TWI455456B - Heartless motor - Google Patents

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TWI455456B
TWI455456B TW098140819A TW98140819A TWI455456B TW I455456 B TWI455456 B TW I455456B TW 098140819 A TW098140819 A TW 098140819A TW 98140819 A TW98140819 A TW 98140819A TW I455456 B TWI455456 B TW I455456B
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Kazuya Watanabe
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Yaskawa Denki Seisakusho Kk
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Description

無心線型馬達
本發明是關於一種被要求推力紋波或低發熱的一定速度送進或高精度定位用的無心線型馬達，尤其是關於其電樞構造者。
第4圖是表示習知技術的無心線型馬達的側斷面圖，第5圖是表示第4圖的無心線型馬達的立體圖(例如，參照專利文獻1)。又，在習知例中使用在構成活動元件的電樞的兩側配置於成為定子的勵磁極的磁通貫通式構造的可動線圈型線型馬達的例子加以說明。
在第4圖中，1是電樞，2a，2b是密封外殼，3是框，4是基座，5是電樞繞組，6是結線基板，7是模鑄樹脂，8是勵磁極，9是勵磁軛，10a及10b是永久磁鐵，13是冷媒通路。
勵磁極8是成為在具有形狀斷面的勵磁軛9的兩側面而朝著與紙面垂直方向排列配置複數個永久磁鐵10a及10b成為極性交互地不相同者。電樞1是經由永久磁鐵10a，10b的磁鐵列與磁性空隙作成相對配置，而且配置具有排列捲繞於結線基板6所成的複數線圈列的電樞繞組5，成為在線圈列與線圈列之間的間隙部及表面填充模鑄樹脂7予以固裝者。又，在藉由模鑄樹脂7與密封外殼2a，2b及框3所圍繞的部分形成有冷媒通路13。
在此種構成中，當通電於線型馬達的電樞繞組1，藉由該電樞1與永久磁鐵10a，10b的磁通的電磁作用，使得安裝於電樞繞組5的電樞1朝直線方向移動。此時，在冷媒通路13內部供應冷媒，就可把構成電樞繞組5的線圈列的表面強制冷卻。
專利文獻1：日本專利第3832556號公報
然而，習知的線型馬達是有以下的問題。
(1)隨著機械裝置的小型化，被要求線型馬達的安裝姿勢各式化，惟為了安裝姿勢的多式各樣化，對於任意的安裝姿勢必須將冷卻用的冷媒經常填充於冷媒通路內的情形。習知的線型馬達電樞，是覆蓋位於線圈列的模鑄樹脂與密封外殼之間的所有間隙為構成冷媒通路的單純的薄厚狀空間之故，因而由其流路斷面積的寬度無法拘束冷媒的流動，例如，在變更馬達的安裝姿勢時會發生冷媒不會流動(流動淤塞)等的問題，而成為顯著降低冷卻性能的主要原因。
(2)作為拘束冷媒的流動所用的方策，須增加馬達的零件件數，惟若增加零件件數，會使熱傳導性變差而會增加馬達的熱阻力，而有發熱量變大等的問題。
(3)又，作為均勻地填充冷媒通路內的冷媒的方策，增加供應於冷媒通路內部的冷媒流量等的對策成為必需，惟若增加冷媒流量會使得冷媒通路內部的壓力上昇而使得冷 媒通路變形，與其他構件有干擾而有破壞冷媒通路本體等的問題。
本發明是為了解決上述課題所創作者，提供一種即使馬達的安裝姿勢有所變化，也可抑制發生位於模鑄樹脂與密封外殼之間的冷媒通路內的間隙部的冷媒的流動的淤塞，防止降低冷卻性能，而且可防止冷媒通路的變形的無心線型馬達。
為了解決上述課題，申請專利範圍第1項所述的發明，一種無心線型馬達，屬於具備：電樞；及勵磁磁極，與上述電樞經由磁性空隙所配置，而且交互地排列極性不相同的複數永久磁鐵；將上述電樞與上述勵磁磁極的任一方作為定子，另一方作為活動元件而作成相對地行走，其特徵為：上述電樞具備：電樞繞組，由沿著上述相對地行走方向而排列之複數線圈的列所構成密封外殼，設成覆蓋著上述電樞繞組的上述線圈的軸方向一方側及另一方側；冷媒通路，形成於上述電樞繞組與上述密封外殼之間，而能強制冷卻上述複數線圈的表面地流著冷媒；模鑄樹脂，填充在構成上述電樞繞組的線圈與線圈之間的表面及間隙部；及複數突起，在位於上述模鑄樹脂與上述密封外殼之間的間隙部，形成為從該模鑄樹脂之表面朝著該密封外殼的內壁突出，且以平面視時沿著上述電樞繞組的相鄰接之線圈與線圈之間或是沿著相鄰接之線圈的鄰接部，而於和上述行走方向正交之正交方向延伸設置，成為朝著冷媒的流動方向局部地縮小流路斷面積的流路縮小部；上述冷媒 通路，以平面視時沿著上述複數線圈的列具有扁平的流路斷面形狀，且在各線圈的各者被上述突起略分隔而構成為瀕臨各線圈的上述軸方向一方側或上述軸方向另一方側的側面之複數個冷卻室的連通體，且藉由於上述正交方向延伸設置之上述複數突起，使得連通鄰接之兩個上述冷卻室的連通部位，會朝上述正交方向的一方側及上述正交方向的另一方側交互排列。
申請專利範圍第2項所述的發明，是在申請專利範圍第1項所述的無心線型馬達中，上述突起是作成與上述模鑄樹脂同一材料，為其特徵者。
申請專利範圍第3項所述的發明，是在申請專利範圍第1項所述的無心線型馬達中，上述突起是與上述模鑄樹脂一體成形，為其特徵者。
申請專利範圍第4項所述的發明，是在申請專利範圍第1項至第3項任一項所述的無心線型馬達中，上述電樞，更具備被夾入在上述突起與上述密封外殼之間而被保持的橡膠系彈性體，上述橡膠系彈性體是當負荷施加於上述密封外殼會壓縮變形而將上述突起與上述密封外殼之間的間隙作成氣密的密封構件，為其特徵者。
依照申請專利範圍第1項所述的發明，在覆蓋線圈列的模鑄樹脂與密封外殼之間的間隙部，設置從模鑄樹脂之表面朝著密封外殼的內壁突出且成為朝著冷媒的流動方向局部地縮小流路斷面積的流路縮小部的突起之故，因而在冷媒通路的內部對於冷媒可作出任意的流路，又，藉由突 起的形狀或數量可任意地可控制冷媒的流動之故，因而成為可將冷媒經常地填充於冷媒通路內，且流著一定的冷媒。結果，即使馬達的安裝姿勢有所變化，也可抑制發生位於模鑄樹脂與密封外殼之間的冷媒通路內的間隙部的冷媒的流動所致的淤塞，防止降低冷卻性能，而且可防止冷媒通路的變形。又，即使可動線圈型或可動磁鐵型的任一馬達形態，也可提供一種可安裝於任意方向的無心線型馬達。
依照申請專利範圍第2項的發明，將突起的材質作成與模鑄樹脂同一，就可將熱脹係數可作成同一，對於隨著溫度上昇的熱變形，而成為同一熱變形量之故，因而成為可將施加於突起部的熱應力抑制成最小，而成為不容易產生突起的剝離等，提昇信賴性。
依照申請專利範圍第3項的發明，由於與為了電樞繞組的絕緣及固定所進行的模鑄工程之同時可製作突起，因此成為可減低工數，改善作業性，刪減工數。又，藉由模鑄模具經常地以相同位置與尺寸進行配置成為可能之故，因而可將冷媒的流動可管理成一定，抑制製品對於熱傳輸的偏差程度成為可能，提昇信賴性。
依照申請專利範圍第4項所述的發明，未直接接觸突起與密封外殼，作成經由橡膠系彈性體的構成，以彈性體可避免藉由突起高度的尺寸的偏差程度所發生的對於密封外殼的接觸應力之故，因而抑制密封外殼的變形量成為可能，可抑制密封外殼的破壞或變形所致的與其他零件的干 擾之故，因而提昇信賴性。
以下，針對於本發明的實施形態參照圖式加以說明。
[實施例1]
第1圖是表示本發明的實施例的線型馬達電樞的側斷面圖，第2圖是表示覆蓋第1圖的線型馬達電樞的線圈列的表面的模鑄樹脂與突起的配置關係的立體圖，第1圖及第2圖都省略勵磁極的圖示。第3圖是在朝平面方向偏離90°第2圖的線型馬達電樞的狀態(第2圖的箭號視A方向)下，擴大突起與密封外殼之間配置彈性體的部分的側斷面圖。
在圖中，11a及11b是設於模鑄樹脂的突起，12是密封構件。
在本實施例中，使用在構成活動元件的電樞的兩側配置成為定子的勵磁極的磁通貫通型構造的可動線圈型無心線型馬達的例子加以說明，冷卻電樞之故，因而以框3及密封外殼2a，2b構成冷媒通路13。針對於本發明的構成要素與習知技術相同之處，省略其說明。而僅說明不相同之處。
本發明與習知技術不相同之處是如以下所說明。
亦即，在構成電樞繞組5的線圈列與線圈列之間的表面及間隙部，填充模鑄樹脂7，模鑄樹脂7是在位於與密 封外殼2a，2b之間的間隙部形成從該模鑄樹脂7的表面朝著該密封外殼2a，2b的內壁突出且朝著冷媒通路13的冷媒的流動方向成為局部地縮小流路斷面積的流路縮小部的突起11a及11b之處。
又，突起11a及11b以平面視沿著電樞繞組5的相鄰接的線圈列與線圈列之間或是該線圈列的鄰接部所形成，冷媒通路13以平面視成為具有沿著線圈列長及扁平的流路斷面形狀者，所謂突起11a及11b對於冷媒流路配置成為迷宮。
又，突起11a及11b是作成與模鑄樹脂同一材料，或是構成與模鑄樹脂作成一體成形也可以。
又，突起11a及11b是具備被夾入在密封外殼2a，2b之間而被保持橡膠系彈性體，橡膠系彈性體是作為當負荷施加於密封外殼2a，2b會壓縮變形而氣密突起11a及11b與密封外殼2a，2b之間的間隙的密封構件12者。
本發明的實施例是如第1圖及第2圖所示地，在模鑄樹脂7配置突起，代替在習知很難控制流路的冷媒通路成為可控制流路的構造，而對於馬達的任意安裝姿勢，安裝馬達成為可能。
又，突起11a及11b是作成與模鑄樹脂同一材料且一體成形，可緩和依熱所致的突起的變形或應力，而提昇信賴性，又高精度地再現定位，抑制熱阻力的參差不齊之故，因而提昇信賴性。
又，未直接接觸突起11a及11b與密封外殼2a，2b， 作成經由彈性體之構成，以彈性體可避免藉由突起11a及11b的高度尺寸的參差程度所發生的對於密封外殼的接觸應力之故，因而抑制密封外殼2a，2b的變形量成為可能，而可抑制密封外殼2a，2b的破壞或變形所致的與其他零件的干擾之故，因而提昇信賴性。
又，在本實施例中使用將成為定子的勵磁極配置於成活動元件的電樞兩側的磁通貫通型構造的線型馬達的例子加以說明，惟代替成將活動元件作為勵磁極，又將電樞作為定子配置於定子的單側的間隙對向構造，或是構成也可以。
如以上所述地，可提供對於任意的安裝姿勢可安裝的線型馬達之故，因而可適用於裝置的小型化作為必需的工作母機，半導體製造裝置，液晶檢查裝置等。
1‧‧‧電樞
2a，2b‧‧‧密封外殼
3‧‧‧框
4‧‧‧基座
5‧‧‧電樞繞組
6‧‧‧結線基板
7‧‧‧模鑄樹脂
8‧‧‧勵磁極
9‧‧‧勵磁軛
10a，10b‧‧‧永久磁鐵
11a，11b‧‧‧突起
12‧‧‧彈性體(密封構件)
13‧‧‧冷媒通路
第1圖是表示本發明的實施例的線型馬達電樞的側斷面圖。
第2圖是表示覆蓋第1圖的線型馬達電樞的線圈列的表面的模鑄樹脂與突起的配置關係的立體圖。
第3圖是在朝平面方向偏離90°第2圖的線型馬達電樞的狀態(第2圖的箭號視A方向)下，擴大突起與密封外殼之間配置彈性體的部分的側斷面圖。
第4圖是表示習知技術的無心線型馬達的側斷面圖。
第5圖是表示第4圖的無心線型馬達的立體圖。
1‧‧‧電樞
2a，2b‧‧‧密封外殼
3‧‧‧框
4‧‧‧基座
7‧‧‧模鑄樹脂
11a‧‧‧突起
A‧‧‧箭頭

Claims (4)

  1. 一種無心線型馬達，屬於具備：電樞；及勵磁磁極，與上述電樞經由磁性空隙所配置，而且交互地排列極性不相同的複數永久磁鐵；將上述電樞與上述勵磁磁極的任一方作為定子，另一方作為活動元件而作成相對地行走，其特徵為：上述電樞具備：電樞繞組，由沿著上述相對地行走方向而排列之複數線圈的列所構成密封外殼，設成覆蓋著上述電樞繞組的上述線圈的軸方向一方側及另一方側；冷媒通路，形成於上述電樞繞組與上述密封外殼之間，而能強制冷卻上述複數線圈的表面地流著冷媒；模鑄樹脂，填充在構成上述電樞繞組的線圈與線圈之間的表面及間隙部；及複數突起，在位於上述模鑄樹脂與上述密封外殼之間的間隙部，形成為從該模鑄樹脂之表面朝著該密封外殼的內壁突出，且以平面視時沿著上述電樞繞組的相鄰接之線圈與線圈之間或是沿著相鄰接之線圈的鄰接部，而於和上述行走方向正交之正交方向延伸設置，成為朝著冷媒的流動方向局部地縮小流路斷面積的流路縮小部；上述冷媒通路，以平面視時沿著上述複數線圈的列具有扁平的流路斷面形狀，且在各線圈的各者被上述突起略 分隔而構成為瀕臨各線圈的上述軸方向一方側或上述軸方向另一方側的側面之複數個冷卻室的連通體，且藉由於上述正交方向延伸設置之上述複數突起，使得連通鄰接之兩個上述冷卻室的連通部位，會朝上述正交方向的一方側及上述正交方向的另一方側交互排列。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的無心線型馬達，其中，上述突起是作成與上述模鑄樹脂同一材料。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的無心線型馬達，其中，上述突起是與上述模鑄樹脂一體成形。
  4. 如申請專利範圍第1項至第3項任一項所述的無心線型馬達，其中，上述電樞，更具備被夾入在上述突起與上述密封外殼之間而被保持的橡膠系彈性體，上述橡膠系彈性體是當負荷施加於上述密封外殼會壓縮變形而將上述突起與上述密封外殼之間的間隙作成氣密的密封構件。
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