CN1531773A - 往复式电动机的定子 - Google Patents

Abstract

一种往复式电动机的定子，包括：线圈筒，由绝缘材料制成，绕组线圈位于其中；端子单元，与线圈筒形成为一体，并将绕组线圈与外电源电连接在一起；芯单元，从端子单元的一侧开始沿着线圈筒成放射状地叠合。因此，可以以简单的方式将绕组线圈和线圈筒结合在一起，并且可以简单且精确地叠合芯单元，所以能够提高电动机的批量生产能力。而且，能够简单且精确地控制芯单元的尺寸，于是，防止了与构成该电动机的其它零件的接触和冲击，从而可以提高电动机的可靠性。

Description

往复式电动机的定子

技术领域

本发明涉及一种往复式电动机的定子，并且具体地，涉及一种用于适于通过以简单方式对零件进行加工和装配、并通过对零件的尺寸进行精确控制而批量生产的往复式电动机的定子。

背景技术

通常，电动机是一种将电能转换为动能的装置，并且它被分成了两类：将电能转换为旋转运动的旋转型电动机和将电能转换为直线往复运动的往复式电动机。

作为动力源，电动机在许多方面得到应用。尤其是，几乎在所有的电器中都安装有电动机，例如电冰箱、空调、洗衣机以及电风扇等等。在电冰箱和空调的情况中，它能够用于转动风扇。而且通过将其安装在构成电冰箱和空调的制冷循环装置中的压缩机上还可以用作动力源。

附图1表示传统的往复式电动机的一个具体实施方式。如其中所示，该往复式电动机包括：定子S，包括圆柱形外芯10和与外芯相隔一定缝隙地插入在外芯之中的内芯20；绕组线圈30，与外芯10结合在一起或与内芯20结合在一起；和电枢40，插在外芯10和内芯20之间以能够执行直线往复运动。

附图1表示的是绕组线圈30与外芯10结合在一起的结构。

通过成放射状地叠置多个叠片11将外芯10形成为圆柱形叠层体，以形成圆筒形状。这些叠片11形成为“U”形薄板，这些“U”形薄板具有一定宽度。

叠片11的“U”形部分是通路单元11a，在其上有磁通流过，叠片11的两端是形成磁极的磁极单元11b，且在通路单元11a内部的形成的开口空间是开口单元11c，在该开口单元11c中放置绕组线圈30。

通过多次缠绕线圈以形成环形形状，绕组线圈30形成为其轮廓的形状与开口单元11c的轮廓形状相一致。在绕组线圈30的外周表面上，形成有绝缘涂层31。

通过成放射状地叠置叠片21，内芯20形成为圆柱形叠层体，叠片21形成为具有与外芯10相同的长度的正方形薄板。

电枢40包括插在外芯10和内芯20之间的圆柱形磁体支架41，和固定结合在磁体支架41的外表面上的多个永磁体42。

绕组线圈30和外芯10如下面所述地结合在一起，即，在通过多次缠绕线圈以制成环形形状的绕组线圈30的外侧面上涂覆绝缘涂层31，并在这种状态下，通过在绕组线圈30上成放射状地叠置构成外芯10的叠片11来将叠片11与绕组线圈30结合在一起。

此时，在绕组线圈30上面对叠片进行叠置，所以绕组线圈30被插入到了开口单元11c之内。

永磁体42的长度Lm通常等于磁极单元的长度Lp与磁极之间的长度Lb之和。因此，永磁体42的长度与位于开口单元11c两端的磁极之间长度，即，磁极之间的长度Lb成比例，因此磁极之间的长度Lb越短，永磁体42的长度Lm越短。磁极单元的长度Lp相应于行程，而磁极之间的长度Lb相应于开口单元11c的入口的宽度。

如附图2所示，上面所介绍的往复式电动机如下面所述地进行工作。首先，如果电流在绕组线圈内流动，那么通过在线圈上流动的电流，就会在绕组线圈30周围产生磁通。并且磁通沿着构成定子S的外芯通路单元11a和内芯20流动，形成闭合环路。

通过绕组线圈30中流动的电流形成的磁通和构成电枢40的永磁体42形成的磁通之间的交互作用，永磁体向着轴向运动。

此外，如果改变了绕组线圈30上的电流的流动方向，那么形成在外芯的通路单元11和内芯上的磁通的方向也会随之改变，于是永磁体向着相反的方向运动。

如上面所述的，如果以改变电流方向的方式供给电流，永磁体就会在外芯10和内芯20之间进行直线往复运动。因此，电枢40就会产生直线往复运动的驱动力。

不过，在上面所述的结构中，绝缘材料被涂覆在通过多次缠绕具有一定长度的线圈而制成的绕组线圈30上，在这种状态下，外芯10是以手工地在绕组线圈30上叠置多个叠层11的方式构成的。因此，难于制作形状与构成外芯10的叠片的开口单元11c相同的绕组线圈30。

此外，绕组线圈30容易被扭曲，以其变得难于叠置叠片11，并且其尺寸不精确。因此，不能精确地保持电枢所插入的外芯10和内芯20之间的空隙，由此，电枢40与外芯和内芯之间发生了接触，从而电枢产生了磨损。

而且，放置绕组线圈30的开口单元11c的入口的宽度，即，磁极之间的长度Lb很长，因此增加了取决于磁极之间的长度Lb的价格昂贵的永磁体42的长度和永磁体42的数量。因此，增加了生产成本，并且因为叠片11是由手工叠置的，使生产周期和过程变长，所以不适于批量生产。

发明内容

因此，本发明的一个目的是，提供一种往复式电动机的定子，通过以简单的方式制造和装配零件，并通过精确地控制这些零件的尺寸，该往复式电动机的定子适于批量生产。

为了实现本发明的这一目的，提供一种往复式电动机的定子，包括：线圈筒，由绝缘材料制成，绕组线圈位于其中；端子单元，与线圈筒整体形成，并将绕组线圈与外电源连接在一起；和芯单元，通过按照从端子单元的一个表面开始沿着线圈筒对多个叠片进行叠置而形成。

附图说明

图1是传统的往复式电动机的前剖视图；

图2是传统的往复式电动机的工作状态的前剖视图；

图3是按照本发明的带有线圈筒的往复式电动机的前剖视图；

图4是按照本发明的往复式电动机的线圈筒的前剖视图；

图5是按照本发明的往复式电动机线圈筒的修改实施例的前剖视图；

图6是按照本发明的往复式电动机线圈筒的修改实施例的前剖视图；

图7是位于构成按照本发明的往复式电动机的线圈筒的突出顶部开口中心周围的局部视图；

图8是按照本发明的往复式电动机的制造方法的流程图。

具体实施方式

在下文中，将参照图中所示的实施例对按照本发明的往复式电动机的定子进行说明。

图3表示按照本发明的往复式电动机的定子的一个实施例。如图中所示，往复式电动机的定子包括：线圈筒200，由绝缘材料制成，绕组线圈100位于其中；端子单元300，与线圈筒200整体形成，并将绕组线圈200与外电源电连接；和芯单元400，通过从端子单元300的一个侧面开始沿着线圈筒200叠置多个叠片410而形成。

如图4所示，线圈筒200形成为环形形状，并包括：具有绕组凹槽210的线圈筒主体220，线圈被缠绕在绕组凹槽210之内；和与线圈筒220整体地结合在一起以封闭线圈筒主体220的凹槽210的盖子230。

绕组线圈100是通过在线圈筒220内的绕组凹槽210上多次缠绕具有一定长度的线圈而形成的，并且绕组线圈100是由线圈筒主体220和盖子230整体进行封装的。

此外，在线圈筒主体220的两侧上形成有向着线圈筒主体220的内表面倾斜的倾斜部分221，线圈筒主体220和盖子230形成为保持一定的厚度。

而且，芯单元400与线圈筒220的上表面、全部两个侧表面和倾斜部分221都相接触。在线圈筒主体220的两个侧面上，在线圈筒主体220横向的两个侧面上形成有不止一个用于定位芯单元400的凸起222。

图5中示出了线圈筒主体220的倾斜部分221的另一个实施例。倾斜部分221形成为具有一定厚度的阶梯状。

并且在阶梯的外边缘部分上形成有用于防止收缩和扭曲的多个肋片223。

另一方面，在线圈筒220上形成有用于排出诸如水这样的外来物的排出孔224，并且排出孔224形成在芯单元400不占用的位置上。例如，排出孔224可以形成在阶梯状倾斜部分221的垂直壁上。

此外，在线圈筒主体220的内表面上，在圆周方向上形成有引导凸起225。该引导凸起225具有一定的宽度和高度，并且沿着线圈筒主体220的内周表面形成为环形形状。并且最好形成在该内周表面的中央部分。

当构成芯单元400的叠片410被叠置在线圈筒200上时，与引导凸起稳定接合的固定夹具(未示出)对线圈筒220进行固定。关于另一个例子，引导凸起225可以形成为具有一定宽度和深度的凹槽，用以固定该固定夹具。

最好使用树脂材料，即绝缘材料形成线圈筒200，并且更好的是，使用那些树脂材料中的塑料树脂形成线圈筒200。

端子单元300形成为从线圈筒200的一个侧面延伸凸出，具有一定的长度。并且端子单元300是二次模制(over mold)在线圈筒200的一个侧面上的，并且那里包含有线圈筒的绕组凹槽210。

如图6所示，端子单元300沿着线圈筒200在长度方向上形成，并且端子单元300的长度b1大于叠置在线圈筒200上的芯单元400的长度b2。端子单元300包括连接器单元310，在该连接器单元310的一侧上包含有凸出在外的第一电源端子311和第二电源端子312。

第一和第二电源端子311和312形成为具有一定的宽度、厚度和长度。如图7所示，沿着线圈筒200的径向，在圆周方向上彼此平行地设置第一电源端子311和第二电源端子312。此时，第一和第二电源端子分别被垂直地设置在一条径向的直线上。

端子单元300是使用树脂材料形成的，并且端子单元300和连接器单元310是相继模制(sequential mold)的。于是，通过相继模制，在端子单元300和连接器单元310之间产生了一条分型线P。

此外，如图7所示，端子单元300和连接器单元310在长度方向上是重叠的，从而形成了重叠部分。在重叠部分的两侧在长度方向上分别形成有台阶单元313，并且连接器单元310被放置在台阶单元313之间。

形成台阶凹槽314位于被定位在端子单元300端面即连接器单元310的端面上的第一电源端子311和第二电源端子312的周围。

如图9所示，与绕组线圈100电连接的导线111和112被包含在端子单元200内部，并且导线111和112分别与第一和第二电源端子相连接。

单独地安装导线111和112，这些线分别地将绕组线圈100的一个侧端连接到第一电源端子311，并将绕组线圈100的另一个侧端连接到第二电源端子312。

在包含在端子单元300中的连接器单元310的相对部分的内部形成有用于变薄用的凹槽320，在端子单元300进行模制时保持一定的厚度，并防止端子单元300的收缩和扭曲。

用于排出诸如水这样的外来物的排出孔330形成在端子单元300上，并且它形成在不与芯单元400相重叠的位置上。所以最好该排出孔330形成在端子单元的外表面上，通过以一定大小形成通孔来形成排出孔330，使位于端子单元300内的绕组线圈100能够暴露在外。

此外，在端子单元300的内表面的轴向上形成有引导凹槽340。引导凹槽340在端子单元300的整个长度方向上形成，并且就其外形来说，它形成为具有一定的宽度和深度。端子单元300的引导凹槽340是这样一个部件：当多个叠片410叠置在线圈筒200上时，由单独固定夹具对其进行支撑，以防止线圈筒200向着半径方向的移动。关于端子单元300的引导槽340的另一个例子，引导槽340可以形成为具有一定高度和宽度的凸起。

如图10所示，在端子单元300中包括一个夹具座单元350，该夹具座单元350用于在叠置了芯单元400时，使用固定夹具对端子单元300和线圈筒200进行固定地支撑。

夹具座单元350是通过在端子单元300的两个侧表面和上表面形成台阶凹槽314而形成的，用于减小端子单元200的宽度。

用于将绕组线圈100的两端上的线圈引入到端子单元300中以将绕组线圈100与端子单元300进行电连接的孔360，形成在线圈筒200的一侧上。关于孔的另一个例子，可以形成一个缝。

芯单元400形成为叠合体，该叠合体通过从端子单元300的一面到端子单元300的另一面沿着线圈筒200叠置多个形成为具有一定形状的薄片的叠片410而制成。

如图11所示，构成芯单元400的叠片410形成为“L”形薄片，并且叠片410沿着线圈筒200按锯齿形彼此交替地进行叠置。

另一方面，圆柱形形状的内定子500具有一定间隔地被插入到该定子中，电枢600被插在定子和内定子500之间。

定子的芯单元400，即，构成芯单元400的叠片410形成一个通路，磁通在该通路上流过，并且芯单元400的内端形成磁极单元412，该磁极单元412形成磁极。

而且，如图3所示，电枢600形成为圆柱筒，并且包括插在定子和内定子500之间的磁体支架610，和固定地与磁体支架610结合在一起的永磁体620，永磁体620位于磁极单元412和磁极单元412之间，即，位于两个磁极之间。

永磁体620的长度是定子线圈筒200内表面的宽度即磁极单元412之间的距离和磁极单元412的长度之和。

下文中，将对按照本发明的往复式电动机的定子的工作效果进行说明。

包括按照本发明的定子的往复式电动机如下所述地工作。即，当电流在绕组线圈100上流动时，通过在绕组线圈100上流动的电流在绕组线圈100周围产生了磁通。并且磁通沿着定子的芯单元400和内定子500流动，形成了一个闭合环路。

通过绕组线圈100中流动的电流所引起的磁通和构成电枢600的永磁体620所引起的磁通之间的交互作用，永磁体620向着轴向运动。此外，如果改变在绕组线圈100上流动的电流的方向，在定子的芯单元400和内定子500上产生的磁通的磁通的方向随之改变，从而永磁体620向着相反的方向运动。

如上面所述的那样，如果以改变电流的方向的方式供应电流，那么永磁体620就在定子和内定子500之间进行直线往复运动，因此，电枢600就被施加了直线往复驱动力。

另一方面，制造的方法是这样的：使用树脂材料模制成型线圈筒主体220，并在此之后，通过在形成在线圈筒主体220上的绕组凹槽221上多次缠绕线圈制成绕组线圈100。

此外，盖子和端子单元300是使用金属模制方法二次模制在上面已经结合了绕组线圈100的线圈筒主体220上的，从而线圈筒200和端子单元300被模制成一体。

此时，绕组线圈100的两端被分别连接到位于端子单元300内部的第一和第二电源端子311和312上，或者单独的导线111和112将绕组线圈100的两端连接到第一和第二端子311和312，并且这些是模制在一起的。

而且，线圈筒200和端子单元300被构成得具有一定的厚度，这可以减小由收缩和扭曲引起的变形。

此外，多个叠片410被成放射状地叠置在通过整体模制线圈筒200和端子单元300制成的结合体的线圈筒200上，从而形成芯单元400。

下面将对在线圈筒200上叠置叠片410的过程进行说明。首先，通过一个第一固定夹具(未示出)作为固定点对形成在线圈筒200的内表面上的引导凸起225进行固定，并且同时地，由第一定位夹具对形成在端子单元300的内表面上的引导凹槽340进行固定。之后，从线圈筒200的两侧交替地叠置叠片410，同时转动线圈筒200。

此时，从端子单元300的一个表面开始向着端子单元300的另一个表面叠置叠片410。在叠置叠片的最后一个步骤中，一个单独的第二定位夹具(未示出)对形成在端子单元300上的夹具座单元350进行固定，并且同时，撤掉第一定位夹具(未示出)，并叠置最后一片叠片。

线圈筒的引导凸起225被固定地支撑，因此，包括线圈筒200和端子单元300的结合体不会向径向运动，并且端子单元300的引导凹槽340被固定地支撑，因此，结合体不会向圆周方向运动。因此，能够在结合体被固定地支撑的状态下进行叠置工作。

设置在端子单元的一侧上的第一电源端子311和第二电源端子312与供给外电源的外电源端子(未示出)连接在一起。包括第一和第二电源端子311和312的连接器单元310比芯单元400更加凸出，从而，第一和第二电源端子311和312易于与外电源端子相连接。

而且，第一和第二电源端子311和312被成一条直线且具有一定间隔地设置在端子单元300的端面上，从而可以在第一和第二电源端子311和312之间获得足够的距离。因此，能够以简单的方式进行装配加工，能够最小化端子单元300的宽度，并因此可以确保用于芯单元400的叠置过程的空间。

孔224和330用于排出在线圈筒200或端子单元300中产生的诸如水这样的外来物。在通过安装这个往复式电动机生产压缩机的时候，进行真空处理，在该处理过程中，水被排除。

此时，线圈筒200、定子的端子单元300、绕组线圈100中所含的水通过孔224和330排出。如果线圈筒200、定子的端子单元300、绕组线圈100中所含的水没有全部排出，那么在压缩机工作期间，水就会在冷却循环系统中流动并被冻住，这可能是造成冷却循环系统的破坏和效率降低的原因。

而且，在本发明中，减小了芯单元400的磁极之间的距离，所以包含在电枢600中的永磁体的长度能够被减小，从而可以减少价格昂贵的永磁体的用量。

工业实用性

如上面所述，按照本发明的往复式电动机，可以以简单的方式完成绕组线圈和线圈筒以及线圈筒和端子单元的装配过程，还有叠置在线圈筒上的芯单元的装配过程，从而可以提高电动机的批量生产能力。而且，线圈筒和端子单元的变形被减到最小，并且因此，可以以简单且精确的方式对叠置在线圈筒上的芯单元的尺寸进行控制，从而能够避免与构成电动机的其它零件的接触和挤压。因此可以提高电动机的稳定性。

由于本发明可以以不超出其构思或本质特征的多种方式进行具体实施，因此，应当明白，除非另行指明，上面所述的实施例并不受到前述的说明的任何细节的限制，而是应当在所附的权利要求书定义的范围内宽泛地进行解释，并因此凡是落在权利要求书的集合和范围或者这样的集合和范围的等价内容之内的所有改变和修改因此都意谓着被所附的权利要求书包含在其中。

Claims (21)

1.一种往复式电动机的定子，包括：

一个由绝缘材料制成的线圈筒，绕组线圈位于其中；

一个与线圈筒形成为一体且将绕组线圈与外电源电连接起来的端子单元；和

一个通过在端子单元的一个表面上开始沿着线圈筒叠置多个叠片而制成的芯单元。

2.按照权利要求1的定子，其中线圈筒是使用树脂材料形成的，该树脂材料是绝缘材料，并形成为包裹着绕组线圈。

3.按照权利要求2的定子，其中线圈筒具有一定的厚度并且在两侧上具有朝向内表面倾斜的倾斜部分。

4.按照权利要求1的定子，其中端子单元形成为朝着线圈筒的长度方向延伸凸出，并且端子单元的长度大于叠置在线圈筒上的芯单元的长度。

5.按照权利要求1的定子，其中在端子单元的端面上包含有包括凸出在外的第一电源端子和第二电源端子的连接器单元。

6.按照权利要求5的定子，其中沿着线圈筒的径向与圆周方向平行地设置第一和第二电源端子。

7.按照权利要求5的定子，其中端子单元和连接器单元是相继成型的，并且通过相继成型，在端子单元和连接器单元之间形成了分型线。

8.按照权利要求5的定子，其中端子单元和连接器单元在线圈筒的长度方向上是重叠的，从而形成一个重叠部分。

9.按照权利要求8的定子，其中在长度方向上在重叠部分的两侧形成有台阶部分，并且连接器单元被置于重叠部分的中央。

10.按照权利要求1的定子，其中在端子单元内部包含有与绕组线圈进行电连接的导线，并且包含与导线分别连接的电源端子。

11.按照权利要求1的定子，其中在端子单元上或在线圈筒上形成有用于排出水等外来物的排出孔。

12.按照权利要求11的定子，其中排出孔形成在端子单元或线圈筒不与芯单元重叠的一侧上。

13.按照权利要求11的定子，其中排出孔形成在端子单元的外表面上。

14.按照权利要求1的定子，其中在线圈筒和端子单元上形成有用于防止收缩和扭曲的台阶表面、凹槽或者肋板。

15.按照权利要求1的定子，其中在线圈筒的内表面上朝着圆周方向形成有引导凹槽或凸起。

16.按照权利要求15的定子，其中引导凹槽或凸起位于线圈筒的内表面的中央。

17.按照权利要求1的定子，其中在端子单元的内侧朝着轴向形成有引导凹槽或凸起。

18.按照权利要求1的定子，其中在线圈筒上形成有一个以上的用于定位芯单元的凹槽。

19.按照权利要求1的定子，其中在线圈筒的一侧上形成有用于将绕组线圈的两端上的线圈引入到端子单元中以使绕组线圈和端子单元电连接在一起的缝或孔。

20.按照权利要求1的定子，其中在端子单元上包含有夹具座单元，当对芯单元进行叠置的时候，用于使用固定夹具固定端子单元和线圈筒。

21.按照权利要求20的定子，其中通过分别在端子单元的两侧形成减小了端子单元的宽度的台阶凹槽来制成夹具座单元。

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