及第二的一对连接管路的形状，即，第一冷却管路的第一的一对连接管路中的一个连接管路及第二冷却管路的第二的一对连接管路中的一个连接管路分别与两个制冷剂喷出口连接，第一冷却管路的第一的一对连接管路中的另一个连接管路及第二冷却管路的第二的一对连接管路中的另一个连接管路分别与两个制冷剂排出口连接。这样，即使在使用并列配置的两根冷却管路的情况下，只要在歧管上分别设置一个制冷剂的入口部(制冷剂入口)及制冷剂的出口部(制冷剂出口)即可。该结构能够简单地构成歧管，从而简化制冷剂在冷却管路内流动的结构。

歧管可以固定在电枢铁心的位于槽延伸的方向上的一个侧面的附近。这种情况下，优选将第一及第二的一对连接管路配置在位于这一个侧面上的连接管路配置空间内，使歧管的两个制冷剂喷出口及两个制冷剂排出口朝向连接管路配置空间开口。这样，能够缩短第一及第二的一对连接管路的长度尺寸，还能够减小线性电动机用电枢的占有体积。

若使用上述歧管，则需要使第一的一对连接管路中的从歧管所在侧的相反侧朝向歧管延伸的连接管路、与第二的一对连接管路中的从歧管所在侧的相反侧朝向歧管延伸的连接管路交叉。这种情况下，优选使两根连接管路在连接管路配置空间内交叉而形成交叉部，使交叉部的至少一部分位于第一主管路中包括的多个连结管路与第二主管路中包括的多个连结管路之间。这样，能够利用连接管路配置空间的空间而容易地形成使两根连接管路交叉的结构。另外，即使使用两根冷却管路，也能够将各冷却管路的连接管路紧凑地收纳在连接管路配置空间内。

可以是多个极齿包括卷装有励磁绕组的多个卷装极齿和未卷装励磁绕组的多个非卷装极齿。这种情况下，优选上述的交叉部位于非卷装极齿上。这样，能够使交叉部接近没有励磁绕组的非卷装极齿。因此，即使使用两根冷却管路，交叉部也不会突出，从而能够抑制线性电动机用电枢的占有体积变大的情况。

优选以如下方式配置第一及第二的一对连接管路，即，使制冷剂从歧管所在侧向第一主管路及第二主管路中一方的主管路内流动，使制冷剂从歧管所在侧的相反侧向第一主管路及第二主管路的另一方的主管路内流动。这样，由于第一主管路内的制冷剂的温度斜度与第二主管路内的制冷剂的温度斜度互逆，因此能够减小电枢整体的温度分布产生偏差的情况。

若第一及第二冷却管路所使用的管的横截面形状为矩形形状，且使第一及第二冷却管路的外周的一个面与励磁绕组对置，则能够增大第一及第二冷却管路与励磁绕组的对置面积，能够提高对从励磁绕组产生的热量的冷却效果。

附图说明

图1是本发明的一实施方式的线性电动机用电枢的主视图。

图2是图1所示的线性电动机用电枢的俯视图。

图3是图1所示的线性电动机用电枢的俯视图。

图4是图1所示的线性电动机用电枢的左侧视图。

图5是图2的V-V线剖视图。

图6是图4的VI-VI线剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的一实施方式详细地进行说明。图1～图4是本发明的一实施方式的线性电动机用电枢的主视图、俯视图、背面图及左侧视图。如各图所示，本例的线性电动机用电枢构成线性电动机的动子，具有电枢铁心1、六个励磁绕组3、歧管主体5、第一及第二冷却管路7、9。电枢铁心1具有磁轭11和十三个极齿13、15。磁轭11朝向图1的纸面沿左右的方向(长度方向)在直线上延伸。十三个极齿13、15沿着磁轭11的长度方向(线性电动机的动子的移动方向)配置。十三个极齿沿长度方向隔开间隔配置，从而在相邻的两个极齿13、15间形成槽17。极齿13、15具有与未图示的线性电动机的定子的永磁铁列隔开间隙而对置的磁极面13a、15a。并且，十三个极齿13、15的位于磁极面13a、15a的相反侧的一端分别与磁轭11结合。极齿13、15中，七个极齿13与磁轭11一体地形成而构成未卷装励磁绕组3的非卷装极齿，六个极齿15与磁轭11不同体地形成而构成卷装有励磁绕组3的卷装极齿。励磁绕组3的外周被绝缘纸覆盖。七个非卷装极齿13与六个卷装极齿15以非卷装极齿13位于磁轭11的长度方向的两端的方式沿长度方向交替配置。卷装极齿15具有在通过嵌合结构与磁轭11嵌合的状态下与非卷装极齿13为相同形状这样的形状。卷装极齿15如以图3的纸面上的右端的卷装极齿15为代表所示出的那样，在端部具有与磁轭11的被嵌合部11a嵌合的梯形形状的嵌合部15a和与嵌合部15a连续的基部15b。通过将卷装极齿15的嵌合部15a及基部15b与磁轭11的被嵌合部11a嵌合，由此将卷装极齿15安装在磁轭11上。

另外，在本例中，电枢铁心1由两个电枢铁心分割单元18A、18B构成。如图3所示，在电枢铁心分割单元18A中形成有两个凹部19a，在电枢铁心分割单元18B中形成有两个凸部19b。凸部19b具有梯形形状。凹部19a具有能够与凸部19b嵌合的形状。通过凸部19b与凹部19a分别嵌合，而构成电枢铁心1及电枢铁心1的长度方向中央的非卷装极齿13(13A)。在本例中，电枢铁心分割单元18A中包括的磁轭11与非卷装极齿13的结合体及卷装极齿15、以及电枢铁心分割单元18B中包括的磁轭11与非卷装极齿13的结合体及卷装极齿15通过在与磁轭11的长度方向正交的方向上层叠多张钢板而分别构成。

歧管主体5由铝、黄铜、不锈钢等金属材料构成，经由安装工具6的尾架6A安装在电枢铁心1上。安装工具6包括固定在磁轭11的长度方向的两端上的一对尾架6A及6B、利用嵌合槽12固定在磁轭11的背面上的安装板6C(仅在图2中示出，图3中未图示)。一方的尾架6A具备与磁轭11的长度方向上的电枢铁心1的端面抵接的抵接部6d(图1)、位于槽17延伸的方向的两侧的电枢铁心1的端部6e及6f(图2)。在位于尾架6A的一个端部6e与另一方的尾架6B的一个端部6g之间的电枢铁心1的一个侧面(槽17延伸的方向上的一个侧面)2上构成配置有后述的第一及第二的一对连接管路27、29、33、35的连接管路配置空间S。

歧管主体5具有长方体的轮廓形状，固定在尾架6A的与连接管路配置空间S所在侧相反的一侧的面上，从而向第一冷却管路7及第二冷却管路9供给制冷剂。换言之，歧管主体5固定在电枢铁心1的位于槽17延伸的方向上的一个侧面2的附近。在本实施方式中，由歧管主体5和尾架6A的固定歧管主体5的端部6h构成歧管。其原因在于，跨歧管主体5的内部和尾架6A的端部6h的内部而形成流路21b、21c等。

如图1所示，在歧管主体5上形成有入口贯通孔21和出口贯通孔23。入口贯通孔21由制冷剂入口21a、两个制冷剂喷出口21b、21c构成。制冷剂入口21a朝向歧管主体5的与连接管路配置空间S所在侧相反的一侧而开口。在制冷剂入口21a嵌合有供给制冷剂的未图示的软管。两个制冷剂喷出口21b、21c与形成在尾架6A上的贯通路8a及8b连通。另外，两个制冷剂喷出口21b、21c在歧管主体5的中央部与制冷剂入口21a连通。构成为该结构的结果是，两个制冷剂喷出口21b、21c成为朝向连接管路配置空间S开口的状态。

出口贯通孔23由制冷剂出口23a和两个制冷剂排出口23b、23c构成。制冷剂出口23a朝向歧管主体5的与连接管路配置空间S所在侧相反的一侧而开口。在制冷剂出口23a嵌合有排出制冷剂的未图示的软管。两个制冷剂排出口23b、23c与形成在尾架6A上的贯通路8c及8d连通。另外，两个制冷剂排出口23b、23c在歧管主体5的中央部与制冷剂出口23a连通。两个制冷剂排出口23b、23c与两个制冷剂喷出口21b、21c同样地朝向连接管路配置空间S开口。

铺设于电枢铁心1的第一及第二冷却管路7、9通过在内部流动制冷剂来吸收从励磁绕组3产生的热量。第一冷却管路7通过将在表面形成有厚度0.1mm的聚酯带或由电沉积涂装而成的绝缘膜的一根铜管弯曲而构成，具有第一主管路25和第一的一对连接管路27、29。如图2的V-V线剖视图即图5的剖视图所示，第一冷却管路7中使用的管的横截面的轮廓形状为矩形形状。如图1～图3所示，第一主管路25具备：配置在十二个槽17内而沿着磁轭11侧的壁面延伸的十二根直管路25a(图5)；以将十二根直管路25a串联连接的方式将十二根直管路25a中相邻的两个直管路25a连结的十一根连结管路25b，第一主管路25整体形成为锯齿状。需要说明的是，虽未在图1～图3中未绘制，但直管路25a隔着励磁绕组3与图2所示的后述的直管路31a对置。如图5所示，直管路25a的外周的一个面25c与励磁绕组3对置。

如图1及图2所示，第一的一对连接管路27、29设置在第一主管路25的两端。第一的一对连接管路27、29中的一个连接管路27配置在连接管路配置空间S内，从位于歧管主体5所在侧的第一主管路25的一个端部朝向歧管主体5延伸。第一的一对连接管路27、29中的另一个连接管路29配置在连接管路配置空间S内，从位于尾架6B侧的第一主管路25的另一个端部通过连接管路配置空间S内而朝向歧管主体5延伸。

第二冷却管路9通过将在表面形成有厚度0.1mm的聚酯带或由电沉积涂装而成的绝缘膜的一根铜管弯曲而构成，具有第二主管路31和第二的一对连接管路33、35。如图5的剖视图所示，第二冷却管路9与第一冷却管路7同样，横截面的轮廓形状为矩形形状。如图1～图3所示，第二主管路31具备：在十二个槽17内部的磁极面13a、15a侧的端部延伸的十二根直管路31a；以将十二根直管路31a串联连接的方式将十二根直管路31a中相邻的两个直管路31a连结的十一根连结管路31b，第二主管路31整体形成为锯齿状。第一主管路25及第二主管路31将位于十二个槽17内部的励磁绕组3的一部分夹于其间而对置。如图5所示，直管路31a的外周的一个面31c与励磁绕组3对置。如图1及图2所示，第二的一对连接管路33、35设置在第二主管路31的两端。第二的一对连接管路33、35中的一个连接管路33配置在连接管路配置空间S内，从位于尾架6B侧的第二主管路31的一个端部通过连接管路配置空间S内而朝向歧管主体5延伸。第二的一对连接管路33、35中的另一个连接管路35配置在连接管路配置空间S内，从位于歧管主体5所在侧的第二主管路31的另一个端部朝向歧管主体5延伸。

连接管路29与连接管路33在连接管路配置空间S内以形成交叉部C的方式在非卷装极齿13(13B)上交叉。交叉部C的一部分位于连结管路25b与连结管路31b之间。并且，连接管路27的端部与贯通路8b及制冷剂喷出口21c嵌合。连接管路33的端部与贯通路8a及制冷剂喷出口21b嵌合。另外，连接管路29的端部与贯通路8c及制冷剂排出口23b嵌合。连接管路35的端部与贯通路8d及制冷剂排出口23c嵌合。具体而言，如图4的VI-VI线剖视图即图6所示，连接管路27的端部在由配置在制冷剂喷出口21c内的O型环37及配置在贯通路8b内的树脂环39保护的状态下嵌合于贯通路8b及制冷剂喷出口21c内。连接管路33的端部在由制冷剂喷出口21b内的O型环37及配置在贯通路8a内的树脂环39保护的状态下嵌合于贯通路8a及制冷剂喷出口21b内。进而，连接管路29的端部同样在由O型环37及树脂环39保护的状态下嵌合于贯通路8c及制冷剂排出口23b内。另外，连接管路35的端部也在由O型环37及树脂环39保护的状态下嵌合于贯通路8d及制冷剂排出口23c内。如以上所述，歧管(5、6h)以及第一的一对连接管路27、29及第二的一对连接管路33、35构成为，从第一的一对连接管路27、29中的一个连接管路27及第二的一对连接管路33、35中的一个连接管路33供给制冷剂，且从第一的一对连接管路27、29中的另一个连接管路29及第二的一对连接管路33、35中的另一个连接管路35排出制冷剂。在本例中，通过第一及第二冷却管路7、9以及歧管5、6h构成使用制冷剂来冷却六个励磁绕组3的冷却装置。

通过如上那样的冷却装置的结构，流入制冷剂入口21a内的制冷剂的一部分通过连接管路27而进入第一主管路25内，从歧管主体5所在侧在第一主管路25内流动。然后，在连接管路29内流动而通过制冷剂出口23a流出。另外，流入制冷剂入口21a内的制冷剂的另一部分通过连接管路33而进入第二主管路31内，从歧管主体5所在侧的相反侧在第二主管路31内流动而通过制冷剂出口23a流出。由此，在第一主管路25内流动的制冷剂从磁轭11侧的端部对励磁绕组3进行冷却，在第二主管路31内流动的制冷剂从磁极面13a、15a侧的端部对励磁绕组3进行冷却。另外，在第一主管路25内流动的制冷剂从歧管主体5所在侧进行励磁绕组3的冷却，在第二主管路31内流动的制冷剂从歧管主体5所在侧的相反侧进行励磁绕组3的冷却。因此，从歧管主体5所在侧和歧管主体5所在侧的相反侧这两方促进励磁绕组3的冷却，能够防止电枢整体的温度分布产生大偏差的情况。

根据本例的线性电动机用电枢，制冷剂在两根冷却管路(第一及第二冷却管路7、9)内并行流动而冷却六个励磁绕组3。因此，一根冷却管路的长度变成现有技术的一半，压力损失成为现有技术的四分之一以下。另外，由于歧管主体5具备一个制冷剂入口21a及与这一个制冷剂入口21a连通的两个制冷剂喷出口21b、21c、一个制冷剂出口23a及与这一个制冷剂出口连通的两个制冷剂排出口23b、23c，因此即使使用并列配置的两根冷却管路7、9，也只要在歧管主体5上分别设置一个制冷剂的入口部(制冷剂入口21a)及制冷剂的出口部(制冷剂出口23a)即可。因此，能够简单地构成歧管主体5，从而简化制冷剂在冷却管路7、9内流动的结构。

工业实用性

根据本发明，由于制冷剂在两根冷却管路内并行流动来冷却多个励磁绕组，因此使一根冷却管路的长度变成现有技术的一半，压力损失成为现有技术的四分之一以下。另外，根据本发明，能够抑制电枢整体的温度分布产生大偏差的情况。进而，根据本发明，能够抑制线性电动机用电枢的占有体积变大的情况。

Claims

1.一种线性电动机用电枢，其具备：

电枢铁心，该电枢铁心具备呈直线状延伸的磁轭及沿着所述磁轭的长度方向配置而固定在所述磁轭上的多个极齿，所述多个极齿沿所述长度方向隔开间隔配置而在相邻的两个所述极齿间形成槽；

多个励磁绕组，该多个励磁绕组的至少一部分配置在所述电枢铁心的多个所述槽内，对所述多个极齿进行励磁；

冷却装置，该冷却装置使用制冷剂来冷却所述多个励磁绕组，

所述冷却装置具备：

第一冷却管路，该第一冷却管路具备锯齿状的第一主管路和第一的一对连接管路，所述第一主管路具备在所述多个槽内部延伸的多个直管路和以串联连接所述多个直管路的方式将所述多个直管路中相邻的两个直管路连结的多个连结管路，所述第一的一对连接管路设置在所述第一主管路的两端；

第二冷却管路，该第二冷却管路具备锯齿状的第二主管路和第二的一对连接管路，隔着所述多个励磁绕组而与所述第一主管路对置，所述第二主管路具备在所述多个槽内部延伸的多个直管路和以串联连接所述多个直管路的方式将所述多个直管路中相邻的两个直管路连结的多个连结管路，所述第二的一对连接管路设置在所述第二主管路的两端；

歧管，其用于向所述第一冷却管路及所述第二冷却管路供给制冷剂，所述线性电动机用电枢的特征在于，

所述歧管以及所述第一及第二的一对连接管路构成为，从所述第一的一对连接管路中的一个连接管路及所述第二的一对连接管路中的一个连接管路供给所述制冷剂，从所述第一的一对连接管路中的另一个连接管路及所述第二的一对连接管路中的另一个连接管路排出所述制冷剂，

所述歧管固定在所述电枢铁心上，且具备一个制冷剂入口及与该一个制冷剂入口连通的两个制冷剂喷出口、一个制冷剂出口及与该一个制冷剂出口连通的两个制冷剂排出口，

以如下方式确定所述第一及第二的一对连接管路的形状，即，所述第一冷却管路的所述第一的一对连接管路中的一个连接管路及所述第二冷却管路的所述第二的一对连接管路中的一个连接管路分别与所述两个制冷剂喷出口连接，所述第一冷却管路的所述第一的一对连接管路中的另一个连接管路及所述第二冷却管路的所述第二的一对连接管路中的另一个连接管路分别与所述两个制冷剂排出口连接，

所述歧管固定在所述电枢铁心的位于所述槽延伸的方向上的一个侧面的附近，

所述第一及第二的一对连接管路配置在位于所述侧面上的连接管路配置空间内，

所述歧管的所述两个制冷剂喷出口及所述两个制冷剂排出口朝向所述连接管路配置空间侧开口，

所述第一的一对连接管路中的从所述歧管所在侧的相反侧朝向所述歧管延伸的连接管路、与所述第二的一对连接管路中的从所述歧管所在侧的相反侧朝向所述歧管延伸的连接管路在所述连接管路配置空间内交叉而形成交叉部，

所述交叉部的至少一部分位于所述第一主管路中包括的多个所述连结管路与所述第二主管路中包括的多个所述连结管路之间。

2.根据权利要求1所述的线性电动机用电枢，其特征在于，

所述多个极齿包括卷装有所述励磁绕组的多个卷装极齿、未卷装所述励磁绕组的多个非卷装极齿，

所述交叉部位于所述非卷装极齿上。

3.根据权利要求1所述的线性电动机用电枢，其特征在于，

以如下方式配置所述第一及第二的一对连接管路，即，使制冷剂从所述歧管所在侧向所述第一主管路及所述第二主管路中一方的主管路内流动，使制冷剂从所述歧管所在侧的相反侧向所述第一主管路及所述第二主管路中的另一方的主管路内流动。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的线性电动机用电枢，其特征在于，

所述第一及第二冷却管路的横截面形状为矩形形状，

所述第一及第二冷却管路的外周的一个面与所述励磁绕组对置。