專利名稱：模塊式線性電動(dòng)機(jī)電樞及具備該電樞的模塊式線性電動(dòng)機(jī)以及搬運(yùn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種例如在使用于電氣元件安裝裝置、半導(dǎo)體相關(guān)裝置或機(jī)床等的各 種工業(yè)機(jī)械的同時(shí)，適合于其直動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)用的AC3相線性電動(dòng)機(jī)電樞，尤其涉及一種使 導(dǎo)線部及中性點(diǎn)處理部分離的模塊式線性電動(dòng)機(jī)電樞及具備該電樞的模塊式線性電動(dòng)機(jī) 以及搬運(yùn)裝置。
背景技術(shù)：
以往，公知有一種例如在使用于電氣元件安裝裝置、半導(dǎo)體或液晶相關(guān)制造裝置 或機(jī)床等的各種工業(yè)機(jī)械的同時(shí)，適合于其直動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)用，并且具備組合有多個(gè)模塊的 電樞的模塊式線性電動(dòng)機(jī)電樞及線性電動(dòng)機(jī)(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。專利文獻(xiàn)1所記載的模塊式線性電動(dòng)機(jī)電樞至少由基端側(cè)模塊、中間模塊、前端 側(cè)模塊構(gòu)成，通過組合上述多個(gè)模塊，可提高安裝等的操作性，并提高基于批量生產(chǎn)效果的 生產(chǎn)效率。專利文獻(xiàn)1 日本國(guó)特開2001-275336號(hào)公報(bào)(說明書第5_7頁，圖1)可是，由于現(xiàn)有的模塊式線性電動(dòng)機(jī)電樞未分離導(dǎo)線部和電樞，所以在與線性電 動(dòng)機(jī)的推力方向正交的方向上并聯(lián)配置同一機(jī)種的模塊式電樞時(shí)，從各個(gè)電樞端部分別引 出兩根導(dǎo)線，因此，存在接線處理、電纜處理等變得繁瑣的問題。而且，同樣由于串聯(lián)地對(duì)模塊式電樞進(jìn)行多個(gè)連接時(shí)接線處理也變得復(fù)雜，所以 要求如下的結(jié)構(gòu)，總之可根據(jù)需要使電樞數(shù)量可變，除可拆裝的模塊式電樞以外，導(dǎo)線部也 能夠自由地拆裝。而且，近年在以液晶、半導(dǎo)體制造領(lǐng)域?yàn)橹鞯乃惺袌?chǎng)中，線性電動(dòng)機(jī)大推力化的 需求高漲，例如在對(duì)于線性電動(dòng)機(jī)的所需推力每次進(jìn)行新的設(shè)計(jì)的同時(shí)，在考慮到使推力 變化的機(jī)種的門類時(shí)，門類數(shù)的增加會(huì)使線性電動(dòng)機(jī)電樞的機(jī)種也增加。因此，在這種狀 況下，由于根據(jù)線性電動(dòng)機(jī)的客戶規(guī)格，除電樞的推力方向長(zhǎng)度、電樞線圈的形狀或數(shù)量以 外，電樞導(dǎo)線的長(zhǎng)度規(guī)格也不同，因此尤其是進(jìn)行串聯(lián)地對(duì)多個(gè)模塊式電樞進(jìn)行多個(gè)連接 配置，或者并聯(lián)地進(jìn)行多個(gè)連接配置的組合時(shí)，需要準(zhǔn)備相當(dāng)多的產(chǎn)品門類，存在對(duì)產(chǎn)品成 本、甚至對(duì)客戶產(chǎn)品價(jià)格、交貨期等產(chǎn)生影響的問題。因此，市場(chǎng)需要保持使模塊化電樞部在串聯(lián)及并聯(lián)中都進(jìn)行多個(gè)連接以實(shí)現(xiàn)大推 力規(guī)格，且產(chǎn)品成本低廉的模塊式電樞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問題而進(jìn)行的，其目的在于提供一種模塊式線性電動(dòng)機(jī)電樞及 具備該電樞的模塊式線性電動(dòng)機(jī)以及搬運(yùn)裝置，其在使線性電動(dòng)機(jī)的模塊式電樞結(jié)構(gòu)中的 導(dǎo)線部及中性點(diǎn)部分離的同時(shí)，在增大推力時(shí)不必根據(jù)客戶規(guī)格改變電樞導(dǎo)線的長(zhǎng)度規(guī) 格，能夠使模塊化電樞部在串聯(lián)及并聯(lián)中都進(jìn)行多個(gè)連接以實(shí)現(xiàn)大推力規(guī)格，同時(shí)廉價(jià)。
為了解決上述問題，本發(fā)明是如下構(gòu)成的。方案1的發(fā)明為一種模塊式線性電動(dòng)機(jī)電樞，是在推力方向上依次連接多個(gè)安裝 有由多個(gè)線圈群構(gòu)成的m相(m為整數(shù))的電樞繞組而成的電樞單元而構(gòu)成的模塊式線性 電動(dòng)機(jī)電樞，其特征在于，在所述各個(gè)電樞單元的一端及另一端上配備有連接所述電樞繞 組的導(dǎo)線的連接用端子，在位于在所述推力方向上多個(gè)連接而成的電樞群的最前部的電樞 單元上設(shè)置有連接該電樞繞組的導(dǎo)線的端子輸出并用于從外部電源供電的導(dǎo)線部連接單 元，同時(shí)在位于該電樞群的最后部的電樞單元上設(shè)置有用于對(duì)該電樞繞組的中性點(diǎn)進(jìn)行接 線處理的中性點(diǎn)單元。方案2的發(fā)明的特征在于，在方案1所述的模塊式線性電動(dòng)機(jī)電樞中，所述各個(gè)電 樞單元構(gòu)成為，在朝向由磁性材料構(gòu)成的電樞鐵心的長(zhǎng)度方向以等間距排列的多個(gè)齒上通 過集中卷繞來纏繞所述電樞繞組，同時(shí)固定在電樞基座上而成的帶鐵心式電樞結(jié)構(gòu)。方案3的發(fā)明的特征在于，在方案1或2所述的模塊式線性電動(dòng)機(jī)電樞中，在連接 于所述各個(gè)電樞單元的所述導(dǎo)線部連接單元及所述中性點(diǎn)單元上組裝有輔助齒，以便抵消 在所述電樞單元兩端部的齒上產(chǎn)生的齒槽推力。方案4的發(fā)明的特征在于，在方案3所述的模塊式線性電動(dòng)機(jī)電樞中，所述導(dǎo)線部 連接單元內(nèi)置有進(jìn)行線性電動(dòng)機(jī)的初始磁極的檢測(cè)的磁極傳感器部。方案5的發(fā)明的特征在于，在方案1所述的模塊式線性電動(dòng)機(jī)電樞中，使所述電 樞單元及所述導(dǎo)線部連接單元以及所述中性點(diǎn)單元為n個(gè)并聯(lián)配置結(jié)構(gòu)(n為2以上的整 數(shù))，所述導(dǎo)線部連接單元設(shè)置有分配電路，對(duì)從外部電源向該導(dǎo)線部連接單元供給的電 流進(jìn)行n分割；及端子，與所述各電樞單元連接以便向各電樞單元供給由該分配電路分割 的電流，所述中性點(diǎn)單元設(shè)置有對(duì)各個(gè)電樞單元的電樞繞組的終端部個(gè)別地進(jìn)行連接的連 接電路和端子。方案6的發(fā)明的特征在于，在方案1或2所述的模塊式線性電動(dòng)機(jī)電樞中，所述各 個(gè)電樞單元分割為多個(gè)電樞組塊。方案7的發(fā)明的特征在于，在方案1所述的模塊式線性電動(dòng)機(jī)電樞中，所述各個(gè)電 樞單元構(gòu)成為，將朝向基板長(zhǎng)度方向等間隔地排列多個(gè)線圈群并樹脂成形而成的電樞繞組 固定在電樞基座上而成的無鐵心式電樞。方案8的發(fā)明的特征在于，在方案7所述的模塊式線性電動(dòng)機(jī)電樞中，使所述電樞 基座的推力方向長(zhǎng)度為電角360°的整數(shù)倍。方案9的發(fā)明的特征在于，在方案7所述的模塊式線性電動(dòng)機(jī)電樞中，所述各個(gè)電 樞單元間的電相位配置以具有電角120°或240°的相移的形式進(jìn)行配置。方案10的發(fā)明的特征在于，在方案7或9所述的模塊式線性電動(dòng)機(jī)電樞中，所述 各個(gè)電樞單元的接線通過串聯(lián)連接或并聯(lián)連接的任意一個(gè)來連接。方案11的發(fā)明的特征在于，在方案1所述的模塊式線性電動(dòng)機(jī)電樞中，所述電樞 單元的兩端及所述電樞導(dǎo)線部連接單元以及所述中性點(diǎn)單元的端部為基于接插件的連接 結(jié)構(gòu)。方案12的發(fā)明為一種模塊式線性電動(dòng)機(jī)，其特征在于，具備方案1至11中任意 一項(xiàng)所述的模塊式電樞；及場(chǎng)磁鐵，在與所述電樞隔著磁隙相對(duì)配置的同時(shí)使極性不同的 多個(gè)永久磁鐵交替地相鄰排列并配置于固定部，使所述電樞和所述場(chǎng)磁鐵的任意一方為定子，另一方為動(dòng)子，使所述場(chǎng)磁鐵和所述電樞相對(duì)地行走。方案13的發(fā)明為一種搬運(yùn)裝置，其特征在于，使用方案12所述的模塊式線性電動(dòng) 機(jī)使移動(dòng)工作臺(tái)行走。根據(jù)方案1、2所述的發(fā)明，能夠用1種模塊化電樞實(shí)現(xiàn)多種推力規(guī)格的電樞。根據(jù)方案3所述的發(fā)明，能夠抵消降低在線性電動(dòng)機(jī)的前后兩端部產(chǎn)生的齒槽推 力。根據(jù)方案4所述的發(fā)明，能夠在接通線性電動(dòng)機(jī)電源時(shí)，立刻成為可驅(qū)動(dòng)的狀態(tài)。根據(jù)方案5所述的發(fā)明，能夠用1種模塊化電樞在寬度方向上實(shí)現(xiàn)推力增加。根據(jù)方案6所述的發(fā)明，能夠容易地對(duì)電樞的鐵心組塊進(jìn)行多個(gè)連接配置，還能 夠容易地進(jìn)行組裝。根據(jù)方案1、7所述的發(fā)明，能夠用1種模塊化電樞實(shí)現(xiàn)多個(gè)推力規(guī)格的電樞。根據(jù)方案8所述的發(fā)明，由于對(duì)電樞進(jìn)行多個(gè)連接時(shí)，不需要進(jìn)行電樞間的細(xì)微 的相位調(diào)節(jié)，僅通過對(duì)齊電樞基座便能實(shí)現(xiàn)相位對(duì)齊，能夠確保電動(dòng)機(jī)性能，所以能夠縮短 將電動(dòng)機(jī)裝入機(jī)械時(shí)的作業(yè)時(shí)間。根據(jù)方案9所述的發(fā)明，可以削減多個(gè)電樞的連接部，即與推力產(chǎn)生無關(guān)的空間。根據(jù)方案10所述的發(fā)明，在規(guī)格存在電流限制時(shí)采用串聯(lián)接線，在規(guī)格存在電壓 限制時(shí)采用并聯(lián)接線等，可對(duì)應(yīng)于所有的規(guī)格。根據(jù)方案11所述的發(fā)明，對(duì)電樞進(jìn)行多個(gè)連接配置時(shí)，導(dǎo)線部連接單元及中性點(diǎn) 單元的連接結(jié)構(gòu)相對(duì)于模塊化電樞的連接結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)部件的共用化，可提供各單元自由裝 拆且產(chǎn)品成本低廉的模塊式電樞。根據(jù)方案12所述的發(fā)明，能夠得到具有方案1至11中所述的模塊式電樞的效果 的模塊式線性電動(dòng)機(jī)。根據(jù)方案13所述的發(fā)明，能夠得到具有方案12所述的模塊式線性電動(dòng)機(jī)的效果 的搬運(yùn)裝置。


圖1是表示本發(fā)明第1實(shí)施例的模塊式帶鐵心線性電動(dòng)機(jī)電樞的整體構(gòu)成的俯視 圖，是分解了模塊化電樞單元、導(dǎo)線部連接單元、中性點(diǎn)單元的圖。圖2是表示串聯(lián)連接2個(gè)第1實(shí)施例的模塊化電樞單元的例子的俯視圖。圖3是第1實(shí)施例的導(dǎo)線部連接單元的變形實(shí)施例，(a)表示導(dǎo)線橫向引出的情 況，(b)表示導(dǎo)線向上引出的情況。圖4表示本發(fā)明第2實(shí)施例的并聯(lián)式導(dǎo)線部連接單元的俯視圖。圖5表示第2實(shí)施例的應(yīng)用了并聯(lián)式導(dǎo)線部連接單元的模塊式帶鐵心線性電動(dòng)機(jī) 電樞的整體構(gòu)成，(a)是對(duì)它們進(jìn)行了分解的俯視圖，(b)是對(duì)它們進(jìn)行了組合的俯視圖。圖6是本發(fā)明第3實(shí)施例的串聯(lián)連接2個(gè)模塊式無鐵心線性電動(dòng)機(jī)電樞的例子， (a)是表示其概略的主視圖及側(cè)視圖，(b)是分解了各電樞單元的側(cè)視圖，(c)是連接了各 電樞單元的側(cè)視圖。圖7是表示本發(fā)明第4實(shí)施例的串聯(lián)連接2個(gè)模塊式無鐵心線性電動(dòng)機(jī)電樞的例 子，(a)是其側(cè)視圖，(b)是其側(cè)視圖。
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圖8是表示本發(fā)明第5實(shí)施例的應(yīng)用了并聯(lián)式導(dǎo)線部連接單元的模塊式無鐵心線 性電動(dòng)機(jī)電樞的例子。圖9是通常的帶鐵心模塊式線性電動(dòng)機(jī)的側(cè)剖視圖。符號(hào)說明1-模塊化電樞單元；2-導(dǎo)線部連接單元；2a_導(dǎo)線；3_中性點(diǎn)單元；4_磁極傳感 器；5-輔助齒；6-并聯(lián)單元；7、8、9_接插件；11-場(chǎng)磁鐵；11a-場(chǎng)磁鐵磁軛；lib-磁鐵； 12-電樞單元；12c-基板組；12d-電樞基座；13-導(dǎo)線引出單元；14-中性點(diǎn)單元；15、16、 17-接插件；20-電樞組塊；20a-齒；21-電樞線圈；22-場(chǎng)磁鐵磁極；23-磁軛；24-電樞基座。
具體實(shí)施例方式下面，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。實(shí)施例1圖1是表示本發(fā)明第1實(shí)施例的模塊式帶鐵心線性電動(dòng)機(jī)電樞的整體構(gòu)成的俯視 圖，是分解了模塊化電樞單元、導(dǎo)線部連接單元、中性點(diǎn)單元的圖。在圖1中，1是模塊化電樞單元，在未圖示的電樞鐵心上安裝由多個(gè)線圈群構(gòu)成的 m相(m為整數(shù))的電樞繞組(未圖示)，同時(shí)該單元的前后端為可用于向電樞進(jìn)行電力供 電的接插件結(jié)構(gòu)。而且，2是導(dǎo)線部連接單元，3是中性點(diǎn)單元，4是磁極傳感器。5是輔助齒，導(dǎo)線部 連接單元2和中性點(diǎn)單元3與模塊化電樞1一樣為接插件結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的特征與現(xiàn)有技術(shù)的不同之處為以下所示。即不同之處在于，在圖1中，在電樞單元1的兩端配備有連接電樞繞組的導(dǎo)線的連 接用端子(接插件7)，在該電樞單元1的一端設(shè)置有連接電樞繞組的導(dǎo)線的端子輸出并用 于從外部電源供電的導(dǎo)線部連接單元2，同時(shí)在電樞單元1的另一端設(shè)置有用于對(duì)電樞繞 組的中性點(diǎn)進(jìn)行接線處理的中性點(diǎn)單元3，導(dǎo)線部連接單元2及中性點(diǎn)單元3為從模塊化電 樞1分離的結(jié)構(gòu)。而且，導(dǎo)線部連接單元2以及中性點(diǎn)單元3的端部分別與電樞單元1的 端部一樣為具有接插件8、9的連接結(jié)構(gòu)。在此，圖9表示通常的帶鐵心模塊式線性電動(dòng)機(jī)的側(cè)剖視圖。本實(shí)施例(圖1)所使用的電樞單元1的內(nèi)部與圖9的線性電動(dòng)機(jī)基本上相同，在 圖9中，構(gòu)成為分割為多個(gè)電樞組塊20并排列在推力方向上，且固定在電樞基座24上的帶 鐵心式電樞結(jié)構(gòu)。各電樞組塊20的組塊鐵心設(shè)置有朝向由磁性材料構(gòu)成的電樞鐵心的長(zhǎng) 度方向以等間距排列的呈相數(shù)整數(shù)倍的多個(gè)齒20a和集中卷繞在所述齒20a上的電樞線圈 21。這種電樞單元1隔著磁隙相對(duì)于由磁軛23和以等間距排列在磁軛23上的場(chǎng)磁鐵磁極 22構(gòu)成的定子而對(duì)置。而且，考慮到通過接插件(7、8、9)連接電樞單元1而進(jìn)行一體化時(shí)的影響，如圖1 所示，在導(dǎo)線部連接單元2及中性點(diǎn)單元3上裝有輔助齒5，用于抵消在電樞單元1兩端部 的齒上產(chǎn)生的齒槽推力。而且，在圖1中，在導(dǎo)線部連接單元2上內(nèi)置有進(jìn)行線性電動(dòng)機(jī)的初始磁極的檢測(cè) 的磁極傳感器4。另外，在未內(nèi)置磁極傳感器時(shí)，則需要進(jìn)行基于軟件的磁極檢測(cè)動(dòng)作。
圖2是表示串聯(lián)連接2個(gè)第1實(shí)施例的模塊化電樞單元的例子的俯視圖。在圖1中示出1個(gè)模塊化電樞(電樞單元1)的例子進(jìn)行了說明，而在圖2中對(duì)在 推力方向上依次連接多個(gè)(此處為2個(gè))該電樞單元1而構(gòu)成的模塊式線性電動(dòng)機(jī)電樞進(jìn) 行說明。S卩，在圖2中，在各自的模塊化電樞單元1上配備有連接電樞繞組的導(dǎo)線的連接用 端子(接插件7)，在位于朝向推力方向而多個(gè)連接的電樞群的最前部的電樞單元1上設(shè)置 有連接該電樞繞組的導(dǎo)線的端子輸出并用于從外部電源供電的導(dǎo)線部連接單元2，而在位 于該電樞群的最后部的電樞單元1上設(shè)置有用于對(duì)該電樞繞組的中性點(diǎn)進(jìn)行接線處理的 中性點(diǎn)單元3，同時(shí)使導(dǎo)線部連接單元2及中性點(diǎn)單元3為從模塊化電樞1分離的結(jié)構(gòu)。通過上述結(jié)構(gòu)，使2臺(tái)模塊化電樞串聯(lián)連接，通過在前端連接導(dǎo)線部連接單元并 在后部連接中性點(diǎn)單元，能夠?qū)崿F(xiàn)2倍推力的線性電動(dòng)機(jī)。下面，串聯(lián)連接2個(gè)第1實(shí)施例的模塊化電樞時(shí)所產(chǎn)生的推力增加和部件數(shù)量的 關(guān)系基本上能夠由如下表1的關(guān)系來表示。表 1 對(duì)于其動(dòng)作，通過對(duì)圖2所示的電樞單元的電樞繞組的導(dǎo)線進(jìn)行m相交流供電，能 夠產(chǎn)生移動(dòng)磁場(chǎng)，如果將該電樞單元與未圖示的永久磁鐵場(chǎng)磁鐵組合則能夠作為同步式電 動(dòng)機(jī)進(jìn)行動(dòng)作，而在對(duì)替代永久磁鐵場(chǎng)磁鐵而具備導(dǎo)電性材料的場(chǎng)磁鐵和該電樞單元進(jìn)行 組合時(shí)，則能夠作為感應(yīng)式電動(dòng)機(jī)進(jìn)行動(dòng)作。因此，本發(fā)明的第1實(shí)施例為，在電樞單元的一端設(shè)置有從外部電源供電的導(dǎo)線 部連接單元2，在電樞單元1的另一端設(shè)置有對(duì)電樞繞組的中性點(diǎn)進(jìn)行接線處理的中性點(diǎn) 單元3，使導(dǎo)線部連接單元2及中性點(diǎn)單元3為從模塊化電樞1分離的結(jié)構(gòu)，同時(shí)通過接插 件連接電樞單元1、導(dǎo)線部連接單元2及中性點(diǎn)單元3的各端部，因此在需要對(duì)多個(gè)模塊式 電樞進(jìn)行多個(gè)連接配置時(shí)，導(dǎo)線部連接單元2及中性點(diǎn)單元3的連接結(jié)構(gòu)相對(duì)于模塊化電 樞1的連接結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)部件的共用化，因此能夠?qū)崿F(xiàn)可使用1種模塊化電樞來增加推力的 多樣化的多種推力規(guī)格的電樞，而且能夠提供各單元自由裝拆且產(chǎn)品成本低廉的模塊式電 樞。而且，由于在導(dǎo)線部連接單元及中性點(diǎn)單元上組裝有輔助齒，所以能夠抵消降低 在線性電動(dòng)機(jī)的前后兩端部產(chǎn)生的齒槽推力。而且，由于導(dǎo)線部連接單元內(nèi)置有進(jìn)行線性電動(dòng)機(jī)的初始磁極的檢測(cè)的磁極傳感 器部，所以在接通線性電動(dòng)機(jī)電源時(shí)，能夠立刻成為可驅(qū)動(dòng)的狀態(tài)。接下來，圖3是第1實(shí)施例的導(dǎo)線部連接單元的變形實(shí)施例，(a)表示導(dǎo)線橫向引出的情況，(b)表示導(dǎo)線向上引出的情況。在圖3中，導(dǎo)線部連接單元2通過采用使導(dǎo)線部的引出方向?yàn)榫€性電動(dòng)機(jī)的推 力方向的向前引出，或者與線性電動(dòng)機(jī)的推力方向正交的方向的橫向引出或向上引出這3 種，能夠靈活地改變電樞單元的導(dǎo)線的引出方向，因此，不會(huì)使接線處理、電纜處理復(fù)雜化， 能夠?qū)崿F(xiàn)省空間化。實(shí)施例2下面，對(duì)本發(fā)明的第2實(shí)施例進(jìn)行說明。圖4表示本發(fā)明第2實(shí)施例的并聯(lián)式導(dǎo)線部連接單元的俯視圖，圖5表示應(yīng)用了 第2實(shí)施例的并聯(lián)式導(dǎo)線部連接單元的模塊式帶鐵心線性電動(dòng)機(jī)電樞的整體構(gòu)成，(a)是 對(duì)它們進(jìn)行了分解的俯視圖，(b)是對(duì)它們進(jìn)行了組合的俯視圖。第2實(shí)施例與第1實(shí)施例的不同之處在于，構(gòu)成為使電樞單元1及導(dǎo)線部連接單 元2以及中性點(diǎn)單元3為n個(gè)并聯(lián)配置結(jié)構(gòu)(本例為n = 2)，導(dǎo)線部連接單元2設(shè)置有 未圖示的分配電路，對(duì)從未圖示的外部電源向該導(dǎo)線部連接單元2供給的電流進(jìn)行n分割； 及端子，與各電樞單元1連接以便向各電樞單元1供給由該分配電路(未圖示)分割的電 流，該中性點(diǎn)單元3設(shè)置有對(duì)各個(gè)電樞單元1的電樞繞組的終端部個(gè)別地進(jìn)行連接的未圖 示的連接電路和端子。另外，第2實(shí)施例與第1實(shí)施例一樣為導(dǎo)線部與模塊化電樞單元分離的結(jié)構(gòu)，在增 大線性電動(dòng)機(jī)推力時(shí)，可實(shí)現(xiàn)部件的共用化。通過上述結(jié)構(gòu)，使2臺(tái)模塊化電樞單元并聯(lián)連接，通過在前端連接導(dǎo)線部并聯(lián)單 元6并在后部連接中性點(diǎn)單元，能夠?qū)崿F(xiàn)2倍推力的線性電動(dòng)機(jī)。下面，并聯(lián)連接2個(gè)第2實(shí)施例的模塊化電樞時(shí)所產(chǎn)生的模塊化電樞推力增加和 部件數(shù)量的關(guān)系基本上能夠由如下表2的關(guān)系來表示。表2 因此，本發(fā)明的第2實(shí)施例能夠用1種模塊化電樞在與推力方向正交的方向、即所 謂的模塊化電樞的寬度方向上實(shí)現(xiàn)推力增加?？傊捎谀軌蛴?種模塊化電樞單元采取并聯(lián)、串聯(lián)2種推力擴(kuò)大方法，所以線 性電動(dòng)機(jī)的產(chǎn)品在庫管理、部件在庫管理變得容易等，能夠使生產(chǎn)效率顯著地提高。實(shí)施例3圖6是本發(fā)明第3實(shí)施例的串聯(lián)連接2個(gè)模塊式無鐵心線性電動(dòng)機(jī)電樞的例子， (a)是表示其概略的主視圖及側(cè)視圖，(b)是分解了各電樞單元的側(cè)視圖，(c)是連接了各
9電樞單元的側(cè)視圖。在圖6中，11是場(chǎng)磁鐵，其由以在半工字形的場(chǎng)磁鐵磁軛1 la的內(nèi)側(cè)隔著空隙異極 相對(duì)且極性交替變化的形式等間隔地安裝的磁鐵lib構(gòu)成。而且，12是電樞單元，電樞單元12為，使朝向基板長(zhǎng)度方向?qū)Χ鄠€(gè)線圈群進(jìn)行多 個(gè)排列而樹脂成形的電樞繞組為基板組12c，將該基板組12c固定在電樞基座12d上從而 構(gòu)成無鐵心式的模塊式線性電動(dòng)機(jī)電樞。而且，電樞基座12d的前后端為具有接插件15的 結(jié)構(gòu)，多個(gè)電樞單元12能夠進(jìn)行接插件連接。13是導(dǎo)線引出單元，其為具有接插件16的 結(jié)構(gòu)，并與所述電樞基座12d的前端接插件15連接。14是中性點(diǎn)單元，其為具有接插件17 的結(jié)構(gòu)，并與所述電樞基座12d的后端接插件15連接，進(jìn)行所述電樞繞組的中性點(diǎn)接線處 理。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，與電樞2的個(gè)數(shù)無關(guān)，能夠經(jīng)由導(dǎo)線引出單元13向所有電樞進(jìn)行 電流供電，可對(duì)應(yīng)于所有的推力規(guī)格。另外，如圖6所示，由電角來表示電樞2的推力方向長(zhǎng)度時(shí)，使其成為360°的整數(shù)倍。由此，連接多個(gè)電樞單元12時(shí)，由于僅使電樞基座12d對(duì)齊便能實(shí)現(xiàn)電樞間的相 位對(duì)齊，所以能夠縮短將電動(dòng)機(jī)裝入機(jī)械時(shí)的作業(yè)時(shí)間。另外，連接多個(gè)現(xiàn)有的電樞而使用 時(shí)，由于需要將電樞間定位于既定的距離，所以存在將電動(dòng)機(jī)裝入機(jī)械的作業(yè)花費(fèi)工時(shí)的 缺點(diǎn)，但是本實(shí)施例解決了現(xiàn)有技術(shù)的課題。實(shí)施例4圖7是表示本發(fā)明第4實(shí)施例的串聯(lián)連接2個(gè)模塊式無鐵心線性電動(dòng)機(jī)電樞的例 子，(a)是其側(cè)視圖，(b)是其側(cè)視圖。由于使電樞為模塊結(jié)構(gòu)時(shí)，無法在各電樞的連接部配置電樞線圈，所以如圖7(a) 所示，當(dāng)使電樞長(zhǎng)度為電角360°的整數(shù)倍時(shí)，與推力產(chǎn)生無關(guān)的空間變大，對(duì)模塊整體來 說電動(dòng)機(jī)常數(shù)密度變小。另一方面，如圖7(b)所示，由于按每個(gè)電樞使線圈配置錯(cuò)開電角 120°或240°時(shí)，能夠極力抑制各電樞的連接部，即與推力產(chǎn)生無關(guān)的空間，所以對(duì)模塊整 體來說能夠防止電動(dòng)機(jī)常數(shù)密度降低。實(shí)施例5圖8是表示本發(fā)明第5實(shí)施例的應(yīng)用了并聯(lián)式導(dǎo)線部連接單元的模塊式無鐵心線 性電動(dòng)機(jī)電樞的例子。圖6、圖7是串聯(lián)接線多個(gè)電樞的例子，圖8 (a)是分解了電樞單元12、導(dǎo)線引出單 元13、中性點(diǎn)單元14的側(cè)視圖，(b)是(a)的俯視圖，(c)是連接了 (a)的各單元的側(cè)視圖， (d)是(c)的俯視圖。雖然通過調(diào)整電樞模塊的數(shù)量，能夠?qū)?yīng)于所有的推力規(guī)格，但是通常其它追加 電壓、電流或速度這樣的規(guī)格的情況較多。例如，通過對(duì)于電流規(guī)格(oA以下)可選擇串聯(lián) 接線，對(duì)于電壓規(guī)格(oV以下)或速度規(guī)格(最高速度om/s)可選擇并聯(lián)接線，能夠用1種 模塊對(duì)應(yīng)于大范圍的規(guī)格。因此，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例3-5，在具有無磁吸引力、無齒槽效應(yīng)這樣的優(yōu)點(diǎn)且與 帶鐵心線性電動(dòng)機(jī)相比可實(shí)現(xiàn)低速度波動(dòng)驅(qū)動(dòng)的無鐵心線性電動(dòng)機(jī)中，對(duì)于數(shù)千 數(shù)萬N 這樣的所有推力規(guī)格，能夠通過對(duì)1種電樞模塊進(jìn)行多個(gè)串聯(lián)或并聯(lián)接線來實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)。
而且，由于通過部件共通化，能夠抑制為最小限的部件數(shù)量，所以能夠以低成本來 制造電動(dòng)機(jī)，并以低價(jià)格提供給用戶。根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種可通過使線性電動(dòng)機(jī)的模塊式電樞結(jié)構(gòu)中的導(dǎo)線部和 中性點(diǎn)部各自分離而實(shí)現(xiàn)單元化，從而不必根據(jù)客戶規(guī)格改變電樞導(dǎo)線的長(zhǎng)度規(guī)格，使模 塊化電樞部在串聯(lián)及并聯(lián)中都進(jìn)行多個(gè)連接來實(shí)現(xiàn)大推力規(guī)格的組合多個(gè)模塊式電樞而 成的模塊式線性電動(dòng)機(jī)，因此，可應(yīng)用于能夠進(jìn)行高精度加工的機(jī)床、需要高速下的微小定 位或一定進(jìn)給速度的電氣元件安裝裝置、使半導(dǎo)體或液晶相關(guān)制造裝置或者機(jī)床等的移動(dòng) 工作臺(tái)行走的工作臺(tái)進(jìn)給裝置、搬運(yùn)裝置等。
權(quán)利要求
一種模塊式線性電動(dòng)機(jī)電樞，是在推力方向上依次連接多個(gè)安裝有由多個(gè)線圈群構(gòu)成的m相的電樞繞組而成的電樞單元而構(gòu)成的模塊式線性電動(dòng)機(jī)電樞，m為整數(shù)，其特征在于，在所述各個(gè)電樞單元的一端及另一端上配備有連接所述電樞繞組的導(dǎo)線的連接用端子，在位于在所述推力方向上多個(gè)連接而成的電樞群的最前部的電樞單元上設(shè)置有連接該電樞繞組的導(dǎo)線的端子輸出并用于從外部電源供電的導(dǎo)線部連接單元，同時(shí)在位于該電樞群的最后部的電樞單元上設(shè)置有用于對(duì)該電樞繞組的中性點(diǎn)進(jìn)行接線處理的中性點(diǎn)單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊式線性電動(dòng)機(jī)電樞，其特征在于，所述各個(gè)電樞單元構(gòu) 成為，在朝向由磁性材料構(gòu)成的電樞鐵心的長(zhǎng)度方向以等間距排列的多個(gè)齒上通過集中卷 繞來纏繞所述電樞繞組，同時(shí)固定在電樞基座上而成的帶鐵心式電樞結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的模塊式線性電動(dòng)機(jī)電樞，其特征在于，在連接于所述各個(gè) 電樞單元的所述導(dǎo)線部連接單元及所述中性點(diǎn)單元上組裝有輔助齒，以便抵消在所述電樞 單元兩端部的齒上產(chǎn)生的齒槽推力。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的模塊式線性電動(dòng)機(jī)電樞，其特征在于，所述導(dǎo)線部連接單元 內(nèi)置有進(jìn)行線性電動(dòng)機(jī)的初始磁極的檢測(cè)的磁極傳感器部。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊式線性電動(dòng)機(jī)電樞，其特征在于，使所述電樞單元及所述導(dǎo)線部連接單元以及所述中性點(diǎn)單元為η個(gè)并聯(lián)配置結(jié)構(gòu)，η 為2以上的整數(shù)，所述導(dǎo)線部連接單元設(shè)置有分配電路，對(duì)從外部電源向該導(dǎo)線部連接單元供給的電 流進(jìn)行η分割；及端子，與所述各電樞單元連接以便向各電樞單元供給由該分配電路分割 的電流，所述中性點(diǎn)單元設(shè)置有對(duì)各個(gè)電樞單元的電樞繞組的終端部個(gè)別地進(jìn)行連接的連接 電路和端子。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的模塊式線性電動(dòng)機(jī)電樞，其特征在于，所述各個(gè)電樞單元 分割為多個(gè)電樞組塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊式線性電動(dòng)機(jī)電樞，其特征在于，所述各個(gè)電樞單元構(gòu) 成為，將朝向基板長(zhǎng)度方向等間隔地排列多個(gè)線圈群并樹脂成形而成的電樞繞組固定在電 樞基座上而成的無鐵心式電樞。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的模塊式線性電動(dòng)機(jī)電樞，其特征在于，使所述電樞基座的推 力方向長(zhǎng)度為電角360°的整數(shù)倍。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的模塊式線性電動(dòng)機(jī)電樞，其特征在于，所述各個(gè)電樞單元間 的電相位配置以具有電角120°或240°的相移的形式進(jìn)行配置。
10.根據(jù)權(quán)利要求7或9所述的模塊式線性電動(dòng)機(jī)電樞，其特征在于，所述各個(gè)電樞單 元的接線通過串聯(lián)連接或并聯(lián)連接的任意一個(gè)來連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊式線性電動(dòng)機(jī)電樞，其特征在于，所述電樞單元的兩端 及所述電樞導(dǎo)線部連接單元以及所述中性點(diǎn)單元的端部為基于接插件的連接結(jié)構(gòu)。
12.—種模塊式線性電動(dòng)機(jī)，其特征在于，具備權(quán)利要求1至11中任意一項(xiàng)所述的模塊式電樞；及場(chǎng)磁鐵，在與所述電樞隔著磁隙相對(duì)配置的同時(shí)使極性不同的多個(gè)永久磁鐵交替地 相鄰排列并配置于固定部，使所述電樞和所述場(chǎng)磁鐵的任意一方為定子，另一方為動(dòng)子，使所述場(chǎng)磁鐵和所述電 樞相對(duì)地行走。
13. 一種搬運(yùn)裝置，其特征在于，使用權(quán)利要求12所述的模塊式線性電動(dòng)機(jī)使移動(dòng)工作臺(tái)行走。
全文摘要
本發(fā)明提供一種模塊式線性電動(dòng)機(jī)電樞及具備該電樞的模塊式線性電動(dòng)機(jī)以及搬運(yùn)裝置，其在增大推力時(shí)不必根據(jù)客戶規(guī)格改變電樞導(dǎo)線的長(zhǎng)度規(guī)格，能夠使模塊化電樞部在串聯(lián)及并聯(lián)中都進(jìn)行多個(gè)連接以實(shí)現(xiàn)大推力規(guī)格，同時(shí)廉價(jià)。具體為，在各自的模塊化電樞單元(1)上配備連接電樞繞組的導(dǎo)線的接插件，在位于朝向推力方向?qū)Χ鄠€(gè)電樞單元進(jìn)行多個(gè)連接而成的電樞群的最前部的電樞單元(1)上設(shè)置有連接該電樞繞組的導(dǎo)線的端子輸出并從外部電源供電的導(dǎo)線部連接單元(2)，而在位于該電樞群的最后部的電樞單元(1)上設(shè)置有對(duì)該電樞繞組的中性點(diǎn)進(jìn)行接線處理的中性點(diǎn)單元(3)，使導(dǎo)線部連接單元(2)及中性點(diǎn)單元(3)從模塊化電樞(1)分離。
文檔編號(hào)H02K41/03GK101855814SQ200980100968
公開日2010年10月6日 申請(qǐng)日期2009年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月18日
發(fā)明者宮本恭祐, 星俊行 申請(qǐng)人:株式會(huì)社安川電機(jī)