[发明专利]线性电机

说明书

本发明涉及线性电机，特别是二相或多相线性电机或者作为无电刷直流线性电机而动作的线性电机。

图10是与本发明关连的永磁式圆筒状线性电机的纵剖面图。

在图10中，上述永磁式圆筒状线性电机的定子100的定子铁心101由形成环形的定子齿顶部102a的内径小的环形磁轭铁和形成环形的定子齿根部102b的内径大的环形磁轭铁沿轴向相互积层而成，所以，在上述定子铁心101的内圆周表面上沿轴向等齿距地形成由多个环形齿顶部102a和环形齿根部（沟槽部）102b构成的定子小齿102。

在上述环形齿根部102b内分别装配环形线圈103，104，…，110。这些环形线圈103，104，…，110如图11所示，由环形线圈103，105，107，109相互极性相反地连接，形成一相（A相），同样，由环形线圈104，106，108，110相互极性相反地连接，形成另一相（B相），整体构成二相。由于上述定子100是这样构成的，所以，定子100的极距就成为定子小齿102的齿距的4倍。

另外，动子300的动子铁心301呈圆筒形状，在其外圆周表面上，相互以定子小齿102的齿距的2倍装配着沿径向磁化成不同极性的永久磁极302，结果，动子300的极距就成为定子小齿102的齿距的4倍，与上述定子100的极距一致。

装配在定子铁心101上的上述二相线圈之间，相互位于沿轴向错开1个定子小齿距的位置，即位于错开定子极距的1/4的位置，上述线性电机就构成每步进的基本移动量等于该极距的1/4即定子小齿距的二相永磁式圆筒状线性脉冲电机。

但是，上述结构的永磁式圆筒状线性脉冲电机，为了连接各环形线圈103，104，…，110，需要在上述齿顶部102a和齿根部102b的各磁轭铁的外圆周部设置切口，以便从该切口引出上述各线圈103，104，…，110的线头将它们连接后纳入在上述切口处形成的导线引出沟内。所以，该电机组装的操作性很困难。

另一方面，装配上述线圈103，104，…，110的定子小齿102的各齿根部102b的大小取决定子小齿轮，当该小齿距很小时，就不能使上述齿根部102b增大，这样，由于每相的安培导体数不能增大，所以，推动力便很小。

另外，由于上述电机是永磁式的，所以，原理上可以作为无电刷直流电机而动作，但是，必须为此而另外设置检测动子的传感器。

本发明就是鉴于上述问题而提出来的，其目的是为了解决上述问题，提供线圈的操作性以及电机组装的操作性方便、并且与定子小齿的齿距无关地增大线圈填装部分从而可以实现大推动力的永磁式线性电机。

本发明的另一个目的是要提供不另外附加检测动子位置的传感器、用于廉价地形成线性伺服系统的可以作为无电刷直流电机而动作的永磁式线性电机。

为了达到上述目的，本发明所涉及的线性电机具有定子和动子，定子包括具有指向内侧呈幅状以等距角度设置的偶数个突极、同时在该突极的内圆周面上沿轴向形成多个定子小齿的定子铁心和分别绕在上述各突极上的线圈;动子位于该定子内部，支持成可沿轴向自由移动的状态，同时具有在其外圆周面上沿轴向以上述定子小齿距的1/2的等距设置的相互沿径向磁化成不同极性的多个永磁极的动子铁心;其特征在于：

（1）上述定子铁心是将指定片数的该定子铁心的定子铁板积层而成的部件作为定子铁心元件，将该元件按由上述定子铁板的突极排列决定的指定角度顺序旋转层叠而形成的。设突极数为N个、上述电机的相数为m时，上述定子突极就是由相邻的突极形成1对的各2个突极构成的突极对，由按角度为（720m/N）度均等地设置的（N/2m）组的突极对构成的突极群由m组构成，分别绕在属于上述各突极群的（N/m）-1个或（N/m）-2个的各突极上的线圈连接成在形成上述对的突极间相互成为反极性，同时，使在不是形成上述对的将另一相的突极夹在其中而设置的突极间相互成为同极性，从而构成m相的相线圈，同时，与各相的上述突极群中的相结构无关的其余的突极作为传感器磁极，用以检测上述动子的轴向位置和移动方向，从而可以得到作为m相线性脉冲电机或无电刷直流线性电机而动作。