TW268163B - - Google Patents

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2^8ies A7 B7 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 五、發明説明（ 3 ) 1 1 [以往之技術] 1 1 本 發 明 為 關 於 VR (可變電抗） 型 之 線 性 脈 衝 馬 達 0 1 1 Μ 往 做 為 此 種 馬 達 曰 本 之 特 公 平 5 - 1 9 2 8 2號公報（ 請 先 1 發 明 之 名 稱 Li n e a r A c t u a to f)揭 示 有 圓 筒 狀 VR型線 性 脈 衝 閲 ft i 背 1 馬 達 〇 依 ·> >-刖 述 公 報 1 該 線 性 脈 衝 馬 達 由 捲 繞 繞 組 之 定 子 » 之 1 注 1 以 及 對 於 定 子 Μ 袖 方 向 移 動 白 如 支 持 之 移 動 子 所 雄 稱 成 0 該 意 事 1 項 | 定 子 具 有 多 數 個 磁 極 之 A**i 鐵 板 (S eg me n t )與間隔片交替積層， 再 it I 該 磁 極 經 由 前 述 繞 組 之 電 流 交 替 磁 化 為 N極與S極 0 前 逑 移 寫 本 頁 1 動 子 安 裝 於 棒 狀 之 非 磁 性 之 支 持 筒 上 之 環 (r in g ) f 經 由 選 '—. 1 I 擇 性 流 通 於 前 述 繞 組 之 電 流 而 產 生 通 過 前 述 定 子 與 移 動 子 1 I 之 磁 通 > 向 軸 方 向 驅 動 控 制 〇 1 1 訂 再 者 美 國 專 利 第 5， 0 9 3 , 5 9 6號公報（ 發 明 名 稱 : 结 合 1 型 線 性 旋 轉 直 接 驅 動 步 進 馬 達 (C 〇 m b i n e d 1 Ϊ n e a r -Γ 0 t a r y 1 1 d i re C t d r i v e S t e P !D 0 to r ) 揭 示 圓 筒 狀 之 二 相 VR型 線 性 馬 1 | 達 0 依 前 述 公 報 > 該 線 性 脈 衝 馬 達 具 備 圓 筒 狀 可 變 電 抗 型 1 線 線 性 步 進 馬 達 部 分 t 及 綜 合 永 久 磁 m 型 旋 轉 步 進 馬 達 部 1 I 分 » 分 別 使 輸 出 軸 成 為 共 同 軸 > 並 且 收 容 於 —* 個 機 売 内 0 1 1 [發明待解決之問題] 1 1 但 於 兩 者 中 * 前 者 之 線 性 脈 衝 馬 達 構 成 各 相 之 定 子 向 1 1 軸 方 向 並 排 設 置 > 因 此 在 多 相 化 之 情 況 下 9 具 有 須 使 馬 達 1 向 軸 方 向 延 長 之 問 題 0 1 1 I 另 一 方 面 • 後 者 之 線 性 脈 衝 馬 達 其 定 子 為 定 子 鐵 板 與 1 間 隔 片 鐵 板 交 替 積 層 構 成 9 在 定 子 鐵 心 之 製 造 中 t 必 須 將 1 1 2種類之鐵板交替積層， 再者定子鐵板各突極之前端部需 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 3 2^8l63 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（ 4 ) 1 1 每 隔 1個彎曲加工， 由此具有不容易製造定子截， 已、等問題 1 1 1 〇 [解決問題之方法] /«—V 請 1 I 先 1 本 發 明 有 鑑 於 前 所 述 » 其 百 的 在 於 解 決 前 述 問 題 提 閲 讀 1 背 I 供 在 其 內 周 面 Μ 軸 方 向 形 成 多 數 個 定 子 小 齒 中 t 使 定 子 製 面 之 I 注 I 造 容 易 « 而 且 各 相 繞 組 可 以 配 置 於 定 子 鐵 心 之 内 周 方 向 » 意 事 I 項 I 多 相 化 而 且 軸 方 向 不 延 長 之 VR型 線 性 脈 衝 馬 達 0 再 1 寫 裝 為 達 成 前 述 巨 的 $ 本 發 明 之 構 成 具 有 向 内 側 Μ 放 射 狀 頁 I 相 等 節 距 角 度 配 置 之 多 數 個 突 極 之 同 時 > 亦 具 有 於 該 突 極 I I 之 內 周 面 Μ 軸 方 向 形 成 多 數 個 定 子 小 齒 之 定 子 鐵 心 之 定 子 I I 9 以 及 在 該 定 子 内 以 軸 方 向 移 動 白 如 支 持 之 同 時 9 在 外 周 I 訂 面 對 向 於 前 述 定 子 小 齒 1 對 軸 方 Μ 相 等 節 距 形 成 多 數 個 移 I I 動 子 小 齒 移 動 子 **»> m 心 之 移 動 子 等 之 線 性 脈 衝 馬 達 中 > 如 下 1 1 所 述 〇 1 1 (1 )前述定子鐡心以該定子鐵心之定子鐵板由預定角 * 線 度 依 序 旋 轆 積 層 而 形 成 之 同 時 t k定為1 Κ 上 之 整 數 > m定 1 I 為 相 數 時 > 該 定 子 鐵 板 為 具 有 km 個 突 極 之 同 時 9 對 向 於 ΛΛ.. 月rj 1 1 I 述 移 動 子 之 .V Λ. 月U 述 突 極 之 前 端 部 9 由 前 述 移 動 子 側 看 t 1 個 1 1 小 内 半 徑 之 突 極 » 及 (m -1)個大内半徑之突極依序排列形 1 1 成 1組， 該組存在k組 之 方 式 構 成 * 並 且 Μ 1 ,/. 刖 述 旋 轉 積 層 之 1 1 預 定 角 度 為 (360/k m ) 度 為 特 徵 者 0 1 (2 )前述定子鐵心以該定子鐵心之定子鐵板由預定角 1 1 | 度 依 序 旋 轉 積 層 而 形 成 之 同 時 > 設 in為相數， 該電子鐵板 1 1 為 具 有 2 m 個 突 極 * 同 時 對 向 於 削 逑 移 動 子 之 前 述 突 極 之 前 1 1 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ^68163 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（ 5 ) 1 1 端 部 9 由 -X-*. 刖 述 移 動 子 側 看 » 由 2個小f 勺半徑之突極及（2m- 1 1 2)個 大 內 半 徑 之 突 極 依 序 排 列 形 成 之 方 式構成 t 前 述旋轉 1 1 積 層 之 預 定 角 度 為 (360/m )度， 或 r 1 80/ m >度為 特 徵 者。 -s 請 1 先 1 (3 )前述定子鐵心Μ前述定子鐵； L、之定子鐵板由預定 閲 讀 *1 背 I 角 度 依 序 旋 轉 積 層 而 形 成 之 同 時 > in做為相數時， m 為4 Μ 面 之 1 注 1 上 之 值 9 而 該 定 子 鐵 板 為 具 有 m個突極之同時， 對向於前 意 事 1 項 I 述 移 動 子 之 刖 述 突 極 之 刖 端 部 * 由 刖 述 移動子 側 看 ,由2 再 1 寫 裝 個 小 內 半 徑 之 突 極 及 (m -2)個大內半徑之突極依序並排形 本 頁 1 成 之 方 式 構 成 > 並 且 月rj 述 旋 轉 積 層 之 預 定角度 為 (360/m) 1 I 度 為 特 徴 者 0 1 I 醑 於 本 發 明 之 作 用 9 由 前 述 構 成 之 線性脈 衝 馬 達可Μ 1 1 訂 由 —. 種 類 之 定 子 Α·Η> 鐵 板 由 預 定 之 角 度 依 序 旋轉而 積 層 等一般 1 之 旋 轉 型 步 進 馬 達 所 使 用 之 製 造 技 術 製 造，因 此 其 内周面 1 1 可 Μ 在 軸 方 向 形 成 多 數 個 定 子 小 齒 中 » 容易製 造 定 子鐵心 1 1 0 線 [圖面之簡單說明] 1 I 圖 1表示本發明之線性脈衝馬達- -實施例之縱向剖面 1 1 IBI 國 t 圖 2為圖1之 I -I線之横向剖面圖， 圖3為 形 成 定子鐵 1 1 心 之 定 子 鐵 板 平 面 國 圖 4為圖3之 定 m 板旋轉 預 定 角度， 1 1 積 層 時 所 形 成 之 定 子 小 齒 部 由 移 動 子 側 所看之 展 開 回回 圖，圖 1 5為定子繞組之接線圖， 圖6為 形 成 定 子 鐡心之 其 他 定子鐵 1 I 板 之 平 面 圖 » 圖 7為圖6之 定 子 鐵 板 旋 轉 120 度， 積層時所 1 I 形 成 之 定 子 小 齒 部 由 移 動 子 側 所 算 之 展 開圖， 圖 8為圖7中 1 1 之 三 相 線 性 脈 衝 馬 達 之 定 子 繞 組 之 接 線 Π5Π (ΞΙ 圖，_ 9為圖6之定 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉A4規格（210X 297公釐） 5 A7 2^S163 B7 五、發明説明（） 6 子鐵板旋轉60度，積層時形成之定子小齒部由轉子側所看 之展開圖，圖10為圖9中之六相線性脈衝馬達之定子繞組 之接線圖，圖11為圖9中三相線性脈衡馬達之定子繞組之 接線圖。 [實狍例] K下依據圖面詳细說明本發明之較佳實施例。 圖1表示本發明之線性脈衝馬達之一實施例之縱向剖 面圖，圖2為圖1之Ι-E線之横向剖面圖。 本實施例Μ整數k及相數m之各數值設k = 2, m = 3之情況 ,由於此，定子突極之數為k*m = 6個。 圖1及圖2中，配置於定子1之定子鐵心10之6個突極 1 1 , 1 2 , 1 3 ,…1 6 ,其內周面於軸方向配置多數個定子小 齒17(齒尖部17a與齒底部17b)。再者，此等6個突極11, 12， 13， 一16各自分別捲繞定子繞組Wl, W2, W3, -W6。 該定子鐵心10其兩端部由終端托架18與19，經由圖無表示 之螺栓等固定而支持。 另一方面，定子1內之移動子2由前述终端托架18與 19,經由軸承20a, 20b向軸方向移動自如的支時。並且， 該移動子2在袖21上配置磁鐵心22,再者該磁極鐵心22之 外周面，於軸方向配置多數個移動子小齒24(齒尖部24a與 齒底部24b)。 前述磁極鐵心22由形成該齒尖部24a之外徑較大之移 動子鐵板25a 1片，形成齒底部24b之外徑較小之移動子鐵 板25b 2H之順序積層形成。並且，該磁極鐵心22可以不 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） I « 裝 訂 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 6 2^S16s A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印袋 五、 發明説明（ 7 ) 1 1 探 用 刖 述 移 動 子 鐵 板 25a , 25b之 積層，代 之由鐵系 材料等 1 1 磁 性 材 料 之 切 削 加 工等亦可以製 造。 1 1 面 圖 3表示形成定子 鐵心 1 0之定子_板3 0之 一例。 圖3中 請 先 1 f 定 子 鐵 板 30 之 突 極P 1與P 4前端 部為内半 徑較小之 突極（ 閱 讀 背 1 各 1個） > 亦 即 為 形 成定子小齒1 7 之齒尖部 17a 之突極。再 面 之 1 注 1 者 9 突 極 P2 P3與 P5 , P6前端部 為内半徑 較大之突 極（各 意 事 1 | m - 1 = 3 - 1 = 2個） t 亦 即為形成定子 小齒17之 齒底部17 b之突 真 A | 極 Ο 圖 3表示整數k =2 , 相數m = 3之情況。亦即 此等突極P1 , % 本 頁 %- 1 P2 f P3 之 組 與 突 極 P4 , P5 , P6之 組向定子 鐵心10之 圓周方 S_ 1 I 向 依 序 排 列 而 由 2組存 在。 1 I 圖 4為該定子鐵板 3 0每 Μ 角度 6 0 ( 3 6 0 /k , m = 3 6 0 /6)度 1 1 訂 旋 轉 積 層 時 所 形 成 之突極1 1 , 12 ,13,… 16之定子 小齒 1 17 之 狀 態 由 移 動 子 2側 所看 者。有斜線部分表 示齒尖部 1 1 17 a , 無斜線部分表示 齒底 部17b 。定子鐵 板3 0之厚 度定為 1 1 to 時 1 經 由 旋 轉 積 層， 各突極1 1 ,12, 13 ) • 16由 節距ΙΠ 1 線 1 I » t 〇 t 亦 即 由 3t 〇形成 齒厚 為t 0之定子小1 7 〇 而且， K突 極 11 做 為 基 準 時 9 突極1 2之小齒 1 7之偏移 量為節距 之 1 /3， 1 1 突 極 1 3 之 小 齒 1 7 之 偏移量為節距 之2/3 ,突極 14之小齒17 1 1 之 偏 rfT«l 移 量 為 節 距 之 3/3 ,亦 即0， 突極1 5之 小齒17之 偏量為 1 1 節 距 之 1 / 3， 突極1 6之 小齒 1 7之偏移量為節距 之2/3 0 1 由 於 此 如 ngfl 圖 5所 — tlAJ 不將 繞組W 1與W4接線形 成A相 ,繞組 1 I W2與 WE 接 線 而 形 成 B相 ,繞 組W3與W6接線而形 成C相 ,由此 1 1 可 以 構 成 二 相 之 V R型線性脈衝馬 達。此時 每- -步進 之基本 1 1 移 動 量 為 節 距 之 1 / 昍> 亦即 成為t 0 〇 並且， 附 加於圖5之各 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0X297公釐） 7 A7 2^Sies B7 五、發明説明（） 8 繞組Wl， W2， W3， ……W6之♦表示繞組之方向，例如，由 共同點向A相流通電流時，突極11激磁為N極，突極14激磁 為S極。 圖6表示形成前述定子鐵心10之前述定子鐵板30之其 他例之定子鐵板31,相數m表示與前述同樣π = 3之情況。 圖6中，前述定子鐵板31具有2m = 6個之突極Pll, Ρ12, P13, —卩16之同時，突極Pll, P12前端部為2個小内半徑 之突極，亦即為形成定子小齒17之齒尖部17a之突極。再 者P 1 3 , P 1 4 , P 1 5 , P 1 6前端部為（2 m - 2 )個大內半徑之突極 ,亦即為4個形成定子小齒17之齒底部17b之突極。 圖7為該定子鐵板31將角度每旋轉120(360/ιη = 360/3) 度積層時所形成之突極11, 12, 13, ……16之定子小齒 17之狀態由移動子側所看之圖。如圖4之情況同樣，有斜 線部分表示齒尖部17a,無斜線部分表示齒底部17b。設如 定子鐵板31之厚度定為t0時，經由旋轉積層各突極11, 12,13, ...... 16由節距into，亦即由3t〇形成齒厚度為t〇之 定子小齒17。而且，突極11做為基準時，突極12之小齒之 偏移量為零，突極13與突極14之小齒之偏移量為節距之1/ 3，突極15與16之小齒偏移量為節距之2/3。 由於此，圖8所示相鄰之2個繞組Wl, W2; W3, W4; W5, W6互相與異極性接線，分別成為A相，B相，C相，而 可以構成三相之V R型線性脈衝馬達。 其次，表示在前述定子鐵心1 0由圖6之前述定子鐵板 31形成時，相數m為m = 6之情況。此種情況下，突極數為in, 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） I JI 訂 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 8 2^S163 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（ 9 ) 1 1 亦 即 為 6個。 1 1 圖 9為* 前述定子鐵板31與以角度60(360/ m = 3 6 0 / 6 )度 1 1 旋 轉 積 層 時 所 形 成 之 突 極 11 t 12 9 13 > …1 6之 定 子小 齒 請 先 1 1 7之 狀 態 由 移 動 子 側 所 看 者 0 與 圖 4之情找 i同樣， 有斜線 閱 it 背 1 部 分 表 示 齒 尖 部 17 a , 1斜線部分表示齒底部17b 0 定子 鐵 之 1 注 1 板 3 1之 厚 度 定 為 to 時 9 經 由 旋 轉 ♦ 積 層 > 在各 突 極 11,1 2 , 意 事 1 項 I 1 3 9 … 1 6由 節 距 Dl t 0， 亦即由6 t 〇 形 成 齒 厚為 2t 0之定+ 再 填 1 小 齒 17 0 而 且 » 突 極 11做 為 基 準 時 t 突 極 1 2之 小 齒 之偏 移 寫 本 頁 1 量 成 為 節 距 之 1 / 6 , 突極1 3之小齒之偏移量成為節距之2 / 1 I 6 , 突極1 4之小齒之偏移量成為節距之3 /6 ,突 極 15之小 齒 1 1 I 之 偏 ππ) 移 量 成 為 節 距 之 4/ 6， 突極16之小齒之偏移量成為節 1 1 訂 距 之 5 / 6 〇 1 由 於 此 > 如 圖 10所 示 * 經 由 各 繞 組 W 1 ，W2 t W3 > W6 1 1 之 接 線 可 構 成 相 之 V R型 線 性 脈 衝 馬 達。 1 I 再 者 9 如 圖 1 1所 示 9 經 由 各 繞 組 W 1 f W2 , W3 ...... 1 線 W6之 接 線 9 亦 可 構 成 三 相 之 V R型 線 性 脈 衝馬 達 0 此種 情 1 況 下 相 數 m = 3 , 前述定子鐵板31為每旋轉角度60(180/ ΠΙ = 1 1 180/3)度 中 積 層 I 成 為 與 ·> -T- 刖 述 相 VR型 線 性脈 衝 馬 達之 情 1 1 況 同 一 之 角 度 〇 1 1 本 發 明 之 技 術 不 限 定 於 刖 述 實 施 例 所 述之 技 術 ,可 以 1 經 由 具 有 相 同 機 能 之 其 他 形 態 之 方 法 實 施 ,再 者 本 發明 之 1 1 | 技 術 在 前 述 構 成 之 範 圍 內 > 可 Μ 有 種 種 之 變更 9 附 加。 1 由 Μ 上 之 說 明 可 明 瞭 9 依 據 本 發 明 之線 性 脈 衝馬 達 1 1 時 » 前 述 定 子 鐵 心 在 其 内 周 面 以 軸 方 向 形 成多 數 個 定子 小 1 1 本紙張又度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 9 A7 B7 2^8ies 五、發明説明（） 10 齒中，該定子鐵心之定子鐵板由預定之角度依序旋轉，積 製-M 心者可 鐵再此 之 。因 。 用造 ，達 使 製置馬 達本配衝 馬 成向脈 進 低方性 步 且周線 型 而圓型 轉易之VR 旋容 心 之 用 Μ 鐵長 利可子延 Μ心定不 可鐵述向 » 子前方 此定向軸 因 此於而 。因 由化 成 ，組相 形術繞多 而技相供 層 造各提 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) Α4規格（210X29*7公嫠）

Claims (1)

1. ^08163 A8 B8 C8 D8 經濟部中央梯準局負工消費合作社印製 六、申請專利範圍 1 1 1 . 一 種 線 性 脈 衝 馬 達，包 括 具 有 向 内 側 Μ 放 射 狀 之 相 等 節 1 1 距 角 度 配 置 之 多 數 個 突 極 之 同 時 I 在 該 突 極 之 内 周 面 1 Η 軸 方 向 形 成 多 數 個 定 子 小 齒 之 定 子 鐵 心 之 定 子 Μ 請 1 先 及 在 該 定 子 內 向 軸 方 向 移 動 白 如 支 持 之 同 時 > 具 有 外 閲 讀 1 1 周 面 對 向 於 月U 述 定 子 小 齒 t 軸 方 向 由 等 節 距 形 成 多 數 面 之 1 注 1 個 移 動 子 小 齒 之 移 動 子 鐵 心 之 移 動 子 之 線 性 脈 衝 馬 達 意 事 1 | 中 » Μ 再 4 1 前 述 定 子 Aff» 鐵 心 由 該 定 子 m 心 之 定 子 鐵 .板 由 預 定 角 寫 本 頁 袭 1 度 依 序 旋 轉 積 層 而 形 成 之 同 時 t k定為1以 上 之 整 數 ,m 1 I 定 為 相 數 時 該 定 子 鐵 板 為 具 有 k ϊπ 個 突 極 之 同 時 > ^ r 對 1 I 向 於 Χ.4. 月U 述 移 動 子 之 前 述 突 極 之 .X.A. 刖 端 部 > 由 Λ Λ, 刖 述 移 動 子 1 1 訂 側 看 9 由 1個小內半徑之突極， 及（ Mm -1 )個大内半徑之 1 突 極 依 序 排 列 形 成 1組， 該組存在k組 之 方 式 構 成 並 1 1 且 前 述 旋 轉 積 層 之 預 定 角 為 (360/k m ) 度 為 特 徵 者 0 1 1 2 . ~~k 描 裡 線 性 脈 衝 馬 達 9 包 括 具 有 向 内 側 Μ 放 射 之 相 等 節 1 線 1 I 距 角 度 配 置 之 多 數 個 突 極 之 同 時 * 在 該 突 極 之 內 周 面 Μ 軸 方 向 形 成 多 數 個 定 子 小 齒 之 定 子 Α什 鐵 心 之 定 子 > Μ 1 1 I 及 在 該 定 子 內 向 軸 方 向 移 動 自 如 支 持 之 同 時 t 具 有 外 1 1 周 面 對 向 於 > Λ. 月(] 述 定 子 小 齒 > 軸 方 向 由 等 節 距 形 成 多 數 1 1 個 移 動 子 小 齒 之 移 動 子 A什 鐵 心 之 移 動 子 之 線 性 脈 衝 馬 達 1 Ί 中 f Κ 1 前 述 定 子 鐵 心 由 該 定 子 鐵 心 之 定 子 鐵 板 由 預 定 角 1 1 I 度 依 序 旋 轉 » 積 層 而 形 成 之 同 時 9 m定為相數時， 該定 1 1 I 子 Aff> m 板 為 具 有 2 m 個 突 極 之 同 時 » 對 向 於 月U 述 移 動 子 之 1 1 11 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） ^68163 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 前述突極之前端部，由前述移轉子側看，由2個小內半 徑之突極，及（2m-2)個大内半徑之突極依序排列形成 之方式構成，並且前述旋轉積層之預定角度為（360/m) 度，或（180/m)度為特徵者。 3. —種線性脈衝馬達，包括具有向內側以放射狀之相等 節距角度配置之多數個突極之同時，在該突極之内周 面以軸方向形成多數個定子小齒之定子鐵心之定子， Μ及在該定子内向軸方向移動自如支持之同時，具有 外周面對向於前述定子小齒，軸方向由等節距形成多 數個移動子小齒之移動子鐵心之移動子之線性脈衝馬 達中，Μ 前述定子鐵心由該定子_心之定子鐵板由預定角 度依序旋轉，積層而形成之同時，m定為相數時，m為4 Μ上之值，該定子鐵板為具有m個突極之同時，對向於 前述移動子之前述突極之前端部，由前述移動子側看， 由2個小内半徑之突極，及（m-2)個大内半徑之突極依 序排列形成之方式構成，並且Μ前述旋轉積層之預定 角度為（3 6 0 / m )度為特徵者。 本紙張尺度逍用中國國家橾準（CNS ) Α4规格（210Χ297公釐） --:-------装------1T------漆. (請先Μ讀背面之注意^項再填寫本頁) 經濟部中央揉準局属工消費合作社印製