1325214 玖、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， ’递向特別疋關於—種線性 馬達、-種線性馬達定子鐵芯及一種線性馬達轉子。 【先前技術】 β -般言之，電動馬達及電動機器之軟磁組件，亦稱鐵芯， 疋用軟磁材料如鐵或鐵芯石夕鋼之絕緣薄鈑製作。該軟磁材 料絕緣薄鈑尚可稱為積層板(laminati〇n)。鐵芯之製作成積 層板欲降低渦電流之出現’因而提昇電動馬達及電 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-部分，須藉助與—定子磁場相互作用而 受推動’ S金屬薄鈑係安排於徑向且軸向之平面上，俾以 減低渴電流效應至最小。 ”在某些線性馬達中，金屬薄鈑係成平行堆積以形成一鐵 〜。卩刀，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。 伴隨如上述所製作之定子鐵芯之問題，是為該、線圈必須 纏，堯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。 職疋之故，目前亟需一種線性馬達，其係以較小空間體 91787-981221.doc 1325214 積產生特定力量者，並亟雹― 可種疋子，其較易於設置線圈 者。 美國專利第M6M10號提呈-用於線性馬達之定子，其 -有乂錯鐵芯積層者。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 兀:該含有多數積層薄鈑之水平單元，係在該上及下表面 上^錯層疊成—輻射形狀，如是，形成—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，要將該定子鐵芯建立至該線圈，則頗為煩雜。 此外，根據美國專利第6,060,81〇號之定子鐵芯，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丨項之定子鐵芯、 第項之轉子、第丨6項之線性馬達及第1 8項之定子鐵芯，予 、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一線性馬達用定子 鐵芯包括一内周邊；一實質包圍該内周邊之外周邊；一第 及 第一齒，係沿§玄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，該狹槽為一空穴，安排在該 疋子鐵心内中，其中該定子鐵芯係分割為第一定子部件及 第二定子部件；該第一定子部件包括第一齒，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 91787-981221.doc 件包括該第二齒，係安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 子部件分開之時，輕易擺置在兩定子部件之第一部件中， 然後該第二部件可輕易擺成與第一定子部件緊密接觸，以 湊成疋子或疋子段節。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 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製 作。此外，如屬必要，兩軟磁粉定子部件，易於作高精度 機械加工。因此，前述軟磁粉之使用及分割為兩分立定子 部件，可有利於該定子之組合。倘若各該兩定子部件為一 軟磁粉均質主體，該定子之組合，可更進獲得便利。 製作軟磁粉定子部件之另一益處，係在於一含有定子之 馬達，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 數係定義為：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 子鐵芯提供相對高之導磁性。此種相對高之導磁性，為要 能以高精度製作該兩部件，甚至可橫越該成緊密接觸安置 之兩部件之毗鄰邊緣提供。層狀定子鐵芯，僅能在積層内 91787-981221.doc 1325214 各金屬3鈑巾提供高導磁性，而當積層板係安排在— 且仅向之平面上以形成一具有外周邊及内周邊之主體時: 將有大量無軟磁材料之空間存在。該空間常充滿低導磁性 物貝，如空氣或某些填充材料。然而，藉製作軟磁粉定子 鐵芯，該磁通量並不限於具有定常寬度之「磁通通道」，而 可更為自由流動（對於積層而言，該寬度相當於各積層薄飯 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，而因此，可遠勒夕搶亡 _ 運蚁之填充因數則較高，亦即定子，而 因此，馬達可製作得較小。 根據該定子之-具體實施例，該第_齒在轴向上朝該第 二定子部件延伸一段距離’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-定子部件延伸一段距離’該距離係沿該定子鐵 怎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—類似於旋轉馬達之 歪斜（skew)。因此，在一設置有此類定子設計之線性馬達 中，其力量波動(force rippie)之出;見，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-具體實施例中’該第-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。 91787-981221.doc 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6500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，通入該狹槽中。 根據本發明之另一方面’一線性馬達用之轉子包括至少 91787-981221.doc -10· L4 軟磁材料段節及至少一永久磁鐵； ,, ε ,、 成至；一軟磁材料段 即及该至少一水久磁鐵’係在 ^ ^ 科卞之軸向上排列成一 丁，八中該至少-永久磁鐵之磁化向量，係轴向指向。 在本發明之相關文中，該軸向，或為該轉子、或為該定 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 .，配置成與至少一軟磁材料段節之向量排列成一行，可 ，成'结實轉子。此外，可使用在此種轉子中之永久磁鐵， 了製造可獲得便利’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 堪屬偏小。 在一具體實施例中，該主體之軟磁段節，仙軟磁粉製 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—水久磁鐵及一第二永久磁鐵，兩者排列在軸向上，而 其中介於該至少兩永久磁鐵轴向中心間之距離，為〇$ 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 有至少一第一軸向端，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軸向端之整個端表面 相接觸。根據此一具體實施例，介於該至少一軟磁材料段 91787.981221.doc -11 - 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 子鐵怒具體實施例中之任-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兴 處。 根據該線性馬達之另一具體實施例，該線性馬達尚包括 -根據前述轉子具體實施例中之任—轉子。如此—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益處。 «本發明之又另一方面，一線性馬達用定子鐵芯，包 括疋子鐵心，其中該圓環被分割成至少兩環狀定子部 件·一第一定子部件及-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。 定子部件，可為一三角形'一 n ^ 止方形、一矩形 一類似數字8之形狀等等。 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 橢圓形 本發明此一方面之益處’或為該環狀定子鐵芯分為兩環 狀定子部件，導致產生一設 其部件之定子。況且以子心 子鐵芯為 因數。 兄且心子鐵芯可易於製造並具有高填充 91787-981221.doc 在此種s子鐵芯之—具體實施例中，該定子鐵芯尚包括 狹槽帛以接納一定子鐵芯，該狭槽為—配置在該定子 :圈内之空六’其中該狹槽係部分為該第—定子部件所界 定，部分為該第二定子部件所界定。 在該定子鐵心之又另一具體實施例中，第一定子部件包 括-第-齒而該第二定子部件包括一第二齒；該第一及第 一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芯之各項特
从從以下所提供之詳細說明，可獲悉本發明適用性之深入 :圍H應可轉者，料細說明及特定範例，儘管 曰不出本發明多個較佳具體實施例，但係供作解說之用， Z項技藝熟習者可自本詳細說明書，獲悉本發明精神盘 範圍所涵蓋之各種不同變更及修改。 【實施方式】 攸以下參照附隨圖式，對本發 ^ 利个货听曰刖較佳且贈噇 作之詳細說明，將可瞭解本發明之其它特色盘益處。 2^中提出-根據本㈣之線性馬収簡要 =馬達i。包括—定子12及一轉子14。通常該定子係靜 使定子向上驅動該轉子，然而’使轉子靜止不動而 關々由。上驅動自身’亦屬可能。因此，於本發明相 =中，該軸向係指該轉子或定子（視該兩者中何2 一者移動而定）之運動方向。 相對另 該定子包括至少-線圈U至少—定子鐵芯Ic。一 91787-98l221.doc -13- 定子線圈可為一單一縝 -電力供應單元(未圖:;或 白扛、击处 刀怖繞組；亦即，各定子線圈 包括連接至供應單元不同 不同電性之雪。P 、出之電線，而因此攜載具有 氧馬達技藝嫻熟者，當知眾多可資利用 式之電力供應單元。此項技藝嫻熟人士並當知 ==何可將分佈繞組，連接至該等電力 供應早元。 使用定子線圈之目的U以產生磁通以與轉子互相作 用。該定子鐵芯2Ga·。經配置成緊密—該定子線圈i8a_c，· 該定子線圈18a-e甚至可由該定子鐵芯心·。作實f包圍如 在圖la-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 部件21a-C及22a-c。在圖ia-c、2a_b及3ab中之各定子鐵芯 20a-c，係用一第一定子部件21a_c及一第二定子部件22a< 製成，兩部件係在軸向上互相堆積。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21 b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-c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21a-c及22a-c係用備置電阻抗之軟磁材料製 作，俾以降低渦電流之出現。為欲獲得電阻抗，所用材料 91787-981221.doc -14· 1325214 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。當使用電絕緣之軟磁粉、具電阻抗之軟 磁粉、或-具電阻抗之可模塑軟磁粉時，所製造之定子部 件’根據-具體實施例，*須具有—至少i聊之電阻係 數，俾以圓滿降低渦電流之出現。此外，就一用積層薄飯 製作之定子而言，欲達成-高填充因數，可謂齦困，然而， 其可藉助軟磁粉予以達成。根據一具體實施例，各定子部 件係製作成如-軟磁粉之均質卩。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 該定子部件之三次元（立體）形狀，俾於不使定子鐵芯飽和下 降低體積。根據-具體m該軟錄可加以壓緊或燒 結至所期之形狀，視所用軟磁材料而定，惟須該終結定子 部件具有-至少i咖之電阻係數。尚且，根據另—具體實 施例，該定子部件之密度可至少為6500 kg/m3(尅/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 Hoganas AB (S-263 83 H6ganas，端典RS〇mal〇y 5〇〇、 Somaloy 550及 Permite 75。 就常態言，該轉子14係該線性馬達需相對該定子移動之 部件，而因此，在線性馬達10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％。該 軟磁材料可為任何與前述定子鐵芯20a_c有關係之品質及/ 或型式。此外，有多個磁管28a-d安裝在該管件26上。各磁 管係一永久磁鐵，具有極化向量徑向指向；亦即，該永久 91787-98I221.doc 15 1325214 磁鐵之-極徑向朝外，另—極徑向㈣。例如 中磁管28“可作如下安排 圖1〜 rin a - 8使其北極朝外南極朝 内、磁官挪使其南極朝外北極朝内、 二 …叮 ％使其南極朝外北起朝内。該磁管 28a-d可以任何為熟諳此項技 件26。 可W巳知之方式，緊固至管 該轉子之軸向長度可異於圖1中所顯現之長度’而磁管之 個數亦可有異。該磁管28a_d之軸向長度及磁管之個數，可 予變動’視該線性馬㈣❹所在場合^。根據一且體 實施例’各磁管28“之軸向長度Μ為介於較子連續兩 齒中心間之節距V1.5倍，亦即，該關係Lm/Lp可為 0H5。就此項應用而言’該節距可顯見為介於該兩相鄰 齒中心線之間之距離。 在圖2a-b中，顯示另—線性馬達之具體實施例。此實施 例類似於圖U-C之實施例，而其間之差異將在以下說明。 線性馬達10之定子12包括一額外部件：一内定子部件 3〇。該内定子部件30 ’可為一設置在該定子部件21a-c及 a c内側之s件，在該内定子部件3 〇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，係在於該磁路中扮演一角色；該定子部件2ia_c& 22a-c各亦為該磁路中之一角色。該内定子部件川，可一如 别述疋子之其餘部分，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該等定子部 件21a-c及’22a-c之位置。 91787-98122 ] .doc -16· 丄 另外，該轉子係有異於圖1&<中之轉子。圖2a_bt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指 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1 a-e中之轉子為輕，然巾，亦為一 因果，該轉子變彳#較為脆弱，尤其在兩磁管〗“^連接之 處該關係Lm/Lp可與圖丨a_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 實施例亦類似於圖1 a_C2實施例，而其間之差異，將在以 下說明。 該定子丨2可與圖la_c之定子全同。然而，該轉子“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 磁鐵之極化向里係軸向指向。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，已說明一具有三 疋子鐵芯及二線圈之定子。然而，該定子鐵芯及線圈個數， 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ia c、2a_b 及3a-b之該線性馬達中，去除定子鐵g2〇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—具有一定子線圈18及一定子鐵芯2〇 線性馬達。圖中之轉子’係―相#於圖3a_b所示之線性馬 達轉子’㈣以下作更詳細之交代。“，該轉子可為任 91787-981221.doc -17· 何里式之轉子，例如，圖1 a-c及2a-b中所示轉子之_者。 在圖5及6中顯示根據一具體實施例之定子鐵芯⑽。如於 前面提及，該定子鐵芯2〇係分割為兩分立定子部件：一第
定子。卩件21及一第二定子部件22。該定子鐵芯2〇具有一 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—界定該定子鐵芯湖側界限之直線，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20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5斗為 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。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 5 8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 該内周邊50之間，且部分由該第一定子部件21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在軸向上相對朝向，在兩者 91787-981221.doc -18- 1325214 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。 5玄疋子部件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）一等轴向距離處。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20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定子 鐵芯’然後，藉將另一定子部件21或22與先前定子部件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2丨、22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 91787-981221.doc •19· 在製作大型定子之時，具有若干益處。 此圖10示-定子鐵⑽另—具體實施例。此實施例可 :此所述任—定子鐵芯之實施例。在此具體實施例中，、各 疋子齒56及58沿内周邊表面5〇之軸向長度可以 EI . 人芰。在該 ，§沿該兩齒56、58内周邊70之圓周長研討時，兩齒 ::58之軸向長度係自一長度‘改變至長度l…然後再 ，回至LmaX。其變異或為線性。狹槽開口以可無關其^歹 周邊70之位置而作相同軸向距離之擴張，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[_者，係在於 周邊上同一位置。 此項兩齒可變軸向長度之引進，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 一狹槽之偏離軸向一電角度之角「扭轉（twist)」。就大多數 情況而言，歪斜為轉子之一特色’見M GSay所著 "Alternation Current Machines11 ^ 5th ed., Longman Scientific & Technical，1983, (ISBN 0-582-98875-6)，page 106。因此， 藉引進該兩齒56及58之可變軸向長度，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 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之軸向長度係擴張成使兩齒56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須於徑向上狭窄至使該 91787-981221.doc -20- 1325214 凸起72達致磁通量飽和，而因此有小量漏磁流經該凸起μ 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-具有單-定子線圈之線性馬達，例如，圖4“ 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&3a b*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。在此類 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 自一定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。之一具體 實施例之間要圖。一含有如上述定子鐵芯之定子，與;;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⑽。該中間部 件80係成單-件製作’並包含_相#於圖6單4子鐵芯之 第二齒58之凿82，&一相當於另_單_定子鐵芯之第一齒 56之窗84’其整體猶如圖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 -2J . 91787-981221.doc 子狹槽86及部分界定一定子狹槽88e此中間部件80尚可用 以製作含有兩個以上多數定子線圈之定子12。
在圖13a-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-者）之軟磁段節32以及永久磁鐵段節 如。該永久磁鐵段節34…本質上，可自該轉子14内周 邊擴展至外周邊1G4並連續沿該轉子14之圓周延伸。為 =傳送磁通至該軟磁段f32a_d，該永久磁鐵段節We，可 设置成與該軟磁段節32a_d緊密接觸。該永久磁鐵段節 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。在軸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34匀之北極 N。因此，一永久磁鐵段節之南極5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 f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 鐵之軸向長度與徑向長度（自該轉子之内表面至外表面）之 比率’ La/Lr，可較小於圖la_c&2a-b中轉子之永久磁鐵之對 應比率。因此’該永久磁鐵之製造’可獲得便利，因其較 易於製作具有較小La/Lr比值之永久磁鐵。該轉子，當作如 此設計之時，尚可變得更為結實。 91787-981221.doc -22- isiyzu 然而，該轉子亦可為一管件，其設置有槽溝以裝放該等 賴。在如此之具时施财，_溝可設置成使其面對 一疋子’而裝放在該槽溝中並離開該定子朝向之磁鐵部 刀 因而係面對該營辟·夕如·《ΨΐΙ j ιΐ 丁凹耵邊S仵之材枓。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。 根據一具體實施例’該線性馬達用轉子，可包括至少一 軟磁材料段節及至少-永久磁鐵，該至少―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： 一第一水久磁鐵及一第二永久磁鐵；兩者係排列在該軸向 上 而其中"於該至少兩永久磁鐵之轴向中心之間之距 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一永久磁鐵。 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 至少一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，係設置成以與該第一軸向端之全部端表面接 觸。 根據另一具體實施例’該至少一永久磁鐵之一在圓周及 轴向上擴展之表面，本質上’係與配置成面對一既定定子 91787-981221.doc -23- 1325214 之轉子之-在圓周及轴向上擴展之表面齊平安置。 根據一具體實施例，t认山 例—如於本文中任一具體實施例中 述之線性馬達，可包衽 , 匕括一如别述任一轉子具體實施例中之 轉子。 =子12及轉子14之彳至向剖面，不必為圓形。某些應用中， 另一形狀之徑向剖面，可更為理想。在圖U中顯示一三角 形定子鐵芯20，包括兩定子 疋于。卩件21及22。該定子鐵芯亦可 描述為-具有三角形狀之圓環。一定子鐵芯2〇可以相同於 前述定子中任—者之方式製作及/或安置4備安置在定子 鐵芯中之定子線圈，可A盘沉 』為與徑向剖面形狀無關之預繞線 圈。-在-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角形狀。該定子及/或 轉子之徑向剖面形狀’幾可採用任何形狀。例如，其等可 為橢圓矩形、星形、具兩圓相連之形狀（亦即如數字$之 形狀）等等’其可能情形實屬無窮。該畴形或通常為繁難形 狀之定子或轉子之製作，或因該定子及轉子，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一可 模塑材料予以製成之事實，而獲得便利。 圖15a-b中顯示線性馬達另一具體實施例。線性馬達之此 -具體實施例，包括-定子112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U8a_c。而此種 91787-981221.doc -24- 1325214 型式之線性馬達亦可安排成唯一定子線圈。 該疋子112之疋子鐵芯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i 21 a_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定 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軸 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12〇a_c。 於所示具體實施例中，定子112包括一内周邊152，於該 定子鐵中央，界定一軸向孔。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m係以類似於圖la_c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 114亦可為圖13a-b中所述之型式，如此之轉子，無需任何 變更即可使用。 【圖式簡單說明】 具體實施例之一線性馬達及—定子 圖la為根據本發明— 鐵芯之透視圖； 圖lb為圖1&之線性馬達之在—軸向之視圖 91787-981221.doc -25· 圖為圖la之線性馬達之剖視圖 者； 圖2a為根據本發明另—具體實施例之—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―具时施狀—純馬達、一 定子鐵芯、及一轉子，在一軸向之視圖；
圖3b為沿圖3a中直線A_A切取之剖視圖； 、圖43為根據本發明又另—具體實施例之'線性馬達、一 定子鐵芯、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；
沿圖lb中直線A-A切取 圖7a-c根據本發明具體實施例之定子鐵芯，顯示更多分 割一疋子鐵芯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遭分割為 若干分段之透視圖； 圖10為根據本發明一具體實施例之定子鐵芯之剖視圖， 顯不一設計實例，可引生一類似於傾斜之效應； 圖11為根據本發明一具體實施例之定子鐵芯之剖視圖， 顯不一實例其中兩齒經設計成為相互接觸關係； 圖12為根據本發明一具體實施例之定子鐵芯供兩定子線 圈用之剖視圖； 91787-9Sl221.doc •26· 圖13a為根據本發明—具體實施例之轉子之透視圖； 圖"b為圖…之轉子在_軸向之視圖； 圖13c為圖13a之錄A.. I子之剖視圖，沿圖13 b中直線A-A切取 者； 圖14為根據本發明一具體實施例之定子鐵芯之透視圖； 圖15a為根據本發明另—具體實施例之線性馬達及定子 鐵芯之在一轴向之視圖； 圖15b為沿圖15 a中直線α· A切取之剖視圖； 【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 ' 122a-c > 定子部件 26 管件 28a-d 磁管 30 内定子部件 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 91787-981221.doc -27- 1325214
156a-c、158a-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、 77a-d 段節 80 中間部件 128a-d 永久磁鐵 91787-981221.doc -28-