CN220798043U - 一种直线电机、电磁减振器及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于减振器用电机技术领域，特别是涉及一种直线电机、电磁减振器及车辆。一种直线电机包括：铁芯；套筒，所述套筒套设在所述铁芯的外周；绕组和磁钢，所述绕组和所述磁钢中的一者设于所述铁芯，另一者设于所述套筒；第一滑动轴承和第二滑动轴承，所述第一滑动轴承和第二滑动轴承分别设于所述磁钢的轴向两端；其中，所述磁钢的轴向长度小于所述绕组的轴向长度。由于磁钢的轴向长度小于绕组的轴向长度，设置在磁钢轴向两端的第一滑动轴承和第二滑动轴承不会额外增加直线电机的轴向长度，从而减小直线电机的体积。

Description

一种直线电机、电磁减振器及车辆

技术领域

本实用新型属于减振器用电机技术领域，特别是涉及一种直线电机、电磁减振器及车辆。

背景技术

相关技术中的筒式的直线电机包括套筒和设于套筒内的呈柱形结构的铁芯，还包括绕组和磁钢，所述绕组设于所述套筒和铁芯中的一者，所述磁钢设于所述套筒和铁芯中的另一者，所述套筒和铁芯可相对做直线运动，套筒和铁芯中的一者属于动子，另一者属于定子。

相关技术中的电磁减振器将直线电机作为作动器，电磁减振器有调节车身高度的功能，这样对直线电机的推力要求比较高，进而对定子和动子之间的同轴度要求比较高，故在定子和动子之间设置滑动轴承。

目前，滑动轴承一般采用两个短轴承，两个短轴承的设置位置通常有两种方案，第一种方案是两个短轴承设置在绕组的轴向两端；第二种方案是两个短轴承设置在磁钢和铁芯之间的间隙内。

由于在设计直线电机时，绕组的轴向长度一般大于磁钢的轴向长度，绕组和磁钢在相对运动时，绕组和磁钢相对应的面积不会发生变化，从而输出的推力比较稳定，因此，第一种方案中设置在绕组轴向两端的两个短轴承会增大直线电机的轴向长度。

第二种方案中，设置在磁钢和铁芯之间的间隙内的两个短轴承占用直线电机内的径向空间，导致直线电机的径向尺寸增大。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：针对相关技术的直线电机中安装的滑动轴承会增大直线电机的尺寸的问题，提供一种直线电机、电磁减振器及车辆。

为解决上述技术问题，一方面，本实用新型实施例提供了一种直线电机，包括：

铁芯；

套筒，所述套筒套设在所述铁芯的外周；

绕组和磁钢，所述绕组和所述磁钢中的一者设于所述铁芯，另一者设于所述套筒；

第一滑动轴承和第二滑动轴承，所述第一滑动轴承和第二滑动轴承分别设于所述磁钢的轴向两端；

其中，所述磁钢的轴向长度小于所述绕组的轴向长度。

可选地，套筒具有中心孔，所述中心孔包括依次设置的第一孔段、第二孔段和第三孔段，所述第一孔段的孔径大于所述第二孔段的孔径，所述第三孔段的孔径大于所述第二孔段的孔径，所述第一滑动轴承设于第一孔段，所述第二滑动轴承设于第三孔段，所述磁钢设于第二孔段。

可选地，第一滑动轴承和第二滑动轴承均与所述套筒过盈配合。

可选地，第一滑动轴承和第二滑动轴承的内径相同，且所述第一滑动轴承和第二滑动轴承的内径均小于所述磁钢的内径。

可选地，第二滑动轴承位于所述套筒的下部，所述第一滑动轴承位于所述套筒的上部，所述第二滑动轴承的轴向长度大于所述第一滑动轴承的轴向长度。

可选地，铁芯具有中空腔，所述套筒靠近所述第二滑动轴承的一端设有导杆，所述导杆至少部分容纳于所述中空腔；所述中空腔、导杆和所述套筒同轴设置。

可选地，还包括位移传感器，所述位移传感器安装在所述导杆与铁芯之间，用于监测所述套筒与铁芯之间的相对位移。

可选地，位移传感器包括位移传感器读头和与所述位移传感器读头适配的磁条，所述磁条固定在所述导杆上，所述位移传感器读头安装在所述铁芯内壁上，并与所述磁条相对应设置。

可选地，还包括芯轴，所述芯轴穿设于所述铁芯的中空腔中，所述芯轴的内部设置有进液通道和出液通道，所述进液通道的底部和出液通道的底部连通，所述芯轴上设置有进液口和出液口，所述进液口与所述进液通道的顶部连通，所述出液口与所述出液通道的顶部连通。

本实用新型的直线电机中，第一滑动轴承和第二滑动轴承设置在磁钢的轴向两端，由于磁钢的轴向长度小于绕组的轴向长度，设置在磁钢轴向两端的第一滑动轴承和第二滑动轴承不会额外增加直线电机的轴向长度，从而减小直线电机的体积。

另一方面，本实用新型实施例提供了一种电磁减振器，包括上述的直线电机。

可选地，铁芯向背离所述第二滑动轴承的方向伸出所述套筒，所述铁芯的背离所述第二滑动轴承的一端适于与车身连接，所述套筒适于与车轮连接。

另一方面，本实用新型实施例提供了一种车辆，车辆上安装有上述的直线电机。

附图说明

图1是本实用新型一实施例提供的电磁减振器的结构示意图；

图2是图1的俯视图

图3是图1的纵剖图；

图4是图1中直线电机的纵剖图；

说明书中的附图标记如下：

1、动子；11、套筒；111、第一孔段；112、第二孔段；113、第三孔段；12、磁钢；13、第一滑动轴承；14、第二滑动轴承；2、定子；21、芯轴；22、绕组；23、顶盖；24、管状延伸体；25、铁芯；26、进液口；27、出液口；28、安装板；29、铝环；210、进液通道；211、出液通道；212、密封盖；2121、板体部；2122、筒体部；2123、筒口；213、封板；214、导向孔；3、防尘罩；4、导杆；5、位移传感器；51、磁条；52、位移传感器读头；6、弹簧；7、上支撑；71、上支撑主体；72、支撑板；73、橡胶件；8、承托座。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1至图3所示，本实用新型一实施例提供了一种电磁减振器，电磁减振器包括弹簧6、上支撑7、承托座8和直线电机，直线电机包括铁芯25、套筒11、绕组22、磁钢12、第一滑动轴承13和第二滑动轴承14，套筒11套设在铁芯25的外周，绕组22和磁钢12中的一者设于铁芯25，另一者设于套筒11。

套筒11和铁芯25可相对做直线运动，套筒11和铁芯25中的一者属于动子1，另一者属于定子2，定子2固定在上支撑7上，上支撑7与车身连接，上支撑7上设置有引出线槽，定子2中的绕组22的引出线通过引出线槽引出，以与车辆上的电源连接。动子1的底端连接至下叉臂，下叉臂负责传递车轮动量并带动动子1进行线性运动。

弹簧6和承托座8套设在套筒11的外周，承托座8固定在套筒11上，弹簧6的两端分别固定在承托座8和上支撑7上。在车辆受到路面激励时，车轮抬起或下落，下叉臂带动套筒11线性运动，以拉伸或压缩弹簧6来过滤车辆的震动，而直线电机能够提供反方向的阻尼力和振动力，以减轻车辆的震动并抵消弹簧6的弹性势能，从而缓和或抑制弹簧6的跳跃。

第一滑动轴承13和第二滑动轴承14分别设于磁钢12的轴向两端，其中，磁钢12的轴向长度小于绕组22的轴向长度，绕组22和磁钢12在相对运动时，绕组22和磁钢12相对应的面积不会发生变化，从而输出的推力比较稳定。

第一滑动轴承13和第二滑动轴承14对铁芯25和套筒11进行同轴定位，使得动子1能够沿着定子2直线移动，从而磁钢12与铁芯25之间的气隙更加均匀，有利于保证有效磁通面积，提升直线电机的工作效率，也能够减少对磁钢12的损伤。

在装配工艺上，第一滑动轴承13和第二滑动轴承14为短轴承，更容易压入套筒11内，简化工艺流程，提高装配效率。

本实用新型的电磁减震器中，第一滑动轴承13和第二滑动轴承14设置在磁钢12的轴向两端，由于磁钢12的轴向长度小于绕组22的轴向长度，设置在磁钢12轴向两端的第一滑动轴承13和第二滑动轴承14不会额外增加直线电机的轴向长度，从而减小直线电机的体积。

在一实施例中，如图3和图4所示，套筒11具有中心孔，中心孔包括依次设置的第一孔段111、第二孔段112和第三孔段113，第一孔段111的孔径大于第二孔段112的孔径，第三孔段113的孔径大于第二孔段112的孔径，第一滑动轴承13设于第一孔段111，第二滑动轴承14设于第三孔段113，磁钢12设于第二孔段112。比如，第一滑动轴承13的外径与第一孔段111的内径相同，第二滑动轴承14的外径与第三孔段113的内径相同。

在一实施例中，第一滑动轴承13和第二滑动轴承14均与套筒11过盈配合。此时，磁钢12设于套筒11，套筒11属于动子1，绕组22设于铁芯25，铁芯25属于定子2，直线电机工作时，套筒11相对于铁芯25直线运动。

在一实施例中，第一滑动轴承13和第二滑动轴承14的内径相同，且第一滑动轴承13和第二滑动轴承14的内径均小于磁钢12的内径，直线电机工作时，第一滑动轴承13和第二滑动轴承14与铁芯25滑动配合。

在一实施例中，第二滑动轴承14位于套筒11的下部，第一滑动轴承13位于套筒11的上部，第二滑动轴承14的轴向长度大于第一滑动轴承13的轴向长度。直线电机的动子1向下运动时，下部受力比较大，第二滑动轴承14位于下部，第二滑动轴承14的轴向长度大一些，能够增加第二滑动轴承14的承载力，进而提高直线电机的可靠性。

在一实施例中，铁芯25具有中空腔，套筒11靠近第二滑动轴承14的一端设有导杆4，导杆4至少部分容纳于中空腔；中空腔、导杆4和套筒11同轴设置，以利用导杆4进行导向，提高铁芯25和套筒11的同轴度。

在一实施例中，铁芯25的底端固定有封板213，封板213的中心位置设置有沿铁芯25的轴向贯通的导向孔214。套筒11的底端为封闭端，导杆4设置在套筒11的底端端面上，导杆4的一端固定于套筒11，导杆4的另一端穿过导向孔214插入铁芯25的中空腔中。在套筒11相对于铁芯25直线移动时，导杆4在导向孔214内运动，以对套筒11进行导向。

在一实施例中，直线电机还包括位移传感器5，位移传感器5安装在导杆4与铁芯25之间，用于监测套筒11与铁芯25之间的相对位移。

在一实施例中，位移传感器5包括位移传感器读头52和与位移传感器读头52适配的磁条51，磁条51固定在导杆4上，位移传感器读头52安装在铁芯25的内壁上，并与磁条51相对应设置。在套筒11相对于铁芯25直线移动时，磁条51同步移动，位移传感器读头52进行感知，以监测套筒11的位移。由于位移传感器读头52需连接线路将监测的数据传输给车辆上的处理系统，因此，将位移传感器读头52固定在铁芯25上，无需考虑位移传感器读头52的移动对线路的影响，简化线路设计。

在一实施例中，导杆4的外壁上设置有沿轴向延伸的安装槽，磁条51固定在安装槽内，位移传感器读头52安装在导向孔214的孔壁上。

在一实施例中，直线电机还包括芯轴21，芯轴21穿设于铁芯25的中空腔中，芯轴21的内部设置有进液通道210和出液通道211，进液通道210的底部和出液通道211的底部连通，芯轴21上设置有进液口26和出液口27，进液口26与进液通道210的顶部连通，出液口27与出液通道211的顶部连通。

冷却液到达进液通道210的底部后进入出液通道211，然后从顶部流出，使得冷却液在直线电机的内部轴向流动，以将直线电机内部的热量带走。合理利用铁芯25的中心腔，为直线电机提供强制冷却，降低电磁减振器在举升或拉低车身时直线电机的温度，以延长直线电机的工作时间和使用寿命。而且，相比于将进液通道210和出液通道211设置在直线移动的套筒11的内部，芯轴21保持静止，冷却液对芯轴21的冲击力较小，因此，对芯轴21自身的强度要求较低。

需要说明的是，直线电机同时设置进液通道210、出液通道211和位移传感器5时，需使进液通道210和出液通道211与位移传感器5隔绝，避免冷却液溅到位移传感器5上而影响位移传感器5的正常工作。

在一实施例中，芯轴21包括空心轴、顶盖23和密封盖212，空心轴的顶端为开口端，顶盖23固定在开口端。顶盖23具有向空心轴内轴向延伸的管状延伸体24，密封盖212在空心轴的轴向上位于管状延伸体24与导杆4之间，密封盖212密封固定在空心轴内，以使进液通道210和出液通道211与位移传感器5隔绝。

管状延伸体24的内孔与空心轴的内孔连通，管状延伸体24形成进液通道210，管状延伸体24的顶端开口形成进液口26，出液口27设置在顶盖23上，管状延伸体24的外壁与空心轴的内壁之间具有环形间隔，环形间隔形成出液通道211。以合理利用空心轴的内部空间和顶盖23的结构，无需通过开槽在芯轴21上加工进液通道210和出液通道211，结构简单，成本较低，而且，空心轴的质量较小，能够减小直线电机的整机重量。

在一实施例中，顶盖23上于管状延伸体24的外周设置有两个进水口，两个进水口沿空心轴的圆周方向均匀分布。

在一实施例中，管状延伸体24的底端与密封盖212之间具有间隔，以使进液通道210与出液通道211连通。

在一实施例中，密封盖212包括板体部2121和由板体部2121的中间位置朝靠近管状延伸体24的一侧弯折形成的筒体部2122，板体部2121固定于空心轴的内壁上，筒体部2122具有供导杆4插入的筒口2123，以避让导杆4。而且，进液通道210的底部和出液通道211的底部在高度方向上有落差，有利于冷却液落到密封盖212上后流向出液通道211。

在一实施例中，定子2中添加铝环29，以利用金属与磁场切割，产生涡流阻尼力，为电磁减振器提供被动阻尼力，在电力不足的特殊情况下，可防止车辆侧翻，有利于保证车辆正常运行。

在一实施例中，由于直线电机是直接产生阻尼力，而不经由减速机构，所以较以往的液压悬架相比直线电机的直径大，体格大是直线电机电磁悬架的共性问题，而本实用新型的直线电机的定子2向上伸出动子1，避免磁钢12与整车零部件干涉，简化直线电机结构，便于量产。

在一实施例中，定子2向上伸出动子1的一端的外侧设置有防尘罩3，防尘罩3的两端固定在承托座8和上支撑7上，防尘罩3为定子2提供防尘防水作用。

在一实施例中，上支撑7包括套设在芯轴21外周的上支撑主体71、支撑板72和橡胶件73，上支撑主体71具有开口朝向动子1方向的容纳腔，橡胶件73放置在容纳腔内，容纳腔的底壁上设置有供芯轴21穿出的避让孔，使得进液口26和出液口27露出。芯轴21的外壁上固定有安装板28，橡胶件73的内壁上设置有供安装板28卡入的卡槽，以将芯轴21和橡胶件73固定在一起，支撑板72固定在容纳腔的开口处，铁芯25固定在支撑板72的底壁上，在车辆受到路面激励时，橡胶件73能够缓和定子2与上支撑7之间的冲击。

在一实施例中，铁芯25是由多个块状结构沿轴向摞成，相邻块状结构之间形成定子槽，绕组22安装在定子槽内，可根据实际需求排布所需的定子2长度。

在其他实施例中，可以将磁钢12设于铁芯25，将绕组22设于套筒11，此时，可以在铁芯25的外壁上设置安装槽，将第一滑动轴承13、第二滑动轴承14和磁钢12安装在安装槽内。

在其他实施例中，第一滑动轴承13和第二滑动轴承14的外径可以与磁钢12的外径相同。

在其他实施例中，可以在套筒11的轴向两端分别设置内螺纹孔，将螺纹环螺纹紧固在螺纹孔内并顶紧第一滑动轴承13和第二滑动轴承14，以固定第一滑动轴承13和第二滑动轴承14。

在其他实施例中，第一滑动轴承13和第二滑动轴承14的内径可以与磁钢12的内径相同。

在其他实施例中，可以置换第一滑动轴承13和第二滑动轴承14的位置。

在其他实施例中，位移传感器5可以是激光位移传感器5，将激光位移传感器5的接收器安装在铁芯25上，发射器安装在套筒11上。

在其他实施例中，芯轴21可以为实心结构，直接在芯轴21的内部加工底部连通的进液通道210和出液通道211。

在其他实施例中，顶盖23上可以取消设置管状延伸体24，可以在空心轴的轴内空间内放入导热管，利用导热管将直线电机的热量带走，此时，导热管构成进液通道210和出液通道211。需要说明的是，当空心管内放入导热管时，可以取消设置密封盖212。

在其他实施例中，管状延伸体24底端的端面可以与密封盖212接触，为实现进液通道210的底部和出液通道211的底部连通，可以在管状延伸体24底部的侧壁上设置连通孔。

另外，本实用新型一实施例提供了一种直线电机，直线电机的结构与上述任一实施例的电磁减振器中的直线电机的结构相同，在此不再具体说明。

本实用新型一实施例还提供了一种车辆，车辆上安装有上述任一实施例的电磁减振器中的直线电机。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种直线电机，其特征在于，包括：

铁芯(25)；

套筒(11)，所述套筒(11)套设在所述铁芯(25)的外周；

绕组(22)和磁钢(12)，所述绕组(22)和所述磁钢(12)中的一者设于所述铁芯(25)，另一者设于所述套筒(11)；

第一滑动轴承(13)和第二滑动轴承(14)，所述第一滑动轴承(13)和第二滑动轴承(14)分别设于所述磁钢(12)的轴向两端；

其中，所述磁钢(12)的轴向长度小于所述绕组(22)的轴向长度。

2.根据权利要求1所述的直线电机，其特征在于，所述套筒(11)具有中心孔，所述中心孔包括依次设置的第一孔段(111)、第二孔段(112)和第三孔段(113)，所述第一孔段(111)的孔径大于所述第二孔段(112)的孔径，所述第三孔段(113)的孔径大于所述第二孔段(112)的孔径，所述第一滑动轴承(13)设于所述第一孔段(111)，所述第二滑动轴承(14)设于所述第三孔段(113)，所述磁钢(12)设于所述第二孔段(112)。

3.根据权利要求1所述的直线电机，其特征在于，所述第一滑动轴承(13)和第二滑动轴承(14)均与所述套筒(11)过盈配合。

4.根据权利要求1所述的直线电机，其特征在于，所述第一滑动轴承(13)和第二滑动轴承(14)的内径相同，且所述第一滑动轴承(13)和第二滑动轴承(14)的内径均小于所述磁钢(12)的内径。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的直线电机，其特征在于，所述第二滑动轴承(14)位于所述套筒(11)的下部，所述第一滑动轴承(13)位于所述套筒(11)的上部，所述第二滑动轴承(14)的轴向长度大于所述第一滑动轴承(13)的轴向长度。

6.根据权利要求5所述的直线电机，其特征在于，所述铁芯(25)具有中空腔，所述套筒(11)靠近所述第二滑动轴承(14)的一端设有导杆(4)，所述导杆(4)至少部分容纳于所述中空腔；所述中空腔、导杆(4)和所述套筒(11)同轴设置。

7.根据权利要求6所述的直线电机，其特征在于，还包括位移传感器(5)，所述位移传感器(5)安装在所述导杆(4)与铁芯(25)之间，用于监测所述套筒(11)与铁芯(25)之间的相对位移。

8.根据权利要求7所述的直线电机，其特征在于，所述位移传感器(5)包括位移传感器读头(52)和与所述位移传感器读头(52)适配的磁条(51)，所述磁条(51)固定在所述导杆(4)上，所述位移传感器读头(52)安装在所述铁芯(25)的内壁上，并与所述磁条(51)相对应设置。

9.根据权利要求1所述的直线电机，其特征在于，还包括芯轴(21)，所述芯轴(21)穿设于所述铁芯(25)的中空腔中，所述芯轴(21)的内部设置有进液通道(210)和出液通道(211)，所述进液通道(210)的底部和出液通道(211)的底部连通，所述芯轴(21)上设置有进液口(26)和出液口(27)，所述进液口(26)与所述进液通道(210)的顶部连通，所述出液口(27)与所述出液通道(211)的顶部连通。

10.一种电磁减振器，其特征在于，包括上述权利要求1至9中任一项所述的直线电机。

11.根据权利要求10所述的电磁减振器，其特征在于，所述铁芯(25)向背离所述第二滑动轴承(14)的方向伸出所述套筒(11)，所述铁芯(25)的背离所述第二滑动轴承(14)的一端适于与车身连接，所述套筒(11)适于与车轮连接。

12.一种车辆，其特征在于，所述车辆上安装有权利要求1至9中任一项所述的直线电机。