專利名稱：線性脈沖馬達的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及VR(可變磁阻)型線性脈沖馬達。
作為這種已有的馬達，在特公平5-19282號公報發(fā)明名稱為線性執(zhí)行之件)中披露了圓柱狀的VR型線性脈沖馬達。按照上述公報，此線性脈沖馬達由纏繞繞組的定子和相對該定子被能沿軸方向移動自如地支承的電樞構(gòu)成。該定子是將有多個磁極的扇形體(鐵板)和襯墊交替層疊形成，該磁板借助流向繞組的電流交替地磁化成N極和S極。上述電樞是安裝在棒狀的非磁性支持管上的環(huán)，借助有選擇地流入上述繞組的電流而產(chǎn)生的通過上述定子和電樞的磁通，被沿軸方向控制驅(qū)動。
在美國專利US5，093，596(發(fā)明名稱為聯(lián)合直線旋轉(zhuǎn)的直接驅(qū)動的步進馬達，Combined Linear-Rotary Drive Step Motor)中披露了一種圓柱狀三相VR型線性脈沖馬達。按照上述專利，此線性脈沖馬達配備有圓筒狀可變磁阻型線性步進馬達部分和混合永久磁鐵型旋轉(zhuǎn)步進馬達部分，其多個輸出軸通用，放置在一個外殼內(nèi)。
但是，在上述兩個專利中，前者的線性脈沖馬達，其構(gòu)成多相的定子沿軸方向排列，在多相化的場合，存在馬達在軸向變長這樣的問題。
而后者的線性脈沖馬達，其定子是將定子鐵板和襯墊鐵板交替層疊構(gòu)成，要制作定子鐵心必須將兩種鐵板交替層疊起來，而且定子鐵板還必須每隔一個將各凸極的前端部進行變曲加工，所以存在著定子鐵心不易制作這樣的問題。
鑒于上述問題，本發(fā)明目的就是為了解決這些問題，提供這樣一種VR型線性脈沖馬達，在其內(nèi)圓周面上沿軸向形成多個定子小齒，其定子鐵心制作容易，而且能使各相繞組沿定子鐵心的內(nèi)圓周方向配置，即使多相化，在軸方向也不變長。
為了達到上述目的，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)是配備有定子和動子(轉(zhuǎn)子)的線性脈沖馬達，所說的定子有以等間距的角度向內(nèi)側(cè)呈放射狀配設的多個凸極，有在該凸極內(nèi)圓周面上沿軸向形成多個定子小齒的定子鐵心，所說的動子在該定子內(nèi)被沿軸向能移動自如地支承，有在其外圓周面上與上述定子小齒相對地沿軸方向以等齒距形成多個動子小齒的動子鐵心，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)有如下的特征。
1.上述定子鐵心是將該定子鐵心的定子鐵板以規(guī)定的角度順次轉(zhuǎn)動層疊形成，如K為大于1的整數(shù)，m為相數(shù)，則該定子鐵板有km個凸極，同時與上述動子相對的上述凸極的前端部，從上述動子側(cè)看，一個內(nèi)徑小的凸極、(m-1)個內(nèi)徑大的凸極順序排列形成一組，共有k組而構(gòu)成，進行上述轉(zhuǎn)動層疊的規(guī)定角度是(360/km)度。
2.上述定子鐵心是將該定子鐵心的定子鐵板以規(guī)定角度順次轉(zhuǎn)動層疊形成，如m為相數(shù)時，該固定鐵板有2m個凸極，與上述動子相對的上述凸極的前端部，從上述動子側(cè)看是2個內(nèi)徑子的凸極，(2m-2)個內(nèi)徑大的凸極順序排列而構(gòu)成，進行上述轉(zhuǎn)動層疊的規(guī)定角度是(360/m)度或者(180/m)度。
3.上述定子鐵心是將該定子鐵心的定子鐵板以規(guī)定角度順次轉(zhuǎn)動層疊形成，如m為相數(shù)，m是大于4的值時，該定子鐵板有m個凸極，與上述動子相對的上述凸極的前端，從上述動子側(cè)看，是2個內(nèi)徑子的凸極，(m-2)個內(nèi)徑大的凸極順序排列而構(gòu)成，進行上述轉(zhuǎn)動層疊的規(guī)定角度是(360/m)度。
關于本發(fā)明的作用，由于像上述這樣結(jié)構(gòu)的直線脈沖馬達能使用將一種定子鐵板以規(guī)定角度順次轉(zhuǎn)動進行層疊這樣在旋轉(zhuǎn)型步進馬達中使用的鐵心制作技術，故在其內(nèi)周面上沿軸向形成多個定子小齒的同時，能使定子鐵心制作容易。


圖1是表示本發(fā)明的線性脈沖馬達的一實施例的縱剖視圖。
圖2是沿圖1中Ⅱ-Ⅱ線的橫剖視圖。
圖3是形成定子的定子鐵板的平面圖。
圖4是將圖3所示的定子鐵板轉(zhuǎn)動規(guī)定角度進行層疊時，從動子側(cè)看所形成的定子子齒部的展開圖。
圖5是定子繞組的連線圖。
圖6是構(gòu)成定子鐵心的其它定子鐵板的平面圖。
圖7是將圖6所示的定子鐵板旋轉(zhuǎn)120度進行層疊時，從動子側(cè)看所形成的定子子齒部的展開圖。
圖8是圖7的三相直線脈沖馬達的定子繞組的連線圖。
圖9是將圖6所示的定子鐵心旋轉(zhuǎn)60度進行層疊時從動子例看所形成的定子子齒部的展開圖。
圖10是圖9中的6相線性脈沖馬達的定子繞組的連線圖。
圖11是圖9中的3相線性脈中馬達的定子繞組的連線圖。
下面將參照附圖對例舉的本發(fā)明最佳實施例進行詳細說明。
圖1是本發(fā)明的直線脈沖馬達的一實施例的縱剖視圖，圖2是沿圖1中的Ⅱ-Ⅱ線剖切的橫剖視圖。
本實施例示出整數(shù)k和相數(shù)m分別為k＝2m＝3的情況，所以定子凸極數(shù)是k·m＝6個。
在圖1和圖2中，設置在定子1的定子鐵心10的6個凸極11，12，13，…16上，在其內(nèi)圓周面沿軸向配設多個定子小齒17(齒前部17a和齒底部17b)。定子繞組w1、w2、w3…w6分別纏繞在這6個凸極11，12，13…16上面。該定子鐵心10是用托架18、19以及通過未圖示的螺栓等螺旋緊固其兩個端部來支承的。
位于定子1內(nèi)的動子2借助上述托架18和19通過軸承20a、20b被沿軸向能移動自如地支承。對該動子2來說，磁極鐵心22配置在軸21上，在該磁極鐵心22的外周面上沿軸向設置有多個動子小齒24(齒前部24a，齒底部24b)。
上述磁極鐵心22是按一片形成該齒前部24a的外徑大的動子鐵板25a和二片形成齒底部24b的外徑子的動子鐵板25b的順序?qū)盈B形成。當然該磁極鐵心22通過用鐵系列等磁性材料切削加工來制作也能代替上述動子鐵板25a、25b。
圖3示出構(gòu)成定子鐵心10的定子鐵板30的一個實例。在圖3中，定子鐵板30的凸極P1和P4是其前端部內(nèi)半徑小的凸極(多一個)，是構(gòu)成定子小齒7的齒前部17a的凸極。凸極P2、P3和P5、P6是其前端部內(nèi)半徑大的凸極(多m-1＝3-1＝2)，是形成定子小齒17的齒底部17b的凸極。圖3示出整數(shù)k＝2，相數(shù)m＝3的情況。也就是說，這此凸極有二組，以凸極P1、P2、P3一組，凸極P4、P5、P6一組沿定子鐵心10的圓周方向順序排列。
圖4是在將該定子鐵板30每次轉(zhuǎn)60(360/k·m＝360/6)度角進行層疊時，從動子2側(cè)看所形成的凸極11，12，13…16的定子小齒17的情況。有陰影線部分表示齒前部17a，無陰影線部分表示齒底部17b。如定子鐵板30的厚度為t0，通過轉(zhuǎn)動層疊，在多凸極11，12，13，…16上形成齒距為mt0即3t0，齒厚為t0的定子小齒17。而且以凸極11為基準時，凸極12的小齒17的偏移為齒距的1/3，凸極13的小齒17的偏移為齒距的2/3，凸極14的小齒17的偏移為齒距的3/3即0，凸極15的小齒17的偏移為齒距的1/3，凸極16的小齒17的偏移是齒距的2/3。
所以為圖5所示，通過使繞組w1和w4連接作為A相，使繞組w2和w5連接作為B相，使繞組w3和w6連接作為C相能構(gòu)成三相VR型直線脈沖馬達。這里的步進基本移動量為齒距的1/m即t0。加到圖5中各繞組w1、w2、w4…w6上的“●”代表繞組的繞向，例如使電流從公用端流向A相后意味著凸極11被勵磁成N極，凸極14被勵磁成S極。
圖6是表示形成上述定子鐵心10的上述定子鐵板30的另一例定子鐵板31，示出相數(shù)m與上述相同即m＝3的情況。
在圖6中，上述定子鐵板31有2m＝6個凸極P11、P12、P13…P16，凸極P11、P12是其前端部內(nèi)半徑小的二個凸極，也是形成定子小齒17的齒前部17a的凸極。P13、P14、P15、P16是其前端部內(nèi)半徑大的(2m-2)個即4個凸極，也是形成定子小齒17的齒底部17b的凸極。
圖7是將該定子鐵板31每次轉(zhuǎn)120(360/m＝360/3)度角進行層疊時從動子側(cè)看所形成的凸極11，12，13…16的定子小齒17的情況。與圖4的情況一樣，有陰影線部分表示齒前部17a，無陰影線部分表示齒底部17b。如定子鐵板31的厚度為t0，通過轉(zhuǎn)動層疊，在各凸極11，12，13…16上形成齒距為mt0卻3t0，齒厚為t0的定子小齒17。而且以凸極11為基準時，凸極12的小齒的偏移為0，凸極13和凸極14的小齒的偏移為齒距的1/3，凸極15和16的小齒的偏移是齒距的2/3。
所以，如圖8所示，通過將繞組w1、w2、w3、w4、w5、w6中的每兩個相鄰的繞組互相異極性連接分別作為A相、B相、C相，也能構(gòu)成三相VR型直線脈沖馬達。
隨后是在用圖6所示的上述定子鐵板31形成上述定子鐵心10時，表示相數(shù)m＝6的情況。這里凸極數(shù)是m個即6個。
圖9是在將該定子鐵板31每次轉(zhuǎn)60(360/m＝360/6)度角進行層疊時，從動子側(cè)看所形成的凸極11，12，13…16的定子小齒17的情況。與圖4一樣，有陰影線部分表示齒前部17a，無陰影線部分表示齒底部17b。如定子鐵板31的厚度為t0，通過轉(zhuǎn)動層疊，在各凸極11，12，13…16上形成齒距為mt0即6t0，齒厚為2t0的定子小齒17。而且以凸極11為基準時，凸極12的小齒的偏移是齒距的1/6，凸極13的小齒偏移為齒距的2/6，凸極14的小齒偏移是齒距的3/6，凸極15的小齒偏移是齒距的4/6，凸極16的小齒偏移是齒距的5/6。
所以，如圖10所示，通過連接各繞組w1、w2、w3…w6能構(gòu)成六相VR型直線脈沖馬達。
另外，如圖11所示，通過連接繞組w1、w2、w3…w6也能構(gòu)成三相VR型直線脈沖馬達。這時，相數(shù)m＝3，上述定子鐵板31每次邊轉(zhuǎn)動60(180/m＝180/3)度角邊進行層疊，成為與上述6相VR型直線脈沖馬達時相同的角度。
本發(fā)明的技術不限于上述實施例中的技術，可以采用能完成同樣功能的其他方法，而且本發(fā)明的技術能在上述結(jié)構(gòu)的范圍內(nèi)進行種種變更。
由上述說明可知，按照本發(fā)明的線性脈沖馬達，上述定子鐵芯能在其內(nèi)周面上沿軸向形成多個定子小齒，通過將定子鐵心的定子鐵板按規(guī)定角度順次轉(zhuǎn)動層疊來形成。而且由于能使用在旋轉(zhuǎn)型步進馬達中應用的鐵心制造技術，能使定子鐵心制作容易而且降低成本。還由于各相繞組沿上述定子鐵心的圓周方向配置，能提供一種即使多相化，沿軸向也不會變長的VR型線性脈沖馬達。
權利要求
1.一種配備有定子和動子的線性脈沖馬達，所說的定子有以等間距的角度向內(nèi)側(cè)呈放射狀配設的多個凸極，有在該凸極內(nèi)圓周面上沿軸向形成多個定子小齒的定子鐵心，所說的動子能沿軸向移動自如地支承在該定子內(nèi)，有在外周面上相對上述定子小齒，沿軸向以等齒距形成多個動子小齒的動子鐵心，本發(fā)明的特征在于所說的定子鐵心是將該定子鐵心的定子鐵板在規(guī)定的角度順次進行轉(zhuǎn)動層疊形成，當k為大于1的整數(shù)，m為相數(shù)時，該定子鐵板有km個凸極，與上述動子相對的上述凸極的前端部，從上述動子側(cè)看，一個內(nèi)半徑小的凸極和(m-1)個內(nèi)半徑大的凸板順序排列形成一組，由k個這樣的組而構(gòu)成，進行上述轉(zhuǎn)動層疊的規(guī)定角度是(360/km)度。
2.一種配備有定子和動子的線性脈沖馬達，所說的定子有以等間距的角度向內(nèi)側(cè)呈放射狀配設的多個凸極，有在該凸極內(nèi)圓周面上沿軸向形成多個定子小齒的定子鐵心，所說的動子能沿軸向移動自如地支承在該定子內(nèi)，有在外圓周面上相對上述定子小齒，沿軸向以等齒距形成多個動子小齒的動子鐵心，本發(fā)明的特征在于所說的定子鐵心是將該定子鐵心的定子鐵板以規(guī)定角度順次進行轉(zhuǎn)動層疊形成，如m為相數(shù)時，該定子鐵板有2m個凸極，與上述動子相對的上述凸極的前端部，從上述動子側(cè)看是2個內(nèi)半徑小的凸極，(2m-2)個內(nèi)半徑大的凸極順次排列構(gòu)成，進行上述轉(zhuǎn)動層疊的規(guī)定角度是(360/m)度或(180/m)度。
3.一種配備有定子和動子的線性脈沖馬達，所說的定子有以等間距的角度向內(nèi)側(cè)呈放射狀配設的多個凸極，有在該凸極內(nèi)圓周面上沿軸向形成多個定子小齒的定子鐵心，所說的動子能沿軸向移動自如地支承在該定子內(nèi)，有在外側(cè)面上相對上述定子小齒，沿軸向以等齒距形成多個動子小齒的動子鐵心，本發(fā)明的特征在于所說的定子鐵心是將該定子鐵心的定子鐵板以規(guī)定角度順序進行轉(zhuǎn)動層疊形成，當相數(shù)為m而m為大于4的值時，該定子鐵板有m個凸極，與上述動子相對的上述凸極的前端部，從上述動子側(cè)看是2個內(nèi)半徑小的凸極，(m-2)個內(nèi)半徑大的凸極順次排列構(gòu)成，進行上述轉(zhuǎn)動層疊的規(guī)定角度是(360/m)度。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種定子鐵心容易制作、能將各相繞組沿定子鐵心圓周方向配置，即使多相化，沿軸向也不變長的線性馬達。其結(jié)構(gòu)是配備有定子和動子的線性脈沖馬達，定子有以等間距的角度向內(nèi)側(cè)呈放射狀配設的多個凸極，有在該凸極內(nèi)圓周面上沿軸向形成多個定子小齒的定子鐵心，動子在該定子內(nèi)被沿軸向能移動自如地支承，有在其外圓周面上與定子小齒相對地沿軸方向以等齒距形成多個動子小齒的動子鐵心。
文檔編號H02K41/03GK1110024SQ9411644
公開日1995年10月11日 申請日期1994年9月23日 優(yōu)先權日1993年9月24日
發(fā)明者里見博文, 巖佐孝夫 申請人:東方電機株式會社