線性電動(dòng)的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及線性電動(dòng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)一種能夠兼得低成本化及高性能化，可適應(yīng)小型、省空間化、輕量化，具有優(yōu)異的散熱性的線性電動(dòng)機(jī)。線性電動(dòng)機(jī)（100）具備在軸（10）內(nèi)具有多個(gè)永磁體（12）的勵(lì)磁部（1）、包圍勵(lì)磁部（1）且具有多個(gè)線圈的電樞（2）、容納電樞（2）的框架（3）。電樞（2）在具有直形開口部的磁性筒（40）內(nèi)容納多個(gè)線圈。
【專利說(shuō)明】線性電動(dòng)機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及通過(guò)電磁感應(yīng)對(duì)驅(qū)動(dòng)對(duì)象物給予直線推力的線性電動(dòng)機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]線性電動(dòng)機(jī)通過(guò)電磁感應(yīng)進(jìn)行工作，因此與滾珠絲杠機(jī)構(gòu)那樣的機(jī)械工作相比，小型且可以高速工作。例如，半導(dǎo)體制造裝置的貼片機(jī)(午H I勺V夕，電子零件安裝裝置)使用桿式線性電動(dòng)機(jī)。桿式線性電動(dòng)機(jī)具備具有永磁體的桿和包圍該桿的線圈，通過(guò)永磁體的磁場(chǎng)和流過(guò)線圈的電流的電磁感應(yīng)，給予桿軸向的推力使其進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)。
[0003]作為桿式線性電動(dòng)機(jī)的相關(guān)技術(shù)，已公開一種在一體機(jī)殼中插入線圈進(jìn)行樹脂模制而成的線性電動(dòng)機(jī)(例如，參照專利文獻(xiàn)I)。
[0004]另外，已公開一種將空芯線圈與接線板連結(jié)，進(jìn)行樹脂成型而成的線性電動(dòng)機(jī)(例如，參照專利文獻(xiàn)2)。
[0005]此外，已公開一種將線圈和墊片通過(guò)樹脂模制而一體化，用具備線圈引線的處理部的大致圓筒形的框架覆蓋其外側(cè)的線性電動(dòng)機(jī)(例如，參照專利文獻(xiàn)3)。
[0006]再者，已公開一種將具有永磁體的多個(gè)桿式線性電動(dòng)機(jī)排列形成線性電動(dòng)機(jī)單元，在相鄰的桿式線性電動(dòng)機(jī)間夾設(shè)隔磁板的線性電動(dòng)機(jī)(例如，參照專利文獻(xiàn)4)。
[0007]而且，已公開一種將磁性管用作后軛，抑制相鄰的線性電動(dòng)機(jī)的磁影響的線性電動(dòng)機(jī)模塊(例如，參照專利文獻(xiàn)5)。
[0008]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)
[0010]專利文獻(xiàn)1:國(guó)際公開第2007 / 026566號(hào)
[0011]專利文獻(xiàn)2:(日本)特開2007 - 097295號(hào)公報(bào)
[0012]專利文獻(xiàn)3:(日本)特開2009 - 159752號(hào)公報(bào)
[0013]專利文獻(xiàn)4:專利第4580847號(hào)說(shuō)明書
[0014]專利文獻(xiàn)5:專利第4385406號(hào)說(shuō)明書
[0015]但是，根據(jù)專利文獻(xiàn)I?3的技術(shù)，由于線圈的固定和電樞部分的形成使用金屬模且注入樹脂進(jìn)行樹脂模制，所以制造很麻煩。另外，需要確保線圈引線的接線空間。因此，兼得線性電動(dòng)機(jī)的低成本化及高性能化非常難。
[0016]另外，專利文獻(xiàn)4的技術(shù)在將線性電動(dòng)機(jī)多軸排列而進(jìn)行單元化時(shí)，需要防止來(lái)自各軸的漏磁通的對(duì)策。由于是在線性電動(dòng)機(jī)間經(jīng)由隔磁板進(jìn)行裝配，所以裝配作業(yè)麻煩。多軸排列而單元化的線性電動(dòng)機(jī)散熱性變差，難以實(shí)現(xiàn)線性電動(dòng)機(jī)的小型和省空間化。
[0017]再者，專利文獻(xiàn)5的技術(shù)中，將線性電動(dòng)機(jī)進(jìn)行多軸排列而模塊化的結(jié)構(gòu)和在另外零件的框架上設(shè)置線性導(dǎo)軌等裝配作業(yè)很麻煩，并且線性電動(dòng)機(jī)模塊的重量增大。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0018]本發(fā)明是鑒于上述情況而開發(fā)的，目的在于提供一種線性電動(dòng)機(jī)，其能夠兼得低成本化及高性能化，可以適應(yīng)小型、省空間化、輕量化，具有優(yōu)異的散熱性。
[0019]用于達(dá)成上述目的的線性電動(dòng)機(jī)，具備在軸內(nèi)具有多個(gè)永磁體的勵(lì)磁部、包圍上述勵(lì)磁部且具有多個(gè)線圈的電樞、容納上述電樞的框架。
[0020]電樞在具有直形開口部的磁性筒內(nèi)容納上述多個(gè)線圈。
[0021]發(fā)明效果
[0022]根據(jù)本發(fā)明的線性電動(dòng)機(jī)，電樞包圍著具有永磁體的勵(lì)磁部。電樞在磁性筒內(nèi)容納多個(gè)線圈。磁性筒具有直形開口部。
[0023]磁性筒是由磁性材料構(gòu)成的筒體，因此，能夠簡(jiǎn)單地制造，能夠兼得低成本化及高性能化。另外，磁性筒將永磁體的磁通量的大部分封閉而抑制漏磁通，因此不需要隔磁板，可以適應(yīng)小型、省空間化、輕量化。可以從磁性筒的直形開口部簡(jiǎn)單地進(jìn)行引線的布線處理，因此，電動(dòng)機(jī)的制造較容易。此外，因?yàn)樾纬捎欣鋮s通道，所以具有優(yōu)異的散熱性。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1是實(shí)施方式I的線性電動(dòng)機(jī)的立體圖；
[0025]圖2是實(shí)施方式I的線性電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁部的截面圖；
[0026]圖3是實(shí)施方式I的線性電動(dòng)機(jī)的電樞的第一形態(tài)的立體圖；
[0027]圖4是實(shí)施方式I的線性電動(dòng)機(jī)的框架的第一形態(tài)的立體圖；
[0028]圖5是實(shí)施方式I的線性電動(dòng)機(jī)的框架開放狀態(tài)的正面圖；
[0029]圖6是實(shí)施方式I的線性電動(dòng)機(jī)的框架的第二形態(tài)的立體圖；
[0030]圖7是實(shí)施方式I的線性電動(dòng)機(jī)的框架的第三形態(tài)的立體圖；
[0031]圖8是實(shí)施方式I的線性電動(dòng)機(jī)的框架的第四形態(tài)的立體圖；
[0032]圖9是實(shí)施方式I的線性電動(dòng)機(jī)的正面圖；
[0033]圖10是實(shí)施方式2的線性電動(dòng)機(jī)的立體圖；
[0034]圖11是實(shí)施方式2的線性電動(dòng)機(jī)的電樞的第二形態(tài)的立體圖；
[0035]圖12是實(shí)施方式2的線性電動(dòng)機(jī)的電樞的第三形態(tài)的立體圖；
[0036]圖13是實(shí)施方式2的線性電動(dòng)機(jī)的框架的第五形態(tài)的立體圖；
[0037]圖14是實(shí)施方式2的線性電動(dòng)機(jī)的框架的第六形態(tài)的立體圖；
[0038]圖15是實(shí)施方式3的線性電動(dòng)機(jī)單元的立體圖。
[0039]符號(hào)說(shuō)明
[0040]I 勵(lì)磁部、
[0041]2 電樞、
[0042]3 框架、
[0043]10 軸、
[0044]12 永磁體、
[0045]20 線圈、
[0046]30 框架主體、
[0047]31 上框、
[0048]32 下框、
[0049]33、34 兩端框、
[0050]35 凹部、
[0051]37 散熱片、
[0052]40 磁性筒、
[0053]41 直形開口部、
[0054]56 線性編碼器、
[0055]61,62 放出口(入口、出口)
[0056]70 填充材料、
[0057]100,200 線性電動(dòng)機(jī)、
[0058]300線性電動(dòng)機(jī)單元。
【具體實(shí)施方式】
[0059]下面，參照附圖，對(duì)實(shí)施方式I?實(shí)施方式3的線性電動(dòng)機(jī)及線性電動(dòng)機(jī)單元進(jìn)行說(shuō)明。
[0060]在實(shí)施方式I?實(shí)施方式3的線性電動(dòng)機(jī)及線性電動(dòng)機(jī)單元中，具有永磁體的勵(lì)磁部被多個(gè)線圈圍繞，該線圈容納在具有直形開口部的磁性筒內(nèi)。磁性筒是由磁性材料構(gòu)成的筒體，因此能夠簡(jiǎn)單地制造。磁性筒將永磁體的磁通量的大部分封閉，抑制漏磁通，因此不需要隔磁板。磁性筒的直形開口部成為線圈引線處理部分，且成為冷卻通道。
[0061]因此，根據(jù)實(shí)施方式I?實(shí)施方式3，能夠兼得低成本化及高性能化，可以適應(yīng)小型、省空間化、輕量化，從而可以實(shí)現(xiàn)具有優(yōu)異的散熱性的線性電動(dòng)機(jī)。
[0062]〔實(shí)施方式I〕
[0063][線性電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)]
[0064]參照?qǐng)D1?圖9，對(duì)實(shí)施方式I的線性電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。圖1是實(shí)施方式I的線性電動(dòng)機(jī)的立體圖。圖2是實(shí)施方式I的線性電動(dòng)機(jī)中的勵(lì)磁部的截面圖。圖3是實(shí)施方式I的線性電動(dòng)機(jī)中的電樞的立體圖。圖4是實(shí)施方式I的線性電動(dòng)機(jī)中的框架的第一形態(tài)的立體圖。圖5是實(shí)施方式I的線性電動(dòng)機(jī)中的框架開放狀態(tài)的正面圖。圖6是實(shí)施方式I的線性電動(dòng)機(jī)中的框架的第二形態(tài)的立體圖。圖7是實(shí)施方式I的線性電動(dòng)機(jī)中的框架的第三形態(tài)的立體圖。圖8是實(shí)施方式I的線性電動(dòng)機(jī)中的框架的第四形態(tài)的立體圖。圖9是實(shí)施方式I的線性電動(dòng)機(jī)的正面圖。
[0065]如圖1所示，實(shí)施方式I的線性電動(dòng)機(jī)100具備勵(lì)磁部1、電樞2及框架3。
[0066]如圖1及圖2所示，勵(lì)磁部I具有軸10和永磁體12。在實(shí)施方式I中，勵(lì)磁部I作為可動(dòng)元件發(fā)揮作用。
[0067]軸10是具有中空部11的圓筒體狀的金屬部件。作為軸10的構(gòu)成材料例如使用奧氏體系不銹鋼等非磁性體，但不限定于例示的材料。
[0068]在軸10的中空部11，沿軸向串聯(lián)設(shè)有多個(gè)圓柱狀的永磁體12。本實(shí)施方式的永磁體按照軸向以磁極對(duì)抗(N - N, S - S)的方式被磁化。也可以在對(duì)抗磁極配置的永磁體
12、12間，設(shè)置未圖示的軟磁性體。
[0069]如圖1及圖3所示，電樞2具有線圈20和磁性筒40。在實(shí)施方式I中，電樞2作為定子發(fā)揮作用。
[0070]具有永磁體的軸10的周圍被串聯(lián)配置的多個(gè)線圈20覆蓋。各線圈20形成為圓筒體狀的環(huán)形線圈。在線圈20、20彼此之間，設(shè)置有電絕緣性的墊片21。
[0071]在多個(gè)線圈20組的兩端，設(shè)有圓筒體狀的引導(dǎo)支持筒22。引導(dǎo)支持筒22內(nèi)裝有軸10的導(dǎo)套(未圖示)。予以說(shuō)明，導(dǎo)套也可以裝在后述的框架3內(nèi)。
[0072]多個(gè)線圈20例如按照與三相交流電源對(duì)應(yīng)的方式，沿軸向以U相、V相、w相的順序配置。U相群、V相群、W相群的線圈20被未圖示的引線接在一起。
[0073]磁性筒40是具有沿著軸向的直形開口部41的筒體狀的磁性金屬部件。磁性筒40覆蓋多個(gè)線圈20組的周圍。磁性筒40內(nèi)的線圈20組與引導(dǎo)支持筒22相連結(jié)。
[0074]磁性筒40的長(zhǎng)度設(shè)定為比線圈20內(nèi)配置的軸10的永磁體12組的全長(zhǎng)L長(zhǎng)。具體地說(shuō)，磁性筒40的長(zhǎng)度設(shè)定為大于或等于永磁體12組的全長(zhǎng)L加上二倍的沖程長(zhǎng)度而得到的長(zhǎng)度。
[0075]磁性筒40將軸10的永磁體12的磁通量的大部分封閉，具有抑制漏磁通的作用。另外，磁性筒40的直形開口部41界定線圈20的引線的通過(guò)部，并且具有作為冷卻通道的作用。
[0076]實(shí)施方式I的磁性筒40呈大致圓筒體狀。本實(shí)施方式的直形開口部41在磁性筒40的局部(上部)形成為沿軸向開口的裂縫部。直形開口部41只在磁性筒40的上部形成，但也可以在下部形成。
[0077]作為磁性筒40的構(gòu)成材料，例如，使用SC材等鐵系磁性體。為了兼得性能確保和成本，磁性筒40優(yōu)選板金或壓制成型的硅鋼板，但不限定于此。
[0078]如圖1、圖4及圖5所示，框架3是容納勵(lì)磁部I及電樞2的矩形框體狀的部件。圖4及圖5例示了第一形態(tài)的框架3?？蚣?包圍電樞2的徑向的上部、下部及軸向的兩端部。作為矩形框的框架主體30，由上框31、下框32及長(zhǎng)度方向(與軸向一致)的兩端框33、34構(gòu)成。框架主體30的寬度方向左右側(cè)面開放。
[0079]作為框架3的構(gòu)成材料，例如，使用容易加工的鋁或鋁合金，但不限定于所例示的材料?？蚣?的成型例如可以通過(guò)擠壓加工等塑性加工容易地形成。
[0080]在框架主體30的長(zhǎng)度方向(與軸向一致)的兩端框33、34上，開設(shè)用于插通且支承勵(lì)磁部I的軸10的貫通孔51、52。軸10的基端部與沿鉛直方向配置的四棱柱狀的塊部件53連接。該塊部件53的上端部與按照沿著框架主體30的上框31的方式設(shè)置的延出部件54連接。
[0081]延出部件54經(jīng)由塊部件53折回框架3側(cè)。延出部件54可滑動(dòng)移動(dòng)地配置于截面二字形的導(dǎo)塊55上。在延出部件54上，設(shè)有用于檢測(cè)直線軸的位置并輸出位置信息的線性編碼器56。
[0082]線性編碼器56考慮到磁力和熱的影響，配置在遠(yuǎn)離包括線圈20的電樞2的部位。作為線性編碼器56可以使用磁式、光學(xué)式等任何形式。另外，為了確保穩(wěn)定驅(qū)動(dòng)和高品質(zhì)，理想的是，線性編碼器56的可動(dòng)部配置在LM導(dǎo)軌或滾珠花鍵等線性導(dǎo)軌上、或者與之相近的部位。
[0083]另外，在框架主體30的上框31上，開設(shè)有長(zhǎng)孔60。該長(zhǎng)孔60界定線圈20的引線接線空間，作為連接端子23的通過(guò)部發(fā)揮作用，并且，發(fā)揮冷卻空氣的通道的作用。
[0084]在框架主體30的上框31及下框32的內(nèi)表面，沿軸向交替形成有冷卻通道形成用的凹部35和磁性筒固定用的凸部36。上框31及下框32的內(nèi)表面具有凹凸，因此其與磁性筒40有時(shí)接觸、有時(shí)不接觸。在凸部36的接觸部，用粘接劑或模制材料等填充材料70將磁性筒40固定，利用接觸部形成的熱傳導(dǎo)對(duì)包括線圈20的電樞2進(jìn)行冷卻。未接觸的凹部35成為冷卻通道。上框31的凹部35和下框35的凹部35按照在上下局部重疊的方式沿軸向稍稍偏移，在磁性筒40和框架3之間形成大致螺旋狀的冷卻通道。
[0085]在框架主體30的上框31和下框32上，作為用于使冷卻空氣通過(guò)大致螺旋狀的冷卻通道的入口及出口，穿設(shè)有放出口(貫通孔)61、62。上框31和下框32的放出口 61和62自框體的寬度方向中心偏心而設(shè)置，大致對(duì)角布置。本實(shí)施方式中，各放出口 61、62連接有短管63、64。本實(shí)施方式中，下框32側(cè)的短管64成為冷卻空氣的入口，上框31側(cè)的短管63成為冷卻空氣的出口，入口和出口上下相反也是可以的。
[0086]在圖6所例示的第二形態(tài)的框架3A、圖7所例示的第三形態(tài)的框架3B及圖8所例示的第四形態(tài)的框架3C中，框架主體30的上框31及下框32的內(nèi)表面形成為平面。即使上框31及下框32的內(nèi)表面是平面，由于在框架3A、3B、3C內(nèi)容納大致圓筒體狀的磁性筒40，因此在框架3A、3B、3C內(nèi)的四角形成有間隙。四角的間隙與磁性筒40的上部的直上開口部(裂縫)41連通，整體形成冷卻通道。
[0087]第二形態(tài)的框架3A及第四形態(tài)的框架3C的放出口 61和62，自上框31和下框32的框體的寬度方向中心偏心而開設(shè)，大致對(duì)角布置。第三形態(tài)的框架3B的放出口 61和62在上框31和下框32的框體的寬度方向中心設(shè)置。
[0088]第四形態(tài)的框架3C在下框32的外表面形成有散熱片37，通過(guò)該散熱片37可以提高下框32側(cè)的散熱性。
[0089]如圖1、圖4?圖9所示，在上框31和下框32的兩端部，形成有用于緊固螺栓81的螺合孔82。在將本實(shí)施方式的線性電動(dòng)機(jī)100單元化并用作單軸促動(dòng)器、或后述的多軸促動(dòng)器的情況下，將螺栓81經(jīng)由密封板80緊固于螺合孔82，由此，框架主體30的寬度方向左右側(cè)面的開放部被密封。
[0090][線性電動(dòng)機(jī)的動(dòng)作]
[0091]接著，參照?qǐng)D1?圖9，對(duì)實(shí)施方式I的線性電動(dòng)機(jī)100的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。
[0092]如圖1所示，實(shí)施方式I的線性電動(dòng)機(jī)100的勵(lì)磁部I，按照使多個(gè)永磁體沿軸向磁極對(duì)抗(N - N, S - S)被磁化的方式配置于軸10的中空部11。電樞2按照包圍具有永磁體的軸10的方式設(shè)置，具有軸向排列的多個(gè)線圈20。線圈20例如按照與三相電源的u相、V相、w相相對(duì)應(yīng)的方式配置，使電流相位偏移而流過(guò)u相、V相、w相的線圈20。
[0093]在實(shí)施方式I中，勵(lì)磁部I發(fā)揮可動(dòng)元件的作用、電樞2發(fā)揮定子的作用。即，本實(shí)施方式的線性電動(dòng)機(jī)100，其電流按照與勵(lì)磁部I的永磁體產(chǎn)生的磁通交叉的方式在電樞2的線圈20中流動(dòng)。當(dāng)永磁體的磁通和電樞2的線圈20中流動(dòng)的電流交叉時(shí)，本實(shí)施方式的線性電動(dòng)機(jī)100通過(guò)電磁感應(yīng)使具有永磁體的軸10產(chǎn)生軸向的推力，使軸10進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)。
[0094]在實(shí)施方式I的線性電動(dòng)機(jī)100中，在具有直形開口部(裂縫)60的磁性筒40內(nèi)，沿軸向串聯(lián)排列有U相、V相、W相的線圈20。從直形開口部(裂縫)60穿過(guò)u相、V相、W相的線圈20的引線，將該引線以從磁性筒40向外伸出的狀態(tài)容納在鋁制框架3內(nèi)。
[0095]磁性筒40的長(zhǎng)度比配置在線圈20內(nèi)的軸10的永磁體12組的全長(zhǎng)L長(zhǎng)，且設(shè)定為大于或等于永磁體12組的全長(zhǎng)L加上二倍的沖程長(zhǎng)度而得到的長(zhǎng)度。來(lái)自軸10的永磁體12的漏磁通被磁性筒40封閉，幾乎沒有漏磁通。因此，如后述，即使將本實(shí)施方式的線性電動(dòng)機(jī)100進(jìn)行多軸排列，也能夠使線性電動(dòng)機(jī)間的磁影響減小而得到抑制。
[0096]框架主體30是由上框31、下框32及長(zhǎng)度方向的兩端框33、34構(gòu)成的矩形的框體形狀。在上框31上開設(shè)有長(zhǎng)孔60，確保該長(zhǎng)孔60作為u相、V相、w相的線圈20的引線的接線空間。引線接線端子23從長(zhǎng)孔60中露出。
[0097]由于在下框32的內(nèi)表面凸部36的接觸部經(jīng)由填充材料70固定有磁性筒40，因此，能夠利用接觸部形成的熱傳導(dǎo)對(duì)包括線圈20的電樞2進(jìn)行冷卻。
[0098]在框架主體30的上框31及下框32的內(nèi)表面，交替形成有凹部35及凸部36。上框31的凹部35和下框35的凹部35在磁性筒40和框架3之間形成有大致螺旋狀的冷卻通道。因此，本實(shí)施方式的線性電動(dòng)機(jī)100散熱性優(yōu)異。
[0099]在框架主體30的上框31和下框32上，穿設(shè)有用于使冷卻空氣通過(guò)冷卻通道的放出口 61、62，其分別連接有短管63、64。使冷卻空氣從一短管64流入，使冷卻空氣從另一短管63流出，從而在框架3的內(nèi)部形成空氣流。冷卻空氣穿過(guò)框架主體30的凹部35和磁性筒40的間隙，一邊旋轉(zhuǎn)一邊產(chǎn)生湍流，高效地冷卻包括線圈20的電樞2。
[0100]在圖6所例示的第二形態(tài)的框架3A中，上框31及下框32的內(nèi)表面為沒有凹凸的平面，放出口 61、62自寬度方向中心偏心。第二形態(tài)的框架3A的構(gòu)造簡(jiǎn)單，以低成本即可制造。第二形態(tài)的框架3A中，使冷卻空氣穿過(guò)框架主體30的內(nèi)表面和磁性筒40的外周面的間隙。
[0101]在圖7所例示的第三形態(tài)的框架3B中，上框31及下框32的內(nèi)表面為沒有凹凸的平面，放出口 61、62位于寬度方向中心。第三形態(tài)的框架3B的構(gòu)造簡(jiǎn)單，以低成本即可制造。第三形態(tài)的框架3B中，冷卻空氣大多沿軸向通過(guò)磁性筒40的直形開口部(裂縫)41。另外，通過(guò)磁性筒40的直形開口部(裂縫)41，對(duì)線圈20直接冷卻。進(jìn)而，冷卻空氣穿過(guò)框架主體30的內(nèi)表面和磁性筒40的外周面的間隙。
[0102]在圖8所例示的第四形態(tài)的框架3C中，上框31及下框32的內(nèi)表面為沒有凹凸的平面，放出口 61、62自寬度方向中心偏心。第四形態(tài)的框架3C中，冷卻空氣在框架主體30的內(nèi)表面和磁性筒40的外周面的間隙中通過(guò)。另外，由于在下框32的外表面形成有散熱片37，所以，自下框32側(cè)的冷卻效果大。
[0103]即，根據(jù)實(shí)施方式I的線性電動(dòng)機(jī)100，電樞2包圍由具有永磁體12的軸10構(gòu)成的勵(lì)磁部I。電樞2在具有直形開口部的磁性筒40內(nèi)容納多個(gè)線圈20組。
[0104]磁性筒是由磁性材料構(gòu)成的筒體，因此，可以通過(guò)例如對(duì)硅鋼板進(jìn)行板金或壓制加工而簡(jiǎn)單地制造。另外，框架3可通過(guò)例如擠壓加工等簡(jiǎn)單地形成。因此，本實(shí)施方式的線性電動(dòng)機(jī)100可以兼得低成本化及高性能化。
[0105]另外，磁性筒40將永磁體12的磁通的大部分封閉而抑制漏磁通，因此不需要隔磁板，可以相應(yīng)于小型、省空間化、輕量化。
[0106]另外，具有永磁體12的軸10被環(huán)狀的線圈20組包圍。該線圈20組容納于具有直形開口部41的磁性筒40內(nèi)。因此，實(shí)施方式I的線性電動(dòng)機(jī)100中，磁性筒40將永磁體12的磁通的大部分封閉而抑制漏磁通。
[0107]線圈20的引線穿過(guò)直形開口部41導(dǎo)入上框31的長(zhǎng)孔60，所以能夠確保線圈20的引線的接線空間。
[0108]磁性筒40具有直形開口部41，在上框31及下框32的凹部35和磁性筒40的外周面之間形成有間隙，發(fā)揮冷卻通道的作用。通過(guò)用密封板80將框架主體30的左右開放部密封而形成大致螺旋狀的冷卻通道。因此，通過(guò)使冷卻空氣流入大致螺旋狀的冷卻通道，能夠?qū)Πň€圈20的電樞2進(jìn)行冷卻。因此，本實(shí)施方式的線性電動(dòng)機(jī)100具有優(yōu)異的散熱性。
[0109]本實(shí)施方式的線性電動(dòng)機(jī)100分別地具備線性編碼器56，所以能夠用作單軸促動(dòng)器。另外，只要將本實(shí)施方式的多個(gè)線性電動(dòng)機(jī)100組合起來(lái)，就可以構(gòu)成多軸促動(dòng)器。
[0110]因此，由于可以方便地用作單軸或多軸的促動(dòng)器，所以能夠確保貼片機(jī)的機(jī)頭結(jié)構(gòu)的靈活性。
[0111]〔實(shí)施方式2〕
[0112]接著，參照?qǐng)D10?圖14，對(duì)實(shí)施方式2的線性電動(dòng)機(jī)200進(jìn)行說(shuō)明。圖10是實(shí)施方式2的線性電動(dòng)機(jī)的立體圖。圖11是實(shí)施方式2的線性電動(dòng)機(jī)中的電樞的第二形態(tài)的立體圖。圖12是實(shí)施方式2的線性電動(dòng)機(jī)中的電樞的第三形態(tài)的立體圖。圖13是實(shí)施方式2的線性電動(dòng)機(jī)中的框架的第五形態(tài)的立體圖。圖14是實(shí)施方式2的線性電動(dòng)機(jī)中的框架的第六形態(tài)的立體圖。予以說(shuō)明，對(duì)于和實(shí)施方式I的線性電動(dòng)機(jī)100相同的結(jié)構(gòu)部件，附帶相同符號(hào)并省略其說(shuō)明。
[0113]如圖10所示，實(shí)施方式2的線性電動(dòng)機(jī)200除電樞2的磁性筒40及框架3的構(gòu)造不同以外，其余構(gòu)成和實(shí)施方式I 一樣。
[0114]S卩，實(shí)施方式2的線性電動(dòng)機(jī)200具備勵(lì)磁部1、電樞2及框架3。勵(lì)磁部I以和第一實(shí)施方式同樣的結(jié)構(gòu)，在軸10的中空部11具有多個(gè)永磁體12 (參照?qǐng)D2)。
[0115]電樞2具有線圈20和磁性筒40。實(shí)施方式2中，電樞2發(fā)揮定子的作用(參照?qǐng)D11及圖12)。
[0116]具有永磁體的軸10的周圍是和實(shí)施方式I同樣的結(jié)構(gòu)，被串聯(lián)配置的多個(gè)線圈20覆蓋。
[0117]實(shí)施方式2的磁性筒40呈大致矩形筒體狀。圖11所例示的第二形態(tài)的磁性筒40A只在該磁性筒40A的上部沿軸向具有直形開口部41。直形開口部41在磁性筒40A的上部形成為沿軸向開口的裂縫部。
[0118]另一方面，圖12所例示的第三形態(tài)的磁性筒40B，在該磁性筒40B的上部及下部具有沿軸向的直形開口部41。直形開口部41在磁性筒40的上部及下部形成為沿軸向開口的裂縫部。
[0119]磁性筒40A、40B將多個(gè)線圈20組的周圍覆蓋。磁性筒40A、40B內(nèi)的線圈20組與引導(dǎo)支持筒22連結(jié)。線圈20組通過(guò)將螺栓42插通磁性筒40A、40B的上下部進(jìn)行緊固，而被保持在該磁性筒40A、40B的中心部。磁性筒40A、40B相對(duì)于具有中心的永磁體12的軸10保持磁平衡。另外，磁性筒40A、40B具有將永磁體12的磁通的大部分封閉，抑制漏磁通的作用。
[0120]由于在矩形筒體狀的磁性筒40A、40B內(nèi)的中心部容納環(huán)形狀的線圈20組，因此在該磁性筒40A、40B內(nèi)的四角形成有間隙。四角的間隙發(fā)揮冷卻通道的作用，能夠直接冷卻線圈20組。磁性筒40A、40B的上部的直形開口部41界定出線圈20的引線的通過(guò)部，并且具有冷卻通道的作用。
[0121]和實(shí)施方式I同樣，磁性筒40A、40B的長(zhǎng)度設(shè)定為大于或等于永磁體12組的全長(zhǎng)L加上二倍的沖程長(zhǎng)度而得到的長(zhǎng)度。
[0122]和實(shí)施方式I同樣，磁性筒40A、40B優(yōu)選板金或壓制成型的硅鋼板，但不限定于此。
[0123]再次參照?qǐng)D10，和實(shí)施方式I同樣，框架3包圍電樞2的徑向的上部、下部及軸向的兩端部。作為矩形框的框架主體30由上框31、下框32及長(zhǎng)度方向(與軸向一致)的兩端框33、34構(gòu)成?？蚣苤黧w30的寬度方向左右側(cè)面被開放。
[0124]和實(shí)施方式I同樣，作為框架3的構(gòu)成材料，例如使用容易加工的鋁或鋁合金，但不限定于所例示的材料。
[0125]框架主體30的上框31的結(jié)構(gòu)和實(shí)施方式I是一樣的，具有作為引線接線空間的長(zhǎng)孔60。該長(zhǎng)孔60發(fā)揮連接端子23的通過(guò)部的作用，并且，發(fā)揮冷卻空氣的通道的作用。
[0126]在圖13所例示的第五形態(tài)的框架3D中，框架主體30的上框31的內(nèi)表面大致形成為平面，在長(zhǎng)孔60的兩側(cè)形成有凹部35?？蚣苤黧w30的下框32的內(nèi)表面形成平面。合適的是，在第五形態(tài)的框架3D內(nèi)，容納圖11所例示的第二形態(tài)的磁性筒40A。上框31的凹部35與磁性筒40A的上部的直上開口部(裂縫)41連通，整體形成冷卻通道。
[0127]第五形態(tài)的框架3D在上框31和下框32上具有作為用于使冷卻空氣通過(guò)冷卻通道的入口及出口的放出口(貫通孔)61、62。上框31和下框32的放出口 61和62自框體的寬度方向中心偏心而開口，大致對(duì)角布置。
[0128]第五形態(tài)的框架3 D在下框32的外表面上形成有連續(xù)的凹凸?fàn)畹纳崞?7。因此，雖然只在上框31的內(nèi)表面形成有凹部35，但能夠利用散熱片37提高下框32側(cè)的散熱性。
[0129]在圖14所例示的第六形態(tài)的框架3E中，框架主體30的上框31的內(nèi)表面大致形成為平面，在長(zhǎng)孔60的兩側(cè)形成有凹部35。框架主體30的下框32的內(nèi)表面大致形成為平面，以與上框31的凹部35對(duì)向的方式形成有兩處凹部35。
[0130]在第六形態(tài)的框架3E內(nèi)，適宜容納圖12所例示的第三形態(tài)的磁性筒40B。上框31及下框32的凹部35與磁性筒40B的上下的直上開口部(裂縫)41連通，整體形成冷卻通道。
[0131]第六形態(tài)的框架3E的結(jié)構(gòu)和第五形態(tài)的框架3D是一樣的，在上框31和下框32上具有放出口 61、62。第六形態(tài)的框架3E在上框31及下框32的內(nèi)表面形成有凹部35，因此，和第五形態(tài)的框架3D不同，不具有散熱片。
[0132]如圖10、圖13及圖14所示，在框架主體30的兩端框33、34的貫通孔51、52中，支承有勵(lì)磁部I的軸10。軸10的基端部和實(shí)施方式I同樣，依次連接有塊部件53及延出部件54。延出部件54可滑動(dòng)移動(dòng)地配置在導(dǎo)塊55上，在該延出部件54上設(shè)有線性編碼器56。
[0133]在將本實(shí)施方式的線性電動(dòng)機(jī)200單元化并用作單軸促動(dòng)器、或后述的多軸促動(dòng)器的情況下，和實(shí)施方式I同樣，框架主體30的寬度方向左右側(cè)面的開放部被密封板80密封(參照?qǐng)D8)。
[0134]實(shí)施方式2的線性電動(dòng)機(jī)200起到基本上和第一實(shí)施方式同樣的作用效果。尤其是實(shí)施方式2的線性電動(dòng)機(jī)200，由于環(huán)形狀的線圈20容納于矩形的磁性筒40A、40B內(nèi)，因此在磁性筒40A、40B內(nèi)的四角形成有間隙。因此,在實(shí)施方式2的線性電動(dòng)機(jī)200中，磁性筒40A、40B內(nèi)的四角的間隙發(fā)揮冷卻通道的作用，起到能夠利用冷卻空氣直接冷卻線圈20這樣特有的效果。
[0135]〔第三實(shí)施方式〕
[0136]接著，參照?qǐng)D 15，對(duì)實(shí)施方式3的線性電動(dòng)機(jī)單元300進(jìn)行說(shuō)明。圖15是實(shí)施方式3的線性電動(dòng)機(jī)單元的立體圖。予以說(shuō)明，對(duì)于和實(shí)施方式I的線性電動(dòng)機(jī)100相同的構(gòu)成部件，附帶相同的符號(hào)并省略其說(shuō)明。
[0137]如圖15所示，實(shí)施方式3的線性電動(dòng)機(jī)單元300是將實(shí)施方式I的線性電動(dòng)機(jī)100在寬度方向(橫桁方向)排列多個(gè)而單元化形成的線性電動(dòng)機(jī)。
[0138]在上框31和下框32的兩端部，和實(shí)施方式I同樣地形成有用于緊固螺栓81的螺合孔82。使多個(gè)線性電動(dòng)機(jī)100抵接并在寬度方向排列，在寬度方向兩端配置密封板80。而且，經(jīng)由密封板80將長(zhǎng)螺栓81插通緊固于多個(gè)線性電動(dòng)機(jī)100的螺合孔82，由此，多個(gè)線性電動(dòng)機(jī)100被一體化為多軸單元。本實(shí)施方式的線性電動(dòng)機(jī)單元300的兩端的寬度方向左右側(cè)面的開放部被密封。
[0139]框架3的寬度尺寸為帶條饋送機(jī)(7 — ^ 一 η的要求尺寸，磁性筒40的外徑或?qū)挾仍O(shè)定為比框架主體30的寬度尺寸小。因此，將多個(gè)線性電動(dòng)機(jī)100在寬度方向多軸排列時(shí)，只不過(guò)是沿框架3的側(cè)面排列線性電動(dòng)機(jī)100而已，從而可簡(jiǎn)單地裝配線性電動(dòng)機(jī)單元(機(jī)頭模塊)300。
[0140]另外，通過(guò)將多個(gè)線性電動(dòng)機(jī)100進(jìn)行多軸排列，各線性電動(dòng)機(jī)100的寬度方向左右被密封。因此，冷卻空氣的泄漏減少，自然地確保了空氣流動(dòng)，提高了本實(shí)施方式的線性電動(dòng)機(jī)單元300的冷卻效果。
[0141]多個(gè)線性電動(dòng)機(jī)100相抵接，但在相鄰的磁性筒40、40彼此之間形成有間隙。磁性筒40、40彼此的間隙不僅有利于冷卻而且能夠抑制相互的磁影響。
[0142]各線性電動(dòng)機(jī)100分別地具備線性編碼器56，因此能夠分別地把握各線性電動(dòng)機(jī)100的位置信息。
[0143]予以說(shuō)明，本實(shí)施方式中，使用實(shí)施方式I的線性電動(dòng)機(jī)100進(jìn)行了說(shuō)明，但在使用實(shí)施方式2的線性電動(dòng)機(jī)200的情況下，也同樣能夠構(gòu)成線性電動(dòng)機(jī)單元300。
[0144]實(shí)施方式3的線性電動(dòng)機(jī)單元300起到基本上和實(shí)施方式I同樣的作用效果。尤其是實(shí)施方式3中，構(gòu)成在寬度方向排列的多軸促動(dòng)器，因此起到如下特有的效果，即，作為貼片機(jī)機(jī)頭的Z軸，可以提供小型(小寬度)、大推力及低成本的線性電動(dòng)機(jī)單元300。
[0145]以上，對(duì)本發(fā)明的最佳實(shí)施方式進(jìn)行了說(shuō)明，但這些實(shí)施方式是用于說(shuō)明本發(fā)明的例示，而不是將本發(fā)明的范圍僅限定于這些實(shí)施方式的意思。本發(fā)明在不脫離其主旨的范圍內(nèi)，能夠以與上述實(shí)施方式不同的各種形態(tài)進(jìn)行實(shí)施。
【權(quán)利要求】
1.一種線性電動(dòng)機(jī)，包括: 勵(lì)磁部，其在軸內(nèi)具有多個(gè)永磁體； 電樞，其包圍所述勵(lì)磁部且具有多個(gè)線圈；以及 框架，其容納所述電樞， 其中所述電樞在具有直形開口部的磁性筒內(nèi)容納所述多個(gè)線圈。
2.如權(quán)利要求1所述的線性電動(dòng)機(jī)，其中，所述直形開口部形成于所述磁性筒的至少一部分。
3.如權(quán)利要求1所述的線性電動(dòng)機(jī)，其中，所述磁性筒呈矩形筒體狀或者圓筒體狀。
4.如權(quán)利要求1所述的線性電動(dòng)機(jī)，其中，所述磁性筒的長(zhǎng)度設(shè)定為大于或等于所述軸的永磁體組的全長(zhǎng)加上二倍的沖程長(zhǎng)度而得到的長(zhǎng)度。
5.如權(quán)利要求1所述的線性電動(dòng)機(jī)，其中，所述多個(gè)線圈的引線穿過(guò)所述磁性筒的直形開口部，且在該磁性筒的外部露出。
6.如權(quán)利要求1所述的線性電動(dòng)機(jī),其中,所述框架的主體形成矩形框體狀,且具有上框、下框及長(zhǎng)度方向的兩端框。
7.如權(quán)利要求1所述的線性電動(dòng)機(jī)，其中，在所述框架的主體的上框開設(shè)有作為所述多個(gè)線圈的引線接線空間的長(zhǎng)孔。
8.如權(quán)利要求1所述的線性電動(dòng)機(jī)，其中，在所述框架的主體的上框或/和下框的內(nèi)表面形成有凹部。
9.如權(quán)利要求8所述的線性電動(dòng)機(jī)，其中，所述上框的內(nèi)表面的凹部和下框的內(nèi)表面的凹部以至少局部重疊的方式錯(cuò)開在長(zhǎng)度方向的位置。
10.如權(quán)利要求1所述的線性電動(dòng)機(jī),其中,在所述框架的主體的外表面的一部分形成有凹凸形狀連續(xù)的散熱片。
11.如權(quán)利要求1所述的線性電動(dòng)機(jī)，其中，在所述線圈的外周面和所述磁性筒的內(nèi)表面的間隙、所述磁性筒的所述直形開口部、所述磁性筒的外表面和所述框架的主體的內(nèi)表面的四角間隙、或/和所述磁性筒的外表面和所述框架的主體的內(nèi)表面的凹部的間隙中形成有冷卻通道。
12.如權(quán)利要求1所述的線性電動(dòng)機(jī),其中,在所述框架的主體的上框及下框形成有用于使冷卻空氣通過(guò)所述冷卻通道的入口、出口。
13.如權(quán)利要求1所述的線性電動(dòng)機(jī),其中,在所述框架的主體的內(nèi)表面經(jīng)由填充材料固定有所述磁性筒。
14.如權(quán)利要求1所述的線性電動(dòng)機(jī)，其中，在所述框架的一部分具備線性編碼器。
15.—種線性電動(dòng)機(jī)單元，是將如權(quán)利要求1?14中任一項(xiàng)所述的線性電動(dòng)機(jī)在寬度方向排列多個(gè)并抵接，在寬度方向兩端面配置密封板，并且使該密封板及多個(gè)線性電動(dòng)機(jī)一體化而形成的多軸單元。
【文檔編號(hào)】H02K41/02GK104079141SQ201410112800
【公開日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2014年3月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月26日
【發(fā)明者】唐玉琪, 杉田聰 申請(qǐng)人:山洋電氣株式會(huì)社