CN102111059A - 线性同步电动机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够防止磁通泄漏或磁饱和而充分地提高推力的线性同步电动机。定子铁心单元的多个分割铁心(31、33、35)具备一对被连结部分(31e、31f、33e、33f、35e、35f)，该一对被连结部分沿第一及第二直动轴(5A、5B)排列而构成一对被连结部分列(39A、39B)。磁轭由通过导磁性材料形成且将分别构成一对被连结部分列(39A、39B)的多个被连结部分磁连结的一对磁轭构成体(37)构成。第一永磁体列和第二永磁体列(11A、11B)配置成位置错开180°电角。第一绕组群和第二绕组群(17、19)以电角错开180°的状态被励磁。

Description

线性同步电动机

技术领域

本发明涉及转子相对于定子进行直线运动的线性同步电动机。

背景技术

在日本特开2001-286122号公报(专利文献1)中公开有具有定子和相对于该定子进行直线运动的转子的线性同步电动机。转子具备沿轴线方向往复移动的直动轴和由固定在该直动轴上的多个永磁体构成的永磁体列。定子具备：多个绕组，该多个绕组通过将绕组导体以包围直动轴周围的方式卷绕成环状而形成；定子铁心单元，该定子铁心单元中形成有收容该多个绕组的槽。定子铁心单元通过将多个定子铁心分割体沿轴线方向组合而构成。定子铁心分割体具有：磁极部，其通过切削加工而形成且与转子的永磁体列对置；筒状的磁轭构成部分，其构成与其它的定子铁心分割体组合而将多个磁极部磁连结的磁轭。并且，相邻的两个磁极部间配置有一个绕组。

另外，在日本特开2005-328598号公报(专利文献2)所示的线性同步电动机中，转子具备由导磁性材料构成的两根直动轴，定子具有分别包围两根直动轴周围的两个绕组群。并且，分别固定在两根直动轴上的永磁体列配置成位置错开180°电角，两个绕线群以电角错开180°的状态被励磁。在该线性同步电动机中，由于磁通在由导磁性材料构成的两根直动轴内流动，因此不需要专利文献1的线性同步电动机中使用的筒状的磁轭构成部分。

专利文献1：日本特开2001-286122号公报

专利文献2：日本特开2005-328598号公报

然而，在专利文献2的线性同步电动机中，由于使磁通通过两根直动轴和各铁心而流动，因此存在磁通局部性地集中流动而产生磁饱和的情况。而且，各铁心间的磁回路未闭合，容易产生磁通泄漏。因此，即使使用两根直动轴也无法充分地提高推力。而且，在专利文献2的线性同步电动机中，设置搭载转子的转子台和配置定子的基台，并将转子台支承为相对于基台滑动自如。因此，使转子由定子支承的支承结构变得大规模化，而线性同步电动机的占有体积大。

发明内容

本发明目的在于提供一种能够防止磁通泄漏和磁饱和而充分地提高推力的线性同步电动机。

在上述目的基础上，本发明的另一目的在于提供一种能够简化使转子由定子支承的支承结构而减小线性同步电动机的占有体积的线性同步电动机。

在上述目的基础上，本发明的另一目的在于提供一种能够减小轴线方向的长度尺寸的线性同步电动机。

在上述目的基础上，本发明的另一目的在于提供一种即使以直动轴沿上下方向往复移动的方式配置线性同步电动机也能够防止一方的连结部件向定子铁心单元侧落下的情况的线性同步电动机。

本发明的线性同步电动机具备转子和定子。转子具备沿轴线方向往复移动的第一及第二直动轴以及由安装在该第一及第二直动轴上的多个永磁体构成的第一及第二永磁体列。定子具备第一绕组群及第二绕组群、定子铁心单元。第一绕组群由沿轴线方向隔开规定的间隔配置且以包围第一直动轴周围的方式配置的多个绕组构成。第二绕组群由沿轴线方向隔开规定的间隔配置且以包围第二直动轴周围的方式配置的多个绕组构成。定子铁心单元具备分割铁心群及磁轭，该分割铁心群通过多个分割铁心沿轴线方向隔开间隔配置而成，从而在相邻的两个分割铁心间形成配置第一绕组群的一个绕组和第二绕组群的一个绕组的空间，所述分割铁心一体具有以包围第一直动轴周围的方式与第一直动轴同心配置的磁极部和以包围第二直动轴周围的方式与第二直动轴同心配置的磁极部，该磁轭将多个分割铁心磁连结。并且，多个分割铁心具备至少一对被连结部分，并且多个分割铁心的至少一对被连结部分沿第一及第二直动轴排列而构成至少一对被连结部分列。磁轭由通过导磁性材料形成且将分别构成至少一对被连结部分列的多个被连结部分机械且磁连结的至少一对磁轭构成体构成。需要说明的是，在此所谓“导磁性材料”是指能够形成磁路的磁性材料。并且，第一永磁体列和第二永磁体列配置成位置错开180°电角。而且，第一绕组群和第二绕组群以电角错开180°的状态被励磁。

在本发明的线性同步电动机中，电流流过第一绕组群和第二绕组群时，在相邻的分割铁心之间，通过在与第一永磁体列相邻的两个分割铁心和一对磁轭构成体之间流动的磁通、在与第一及第二永磁体列相邻的两个分割铁心之间流动的磁通、在与第二永磁体列相邻的两个分割铁心和一对磁轭构成体之间流动的磁通，形成闭合的三个磁回路。因此，能够防止磁通泄漏或磁饱和而充分地提高推力。

另外，由于在多个分割铁心设置至少一对被连结部分，并由与该至少一对被连结部分连结的至少一对磁轭构成体构成磁轭，因此能够简化将多个分割铁心磁连结的磁轭的结构。而且，由于通过导磁性材料一体成形磁轭，由此也能够抑制磁损。

本发明还可以具备第一及第二线性轴承、第一及第二引导轴、第一及第二连结部件。第一及第二线性轴承固定在定子铁心单元。需要说明的是，在此所谓“线性轴承”是指将轴体支承为相对于被支承部沿轴线方向往复移动的线性引导件等轴承。第一及第二引导轴由第一及第二线性轴承支承为能够滑动。第一连结部件上连结有第一及第二直动轴的一端和第一及第二引导轴的一端。第二连结部件上连结有第一及第二直动轴的另一端和第一及第二引导轴的另一端。如此，第一及第二直动轴相对于定子沿轴线方向往复移动时，经由第一及第二连结部件与第一及第二直动轴连结的第一及第二引导轴通过线性轴承相对于一对磁性筒体进行滑动。如此，第一及第二引导轴由一对线性轴承支承为能够滑动时，能够简化使转子由定子支承的支承结构，而减小线性同步电动机的占有体积。而且，无需通过定子铁心单元的两端支承第一及第二直动轴，而能够缩短线性同步电动机的轴线方向的长度。进而，转子的第一及第二引导轴由从第一及第二直动轴离开的第一及第二线性轴承支承为能够滑动，因此即使向支承转子的线性轴承注入润滑油，也不会产生润滑油附着于第一及第二直动轴周边的部件的问题。

进而，这种情况下，多个分割铁心的主要部分或全部也可以通过将规定形状的多张磁性钢板沿轴线方向层叠而构成。需要说明的是，在此所谓“多个分割铁心的主要部分”是指例如除位于第一及第二直动轴的轴线方向两端部的端部分割铁心之外的多个中间分割铁心等。如此，与对磁性材料实施切削加工而形成全部的磁极部的情况相比，能够降低定子的制造成本。而且，能够减少在定子铁心单元内产生的磁损及铁损。

优选至少一对磁轭构成体由一对磁性筒体构成，并在一对磁性筒体的内部分别配置线性轴承。如此，一对磁性筒体起到磁轭构成体和支承引导轴的支承部件这两方的作用。因此，在设置一对引导轴时，能够通过较少的部件构成其支承结构。

第一及第二直动轴和第一及第二引导轴能够以各种位置关系配置。例如，能够以第一直动轴的轴线、第二直动轴的轴线、第一引导轴的轴线及第二引导轴的轴线排列在同一假想平面上的方式配置第一及第二直动轴和第一及第二引导轴。如此，能够减小线性同步电动机中与第一及第二直动轴和第一及第二引导轴排列的方向正交的方向上的尺寸。

另外，能够以连结第一直动轴的轴线与第二直动轴的轴线的假想面和连结第一引导轴的轴线与第二引导轴的轴线的假想面在由第一及第二直动轴和第一及第二引导轴围成的区域内交叉的方式配置第一及第二直动轴和第一及第二引导轴。如此，能够减小线性同步电动机中第一及第二直动轴排列方向的尺寸和第一及第二引导轴排列方向的尺寸。

优选在第一及第二连结部件中的一方的连结部件与定子铁心单元之间配置弹簧机构，该弹簧机构在一方的连结部件接近定子铁心单元时，蓄积使一方的连结部件从定子铁心单元离开的方向的作用力。如此，以第一及第二直动轴沿上下方向进行往复移动的方式配置线性同步电动机时，通过使一方的连结部件位于上方，在弹簧机构的作用下，能够防止一方的连结部件向定子铁心单元侧落下的情况。

定子铁心单元可以具有在轴线方向的分割铁心群的至少一端配置的端托架。这种情况下，在端托架上形成包围第一及第二直动轴中的一方的直动轴且向分割铁心群侧开口的凹部，从而能够在凹部内配置固定在端托架上的线性传感器。而且，在一方的直动轴上与线性传感器对置地配置线性刻度仪。并且，通过线性传感器和线性刻度仪进行线性电动机的转子的定位。如此，通过在凹部内配置线性传感器，能够使线性电动机紧凑。

附图说明

图1是本发明的线性同步电动机的实施方式的一例的主视图。

图2是图1所示的线性同步电动机的后视图。

图3是图1的III-III线剖视图。

图4是为了说明图1所示的线性同步电动机的磁通的流动而使用的图。

图5(A)～(C)是图1所示的线性同步电动机中使用的绕线管的俯视图、主视图及右侧视图。

图6是图1所示的线性同步电动机中使用的一方的端部分割铁心的俯视图。

图7是图1所示的线性同步电动机中使用的另一方的端部分割铁心的俯视图。

图8是图1所示的线性同步电动机中使用的中间分割铁心的俯视图。

图9是为了说明图1所示的线性同步电动机的磁通的流动而使用的图。

图10是本发明的线性同步电动机的另一实施方式的主视图。

图11是图10所示的线性同步电动机的另一后视图。

图12是图10的XII-XII线剖视图。

图13是图10所示的线性同步电动机的中间分割铁心的俯视图。

图14是本发明的线性同步电动机的又一实施方式的主视图。

图15是图14所示的线性同步电动机的后视图。

图16是图14的XVI-XVI线剖视图。

符号说明：

1  转子

3  定子

5A、5B  第一及第二直动轴

7A、7B  第一及第二引导轴

9A、9B  第一及第二连结部件

11A、11B  第一及第二永磁体列

13  永磁体

17、19  第一及第二绕组群

21  定子铁心单元

23A～23L  绕组

27、29  一对端托架

31、33  一对端部分割铁心

35  中间分割铁心

37  一对磁性筒体

具体实施方式

以下，详细说明本发明的实施方式的一例。图1及图2是本发明的线性同步电动机的实施方式的一例的主视图及后视图，图3是图1的III-III线剖视图。如图3所示，本例的线性同步电动机具有转子1和定子3。转子1具有第一及第二直动轴5A、5B、第一及第二引导轴7A、7B、第一及第二连结部件9A、9B。第一及第二直动轴5A、5B均具有由导磁性材料构成的细长圆筒形，沿轴线方向往复移动。在第一及第二直动轴5A、5B的外周分别配置有第一及第二永磁体列11A、11B。第一及第二永磁体列11A、11B分别由与第一及第二直动轴5A、5B的外周分别嵌合而沿第一及第二直动轴5A、5B的轴线方向排列的八个圆环状的永磁体13构成。八个永磁体13中，四个圆环状的永磁体被磁化成在第一或第二直动轴5A或5B的径向的外表面出现N极，四个圆环状的永磁体被磁化成在第一或第二直动轴5A或5B的径向的外表面出现S极。所述八个永磁体配置成N极与S极沿轴线方向交替排列。并且，第一永磁体列11A和第二永磁体列11B配置成位置错开电角180°。具体来说，第一永磁体列11A的一个永磁体13和第二永磁体列11B的不同极性的一个永磁体13排列在相同位置。在本例中，将圆弧状的六个永磁体片配置成沿直动轴5A、5B的周向排列而构成一个永磁体13。永磁体片通过粘接剂固定在第一或第二直动轴5A或5B上。此外，永磁体可以如本例这样直接安装在直动轴5A、5B的外周，也可以间接安装在直动轴5A、5B的外周。例如，可以在直动轴的外周固定磁体安装部，并在磁体安装部固定永磁体列(多个永磁体)。

第一及第二引导轴7A、7B由不锈钢构成，具有细长圆筒形。第一及第二引导轴7A、7B配置成与第一及第二直动轴5A、5B平行地延伸。并且，第一及第二引导轴7A、7B经由第一及第二连结部件9A、9B与第一及第二直动轴5A、5B连结。第一及第二引导轴7A、7B分别由配置在后述的一对磁性筒体37内的线性轴承45支承为能够滑动。关于第一及第二引导轴7A、7B在一对磁性筒体37内滑动的结构，在后面进行详细说明。

第一连结部件9A由铝构成，如图1所示，具有沿图1的纸面中的上下方向延伸的细长矩形形状。在第一连结部件9A上通过四个螺钉15连结有第一及第二直动轴5A、5B的一端及第一及第二引导轴7A、7B的一端。第二连结部件9B也由铝构成，如图2所示，具有沿图2的纸面中的上下方向延伸的矩形形状。在第二连结部件9B上通过四个螺钉15’连结有第一及第二直动轴5A、5B的另一端及第一及第二引导轴7A、7B的另一端。由此，第一及第二直动轴5A、5B和第一及第二引导轴7A、7B配置成第一直动轴5A的轴线5c、第二直动轴5B的轴线5d、第一引导轴7A的轴线7c及第二引导轴7B的轴线7d排列在同一假想平面上。

如图3所示，定子3具有第一绕组群17、第二绕组群19及定子铁心单元21。第一绕组群17由六个绕组23A～23F构成，第二绕组群19由六个绕组23G～23L构成。绕组23A～23L通过将绕组导体卷绕成环状而形成。第一绕组群17的绕组23A～23F沿第一直动轴5A的轴线方向隔开间隔配置且以包围第一直动轴5A周围的方式配置。第二绕组群19的绕组23G～23L沿第二直动轴5B的轴线方向隔开间隔配置且以包围第二直动轴5B周围的方式配置。在第一绕组群17的六个绕组23A～23F及第二绕组群19的六个绕组23G～23L中流过相位彼此错开120°电角的三相励磁电流(U相、V相、W相)。并且，第一绕组群17和第二绕组群19以电角错开180°的状态被励磁。例如，如图4所示，第一绕组群17的一个绕组23A和与绕组23A相邻的第二绕组群19的一个绕组23G以电角错开180°的状态被励磁。更具体来说，励磁电流U相、-U相、-V相、V相、W相、-W相分别流过第一绕组群17的绕组23A～23F，励磁电流-U相、U相、V相、-V相、-W相、W相分别流过第二绕组群19的绕组23G～23L。绕组23A～23L分别收纳在图5(A)～(C)所示的绕线管25中。绕线管25由将绕组23A～23L和后述的分割铁心(31、33、35)绝缘的绝缘合成树脂材料形成。绕线管25具有：在中央部供直动轴5A、5B贯通的筒部25a；一体设置在筒部25a的两端而沿与直动轴5A、5B的轴线方向正交的方向延伸的一对突缘部25b。为了将绕组23A～23L的卷绕起始的引出线向绕线管25的突缘部25b的径向外侧引出而在一对突缘部25b中的一方的突缘部形成有沿径向延伸的槽部25c。并且，在一方的突缘部25b上一体形成有将槽部25c形成在内部并向离开另一方的突缘部25b的方向鼓出的鼓出部25d。在鼓出部25d内收纳有从槽部25c引出的卷绕起始的引出线。分别将绕组23A～23L收纳在内部的绕线管25具有能够插入到后述的一对端部分割铁心31、33与五个中间分割铁心35的相邻的两个分割铁心(31、33、35)之间的形状及尺寸。

如图3所示，将第一绕组群17和第二绕组群19配置在内部的定子铁心单元21具有一对端托架27及29、一对端部分割铁心31及33、五个中间分割铁心35、一对磁性筒体37。在本例中，由一对端部分割铁心31及33和五个中间分割铁心35构成分割铁心群。

一对端托架27、29均通过对非磁性的铝等实施切削加工而形成，如图1及图2所示，轮廓具有大致矩形形状。如图3所示，在一对端托架27及29中的一方的端托架27的中央部形成有供第一及第二直动轴5A、5B分别贯通的贯通孔27a、27b。在端托架27的上方部分及下方部分形成有供第一及第二引导轴7A、7B分别贯通的贯通孔27c、27d。在本例中，通过贯通孔27c、27d构成端托架27的一对被连结部分。而且，如图1所示，在端托架27的四角形成有安装安装用具的贯通孔27e。并且，如图3所示，在贯通孔27c、27d的局部周围分别形成有与贯通孔27c、27d同心形成且朝端部分割铁心31侧开口的环状的凹部27f。在所述凹部27f中嵌合有一对磁性筒体37各自的一方端部。

在一对端托架27及29中的另一方的端托架29的中央部也形成有供第一及第二直动轴5A、5B分别贯通的贯通孔29a、29b。在端托架29的上方部分及下方部分形成有供第一及第二引导轴7A、7B分别贯通的贯通孔29c、29d。在本例中，通过贯通孔29c、29d构成端托架27的一对被连结部分。并且，在贯通孔29c、29d的局部周围分别形成有与贯通孔29c、29d同心形成且朝端部分割铁心33侧开口的环状的凹部29f。在所述凹部29f中嵌合有一对磁性筒体37各自的另一方端部。而且，如图2所示，在端托架29形成有供与绕组23A～23L的绕组导体电连接的导线成束而构成的导线束贯通的导线导出孔29g。

一对端部分割铁心31、33均通过对磁性钢板实施切削加工而形成，轮廓具有大致矩形形状。如图6所示，在一对端部分割铁心31及33中的一方的端部分割铁心31的中央部形成有供第一及第二直动轴5A、5B分别贯通的贯通孔31a、31b。贯通孔31a、31b的内周面构成与转子1的永磁体列11A、11B分别隔着规定的间隙而对置的磁极面。因此，端部分割铁心31一体具有与第一直动轴5A同心配置的第一磁极部31c和与第二直动轴5B同心配置的第二磁极部31d。如图3所示，贯通孔31a、31b的内周壁面(磁极面)倾斜成随着从相邻的中间分割铁心35沿轴线方向离开而与第一及第二永磁体列11A、11B之间的间隙尺寸分别增大。如图6所示，在端部分割铁心31的上方部分及下方部分形成有供一对磁性筒体37分别贯通的贯通孔31e、31f。在本例中，通过贯通孔31e、31f构成端部分割铁心31的一对被连结部分。

如图7所示，在一对端部分割铁心31、33中的另一方的端部分割铁心33的中央部也形成有供第一及第二直动轴5A、5B分别贯通的贯通孔33a、33b。贯通孔33a、33b的内周面构成与转子1的永磁体列11A、11B分别隔着规定的间隙而对置的磁极面。因此，端部分割铁心33一体具有与第一直动轴5A同心配置的第一磁极部33c和与第二直动轴5B同心配置的第二磁极部33d。如图3所示，贯通孔33a、33b的内周壁面(磁极面)倾斜成随着从相邻的中间分割铁心35沿轴线方向离开而与第一及第二永磁体列11A、11B之间的间隙尺寸分别增大。如图7所示，在端部分割铁心33的上方部分及下方部分形成有供一对磁性筒体37分别贯通的贯通孔33e、33f。在本例中，通过贯通孔33e、33f构成端部分割铁心33的一对被连结部分。在端部分割铁心33的缘部附近形成有供导线与树脂一起贯通的导线贯通孔33g。

如图8所示，五个中间分割铁心35的轮廓具有大致矩形形状，将多张磁性钢板沿直动轴5A、5B的轴线方向层叠而构成。如图3所示，五个中间分割铁心35沿轴向方向并列配置在一方的端部分割铁心31与另一方的端部分割铁心33之间。如图8所示，在中间分割铁心35的中央部形成有供第一及第二直动轴5A、5B分别贯通的贯通孔35a、35b。贯通孔35a、35b的内周面构成与转子1的永磁体列11A、11B分别隔着规定的间隙而对置的磁极面。因此，中间分割铁心35一体具有与第一直动轴5A同心配置的第一磁极部35c和与第二直动轴5B同心配置的第二磁极部35d。在中间分割铁心35的上方部分及下方部分形成有供一对磁性筒体37分别贯通的贯通孔35e、35f。在本例中，通过贯通孔35e、35f构成中间分割铁心35的一对被连结部分。在供第一及第二直动轴5A、5B分别贯通的贯通孔35a、35b之间形成有与绕线管25的鼓出部25d嵌合的绕线管嵌合槽35g。在中间分割铁心35的缘部附近形成有供导线与树脂一起贯通的导线贯通孔35h。在本例中，五个中间分割铁心35构成多个分割铁心(31、33、35)的主要部分。一方的端部分割铁心31、另一方的端部分割铁心33及五个中间分割铁心35沿轴线方向隔开间隔配置，从而在相邻的两个分割铁心(31、33、35)之间形成配置第一绕组群17的一个绕组(23A～23F)和第二绕组群19的一个绕组(23G～23L)的空间。

在将一对端托架27、29、一对端部分割铁心31、33、五个中间分割铁心35、第一及第二绕组群17、19组合的状态下，端托架27的一对被连结部分(贯通孔27c、27d)、端部分割铁心31的一对被连结部分(贯通孔31e、31f)、中间分割铁心35的一对被连结部分(贯通孔35e、35f)、端部分割铁心33的一对被连结部分(33e、33f)、端托架29的一对被连结部分(贯通孔29c、29d)沿直动轴5A、5B排列而构成第一一对被连结部分列39A、39B(图3)。分别构成第一一对被连结部分列39A、39B的一对被连结部分(27c、27d)、(31e、31f)、(35e、35f)、(33e、33f)、(29c、29d)由一对磁性筒体37连接。并且，如图1所示，一对磁性筒体37的一方的端部与一方的端托架27通过螺钉41固定。而且，如图2所示，一对磁性筒体37的另一方的端部与另一方的端托架29通过螺钉43固定。

一对磁性筒体37由导磁性材料一体成形，具有圆筒形状。如图3所示，在一对磁性筒体37的内部分别配置有一对线性轴承(第一及第二线性轴承)45。并且，转子1的第一引导轴7A经由一对线性轴承45以能够滑动的方式嵌合在一对磁性筒体37中的一方的磁性筒体内。而且，转子1的第二引导轴7B经由一对线性轴承45以能够滑动的方式嵌合在一对磁性筒体37的另一方的磁性筒体内。通过该支承结构，转子1的直动轴5A、5B分别被定位在定子铁心单元21的中心的两个贯通孔(27a、27b等)的中心。

在本例中，通过一对磁性筒体37构成一对磁轭构成体。其结果是，通过一对磁性筒体37形成将分割铁心(31、33、35)磁连结的磁轭。

另外，在将一对端托架27、29、一对端部分割铁心31、33、五个中间分割铁心35、一对磁性筒体37、第一及第二绕组群17、19组合的状态下，在位于第一及第二绕组群17、19的径向外侧的相邻的两个分割铁心(31、33、35)之间的部分、五个中间分割铁心35的导线贯通孔35h内及端部分割铁心33的导线贯通孔33g内填充有同一液性的热固化性合成树脂47。

在本例的线性同步电动机中，电流流过第一绕组群17和第二绕组群19时，磁通分别在相邻的两个分割铁心(31、33、35)之间流动。以端部分割铁心31和中间分割铁心35为例表示时，如图4及图9所示，形成三个磁回路M1、M2、M3。磁回路M1由在第一永磁体列11A、中间分割铁心35、一对磁性筒体37中的一方的磁性筒体、端部分割铁心31之间流动的磁通形成。磁回路M2由在第一永磁体列11A、中间分割铁心35、第二永磁体列11B、端部分割铁心31之间流动的磁通形成。磁回路M3由在第二永磁体列11B、端部分割铁心31、一对磁性筒体37的另一方的磁性筒体、中间分割铁心35之间流动的磁通形成。第一及第二直动轴5A、5B相对于定子3沿轴线方向往复移动时，经由第一及第二连结部件9A、9B与第一及第二直动轴5A、5B连结的第一及第二引导轴7A、7B通过线性轴承45相对于一对磁性筒体37滑动。

根据本例的线性同步电动机，由于在相邻的两个分割铁心(31、33、35)之间形成有闭合的三个磁回路，因此能够防止磁通泄漏或磁饱和而充分地提高推力。而且，由于经由第一及第二连结部件9A、9B与第一及第二直动轴5A、5B连结的第一及第二引导轴7A、7B由一对线性轴承45支承为能够滑动，因此能够简化转子1由定子3支承的支承结构，而减小线性同步电动机的占有体积。而且，无需通过定子铁心单元21的两端支承第一及第二直动轴5A、5B，而能够缩短线性同步电动机的轴线方向的长度。

图10及图11是本发明的线性同步电动机的另一实施方式的主视图及后视图，图12是图10的XII-XII线剖视图。图13是图10及图11所示的线性同步电动机的中间分割铁心的俯视图。本例的线性同步电动机除第一及第二直动轴和第一及第二引导轴的配置之外，基本上具有与图1～图9所示的线性同步电动机相同的结构。因此，对与图1～图9所示的线性同步电动机的部件相同的部件标注将图1～图9中标注的符号加上100后的符号，而省略说明。如图10所示，在本例的线性同步电动机中，第一及第二直动轴105A、105B和第一及第二引导轴107A、107B配置成，连结第一直动轴105A的轴线105c与第二直动轴105B的轴线105d的假想面L1和连结第一引导轴107A的轴线107c与第二引导轴107B的轴线107d的假想面L2在由第一及第二直动轴105A、105B和第一及第二引导轴107A、107B围成的区域内交叉。而且，连结第一直动轴105A的轴线105c与第一引导轴107A的轴线107c的假想面L3和连结第二直动轴105B的轴线105d与第二引导轴107B的轴线107d的假想面L4平行，且连结第一直动轴105A的轴线105c与第二引导轴107B的轴线107d的假想面L5和连结第二直动轴105B的轴线105d与第一引导轴107A的轴线107c的假想面L6平行。

在本例的线性同步电动机中，如图13所示，形成三个磁回路M11、M12、M13。此外，在图13中，利用五根线表示了磁回路，磁回路M11及磁回路M13分别分成两个表示。磁回路M11由在与第一永磁体列111A相邻的两个分割铁心(135等)和一对磁性筒体137之间流动的磁通形成。磁回路M12由在与第一永磁体列111A相邻的两个分割铁心(135等)和第二永磁体列111B之间流动的磁通形成。磁回路M3由在与第二永磁体列111B(符号111B在图中未标注但为了便于理解而标记于此)相邻的两个分割铁心(135等)和一对磁性筒体137之间流动的磁通形成。

根据本例的线性同步电动机，能够减小线性同步电动机中的第一及第二直动轴105A、105B排列方向的尺寸以及第一及第二引导轴107A、107B排列方向的尺寸。

图14及图15是本发明的线性同步电动机的又一实施方式的主视图及后视图，图16是图14的XVI-XVI线剖视图。本例的线性同步电动机除永磁体列、一对端托架及该一对端托架的内部结构之外，基本上具有与图10～图13所示的线性同步电动机相同的结构。因此，对与图10～图13所示的线性同步电动机的部件相同的部件标注将图10～图13中标注的符号加上100后的符号，而省略说明。如图16所示，在本例的线性同步电动机中，增大一对端托架227、229的轴线方向的尺寸。在一对端托架227及229中的一方的端托架227的内部形成有两个凹部227g(图16中示出一个凹部227g)和两个凹部227h(图16中示出一个凹部227h)，所述两个凹部227g分别包围第一及第二引导轴207A、207B并向第一连结部件209A侧开口，所述两个凹部227h分别包围第一及第二直动轴205A、205B并向端部分割铁心231侧开口。在凹部227g内分别配置有构成弹簧机构的螺旋弹簧249。螺旋弹簧249以与第一引导轴207A嵌合的状态配置在第一连结部件209A与端托架227的凹部227g的底面227i之间。在第一连结部件209A接近定子铁心单元221时，螺旋弹簧249蓄积使一方的连结部件209A从定子铁心单元221离开的方向的作用力。因此，在以第一及第二直动轴205A、205B沿上下方向往复移动的方式配置线性同步电动机的情况下，通过使一方的连结部件209A位于上方，在螺旋弹簧249的作用力下，能够防止一方的连结部件209A向定子铁心单元221侧落下的情况。

在一对端托架227及229中的另一方的端托架229的内部形成有两个凹部227j(图16中示出一个凹部227j)，所述两个凹部227j分别包围第一及第二直动轴205A、205B并向端部分割铁心233侧开口。在凹部227j内设有固定在端托架229上的线性传感器252。而且，在直动轴205A上与线性传感器252对置地配置有线性刻度仪253。并且，通过线性传感器252和线性刻度仪253进行线性电动机的转子的定位。根据本例的线性电动机，通过在凹部227j内配置线性传感器252，由此能够使线性电动机紧凑。

此外，在上述各例中，分别将多张磁性钢板沿轴线方向层叠而构成多个分割铁心的主要部分(五个中间分割铁心35)，但当然也可以将多张磁性钢板沿轴线方向层叠而构成多个磁极部的全部。

工业实用性

根据本发明，在相邻的分割铁心之间分别形成有闭合的三个磁回路。因此，能够防止磁通泄漏或磁饱和而充分地提高推力。

另外，使经由第一及第二连结部件与第一及第二直动轴连结的第一及第二引导轴由一对线性轴承支承为能够滑动，因此能够简化使转子由定子支承的支承结构，减小线性同步电动机的占有体积。

另外，无需通过定子铁心单元的两端支承第一及第二直动轴，而能够缩短线性同步电动机的轴线方向的长度。

Claims (8)

1.一种线性同步电动机，其特征在于，具备：

转子，其具备沿轴线方向往复移动的第一及第二直动轴以及由安装在所述第一及第二直动轴上的多个永磁体构成的第一及第二永磁体列；

定子，其具备第一绕组群、第二绕组群、定子铁心单元，所述第一绕组群由沿所述轴线方向隔开规定的间隔配置且以包围所述第一直动轴周围的方式配置的多个绕组构成，所述第二绕组群由沿所述轴线方向隔开规定的间隔配置且以包围所述第二直动轴周围的方式配置的多个绕组构成，所述定子铁心单元具备分割铁心群及磁轭，该分割铁心群通过多个分割铁心沿所述轴线方向隔开间隔配置而成，从而在相邻的两个所述分割铁心间形成配置所述第一绕组群的一个所述绕组和所述第二绕组群的一个所述绕组的空间，所述分割铁心一体具有以包围所述第一直动轴周围的方式与所述第一直动轴同心配置的第一磁极部和以包围所述第二直动轴周围的方式与所述第二直动轴同心配置的第二磁极部，该磁轭将所述多个分割铁心磁连结，

所述多个分割铁心具备至少一对被连结部分，并且所述多个分割铁心的所述至少一对被连结部分沿所述第一及第二直动轴排列而构成至少一对被连结部分列，

所述磁轭由通过导磁性材料形成且将分别构成所述至少一对被连结部分列的多个所述被连结部分磁连结的至少一对磁轭构成体构成，

所述第一永磁体列和所述第二永磁体列配置成位置错开180°电角，

所述第一绕组群和所述第二绕组群以电角错开180°的状态被励磁。

2.根据权利要求1所述的线性同步电动机，其特征在于，

所述多个分割铁心的主要部分或全部通过将规定形状的多张磁性钢板沿所述轴线方向层叠而构成。

3.根据权利要求1所述的线性同步电动机，其特征在于，还具备：

固定在所述定子铁心单元的第一及第二线性轴承；

由所述第一及第二线性轴承支承为能够滑动的第一及第二引导轴；

连结所述第一及第二直动轴的一端和所述第一及第二引导轴的一端的第一连结部件；

连结所述第一及第二直动轴的另一端和所述第一及第二引导轴的另一端的第二连结部件。

4.根据权利要求3所述的线性同步电动机，其特征在于，

所述至少一对磁轭构成体由一对磁性筒体构成，

在所述一对磁性筒体的内部分别配置有所述线性轴承。

5.根据权利要求3所述的线性同步电动机，其特征在于，

所述第一及第二直动轴和所述第一及第二引导轴配置成所述第一直动轴的轴线、所述第二直动轴的轴线、所述第一引导轴的轴线及所述第二引导轴的轴线排列在同一假想平面上。

6.根据权利要求3所述的线性同步电动机，其特征在于，

所述第一及第二直动轴和所述第一及第二引导轴配置成连结所述第一直动轴的轴线与所述第二直动轴的轴线的假想面和连结所述第一引导轴的轴线与所述第二引导轴的轴线的假想面在由所述第一及第二直动轴和所述第一及第二引导轴围成的区域内交叉。

7.根据权利要求3所述的线性同步电动机，其特征在于，

在所述第一及第二连结部件中的一方的连结部件与所述定子铁心单元之间配置弹簧机构，所述弹簧机构在所述一方的连结部件接近所述定子铁心单元时，蓄积使所述一方的连结部件从所述定子铁心单元离开的方向的作用力。

8.根据权利要求3所述的线性同步电动机，其特征在于，

所述定子铁心单元具有在所述轴线方向的所述分割铁心群的至少一端配置的端托架，

在所述端托架上形成包围所述第一及第二直动轴中的一方的直动轴且向所述分割铁心群侧开口的凹部，

在所述凹部内配置有固定在所述端托架上的线性传感器，

在所述一方的直动轴上与所述线性传感器对置地配置有线性刻度仪，

通过所述线性传感器和所述线性刻度仪进行线性电动机的转子的定位。

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