TW201642551A - 電機鐵心、電樞及線性馬達 - Google Patents

電機鐵心、電樞及線性馬達 Download PDF

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Abstract

在屬於排列方向之第二方向D2排列配置有:供繞組14捲繞之兩個齒部15、及配置於兩個齒部15之間並連結齒部15彼此且形成有安裝孔之齒連結部16。其中,齒連結部16係具有支持繞組14之支持部17,支持部17係具有:從齒連結部16之中之第二方向D2的兩方的端部起,向屬於寬度方向之第一方向D1的兩側突出之突起部17a、以及在第二方向D2形成於突起部17a彼此之間之空間部17b。

Description

電機鐵心、電樞及線性馬達
本發明係關於電機鐵心(core)、電樞及線性馬達(linear motor)。
線性馬達為廣為人知的用來將搬送物予以搬送之裝置。線性馬達係在作為固定子之場磁體(field element)與作為可動子之電樞之間產生推力,藉以使電樞沿著一個方向移動。近年來,對於搬送物的移動速度高速化之要求越來越高。為了達成搬送物的移動速度高速化,必須使電樞高加速度化。為了達成電樞的高加速度化,則有線性馬達的高推力化、或使可動子側輕量化,亦即使電樞輕量化之要求。
為了使線性馬達高推力化,過去曾有使磁通有效地交鏈於電機鐵心之技術的提案。專利文獻1中記載一種構成:在電機鐵心的移動方向的兩側設置抵接凸部,且在抵接面設置冷卻用溝槽而可有效率地使電機鐵心冷卻,藉此而可確保捲繞於電機鐵心之繞組的捲繞數。專利文獻2中記載一種構成:在電機鐵心的移動方向的兩側設置抵接凸部,且在各抵接凸部設置螺栓(bolt)安裝孔,藉 此而使磁通容易通過電機鐵心的中央部。專利文獻3中則是記載一種構成:在相鄰的電機鐵心之間形成間隙,藉此而使洩磁通減低。
[先前技術文獻] (專利文獻)
(專利文獻1)WO 2013/145085號公報
(專利文獻2)日本特開2011-4555號公報
(專利文獻3)日本特開2003-143829號公報
就專利文獻1之構成而言,因在電機鐵心的兩側設置抵接凸部使得質量增大,而會有使電樞的加速度降低之可能性。就專利文獻2之構成而言,因為在兩處設置安裝孔,所以會在安裝於電機鐵心之螺栓、電機鐵心、安裝構件之間形成迴圈(loop)。電機鐵心的磁通貫通此迴圈而相互交鏈。因此,抵銷電機鐵心的磁通之渦電流會在迴圈流通而產生循環電流損失,所以會有推力降低,電樞的加速度降低之可能性。另外,專利文獻2中,也會因在電機鐵心的兩側設置抵接凸部使得質量增大,而會有使電樞的加速度降低之可能性。
就專利文獻3之構成而言,若增大鄰接的電機鐵心的間隙時,會有無法支持捲繞於電機鐵心的繞組之情形。在此情況,因為無法在整個空間(space)都捲繞繞組, 所以難以達成高推力化而難以達到電樞的高加速度化。
本發明係有鑑於上述課題而完成者,其目的在於得到可使電樞的移動高速化之電機鐵心、具備有電機鐵心之電樞、以及具備有該電樞之線性馬達。
為了解決上述課題,達成本發明的目的,本發明係將供繞組捲繞之兩個齒(teeth)部、及配置於兩個齒部之間並連結兩個齒部且形成有安裝孔之齒連結部予以排列配置成一列,其中,齒連結部係具有支持繞組之支持部,支持部係具有:從齒連結部之中之兩個齒部與齒連接部並排的排列方向的兩個端部起,向與排列方向正交之寬度方向的兩側突出之突起部、以及在排列方向形成於突起部彼此之間之空間部。
根據本發明,因在電機鐵心之中之磁路不需要的部分設置空間部,所以能夠不對於在電機鐵心流通的磁通造成影響而使電機鐵心輕量化。另外,藉由在支持部設置突起部而可支持繞組,可捲繞比以往更多的線圈,所以可謀求高推力化。因此,可藉由電機鐵心的輕量化及高推力化而謀求電樞的高加速度化。
2、4、6‧‧‧樹脂部
8‧‧‧動力配線
10、20‧‧‧線性馬達
11‧‧‧場磁體
12、22、72、82、92‧‧‧電樞
11b‧‧‧永久磁鐵
11a‧‧‧場磁軛
13、23、33、43、53、63‧‧‧電機鐵心
14‧‧‧繞組
14a‧‧‧最外側部分
15、65‧‧‧齒部
15a‧‧‧凹槽部
16、26、36、46、56‧‧‧齒連結部
16a‧‧‧端面
16b、26b、36b、46b‧‧‧端部
17、57‧‧‧支持部
17a、57a‧‧‧突起部
17b、57b‧‧‧空間部
17c、57d‧‧‧面
17d‧‧‧承受繞組的重量作用的部位
18‧‧‧安裝孔
19‧‧‧繞線架
26a、36a、46a‧‧‧凸部
57c‧‧‧壁部
63A‧‧‧第一區塊
63B‧‧‧第二區塊
63C‧‧‧第三區塊
65a、65b、65c‧‧‧缺口部
D1‧‧‧第一方向
D2‧‧‧第二方向
D3‧‧‧第三方向
第1圖係顯示實施形態1之線性馬達之俯視剖面圖。
第2圖係顯示實施形態1中的電機鐵心之俯視圖。
第3圖係顯示實施形態1中之電機鐵心上保持有繞組的狀態之剖面圖。
第4圖係用來說明實施形態1中的突起部的第二方向的尺寸之圖。
第5圖係顯示實施形態1中的電機鐵心的各部的尺寸之圖。
第6圖係顯示實施形態1中之形成於電機鐵心的磁通線的例子之圖。
第7圖係顯示實施形態2之線性馬達之俯視剖面圖。
第8圖係顯示實施形態2中的電機鐵心的構成及各部的尺寸之圖。
第9圖係顯示實施形態2之其他的電機鐵心之俯視圖。
第10圖係顯示實施形態2之其他的電機鐵心之俯視圖。
第11圖係顯示實施形態3之電機鐵心之俯視圖。
第12圖係顯示實施形態4之電機鐵心之立體圖。
第13圖係顯示實施形態4之電機鐵心之俯視圖。
第14圖係顯示實施形態5之電樞之俯視剖面圖。
第15圖係顯示實施形態5之其他的電樞之俯視剖面圖。
第16圖係顯示實施形態5之其他的電樞之俯視剖面圖。
以下,根據圖式來詳細說明本發明的實施 形態之電機鐵心、電樞及線性馬達。惟本發明並不受此實施形態所限定。
實施形態1.
第1圖係顯示實施形態1之線性馬達10之俯視剖面圖。線性馬達10係具備有作為固定子之場磁體11、以及作為可動子之電樞12。線性馬達10係藉由在場磁體11與電樞12之間產生的推力,而使電樞12沿著第一方向D1移動。線性馬達10係推力產生面形成於電樞12的第二方向D2的兩側之兩側式的線性馬達。電樞12係設有保持搬送物之保持部。線性馬達10係在搬送物保持於該保持部之狀態下使電樞12移動,而藉以將搬送物予以搬送。
場磁體11係具有場磁軛(yoke)11a及永久磁鐵11b。場磁軛11a係沿著第二方向D2隔著間隔之狀態配置兩個。兩個場磁軛11a係形成為沿著第一方向D1延伸之形狀。兩個場磁軛11a係平行地配置。
永久磁鐵11b係在場磁軛11a上設有複數個。複數個永久磁鐵11b係在各場磁軛11a上沿著第一方向D1以等節距(pitch)配置成一列。因此,複數個永久磁鐵11b係在第二方向D2隔著間隔而設置兩列。各永久磁鐵11b的極性係在第一方向D1交互地不同。
電樞12係配置於兩列永久磁鐵11b之間。電樞12係具有:沿著第一方向D1排列配置之複數個電機鐵心13、以及保持於各電機鐵心13上之繞組14。電機鐵 心13係堆疊複數片板狀的鐵心構件而形成。雖未圖示,但各電機鐵心13係利用螺栓而固定至安裝板。
第2圖係顯示實施形態1中的電機鐵心13之俯視圖。第2圖中省略了繞組14及繞線架(bobbin)19的圖示,只顯示凹槽(slot)部15a。第3圖係顯示實施形態1中之電機鐵心13上保持有繞組14的狀態之剖面圖。如第2圖及第3圖所示,電機鐵心13係具有:供用來配置繞組14之兩個齒部15、以及連結該兩個齒部15之齒連結部16。兩個齒部15及齒連結部16係沿著第二方向D2排列配置成一列。如此,第二方向D2係兩個齒部15及齒連結部16排列成一列之排列方向。另外,第一方向D1係與排列方向正交之寬度方向。
各齒部15係配置在電機鐵心13的第二方向D2的兩端。齒部15係形成有凹槽部15a。凹槽部15a中係安裝繞線架19。繞組14係隔著第3圖中所示之繞線架19而捲繞於齒部15。
齒連結部16係在第二方向D2配置於兩個齒部15之間。齒連結部16係具有安裝孔18。安裝孔18係朝鐵心構件的堆疊方向貫通而形成。從鐵心構件的堆疊方向看,安裝孔18係形成為圓形。安裝孔18中係插入用來將電機鐵心13安裝至安裝板之螺栓。安裝孔18係配置於齒連結部16的第二方向D2及第一方向D1的中央。另外,齒連結部16之中,第一方向D1的兩側的端面16a係形成為平面狀。
齒連結部16係設有支持部17。支持部17係從齒連結部16向第一方向D1的兩側突出。支持部17係具有突起部17a及空間部17b。突起部17a係從齒連結部16之中之第二方向D2的兩側的端部16b,往寬度方向(亦即第一方向D1)突出。突起部17a係形成為板狀。突起部17a的厚度,亦即第二方向D2的尺寸,係鐵心構件的厚度的1倍至3倍的程度。突起部17a係能夠在齒部15側的面17c支持繞組14。
空間部17b係形成於由沿著第二方向D2並排的兩個突起部17a與齒連結部16的端面16a所包圍的部分。空間部17b係有別於安裝孔18而設置。藉由在支持部17形成空間部17b,使電機鐵心13輕量化。
第4圖係用來說明突起部17a的第一方向D1的尺寸之圖。第4圖中省略了一部分的繞組14及繞線架19之圖示。第4圖中,將鄰接的兩個電機鐵心13之間的中心面標註為面C。距離a係從繞組14的表面之中在第一方向D1的最外側部分14a到面C之距離。距離a係在繞組14的線的直徑的1倍以下。另外,距離b係從突起部17a之中承受繞組14的重量作用的部位17d到繞組14的表面之中在第一方向D1的最外側部分14a之距離。距離b係比繞組14的線的直徑大,在實施形態1中係為繞組14的線的直徑的1.5倍。距離b並不限定於繞組14的線的直徑的1.5倍。
距離d係從突起部17a的前端到面C之距 離,為距離a與距離b之合計值。因此,距離d可設定為繞組14的線的直徑的2.5倍以下之尺寸。藉此,可抑制突起部17a的第一方向D1的前端離繞線架19的第一方向D1的前端太遠。因此,突起部17a可支持繞組14。在距離d為0之情況,亦即鄰接的電機鐵心13相互在突起部17a的前端相接之情況,與突起部17a的前端相分離的情況相比較,可使突起部17a的強度增大。
第5圖係顯示實施形態1中的電機鐵心13的各部的尺寸之圖。如第5圖所示,將齒部15的第一方向D1的尺寸記為tw,將齒連結部16的第一方向D1的尺寸記為x,將安裝孔18的直徑記為,將電機鐵心13的第一方向D1的節距記為τ s。此時,電機鐵心13的各部係滿足以下的條件,τ s->x-≧tw
上述尺寸tw係等於齒部15的磁路寬度。另外,在齒連結部16中,因為磁路係避開安裝孔18而形成,所以安裝孔18內不會形成磁路。因此,上述尺寸x與上述直徑之差x-係等於齒連結部16的磁路寬度。在此,若齒連結部16的磁路寬度x-小於齒部15的磁路寬度tw時,則在磁通從齒部15流到齒連結部16之際,會在齒連結部16發生磁飽和。相對於此,電機鐵心13的各部係滿足上述的式子之x-≧tw。因此,齒連結部16的磁路寬度x-係等於齒部15的磁路寬度tw、或是大於齒部15的磁路寬度tw。因此,可避免在齒連結部16發生磁飽和,所 以可抑制推力之降低。另外,電機鐵心13的各部係滿足上述的式子之τ s->x-。亦即,齒連結部16的第一方向D1的尺寸x係小於電機鐵心13的第一方向D1的尺寸τ s之尺寸。因此,齒連結部16的磁路寬度x-係小於上述的尺寸τ s與上述直徑的差(亦即τ s-)之值。
第6圖係顯示實施形態1中之形成於電機鐵心13的磁通線的例子之圖。第6圖中放大顯示場磁體11及電樞12的一部分。如第6圖所示,在電機鐵心13中,磁通係從一方的齒部15經由齒連結部16而流到另一方的齒部15。此時,磁通因避開安裝孔18而迂迴經過第一方向D1的外側。如上述,齒連結部16的磁路寬度係形成為齒部15的磁路寬度以上,所以迂迴繞過安裝孔18之磁通會收斂在齒連結部16內,不會流到支持部17側。因此,在第一方向D1之較齒連結部16的端面16a更外側的部分,亦即設有支持部17的部分,係磁路不需要的部分。即使在磁路不需要的部分設置空間部17b,也不會發生磁飽和,且不會影響磁通的流動。
如以上所述,根據本實施形態,在電機鐵心13中之磁路不需要的部分設置空間部17b。因此,能夠不對於在電機鐵心13流動的磁通造成影響下使電機鐵心13輕量化。另外,藉由在支持部17設置突起部17a而可支持繞組14。因此,可防止繞組14之崩塌,可在凹槽部15a捲繞比以往更多圈之繞組14。因藉由繞組14的圈數增多會使更大的電流流通,所以可謀求高推力化。如上所述, 藉由電機鐵心13的輕量化以及高推力化,可謀求電樞12的高加速度化。因此,可得到能夠使電樞12的移動高速化之電機鐵心13。
又,根據本實施形態,因搭載了複數個上述電機鐵心13,所以可得到能夠實現高速化之電樞12。另外,根據本實施形態,因搭載上述電樞12,所以可得到能夠使搬送物的移動高速化之線性馬達10。
實施形態2.
第7圖係顯示實施形態2之線性馬達20之俯視剖面圖。實施形態2中,與實施形態1之線性馬達10相同的構成元件係標以相同的符號,並省略或簡化說明。
如第7圖所示,線性馬達20具備有作為固定子之場磁體11、以及作為可動子之電樞22。電樞22係配置於場磁體11的兩列永久磁鐵11b之間。電樞22係具有:沿著第一方向D1排列配置之複數個電機鐵心23、以及支持於各電機鐵心23之繞組14。
第8圖係顯示實施形態2中的電機鐵心23的構成及各部的尺寸之圖。如第8圖所示,電機鐵心23係具有:兩個齒部15、以及連結該兩個齒部15之齒連結部26。電機鐵心23係形成為在第二方向D2對稱的形狀。
齒連結部26係具有圓形的安裝孔18。而且,齒連結部26係具有向第一方向D1的兩側突出之凸部26a。凸部26a的表面係圓筒面的一部分。凸部26a的表面 係向第一方向D1的外側彎曲。凸部26a係在第二方向D2從齒連結部26的端部26b越往中央部,向第一方向D1的突出量越大。
支持部17係從齒連結部26向第一方向D1突出。支持部17係具有突起部17a及空間部17b。突起部17a係從齒連結部26之中之第二方向D2的兩側的端部26b向第一方向D1突出。空間部17b係形成於由沿著第二方向D2並排的兩個突起部17a與齒連結部26的凸部26a的表面所包圍的部分。藉由在支持部17形成空間部17b,使電機鐵心23輕量化。
另外,如第8圖所示,將齒部15的第一方向D1的尺寸記為tw,將齒連結部26的第二方向D2的中央部之第一方向D1的尺寸記為y,將齒連結部26的端部26b之第一方向D1的尺寸記為z,將安裝孔18的直徑記為,將電機鐵心23的第一方向D1的節距記為τ s。此時,電機鐵心23的各部係滿足以下的條件,τ s->z≧tw且τ s->y-≧tw且y>z
齒連結部26的端部26b之第一方向D1的尺寸z係等於齒連結部26的端部26b的磁路寬度。在此,若齒連結部26的端部26b之磁路寬度z小於齒部25的磁路寬度tw時,則會在齒連結部26的端部26b發生磁飽和。相對於此,電機鐵心23的各部係滿足上述的式子之z≧tw。因此,齒連結部26的端部26b之磁路寬度z係等於齒部25的磁路寬度tw、或是大於齒部25的磁路寬度tw。另外,在齒連結 部26中,因為磁路係避開安裝孔18而形成,所以安裝孔18內不會形成磁路。因此,上述尺寸y與上述直徑之差y-係等於齒連結部26的第二方向D2的中央部的磁路寬度。在此,若齒連結部26的第二方向D2的中央部的磁路寬度y-小於齒部25的磁路寬度tw時,會在齒連結部26的第二方向D2的中央部發生磁飽和。相對於此,電機鐵心23的各部係滿足上述的式子之y-≧tw。因此,齒連結部26的第二方向D2的中央部的磁路寬度y-係等於齒部25的磁路寬度tw、或是大於齒部25的磁路寬度tw。因此,由於可避免在齒連結部26的端部26b及第二方向D2的中央部發生磁飽和,所以可抑制推力之降低。
在齒連結部26中,磁通係迂迴繞過安裝孔18,所以磁通係相對於安裝孔18向第一方向D1的外側彎曲而流動。另外,齒連結部26的端部26b係在第二方向D2離開安裝孔18而配置,所以在端部26b,磁通並不會往第一方向D1迂迴而流動。因此,在齒連結部26中,磁通在端部26b並不會往第一方向D1的外側流動,從端部26b到第二方向D2的中央部之間,磁通係向第一方向D1的外側彎曲而流動。在電機鐵心23中,凸部26a在第二方向D2的兩端越往中央,朝第一方向D1的突出量越大,凸部26a的形狀係沿著磁通的流向而形成。與實施形態1相比較,齒連結部26係去除掉較多的磁路不需要的部分。
第9圖係顯示實施形態2之其他的電機鐵心33之俯視圖。其中,與電機鐵心23相同的構成元件係標 以相同的符號,並省略或簡化說明。如第9圖所示,電機鐵心33係具有:兩個齒部15、以及連結該兩個齒部15之齒連結部36。電機鐵心33係形成為在第二方向D2對稱的形狀。
齒連結部36係具有圓形的安裝孔18。而且,齒連結部36形成有向第一方向D1的兩側突出之凸部36a。凸部36a係形成為梯形。因此,凸部36a的表面係由平面的組合所形成。因此,與形成為圓筒狀的表面之情況相比較,較容易製造。凸部36a係在第二方向D2從齒連結部36的端部36b越往中央部,向第一方向D1的突出量越大。而且,齒連結部36之中之第二方向D2的兩端部36b係形成為在第一方向D1的內側成為三角形狀的切口之狀態。
支持部17係從齒連結部36向第一方向D1突出。支持部17具有突起部17a及空間部17b。空間部17b係形成於由沿著第二方向D2並排的兩個突起部17a與齒連結部36的凸部36a的表面所包圍的部分。藉由在支持部17形成空間部17b,使電機鐵心33輕量化。
另外,如第9圖所示,將齒部15的第一方向D1的尺寸記為tw,將齒連結部36的第二方向D2的中央部之第一方向D1的尺寸記為y’,將齒連結部36的端部36b之第一方向D1的尺寸記為z’,將安裝孔18的直徑記為,將電機鐵心33的第一方向D1的節距記為τ s。此時,電機鐵心33的各部係滿足以下的條件, τ s->z’≧tw且τ s-φ>y’-≧tw且y’>z’
齒連結部36的端部36b之第一方向D1的尺寸z’係等於齒連結部36的端部36b的磁路寬度。在此,若齒連結部36的端部36b的磁路寬度z’小於齒部15的磁路寬度tw,則會在齒連結部36的端部36b發生磁飽和。相對於此,電機鐵心33的各部係滿足上述的式子之z’≧tw。因此,齒連結部36的端部36b的磁路寬度z’係等於齒部15的磁路寬度tw、或是大於齒部15的磁路寬度tw。另外,在齒連結部36中,因為磁路係避開安裝孔18而形成,所以在安裝孔18內不會形成磁路。因此,上述尺寸y’與上述直徑之差y’-係等於齒連結部36的第二方向D2的中央部的磁路寬度。在此,若齒連結部36的第二方向D2的中央部的磁路寬度y’-小於齒部15的磁路寬度tw,則會在齒連結部36的第二方向D2的中央部發生磁飽和。相對於此,電機鐵心33的各部係滿足上述的式子之y’-≧tw。因此,齒連結部36的第二方向D2的中央部的磁路寬度y’-係等於齒部15的磁路寬度tw、或是大於齒部15的磁路寬度tw。因此,可避免在齒連結部36的端部36b及第二方向D2的中央部發生磁飽和,所以可抑制推力之降低。
另外,上述齒連結部36的端部36b係在第二方向D2離開安裝孔18而配置,所以在端部36b,磁通並不會往第一方向D1迂迴而流動。因此,在齒連結部36中,磁通在端部36b並不會往第一方向D1的外側流動, 從端部36b到第二方向D2的中央部之間,磁通係向第一方向D1的外側彎曲而流動。在電機鐵心33中,凸部36a在第二方向D2的兩端越往中央,朝第一方向D1的突出量越大,凸部36a的形狀係沿著磁通的流向而形成。與實施形態1相比較,齒連結部36係去除掉較多的磁路不需要的部分。
第10圖係顯示實施形態2之其他的電機鐵心43之俯視圖。其中,與電機鐵心23相同的構成元件係標以相同的符號,並省略或簡化說明。如第10圖所示,電機鐵心43係具有:兩個齒部15、以及連結該兩個齒部15之齒連結部46。齒連結部46形成有向第一方向D1的兩側突出之凸部46a。
凸部46a係形成為三角形。因此,凸部46a的表面係由平面的組合所形成。因此,與形成為圓筒狀的表面之情況相比較,較容易製造。再者,與梯形的凸部相比較,凸部46a的角較少。因此,與形成為梯形的凸部之情況相比較,較容易製造。而且,與梯形的凸部相比較,凸部46a的去除部分較大,所以可更加輕量化。
凸部46a在第二方向D2的齒連結部46的端部46b越往中央部,向第一方向D1的突出量越大。磁通不會流到較此端部46b之第一方向D1的更外側。因此,電機鐵心43係形成為將磁通不會流到的部分去除掉之構成。另外,齒連結部46係形成為第二方向D2的兩端部46b在第一方向D1的內側成為三角形的切口之狀態。
支持部17係從齒連結部46向第一方向D1突出。支持部17係具有突起部17a及空間部17b。空間部17b係形成於由沿著第二方向D2並排的兩個突起部17a與齒連結部46的凸部46a的表面所包圍的部分。藉由在支持部17形成空間部17b,使電機鐵心43輕量化。
如第10圖所示,將齒部15的第一方向D1的尺寸記為tw,將齒連結部46的第二方向D2的中央部之第一方向D1的尺寸記為y",將齒連結部46的端部46b之第一方向D1的尺寸記為z",將安裝孔18的直徑記為,將電機鐵心43的第一方向D1的節距記為τ s。此時,電機鐵心43的各部係滿足以下的條件,τ s->z"≧tw且τ s->y"-≧tw且y">z"
齒連結部46的端部46b之第一方向D1的尺寸z"係等於齒連結部46的端部46b的磁路寬度。在此,若齒連結部46的端部46b的磁路寬度z"小於齒部15的磁路寬度tw,則會在齒連結部46的端部46b發生磁飽和。相對於此,電機鐵心43的各部係滿足上述的式子之z"≧tw。因此,齒連結部46的端部46b的磁路寬度z"係等於齒部15的磁路寬度tw、或是大於齒部15的磁路寬度tw。另外,在齒連結部46中,因為磁路係避開安裝孔18而形成,所以在安裝孔18內不會形成磁路。因此,上述尺寸y"與上述直徑之差y"-係等於齒連結部46的第二方向D2的中央部的磁路寬度。在此,若齒連結部46的第二方向D2的中央部的磁路寬度y"-小於齒部15的磁路寬度tw,則會在 齒連結部46的第二方向D2的中央部發生磁飽和。相對於此,電機鐵心43的各部係滿足上述的式子之y"-≧tw。因此,齒連結部46的第二方向D2的中央部的磁路寬度y"-係等於齒部15的磁路寬度tw、或是大於齒部15的磁路寬度tw。因此,可避免在齒連結部46的端部46b及第二方向D2的中央部發生磁飽和,所以可抑制推力之降低。
另外,齒連結部46的端部46b係在第二方向D2離開安裝孔18而配置,所以在端部46b,磁通並不會往第一方向D1迂迴而流動。因此,在齒連結部46中,磁通在端部46b並不會往第一方向D1的外側流動,從端部46b到第二方向D2的中央部之間,磁通係向第一方向D1的外側彎曲而流動。在電機鐵心43中,凸部46a在第二方向D2的兩端越往中央,朝第一方向D1的突出量越大,凸部46a的形狀係沿著磁通的流向而形成。與實施形態1相比,齒連結部46係去除掉較多的磁路不需要的部分。
如以上所述,根據本實施形態,與實施形態1相比,成為去除掉較多的磁路不需要的部分之構成,因此能夠不對於在磁路流通的磁通線造成影響而使該電機鐵心23、33、43輕量化。另外,利用突起部17a來支持繞組14,可在凹槽部15a捲繞比以往更多之繞組14,所以可達到高推力化。如上所述,可達到電機鐵心23、33、43的輕量化以及高推力化,所以可達到電樞的高加速度化。因此,可得到能夠使電樞的移動高速化之電機鐵心23、33、43。
實施形態3.
第11圖係顯示實施形態3之電機鐵心53之俯視圖。在實施形態3中,與實施形態1之電機鐵心13相同的構成元件係標以相同的符號,並省略或簡化說明。
如第11圖所示,電機鐵心53係具有:兩個齒部15、以及連結該兩個齒部15之齒連結部56。齒連結部56係設有支持部57。支持部57係從齒連結部56向第一方向D1突出。
支持部57係具有突起部57a、空間部57b及壁部57c。突起部57a係從齒連結部56的第二方向D2的兩端部56b向第一方向D1突出。突起部57a可利用齒部15側的面57d支持繞組14。
壁部57c係配置於支持部57的第一方向D1的兩端部。壁部57c係使沿著第二方向D2並排的兩個突起部57a相連結。藉由壁部57c在第二方向D2支持突起部57a的前端彼此。
空間部57b係形成於由兩個突起部57a、齒連結部56的端面56a、及壁部57c所包圍的部分。藉由在支持部57形成空間部57b,使電機鐵心53輕量化。
根據本實施形態,使電機鐵心53輕量化及高推力化,在搭載至電樞時,可達到該電樞的高加速度化。因此,可得到能夠使電樞的移動高速化之電機鐵心53。另外,藉由設置壁部57c而成為在第二方向D2支持突起部 57a的前端彼此之構成。因此,可更確實地支持繞組14。
實施形態4.
第12圖係顯示實施形態4之電機鐵心63之立體圖。第13圖係顯示實施形態4之電機鐵心63之俯視圖。實施形態4中,與實施形態1之電機鐵心13相同的構成元件係標以相同的符號,並省略或簡化說明。
如第12及13圖所示,電機鐵心63係具有:兩個齒部65、以及連結該兩個齒部65之齒連結部16。
各齒部65係配置在電機鐵心63的第二方向D2的兩端。齒部65係形成有凹槽部。凹槽部係用來安裝繞線架19及繞組14。電機鐵心63係在與第二方向D2及第一方向D1垂直之第三方向D3,具有三個鐵心區塊(core block),亦即第一區塊(block)63A、第二區塊63B及第三區塊63C。
在第一區塊63A,在齒部65的第二方向D2的前端部形成有缺口部65a。在第二區塊63B,在齒部65的第二方向D2的前端部形成有缺口部65b。在第三區塊63C,在齒部65的第二方向D2的前端部形成有缺口部65c。藉由缺口部65a、65b、65c之形成,使得在第一方向D1之齒部65的前端部的突出量在第一方向D1的一方與另一方不相同。就第12圖所示的電機鐵心63而言,第一區塊63A及第三區塊63C係在第一方向D1的一方(即左側)的突出量係大於在第一方向D1的另一方(即右側)的突出 量。第二區塊63B係在第一方向D1的一方(即左側)的突出量係小於在第一方向D1的另一方(即右側)的突出量。因此,在第一區塊63A與第二區塊63B之間、及在第二區塊63B與第三區塊63C之間,會形成段差(skew)構造。此段差構造係為了減低頓動推力(cogging thrust)及推力漣波(thrust ripple)之影響,以減低因電樞位置的不同所造成之推力的脈動之情形而設置。第一區塊63A、第二區塊63B及第三區塊63C在第三方向D3的尺寸比可設定為1:2:1,但不限於此。
另外,齒連結部16設有支持部17。支持部17係從齒連結部16向第一方向D1突出。支持部17係具有突起部17a及空間部17b。突起部17a係從齒連結部16之中之第二方向D2的兩側的端部16b向第一方向D1突出。空間部17b係形成於由在第二方向D2並排的兩個突起部17a與齒連結部16的端面16a所圍住的部分。藉由在支持部17形成空間部17b,使電機鐵心63輕量化。
根據本實施形態,藉由使電機鐵心63輕量化及高推力化,在搭載至電樞時,可達到該電樞的高加速度化。因此,可得到能夠使電樞的移動高速化之電機鐵心63。另外,由於使電機鐵心63在第三方向D3形成為三個區塊,且設置缺口部65a、65b、65c,因此可得到因電樞位置的不同所造成之推力的脈動較小之線性馬達。
惟,在本實施形態中,雖然形成為在第三方向D3形成三個區塊,且第一區塊63A及第三區塊63C 在第一方向D1的一方側,第二區塊63B在第一方向D1的另一方側突出之構成,但不限於此。亦可形成為在第三方向D3形成三個區塊,且第二區塊比第一區塊更往第一方向D1的一方側突出,第三區塊比第二區塊更往第一方向D1的一方側突出之構成。另外,還可形成為在第三方向D3形成兩個區塊,且第一區塊在第一方向D1的一方側突出,第二區塊在第一方向D1的另一方側突出之構成。
實施形態5.
第14圖係顯示實施形態5之電樞72之俯視剖面圖。在實施形態5中,與實施形態1之電樞12相同的構成元件係標以相同的符號,並省略或簡化說明。
如第14圖所示,電樞72係具有:沿著第一方向D1排列配置之複數個電機鐵心13、以及捲繞於各電機鐵心13之繞組14。在相鄰的齒部15之間,在捲繞於各齒部15之繞組14相互之間形成有間隙。另外,在相鄰的齒連結部16之間,空間部17b彼此係相向而形成間隙。
電樞72係具有設於相鄰的電機鐵心13之間之樹脂部2、4、6。樹脂部2、4、6係利用具有電氣絕緣性之材料形成,使電機鐵心13彼此之間電性絕緣。樹脂部2、4、6係採用環氧(epoxy)系樹脂或聚酯(polyester)系樹脂。樹脂部2配置於齒部15彼此之間。樹脂部2係將齒部15及繞組14封模(mold)。樹脂部4配置於齒連結部16彼此之間。樹脂部4係充填於由兩個相向的空間部17b所形 成的間隙整體。樹脂部6係被覆在配置於第一方向D1的兩端之電機鐵心13的繞組14。而且,樹脂部6係充填於配置於第一方向D1的兩端之電機鐵心13的空間部17b內。
如上所述,藉由使樹脂部2、4、6配置於相鄰的電機鐵心13彼此之間的間隙,可使電樞72的熱傳導性提高。因此,可有效率地排出繞組14產生的熱,而抑制繞組14的溫度上升。可使線性馬達連續運轉之額定推力,係由繞組14的耐熱溫度的上限值所決定。藉由抑制繞組14的溫度上升,就可抑制額定推力之降低。亦可使樹脂部2、4、6中含有氧化鋁(alumina)粉末以提高熱傳導性。
第15圖係顯示實施形態5之其他的電樞82之俯視剖面圖。如第15圖所示,電樞82中配置有線性馬達的動力配線8。此動力配線8係配置於設在電樞82的第一方向D1的端部之電機鐵心13的空間部17b。動力配線8係配置於充填在該空間部17b中的樹脂部6的內部。藉由將動力配線8配置於空間部17b,相較於將動力配線8配置在電樞82的行進方向的外側之情況,可使電樞82小型化達該動力配線8的尺寸的份量。另外,利用樹脂部6將動力配線8封模,可使封模樹脂的使用量減少達動力配線8的體積的份量,所以可使電樞82輕量化。因此,可使電樞82高加速度化。
第16圖係顯示實施形態5之其他的電樞92之俯視剖面圖。如第16圖所示,電樞92中,在齒部15彼此之間配置有將繞組14彼此封模之樹脂部2。另外,各空 間部17b中並不配置樹脂部而是形成為中空狀。如此,可利用將繞組14封模之樹脂部2有效率地使繞組14的熱發散掉。又,藉由形成為在空間部17b未設置樹脂部之構成,與第14圖所示之電樞72相比較,可較為輕量化。因此,可使電樞92高加速度化。
以上的實施形態所揭示的構成係表示本發明的內容的一例,還可與別的公知的技術組合,或可在未脫離本發明的主旨之範圍內,將構成的一部分予以省略或加以變更。
10‧‧‧線性馬達
11‧‧‧場磁體
12‧‧‧電樞
11b‧‧‧永久磁鐵
11a‧‧‧場磁軛
13‧‧‧電機鐵心
14‧‧‧繞組
15‧‧‧齒部
16‧‧‧齒連結部
17‧‧‧支持部
17a‧‧‧突起部
17b‧‧‧空間部
19‧‧‧繞線架
D1‧‧‧第一方向
D2‧‧‧第二方向

Claims (9)

  1. 一種電機鐵心,係將供繞組捲繞之兩個齒部、及配置於兩個前述齒部之間並連結前述齒部彼此且形成有安裝孔之齒連結部予以排列配置成一列,前述齒連結部係具有支持前述繞組之支持部,前述支持部具有:突起部,從前述齒連結部之中,屬於兩個前述齒部與前述齒連接部並排的方向之排列方向的兩方的端部起,向屬於與前述排列方向正交之方向之寬度方向的兩側突出;以及空間部,在前述排列方向形成於前述突起部彼此之間。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電機鐵心,其中,前述突起部係形成為板狀。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之電機鐵心,其中,前述支持部係具有連結前述突起部的前端之壁部。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之電機鐵心,其中,將前述齒部的前述寬度方向的尺寸記為tw,將前述齒連結部的前述寬度方向的尺寸記為x,將前述安裝孔的直徑記為,將線性馬達的電樞設有複數個電機鐵心之情況之電機鐵心的前述寬度方向的節距記為τ s時,滿足以下的條件τ s->x-≧tw。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之電機鐵心,其中, 前述齒連結部係具有向前述寬度方向突出且在前述排列方向配置於前述突起部之間之凸部,前述凸部係從前述排列方向的端部起,越往中央部其突出量越大。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之電機鐵心,其中,將前述齒部的前述寬度方向的尺寸記為tw,將前述齒連結部之中之前述排列方向的中央部之前述寬度方向的尺寸記為y,將前述齒連結部之中之前述排列方向的端部之前述寬度方向的尺寸記為z,將前述安裝孔的直徑記為,將線性馬達的電樞設有複數個電機鐵心之情況之電機鐵心的前述寬度方向的節距記為τ s時,滿足以下的條件τ s->z≧tw且τ s->y-≧tw且y>z。
  7. 一種電樞,具備有:申請專利範圍第1至6項中任一項所述之電機鐵心。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之電樞,其中,前述電機鐵心係沿著前述寬度方向排列配置複數個,該電樞並具備有配置在相鄰的前述電機鐵心彼此之間的樹脂部。
  9. 一種線性馬達,具備有:申請專利範圍第7項所述之電樞。
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