專利名稱：直線同步電動機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可動元件相對于定子進行直線運動的直線同步電動機。
背景技術(shù)：
在日本特開2001-286122號公報公開了一種具有定子和相對于該定子 進行直線運動的可動元件的直線同步電動機?？蓜釉邆溲剌S線方向 往復移動的直動軸；包括固定于該直動軸的多個永久磁鐵的永久磁鐵列。 定子具備多個環(huán)狀繞組，其以包圍可動元件的周圍的方式將繞組導體巻 繞成環(huán)狀而形成；定子鐵心單元，其形成收容該多個環(huán)狀繞組的槽。定子 鐵心單元通過將多個定子鐵心分割體在軸線方向上組合而構(gòu)成。定子鐵心 分割體具有磁極部，其通過切削加工而形成，且與可動元件的永久磁鐵 列對置；磁軛構(gòu)成部分，其與其他的定子鐵心分割體組合而構(gòu)成磁連結(jié)多 個磁極部的磁軛。而且，在相鄰的兩個磁極部之間配置一個環(huán)狀繞組。:日本特開2001-286122號公報。
在現(xiàn)有的直線同步電動機中，存在定子的制造成本變高，且磁損耗變 大的問題。因此考慮有將多個定子鐵心分割體分別通過層疊磁性鋼板而形 成。然而，在將多個定子鐵心分割體分別通過磁性鋼板而形成的情況下， 存在用于磁連結(jié)多個定子鐵心分割體之間的磁軛的結(jié)構(gòu)變得復雜的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種直線同步電動機，其能夠抑制定子的制造 成本，且能夠減少磁損耗，進而能夠抑制鐵損。
除上述目的之外，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠簡單地形成磁軛的 結(jié)構(gòu)的直線同步電動機。
除上述目的之外，本發(fā)明的目的在于提供一種使向直線軸承注入潤滑 油變得容易的直線同步電動機，該直線軸承使可動元件相對于定子往復移動自如地對其進行支承。
除上述目的之外，本發(fā)明的目的在于提供一種直線同步電動機，該直 線同步電動機即使以直動軸沿上下方向往復移動的方式配置，也能夠防止 一個連結(jié)部件向定子鐵心單元側(cè)落下。
本發(fā)明作為對象的直線同步電動機具備可動元件，其具備沿軸線方 向往復移動的直動軸以及一個以上的具有安裝于該直動軸上的多個永久 磁鐵的永久磁鐵列；定子，其具備多個繞組和定子鐵心單元。需要說明的 是， 一個以上的永久磁鐵列可以直接安裝在直動軸，也可以經(jīng)由磁鐵安裝 部等間接地安裝在直動軸。多個繞組通過將繞組導體巻繞成環(huán)狀而形成。 而且多個繞組在軸線方向上空出規(guī)定的間隔而配置且以包圍直動軸的周 圍的方式配置。定子鐵心單元具有多個磁極部以及磁軛，所述多個磁極部 具有與可動元件的永久磁鐵列隔著規(guī)定的間隙對置的磁極面且以包圍直 動軸的周圍的方式與直動軸同心配置，所述磁軛磁連結(jié)多個磁極部。多個 磁極部在軸線方向上空出間隔而配置，以使相鄰的兩個磁極部之間形成配 置一個繞組的空間。
在本發(fā)明中，多個磁極部具備至少一個被連結(jié)部分。另外，多個磁極 部的主要部分或全部通過在軸線方向上層疊規(guī)定形狀的多片磁性鋼板而 構(gòu)成。而且多個磁極部以被連結(jié)部分沿直動軸排列而構(gòu)成至少一個被連結(jié) 部分列的方式配置。磁軛由至少一個磁軛結(jié)構(gòu)體構(gòu)成，所述磁軛結(jié)構(gòu)體由 導磁性材料成形，并機械且磁連結(jié)分別構(gòu)成至少一個被連結(jié)部分列的多個 被連結(jié)部分。
在更加具體的本發(fā)明的直線同步電動機中，多個磁極部具備至少一對 被連結(jié)部分。多個磁極部的主要部分或全部通過在軸線方向上層疊規(guī)定形 狀的多片磁性鋼板而構(gòu)成。多個磁極部以至少一對被連結(jié)部分沿直動軸排 列而構(gòu)成至少一對被連結(jié)部分列的方式配置。需要說明的是，這里所說的 "多個磁極部的主要部分"是指例如除位于直動軸的軸線方向的兩端部的 端部磁極部之外的多個中間磁極部等。磁軛由至少一對磁軛結(jié)構(gòu)體構(gòu)成， 所述磁軛結(jié)構(gòu)體由導磁性材料成形，并機械且磁連結(jié)分別構(gòu)成至少一對被 連結(jié)部分列的多個被連結(jié)部分。需要說明的是，這里所說的"導磁性材料" 是指能夠形成磁路的磁性材料。在本發(fā)明中，分別形成多個磁極部和磁軛，且層疊多片磁性鋼板而構(gòu) 成多個磁極部的主要部分或全部。因此，與現(xiàn)_有技術(shù)中對磁性材料實施切 削加工而形成全部的磁極部的情況相比，能夠降低定子的制造成本。另外， 能夠減少在定子鐵心單元內(nèi)產(chǎn)生的磁損耗以及鐵損。另外，即使層疊多片 磁性鋼板而構(gòu)成多個磁極部的主要部分或全部，也在多個磁極部上設(shè)置至 少一對被連結(jié)部分(具體而言，第一以及第二的一對被連結(jié)部分)，由與 該至少一對被連結(jié)部分連結(jié)的至少一對磁軛結(jié)構(gòu)體(具體而言，第一以及 第二的一對磁軛結(jié)構(gòu)體)構(gòu)成磁軛，因此能夠使磁連結(jié)多個磁極部的磁軛 的結(jié)構(gòu)變得簡單。另外，通過導磁性材料一體成形磁軛，由此也能夠抑制 磁損耗。
還有，在層疊磁性鋼板而分別構(gòu)成多個磁極部的主要部分的情況下， 作為位于軸線方向的兩端的兩個磁極部，也可以使用對導磁性的板材料實 施切削加工而形成的磁極部。而且能夠在位于軸線方向的兩端的兩個磁極 部利用例如螺旋夾固定磁軛結(jié)構(gòu)體。這樣能夠可靠地實現(xiàn)磁軛結(jié)構(gòu)體相對 于定子鐵心單元的機械固定。
優(yōu)選第一一對被連結(jié)部分列配置在以直動軸為中心機械角偏離了
180。的位置，第二一對被連結(jié)部分列配置在以直動軸為中心機械角偏離 1S0。且與第一一對被連結(jié)部分列機械角偏離了卯。的位置。而且，優(yōu)選第 一一對磁軛結(jié)構(gòu)體由一對磁性筒體構(gòu)成，所述一對磁性筒體連接分別構(gòu)成 第一一對被連結(jié)部分列的多個第一被連結(jié)部分。在這種情況下，在一對磁 性筒體的內(nèi)部分別配置直線軸承，在一對磁性筒體上經(jīng)由直線軸承可滑動 地嵌合一對導向軸，且將直動軸以及一對導向軸的各自的兩端部與一對連 結(jié)部件連結(jié)。需要說明的是，這里所說的"直線軸承"是指將軸體相對于 被支承部沿軸線方向往復移動地支承的直線導向件等軸承。由此，則不需 要在定子鐵心單元的兩端支承直動軸，從而能夠比現(xiàn)有技術(shù)縮短直線同步 電動機的軸線方向的長度。另外，在遠離直動軸的一對磁性筒體(一對磁 軛結(jié)構(gòu)體)上可滑動地支承可動元件的一對導向軸。因此，在遠離直動軸
的位置上，能夠?qū)⒖蓜釉鄬τ诙ㄗ涌赏鶑鸵苿拥刂С小Ｆ浣Y(jié)果，即使 將潤滑油注入支承可動元件的直線軸承，也不會產(chǎn)生潤滑油附著在磁極部 的磁極面周圍或直動軸周邊附近的部件的問題。另外，由于由連接多個第
7一被連結(jié)部分的一對磁性筒體支承一對導向軸，因此磁性筒體實現(xiàn)磁軛結(jié)構(gòu)體和支承導向軸的支承部件的雙方的功能。因此，在設(shè)置一對導向軸的情況下，能夠通過較少的部件構(gòu)成該支承結(jié)構(gòu)。
另外，第二一對磁軛結(jié)構(gòu)體能夠由分別在一片導磁性板上形成有多個嵌合槽的一對導磁性成形件構(gòu)成，所述多個嵌合槽嵌合有分別構(gòu)成第二一對被連結(jié)部分列的多個第二被連結(jié)部分。在這種情況下，在多個第二被連結(jié)部分分別與多個嵌合槽嵌合的狀態(tài)下， 一對導磁性成形件相對于定子鐵心單元機械連接即可。這樣，由于能夠通過導磁性成形件的多個嵌合槽的間距確定多個磁極部的間隔尺寸，因此通過適當?shù)卦O(shè)定多個嵌合槽的間距，能夠容易且準確地進行多個磁極部的定位。
優(yōu)選在一對連結(jié)部件的一個連結(jié)部件和定子鐵心單元之間配置彈簧機構(gòu)，所述彈簧機構(gòu)在一個連結(jié)部件接近定子鐵心單元時，蓄積使一個連結(jié)部件離開定子鐵心單元的方向的作用力。這樣，在以直動軸沿上下方向往復移動的方式配置直線同步電動機時，使一個連結(jié)部件位于上方，由此在彈簧機構(gòu)的作用下能夠防止一個連結(jié)部件向定子鐵心單元側(cè)落下。
直線軸承能夠通過在導向軸的軸線方向上分離配置的一對組合式直線軸承構(gòu)成。這樣，能夠?qū)蜉S通過在軸線方向上分離配置的一對組合式直線軸承穩(wěn)固地支承。


圖1是以局部剖開狀態(tài)表示本發(fā)明的一個實施方式的直線同步電動機的主視圖。
圖2是圖1所示的直線同步電動機的左側(cè)視圖。
圖3是圖1所示的直線同步電動機的右側(cè)視圖。
圖4是圖1所示的直線同步電動機的端部磁極部的俯視圖。
圖5是圖1所示的直線同步電動機的磁極部的俯視圖。
圖6 (A)以及(B)是在圖1所示的直線同步電動機中使用的導磁性
成形件的俯視圖以及仰視圖。
符號說明l-可動元件，3-定子，5-直動軸，7-永久磁鐵列，9-一對導
向軸，IIA、 11B-—對連結(jié)部件，27-螺旋彈簧(彈簧機構(gòu))，29-環(huán)狀繞組，31-定子鐵心單元，35-尾架，33、 37-端部磁極部，39-中間磁極部，41-一對磁性筒體，43-—對導磁性成形件，47、 51、 55、 59-第一一對被連結(jié)部分，57d-繞線管嵌合槽，61-第一一對被連結(jié)部分列，63-第二一對被連結(jié)部分列，65-直線軸承，65a-—對組合式直線軸承，43a、 43b、 43c-嵌合槽。
具體實施例方式
以下，對本發(fā)明的實施方式的一個實例詳細地進行說明。圖1~圖3是本發(fā)明的直線同步電動機的實施方式的一個實例的主視圖、左側(cè)視圖以及右側(cè)視圖。需要說明的是，圖1示出了以直動軸5的軸線為中心在90。的角度范圍剖開一部分的狀態(tài)。如圖1所示，本例的直線同步電動機具有可動元件1和定子3?？蓜釉?具有直動軸5、永久磁鐵列7、 一對導向軸9、 一對連結(jié)部件IIA、 IIB、被檢測用永久磁鐵73。直動軸5具有細長的圓筒形，且沿軸線方向往復移動。永久磁鐵列7與直動軸5的外周嵌合且由沿直動軸5的軸線方向排列的八個圓環(huán)狀的永久磁鐵15構(gòu)成。八個永久磁鐵15具有在直動軸5的徑向的外表面顯現(xiàn)N極而被磁化的四個圓環(huán)狀的永久磁鐵和顯現(xiàn)S極而被磁化的四個圓環(huán)狀的永久磁鐵。而且八個永久磁鐵以N極和S極在軸線方向交替排列的方式配置。在本例中，一個永久磁鐵15以圓弧狀的六個永久磁鐵片沿直動軸5的周向排列的方式配置。永久磁鐵片通過粘接劑固定在直動軸5。另外，在將熱收縮管覆蓋到安裝有八個永久磁鐵15的直動軸5的外側(cè)后，可以對熱收縮管加熱而使其熱收縮，從而將永久磁鐵15整體地包入。還有，永久磁鐵也可以如本例所示直接安裝在直動軸5的外周，也可以間接安裝。例如，也能夠在直動軸5的外周固定磁鐵安裝部，在該磁鐵安裝部固定永久磁鐵列(多個永久磁鐵)。
一對導向軸9具有細長的圓筒形。 一對導向軸9與直動軸5平行地延伸而配置，且通過一對連結(jié)部件IIA、 11B與直動軸5連接。 一對導向軸9分別通過配置在后述的一對磁性筒體41內(nèi)的直線軸承65可滑動地支承。對于一對導向軸9在一對磁性筒體41內(nèi)滑動的構(gòu)造，將在后述詳細地進行說明。
如圖3所示， 一對連結(jié)部件11A、 11B的一個連結(jié)部件11A—體具有中央部19和從中央部19向圖3的紙面的上下方向延伸且輪廓形狀為矩形的兩個延伸部21 。在中央部19利用4根螺釘13連結(jié)直動軸5的一個端部，在兩個延伸部21的端部21a利用螺釘17連結(jié)一對導向軸9的各自的一個端部。如圖2所示，另一個連結(jié)部件11B—體具有中央部23和從中央部23向圖2的紙面的上下方向延伸且輪廓形狀為矩形的兩個延伸部25。在中央部23利用4根螺釘13'連結(jié)直動軸5的另一個端部，在兩個延伸部25的端部25a利用螺釘17'連結(jié)一對導向軸9的各自的另一個端部。
如圖1所示，在一個連結(jié)部件11A的延伸部21的兩端部21a形成有與后述的定子鐵心單元31對置的對置面21b。而且，在一個連結(jié)部件11A的對置面21b和定子鐵心單元31之間分別配置有構(gòu)成彈簧機構(gòu)的一對螺旋彈簧27。 一對螺旋彈簧27在一個連結(jié)部件11A接近定子鐵心單元31時，蓄積使一個連結(jié)部件11A從定子鐵心單元31遠離的方向的作用力。因此，在以直動軸5沿上下方向往復移動的方式配置直線同步電動機的情況下，使一個連結(jié)部件IIA位于上方，由此通過螺旋彈簧27的作用力能夠防止一個連結(jié)部件11A向定子鐵心單元31側(cè)落下。
定子3具有六個環(huán)狀繞組29和定子鐵心單元31。六個環(huán)狀繞組29通過將繞組導體巻繞成環(huán)狀而形成，在直動軸5的軸線方向空出間隔而配置并以包圍直動軸5的周圍的方式配置。
定子鐵心單元31具有尾架35、 一對端部磁極部33以及37、五個中間磁極部39、 一對磁性筒體41和一對導磁性成形件43。在本例中，由一對端部磁極部33以及37和五個中間磁極部39構(gòu)成多個磁極部。如圖3所示， 一對端部磁極部33以及37的一個端部磁極部33具有輪廓為大致矩形狀的主體部45和位于圖3的紙面中主體部45的上下方向的第一一對被連結(jié)部分47，且對規(guī)定厚度的磁性鋼材實施切削加工而形成。如圖1所示，在主體部45的中央部形成有直動軸5貫通的貫通孔45a。另外，在圖3的紙面中主體部45的左右方向形成有凹部45b，所述凹處45b向與軸線方向和第一一對被連結(jié)部分47對置的方向正交的方向的外側(cè)開口，而構(gòu)成第二一對被連結(jié)部分。這樣，第一一對被連結(jié)部分47以直動軸5為中心對置，且第二一對被連結(jié)部分(凹部45b)也以直動軸5為中心對置。在本例中， 一個端部磁極部33構(gòu)成位于直動軸5的軸線方向的一個端部
10的磁極部。因此，如圖1所示，貫通孔45a的內(nèi)周壁面構(gòu)成磁極面45c。磁極面45c構(gòu)成為隨著從相鄰的中間磁極部39沿軸線方向遠離而與永久磁鐵列7之間的間隙尺寸變大。在第一一對被連結(jié)部分47的中央形成有一對導向軸9分別貫通的貫通孔47a。而且，在第一一對被連結(jié)部分47形成有與貫通孔47a同心地形成、且向尾架35側(cè)開口的環(huán)狀的凹部47b。在凹部47b分別嵌合一對磁性筒體41的一個端部。另外，如圖3所示，在端部磁極部33形成有多個環(huán)狀勵磁繞組的導線形成束而構(gòu)成的導線束30貫通的貫通孔48。另外在端部磁極部33的外表面固定有霍爾元件71。
如圖2所示，尾架35具有輪廓為大致矩形狀的主體部49和位于圖2的紙面中主體部49的上下方向的第一一對被連結(jié)部分51。尾架35通過對非磁性的鋁等實施切削加工而形成。如圖1所示，在主體部49的中央部形成有直動軸5貫通的貫通孔49a。因此，第一一對被連結(jié)部分51以直動軸5為中心對置。另外，如圖2所示，在主體部49的四角形成有安裝工具貫通孔49c。如圖1所示，在第一一對被連結(jié)部分51的中央形成有一對導向軸9分別貫通的貫通孔51a。而且，在第一一對被連結(jié)部分51分別形成有與貫通孔51a同心地形成、且向端部磁極部33側(cè)開口的環(huán)狀的凹部51b。在這些凹部51b嵌合一對磁性筒體41的各自的另一個端部。
如圖4所示，與尾架35鄰接的另一個端部磁極部37具有輪廓為矩形狀的主體部53和位于圖4的紙面中主體部53的上下方向的第一一對被連結(jié)部分55。端部磁極部37也與端部磁極部33相同，通過對磁性鋼材實施切削加工而形成。如圖1所示，在主體部53的中央部形成有直動軸5貫通的貫通孔53a。另外，在圖4的紙面中主體部53的左右方向形成有凹部53b，所述凹部53b向與軸線方向和第一一對被連結(jié)部分55對置的方向正交的方向的外側(cè)開口，而構(gòu)成第二一對被連結(jié)部分。這樣第一一對被連結(jié)部分55以直動軸5為中心對置，且第二的一對被連結(jié)部分(凹部53b)也以直動軸5為中心對置。在本例中，另一個端部磁極部37構(gòu)成位于另一個端部的磁極部。因此，如圖1所示，貫通孔53a的內(nèi)周壁面構(gòu)成磁極面53d。磁極面53d構(gòu)成為隨著從相鄰的中間磁極部39沿軸線方向遠離而與永久磁鐵列7之間的間隙尺寸變大。在第一一對被連結(jié)部分55的中央形成有一對磁性筒體41分別貫通的貫通孔55a。如圖5所示，五個中間磁極部39具有輪廓為矩形狀的主體部57和位于圖5的紙面中主體部57的上下方向的第一一對被連結(jié)部分59。中間磁極部39通過多片磁性鋼板在直動軸5的軸線方向分別層疊而構(gòu)成。如圖1所示，五個中間磁極部39在一個端部磁極部33和另一個端部磁極部37之間沿軸線方向排列配置。在主體部57的中央部形成有直動軸5貫通的貫通孔57a。貫通孔57a的內(nèi)周面構(gòu)成與可動元件1的永久磁鐵列7隔著規(guī)定的間隙對置的磁極面。另外，在圖5的紙面中主體部57的左右方向形成有凹部57b，所述凹部57b向與軸線方向和第一一對被連結(jié)部分59對置的方向正交的方向的外側(cè)開口，而構(gòu)成第二的一對被連結(jié)部分。這樣第一一對被連結(jié)部分59以直動軸5為中心對置，且第二一對被連結(jié)部分(凹部57b)也以直動軸5為中心對置。進而在主體部57的四角形成有樹脂貫通孔57c。在貫通孔57a和一個樹脂貫通孔57c之間形成有嵌合繞線管的一部分的繞線管嵌合槽57d。繞線管嵌合槽57d與貫通孔57a連通且從該貫通孔57a沿向外側(cè)遠離的方向延伸。在第一一對被連結(jié)部分59的中央形成有一對磁性筒體41分別貫通的貫通孔59a。在本例中，五個中間磁極部39構(gòu)成多個磁極部(33、 39、 37)的主要部分。
在本例中，如圖1所示， 一個端部磁極部33和五個中間磁極部39和另一個端部磁極部37在軸線方向上空出間隔而配置，以使在相鄰的兩個磁極部(33、 39、 37)之間形成配置一個環(huán)狀繞組29的空間。
在尾架35、端部磁極部33、 37、五個中間磁極部39和六個環(huán)狀繞組29的組合狀態(tài)下， 一個端部磁極部33的第一一對被連結(jié)部分47、尾架35的第一一對被連結(jié)部分51、端部磁極部37的第一一對被連結(jié)部分55和五個中間磁極部39的第一一對被連結(jié)部分59沿直動軸5排列構(gòu)成第一一對被連結(jié)部分列61 (圖3)。另外， 一個端部磁極部33的第二一對被連結(jié)部分(凹部45b)、另一個端部磁極部37的第二一對被連結(jié)部分(凹部53b)和五個中間磁極部39的第二一對被連結(jié)部分(凹部57b)沿直動軸5排列而構(gòu)成第二一對被連結(jié)部分列63 (圖3)。第一一對被連結(jié)部分列61存在于圖3的紙面中以直動軸5為中心沿上下方向延伸的假想線Ll上。因此，第一一對被連結(jié)部分列61存在于以直動軸5為中心且機械角偏離了 180°的位置。另外，第二一對被連結(jié)部分列63存在于圖3的紙面中以直動軸5為中心沿水平方向延伸(與假想線L1正交)的假想線L2上。因此，第二一對被連結(jié)部分列63配置于以直動軸5為中心機械角偏離180°且與第一一對被連結(jié)部分列61機械角偏離了 90。的位置。分別構(gòu)成第一一對被連結(jié)部分列61的第一一對被連結(jié)部分(47、 51、 55、 59)通過一對磁性筒體41連接。具體而言，如圖1所示， 一對磁性筒體41的兩端分別與一個端部磁極部33的凹部47b和尾架35的凹部51b分別嵌合。 一對磁性筒體41的中間部貫通端部磁極部37的貫通孔55a和五個中間磁極部39的貫通孔59a。而且，如圖3所示， 一對磁性筒體41的一個端部和一個端部磁極部33通過螺釘58固定。另外，如圖2所示， 一對磁性筒體41的另一個端部和尾架35通過螺釘60固定。 一對磁性筒體41由磁性材料一體形成，且具有圓筒形。如圖l所示，在一對磁性筒體41的內(nèi)部分別配置有直線軸承65。在本例中，在一對磁性筒體41的內(nèi)周部的兩端分別形成有向徑向內(nèi)側(cè)和軸線方向外側(cè)開口的凹部41a。在凹部41a分別嵌合一對組合式直線軸承65a。因此，在一個磁性筒體41的兩端部沿導向軸9的軸向分離配置有一對組合式直線軸承65a。而且，在一對磁性筒體41內(nèi)通過直線軸承65可滑動地嵌合有可動元件1的一對導向軸9。通過該支承構(gòu)造，將可動元件1的直動軸5定位在定子鐵心單元31的中心的貫通孔(45a、49a等)的中心。
分別構(gòu)成第二一對被連結(jié)部分列63的第二一對被連結(jié)部分(45b、53b、57b)通過一對導磁性成形件43連接。 一個導磁性成形件43如圖6 (A)以及(B)所示，在一片導磁性材料的板上分別形成有多個嵌合槽43a、43b、 43c而構(gòu)成。在位于一個端部的嵌合槽43a嵌合有構(gòu)成一個端部磁極部33的第二被連結(jié)部分的凹部45b。在位于另一個端部的嵌合槽43b嵌合有構(gòu)成另一個端部磁極部37的第二被連結(jié)部分的凹部53b。在位于中間部的五個嵌合槽43c嵌合有分別構(gòu)成五個中間磁極部39的第二被連結(jié)部分的凹部57b。在導磁性成形件43的四角形成有貫通孔43d。如圖1所示，一對導磁性成形件43通過貫通貫通孔43d且與形成在一個端部磁極部33以及另一個端部磁極部37的螺紋孔螺合的螺釘67而分別擰緊。
在本例中，利用一對磁性筒體41構(gòu)成第一一對磁軛結(jié)構(gòu)體，利用一對導磁性成形件43構(gòu)成第二一對磁軛結(jié)構(gòu)體。其結(jié)果，利用第一以及第二一對磁軛結(jié)構(gòu)體(41、 43)形成將磁極部(33、 39、 37)磁連結(jié)的磁軛。
另外，在一對端部磁極部33、 37、五個中間磁極部39、 一對磁性筒體41、 一對導磁性成形件43和六個環(huán)狀繞組29組合的狀態(tài)下，在位于六個環(huán)狀繞組29的徑向外側(cè)的相鄰的兩個磁極部(33、 39、 37)之間的部分以及五個中間磁極部39的樹脂貫通孔57c內(nèi)填充有單液性的熱固性樹脂69。在本例中，如下所述填充樹脂。首先，將一對端部磁極部33、 37、五個中間磁極部39、 一對磁性筒體41、 一對導磁性成形件43和六個環(huán)狀繞組29組合而制成組合體。接下來，在組合體的中央的貫通孔(45a、 49a等)插入心材，將插入了心材的組合體配置在模具內(nèi)，而將熔解后的合成樹脂通過模具的注入口壓入組合體內(nèi)。并且，在合成樹脂熱固化后，將組合體從模具取出，并拆下心材從而完成合成樹脂69的填充。
在本例中，如圖1以及圖3所示，在定子鐵心單元31的一個端部磁極部33的外表面設(shè)有霍爾元件71，在直動軸5以與霍爾元件71對置的方式設(shè)有被檢測用永久磁鐵73。而且，通過霍爾元件71和被檢測用永久磁鐵73進行磁極檢測。
本例的直線同步電動機中，若直動軸5相對于定子3沿軸線方向往復移動，則經(jīng)由一對連結(jié)部件IIA、 11B與直動軸5連接的一對導向軸9通過直線軸承65相對于一對磁性筒體41滑動。
根據(jù)本例的直線同步電動機，由于層疊多片磁性鋼板而構(gòu)成五個中間磁極部39，因此能夠降低定子的制造成本。另外，能夠減少在定子鐵心單元內(nèi)產(chǎn)生的磁損耗和鐵損。
另外，通過遠離直動軸5的一對磁性筒體41，將可動元件1相對于定子3可往復移動地支承，因此即使將潤滑油注入支承可動元件1的直線軸承65，也不會產(chǎn)生潤滑油附著在磁極部(33、 39、 37)的磁極面或直動軸周邊的部件的問題。另外，由于使一對導向軸9支承在連接多個第一被連結(jié)部分(47、 51、 55、 59)的一對磁性筒體41上，因此磁性筒體41實現(xiàn)磁軛結(jié)構(gòu)體和支承導向軸9的支承部件的雙方的功能。因此，在設(shè)置一對導向軸9的情況下，能夠通過較少的部件構(gòu)成該支承構(gòu)造。
需要說明的是，在本例中，沿軸線方向?qū)盈B多片磁性鋼板而分別構(gòu)成多個磁極部的主要部分(五個磁極部39)，但當然也可以沿軸線方向?qū)盈B
14多片磁性鋼板而構(gòu)成多個磁極部的全部。
另外，在本例中，第一一對被連結(jié)部分(47、 51、 55、 59)以直動軸 5為中心對置，且第二一對被連結(jié)部分(45b、 53b、 57b)也以直動軸5 為中心對置，但第二一對被連結(jié)部分以及第二一對被連結(jié)部分的位置為任 意。例如，可以將第二一對被連結(jié)部分沿定子的緣部排列配置，也可以將 第二一對被連結(jié)部分沿定子的緣部并列配置。
另外，在本例中， 一對被連結(jié)部分由兩個一對被連結(jié)部分[第一一對被 連結(jié)部分(47、 51、 55、 59)、第二一對被連結(jié)部分(45b、 53b、 57b)] 構(gòu)成，但被連結(jié)部分只要是至少一對即可，也可以僅由一個一對被連結(jié)部 分構(gòu)成一對被連結(jié)部分。
另外，被連結(jié)部分可以由至少一個構(gòu)成，也可以僅由一個被連結(jié)部分 構(gòu)成被連結(jié)部分。
根據(jù)本發(fā)明，由于分別形成多個磁極部和磁軛，且層疊多片磁性鋼板 而構(gòu)成多個磁極部的主要部分或全部，因此能夠降低定子的制造成本。另 外，能夠比現(xiàn)有技術(shù)減少磁損耗和鐵損。
另外，由于在遠離直動軸的位置上，使可動元件相對于定子可往復移 動地支承，因此即使將潤滑油注入支承可動元件的直線軸承，也能夠防止 潤滑油附著在磁極部的磁極面和直動軸附近的部件。
權(quán)利要求
1.一種直線同步電動機，其具備可動元件，其具備沿軸線方向往復移動的直動軸以及一個以上的具有安裝于所述直動軸上的多個永久磁鐵的永久磁鐵列；定子，其具備多個繞組和定子鐵心單元，所述多個繞組在所述軸線方向上空開規(guī)定的間隔配置且以包圍所述直動軸的周圍的方式配置，所述定子鐵心單元具有以包圍所述直動軸的周圍的方式與所述直動軸同心配置的多個磁極部以及磁連接所述多個磁極部的磁軛，所述多個磁極部在所述軸線方向上空開間隔配置，以使相鄰的兩個所述磁極部之間形成配置一個所述繞組的空間，所述直線同步電動機的特征在于，所述多個磁極部具備至少一個被連結(jié)部分，所述多個磁極部的主要部分或全部通過在所述軸線方向上層疊規(guī)定形狀的多片磁性鋼板而構(gòu)成，所述多個磁極部以所述被連結(jié)部分沿所述直動軸排列而構(gòu)成至少一個被連結(jié)部分列的方式配置，所述磁軛由至少一個磁軛結(jié)構(gòu)體構(gòu)成，所述磁軛結(jié)構(gòu)體由導磁性材料成形，并機械且磁連接分別構(gòu)成所述至少一個被連結(jié)部分列的多個所述被連結(jié)部分。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的直線同步電動機，其中， 所述多個磁極部中位于所述軸線方向的兩端的兩個磁極部通過對導磁性的板材料實施切削加工而形成，在位于所述軸線方向的兩端的兩個所述磁極部固定有所述磁軛結(jié)構(gòu)體。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的直線同步電動機，其中， 所述至少一個被連結(jié)部分至少包括一對被連結(jié)部分， 所述至少一個被連結(jié)部分列至少包括一對被連結(jié)部分列， 所述磁軛由至少一對磁軛結(jié)構(gòu)體構(gòu)成，所述至少一對磁軛結(jié)構(gòu)體機械且磁連結(jié)分別構(gòu)成所述至少一對被連結(jié)部分列的多個所述被連結(jié)部分。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的直線同步電動機，其中，所述至少一對被連結(jié)部分包括第一一對被連結(jié)部分和第二一對被連 結(jié)部分，所述至少一對被連結(jié)部分列包括第一一對被連結(jié)部分列和第二一對 被連結(jié)部分列，所述至少一對磁軛結(jié)構(gòu)體包括第一一對磁軛結(jié)構(gòu)體和第二一對磁軛 結(jié)構(gòu)體，所述第一一對被連結(jié)部分列存在于以所述直動軸為中心且機械角偏離了 180。的位置，所述第二一對被連結(jié)部分列配置于以所述直動軸為中心 且機械角偏離180。并且與所述第一一對被連結(jié)部分列機械角偏離了 90°的 位置，所述第一一對磁軛結(jié)構(gòu)體由一對磁性筒體構(gòu)成，所述一對磁性筒體連 接分別構(gòu)成所述第一一對被連結(jié)部分列的多個所述第一一對被連結(jié)部分， 在所述一對磁性筒體的內(nèi)部分別配置有直線軸承， 在所述一對磁性筒體上通過所述直線軸承可滑動地嵌合有一對導向軸，所述直動軸以及所述一對導向軸的各自的兩端部與一對連結(jié)部件連結(jié)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的直線同步電動機，其中， ' 所述第二一對磁軛結(jié)構(gòu)體由分別在一片導磁性材料的板上形成多個嵌合槽的一對導磁性成形件構(gòu)成，所述多個嵌合槽嵌合有分別構(gòu)成所述第 二一對被連結(jié)部分列的多個所述第二一對被連結(jié)部分，在多個所述第二一對被連結(jié)部分分別與所述多個嵌合槽嵌合的狀態(tài) 下，所述一對導磁性成形件相對于所述定子鐵心單元機械連接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的直線同步電動機，其中， 在所述一對連結(jié)部件的一個連結(jié)部件和所述定子鐵心單元之間配置彈簧機構(gòu)，所述彈簧機構(gòu)在所述一個連結(jié)部件接近所述定子鐵心單元時， 蓄積使所述一個連結(jié)部件離開所述定子鐵心單元的方向的作用力。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的直線同步電動機，其中，所述直線軸承由在所述導向軸的軸線方向上分離配置的一對組合式直線軸承構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求l所述的直線同步電動機，其中， 所述磁軛結(jié)構(gòu)體由導磁性材料一體形成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種降低定子的制造成本且磁損耗少的直線同步電動機。一個端部磁極部(33)的第一一對被連結(jié)部分(47)、尾架(35)的第一一對被連結(jié)部分(51)、端部磁極部(37)的第一一對被連結(jié)部分(55)和五個磁極部(39)的第一一對被連結(jié)部分(59)通過一對磁性筒體(41)連接。一個端部磁極部(33)的第二一對被連結(jié)部分、端部磁極部(37)的第二一對被連結(jié)部分和五個磁極部(39)的第二一對被連結(jié)部分通過一對導磁性成形件(43)連接。在一對磁性筒體(41)通過直線軸承(65)可滑動地嵌合有一對導向軸(9)。由一對磁性筒體(41)以及一對導磁性成形件(43)構(gòu)成磁軛。五個磁極部(39)分別通過在軸線方向上層疊多片磁性鋼板而構(gòu)成。
文檔編號H02K41/03GK101645643SQ20091016602
公開日2010年2月10日 申請日期2009年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月8日
發(fā)明者唐玉棋, 杉田聰 申請人:山洋電氣株式會社