TW201419711A - 線性馬達 - Google Patents

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Abstract

一種線性馬達包括一定子模組、一轉子模組及一延伸桿。該定子模組包括一第一定子單元及一第二定子單元，該第一定子單元包括一上端蓋，該上端蓋包括一上容置部及一上繞線軸一體延伸自該上容置部，該第二定子單元則包括一下端蓋及一第二線匝，該下端蓋具有一下容置部及一下繞線軸連接於該下容置部並緊鄰該上繞線軸，該轉子模組係可轉動地設於該定子模組內，該延伸桿係可線性位移地插設於定子模組內，在本發明中，上繞線軸係一體延伸自上容置部，其整體製程較為簡化，並能確保線性馬達具有較高的精準度。

Description

線性馬達
本發明係關於一種線性馬達，特別係關於一種具有較低組裝時間成本及較高精密度之線性馬達。
一般而言，線性馬達具有低成本及良好的可操控性等優點，因此被廣泛地應用於制動器領域中，其中部分的線性馬達係設有永久磁鐵而造價較低，此類型的線性馬達可見於US 7151333號專利，其圖1揭示線性馬達包括一定子模組(2)、一轉子模組(10)、一輸出桿(13)及一殼體(21)，轉子模組(10)係可轉動地設於定子模組(2)內，輸出桿(13)可隨著轉子模組(10)的轉動而線性位移，殼體(21)則是藉由一固定板(20)而連結於定子模組(2)。
詳言之，固定板(20)會先被焊接於定子模組(2)，再將殼體(21)置放於固定板(20)，之後再將固定板(20)彎折而將殼體(21)加以固定。但是，以這樣的方式將殼體(21)固定於定子模組(2)會使線性馬達的製程變得繁瑣，而且在固定板(20)焊接或彎折的過程中，也容易有定位上的困難，有可能影響線性馬達的制動準確性。
有鑑於此，如何對線性馬達進一步改良以克服前述問題，實係本領域技術人員應思量的。
本發明的主要目的係提供一種便於安裝且精準度較高的線性馬達。
為了達成上述及其他目的，本發明提供一種線性馬達，其包括一定子模組、一轉子模組及一延伸桿。
該定子模組包括一第一定子單元及一第二定子單元，該第一定子單元包括一上端蓋及一第一線匝，該上端蓋包括一上容置部及一上繞線軸一體延伸自該上容置部，該上容置部具有一頂板，該頂板具有一穿孔，該第一線匝係繞設於該上繞線軸，該第二定子單元包括一下端蓋及一第二線匝，該下端蓋具有一下容置部及一下繞線軸連接於該下容置部並緊鄰該上繞線軸，該第二線匝係繞設於該下繞線軸。
該轉子模組係可轉動地設於該定子模組內，該轉子模組包括一轉子本體及至少一磁石設於該轉子本體外緣，該轉子本體具有一內螺紋段，該磁石係與該第一、第二線匝相對。
該延伸桿係可線性位移地自該頂板的穿孔插設於定子模組內，該延伸桿具有一外螺紋段螺合於該轉子本體的內螺紋段，令轉子模組轉動時驅動延伸桿線性位移。
在本發明中，上繞線軸係一體延伸自上容置部，因此上繞線軸與上容置部之間不需要額外藉由固定板來將兩者加以固定，其整體製程較為簡化，又同時避免上繞線軸與上容置部間的定位問題，藉此確保線性馬達具有較高的精準度。
請參考第一至三圖，在本發明的第一實施例中，一種線性馬達1包括一定子模組10、一轉子模組20、一延伸桿30及二軸承40、50。
定子模組10包括一第一定子單元11及一第二定子單元12 設於第一定子單元11。
其中，第一定子單元11包括一上端蓋111及一第一線匝112，上端蓋111具有一上容置部1111及一上繞線軸1112一體延伸自上容置部1111且供第一線匝112繞設，上容置部1111具有一頂板1113及一環壁1114位於頂板1113與上繞線軸1112之間，頂板1113具有一穿孔1115供延伸桿30穿設，環壁1114則具有二導引槽1116，其中導引槽1116以設置至少一個即可。為了使軸承40準確定位，上容置部1111可形成有一第一軸承定位部1117位於環壁1114與上繞線軸1112之間，第一軸承定位部1117可包括一止推面1118及一環面1119而分別供軸承40之外環抵靠。為了避免第一線匝112裸露等目的，第一定子單元11更可包括一內磁軛113及一外磁軛114，於內、外磁軛113、114之間定義一容置空間115而用以容置上繞線軸1112及第一線匝112。
第二定子單元12的結構與第一定子單元11相似，其包括一下端蓋121及一第二線匝122，下端蓋121具有一下容置部1211及一下繞線軸1212一體延伸自下容置部1211並緊鄰上繞線軸1112，且下繞線軸1212係供第二線匝122繞設，上、下容置部1111、1211之間則定義一腔室用以容置轉子模組20。同樣地，為了使軸承50準確定位，下容置部1211可形成有一第三軸承定位部1213位於下容置部1211與下繞線軸1212之間，第三軸承定位部1213具有一止推面1214及一環面1215而分別供軸承50之外環抵靠。除此之外，為了避免第二線匝122裸露等目的，第二定子單元12更可包括一內磁軛123及一 外磁軛124，於內、外磁軛123、124之間定義一容置空間125而用以容置下繞線軸1212及第二線匝122。雖然令下繞線軸與下容置部一體成型可以確保較高的精準度，惟在本發明的其他可能實施例中，下繞線軸也可能是以非一體成型的方式相連於下容置部，所述非一體成型方式包括鎖固、卡扣等固定手段。
轉子模組20係可轉動地設於定子模組10內，更明確地說，轉子模組20包括一轉子本體21及一環狀中空磁石22套設於轉子本體21外緣，且磁石22係與第一、第二線匝112、122間隔相對。轉子本體21可包括一磁石固定座211供磁石22設於其外緣及一螺母212設於磁石固定座211內部，且螺母212具有一內螺紋段213。為了使軸承40、50分別準確定位，轉子本體21更可包括一第二軸承定位部23及第四軸承定位部24，第二、第四軸承定位部23、24分別對應於定子模組10的第一、第三軸承定位部1117、1213，且第二、第四軸承定位部23、24各具有一止推面231、241及一環面232、242而分別供軸承40、50抵靠，藉此將軸承40、50分別定位於第一、第二軸承定位部1117、23及第三、第四軸承定位部1213、24之間。在其他可能的實施例中，磁石的數量可以是複數個而呈環狀排列地設於轉子本體外緣，而轉子本體也可以僅具有所述磁石固定座，並直接在磁石固定座的內表面形成有內螺紋段，且軸承的數量及設置位置也可受到調整。
延伸桿30係可線性位移地自頂板1113的穿孔1115插設於定子模組10內，且延伸桿30具有一外螺紋段31螺合於轉子本體21的內螺紋段213，藉此當第一、第二線匝112、122 通電時可驅動轉子模組10轉動，且轉子模組20轉動時則可驅動延伸桿30線性位移，其位移範圍即如第三、四圖所示。本實施例中，延伸桿30具有一固定銷孔32及一固定銷33，固定銷33係穿設於固定銷孔32並可滑移地嵌入導引槽1116，藉此在延伸桿30線性位移時限止其轉動，惟限止延伸桿30轉動的機構並不以本實施例所揭示者為限；又延伸桿30可包括一第一桿體34穿設於定子模組10內、一第二桿體35外露於定子模組10及一連接銷36，第一桿體34具有所述外螺紋段31及一第一銷孔341，第二桿體35則具有一連接端351及一第二銷孔352形成於連接端351並對應第一銷孔341，連接銷36則插設於第一、第二銷孔341、351而使第一、第二桿體34、35相連，又連接端351的寬度係大於穿孔1115的孔徑，藉此避免延伸桿30過度深入定子模組10。
另一方面，在第五、六圖所示的第二實施例中，延伸桿60具有單一桿體61，其上設有嵌槽611外露於定子模組10，並利用一C形扣環62嵌設於該嵌槽611，其中扣環62稍大於穿孔1115孔徑，因此也能避免延伸桿60過度深入定子模組10。
基於上述說明可知，本發明的第一、第二定子單元各具有一體成型的容置部及繞線軸，亦即容置部與繞線軸之間不需設置其他固定機構，因此元件組裝流程可得簡化，且不會累積公差，精準度也可提高，俾滿足產業界需求。
最後，必須再次說明，本發明於前揭實施例中所揭露的構成元件，僅為舉例說明，並非用來限制本案之範圍，其他等效元件的替代或變化，亦應為本案之申請專利範圍所涵蓋。
1‧‧‧線性馬達
10‧‧‧定子模組
11‧‧‧第一定子單元
111‧‧‧上端蓋
1111‧‧‧上容置部
1112‧‧‧上繞線軸
1113‧‧‧頂板
1114‧‧‧環壁
1115‧‧‧穿孔
1116‧‧‧導引槽
1117‧‧‧第一軸承定位部
1118‧‧‧止推面
1119‧‧‧環面
112‧‧‧第一線匝
125‧‧‧容置空間
20‧‧‧轉子模組
21‧‧‧轉子本體
211‧‧‧磁石固定座
212‧‧‧螺母
213‧‧‧內螺紋段
22‧‧‧磁石
23‧‧‧第二軸承定位部
24‧‧‧第四軸承定位部
231、241‧‧‧止推面
232、242‧‧‧環面
30‧‧‧延伸桿
31‧‧‧外螺紋段
32‧‧‧固定銷孔
113‧‧‧內磁軛
114‧‧‧外磁軛
115‧‧‧容置空間
12‧‧‧第二定子單元
121‧‧‧下端蓋
1211‧‧‧下容置部
1212‧‧‧下繞線軸
1213‧‧‧第三軸承定位部
1214‧‧‧止推面
1215‧‧‧環面
122‧‧‧第二線匝
123‧‧‧內磁軛
124‧‧‧外磁軛
33‧‧‧固定銷
34‧‧‧第一桿體
341‧‧‧第一銷孔
35‧‧‧第二桿體
351‧‧‧連接端
352‧‧‧第二銷孔
36‧‧‧連接銷
40、50‧‧‧軸承
60‧‧‧延伸桿
61‧‧‧桿體
611‧‧‧嵌槽
62‧‧‧扣環
第一圖係本發明第一實施例的分解圖。
第二圖係本發明第一實施例的組合圖。
第三圖係本發明第一實施例的剖面圖，其中延伸桿位於下死點。
第四圖係本發明第一實施例的剖面圖，其中延伸桿位於上死點。
第五圖係本發明第二實施例延伸桿之分解圖。
第六圖係本發明第二實施例的剖面圖。
1‧‧‧線性馬達
10‧‧‧定子模組
11‧‧‧第一定子單元
111‧‧‧上端蓋
1111‧‧‧上容置部
1112‧‧‧上繞線軸
1113‧‧‧頂板
1114‧‧‧環壁
1115‧‧‧穿孔
1117‧‧‧第一軸承定位部
113‧‧‧內磁軛
114‧‧‧外磁軛
12‧‧‧第二定子單元
121‧‧‧下端蓋
1212‧‧‧下繞線軸
124‧‧‧外磁軛
20‧‧‧轉子模組
21‧‧‧轉子本體
211‧‧‧磁石固定座
212‧‧‧螺母
213‧‧‧內螺紋段
22‧‧‧磁石
23‧‧‧第二軸承定位部
231‧‧‧止推面
232、242‧‧‧環面
30‧‧‧延伸桿
31‧‧‧外螺紋段
32‧‧‧固定銷孔
33‧‧‧固定銷
34‧‧‧第一桿體
341‧‧‧第一銷孔
35‧‧‧第二桿體
351‧‧‧連接端
352‧‧‧第二銷孔
36‧‧‧連接銷
40、50‧‧‧軸承

Claims (11)

  1. 一種線性馬達，包括：一定子模組，包括一第一定子單元及一第二定子單元設於該第一定子單元；該第一定子單元包括一上端蓋及一第一線匝，該上端蓋具有一上容置部及一上繞線軸一體延伸自該上容置部，該上容置部具有一頂板，該頂板具有一穿孔，該第一線匝係繞設於該上繞線軸；該第二定子單元包括一下端蓋及一第二線匝，該下端蓋具有一下容置部及一下繞線軸連接於該下容置部並緊鄰該上繞線軸，該第二線匝係繞設於該下繞線軸；一轉子模組，係可轉動地設於該定子模組內，該轉子模組包括一轉子本體及至少一磁石設於該轉子本體外緣，該轉子本體具有一內螺紋段，該磁石係與該第一、第二線匝相對；以及一延伸桿，係可線性位移地自該頂板的穿孔插設於定子模組內，該延伸桿具有一外螺紋段螺合於該轉子本體的內螺紋段，令轉子模組轉動時驅動延伸桿線性位移。
  2. 如請求項1所述之線性馬達，其中該上容置部具有一第一軸承定位部，該轉子本體具有一第二軸承定位部，該線性馬達更包括一軸承設於該第一、第二軸承定位部之間。
  3. 如請求項1所述之線性馬達，其中該下容置部具有一第三軸承定位部，該轉子本體具有一第四軸承定位部，該線性馬達更包括一軸承設於該第三、第四軸承定位部之間。
  4. 如請求項1所述之線性馬達，其中該上容置部具有一環壁，該環壁具有至少一導引槽，該延伸桿具有一固定銷孔及一固定銷，該固定銷係穿設於該固定銷孔並可滑移地嵌入導引槽。
  5. 如請求項1所述之線性馬達，其中該延伸桿包括一第一桿體穿設於定子模組內、一第二桿體外露於定子模組及一連接銷，該第一桿體具有所述外螺紋段及一第一銷孔，該第二桿體具有一第二銷孔，該連接銷係插設於該第一、第二銷孔使該第一、第二桿體相連。
  6. 如請求項5所述之線性馬達，其中該第二桿體具有一連接端，該第二銷孔係形成於該連接端，且該連接端的寬度大於該頂板穿孔的孔徑。
  7. 如請求項1所述之線性馬達，其中該延伸桿具有一嵌槽外露於定子模組及一扣環嵌設於該嵌槽。
  8. 如請求項1所述之線性馬達，其中該第一定子單元更包括一外磁軛及一內磁軛，該內、外磁軛之間定義一容置空間用以容置該上繞線軸及第一線匝。
  9. 如請求項1所述之線性馬達，其中該第二定子單元更包括一外磁軛及一內磁軛，該內、外磁軛之間定義一容置空間用以容置該下繞線軸及第二線匝。
  10. 如請求項1所述之線性馬達，其中該轉子本體包括一磁石固定座及一螺母，該磁石係設於該磁石固定座外緣，該螺母係設於該磁石固定座內，且該螺母具有所述內螺紋段。
  11. 如請求項1所述之線性馬達，其中該下繞線軸係一體延伸自該下容置部。
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