直线电机及其制造方法技术

本发明专利技术使通过在电枢的磁极齿之间的间距的磁通泄漏最小，并还使在电枢和磁针之间的所产生的磁性引力最小。电枢绕组（４）绕在电枢的铁心（５）上，形成两个磁极（１，２），并在两个磁极上形成朝匹配的磁极凸伸的磁极齿（１１ａ，１２ｂ，２１ｂ，２２ａ），使一个磁极（１）上的第（２ｎ－１）个（ｎ＝１，２，…）磁极齿在两级中的上一级上延伸，而使第（２ｎ）个（ｎ＝１，２，…）磁极齿在下一级上延伸，使另一个磁极（２）上的第（２ｎ－１）个（ｎ＝１，２，…）磁极齿在两级中的下一级上延伸，而使第（２ｎ）个（ｎ＝１，２，…）磁极齿在上一级上延伸，由此形成电枢单元，在该电枢单元中磁通在上部和下部磁极齿之间上下交替，带有永磁体的磁针（６）相对运动过在电枢单元的上部和下部磁极表面之间的间隙（８）。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，更具体地说涉及一种直线电机和一种直线电机的制造方法，其中提供一种在其上绕有线圈的电枢和带有交替地设置的相对的磁极齿对(上部和下部磁极齿)的磁极。已有技术在常规上人们知道如果通过永磁体产生直线电机的磁场则可以以简单的结构实现较高的牵引力。因此，人们考虑了直线电机的各种结构。日本专利申请公开SHO63-310361公开了一种能够通过简化的引线加工以较低的成本制造的线性脉冲马达。虽然在该专利公开出版物中进行了详细描述，在下文还是给出该直线电机的简要结构，如附附图说明图12所示。在具有U-形部分的直电枢3的内部，平行固定两个磁扼，这两个磁扼也为U形，以及线圈4纵向地绕在每个磁扼的底部。每个磁扼配备有两个直立的磁极。在每个磁极上的顶部上固定一个磁极极板，其中等间距的磁极齿20朝另一磁极板凸伸，由此使磁极齿20交错并形成起货钩型磁极表面。保持住磁针6以使能够沿电枢3的纵向方向移动，该磁针6配备有彼此平行的两组永磁体7以使磁极表面穿过空气间隙相对着，磁化永磁体7以使它的极性以与磁极板的凸齿的间隔相同的间隔交替。应用这种结构，当将具有90°相移的两相正弦波电流输送到绕在每个磁扼上的线圈4时，由于公知的直线电机的原理，磁针6在电枢3上沿纵向方向运动。根据已有技术，虽然通过简化的结构和简化的引线加工能够制造直线电机，但是它具有如下的缺陷。这就是因为两个磁极和给电枢3所提供的磁极极板如上文所构造，穿过在从两个磁极的顶部上凸伸的交替的磁极齿20之间的间隙的漏磁通总的来说很大。结果，与激励电流相比马达的牵引力较低。此外，由于磁性引力单方向作用在电枢3和磁针6之间，给磁针6的支撑机构施加了更大的负担，因此在该结构中产生了应力，结果造成了各种麻烦。专利技术概述本专利技术的一个目的是提供一种，其中降低了在磁极极板的磁极齿之间的间隙的漏磁通，因此使在电枢和磁针之间的磁性引力最小。为实现上述专利技术目的，提供一种包括电枢和有磁性的磁针的直线电机，该电枢至少配备有具有第一相对部分的第一极性的磁极和具有第二相对部分的第二极性的另一磁极，该磁针放置在第一相对部分之间并还放置在第二相对部分之间。还提供一种制造包括电枢和具有磁极的磁针的直线电机的方法；其中以层状钢板分别制造要在其上绕线圈的电枢铁心、在两侧的磁极以及磁极单元以形成电枢单元，该磁极单元由上部磁极齿和相对的下部磁极齿集成而成，通过分别组装所制造的电枢单元来构造带有具有第一相对部分的第一极性的磁极和具有第二相对部分的第二极性的另一磁极的电枢。附图概述附图1所示为根据本专利技术一个实施例的直线电机的示意图。附图2所示为在附图1中的直线电机的剖视图。附图3所示为在附图1中的直线电机的磁通的总体图。附图4所示为包括串联的本专利技术的两个电枢单元的直线电机。附图5所示为包括并联的本专利技术的两个电枢单元的直线电机。附图6所示为根据本专利技术的另一实施例电枢单元的串联结构的示意图。附图7所示为根据本专利技术的另一实施例(第一)磁针的示意图。附图8所示为根据本专利技术的另一实施例(第二)磁针的示意图。附图9所示为根据本专利技术的另一实施例(第三)磁针的示意图。附图10所示为根据本专利技术直线电机的制造方法简图。附图11所示为根据本专利技术直线电机的另一制造方法简图。附图12所示为根据已有技术线性脉冲马达的示意图。优选实施例的详细描述下文结合附图描述本专利技术的优选实施例。附图1所示为根据本专利技术的一个实施例直线电机的示意图，以及附图2所示为它的剖视图。在附图1中，1是磁极，11a是磁极1的上部磁极齿，12b是磁极1的下部磁极齿，2是另一磁极，21b是磁极2的下部磁极齿，22a是磁极2的上部磁极齿，3是电枢，4是电枢线圈，5是电枢铁心，6是磁针，7是永磁体，8是在磁极1的上部磁极齿11a和磁极2的下部磁极齿21b之间的间隙(或在磁极1的下部磁极齿12b和磁极2的上部磁极齿22a之间的间隙)，Ps是在相同的上部或下部侧面的两个相邻磁极齿之间的中心到中心磁极距。在底部的电枢铁心5的两侧上电枢3配备有磁极1和2，电枢线圈4纵向绕在电枢铁心5上，该电枢铁心5是具有U形部分的较长的直的铁心。因此，电枢3具有两个磁极1和2。磁极1在它的顶部上配备有朝磁极2凸伸的上部磁极齿11a、下部磁极齿12b、上部……，同时磁极2在它的顶部上也配备有朝磁极1凸伸的下部磁极齿21b、上部磁极齿22a、下部……。即磁极1的凸伸磁极齿以两个高度(上部和下部)设置，因此第(2n-1)齿(n＝1，2，3，……)凸伸为上部齿，而第(2n)齿(n＝1，2，3，……)凸伸为下部齿。与磁极1相反，磁极2的磁极齿也以两个高度设置，因此第(2n-1)齿(n＝1，2，3，……)凸伸为下部齿，而第(2n)齿(n＝1，2，3，……)凸伸为上部齿。当将磁极1和磁极2的所有的上部磁极齿定义为上部磁极表面而将所有的下部磁极齿定义为下部磁极表面时，这种结构意味着提供两个磁极表面，上部和下部，在其中磁极1和磁极2的相对的磁极齿交错。这里，将一对第一上部磁极齿11a和下部磁极齿12b定义为第一相对部分，而将第二上部磁极齿21b和下部磁极齿22a定义为第二相对部分。因此，如此构造电枢以使第(2n-1)对作为第一相对部分和第(2n)作为第二相对部分。当在每个相对部分的上部磁极齿和下部磁极齿之间形成恒定的间隙8并通过间隙8放置磁性磁针时，形成了这样的一种结构磁针保持在第一相对部分之间以及在第二相对部分之间。应用这种结构，形成了这样的一种电枢单元在根据本专利技术的直线电机的每个相对部分的上部和下部磁极齿之间的间隙中磁通在上部和下部磁极齿之间交替地朝上和朝下流动并且磁针通过间隙相对地运动。在附图2中，支撑机构(在电枢侧上)14在电枢3的一侧上支撑着相对运动的磁针6，而支撑机构(在磁针侧上)15在磁针6的一侧上支撑着相对运动的磁针6。由支撑机构14和15所支撑的磁针6在间隙8中相对运动就如同在隧孔中运行。在根据本实施例的直线电机中，形成了电枢3的两个不同的磁极齿(上部磁极齿和下部磁极齿)，磁针6在上部和下部磁极齿之间相对运动。如果从磁针6的中心距离上部和下部磁极齿的距离相等，在磁针6和上部磁极齿之间作用的引力相等但方向与作用在磁针6和下部磁极齿之间的引力相反。因此，在总体上该引力彼此抵消为零。结果，可以减少在磁针6和电枢3的磁极齿之间的引力，因此可以使在支撑机构14和15上的负担最小。附图3所示为根据本实施例的直线电机的磁通流的总体图。当激励电枢线圈4时，如果将磁极1的上部和下部磁极齿磁化为N极，将磁极2的上部和下部磁极齿磁化为S极。当出现这种情况时，磁通从磁极1的上部磁极齿11a流到磁极2的下部磁极齿21b，并类似地从磁极1的下部磁极齿12b流到磁极2的上部磁极齿22a。结果，在上部和下部磁极表面之间的间隙8中的磁通流的方向在每个磁极间距上反向。在根据本实施例的直线电机中，由于上述原因，磁通通过磁针6的永磁体的的N极和S极从上部磁极齿朝下部磁极齿流，还从通过磁针6的永磁体的的S极和N极从下部磁极齿朝上部磁极齿流。结果，有效磁通的磁性路径的磁路变得较短，磁阻变低，有效磁通增加，磁通泄露降低。在另一方面，由于常规的起货钩状磁极型直线电机仅具有一单磁极表面，来自电枢3的N磁极齿的磁通穿过磁针6的永磁本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包括电枢和有磁性的磁针的直线电机，该电枢至少配备有具有第一相对部分的第一极性的磁极和具有第二相对部分的第二极性的另一磁极，以及该磁针放置在第一相对部分之间并还放置在第二相对部分之间。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：金弘中，牧晃司，片山博，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]