CN101971468A - 用于线性压缩机的定子 - Google Patents

Abstract

一种用于线性压缩机的定子，包括：线圈绕组，线圈沿圆周方向缠绕在所述线圈绕组中，并且电流在所述线圈绕组中流动；绕线架组，该绕线架组缠绕有所述线圈绕组并绝缘所述线圈绕组；以及多个铁芯块，其从绕线架组的轴向在绕线架组的圆周方向上以预定间隔设置，这样有利于简化制造工艺，增强夹紧力，削减整体生产成本，并可降低结合有所述定子的产品的尺寸。

Description

用于线性压缩机的定子

技术领域

本发明通常涉及一种用于线性压缩机的定子，且更具体地，涉及一种有助于简化制造工艺并增强组装起来的部件之间的结合力的用于线性压缩机的定子。

背景技术

通常，往复式压缩机被设计为在活塞和汽缸之间构成压缩空间，工作气体可被吸入至该压缩空间或从该压缩空间排出，并且活塞在汽缸内进行直线往复运动以压缩致冷剂。

现今，大多数的往复式压缩机具有像曲轴的部件以将驱动电机的旋转力转化为活塞的直线往复驱动力，但是产生了由于这种运动转化造成的巨大的机械损耗的问题。为了解决此问题，线性压缩机的开发仍在进行。

线性压缩机具有直接连接到直线往复运动的直线电机上的活塞，所以没有因运动转化造成的机械损耗，由此不仅可增加压缩效率，而且可简化整体结构。此外，由于电机的运行可通过控制直线电机的输入功率来控制，所以与其他压缩机相比，线性压缩机的噪声相当小，这是线性压缩机之所以广泛用于例如电冰箱的室内家用电器的原因。

图1示出了根据现有技术的线性压缩机的一个示例。

传统的线性压缩机具有在机壳(未示出)内部弹性支撑的结构，该结构包括框架1、汽缸2、活塞3、吸入阀4、排出阀组件5、电机盖6、支架7、后盖8、主弹簧S1和S2、消声器组件9和直线电机10。

汽缸2被插入固定到框架1上，并且由排出阀5a、排出帽5b和排出阀弹簧5c构成的排出组件5被安装成覆盖汽缸2的一端。活塞3插入汽缸2中，并且安装有非常薄的吸入阀4来打开或关闭活塞3的吸入端口3a。

电机盖6沿轴向支撑直线电机10的外定子12以固定外定子12，并且电机盖6同时栓接到框架1。后盖8结合到电机盖6，并且在电机盖6和后盖8之间具有连接到活塞3的另一端上的支架7，支架7同时由主弹簧S1和S2沿轴向弹性地支撑。用于吸入致冷剂的消声器组件9也紧固到支架7上。

这里，主弹簧S1和S2由关于支架7水平和垂直对称地设置的4个前弹簧S1和4个后弹簧S2构成。当直线电机10开始运转时，前弹簧S1和后弹簧S2在相反的方向移动并缓冲活塞3和支架7。除这些弹簧之外，压缩空间P中的致冷剂用作一种气弹簧来缓冲活塞3和支架7。

直线电机10包括内定子11、外定子12、永磁体13和连接构件4，并且直线电机以如下方式安装，即，使得永磁体13能够进行直线往复运动的同时可维持内定子11和外定子12之间的气隙。永磁体13通过连接构件14可操作地连接到活塞3上。由此，当永磁体13受其自身与内定子11和外定子12之间相互的电磁力而进行直线往复运动时，将导致活塞3也运动。

因此，当直线电机10开始运转时，活塞3和连接到该活塞3的消声器组件9共同进行直线往复运动，并且随着压缩空间P内压力的变化，吸入阀4和排出阀组件5的运行自动调节。通过这种运行机构，致冷剂流经机壳侧上的吸入管、后盖8的开口、消声器组件9和活塞的吸入端口3a后，被吸入到压缩空间P中并在压缩空间P中压缩，然后经由排出帽5b、回路管L和机壳侧上的外流管向外逸出。

图2示出了根据现有技术的线性压缩机中的外定子的一个示例。传统的外定子12由沿圆周方向绕绕线架(未示出)缠绕以使电流能够流动的线圈12a、按预定间隔在圆周方向设置的多个铁芯块12b和用于将铁芯块12b固定至线圈12a的注模成型体12c构成。

为了获得外定子，绕绕线架缠绕线圈12a，使用夹具(未示出)在线圈12a的圆周方向按预定间隔暂时设置铁芯块12b，并通过嵌入射出成型工艺使铁芯块12b固定在线圈12a上。此时，线圈12a和铁芯块12b之间应进行绝缘以防止电流在其间流动。这可通过由注模成型体12c填充线圈12a与铁芯块12b之间的空间，或通过确保线圈12a和铁芯块12b彼此分隔开一定距离来实现。

然而，在前一情况下，使用注模成型体进行线圈和铁芯块之间的绝缘时，难以检查空间是否被注模成型体以满意的方式填充，并且此难题经常导致性能可靠性的恶化、生产成本的增加及在注模成型体硬化后可能的变形，由此稍后需要后处理来保证内定子、外定子和永磁体之间的气隙，就大规模生产而言是不利的。

另一方面，在线圈和铁芯块彼此分隔开一定距离以进行绝缘的情况下，直线电机的整体尺寸会增加，并且进一步地，使用该电机的线性压缩机的尺寸也会增加。

发明内容

技术问题

本发明旨在解决现有技术中存在的上述问题。本发明的目的是提供一种用于线性压缩机的定子，该定子的线圈和铁芯块可有效地绝缘并容易组装。

本发明的另一目的是提供一种用于线性压缩机的定子，该定子的线圈和铁芯块可有效地绝缘并可减小整体尺寸。

技术方案

根据本发明的方案，提供了一种用于线性压缩机的定子，包括：线圈绕组，线圈沿圆周方向缠绕在所述线圈绕组中，并且电流在所述线圈绕组中流动；绕线架组，所述绕线架组缠绕有线圈绕组并绝缘所述线圈绕组；以及多个铁芯块，所述铁芯块从所述绕线架组的轴向沿所述绕线架组的圆周方向以预定间隔设置。

在本发明的一个实施例中，绕线架组是一对注模成型体，该对注模成型体分别与线圈绕组的内径和外径接触，并且该对注模成型体彼此组装的同时内置所述线圈绕组。

在本发明的一个实施例中，所述绕线架组包括在圆周方向上以预定间隔形成的定位单元，以使所述铁芯块放置在所述定位单元上

在本发明的一个实施例中，所述定位单元是组装引导件，所述组装引导件在所述绕线架组的两个轴端上突出和/或从所述绕线架组的外轮廓面突出，并且所述组装引导件在圆周方向上接触所述铁芯块的两端。

在本发明的一个实施例中，定子包括防错位装置，其设置在所述绕线架组和所述铁芯块之间，以防止所述铁芯块从所述绕线架沿轴向错位。

在本发明的一个实施例中，所述防错位装置包括：在所述绕线架组的轴向两端上设置到内侧的安全棒，和在每个铁芯块的一端的内反面上形成的钩。

在本发明的一个实施例中，定子包括固定装置，所述固定装置设置在所述绕线架组和所述铁芯块之间，以便将所述铁芯块固定到所述绕线架组。

在本发明的一个实施例中，所述固定装置包括：在所述绕线架组的两个轴端上沿圆周方向形成的细长的固定槽，和在所述铁芯块的内反面上形成的、用于滑入到所述固定槽中的固定楔。

有益效果

在根据本发明的用于线性压缩机的定子中，绕线架被组装为缠绕有线圈，并且铁芯块沿绕线架的圆周方向设置，从而使得线圈和铁芯块彼此绝缘，并且铁芯块可组装到线圈。因此，增加了性能可靠性，削减了生产成本，并可防止部件的组装变形，同时不需要另外的后处理来校正变形。总之，增加了生产率。

在根据本发明的用于线性压缩机的定子中，用作一种注模成型体的绕线架位于线圈和铁芯块之间，使得线圈和铁芯块绝缘，并且铁芯块之间的间距可减少。因此，能够减小直线电机的总尺寸，并进一步也能减小线性压缩机的总尺寸。

在根据本发明的用于线性压缩机的定子中，组装引导件沿以注模成型体形式制造的绕线架的圆周方向按预定间隔设置，使得铁芯块能够在绕线架的正确位置上组装，由此增加了组装性并可防止铁芯块的错位。此外，在绕线架和铁芯块之间的接合部分设有的防错位装置和固定装置也有助于铁芯块更稳定地固定，简化了组装工艺并提高了生产率。

附图说明

图1示出了根据现有技术的线性压缩机的一个示例。

图2示出了用于根据现有技术的线性压缩机的外定子的一个示例。

图3示出了根据本发明的线性压缩机的一个示例。

图4示出了用于根据本发明的线性压缩机的外定子的一个示例。

图5示出了用于根据本发明的线性压缩机的外定子的局部分解图；以及

图6示出了可适用于根据本发明的线性压缩机的绕线架的一个示例。

具体实施方式

在下文中，将参考附图详细描述本发明的优选实施例。

图3示出了根据本发明的线性压缩机的一个示例。在一示例中，本发明的线性压缩机100在用作密封容器的机壳110内包括，汽缸200、活塞300和直线电机400，该直线电机400具有内定子420、外定子440和永磁体460。当永磁体460受内定子420和外定子440之间的相互作用的电磁力而开始进行直线往复运动时，可操作地结合到永磁体460的活塞300也进行直线往复运动。

内定子420被固定到汽缸200的外轮廓上，并且外定子440通过框架520和电机盖540被轴向固定。框架520和电机盖540借助例如螺栓的紧固件联接起来，并且外定子440被固定在框架520和电机盖540之间。框架520能够与汽缸200一体地形成，或者框架520可分开制造，然后结合到汽缸200上。图3的实施例示出了框架520和汽缸200一体地形成为一个本体的示例。

支架320连接到活塞300的后侧。四个前主弹簧820的两端由支架320和电机盖540支撑。同样地，四个后弹簧840的两端由支架320和后盖560支撑，并且后盖560结合到电机盖540的后侧。吸入消声器700设置在活塞300的后侧上，制冷剂通过吸入消声器700流入活塞300中，所以在吸入供给期间产生较小的噪声。

活塞300的内部为中空以允许通过吸入消声器700供给的制冷剂引入到汽缸200与活塞300之间限定的压缩空间P中并在压缩空间P中压缩。吸入阀610位于活塞300的前端。在打开位置的吸入阀610允许制冷剂从活塞300流入压缩空间P中，并且该吸入阀610关闭活塞300的前端以防止制冷剂从压缩空间P回流到活塞300。

当压缩空间P内的制冷剂被压缩至预定水平或更高时，导致位于汽缸200的前端的排出阀620打开。排出阀620由支撑帽640内部的螺旋排出阀弹簧630弹性地支撑，支撑帽640被固定到汽缸200的一端。于是高压压缩的制冷剂经由支撑帽640上形成的孔排出到排出帽660中，然后从线性压缩机100经由回路管L逸出以进行循环，由此使制冷剂循环工作。

之前讨论的线性压缩机100的每个部件由前支撑弹簧120和后支撑弹簧140支撑在组装状态，并且与机壳110的底部分隔开。因为它们不直接接触机壳110的底部，所以在制冷剂的压缩期间，压缩机100的每个部件产生的振动不直接传递给机壳110。因此，可以减少传递给机壳110的外部的振动和由机壳110的振动产生的噪声。

图4和图5均示出了用于根据本发明的线性压缩机的外定子的一个示例，并且图6示出了可适用于根据本发明的线性压缩机的绕线架的一个示例。内定子420(见图3)包括多个沿圆周方向的、呈圆柱体形式的叠片，而包括线圈441(见图3)、绕线架组442和铁芯块443的外定子440也采用圆柱体的形式，该圆柱体(外定子)安装在内定子420(见图3)的外部，且在该圆柱体(外定子)和内定子之间间隔有一距离。然而本发明中提到的定子限于由线圈441(见图3)、绕线架组442和铁芯块443构成的外定子440。

以下将详细说明外定子440的结构，中空环形式的绕线架组442缠绕有线圈441(见图3)以使外加电流流动，该绕线架组442为注模成型体，并且多个铁芯块443按预定间隔设置在绕线架442组的圆周方向上。这里，铁芯块443直接组装至绕线架组442。

绕线架组442以接近缠绕线圈441(见图3)的内/外轮廓面和前、后端的方式组装。绕线架组442由轴向接合的第一注模成型体442a和第二注模成型体442b构成并优选具有孔(未示出)，线圈441(见图3)的顶端经过所述孔而取出。第一注模成型体442a和第二注模成型体442b之间的接触部可粘合，或者具有与第一注模成型体442a和第二注模成型体442b之间的每个接触部的形状对应形状的物件可接合组装。也就是说，缠绕线圈441(见图3)首先通过第一注模成型体442a和第二注模成型体442b的相互开口部(相互连通部)放置在第一注模成型体442a和第二注模成型体442b，然后组装第一注模成型体442a和第二注模成型体442b。按这种方式，线圈441(见图3)内置于绕线架442。

每个铁芯块443具有在圆周方向的一些部分堆叠的开口的、划分成方形(squared-off)的U形叠片。详细地，全部的八对铁芯块443a和443b在圆周方向按预定间隔设置，每对铁芯块与绕线架组442在轴向接合安装。不管怎么说，铁芯块443组装在绕线架组442的外部上以与线圈441(见图3)绝缘。

为了有利于将铁芯块443组装/固定到绕线架组442，设置一种由组装引导件444、防错位装置445和固定装置446构成的定位单元。

组装引导件444为每个铁芯块443标记组装位置，所以能够容易地将铁芯块443安装在绕线架组442的圆周方向上的正确位置上，同时使得所述铁芯块之间具有预定的间隔。此时，在圆周方向按预定间隔设置的每个组装引导件444看起来像在绕线架组442的外轮廓面和前、后端上形成的突出的分隔壁，并且所述组装引导件444在圆周方向接触铁芯块443的两侧。这样，铁芯块443在圆周方向的两侧与组装引导件444紧密接触。只在绕线架组442的外轮廓面或只在绕线架组442的前、后端形成组装引导件444来标记铁芯块443在绕线架组442的组装位置也是可以接受的，但是通过在绕线架组442的外轮廓和前、后端上连续形成组装引导件444，铁芯块443和组装引导件444之间的接触区域会增加。因此，组装引导件444增强了绕线架组442和铁芯块443之间的锁紧力，并可防止铁芯块443沿圆周方向的错位或可防止叠片自铁芯块443的分离。此外，组装引导件444也在绕线架组442的内轮廓面上突出地形成，由此使铁芯块443的内轮廓端彼此绝缘。

防错位装置445位于绕线架组442和铁芯块443之间，以防止铁芯块443从绕线架组442轴向错位，并且该防错位装置445由沿绕线架组442的内轮廓面阶梯形成的安全棒445a和在铁芯块443的内轮廓面上形成的、与每个安全棒445a接合的钩445b构成。这里，安全棒445a可以是设置到绕线架组442的内轮廓面的凹槽形式，或可具有阶梯式的结构以有利于钩445b组装到安全棒445a上。当每对铁芯块443a和443b从绕线架组442的轴向在圆周方向按预定间隔组装时，安全棒也在组装引导件444之间成对设置，所述组装引导件在圆周方向上以预定的间隔地设置在绕线架组的内轮廓面上。当然，除了绕线架组442和铁芯块443之间的接触区域上的安全棒445a和钩445b之外，该防错位装置445也可按不同的形式配置。

固定装置446位于绕线架组442和铁芯块443之间，并且该固定装置446由沿圆周方向在绕线架组442的前、后端上形成的细长的固定槽446a和在铁芯块443的内反面上形成的、可滑入固定槽446a的固定楔446b构成。详细地，固定槽446a是沿圆周方向形成在组装引导件444之间的细长的槽，并且固定楔446b也在圆周方向上形成于细长的突出部上，且朝向端部逐渐变窄。在这里，固定楔446b比固定槽446a大以楔入到固定槽446a中。

现将参考图3至图5解释外定子440如何与上述构造组装的示例。

缠绕线圈441插入到第一注模成型体442a和第二注模成型体442b之间，然后第一注模成型体442a和第二注模成型体442b彼此组装以构造为绕线架组442。铁芯块443的每对铁芯块443a和443b从绕线架442的轴向在圆周方向上以预定间隔设置。为了更准确，通过允许铁芯块443的钩445b由绕线架组442的安全棒445a止动而将铁芯块443暂时组装在组装引导件444之间。当然，线圈441位于绕线架组442内，同时铁芯块443位于绕线架组442外，所以它们一旦组装就彼此自然绝缘。

这样，在铁芯块443被暂时组装在绕线架组442的同时，外定子440轴向插入到框架520和电机盖540之间，此时，框架520和电机盖540沿轴向栓接在一起。使用螺栓的夹紧力，框架520和电机盖540沿轴向支撑外定子440，并且同时施加压缩力以将铁芯块443的固定楔446b楔入到固定槽446a中，并使铁芯块443在圆周方向上的两侧紧密依附到绕线架组442的组装引导件444上。按这种方式，铁芯块443被牢固地固定到绕线架组442。

虽然本发明的前述实施例和附图已经详细解释了用于线性压缩机的外定子，其中铁芯块设置在预缠绕有线圈的绕线架组的外轮廓面上，但是本发明也可包括用于线性压缩机的内定子，其中铁芯块设置在缠绕有线圈的绕线架组的内轮廓面上。已经参考实施例和附图详细描述了本发明。然而，本发明的范围不限于实施例和附图，而是由所附权利要求界定。

Claims (17)

1.一种用于线性压缩机的定子，包括：

线圈绕组，线圈沿圆周方向缠绕在所述线圈绕组中，并且电流在所述线圈绕组中流动；

绕线架组，所述绕线架组缠绕有所述线圈绕组并绝缘所述线圈绕组；以及

多个铁芯块，所述铁芯块自所述绕线架组的轴向沿所述绕线架组的圆周方向以预定间隔设置。

2.如权利要求1所述的定子，其中所述绕线架组是一对注模成型体，该对注模成型体分别接触所述线圈绕组的内径和外径，并且该对注模成型体彼此组装的同时内置所述线圈绕组。

3.如权利要求1或2所述的定子，其中所述绕线架组包括在圆周方向上以预定间隔形成的定位单元，以使所述铁芯块放置在所述定位单元上。

4.如权利要求3所述的定子，其中所述定位单元是组装引导件，所述组装引导件在所述绕线架组的两个轴端上突出和/或从所述绕线架组的外轮廓面突出，并且所述组装引导件在圆周方向上接触所述铁芯块的两端。

5.如权利要求3或4所述的定子，其中所述定位单元朝向所述绕线架组的内轮廓面被突出地形成。

6.如权利要求1至5中任一项所述的定子，包括：

防错位装置，其设置在所述绕线架组和所述铁芯块之间，以防止所述铁芯块从所述绕线架沿轴向错位。

7.如权利要求6所述的定子，其中所述防错位装置包括：在所述绕线架组的轴向两端上设置到内侧的安全棒，和在每个铁芯块的一端的内反面上形成的钩。

8.如权利要求1至7中任一项所述的定子，包括：

固定装置，其设置在所述绕线架组和所述铁芯块之间，以便将所述铁芯块固定到所述绕线架组。

9.如权利要求8所述的定子，其中所述固定装置包括：在所述绕线架组的两个轴端上沿圆周方向形成的细长的固定槽，和在所述铁芯块的内反面上形成的、用于滑入到所述固定槽中的固定楔。

10.一种进行往复式运动的线性压缩机，包括：

可动构件，其包括活塞；

汽缸；

固定构件，其包括电机，所述电机设置到所述汽缸以使所述活塞进行往复运动；

一个或多个弹簧，所述弹簧的一部分固定到所述可动构件，并且所述弹簧的另一部分固定到所述固定构件，从而为所述可动构件提供驱动功率以从顶点运动至死点；以及

机壳，所述机壳用于容置所述可动构件、所述固定构件和所述弹簧，

其中所述电机包括：

内定子，其由在圆周方向绝缘地层压的多个铁芯块构成；

外定子，其包围所述内定子并与所述内定子之间具有预定间距，并且所述外定子包括线圈绕组，线圈沿圆周方向缠绕在所述线圈绕组中，并且电流在所述线圈绕组中流动；第一注模成型体和第二注模成型体，所述第一注模成型体和第二注模成型体在轴向上缠绕有所述线圈绕组，用于绝缘所述线圈绕组；以及多个铁芯块，所述铁芯块结合到所述第一注模成型体和第二注模成型体；以及

一个或多个永磁体，用于维持所述内定子与所述外定子之间的气隙，并通过相互作用的电磁力而进行直线往复运动。

11.如权利要求10所述的线性压缩机，其中所述铁芯块设置为在所述第一注模成型体和所述第二注模成型体的轴向上具有预定间距，并且所述铁芯块从轴向组装到所述第一注模成型体和所述第二注模成型体上。

12.如权利要求10或11所述的线性压缩机，其中所述第一注模成型体和所述第二注模成型体均包括定位单元，所述定位单元在圆周方向上以预定间隔被形成，以使所述铁芯块放置在所述定位单元上。

13.如权利要求12所述的线性压缩机，其中所述定位单元是组装引导件，所述组装引导件在所述第一注模成型体和所述第二注模成型体的两个轴端上突出和/或从所述第一注模成型体和所述第二注模成型体的外轮廓面突出，并且所述组装引导件在圆周方向上接触所述铁芯块的两端。

14.如权利要求10至13中任一项所述的线性压缩机，包括：

防错位装置，其设置在所述第一注模成型体、所述第二注模成型体与所述铁芯块之间，以防止所述铁芯块从所述第一注模成型体和所述第二注模成型体沿轴向错位。

15.如权利要求14所述的线性压缩机，其中所述防错位装置包括：在所述第一注模成型体和第二注模成型体的轴向两端上设置到内侧的安全棒，和在每个铁芯块的一端的内反面上形成的钩。

16.如权利要求10至15中任一项所述的线性压缩机，包括：

固定装置，其设置在所述第一注模成型体、所述第二注模成型体与所述铁芯块之间，以将所述铁芯块固定到所述第一注模成型体和所述第二注模成型体。

17.如权利要求16所述的线性压缩机，其中所述固定装置包括：在所述第一注模成型体和所述第二注模成型体的两个轴端上沿圆周方向形成的细长的固定槽，和在所述铁芯块的内反面上形成的、用于滑入到所述固定槽中的固定楔。

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