直線電機的製作方法
2024-03-21 23:08:05 1
專利名稱：直線電機的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於移動驅動以雷射加工機為代表的各種工具機的可動部件的直線電機。
背景技術：
在以雷射加工機為代表的各種工具機中，最近提案了採用直線電機作為對工件的加工頭等可動部件的進給驅動用的電機。
利用直線電機移動驅動工具機的可動部件時，會發生由於構成直線電機的定子或動子中發生的渦流引起的發熱，或者在多電磁線圈中發生的焦耳熱等大量的熱。並且構造部件或可動部件會由於這些熱而發生熱變形。
該熱變形在整個工具機中不一定是以均勻的狀態發生熱位移，隨著發熱部及其附近的位移量變大而遠離發熱部，其位移量減小。因此，這是對工件進行加工時加工精度降低的原因。
發明內容
鑑於上述情況，本發明的目的旨在提供，冷卻效率高的直線電機。
在本發明的具有相對地配置的定子和動子，並且利用在磁鐵與電樞之間產生的力使上述動子沿上述定子移動的直線電機中，其特徵在於沿著配置在上述定子側的上述磁鐵或上述電樞形成第1冷卻用空氣流通路，由第1空氣供給裝置將風送入上述第1冷卻用空氣流通路。
由此，可以高效率地冷卻直線電機而將工具機的熱位移抑制到最小限度，從而可以進行高精度的加工。
本發明的構成是，上述動子在上述第1冷卻用空氣流通路中移動。
由此，可以將定子和動子雙方都冷卻，從而可以進行更高精度的加工。
本發明的特徵在於在上述動子中形成與上述第1冷卻用空氣流通路連通的第4冷卻用空氣流通路，通過由該第1空氣供給單元將風送入上述第1冷卻用空氣流通路，該風侵入到上述第4冷卻用空氣流通路中，對配置在上述動子側的上述磁鐵或上述電樞進行冷卻。
由此，可以冷卻配置在動子側的磁鐵或電樞。
另外本發明的特徵在於上述電樞配置在上述動子側，上述磁鐵配置在上述定子側。
由此，可以冷卻配置在動子側的電樞或配置在定子側的磁鐵。
另外本發明的特徵在於上述定子是細長的形狀，上述動子以筒狀動嵌入上述定子，可以自由移動，上述磁鐵沿上述定子的長度方向形成磁鐵串，上述電樞與上述磁鐵串相對地沿上述長度方向形成2列以上的電樞串，上述第4冷卻用空氣流通路配置在相互並列地設置的2列電樞串之間。
由此，具有2列以上的電樞串，不論發生的焦耳熱多大都可以有效地進行冷卻。
另外本發明的特徵在於在上述第1冷卻用空氣流通路的兩端各配置有1個上述第1空氣供給單元。
由此，可以增大向上述第1冷卻用空氣流通路送入的風量，從而可以有效地進行冷卻。
本發明，在將電磁繞組設置在繞組鐵心上的動子在設置了磁鐵的定子上形成的溝槽狀的移動區域中運行，用以移動驅動固定在該動子上的可動部件的直線電機中，是在上述移動區域中形成有第1冷卻用空氣流通路而構成。
由此，可以得到使用於有效地冷卻構成直線電機的定子的磁鐵串和動子的電磁繞組及繞組鐵心使空氣流通的第1冷卻用空氣流通路。
另外本發明的構成是，至少在上述第1冷卻用空氣流通路的一端設置供給冷卻用的空氣的第1空氣供給單元。
由此，由第1空氣供給單元強制地使空氣流入上述第1冷卻用空氣流通路中，所以，可以更有效地冷卻在直線電機的定子的表面和動子中發生的熱。
另外本發明的構成是，在支持上述定子的磁鐵串的支持構件與上述磁鐵串之間形成第2冷卻用空氣流通路，在上述第2冷卻用空氣流通路中設置供給用於冷卻上述磁鐵串的空氣的第2空氣供給單元。
由此，在直線電機的定子的磁鐵串與支持該磁鐵串的支持部件之間形成第2冷卻用空氣流通路，由上述第2空氣供給單元使用於冷卻定子的空氣流動式地，可以更有效地冷卻定子。
另外本發明的構成是，上述第1空氣供給單元至少具有設置在上述第1冷卻用空氣流通路的一端的吸氣用的扇風機或設置在上述第1冷卻用空氣流通路的另一端的排氣用的扇風機中的任一方。
由此，至少由吸氣用的扇風機或排氣用的扇風機強制地使冷卻用的空氣在第1冷卻用空氣流通路中流動，所以，可以更有效地冷卻直線電機。
另外本發明的構成是，在上述動子的繞組鐵心上沿其集層方向使繞組鐵心貫通從而形成使冷卻用的空氣流通的第3冷卻用空氣流通路。
由此，在上述動子的繞組鐵心上形成使冷卻用的空氣流通的第3冷卻用空氣流通路，所以，可以更有效地冷卻動子。
另外本發明的構成是，分別在上述繞組鐵心的集層方向的兩側形成通過上述第3冷卻用空氣流通路而連通的一對導流路。
由此，利用一對導流路可以使冷卻用的空氣在上述繞組鐵心中順利地流通，所以，可以更有效地冷卻動子。
另外本發明的構成是，上述繞組鐵心的集層方向一側的導流路(62)與由上述動子在其移動方向分為前後的上述第1冷卻用空氣流通路的一端連通，上述繞組鐵心的集層方向另一側的導流路與上述第1冷卻用空氣流通路的另一端連通，通過上述導流路和在繞組鐵心上形成的第3冷卻用空氣流通路使由上述動子在其移動方向分為前後的上述第1冷卻用空氣流通路連通。
由此，利用第3冷卻用空氣流通路，可以儘可能防止動子阻礙在動子的移動方向的前後分開的第1冷卻用空氣流通路內的冷卻用空氣的流通，從而可以進行有效的冷卻。
另外本發明的構成是，設有具有溝槽並在該溝槽的相對的內側面分別配置磁鐵串的定子、在該定子的磁鐵串之間移動的動子和以將上述定子的溝槽的開口部遮蓋的形式配置的帶狀的蓋板，由上述溝槽和蓋板形成第1冷卻用空氣流通路。
由此，用簡單的結構覆蓋構成直線電機的定子和動子，可以得到用於有效地分別冷卻的第1冷卻用空氣流通路。
另外本發明的構成是，至少在上述第1冷卻用空氣流通路的一端設置向該第1冷卻用空氣流通路供給冷卻用的空氣的第1空氣供給單元。
由此，可以強制地使空氣在上述第1冷卻用空氣流通路中流通，從而可以有效地冷卻在直線電機的定子和動子中發生的熱。
另外本發明的構成是，在上述動子上形成在上述動子的移動方向貫通的縫隙，上述蓋板貫通上述動子的縫隙配置，可以自由滑動。
由此，可以減小由動子發生的定子與蓋板間的間隙，從而減少向外部洩漏的冷卻用的空氣量，這樣，便可提高直線電機的冷卻效率。
另外本發明的構成是，在上述動子的移動方向的兩端各設置一對導向輥，設置在靠近上述動子的位置的各導向輥配置在將與該導向輥接觸的上述蓋板導引到上述縫隙內的位置，設置在遠離上述動子的位置的各導向輥配置在使與該導向輥接觸的上述蓋板與上述定子的開口部接觸的位置。
由此，由導向輥進一步減少從蓋板向外部洩漏的冷卻用的空氣量，從而可以進一步提高直線電機的冷卻效率。
另外本發明的構成是，上述第1空氣供給單元兼作上述第2空氣供給單元使用。
由此，用單一的空氣供給單元便可進行直線電機的冷卻，所以，很經濟。
另外本發明的構成是，上述第1空氣供給單元具有扇風機和使利用該扇風機供給的空氣通過從而除去空氣中的雜質而進行淨化的空氣淨化單元。
由此，外部空氣中含有的塵埃或鐵粉等雜質由空氣淨化單元進行過濾，所以，可以保持空氣流通路內潔淨，減少上述雜質的影響，使直線電機的控制穩定，可以提高可靠性，從而可以確立在塵埃等雜質多的工具機工廠等環境中的實用性。
另外本發明的構成是，上述空氣淨化單元具有磁性金屬粉的除去單元。
由此，可以防止由磁性金屬粉引起的磁鐵或繞組鐵心的磨損，從而可以提供可靠性高的直線電機。
另外本發明的構成是，在上述動子上設有上述第1空氣供給單元。
另外本發明的特徵在於上述第1空氣供給單元，對於上述動子內形成的空氣流通路供風而構成。
附圖的說明圖1是作為應用本發明的直線電機的工具機的一例的雷射加工機的斜視圖。
圖2是本發明的直線電機的斜視圖。
圖3是表示圖2的繞組鐵心部分的空氣流的斜視圖。
圖4是表示本發明直線電機的全體結構的一例的縱剖面圖。
圖5是圖4的詳細縱剖面圖。
圖6(a)是圖5的E-E剖面圖，圖6(b)是從直線電機的側面看扇風機等的圖。
圖7是表示定子的外觀的斜視圖。
圖8是表示基部的外觀的斜視圖。
圖9是圖6(a)的詳細圖。
圖10是表示動子的結構的分解斜視圖。
圖11是表示動子的結構的斜視圖。
具體實施例方式
下面，參照
本發明的實施方案。
本發明的直線電機具有相對配置的定子(參見符號31、102)和動子(參見符號51、103)，利用在磁鐵(參見符號35、120)與電樞(參見符號53、54、130)之間產生的力使上述動子(參見符號51、103)沿上述定子(參見符號31、102)移動，沿配置在上述定子側的上述磁鐵(35、120)或上述電樞(53、54、130)形成第1冷卻用空氣流通路(39、139)，由第1空氣供給單元(41或42、141或142)將風送入上述第1冷卻用空氣流通路(39、139)。下面，詳細說明。
實施方案1.
首先，參照圖1～圖3說明本發明的實施方案1。圖1是作為應用本發明的直線電機的工具機的一例的雷射加工機的斜視圖，圖2是本發明的直線電機的斜視圖，圖3是表示圖2的動子部分的空氣流的斜視圖。
如圖1所示，雷射加工機1具有機架2，在該機架2上，設置了載放應對上表面進行加工的工件(圖中未示出)的臺板3(用點劃線表示)，沿X軸方向貫通上述機架2。另外，在機架2上還以位於臺板3的上方的形式設置了沿水平的X軸方向延伸的X軸軌道5、5。
在該X軸軌道5、5上，移動體6與該X軸軌道5卡合，可以沿X軸方向自由移動地懸下支承。另外，使移動體6沿X軸方向相對X軸軌道5側移動驅動而進行定位的直線電機式的驅動裝置30A橫跨上述機架2和移動體6而設置。關於驅動裝置30A的詳細情況，後面說明。
臥柱7固定在移動體6上。在該臥柱7上，以位於上述臺板3的上方的形式設置了與上述X軸正交的沿水平的Y軸方向延伸的Y軸軌道9。
在該Y軸軌道9上，加工頭單元10設置成與Y軸軌道9卡合，可以沿Y軸方向(直線移動方向)自由移動。另外，使加工頭單元10沿Y軸方向相對Y軸軌道9側移動驅動並進行定位的直線電機式的驅動裝置30B橫跨上述臥柱7和加工頭單元10設置。關於驅動裝置30B的詳細情況，後面說明。
加工頭單元10具有向下方自由的射出雷射光束LZ的噴射管11和將該噴射管11沿上下方向的Z軸方向自由的移動驅動並進行定位的Z軸移動驅動單元12。從圖中未示出的雷射振蕩裝置15到噴射管11，設置了傳輸由該雷射振蕩裝置15發生的雷射的雷射光束傳輸通路。
上述驅動裝置30A和驅動裝置30B都是直線電機式的驅動裝置，只是尺寸和設置場所不同，結構是相同的，所以，將驅動裝置30A和驅動裝置30B概括為驅動裝置30進行說明。
如圖2所示，驅動裝置30由定子31和動子51構成。定子31固定在上述機架2或臥柱7(參見圖1)上，具有沿箭頭X或Y方向延伸的導向體32。在該導向體32上，與導向體32的長度方向(箭頭X或Y方向)平行地形成按指定的間隔突出的一對導軌33，由導向體32和一對導軌33形成剖面呈コ字形的溝槽34。在溝槽34中，形成動子51沿X(Y)軸方向移動驅動的溝狀的移動區域ARA。
在上述一端導軌33相對的面上，以相互相對的形式配置了磁鐵串38，該磁鐵串38由分別形成為板狀的多個磁鐵35和由非磁性材料形成為板狀的多個隔離片36交替地配置而成。在上述導軌33相對的面與分別安裝在該面上的磁鐵串38之間，形成冷卻用的空氣的通路即作為第2冷卻用空氣流通路的空氣流通路37。
另外，在上述溝槽34的長度方向(箭頭X(Y)方向)的兩端，設置了吸氣用的扇風機(第1空氣供給單元)41和排氣用的扇風機(第1空氣供給單元)42。另外，以遮蓋由上述導向體32和一對導軌33以及一對扇風機41、42包圍的定子31的溝槽34的空間即動子51的移動區域ARA的開口部的形式設置了金屬制的帶狀的蓋板45，由該溝槽34和蓋板45形成作為第1冷卻用空氣的流通路的空氣流通路39。即，在本實施方案中，沿定子側的磁鐵35形成空氣流通路39，由扇風機41、42將風送入空氣流通路39而構成。僅選扇風機41、42中的某一方也可行。
在上述空氣流通路37、39與扇風機41之間，配置了空氣淨化單元43。該空氣淨化單元43由平板狀的除塵過濾器和除去磁性金屬粉的平板狀的磁力分離器集層而成，捕捉並除去從扇風機41向空氣流通路37、39輸送的空氣中的塵埃和磁性金屬粉。因此，即使在工具機工廠等塵埃或磁性金屬粉等雜質多的場所，也可以將空氣流通路39內維持為清淨的狀態。
在圖2中，是將空氣淨化單元43配置在扇風機41的下流側的情況，但是，將空氣淨化單元43配置在扇風機41的上流側，也可以獲得同樣的效果。另外，也可以將扇風機41和空氣淨化單元43以一體的形式而構成第1空氣供給單元。
動子51具有配置在上述溝槽34內可以自由滑動的移動基座52。通過集層而形成的將電磁繞組53安裝在與上述磁鐵串38相對的兩端的多個(在圖2為5個)繞組鐵心54固定在該移動基座52上。在這些繞組鐵心54中，在其中心部形成沿該繞組鐵心54的集層方向(圖中的上下方向)貫通繞組鐵心54的作為第3冷卻用空氣流通路的空氣流通路55。
導向板56固定在移動基座52的扇風機41側的端部，與電磁繞組53和繞組鐵心54的端部接觸，將從扇風機41送入溝槽34內的空氣向後面所述的導向流路62導引。
滑動板57與將電磁繞組53和繞組鐵心54夾在中間的移動基座52相對，通過繞組鐵心54固定在移動基座52上。該滑動板57的扇風機42側的端部57a向移動基座52側即圖中的下方突出，與電磁繞組53和繞組鐵心54的端部接觸。
在上述移動基座52與電磁繞組53和繞組鐵心54之間，與在上述繞組鐵心54上形成的第3空氣流通路55連通的導向流路61以在圖中左右兩側被電磁繞組53夾在中間的形式在X(Y)軸方向即移動基座52的移動方向形成，該導向流路61通過由動子51在作為其移動方向的X(Y)軸方向前後分開的溝槽34即空氣流通路39的一側與扇風機42連通。
另外，在上述滑動板57與電磁繞組53和繞組鐵心54之間，與在上述繞組鐵心54上形成的第3空氣流通路55連通的導向流路62以在圖中左右兩側被電磁繞組53夾在中間的形式在X(Y)軸方向即移動基座52的移動方向形成，該導向流路62通過由動子51在作為其移動方向的X(Y)軸方向前後分開的溝槽34即空氣流通路39的另一側與扇風機41連通。
這樣，圖2中上下一對導向流路61、62就以從該繞組鐵心54的集層方向兩側將繞組鐵心54夾在中間的形式而形成。此外，利用這樣的結構，由動子51而前後分割開的空氣流通路39就通過動子51的導向流路61、62和在繞組鐵心54上形成的空氣流路55而相互連通。
在上述滑動板57上，形成沿其運行方向(箭頭X或Y方向)貫通的縫隙63，上述蓋板45貫通在該縫隙63中，可以相對移動。另外，在滑動板57的移動方向的兩端，分別固定了一對支持部件64。在這些支持部件64上，各有一對導向輥65、66配置在其軸心與動子51的移動方向正交的方向，可以自由轉動而被支承。
配置在與上述滑動板57靠近的位置的各導向輥65導引蓋板45，使貫通滑動板57的縫隙63的蓋板45與縫隙63的入口不接觸。另外，配置在遠離滑動板57的位置的各導向輥66導引蓋板45，使蓋板45不從導軌33的端面33a上浮。
在驅動裝置30A中，是將移動體6固定設置在該滑動板57的端面57b上，在驅動裝置30B中，是將加工頭單元10固定設置在該滑動板57的端面57b上。
由於是這樣的結構，所以，通過將交流電流加到電磁繞組53上，在電磁繞組53中發生的磁力與磁鐵35的磁力相互吸引或排斥，便可使滑動板57(動子51)沿箭頭X(Y)方向移動。
這時，在動子51的行進方向的前端側，隨著動子51的行進，蓋板45便沿著導向輥66離開導軌33，由導向輥65導引。並且，蓋板45由導向輥65導引，與縫隙63的開口部不接觸地導引到滑動板57的縫隙63內。
另一方面，在動子51的行進方向的後端側，貫通縫隙63的蓋板45由導向輥65導引，與縫隙63的開口部不接觸地導引出滑動板57，由導向輥66導引。並且，蓋板45由導向輥66，與導軌33的端面33a即定子31的開口部接觸那樣地被導引。
另外，從吸氣用的扇風機41將冷卻用的空氣送入空氣流通路39內，由排氣用的扇風機42將空氣流通路39內的空氣排出。於是，在空氣流通路39內的動子51到扇風機41一側，空氣的壓力成為正壓，在動子51到扇風機42一側，成為負壓，從而產生壓力差。
因此，由於該壓力差，從扇風機41送入空氣流通路39內的空氣20便通過定子31與動子51之間的間隙而流向扇風機42側。這時，從扇風機41送入空氣流通路39內的空氣的一部分就通過在導軌33與磁鐵串38之間形成的空氣流通路37從其背面冷卻磁鐵串38，並由扇風機42將其從空氣流通路39排出到大氣中。也可以用適當的手段從扇風機41直接向空氣流通路37供給空氣，並從扇風機42直接排出。另外，也可以設置與扇風機41、42不同的空氣供給手段。
另外，送入空氣流通路39內的空氣的另一部分通過在動子51與溝槽34之間形成的間隙從其表面冷卻磁鐵串38，同時，從外側冷卻動子51的電磁繞組53和繞組鐵心54，並由扇風機42從空氣流通路39排出到大氣中。
此外，從扇風機41送入空氣流通路39內的空氣的又一部分沿導向板56流入導向流路62，如圖3所示，再從導向流路62通過在繞組鐵心54上形成的空氣流通路55流入導向流路61，在從其內部冷卻繞組鐵心54後，通過空氣流通路39由扇風機42從空氣流通路39排出到大氣中。
如上所述，按照本實施方案，從其表面和背面冷卻磁鐵串38，另外，從其表面和內面分別冷卻電磁繞組53和繞組鐵心54，所以，可以有效地抑制由磁鐵35及電磁繞組53和繞組鐵心54的發熱引起的溫度上升，從而可以減小工具機的熱位移。因此，可以提高工具機的加工精度。
在繞組鐵心54上形成的空氣流通路55不限於剖面為圓形的孔，也可以如圖3所示的那樣，在圓形的孔55中連帶地設置向電磁繞組53側突出的翼55a。通過使空氣流通路55成為這樣的形狀，可以增加繞組鐵心54與空氣的接觸面積，從而可以進一步提高冷卻效率。
實施方案2.
下面，參照圖4～圖11說明本發明的實施方案2。這裡，圖4是表示本發明的直線電機的全體結構的一例的縱剖面圖，圖5是其詳細縱剖面圖。
如圖4所示，直線電機101具有細長形狀(略呈棒狀)的定子102和可以自由移動的與該定子102動配合的筒狀的動子103。並且，如圖5所示，在該定子102上，沿其軸方向X配置了多個永久磁鐵120，在另一方的動子103上，相隔微小距離與永久磁鐵120相對地配置了電樞130，通過切換加到電樞130上的電壓，利用在磁鐵120與電樞130之間發生的力，動子103沿定子102移動。
這裡，圖6(a)是圖5的E-E剖面圖，圖6(b)是從直線電機101的側方看扇風機141等的圖，如這些圖所示，沿軸方向X包圍定子102和動子103配置了機架104、104和基座板105，形成空氣流通路(第1冷卻用空氣的流通路)139。並且，在該空氣流通路139的一端，配置了吸氣用的扇風機(第1空氣供給單元)141和過濾器F，在另一端配置了排氣用的扇風機(第1空氣供給單元)142，由這些扇風機141、142將風送入空氣流通路139。即，在本實施方案中，沿定子側的磁鐵120形成空氣流通路139，動子103在空氣流通路139中移動。
下面，參照圖7和圖8說明定子102的詳細結構。圖7是表示定子的外觀的斜視圖，圖8是表示基礎部的外觀的斜視圖。
如圖7和圖8所示，定子102具有細長的略呈圓筒形狀的基礎部121。該基礎部121的外周面由6個平面部210a、210b、...構成，成為交替地配置略呈6方柱的外觀的部分(該部分如圖7中用符號A11、A12、A13、...所示的那樣，沿軸方向X配置多個，但是，在沒有必要特別區別它們時，就只簡單地標以「A1」符號進行說明。如後面所述，該部分是用於安裝磁鐵120的部分，所以，以下稱為「磁鐵安裝部」)和略呈圓筒的外觀的部分A2(以下，稱為「環狀部A2」)的形狀。
並且，在各平面部210a、210b、...上分別配置永久磁鐵120(在需要區別安裝在各平面部210a、210b、...上的永久磁鐵時，就標以符號120a、120b、...進行區別，在沒有必要進行區別時，就簡單地標以符號120)。結果，永久磁鐵120就沿定子102的軸方向X(即定子102的長度方向，動子103的移動方向)以一定間距配置，形成磁鐵串(例如，符號120a、120a、120a、...的磁鐵串)(參見圖7)，該磁鐵串繞上述中心軸CL以輻射狀(並且相對於中心軸CL對稱地)配置6條(參見圖9)。圖9是圖6(a)的詳細圖。另外，在本說明書中，所謂「相對於中心軸CL對稱地」，就是在圖9所示的橫剖面中，磁鐵串或電樞串每隔一定的中心角(圖中的情況為每隔60°)配置的狀態。配置在1個磁鐵安裝部A1上的6個永久磁鐵120a、120b、...設定為外周面201的磁極全部相同，而且在軸方向X，外周面201的磁極以S-N-S-N-S-N這樣的形式交替地切換。即，在圖7所示的定子102中，在符號A11所示的磁鐵安裝部中，外周面201的磁極全部是S極，在符號A12所示的磁鐵安裝部中，外周面201的磁極全部是N極，在符號A13所示的磁鐵安裝部中，外周面201的磁極全部是S極，在符號A14所示的磁鐵安裝部中，外周面201的磁極全部是N極，......。通過這樣排列永久磁鐵120，在軸方向X相鄰的磁鐵彼此之間便相互吸引，容易將磁鐵120安裝到基礎部121上，從而起到定子102的組裝作業容易的效果。
如圖5和圖7所示，在上述環狀部A2上，配置了埋設在沿軸方向X排列的磁鐵120與磁鐵120的間隙中的隔離片122。另外，圖7的符號124表示將永久磁鐵120及隔離片122的兩端面(圓周方向的兩端面)擠壓到基礎部121上將其固定的固定條。
下面，參照圖9～圖11說明動子103的結構。這裡，圖10是表示動子103的結構的分解斜視圖，圖11是表示動子103的結構的斜視圖。
如圖9所示，動子103具有6個鐵心部件131，這6個鐵心部件131與定子側的6個磁鐵串120a、...、120b、....、120c、...、120d、...、120e、...、120f、...相對地配置。如圖10和圖11所示，各鐵心部件131由沿軸方向X配置的部分(以下，稱為「背部」)311和從該背部311向中心軸C L方向嵌設的多個鐵心部310形成梳狀。並且，繞組132嵌入到各鐵心部310中，構成電樞130。即，在本實施方案中，電樞130與磁鐵串(例如，符號120a、...的磁鐵串)相對地沿軸方向X(即定子102的長度方向、動子103的移動方向)配置多個，構成電樞串，該電樞串繞上述中心軸CL以輻射狀(並且相對於中心軸CL對稱地)配置6個。並且，在各電樞串與電樞串之間，形成圖9中符號S所示的空氣流通路(第4冷卻用空氣流通路)。該空氣流通路S沿軸方向X形成，同時兩端部開口，與定子側空氣流通路139連通。這樣，在由扇風機141、142將風送入定子側空氣流通路139時，該風便侵入到動子側空氣流通路S中，對電樞130進行冷卻。在圖10和圖11中，僅表示出了6個鐵心部件131中的1個。另外，在圖10中僅表示出了1個繞組132，在圖11中僅表示出了2個電樞130。
另外，本發明的動子103如圖5所示的那樣，具有多個圖10和圖11所詳細表示的環狀部件133。在該環狀部件133的外周側，等間隔地形成6個溝槽部(以下，稱為「外側溝槽部」)330，如圖10和圖11所示，鐵心部件131的背部311從其外側(從環狀部件133的外側)嵌入到各外側溝槽部330中。如圖5所示，在鐵心部310與鐵心部310之間，一定配置環狀部件133，但是，如圖10和圖11所示，為了容易理解，僅表示出了1個環狀部件133。按照本實施方案，鐵心部310沿定子側永久磁鐵120的方向延伸地設置，以很大的力吸引到永久磁鐵120上，由於鐵心部件131由環狀部件133如上述那樣支持，所以，可以將鐵心部310與永久磁鐵120之間的間隙維持為合適。另外，鐵心部件131利用上述外側溝槽部330安裝在環狀部件133上，所以，可以使向圓周方向(環狀部件133的圓周方向)的位置偏離減小到最小限度，從而可以如圖9所示的輻射狀正確地進行配置。此外，由於鐵心部件131向環狀部件133上的安裝不使用粘接劑，所以，不需要乾燥等工序，安裝作業可簡化，從而可以降低安裝誤差。
下面，說明本實施方案的作用。
現在，在指定的時刻順序將電壓加到繞組132上，對電樞130進行勵磁時，在各電樞130與各永久磁鐵120之間作用吸引力或排斥力，動子103向定子102的軸方向X移動。即，利用在磁鐵120與電樞130之間產生的力，動子103沿定子102移動。
另外，驅動扇風機141、142時，風供給空氣流通路139和S，從而可以對定子102及動子103進行冷卻。
在上述實施方案中，磁鐵120配置在定子側，電樞130配置在動子側，但是，當然並不限於此種情況，也可以磁鐵120配置在動子側，而電樞130配置在定子側。
另外，在上述實施方案中，扇風機141、142在空氣流通路139的兩端各配置1個，但是，當然並不限於此種情況，即使僅配置1個，也可以配置在通路端部以外的部分。
進而，除在空氣流通路39、55、61、62和139的端部配置冷卻扇、冷卻空氣的供給噴嘴等空氣供給單元，向空氣流通路39、55、61、62和139供風外，還可以設置成在動子51、103上裝載，通過在該動子51、103上裝載的空氣供給單元，將風(冷卻用空氣)送入空氣流通路39、55、61、62、139和S中而構成。另外，也還可以將空氣供給單元的空氣供給口在動子103內形成的空氣流通路55、61、62和S內開口，使由空氣供給單元供給的冷卻用乾燥空氣，首先供給到動子側的空氣流通路55、61、62和S內，以有效冷卻電樞53、54和130那樣地構成。
此外，在上述實施方案中，空氣流通路配置在定子側(參見符號139)和動子側(參見符號S)，但是，也可以僅配置在定子側。
另外，在本實施方案中，相對於定子102的橫剖面，配置了6個磁鐵120，但是，也可以配置其他個數的磁鐵。
此外，在上述實施方案中，將定子102、基礎部121和磁鐵120採用圓筒形，但是，當然並不限於此種形狀，也可以採用多邊形的形狀。此外，將定子102(具體而言，就是基礎部121)採用中空的筒狀，但是，也可以形成為中實的棒狀。
另外，在上述實施方案中，磁鐵串和電樞串相對於定子102的中心軸CL對稱地(即，如圖9所示，在橫剖面上每隔一定的中心角)配置，但是，也可以相對於中心軸CL不對稱地配置。
以上，根據實施方案說明了本發明，但是，本發明中所述的實施方案只是示例，並不限定這些實施方案。另外，發明的範圍由附帶的權利要求例示，不受實施方案的敘述所約束。因此，屬於權利要求的變形或變更都是本發明的範圍。
權利要求
1.一種直線電機，其特徵在於設有具有溝槽並在該溝槽內配置磁鐵串的定子，設置為相對該定子能自由移動的動子，設有以將上述定子的溝槽的開口部封閉的形式配置的帶狀的蓋板，在上述動子上形成沿上述動子的移動方向貫通的縫隙，上述蓋板貫通上述動子的縫隙而配置，能夠自由滑動，由上述溝槽和蓋板形成第1冷卻用空氣流通路。
2.按權利要求1所述的直線電機，其特徵在於至少在上述第1冷卻用空氣流通路的一端設置有向該第1冷卻用空氣流通路供給冷卻用的空氣的第1空氣供給單元。
3.按權利要求1所述的直線電機，其特徵在於在上述動子的移動方向的兩端各設置一對導向輥，設置在靠近上述動子的位置的各導向輥，配置在將與該導向輥進行接觸的上述蓋板導引到上述縫隙內的位置，設置在離上述動子遠的位置的各導向輥，配置在使與該導向輥接觸的上述蓋板與上述定子的開口部接觸的位置。
4.按權利要求2所述的直線電機，其特徵在於上述第1空氣供給單元具有送風機，和使該送風機供給的空氣通過從而除去空氣中的雜質而進行淨化的空氣淨化單元。
5.按權利要求4所述的直線電機，其特徵在於上述空氣淨化單元具有磁性金屬粉的除去單元。
全文摘要
在具有相對地配置的定子(102)和動子(103)並且利用在磁鐵(120)與電樞(130)之間發生的力使上述動子(103)沿上述定子(102)移動的直線電機(101)中，沿著配置在上述定子側的上述磁鐵(120)或上述電樞(130)形成第1冷卻用空氣流通路(139)，由第1空氣供給單元(141、142)將風送入上述第1冷卻用空氣流通路(139)。這樣，便可對動子(103)和配置在上述定子側的上述磁鐵(120)或上述電樞紐(130)等來冷卻。
文檔編號H02K41/03GK1750368SQ200510108280
公開日2006年3月22日 申請日期2002年8月28日 優先權日2001年8月29日
發明者山崎恆彥, 大西公平, 宮川直臣, 井上利彥 申請人:山崎恆彥