專利名稱：直線電動機的電樞和直線電動機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在對應(yīng)于可動體的行程增長來增加電樞長度時，可實現(xiàn)推力增大，并在組裝電樞組件(block)時，可實現(xiàn)低成本和高效率的直線電動機的電樞和直線電動機。
背景技術(shù)：
以往，在機床或半導(dǎo)體制造裝置等的精密進給的用途中利用的直線電動機如圖4所示。
圖4是表示一般直線電動機的整體結(jié)構(gòu)的正剖面圖，以磁通通過型結(jié)構(gòu)的直線電動機為例進行說明。1是直線電動機，2是使磁通通過的電樞，3是把平板狀的電磁鋼板上下層疊而成的電樞鐵芯，4是繞在電樞鐵芯3上的電樞繞組，5是在電樞鐵芯3的長度方向的兩側(cè)隔著空隙相對正交配置的平滑形的勵磁用磁鐵，由永久磁鐵構(gòu)成。6是固定著永久磁鐵5的使磁通通過的平滑形的磁軛，7是配設(shè)在電樞2的上面的工作臺，8是直線導(dǎo)向器，8a是導(dǎo)軌，8b是滑塊，9是電樞安裝板，9a是陰螺紋部，22、23是緊固螺栓，24是固定座。
在這種直線電動機1中，磁場側(cè)的磁軛6固定在固定座24上，通過把緊固螺栓22通過電樞鐵芯3的通孔3a擰入電樞安裝板9的陰螺紋部9a中而緊固電樞2。并且，通過把緊固螺栓23通過通孔7a擰入設(shè)置于電樞安裝板9上的陰螺紋部9b中而緊固工作臺7。而且，直線電動機1由包含導(dǎo)軌8a和滑塊8b的直線導(dǎo)向器8支撐，并且，裝載了工作臺7的電樞2沿著永久磁鐵5的磁鐵排列方向產(chǎn)生推力，可進行平滑的直線移動。
特別是，作為這種直線電動機的電樞，提出了下述圖5和圖6所示的根據(jù)用途而要求可動體的行程增長的電樞結(jié)構(gòu)(例如，特開2000-278929號公報)。
圖5是表示第1以往技術(shù)的直線電動機的電樞，(a)是電樞的側(cè)剖面圖，(b)是從底部側(cè)看到的電樞的平面圖。圖中，示出電樞組件數(shù)為3、每個電樞組件的齒數(shù)為9的例子。
電樞鐵芯3具有第1電樞組件10、第2電樞組件11和第3電樞組件12，在各電樞組件之間設(shè)置隔片14，維持間隙。各電樞組件10～12和隔片14排列在直線電動機的推力方向，并由電樞安裝板9固定，而且，電樞安裝板9與上述工作臺7被保持為一體。并且，構(gòu)成各電樞組件10～12的組件鐵芯31分別具有等間距排列的齒部31a，并通過卡合部31b順序連接而構(gòu)成。
并且，電樞2的線圈布線處理采用以下結(jié)構(gòu)在各電樞組件10～12的齒部31a內(nèi)收納由U相線圈、V相線圈和W相線圈組成的電樞繞組4，并且把各電樞繞組4的引線13從電樞組件31的底部朝向直線電動機的推力方向?qū)С?。而且，用樹脂?7固定該電樞組件的周圍和配置有引線13的底部。18是端子箱，18a是連接器端子，把各電樞繞組的引線13捆入到端子箱18中，與連接器端子18a連接。
而且，另一電樞2的線圈布線處理如圖6所示。圖6是表示第2以往技術(shù)的直線電動機的電樞，(a)是電樞的側(cè)剖面圖，(b)是從底部側(cè)看到的電樞的平面圖。圖中，示出電樞組件數(shù)為3和各電樞組件的齒數(shù)為9的例子。
在圖6中，15是第1引線貫通用通路，20是第2引線貫通用通路。采用以下結(jié)構(gòu)在設(shè)置于各電樞組件10～12之間的隔片14內(nèi)設(shè)置朝向其內(nèi)部的長度方向(與電樞安裝板9成直角的方向)具有孔部的第1引線貫通用通路15，并且朝向電樞安裝板9的長度方向設(shè)置第2引線貫通用通路20，使其與第1引線貫通用通路15連通。另外，第2引線貫通用通路20從電樞安裝板9的表面位置朝向內(nèi)部形成能收納引線13的深度的槽部。
然而，以往技術(shù)具有以下問題。
(1)在圖4所示的電樞繞組4的引線處理中采用以下結(jié)構(gòu)把各電樞繞組4的引線13從電樞組件10～12的底部朝向直線電動機的推力方向?qū)С觯岩€收集在端子箱內(nèi)并引出，因而，如果增加組件鐵芯31的數(shù)目或電樞組件組的數(shù)目，則在電樞組件的底部，各相線圈的引線13增多而體積變大，因而，引線體積增大是導(dǎo)致電樞組件的組裝作業(yè)效率低的主要原因。
(2)其次，在圖5所示的電樞繞組4的引線處理中，通過有效利用隔片14來消除引線體積增大，然而由于跨越隔片、電樞安裝板和電樞組件的底部等多個部位來分散引線處理，因而采用這種結(jié)構(gòu)也很難提高電樞組件的組裝作業(yè)效率。
(3)另外，作為應(yīng)用上述直線電動機的事例，在應(yīng)用于機床的多個進給軸的情況下，各進給軸需要具有多個不同推力規(guī)范的直線電動機。為此，必須分別備齊各個形狀尺寸的電樞，因而存在以下缺點①供1臺機床使用的直線電動機的開發(fā)投資成本增大，②在電樞組件的一部分產(chǎn)生缺陷的情況下，必須把整個電樞全部廢棄而用新電樞來取代，維護成本增大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述課題而提出的，本發(fā)明的目的是提供可使電樞繞組的引線處理容易，并可提高電樞組件的組裝作業(yè)效率，同時可對應(yīng)于可動體的行程增長來增大電動機的推力的、低成本的直線電動機的電樞和直線電動機。
為了解決上述問題，權(quán)利要求1～5的發(fā)明涉及直線電動機的電樞。其中，權(quán)利要求1的本發(fā)明是一種直線電動機的電樞，其具有分割成多個電樞組件并繞有電樞繞組的模塊形電樞；上述多個電樞組件是分別把多個組件鐵芯順序連接而構(gòu)成的；在上述多個電樞組件的兩端設(shè)置有使繞在該電樞組件上的電樞繞組的引線電氣連接的連接器，以使各個電樞組件內(nèi)的電樞繞組的連接為串聯(lián)或并聯(lián)連接；使設(shè)置在上述各個電樞組件相互之間的連接器彼此的連接為同相連接。
并且，權(quán)利要求2的本發(fā)明，在權(quán)利要求1所述的直線電動機的電樞中，當(dāng)上述電樞繞組的相數(shù)為3相，磁場的磁極間距為τp時，上述各個電樞組件相互之間具有與把上述磁極間距除以上述電樞組件的分割數(shù)而獲得的值的整數(shù)倍的電角度對應(yīng)的間隔。
并且，權(quán)利要求3的本發(fā)明，在權(quán)利要求2所述的直線電動機的電樞中，上述各個電樞組件相互之間設(shè)置有上述磁極間距的2/3的間隔。
并且，權(quán)利要求4的本發(fā)明，在權(quán)利要求2所述的直線電動機的電樞中，上述各個電樞組件相互之間設(shè)置有上述磁極間距的4/3的間隔。
并且，權(quán)利要求5的本發(fā)明，在權(quán)利要求1～4中任何1項所述的直線電動機的電樞中，在上述多個電樞組件的上部設(shè)置有在直線電動機的推力方向上排列并進行保持的電樞安裝板，在上述電樞安裝板的一端設(shè)置卡合突起，在另一端設(shè)置卡合槽，使電樞組件彼此連接。
而且，權(quán)利要求6的本發(fā)明涉及的直線電動機具有權(quán)利要求1～5中任何1項所述的直線電動機的電樞，和與該電樞隔著空隙相互相對配置的磁場，上述磁場由磁軛和配置在上述磁軛上的多個永久磁鐵構(gòu)成，該多個永久磁鐵以使極性交替不同的狀態(tài)相鄰排列，把上述電樞和上述磁場的任何一方作為相對移動的可動部分，把另一方作為固定部分。


圖1是表示本發(fā)明的第1實施例的直線電動機，是對電樞組件的連接和電樞繞組的接線狀況進行說明的平面圖。
圖2是表示本發(fā)明的第2實施例的直線電動機，是對電樞組件的連接和電樞繞組的接線狀況進行說明的平面圖。
圖3是表示本發(fā)明的第3實施例的直線電動機，(a)是電樞的整體透視圖，(b)是對電樞組件的連接狀態(tài)進行說明的平面圖。
圖4是表示一般直線電動機的整體結(jié)構(gòu)的正剖面圖。
圖5是表示第1以往技術(shù)的直線電動機的電樞，(a)是電樞的側(cè)剖面圖，(b)是從底部側(cè)看到的電樞的平面圖。
圖6是表示第2以往技術(shù)的直線電動機的電樞，(a)是電樞的側(cè)剖面圖，(b)是從底部側(cè)看到的電樞的平面圖。
另外，圖1所示的編號如下4是電樞繞組，5是永久磁鐵，6是磁軛，10是第1電樞組件，11是第2電樞組件，12是第3電樞組件，25a、25b、25c、25d、25e、25f是連接器，26是中性點。
具體實施例方式
以下，根據(jù)圖示的實施例對本發(fā)明進行說明。
(第1實施例)圖1是表示本發(fā)明的第1實施例的直線電動機，是對電樞組件的連接和電樞繞組的接線狀況進行說明的平面圖。另外，電樞具有分割成多個電樞組件并繞有電樞繞組的模塊形電樞，多個電樞組件分別是把多個組件鐵芯順序連接而構(gòu)成的，這點是相同的。并且，對于與以往相同的構(gòu)成要素，賦予相同符號，省略其說明，僅對不同點進行說明。
在圖中，25a、25b、25c、25d、25e、25f是連接器，26是中性點。
本發(fā)明與以往的不同點如下。
即，在多個電樞組件10、11、12的兩端設(shè)置有使繞在該電樞組件10、11、12上的電樞繞組4的引線電氣連接的連接器25a、25b、25c、25d、25e、25f，以使各個電樞組件內(nèi)的電樞繞組4的連接為并聯(lián)連接，使設(shè)置在各個電樞組件相互之間的成對連接器25b和25c、25d和25e的連接為同相連接。
具體地說，在圖1中，當(dāng)電樞繞組的相數(shù)為3相，磁場的磁極間距為τp時，電樞組件10、11、12相互之間具有與把磁極間距τp除以電樞組件的分割數(shù)而獲得的值的整數(shù)倍的電角度對應(yīng)的間隔。即，在圖1的例子中，電樞組件10、11、12相互之間在模塊化的電樞組件數(shù)為3時，在磁極間距為電角度180°的情況下，具有磁極間距的2/3τp的間隔(電角度為120°)。
詳細(xì)地說，在電樞組件10中，當(dāng)IN側(cè)的連接器25a的端子為U相(Ru)、V相(Rv)、W相(Rw)的順序時，OUT側(cè)的連接器25b的端子為V相(Rv)、W相(Rw)、U相(Ru)的順序。并且，通過使電樞組件11與電樞組件10連接，IN側(cè)的連接器25c的端子為V相(Rv)、W相(Rw)、U相(Ru)的順序，OUT側(cè)的連接器25d的端子為W相(Rw)、U相(Ru)、V相(Rv)的順序。而且，通過使電樞組件12與電樞組件11連接，IN側(cè)的連接器25e的端子為W相(Rw)、U相(Ru)、V相(Rv)的順序，OUT側(cè)的連接器25f的端子為U相(Ru)、V相(Rv)、W相(Rw)的順序。這樣，把3相電樞繞組進行Y接線。
第1實施例采用以下結(jié)構(gòu)在多個電樞組件10、11、12的兩端設(shè)置有使繞在該電樞組件10、11、12上的電樞繞組4的引線電氣連接的連接器25a～25f，以使各個電樞組件內(nèi)的電樞繞組4的連接為并聯(lián)連接，使設(shè)置在各個電樞組件相互之間的成對連接器25b和25c、25d和25e的連接為同相連接，并且，當(dāng)電樞繞組的相數(shù)為3相，磁場的磁極間距為τp時，各個電樞組件相互之間具有與把磁極間距除以電樞組件的分割數(shù)而獲得的值的整數(shù)倍的電角度對應(yīng)的間隔(2/3τp)，因而，電動機的推力增大至所連接的電樞2的整數(shù)倍，交鏈磁通也增大至整數(shù)倍，這樣，當(dāng)對應(yīng)于可動體的行程增長來增加電樞長度時，可實現(xiàn)推力增大。
并且，電樞繞組4內(nèi)的引線處理采用以下結(jié)構(gòu)不象以往那樣，從電樞組件的下面?zhèn)纫鲆€，也不通過隔片從電樞安裝板引出引線，而是使用連接器25a～25f進行連接，因而在電樞組件的下端面，引線不會體積增大，而且可使用樹脂模消除引線的模部分，可在組裝電樞組件時，實現(xiàn)低成本和高效率。
而且，本直線電動機的電樞是由1種類型的、具有相同形狀尺寸的模塊形電樞構(gòu)成的，因而，例如具有以下優(yōu)點①可減少供1臺機床使用的直線電動機的開發(fā)投資成本，②即使在電樞組件的一部分中產(chǎn)生缺陷的情況下，也沒有必要全部廢棄電樞而由新電樞取代，因而可以取代一部分，可減少維護成本。
(第2實施例)下面對本發(fā)明的第2實施例進行說明。
圖2是表示本發(fā)明的第2實施例的直線電動機，是對電樞組件的連接和電樞繞組的接線狀況進行說明的平面圖。
第2實施例與第1實施例的不同點是當(dāng)磁場的磁極間距為τp(電角度為180°)時，電樞組件10、11、12相互之間具有磁極間距的4/3τp的間隔(電角度為240°)。
詳細(xì)地說，在電樞組件10中，當(dāng)IN側(cè)的連接器25a的端子為U相(Ru)、V相(Rv)、W相(Rw)的順序時，OUT側(cè)的連接器25b的端子為W相(Rw)、U相(Ru)、V相(Rv)的順序。并且，通過使電樞組件11與電樞組件10連接，IN側(cè)的連接器25c的端子為W相(Rw)、U相(Ru)、V相(Rv)的順序，OUT側(cè)的連接器25d的端子為V相(Rv)、W相(Rw)、U相(Ru)的順序。而且，通過使電樞組件12與電樞組件11連接，IN側(cè)的連接器25e的端子為V相(Rv、W相(Rw)、U相(Ru)的順序時，OUT側(cè)的連接器25f的端子為U相(Ru)、V相(Rv)、W相(Rw)的順序。這樣，把3相電樞繞組進行Y接線。
在第2實施例中，使設(shè)置在各電樞組件10、11、12之間的連接器25b和25c、25d和25e的間隔為4/3τp，因而可取得與第1實施例相同的效果，并通過適當(dāng)選擇永久磁鐵的磁極數(shù)和電樞組件數(shù)的組合，可對應(yīng)于直線電動機的行程增長來增大推力。
(第3實施例)下面對本發(fā)明的第3實施例進行說明。
圖3是表示本發(fā)明的第3實施例的直線電動機，(a)是電樞的整體透視圖，(b)是對電樞組件的連接狀態(tài)進行說明的平面圖。
在圖3中，27是卡合突起，28是卡合槽，91、92、93是電樞安裝板。
第3實施例與第1和第2實施例的不同點是分別在多個電樞組件10、11、12上設(shè)置電樞安裝板91、92、93，該電樞安裝板91、92、93在直線電動機1的推力方向上排列并分別保持電樞組件，在各電樞安裝板91～93的一端設(shè)置卡合突起27，在另一端設(shè)置卡合槽28，使電樞組件彼此連接。
第3實施例利用卡合突起27和卡合槽28，來連接分別設(shè)置在多個電樞組件10、11、12上的電樞安裝板91～93，因而，可與電樞組件的組裝作業(yè)同時進行，有助于提高電樞整體組裝的效率。
另外，在本實施例中，示出了在多個電樞組件的兩端設(shè)置有使電樞繞組的引線電氣連接的連接器，以使各個電樞組件內(nèi)的電樞繞組的連接為并聯(lián)連接的例子，但是，也可以使電樞繞組的連接為串聯(lián)連接。其具有與并聯(lián)連接相同的效果。
并且，對在分別設(shè)置在各個電樞組件上的電樞安裝板的一端設(shè)置卡合突起，在另一端設(shè)置卡合槽，使各個電樞彼此連接的例子進行了說明，但是，取而代之，也可以例如設(shè)置銷狀突起，以及用于與該銷卡合的槽。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的直線電動機，例如，可在機床或半導(dǎo)體制造裝置等的精密進給用途中利用，并且作為適合于可動體的行程增長的直線電動機的電樞和直線電動機是有用的。
權(quán)利要求
1.一種直線電動機的電樞，具有分割成多個電樞組件并繞有電樞繞組的模塊形電樞；上述多個電樞組件是分別把多個組件鐵芯順序連接而構(gòu)成的；該直線電動機的電樞的特征在于，在上述多個電樞組件的兩端設(shè)置有使繞在該電樞組件上的電樞繞組上的電樞繞組的引線電氣連接的連接器，以使各個電樞組件內(nèi)的電樞繞組的連接為串聯(lián)或并聯(lián)連接；使設(shè)置在上述各個電樞組件相互之間的連接器彼此的連接為同相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直線電動機的電樞，其特征在于，當(dāng)上述電樞繞組的相數(shù)為3相，磁場的磁極間距為τp時，上述各個電樞組件相互之間，具有與把上述磁極間距除以上述電樞組件的分割數(shù)而獲得的值的整數(shù)倍的電角度對應(yīng)的間隔。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的直線電動機的電樞，其特征在于，上述各個電樞組件相互之間設(shè)置有上述磁極間距的2/3的間隔。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的直線電動機的電樞，其特征在于，上述各個電樞組件相互之間設(shè)置有上述磁極間距的4/3的間隔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4中任何1項所述的直線電動機的電樞，其特征在于，在上述各個電樞組件的上部設(shè)置有在直線電動機的推力方向上排列并進行保持的電樞安裝板，在上述電樞安裝板的一端設(shè)置卡合突起，在另一端設(shè)置卡合槽，將電樞組件彼此連接。
6.一種直線電動機，其特征在于，具有權(quán)利要求1～5中任何1項所述的直線電動機的電樞、和與該電樞隔著空隙相互相對配置的磁場，上述磁場由磁軛和配置在上述磁軛上的多個永久磁鐵構(gòu)成，該多個永久磁鐵以使極性交替不同的狀態(tài)相鄰排列，把上述電樞和上述磁場的任何一方作為相對移動的可動部分，把另一方作為固定部分。
全文摘要
一種直線電動機的電樞和直線電動機，在直線電動機電樞組件(10)、(11)、(12)的兩端設(shè)有使繞在該電樞組件上的電樞繞組(4)的引線電氣連接的連接器(25a)、(25b)、(25c)、(25d)、(25e)、(25f)，以使各個電樞組件內(nèi)的電樞繞組(4)的連接為并聯(lián)連接，使設(shè)置在各個電樞組件相互之間的成對連接器(25b)和(25c)、(25d)和(25e)的連接為同相連接。當(dāng)電樞繞組的相數(shù)為3相，磁場的磁極間距為τρ時，電樞組件相互之間具有磁極間距的2/3τp的間隔。這樣，獲得可使電樞繞組的引線處理容易，并提高電樞組件的組裝作業(yè)效率，而且可對應(yīng)于可動體的行程增長來增大電動機的推力的、低成本的直線電動機的電樞和直線電動機。
文檔編號H02K16/00GK1618160SQ0380232
公開日2005年5月18日 申請日期2003年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月18日
發(fā)明者宮本恭祐, 井上岳司 申請人:株式會社安川電機