TWI606673B - motor - Google Patents

Description

馬達

本發明係關於馬達。

專利文獻1係揭示出：將把絕緣導線10捲成環狀的空芯線圈1插入基板3的定位孔14藉此對基板3定位的定位突起4、以及設在基板3且連接有繞線端部5、6的終端13、15。繞線端部5、6，係可被焊接於基板3的電路(段落0016、0019、0020、請求項1-3、圖2、4、5)。

專利文獻2，係揭示出：複數個電樞100、101、102、卷繞於電樞之磁極齒的繞線2a(段落0017、圖1)。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2000-324789號公報

[專利文獻2]國際公開2014/065308號手冊

根據專利文獻1，定位孔14係設在基板3，且，端部5、6係直接與基板3連接。因此，基板3不在手邊的狀態時，將難以進行複數個空芯線圈1彼此的定位、或是進行端部5、6對基板3的安裝作業。

專利文獻2，針對使分別設在複數個電樞100、101、102之繞線2之端部彼此的連接成為容易的構造等，沒有任何的揭示。

有鑑於上述問題而完成的本發明，係一種馬達，其特徵為具備：定子，係使具有環狀之繞線的複數個電樞並排於前後方向而被固定；以及複數個端子安裝部，其具備：安裝於該定子且抑制對該定子之相對移動的移動抑制部、以及安裝有前述繞線的一端或另一端的導電性之接觸件。

5‧‧‧永久磁鐵

10‧‧‧芯件

11‧‧‧磁極齒

12‧‧‧背部

13‧‧‧鐵心

14‧‧‧間隔件

15‧‧‧磁性體

16‧‧‧孔

20‧‧‧繞線

21‧‧‧繞線的一端

22‧‧‧繞線的另一端

30‧‧‧線圈絕緣部

31‧‧‧相間絕緣部

40、400、4000‧‧‧結線構件

41‧‧‧插口

42‧‧‧接觸件連接部

43‧‧‧連絡部

44‧‧‧基材

45‧‧‧結線導線

55‧‧‧動子

60‧‧‧端子安裝部

61‧‧‧移動抑制部(固定部、爪)

62‧‧‧繞線連接部

63‧‧‧接觸件

64‧‧‧連結部

65‧‧‧直立部

69‧‧‧端子

100、1000‧‧‧電樞

250‧‧‧密閉型壓縮機

圖1為實施例1之線性馬達的立體圖

圖2為實施例1之電樞的立體圖

圖3為實施例1之電樞的分解圖

圖4為實施例1之線圈絕緣部及端子安裝部的立體圖

圖5為實施例1之結線構件的前視圖

圖6為將實施例1之結線構件安裝於線性馬達之情況的立體圖

圖7為實施例2之電樞的立體圖

圖8為實施例2之電樞的分解圖

圖9為實施例2之端子安裝部的立體圖

圖10為實施例3之線性馬達的立體圖

圖11為實施例4之線性馬達的立體圖

圖12為實施例5之密閉型壓縮機的側視剖面圖

以下，參照附記的圖式來對本發明的實施例進行詳細說明。對於相同的構成要件標記相同的符號，且，不重複相同的說明。

為了進行說明，使用互相正交的上下方向、左右方向、前後方向之用語。重力方向可並不一定要平行於上下方向，可與上下方向、左右方向、前後方向或該等以外的方向平行。

本發明之各種的構成要件，並不一定要各自獨立存在，可容許複數個構成要件作為單個構件來形成、使一個構成要件以複數個構件來形成、或是使構成要件成為其他構成要件的一部分、或是使構成要件的一部分與其他構成要件的一部分重複等。

[實施例1]

使下方向作為朝向重力方向之下游側者來進行說明。電樞100，除了本實施例中所示例的線性馬達1以外，例如只要使用相同構成要件，將前後方向取代為周方向、將左右方向取代為軸方向、將上下方向取代為徑方向，並將動子55取代成於周方向旋轉之在軸方向觀看大致圓形的轉子的話，亦可適用於旋轉式馬達。

〔線性馬達1〕

圖1為線性馬達1的立體圖。線性馬達1，具有並排於前後方向之1個或2個以上的電樞100、以及動子55。在2個電樞100之間，有著非磁性體的間隔件14或磁性體15。至於要在各自的電樞100之間設置間隔件14還是磁性體15，係可因應用途而與公知的線性馬達相同。以下，如圖1所示例般，將於前後方向交纏並排的電樞100、間隔件14及磁性體15總稱為定子。

可設置用來將定子的構成要件亦即電樞100、間隔件14、磁性體15個別予以定位的定子定位部(未圖示)。作為定子定位部，例如，可採用在並排於前後方向的電樞100、間隔件14、磁性體15各自的前後方向設置孔16，且可插通於該孔16的螺栓等之插通部。藉此，可事先將構成定子之各自的構件予以容易地固定，故即使後述的結線構件40不在手邊亦容易固定電樞100彼此的間隔。

且，對於各自的電樞100，亦可透過動子55於上下方向與其他電樞100相對向。此情況時，相對向的2個電樞100，可以動子55為中心，配置成大致對稱於上下方向。

動子55，係具有1個或2個以上之平板形狀的永久磁鐵5。永久磁鐵5係分別於上下方向磁化，且例如，並排成使磁化方向互相相反。

〔電樞100〕

圖2為電樞100的立體圖，圖3為電樞100的分解圖。電樞100係具有：芯件10、繞線20、線圈絕緣部30、端子安裝部60。

〔芯件10〕

芯件10係磁性體，其具有：磁極齒11、背部12、以及2個鐵心13。

磁極齒11的端面可大致垂直於上下方向，且相對於動子55透過空隙而對向。

背部12係芯件10的端面，其夾著磁極齒11而位在與動子55相反側的位置。

鐵心13係位在環狀之繞線20之環的外側。本實施例中，鐵心13係相對於磁極齒11分別位在左右方向的外側，且朝上下方向延伸。鐵心13的端部，係比磁極齒11的端面還要朝上下方向突出。因此，在將1個電樞100配 置在上下方向之際，係使鐵心13各自接觸於例如地面，藉此可確保配置動子55的空隙。且，在使2個電樞100於上下方向對向之際，藉由使2個電樞100的鐵心13各自接觸而可進行對位。

可將1個電樞100所具有的2個鐵心13之一方設為凸部，並使另一方具有可與凸部嵌合的凹部。在組合2個電樞100的鐵心13之際，藉由嵌合凸部與凹部，而能夠容易進行於上下對向之2個電樞100的對位。

繞線20，係將導線形成為環狀者，係將磁極齒11及後述的線圈絕緣部30設於環的內側進行卷繞者。環係大致垂直於上下方向。繞線20，係將導線複數次卷繞成環狀者，並使環積層於上下方向。繞線20的端部(一端21、另一端22)，係朝向繞線20之環的外側延伸。本實施例中，一端21與另一端22均位在繞線20之上下方向的背部12側，且，在繞線20之左右方向的同一側被拉出而延伸。亦即，一端21及另一端22，係在同一面側被拉出。

藉由使繞線20的端部位在上下方向的背部12側，在於後述之結線構件40電性連接一端21及另一端22之際，可容易地在結線構件40之端面的附近設置一端21及另一端22。且，藉由使一端21及另一端22在左右方向的同一側延伸，而可將一端21及另一端22設在同一面側。亦即，可藉由設置一個後述的結線構件40來進行複數個繞線20的連接。將一端21及另一端22往左右方 向拉出，並使電樞100、間隔件14及磁性體15並排於前後方向之後予以固定，藉此可使各一端21及另一端22的定位變得容易。

一端21及另一端22，亦可設置成位在繞線20的對角線上。例如，亦可將一端21設在右前上側、並將另一端22設在左後下側。如此一來，在芯件10設有凸部及凹部的情況，可將電樞100的構造予以上下反轉來成為對稱。亦即，不管是將電樞100作為定子的上側構件還是下側構件，均可作為繞線20之卷繞方向相同的構件來使用。亦即，可有效地進行電樞100的模組化。

〔線圈絕緣部30及端子安裝部60〕

圖4為線圈絕緣部30及端子安裝部60的立體圖。

線圈絕緣部30係安裝在磁極齒11周圍，且，於上下方向的單側或兩側具有開口。亦即，線圈絕緣部30係包圍磁極齒11之前後方向及左右方向的周圍，且位在磁極齒11與繞線20之間。藉由線圈絕緣部30，可抑制繞線20接觸於磁極齒11而短路。且，若將線圈絕緣部30與端子安裝部60形成一體的話，可提昇兩者對芯件10的安裝性。

端子安裝部60，係具有：於左右方向分開的2個固定部61、相對於固定部61於上下方向延伸的直立部65、透過直立部65連結2個固定部61的連結部64、以及端子69。端子安裝部60，係將並排於前後方向的2 個，固定於1個線圈絕緣部30來成為一組。

將所拉出之繞線20的一端21或另一端22事先安裝於端子69，藉此各自的電樞100，即使是在結線構件40不在手邊的狀態亦可事先定位繞線20的端部，可提高對結線構件40的安裝作業性。

端子69係對端子安裝部60安裝自如。藉此，可對端子69提高繞線20之端部的安裝作業性。

移動抑制部之一例的固定部61，係可抑制端子安裝部60從芯件10脫落等之對於芯件10的相對移動。固定部61，係被安裝在芯件10背部12或鄰接於芯件10前後方向的間隔件14或是磁性體15，藉此抑制芯件10與端子安裝部60的相對移動。本實施例的固定部61，係接觸間隔件14或是磁性體15而藉由摩擦來抑制相對移動。更具體來說，例如可採用藉由爪來卡止的構造。作為固定部61，若採用以摩擦力等來卡止於端子安裝部60的構造時，端子安裝部60係可對芯件10往上下方向的一方側或前後方向移動。因此，即使芯件10振動亦不會使繞線20所卷繞的線圈絕緣部30脫落、落下，可抑制與動子55的接觸所致之破損。

且，亦可在芯件10或間隔件14或是磁性體15的左右方向端面設置凹部，並將固定部61卡止於該凹部。

且，將線圈絕緣部30固定或一體形成於端子安裝部60，藉此可有效地抑制線圈絕緣部30的脫落。本實施例中，係將線圈絕緣部30與端子安裝部60形成為一 體。

於左右方向延伸的連結部64，係在上下方向之磁極齒11的端面與動子55之間通過。只要將線圈絕緣部30之上下方向的端部固定於連結部64，便可容易地進行線圈絕緣部30及端子安裝部60的安裝。

端子69係具有導電性的繞線連接部62及接觸件63。端子69，係安裝自如地位在直立部65的左右方向外側，該直立部65，係位在鐵心13的前後方向。藉由設在直立部65的左右方向外側，可容易將端子69安裝於後述的結線構件40。且，藉由使直立部65位在鐵心13的前後方向，可有效利用空間而抑制電樞100的左右方向尺寸。

繞線連接部62，係藉由夾持或插通繞線20的端部附近等來進行固定，藉此可定位繞線20的端部。藉由將繞線20安裝於繞線連接部62，可抑制繞線20往電樞100的遠方撓曲。且，藉由將繞線20安裝於繞線連接部62，可容易地對接觸件63進行繞線20的安裝作業。

接觸件63係具有可插通於後述插口41的面。藉由將該面形成為例如大致垂直於前後方向，可較容許對於上下方向的位置偏移。藉由接觸件63，如後述般，可容易進行繞線20對接觸件連接部42的電性連接或解除連接。亦可將繞線20卷繞於接觸件63的面，亦可在該面設置可固定繞線20的構成要件，例如可插入繞線20的孔。且，接觸件63，係位在比繞線20還靠左右方向外 側的位置。藉此，可抑制結線構件40與繞線20的接觸。

如上述般，事先針對定子之各自的電樞100，將繞線20的端部各自安裝於接觸件63，藉此可進行端部的定位，可提高對結線構件40的安裝作業性。且，電樞100彼此之前後方向的間隔，亦即接觸件63之前後方向的間隔，係可藉由例如變更間隔件14或磁性體15的前後方向長度而容易地調整。同樣地，可藉由定子定位部來抑制電樞100彼此之前後方向的間隔偏差。

且，由於透過芯件在繞線20的相反側分別設置端子69，故容易進行對結線構件40的安裝。且，若將各自的端子69設在同一面時，能夠以少數的結線構件40來進行各自之繞線20的連接。

〔結線構件40〕

圖5(a)為結線構件40的前視圖、圖5(b)為將結線構件40之一部分擴大的圖。結線構件40，係具有：插口41、接觸件連接部42、連絡部43、例如平板形狀的基材44、以及結線導線45。結線構件40，係可安裝在電樞100的外側，例如電樞100的左右方向外側。本實施例中，係使長邊大致平行於前後方向，使短邊大致平行於上下方向，而在電樞100之左右方向的一方側設置基材44。且，接觸件連接部42、連絡部43及結線導線45，係可預先設在基材44。接觸件連接部42與連絡部43，係透過結線導線45而電性連接。

〔插口41、接觸件連接部42〕

插口41，係沿著平行於接觸件63之面的方向(上下方向)具有空隙，使接觸件63插通於該空隙，而從設置有結線導線45之基材44的面使接觸件63突出。突出的接觸件63或安裝於接觸件63的繞線20，係接觸於與結線導線45電性連接的接觸件連接部42。端子69，尤其是接觸件63，可成為導電性，藉此使所安裝的繞線20與結線導線45電性連接。亦可將結線構件40構成為：使插口41成為導電性，並使插口41與接觸件連接部42接觸。

使插口41的空隙方向與接觸件63的面相同，成為大致平行於上下方向，藉此可容許端子69之位置的公差、或2個電樞100於上下方向對向時之電樞100在上下方向之空隙長度的公差。

插口41，係位在基材44之前視的端面附近。本實施例中，插口41係位在端面中的長邊附近。且，複數個插口41，係沿著基材44的長邊並排。將繞線20的一端21或另一端22從上下方向的背部12側拉出，並將插口41設在端面附近，藉此可將基材44之中央側之區域的廣範圍，作為結線導線45的配線空間。

藉由將接觸件63安裝於插口41，可容易導引或定位繞線20。藉此，可容易地將繞線20與配設在插口41附近的接觸件連接部42電性連接。接觸件連接部42，係可相對於插口41設置在基材44的中央側附近，亦即上下方 向附近。且，不但可提高連接作業性，還可容易地進行結線構件40的交換作業。

例如，構成定子之各自的電樞100，係以上述的定子定位部來定位，且，繞線20的端部係安裝於接觸件63，故可進行繞線20各自之端部的定位。藉此，將設在結線構件40之複數個插口41的位置關係，配合繞線20之各自端部的間隔來設計，而能夠事先製作各種種類的結線構件40。亦即，可藉由結線構件40的交換，來容易地進行繞線20之連接關係的變更。

插口41的一部分或全部，亦可使上下方向的一方側打開，讓接觸件63突出。藉此，即使是接觸件63因公差等而例如於上下方向位置偏移，亦可容易地安裝於插口41。且，插口41的一部分或全部，亦可關閉上側。如此一來，可藉由接觸件63來支撐基材44。

〔連絡部43〕

連絡部43，係位在基材44的短邊附近。於連絡部43，可配設有後述的連絡導線50。連絡導線50，例如可電性連接於未圖示的電源、其他基材44或線性馬達1。

〔結線導線45〕

結線導線45，係電性連接於接觸件連接部42或連絡部43的2個或3個以上。為了使繞線20或連絡導線50電性連接於接觸件連接部42或連絡部43，因應繞線20 或連絡導線50的結線設計來將結線導線45配設在基材44，藉此可由結線構件40的安裝來容易地相互電性連接。且，只要交換成結線導線45之佈線不同的結線構件40的話，便可容易地變更電樞100彼此的結線關係。

且，基材44可採用印刷基板或有孔基板、板材、殼材等，可採用於電路基板的公知構成。結線導線45或連絡導線50係可採用蝕刻印刷銅配線或被覆銅線等可作為導線來採用之各種的公知構成。

〔安裝有結線構件40的馬達〕

圖6為將結線構件40安裝於線性馬達1的左右方向側之情況的立體圖。插口41，係設在電樞100側的面(與圖6所示之結線構件40之面相反側的面)。於連絡部43，例如可設置未圖示的電源、或與其他定子電性連接的連絡導線50。藉此，即使是欲使用比1個結線構件40可結線之電樞100的個數還要多的電樞100來製作線性馬達1等的要求亦可容易地對應。

[實施例2]

針對實施例2進行說明。實施例2的構造除了以下幾點，係與實施例1相同。

圖7為電樞1000的立體圖，圖8為電樞1000的分解圖，圖9為端子安裝部60的立體圖。

本實施例的線圈絕緣部30，係與端子安裝部 60為各別構成。藉此，容易使線圈絕緣部30變薄或變厚，例如可為設在磁極齒11周圍的絕緣紙。且，容易將端子安裝部60往前後方向移動，容易調整位置。

端子安裝部60，係位在繞線20的前後方向外側，具有往左右方向延伸之絕緣性的連結部64。該連結部64係發揮所謂相間絕緣材的功能，藉此，可提高繞線20之前後方向的絕緣性，在將電樞1000並排於前後方向之際，可抑制各自之電樞1000所具有的繞線20之接觸所導致的短路。因此，可提高繞線20的卷繞數或槽滿率。且，端子安裝部60係朝上下方向開口。

[實施例3]

針對實施例3進行說明。實施例3除了以下幾點，係與實施例1或2相同。圖10為將複數個定子並排於上下方向之線性馬達2的立體圖。

本實施例的定子係於上下方向並排複數個。結線構件400，可將至少2個定子各自所屬的電樞100彼此電性連接。亦即，實施例1所示例的結線構件40，係將1個定子所屬之並排於前後方向的電樞100、或以動子55為中心且於上下方向大致對稱設置的電樞100，予以電性連接。本實施例的結線構件400，係可將並排於上下方向且互相屬於不同定子的電樞100彼此予以電性連接。藉此，可容易地將與各自之定子對應的動子55同步驅動。

[實施例4]

針對實施例4進行說明。實施例4除了以下幾點，係與實施例1至3相同。圖11為僅在動子55的上方向設置有定子之線性馬達3的立體圖。

本實施例的定子係在動子55的上方向並排複數個電樞100，為單側磁通線性馬達。結線構件4000，可將並排於前後方向的電樞100彼此予以電性連接。亦即，實施例1所示例的結線構件40，係將1個定子所屬之並排於前後方向的電樞100、或以動子55為中心且於上下方向大致對稱設置的電樞100，予以電性連接。本實施例的結線構件4000，係可將於前後方向並排成一列之單側磁通線性馬達的電樞100彼此予以電性連接。

[實施例5]

針對實施例5進行說明。實施例5為關於搭載線性馬達之機器之一例的壓縮機。圖12為密閉型壓縮機250的側視剖面圖。密閉型壓縮機250，係具有作為電機元件230的線性馬達1。

密閉型壓縮機250，係使壓縮要件220與電機元件230配置在密閉容器203內的往復式壓縮機。壓縮要件220及電機元件230係藉由支撐彈簧249被彈性支撐在密閉容器203內。

壓縮要件220係具備：具有使活塞204往復移動之汽缸201a的汽缸體201、組裝於汽缸體201端面 的汽缸頭216、以及形成吐出室空間的頭罩217。供給至汽缸201a內的作動流體係藉由活塞204的往復移動而被壓縮，被壓縮的作動流體，係被送往與密閉型壓縮機250外部連通的吐出管。

線性馬達1，可具有例如3的倍數之個數例如12個電樞。藉此，可進行3相驅動。於同相的電樞100之間插入有磁性體15，於異相的電樞100之間插入有非磁性體的間隔件14。

相互同相的電樞100，可透過相互電性連接的結線導線45來電性連接。本實施例中為了成為3相驅動，係將結線導線45配設成對4個一組之電樞100流動同相的電流。

動子55係與彈性體的一例亦即共振彈簧223連結。驅動電機元件230使動子55以特定的頻率往復運動時，會藉由共振彈簧223之復原力的作用產生共振現象。在共振頻率附近驅動電機元件230時，可以較少的消費電力來驅動密閉型壓縮機250。

於動子55的前後方向兩端安裝有活塞204。因此，可將汽缸201a內之作動流體壓縮時的反作用作為復原力，來利用於動子55的往復運動。且，在磁極11與永久磁鐵5之間作用有電磁力，故動子55會受到朝向磁極齒11側之上下方向的力。動子55係以插入有各活塞之汽缸201a的中心軸被固定，故動子55係被兩端支撐。因此，可抑制與磁極齒11的接觸。

藉由使用上述的電樞100或結線構件40，可因應壓縮機等之機器的使用者所期望的輸出或大小來容易地進行設計。

10‧‧‧芯件

13‧‧‧鐵心

14‧‧‧間隔件

15‧‧‧磁性體

20‧‧‧繞線

60‧‧‧端子安裝部

61‧‧‧移動抑制部(固定部、爪)

100‧‧‧電樞

Claims (8)

1. 一種馬達，其特徵為具備：定子，係使具有環狀之繞線的複數個電樞並排於前後方向而被固定；以及複數個端子安裝部，其具備：安裝於該定子且抑制對該定子之相對移動的移動抑制部、以及安裝有前述繞線的一端或另一端的導電性之接觸件，前述定子，係在前述電樞的前後方向之間具有磁性體及/或非磁性體的間隔件，前述端子安裝部的一部分或全部，係具備：2個前述移動抑制部、將2個該移動抑制部各自具備於一端的直立部、以及連接該直立部之另一端彼此之絕緣性的連結部，前述移動抑制部，係具有卡止於前述背部、前述磁性體或前述間隔件的固定部，前述連結部，係位在於前後方向鄰接的2個前述繞線之間。
2. 一種馬達，其特徵為具備：定子，係使具有環狀之繞線的複數個電樞並排於前後方向而被固定；以及複數個端子安裝部，其具備：安裝於該定子且抑制對該定子之相對移動的移動抑制部、以及安裝有前述繞線的一端或另一端的導電性之接觸件，前述定子，係在前述電樞的前後方向之間具有磁性體及/或非磁性體的間隔件，前述端子安裝部的一部分或全部， 係具備：2個前述移動抑制部、將2個該移動抑制部各自具備於一端的直立部、以及連接該直立部之另一端彼此之絕緣性的連結部，且具備設在前述繞線及前述磁極齒之間的線圈絕緣部，該線圈絕緣部與該端子安裝部成為一體。
3. 一種馬達，其特徵為具備：定子，係使具有環狀之繞線的複數個電樞並排於前後方向而被固定；以及複數個端子安裝部，其具備：安裝於該定子且抑制對該定子之相對移動的移動抑制部、以及安裝有前述繞線的一端或另一端的導電性之接觸件，前述定子所含之前述電樞的一部分或全部，其前述環大致垂直於上下方向，且具備芯件，該芯件具有：在前述環之內側所設置之磁性體的磁極齒、以及設在該磁極齒之上下方向的背部，前述繞線的一端或另一端分別安裝於位在前述環之外側的前述接觸件，前述電樞的一部分或全部，其前述芯件係具有：於上下方向延伸且具有凸部的鐵心、以及具有可與該凸部嵌合之凹部的其他鐵心，前述繞線的一端及另一端，係互相在大致對角的位置被拉出。
4. 一種馬達，其特徵為具備：定子，係使具有環狀之繞線的複數個電樞並排於前後方向而被固定； 複數個端子安裝部，其具備：安裝於該定子且抑制對該定子之相對移動的移動抑制部、以及安裝有前述繞線的一端或另一端的導電性之接觸件：以及結線構件，該結線構件具備：基材、設在該基材且可安裝前述接觸件的複數個插口、以及將插入該插口之前述接觸件彼此予以電性連接的結線導線。
5. 如請求項4所述之馬達，其中，前述接觸件的一部分或全部，係具有大致垂直於前後方向的面，前述插口的一部分或全部，係具有沿著上下方向的空隙。
6. 如請求項4所述之馬達，其中，前述插口的一部分或全部，係位在前述基材之前視的端面附近，在前述基材的中央側區域配設前述結線導線。
7. 如請求項1、2、4、5、6中任一項所述之馬達，其中，前述定子所含之前述電樞的一部分或全部，其前述環大致垂直於上下方向，且具備芯件，該芯件具有：在前述環之內側所設置之磁性體的磁極齒、以及設在該磁極齒之上下方向的背部，前述繞線的一端或另一端分別安裝於位在前述環之外側的前述接觸件。
8. 如請求項1~6中任一項所述之馬達，其中，前述電樞的一部分或全部，其前述繞線的一端及另一端，在同一面側被拉出。