-
TECHNISCHES GEBIET
-
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kern und eine elektromagnetische Vorrichtung mit einem Kern.
-
STAND DER TECHNIK
-
Im Allgemeinen umfasst ein Stator eines Motors einen im Wesentlichen ringförmigen Kern und eine Vielzahl von Spulen, die in eine Vielzahl von Schlitzen eingesetzt sind, die in der inneren Oberfläche des Kerns ausgebildet sind. Siehe z. B. Patentliteratur 1 (japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung (Kokai) Nr.
2018-78749 ).
-
Darüber hinaus haben sich in den letzten Jahren Linearmotoren, die bei hohen Geschwindigkeiten leicht anzutreiben sind und einen ausgezeichneten Geräuschpegel aufweisen, als Antriebseinheiten für verschiedene Industriemaschinen durchgesetzt, wie z. B. Spindel-/Tischvorschubmechanismen für Werkzeugmaschinen und Magnetkopfantriebsmechanismen für OA-Geräte. Der Läufer eines solchen linearen Motors besteht aus einem im Wesentlichen linearen Kern und einer Vielzahl von Spulen, die in eine Vielzahl von Schlitzen eingesetzt sind, die in einer Oberfläche des Kerns ausgebildet sind. Siehe z. B. Patentliteratur 2 (
WO 2012/147212 ).
-
Die Spulen von elektromagnetischen Vorrichtungen wie dem oben beschriebenen Motor und Linearmotor sind von einem Isolierpapier umgeben. Außerdem wird nach der Anordnung der Spule der gesamte Umfang des im Wesentlichen kreisförmigen oder im Wesentlichen linearen Kerns mit einem Harzteil umgeben.
-
[ZITIERLISTE]
-
[PATENTLITERATUR]
-
- [PTL 1] Ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. JP 2018-078749
- [PTL 2] WO 2012/147212 A1
-
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
-
[TECHNISCHES PROBLEM]
-
Beim Formen eines Harzteils wird das flüssige Harz dekomprimiert, um das im flüssigen Harz enthaltene Gas zu entschäumen. Wenn jedoch die Entschäumung unzureichend ist und/oder das flüssige Harz nicht ausreichend in die Schlitze gefüllt wird, entstehen in den Schlitzen Hohlräume.
-
Wenn eine elektromagnetische Vorrichtung einen Anker enthält, in dem sich Hohlräume befinden, kann es in dem Hohlraum zu einer Teilentladung kommen, die zu einem Ausfall der Isolierung um den Hohlraum herum führt.
-
Daher sind ein äußerst zuverlässiger Kern, der das Auftreten von Teilentladungen unterdrücken kann, und eine elektromagnetische Vorrichtung mit einem solchen Kern erwünscht.
-
[LÖSUNG DES PROBLEMS]
-
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Kern bereitgestellt, bei dem eine Vielzahl von Schlitzen, in die Spulen einzuführen sind, in einer Oberfläche des Kerns ausgebildet sind, und Aussparungen, die sich in Richtung der anderen Oberfläche des Kerns erstrecken, in Bodenteilen der Vielzahl von Schlitzen ausgebildet sind.
-
[VORTEILHAFTE WIRKUNGEN DER ERFINDUNG]
-
Da in den unteren Teilen der Schlitze, in die die Spulen einzusetzen sind, Aussparungen ausgebildet sind, wird bei der Bildung des Harzteils, das den gesamten Anker einschließlich des Kerns bedeckt, Luft zu den Aussparungen geleitet, um darin Hohlräume zu erzeugen. Somit ist die Aussparung, selbst wenn eine Teilentladung um die Hohlräume herum auftritt, von der Stelle entfernt, an der sich das elektrische Feld konzentriert, wodurch ein ausreichender Isolationsabstand zwischen den Spulen und dem Kern sichergestellt werden kann und das Auftreten von Teilentladungen unterdrückt werden kann. Als Ergebnis kann ein äußerst zuverlässiger Kern bereitgestellt werden.
-
Die Gegenstände, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibungen der Ausführungsformen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
-
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
- 1 zeigt eine Querschnittsansicht eines Linearmotors als elektromagnetische Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform.
- 2A zeigt eine perspektivische Ansicht des Ankers des in 1 dargestellten Linearmotors.
- 2B zeigt eine erste Magnetplatte, die zur Bildung eines Kerns eines Ankers verwendet wird.
- 2C zeigt eine zweite Magnetplatte, die zur Bildung eines Kerns eines Ankers verwendet wird.
- 3A zeigt eine Querschnittsansicht eines Motors als elektromagnetische Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform.
- 3B zeigt eine Magnetplatte, die zur Bildung eines Kerns eines Stators verwendet wird.
- 4A zeigt eine perspektivische Ansicht eines Reaktors als elektromagnetische Vorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform.
- 4B zeigt eine Draufsicht auf einen Reaktor.
- 4C zeigt eine Magnetplatte, die zur Bildung eines Kerns eines Reaktors verwendet wird.
- 4D zeigt eine weitere Magnetplatte, die zur Bildung eines Kerns eines Reaktors verwendet wird.
- 5A zeigt eine Ansicht, die eine Aussparung gemäß einer anderen Ausführungsform zeigt.
- 5B zeigt eine Ansicht, die eine Aussparung gemäß einer weiteren Ausführungsform zeigt.
- 6 zeigt eine Teilquerschnittsansicht eines Ankers eines Linearmotors aus dem Stand der Technik.
-
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen sind korrespondierende Bestandteile mit ähnlichen oder identischen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt eine Querschnittsansicht eines Linearmotors als elektromagnetische Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform, und 2A ist eine perspektivische Ansicht eines Schiebers des in 1 dargestellten Linearmotors. Wie in 1 dargestellt, umfasst der Linearmotor 1 als elektromagnetische Vorrichtung einen Anker 10, der hauptsächlich einen rechteckigen Kern 20 und eine Vielzahl von Spulen 30 umfasst, sowie eine Magnetplatte 40, auf der eine Vielzahl von Magneten nebeneinander angeordnet sind.
-
Der Kern 20 des Ankers 10 hat eine Oberfläche 21 und eine weitere Oberfläche 22, und in der einen Oberfläche 21 ist eine Vielzahl von rechteckigen Schlitzen 23 ausgebildet, in die jede der Vielzahl von Spulen 30 eingesetzt werden soll. Jede der Spulen 30 wird in den jeweiligen Schlitz 23 eingesetzt, während sie von Isolierpapier 35 umgeben ist. Somit sind die Spulen 30 und der Kern 20 elektrisch isoliert. Wie aus 1 ersichtlich, ist um den gesamten Anker 10 ein Harzteil 39 gebildet.
-
2B und 2C sind Ansichten, die eine erste Magnetplatte bzw. eine zweite Magnetplatte zeigen, die zur Bildung des Kerns des Ankers verwendet werden. Eine Vielzahl von Schlitzen 23 sind in einer Seite der Magnetplatte 20a ausgebildet, die der einen Oberfläche 21 des Kerns 20 entspricht, wie in 2B gezeigt.
-
In ähnlicher Weise ist eine Vielzahl von Schlitzen 23 in der in 2C dargestellten Magnetplatte 20b ausgebildet. Ferner ist mindestens eine Aussparung 29 an einer Position ausgebildet, die dem unteren Teil jedes Schlitzes 23 entspricht. Diese Aussparungen 29 erstrecken sich zumindest teilweise in Richtung der anderen Seite der Oberfläche 22 (hintere Jochseite) des Kerns 20. Wie in 2C dargestellt, sind die Aussparungen 29 an beiden Enden der Seite ausgebildet, die dem unteren Teil des Schlitzes 23 entspricht.
-
Der Kern 20 wird durch Stapeln einer Vielzahl von Magnetplatten, wie z. B. Eisenplatten, Kohlenstoffstahlplatten oder elektromagnetische Stahlplatten, gebildet (siehe auch 2A). In 2A sind die Bereiche Z1 bis Z3 in Bezug auf den Kern 20 in der Stapelrichtung der Magnetplatten angeordnet. Der Bereich Z1 umfasst eine Seite des Kerns 20, die der ersten Magnetplatte aus der Vielzahl der zu laminierenden Magnetplatten entspricht. Der Bereich Z3 umfasst die andere Seite des Kerns 20, die der letzten Magnetplatte aus der Vielzahl von Magnetplatten entspricht, die laminiert werden sollen. Der Bereich Z2 ist ein mittlerer Bereich, der zwischen dem Bereich Z1 und dem Bereich Z3 liegt.
-
In der vorliegenden Offenbarung werden die Teile des Kerns 20, die den Bereichen Z 1 und Z3 entsprechen, durch Stapeln einer Vielzahl von Magnetplatten 20a gebildet. Der Teil des Kerns 20, der dem Bereich Z2 entspricht, wird durch Stapeln einer Vielzahl von Magnetplatten 20b gebildet.
-
In den Abschnitten des Kerns 20, die dem Bereich Z1 und dem Bereich Z3 entsprechen, sind keine Aussparungen 29 ausgebildet. Im Kern 20 der ersten Ausführungsform sind die Aussparungen 29 also nur im mittleren Bereich Z2 in Stapelrichtung ausgebildet.
-
Beim Formen des Harzteils 39 wird der gesamte Anker 10, in dem die Spulen 30 in die Schlitze 23 eingesetzt sind, in ein isolierendes Flüssigharz getaucht. Dabei dringt das flüssige Harz in das Innere der Schlitze 23 ein und füllt die Räume zwischen den Spulen 30, dem Isolierpapier 35 und den Schlitzen 23 aus. Nach dem Entschäumen des flüssigen Harzes durch Verringerung des Drucks wird der Anker 10 aus dem flüssigen Harz entfernt, um das Harz auszuhärten. Dadurch wird das Harzteil 39 gebildet. Wenn das Harz ausgehärtet ist, werden die Spule 30, das Isolierpapier 35 und die Schlitze 23 miteinander verbunden.
-
Wenn der Anker 10 aus dem flüssigen Harz entfernt wird, bewegt sich das im flüssigen Harz mitgerissene Gas und/oder das in den Schlitzen 23 durch das Isolierpapier 35 eingeschlossene Gas in vertikaler Richtung nach oben. So wird das Gas von den Schlitzen 23 zu den Aussparungen 29 geleitet und verbleibt in den Aussparungen 29. Wenn das Harz ausgehärtet ist, bildet das Gas Hohlräume A in den Aussparungen 29.
-
Während des Betriebs des Linearmotors 1 mit dem Anker 10, bei dem die Hohlräume A in den Schlitzen 23 gebildet werden, kann um den Hohlraum A eine Teilentladung auftreten. In der vorliegenden Offenbarung werden jedoch die Aussparungen 29 gebildet, und die Aussparungen 29 sind von den Stellen im Linearmotor 1 getrennt, an denen sich das elektrische Feld konzentriert. So kann ein ausreichender Isolationsabstand zwischen den Spulen 30 und dem Kern 20 sichergestellt werden, wodurch das Auftreten von Teilentladungen unterdrückt werden kann. Daher können ein äußerst zuverlässiger Kern 20 und ein Linearmotor 1 als elektromagnetische Vorrichtung mit einem solchen Kern 20 bereitgestellt werden.
-
Die Aussparungen 29 erstrecken sich vorzugsweise zumindest teilweise von den unteren Teilen der Schlitze 23 in Richtung der anderen Seite der Oberfläche 22 des Kerns 20, so dass die Hohlräume A innerhalb der Aussparungen 29 gebildet werden. Obwohl die in 1 dargestellten Aussparungen 29 halbkreisförmig sind, sind die Aussparungen 29 nicht auf eine halbkreisförmige Form beschränkt. Die Aussparungen 29 können auch eine andere Form haben, die sich zumindest teilweise von den unteren Teilen der Schlitze 23 zur anderen Seite der Oberfläche 22 des Kerns 20 erstreckt.
-
In der ersten Ausführungsform wird die Magnetplatte 20b mit Aussparungen 29 nur im mittleren Bereich Z2 des Kerns 20 verwendet. Der Grund dafür ist, dass die Hohlräume A in der Stapelrichtung des magnetischen Materials eher im mittleren Bereich auftreten.
-
Mit anderen Worten, es ist nicht notwendig, die Magnetplatten 20b in den anderen Bereichen Z1 und Z3 zu verwenden. Somit kann die Anzahl der Magnetplatten 20b mit Aussparungen 29 minimiert werden. Daher kann der oben beschriebene hochzuverlässige Kern 20 mit einem nur geringen Anstieg der Produktionskosten des Kerns 20 bereitgestellt werden.
-
Man beachte, dass in einer nicht dargestellten Ausführungsform der Kern 20 unter Verwendung einer Vielzahl von Magnetplatten 20b in allen Bereichen Z 1 bis Z3 gebildet werden kann. In diesem Fall kann das Auftreten von Teilentladungen weiter unterdrückt werden. Alternativ können nach dem Ausbilden des Kerns 20 unter ausschließlicher Verwendung der Vielzahl von Magnetplatten 20a in allen Bereichen Z1 bis Z3 die Aussparungen 29 in den Magnetplatten 20a im mittleren Bereich Z2 oder in den Magnetplatten 20a in allen Bereichen Z1 bis Z3 durch maschinelle Bearbeitung ausgebildet werden. Diese Fälle fallen ebenfalls in den Anwendungsbereich der vorliegenden Offenbarung.
-
3A ist eine Querschnittsansicht eines Motors als elektromagnetische Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform. Der Motor 1' als elektromagnetische Vorrichtung umfasst einen Stator 10', der im Wesentlichen einen ringförmigen Kern 20' und eine Vielzahl von Spulen 30' umfasst, und einen Rotor 40', auf dem eine Vielzahl von Magneten nebeneinander auf seiner äußeren Oberfläche angeordnet sind.
-
Wie in 3A dargestellt, ist in der inneren Oberfläche des Kerns 20' in regelmäßigen Abständen eine Vielzahl von im Wesentlichen fächerförmigen Schlitzen 23' ausgebildet, in die die Vielzahl von Spulen 30' eingesetzt werden. Jede Spule 30' wird in den jeweiligen Schlitz 23' eingesetzt, während sie von Isolierpapier 35' umgeben ist. Somit sind die Spulen 30' und der Kern 20' elektrisch isoliert. Wie oben beschrieben, wird ein Harzteil 39' um den gesamten Stator 10' gebildet.
-
In der gleichen Weise wie bei der ersten Ausführungsform wird der Kern 20' durch Stapeln einer Vielzahl von Magnetplatten wie Eisenplatten, Kohlenstoffstahlplatten oder elektromagnetischen Stahlplatten gebildet. 3B ist eine Ansicht, die eine Magnetplatte zeigt, die zur Bildung des Kerns des Stators verwendet wird. Eine Vielzahl von im Wesentlichen fächerförmigen Schlitzen 23' sind in der inneren Oberfläche der in 3B dargestellten Magnetplatte 20a' ausgebildet.
-
Mindestens eine Aussparung 29' ist in jeder der Vielzahl von Kerben an Positionen ausgebildet, die den unteren Teilen jedes Schlitzes 23' entsprechen. Diese Aussparungen 29' erstrecken sich zumindest teilweise von den unteren Teilen der Schlitze 23' in Richtung der äußeren peripheren Oberfläche des Kerns 20'. Wie in 3B dargestellt, sind die Aussparungen 29' an beiden Enden der Seite ausgebildet, die den unteren Teilen der Schlitze 23' entspricht. In der zweiten Ausführungsform sind die Aussparungen 29' in allen der Vielzahl von Magnetplatten 20a' ausgebildet, die den Kern 20' bilden. Mit anderen Worten: Der Kern 20' ist nur aus einer Vielzahl von Magnetplatten 20a' mit Aussparungen 29' gebildet, und es werden keine Magnetplatten ohne Aussparungen 29' (nicht dargestellt) verwendet.
-
Der gesamte Stator 10', in dem die Spulen 30' in die Schlitze 23' eingesetzt sind, wird in ein flüssiges Harz getaucht, so dass das in 3A dargestellte Harzteil 39' entsteht. Der Stator 10' wird in axialer Richtung des Kerns 20', d. h. in Stapelrichtung der Magnetplatten, aus dem flüssigen Harz entfernt. Zu diesem Zeitpunkt fließt das flüssige Harz axial nach unten entlang der Schlitze 23' und Aussparungen 29'. Der größte Teil des Gases, das im flüssigen Harz mitgerissen wird und/oder durch das Isolierpapier 35' in den Schlitzen 23' eingeschlossen ist, strömt zusammen mit dem flüssigen Harz axial nach unten. Ein Teil des Gases wird zusammen mit dem flüssigen Harz aus den Schlitzen 23' in die Aussparungen 29' geleitet, die einen geringeren Strömungswiderstand aufweisen, und verbleibt in den Aussparungen 29', um die Hohlräume A zu bilden. Es versteht sich von selbst, dass der auf diese Weise gebildete Motor 1' auch die gleichen Wirkungen wie oben beschrieben aufweist.
-
4A ist eine perspektivische Ansicht eines Reaktors als elektromagnetische Vorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform, und 4B ist eine Draufsicht auf den Reaktor. Der äußere periphere Eisenkern 20" (Kern) des Reaktors 1" besteht aus einer Vielzahl von Eisenkernen 41 bis 43, die in gleichen Abständen in Umfangsrichtung angeordnet sind, und aus Spulen 31 bis 33, die in Schlitze 23" eingesetzt sind, die auf beiden Seiten dieser Eisenkerne 41 bis 43 ausgebildet sind. Die Spulen 31 bis 33 sind von einem Isolierpapier umgeben (nicht abgebildet). Die Eisenkerne 41 bis 43 sind einstückig mit dem äußeren peripheren Eisenkern 20" ausgebildet oder stehen mit dem äußeren peripheren Eisenkern 20" in Kontakt. Es sei darauf hingewiesen, dass der äußere periphere Eisenkern 20" auch eine andere rotationssymmetrische Form haben kann, z. B. eine Kreisform.
-
In 4B besteht der äußere periphere Eisenkern 20" aus einer Vielzahl von z.B. drei äußeren peripheren Eisenkernabschnitten 24 bis 26, die in gleichen Abständen in Umfangsrichtung unterteilt sind. Die äußeren peripheren Eisenkernabschnitte 24 bis 26 sind jeweils einstückig mit den Eisenkernen 41 bis 43 ausgebildet. Wenn der äußere periphere Eisenkern 20" aus einer Vielzahl von äußeren peripheren Eisenkernabschnitten 24 bis 26 zusammengesetzt ist, kann auf diese Weise ein solcher äußerer peripherer Eisenkern 20" leicht hergestellt werden, selbst wenn der äußere periphere Eisenkern 20" groß ist.
-
Die radial inneren Enden der Eisenkerne 41 bis 43 sind nahe der Mitte des äußeren peripheren Eisenkerns 20" angeordnet. In den Zeichnungen konvergieren die radial inneren Enden jedes der Eisenkerne 41 bis 43 in Richtung der Mitte des äußeren peripheren Eisenkerns 20" in einem Spitzenwinkel von ungefähr 120 Grad. Die radial inneren Enden der Eisenkerne 41 bis 43 sind durch magnetisch koppelbare Spalte 101 bis 103 voneinander getrennt.
-
Mit anderen Worten: Das radial innere Ende des Eisenkerns 41 ist von den radial inneren Enden der beiden benachbarten Eisenkerne 42, 43 durch die Spalte 101 bzw. 102 getrennt. Das Gleiche gilt für die anderen Eisenkerne 42, 43. Die Abmessungen der Spalte 101 bis 103 sind gleich groß.
-
In der gleichen Weise wie bei den oben beschriebenen Ausführungsformen wird der äußere periphere Eisenkern 20" durch Stapeln einer Vielzahl von Magnetplatten, wie Eisenplatten, Kohlenstoffstahlplatten oder elektromagnetischen Stahlplatten, gebildet. 4C ist eine Ansicht, die eine Magnetplatte zeigt, die zur Bildung des Kerns des Reaktors verwendet wird. Die in 4C dargestellte Magnetplatte 20a'' ist in eine Vielzahl von Magnetplatten 24' bis 26' unterteilt, die den äußeren peripheren Eisenkernabschnitten 24 bis 26 entsprechen. Jede der Magnetplatten 24' bis 26' weist mindestens eine Aussparung 29'' auf, die in dem Schlitz 23'' in der gleichen Weise wie oben beschrieben ausgebildet ist.
-
Die Aussparungen 29'' erstrecken sich zumindest teilweise von den unteren Teilen der Schlitze 23'' radial nach außen vom äußeren peripheren Eisenkern 20''. In der dritten Ausführungsform sind die Aussparungen 29'' in allen der Vielzahl von Magnetplatten 20a'' ausgebildet, die den äußeren peripheren Eisenkern 20'' bilden. Mit anderen Worten, der äußere periphere Eisenkern 20'' besteht nur aus einer Vielzahl von Magnetplatten 20a'' mit Aussparungen 29'', und es werden keine Magnetplatten ohne Aussparungen 29'' (nicht dargestellt) verwendet.
-
Zur Bildung des in 4B dargestellten Harzteils 39'' wird der gesamte äußere periphere Eisenkern 20'', in den die Spulen 31 bis 33 in die Schlitze 23'' eingesetzt sind, in flüssiges Harz getaucht. Der äußere umlaufende Eisenkern 20'' wird in axialer Richtung des äußeren umlaufenden Eisenkerns 20'', d. h. in Stapelrichtung der Magnetplatten, aus dem flüssigen Harz entnommen. Zu diesem Zeitpunkt fließt das flüssige Harz axial nach unten entlang der Schlitze 23'' und Aussparungen 29''. Der größte Teil des Gases, das im flüssigen Harz mitgerissen wird und/oder in den Schlitzen 23'' durch das Isolierpapier (nicht abgebildet) eingeschlossen ist, strömt zusammen mit dem flüssigen Harz axial nach unten. Ein Teil des Gases wird dann zusammen mit dem flüssigen Harz aus den Schlitzen 23''' in die Aussparungen 29''' geleitet, die einen geringeren Strömungswiderstand aufweisen, und verbleibt in der Aussparung 29''', um die Hohlräume A zu bilden. Es versteht sich von selbst, dass der auf diese Weise gebildete Reaktor 1'' auch die oben beschriebenen Wirkungen hat.
-
Wie in 4D gezeigt, gehört auch der Fall, in dem der äußere periphere Eisenkern 20 durch Stapeln von Magnetplatten 20a'' gebildet wird, von denen jede aus einem einzigen Element und nicht aus einer Vielzahl von geteilten Magnetplatten 24' bis 26' besteht, zum Umfang der vorliegenden Offenbarung.
-
5A und 5B sind Ansichten, die Aussparungen gemäß anderen Aspekten zeigen. Obwohl diese Zeichnungen Aussparungen 29a, 29b zeigen, die im Kern 20 eines Linearmotors ausgebildet sind, können identische Aussparungen 29a, 29b im Kern 20' des Motors und im Kern 20'' des Reaktors 10'' ausgebildet werden.
-
Die in 5A gezeigten Aussparungen 29a sind an beiden Enden der Seiten ausgebildet, die den Unterseiten der Schlitze 23 entsprechen. Die Aussparungen 29a erstrecken sich teilweise in Richtung der anderen Oberfläche 22 des Kerns 20 und teilweise in Richtung anderer benachbarter Schlitze 23. Somit sind die in 5A gezeigten Aussparungen 29a in der Richtung parallel zur anderen Oberfläche 22 weiter vom Schlitz 23 beabstandet als die in 1 gezeigten Aussparungen 29'.
-
Da der Isolationsabstand zwischen den Spulen 30 und dem Kern 20 besser gesichert werden kann als in 1, kann das Auftreten von Teilentladungen weiter unterdrückt werden. Es ist daher verständlich, dass die Zuverlässigkeit des Kerns 20 weiter verbessert werden kann.
-
Während in 1 und 5A in jedem Schlitz 23 zwei Aussparungen 29a ausgebildet sind, ist in 5B in jedem Schlitz 23 eine einzige Aussparung 29b ausgebildet. Die in 5B dargestellten Aussparungen 29b erstrecken sich bogenförmig von der gesamten Seite, die den unteren Teilen der Schlitze 23 entspricht, in Richtung der anderen Oberfläche 22.
-
Insbesondere in 5B ist die Breite eines Schlitzes 23 parallel zur anderen Oberfläche 22 immer größer als die Breite einer Aussparung 29b. Daher wird die in den Schlitz 23 eingesetzte Spule 30 nicht in Richtung der anderen Oberfläche 22 verschoben, selbst wenn die Aussparung 29b ausgebildet ist. Daher können in 5B die oben beschriebenen Effekte erzielt werden, während die Spule 30 in einer geeigneten Position gehalten wird. Wenn für jeden Schlitz 23 eine einzige Aussparung gebildet wird, kann eine Aussparung mit einer anderen Form verwendet werden, die so gestaltet ist, dass die Breite des Schlitzes 23 größer ist als die Breite der Aussparung.
-
6 ist eine Teilquerschnittsansicht des Ankers eines Linearmotors aus dem Stand der Technik. Der Anker 100 des in 6 dargestellten Linearmotors umfasst einen Kern 200, in dem eine Vielzahl von Schlitzen 230 ausgebildet ist. In die Vielzahl von Schlitzen 230 werden mit Isolierpapier 350 bedeckte Spulen 300 eingesetzt. Außerdem ist um den gesamten Umfang des Ankers ein Harzteil 390 ausgebildet.
-
Um das in 6 gezeigte Harzteil 390 zu bilden, wird die gesamte Anker 100 in ein flüssiges Harz getaucht und dann entfernt. Da sich das in das flüssige Harz gemischte Gas vertikal nach oben bewegt, verbleibt dieses Gas in den unteren Teilen der Schlitze 230. Das Gas bildet dann Hohlräume A zwischen den unteren Teilen der Schlitze 230 und dem Isolierpapier 350 der Spulen 300, wie in 6 dargestellt
-
In diesem Fall bilden sich die Hohlräume A in der Anker 100, in denen sich das elektrische Feld konzentriert. Somit kann kein ausreichender Isolationsabstand zwischen der Spule 300 und dem Kern 200 gewährleistet werden. Infolgedessen kommt es zu Teilentladungen, und ein äußerst zuverlässiger Kern 200 kann nicht bereitgestellt werden.
-
Im Gegensatz dazu werden in der vorliegenden Offenbarung die Hohlräume A in konzentrierter Form in den Aussparungen 29, 29', 29'', 29a, 29b des Kerns 20 gebildet, wodurch das oben beschriebene Problem nicht auftritt und ein äußerst zuverlässiger Kern 20 und eine elektromagnetische Vorrichtung mit einem solchen Kern bereitgestellt werden kann. Es ist klar, dass der Inhalt der vorliegenden Offenbarung auch auf andere elektromagnetische Vorrichtungen als Motoren, Linearmotoren und Reaktoren anwendbar ist.
-
Wie aus 6 ersichtlich ist, haben die Schlitze 230 und die Spulen 300 ähnliche Formen. Da jedoch in der vorliegenden Offenbarung die Aussparungen 29, 29', 29'' in den Schlitzen 23, 23', 23'' ausgebildet sind, wie in den 1, 3A und 4B gezeigt, sind die Formen der Schlitze 23, 23', 23'' und die Formen der Spulen 30, 30', 31 bis 33 nicht ähnlich zueinander. Solche Fälle fallen ebenfalls in den Anwendungsbereich der vorliegenden Offenbarung.
-
Aspekte der vorliegenden Offenlegung
-
Gemäß dem ersten Aspekt wird ein Kern (20, 20', 20'') bereitgestellt, bei dem eine Vielzahl von Schlitzen (23, 23', 23''), in die Spulen einzuführen sind, in einer Oberfläche (21) des Kerns ausgebildet sind, und Aussparungen (29, 29', 29''), die sich in Richtung der anderen Oberfläche (22) des Kerns erstrecken, in unteren Teilen der Vielzahl von Schlitzen ausgebildet sind.
-
Gemäß dem zweiten Aspekt ist bei dem Kern des ersten Aspekts eine Form der Spulen nicht mit einer Form der Schlitze vergleichbar, in denen die Aussparungen ausgebildet sind.
-
Gemäß dem dritten Aspekt wird in dem Kern des ersten oder zweiten Aspekts der Kern durch Stapeln einer Vielzahl von Magnetplatten (20a, 20a', 20a'', 20b) gebildet, und unter der Vielzahl von Magnetplatten sind die Aussparungen nur in den Magnetplatten (20b) gebildet, die sich auf einem mittleren Abschnitt des Kerns in einer Stapelrichtung befinden.
-
Gemäß dem vierten Aspekt wird bei dem Kern eines der ersten bis dritten Aspekte der Kern durch Stapeln einer Vielzahl von Magnetplatten (20a, 20a', 20a'', 20b) gebildet, und die Aussparungen werden auf allen der Vielzahl von Magnetplatten (20a', 20a'') gebildet.
-
Gemäß dem fünften Aspekt wird eine elektromagnetische Vorrichtung bereitgestellt, die den Kern gemäß einem der ersten bis vierten Aspekte, Spulen (30, 30', 31 bis 33), die in die Vielzahl von Schlitzen eingesetzt sind, Isolierpapier (35, 35'), das die Spulen umschließt, und ein isulierendes Harzteil (39, 39', 39'') zum Abdecken einer Gesamtheit des Kerns umfasst.
-
Gemäß dem sechsten Aspekt ist in der elektromagnetischen Vorrichtung des fünften Aspekts die elektromagnetische Vorrichtung ein Linearmotor (1), ein Motor (1') oder ein Reaktor (1'').
-
Wirkung der Aspekte
-
Da in den unteren Teilen der Schlitze , in die die Spulen eingesetzt werden sollen, Aussparungen ausgebildet sind, wird bei der Herstellung des Harzteils, das den gesamten Anker einschließlich des Kerns bedeckt, Luft zu den Aussparungen geleitet, um darin Hohlräume zu erzeugen. Selbst wenn es in der Nähe der Aussparungen zu einer Teilentladung kommt, kann ein ausreichender Isolationsabstand zwischen der Spule und dem Kern sichergestellt werden, da die Aussparungen von der Stelle entfernt sind, an der sich das elektrische Feld konzentriert, wodurch eine Teilentladung unterdrückt werden kann. Daher kann ein äußerst zuverlässiger Kern bereitgestellt werden.
-
Zweitens können die oben beschriebenen Effekte auch dann erzielt werden, wenn die Spulen und Schlitze einander nicht ähnlich sind.
-
Wenn es sich bei der elektromagnetischen Vorrichtung mit dem Kern um einen Linearmotor handelt, kann die Anzahl der Magnetplatten, in denen Aussparungen gebildet werden, auf ein Minimum reduziert werden, da es sehr wahrscheinlich ist, dass sich im mittleren Abschnitt in Stapelrichtung Hohlräume bilden.
-
Nach dem vierten Aspekt wird in dem Fall, in dem die elektromagnetische Vorrichtung mit dem Kern ein Motor oder Reaktor ist, bei der Entfernung des Kerns aus dem flüssigen Harz in axialer Richtung das in dem flüssigen Harz mitgeführte Gas zusammen mit dem flüssigen Harz zu den Aussparungen geleitet, die einen geringeren Strömungswiderstand aufweisen. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn es sich bei der elektromagnetischen Vorrichtung um einen Motor oder einen Reaktor handelt.
-
Obwohl die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung oben beschrieben worden sind, wird ein Fachmann verstehen, dass verschiedene Anpassungen und Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem in den Ansprüchen, die später beschrieben werden, offengelegten Umfang abzuweichen.
-
REFERENZZEICHENLISTE
-
- 1
- Linearmotor (elektromagnetische Vorrichtung)
- 1'
- Motor (elektromagnetische Vorrichtung)
- 1''
- Reaktor (elektromagnetische Vorrichtung)
- 10
- Armatur
- 10'
- Stator
- 20, 20', 20''
- Kern, äußerer peripherer Eisenkern
- 20a, 20a', 20a'', 20b
- Magnetplatte
- 21
- eine Oberfläche
- 22
- andere Oberfläche
- 23, 23', 23''
- Schlitz
- 24 bis 26
- äußerer peripherer Teil des Eisenkerns
- 29, 29', 29''
- Aussparung
- 30, 30', 31 bis 33
- Spule
- 35, 35'
- Isolierpapier
- 39, 39', 39''
- Harzteil (isulierendes Harzteil)
- 41 bis 43
- Eisenkern
- Z1 bis Z3
- Bereiche
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- JP 201878749 [0002]
- WO 2012147212 [0003]
- JP 2018078749 [0004]
- WO 2012147212 A1 [0004]
