TWI649942B - Linear motor - Google Patents

Abstract

本發明係實現一種能使引線或接地線的配線作業效率化以及使電樞小型化的線性馬達。該線性馬達(100)係包含：在軸體(10)內具有複數個永久磁鐵(12)的激磁部(1)，以及具有環繞激磁部(1)的複數個線圈(20)與覆蓋線圈(20)的磁性套(40)的電樞(2)。同一相群的複數個線圈(20)係連續捲繞在複數個絕緣性繞線管(30)。已連續捲繞之不同相群的分接導線、線圈(20、20)彼此之間的跨接線、以及末端線係分開配置在磁性套(40)內不同的角部，且各相的末端線係與配線基板(4)連接。

Description

線性馬達

本發明係關於一種經由電磁感應而對驅動對象施予直線推力的線性馬達。

桿式線性馬達係包含具有永久磁鐵的桿體以及包圍該桿體的線圈，並經由永久磁鐵的磁場與流過線圈的電流的電磁感應作用，進而給予桿體往軸向的推力以進行直線運動。

由於桿式線性馬達具有構造簡單且磁通量變化產生的頓轉力較小的特徵，因此能容易地實現小型、高性能化。例如，在半導體製造裝置的貼片機(電子元件安裝裝置)中使用桿式線性馬達。

就桿式線性馬達的電樞的相關技術而言，已有揭露將空芯線圈與接線板連接，並以樹脂成型的線性馬達(例如，參考專利文獻1)。

此外，已有揭露將各空芯線圈配線在印刷配線板，以形成電樞的線性馬達(例如，參考專利文獻2)。

另外，已有揭露在分成兩個的半圓磁軛的單側上設置彎曲的部分，並在該部分將各線圈連接的印刷配線基板固定的軸形線性馬達(例如，參考專利文獻3)。

〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕

〔專利文獻1〕特開2007-97295號

〔專利文獻2〕特開2007-6637號公報

〔專利文獻3〕特開2009-100617號公報

然而，專利文獻1至專利文獻3的線性馬達係將電樞的線圈的引線與配線基板連接。此配線基板均為沿著桿體(軸體)的軸向進行配置。因此，增加了電樞的寬度而不利於電樞的小型化。

此外，在各相的線圈不是連續捲繞的情況下，係透過配線基板使各相形成。由於與配線基板的連接位置較多，使各相的引線或接地線的配線作業效率較差。

本發明係有鑑於上述情事而創作者，其目的在於提供一種能使各相的引線或接地線的配線作業達到效率化以及使電樞小型化的線性馬達。

為了達到上述目的的本發明之線性馬達係包含：在軸體內具有複數個永久磁鐵的激磁部，以及具有環繞上述激磁部的複數個線圈與覆蓋該線圈的磁性套的電樞。

同一相群的複數個線圈係連續捲繞在複數個絕緣性繞線管。其特徵為已連續捲繞之不同相群的線圈的分接導線、線圈彼此之間的 跨接線、以及末端線係分開配置在磁性套內不同的角部，且各相的末端線係連接於配線基板。

根據本發明之線性馬達，由於同一相群的複數個線圈係橫跨複數個電絕緣性繞線管連續捲繞，因此線圈彼此之間的跨接線的處理能抑制到最低限度。

由於已連續捲繞之不同相群的線圈的分接導線、線圈彼此之間的跨接線、以及末端線係分開配置在磁性套內不同的角部，因此能有效的利用作為磁性套內的死角(dead space)的角部，而能使電樞小型化。

並且，僅將各相的絕緣導線的末端與配線基板連接，因此配線基板的連接位置減少，而能使各相的引線或接地線的配線作業達到效率化。

1‧‧‧激磁部

10‧‧‧軸體

100、500‧‧‧線性馬達

11‧‧‧中空部

12‧‧‧永久磁鐵

13‧‧‧軟磁性體

2‧‧‧電樞

20‧‧‧線圈

21‧‧‧絕緣遮蔽線

22‧‧‧跨接線

23‧‧‧襯套支持部

24‧‧‧導引襯套

30、230、330、430‧‧‧繞線管

31、231、331、431‧‧‧筒體部

32、232、332、432‧‧‧法蘭部

32a、232a、332a、432a‧‧‧前端側法蘭部

32b、232b、332b、432b‧‧‧基端側法蘭部

33、233、333、433、42、542‧‧‧圓形孔洞

334‧‧‧接合孔

336‧‧‧接合突起

34‧‧‧圓弧邊加工部

35、235、335、435‧‧‧導入溝部

36、38、238、338、438‧‧‧截角部

37‧‧‧支持溝部

39、239、339、439‧‧‧導出溝部

4‧‧‧配線基板

40、540‧‧‧磁性套

41‧‧‧套件

437、54‧‧‧凹部

43、44、544‧‧‧保持溝部

45、46、47、545‧‧‧焊盤

48‧‧‧通孔

49、549‧‧‧缺口部

5‧‧‧框架

504‧‧‧中性點配線基板

51、62‧‧‧螺栓

52‧‧‧貫穿孔

53‧‧‧空隙部

55‧‧‧透氣孔

60‧‧‧線性感測器

61‧‧‧塊狀構件

63‧‧‧移動子

64‧‧‧量規

65‧‧‧懸掛構件

66‧‧‧導軌

67‧‧‧支持構件

70‧‧‧輸出線

第1圖係為第一實施例之線性馬達的立體圖。

第2A圖係為第一實施例之線性馬達的縱向截面圖。

第2B圖係為第一實施例之線性馬達的俯視圖。

第2C圖係為第一實施例之線性馬達的仰視圖。

第2D圖係為第一實施例之線性馬達的前端側的側視圖。

第2E圖係為第一實施例之線性馬達的基端側的側視圖。

第3A圖係為第一實施例之繞線管的立體圖。

第3B圖係為第一實施例之繞線管的前端側視圖。

第3C圖係為第一實施例之繞線管的基端側視圖。

第4圖係為第一實施例之繞線管的線圈纏繞狀態的部分立體圖。

第5圖係為在第一實施例之繞線管上連續捲繞一相的線圈的狀態的部分立體圖。

第6A圖係為第一實施例之印刷配線基板的正面圖。

第6B圖係為第一實施例之印刷配線基板的背面圖。

第7圖係為第一實施例之磁性套的立體圖。

第8圖係為第一實施例之框架的立體圖。

第9圖係為在第一實施例之框架上固定磁性套的狀態的立體圖。

第10A圖係為第二實施例之繞線管的立體圖。

第10B圖係為第二實施例之繞線管的前端側視圖。

第10C圖係為第二實施例之繞線管的基端側視圖。

第11A圖係為第三實施例之繞線管的立體圖。

第11B圖係為第三實施例之繞線管的前端側視圖。

第11C圖係為第三實施例之繞線管的側視圖。

第11D圖係為第三實施例之繞線管的基端側視圖。

第12A圖係為第四實施例之繞線管的立體圖。

第12B圖係為第四實施例之繞線管的前端側視圖。

第12C圖係為第四實施例之繞線管的側視圖。

第12D圖係為第四實施例之繞線管的基端側視圖。

第13圖係為第五實施例之線性馬達的立體圖。

第14A圖係為第五實施例之線性馬達的縱向截面圖。

第14B圖係為第五實施例之線性馬達的俯視圖。

第15A圖係為第五實施例之中性點印刷配線基板的正面圖。

第15B圖係為第五實施例之中性點印刷配線基板的背面圖。

以下茲參閱圖式，對第一至第五實施例之線性馬達進行說明。

第一至第五實施例之線性馬達係將同一相群的複數個線圈連續捲繞在複數個電絕緣性繞線管。將各相群的線圈的分接導線、線圈彼此之間的跨接線、以及末端線分開配置在磁性套內不同的角部，並僅將各相的絕緣導線的末端與配線基板連接。

因此，根據第一至第五實施例，能實現一種使引線或接地線的配線作業效率化以及使電樞小型化的線性馬達。

〔第一實施例〕 〔線性馬達的構成〕

首先參照第1圖至第9圖，對第一實施例之線性馬達的構成進行說明。第1圖係為第一實施例之線性馬達的立體圖。第2A圖係為第一實施例之線性馬達的縱向截面圖。第2B圖係為第一實施例之線性馬達的俯視圖。第2C圖係為第一實施例之線性馬達的仰視圖。第2D圖係為第一實施例之線性馬達的前端側的側視圖。第2E圖係為第一實施例之線性馬達的基端側的側視圖。

如第1圖所示，第一實施例之線性馬達100係包含激磁部1、電樞2、配線板4以及框架5。

激磁部1係如第1圖與第2A圖所示，具有軸體10以及永久磁鐵12。本實施例中，激磁部1係具有作為轉子的功能。此外，以下的說明係將軸體10的前進側稱為前端側，將軸體10的後退側稱為基端側。

軸體10係為具有中空部11的圓筒體狀的金屬構件。就軸體10的構成材料而言，例如可使用沃斯田鐵系的不銹鋼等非磁性體，但是不以此材料為限。

在軸體10的中空部11中，係將圓柱狀的永久磁鐵12沿著該軸體10的軸向(以下簡稱為「軸向」)以複數串聯的方式設置。本實施例的永久磁鐵12係為例如在軸向上以磁極相斥(N-N,S-S)的方式磁化的永久磁鐵。為了便於配置該磁極相斥的永久磁鐵12，因此在永久磁鐵12、12之間設置圓柱狀的軟磁性體13，但是亦可構成為不設置軟磁性體13。

電樞2係具有線圈20、以及用於覆蓋該線圈20周圍的矩形筒體狀的磁性套40。本實施例中，電樞2係具有作為定子(線性導軌)的功能。

具有永久磁鐵12的軸體10(轉子)的周圍係由在軸向上串聯配置的複數個線圈20所覆蓋。各線圈20係在電絕緣性的繞線管30的周圍捲繞成圓筒體狀。

在此參照第3A圖至第3C圖，對第一實施例的繞線管30的具體構成進行說明。第3A圖係為第一實施例之繞線管的立體圖。第3B圖係為第一實施例之繞線管的前端側視圖。第3C圖係為第一實施例之繞線管的基端側視圖。

如第3A圖至第3C圖所示，繞線管30係由筒體部31、以及在該筒體部31的兩端上一體成形的法蘭部32所構成。

筒體部31係作為用於捲繞線圈20的線芯的功能。本實施例的筒體部31係呈圓筒體狀。

法蘭部32係限制線圈20的捲繞寬度，並且具有作為線圈20、20彼此之間的電絕緣性分隔物的功能。本實施例中的法蘭部32係為在中央 部上具有圓形孔洞33且外部形狀係能與後述之磁性套40內接的接近矩形的板狀構件。且前端側法蘭部32a與基端側法蘭部32b的形狀不同。

前端側法蘭部32a係如第3A圖與第3B圖所示，將矩形板狀構件的四角中的一個位置的角部加工成圓弧邊，與其他三個位置的角部相比在圓形孔洞33側的面積縮小。在圓弧邊加工部34上形成了往中心部的導入溝部35，用於將絕緣導線導入至該繞線管30進行捲繞。由於導入溝部35係將起始部分的絕緣導線21導入至該繞線管30(參照第4圖)，因此形成一個靠近筒體部31的外緣表面的深度。

其他三個位置的角部被截角加工而形成截角部36。在各截角部36的附近，自構成角部的一邊以沿著該截角部36的方式朝接近外緣的方向形成支持溝部37。在側視圖中，該支持溝部37係形成為延伸到後述的導出溝部39。

基端側法蘭部32b係如第3A圖及第3C圖所示，將矩形板狀構件的四角截角加工。各截角部38上形成了向中心部的導出溝部39。導出溝部39係將已捲繞在繞線管30的絕緣導線21的末端部分導出，並且具有支持通過繞線管30的跨接線22的功能(參照第4圖)。因此，基端側法蘭部32b的導出溝部39形成為比前端側法蘭部32a的導入溝部35還淺的溝部。

就繞線管30的構成材料而言，可列舉出例如苯酚、尼龍、PBT等合成樹脂，但不以此構成材料為限。

第4圖係為第一實施例之繞線管的線圈纏繞狀態的部分立體圖。第5圖係為在第一實施例之繞線管上連續捲繞一相的線圈的狀態的部分立體圖。

如第2A圖及第4圖所示，將繞線管30的基端側法蘭部32b與下一個繞線管30的前端側法蘭部32a抵接，並使複數個繞線管30在軸向上串聯 配置。複數個線圈20，例如在三相交流電源的情況下，係依照軸向上u相、v相、w相的順序配置。

同一相群的複數個線圈20係為連續捲繞。本實施例的三相交流電源的情況下，各u相群、v相群、w相群的複數個線圈20係橫跨複數個繞線管30連續捲繞。亦即，如第4圖及第5圖所示，各u相群、v相群、w相群的複數個線圈20係連續捲繞在每隔兩個的繞線管30上。此外，繞線管30中的u相、v相、w相的位置係為例示，不以圖示的位置為限。

形成為線圈20的起始部分的絕緣導線21係自前端側法蘭部32a的導入溝部35導入至繞線管30的筒體部31的外緣表面。將絕緣導線21捲繞在繞線管30的筒體部31上以形成線圈20。線圈20的末端部分係自基端側法蘭部32b的導出溝部39導出。絕緣導線21係作為跨接線22保持在該導出溝部39與前端側法蘭部32a的支持溝部37的位置，直到到達用於捲繞下一個同一相的線圈20的繞線管30。

參照第2A圖，在複數個線圈20群的兩端上，設置圓筒體狀的襯套支持部23。襯套支持部23係具有內建的軸體10的導引襯套24。此外，導引襯套24亦可直接內建在後述之磁性套40。

第6A圖係為第一實施例之印刷配線基板的正面圖。第6B圖係為第一實施例之印刷配線基板的背面圖。

如第6A圖及第6B圖所示，印刷配線基板4係為接近縱長凸形的板狀構件，且設有印刷配線。印刷配線基板4的下半部分具有與繞線管30的基端側法蘭部32的形狀近似的形狀。在印刷配線基板4的下半部分的中央部上形成圓形 孔洞42。在印刷配線基板4的背面側上，圓形孔洞42的周圍形成接地線用的焊盤(land)43。

印刷配線基板4的下半部分的四個角的任意三個位置上，形成沿著縱向的保持溝部44。在印刷配線基板4的背面側上，保持溝部44的周圍形成焊盤45。將各u相、v相、w相的絕緣導線21保持在保持溝部44，並在背面側焊接在焊盤45上。

印刷配線基板4的上半部分的正面側上，形成各u相、v相、w相的引線用焊盤46以及接地線用的焊盤47。各焊盤46、47的端部上形成通孔48。將引線以及接地線自背面側穿過通孔48，並在正面側焊接在焊盤46、47上。

印刷配線基板4中，背面側的焊盤45與正面側引線用的焊盤46係對應各u相、v相、w相進行配線連接。並且，背面側的接地線用的焊盤43係與正面側的接地線用的焊盤47進行配線連接。此外，印刷配線基板4中的u相、v相、w相的位置係為例示，不以圖示的位置為限。

印刷配線基板4係如第2A圖所示，在與軸向垂直的方向以站立狀態設置在最基端側的線圈20的繞線管與襯套支持部23之間。

第7圖係為第一實施例之磁性套的立體圖。

如第1圖、第2B圖及第7圖所示，磁性套40係為矩形筒體狀的磁性金屬構件。磁性套40係由一對ㄇ字型的套件41、41組合成矩形筒體狀而形成。磁性套40係覆蓋在複數個線圈20群的周圍。

磁性套40的長度係設定為比配置在線圈20內的軸體10的永久磁鐵12群的全長更長。各套件41、41的基端側中間部上形成用於使印刷配線基板4以站立狀態插入的缺口部49。

磁性套40係將軸體10的永久磁鐵12大部分的磁通量密閉，因而具有抑制磁通量漏出的功能。由於磁性套40的軸向兩端部係為敞開的狀態，因此透氣性佳，能抑制線圈20的發熱。

就磁性套40的構成材料而言，例如可使用SC材料等鐵類的磁性體。為了兼顧性能以及成本，磁性套40較佳為板金或沖壓成型的矽鋼板，但不以此材料為限。

第8圖係為第一實施例之框架的立體圖。第9圖係為在第一實施例之框架上固定磁性套的狀態的立體圖。

如第1圖、第2A圖、第2C圖及第8圖所示，框架5係為安裝激磁部1以及電樞2的矩形板狀構件。框架5上形成用於讓螺栓51插入的貫穿孔52。如第1圖及第9圖所示，磁性套40係經由將螺栓51插入貫穿孔52，並拴入線性襯套支持部24的母螺紋而固定。亦即，在框架5上設置電樞2，且在該電樞2內容納激磁部1。

在框架5的表面上，與磁性套40之間形成空隙部53，並且為了形成T字形狀的冷卻通路而形成了凹部54。在該凹部54的中央部上形成透氣孔55。該透氣孔55設為母螺紋，且能與未圖示的冷卻管連接。冷卻空氣係透過透氣孔55流入至形成冷卻通路的凹部54內，並從空隙部53流出。由於在框架5與磁性套40之間形成冷卻通路，因此促進線圈20的散熱。

就框架5的構成材料而言，例如可使用容易加工的鋁或鋁合金，但並不以此材料為限。框架5的成型，例如可經由沖壓加工等塑性加工或切削加工，而能容易地形成。

如第1圖、第2A圖、第2C圖、第2D圖及第2E圖所示，軸體10的基端部係以螺栓62固定於沿著垂直方向配置的四角柱狀的塊狀構件61。在該塊狀構件61的下部的框架5側上，固定了隨著該塊狀構件61一同沿著後述的導軌66移動的移動子63。

在塊狀構件61的下部的一側部與移動子63的前端部之間，以螺栓62固定了用於後述的線性感測器60進行測量的量規(gauge)64。

另一方面，在框架5的基端側下部，將板狀的懸掛構件65偏向另外一側部進行固定。ㄇ字狀的導軌66係固定在該懸掛構件65的內側。移動子63係沿著該導軌66滑動。

此外，截面為倒L字狀的支持構件67係以螺栓62固定在懸掛構件65的下部。在該支持構件67上設置了用於檢測量規64的位置並輸出位置信息的線性感測器60。如第2A圖所示，線性感測器60與用於輸出檢測數據的輸出線70連接。

由於考慮磁力以及熱的影響，線性感測器60係配置在與包含線圈20的電樞2分開的位置。線性感測器60可為磁力式、光學式等任一形式均可使用。

〔線性馬達單元的動作〕

接著，參照第1圖、第2A圖、第3A圖至第6B圖，對第一實施例之線性馬達100的動作進行說明。

如第1圖及第2A圖所示，第一實施例之線性馬達100的激磁部1係將複數個永久磁鐵12配置在軸體10的中空部11，並在軸向上以磁極相斥(N-N,S-S)的方式磁化。電樞2係設置成包圍具有永久磁鐵12的軸體10，且具有沿著軸向排列的複數個線圈20。線圈20係例如對應三相電源的u相、v相、w相而配置，且移相至u相、v相、w相的線圈20而使電流通過。

第一實施例中，激磁部1係作為轉子，而電樞2係作為定子運作。亦即，本實施例之線性馬達100係使電流通過電樞2的線圈20，以使其與激磁部1的永久磁鐵12產生的磁通量交叉。當永久磁鐵12的磁通量與電樞2的線圈20中流動的電流交叉時，本實施例之線性馬達100經由電磁感應的作用，使具有永久磁鐵12的軸體10產生往軸向的推力，並使軸體10直線運動。

第一實施例之線性馬達100中，係將線圈20捲繞在特殊形狀的繞線管30上。繞線管30係由筒體部31、以及在該筒體部31的兩端上一體成形的法蘭部32所構成，以該法蘭部的形狀為特徵。

亦即，如第3A圖、第3B圖及第4圖所示，在前端側法蘭部32a的圓弧邊加工部34上具有用於將絕緣導線導入至該繞線管30進行捲繞的導入溝部35。導入溝部35係形成為靠近筒體部31的外緣表面的深度，並將起始部分的絕緣導線21導入至該繞線管30。且在前端側法蘭部32a的各截角部36的附近上具有支持溝部37。

如第3A圖及第3C圖所示，基端側法蘭部32b的各截角部38上具有導出溝部39。導出溝部39係將已捲繞在繞線管30的末端部分的絕緣導線21導出，並且支持跨過繞線管30的跨接線22。

亦即，線圈20的起始部分的絕緣導線21係自前端側法蘭部32a的導入溝部導入至繞線管30的筒體部31的外緣表面，並捲繞在該筒體部31以形成線圈20。線圈20的末端部分係自基端側法蘭部32b的導出溝部39導出。

在三相交流電源的情況下，各u相群、v相群、w相群的複數個線圈20係橫跨複數個繞線管30連續捲繞。如第4圖及第5圖所示，各u相群、v相群、w相群的複數個線圈20係連續捲繞在每隔兩個的繞線管30上。

因此，自基端側法蘭部32b的導出溝部39導出的絕緣導線21係作為跨接線22保持在該導出溝部39與前端側法蘭部32a的支持溝部37的位置，直到到達用於捲繞下一個同一相的線圈20的繞線管30。

此外，將各u相、v相、w相的絕緣導線21的末端保持在印刷配線基板4的保持溝部44，並在背面側焊接在焊盤45上。

如第6A圖及第6B圖所示，印刷配線基板4中，背面側的焊盤45與正面側引線用的焊盤46係對應各u相、v相、w相進行配線連接。並且，背面側的接地線用的焊盤43係與正面側的接地線用的焊盤47進行配線連接。

該印刷配線基板4連係如第2A圖所示，在與軸向垂直的方向以站立狀態設置在最基端側的線圈20與襯套支持部23之間。

根據第一實施例之線性馬達100，各u相群、v相群、w相群的複數個線圈20係橫跨複數個繞線管30連續捲繞，因此線圈20、20彼此之間的跨接線22的處理能抑制到最低限度(本實施例為3條)。並且僅將各u相、v相、w相的絕緣導線的末端與印刷配線基板4連接。因此，印刷配線基板4的連接位置減少，而能使各相的引線或接地線的配線作業達到效率化。

各u相、v相、w相的絕緣導線21的末端係焊接在印刷配線基板4。印刷配線基板4係在與軸向垂直的方向上，站立配置在最基端側的線圈20與襯套支持部23之間。印刷配線基板4係插入至磁性套40的缺口部49，且自該磁性套40突出。進一步而言，經由印刷配線基板4的配線圖樣的設計，使各相的引線以及接地線簡單且牢固的連接。

由於印刷配線基板4係以站立狀態配置在與軸向相對的方向上，因此不會增加電樞2的寬度。雖然矩形筒體狀的磁性套40的內部四個角通常會成為死角，但是由於將各u相、v相、w相的跨接線22與接地線等配線在該內部四個角上，因此能夠有效的利用電樞2的死角，達到電樞2的小型化。

可對繞線管30的法蘭部32的形狀進行設計而實現線圈20的連續捲繞，並確實的固定與保護各線圈20的跨接線22。

因此，第一實施例之線性馬達100能使各相的引線或接地線的配線作業達到效率化以及使電樞小型化。

此外，電樞2係將由具有永久磁鐵12的軸體10所形成激磁部1包圍。電樞2係在磁性套40內收納複數個線圈20群。

由於磁性套40係為由磁性材料所形成的矩形筒體，例如將矽鋼板經由板金或沖壓加工而能簡單的形成。此外，框架5能例如經由沖壓加工等而簡單的形成。因此，本實施例之線性馬達100能兼具低成本化以及高性能化。

此外，由於磁性套40係將永久磁鐵12大部分的磁通量密閉而抑制磁通量漏出，因此不需要磁力遮蔽板，能對應小型、節省空間性以及輕量化。

並且，具有永久磁鐵12的軸體10係藉由環狀的線圈20群所包圍。該線圈20群係收納在磁性套40內。因此，第一實施例的線性馬達100的磁性套40能將永久磁鐵12大部分的磁通量密閉而抑制磁通量漏出。

此外，框架5的上面具有凹部54，且在磁性套40與框架5之間形成空隙部53，作為冷卻通路的功能。在框架5的凹部54形成透氣孔55。因此，由於使冷卻空氣自透氣孔55流入至自空隙部53形成的冷卻通路，能將包含線圈20的電樞2冷卻。因此，本實施例之線性馬達100具有優異的放熱性。

此外，由於本實施例的線性馬達100係個別具備線性感測器60，因此亦能作為單軸的致動器使用。此外，若將複數個本實施例之線性馬達100組合，就能構成多軸的致動器。

因此，由於能簡單地作為單軸或多軸的致動器使用，因此能確保貼片機的頭部構造的靈活性。

〔第二實施例〕

接著，參照第10A圖至第10C圖，以對第二實施例之線性馬達進行說明。第10A圖係為第二實施例之繞線管的立體圖。第10B圖係為第二實施例之繞線管的前端側視圖。第10C圖係為第二實施例之繞線管的基端側視圖。

如第10A圖至第10C圖所示，第二實施例之線性馬達除了用於捲繞線圈的繞線管230的構造不同之外，與第一實施例之構成相同。

亦即，第二實施例之線性馬達的繞線管230的法蘭部232的形狀與第一實施例不同。前端側法蘭部232a係與基端側法蘭部232b的形狀不同。

前端側法蘭部232a係如第10A圖及第10B圖所示，為環狀的板狀構件，且在中央部具有圓形孔洞233。前端側法蘭部232a中，在相當於磁性套的內部四角中的一個的位置上，形成了往中心部的導入溝部235，用於將絕緣導線導入至繞線管230進行捲繞。導入溝部235係將起始部分的絕緣導線導入至該繞線管230，因此形成靠近筒體部231的外緣表面的深度。

基端側法蘭部232b係如第10A圖及第10C圖所示，在環狀板狀構件的輪廓的一部分上形成突出部238，且在中央部具有圓形孔洞233。突出部238形成為能內設在磁性套內部四個角的形狀。在突出部238上形成了往中心部的導出溝部239。導出溝部239係將已捲繞在繞線管230的絕緣導線的末端部分導出。因此，基端側法蘭部232b的導出溝部239係形成為比前端側法蘭部232a的導入溝部235還淺的溝部。

第二實施例的繞線管230係對應各u相群、v相群、w相群而變更磁性套內部四個角的位置。亦即，第二實施例之繞線管230係根據各u相群、v相群、w相群而旋轉配置導入溝部235以及導出溝部239。

將繞線管230的基端側法蘭部232b與下一個繞線管230的前端側法蘭部232a抵接，並使複數個繞線管230在軸向上串聯配置。複數個線圈，例如在三相交流電源的情況下，係在軸向上依照u相、v相、w相的順序配置。

同一相群的複數個線圈係為連續捲繞。本實施例的三相交流電源的情況下，各u相群、v相群、w相群的複數個線圈係橫跨複數個繞線管 230連續捲繞。亦即，各u相群、v相群、w相群的線圈係連續捲繞在每隔兩個的繞線管230上。

絕緣導線往繞線管230的起始部分係自前端側法蘭部232a的導入溝部235導入至繞線管230的筒體部231的外緣表面。且捲繞在該筒體部231上以形成線圈。線圈的末端部分係自基端側法蘭部232b的導出溝部239導出。絕緣導線係作為跨接線通過磁性套內的角部，直到到達用於捲繞下一個同一相的線圈的繞線管230。

第二實施例之線性馬達基本上能發揮與第一實施例同樣的作用及效果。特別是第二實施例之線性馬達，其前端側法蘭部232s係為環狀的板狀構件，且在相當於磁性套的內部四角中的一個的位置上具有導入溝部235。基端側法蘭部232b係在環狀的板狀構件的一部分上形成突出部238，且突出部238具有導出溝部239。因此，第二實施例之線性馬達能使用極為簡單構造的繞線管230，發揮有效利用磁性套的內部四個角的死角空間的特有效果。

〔第三實施例〕

接著，參照第11A圖至第11D圖，以對第三實施例之線性馬達進行說明。第11A圖係為第三實施例之繞線管的立體圖。第11B圖係為第三實施例之繞線管的前端側視圖。第11C圖係為第三實施例之繞線管的側視圖。第11D圖係為第三實施例之繞線管的基端側視圖。

如第11A圖至第11D圖所示，第三實施例之線性馬達的繞線管330係為第二實施例之繞線管的構造的變化例。除了該繞線管330的構造不同之外，與第一實施例之構成相同。

亦即，第三實施例之線性馬達，其繞線管330的法蘭部332的構造與第二實施例不同。且前端側法蘭部332a與基端側法蘭部332b的輪廓形狀形成為接近相同的形狀。

前端側法蘭部332a係如第11A圖及第11B圖所示，在環狀板狀構件的輪廓的一部分上形成突出部338，且在中央部具有圓形孔洞333。突出部338形成為能內設在磁性套內部四個角的形狀。在突出部338上形成了往中心部的導入溝部335。導入溝部335係將起始部分的絕緣導線導入至該繞線管330，因此形成靠近筒體部331的外緣表面的深度。

基端側法蘭部332b係如第11A圖及第11D圖所示，在環狀板狀構件的輪廓的一部分上形成突出部338，且在中央部具有圓形孔洞333。突出部338形成為能內設在磁性套內部四個角的形狀。在突出部338上形成了往中心部的導出溝部339。導出溝部339係將已捲繞在該繞線管330的絕緣導線的末端部分導出。因此，基端側法蘭部332b的導出溝部339係形成為比前端側法蘭部332a的導入溝部335還淺的溝部。

法蘭部332係具有繞線管330的接合手段。亦即，如第11A至第11C圖所示，在前端側法蘭部332a的前端側面上形成複數個接合孔334。本實施例的接合孔334係由貫穿孔所形成，但亦可為凹部。

此外，本實施例的接合孔334係將圓形孔洞均等地形成在圓周方向的四個位置上。由於此為考慮到將繞線管330以每90度偏轉的方式旋轉配置，只要能以每90度偏轉的方式旋轉配置在預定位置時，孔洞形狀以及個數不受限制。

另一方面，如第11A圖、第11C圖及第11D圖所示，在基端側法蘭部332b的基端側面上形成能夠插入至接合孔334內的複數個接合突起336。本實施例的接合突起336係與接合孔334契合，且以圓形均等地形成在圓周方向的四個位置上。

第三實施例的繞線管330係對應各u相群、v相群、w相群而變更磁性套內部四個角的位置。亦即，第三實施例之繞線管330係根據各u相群、v相群、w相群而旋轉配置導入溝部335以及導出溝部339。

將繞線管330的基端側法蘭部332b與下一個繞線管330的前端側法蘭部332a抵接，並使複數個繞線管330在軸向上串聯配置。此時，將基端側法蘭部332b的接合突起336接合至前端側法蘭部332a的接合孔334。複數個線圈，例如在三相交流電源的情況下，係在軸向上依照u相、v相、w相的順序配置。

同一相群的複數個線圈係為連續捲繞。本實施例的三相交流電源的情況下，各u相群、v相群、w相群的複數個線圈係橫跨複數個繞線管330連續捲繞。亦即，各u相群、v相群、w相群的線圈係連續捲繞在每隔兩個的繞線管330上。

絕緣導線往繞線管330的起始部分係自前端側法蘭部332a的導入溝部335導入至繞線管330的筒體部331的外緣表面，且捲繞在該筒體部331上以形成線圈。線圈的末端部分係自基端側法蘭部332b的導出溝部339導出。絕緣導線係作為跨接線通過磁性套內的角部，直到到達用於捲繞下一個同一相的線圈的繞線管330。

第三實施例之線性馬達基本上能發揮與第二實施例同樣的作用及效果。特別是第三實施例之線性馬達係在將繞線管330串聯配置時，將基端側法蘭部332b的接合突起336接合至前端側法蘭部332a的接合孔334。因此，第三實施例之線性馬達能簡單且確實的將繞線管330定位或連結，能實現線圈高品質化的特有效果。

〔第四實施例〕

接著，參照第12A圖至第12D圖，以對第四實施例之線性馬達進行說明。第12A圖係為第四實施例之繞線管的立體圖。第12B圖係為第四實施例之繞線管的前端側視圖。第12C圖係為第四實施例之繞線管的側視圖。第12D圖係為第四實施例之繞線管的基端側視圖。

如第12A圖至第12D圖所示，第四實施例之線性馬達的繞線管430係為第二實施例以及第三實施例之繞線管的構造的變化例，除了該繞線管430的構造不同之外，與第一實施例之構成相同。

亦即，第四實施例之線性馬達，其繞線管430的法蘭部432的形狀與第二實施例以及第三實施例不同。且前端側法蘭部432a與基端側法蘭部432b的輪廓形狀形成為接近相同的形狀。

前端側法蘭部432a係如第12A圖及第12B圖所示，在環狀板狀構件的輪廓的一部分上形成突出部438，且在中央部具有圓形孔洞433。突出部438形成為能內設在磁性套內部四個角的形狀。在突出部438上形成了往中心部的導入溝部435。導入溝部435係將起始部分的絕緣導線導入至該繞線管430，因此形成靠近筒體部431的外緣表面的深度。

基端側法蘭部432b係如第12A圖及第12D圖所示，在環狀板狀構件的輪廓的一部分上形成突出部438，且在中央部具有圓形孔洞433。突出部438形成為能內設在磁性套內部四個的形狀。在突出部438上形成了往中心部的導出溝部439。導出溝部439係將已捲繞在該繞線管430的絕緣導線的末端部分導出。因此，基端側法蘭部432b的導出溝部439係形成為比前端側法蘭部432a的導入溝部335還淺的溝部。

法蘭部432係具有繞線管430的接合手段。亦即，如第12C及第12D圖所示，在基端側法蘭部432b的基端側面上，形成能收納前端側法蘭部432a的環狀部分的接近環狀的凹部437。

第四實施例的繞線管430係對應各u相群、v相群、w相群而變更磁性套內部四個角的位置。亦即，第四實施例之繞線管430係根據各u相群、v相群、w相群而旋轉配置導入溝部435以及導出溝部439。

將繞線管430的基端側法蘭部432b與下一個繞線管430的前端側法蘭部432a抵接，並使複數個繞線管430在軸向上串聯配置。此時，將下一個繞線管430的前端側法蘭部432a的環狀部分接合至基端側法蘭部432b的環狀凹部437。複數個線圈，例如在三相交流電源的情況下，係在軸向上依照u相、v相、w相的順序配置。

同一相群的複數個線圈係為連續捲繞。本實施例的三相交流電源的情況下，各u相群、v相群、w相群的複數個線圈係橫跨複數個繞線管430連續捲繞。亦即，各u相群、v相群、w相群的線圈係連續捲繞在每隔兩個的繞線管430上。

絕緣導線往繞線管430的起始部分係自前端側法蘭部432a的導入溝部435導入至繞線管430的筒體部431的外緣表面，且捲繞在該筒體部431上以形成線圈。線圈的末端部分係自基端側法蘭部432b的導出溝部439導出。絕緣導線係作為跨接線通過磁性套內的角部，直到到達用於捲繞下一個同一相的線圈的繞線管430。

第四實施例之線性馬達基本上能發揮與第二實施例同樣的作用及效果。特別是第四實施例之線性馬達係在將繞線管430串聯配置時，將下一個前端側法蘭部432a的環狀部分藉由旋轉配置的狀態接合至基端側法蘭部432b的環狀凹部437。因此，第四實施例之線性馬達能簡單且確實的將繞線管430連結，且能微調繞線管430的定位，實現線圈高品質化的特有效果。

〔第五實施例〕

接著，參照第13圖至第15B圖，以對第五實施例之線性馬達進行說明。第13圖係為第五實施例之線性馬達的立體圖。第14A圖係為第五實施例之線性馬達的縱向截面圖。第14B圖係為第五實施例之線性馬達的俯視圖。第15A圖係為第五實施例之中性點印刷配線基板的正面圖。第15B圖係為第五實施例之中性點印刷配線基板的背面圖。此外，與第一實施例相同的構成構件係附上相同的符號，且省略其說明。

如第13圖至第15B圖所示，第五實施例之線性馬達500與第一實施例不同的部分在於，除了上述基端側的印刷配線基板4以外，在軸向的前端側上具有中性點印刷配線基板504。

亦即，中性點印刷配線基板504係如第14A圖及第14B圖所示，在與軸向垂直的方向上以站立狀態設置在最前端側的線圈20與襯套支持部23之間。

如第15A圖及第15B圖所示，中性點印刷配線基板504係為接近矩形的板狀構件，且用於將各線圈的一端經由中性點連接的印刷配線形成於其上。在中性點印刷配線基板504的中央部上形成用於使軸體插入的圓形孔洞542。

在中性點印刷配線基板504的四個角中的任意三個位置上，沿著縱向形成保持溝部544。在中性點印刷配線基板504的表面側上，保持溝部的周圍形成焊盤545。將各u相、v相、w相的線圈20的分接導線保持在保持溝部544，且在表面側焊接在焊盤545上。經由焊接，將各u相、v相、w相線圈20的一端與中性點連接。此外，中性點印刷配線基板504中的u相、v相、w相的位置係為例示，不以圖示的位置所限。

自中性點印刷配線基板504連接各相群的分接導線，並連續捲繞在複數個繞線管30上以形成各相群的線圈20。

與第一實施例相同，在繞線管30的最基端側上設置基端側(末端側)的印刷配線基板4。將連接在中性點印刷配線基板504的分接導線捲繞在複數個繞線管30以形成各相群的線圈20之後，將各相群的末端線焊接在基端側的印刷配線基板4。

在第五實施例的磁性套540的上面前端側上，形成使中性點印刷配線基板504以與軸向垂直的站立狀態插入的缺口部549。中性點印刷配線基板504的縱向長度係形成為比基端側的印刷配線基板4的縱向長度還短的長度。

第五實施例之線性馬達基本上能發揮與第一實施例同樣的作用及效果。特別是第五實施例之線性馬達中，除了基端側的印刷配線基板4之外，設置了性點印刷配線基板504，將各相線圈20的分接導線在軸向前端側上與基板連接。因此，第五實施例之線性馬達能發揮使中性點印刷配線基板504之後的配線處理容易進行的有益效果。

此外，對於第五實施例之線性馬達500，亦能適用在第二至第四實施例之繞線管230、330、430。

以上，雖已對本發明之較佳實施例進行說明，惟此等僅為用以說明本發明之例示，並非意在將本發明之範圍侷限於此等實施形態。本發明可於未脫離其要旨之範圍內，以與上述實施例相異之各種態樣實施之。

Claims (14)

1. 一種線性馬達，其包含：一激磁部，其係在一軸體內具有複數個永久磁鐵；以及一電樞，其係具有環繞該激磁部的複數個線圈，以及覆蓋該線圈的一磁性套；其中，將同一相群的該複數個線圈連續捲繞在複數個電絕緣性繞線管，且將已連續捲繞之同一相群的線圈的一分接導線、線圈彼此之間的一跨接線、以及一末端線配置在該磁性套內同一的角部，且將不同相群的線圈的一分接導線、線圈彼此之間的一跨接線、以及一末端線分開配置在該磁性套內不同的角部，並將各相的該末端線與一配線基板連接。
2. 如申請專利範圍第1項中所述之線性馬達，其中各相的該分接導線、該線圈彼此之間的該跨接線、以及該末端線係由該繞線管的一法蘭部的一部分所支持。
3. 如申請專利範圍第1項中所述之線性馬達，其中該配線基板係以站立狀態配置在與該軸體的軸向相對的方向上。
4. 如申請專利範圍第1項中所述之線性馬達，其中該磁性套配置在一框架上，並將用於使冷卻空氣通過的冷卻通路形成在該框架上。
5. 如申請專利範圍第1項中所述之線性馬達，其中該繞線管係包含：一筒體部，其具有作為捲繞線圈的線芯的功能； 一對的法蘭部，其係限制線圈的捲繞寬度，並且作為線圈彼此之間的電絕緣性分隔物；其中，該法蘭部中的一個係具有將一絕緣導線導入至該筒體部的外緣表面上的一導入溝部，且該法蘭部中的另一個係具有使該絕緣導線自線圈導出的一導出溝部。
6. 如申請專利範圍第5項中所述之線性馬達，其中該繞線管係在該法蘭部中的一個上，具有用於支持該線圈彼此之間的該跨接線的一支持溝部。
7. 如申請專利範圍第1項中所述之線性馬達，其中該繞線管係在用於將該繞線管彼此接合的該法蘭部上，具有一接合手段。
8. 如申請專利範圍第7項中所述之線性馬達，其中該繞線管的該接合手段係將一接合孔形成在該法蘭部中的一個上，並將一接合突起形成在該法蘭部中的另一個上。
9. 如申請專利範圍第7項中所述之線性馬達，其中該繞線管的該接合手段係將一凹部形成在該法蘭部中的一個上，且該凹部係經由旋轉配置的方式與該法蘭部中的另一個接合。
10. 如申請專利範圍第1項中所述之線性馬達，其中該配線基板係具有用於保持各相的絕緣導線的末端的一保持溝部，並在該保持溝部的周圍上形成用於焊接的一焊盤。
11. 如申請專利範圍第10項中所述之線性馬達，其中該配線基板係具有讓該軸體通過的一貫穿孔，並在該貫穿孔的周圍上形成用於將一接地線焊接的該焊盤。
12. 如申請專利範圍第1項中所述之線性馬達，其中在該配線基板 的前端側上設置一中性點配線基板，其係用於在前端側連接各相群線圈的該分接導線。
13. 如申請專利範圍第1項中所述之線性馬達，其中該配線基板係夾在該線圈與一襯套支持部之間，且以站立狀態配置。
14. 如申請專利範圍第1項中所述之線性馬達，其中該磁性套係具有使該配線基板以站立狀態插入的一缺口部。