專利名稱：移動子及其制造方法和包含該移動子的直線馬達的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及直線馬達，特別涉及移動子及其制造方法和包含該移動子的線圈可動型直線馬達。
背景技術(shù)：
移動子一般由夾具和勵磁線圈組成，每個勵磁線圈由多層線圈單體層疊構(gòu)成并且與夾具固定在一起，移動子夾具上設(shè)置接線端以向勵磁線圈輸送電流，于是，作用于勵磁線圈的電磁力被傳遞至整個移動子。由于線圈可動型直線馬達的移動子與安裝負載的移動平臺相連，因而帶動負載作直線運動。
為了將勵磁線圈與夾具固定在一起，如圖9所示，將鑄型模具101與夾具102裝配在一起構(gòu)成一面敞開的腔體，然后將勵磁線圈19放入該腔體并注入樹脂材料25，當樹脂材料硬化后，將已經(jīng)澆鑄在一起的勵磁線圈19和夾具102從模具101中取出即得到移動子。但是，由于放置在腔體內(nèi)的勵磁線圈的單體密度較高，因此注入的樹脂材料如果粘度較高，則容易在線圈單體之間形成氣孔，不利于線圈單體之間以及與夾具的連接強度，即使降低粘度，也無法保證沒有氣孔。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種具有新型結(jié)構(gòu)的移動子及其制造方法，該移動子具有內(nèi)部無氣孔、結(jié)構(gòu)牢固和散熱效果好等優(yōu)點。
按照本發(fā)明的用于線圈可動型直線馬達的移動子包含鑄型部件，上下端部的截面面積大于中部的截面面積，其中部內(nèi)部形成有呈“コ”形的通風(fēng)孔，所述通風(fēng)孔在鑄型部件端面上開設(shè)有開口以供空氣進出；與鑄型部件其中一個端部通過樹脂材料固定在一起的夾具，其端面上沿移動子移動方向開設(shè)有多個通孔以供樹脂材料注入；通過樹脂材料固定于鑄型部件中部內(nèi)部并被所述通風(fēng)孔環(huán)繞的多個勵磁線圈，每個勵磁線圈回路的中段側(cè)邊呈直線狀而兩個端部向同一方向彎曲，相鄰勵磁線圈回路部分交疊地放置，每個勵磁線圈回路的中段側(cè)邊位于相鄰勵磁線圈回路平面內(nèi)，并且相鄰勵磁線圈回路的端部的彎曲方向相反以容納所述支承棒。
上述移動子的制造方法包含以下步驟將多個勵磁線圈以下述方式排列，每個勵磁線圈回路的中段側(cè)邊呈直線狀而兩個端部向同一方向彎曲，相鄰勵磁線圈回路部分交疊地放置，每個勵磁線圈回路的中段側(cè)邊位于相鄰勵磁線圈回路平面內(nèi)，并且相鄰勵磁線圈回路的端部的彎曲方向相反以形成環(huán)繞整個勵磁線圈組的對峙空間；將呈“コ”形的支承棒插入上述對峙空間并與上述勵磁線圈組固定后放入成形模具中；通過向所述成形模具與勵磁線圈組之間的空隙注入樹脂材料從而形成包含被“コ”形通氣管環(huán)繞的勵磁線圈組的鑄型部件，該鑄型部件上下端部的截面面積大于中部的截面面積；將表面沿移動子運動方向開設(shè)通孔的夾具與鑄型部件放入模具，其中夾具下表面與鑄型部件的其中一個端部的上表面之間形成有空隙；使夾具和鑄型部件以一定的角度沿移動子移動方向傾斜并向高位通孔注入樹脂材料以使樹脂材料經(jīng)空隙向低位通孔流動，當?shù)臀煌變?nèi)樹脂材料達到合適數(shù)量時，通過減小傾斜度使相鄰的高位通孔內(nèi)也填充合適數(shù)量的樹脂材料，該注入過程延續(xù)到所有通孔都依次填充合適的樹脂材料為止；以及對樹脂材料進行硬化處理以得到通過樹脂材料將夾具與鑄型部件固定在一起的移動子。
在上述制造方法中，由于在夾具表面設(shè)置通孔，因此可以通過觀察通孔確認樹脂材料的填充情況。由于樹脂材料是從高位通孔向低位通孔流動的，并且是從低向高逐個填滿的，因此可將空氣排出并保證樹脂材料在各個通孔內(nèi)的填充量一致。而且，由于通孔內(nèi)充填了樹脂材料，因此強化了作用于鑄型部與夾具之間的移動方向應(yīng)力。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種采用上述移動子的線圈可動型直線馬達，它包含按照本發(fā)明的移動子；以及剖面略呈“凹”字形狀的定子，其框架內(nèi)側(cè)面上設(shè)置極性交替變化的N極和S極磁石以形成互相面對的磁石列，兩列磁列之間形成有容納移動子作直線移動的移動空間。


圖1是按照本發(fā)明的線圈可動型直線馬達的示意圖。
圖2是本發(fā)明移動子的鑄型部件的示意圖。
圖3是圖2所示鑄型部件的正視圖。
圖4是圖1所示移動子的縱向剖面示意圖。
圖5(a)和5(b)是本發(fā)明移動子制造過程中勵磁線圈制作工序的示意圖。
圖6是移動子鑄型成形工藝的示意圖。
圖7是本發(fā)明移動子的夾具示意圖。
圖8是鑄型成形工藝完成后的移動子示意圖。
圖9為現(xiàn)有技術(shù)下移動子制造方法的示意圖。
具體實施例方式
以下借助附圖描述本發(fā)明的較佳實施例。
本發(fā)明的線圈可動型馬達1由定子3和移動子5構(gòu)成，如圖1所示，定子3的剖面略呈“凹”字形狀，其框架6的內(nèi)側(cè)面上設(shè)置極性交替變化的N極和S極磁石7以形成互相面對的磁石列9、11，兩列磁列之間形成有容納移動子5作直線移動的移動空間13；移動子5由鑄型部件15、夾具17和勵磁線圈19組成。
鑄型部件15如圖2和圖4所示呈鋼軌狀，上端部27和下端部29的截面面積大于平板狀的中部。為了散發(fā)勵磁線圈19產(chǎn)生的大量熱量，如圖2所示，在鑄型部件15內(nèi)部形成有截面為圓形的通風(fēng)孔33，該通風(fēng)孔33由位于側(cè)部的橫管35、位于另一側(cè)部的橫管37及與這些橫管連通的縱管39構(gòu)成“コ”形，其在端面31開設(shè)有開口以供空氣進出。
夾具17與鑄型部件15其中一個端部通過樹脂材料固定在一起，如圖1所示，在其端面41上沿移動子5的移動方向開設(shè)多個通孔42以供樹脂材料25注入。夾具一般采用金屬鋁等非磁性體金屬材料制成。
勵磁線圈19的形狀如圖5(a)所示，它由多個線圈單體19a重疊而成，線圈回路中段側(cè)邊22呈直線狀，回路兩端部21沿同一方向向上或向下彎曲。如圖5(b)所示，在多個勵磁線圈構(gòu)成的線圈組中，相鄰的勵磁線圈19部分交疊地放置，每個勵磁線圈19的側(cè)邊中段22位于相鄰勵磁線圈19的回路平面內(nèi)，并且相鄰勵磁線圈19的端部21的彎曲方向相反以形成空間23。
以下描述本發(fā)明移動子5的制造方法。首先，將形狀與通風(fēng)孔33相似的支承棒45與如圖5(b)所示的勵磁線圈組固定在一起，其中對應(yīng)橫管35的支承棒部分插入空間23，對應(yīng)縱管39的支承棒部分位于整個勵磁線圈組的其中一側(cè)邊緣。
隨后，如圖6所示，將帶支承棒45的勵磁線圈19放入成形模具47中，支承棒有止掛部49，從而將勵磁線圈19懸掛在成形模具47中，該模具內(nèi)表面與線圈19之間的空隙構(gòu)成注入樹脂材料的空間。
最后，向成形模具47內(nèi)注入樹脂25，并在樹脂25凝固后拆開成形模具，拔出支承棒。由此得到如圖2所示的形成有通風(fēng)孔33的鑄型部件15。
在形成上述鑄型部件15之后，將其兩個側(cè)面44與夾具17的內(nèi)側(cè)壁43臨時連接起來，此時，鑄型部15端部的上表面46(參見圖2)與夾具17下表面或內(nèi)側(cè)表面48(參見圖7)之間存有空隙。為了形成封閉空間，在鑄型部件15的端面31和相對的另一端面32處插入封堵材料。如圖8所示，例如通過墊塊51使移動子5沿移動方向傾斜一定的角度放置，并向夾具抬高部分的高位通孔42注入樹脂25，被注入的樹脂順著上表面46與內(nèi)側(cè)表面48形成的空隙向低位流動。
在樹脂注入過程中，可以通過觀察低位通孔42中的樹脂量來確認樹脂材料25的填充量是否合適。比較好的填充量是樹脂材料25被充填到端面41稍下方的位置。如果低位已經(jīng)填充合適數(shù)量的樹脂材料，則通過減小傾斜度使相鄰的高位通孔內(nèi)也填充合適數(shù)量的樹脂材料，該注入過程延續(xù)到所有通孔都依次填充合適的樹脂材料為止。
填充完畢后即可進行樹脂硬化處理，最終得到如圖4所示的移動子。
由于勵磁線圈19的直線段22嵌入相鄰勵磁線圈19的線圈平面內(nèi)，所以當處于定子3的磁石列9、11之間時，可以將磁場強度或磁鏈線圈數(shù)提高到原來的2倍，由此，在相同的電流情況下，就可以得到約原來2倍的電磁力。
如圖3所示，橫管35、37和縱管39圍繞于勵磁線圈組的周圍分布，因此不僅能有效地吸收勵磁線圈19產(chǎn)生的熱量，而且具有均勻的散熱效果。由此可有效抑制勵磁線圈19的溫度上升和防止線圈電阻的上升，從而保持較高的推進力。
由于沿移動方向在夾具17的端面41上開設(shè)多個通孔42，并逐個通孔地注入樹脂材料25以確保各通孔具有合適的樹脂填充量，所以防止了氣孔的產(chǎn)生，強化了勵磁線圈19與夾具17之間的連接。
由于澆入通孔的樹脂量為夾具17端面41部分的厚度，因此可抵抗沿移動方向作用于鑄部件15與夾具17之間的應(yīng)力，并且強化了鑄型部件15與夾具17之間的連接強度。
本發(fā)明并不局限于上述實施方式，在不脫離本發(fā)明主旨的前提下還可以有多種變化。
例如，可以使通孔42在端面41上直徑大于在內(nèi)表面43上的直徑。這樣，不但強化了樹脂材料25的汲入，而且也強化了對移動方向上應(yīng)力的抵抗作用。又如，可將鑄型部件15端面31和32上設(shè)置的輔助材料50改為連接材料。
權(quán)利要求
1.一種用于線圈可動型直線馬達的移動子，其特征在于，包含鑄型部件，上下端部的截面面積大于中部的截面面積，其中部內(nèi)部形成有呈“コ”形的通風(fēng)孔，所述通風(fēng)孔在鑄型部件端面上開設(shè)有開口以供空氣進出；與鑄型部件其中一個端部通過樹脂材料固定在一起的夾具，其端面上沿移動子移動方向開設(shè)有多個通孔以供樹脂材料注入；通過樹脂材料固定于鑄型部件中部內(nèi)部并被所述通風(fēng)孔環(huán)繞的多個勵磁線圈，每個勵磁線圈回路的中段側(cè)邊呈直線狀而兩個端部向同一方向彎曲，相鄰勵磁線圈回路部分交疊地放置，每個勵磁線圈回路的中段側(cè)邊位于相鄰勵磁線圈回路平面內(nèi)，并且相鄰勵磁線圈回路的端部的彎曲方向相反以容納所述通風(fēng)孔。
2.如權(quán)利要求1所述的移動子，其特征在于，所述每個勵磁線圈通過將多個線圈單體疊合而成。
3.一種用于線圈可動型移動子的制造方法，其特征在于，包括以下步驟將多個勵磁線圈以下述方式排列，每個勵磁線圈回路的中段側(cè)邊呈直線狀而兩個端部向同一方向彎曲，相鄰勵磁線圈回路部分交疊地放置，每個勵磁線圈回路的中段側(cè)邊位于相鄰勵磁線圈回路平面內(nèi)，并且相鄰勵磁線圈回路的端部的彎曲方向相反以形成環(huán)繞整個勵磁線圈組的對峙空間；將呈“コ”形的支承棒插入上述對峙空間并與上述勵磁線圈組固定后放入成形模具中；通過向所述成形模具與勵磁線圈組之間的空隙注入樹脂材料從而形成包含被“コ”形通氣管環(huán)繞的勵磁線圈組的鑄型部件，該鑄型部件上下端部的截面面積大于中部的截面面積；將表面沿移動子運動方向開設(shè)通孔的夾具與鑄型部件放入模具，其中夾具下表面與鑄型部件的其中一個端部的上表面之間形成有空隙；使夾具和鑄型部件以一定的角度沿移動子移動方向傾斜并向高位通孔注入樹脂材料以使樹脂材料經(jīng)空隙向低位通孔流動，當?shù)臀煌變?nèi)樹脂材料達到合適數(shù)量時，通過減小傾斜度使相鄰的高位通孔內(nèi)也填充合適數(shù)量的樹脂材料，該注入過程延續(xù)到所有通孔都依次填充合適的樹脂材料為止；以及對樹脂材料進行硬化處理以得到通過樹脂材料將夾具與鑄型部件固定在一起的移動子。
4.如權(quán)利要求3所述的制造方法，其特征在于，所述通孔在夾具上表面的直徑大于其在下表面的直徑。
5.一種線圈可動型直線馬達，其特征在于，包含如權(quán)利要求1或2所述的移動子；以及剖面略呈“凹”字形狀的定子，其框架內(nèi)側(cè)面上設(shè)置極性交替變化的N極和S極磁石以形成互相面對的磁石列，兩列磁列之間形成有容納移動子作直線移動的移動空間。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供一種具有新型結(jié)構(gòu)的移動子及其制造方法，該移動子具有內(nèi)部無氣孔、結(jié)構(gòu)牢固和散熱效果好等優(yōu)點。在上述制造方法中，由于在夾具表面設(shè)置通孔，因此可以通過觀察通孔確認樹脂材料的填充情況。由于樹脂材料是從高位通孔向低位通孔流動的，并且是從低向高逐個填滿的，因此可將空氣排出并保證樹脂材料在各個通孔內(nèi)的填充量一致。而且，由于通孔內(nèi)充填了樹脂材料，因此強化了作用于鑄型部與夾具之間的移動方向應(yīng)力。本發(fā)明還提供一種采用上述移動子的線圈可動型直線馬達，該馬達定子的框架上設(shè)置N極與S極交替排列的磁列，兩列磁列之間形成有容納移動子作直線移動的移動空間。
文檔編號H02K15/00GK1484363SQ02137029
公開日2004年3月24日 申請日期2002年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月18日
發(fā)明者朝賀∴崇, 久保田勲, 謝寶玲, , 朝賀 崇 申請人:思考電機(上海)有限公司