CN210183197U - 横向磁通型线性马达和具有所述马达的线性压缩机 - Google Patents

Abstract

根据本公开的横向磁通型线性马达和具有所述马达的线性压缩机可以包括：定子芯，在定子芯中，多个定子片沿着轴向方向被层叠；绕组线圈，绕组线圈被设置在定子芯中，以在垂直于定子芯中的轴向方向的横向方向上形成交变磁通；多个磁体，多个磁体被固定地联接到定子芯的径向侧表面，以具有沿着轴向方向和周向交替布置的不同磁极；和一体式动子，一体式动子相对于多个磁体设置有径向气隙，以利用在磁体上形成的磁力相对于定子芯在轴向方向上往复运动。由此，可以能够提供一种高效率的线性马达和线性压缩机。

Description

横向磁通型线性马达和具有所述马达的线性压缩机

技术领域

本公开涉及一种横向磁通型线性马达和一种具有所述横向磁通型线性马达的线性压缩机，其中磁通的方向垂直于动子的运动方向。

背景技术

马达是将电能转换成机械能以获得旋转力或往复动力的装置，并且这种马达可以根据所施加电力的类型被分为交流(AC)马达和直流(DC)马达。

马达包括定子和动子或者转子以及永磁体，并且设置有磁体(永磁体)的动子根据电流流过设置在定子中的线圈时产生的磁通的方向来旋转或往复运动。

根据动子的运动模式，马达可以被分为旋转马达或线性马达。由施加到线圈的电力在定子中形成磁通，并且动子利用旋转马达中的磁通相对于定子旋转，而线性马达相对于线性马达中的定子线性地往复运动。

根据形状，线性马达可以分为平板型和圆柱型，并且在主要已知的圆柱形线性马达中，由内部定子和外部定子组成的定子形成为圆柱形，并且在内部定子和外部定子之间的气隙中进行往复运动的动子也被形成为与定子相同的圆柱形状。

用于产生感应磁场的线圈被缠绕在内部定子和外部定子中的任一个上，并且磁体被设置在动子中，在该磁体中，磁极沿着定子的轴向方向布置。

这种线性马达被公开在韩国注册专利第10-0492615号(下文称为现有技术1)和韩国注册专利第10-0539813号(下文称为现有技术2)中。

现有技术1和现有技术2公开了这样一种结构，其中，被冲压成薄板的多个铁芯被径向层叠并被形成为圆柱形，并且在现有技术1中，内部定子和外部定子都被径向地层叠。现有技术2改进了现有技术1，并且公开了这样一种结构，其中内部定子被径向地层叠，并且弧形层叠的定子块被径向地层叠以用于外部定子。

在相关技术中的前述线性马达中，如上所述，几百片铁芯被单独地冲压，然后被径向地层叠，以制造内部定子或外部定子，但是难以冲压并径向地层叠几百个铁芯，并且也难以将它们固定成圆柱形，从而在制造内部定子和外部定子时造成严重的困难。

换句话说，必须冲压和制造几百片计的大量铁芯，使得制造成本高昂，并且单片铁芯必须被径向地层叠，这同样使得组装过程复杂并且需要过多的组装时间，由此增加了制造成本。此外，即使当一组铁芯与多个定子块捆扎在一起然后定子块被径向地层叠时，也必须不仅冲压和制造几百片铁芯，而且单片铁芯必须被径向地层叠，因此，在用于组装定子的组装过程和为此所需的制造成本方面仍存在缺点。

此外，为了固定内部定子和外部定子以保持圆柱形状，当单独的固定环被压配合或单片铁芯被层叠时，存在这样的问题：难以对设置在相应铁芯中的固定凹槽的位置进行对准和层叠，并且还难以将固定环压配合并且固定到设置在几百片铁芯中的固定凹槽中。此外，当多个铁芯被组合以形成定子块时，这些定子块的形状通常通过铆接操作来保持，但是当铁芯的面积较小时，在铆接操作期间，一些铁芯的形状扭曲并且变形，并且铁芯无法被形成为小尺寸，因此，在马达的小型化方面存在限制。

然而，在上述现有技术中，由于磁体被联接到动子，因此动子的重量增加，从而降低了操作频率。换句话说，当应用有具有相对较大磁通量的磁体(下文中称为Nd磁体)、以在减小磁体的重量的同时确保操作频率时，由于Nd磁体每单位面积的价格高昂，马达的制造成本增加。相反，当考虑到磁体的材料成本而应用相对低成本的铁氧体磁体时，由于铁氧体磁体的特性，磁通量较低，从而增加了磁体的使用量，结果存在的问题是，在增加动子的重量的同时，马达效率随着操作频率的降低而降低。

此外，鉴于这些问题，定子被分成内部定子和外部定子，并且磁体被附接到内部定子和外部定子中的任一个，然后由磁性体制成的动子在内部定子和外部定子之间进行往复运动。然而，在这种情况下，由于动子被设置在外部定子和内部定子之间，因此相对于动子分别在外侧和内侧上形成气隙，从而导致总气隙增加，降低了马达效率。

另外，使用上述线性马达的线性压缩机依旧具有前述线性马达中的问题，因此在线性压缩机的小型化方面存在限制。

实用新型内容

本公开的目的是提供一种能够容易地制造定子或动子、以降低制造成本的横向磁通线性马达和一种具有所述横向磁通线性马达的线性压缩机。

此外，本公开用于提供一种横向磁通型线性马达和提供一种具有该横向磁通型线性马达的线性压缩机，该横向磁通型线性马达能够减少构成定子或动子的铁芯的数目，以简化层叠操作。

另外，本实用新型的另一个目的是提供一种能够在容易制造定子或动子的同时提高马达效率的横向磁通线性马达，和一种具有该横向磁通线性马达的线性压缩机。

此外，本公开用于提供一种能够在减小动子的重量的同时提高马达效率以实现高速的横向磁通型线性马达，和一种具有该横向磁通型线性马达的线性压缩机。

此外，本公开用于提供一种能够减小在定子和动子之间的气隙以提高马达效率的横向磁通型线性马达，和一种具有该横向磁通型线性马达的线性压缩机。

此外，本公开的另一个目的是提供一种能够降低用于磁体的材料成本的横向磁通型线性马达，和一种具有该横向磁通型线性马达的线性压缩机。

此外，本公开用于提供一种能够在降低磁体的材料成本(使用铁氧体磁体)的同时保持马达效率的横向磁通型线性马达，和一种包括该横向磁通型线性马达的线性压缩机。

本公开的另一个目的是提供一种能够排除内部定子以提高动子的设计自由度，同时有效地应对磁体的磁通减少的横向磁通型线性马达，和一种具有该横向磁通型线性马达的线性压缩机。

此外，本公开的另一个目的是提供一种能够通过减小动子的重量以降低功耗来提高马达效率的横向磁通线性马达，和一种具有该横向磁通线性马达的线性压缩机。

此外，本公开用于提供一种通过将构成定子或动子的铁芯的尺寸小型化来减小动子的重量的线性马达，和一种具有该线性马达的横向磁通型线性压缩机。

为了实现本公开的目的，提供了一种横向磁通型线性马达，该横向磁通型线性马达包括：定子芯，在该定子芯中，多个定子片沿着轴向方向被层叠；绕组线圈，该绕组线圈被设置在定子芯中，以在垂直于定子芯中的轴向方向的横向方向上形成交变磁通；多个磁体，该磁体被固定地联接到定子芯的径向侧表面，以具有沿着轴向和周向交替布置的不同磁极；和一体式动子，该一体式动子相对于该多个磁体设置有径向气隙，以利用在磁体上形成的磁力相对于定子芯在轴向方向上往复运动。

这里，一体式动子的至少一部分可以由磁性材料形成，以形成磁路，穿过磁体的磁通通过该磁路在定子芯中移动。

此外，一体式动子可以包括被形成为环形形状的动子本体部；和至少一个或多个芯突出部，该至少一个或多个芯突出部在动子本体部的内周表面上沿着径向方向突出，并且形成在这样的位置处：在径向方向上对应于所述磁体之间的横向气隙。

此外，芯突出部的周向长度可以大于或等于横向气隙的周向长度。

这里，一体式动子的径向厚度可以小于或等于在定子芯中缠绕有绕组线圈的部分。

这里，一体式动子可以通过沿着轴向方向层叠多个电工钢片而形成。

这里，一体式动子可以通过烧结或模制由磁性体制成的材料而被形成为单体。

这里，一体式动子可以被形成为小于磁体的轴向长度，并且被形成为大于或等于磁体的轴向长度的1/2。

这里，定子芯可以包括多个定子芯块，该多个定子芯块在其间具有横向气隙，并且该多个定子芯块可以分别地形成有齿部，该齿部在其间具有横向气隙，并且磁体可以被分别地固定到每个齿部。

此外，一体式动子可以被形成为环形形状，并且在径向方向上突出的芯突出部可以在与该多个横向气隙对应的一体式动子的内周表面上形成。

此外，绕组线圈可以被分别地设置在该多个定子芯块之间，并且该多个绕组线圈可以被串联连接。

另外，为了实现本公开的目的，提供了一种线性压缩机，该线性压缩机包括：壳体，该壳体具有内部空间；线性马达，该线性马达被布置在壳体的内部空间中，一体式动子在该线性马达中往复运动；活塞，该活塞联接到线性马达的一体式动子，以一起往复运动；气缸，活塞被插入该气缸中以形成压缩空间；抽吸阀，该抽吸阀被构造成打开和关闭压缩空间的抽吸侧；和排出阀，该排出阀被构造成打开和关闭压缩空间的排出侧，其中，线性马达包括上述横向磁通型线性马达。

这里，连接突出部可以在一体式动子的内周表面上形成，并且可以将连接构件通过螺栓或铆钉联接到连接突出部，并且活塞可以被联接到连接构件。

这里，一体式动子可以被嵌入并联接到连接构件，并且连接构件可以被联接到活塞。

此外，连接突出部可以在一体式动子的内周表面上形成，并且连接孔可以在连接突出部上形成，并且连接构件的一部分可以穿过连接孔以将一体式动子固定到连接构件。

在根据本公开的横向磁通型线性马达中，构成定子芯的铁芯可以被在轴向方向上层叠，从而容易地制造定子。由此，可以减少铁芯的数目以简化层叠操作并且降低制造成本。此外，能够确保在其中能够层叠并且固定构成定子的铁芯的空间。结果，能够使定子小型化，并且减小整个马达的尺寸和重量。

此外，在根据本公开的横向磁通型线性马达中，由于磁体被联接到定子，因此动子的重量减小，从而增加了动子的操作频率。由此，能够在降低功耗以提高马达效率的同时降低操作频率，以提高马达效率。

此外，在根据本公开的横向磁通型线性马达中，由于磁体被联接到定子，因此动子可以执行一种内部定子的作用。因此，可以不需要另外的内部定子，从而降低材料成本。另外，通过排除内部定子，可以减少径向气隙的数目，从而减少磁通泄漏并提高马达效率。

此外，在根据本公开的横向磁通型线性马达中，铁氧体磁体可以被用作磁体以降低用于磁体的材料成本，从而实现制造成本的降低。

此外，由于提供了前述线性马达，因此能够提供一种小型化的并且重量轻的线性压缩机。

此外，在上述线性马达的情况下，能够通过应用不要求内部定子的一体式动子来便于气隙管理。因此，在活塞和气缸之间的同心度可以容易地匹配，以减少在气缸和活塞之间的摩擦损失，从而提高压缩机的可靠性并且提高效率。

附图说明

附图示出了本实用新型的实施例，并且与说明书一起用于解释本实用新型的原理，所述附图被包括以提供对本实用新型的进一步理解并且被并入以构成本说明书的一部分。

在图中：

图1是示出设置有根据本公开实施例的线性马达的线性压缩机的透视立体图；

图2是示出根据图1的线性压缩机的内部的截面图；

图3是示出根据图1的线性压缩机中的压缩机本体的立体图；

图4是沿着图3中的“IV-IV”线截取的截面图；

图5所示示意图用于解释图4中磁通在两个磁体和一体式动子之间移动的状态；

图6是沿着图5中的“V-V”线截取的截面图；

图7是示出根据本实施例的具有一体式动子的线性马达的切开立体图；

图8A和8B是用于解释图7中一体式动子往复运动的操作的示意图；

图9是示出用于将根据本实施例的线性马达的一体式动子连接到活塞的连接构件的联接结构的截面图；

图10是示出将根据本实施例的线性马达的一体式动子连接到连接构件的另一个实施例的截面图；和

图11是示出根据本实施例的定子的另一个实施例的平面图。

具体实施方式

在下文中，将参考在附图中所示的实施例详细描述根据本公开的横向磁通型线性马达和具有该横向磁通型线性马达的线性压缩机。

根据本实施例的横向磁通型线性马达(下文中简称为线性马达)100可以被应用于线性压缩机，其中活塞在气缸中进行往复运动的同时抽吸、压缩然后排出制冷剂。图1是示出设置有根据本公开实施例的线性马达的线性压缩机的透视立体图，图2是示出根据图1的线性压缩机的内部的截面图。

如图1和2所示，在根据本实施例的线性压缩机中，抽吸管11连接到被密封的壳体10的内部空间，并且用于将在下文所述的气缸30的压缩空间31中被压缩的制冷剂引导到冷却循环的排出管12被连接到抽吸管11的一侧。结果，壳体10的内部空间填充有被抽吸的制冷剂，以形成抽吸压力，并且从压缩空间31排出的制冷剂通过排出管12朝向冷凝器被直接排出到壳体10的外部。

框架20被设置在壳体的内部空间中，并且，能够产生往复力、同时引起下文所述的活塞40的共振运动的线性马达100被固定地联接到框架20的一个侧表面。线性马达100将稍后详细描述。

压缩空间31被设置在线性马达100内部，并且设置有被插入并且被联接到框架20的气缸30。气缸30的外周表面与线性马达100的内周表面隔开。这是因为，由于一体式动子150取代内部定子的作用，而不在下文所述的线性马达100内部设置另外的内部定子，因此气缸30的外周表面和线性马达100的内周表面不可避免地彼此分离，以允许一体式动子150相对于气缸30进行相对运动。

因此，框架20被形成为在中心处具有气缸插入部21的环形形状，并且从框架的后表面(下文中，排出侧称为前侧，抽吸侧称为后侧)延伸、以在径向方向上支撑气缸30的气缸支撑部22可以围绕气缸插入部21而突出。构成气体轴承的入口的轴承入口(未示出)围绕气缸插入部21形成，并且与轴承入口连通的轴承路径(F)在气缸支撑部22的内周表面和气缸30的外周表面之间形成。然而，当框架20的厚度足够大或者在气缸30和活塞40之间的空隙由另外的轴承元件支撑时，可以不需要另外形成气缸支撑部22。

另一方面，框架20支撑气缸30，同时将一对两个定子110与后盖140紧固在一起，使得定子110能够在具有下文所述的径向气隙(A)和横向气隙(B1-B4)的状态下受到支撑。因此，框架20需要紧固突出部，该紧固突出部径向地突出超过定子110的外表面，以利用螺栓145将后盖140紧固于框架20。鉴于此，框架可以被分成多件，并且由第一框架和第二框架构成，所述第一框架用于固定成对的两个定子，所述第二框架设置有用于紧固后盖的紧固突出部。然而，更优选的是，第一框架和第二框架进行组合，以形成被构造成单个主体的一个框架20，并且多个紧固突出部21a形成在气缸插入部21的外表面上。

气缸30被形成为具有压缩空间31的圆柱形状。然而，气缸30可以形成有与前述轴承路径(F)相连通、以在径向方向上穿过前述轴承路径(F)的轴承孔32。多组轴承孔32可以在活塞40的往复方向(轴向方向)上成间隔地形成，并且多个轴承孔32可以沿着用于每组的横向气隙成间隔地形成。每个轴承孔32可以被单独形成，或者多个轴承孔32可以被形成为与环形凹槽相连通。此外，每个轴承孔32设置有细喷嘴部，并且异物过滤器可以被设置在该喷嘴部前面。

活塞40往复插入气缸30中的方式联接到气缸30的内部。活塞40被联接到下文所述的线性马达100的一体式动子150，以改变压缩空间31的容积，从而在往复运动的同时压缩制冷剂。

活塞40被形成为圆柱形状，以在其中具有抽吸通道41。用于打开和关闭活塞40的抽吸通道41的抽吸阀42被联接到活塞40的前端表面，用于打开和关闭气缸30的压缩空间31的排出阀33被容纳在排出盖50中，并且以可拆卸的方式被联接到气缸30的前端表面。

排出盖50设置有排出空间51并且被固定地联接到气缸30。排出阀33和用于支撑排出阀33的阀弹簧34被容纳在排出盖50的排出空间51中，并且在框架20中形成的气体轴承的入口被容纳在其中。

另一方面，线性马达100包括定子110和一体式动子150，所述定子110由框架20支撑，以形成横向磁通，所述一体式动子150设置在定子110内部，以利用横向磁通在纵向方向上进行往复运动。

定子110包括：多个定子芯110a、110b，所述多个定子芯110a、110b沿着横向方向布置；绕组线圈120，所述绕组线圈120分别联接到所述多个定子芯110a、110b，以通过接收交流电流而产生交变磁通；和多个磁体130，所述多个磁体130被固定地联接到所述多个定子芯110a、110b的内周表面，以形成纵向磁通。一体式动子150位于磁体130内部，并且活塞40与之联接。根据本实施例的线性马达被构造成：使得动子执行除了内部定子之外的内部定子的作用，并且稍后将对其进行详细描述。

根据这个实施例的前述线性压缩机如下操作。

换句话说，当交流电流被施加到线性马达100的绕组线圈120时，在定子芯110a、110b、磁体130和一体式动子150之间形成交变磁通。

然后，与定子110的内侧、更确切而言是与磁体130的内侧经由气隙隔开的一体式动子150在垂直于形成在定子110中的磁通方向的方向上进行往复运动。

然后，重复执行如下所述的系列过程：联接到一体式动子150的活塞40在于气缸30内部进行往复运动时抽吸并且压缩制冷剂，并且被压缩的制冷剂在打开排出阀33时被排出到排出空间51中。

在如上所述的根据本实施例的线性压缩机中，由于较重的磁体被联接到定子，因此可以减轻联接到活塞的一体式动子的重量。因此，通过缩短工作频率，一体式动子允许高速操作，因此，与Nd磁体相比，具有低剩余磁通密度但是非常便宜的铁氧体磁体可以被用于该磁体。

这里，由于铁氧体磁体的特性而具有低剩余磁通密度，因此与Nd磁体相比，其每匝具有更低的α，因此不需要产生大磁性弹簧的磁路。因此，根据本实施例的线性马达无需内部定子，从而允许一体式动子，并且由于一体式动子的应用，整个压缩机的性能可以得到提高。

此外，由于应用了无需内部定子的一体式动子，在磁体的内周表面和动子的外周表面之间可以仅产生一个气隙，以在此程度上便于气隙管理，从而允许在连接到一体式动子的活塞和联接到活塞的气缸之间的同心度易于匹配。

另一方面，在根据本实施例的线性马达中，如上所述，定子仅由外部定子构成，并且内部定子被排除，并且一体式动子起到内部定子的作用。另外，磁体被固定地联接到定子，并且磁体被布置为在轴向方向上具有不同的极性，同时具有横向气隙的相邻磁体被交替地排列，使得极性彼此相反，即使在排除内部定子时，一体式动子也可以进行往复运动。这里，为了允许一体式动子被联接到活塞以进行共振运动，可以进一步提供由压缩螺旋弹簧形成的另外的共振弹簧。

此外，定子被分成多个定子，并且串联连接的绕组线圈可以被分别联接到每个定子。此时，绕组线圈可以在线圈被缠绕在单独的线轴上的状态下被联接到每个定子，或者线圈可以被缠绕在每个定子上。每个定子被再次分成两个定子块，以在线圈被缠绕在单独线轴上的结构中被联接在每个绕组线圈的两侧处，并且每个定子可以在线圈被缠绕在定子上的结构中被形成为单个主体。在下文中，将集中描述这样的实例，在该实例中，每个定子被分成四个定子块，并且成对的两个定子块被插入并且被联接到每个绕组线圈的两侧，以形成一个定子。

图3是示出根据图1的线性压缩机中的压缩机本体的立体图，图4是沿着图3中的“IV-IV”线截取的截面图，图5是用于解释在图4中磁通在两个磁体和一体式动子之间移动的状态的示意图，并且图6是沿着图5中的“V-V”线截取的截面图。

如图中所示，根据本实施例的线性马达100可以包括定子110和一体式动子150，定子110包括在横向方向上布置的多个定子芯110a和110b。一体式动子150可以插入定子110中，其中在一体式动子150和插入定子110之间具有径向气隙(A)。

定子110包括彼此分离的第一定子芯110a和第二定子芯110b。然而，定子110不限于两个定子芯，而是可以被分成两个或更多个定子芯。

第一定子芯110a和第二定子芯110b关于图中的竖直轴线相对于彼此对称地形成，并且由于定子芯110a和第二定子芯110b在横向方向上彼此隔开，因此组合了第一定子芯110a和第二定子芯110b的定子形成横向气隙(B2、B4)。然而，第一定子芯110a和第二定子芯110b可以整体上形成矩形环形的轭部。第一定子芯110a和第二定子芯110b相对于彼此对称地形成，并且在下面的描述中，将主要描述第一定子芯110a，而第二定子芯110b将被简要地描述或者被定子芯110a的描述所替代。

第一定子芯110a可以包括彼此联接的第一定子芯块111和第二定子芯块112，并且第一绕组线圈120a位于第一定子芯块111和第二定子芯块112之间。第一定子芯块111和第二定子芯块112在稍后将描述的齿部处沿着横向方向彼此隔开以形成横向气隙(B1)，但是第一定子芯块111和第二定子芯块112在绕组线圈在此联接的轭部处彼此联接，以形成横向磁路。

这里，第一定子芯块111和第二定子芯块112可以分别通过在一体式动子的运动方向(轴向方向、纵向方向)上层叠单片薄定子而形成。

此外，第一定子芯块111和第二定子芯块112关于图中的水平轴线对称地形成。因此，当第一定子芯110a和第二定子芯110b被组合以形成四个定子芯块时，它们分别关于图的竖直轴线和水平轴线对称地形成，彼此联接的两个定子芯块[111、112][113、114]分别形成第一定子芯(图中的左定子芯)110a和第二定子芯(图中的右定子芯)110b。

第一定子芯块111包括第一轭部111a和第一齿部111b，并且第二定子芯块包括第二轭部112a和第二齿部112b。根据本实施例的线性马达与典型马达的不同之处在于绕组线圈被安装在轭部上。

例如，如图4中所示，第一轭部111a和第二轭部112a以使其端部彼此对应的方式彼此联接，但是第一轭部111a的端部和第二轭部112a的端部被插入第一绕组线圈120a中然后与之联接，以形成第一定子芯110a的单个轭部。

换句话说，对于第一定子芯110a来说，第一轭部111a和第二轭部112a从第一绕组线圈120a的两侧插入并且彼此连接，因此，构成第一定子芯110a的第一定子芯块111的第一轭部111a和第二定子芯块112的第二轭部112a形成闭环。

这也将适用于第二定子芯110b。换句话说，构成第三定子芯块113的第三轭部113a和构成第四定子芯块114的第四轭部114a从第二绕组线圈120b的两侧插入并彼此连接，因此，构成第二定子芯110b的第三定子芯块113和第四定子芯块114形成闭环。

对于第一绕组线圈120a和第二绕组线圈120b来说，第一线圈125和第二线圈126分别以矩形桶形状缠绕在第一线轴121和第二线轴122上，然后第一轭部111a和第二轭部112a与第三轭部113a和第二轭部112b分别插入第一线轴121和第二线轴125这两者的开口中，以形成第一定子芯110a和第二定子芯110b。当然，第一绕组线圈120a和第二绕组线圈120b可以被形成为矩形桶形状而没有另外的线轴，然后各个定子芯块[111、112][113、114]的轭部可以被插入相应的绕组线圈120a、120b的两端中，以形成第一定子芯110a和第二定子芯110b。

尽管第一绕组线圈120a和第二绕组线圈120b可以并联连接，但是在这种情况下，用于形成磁通的电压被减半到1/2。因此，为了使反电动势最大化，优选将第一绕组线圈120a和第二绕组线圈120b串联而不是并联连接。

另一方面，第一齿部111b、第二齿部112b、第三齿部113b、和第四齿部114b可以在径向方向上分别朝向第一轭部111a、第二轭部112a、第三轭部113a和第四轭部114a的中心形成在第一轭部111a、第二轭部112a、第三轭部113a、和第四轭部114a中。因此，第一齿部111b和第二齿部112b彼此隔开以形成半圆，并且第三齿部113b和第四齿部114b彼此隔开以形成相对的半圆。

此外，第一齿部111b和第四齿部114b、第二齿部112b和第三齿部113b也彼此隔开，使得第一齿部111b和第四齿部114b以1/4圆彼此分离。因此，分别地，第一横向气隙(B1)可以在第一齿部111b和第二齿部112b之间形成、第二横向气隙(B2)在第二齿部112b和第三齿部113b之间形成、第三横向气隙(B3)在第三齿部113b和第四齿部114b之间形成、并且第四横向气隙(B4)在第四齿部114b和第一齿部111b之间形成。

另外，分别地，第一磁体131可以被附接并且被联接到第一齿部111b的内周表面、第二磁体132被附接并且被联接到第二齿部112b的内周表面、第三磁体133被附接并且被联接到第三齿部113b的内周表面、并且第四磁体134被附接并且被联接到第四齿部114b的内周表面。每个磁体具有比Nd磁体更低的剩余磁通密度，但是可以由更便宜的铁氧体磁体制成。

磁体131、132、133、134的N极和S极或S极和N极可以沿着轴向方向在轴向方向上被交替地布置在相同高度处。为此，分别地，第一磁体131可以形成有与第二磁体132相反的磁极、第二磁体132可以形成有与第三磁体133相反的磁极、第三磁体133可以形成有与第四磁体134相反的磁极、并且第四磁体134可以形成有与第一磁体131相反的磁极。

例如，当附接到第一齿部111b的第一磁体131从前向后以N-S方式布置时，附接到第二齿部112b的第二磁体132从前向后以N-S方式布置。因此，当第一磁体131在轴向方向上是N-S极时，分别地，第二磁体132被磁化成S-N极、第三磁体133被磁化成N-S极、并且第四磁体134被磁化成S-N极。当然，分别地，在第一磁体131和第二磁体132之间形成上述第一横向气隙(B1)、在第二磁体132和第三磁体133之间形成第二横向气隙(B2)、在第三磁体133和第四磁体134之间形成第三横向气隙(B3)、并且在第四磁体134和第一磁体131之间形成第四横向气隙(B4)。

此外，磁体可以被形成为具有与定子芯110a、110b的轴向长度相同的长度。因此，在分别的定子芯110a、110b的轭部111a、112a、113a、114a中沿着横向方向形成的磁通可以有效地移动到磁体131、132、133、134。

同时，如图4所示，一体式动子150可以被形成为在执行内部定子的作用的同时执行动子的作用。因此，一体式动子150可以完全由磁性体制成。当然，对于一体式动子150来说，分别在第一磁体131和第二磁体132之间、在第二磁体132和第三磁体133之间、在第三磁体133和第四磁体133之间以及在第四磁体134和第一磁体131之间形成横向气隙(B1、B2、B3、B4)，因此可以由非磁性体形成对应于横向气隙的部分的一部分。然而，在这种情况下，磁通到一些相邻磁体的的移动受到阻挡，并且由于磁通集中到其他不受阻挡的磁体，可能发生磁通饱和。为了防止这种磁通饱和，必须在径向方向上增加一体式动子的厚度，但是由此，一体式动子的重量可能增加操作频率，这对于提高速度是不利的。因此，在如本实施例中的横向磁通型马达中，优选的是整个一体式动子由磁性体形成，以允许磁通有效率地移动，从而防止磁通饱和。

另外，通过在轴向方向上层叠环形薄电工钢片，一体式动子150可以被形成为具有预定轴向长度的圆柱形状。然而，在一些情况下，通过以预定的轴向长度烧结或模制磁性体材料，磁性材料可以被形成为单个圆柱形状。

对于根据本实施例的一体式动子150来说，动子本体部151的外周表面被形成为圆形形状，并且位于联接到定子110的磁体130的内周表面上，并且在动子本体部151和磁体130之间具有径向气隙(A)。因此，根据本实施例的线性马达100在径向方向上仅具有一个径向间隙(A)。

此外，如图4和5所示，可以在动子本体部151的内周表面上形成多个芯突出部152a、152b、152c、152d。芯突出部152a、152b、152c、152d可以被形成为对应于横向气隙(B1、B2、B3、B4)。换句话说，如在本实施例中，当存在四个横向气隙时，也可以形成四个芯突出部。另外，芯突出部152a、152b、152c、152d可以被形成为对应于横向气隙(B1、B2、B3、B4)。因此，除了芯突出部152a、152b、152c、152d之外的部分可以形成减重部(未示出)，其中动子本体部151的厚度(径向长度)小于形成有芯突出部的部分处的厚度。

此外，在其中未形成有芯突出部152a、152b、152c、152d的动子本体部151的厚度(t1)被形成为小于构成外部定子的轭部111a、112a、113a、114a的厚度(t2)。由于当从定子110产生的磁通通过一体式动子150时，磁通密度变为从定子产生的磁通密度的1/2，因此动子本体部在未形成有磁芯突出部152a、152b、152c、152d的部分处(即减重部处)的厚度(t1)可以被形成为小于轭部的厚度(t2)。当然，形成有芯突出部152a、152b、152c、152d的部分的厚度(t1')可以被形成为小于轭部的厚度(t2)。因此，可以减小一体式动子150整体的重量，这有利于提高速度。

另外，芯突出部152a、152b、152c、152d的周向长度(L1)可以被形成为大于横向气隙(B1、B2、B3、B4)的周向长度(L2)。因此，磁通可以通过芯突出部152a、152b、152d、152d在相邻的磁体131、132、133、134之间(在相邻的磁体131、132、133、134之间带有横向气隙(B1、B2、B3、B4))有效地移动。

此外，连接构件固定部153可以以预定间隔在动子本体部151的内周表面上形成。连接构件固定部153可以在上述芯突出部152a、152b、152c、152d之间形成。因此，当根据本实施例的线性马达100被应用于线性压缩机、并且线性马达100的一体式动子150被联接到被连接到线性压缩机的活塞40的连接构件155时，连接构件155可以利用螺栓156被紧固到连接构件固定部153的通孔153a。

此外，如图6中所示，动子本体部151的轴向长度(L3)可以被形成为小于定子或磁体的轴向长度(L4)。例如，动子本体部151的轴向长度(L3)是考虑到一体式动子150的行程长度而设定的，并且因此可以被形成为基本上小于或等于每个磁体130的一半长度(L5)。

根据本公开的前述线性马达的操作效果如下。图7是示出根据本实施例的具有一体式动子的线性马达的切开立体图，并且图8A和8B是用于解释在图7中一体式动子往复运动的操作的示意图。

换句话说，当交流电流被施加到第一绕组线圈120a和第二绕组线圈120b时，由绕组线圈120a、120b中的每一个产生的交变磁通在构成成对的两条磁路的第一定子芯110a和第二定子芯110b上形成。此时，由于第一绕组线圈120a和第二绕组线圈120b被串联连接，因此第一定子芯110a和第二定子芯110b的交变磁通在相同的方向上形成，并且该磁通在与一体式动子150的运动方向正交的方向上形成横向磁通。

例如，在第一定子芯110a中，当由第一绕组线圈120a产生的磁通到达第一齿部111b的内周表面时，磁通通过相反的极性(在图中上部是S极)并且移动到一体式动子150的动子本体部151。

然后，移动到动子本体部151的磁通的一部分沿逆时针方向移动通过动子本体部151，并且通过相邻的第二磁体132的相反极性并且移动到第二齿部112b。此时，通过构成第二定子芯110b的第三齿部113b和第三磁体133的磁通的一部分被融合到沿图的顺时针方向移动的同时已经通过第一磁体131的磁通中并且通过第二磁体132，并且移动到第二齿部112b。这也将适用于第二定子芯110b。换句话说，通过第一磁体131并且从第一齿部111b移动到动子本体部151的磁通的其余部分通过第四磁体134的相反极性并且移动到第四齿部114b。

然后，在通过第一轭部111a再次移动到第一齿部111b时，移动到第二齿部112b的磁通在第一定子芯110a中形成顺时针磁通。

相反，在第二定子芯110b中，通过类似于上述第一定子芯110a的路径形成沿顺时针方向的磁通，并且最终形成交变磁通，同时前述磁通方向根据施加到第一定子线圈120a和第二定子线圈120b的电流反转。

然后，通过交变磁通在齿部(或气隙)111b至114b中的每一个中形成由于一种交替磁极而引起的磁力。

然后，附接到齿部111a至114b中的每一个的磁体131至134中的每一个磁体与根据齿部111b至114b中的每一个的极性的磁力一起形成的推力或恢复力，以形成一种横向磁通型线性马达100，其中一体式动子150在与交变磁通正交的方向上往复运动。

如上所述，在这个实施例中，由于磁体被联接到构成外部定子的定子，因此位于磁体内部的一体式动子150形成一种内部定子。因此，由于能够减小一体式动子150的厚度，所以可以在应用铁氧体磁体时降低一体式动子的操作频率，从而实现高速操作。这是因为，当通过将活塞连接到一体式动子而构成线性压缩机时，可以减小包括活塞的振动体的重量，以加速活塞的往复运动。

此外，由于磁体被联接到定子并且一体式动子形成一种内部定子，因此线性马达的径向气隙仅在磁体和一体式动子之间产生。结果，不仅可以提高线性马达的效率，而且可以便于在定子和一体式动子之间的气隙管理，以提高可组装性。这是因为，当通过将活塞连接到一体式动子而构成线性压缩机时，在气缸和活塞之间的同心度可以容易地匹配，以提高可组装性，并且即使当应用有气体轴承时，也可以减小能够在起动期间产生的、在气缸和活塞之间的摩擦损失。

此外，由于一体式动子同时起到内部定子的作用，因此可以不需要另外的内部定子，由此，可以在一体式动子的内周表面上确保大的自由空间。因此，当通过将一体式动子的厚度在适当的范围中扩大以确保磁路的面积以便应对在应用铁氧体磁体的情况下能够产生的磁通减少而构成线性压缩机时，或者通过将活塞连接到一体式动子而构成线性压缩机时，与相同的压缩空间容积相比，可以能够增加气缸的外径以增加压缩机的容量或缩短轴向长度。

同时，当根据本实施例的线性马达被应用于线性压缩机时，它可以如上所述使用一体式动子的连接构件固定部被连接到线性压缩机的活塞。图9是示出用于将根据本实施例的线性马达的一体式动子连接到活塞的连接构件的联接结构的截面图。

如图中所示，根据本实施例，圆柱形连接构件155可以被紧密地附接到动子本体151的一个侧表面，并且连接构件155可以通过螺栓紧固到一体式动子150，该螺栓穿过设置在动子本体部151的内周表面上的连接构件固定部153。

如上所述，当一体式动子和连接构件使用螺栓被紧固在一起时，一体式动子和连接构件可以容易地联接在一起，此外，定子可以不另外设置在一体式动子的内侧上，从而进一步便于一体式动子和连接构件的组装。

另一方面，一体式动子和连接构件可以被模制并被联接在一起而不用螺栓紧固。图10是示出将根据本实施例的线性马达的一体式动子连接到连接构件的另一个实施例的截面图。

如以上所示意的，根据本实施例，动子本体部151和连接构件155可以通过嵌件成型被联接在一起，以将连接构件155a、155b定位在动子本体部151的两个侧表面上。

然而，在这种情况下，连接构件155的一部分可以通过动子本体部151被联接，以增强在动子本体部151和连接构件155之间的联接程度。例如，当连接构件155被模制时，构成一个连接构件155a的一部分的连接部155c可以穿过设置在动子本体部151的内周表面上的连接构件固定部153的通孔153a，以被联接到另一个连接构件155。结果，连接构件155a、155b可以通过连接部155c彼此连接，其中在连接构件155a、155b之间带有一体式动子151，从而大大地增强在一体式动子151和连接构件155之间的联接力。

另一方面，在上述实施例中，已经描述了其中定子被分成第一定子芯和第二定子芯并且第一定子芯和第二定子芯再次由成对的两个定子块组成的实例。然而，第一定子芯和第二定子芯可以分别地被形成为单体。图11是示出根据本实施例的定子的另一个实施例的平面视图。

如上所述，第一定子芯210a包括第一轭部211a、和被设置在第一轭部211a的两端处的第一齿部211b和第二齿部211c，并且第二定子芯210b可以包括第二轭部212a、和设置在第二轭部212a的两端处的第三齿部212b和第四齿部212c。

由铁氧体磁体制成的磁体231至234可以沿着周向以带有横向气隙(B1至B4)的方式被分别交替地布置在齿部(211b、211c)(212b、212c)中。

如上所述的根据本实施例的定子和一体式动子的基本构造和操作效果类似于上述实施例。然而，在这个实施例中，由于第一轭部211a和第二轭部212a被分别地形成为单个主体，所以第一绕组线圈220a和第二绕组线圈220b可以通过使用绕线机分别地在第一轭部211a和第二轭部212a上缠绕线圈而形成。

因此，与上述实施例相比，在这个实施例中可以容易地形成第一定子芯210a和第二定子芯210b的轭部211a、212a。换句话说，在上述实施例中，轭部被从绕组线圈的两侧插入，使得两个轭部在绕组线圈中彼此相接触。然而，在本实施例中，线圈220a、220b可以被缠绕在一体形成的轭部211、212上，因此轭部可以比上述实施例更容易形成，并且由于轭部的分离而产生的磁通泄漏可以受到抑制，从而提高马达效率。

Claims (11)

1.一种横向磁通型线性马达，其特征在于，包括：

定子芯，在所述定子芯中，多个定子片沿着所述定子芯的轴向方向被层叠；

绕组线圈，所述绕组线圈被设置在所述定子芯中，以在垂直于所述定子芯的轴向方向的横向方向上形成交变磁通；

多个磁体，所述多个磁体被固定地联接到所述定子芯的径向侧表面，以具有沿着所述定子芯的轴向方向和所述定子芯的周向交替布置的不同磁极；和

一体式动子，所述一体式动子相对于所述多个磁体设置有径向气隙，以利用在所述磁体上形成的磁力相对于所述定子芯在轴向方向上进行往复运动。

2.根据权利要求1所述的横向磁通型线性马达，其特征在于，所述一体式动子的至少一部分由磁性材料形成，以形成磁路，穿过所述磁体的磁通通过所述磁路在所述定子芯中移动。

3.根据权利要求2所述的横向磁通型线性马达，其特征在于，所述一体式动子包括：

动子本体部，所述动子本体部形成为环形形状；和

至少一个或多个芯突出部，所述至少一个或多个芯突出部在所述动子本体部的内周表面上沿着径向方向突出，并且形成在这样的位置处：在径向方向上对应于所述磁体之间的横向气隙。

4.根据权利要求3所述的横向磁通型线性马达，其特征在于，所述芯突出部的周向长度大于或等于所述横向气隙的周向长度。

5.根据权利要求1所述的横向磁通型线性马达，其特征在于，所述一体式动子通过沿着轴向方向层叠多个电工钢片而形成，或者通过烧结或模制由磁性体制成的材料而被形成为单个主体。

6.根据权利要求1所述的横向磁通型线性马达，其特征在于，所述定子芯包括多个定子芯块，所述定子芯块之间具有横向气隙，并且所述多个定子芯块分别形成有齿部，所述横向气隙位于所述齿部之间，并且

所述磁体被分别固定到每个所述齿部。

7.根据权利要求6所述的横向磁通型线性马达，其特征在于，所述一体式动子形成为环形形状，并且在径向方向上突出的芯突出部以对应于所述多个横向气隙的方式形成在所述一体式动子的内周表面上。

8.根据权利要求7所述的横向磁通型线性马达，其特征在于，所述多个绕组线圈被分别设置在所述多个定子芯块之间，并且

所述多个绕组线圈被串联连接。

9.一种线性压缩机，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体具有内部空间；

线性马达，所述线性马达被布置在所述壳体的所述内部空间中，所述线性马达包括被构造为在轴向方向上进行往复运动的一体式动子；

活塞，所述活塞联接到所述线性马达的所述一体式动子，以一起进行往复运动；

气缸，所述活塞被插入所述气缸中，以形成压缩空间；

抽吸阀，所述抽吸阀被构造成打开和关闭所述压缩空间的抽吸侧；和

排出阀，所述排出阀被构造成打开和关闭所述压缩空间的排出侧，

其中，所述线性马达包括根据权利要求1到7中的任一项所述的横向磁通型线性马达。

10.根据权利要求9所述的线性压缩机，其特征在于，在所述一体式动子的内周表面上形成有连接构件固定部，并且连接构件被联接到所述连接构件固定部，并且所述活塞被联接到所述连接构件。

11.根据权利要求9所述的线性压缩机，其特征在于，所述一体式动子被嵌入并且被联接到连接构件，并且所述连接构件被联接到所述活塞，并且

其中，在所述一体式动子的内周表面上形成有连接构件固定部，并且在所述连接构件固定部上形成有通孔，并且所述连接构件的一部分穿过所述通孔，以将所述一体式动子固定到所述连接构件。

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