TW201334369A - 用於線性感應馬達初級線圈之芯部 - Google Patents

Abstract

一種用於線性感應馬達初級線圈之芯部。該芯部係包括複數設置在一框架之二側壁之間的積層薄片。該複數積層薄片之每一積層薄片包括複數散熱凸起，該等散熱凸起係以間隔的方式沿著該積層薄片之一縱向邊緣設置。每一對相鄰的積層薄片之該等散熱凸起係彼此交錯，使該芯部包括一由複數交錯的散熱凸起所界定之上表面。

Description

用於線性感應馬達初級線圈之芯部

本發明係有關線性感應馬達之領域，尤指一種用於線性感應馬達之初級線圈之積層芯部，且其透過複數交錯的凸起而提供散熱者。

隨著世界各地更經濟、更環保的交通運輸形式需求增加，電動馬達已變得日益普及。然而，當對電動馬達的需求增加，對於提高了性能與可靠性之更高效率的電動馬達之需求，亦隨之增加。

線性感應馬達(LIMs)係為一種在直線方向上提供動力之非旋轉式電動馬達，使其適合用在許多應用上，例如在沿著一由鐵軌所界定之預定直線路徑行駛之鐵路車輛內。因此，一個常見的線性感應馬達之應用，是在乘客快速運輸系統之鐵路運輸工業之中。

線性感應馬達通常包括一初級線圈及一次級線圈。初級線圈具有線圈並藉由交流電源所驅動，而次級線圈是被動的，且在鐵路運輸系統的情況下，次級線圈通常是沿著鐵軌的路徑設置。在設計線性感應馬達時，有兩種結構上的可能性，其係為：(1)短初級線圈/長次級線圈以及(2)長初級線圈/短次級線圈。在鐵路的應用上，第一種結構係較受青睞。初級線圈的部分係設置在鐵路車輛的底面，且如前所述設置在被動的次級線圈上，被動的次級線圈通常指的是沿著鐵軌路徑設置的反應軌道。而該初級線圈包括一芯部及電磁線圈，其在開啟時會與該反應軌 道產生一電磁場，用以沿著反應軌道中的無供電電磁鐵而推動及支撐該鐵路車輛。

線性感應馬達的初級線圈中所包含的電磁線圈通常是由非理想材料所製成，例如銅或鋁。因此，在線性感應馬達操作期間，在這些線圈中能量耗散會以熱的形式發生。基於用來製造這些電磁線圈的材料的正熱阻係數，線圈的電阻也會增加。這所增加的溫度降低了馬達的整體效率。

有鑑於以上的內容，可以看出在這產業中對於用來改善線性感應馬達之熱管理能力之改良初級線圈的需求，以改善線性感應馬達配置之整體效率。

根據本發明的第一個廣泛方面，本發明提供了一種用於線性感應馬達之初級線圈之芯部。該芯部包括複數第一型積層薄片與複數第二型積層薄片。其中每一第一型積層薄片包括第一組芯部容置槽與第一組散熱凸起。而每一第二型積層薄片包括第二組芯部容置槽與第二組散熱凸起。該芯部藉由交替排列方式層積該複數第一型積層薄片及該複數第二型積層薄片而形成，其中當該等第一組芯部容置槽及該等第二組芯部容置槽相互對齊時，該等第一組散熱凸起與該等第二組散熱凸起沿著該芯部的一縱向表面彼此相對交錯排列。

根據本發明的第二個廣泛方面，本發明提供了一種用於線性感應馬達之初級線圈之芯部。該芯部包括複數層疊排列設置之積層薄片。該等積層薄片之每一者係包括複數用以容置該線性感應馬達之線圈繞線之芯部容置槽與複數散熱凸起。每一散 熱凸起具有一底部部分及一頂部部分，其中該頂部部分具有一介於6平方公釐與16平方公釐之間的表面區域，且該底部部分具有一至少為該頂部部分面積的二倍之表面區域。

根據本發明的第三個廣泛方面，本發明提供了一種用於線性感應馬達之初級線圈之芯部。該芯部包括複數設置在一框架之二側壁之間的積層薄片。該複數積層薄片之每一積層薄片包括複數散熱凸起，該等散熱凸起係以間隔的方式沿著該積層薄片之一縱向邊緣設置。每一對相鄰的積層薄片之該等散熱凸起係彼此交錯，使該芯部包括一由複數交錯的散熱凸起所界定之上表面。

對於本技術領域具有通常知識者，可以在檢閱本發明下列特定實施例之描述及附圖，而清楚理解本發明之這些及其他目的以及技術特徵。

對於本技術領域具有通常知識者，可以在檢閱本發明下列特定實施例之描述，並結合附圖而清楚理解本發明之其他目的及技術特徵。

第1圖係為用於線性感應馬達之初級線圈之習用積層芯部10。該積層芯部10吸收並分散來自該線性感應馬達之電磁線圈(圖中未示)的高熱，以將該線圈所產生的部分高熱與該芯部內其本身所產生的高熱，自渦流損失和遲滯損耗中排出。此習用積層芯部10係包括複數縱向積層薄片，當該等積層薄片彼此相鄰層疊時，會形成複數鰭片12及溝部14，該等鰭片12及溝部14係以垂直該芯部10之縱軸之方向延伸。該等鰭 片12提供了冷卻空氣可以流經的增加表面積，藉以分散該等積層薄片自線性感應馬達之電磁線圈所吸收的高熱。

第2圖係為根據本發明之一非限制性實例之實施例，用於一線性感應馬達之初級線圈之積層芯部20。雖然本發明將於此描述一線性感應馬達的背景，應理解到根據本發明之積層芯部20亦可用於旋轉馬達和/或發電機使用。

如該等圖式所示，該積層芯部20係包括層疊的積層薄片排列，其於上述習用芯部10之鰭片12及溝部14間提供了改善的散熱。該積層芯部20係由一附接在一鐵路車輛(圖中未示)底面之框架24所支撐。該框架24包括一對縱向框架側壁26、28及二頂壁部30。該設置於該等縱向框架側壁26、28之間的芯部20係包括藉由一螺栓組34而固定在該等縱向框架側壁26、28上之複數積層薄片32。該等螺栓34係沿著該等縱向框架側壁26、28的長度方向間隔設置，並用以將該等積層薄片32一起緊固在該等縱向框架側壁26、28之間。

第3圖顯示了該芯部20的部分放大圖，其可更佳解釋在該複數積層薄片32彼此相鄰層疊時，該芯部20包括一由複數交錯的散熱凸起36所界定之上表面。本文所使用的術語”交錯”係用來表示，兩相鄰的積層薄片32之散熱凸起36並未彼此對齊設置，而是彼此相對錯開或散置，使該等散熱凸起36的表面之間存有很少或者沒有接觸。已經發現該等排列成交錯的方式之散熱凸起36，比第1圖所示之該等鰭片12多提供了高達30%的表面區域，其對該芯部及電磁線圈改善了整體的散熱。這相應地改善了該線性感應馬達的整體效率。

更具體地說，一般由銅或鋁所製成之線性感應馬達電磁線圈係具有正熱阻係數，這表示在高溫下，線圈的電阻會增加，且其效率會降低(對於相同輸出功率，電流值係為恆定)。當在恆定電流下有更大的電阻，即表示該變流器應供應更多的有效電力。藉由提供具有該等交錯散熱凸起36之積層芯部，可對冷卻空氣提供更多的表面區域，以促進熱的轉換。在熱流更容易流出芯部20的情況下，溫度可保持較低，亦可改善該等線圈與積層芯部20之間的熱交換。當可以有更多的熱從該等電磁線圈抽出時，可保持其電阻在較低的範圍，而這直接影響了馬達的效率。這改善的熱管理不僅有助於改善該等線圈的效率，其也在他們的使用壽命內增加了他們的表現可靠度及成本效益。

根據一非限制性實例之實施例，該彼此相鄰層疊以形成該積層芯部20之複數積層薄片20，係包括複數第一型積層薄片32a以及複數第二型積層薄片32b。如第3圖所示，該等第一型積層薄片32a及該等第二型積層薄片32b提供了彼此相對交錯排列之散熱凸起36a、36b。更具體地說，該等第一型積層薄片32a包含散熱凸起36a，而該等第二型積層薄片32b包含散熱凸起36b。該等第一型積層薄片32a及複數第二型積層薄片32係藉由交替排列方式而彼此相鄰層疊，使其散熱凸起36a、36b彼此相對錯開或散置。這將在第4A-4B、5及6圖中更詳細地說明。

第4A圖所顯示的係為一第一型積層薄片32a之前視圖，而第4B圖所顯示的係為一第二型積層薄片32b之前視圖。當 複數第一型積層薄片32a及複數第二型積層薄片32b彼此相鄰層疊成交替排列的方式時，為了簡單起見，其將統稱為該複數積層薄片32(如第3圖所示)。

請參閱第4A圖，該等第一型積層薄片32a包含一組沿著該積層薄片32a之底部縱向邊緣42設置之芯部容置槽38a，以及一組以間隔的方式沿著頂部縱向邊緣44設置之散熱凸起36a。同樣地，請參閱第4B圖，該等第二型積層薄片32b包含一組沿著該積層薄片32b之底部縱向邊緣46設置之芯部容置槽38b，以及一組以間隔的方式沿著頂部縱向邊緣48設置之散熱凸起36b。該等芯部容置槽36a、38係用以容置該等來自線性感應馬達(圖中未示)之初級線圈之電磁線圈繞線，而該等散熱凸起36a、36b係用以提供冷卻空氣可以流經的增加表面積，使自該等電磁線圈所吸收的高熱可以更有效地分散。

如第4A及4B圖所示，該第一型積層薄片32a之該等散熱凸起36a係平均地沿著該積層薄片32a的長度方向而隔開。此外，該第二型積層薄片32b之該等散熱凸起36b係亦平均地沿著該積層薄片32b的長度方向而隔開。再者，該積層薄片32a上之兩相鄰散熱凸起36a之間的距離(亦稱之為間距)係與該積層薄片32b上之兩相鄰散熱凸起36b之間的距離(間距)相同。然而，在本發明之替代實施例中，該等散熱凸起36a或36b可不沿著其各別的積層薄片32a、32b平均隔開，且該等散熱凸起36a的間距可與該等散熱凸起36b的間距不同。

該等積層薄片32a、32b皆包含複數以分隔的方式，沿著其接收螺栓34的長度方向所設置之穿孔40，該等螺栓會將該 複數積層薄片32(包含第一與第二型積層薄片32a、32b兩者)一起。該等螺栓34係延伸穿過該等穿孔40，以緊固該複數積層薄片32於該等縱向框架側壁26、28之間。

如前所述，為了構成根據本發明之積層芯部20，複數第一型積層薄片32a及該複數第二型積層薄片32b係以交替排列的方式，在該框架24的縱向框架側壁26、28之間彼此相鄰層疊。更具體地說，該複數積層薄片32(包括積層薄片32a及32b二者)係依據下列交替的模式而彼此相鄰層疊：積層薄片32a、積層薄片32b、積層薄片32a、積層薄片32b等。由此可以理解到，該模式係可在不偏離本發明精神的情況下，以該第一型積層薄片32a或該第二型積層薄片32b開始與完成。

再參閱第4A和4B圖，相比於該等積層薄片32b之散熱凸起36b，該積層薄片32a之該等散熱凸起36a係以不同的方式相對該等穿孔40設置。這使得在該等積層薄片32a及32b以交替的模式彼此相鄰層疊時，該等散熱凸起36b相對該等散熱凸起36a交錯排列。

如第4A圖所示，該積層薄片32a的該等穿孔40係相對於特定的散熱凸起群36a而設置在其中心。然而，如第4b圖所示，該積層薄片32b的該等穿孔40係設置在兩相鄰的散熱凸起群36b的中心。因此，當螺栓穿過該等第一型積層薄片32a及該等第二型積層薄片32b的穿孔40時，該等散熱凸起36a將相對該等散熱凸起36b相對交錯排列。該等凸起36a、36b相對於其各自的積層薄片32a、32b的穿孔40之配置方式差異，建立該等凸起36a、36b之錯開或交錯關係。

雖然在上述的實例中，該積層薄片32a之該等穿孔40係相對一散熱凸起36a而居中設置，且另一積層薄片32b之該等穿孔40係居中設置於兩相鄰的散熱凸起36b之間，可以理解到該等凸起36a、36b係可以任何方式，相對其各自的積層薄片32a、32b之穿孔40而設置，只要該等凸起36a、36b相對於其各自的積層薄片32a、32b之穿孔40之設置位置不同。

再次參閱第4A和4B圖，該等積層薄片32a、32b之芯部容置槽38a、38b係以與其各自的積層薄片32a、32b之穿孔40之相同方式而設置。因此，當一組第一型積層薄片32a及一組第二型積層薄片32b透過螺栓40而以交替的模式彼此層疊時，該等積層薄片32a、32b之芯部容置槽38a、38b將使其形成連續的容置槽38(如第7圖所示)，以容置該線性感應馬達之電磁線圈。

該等積層薄片32a、32b係可為相同長度，如第4A和4B圖所示，或者為不同之長度。在該等積層薄片32a、32b為相同長度的情況下，該等芯部容置槽38a、38b係以相同的距離l ₁，起始於該等積層薄片32a、32b的一邊緣。因此，當該複數積層薄片32(包括積層薄片32a、32b二者)係藉由該等螺栓34而連接一起時，該等積層薄片32a、32b之容置槽38a、38b係彼此對齊設置，以形成連續的容置槽38。這在第7圖中最能顯示出來，第7圖係為第2圖的基層芯部20之側視圖。

該等連續的容置槽38實質上係垂直該等積層薄片32a、32b的長度方向邊而設置，並自一縱向框架側壁26延伸至另一縱向框架側壁28。這些連續的容置槽38係用來容置該線性 感應馬達之電磁線圈(圖中未示)，該電磁線圈係穿過該等容置槽38而螺旋纏繞，並利用楔子(圖中未示)固定在容置槽38內，而該等楔子係與該等容置槽38每一者下端之鳩尾結構50相配合。雖然該等鳩尾結構50已顯示在該等圖式之中，但其應理解為該線性感應馬達之該等線圈係可使用本領域中任何已知的技術，而固定在容置槽38內。雖然未顯示於該等圖式之中，但該線性感應馬達之該等線圈通常係延伸超出該芯部20。

再參閱第4A和4B圖，在該等積層薄片32a、32b為相同長度的情況下，每一積層薄片32a、32b之該等散熱凸起36a、36b將以不同方式自該等積層薄片32a、32b的邊緣錯開。例如，該等散熱凸起36a、36b分別自該等積層薄片32a、32b的邊緣，起始於不同的距離l ₂及l ₃。在這種方式下，由於該二不同積層薄片32a、32b的該等芯部容置槽38a、38b係自該等積層薄片32a、32b的邊緣，設置在相同的距離l ₁，使該等散熱凸起36a、36b不同於該等芯部容置槽38a、38b而交錯排列或錯開。

第5圖係為一第一型積層薄片32a及一第二型積層薄片32b彼此相鄰層疊時之放大圖。此種設置係經一螺栓34被設置穿過該二積層薄片32a、32b之該等穿孔40而實現，以將該等積層薄片固定一起。如圖所示，這兩個積層薄片32a、32b之散熱凸起36a、36b係彼此交錯或交替排列。此外，該積層薄片32b之該等凸起36b每一者實質上係居中設置在該積層薄片32a之二相鄰凸起36a之間。然而，應理解到在替代的實施 例中，特別是當該等凸起36a、36b之間的間距不同時，該積層薄片32b之該等凸起36b可不設置在兩個凸起32a的中間，反而會設置成更靠近相鄰凸起36a中之其中一者。

現在將更詳細地描述第5圖中之每一散熱凸起36a、36b的構造。如圖所示，該等散熱凸起36a、36b之每一者具有一大致為梯形之形狀，且其底部部分54係接近其積層薄片32a或32b之本體56。該等散熱凸起36a、36b之每一者具有一厚度t₁，從其底部部分54到其頂部部分58之厚度實質上是一致的。此厚度t₁在該等散熱凸起36a、36b所延伸之所有積層薄片32a、32b中基本上亦為一致。然而，每一散熱凸起36a、36b從其底部部分54至其頂部部分58之寬度係為縮小。更具體地說，每一散熱凸起36a、36b之底部部分54係具有一寬度W₁，而該頂部部分具有一寬度W₂。該底部部分54之寬度W₁係大於該頂部部分之寬度W₂。根據一非限制性實例之實施例，該底部部分54之寬度W₁係為該頂部部分之寬度W₂的兩倍。

該梯形形狀對該等散熱凸起36a、36b提供了有效的散熱。若該等散熱凸起36a、36b之頂部部分58過寬，會使熱傳導效率低下，且若該等散熱凸起36a、36b之底部部分54過薄，會使自該等電磁線圈所吸收的熱量不足。介於周圍空氣和積層表面之間的溫度差△t，係作為熱傳導的驅動力量。在該凸起的底部係具有高的溫度差△t，故需要更多固體材料來降低傳熱阻力。凸起的高度越高，溫度差△t會降低，且可能的熱交換會更低，讓該材料可以更薄。

由於該散熱凸起36之厚度t₁實質上保持不變，且每一凸 起36a、36b之寬度從該底部部分54朝該頂部部分58減少，該頂部部分58之表面積係小於該底部部分54之表面積。該底部部分54之表面積係可由該底部部分的寬度W₁乘以該厚度t₁而得到，如果一凸起36a、36b從其積層薄片32a、32b被切開，且切開之位置係在該凸起36開始從該積層薄片32a、32b之本體56延伸之位置處，該表面積將是該底部部分54之橫切面表面積。該頂部部分58之表面積係可由該頂部部分的寬度W₂乘以該厚度t₁而得到。根據一非限制性實例之實施例，該頂部部分58具有介於該底部部分54之表面區域的二分之一與四分之一之間的表面區域。

根據一非限制性實例之實施例，該等凸起36a、36b之厚度t₁係介於2公釐和4公釐之間。該等凸起36a、36b在其底部部分54之寬度W₁係介於3公釐和8公釐之間，且該等凸起36a、36b在其頂部部分58之寬度W₂係介於2公釐和4公釐之間。然而，應理解到這些尺寸僅為了實例而提供，且在不偏離本發明的情況下亦可使用其他尺寸。

在所示的實施例中，該等凸起36a、36b係具有實質為矩形或正方形的橫切面，取決於橫切面所採用的位置。例如，由於該厚度t₁保持不變，該等凸起36a、36b在其底部部分54係具有一實質為矩形的橫切面，並在其頂部部分58具有一實質為正方形的橫切面。已經發現好的散熱會在該等凸起36a、36b具有一正方形形狀之橫切面時發生。若該厚度t₁變得太大，該等凸起36a、36b所提供的散熱量會減少。然而，具有不同於正方形或矩形之橫切面形狀的散熱凸起36a、36b係亦包含在 本發明之中。

該等凸起36a、36b之每一者亦具有一高度“h”。該等凸起36a、36b之每一者的高度“h”係可相同，或者，每一凸起36a、36b的高度“h”係可不同。例如，該等凸起36a之高度“h”可與該等凸起36b之高度“h”不同。或者，該等凸起36a的某些凸起的高度“h”可與該等凸起36a的其餘凸起的高度“h”不同。這也可為該等凸起36b的情況。根據一非限制性實例之實施例，該等凸起36a、36b之高度“h”可以在介於25公釐至45公釐的範圍內，且更具體地介於32公釐至37公釐的範圍內。該等凸起36a、36b之高度“h”將至少部分取決於從該積層芯部20所需的熱交換量。

有許多因素可能會影響到該等凸起所需的高度“h”和寬度W₁、W₂，例如，將經過該芯部20之空氣流量、周圍空氣與該等電磁線圈之間的溫度差、以及位於車輛轉向架下方的空間量。本領域之技藝人士係可在考量上述因素以及其他已知會影響散熱之因素後，決定適於該等凸起36a、36b之高度“h”和寬度W₁、W₂。取決於其應用與其環境因素，該高度“h”和該寬度W₁、W₂係可為了達到所欲達到之熱交換設定而修改。

一般而言，為了在芯部與冷卻空氣之間得到良好的熱交換，係需要大量的表面積。然而，在該等凸起36a、36b所提供的表面積量與空氣在該等凸起周圍流動的能力之間，也需要有一個平衡。換句話說如果該等凸起36a、36b太緊擠在一起，空氣的流動係無法有效移除高熱。因此，為了在該等凸起36a、36b所提供的表面積與空氣可在該等凸起周圍流動的能力之 間，得到一個良好的平衡，該等凸起36a、36b係排列在其各自的基層薄片32a、32b上，使得兩個相鄰散熱凸起之間的距離d₁對於一散熱凸起36a、36的基部54的寬度W₁之比率，係介於2至4。在兩個相鄰散熱凸起之間的距離d₁(或間距)係從一散熱凸起36a或36b的中心量測到同一積層薄片32a或32b上之一相鄰散熱凸起36a或36b的中心。根據一更具體但非限制性實例之實施例，d₁對於W₁之比率係介於3至3.5。如上所述，已發現到此一d₁對於W₁之比率在該等凸起周圍提供了良好的空氣氣流，並提供了足夠的凸起36a、36b表面積，以有效散熱。當d₁對於W₁之比率少於2時，該等凸起會太緊擠在一起，使得沒有足夠的空氣流動而散熱，且當d₁對於W₁之比率大於4時，會有良好的空氣流動，卻沒有足夠的表面積來適當散熱。

根據該顯示於第5圖之非限制性實例之實施例，該等凸起36a、36b之每一者係沿著從該薄片之縱向表面到該薄片之另一縱向表面、延伸穿過一凸起之中心的中心平面而左右對稱。因為這樣，該等凸起36a、36b之側邊邊緣44之每一者係以相同的角度，朝該頂部部分傾斜。該等凸起36a、36b之對稱性使其比較容易製造。然而，在一替代實施例中，該等凸起36a、36可以不對稱的，並具有一較另一側表面44有更大斜面之側表面44。這可提供該等積層薄片32a、32b一更“波浪狀”的外觀。

現在將更詳細地描述第5圖和第6圖中該等積層薄片32a、32b的製造方式。根據一非限制性實例之實施例，該等 積層薄片32a、32b之每一者係以複數疊片層60所形成，而共同提供一具有厚度t₁之積層薄片32a、32b。根據第5圖所示之非限制性實施例，該等積層薄片32a、32b之每一者係由五層疊片層60所形成。然而，在不偏離本發明之精神的情況下，更多或更少的疊片層60也可以用來形成一積層薄片32a、32b，舉例來說，諸如4層或6層。

每一疊片層60係由一片磁性材料所製成，該磁性材料係可為本領域中其他已知的可能性之中的電磁鋼。根據一非限制性實例之實施例，每一疊片層60係以稱作為AISI M36的材料所形成，該材料係為包含鈷(Co)、鎢(W)、鉬(Mo)、鉻(Cr)及釩(V)等元素組合物及其他元素之鉬系高速鋼。然而，其他類型的矽鋼，如具有M19、M27或M43等級之矽鋼，亦可以使用。

此外，每一片製成疊片層60之磁性材料係被氧化，而在其上形成一氧化層。此氧化層提供了絕緣性，使該疊片層60可與一相鄰疊片層60絕緣。雖然本文於此敘述了氧化，應可理解該等疊片層60可利用其他本領域中之已知技術，而與另一疊片層相絕緣。例如，係可使用C-5絕緣材料。這種無機類表面絕緣材料(相當於ASTM類型的C-5塗層)被建議為在應力釋放退火後需要優越絕緣性時使用。其為更嚴格要求的大型電器設備提供了一個規格一致的高電阻絕緣性。C-5絕緣對於層積因素具有最低的效果。其係可在使用指定的保護性退火空氣時，不損壞其優越絕緣電阻而暴露於原始應力釋放退火溫度下。此外，C-5絕緣材料並不受油汙的影響，並提供了一些 抗銹性。少量的有機材料中係包含在C-5絕緣材料中，以提高相對於標準的表面拋光和C-4絕緣材料之模具壽命。C-5絕緣材料在具有堆疊的、平坦的疊片之大型變壓器與大型電動機和發電機中是特別有用的。

根據一非限制性實例之實施例，每一疊片層60係由衝床技術所形成，其中係將一衝頭施加在一片磁性材料上，以便從該片磁性材料衝出用於該等積層薄片32a、32b其中一者之疊片層60的形狀。係使用一個第一衝頭來沖壓出如第4A圖中之具有該積層薄片32a形狀之疊片層60。且需要一個第二衝頭來沖壓出如第4B圖中之具有該積層薄片32b形狀之疊片層60。當在進行該沖壓操作時，係可將一衝頭施加在一單一片磁性材料上，使得只有一個疊片層60形成，或者，係可將該衝頭施加在多片磁性材料上，以形成複數個疊片層60。根據一非限制性之實例，係可將一衝頭同時施加在一堆五片之磁性材料，以形成五個疊片層60。在這種方式中，係可以一個沖壓操作而形成一個完整的疊片層32a或32b。在一次只形成一個疊片層60的情況下，接著可藉由放置五片(或其他數目)一起由相同的衝頭沖壓出的疊片層60，而形成一完整的積層薄片32a或32b。

根據本發明，在一給定的積層薄片32a或32b的該等疊片層60之間，並沒有黏著劑或其他結合劑。取而代之的是，形成一給定的積層薄片32a或32b的該複數疊片層60係藉由螺栓34而保持在一起。

在一替代且非限制性之實施例中，該等疊片層60係可根 據其他技術而形成，且不經上述衝壓操作。例如，具有積層薄片32a或32b的形狀之該等疊片層60係可透過其他可能性技術中的水力噴射切割、雷射切割或線切割而裁切。一疊片層60材料係可以在一個時間內被裁切，或者，複數疊片層60材料係可在同一的時間內被裁切。

根據一非限制性之實施例，每一進入形成該積層薄片32a、32b之疊片層60係具有一約0.6公釐之厚度，使得在五片疊片層60被彼此相鄰設置時，形成該等積層薄片32a、32b，如上所述，該等積層薄片32a、32b係具有一約3公釐之厚度t₁。

第6圖顯示了一積層芯部20之剖切部分，該積層芯部係包括以交替方式彼此相鄰疊層之積層薄片32a、32b。如圖所示，這些積層薄片32a、32b之凸起36a、36b係彼此相對錯開或散置。

第7圖係為該積層芯部20之側視圖，該積層芯部設置在二個縱向框架側壁26、28之間(圖中未示)。該積層芯部20係可以提供一個風扇，以提供冷卻空氣流過該等凸起36a、36b，以幫助消散從該等電磁線圈所吸收的高熱。如圖所示，該縱向框架側壁26包括多個窗口，以讓冷卻空氣流出該框架24而更佳地消散高熱。

如上所述，該線性感應馬達之電磁線圈係打算螺旋纏繞穿過第7圖中該等連續的芯部容置槽38。這由交錯的凸起36a、36b在熱傳導上所帶來的改良效率，係提供了減少線圈末端之長度之可能性，而這是電氣連接和從該等線圈之排熱所必須 的。然而，其歐姆電阻消耗掉能量，且其磁通產生了電磁干擾(EMI)。由於該等散熱凸起36a、36b促使了芯部20內改進的冷卻，該等線圈末端係可製造的更短且較不消耗其量。因為較低重量的昂貴銅線，這也降低了該馬達的整體成本。

雖然本發明已參照某些較佳實施而相當詳細地描述了本發明，但各種在不偏離本發明精神之情況下的變化和改進是可能的。因此，本發明之範疇應僅限於所附之申請專利範圍及其等效範圍。

10‧‧‧習知積層芯部

12‧‧‧鰭片

14‧‧‧溝部

20‧‧‧積層芯部

24‧‧‧框架

26、28‧‧‧縱向框架側壁

30‧‧‧頂壁部

32‧‧‧積層薄片

32a‧‧‧第一型積層薄片

32b‧‧‧第二型積層薄片

34‧‧‧螺栓

36、36a、36b‧‧‧散熱凸起

38、38a、38b‧‧‧芯部容置槽

40‧‧‧穿孔

42、46‧‧‧底部縱向邊緣

44、48‧‧‧頂部縱向邊緣

50‧‧‧鳩尾結構

54‧‧‧底部部分

56‧‧‧本體

58‧‧‧頂部部分

60‧‧‧疊片層

l ₁、l ₂、l ₃‧‧‧距離

d₁‧‧‧距離

t₁‧‧‧厚度

W₁、W₂‧‧‧寬度

h‧‧‧高度

第1圖係為根據習知技術之線性感應馬達之初級線圈芯部之立體外觀圖。

第2圖係為根據本發明之線性感應馬達之初級線圈芯部之非限制性實例之實施例之立體外觀圖。

第3圖係為第2圖中之芯部之剖切放大圖。

第4A圖係為用於根據本發明之線性感應馬達之初級線圈芯部之第一型積層薄片之非限制性實例。

第4B圖係為用於根據本發明之線性感應馬達之初級線圈芯部之第二型積層薄片之非限制性實例。

第5圖係為根據一非限制性實例之實施例中，第一型積層薄片之一部分及第二型積層薄片之一部分於彼此相鄰層疊時之放大示意圖。

第6圖係為根據本發明一非限制性實例之實施例中，複數第一型積層薄片及複數第二型積層薄片以交替的方式彼此相鄰層疊時之放大示意圖。

第7圖係為第2圖之線性感應馬達之初級線圈芯部之側面剖切圖。

24‧‧‧框架

26‧‧‧縱向框架側壁

32‧‧‧積層薄片

32a‧‧‧第一型積層薄片

32b‧‧‧第二型積層薄片

36、36a、36b‧‧‧散熱凸起

Claims (20)

1. 一種用於線性感應馬達初級線圈之芯部，該芯部係包括複數第一型積層薄片以及複數第二型積層薄片，其中：a)每一第一型積層薄片係包括第一組芯部容置槽與第一組散熱凸起；以及b)每一第二型積層薄片係包括第二組芯部容置槽與第二組散熱凸起；其中該芯部係藉由交替排列方式層積該複數第一型積層薄片及該複數第二型積層薄片而形成，其中當該等第一組芯部容置槽及該等第二組芯部容置槽相互對齊時，該等第一組散熱凸起與該等第二組散熱凸起係沿著該芯部的一縱向表面彼此相對交錯排列。
2. 如申請專利範圍第1項所述之用於線性感應馬達初級線圈之芯部，其中每一第一型積層薄片及每一第二型積層薄片係由複數疊片層所製成。
3. 如申請專利範圍第2項所述之用於線性感應馬達初級線圈之芯部，其中每一積層薄片係包括介於2個與6個之間的疊片層。
4. 如申請專利範圍第2項所述之用於線性感應馬達初級線圈之芯部，其中該複數疊片層中的每一疊片層係具有介於0.3公釐與0.8公釐之間的厚度。
5. 如申請專利範圍第2項所述之用於線性感應馬達初級線圈之芯部，其中每一疊片層係包括矽鋼。
6. 如申請專利範圍第2項所述之用於線性感應馬達初級線圈之 芯部，其中每一疊片層係包括絕緣材料，使該複數疊片層相互絕緣。
7. 如申請專利範圍第1項所述之用於線性感應馬達初級線圈之芯部，其中每一第一組散熱凸起之間的間距係與每一第二組散熱凸起之間的間距相同。
8. 如申請專利範圍第1項所述之用於線性感應馬達初級線圈之芯部，其中該第二組散熱凸起之該等散熱凸起實質上係設置於該第一組散熱凸起之該等散熱凸起之相鄰者中央。
9. 如申請專利範圍第1項所述之用於線性感應馬達初級線圈之芯部，其中該第一組散熱凸起之每一散熱凸起及該第二組散熱凸起之每一散熱凸起係包括：a)一接近一積層薄片之一本體之底部部分；以及b)一遠離該積層薄片之本體之頂部部分，其中該頂部部分之表面區域係小於該底部部分之表面區域。
10. 如申請專利範圍第9項所述之用於線性感應馬達初級線圈之芯部，其中該頂部部分係具有介於該底部部分之表面區域的二分之一與四分之一之間的表面區域。
11. 如申請專利範圍第9項所述之用於線性感應馬達初級線圈之芯部，其中該底部部分之寬度係大於該頂部部分之寬度。
12. 如申請專利範圍第11項所述之用於線性感應馬達初級線圈之芯部，其中該底部部分之寬度係至少為該頂部部分之寬度的二倍。
13. 如申請專利範圍第9項所述之用於線性感應馬達初級線圈之芯部，其中該第一組散熱凸起之每一散熱凸起與該第二組散 熱凸起之每一散熱凸起係包括一高度，其中該散熱凸起之底部部分之寬度相對於該散熱凸起之高度的比率係介於8與13。
14. 如申請專利範圍第9項所述之用於線性感應馬達初級線圈之芯部，其中二相鄰散熱凸起間之距離相對於一散熱凸起之底部部分之寬度的比率係介於2至4，其中該二相鄰散熱凸起間之距離係從一散熱凸起之中心至一相鄰散熱凸起之中心所測定。
15. 如申請專利範圍第14項所述之用於線性感應馬達初級線圈之芯部，其中該二相鄰散熱凸起間之距離相對於該底部部分之寬度的比率係介於3至3.5。
16. 如申請專利範圍第1項所述之用於線性感應馬達初級線圈之芯部，其中該第一型積層薄片組與該第二型積層薄片組係透過至少二螺栓而一起保持層疊交替排列。
17. 一種用於線性感應馬達初級線圈之芯部，該芯部係包括複數層疊排列設置之積層薄片，其中每一積層薄片包括：a)複數芯部容置槽，用以容置該線性感應馬達之線圈繞線；以及b)複數散熱凸起，其中每一散熱凸起係具有一底部部分及一頂部部分，其中該頂部部分具有一介於6平方公釐與16平方公釐之間的表面區域，且該底部部分具有一至少為該頂部部分面積的二倍之表面區域。
18. 如申請專利範圍第17項所述之用於線性感應馬達初級線圈之芯部，其中該複數積層薄片係分成第一型積層薄片與第二型 積層薄片，其中該等第一型積層薄片與該等第二型積層薄片係層疊交替排列以形成該芯部，其中於層疊一起時，該等第一型積層薄片之該等散熱凸起係沿著該芯部的一縱向表面與該等第二型積層薄片相對交錯排列。
19. 一種用於線性感應馬達初級線圈之芯部，該芯部係包括複數設置在一框架之二側壁之間的積層薄片，該複數積層薄片之每一積層薄片包括複數散熱凸起，該等散熱凸起係以間隔的方式沿著該積層薄片之一縱向邊緣設置，其中每一對相鄰的積層薄片之該等散熱凸起係彼此交錯，使該芯部包括一由複數交錯的散熱凸起所界定之上表面。
20. 如申請專利範圍第19項所述之用於線性感應馬達初級線圈之芯部，其中每一積層薄片係由複數疊片層所形成。