TWI723608B - 薄型雙極式對相線性步進馬達 - Google Patents
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Abstract
本發明係提供一種薄型雙極式對相線性步進馬達，包括二一次側及一二次側，其中各該一次側彼此相對，該二次側設於各該一次側之間，各該一次側之第一永磁體彼此形成異極相對，各該一次側之第二永磁體彼此形成異極相對，據使各該一次側形成磁場回路與一第三方向正交。
藉由各該第一永磁體彼此異極相對，各該第二永磁體彼此異極相對，該磁場回路不會在該二次側沿著該第一方向形成磁力流動，該二次側厚度得以薄型化。
Description
本發明係涉及一種線性驅動裝置；特別是指一種薄型雙極式對相線性步進馬達之創新結構型態揭示者。
線性步進馬達主要由一一次側及一二次側構成，其中該一次側具有繞設於定位架之線圈繞組，該二次側設有永磁體，且該定位架與該二次側緊鄰，該定位架及該二次側分別設有數個凸齒彼此相對，電流通過該線圈繞組時產生磁場，使得該一次側與該二次側之間的凸齒相互吸引或排斥，藉此產生推力，使該一次側與該二次側相對位移。
習知一種雙極式對相線性步進馬達，其主要是將兩個前述線性步進馬達對相結合，藉此得到兩倍的推力。
查，該習知雙極式對相線性步進馬達於實際應用經驗中發現仍舊存在下述問題與缺弊：習知雙極式對相線性步進馬達是將兩組既有線性步進馬達之二次側彼此背向併列結合，各既有線性步進馬達的磁場作用並未改變，受到磁場飽和因素的限制，為了避免發生磁場擠壓而導致推力產生劇烈變化，致使一次側與二次側相對移動時發生震動現象，使得該習知雙極式對相線性步進馬達的整體體積也等於習知步進馬達的兩倍，並無法更形縮減。
是以，針對上述習知雙極式對相線性步進馬達技術所存在之問題點，如何研發出一種能夠更具理想實用性之創新構造，實有待相關業界再加以思索突破之目標及方向者；有鑑於此，發明人本於多年從事相關產品之製造開發與設計經驗，針對上述之目標，詳加設計與審慎評估後，終得一確具實用性之本發明。
本發明之主要目的，係在提供一種薄型雙極式對相線性步進馬達，其所欲解決之技術問題，係針對如何研發出一種更具理想實用性之整體薄型化的新式薄型雙極式對相線性步進馬達為目標加以思索創新突破。
基於前述目的，本發明解決問題之技術特點，主要在於該薄型雙極式對相線性步進馬達，包括二一次側及可導磁材料構成的一二次側，其中各該一次側彼此相對，該二次側設於各該一次側之間，且各該一次側分別與該二次側相對且緊鄰，各該一次側與該二次側相對位移的方向定義為第一方向，定義一第二方向與該第一方向正交，且各該一次側沿該第二方向配置，定義一第三方向分別與該第一方向及該第二方向正交；
該一次側主要由一第一磁場單元及一第二磁場單元於該第一方向鄰近所構成，且各該一次側之該第一磁場單元隔著該二次側於該第二方向上彼此相對，各該一次側之該第二磁場單元隔著該二次側於該第二方向上彼此相對；
該第一磁場單元包括一第一激磁組件及一第一永磁體，其中該第一激磁組件主要由一線圈繞組繞設於側向相鄰的二定位架所構成，各該定位架分別由矽鋼構成，該第一永磁體夾設於各該定位架之間，各該定位架及該第一永磁體沿著該第一方向配置，且該第一永磁體於面向該第一方向的兩側極性相異；
該第二磁場單元包括一第二激磁組件及一第二永磁體，其中該第二激磁組件主要由一線圈繞組繞設於側向相鄰的二定位架所構成，各該定位架分別由矽鋼構成，該第二永磁體夾設於各該定位架之間，各該定位架及該第二永磁體沿著該第一方向配置，且該第二永磁體於面向該第一方向的兩側極性相異；
該一次側之該第一永磁體與沿著該第一方向相對之該第二永磁體形成同極相對；
沿著該第二方向配置之各該第一永磁體彼此形成異極相對，沿著該第二方向配置之各該第二永磁體彼此形成異極相對；
各該一次側形成磁場回路與該第三方向正交。
本發明之主要效果與優點，係能夠藉由各該第一永磁體彼此異極相對，各該第二永磁體彼此異極相對，使得該磁場回路不會在該二次側沿著該第一方向形成磁力流動，也就不會造成該二次側磁飽和，該二次側厚度得以薄型化。
請參閱第1、2、3、4圖所示，係本發明薄型雙極式對相線性步進馬達之較佳實施例，惟此等實施例僅供說明之用，在專利申請上並不受此結構之限制。
所述較佳實施例，包括二一次側10及可導磁材料構成的一二次側20，其中各該一次側10彼此相對，該二次側20設於各該一次側10之間，且各該一次側10分別與該二次側20相對且緊鄰，各該一次側10與該二次側20相對位移的方向定義為第一方向X，定義一第二方向Z與該第一方向X正交，且各該一次側10沿該第二方向Z配置，定義一第三方向Y分別與該第一方向X及該第二方向Z正交。
該一次側10主要由一第一磁場單元11及一第二磁場單元12於該第一方向X鄰近所構成，且各該一次側10之該第一磁場單元11隔著該二次側20於該第二方向Z上彼此相對，各該一次側10之該第二磁場單元12隔著該二次側20於該第二方向Z上彼此相對。
該第一磁場單元11包括一第一激磁組件13及一第一永磁體14，其中該第一激磁組件13主要由一線圈繞組131繞設於側向相鄰的二定位架132所構成，各該定位架132分別由矽鋼構成，該第一永磁體14夾設於各該定位架132之間，各該定位架132及該第一永磁體14沿著該第一方向X配置，且該第一永磁體14於面向該第一方向X的兩側極性相異。
該第二磁場單元12包括一第二激磁組件15及一第二永磁體16，其中該第二激磁組件15主要由一線圈繞組151繞設於側向相鄰的二定位架152所構成，各該定位架152分別由矽鋼構成，該第二永磁體16夾設於各該定位架152之間，各該定位架152及該第二永磁體16沿著該第一方向X配置，且該第二永磁體16於面向該第一方向X的兩側極性相異。
該一次側10之該第一永磁體14與沿著該第一方向X相對之該第二永磁體16形成同極相對，沿著該第二方向Z配置之各該第一永磁體14彼此形成異極相對，沿著該第二方向Z配置之各該第二永磁體16彼此形成異極相對。
藉由上述結構組成型態與技術特徵，本發明薄型雙極式對相線性步進馬達，請配合第1圖及第3圖所示，當電流通過各該一次側10之該第一激磁組件13的該線圈繞組131時，各該線圈繞組131形成的磁場路徑與各該第一永磁體14形成的磁場路徑合成後形成磁場回路32，且該磁場回路32與該第三方向Y正交，由於各該第一永磁體14彼此形成異極相對，使得該磁場回路32沿著該第二方向Z通過該二次側20，而可與各該一次側10之該定位架132形成一完整耦合循環迴路，該二次側20不會產生磁飽和現象。
請配合第1圖及第4圖所示，當電流通過各該一次側10之該第二激磁組件15的該線圈繞組151時，各該線圈繞組151形成的磁場路徑與各該第二永磁體16形成的磁場路徑合成後形成磁場回路34，且該磁場回路34與該第三方向Y正交，由於各該第二永磁體16彼此形成異極相對，使得該磁場回路34沿著該第二方向Z通過該二次側20，而可與各該一次側10之該定位架152形成一完整耦合循環迴路，同樣地，該二次側20不會產生磁飽和現象。
由於該磁場回路32、34與該第三方向Y正交，且該磁場回路32、34沿著該第二方向Z通過該二次側20，使得該磁場回路32、34不會在該二次側20沿著該第一方向X形成磁力流動，也就不會造成該二次側20產生磁飽和問題，該二次側20沿著該第二方向Z的厚度即可不受到磁場飽和因素的限制，而可大幅地縮減，相較於習知雙極式對相線性步進馬達，設若習知雙極式對相線性步進馬達之二次側的厚度為TP2，一次側之定位架厚度為TP1，則TP2≧1.2 TP1，如此才能夠避免磁飽和現象產生磁場擠壓的問題，本發明利用各該第一永磁體14彼此異極相對，各該第二永磁體16彼此異極相對，克服了該二次側20厚度受到磁飽和因素的限制，設若該二次側20厚度為T2，各該一次側10之該定位架132、152厚度分別為T1，則T2可小於1.2 T1，並保有兩倍動力輸出的特性，又不會產生磁場擠壓現象，推力不會產生劇烈變化，整體具有薄型化優勢。
進一步而言，由於該磁場回路32、34與該第三方向Y正交，使得本發明於沿著該第三方向Y的尺寸可視需要縮減，而不會對該磁場回路32、34造成不利影響，據此使得整體在該第三方向Y上易於窄型化，有利於降低整體體積。
再者，本例中，該一次側10於各該定位架132、152分別形成第一磁極面17與該二次側20相對，各該定位架132、152分別於該第一磁極面17形成數個第一凸齒174，數個第一齒溝172分別形成於相鄰之各該第一凸齒174之間，各該第一凸齒174鄰向該二次側20的表面構成該第一磁極面17。
該二次側20形成第二磁極面22與各該第一磁極面17相對，該第二磁極面22凹陷數個第二齒溝222，據使數個第二凸齒224分別形成於各該第二齒溝222之間，各該第二凸齒224鄰向各該一次側10的表面構成該第二磁極面22。
１０:一次側
１１:第一磁場單元
１２:第二磁場單元
１３:第一激磁組件
１３１:線圈繞組
１３２:定位架
１４:第一永磁體
１５:第二激磁組件
１５１:線圈繞組
１５２:定位架
１６:第二永磁體
１７:第一磁極面
１７２:第一齒溝
１７４:第一凸齒
２０:二次側
２２:第二磁極面
２２２:第二齒溝
２２４:第二凸齒
３２:磁場回路
３４:磁場回路
Ｘ:第一方向
Ｙ:第三方向
Ｚ:第二方向
第1圖係本發明較佳實施例之立體圖。
第2圖係本發明較佳實施例之剖視示意圖。
第3圖係本發明較佳實施例之磁通流線示意圖（一）。
第4圖係本發明較佳實施例之磁通流線示意圖（二）。
10:一次側
11:第一磁場單元
12:第二磁場單元
13:第一激磁組件
131:線圈繞組
132:定位架
14:第一永磁體
15:第二激磁組件
151:線圈繞組
152:定位架
16:第二永磁體
17:第一磁極面
172:第一齒溝
174:第一凸齒
20:二次側
22:第二磁極面
222:第二齒溝
224:第二凸齒
X:第一方向
Y:第三方向
Z:第二方向
Claims (2)
- 一種薄型雙極式對相線性步進馬達，包括：二一次側及可導磁材料構成的一二次側，其中各該一次側彼此相對，該二次側設於各該一次側之間，且各該一次側分別與該二次側相對且緊鄰，各該一次側與該二次側相對位移的方向定義為第一方向，定義一第二方向與該第一方向正交，且各該一次側沿該第二方向配置，定義一第三方向分別與該第一方向及該第二方向正交； 該一次側主要由一第一磁場單元及一第二磁場單元於該第一方向鄰近所構成，且各該一次側之該第一磁場單元隔著該二次側於該第二方向上彼此相對，各該一次側之該第二磁場單元隔著該二次側於該第二方向上彼此相對； 該第一磁場單元包括一第一激磁組件及一第一永磁體，其中該第一激磁組件主要由一線圈繞組繞設於側向相鄰的二定位架所構成，各該定位架分別由矽鋼構成，該第一永磁體夾設於各該定位架之間，各該定位架及該第一永磁體沿著該第一方向配置，且該第一永磁體於面向該第一方向的兩側極性相異； 該第二磁場單元包括一第二激磁組件及一第二永磁體，其中該第二激磁組件主要由一線圈繞組繞設於側向相鄰的二定位架所構成，各該定位架分別由矽鋼構成，該第二永磁體夾設於各該定位架之間，各該定位架及該第二永磁體沿著該第一方向配置，且該第二永磁體於面向該第一方向的兩側極性相異； 該一次側之該第一永磁體與沿著該第一方向相對之該第二永磁體形成同極相對； 沿著該第二方向配置之各該第一永磁體彼此形成異極相對，沿著該第二方向配置之各該第二永磁體彼此形成異極相對； 各該一次側形成磁場回路與該第三方向正交。
- 如申請專利範圍第1項所述之薄型雙極式對相線性步進馬達，其中各該定位架分別形成第一磁極面與該二次側相對，各該定位架分別於該第一磁極面形成數個第一凸齒，數個第一齒溝分別形成於相鄰之各該第一凸齒之間； 該二次側形成第二磁極面與各該第一磁極面相對，該第二磁極面凹陷數個第二齒溝，據使數個第二凸齒分別形成於各該第二齒溝之間。
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