CN1303745C - 往复式电动机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种往复式电动机，其具有一磁体架(10)，其被连接在磁体(8)与一个要被往复驱动的元件之间，用于将磁体(8)的往复运动传递给所述元件，磁体架包括：一第一安装单元(12)，磁体(8)安装在该安装单元上；以及一第二安装单元(14)，其是用与第一安装单元(12)不同的材料制成的，并被连接到第一安装单元(12)上，所述元件被接合到该第二安装单元(14)上。磁体架(10)上固定磁体的部分是用非金属材料制成的，所以可将线圈绕组(6)所产生磁通量的漏磁减到最小。

Description

往复式电动机

技术领域

本发明涉及一种往复式电动机，更具体来讲，本发明涉及这样一种往复式电动机：其可将定子所产生磁场的漏磁减到最少，从而可提高电动机的效率。

背景技术

通常，往复式电动机的结构是这样的：一外侧定子与一内侧定子被布置成具有一定的间隙，且在外定子与内定子之间设置一个带有磁体的转子，这样，当向缠绕在定子上的线圈绕组通电时，由于定子与磁体之间的相互作用，转子线性往复运动。

这种往复式电动机主要用在往复式压缩机中，压缩机的活塞与转子连接，从而往复地移动活塞。

图1是对根据现有技术的往复式电动机的半剖视图，图2是按照现有技术的往复式电动机中的转子组件的透视图。

传统的往复式电动机包括：一定子组件102，其被固定到一壳体上，当向其通电时，其可产生出磁通量；以及一转子组件104，其布置成与定子组件102具有一个气隙，且根据与定子组件102产生的磁通量的相互作用而往复运动。

在此方面，定子组件102包括：一外定子芯部106，其构成了一个圆筒状，由多个薄铁片叠置而成；一内定子芯部108，其被布置成自身与外定子芯部106的内圆周面之间具有一定的气隙，其也形成了一个圆筒状，且也由多个薄铁片叠置而成；以及一线圈绕组110，其缠绕在外定子芯部106内侧，当从外部电源向其通电时，其在外定子芯部106与内定子芯部108之间形成磁通量。

转子组件104包括：磁体112，其沿圆周方向设置在外定子106与内定子108之间；一磁体架114，其上带有多个磁体112，这些磁体以相等的间隔在其外周面上布置，该磁体架与一个要被往复移动的元件(图中未示出)相连接；以及一磁体盖116，其用于遮盖着磁体112，以防止磁体从磁体架114上脱落。

如图2所示，磁体架114包括：一第一安装单元120，其被布置成可在外定子芯部106与内定子芯部108之间可往复移动，该第一安装单元为圆筒状，磁体112以相等的间隔沿圆周方向布置于其上；以及一第二安装单元122，其在第一安装单元120上磁体112所在部分的相对侧的端部以相同的材料一体形成，以便安装一个要往复移动的元件，

第一安装单元120包括多个嵌入槽124，这些嵌入槽在其圆周面上等距设置，磁体112可被嵌入到这些嵌入槽中；第二安装单元122包括接合孔126，且其为圆盘形式，并且诸如活塞(图中未示出)等的元件沿圆周方向安装。

下面将对具有这种构造的普通往复式电动机的工作过程进行描述。

当向线圈绕组110通电时，在线圈绕组110的周围产生磁通量。磁通量沿外定子芯部106和内定子芯部108形成闭合的磁路，通过外定子芯部106、内定子芯部108之间所产生磁通量与磁体112所形成磁通量之间的相互作用，磁体112在轴向上线性地移动。

当施加到线圈绕组110上的电流方向交替变化时，线圈绕组110的磁通量方向就会不断地改变，从而使磁体112产生线性的往复运动。

这样，由于其上固定着磁体112的磁体架114产生线性往复运动，所以，诸如活塞的元件就被线性往复驱动。

在此方面，由于磁体架114应当在其上安装有磁体112的状态下、往复移动活塞等，因而，考虑到电动机的稳定性，其应当能保证一定的强度，因此，磁体架114通常是用金属材料制造的。

尤其是，为了减小外定子芯部106与内定子芯部108之间的气隙，采用了非磁性的金属。

但是，在磁体架114是用非磁性金属制造的情况下，由于在金属材料的特性方面仍然是导电性的，所以外定子芯部106与内定子芯部108之间产生的磁场会沿磁体架114泄漏，从而带来电动机性能恶化的问题。

如果鉴于上述问题而用非金属材料来制造磁体架，则由于非金属材料出于其自身性质而比金属材料具有较弱的物理特性，所以对其制得较薄存在限制，且易于在线性往复运动中破裂。

另外，在模制磁体架的过程中，为了便于将插入到磁体架114中的内模拉出，应当设置一拔模斜度。然而，这会使外定子芯部106与内定子芯部108之间的气隙被加大，从而会使电动机的效率恶化。

发明内容

因而，本发明的一个目的是提供一种往复式电动机，其通过由非金属材料来制造磁体架上安装磁体的那一部分，而使线圈绕组所产生磁通的损失达到最少，进而避免了电动机效率的恶化。

本发明的另一个目的是提供一种往复式电动机，在该电动机中，磁体架上与所要往复移动的元件相接合的部分是由具有一定强度的金属材料制成，因而可将磁体架制得很薄，并保持其与它与所述元件的接合强度。

本发明的又一个目的是提供一种往复式电动机，在该电动机中，在对磁体架进行模制时，不需要设置拔模斜度，从而磁体架以均匀的厚度形成，并能缩窄外定子芯部与内定子芯部之间的气隙，从而提高电动机的效率。

为实现上述的优点以及其它的优点，根据本发明的目的，如在本文中进行实施并宽泛描述的那样，提供了一种往复式电动机，其具有：一外定子芯部；一内定子芯部，其被布置在外定子芯部的内周面上，并在二者之间具有一定的气隙；一线圈绕组，其被缠绕到外定子芯部和内定子芯部之一上；磁体，其被布置成可在外定子芯部与内定子芯部之间线性地运动；以及一磁体架，其被连接在磁体与一个要被往复驱动的元件之间，用于将磁体的往复运动传递给所述元件，其中，磁体架包括：一第一安装单元，磁体安装在该安装单元上；以及一第二安装单元，其被连接到第一安装单元上，由与第一安装单元不同的材料支撑，并且所述元件接合到该第二安装单元上。

在本发明的往复式电动机中，第一安装单元是用非金属材料制成的。

在本发明的往复式电动机中，第一安装单元是通过将纤维与树脂混合起来而制成的。

在本发明的往复式电动机中，第一安装单元为圆筒状，并具有嵌入槽，磁体沿外圆周方向嵌入到所述嵌入槽中。

在本发明的往复式电动机中，第一安装单元包括多个形成在圆周方向上的空气通道。

在本发明的往复式电动机中，当磁体处于上止点或下止点时，第一安装单元的长度大于位于外定子芯部一侧的气隙长度的两倍。

在本发明的往复式电动机中，第二安装单元是用金属材料制成的。

在本发明的往复式电动机中，第二安装单元是通过对冷轧板材执行注模成型(injection-molding)而制成的，其中的冷轧板材被制成金属薄板的形式。

在本发明的往复式电动机中，第二安装单元为圆筒体形式，其与第一安装单元的边沿圆周面相接合，并包括多个接合孔，这些接合孔形成在与第一安装单元相接合的部分的相对侧，接合孔用于与所述元件接合。

在本发明的往复式电动机中，在第二安装单元的圆周面上形成多个空气通道。

在本发明的往复式电动机中，对于第一安装单元与第二安装单元进行相互接合的接合单元，在面对着第二安装单元的第一安装单元的内周侧上形成一第一台阶部分，而在第二安装单元的外周侧上形成一第二台阶部分，然后，第一台阶部分与第二台阶部分就可相互插接而组装到一起。

在本发明的往复式电动机中，利用螺栓或粘接材料将第一安装单元和第二安装单元结合。

在本发明的往复式电动机中，第一安装单元和第二安装单元以如下方式结合，即：第二安装单元在模制第一安装单元的过程中镶嵌造型(insert-molded)。

附图说明

图1是根据现有技术的往复式电动机的半剖面图；

图2是根据现有技术的往复式电动机中的转子架的透视图；

图3是根据本发明的往复式电动机的半剖面图；

图4是根据本发明的往复式电动机的转子架的分解透视图；以及

图5是示出本发明往复式电动机中转子架不同的实施方式的半剖面图。

具体实施方式

下面将对本发明优选实施方式作详细的描述，附图中表示了优选实施方式的几个实例。

根据本发明的往复式电动机存在多种实施方式，下文将对这些实施方式中最为优选的一种进行描述。

图3是根据本发明的往复式电动机的半剖面图。

本发明的往复式电动机包括：圆筒状的外定子芯部2，其固定到一壳体(图中未示出)上；一内定子芯部4，其被布置到外定子2的内周面上，且二者之间具有一定的气隙，并在其自身与外定子芯部2之间形成磁通量；一线圈绕组6，其缠绕在外定子芯部2的内侧；磁体8，其被布置成可在外定子芯部2与内定子芯部4之间线性运动；以及一磁体架10，其被连接在磁体与一个要被往复驱动的元件(图中未示出)之间，用于将磁体8的往复运动传递给该元件。

例如，在该往复式电动机用于往复式压缩机的情况下，所述元件代表一个活塞，它被线性往复驱动，用于完成压缩工作。

外定子芯部2为圆筒状，其是通过将几层铁片叠置在一起而形成，线圈绕组6缠绕到其内周面上，内定子芯部4也为圆筒状，其也是由几层铁片叠置而形成的，其以二者之间具有一定气隙的方式布置在外定子芯部2的内侧。

磁体8为在外定子芯部2与内定子芯部4之间气隙的圆周方向上被分成多个磁体的形式，且被固定到磁体架10上。

为了防止磁体8脱落，在磁体8的外侧上连接有一磁体盖16。

如图4所示，磁体架10包括：一第一安装单元12，其被设置在外定子芯部2与内定子芯部4的之间的气隙中，且其中安装磁体8；一第二安装单元14，其接合在第一安装单元12的一端部处，且被固定到要被往复驱动的元件上，第二安装单元是用与第一安装单元12不同的材料制成的。

第一安装单元12为具有一定厚度的圆筒状，并包括沿外圆周方向按一定间隔形成的嵌入槽18，磁体8嵌入到这些嵌入槽18中。

在第一安装单元12的圆周方向上，穿透地形成多个空气通道20，且它们与嵌入槽18具有一定的间隔。

第一安装单元12由不具有导电性的非金属材料制成，从而可减小由线圈绕组6在外定子芯部2与内定子芯部4之间所产生磁通量的损失。

尤其是，考虑到支撑磁体8的强度以及漏磁，第二安装单元14优选地是通过将纤维与树脂混合而进行注模来形成的。

第二安装单元14通过一接合单元接合到第一安装单元12的边沿圆周面上，第二安装单元为圆筒状，且与第一安装单元12具有相同的直径。在第二安装单元14上，沿圆周方向形成多个空气通道22，并在与第一安装单元12相接合的部分的相对一侧，形成多个用于与所述元件进行接合的接合孔24。

第二安装单元14是由金属材料制成的，该金属材料可胜任与元件的接合，并能承受往复运动。

尤其是，第二安装单元14优选地是通过对制成金属薄板的冷轧板材执行注模成型而制成的。

公知的是：当磁体8处于上止点或下止点时，在外定子芯部2侧面处外定子芯部2与内定子芯部4之间的气隙两倍的距离处，磁体8不会受到磁场的影响。

因而，当从图3中进行观察时，如果磁体8偏向右侧，第一安装单元12的长度M为外定子芯部2侧面处气隙L的两倍。

对于第一、第二安装单元12和14，由于要在注模成型过程中进行制造的长度很短，所以，即使未设置拔模斜度，也易于与铸模相分离。

接合单元是由第一安装单元12与第二安装单元14以一定的方式形成的，即：通过将面对着第二安装单元14的第一安装单元12内周面在一定的宽度处凹进而形成第一台阶部分26，并在第二安装单元14的外周面上在一定宽度处凹进而形成第二台阶部分28，使得第二台阶部分插入到第一台阶部分26中。

在第一台阶部分26与第二台阶部分28相互插接而组装起来之后，利用螺栓或粘接材料将二者固定起来。

如图5所示，接合单元可以以如下方式形成，即：将面对着第二安装单元14的第一安装单元12外周侧在一定宽度处凹进而形成第一台阶部分32，并在第二安装单元14的内周侧在一定宽度处凹进而形成第二台阶部分34，使得第一台阶部分32插入到第二台阶部分34中。

在第一台阶部分32与第二台阶部分34相互插接而组装起来之后，利用螺栓或粘接材料将二者固定起来。

此外，可在模制非金属材料的第一安装单元12过程中，将金属材料的第二安装单元14插入，从而将它们结合。

接合单元可采用任何的接合方法，只要该方法能将圆筒状的金属材料与圆筒形的非金属材料相互接合到一起即可。

下面将对具有上述结构的往复式电动机的工作过程进行描述。

当向线圈绕组6通电时，在线圈绕组6的周围产生了磁通量。磁通量沿外定子芯部3和内定子芯部4而形成闭合磁路，由于外定子芯部2、内定子芯部4之间所产生磁通量与磁体8所形成磁通量的相互作用，磁体8在轴向上线性地运动。

并且，当施加给线圈绕组6的电流方向交替变化时，线圈绕组6的磁通量方向就会不断改变，从而使磁体8产生线性的往复运动。

这样，由于其中固定有磁体8的磁体架线性往复运动，所以，活塞等元件就被线性往复地驱动。

此时，由于磁体架10上固定有磁体8的第一安装单元12是用非金属材料制成的，所以可将线圈绕组6所产生磁通量的漏磁减到最小。

此外，由于磁体架10上用于与元件接合的第二安装单元14是用金属材料制成的，所以可保持与元件的接合强度。

如上所述，本发明的往复式电动机具有很多优点。

也就是说，例如，首先，由于磁体架10上固定磁体8的第一安装单元12是用非金属材料制成的，所以可将线圈绕组6所产生磁通量的漏磁减到最小，这样就能防止电动机的效率下降。

其次，由于磁体架上用于与要往复运动的元件相接合的第二安装单元14是用具有一定强度的金属材料制成的，所以可减小其厚度，并能保证与元件的接合强度。

第三，由于第一安装单元12和第二安装单元14单独注模成型并相互接合，所以无须为注模成型而设置拔模斜度。因而，磁体架10可以均匀厚度形成，且由于可缩窄外定子芯部2与内定子芯部4之间的气隙，电动机的效率能得以提高。

最后，由于磁体架10是通过将金属材料与非金属材料接合起来而制成的，所以可降低制造成本。

由于在不背离本发明的精髓和基本特征的前提下可以以多种方式实施本发明，因此应当理解到：除非特别指明，上述实施方式不受上文中任何细节局限，而是应在所附权利要求限定的思想和范围内宽泛地理解，因而，所有落入到权利要求或等效限定的边界和范围内的变型和改动都应当看作是被权利要求书涵盖。

Claims (12)

1、一种往复式电动机，具有：外定子芯部；内定子芯部，其被布置在外定子芯部的内周面上，且二者之间具有一定的气隙；一线圈绕组，其被缠绕到外定子芯部和内定子芯部之一上；磁体，其被布置成可在外定子芯部与内定子芯部之间线性运动；以及磁体架，其被连接在磁体与要被往复驱动的元件之间，用于将磁体的往复运动传递给所述元件，

其中，磁体架包括：第一安装单元，磁体安装在该安装单元上；以及第二安装单元，其连接到第一安装单元上，并由与第一安装单元不同的材料制成，所述元件被接合到该第二安装单元上；

其中，第一安装单元是用非金属材料制成的；且

其中，第二安装单元是由金属材料制成的。

2、根据权利要求1所述的电动机，其中，第一安装单元是通过将纤维与树脂混合而制成的。

3、根据权利要求1所述的电动机，其中，第一安装单元为圆筒状，并在外圆周方向上具有其中插入磁体的嵌入槽。

4、根据权利要求3所述的电动机，其中，第一安装单元包括多个沿圆周方向形成的空气通道。

5、根据权利要求3所述的电动机，其中，当磁体处于上止点或下止点时，第一安装单元的长度大于外定子芯部侧面处的气隙长度的两倍。

6、根据权利要求1所述的电动机，其中，第二安装单元是通过对被制造成金属薄板的冷轧板材进行注模成型而制成的。

7、根据权利要求1所述的电动机，其中，第二安装单元为圆筒状，其与第一安装单元的边沿圆周侧相接合，并包括多个接合孔，这些接合孔形成在与第一安装单元接合的部分的相反一侧上，用于与所述元件接合。

8、根据权利要求7所述的电动机，其中，在第二安装单元的圆周面上形成多个空气通道。

9、根据权利要求1所述的电动机，其中，第一安装单元与第二安装单元以如下的方式组装，即：在面对第二安装单元的第一安装单元的内周侧上形成一第一台阶部分，而在第二安装单元的外周侧上形成一第二台阶部分，第一台阶部分与第二台阶部分相互插接。

10、根据权利要求1所述的电动机，其中，第一安装单元与第二安装单元以如下方式组装，即：在面对第二安装单元的第一安装单元的外周侧上形成一第一台阶部分，并在第二安装单元的内周侧形成一第二台阶部分，第一台阶部分与第二台阶部分可相互插接。

11、根据权利要求10所述的电动机，其中，第一安装单元和第二安装单元通过螺栓或粘接材料结合。

12、根据权利要求1所述的电动机，其中，第一安装单元与第二安装单元以如下方式结合，即：第二安装单元在模制第一安装单元的过程中镶嵌成型。

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