線性馬達(dá)及其適用的馬達(dá)組的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種線性馬達(dá)，尤指一種具有獨(dú)立封閉磁場(chǎng)且可以多個(gè)組合應(yīng)用的線性馬達(dá)及其適用的馬達(dá)組。
【背景技術(shù)】
[0002]在工業(yè)制造或自動(dòng)控制等領(lǐng)域中，要達(dá)到直線運(yùn)動(dòng)的位置控制，傳統(tǒng)上大多使用伺服馬達(dá)加上滾珠螺桿的驅(qū)動(dòng)方式。在主要應(yīng)用領(lǐng)域，如半導(dǎo)體、電子、光電、醫(yī)療設(shè)備及自動(dòng)化控制等工業(yè)的快速發(fā)展及激烈競(jìng)爭(zhēng)，各領(lǐng)域?qū)τ隈R達(dá)線性運(yùn)動(dòng)性能的要求也日漸升高，期望馬達(dá)具有高速度、低噪音及高定位精度等，故在許多應(yīng)用場(chǎng)合下都已使用線性馬達(dá)來取代傳統(tǒng)伺服馬達(dá)等機(jī)械式的運(yùn)動(dòng)方式。
[0003]一般而言，使用傳統(tǒng)軸式線性馬達(dá)的馬達(dá)組，雖可使多個(gè)線性馬達(dá)達(dá)到獨(dú)立作動(dòng)，然因其機(jī)構(gòu)上的特性，要同時(shí)達(dá)到微小化、大推力及馬達(dá)磁場(chǎng)間彼此獨(dú)立是相當(dāng)困難的問題，且傳統(tǒng)軸式線性馬達(dá)尚需與線性滑軌及位置傳感器相互整合，易因整合不佳或整合上的考慮產(chǎn)生額外的空間需求。
[0004]參見圖1A，其為傳統(tǒng)軸式線性馬達(dá)的示意圖。如圖1A所示，傳統(tǒng)軸式線性馬達(dá)I具有殼體10及軸部11，馬達(dá)所用的線圈繞組則環(huán)繞軸部11而設(shè)置在殼體10的內(nèi)部。由于該線圈繞組為圓形，故當(dāng)傳統(tǒng)軸式線性馬達(dá)I的高度或?qū)挾仁艿娇臻g限制時(shí)，若想增加馬達(dá)的出力，勢(shì)必要增加馬達(dá)的總長(zhǎng)度。然而，當(dāng)傳統(tǒng)軸式線性馬達(dá)I的細(xì)長(zhǎng)比過大時(shí)，將造成機(jī)構(gòu)剛性不佳及加工困難等問題，甚至衍生出制造時(shí)的繞線及灌膠等工藝問題。
[0005]參見圖1B，其為使用傳統(tǒng)軸式線性馬達(dá)的馬達(dá)組的示意圖。如圖1B所示，馬達(dá)組100使用多個(gè)傳統(tǒng)軸式線性馬達(dá)I組成，除前述的缺點(diǎn)外，由于馬達(dá)組中各個(gè)傳統(tǒng)軸式線性馬達(dá)I的磁場(chǎng)彼此開放地存在，因此極易造成傳統(tǒng)軸式線性馬達(dá)I磁場(chǎng)間的干擾問題，同時(shí)因馬達(dá)殼體彼此緊密相連，殼體表面溫度易使馬達(dá)組相連接的位置感測(cè)組件受高熱失效等情形發(fā)生。
[0006]因此，有必要發(fā)展一種具有獨(dú)立封閉磁場(chǎng)的線性馬達(dá)及其適用的馬達(dá)組，以改善前文提及的各項(xiàng)缺點(diǎn)及問題，進(jìn)而增進(jìn)其產(chǎn)業(yè)上的實(shí)用性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]在下文中給出關(guān)在本發(fā)明的簡(jiǎn)要概述，以便提供關(guān)在本發(fā)明的某些方面的基本理解。應(yīng)當(dāng)理解，這個(gè)概述并不是關(guān)在本發(fā)明的窮舉性概述。它并不是意圖確定本發(fā)明的關(guān)鍵或重要部分，也不是意圖限定本發(fā)明的范圍。其目的僅僅是以簡(jiǎn)化的形式給出某些概念，以此作為稍后論述的更詳細(xì)描述的前序。
[0008]本發(fā)明的主要目的為提供一種線性馬達(dá)及其適用的馬達(dá)組，解決傳統(tǒng)軸式線性馬達(dá)易因整合不佳產(chǎn)生額外空間需求，在規(guī)格受到空間限制時(shí)無法有效增加出力，以及想增加出力時(shí)造成馬達(dá)細(xì)長(zhǎng)比過大，導(dǎo)致機(jī)構(gòu)剛性不佳且加工困難，以及使繞線及灌膠的工藝難度提高等問題。此外，更可進(jìn)一步解決磁場(chǎng)開放的多個(gè)傳統(tǒng)軸式線性馬達(dá)的間的磁路干擾以及線圈熱傳至殼體表面造成位置感測(cè)組件失效等問題。
[0009]本發(fā)明的另一目的為提供一種線性馬達(dá)及其適用的馬達(dá)組，通過線圈繞組的造型及位置設(shè)計(jì)，以及第一導(dǎo)磁背板將磁路閉鎖為獨(dú)立封閉磁場(chǎng)，可有效解決線性馬達(dá)之間的磁路干擾問題。此外，馬達(dá)磁石及第一導(dǎo)磁背板的相互配合，同時(shí)避免受到空間限制并達(dá)到無須增加細(xì)長(zhǎng)比即可大幅提升馬達(dá)出力的功效，進(jìn)而使機(jī)構(gòu)剛性優(yōu)化，并簡(jiǎn)化工藝及加工難度。
[0010]本發(fā)明的另一目的為提供一種線性馬達(dá)及其適用的馬達(dá)組，通過線性馬達(dá)殼體的第一本體及第二本體間以連接部連接的機(jī)構(gòu)特性，可有效減少熱傳至感測(cè)組件并增加散熱面徑。
[0011]為達(dá)上述目的，本發(fā)明的一較佳實(shí)施例為提供一種線性馬達(dá)，包括:一殼體，沿一第一方向設(shè)置；一定子結(jié)構(gòu)，包括至少兩個(gè)第一磁石，其中該至少兩個(gè)第一磁石分別對(duì)應(yīng)設(shè)置在兩個(gè)第一導(dǎo)磁背板，且第一導(dǎo)磁背板對(duì)應(yīng)設(shè)置在兩個(gè)第二導(dǎo)磁背板之間；以及一動(dòng)子結(jié)構(gòu)，包括一線圈繞組，具有一外露部分，其中該外露部分沿一第二方向延伸且設(shè)置在該兩個(gè)第一導(dǎo)磁背板之間，并至少部分地在一第三方向上與該至少兩個(gè)第一磁石重疊，使得該線圈繞組受磁力帶動(dòng)該動(dòng)子結(jié)構(gòu)及該殼體沿該第一方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)想，該第一方向、該第二方向及該第三方向相互垂直，且該第一方向、該第二方向及該第三方向的任二者彼此垂直。
[0013]進(jìn)一步地，該兩個(gè)第一導(dǎo)磁背板由導(dǎo)磁材料制成。
[0014]在一些實(shí)施例中，每一該第一導(dǎo)磁背板為一第二磁石；在另一些實(shí)施例中，每一該第二磁石與至少一個(gè)該第一磁石一體成型，整合為一第三磁石。
[0015]在一些實(shí)施例中，該殼體包括一第一本體、一第二本體及至少一連接部，且該連接部與該第一本體及該第二本體相連接。該動(dòng)子結(jié)構(gòu)的該外露部分沿該第二方向自該第一本體延伸而出。
[0016]為達(dá)上述目的，本發(fā)明的另一較佳實(shí)施例為提供一種馬達(dá)組，包括:多個(gè)第一導(dǎo)磁背板；多個(gè)線性馬達(dá)，每一該線性馬達(dá)部分地設(shè)置在兩個(gè)相鄰的該第一導(dǎo)磁背板之間且包括:一殼體，沿一第一方向設(shè)置；一定子結(jié)構(gòu)，包括至少兩個(gè)第一磁石，其中該至少兩個(gè)第一磁石分別對(duì)應(yīng)設(shè)置在該兩個(gè)相鄰的第一導(dǎo)磁背板，且第一導(dǎo)磁背板對(duì)應(yīng)設(shè)置在兩個(gè)第二導(dǎo)磁背板之間；以及一動(dòng)子結(jié)構(gòu)，包括一線圈繞組，具有一外露部分，其中該外露部分沿一第二方向自該殼體延伸且設(shè)置在該兩個(gè)相鄰的第一導(dǎo)磁背板之間，并至少部分地在一第三方向上與該至少兩個(gè)第一磁石重疊，使得該線圈繞組受磁力帶動(dòng)該動(dòng)子結(jié)構(gòu)及該殼體沿該第一方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)；以及兩個(gè)第二導(dǎo)磁背板，設(shè)置在該多個(gè)第一導(dǎo)磁背板的相對(duì)兩側(cè)，并分別與設(shè)置在該相對(duì)兩側(cè)的兩個(gè)該第一導(dǎo)磁背板相連接。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)想，每一該第一導(dǎo)磁背板為一第二磁石。在一些變化實(shí)施態(tài)樣中，每一該第二磁石與相鄰的兩個(gè)該線性馬達(dá)的該定子結(jié)構(gòu)的該第一磁石一體成型，整合為一第三磁石。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的設(shè)計(jì)思想，該殼體包括一第一本體、一第二本體及至少一連接部，且該連接部與該第一本體及該第二本體相連接。該第一本體沿該第一方向設(shè)置，該動(dòng)子結(jié)構(gòu)的該線圈繞組部分地設(shè)置在該第一本體內(nèi)，且該動(dòng)子結(jié)構(gòu)的該外露部分沿該第二方向自該第一本體延伸而出。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的設(shè)計(jì)思想，每一該第一導(dǎo)磁背板以導(dǎo)磁材料制成或?yàn)橐挥谰么攀幻恳辉摰诙?dǎo)磁背板由導(dǎo)磁材料制成。該第一導(dǎo)磁背板及第二導(dǎo)磁背板的材料選擇與第一磁石、第二磁石及第三磁石的相互整合，用以提升馬達(dá)在有限空間中的推力大小。
[0020]在一些實(shí)施例中，本發(fā)明的馬達(dá)組包括一運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引裝置，設(shè)置在該殼體的該第二本體上，用以進(jìn)行運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引。該運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引裝置包括:一本體，具有至少一滑軌；至少一滑塊，與該本體及該殼體的該第二本體相連接，用以承載該本體；還包括一線性位置感測(cè)裝置，用以進(jìn)行位置感測(cè)。該線性位置感測(cè)裝置包括:一感測(cè)組件設(shè)置在一固定機(jī)構(gòu)上；一線性尺，設(shè)置在第二本體上，其中該感測(cè)組件通過該感測(cè)組件與該線性尺間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行位置感測(cè)。
[0021 ] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0022]本發(fā)明通過線圈繞組的造型及位置設(shè)計(jì)，以及第一導(dǎo)磁背板將磁路閉鎖為獨(dú)立封閉磁場(chǎng)，可有效解決線性馬達(dá)之間的磁路干擾問題，同時(shí)避免受到空間限制，并達(dá)到無須增加細(xì)長(zhǎng)比，即可大幅提升馬達(dá)出力的功效，進(jìn)而使機(jī)構(gòu)剛性優(yōu)化并簡(jiǎn)化工藝及加工難度。此夕卜，通過線性馬達(dá)殼體的第一本體及第二本體間以連接部連接的機(jī)構(gòu)特性，不僅可與感測(cè)裝置整合而使空間優(yōu)化，還可有效減少熱傳遞并增加散熱面積。
【附圖說明】
[0023]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用