线性电动机制造技术

本发明专利技术提供一种紧凑且能够产生更高推力的新型的线性电动机。线性电动机具备Ｎ极及Ｓ极在直线运动方向上交替排列的励磁磁铁（２）和相对于励磁磁铁（２）相对进行直线运动的电枢（９）。电枢（９）具有：隔着间隙与励磁磁铁（２）相对向的多个线圈（３）、具有分别插入到多个线圈（３）中的多个梳齿（１１ａ～１１ｃ）的铁心（１１）、以及夹设在各线圈（３）与各梳齿（１１ａ～１１ｃ）之间的线轴（１４）。线轴（１４）为绝缘体且其导热率为２Ｗ／（ｍ.Ｋ）以上。由于线轴（１４）使用导热率为２Ｗ／（ｍ.Ｋ）以上的绝缘材料，因此与绝缘纸制的线轴相比，能够将导热率提高到十倍以上，从而能够高效地使从线圈（３）产生的热量向铁心（１１）逃散。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及通过励磁磁铁产生的磁场和流过线圈的电流得到用于进行直线运动 的推力的线性电动机。
技术介绍
线性电动机分为隔着间隙与形状细长的板状的励磁磁铁相对向的扁平型的线性 电动机和筒状的电枢包围杆(轴)状的励磁磁铁周围的杆型(也称作轴型)的线性电动机。在扁平型的线性电动机中，电枢相对于形成为细长板状的励磁磁铁相对进行直线 运动。励磁磁铁是使多张平板状的磁铁以在表面交替形成有N极及S极的方式排列的部件。 电枢具有隔着磁间隙与励磁磁铁相对向的U、V、W相的线圈。当三相交流电流流过线圈时， 通过磁铁产生的磁场和流过线圈的电流，产生用于进行直线运动的推力(例如参照专利文 献1)。为了得到高推力的线性电动机，已知有在线圈中插入铁心的带铁心的扁平型的线性 电动机。另一方面，在杆型的线性电动机中，包围杆周围的筒状的电枢相对于N极及S极交 替励磁的杆(轴)相对进行直线运动。电枢具有隔着磁间隙卷绕在励磁磁铁周围的U、V、 W相的线圈。u、v、w相的线圈沿杆的轴线方向排列。当U、v、w相的三相交流电流流过线圈 时，通过磁铁产生的磁场和流过线圈的电流，产生用于进行直线运动的推力(例如参照专 利文献2)。对于线性电动机，要求紧凑且能够产生大推力。在此，线性电动机的推力与磁铁产 生的磁通密度B和流过线圈的电流I的积成比例。因此，通过增大磁铁的磁通密度B或增 大流过线圈的电流I，能够增大推力。为了增大磁铁的磁通密度，在线性电动机的历史中，进 行了将铁氧体磁铁改变为稀土类磁铁的做法。但是，增大磁铁的磁通密度的情况受限制，难 以进一步增大磁通密度B。增大流过线圈的电流I也能够增大推力。但是，增大流过线圈的电流需要在防止 线圈发热的基础上进行。这是因为由于线圈的导线具有电阻，因此大电流流过线圈时会产 生与电流的平方成比例的焦耳热。由于焦耳热而线圈的温度持续上升时，导线的绝缘覆膜 溶化，而导线彼此不再绝缘。当导线彼此不再绝缘时，等同于线圈的匝数减少，从而与线圈 的匝数成比例的线性电动机的推力下降。因此，流过线圈的电流受限于不使导线的绝缘覆 膜溶化的温度。能够防止线圈发热的情况也与能够增大电动机产生的推力这一情况密切相 关。为了防止线圈发热，也进行使用金、银或电阻为零的超导体的物质取代铜的做法。 电阻小时，线圈不再发热，因此能够使大电流流过线圈，从而能够增大线性电动机的推力。此外，为了防止线圈发热，在覆盖线圈的壳体或插入到线圈中的铁心上形成散热 片，使热量从散热片逃散到大气中。若能够使线圈产生的热量逃散，则即使线圈自身的发热 量大，也能够防止线圈的温度上升。专利文献1 日本特开2006-074975号公报3专利文献2 日本特开2002-354780号公报然而，使用金或超导体物质取代铜的方法在成本方面难以实现。而且，在线圈的壳 体或铁心上形成散热片而使热量逃散的方法需要在结构上想尽办法，且无法进一步提高冷 却效率。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于，提供一种紧凑且能够产生更高推力的新型的线性电动 机。为了解决上述课题，本专利技术的第一方面的线性电动机通过励磁磁铁产生的磁场和 流过线圈的电流，得到用于使线圈相对于励磁磁铁相对进行直线运动的推力，其具备N极 及S极在所述直线运动方向上交替排列的励磁磁铁；具有多个线圈、铁心、线轴的电枢，所 述多个线圈隔着间隙与所述励磁磁铁相对向，所述铁心具有分别插入到所述多个线圈中 的多个梳齿，所述线轴夹设在各线圈与各梳齿之间，所述线轴为绝缘体且其导热率为2W/ (m · K)以上。本专利技术的第二方面的线性电动机通过励磁磁铁产生的磁场和流过线圈的电流，得 到用于使线圈相对于励磁磁铁相对进行直线运动的推力，其具备N极及S极在所述直线运 动方向上交替排列的励磁磁铁；具有多个线圈、铁心、成形体的电枢，所述多个线圈隔着间 隙与所述励磁磁铁相对向，所述铁心具有分别插入到所述多个线圈中的多个梳齿，所述成 形体覆盖所述多个线圈并将所述多个线圈与所述铁心结合，所述成形体为绝缘体且其导热 率为2ff/ (m · K)以上。本专利技术的第三方面的线性电动机通过励磁磁铁产生的磁场和流过线圈的电流，得 到用于使线圈相对于励磁磁铁相对进行直线运动的推力，其具备N极及S极在所述直线运 动方向上交替排列的励磁磁铁；具有多个线圈、成形体的电枢，所述多个线圈包围所述励磁 磁铁周围，所述成形体覆盖所述多个线圈，所述成形体为绝缘体且其导热率为2W/(m*K)以 上。本专利技术的第四方面的线性电动机通过励磁磁铁产生的磁场和流过线圈的电流，得 到用于使线圈相对于励磁磁铁相对进行直线运动的推力，其具备N极及S极在所述直线运 动方向上交替排列的励磁磁铁；具有多个线圈、线圈保持架的电枢，所述多个线圈隔着间隙 设置在所述励磁磁铁周围，所述线圈保持架用于保持所述多个线圈，所述线圈保持架包含 在所述直线运动方向上贯穿所述多个线圈而延伸的保持架主体部和夹设在相邻的线圈之 间的多个间隔部，所述线圈保持架为绝缘体且其导热率为2W/(m · K)以上。本专利技术的第五方面的线性电动机以第一方面至第四方面中任一方面所述的线性 电动机为基础，其特征在于，所述线轴、所述线圈保持架或所述成形体是在树脂中混合多个 具有不同平均粒径的绝缘性的金属氧化物粒子而成的。本专利技术的第六方面的线性电动机以第五方面所述的线性电动机为基础，其特征在 于，所述线轴、所述线圈保持架或所述成形体是通过对混合有所述绝缘性的金属氧化物粒 子的热塑性树脂进行注射模塑成形而制造的。本专利技术的第七方面的线性电动机以第五方面所述的线性电动机为基础，其特征在 于，所述成形体是通过使混合有所述绝缘性的金属氧化物粒子的热硬化性树脂流入模具的4浇注成形而制造的。本专利技术的第八方面的线性电动机以第一方面至第七方面中任一方面所述的线性 电动机为基础，其特征在于，所述线轴、所述线圈保持架或所述成形体的线膨胀系数设定为 10Χ1(Γ6 以上 30X10—以下。专利技术效果在扁平型的线性电动机中，作为使从线圈产生的热量逃散的一系统，有从线圈经 由线轴向铁心逃散的系统。线轴是夹设在线圈与铁心的梳齿之间的绝缘体，起到使线圈与 铁心的梳齿绝缘的作用。根据本专利技术的第一方面，由于线轴使用导热率为2W/(m· K)以上 的绝缘材料，因此与绝缘纸制的线轴相比，能够将导热率提高到十倍以上，从而能够高效地 使从线圈产生的热量向铁心逃散。因此，能够提高流过线圈的电流或线性电动机的推力。在扁平型的线性电动机中，作为使从线圈产生的热量逃散的另一系统，有从线圈 经由成形体向大气逃散的系统。成形体起到覆盖线圈并将线圈与铁心结合的作用。根据本 专利技术的第二方面，由于成形体使用导热率为2W/(m*K)以上的绝缘材料，因此与树脂制的成 形体相比，能够将导热率提高到十倍以上，从而能够高效地使从线圈产生的热量向大气逃 散。因此，能够提高流过线圈的电流或线性电动机的推力。在杆型的线性电动机中，作为使从线圈产生的热量逃散的一系统，有从线圈经由 成形体向大气逃散的系统。成形体起到覆盖线圈的作用或作为壳体的作用。根据本专利技术的 第三方面，由于成形体使用导热率为2W/(m ·Κ)以上的绝缘材料，因此与树脂制的成形体相 比，能够将导热率提高到十倍以上，从而能够高效地使从线圈产生的热量向大气逃散。因 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种线性电动机，通过励磁磁铁产生的磁场和流过线圈的电流，得到用于使线圈相对于励磁磁铁相对进行直线运动的推力，其具备：Ｎ极及Ｓ极在所述直线运动方向上交替排列的励磁磁铁；具有多个线圈、铁心、线轴的电枢，所述多个线圈隔着间隙与所述励磁磁铁相对向，所述铁心具有分别插入到所述多个线圈中的多个梳齿，所述线轴夹设在各线圈与各梳齿之间，所述线轴为绝缘体且其导热率为２Ｗ／（ｍ.Ｋ）以上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2008-2-14 2008-032518一种线性电动机，通过励磁磁铁产生的磁场和流过线圈的电流，得到用于使线圈相对于励磁磁铁相对进行直线运动的推力，其具备N极及S极在所述直线运动方向上交替排列的励磁磁铁；具有多个线圈、铁心、线轴的电枢，所述多个线圈隔着间隙与所述励磁磁铁相对向，所述铁心具有分别插入到所述多个线圈中的多个梳齿，所述线轴夹设在各线圈与各梳齿之间，所述线轴为绝缘体且其导热率为2W/(m·K)以上。2.一种线性电动机，通过励磁磁铁产生的磁场和流过线圈的电流，得到用于使线圈相 对于励磁磁铁相对进行直线运动的推力，其具备N极及S极在所述直线运动方向上交替排列的励磁磁铁；具有多个线圈、铁心、成形体的电枢，所述多个线圈隔着间隙与所述励磁磁铁相对向， 所述铁心具有分别插入到所述多个线圈中的多个梳齿，所述成形体覆盖所述多个线圈并将 所述多个线圈与所述铁心结合，所述成形体为绝缘体且其导热率为2W/(m*K)以上。3.一种线性电动机，通过励磁磁铁产生的磁场和流过线圈的电流，得到用于使线圈相 对于励磁磁铁相对进行直线运动的推力，其具备N极及S极在所述直线运动方向上交替排列的励磁磁铁；具有多个线圈、成形体的电枢，所述多个线圈包围所述励磁磁铁周围，所述成形体覆盖 所述多个线...

【专利技术属性】
技术研发人员：浅生利之，山中修平，
申请(专利权)人：THK株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]