201031080 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種線性馬達，而特別是關於一種線性 β 馬達、一種線性馬達定子鐵芯及一種線性馬達轉子。 【先前技術】 一般言之，電動馬達及電動機器之軟磁組件，亦稱鐵 芯，是用軟磁材料如鐵或鐵芯矽鋼之絕緣薄鈑製作。該耖 磁材料絕緣薄鈑尚可稱為積層板（丨aminati〇n)。鐵芯之製作 成積層板，疋為欲降低渴電流之出現，因而提昇電動馬達 ❹ 及電動機器之效率。 在具有環狀定子鐵芯及管狀轉子之線性馬達中，轉子係 為該線性馬達之一部分，須藉助與一定子磁場相互作用而 — 受推動，各金屬薄鈑係安排於徑向且軸向之平面上，俾以 減低渦電流效應至最小。 在某些線性馬達中，金屬薄鈑係成平行堆積以形成一鐵 心邛为，該鐵芯部分係安排成使一金屬薄鈑係在於該徑向 且軸向平面上，而使其它金屬薄鈑平行於該一金屬薄鈑。 〇 伴隨如上述所製作之定子鐵芯之問題，是為該線圈必須 纏繞進定子鐵芯之一狹槽中。此項纏繞工作，當狹槽開口 係安排在該定子鐵芯内側周邊表面時，尤感困擾。 此外，採用上述技術之線性馬達，就所產生力量與該線 性馬達總空間體積之比率（即產生力量/空間體積）而言，係 屬非有效率者。 職是之故，目前亟需一種線性馬達，其係以較小空間體 145633.doc -4- 201031080 積產生特定力量者，並丞需一種定子，其較易於設置線圈 者。 美國專利第6,060,810號提呈一用於線性馬達之定子其 具有交錯鐵芯積層者。該定子包括一纏繞成圓筒狀之定子 線圈及L形狀之積層薄鈑；後者具有一水平單元及一垂直 單元。該含有多數積層薄鈑之水平單元，係在該上及下表 面上交錯層疊成一輻射形狀，如A，形圓柱形狀。 當建構此一定子時，無須將線圈纏繞通過該定子狹槽開 口。然而，要將該定子鐵怎建立至該線圈，則頗為煩雜。 此外，根據美國專利第6,060,810號之定子鐵芯，當計及 所產生力量與馬達空間容量之比率時，仍非確屬有效。 【發明内容】 本發明之一目的，在提供用以改善線性馬達之裝置。 此一目的，藉助一根據申請專利範圍第1項之定子鐵 芯、第9項之轉子、第16項之線性馬達及第18項之定子鐵 怒’予以達成。本發明之較佳具體實施例，披露於各從屬 申請專利範圍條款内。 就特別而言’根據本發明之一方面，—線性馬達用定子 鐵芯包括-内周邊；一實質包圍該内周邊之外周邊；一第 一齒及一第二齒，係沿該内周邊或外周邊之一者設置；一 用以接納一定子線圈之狹槽，該狹槽為—空穴，安排在該 定子鐵芯内中；其中敎子鐵芯係分割為第—定子部件及 第二定子部件；該第子部件包括第-齒，係安排成部 分為該狹槽之邊界，且係用軟磁粉製作；而該第二定子部 145633.doc 201031080 ι第一齒，係女排成部分為該狹槽之邊界，且係用 軟磁粉製作。 藉將該定子鐵芯分割為兩定子部件，各包含一齒，線圈 在該定子鐵芯中之安置，可獲得便利，因該線圈可在兩定 子。P件刀開之時n擺置在兩定子部件之第—部件中， 然後該=二部件可輕易擺成與第一定子部件緊密接觸以 Ί &子或疋子段節。此一實施例可允許使用預先繞成 之線圈’其當定子鐵芯係按本申請專利發明所規定加以分 割時’可輕易安置在該定子鐵芯中。因此，定子之製造可❹ 獲得便利。 ，此外，藉製作軟磁粉定子部件，該定子部件，縱使其須 製成複雜形狀’亦可輕易製造，且該定子部件尚可結實t ' 作此外，如屬必要，兩軟磁粉^子部件，易於作高精冑 機械加工。因& ’前述軟磁粉之使用及分割冑兩分立定子 部件’可有利於該定子之組合。倘若各該兩定子部件為— 軟磁粕均質主體，該定子之組合可更進獲得便利。 製作軟磁粉定子部件之另—益處，係在於一含有定子之 ® 馬達β其所產生之力量與該馬達之總空間體積之比率，可 予以提昇。尤其該定子之填充因數可予提昇。該填充因 數係疋義為.作用性材料之空間體積對總空間體積之比 率。可予提昇之原因’係該軟磁粉可製作成’貫徹整個定 :㈣提供相對高之導磁性。此種相對高之導磁性，為要 此以间精度製作該兩部件’甚至可橫越該成緊密接觸安薏 之兩。Ρ件之晚鄰邊緣提供。層狀定子鐵芯，僅能在積層内 145633.doc 201031080 各金屬薄鈑令提供高導磁性 且俨 而田積層板係女排在一軸向 將：i ,面上以形成一具有外周邊及内周邊之主體時， 物質，Γί軟磁材料之空間存在。該空間常充滿低導磁性 或某些填充材料。然而’藉製作軟磁粉定子 心’該磁通量並不限於具㈣常寬度之「磁通通道」，
=更為自由流動(對於積層…該寬度相當於各積層 ,之厚度）。職是之故，該可用以傳輸磁通量之定子之 總體積較大，而因A，可達致之填充因數則較高，亦即定 子，而因此，馬達可製作得較小。 據該定子之一具體實施例，該第一齒在軸向上朝該第 -疋子部件延伸—段距離，該距離係沿該定子鐵芯之内周 邊或外周邊之—者變動；而其中該第二定子部件在轴向上 朝向該第子部件延伸—段距離，該距離係沿該定子鐵 心之内周邊或外周邊之一者變動。 藉各定子部件之齒在軸向上沿該周邊延伸各不同之位 置，所引進在距離上之變動，可達成一類似於旋轉馬達之 歪斜（skew)。因此匕’在一設置有此類定子設計之線性馬達 中，其力量波動（force ripple)之出現，可予以降低。該兩 齒可設置在該定子的外周邊或内周邊，視是否有既定之定 子安排在該定子外側（即在該定子的外周邊）或該定子内側 (即在該定子的内周邊）而定。 在一具體實施例中，該第一齒及該第二齒係安排成相互 密切接觸。該成密切接觸之兩齒之徑向延伸部分，在該兩 齒之間之接觸面積，是小至使其在運作中變成磁性飽和。 145633.doc 201031080 藉將該兩齒成相互接觸設置，使該兩定子部件之組合可更 為穩定，而藉使該接觸面積於運作中飽和，使經過接觸面 積之磁漏，可維持偏低。 根據另一具體實施例，該第一定子部件和該第二定子部 件’各包括至少兩軟磁粉段節，該兩段節係安排在一相當 於該内及外周邊之方向上，使彼此相鄰。此一具體實施例 可有利於大型定子之產製。 根據一具體實施例，各該定子部件之密度至少為65〇〇公 斤/米3。如此可導致定子部件同時具有良好磁力特性，由 於該軟磁粉使其等易於形成。尤其，該磁通途徑可不必為 二次元者，一如在層狀鐵芯中之情形。 根據又另一具體實施例，在各該定子部件中之電阻係數 至少為1 μΩιη(微歐姆.米）。因此，可降低由渦電流所導 致之負面影響。 在一具體實施例中，各該第一定子部件及第二定子部 件，係安排成在外周邊相互密切接觸，而在内周邊彼此互 相分離；該在内周邊彼此互相分離，導致在於該第一及第 二齒之間產生一狹槽開口，通入該狹槽中。如此之具體實 施例中，各線圈之安置可獲得便利。 在一替代具體實施例中，各該第一及第二定子部件係配 置成在内周邊互相密切接觸，而在外周邊互相分離；在外 周邊之互相分離，導致在於該第一及第二齒之間，產生一 狹槽開口’通入該狭槽中。 根據本發明之另一方面，一線性馬達用之轉子包括至少 145633.doc -8 - 201031080 :軟磁材料段節及至少_永久磁鐵；該至少—軟磁材料段 即及该至少—永久磁鐵’係在該轉子之轴向上排列成一 行；其中該至少-永久磁鐵之磁化向量，係軸向指向。 在本發明之相關文巾，該軸向，或為㈣子、或為該定 子之運動方向，視其中何者相對另一方移動而定。
藉將該至少一永久磁鐵，其具有軸向指向之磁化向量 者，配置成與至少一軟磁材料段節之向量排列成一行，可 達成一結實轉子。此外，可使用在此種轉子中之永久磁 鐵，其製造可獲得便利，由於該永久磁鐵之軸向長度與該 永久磁鐵之寬度之比率，比諸於永久磁鐵之正常使用於轉 子，堪屬偏小。 在一具體實施例中，該主體之軟磁段節，係用軟磁粉製 作。以此方法，該軟磁段節之製造，可獲得便利，而該轉 子之填充因數，可予提昇。 在另一具體實施例中’該轉子包括至少兩永久磁鐵：一 第一永久磁鐵及一第二永久磁鐵，兩者排列在轴向上，而 其中介於該至少兩永久磁鐵轴向中心間之距離，為〇 7 5_ 1.5倍於一常用定子之節距。藉設計如此之轉子，可使其 變得更為有效率。 根據又一具體實施例，該轉子為管狀件。 根據又另一具體實施例’該至少一軟磁材料段節，備置 有至少一第一轴向端，具有一端表面，而其中該至少—永 久磁鐵，係配置排成本質上與該第一轴向端之整個端表面 相接觸。根據此一具體實施例，介於該至少一軟磁材料段 145633.doc •9- 201031080 節與該至少一永久磁鐵間之接觸表面，屬於偏大，而因此 該轉子可變得更為有效。 在一具體實施例中，該至少一永久磁鐵之一在圓周及軸 向擴張之表面，經配置實質上與一轉子之一在圓周及軸向 擴張之表面齊平，而該轉子係配置成面對一既定定子。 根據本發明之另一方面，一線性馬達包括一根據前述定 子鐵芯具體實施例令之任一定子鐵芯。如此之線性馬達， 因此可具有相同於該定子鐵芯之該特定具體實施例之益 處。 根據該線性馬達之另一具體實施例，該線性馬達尚包括 一根據前述轉子具體實施例中之任一轉子。如此一線性馬 達，因此可具有相同於該轉子之該特定具體實施例之 處。 根據本發明之又另-方面，—線性馬達用定子鐵芯，包 括-定子鐵芯’其中該圓環被分割成至少兩環狀定子部 件··-第-定子部件及一第二定子部件；而其中該兩定子 部件為用軟磁粉製作之均質主體。 在本發明相關文中’該環狀定子鐵芯及定子部件並非須 為圓形，而可為任何形狀。作為舉例，該環狀定子鐵芯及 定子部件，可為一三角形一正方形、一矩形、一橢圓 形 '一類似數字8之形狀等等。 本發明此-方面之益處’或為該環狀定子鐵芯分為兩環 狀定子部件，導致產生一訊# , 生叹叶’便利於產製一定子鐵芯為 其部件之定子。況且該定子德— 疋十鐵心可易於製造並具有高填充 145633.doc 201031080 因數。 在此種定子鐵芯之一具體實施例中，該定子鐵芯尚包括 一狹槽，用以接納一定子鐵芯，該狹槽為一配置在該定子 線圈内之空穴，其中該狹槽係部分為該第一定子部件所界 定’部分為該第二定子部件所界定^
在-玄疋子鐵芯之又另一具體實施例中，第一定子部件包 括一第一齒而該第二定子部件包括—第二齒；該第一及第 二齒係沿該環狀定子鐵芯之内周邊或外周邊設置。 尚且’該定子鐵芯可包括早先所提出定子鐵狀各項特 色。 從以下所提供之詳細說明，可獲悉本發明適用性之深入 範圍。然π ’應可隸解者，該詳細說明及特定範例，儘管 指示出本發明多個較佳具體實施例，但係供作解說之用， 而此項技藝熟習者可自本詳細說明書，獲悉本發明精神與 範圍所涵蓋之各種不同變更及修改。 【實施方式】 代从 「食 彳平放乃㈢刚較佳具體賓 作之詳細說明，將可瞭解本發明之其它特色與益處。 中提出-根據本發明之線性馬達之簡要視圖。 止不動：1〇包括疋子12及一轉子14。通常該定子係靜 止不動而在轴向上驅動該鏟 動亥轉子，然而’使轉子靜止不動而 :^在轴向上驅動自纟，亦屬可能。因此，於本發明相 關文中，該轴向係指該轉子 另-者移動而定）之運動方向。（視為者中何者相對 145633.doc -11 - 201031080 $定子包括至少一線圈18a_c及至少一定子鐵芯2〇a c。 一定子線圈可為一單一繞組（即纏繞成線圈之電線）並連接 至一電力供應單元（未圖示）或一分佈繞組；亦即各定子 線圈包括連接至供應單元不同輸出口之電線，而因此攜載 具有不同電性之電。電氣馬達技藝嫻熟者，當知眾多可資 牙J用之不同型式之電力供應單元。此項技藝綱熟人士並當 知曉，如何可將一單一繞組或一分佈繞組，連接至該等電 力供應單元。 使用定子線圈之目的，係用以產生磁通以與轉子互相作 用。該定子鐵芯20a-c經配置成緊密毗鄰該定子線圈18a_ c ;該定子線圈I8a-c甚至可由該定子鐵芯之⑸义作實質包 圍’如在圖1 a-c之具體實施例中所示。 根據圖la-c之具體實施例，各定子鐵芯2〇a_c係分成為兩 件21a-c及22a-c。在圖ia_c、2a-b及3a-b中之各定子鐵芯 2〇a-c ’係用一第一定子部件21a_c及一第二定子部件 製成’兩部件係在轴向上互相堆積。在一具有多個定子鐵 芯20a-c之線性馬達中，如圖1-3中所示者，一定子之定子 部件係配置成緊密連接至另一定子鐵芯之定子部件，可按 單一部件製作，亦即該定子部件22a及21b可製作成單一部 件，以及該定子部件22a及21c可製作成單一部件，以後將 有交代。 將定子20a-e分成為兩定子部件21a-c及22a-c之各不同方 式，以及20a-c之各不同設計，將在以下加以說明。 定子部件21 a-c及22a-c係用備置電阻抗之軟磁材料製 145633.doc 12 201031080 作俾以降低渴電流之出現。為欲獲得電阻抗，所用材料 可為電絕緣之軟磁粉、具電阻抗之軟磁粉、或—具電阻抗 之可模塑軟磁粉1制電絕緣之軟师、具電阻抗之軟 磁粉、或-具電阻抗之可模塑軟磁粉時，所製造之定子部 件’根據-具體實施例’必須具有—至少1咖之電阻係 數，俾以圓滿降低渦電流之出現。此外n積層薄鈑 製作之定子而言’欲料—高填充@數，可謂銀困，然 而，其可藉助軟磁粉予以達成。根據—具體實施例，各定 子部件係製作成如一軟磁粉之均質件。在如此之定子部件 中’該磁通量不侷限於該積層鈑之二次元幾何形狀，而可 利用該^:子。卩件之二次元（立體）形狀，俾於不使定子鐵芯 飽和下降低體積。根據—具體實施例，該軟磁粉可加以壓 緊或燒、，Ό至所期之形狀，視所用軟磁材料而定，惟須該終 、。定子°卩件具有一至少1 之電阻係數。尚且，根據另 —具3體實施例’該定子部件之密度可至少為6500 kg/m3(^/米3)。欲藉助壓緊以製作定子部件，所使用之軟 磁粉之範例，為產自H^ganSs AB (S-263 83 H6ganas，端 八）之 Somaloy 5〇〇、s〇mal〇y 550及 Permite 75。 就常態s，該轉子14係該線性馬達需相對該定子移動之 件’而因此’在線性馬達1〇之外側產生可感知之效應。 該轉子14，與定子12所產生之磁場互相作用，而為該定子 12所驅動。該轉子14可包括一軟磁材料所製之管件26。該 軟磁材料可為任何與前述定子鐵芯20a-c#關係之品質及/ 或里式此外’有多個磁管28a-d安裝在該管件26上。各 145633.doc -13- 201031080 磁管係一永久磁鐵，具有極化向量徑 A . ?a向；亦即，該去 久磁鐵之一極徑向朝外，另-極經向朝内。例如，在圖 W中磁管28“可作如下安排：磁管28a使其 極朝内、磁管2崎其南極朝外北極朝内、磁管28e使= 極朝外南極朝内、及磁管28d使其南極朝外北起朝内：該 磁官28a-d可以任何為熟諳此項技蓺 乂 固至管件I 技-者所已知之方式，緊 該轉子之抽向長度可異於囷1中所顯現之長度，而磁管 之個數亦可有異。該磁管]“^ 心神向長度及磁管之個 數，可予變動，視該線性馬達1〇使用 -具體實施例，各磁管28“之二，合而定。根據 之軸向長度、可為介於該定 =續兩齒中心間之節距LpW,75切，亦即，該關係 WP可為^5·1·5。就此項應用而言，該節距可顯見為介 於該兩相鄰齒辛心線之間之距離。 在圖2“中，顯示另一線性馬達之具體實施例。此實施 例類似於圖1“之實施例，而其間之差異將在以下說明。 線性馬達1〇之定子12包括一額外部件：_内定子部件 3〇。該内定子部件3〇,彳為—設置在㈣子部件2^及 22a-c内側之管件，在該内定子部件3g之外周邊及該定子 部件21a-c及22a-c之内周邊之間，留有一空間。該内定子 部件之功用，係在於制路巾扮演―角色；該定子部件 21a-c及22a-c各亦為該磁路中之—角色。該内定子部件 3〇,可-如前述;t子之其餘部分，使用相同之軟磁材料及 相同之技術製作。該内定子部件係配置成須保持其相關於 145633.doc -14- 201031080 該等定子部件21a-c及22a-c之位置。 另外，該轉子係有異於圖la-c中之轉子。圖2a_b中實施 例之轉子，僅用磁管28a-d製成。該等磁管且為永久磁 鐵，一如圖la-c中之實施例，而其等可配置成具有其極化 向量扎向對應於該關於圖1 a_c所顯現之永久磁鐵之極化方 向。如此該轉子可製作成較圖la_c中之轉子為輕，然而， 亦為一因果，該轉子變得較為脆弱，尤其在兩磁管〗“^ 連接之處。該關係L^/Lp可與圖la-c中所示實施例之關係相 同。 在圖3a-b中，顯示一線性馬達之又另一具體實施例。此 貫施例亦類似於圖1 a-c之實施例，而其間之差異，將在以 下說明。 該定子12可與圖la-c之定子全同。然而，該轉子14可為 一軟磁管32a-d，其中該軟磁管32a_d之斷節處，以永久磁 鐵環34a-c替代。該永久磁鐵環係列置在軟磁管内以使該 永久磁鐵之極化向量係轴向指向。關於此一型式轉子之詳 細說明，將於以下提出。 在圖la-c、2a-b及3a-b之具體實施例中’已說明一具有 二疋子鐵芯及二線圈之定子。然而’該定子鐵怒及線圈個 數’可予增多或減少。圖la_c之定子，作為舉例，可擴增 一額外定子鐵芯及一對應定子線圈。另外，藉在圖丨a_c、 2a-b及3a-b之該線性馬達中，去除定子鐵芯2〇a_c及對應之 定子線圈，該定子鐵芯個數可予減少。 在圖4a-b中，顯示一具有一定子線圈18及一定子鐵芯2〇 145633.doc •15- 201031080 線性馬達。圖中之轉子，係一相當於圖3a_b所示之線性馬 達轉子，將在以下作更詳細之交代.然而，該轉子可為任 何型式之轉子，例如，圖1&_^及2a_b中所示轉子之一者。 在圖5及6中顯示根據一具體實施例之定子鐵芯2〇。如於 前面提及，該定子鐵芯20係分割為兩分立定子部件：一第 一疋子部件21及一第二定子部件22。該定子鐵芯2〇具有— 内周邊50、一外周邊52、及一分裂平面54。該内周邊，應 可瞭解，為一界定該定子鐵芯20内側界限之直線，而該外 周邊，應可瞭解，為一界定該定子鐵芯2〇外側界限之直 線。該定子鐵芯亦可描述成具有一圓環形狀。在該圖式 中，外周邊52包圍内周邊50，然而，該定子鐵芯2〇可包括 徑向延伸通過該定子鐵芯2〇之間隙，然而仍認為具有一外 周邊包圍一内周邊，至少實質上包圍一内周邊。該分裂平 面54為一平面，係分割該定子鐵芯成兩定子部件21、22之 結果。 此外，該定子鐵芯20包括至少有兩齒：一第一齒56及一 第二齒58 ;並包括一背部鐵芯60〇該兩齒56及58係沿該内 周邊50設置，俾以引導磁通朝向及離開該轉子之鄰近。該 背部鐵芯60沿該外周邊52設置，俾於該第一齒56及第二齒 58之間提供一高導磁途徑。在圖5及6所示之具體實施例 中’各定子部件21及22包括一齒56、58及一部分背部鐵芯 60 ° 一狹槽62，成一空穴形狀，設置在該定子鐵芯2〇内側， 用以接納該定子線圈。該狹槽因而係設置在該外周邊52及 145633.doc -16· 201031080 該内周邊50之間’且部分由該第一定子部件2i及該第二定 子部件22所界定。因此’該狹槽62亦具有一圓環形狀。 該定子鐵芯20之兩齒56及58在轴向上相對朝向，在兩者 中間留下一狹槽開口 64。該狹槽開口 64係在該定子鐵芯2〇 中通入該狹槽62中。 該定子部件21及22 ’及因而該定子鐵芯2〇，可用具有以 上關聯圖1 a-c所提及之特性之軟磁材料製作。 該定子鐵芯20之分裂平面54，可安排在去該定子鐵芯之 第一表面66(其面向軸向）及去該定子鐵芯之第二表面68(其 面向相反軸向）一等軸向距離處。如若該兩齒56及58沿該 内周邊軸向延伸一相等軸向距離，而該分裂平面54係安排 成如前述兩定子部件係屬全同，則製造兩部件僅需使用一 組工具。因而，產製一定子之初始成本，較諸產製一定子 需有兩組不同工具製作兩不同定子部件21及22，顯然可予 降低。 然而’該分裂平面54可作不同於圖5及6中之設置。圖 7a_c中顯示分裂該定子鐵芯2〇成第一定子部件21及第二定 子部件22之若干其它方式。該等圖式不擬對分裂該定子鐵 芯之各式可行變型，提出完整描繪。將該定子鐵芯2〇分割 成至少兩個定子部件21及22之一原因，乃為便利於設置一 線圈於該定子鐵芯20狹槽62中之行動。藉將該定子鐵芯2〇 如前述之分裂，可使用一預先繞成之線圈，輕易放進一定 子部件21或22中，即可產製一含有線圈擺置在其狹槽中之 疋子鐵心，然後，藉將另一定子部件21或22與先前定子部 145633.doc •17- 201031080 件21或22湊合’使成密切接觸，以完成該一定子。 圖8 - 9中提呈兩具體實施例’其中定子部件21、2 2係經 分割成為若干段節74a-b、75a-b、76a-d及77a-d，於一對 應於該内及外周邊方向之方向上鄰接安置。如此之分割， 至少在製作大型定子之時，具有若干益處。 圖10示一定子鐵芯20另一具體實施例。此實施例可根據 前此所述任一定子鐵芯之實施例《在此具體實施例中，各 定子齒56及58沿内周邊表面50之軸向長度可以改變。在該 圖中，當沿該兩齒56、58内周邊70之圓周長研討時，兩齒 56、58之轴向長度係自一長度Lmax改變至長度Lmin，然後 再變回至Lmax。其變異或為線性。狹槽開口 64可無關其沿 該周邊70之位置而作相同轴向距離之擴張，此可藉以下對 該兩定子部件之安排而予達成：使一定子部件齒之軸向擴 張長度為Lmax者’與另一齒之軸向擴張長度為Lmin者，係 在於周邊上同一位置。 此項兩齒可變轴向長度之引進，極類似於旋轉馬達中所 引進之歪斜（skew)。歪斜’當關聯旋轉馬達使用時，係指 一狹槽之偏離轴向一電角度之角「扭轉（twist)」。就大多 數情況而§ ’歪斜為轉子之一特色，見M.G· Say所著 "Alternation Current Machines" . 5th ed., Longman
Scientific & Technical, 1983, (ISBN 0-582-98875-6)，page 106。因此’藉引進該兩齒56及58之可變轴向長度，線性 馬達之力量波動，可予降低。 圖11顯示一定子鐵芯20之另一具體實施例。此實施例可 145633.doc * 18 - 201031080 根據前此所述任一定子鐵芯之實施例。於此實施例中，兩 齒56及58之轴向長度係擴張成使兩齒％及58相互接觸。擴 張部分於徑向上，就相較該兩齒其餘部分而言，係屬狹 窄，如是導致產生一凸起72。該凸起72須於徑向上狹窄至 使該凸起72達致磁通量飽和，而因此有小量漏磁流經該凸 起72之途徑。另外，該凸起72徑向上可寬廣至使該凸起， 當將兩定子部分21及22列置成相互緊密連接時，可作為一 輔助支撐使用。 欲製作一具有單一定子線圈之線性馬達，例如，圖4a_b 中所示者，可使用前述任一定子鐵芯。欲製作具有多數定 子線圈之線性馬達，例如圖la_c、2a_b及3a_b中所示者， 可將多數定子鐵芯彼此相鄰列置。在此種定子中，亦即， 其中定子鐵芯彼此相鄰列置之定子，兩鄰接定子鐵芯之相 鄰兩齒’自磁通觀點而言，可視同一單一齒。如是，當決 定此種定子之節距時，此「磁」齒之中心須加使用。:此 類設計中，含有來自兩不同定子鐵芯之軟磁材料之磁齒， 可稱為一全齒，而在於該定子各末端之各磁齒，其僅包含 來自一疋子鐵芯之軟磁材料者，可稱為一半齒。此外，一 線性馬達用定子12，其具有多數線圈者，亦可按圖12中所 示設計。 該圖12為一供兩定子線圈（未圖示）用之定子12之—具體 實施例之間要圖。一含有如上述定子鐵芯之定子，與一其 中含有分立且彼此相互鄰接列置之定子鐵芯之定子兩者 間之差異，為此具體實施例包括—中間部件8()。該中間部 145633.doc -19- 201031080 件80係成單一件製作，並包含一相當於圖6單一定子鐵芯 之第二齒58之齒82,及一相當於另一單一定子鐵芯之第一 齒56之齒84,纟整體猶如圖6中上下兩半體平移對調後相 互緊密接觸時之形狀。如是，該中間部件8〇部分界定一第 一定子狹槽86及部分界定一定子狹槽88。此中間部件⑼尚 可用以製作含有兩個以上多數定子線圈之定子12。 在圖Ua-C中示一轉子14，相當於圖3a-b中所示線性馬達 轉子之-具體實施例。該轉子可包括軟磁材料（即關聯圖 la-c所陳述材料之一者）之軟磁段節32a_d&永久磁鐵段節 34a-c。該永久磁鐵段節34a_c，本質上，可自該轉子“内 周邊102擴展至外周邊104並連續沿該轉子14之圓周延伸。 為欲傳送磁通至該軟磁段節32a_d，該永久磁鐵段節34a_ c，可設置成與該軟磁段節32a_d緊密接觸。該永久磁鐵段 節34a-c不得擴張超過該轉子朝向該定子之表面。尚且， 其無須齊平該朝向定子之表面設置，惟可止於即將達及該 表面之前。在轴向上該永久磁鐵可較該軟磁段節32a_d為 短。 該永久磁鐵段節34a-c係設置成以其s兩極面對軸 向。又，該永久磁鐵段節34a_c係配置成使一永久磁鐵段 節（如34b)之北極N係面對一鄰接永久磁鐵段節（如34c)之北 極N。因此，一永久磁鐵段節之南極s係面對鄰接永久磁鐵 之南極S(如34a及34b)。如此終使該軟磁段節32a_d可作用 如一帶有徑向指向極化向量之磁鐵。 此外’該永久磁鐵可在軸向上製作得較短，亦即，該磁 145633.doc •20· 201031080 ^二轴二/長度與徑向長度（自該轉子之内表面至外表面）之 … a/Lr ’可較小於圖la-c及2a-b中轉子之永久磁鐵之 對應比率。田+ ’該永久磁鐵之製造，可獲得便利，因其 較易於製作具有較小WLr比值之永久磁鐵。該轉子，當作 如此《又计之時，尚可變得更為結實。 然而’該轉子亦可為—管件，其設置有槽溝以裝放該等 鐵在如此之具體實施例中，該槽溝可設置成使其面對 2定子，而裝放在該槽溝中並離開該定子朝向之磁鐵部 分，因而係面對該管件之材料。如此一轉子之其它特色， 至少與該轉子其它實施例之特色一致。 根據—具體實施例，該線性馬達用轉子，可包括至少一 軟磁材料段節及至少一永久磁鐵，該至少一軟磁材料段節 及該至少一永久磁鐵係排列在該轉子之軸向上，其中該至 少一永久磁鐵之一極化向量係轴向指向。 此外，以上用軟磁材料製作之該轉子段節，可用軟磁粉 製作。 根據另一具體實施例，該轉子可包括至少兩永久磁鐵： 一第—永久磁鐵及一第二永久磁鐵·，兩者係排列在該軸向 上’而其中介於該至少兩永久磁鐵之軸向中心之間之距 離’係0.75-1.5倍於一常用定子之節距。 除先前具體實施例外，該永久磁鐵可安排成，無其它永 久磁鐵係比該第二永久磁鐵更為接近該第—永久磁鐵。 根據又另一具體實施例該轉子可為管形件。 根據再一具體實施例，該至少一軟磁材料段節，係備有 145633.doc •21· 201031080 至少-具有端表面之第一軸向端’而其中該至少一永久磁 鐵，本質上’係設置成以與該第—軸向端之全部端表面接 觸。 根據另-具體實施例’該至少—永久磁鐵之—在圓周及 轴向上擴展之表面，本質上，係與配Μ㈣+ 之轉子之一在圓周及軸向上擴展之表面齊平安置。 ㈣-具體實施H於本文中任—具體實施例中所 述之線性馬達，可包括_如由 .+、y _ 匕祜如剛述任一轉子具體實施例中之 參 轉子。 定子Η及轉子Μ之徑向剖面，不必為圓形。某些應用 :’另一形狀之徑向剖面，可更為理想。在圖14中顯示一 角形疋子鐵心20，包括兩定子部件2ι及22。該定子鐵芯 亦可描述為-具有三角形狀之圓環子鐵芯20可以相 同於別述定子中任^^ Hip -1? φι .. 牙之方式製作及/或安置。準備安置 ❿ 在定子鐵芯中之定子線圈，可為與徑向剖面形狀無關之預 繞線圈纟一備有三角形定子鐵芯之線性馬達中之轉 子，為最佳表現計，或亦須製成具有此款三㈣狀。該定 子及/或轉子之徑向杳丨而形处 J面元狀，幾可採用任何形狀。例 其等可為橢圓、矩形、星形、具兩圓相連之形狀（亦 即如數字8之形狀)等等，其可能情形實屬無窮。該碑形或 通常為繁難形狀之定子或轉子之製作或因該定子及轉 可藉助如前述具有至少良好磁通導磁性及電流阻抗性 之軟磁粉或—可模塑材料予以製成之事實，而獲得便利。 圖15a b中顯不線性馬達另一具體實施例。線性馬達之 145633.doc •22- 201031080 此一具體實施例，包括一定子U2及一轉子114，恰似關聯 圖la-c、2a-b及3a-b所述之線性馬達。然而，此一具體實 施例中，該定子112係設置於該轉子114之内部，亦即本質 上該轉子114係包圍該定子112。該定子112可包括多數定 子線圈，圖式中之具體實施例，包括三定子線圈118a-c。 而此種型式之線性馬達亦可安排成唯一定子線圈。 該定子112之定子鐵芯120a-c，亦可以一類似於前述定 子鐵芯之方式，分割為一第一定子部件121a-c及一第二定 子部件122a-c。在於圖1 -3中線性馬達與此一具體實施例之 疋子間之大差別，在於該定子鐵芯120a-c之齒156a-c及 158a-c ’係沿該定子112之外周邊150列置，以使能與該轉 子114作磁性互動。 又，該定子鐵芯120a-c可類似於前述外定子鐵芯之方式 設計，僅在結構上，因需使其能與一外轉子丨14(非内轉子） 作磁性互動，而有所差異。因此，其可設計成具有變動轴 向齒長度，類似於圖10中之具體實施例，並具有齒凸起， 類似於圖11具體實施例中之凸起。因此，先前所述外定子 鐵芯之諸特色，均適用於此等内定子鐵芯丨2〇a_c。 於所示具體實施例中，定子112包括一内周邊152，於該 疋子鐵心120a-c中央，界定一轴向孔。於另一具體實施 例中，並無該軸向孔，亦即各定子鐵芯12〇a_c為一與其餘 定子鐵芯具有相同軟磁材料之實心鐵芯。 、 該轉子114係以類似於圖13<中轉子之方式製成差別 在於永久磁鐵128a-d係安置在一軟磁管126之内側。該轉 子U4亦可為@13a妨所述之型式，如此之轉子，盎需任 145633.doc •23· 201031080 何變更即可使用。 【圖式簡單說明】 圖13為根據本發明—具體實施例之-線性馬達及-定子 鐵芯之透視圖； 圖1b為圖1a之線性馬達之在-軸向之視圖； 圖為圖la之線性馬達之剖視圖，沿圖化中直線A]切 取者； 圖2a為根據本發明另一具體實施例之一線性馬達及一定 子鐵芯之在之視圖； 圖2b為沿圖2a中直線a-A切取之剖視圖； 圖3a為根據本發明又另一具體實施例之一線性馬達、— 定子鐵芯、及一轉子，在一軸向之視圖； 圖3 b為沿圖3 a中直線A-A切取之剖視圖； 圖4a為根據本發明又另一具體實施例之一線性馬達、— 疋子鐵芯、及一轉子在一軸向之視圖； 圖4b為沿圖4a中直線A-A切取之剖視圖； 圖5為根據本發明一具體實施例之一包含兩定子部件之 定子鐵芯之透視圖； 圖6為一相當於圖5定子鐵芯之一定子鐵芯之剖視圖； 圖7a-c根據本發明具體實施例之定子鐵芯，顯示更多分 割一定子鐵怒成為兩分立定子部件之實例； 圖8-9為根據本發明一具體實施例之定子部件八宝， 若干分段之透視圖； 77 ^為 圖10為根據本發明一具體實施例之定子鐵芯之剖視圖， 145633.doc • 24- 201031080 顯示一設計實例 圖11為根據本發明— 顯示一實例其中兩齒經 圖12為根據本發明— 圈用之剖視圖； 可弓丨生一類似於傾斜之效應； 具體實施例之定子鐵芯之剖視圖， 設計成為相互接觸關係； 具體實施例之定子鐵芯供兩定子線 圖⑴為根據本發明-具體實施例之轉子之透視圖； 圖13b為圖13a之轉子在—軸向之視圖；
圖Uc為圖13a之轉子之剖視圖，沿圖⑽中直線μ切取 者； 圖14·為根據本發明—a λ* . ^具體實施例之定子鐵芯之透視圖； 圖15 a為根據本發明另_且妙杳 为具體實施例之線性馬達及定子 鐵芯之在一轴向之視圖；及 圊15b為沿圖15a中直線Α_Α切取之刮視圖； 【圖式代表符號說明】 10 線性馬達 12 、 112 定子 14 、 114 轉子 18a-c ' 118a-c 定子線圈 20a-c、120a-c 定子鐵芯 21a-c、22a-c、121a-c、 定子部件 122a-c ' 26 管件 28a-d 磁管 30 内定子部件 145633.doc -25- 201031080 32a-d ' 126 軟磁管 34a-c 永久磁鐵環（或段節） 50 、 102 、 152 内周邊 52 、 104 、 150 外周邊 54 分裂平面 56 、 58 、 82 、 84 、 齒 1 56a-c、1 58a-c 60 背部鐵芯 62 、 86 、 88 狹槽 64 狹槽開口 66、68 表面 72 凸起 74a-b 、 75a-b 、 76a-d 、 段節 77a-d 80 中間部件 128a-d 永久磁鐵 145633.doc •26-