專利名稱:線性電動機電樞及線性電動機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本文討論的實施方式涉及線性電動機電樞及線性電動機。
背景技術(shù):
通過使用磁極之間的吸力和斥力來使動子沿著定子線性運動的常規(guī)線性電動機是一種已知的線性電動機。線性電動機可包括霍爾傳感器,霍爾傳感器可作為檢測動子的位置的檢測單元而設(shè)置在動子中。例如,檢測單元設(shè)置在動子的行程方向端上。已知的是,這種技術(shù)被公開在例如日本特開專利第1996-168232號公報中。然而,在檢測單元設(shè)置在動子的行程方向端上的情況下,所存在的問題是,動子的 可動范圍,即,可用行程,由于檢測單元的長度而被縮短。本發(fā)明的實施方式的一個方面的目的是提供一種能夠抑制可用行程的減少的線性電動機電樞及線性電動機。
發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)實施方式的一方面的線性電動機電樞包括電樞芯、支撐齒和檢測單元。所述電樞芯包括主齒。所述支撐齒設(shè)置在所述電樞芯的行程方向端上。所述檢測單元檢測所述電樞芯的位置。此外,所述檢測單元設(shè)置在沿行程方向與所述支撐齒重疊的位置。根據(jù)實施方式的一方面,可提供一種能夠抑制可用行程的減少的線性電動機電樞和線性電動機。
結(jié)合附圖參照以下詳細(xì)說明,將會更好地理解本發(fā)明和本發(fā)明的許多相關(guān)優(yōu)點,從而容易獲得對本發(fā)明和本發(fā)明的許多相關(guān)優(yōu)點的更全面的了解,在附圖中圖IA是根據(jù)第一實施方式的線性電動機的示意性側(cè)視圖;圖IB是根據(jù)第一實施方式的線性電動機的示意性平面圖;圖IC是根據(jù)第一實施方式的線性電動機的示意性剖視圖;圖2A是示出了支撐齒與檢測單元之間的布置關(guān)系的示意性前視圖;圖2B是示出了支撐齒與檢測單元之間的布置關(guān)系的示意性平面圖;圖2C是示出了支撐齒與檢測單元之間的布置關(guān)系的示意性立體圖;圖3A是示出了檢測單元的安裝布置的實施例的圖;圖3B是示出了檢測單元的安裝布置的另一實施例的圖;圖4和圖5是示出了支撐齒與檢測單元之間的布置關(guān)系的另一實施例的示意性立體圖;圖6A至圖6C是示出了支撐齒與檢測單元之間的布置關(guān)系的另一實施例的示意性前視圖7A是根據(jù)第三實施方式的線性電動機的示意性側(cè)視圖;圖7B是根據(jù)第三實施方式的線性電動機的示意性平面圖;圖7C是根據(jù)第三實施方式的線性電動機的示意性剖視圖;圖8是示出了支撐齒與磁場檢測單元之間的布置關(guān)系的示意性側(cè)視圖;圖9是示出了支撐齒與磁場檢測單元之間的布置關(guān)系的示意性立體圖;圖10是示出了磁場檢測單元的安裝布置的實施例的圖;圖11是示出了磁場檢測單元的內(nèi)部構(gòu)造的圖;
圖12A是示出了由永磁體形成的磁通的圖;圖12B是示出了圖12A所示磁通的檢測結(jié)果的圖;圖13A是示出了由永磁體和支撐齒形成的磁通的圖;圖13B是示出了圖13A所示磁通的檢測結(jié)果的圖;圖14是示出了支撐齒與磁場檢測單元之間的布置關(guān)系的另一實施例的示意性立體圖;以及圖15A和圖15B是示出了支撐齒與磁場檢測單元之間的布置關(guān)系的另一實施例的示意性剖視圖。
具體實施例方式根據(jù)實施方式的線性電動機電樞包括電樞芯、支撐齒以及檢測單元。電樞芯包括主齒。支撐齒設(shè)置在電樞芯的行程方向端上。檢測單元檢測電樞芯的位置。此外,檢測單元設(shè)置在沿行程方向與支撐齒重疊的位置上。根據(jù)實施方式的線性電動機包括磁場單元和電樞。磁場單元包括并排放置的多個磁體。電樞布置成與磁場單元相對。在本文中,電樞包括電樞芯、支撐齒以及檢測單元。電樞芯包括主齒。支撐齒設(shè)置在電樞芯的行程方向端上。檢測單元檢測電樞芯的位置。檢測單元設(shè)置在沿行程方向與支撐齒重疊的位置上。在下文中,將詳細(xì)描述根據(jù)本公開內(nèi)容的實施方式的線性電動機電樞和線性電動機。此外,以下公開的實施方式并不旨在限制本發(fā)明。第一實施方式首先,將參照圖IA至圖IC說明根據(jù)第一實施方式的線性電動機的整體構(gòu)造。圖IA至圖IC分別是根據(jù)第一實施方式的性線電動機I的示意性側(cè)視圖、示意性平面圖和示意性剖視圖。此處,圖IB是通過從Z軸的正向觀察圖IA所示的線性電動機I而獲得的示意性平面圖。圖IC是從圖IA所示的線A-A’觀察的示意性剖視圖。在下文中,可能會使用上下方向、左右方向以及前后方向來說明線性電動機的各部件之間的相對位置關(guān)系。每個方向的基準(zhǔn)是基于如圖IA所示的將線性電動機設(shè)置在水平面上的情況而言的。具體地,如在圖IA中所示,X軸的正向和負(fù)向分別是線性電動機的前面和后面,Y軸的正向和負(fù)向分別是線性電動機的左面和右面,并且Z軸的正向和負(fù)向分別是線性電動機的上面和下面。如圖IA至圖IC所示,根據(jù)第一實施方式的線性電動機I包括磁場單元10和電樞20。將在第一實施方式中說明的是,磁場單元10是定子,并且電樞20是動子。此外,磁極的數(shù)量以及槽的數(shù)量不限于圖IA至圖IC中所示的數(shù)量。
磁場單元10包括磁場軛11和永磁體12。磁場軛11是沿預(yù)定方向(此處,是沿X軸方向)延伸的大致矩形的實心形構(gòu)件。磁場軛11通過層壓諸如磁性鋼板的薄板構(gòu)件而形成。另選地,磁場軛11可簡單地由非層壓層的板材形成。此外,永磁體12在磁場軛11上并排放置。此處,將要說明的是,磁場單元10包括永磁體12。然而,磁場單元10可包括電磁體而不是永磁體12。電樞20是布置成經(jīng)由一間隙與磁場單元10相對并且沿磁場單元10線性運動的構(gòu)件。電樞20包括電樞芯21、電樞線圈22、支撐齒23a和23b、成型樹脂24以及檢測單元25。在下文中,電樞20的運動方向,即,X軸的正向和負(fù)向,將被稱為行程方向。電樞芯21包括形成為大致矩形實心形狀的軛21a以及從該軛21a朝向磁場單元10突出的多個主齒21b。電樞芯21通過層壓諸如磁性鋼板的薄板構(gòu)件而形成。主齒21b之間的空間被稱為槽21c。槽21c的內(nèi)周面涂覆有絕緣材料,并且在槽 21c中放置有通過卷繞絕緣涂覆線而形成的電樞線圈22。用于電動機的引線26連接至電樞線圈22(見圖1B)。支撐齒23a和23b是分別沿行程方向設(shè)置在電樞芯21的兩個端部上的構(gòu)件,以便降低齒槽效應(yīng),其中齒槽效應(yīng)是推力變化的因素。具體地,支撐齒23a和23b的端部固定至軛21a,并且支撐齒23a和23b從所述端部朝向磁場單元10突出。如圖IA所示,將要說明的是,在第一實施方式中,永磁體12與支撐齒23a和23b之間的間隔大于永磁體12與主齒21b之間的間隔,也就是說,支撐齒23a和23b比主齒21b短。然而,支撐齒23a和23b的長度可以等于主齒21b的長度。此處,根據(jù)第一實施方式的電樞20包括均被部分切割的支撐齒23a和23b。此外,根據(jù)第一實施方式的電樞20包括檢測單元25,該檢測單元設(shè)置在通過切割支撐齒23a和23b而獲得的空間中,以便抑制可用行程的減少。這一點將參照圖2A至圖2C進行具體說明。成型樹脂24是將樹脂模制為電樞芯21、電樞線圈22以及支撐齒23a和23b的樹脂構(gòu)件。如圖IB和圖IC所示,成型樹脂24覆蓋支撐齒23a和軛21a,使得露出支撐齒23a的沿Y軸的負(fù)向的那個端面和軛21a的沿X軸的正向的那個端面。檢測單元25安裝在支撐齒23a的從成型樹脂24露出的那個端面。這一點以下將參照圖3A進行說明。檢測單元25檢測電樞20相對于磁場單元10的相對位置。在第一實施方式中,檢測單元25是諸如霍爾傳感器的磁場檢測單元。線性電動機I基于由檢測單元25執(zhí)行的對電樞20的相位位置的檢測結(jié)果來控制電流流入電樞線圈22的傳導(dǎo)方向。此外,用于檢測單元的引線27連接至檢測單元25 (見圖1B)。在圖IB中,檢測單元25設(shè)置在支撐齒23a的切除空間中。結(jié)果,根據(jù)第一實施方式的性線電動機I能夠抑制電樞20的可用行程的減少。在圖IB的實施例中,如已經(jīng)說明的,檢測單元25設(shè)置在支撐齒23a的切除空間中。然而,檢測單元25的布置不限于此。換句話說,檢測單元25的一部分可設(shè)置在支撐齒23a的切除空間之外。例如,檢測單元25的一部分可沿圖IB中的X軸的負(fù)向突出。即使在這種情況下,因為檢測單元25能夠相對于支撐齒23a的切除空間來設(shè)置,所以能夠抑制電樞20的可用行程的減少。在下文中,將參照圖2A至圖2C具體說明支撐齒23a和檢測單元25的布置關(guān)系。圖2A至圖2C分別是示出了支撐齒23a和檢測單元25的布置關(guān)系的示意性前視圖、示意性平面圖和示意性立體圖。 如圖2A至圖2C所示,支撐齒23a包括切除部分100a,該切除部分是通過沿行程方向從一個端面至另一個端面(即,從X軸的負(fù)向的一個端面至X軸的正向的另一個端面)切割支撐齒23a而獲得的部分。切除部分IOOa通過打開面對磁場單元10的SI側(cè)(Z軸的負(fù)向)、與面對磁場單元10的SI側(cè)相鄰的S2側(cè)(Y軸的正向)以及與面對磁場單元10的SI側(cè)相對的S3側(cè)(Z軸的正向)而形成。換句話說,當(dāng)從X軸的正向觀察時,支撐齒23a具有這樣一種形狀,S卩,對應(yīng)于支撐齒的左側(cè)的那一半被切除。檢測單元25設(shè)置在支撐齒23a的切除部分IOOa中。常規(guī)的電樞具有以下問題由于將檢測單元設(shè)置在行程方向端上而使動子的可動 范圍,即,可用行程,因檢測單元的長度而縮短。具體地,當(dāng)類似于第一實施方式將支撐齒設(shè)置在電樞芯的行程方向端上時,易于出現(xiàn)這種問題。因此,如已在第一實施方式中進行過說明,檢測單元25被設(shè)置在通過切割支撐齒23a而獲得的空間中。結(jié)果,因為能夠抑制由除了電樞芯21以外的其它構(gòu)件沿電樞20的行程方向長度占據(jù)的長度,所以能夠在維持電樞20的推力的同時抑制可用行程的減少。根據(jù)第一實施方式的切除部分IOOa打開了面對磁場單元10的那一側(cè)。此外,整個檢測單元25都被設(shè)置在切除部分IOOa中。為此,由檢測單元25執(zhí)行的磁場檢測精度不容易降低。根據(jù)第一實施方式的支撐齒23a和23b具有與圖IB所示形狀相同的形狀,并且當(dāng)從Z軸方向觀察時,相對于電樞芯21的中心以點對稱的方式布置。為此,即使支撐齒23a和23b的一部分被切除,也能夠以平衡的方式降低齒槽效應(yīng)。在支撐齒23a和23b中,它的一部分被切除,并且,長度、厚度等根據(jù)切除的形狀而被進一步優(yōu)化,使得盡可能地不因為所述切除而降低齒槽效應(yīng)減少的效果。為此,可在盡可能地維持齒槽效應(yīng)減少的效果的同時節(jié)約檢測單元25的安裝空間。檢測單元25可設(shè)置在遠(yuǎn)離支撐齒23a的位置。結(jié)果,因為檢測單元25不容易受到支撐齒23a的影響,所以提高了檢測單元25的檢測精度。已在第一實施方式中說明了檢測單元25是磁場檢測單元。然而,檢測單元25可以是除了磁場檢測單元以外的其它檢測單元。例如,檢測單元25可以是通過在永磁體12的面對電樞20的那些表面上實施預(yù)定的標(biāo)記并以光學(xué)方式檢測這些標(biāo)記來檢測電樞芯20的相對位置的紅外傳感器等。接下來,將參照圖3A說明檢測單元25的安裝方向。圖3A是示出了檢測單元25的安裝布置的實施例的圖。根據(jù)第一實施方式的檢測單元25被一體化,并且以可移除的方式設(shè)置在由成型樹脂24模制而成的支撐齒23a和23b上。例如,如圖3A所示,支撐齒23a具有螺紋孔231,該螺紋孔231從由成型樹脂24暴露的那個端面沿著Y軸的負(fù)向形成。此外,檢測單元25具有螺紋孔251。于是,檢測單元25可通過將螺釘(未示出)插入支撐齒23a的螺紋孔231和檢測單元25的螺紋孔251中而被安裝在支撐齒23a上。以這種方式,在檢測單元25以可移除的方式設(shè)置的情況下,當(dāng)例如檢測單元25退化或受到損壞時,可以容易地更換檢測單元25,因此,能夠提高電樞20的維護性。支撐齒23a的切除部分IOOa(見圖2A)打開了面對磁場單元10的SI偵彳、與面對磁場單元10的SI側(cè)相鄰的S2側(cè)以及與面對磁場單元10的SI側(cè)相對的S3側(cè)。為此,可以容易地執(zhí)行檢測單元25的附接和拆卸作業(yè)。如圖3A所示,檢測單元25在支撐齒23a中設(shè)置在較靠近磁場單元10的位置。結(jié)果,可以提高由檢測單元25執(zhí)行的磁場檢測精度。如圖3A所示,如已經(jīng)說明過的,檢測單元25設(shè)置在支撐齒23a上。然而,檢測單元25的安裝布置不限于此。圖3B是示出了檢測單元25的安裝布置的另一實施例的圖。如圖3B所示,例如,檢測單元25可設(shè)置在軛21a上。在這種情況下,從軛21a的由成型樹脂24暴露的那個端面沿著X軸的正向形成有螺紋孔212,螺釘(未示出)被插入軛21a的螺紋孔212和檢測單元25的螺紋孔251中。
檢測單元25可被設(shè)置成在成型樹脂24中浮動的狀態(tài)。如上所述,因為如已在第一實施方式中說明的,檢測單元25設(shè)置在通過切割支撐齒23a而獲得的空間中,因此能夠抑制可用行程的減少。第二實施方式支撐齒的切割以及檢測單元的布置不限于第一實施方式的實施例。因此,下文將說明支撐齒的切割以及檢測單元的布置的另一實施例。圖4和圖5是示出了支撐齒和檢測單元的布置關(guān)系的另一實施例的示意性立體圖。在以下的描述中,與那些已經(jīng)說明過的部件相同的部件將使用相同的附圖標(biāo)記,并且將省略重復(fù)的說明。如圖4所示,電樞20a包括取代根據(jù)第一實施方式的支撐齒23a的支撐齒23a_l。支撐齒23a_l具有切除部分100b。與根據(jù)第一實施方式的切除部分IOOa類似,切除部分IOOb通過沿行程方向從支撐齒23a_l的一個端面至另一個端面(即,從X軸的負(fù)向的一個端面至X軸的正向的另一個端面)切割支撐齒23a_l而形成。切除部分IOOb打開了面對磁場單元10的那一側(cè)(Z軸的負(fù)向)以及面對磁場單元10的那一側(cè)的相對側(cè)(Z軸的正向)。以這種方式,支撐齒23a_l可具有這樣的形狀,gp,當(dāng)從X軸的正向觀察時,該支撐齒23a_l的中間部分被縱向切除。在這種情況下,支撐齒23a_l和軛21a由成型樹脂(未示出)模制而成,使得支撐齒23a_l的面對切除部分IOOb的那些端面和軛21a的沿行程方向的那個端面露出。類似于第一實施方式,檢測單元25以可移除的方式安裝在支撐齒23a_l或軛21a的由成型樹脂(未示出)露出的那個端面上。盡管沒有示出,但電樞20a包括形狀與支撐齒23a_l的形狀相同的支撐齒,以代替根據(jù)第一實施方式的支撐齒23b。類似于第一實施方式,當(dāng)從Z軸方向觀察時,這些支撐齒相對于電樞芯21的中心以點對稱的方式布置。結(jié)果,能夠以平衡的方式降低齒槽效應(yīng)。如圖5所示,當(dāng)沿行程方向設(shè)置在電樞芯21的兩個端部上的支撐齒的其中之一全被切除之后,電樞20b可包括設(shè)置在切除空間中的檢測單元25。盡管沒有示出,但設(shè)置在X軸的正向側(cè)的支撐齒具有未被切除的形狀。具體地,設(shè)置在X軸的負(fù)向側(cè)的支撐齒具有大致矩形的實心形狀,其在Y軸方向的寬度與主齒2Ib的覽度相問。
在圖4和圖5中,檢測單元25可被設(shè)置成在成型樹脂24中浮動的狀態(tài)。將參照圖6A至圖6C進一步說明支撐齒和檢測單元的布置關(guān)系的另一實施例。圖6A至圖6C是示出了支撐齒和檢測單元的布置關(guān)系的另一實施例的示意性前視圖。如圖6A所示,包括在電樞20c中的支撐齒23a_2包括切除部分100c,該切除部分是沿行程方向從一個端面貫穿至另一端面的通孔。以這種方式,切除部分IOOc可以是Z軸方向側(cè)和Y軸方向側(cè)均沒有打開的通孔。檢測單元25設(shè)置在切除部分IOOc內(nèi)。如圖6B所示,包括在電樞20d中的支撐齒23a_3包括切除部分100d。該切除部分IOOd通過沿行程方向從一個端面至另一個端面切割支撐齒以及通過打開面對磁場單元10的那一側(cè)(Z軸的負(fù)向)而形成。以這種方式,切除部分IOOd可具有僅面對磁場單元10的那一側(cè)被打開的形狀。檢測單元25設(shè)置在切除部分IOOd內(nèi)。如圖6C所示,包括在電樞20e中的支撐齒23a_4包括切除部分IOOe。該切除部分 IOOe通過沿行程方向從一個端面至另一個端面切割支撐齒以及通過打開面對磁場單元10的那一側(cè)(Z軸的負(fù)向)和與面對磁場單元10的那一側(cè)相鄰的那一側(cè)(Y軸的正向)而形成。以這種方式,切除部分IOOe可具有僅面對磁場單元10的那一側(cè)以及與面對磁場單元10的那一側(cè)相鄰的那一側(cè)被打開的形狀。檢測單元25設(shè)置在切除部分IOOe內(nèi)。已在第一實施方式和第二實施方式中說明了電樞采用檢測單元25。然而,代替檢測單元25,電樞可采用作為包括檢測單元25的單元構(gòu)件的磁場檢測單元。第三實施方式接下來,將參照圖7A至圖7C說明根據(jù)第三實施方式的線性電動機的整體構(gòu)造。圖7A至圖7C分別是根據(jù)第三實施方式的線性電動機2的示意性側(cè)視圖、示意性平面圖和示意性剖視圖。圖7B是當(dāng)從Z軸的正向觀察時圖7A所示的線性電動機2的示意性平面圖。圖7C是從圖7A所示的箭頭線B-B’觀察的示意性剖視圖。在下文中,可以使用上下方向、左右方向以及前后方向來說明線性電動機的各部件之間的相對位置關(guān)系。每個方向的基準(zhǔn)均是基于如圖7A所示將線性電動機設(shè)置在水平面上的情況而言的。具體地,如在圖7A中所示,X軸的正向和負(fù)向分別是線性電動機的前面和后面,Y軸的正向和負(fù)向是線性電動機的左面和右面,Z軸的正向和負(fù)向分別是線性電動機的上面和下面。如圖7A至圖7C所示,根據(jù)第三實施方式的線性電動機2包括磁場單元30和電樞40。將在第三實施方式中說明的是,磁場單元30是定子,并且電樞40是動子。此外,磁極的數(shù)量以及槽的數(shù)量不限于圖7A至圖7C中所示的數(shù)量。磁場單元30包括磁場軛31和永磁體32。磁場軛31是沿預(yù)定方向(此處,是X軸方向)延伸的大致矩形的實心形構(gòu)件。磁場軛31通過層壓諸如磁性鋼板的薄板構(gòu)件而形成。然而,磁場軛31可簡單地由非層壓層的板材形成。此外,永磁體32在磁場軛31上并排放置。此處,將要說明的是,磁場單元30包括永磁體32。然而,磁場單元30可包括電磁體而不是永磁體32。電樞40是布置成經(jīng)由一間隙與磁場單元30相對并且沿磁場單元30線性運動的構(gòu)件。電樞40包括電樞芯41、電樞線圈42、支撐齒43a和43b、成型樹脂44以及磁場檢測單元45。在下文中,在某些情況下,電樞40的運動方向,即,X軸的正向和負(fù)向,將被稱為行程方向。
電樞芯41包括形成為大致矩形實心形狀的軛41a以及從該軛41a朝向磁場單元30突出的多個主齒41b。電樞芯41通過層壓諸如磁性鋼板的薄板構(gòu)件而形成。主齒41b之間的空間被稱為槽41c。槽41c的內(nèi)周面涂覆有絕緣材料,并且在槽41c中放置有通過卷繞絕緣涂覆線而形成的電樞線圈42。用于電動機的引線46連接至電樞線圈42(見圖7B)。支撐齒43a和43b是分別沿行程方向設(shè)置在電樞芯41的兩個端部上的構(gòu)件,以便降低齒槽效應(yīng),齒槽效應(yīng)是推力變化的一個因素。具體地,支撐齒43a和43b的端部固定至軛41a,并且支撐齒43a和43b從所述端部朝向磁場單元30突出。此處,如圖7A所示,永磁體32與支撐齒43a和43b之間的間隔大于永磁體32與主齒41b之間的間隔。換言之,支撐齒43a和43b的沿上下方向的長度比主齒41b的沿上下方向的長度短。因此,在支撐齒43a和43b的面對磁場單元30的那些端面(或者,支撐齒43a和43b的下端面)以及主齒41b的面對磁場單元30的那些端面(或者,主齒41b的·下端面)之間,電樞40具有未設(shè)置主齒41b、電樞線圈42和支撐齒43a中的全部的多余空間。成型樹脂44是將樹脂模制為電樞芯41、電樞線圈42以及支撐齒43a和43b的樹脂構(gòu)件。如圖7B和圖7C所示,成型樹脂44覆蓋支撐齒43a而露出支撐齒43a的下端面的至少一部分。磁場檢測單元45安裝在支撐齒43a的由成型樹脂44露出的那個端面。這一點將在下文參照圖9進行描述。磁場檢測單元45是一種包括檢測電樞40相對于磁場單元30的相對位置的檢測單元的單元構(gòu)件。根據(jù)第三實施方式的檢測單元是諸如霍爾傳感器的磁場檢測單元。線性電動機2基于由磁場檢測單元45執(zhí)行的電樞40的相位位置的檢測結(jié)果來控制電流流入電樞線圈42的傳導(dǎo)方向。此外,用于檢測單元的引線47連接至磁場檢測單元45 (見圖7B)。此處,通過將磁場檢測單元45設(shè)置在支撐齒43a的下端面和主齒41b的下端面之間的多余空間中,根據(jù)第三實施方式的線性電動機2能夠抑制電樞40的可用行程的減少。在下文中,將參照圖8和圖9具體說明支撐齒43a和磁場檢測單元45的布置關(guān)系。圖8是示出了支撐齒43a和磁場檢測單元45的布置關(guān)系的示意性側(cè)視圖。圖9是示出了支撐齒43a和磁場檢測單元45的布置關(guān)系的示意性立體圖。如圖8所示,磁場檢測單元45被設(shè)置在由沿行程方向從支撐齒43a的一個端面至另一端面的區(qū)域(al至a2)以及從支撐齒43a的面對磁場單元30的那個表面至主齒41b的面對磁場單元30的那個表面的區(qū)域(bl至b2)圍繞的空間中。此處,常規(guī)的電樞具有以下問題由于將檢測單元設(shè)置在行程方向端上而使可用行程因檢測單元的長度而縮短。具體地,當(dāng)類似于第三實施方式將支撐齒設(shè)置在電樞芯的行程方向端上時,易于出現(xiàn)這種問題。為此,如已在第三實施方式中說明的,磁場檢測單元45設(shè)置在支撐齒43a和43b的下端面以及主齒41b的下端面之間的空間中。結(jié)果,因為能夠抑制由除了電樞芯41以外的其它構(gòu)件沿電樞40的行程方向長度占據(jù)的長度,所以能夠在維持電樞40的推力的同時抑制可用行程的減少。此處,如已經(jīng)說明的,磁場檢測單元45被置于沿行程方向從支撐齒43a的一個端面至另一端面的空間(al至a2)中。然而,磁場檢測單元45可部分地從所述空間的范圍突出。如圖9所示,磁場檢測單元45設(shè)置成使得設(shè)置在其中的該檢測單元在所述空間中位于支撐齒43a的右側(cè)空間50a中,并在所述空間中在支撐齒43a的下側(cè)空間(圖14中的50c)中安裝在支撐齒43a上。此處,將參照圖10和圖11來說明磁場檢測單元45在支撐齒43a上的安裝布置以及磁場檢測單元45的內(nèi)部構(gòu)造。圖10是示出了磁場檢測單元45的安裝布置的實施例的圖。圖11是示出了磁場檢測單元45的內(nèi)部構(gòu)造的圖。例如,如圖10所示,支撐齒43a具有螺紋孔431,該螺紋孔431從由成型樹脂44露出的那個端面沿著Z軸的正向形成。此外,磁場檢測單元45具有螺紋孔451,該螺紋孔形成在對應(yīng)于支撐齒43a的下側(cè)的位置。如圖11所示,磁場檢測單元45通過將螺釘60插入支撐齒43a的螺紋孔431和磁場檢測單元45的螺紋孔451中而被安裝在支撐齒43a上。
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以這種方式,在磁場檢測單元45相對于模制的電樞芯41和支撐齒43a以可移除的方式設(shè)置的情況下,當(dāng)例如磁場檢測單元45退化或受到損壞時,可以容易地更換磁場檢測單元45,并因此能夠提高電樞40的維護性。如圖11所示,包括在磁場檢測單元45中的檢測單元452被設(shè)置成位于支撐齒43a的右側(cè)。具體地,檢測單元452在與行程方向(X軸方向)以及支撐齒43a面對磁場單元30的方向(Z軸方向)的方向垂直的方向(Y軸方向)上設(shè)置在支撐齒43a的外側(cè)。以這種方式,可通過將檢測單元452設(shè)置在支撐齒43a的外側(cè)來適當(dāng)?shù)匾种朴蓹z測單元452執(zhí)行的磁場檢測精度的不穩(wěn)定性。換句話說,當(dāng)檢測單元452部分地位于支撐齒43a下方時,檢測單元452將部分地受到支撐齒43a的影響,并因此由檢測單元452執(zhí)行的磁場檢測精度可能會不穩(wěn)定??紤]到將檢測單元452全部都定位在支撐齒43a的下方。在這種情況下,檢測單元452可能不被置于在某些情況下沿著行程方向從支撐齒43a的一個端面至另一端面的空間(圖8中的al至a2)中。結(jié)果,這導(dǎo)致將檢測單元452部分地定位在支撐齒43a的下方。因此,可通過將檢測單元452設(shè)置在支撐齒43a的外側(cè)來適當(dāng)?shù)匾种朴蓹z測單元452執(zhí)行的磁場檢測精度的不穩(wěn)定性。根據(jù)第三實施方式,在圖7C中描述了永磁體32向上延伸達(dá)至面對檢測單元452的位置。換句話說,因為永磁體32大致被置于支撐齒43a的下方,所以檢測單元452遠(yuǎn)離永磁體32,并且當(dāng)檢測單元452被設(shè)置在支撐齒43a的外側(cè)時,檢測精度可能會降低。因此,通過使永磁體32延伸達(dá)至面對檢測單元452的位置能夠防止檢測精度的下降。然而,永磁體32也可不延伸。根據(jù)第三實施方式的電樞40能夠通過將檢測單元452設(shè)置在支撐齒43a附近來提高由檢測單元452執(zhí)行的磁場檢測精度。這一點將參照圖12A至圖13B來說明。圖12A是示出了由永磁體32形成的磁通的圖。圖13A是示出了由永磁體32和支撐齒43a形成的磁通的圖。圖12B是示出了圖12A所示磁通的檢測結(jié)果的圖。圖13B是示出了圖13A所示磁通的檢測結(jié)果的圖。在圖13B中,圖13A的檢測結(jié)果由實線示出,并且圖12B的檢測結(jié)果由虛線示出。假設(shè)電樞40在實線和虛線的情況中具有相同的運動速度。如圖12A所示,由永磁體32形成的磁通M描繪出從其中一個永磁體32 (北極)至其中另一個永磁體32 (南極)的恒定的拋物線。由檢測單元452檢測的磁通M的檢測結(jié)果如圖12B所示(見圖12B的tl)具有比較平緩的上升邊。另一方面,如圖13A所不,當(dāng)永磁體32附近存在支撐齒43a時,從永磁體32輸出的磁通M由支撐齒43a吸收。為此,與圖12A的磁通密度相比,支撐齒43a附近的磁通密度
變得較高。作為磁場檢測單元的檢測單元452將與磁通密度成比例的輸出電壓作為檢測結(jié)果輸出。因此,如圖13B所示,與圖12B的檢測結(jié)果相比,由檢測單元452執(zhí)行的磁場檢測結(jié)果具有較陡的上升邊。換句話說,如圖13B所示,與永磁體32附近不存在支撐齒43a的情況相比,在永磁體32附近存在支撐齒43a的情況下,檢測單元452的磁極的通過與檢測單元452的檢測結(jié)果的輸出之間的時間差較短(見圖13B中的tl和t2)。因此,通過在支撐齒43a附近設(shè)置磁場檢測單元45的檢測單元452而使時間差變得較短,并因此能夠提高由檢測單元452執(zhí)行的磁場檢測精度。 如上所述,如已在第三實施方式中說明的,檢測單元設(shè)置在沿行程方向從支撐齒的一個端面至另一端面的空間以及從支撐齒的面對磁場單元的表面至主齒的面對磁場單元的表面的空間中。因此,能夠抑制電樞的可用行程的減少。此外,如已在第三實施方式中說明的,檢測單元在與行程方向以及支撐齒面對磁場單元的方向垂直的方向上設(shè)置在支撐齒的外側(cè)。因此,能夠適當(dāng)?shù)匾种朴蓹z測單元執(zhí)行的磁場檢測精度的不穩(wěn)定性。設(shè)置檢測單元的空間不限于第三實施方式中的情形。具體地,設(shè)置檢測單元的一部分或全部的空間是下述這樣的空間就足夠了,這樣的空間為比支撐齒的沿所述行程方向的那些表面中的不面對電樞芯的那個表面更靠近電樞芯側(cè)的空間(即,比圖8所示的al更靠近電樞芯的空間);以及比支撐齒的面對磁場單元的那個表面更靠近磁場單元側(cè)的空間(即,比圖8所示的bl更靠近磁場單元的空間)。因此,當(dāng)從圖8的Y方向觀察時,檢測單元可被設(shè)置在支撐齒和磁場單元之間。此外,如已在第三實施方式中說明的,磁場檢測單元設(shè)置在支撐齒的右側(cè)空間(圖9所示的空間50a)中。然而,磁場檢測單元也可設(shè)置在支撐齒的左側(cè)空間(圖9所示的空間50b)中。第四實施方式支撐齒和磁場檢測單元的布置關(guān)系不限于第三實施方式的情形。因此,將在第四實施方式中說明支撐齒和磁場檢測單元的布置關(guān)系的另一實施例。圖14是示出了支撐齒和磁場檢測單元的布置關(guān)系的另一實施例的示意性立體圖。在以下的描述中,與那些已經(jīng)說明過的部件相同的部件將使用相同的附圖標(biāo)記,并且將省略重復(fù)的說明。如圖14所示,與根據(jù)第三實施方式的磁場檢測單元45類似,根據(jù)第四實施方式的磁場檢測單元45a設(shè)置在支撐齒43a的下端面和主齒43b的下端面之間的多余空間中。具體地,磁場檢測單元45a設(shè)置在由從支撐齒43a的沿行程方向的一個端面至另一端面的區(qū)域(al至a2)以及從支撐齒43a的面對磁場單元30的那個表面至主齒41b的面對磁場單元30的那個表面的區(qū)域(bl至b2)圍繞的空間中。根據(jù)第四實施方式的磁場檢測單元45a設(shè)置在空間50c中,在該空間中,磁場檢測單元位于支撐齒43a的下方。
以這種方式,磁場檢測單元45a可在與行程方向以及支撐齒43a面對磁場單元30的方向垂直的方向上設(shè)置在支撐齒43a的范圍內(nèi)。具體地,當(dāng)磁場檢測單元45a被置于沿行程方向從支撐齒43a的一個端面至另一端面的空間(al至a2)中時,即使其被設(shè)置在空間50c中,由檢測單元452執(zhí)行的磁場檢測精度也能夠是穩(wěn)定的。與根據(jù)第三實施方式的磁場檢測單元45類似,根據(jù)第四實施方式的磁場檢測單元45a相對于模制而成的電樞芯41和支撐齒43a以可移除的方式設(shè)置。如已在實施方式中說明的,磁場檢測單元相對于模制而成的電樞芯和支撐齒以可移除的方式設(shè)置。然而,實施方式并不限于此。換句話說,磁場檢測單元可以和電樞芯以及支撐齒一起模制。在下文中,這一點將參照圖15A和圖15B來進行說明。圖15A和圖15B是示出了支撐齒和磁場檢測單元的布置關(guān)系的另一實施例的示意性剖視圖。
如圖15A和圖15B所示,磁場檢測單元45b或45c可設(shè)置成不與支撐齒43a接觸的狀態(tài),具體地,可設(shè)置成在模制樹脂44中浮動的狀態(tài)。此處,圖15A示出了磁場檢測單元45b被設(shè)置在支撐齒43a右側(cè)的情形。圖15B示出了磁場檢測單元45c被設(shè)置在支撐齒43a下方的情形。如已在實施方式中說明的,檢測單元是磁場檢測單元。檢測單元還可以是除了磁場檢測單元以外的其它檢測單元。例如,檢測單元可以是通過在永磁體的面對電樞的那些表面上實施預(yù)定的標(biāo)記并光學(xué)地檢測這些標(biāo)記來檢測電樞芯的相對位置的紅外傳感器等。如已在實施方式中說明的,支撐齒與電樞芯一體地形成。然而,支撐齒也可與電樞芯分開形成。如已在第三實施方式和第四實施方式中說明的,采用磁場檢測單元。然而,也可以僅采用檢測單元。關(guān)于實施方式描述了以下方面。(I) 一種線性電動機電樞,該線性電動機電樞包括電樞芯,該電樞芯包括主齒;支撐齒,所述支撐齒設(shè)置在所述電樞芯的行程方向端上;以及檢測單元,該檢測單元檢測所述電樞芯的位置。所述檢測單元設(shè)置在通過切割所述支撐齒而獲得的空間中。(2)根據(jù)方面(I)所述的線性電動機電樞,其中,所述支撐齒包括切除部分,該切除部分通過沿所述行程方向從一個端面至另一端面來切割所述支撐齒而獲得。(3)根據(jù)方面(2)所述的線性電動機電樞,其中,所述切除部分打開面對磁場單元的那一側(cè),所述磁場單元包括并排布置的多個磁體。(4)根據(jù)方面(3)所述的線性電動機電樞,其中,所述切除部分還打開與面對磁場單元的那一側(cè)相鄰的其中一側(cè)。(5)根據(jù)方面(3)或(4)所述的線性電動機電樞,其中,所述切除部分還打開面對磁場單元的那一側(cè)的相對側(cè)。(6)根據(jù)方面(I)至(5)中任一方面所述的線性電動機電樞,其中,所述支撐齒具有相同的形狀,并且分別相對于所述電樞芯的中心以點對稱的方式設(shè)置在所述電樞芯的沿所述行程方向的兩個端部上。(7)根據(jù)方面⑴所述的線性電動機電樞,其中,所述支撐齒分別設(shè)置在所述電樞芯的沿所述行程方向的兩個端部上,并且其中一個所述支撐齒被全部切除。
(8)根據(jù)方面(I)至(7)中任一方面所述的線性電動機電樞,其中,所述檢測單元相對于模制而成的所述電樞芯和所述支撐齒以可移除的方式設(shè)置。(9) 一種線性電動機,該線性電動機包括磁場單元,該磁場單元具有并排布置的多個磁體;以及電樞,該電樞布置成與所述磁場單兀相對。所述電樞包括電樞芯,該電樞芯包括主齒;支撐齒,所述支撐齒設(shè)置在所述電樞芯的行程方向端上;以及檢測單元,該檢測單元檢測所述電樞芯的位置。所述檢測單元設(shè)置在通過切割所述支撐齒而獲得的空間中。(10) 一種線性電動機電樞,該線性電動機電樞布置成與具有并排放置的多個磁體的磁場單元相對,并且所述線性電動機電樞包括電樞芯,該電樞芯包括主齒;支撐齒,所述支撐齒設(shè)置在所述電樞芯的行程方向端上;以及檢測單元,該檢測單元檢測所述電樞芯的位置。所述檢測單元設(shè)置在這樣的空間中比所述支撐齒的沿所述行程方向的那些表面中的不面對所述電樞芯的那個表面更靠近所述電樞芯的空間;以及比所述支撐齒的面對所述磁場單元的那個表面更靠近所述磁場單元的空間。
(11)根據(jù)方面(10)所述的線性電動機電樞,其中,所述檢測單元在與所述行程方向以及所述支撐齒面對所述磁場單元的方向垂直的方向上設(shè)置在所述支撐齒的外側(cè)。(12)根據(jù)方面(10)所述的線性電動機電樞,其中,所述檢測單元在與所述行程方向以及所述支撐齒面對所述磁場單元的方向垂直的方向上設(shè)置在所述支撐齒的范圍內(nèi)。(13)根據(jù)方面(I)、(2)或(3)所述的線性電動機電樞,其中,所述檢測單元相對于模制而成的所述電樞芯和所述支撐齒以可移除的方式設(shè)置。(14) 一種線性電動機,該線性電動機包括磁場單元,該磁場單元具有并排布置的多個磁體;以及電樞,該電樞布置成與所述磁場單兀相對。所述電樞包括電樞芯,該電樞芯包括主齒;支撐齒,所述支撐齒設(shè)置在所述電樞芯的行程方向端上;以及檢測單元,該檢測單元檢測所述電樞芯的位置。所述檢測單元設(shè)置在這樣的空間中比所述支撐齒的沿所述行程方向的那些表面中的不面對所述電樞芯的那個表面更靠近所述電樞芯的空間;以及比所述支撐齒的面對所述磁場單元的那個表面更靠近所述磁場單元的空間。(15)根據(jù)方面(14)所述的線性電動機,其中,所述檢測單元在與所述行程方向以及所述支撐齒面對所述磁場單元的方向垂直的方向上設(shè)置在所述支撐齒的外側(cè),并且所述磁場單元的磁體延伸達(dá)至面對所述檢測單元的位置。
權(quán)利要求
1.一種線性電動機電樞,該線性電動機電樞包括 電樞芯,該電樞芯包括主齒; 支撐齒,所述支撐齒設(shè)置在所述電樞芯的行程方向端上;以及 檢測單元,該檢測單元檢測所述電樞芯的位置,并且設(shè)置在沿行程方向與所述支撐齒重疊的位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的線性電動機電樞,其中,所述檢測單元設(shè)置在通過切割所述支撐齒而獲得的空間中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的線性電動機電樞,其中,所述支撐齒包括切除部分,該切除部分通過沿所述行程方向從一個端面至另一端面來切割所述支撐齒而獲得。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的線性電動機電樞,其中,所述切除部分打開面對磁場單元的那一側(cè),所述磁場單元包括并排布置的多個磁體。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的線性電動機電樞,其中, 所述電樞芯和所述支撐齒布置成與磁場單元相對,所述磁場單元包括并排布置的多個磁體;并且 所述檢測單元設(shè)置在由以下這些區(qū)域圍繞的空間中,所述區(qū)域是比所述支撐齒的沿所述行程方向的那些表面中的不面對所述電樞芯的那個表面更靠近所述電樞芯的區(qū)域;以及比所述支撐齒的面對所述磁場單元的那個表面更靠近所述磁場單元的區(qū)域。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的線性電動機電樞,其中,所述檢測單元在與所述行程方向以及所述支撐齒面對所述磁場單元的方向垂直的方向上設(shè)置在所述支撐齒的外側(cè)。
7.—種線性電動機,該線性電動機包括 磁場單元,該磁場單元包括并排布置的多個磁體;以及 電樞,該電樞布置成與所述磁場單兀相對, 所述電樞包括 電樞芯,該電樞芯包括主齒; 支撐齒,所述支撐齒設(shè)置在所述電樞芯的行程方向端上;以及 檢測單元,該檢測單元檢測所述電樞芯的位置,并且設(shè)置在沿行程方向與所述支撐齒重疊的位置。
8.如權(quán)利要求7所述的線性電動機,其中,所述檢測單元設(shè)置在通過切割所述支撐齒而獲得的空間中。
9.如權(quán)利要求7所述的線性電動機,其中, 所述電樞芯和所述支撐齒布置成與包括并排布置的所述多個磁體的所述磁場單元相對;并且 所述檢測單元設(shè)置在這樣的空間中比所述支撐齒的沿所述行程方向的那些表面中的不面對所述電樞芯的那個表面更靠近所述電樞芯的空間;以及比所述支撐齒的面對所述磁場單元的表面更靠近所述磁場單元的空間。
10.如權(quán)利要求9所述的線性電動機,其中, 所述檢測單元在與所述行程方向的方向以及所述支撐齒面對所述磁場單元的方向垂直的方向上設(shè)置在所述支撐齒的外側(cè),并且 所述磁場單元的所述磁體延伸達(dá)至面對所述檢測單元的位置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種線性電動機電樞及線性電動機。根據(jù)實施方式的線性電動機電樞包括電樞芯、支撐齒和檢測單元。所述電樞芯包括主齒。所述支撐齒設(shè)置在所述電樞芯的行程方向端上。所述檢測單元檢測所述電樞芯的位置。此外,所述檢測單元設(shè)置在沿行程方向與所述支撐齒重疊的位置。
文檔編號H02K11/00GK102916557SQ201210001180
公開日2013年2月6日 申請日期2012年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月3日
發(fā)明者永松清剛, 神木泰明, 川原敦志, 湯川和哉, 柳啟二 申請人:株式會社安川電機