直线电的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种能实现高效地进行引线或接地线的配线作业以及使电枢小型的直线电机。直线电机(100)包括：在轴(10)内具有多个永磁铁(12)的励磁部(1)、以及具有包围励磁部(1)的多个线圈(20)和用于覆盖线圈(20)的磁性罩(40)的电枢(2)。同一相组的多个线圈(20)在多个绝缘性线轴(30)上连续卷绕。连续卷绕的不同相组的连接线、线圈(20、20)彼此之间的过渡线以及末端线被分开配置在磁性罩(40)内的不同角部，各相的末端线与配线基板(4)进行连接。
【专利说明】直线电机
【技术领域】
[0001]本发明涉及通过电磁感应对驱动对象物施加直线推力的直线电机。
【背景技术】
[0002]杆式直线电机包括具有永磁铁的杆与包围该杆的线圈，通过永磁铁的磁场与线圈中流动的电流的电磁感应作用，对杆施加轴向的推力而使其进行直线运动。
[0003]由于杆式直线电机具有结构简单且因磁通变动而齿槽力较小的特点，因此能容易地实现小型、高性能化。例如，能在半导体制造装置的芯片插装机(电子部件安装装置)中使用杆式直线电机。
[0004]作为与杆式直线电机的电枢相关联的技术，已公开了一种在接线板上连结空芯线圈，采用树脂成型的直线电机(例如，参照专利文献I)。
[0005]另外，还公开了一种在印刷配线板上对各空芯线圈进行配线而形成电枢的直线电机(例如，参照专利文献2)。
[0006]另外，还公开了如下一种直线电机:在分成两部分的半圆磁轭的单侧上设置折弯部分，在此固定用于连结各线圈的印刷配线基板的轴式直线电机(例如，参照专利文献3)。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1:日本特开2007-97295号公报
[0010]专利文献2:日本特开2007-6637号公报
[0011]专利文献3:日本特开2009-100617号公报
【发明内容】
[0012]本发明要解决的技术问题
[0013]然而，专利文献I至3的直线电机是使电枢的线圈的引线与配线基板进行结线。这些配线基板均沿着杆(轴)的轴向进行配置。因此，电枢宽度增大，不利于使电枢小型。
[0014]另外，当无法连续卷绕各相的线圈时，经由配线基板而形成相。因此，与配线基板的连接部位增多，各相的引线或接地线的配线作业的效率较差。
[0015]本发明是鉴于上述情形而做出的，其目的是提供一种能实现高效地进行各相的引线或接地线的配线作业以及使电枢小型的直线电机。
[0016]为解决技术问题的方法
[0017]为了达到上述目的，本发明涉及的直线电机包括在轴内具有多个永磁铁的励磁部、以及具有包围上述励磁部的多个线圈和覆盖该线圈的磁性罩的电枢。
[0018]同一相组的多个线圈在多个绝缘性线轴上连续卷绕。该连续卷绕的不同相组的线圈的连接线、线圈彼此之间的过渡线以及末端线被分开配置在磁性罩内的不同角部，该各相的末端线与配线基板进行连接。
[0019]发明效果
[0020]采用本发明涉及的直线电机，由于同一相组的多个线圈在多个电绝缘性线轴上连续卷绕，因此能将线圈组彼此间的过渡线的处理抑制在最小限度。
[0021]该连续卷绕的不同相组的线圈的连接线、线圈彼此之间的过渡线以及末端线被分开配置在磁性罩内的不同角部。因此，能有效地利用作为磁性罩内的盲区的角部，能实现电枢的小型化。
[0022]并且，仅仅是各相的绝缘被覆导线的末端连接于配线基板。因此，与配线基板的连接部位较少，能实现高效地进行各相的引线或接地线的配线作业。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1是第一实施方式涉及的直线电机的立体图。
[0024]图2A是第一实施方式涉及的直线电机的纵向剖视图。
[0025]图2B是第一实施方式涉及的直线电机的俯视图。
[0026]图2C是第一实施方式涉及的直线电机的仰视图。
[0027]图2D是第一实施方式涉及的直线电机的前端侧的侧视图。
[0028]图2E是第一实施方式涉及的直线电机的基端侧的侧视图。
[0029]图3A是第一实施方式的线轴的立体图。
[0030]图3B是第一实施方式的线轴的前端侧视图。
[0031]图3C是第一实施方式的线轴的基端侧视图。
[0032]图4是第一实施方式的线轴的线圈卷绕状态的局部立体图。
[0033]图5是在第一实施方式的线轴上连续卷绕一相的线圈的状态的局部立体图。
[0034]图6A是第一实施方式的印刷配线基板的主视图。
[0035]图6B是第一实施方式的印刷配线基板的后视图。
[0036]图7是第一实施方式的磁性罩的立体图。
[0037]图8是第一实施方式的框架的立体图。
[0038]图9是在第一实施方式的框架上固定有磁性罩的状态的立体图。
[0039]图1OA是第二实施方式的线轴的立体图。
[0040]图1OB是第二实施方式的线轴的前端侧视图。
[0041]图1OC是第二实施方式的线轴的基端侧视图。
[0042]图1lA是第三实施方式的线轴的立体图。
[0043]图1lB是第三实施方式的线轴的前端侧视图。
[0044]图1lC是第三实施方式的线轴的侧视图。
[0045]图1lD是第三实施方式的线轴的基端侧视图。
[0046]图12A是第四实施方式的线轴的立体图。
[0047]图12B是第四实施方式的线轴的前端侧视图。
[0048]图12C是第四实施方式的线轴的侧视图。
[0049]图12D是第四实施方式的线轴的基端侧视图。
[0050]图13是第五实施方式涉及的直线电机的立体图。
[0051]图14A是第五实施方式涉及的直线电机的纵向剖视图。
[0052]图14B是第五实施方式涉及的直线电机的俯视图。
[0053]图15A是第五实施方式的中性点印刷配线基板的主视图。
[0054]图15B是第五实施方式的中性点印刷配线基板的后视图。
[0055]附图标记说明
[0056]1:励磁部
[0057]2:电枢
[0058]4:配线基板
[0059]10:轴
[0060]12:永磁铁
[0061]20:线圈
[0062]30、230、330、430:线轴
[0063]31、231、331、431:筒体部
[0064]32、232、332、432:凸缘部
[0065]32a、232a、332a、432a:前端侧凸缘部
[0066]32b、232b、332b、432b:基端侧凸缘部
[0067]35、235、335、435:导入槽部
[0068]39,239,339,439:导出槽部
[0069]37:支承槽部
[0070]40,540:磁性罩
[0071]44、544:保持槽部
[0072]45，545:焊盘
[0073]49、549:缺口部
[0074]504:中性点配线基板
[0075]100、500:直线电机
【具体实施方式】
[0076]下面，参照附图对第一至第五实施方式涉及的直线电机进行说明。
[0077]第一至第五实施方式涉及的直线电机是:同一相组的多个线圈在多个电绝缘性线轴上连续卷绕。在磁性罩内的不同角部分开配置各相的线圈的连接线、线圈之间的过渡线以及末端线，仅仅是各相的绝缘被覆导线的末端与配线基板连接。
[0078]因此，采用第一至第五实施方式，可实现能高效地进行各相的引线或接地线的配线作业以及使电枢小型的直线电机。
[0079][第一实施方式]
[0080][直线电机的结构]
[0081]首先参照图1至图9，对第一实施方式涉及的直线电机的结构进行说明。图1是第一实施方式涉及的直线电机的立体图。图2A是第一实施方式涉及的直线电机的纵向剖视图。图2B是第一实施方式涉及的直线电机的俯视图。图2C是第一实施方式涉及的直线电机的仰视图。图2D是第一实施方式涉及的直线电机的前端侧的侧视图。图2E是第一实施方式涉及的直线电机的基端侧的侧视图。
[0082]如图1所示，第一实施方式涉及的直线电机100具有励磁部1、电枢2、配线板4以及框架5。
[0083]如图1及图2A所示，励磁部I具有轴10与永磁铁12。在本实施方式中，励磁部I作为可动部件发挥功能。此外，在下面的说明中，将轴10的前进侧称为前端侧，将轴10的后退侧称为基端侧。
[0084]轴10是具有中空部11的圆筒体状的金属部件。作为轴10的构成材料，例如可以使用奥氏体类不锈钢等非磁性体，但并不限于所例示的材料。
[0085]在轴10的中空部11中，沿着该轴10的轴向(下面，仅称为“轴向”)串联设置有多个圆柱形的永磁铁12。本实施方式的永磁铁12，例如沿着轴向以磁极相斥(N-N、S-S)的方式被磁化。为了容易地进行该永磁铁12的磁极相斥配置，在永磁铁12、12之间设置有圆柱形的软磁性体13，但也可以是不设置软磁性体13的结构。
[0086]电枢2具有线圈20与用于覆盖该线圈20周围的矩形筒体状的磁性罩40。在本实施方式中，电枢2作为定子(直线导轨)发挥功能。
[0087]由沿轴向串联配置的多个线圈20覆盖具有永磁铁12的轴10(可动部件)的周围。各线圈20在电绝缘性的线轴30的周围卷装呈圆筒体状。
[0088]在此，参照图3A至图3C，对第一实施方式的线轴30的具体结构进行说明。图3A是第一实施方式的线轴的立体图。图3B是第一实施方式的线轴的前端侧视图。图3C是第一实施方式的线轴的基端侧视图。
[0089]如图3A至图3C所示，线轴30由筒体部31、与该筒体部31的两端形成一体的凸缘部32构成。
[0090]筒体部31作为供卷绕线圈20的卷心发挥功能，本实施方式的筒体部31呈圆筒体状。
[0091]凸缘部32用于限制线圈20的卷绕宽度，并且作为线圈20、20之间的电绝缘性隔板发挥功能。本实施方式的凸缘部32在中央部具有圆孔33，外形是能与后面叙述的磁性罩40内接的大致呈矩形的板状部件。前端侧凸缘部32a与基端侧凸缘部32b的形状不同。
[0092]如图3A及图3B所示，前端侧凸缘部32a是将矩形板状部件的四个角中的一个角部加工成曲边形，相比其他的三个角部，前者向圆孔33侧缩小了面积。在曲边形加工部34上朝向中心部，形成有用于导入向该线轴30卷装的绝缘皮膜线的导入槽部35。由于用于导入向该线轴30的卷绕始端的绝缘皮膜导线21 (参照图4)，因此导入槽部35形成深至筒体部31的圆周表面附近。
[0093]对其他的三个部位的角部进行倒角加工而形成倒角部36。在各倒角部36的附近，从构成角部的一边沿着该倒角部36的大致圆周方向，形成支承槽部37。侧视时该支承槽部37形成至后面叙述的导出槽部39。
[0094]如图3A及图3C所示，基端侧凸缘部32b是在矩形板状部件的四个角进行倒角加工。在各倒角部38上，朝向中心部形成有导出槽部39。导出槽部39用于导出在该线轴30上卷绕的绝缘皮膜导线21的卷绕末端，并且具有支承通过该线轴30的过渡线22的功能(参照图4)。因此，基端侧凸缘部32b的导出槽部39形成得比前端侧凸缘部32a的导入槽部35浅。
[0095]作为线轴30的构成材料，例如能列举出苯酚、尼龙、PBT等合成树脂，但并不限于所例示的材料。
[0096]图4是第一实施方式的线轴的线圈卷绕状态的局部立体图。图5是在第一实施方式的线轴上连续卷绕一相的线圈的状态的局部立体图。
[0097]如图2A及图4所示，线轴30的基端侧凸缘部32b与下一个线轴30的前端侧凸缘部32a抵接，多个线轴30沿着轴向串联配置。例如为三相交流电源时，多个线圈20在轴向上以u相、V相、w相的顺序进行配置。
[0098]对同一相组的多个线圈20进行连续卷绕。在本实施方式的三相交流电源中，各u相组、V相组、w相组的多个线圈20连续卷绕在多个线轴30上。即，如图4及图5所示，各u相组、V相组、w相组的线圈20分别连续卷绕每隔两个的线轴30。此外，线轴30的u相、V相、W相的位置是例示,不限于图示的位置。
[0099]作为线圈20的卷绕始端的绝缘皮膜导线21是从前端侧凸缘部32a的导入槽部35导入至线轴30的筒体部31的圆周表面。绝缘皮膜导线21作为线圈20卷绕在线轴30的筒体部31上。从基端侧凸缘部32b的导出槽部39导出线圈20的卷绕末端。在到达用于卷装下一个同一相的线圈20的线轴之前，作为过渡线22被该导出槽部39以及前端侧凸缘部32a的支承槽部37进行保持。
[0100]参照图2A，在多个线圈20组的两端设有圆筒体状的衬套支承部23。衬套支承部23内置有轴10的引导衬套24。此外，引导衬套24也可以直接内置在后面叙述的磁性罩40内。
[0101]图6A是第一实施方式的印刷配线基板的主视图。图6B是第一实施方式的印刷配线基板的后视图。
[0102]如图6A及图6B所示，印刷配线基板4是大致呈纵向较长的凸形板状部件，实施有印刷配线。印刷配线基板4的下半部分的形状近似于线轴30的基端侧凸缘部32的形状。印刷配线基板4的下半部分的中央部形成有圆孔42。在印刷配线基板4的背面侧形成有位于圆孔42周围的用于接地线的焊盘43。
[0103]在印刷配线基板4的下半部分的四个角的任意三个位置形成有沿着纵向方向的保持槽部44。在印刷配线基板4的背面侧形成有位于保持槽部44的周围的焊盘45。各u相、V相、w相的绝缘被覆导线21的末端被保持在保持槽部44上并在背面侧与焊盘45进行软钎焊。
[0104]在印刷配线基板4的上半部分的正面侧形成有各u相、V相、w相的用于引线的焊盘46及用于接地线的焊盘47。在各焊盘46、47的端部形成有透孔48。引线及接地线从背面侧通过透孔48，在正面侧与焊盘46、47进行软钎焊。
[0105]在印刷配线基板4上，背面侧的焊盘45与正面侧的用于引线的焊盘46对应于各U相、V相、W相进行配线连接。另外，背面侧的用于接地线的焊盘43与正面侧的用于接地线的焊盘47进行配线连接。此外，印刷配线基板4的u相、V相、w相的位置为例示，不限于图示的位置。
[0106]如图2A所示，印刷配线基板4设在最基端侧的线圈20的线轴与衬套支承部23之间，在垂直于轴向的方向上呈直立状态。
[0107]图7是第一实施方式的磁性罩的立体图。
[0108]如图1、图2B及图7所示，磁性罩40是矩形筒体状的磁性金属部件。由一对“ 口 ”字形的罩片41、41组合呈矩形筒体状而形成磁性罩40。磁性罩40用于覆盖多个线圈20组的周围。
[0109]磁性罩40的长度被设定为比线圈20内配置的轴10的永磁铁12组的全长还长。各罩片41、41的基端侧中间部上形成有用于插通呈直立状态的印刷配线基板4的缺口部49。
[0110]磁性罩40具有屏蔽大部分的轴10的永磁铁12的磁通而抑制漏磁的功能。由于磁性罩40的轴向两端部被敞开，因此通气性良好，能抑制线圈20的发热。
[0111]作为磁性罩40的构成材料，例如能使用SC材等铁类的磁性体。为了兼顾确保性能和成本，优选磁性罩40为钣金或者冲压成型的硅钢板，但不限于此。
[0112]图8是第一实施方式的框架的立体图。图9是在第一实施方式的框架上固定磁性罩的状态的立体图。
[0113]如图1、图2A、图2C及图8所示，框架5是用于搭载励磁部I及电枢2的矩形板状的部件。在框架5上形成有用于插通螺栓51的通孔52。如图1及图9所示，通过将螺栓51插通进框架5的通孔52，并与直线衬套支承部24的内螺纹进行紧固，来固定磁性罩40。即，在框架5上配置电枢2，在该电枢2内部收装励磁部I。
[0114]在框架5的表面上形成有凹部54，该凹部54用于与磁性罩40之间形成空隙部53并且形成T字形的冷却通路。在该凹部54的中央部形成通气孔55。该通气孔55为内螺纹，能连结未图示的冷却管。冷却空气通过通气孔55，流入形成冷却通路的凹部54的内部并从空隙部53流出。通过在框架5与磁性罩40之间形成冷却通路，能促进线圈20散热。
[0115]作为框架5的构成材料，例如能使用容易加工的铝或者铝合金，但并不限于所例示的材料。框架5的成型加工，例如通过冲压加工等塑性加工而能容易地形成。
[0116]如图1、图2A、图2C、图2D及图2E所示，轴10的基端部通过螺栓62固定在沿着铅垂方向配置的四角柱形的块状部件61。沿着后面叙述的导轨66，与该块状部件61共同移动的移动部件63固定在该块状部件61的下部的框架5 —侧。
[0117]用后面叙述的线性传感器60进行测定的量规64，通过螺栓62被固定在块状部件61的下部的一侧部与移动部件63的前端部之间。
[0118]另外，偏向另一侧部的板形的下垂部件65被固定在框架5的基端侧下部。字形的导轨66被固定在该下垂部件65的内侧。移动部件63沿着该导轨66滑动移动。
[0119]另外，截面呈倒L字形的支承部件67通过螺栓62被固定在下垂部件65的下部。用于检测出量规64的位置、输出位置信息的线性传感器60被设置在该支承部件67上。如图2A所示，用于输出检测数据的输出线70与线性传感器60连接。
[0120]考虑磁及热的影响，将线性传感器60配置在离开包含线圈20的电枢2的部位。作为线性传感器60，能使用磁式、光学式等任一类型。
[0121][直线电机的动作]
[0122]接着，参照图1、图2A、图3A至图6B，对第一实施方式涉及的直线电机100的动作进行说明。
[0123]如图1及图2A所示，第一实施方式涉及的直线电机100的励磁部I是在轴10的中空部11，将多个永磁铁12配置为沿着轴向以磁极相斥(N-N、S-S)的方式磁化。电枢2具有以包围具有永磁铁12的轴10的方式进行设置、并沿着轴向排列的多个线圈20。线圈20例如配置为对应于三相电源的u相、V相、w相，使电流在u相、V相、w相的线圈20内错开相位而流动。
[0124]在第一实施方式中，励磁部I作为可动部件发挥功能，电枢2作为定子发挥功能。即，本实施方式涉及的直线电机100的电枢2的线圈30中有电流流动，以使其与励磁部I的永磁铁12所产生的磁通交叉。当永磁铁的磁通与在电枢2的线圈20中流动的电流交叉时，本实施方式涉及的直线电机100通过电磁感应作用，从而使具有永磁铁12的轴10产生轴向的推力而使轴10进行直线运动。
[0125]在第一实施方式涉及的直线电机100中，线圈20卷装在特殊形状的线轴30上。线轴30由筒体部31、和与该筒体部31的两端形成一体的凸缘部32构成，该凸缘部32的形状具有特征。
[0126]S卩，如图3A、图3B及图4所示，在前端侧凸缘部32a的曲边形加工部34存在导入槽部35，其用于导入向该线轴30卷装的绝缘皮膜线。导入槽部35形成深至筒体部31的圆周表面附近，用于导入向该线轴30卷绕的卷绕始端的绝缘皮膜导线21。在前端侧凸缘部32a的各倒角部36的附近存在支承槽部37。
[0127]如图3A及图3C所示，在基端侧凸缘部32b的各倒角部38存在导出槽部39。导出槽部39用于导出卷装在该线轴30的绝缘皮膜导线21的卷绕末端，并且对通过该线轴30的过渡线22进行支承。
[0128]S卩，线圈20的卷绕始端的绝缘皮膜导线21从前端侧凸缘部32a的导入槽部35导入至线轴30的筒体部31的圆周表面，作为线圈20卷装在该筒体部31上。从基端侧凸缘部32b的导出槽部39导出线圈20的卷绕末端。
[0129]采用三相交流电源时，各U相组、V相组、w相组的多个线圈20连续卷绕在多个线轴30上。如图4及图5所示，各u相组、V相组、w相组的线圈20分别连续卷绕在每隔两个的线轴30上。
[0130]因此，从基端侧凸缘部32b的导出槽部39导出的绝缘皮膜导线21在到达用于卷装下一个同一相的线圈20的线轴30之前，作为过渡线22被该导出槽部39以及前端侧凸缘部32a的支承槽部37进行保持。
[0131]另外，各u相、V相、w相的绝缘被覆导线21的末端保持在印刷配线基板4的保持槽44上，在背面侧与焊盘45进行软钎焊。
[0132]如图6A及图6B所示，在印刷配线基板4上，背面侧的焊盘45与正面侧的用于引线的焊盘46对应于各u相、V相、w相进行配线连接。另外，背面侧的用于接地线的焊盘43与正面侧的用于接地线的焊盘47进行配线连接。
[0133]如图2A所示，印刷配线基板4设为在最基端侧的线圈20与衬套支承部23之间，在垂直于轴向的方向上呈直立状态。
[0134]采用第一实施方式涉及的直线电机100，由于各U相组、V相组、w相组的多个线圈20连续卷绕在多个线轴30上，因此能将线圈20、20彼此的过渡线22的处理抑制在最小限度(本实施方式为三条)。并且，仅仅是各U相、V相、W相的绝缘被覆导线的末端与印刷配线基板4连接。因此，与印刷配线基板4的连接部位较少，能实现高效地进行各相的引线或接地线的配线作业。
[0135]各u相、V相、w相的绝缘被覆导线21的末端与印刷配线基板4进行软钎焊。印刷配线基板4设为在最基端侧的线圈20与衬套支承部23之间，在垂直于轴向的方向上呈直立状态。印刷配线基板4插通至磁性罩40的缺口部49，从该磁性罩40突出。另外，通过对印刷配线基板4的配线图案进行研究，容易且牢固地对各相引线以及接地线进行连接。
[0136]由于印刷配线基板4相对于轴向配置成直立状态，因此不增大电枢2的宽度。虽然矩形筒体状的磁性罩40的内部四个角通常为盲区，但在该内部四个角进行各u相、V相、w相的过渡线22与接地线等配线。因此，能通过高效地利用电枢2的空间，以实现电枢2的小型化。
[0137]对线轴30的凸缘部32的形状进行研究，不仅能实现线圈20的连续卷绕，还能切实地对各线圈20的过渡线22进行固定与保护。
[0138]因此，第一实施方式涉及的直线电机100能高效地进行各相的引线及接地线的配线作业，能实现电枢2的小型化。
[0139]另外，电枢2包围由具有永磁铁12的轴10构成的励磁部I。在磁性罩40的内部，电枢2用于收装多个线圈20组。
[0140]由于磁性罩40呈由磁性材料构成的矩形筒体，例如将硅钢板通过钣金或者冲压加工而能容易地形成。另外，框架5例如通过冲压加工等而能容易地形成。因此，本实施方式的直线电机100能兼顾确保低成本及高性能。
[0141]另外，由于磁性罩40能屏蔽大部分的永磁铁12的磁通来抑制漏磁，因此能无需磁遮挡板而能实现小型、节省空间及轻量化。
[0142]另外，由环形的线圈20组包围具有永磁铁12的轴10。该线圈20组被收装在磁性罩40的内部。因此,第一实施方式的直线电机100的磁性罩40能屏蔽大部分的永磁铁12的磁通来抑制漏磁。
[0143]另外,框架5的上表面具有凹部54,并在磁性罩40与框架5之间形成空隙部53,其作为冷却通路发挥功能。在框架5的凹部54形成通气孔55。因此，通过使冷却空气从通气孔55流入由空隙部53构成的冷却通路，能冷却包含线圈20在内的电枢2。因此，本实施方式涉及的直线电机100具有优异的散热性。
[0144]另外，由于本实施方式涉及的直线电机100还具有单独的线性传感器60，因此也能作为单轴的致动器来使用。另外，当组合多个本实施方式涉及的直线电机100时，能构成多轴的致动器。
[0145]因此，由于能作为单轴或者多轴的致动器容易地使用，因此能确保芯片插装机的头部结构的适应性。
[0146][第二实施方式]
[0147]接着，参照图1OA至图10C，对第二实施方式涉及的直线电机进行说明。图1OA是第二实施方式的线轴的立体图。图1OB是第二实施方式的线轴的前端侧视图。图1OC是第二实施方式的线轴的基端侧视图。
[0148]如图1OA至图1OC所示，第二实施方式涉及的直线电机除了用于卷装线圈的线轴230的结构不同以外,与第一实施方式具有同样的结构。
[0149]即，在第二实施方式涉及的直线电机中，线轴230的凸缘部232的形状与第一实施方式不同。前端侧凸缘部232a与基端侧凸缘部232b的形状不同。
[0150]如图1OA及图1OB所示，前端侧凸缘部232a是环形的板状部件，在中央部具有圆孔233。在前端侧凸缘部232a的相当于磁性罩的内部四个角的一个部位上，朝向中心部形成有用于导入向线轴230卷装的绝缘皮膜线的导入槽部235。由于用于导入向该线轴230的卷绕始端的绝缘皮膜导线，因此导入槽部235形成深至筒体部231的圆周表面附近。
[0151]如图1OA及图1OC所示，在基端侧凸缘部232b的环形板状部件的轮廓的一部分上形成有突出部238，在中央部具有圆孔233。突出部238形成的形状为能内设在磁性罩的内部四个角。在突出部238上，朝向中心部形成有导出槽部239。导出槽部239用于导出在该线轴230上卷装的绝缘皮膜导线的卷绕末端。因此，基端侧凸缘部232b的导出槽部239形成得比前端侧凸缘部232a的导入槽部235浅。
[0152]第二实施方式的线轴230对应于各u相组、V相组、w相组而改变在磁性罩的内部四个角的位置。即，根据各U相组、V相组、W相组，对第二实施方式的线轴230的导入槽部235以及导出槽部239进行旋转配置。
[0153]线轴230的基端侧凸缘部232b与下一个线轴230的前端侧凸缘部232a抵接，多个线轴230沿着轴向串联配置。例如为三相交流电源时,多个线圈沿轴向以u相、V相、w相的顺序进行配置。
[0154]对同一相组的多个线圈进行连续卷绕。在本实施方式的三相交流电源中，各u相组、V相组、w相组的多个线圈连续卷绕在多个线轴230上。S卩，各u相组、V相组、w相组的线圈分别连续卷绕在每隔两个的线轴230上。
[0155]向线轴230卷绕的绝缘皮膜导线的卷绕始端是从前端侧凸缘部232a的导入槽部235导入至线轴230的筒体部231的圆周表面，作为线圈卷装在该筒体部231上。从基端侧凸缘部232b的导出槽部239导出线圈的卷绕末端。在到达用于卷装下一个同一相的线圈的线轴230之前，作为过渡线通过磁性罩内的角部。
[0156]第二实施方式涉及的直线电机基本上会发挥与第一实施方式相同的作用效果。尤其是第二实施方式涉及的直线电机的前端侧凸缘部232a是环形的板状部件，在相当于磁性罩的内部四个角的一个部位存在导入槽部235。基端侧凸缘部232b在环形的板状部件的一部分上形成突出部238，在突出部238上存在导出槽部239。因此，第二实施方式涉及的直线电机发挥了能利用极为简单的结构的线轴23来高效地利用磁性罩的内部四个角的盲区的特殊效果。
[0157][第三实施方式]
[0158]接着，参照图1lA至图11D，对第三实施方式涉及的直线电机进行说明。图1lA是第三实施方式的线轴的立体图。图1lB是第三实施方式的线轴的前端侧视图。图1lC是第三实施方式的线轴的侧视图。图1lD是第三实施方式的线轴的基端侧视图。
[0159]如图1lA至图1lD所示，第三实施方式涉及的直线电机的线轴330是第二实施方式的线轴的结构的变形例，除了该线轴330的结构不同以外，与第一实施方式具有同样的结构。
[0160]即，在第三实施方式涉及的直线电机中，线轴330的凸缘部332的结构与第二实施方式不同。前端侧凸缘部332a与基端侧凸缘部332b的轮廓形状形成大致相同的形状。
[0161]如图1lA及图1lB所示，在前端侧凸缘部332a的环形板状部件的轮廓的一部分上形成有突出部338，在中央部具有圆孔333。突出部338形成为能内设在磁性罩的内部四个角。在突出部338上，朝向中心部形成有导入槽部335。由于用于导入向该线轴330的卷绕始端的绝缘皮膜导线，因此导入槽部335形成深至筒体部331的圆周表面附近。
[0162]如图1lA及图1lD所示，在基端侧凸缘部332b的环形板状部件的轮廓的一部分上形成有突出部338，在中央部具有圆孔333。突出部338形成为能内设在磁性罩的内部四个角。在突出部338上，朝向中心部形成有导出槽部339。导出槽部339用于导出在该线轴330上卷装的绝缘皮膜导线的卷绕末端。因此，基端侧凸缘部332b的导出槽部339形成得比前端侧凸缘部332a的导入槽部335浅。
[0163]凸缘部332具有线轴330的卡合单元。S卩，如图1lA至图1lC所示，在前端侧凸缘部332a的前端侧面上形成有多个卡合孔334。本实施方式的卡合孔334由通孔形成，但也可以是凹部。
[0164]另外，本实施方式的卡合孔334为圆孔且形成在圆周方向上均等的四个位置。这是由于考虑到每次对线轴330进行错开90度旋转配置的原因，只要每次错开90度而能旋转配置在规定的位置，不限定孔的形状以及个数。
[0165]另外，如图11A、图1lC及图1lD所示，在基端侧凸缘部332b的基端侧面形成能插入到卡合孔334内的多个卡合突起336。对应于卡合孔334，本实施方式的卡合突起336为圆形其形成在圆周方向上均等的四个位置。
[0166]第三实施方式的线轴330对应于各u相组、V相组、w相组而改变在磁性罩的内部四个角的位置。即，根据各U相组、V相组、W相组，对第三实施方式的线轴330的导入槽部335以及导出槽部339进行旋转配置。
[0167]线轴330的基端侧凸缘部332b与下一个线轴330的前端侧凸缘部332a抵接，多个线轴330沿着轴向串联配置。此时，基端侧凸缘部332b的卡合突起336与前端侧凸缘部332a的卡合孔334进行卡合。例如为三相交流电源时，多个线圈沿轴向以u相、v相、w相的顺序进行配置。
[0168]对同一相组的多个线圈进行连续卷绕。在本实施方式的三相交流电源中，各U相组、V相组、w相组的多个线圈连续卷绕在多个线轴330上。S卩，各u相组、V相组、w相组的线圈分别连续卷绕在每隔两个的线轴330上。
[0169]向线轴330卷绕的绝缘皮膜导线的卷绕始端是从前端侧凸缘部332a的导入槽部335导入至线轴330的筒体部331的圆周表面，作为线圈卷装在该筒体部331上。从基端侧凸缘部332b的导出槽部339导出线圈的卷绕末端。在到达用于卷装下一个同一相的线圈的线轴330之前，作为过渡线通过磁性罩内的角部。
[0170]第三实施方式涉及的直线电机基本上会发挥与第二实施方式相同的作用效果。尤其是在第三实施方式涉及的直线电机中，当串联配置线轴330时，基端侧凸缘部332b的卡合突起336与前端侧凸缘部332a的卡合孔334进行卡合。因此，第三实施方式涉及的直线电机发挥了能容易且切实地对线轴330进行定位或连结等实现线圈的高质量的特殊效果。
[0171][第四实施方式]
[0172]接着，参照图12A至图12D，对第四实施方式涉及的直线电机进行说明。图12A是第四实施方式的线轴的立体图。图12B是第四实施方式的线轴的前端侧视图。图12C是第四实施方式的线轴的侧视图。图12D是第四实施方式的线轴的基端侧视图。
[0173]如图12A至图12D所示，第四实施方式涉及的直线电机的线轴430是第二实施方式以及第三实施方式的线轴的结构的变形例，除了该线轴430的结构不同以外，与第一实施方式具有同样的结构。
[0174]即，在第四实施方式涉及的直线电机中，线轴430的凸缘部432的结构与第二实施方式以及第三实施方式不同。前端侧凸缘部432a与基端侧凸缘部432b的轮廓形状形成大致相同的形状。
[0175]如图12A及图12B所示，在前端侧凸缘部432a的环形板状部件的轮廓的一部分上形成有突出部438，在中央部具有圆孔433。突出部438形成为能内设在磁性罩的内部四个角。在突出部438上，朝向中心部形成有导入槽部435。由于用于导入向该线轴430的卷绕始端的绝缘皮膜导线，因此导入槽部435形成深至筒体部431的圆周表面附近。
[0176]如图12A及图12D所示，在基端侧凸缘部432b的环形板状部件的轮廓的一部分上形成有突出部438，在中央部具有圆孔433。突出部438形成为能内设在磁性罩的内部四个角。在突出部438上，朝向中心部形成导有出槽部439。导出槽部439用于导出在该线轴430上卷装的绝缘皮膜导线的卷绕末端。因此，基端侧凸缘部432b的导出槽部439形成得比前端侧凸缘部432a的导入槽部435浅。
[0177]凸缘部332具有线轴430的卡合单元。S卩，如图12C及图12D所示，在基端侧凸缘部432b的基端侧面上，形成有能收容前端侧凸缘部432a的环形部分的大致环形的凹部437。
[0178]第四实施方式的线轴430对应于各u相组、V相组、w相组而改变在磁性罩的内部四个角的位置。即，根据各U相组、V相组、W相组，对第四实施方式的线轴330的导入槽部435以及导出槽部439进行旋转配置。
[0179]线轴430的基端侧凸缘部432b与下一个线轴430的前端侧凸缘部432a抵接，多个线轴430沿着轴向串联配置。此时，下一个线轴430的前端侧凸缘部432b的环形部分与基端侧凸缘部432b的环形凹部437进行卡合。例如为三相交流电源时，多个线圈沿轴向以u相、V相、w相的顺序进行配置。
[0180]对同一相组的多个线圈进行连续卷绕。在本实施方式的三相交流电源中，各U相组、V相组、w相组的多个线圈连续卷绕在多个线轴430上。即，各u相组、V相组、w相组的线圈分别连续卷绕在每隔两个的线轴430上。
[0181]向线轴430卷绕的绝缘皮膜导线的卷绕始端是从前端侧凸缘部432a的导入槽部435导入至线轴430的筒体部431的圆周表面，作为线圈卷装在该筒体部431上。从基端侧凸缘部432b的导出槽部439导出线圈的卷绕末端。在到达用于卷装下一个同一相的线圈的线轴430之前，作为过渡线通过磁性罩内的角部。
[0182]第四实施方式涉及的直线电机基本上会发挥与第二实施方式相同的作用效果。尤其是在第四实施方式涉及的直线电机中，当串联配置线轴430时，下一个前端侧凸缘部432a的环形部分与基端侧凸缘部332b的环形凹部437在旋转配置状态下进行卡合。因此，第四实施方式涉及的直线电机发挥了能容易且切实地对线轴430进行连结等，对线轴430的定位进行微调等实现线圈的高质量的特殊效果。
[0183][第五实施方式]
[0184]接着，参照图13至图15B，对第五实施方式涉及的直线电机进行说明。图13是第五实施方式涉及的直线电机的立体图。图14A是第五实施方式涉及的直线电机的纵向剖视图。图14B是第五实施方式涉及的直线电机的俯视图。图15A是第五实施方式的中性点印刷配线基板的主视图。图15B是第五实施方式的中性点印刷配线基板的后视图。此外，关于与第一实施方式相同的结构部件，标注相同的附图标记而省略其说明。
[0185]如图13至图15B所示，在第五实施方式涉及的直线电机500中，除了上述基端侧的印刷配线基板4以外，在沿着轴向的前端侧上具有中性点印刷配线基板504，这一点与第一实施方式不同。
[0186]S卩，如图14A及图14B所示，中性点印刷配线基板504配置在最基端侧的线圈20与衬套支承部23之间，在垂直于轴向的方向上呈直立状态。
[0187]如图15A及图15B所示，中性点印刷配线基板504是大致矩形的板形部件，实施有在中性点连接各线圈一端的印刷配线。在中性点印刷配线基板504的中央部上形成有用于插通轴10的圆孔542。
[0188]在中性点印刷配线基板504的四个角的任意三个位置上形成沿着纵向的保持槽部544。在中性点印刷配线基板504的表面侧上，形成位于保持槽部544周围的焊盘545。各u相、V相、w相的线圈20的连接线保持在保持槽544上，在表面侧与焊盘545进行软钎焊。通过软钎焊，各u相、V相、w相的线圈20的一端与中线点进行连接。此外，中性点印刷配线基板504的u相、V相、w相的位置是例示,不限于图示的位置。
[0189]各相组的连接线通过中性点印刷配线基板504进行连接，作为各相组的线圈20连续卷绕在多个线轴30上。
[0190]与第一实施方式同样地，基端侧(末端侧)的印刷配线基板4设在线轴30的最基端侧上。连接在中性点印刷配线基板504的连接线作为各相组的卷线卷装在多个线圈30上之后，各相组的末端线与基端侧的印刷配线基板4进行软钎焊。
[0191]在第五实施方式的磁性罩540的上面前端侧形成有用于插通呈直立状态的垂直于轴向的中性点印刷配线基板504的缺口部549。中性点印刷配线基板504的纵向长度形成得比基端侧的印刷配线基板4的纵向长度还短。
[0192]第五实施方式基本上会发挥与第一实施方式相同的作用效果。尤其是在第五实施方式涉及的直线电机中，除了配置基端侧的印刷配线基板4以外，还配置有中性点印刷配线基板504，在轴向前端侧上对各相的线圈20的连接线进行基板连接。因此，第五实施方式涉及的直线电机发挥了能容易地进行中性点印刷配线基板504以后的配线处理的有利效果O
[0193]此外，对于第五实施方式涉及的直线电机500，能适用第二至第四实施方式的线轴230、330、430。
[0194]以上说明了本发明的优选实施方式，但这些只是用于说明本发明的例示，并不意味本发明的保护范围仅限于这些实施方式。在不脱离其主旨的范围内，本发明能够采用与上述实施方式不同的各种方式来实施。
【权利要求】
1.一种直线电机，其特征在于，包括: 励磁部，其在轴内具有多个永磁铁；以及 电枢，其具有包围所述励磁部的多个线圈和覆盖该线圈的磁性罩， 同一相组的多个线圈在多个绝缘性线轴上连续卷绕，该连续卷绕的不同相组的连接线、线圈彼此之间的过渡线以及末端线被分开配置在磁性罩内的不同角部，该各相的末端线与配线基板进行连接。
2.根据权利要求1所述的直线电机，其特征在于， 所述各相的连接线、所述线圈彼此之间的过渡线以及末端线被支承在所述线轴的凸缘部的一部分上。
3.根据权利要求1所述的直线电机，其特征在于， 所述配线基板配置为相对于所述轴的轴向呈直立状态。
4.根据权利要求1所述的直线电机，其特征在于， 所述磁性罩配置在框架上，在该框架上形成有用于使冷却空气通过的冷却通路。
5.根据权利要求1所述的直线电机，其特征在于， 所述线轴具有作为用于卷绕所述线圈的卷心发挥功能的筒体部、与用于限制所述线圈的卷绕宽度，并且作为所述线圈彼此之间的电绝缘性隔板而发挥功能的一对凸缘部， 一个凸缘部上具有用于向所述筒体部的圆周表面导入绝缘皮膜导线的导入槽部，另一个凸缘部上具有用于从所述线圈导出绝缘皮膜导线的导出槽部。
6.根据权利要求5所述的直线电机，其特征在于， 在所述线轴的一个凸缘部上具有用于支承所述线圈彼此之间的过渡线的支承槽部。
7.根据权利要求1所述的直线电机，其特征在于， 所述线轴的用于卡合不同的该线轴彼此的凸缘部上具有卡合单元。
8.根据权利要求7所述的直线电机，其特征在于， 所述线轴的卡合单元是在一个凸缘部上形成的卡合孔与在另一个凸缘部上形成的卡合突起。
9.根据权利要求7所述的直线电机，其特征在于， 所述线轴的卡合单元是在一个凸缘部上形成的凹部，该凹部使另一个凸缘部在旋转配置状态下进行卡合。
10.根据权利要求1所述的直线电机，其特征在于， 所述配线基板具有用于保持各相的绝缘被覆导线的末端的保持槽部，在该保持槽部的周围形成有用于软钎焊的焊盘。
11.根据权利要求10所述的直线电机，其特征在于， 所述配线基板具有使所述轴通过的通孔，在该通孔的周围形成有用于软钎焊接地线的焊盘。
12.根据权利要求1所述的直线电机，其特征在于， 在所述配线基板的前端侧配置有用于在前端侧连接各相组的线圈的连接线的中性点配线基板。
13.根据权利要求1所述的直线电机，其特征在于， 所述配线基板被夹在所述线圈与衬套支承部之间且配置成呈直立状态。
14.根据权利要求1所述的直线电机，其特征在于，所述磁性罩具有用于插通呈直立状态的所述配线基板的缺口部。
【文档编号】H02K41/02GK104467350SQ201410492041
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年9月23日 优先权日:2013年9月24日
【发明者】唐玉琪, 松下孝 申请人:山洋电气株式会社