DE112022002607T5 - Linearmotor, kompressor, der mit dem linearmotor ausgerüstet ist, kühlschrank, der mit dem kompressor ausgerüstet ist, und fahrzeugluftfederung, die mit dem kompressor ausgerüstet ist - Google Patents

Abstract

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Linearmotor zu schaffen, der für einen Kompressor mit asymmetrischen Lastcharakteristiken in beiden Richtungen eines Hubs geeignet ist, die Betriebslebensdauer eines Lagers verbessert und eine Gesamtlänge eines Systems verringert. Der Linearmotor der vorliegenden Erfindung umfasst ein bewegliches Element 2 mit einem Magnetpolrahmen 200 und mehreren Feldelementpolen 210, die im Magnetpolrahmen 200 vorgesehen sind, und mehrere Magnetpolzähne 301, um die Wicklungen 5 gewickelt sind und die so vorgesehen sind, dass sie das bewegliche Element 2 einfügen, und das bewegliche Element 2 und die Magnetpolzähne 301 werden relativ verlagert. Die mehreren Feldelementpole 210 umfassen Primärmagneten 211, die zwischen den mehreren Magnetpolzähnen 301 angeordnet sind, und Sekundärmagneten, die extern relativ zu Räumen zwischen den mehreren Magnetpolzähnen 301 in einer Richtung der relativen Verlagerung angeordnet sind. Ein Halsteil 202 des Magnetpolrahmens 200, der mit einem Lager 6 verbunden ist, ist extern in der anderen Richtung der Richtung der relativen Verlagerung angeordnet.

Description

• Technisches Gebiet
• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Linearmotor, einen Kompressor, der mit dem Linearmotor ausgerüstet ist, einen Kühlschrank, der mit dem Kompressor ausgerüstet ist, und eine Fahrzeugluftfederung, die mit dem Kompressor ausgerüstet ist.
• Stand der Technik
• Ein Linearmotor, der ein Schuberzeugungsmechanismus ist, bewirkt, dass ein bewegliches Element einen Schub durch eine Magnetkraft erzeugt, die zwischen Magnetpolen, die in einem Stator ausgebildet sind, und dem beweglichen Element wirkt. Als Stand der Technik des betreffenden technischen Gebiets sind Linearmotoren, die in JP 2019-154141 A (PTL 1) und JP 2018-64412 A (PTL 2) beschrieben sind, bekannt.
• In jedem der Linearmotoren sind zwei Magnetpolzahnsätze mit jeweils zwei Magnetpolzähnen, die einander zugewandt sind, wobei ein Raum in einer Oberseiten-Unterseiten-Richtung dazwischen eingefügt ist, in einer Vorwärts-Rückwärts-Richtung angeordnet, um einen Stator zu bilden. In PTL 1 sind drei Permanentmagnetpole in einer Vorwärts-Rückwärts-Richtung zwischen oberen und unteren Magnetpolzähnen angeordnet, um ein bewegliches Element zu bilden. In PTL 2 sind zwei Permanentmagnetpole und ein Weichmagnetpol in einer Vorwärts-Rückwärts-Richtung zwischen oberen und unteren Magnetpolzähnen angeordnet, um ein bewegliches Element zu bilden. Eines der Enden der drei Magnetpole des beweglichen Element besteht aus einem weichmagnetischen Material, so dass die Schubcharakteristiken in der Vorwärtsrichtung und der Rückwärtsrichtung asymmetrisch sind. Dieser Motor wird in Kombination mit einem Kompressor mit asymmetrischen Lastcharakteristiken in beiden Richtungen eines Hubs verwendet.
• Entgegen ha Itu ngsliste
• Patentliteraturen
• PTL 1: JP 2019-154141 A
• PTL 2: JP 2018-64412 A
• Zusammenfassung der Erfindung
• Technisches Problem
• In jedem der Linearmotoren von PTL 1 und PTL 2 sind drei Magnetpole des beweglichen Elements mit Bezug auf zwei Ankermagnetpole angeordnet, die in der Bewegungsrichtung des beweglichen Elements angeordnet sind. In PTL 1 sind alle der drei Magnetpole des beweglichen Elements aus Permanentmagneten ausgebildet, wohingegen in PTL 2 ein Teil der drei Magnetpole des beweglichen Elements aus einem weichmagnetischen Material ausgebildet ist. In jedem der Fälle steht ein Teil der Magnetpole des beweglichen Elements an beiden Enden von den Enden der Ankermagnetpole nach außen vor und ein Kolben ist mit einem Endabschnitt des beweglichen Elements über einen Verbindungsabschnitt verbunden. Daher wird die Länge des ganzen beweglichen Elements lang und eine Gesamtlänge eines Kompressorsystems mit dem Kolben wird lang. In einem Fall, in dem Lager an der Vorder- und der Rückseite des beweglichen Elements angeordnet sind, wird außerdem der Abstand zwischen den Lagern aufgrund des langen beweglichen Elements lang, die Lagerlast nimmt aufgrund einer Zunahme des Moments, das auf das bewegliche Element wirkt, zu und die Betriebslebensdauer der Lager wird verringert. Wenn das bewegliche Element lang ist, wird außerdem das bewegliche Element wahrscheinlich durch die magnetische Anziehungskraft, die auf das bewegliche Element wirkt, ausgelenkt, was eine Verformung des beweglichen Elements, einen Kontakt mit dem Stator und einen Bruch des beweglichen Elements verursachen kann.
• Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Linearmotor, einen Kompressor, der mit dem Linearmotor ausgerüstet ist, einen Kühlschrank, der mit dem Kompressor ausgerüstet ist, und eine Fahrzeugluftfederung, die mit dem Kompressor ausgerüstet ist, bereitzustellen, die für einen Kompressor mit asymmetrischen Lastcharakteristiken in beiden Richtungen eines Hubs geeignet sind, die Betriebslebensdauer eines Lagers verbessern und eine Gesamtlänge eines Systems verringern.
• Lösung für das Problem
• Um die obige Aufgabe zu erreichen, schafft die vorliegende Erfindung einen Linearmotor mit einem Feldelement mit einem Magnetpolrahmen und mehreren Feldelementpolen, die im Magnetpolrahmen vorgesehen sind, und mehreren Ankermagnetpolen, um die Wicklungen gewickelt sind und die so vorgesehen sind, dass sie das Feldelement einfügen, das Feldelement und die Ankermagnetpole werden relativ verlagert, die mehreren Feldelementpole umfassen Primärmagneten, die zwischen den mehreren Ankermagnetpolen angeordnet sind, und erste Sekundärmagneten, die extern relativ zu Räumen zwischen den mehreren Ankermagnetpolen in einer Richtung der relativen Verlagerung angeordnet sind, und ein Halsteil des Magnetpolrahmens, der mit einem Lager verbunden ist, ist extern in der anderen Richtung der relativen Verlagerung vorgesehen.
• Vorteilhafte Effekte der Erfindung
• Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, einen Linearmotor, einen Kompressor, der mit dem Linearmotor ausgerüstet ist, einen Kühlschrank, der mit dem Kompressor ausgerüstet ist, und eine Fahrzeugluftfederung, die mit dem Kompressor ausgerüstet ist, zu schaffen, die die Betriebslebensdauer eines Lagers verbessern und die Gesamtlänge eines Systems verringern. Andere Probleme, Konfigurationen und Effekte als die vorstehend beschriebenen werden aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsformen verdeutlicht.
• Kurzbeschreibung der Zeichnungen
• [1] 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Linearmotors gemäß dem Beispiel 1.
• [2] 2 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Querschnitt senkrecht zu einer Links-Rechts-Richtung des Linearmotors gemäß dem Beispiel 1 darstellt.
• [3] 3 ist eine Querschnittsansicht senkrecht zur Links-Rechts-Richtung des Linearmotors gemäß dem Beispiel 1.
• [4] 4 ist eine Querschnittsansicht senkrecht zu einer Oberseiten-Unterseiten-Richtung des Linearmotors gemäß dem Beispiel 1.
• [5] 5 ist eine Querschnittsansicht senkrecht zu einer Oberseiten-Unterseiten-Richtung eines beweglichen Elements gemäß dem Beispiel 1 und eines beweglichen Elements gemäß einem Vergleichsbeispiel.
• [6] 6 ist ein Diagramm, das Lastcharakteristiken, die auf einen Kolben aufgebracht werden, mit Bezug auf die Position des Kolbens eines Kompressors darstellt.
• [7] 7 ist ein Diagramm, das Ergebnisse eines Vergleichs des Schubs, der im beweglichen Element 2 erzeugt wird, wenn ein Wechselstrom an Wicklungen 5 angelegt wird und wenn ein Wechselstrom nicht an die Wicklungen 5 angelegt wird, mit Bezug auf die Position des beweglichen Elements in Beispiel 1 und im Vergleichsbeispiel darstellt.
• [8] 8 ist ein Diagramm, das eine Wellenform des Schubs, wenn ein Gleichstrom an Wicklungen angelegt wird, um ein bewegliches Element in einer Vorwärts-Rückwärts-Richtung (Richtung der relativen Verlagerung) zu bewegen, wenn eine Länge eines Sekundärmagneten geändert wird, in Beispiel 2 darstellt.
• [9] 9 ist ein schematisches Diagramm eines Schubs, der in jedem Magnetpol des beweglichen Elements erzeugt wird, wenn ein Strom an die Wicklungen angelegt wird und das bewegliche Element im Zentrum in einer Vorwärts-Rückwärts-Richtung angeordnet ist, in Beispiel 2.
• [10] 10 ist ein schematisches Diagramm des Schubs, der in jedem Magnetpol des beweglichen Elements erzeugt wird, wenn das bewegliche Element am vordersten Abschnitt in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung angeordnet ist, in Beispiel 2.
• [11] 11 ist ein schematisches Diagramm des Schubs, der in jedem Magnetpol des beweglichen Elements erzeugt wird, wenn das bewegliche Element am hintersten Abschnitt in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung angeordnet ist, in Beispiel 2.
• [12] 12 ist ein schematisches Diagramm des Schubs, der in einem beweglichen Element erzeugt wird, wenn ein Strom an Wicklungen angelegt wird und das bewegliche Element im Zentrum in einer Vorwärts-Rückwärts-Richtung angeordnet ist, falls drei Magneten gemäß dem herkömmlichen Beispiel vorgesehen sind.
• [13] 13 ist ein schematisches Diagramm des Schubs, der in einem beweglichen Element erzeugt wird, wenn ein Strom an Wicklungen angelegt wird und das bewegliche Element im Zentrum in einer Vorwärts-Rückwärts-Richtung angeordnet ist, in Beispiel 3.
• [14] 14 ist ein Graph, der den Übergang des Betrags des erzeugten Schubs mit Bezug auf das Verhältnis von Längen eines Primärmagneten und eines Sekundärmagneten im Beispiel 3 und im herkömmlichen Beispiel darstellt.
• [15] 15 ist eine Querschnittsansicht senkrecht zu einer Oberseiten-Unterseiten-Richtung eines beweglichen Elements gemäß dem Beispiel 4.
• [16] 16 ist eine Querschnittsansicht senkrecht zu einer Links-Rechts-Richtung eines Linearmotors gemäß dem Beispiel 4.
• [17] 17 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Kompressor, der einen Linearmotor gemäß dem Beispiel 5 der vorliegenden Erfindung verwendet, darstellt.
• [18] 18 ist eine Querschnittsansicht, die einen Hauptteil des Kompressors in 17 darstellt.
• [19] 19 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Kühlschranks gemäß dem Beispiel 6.
• [20] 20 ist ein Konfigurationsidagramm einer Fahrzeugluftfederung gemäß dem Beispiel 7.
• Beschreibung von Ausführungsformen
• Nachstehend werden Beispiele der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. In den mehreren Beispielen und Abwandlungen jedes Beispiels werden dieselben Bestandteilselemente mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und auf deren Beschreibung wird verzichtet. Wegen der Erläuterung werden die Begriffe „Vorwärts-Rückwärts-Richtung“, „Links-Rechts-Richtung“ und „Oberseiten-Unterseiten-Richtung“, die zueinander orthogonal sind, verwendet, aber die Schwerkraftrichtung muss nicht notwendigerweise nach unten sein und kann zur Oberseiten-, rechten, linken, Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung oder anderen Richtungen parallel sein.
• In jedem Beispiel und jeder Abwandlung, die nachstehend beschrieben werden, stimmt die Vorwärts-Rückwärts-Richtung mit einer Antriebsrichtung eines beweglichen Elements 2 überein und stimmt eine Oberseiten-Unterseiten-Richtung mit einer Richtung überein, die zu Magnetpoloberflächen (Oberflächen, an denen S- und N-Polle erzeugt werden) von Feldelementpolen 210 senkrecht ist. Die Längsrichtung des beweglichen Elements 2 ist die Vorwärts-Rückwärts-Richtung.
• Beispiel 1
• Ein Linearmotor gemäß dem Beispiel 1 der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf 1 bis 7 beschrieben. 1 ist eine perspektivische Ansicht des Linearmotors gemäß dem Beispiel 1. 2 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Querschnitt senkrecht zu einer Links-Rechts-Richtung des Linearmotors gemäß dem Beispiel 1 darstellt. 3 ist eine Querschnittsansicht senkrecht zur Links-Rechts-Richtung des Linearmotors gemäß dem Beispiel 1. 4 ist eine Querschnittsansicht senkrecht zu einer Oberseiten-Unterseiten-Richtung des Linearmotors gemäß dem Beispiel 1.
• Der Linearmotor 100 umfasst einen Stator 1 und ein bewegliches Element 2. In der folgenden Beschreibung werden ein Stator, der eine Ankerseite stationär mit Bezug auf den Boden macht, und ein bewegliches Element, das die Feldelementseite in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung mit Bezug auf den Boden bewegt, beschrieben, aber der Stator und das bewegliche Element können die entgegengesetzte Beziehung aufweisen. Das heißt, der Linearmotor 100 ist derart konfiguriert, dass ein Feldelement und ein Anker relativ verlagert werden. Lager 6, ein Kolben 7 und ein Zylinder 8 sind in einer Vorwärtsrichtung des Linearmotors 100 angeordnet, um einen Kompressor zu bilden, der Luft innerhalb des Zylinders 8 komprimiert.
• <Stator 1>
• Der Stator 1 umfasst einen Anker 3, Endbauteile 4, die auf der Vorderseite und der Rückseite des Ankers 3 angeordnet sind, und Wicklungen 5. Der Anker 3 weist Kerne 300 auf, die aus einem weichmagnetischen Material bestehen, und die Kerne 300 weisen mehrere Magnetpolzähne 301 (Ankermagnetpole) auf der oberen und der unteren Seite auf, und die Wicklungen 5 sind um jeden der Magnetpolzähne 301 gewickelt. Eine Brücke 310 besteht aus einem weichmagnetischen Material oder einem nicht magnetischen Material und die mehreren Kerne 300 sind durch die Brücke 310 verbunden. Obwohl der Anker 3 des vorliegenden Beispiels durch Anordnen der zwei Kerne 300 in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung konfiguriert ist, können drei oder mehr Kerne 300 in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung angeordnet sein und die mehreren Kerne 300 können durch die Brücke 310 verbunden sein. Die Endbauteile 4 können auf der Vorderseite des vordersten Ankers 3 und/oder auf der Rückseite des hintersten Ankers 3 vorgesehen sein.
• <Kerne 300>
• Jeder der Kerne 300 umfasst Magnetpolzähne 301, die so angeordnet sind, dass sie einander zugewandt sind, wobei das bewegliche Element 2 (Feldelement) dazwischen eingefügt ist, und Armabschnitte 302, die die zwei Magnetpolzähne 301 verbinden, auf der linken und rechten Seite. Die Magnetpolzähne 301 und die Armabschnitte 302 können beispielsweise durch Stapeln von elektromagnetischen Stahlplatten in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung ausgebildet werden. Die Wicklungen 5 sind um die Magnetpolzähne 301 gewickelt.
• Die Armabschnitte 302 bestehen aus einem weichmagnetischen Material, das sich in der Oberseiten-Unterseiten-Richtung auf beiden Außenseiten der Wicklungen 5 und des beweglichen Elements 2 in der Links-Rechts-Richtung erstreckt und einen Magnetfluss, der von den Feldelementpolen 210 emittiert wird und in einen Magnetpolzahn 301 eintritt, zu einem anderen Magnetpolzahn 301 führen kann, der dem Mägnetpoizahn 301 über das bewegliche Element 2 zugewandt ist. Folglich können die Kerne 300 einen Magnetpfad mit dem Magnetpolzahn 301, den mehreren Feldelementpolen 210 mit Primärmagneten 211 und Sekundärmagneten 212 (erste Sekundärmagnete), die dem Magnetpolzahn 301 zugewandt sind, dem Magnetpolzahn 301, der den Feldelementpolen 210 an der Oberfläche zugewandt ist, die zu der Seite entgegengesetzt ist, wo der vorstehend beschriebene Magnetpolzahn 301 zugewandt ist, und den Armabschnitten 302 bilden. Ein Magnetfluss, der durch den Magnetpfad hindurchgeht, wird als Quermagnetfluss bezeichnet.
• <Brücke 310>
• Die Brücke 310 kann aus einem weichmagnetischen Material oder einem nicht magnetischen Material ausgebildet sein. Wenn die Brücke 310 aus einem weichmagnetischen Material ausgebildet ist, kann ein Magnetkreis, der ermöglicht, dass ein Magnetfluss, der durch die benachbarten Kerne 300 fließt, hindurchtritt, verwendet werden. Die Brücke 310 kann beispielsweise durch Stapeln von gestanzten elektromagnetischen Stahlblechen in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung ausgebildet werden. Aus diesem Grund kann der Anker 3, in dem die Brücke 310 zwischen den zwei Kernen 300 angeordnet ist, einen Magnetpfad mit den zwei benachbarten Kernen 300 und den Feldelementpolen 210 gemäß dem Entwurf wie z. B. einem Intervall zwischen den Feldelementpolen 210 in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung bilden. Ein Magnetfluss, der durch den Magnetpfad hindurchgeht, wird als longitudinaler Magnetfluss bezeichnet.
• <Endbauteile 4>
• Die Endbauteile 4 können aus einem weichmagnetischen Material oder einem nicht magnetischen Material ausgebildet sein. Die Endbauteile 4 sind zusammen mit den Kernen 300 und der Brücke 310 durch ein Befestigungsbauteil wie z. B. einen Durchgangsbolzen (nicht dargestellt), der sich in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung erstreckt, befestigt. Stützbauteile wie z. B. die Lager 6 sind an den Endbauteilen 4 angeordnet, um das bewegliche Element 2 abzustützen.
• <Bewegliches Element 2>
• Die Längsrichtung des beweglichen Elements 2 (Feldelement) ist die Vorwärts-Rückwärts-Richtung. Das bewegliche Element 2 umfasst einen Magnetpolrahmen 200, der aus einem nicht magnetischen Material oder einem weichmagnetischen Material besteht, zum Befestigen von mehreren Permanentmagneten in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung und die Feldelementpole 210, die im Magnetpölrahmen 200 vorgesehen sind. Das bewegliche Element 2 des vorliegenden Beispiels umfasst die zwei Feldelementpole 210, die befestigt sind, und umfasst die Primärmagneten 211 zwischen den Kernen 300, die in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung angeordnet sind, und die Sekundärmagneten 212, die auf der Rückseite der Primärmagneten angeordnet sind. Die Primärmagneten 211 sind zwischen den mehreren Magnetpolzähnen 301 angeordnet und die Sekundärmagneten 212 sind extern relativ zu den mehreren Magnetpolzähnen 301 in einer Richtung in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung (Richtung der relativen Verlagerung) angeordnet. Wenn drei oder mehr Kerne 300 in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung angeordnet sind, kann die Anzahl von Primärmagneten 211 zwischen den Kernen 300, die in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung angeordnet sind, auch erhöht werden, aber ein Sekundärmagnet 212 ist am hintersten Teil angeordnet. Jeder der Feldelementpole 210 ist in der Oberseiten-Unterseiten-Richtung magnetisiert und die oberen Oberflächen der benachbarten Feldelementpole 210 sind derart angeordnet, dass N-Pole und S-Pole abwechselnd angeordnet sind.
• Ein Lager 6 ist am vorderen Ende des beweglichen Elements 2 angeordnet und der Kolben 7 ist ferner auf der Vorderseite des Lagers 6 angeordnet. Zwei Lager 6 sind am hinteren Ende des beweglichen Elements 2 angeordnet und können relativ zum Stator 1 verlagert werden. Jedes der Lager 6 umfasst eine Lagerwelle 600, die mit dem beweglichen Element 2 verbunden ist und in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung zusammen mit dem beweglichen Element 2 beweglich ist, und eine Lagerbuchse 610, die mit den Endbauteilen 4 verbunden ist und mit einer Außenumfangsseite der Lagerwelle 600 in Kontakt steht
• Das bewegliche Element 2 ist in einem Raum zwischen den zwei Magnetpolzähnen 301 in der Oberseiten-Unterseiten-Richtung und zwischen den zwei Armabschnitten 302 in der Links-Rechts-Richtung angeordnet. Die Feldelementpole 210 können eine flache Plattenform senkrecht zur Oberseiten-Unterseiten-Richtung aufweisen. Das heißt, im vorliegenden Beispiel weisen die Feldelementpole 210 eine flache Plattenform auf, in der die Breitenabmessung in der Links-Rechts-Richtung und die Längenabmessung in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung größer sind als die Dickenabmessung in der Oberseiten-Unterseiten-Richtung. Im vorliegenden Beispiel ist die Oberseiten-Unterseiten-Richtung eine Richtung, in der die Magnetpolzähne 301 den Feldelementpolen 210 zugewandt sind.
• Es ist zu beachten, dass, wie vorstehend beschrieben, im vorliegenden Beispiel das bewegliche Element 2 ein Feldelement umfasst.
• <Magnetpolrahmen 200>
• Wie in 3 und 4 dargestellt, umfasst der Magnetpolrahmen 200 einen Trommelteil 201, in den die Feldelementpole 210 eingefügt sind, und einen Halsteil 202, der mit dem Lager 6 verbunden ist, auf der Vorderseite. Der Halsteil 202 ist in der anderen Richtung in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung (Richtung der relativen Verlagerung) des Magnetpolrahmens 200 extern angeordnet.
• Der Trommeiteil 201 ist in einer leiterartigen Form mit mehreren Spalten 203 ausgebildet, in die die Feldelementpole 210 eingefügt sind. Die Feldelementpole 210 sind am Magnetpolrahmen 200 in der Links-Rechts-Richtung und der Vorwärts-Rückwärts-Richtung befestigt, ohne aus dem Magnetpolrahmen 200 herauszufallen, indem sie in die Spalte 203 eingefügt sind. Der Magnetpolrahmen 200 weist Kanten der Spalte 203 auf, die die Feldelementpole umgeben, und stützt die Feldelementpole 210 ab. Die Spalte 203 sind als Durchgangslöcher ausgebildet, die den Magnetpolrahmen 200 in der Oberseiten-Unterseiten-Richtung durchdringen, und bilden Einfügeabschnitte, in die die Feldelementpole 210 in der Oberseiten-Unterseiten-Richtung eingefügt sind. Die Feldelementpole 210 sind in den Spalten (Einfügeabschnitte) 203 angeordnet, um die Spalte (Einfügeabschnitte) 203 zu füllen, wodurch eine Positionsverlagerung in der Links-Rechts-Richtung und der Vorwärts-Rückwärts-Richtung verhindert wird. Ferner ist ein Klebstoff auf eine Kontaktoberfläche zwischen den Feldelementpolen 210 und den Spalten (Einfügeabschnitten) 203 aufgebracht, wodurch eine Positionsverlagerung in der Oberseiten-Unterseiten-Richtung verhindert wird.
• Eine Dicke A des Halsteils 202 in der Oberseiten-Unterseiten-Richtung ist so festgelegt, dass sie beispielsweise kleiner ist als ein Abstand B zwischen den Magnetpolzähnen 301 in der Oberseiten-Unterseiten-Richtung. Folglich können die Lagerwellen 600, die größer sind als der Abstand B zwischen den Magnetpolzähnen 301 in der Oberseiten-Unterseiten-Richtung, nahe an die Umgebung der Magnetpolzähne 301 gebracht werden und der Hub des beweglichen Elements 2 in Richtung der Rückwärtsrichtung kann vergrößert werden.
• Eine seitliche Breite D des Halsteils 202 ist beispielsweise kleiner als eine Breite E von jedem der Löcher der Endbauteile 4, in denen die Lagerbuchsen aufgenommen sind. Folglich kann der Halsteil 202 in das Loch des Endbauteils 4 eingesetzt werden und der Hub des beweglichen Elements 2 in Richtung der Vorwärtsrichtung kann vergrößert werden.
• Die Länge des Halsteils 202 wird vorzugsweise auf einen solchen Grad gesetzt, dass die Lagerwellen 600 nicht mit den Magnetpolzähnen 301 in Kontakt kommen, wenn das bewegliche Element 2 am hintersten Abschnitt angeordnet ist, und auf einen solchen Grad, dass der Trommelteil 201 des beweglichen Elements 2 nicht mit dem Endbauteil 4 in Kontakt kommt, wenn das bewegliche Element 2 am vordersten Abschnitt angeordnet ist. Folglich kann der Hub des beweglichen Elements 2 vergrößert werden.
• Der Magnetpolrahmen 200 kann aus einem weichmagnetischen Material oder einem nicht magnetischen Material ausgebildet sein. Die Spalte (Einfügeabschnitte) 203 können aus Aussparungsabschnitten ausgebildet sein, an denen die Feldelementpole 210 angebracht werden können. Die Aussparungsabschnitte sind in einer Aussparungsform an einer Endoberfläche des Magnetpolrahmens 200 in der Oberseiten-Unterseiten-Richtung ausgebildet. Die Aussparungsabschnitte können auch als Art der Spalte (Einfügeabschnitte) 203 betrachtet werden, in die die Feldelementpole 210 eingefügt sind.
• <Feldelementpole 210>
• Jeder der Feldelementpole 210 kann ein Seltenerdmagnet wie z. B. ein Neodymmagnet oder ein Permanentmagnet, der aus einem anderen Material besteht, wie z. B. ein Ferritmagnet sein. Außerdem können einige der Feldelementpole 210 aus einem weichmagnetischen Material bestehen.
• <Vergleich der Schubcharakteristiken des Linearmotors>
• 5 ist eine Querschnittsansicht senkrecht zur Oberseiten-Unterseiten-Richtung des beweglichen Elements gemäß dem Beispiel 1 und eines beweglichen Elements gemäß einem Vergleichsbeispiel. 6 ist ein Diagramm, das Lastcharakteristiken, die auf den Kolben aufgebracht werden, mit Bezug auf die Position des Kolbens des Kompressors darstellt. 7 ist ein Diagramm, das Ergebnisse des Vergleichs des Schubs, der im beweglichen Element 2 erzeugt wird, wenn ein Wechselstrom an die Wicklungen 5 angelegt wird und wenn kein Wechselstrom an die Wicklungen 5 angelegt wird, mit Bezug auf die Position des beweglichen Elements im Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel darstellt.
• In 5 umfasst das bewegliche Element 2 gemäß dem Beispiel 1 einen Primärmagneten 211 und einen Sekundärmagneten 212 und ein Abstand (eine Länge) zwischen den Lagerwellen 600 in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung (Richtung der relativen Verlagerung) ist L1. Andererseits sind im beweglichen Element 2 gemäß dem Vergleichsbeispiel ein Primärmagnet 211 und zwei Sekundärmagneten 212 vorgesehen und ein Abstand (eine Länge) zwischen Lagerwellen 600 in einer Vorwärts-Rückwärts-Richtung (Richtung der relativen Verlagerung) ist als L2 definiert. Wie aus 5 zu sehen ist, gilt L1 < L2, und im vorliegenden Beispiel kann der Abstand (die Länge) zwischen den Lagerwellen 600 in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung verkürzt werden, die Momentkraft, die auf das bewegliche Element 2 aufgebracht wird, kann verringert werden und die Last, die auf jedes der Lager aufgebracht wird, kann verringert werden. Folglich kann die Betriebslebensdauer der Lager verbessert werden.
• Wie aus 6 zu sehen ist, nimmt zur Zeit des Schiebens des Kolbens die Last zu, wenn der Druck innerhalb des Zylinders zunimmt, und wenn der Druck einen gewünschten Druck erreicht und ein Auslassventil 900 geöffnet wird, wird die Last konstant. Andererseits nimmt zur Zeit des Rückzugs des Kolbens die Last ab, wenn der Druck innerhalb des Zylinders abnimmt, und wenn der Druck innerhalb des Zylinders dem Druck auf der Saugseite entspricht, wird ein Saugventil 910 geöffnet und die Last wird 0. Wie vorstehend beschrieben, liegt die Last, die auf den Kolben des Kompressors aufgebracht wird, hauptsächlich in einer Richtung, in der der Kolben geschoben wird, und ist mit Bezug auf die Vorwärts-Rückwärts-Richtung asymmetrisch.
• Wie aus 7 zu sehen ist, falls drei Magneten gemäß dem Vergleichsbeispiel vorgesehen sind, ist, da Feldelementpole 210 symmetrisch in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung angeordnet sind, ein Schubmittelwert, wenn kein Strom angelegt wird, 0 und der Betrag des Schubs, wenn ein Strom angelegt wird, ist in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung symmetrisch. Um mit der vorstehend beschriebenen asymmetrischen Last in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung zurechtzukommen, ist es daher erforderlich, den Schub zur Zeit des Rückzugs des Kolbens zu verringern, und eine spezielle Steuerung oder eine Schaltung zum Anlegen eines Stroms, der in beiden Richtungen eines Hubs asymmetrisch ist, war erforderlich.
• Andererseits ist, falls die zwei Magneten gemäß dem vorliegenden Beispiel vorgesehen sind, da die Feldelementpole 210 asymmetrisch in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung angeordnet sind, ein Schubmittelwert, wenn kein Strom angelegt wird, positiv in der Vorwärtsrichtung und der Betrag des Schubs, wenn ein Strom angelegt wird, ist asymmetrisch in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung. Daher ist eine spezielle Steuerung oder eine spezielle Schaltung unnötig, um mit der Last zurechtzukommen, die in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung asymmetrisch ist, die vorstehend beschrieben ist, und ein Strom, der in beiden Richtungen eines Hubs symmetrisch ist, kann geleitet werden.
• Gemäß dem vorliegenden Beispiel kann die Betriebslebensdauer der Lager verbessert werden und die Gesamtlänge des Systems kann verringert werden.
• Beispiel 2
• Ein Linearmotor gemäß dem Beispiel 2 der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf 8 bis 11 beschrieben. 8 ist ein Diagramm, das eine . Wellenform des Schubs, wenn ein Gleichstrom an Wicklungen angelegt wird, um ein bewegliches Element in einer Vorwärts-Rückwärts-Richtung (Richtung der relativen Verlagerung) zu bewegen, wenn eine Länge eines Sekundärmagneten geändert wird, in Beispiel 2 darstellt. In 8 ist die Länge des Sekundärmagneten in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung auf 14 mm, 20 mm und 26 mm geändert. Wie in 8 dargestellt, unterscheidet sich ein Nulldurchgangspunkt, an dem der Schub eine Nullpegelachse in der Vorwärtsrichtung kreuzt, in Abhängigkeit von der Länge des Sekundärmagneten in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung, und je länger die Länge ist, desto länger erstreckt sich der Nulldurchgangspunkt in der Vorwärtsrichtung. Wenn der Schub den Nulldurchgangspunkt überschreitet, wirkt der Schub in der Rückwärtsrichtung und folglich kann der Hub in der Vorwärtsrichtung durch den Nulldurchgangspunkt begrenzt werden.
• Die obige Beschreibung wird mit Bezug auf 9 bis 11 erläutert. 9 ist ein schematisches Diagramm eines Schubs, der in jedem Magnetpol des beweglichen Elements erzeugt wird, wenn ein Strom an die Wicklungen angelegt wird und das bewegliche Element im Zentrum in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung angeordnet ist, in Beispiel 2, und entspricht einer Position B in 8. 10 ist ein schematisches Diagramm des Schubs, der in jedem Magnetpol des beweglichen Elements erzeugt wird, wenn das bewegliche Element am vordersten Abschnitt in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung angeordnet ist, in Beispiel 2, und entspricht einer Position ein 8. 11 ist ein schematisches Diagramm des Schubs, der in jedem Magnetpol des beweglichen Elements erzeugt wird, wenn das bewegliche Element am hintersten Abschnitt in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung angeordnet ist, in Beispiel 2, und entspricht einer Position A in 8.
• In 9 ist ein Rastermaß zwischen Polen von Magnetpolzähnen 301 in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung τp1, ein Rastermaß zwischen Polen von Feldelementpolen 210 in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung ist τp2, der Abstand vom Zentrum des Magnetpolzahns 301 auf der Vorderseite zum Zentrum eines Primärmagneten 211 ist τp1/2, der Abstand vom Zentrum des Magnetpolzahns 301 auf der Rückseite zum Zentrum des Sekundärmagneten 212 ist τx und der Abstand von einem Ende eines Kolbens 7 zu einer Innenwand eines Zylinders ist Su. In diesem Fall werden, wenn ein Strom an die Wicklungen angelegt wird, wie in der Zeichnung dargestellt, ein N-Pol und ein S-Pol an Enden von jedem der Magnetpolzähne 301 angeregt und der Schub in der Vorwärtsrichtung, der durch Pfeile angegeben ist, wird in jedem Magneten durch die Wechselwirkung zwischen den Magnetpolen durch den Primärmagneten 211 und den Sekundärmagneten 212 erzeugt.
• 10 stellt eine Position dar, zu der das bewegliche Element um τu in der Vorwärtsrichtung vorgeschoben wird, und die der Position C in 8 entspricht. Das Zentrum des Primärmagneten 211 und das Zentrum des Sekundärmagneten 212 sind zwischen den Zentren der zwei Magnetpolzähne 301 angeordnet und der in jedem Magneten erzeugte Schub ist in entgegengesetzten Richtungen versetzt, so dass der Schub 0 wird. Die Position des beweglichen Elements zu dieser Zeit wird durch die folgende Gleichung ausgedrückt.
  $$\mathrm{\tau }\text{u}=\left(\mathrm{\tau }\text{p}/2+\mathrm{\tau }\text{x}\right)/2$$

  
• Im Kompressor ist, wenn eine Position, in der der Kolben mit einer Wandoberfläche des Zylinders kollidiert, das heißt eine obere Hubgrenzposition Su ist, u so festgelegt, dass es größer ist als eine obere Schuberzeugungsgrenzposition τu, so dass der Effekt der Vermeidung der Kollision des Kolbens und des Verhinderns der Beschädigung des Kolbens erhalten werden kann. Das heißt, das Folgende kann verwendet werden. $$\text{Su}>\left(\mathrm{\tau }\text{p}/2+\mathrm{\tau }\text{x}\right)/2$$

  

  $$\mathrm{\tau }\text{x}<2\text{Su}-\mathrm{\tau }\text{p}1/2$$

  
• Die Länge jedes Sekundärmagneten 212 mit Bezug auf einen gewünschten Hub kann durch die obige Gleichung bestimmt werden.
• Hier gilt $$\mathrm{\tau }\text{p}2=\mathrm{\tau }\text{p}1/2+\mathrm{\tau }\text{x}$$

  
• Die folgende Beziehung wird von den Gleichungen (3) und (4) abgeleitet.
  $$\mathrm{\tau }\text{p}2<2\text{Su}$$

  
• Das heißt, das Rastermaß τp2 zwischen Polen der Feldelementpole 210 in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung kann geringer sein als zweimal die obere Hubgrenzposition Su.
• 11 stellt einen Zustand dar, in dem das bewegliche Element am hintersten Abschnitt in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung angeordnet ist, und entspricht der Position A in 8. Da der Sekundärmagnet 212 sich außerhalb des Magnetpolzahns 301 erstreckt, wird der Schub nur durch den Primärmagneten 211 beeinflusst und hängt nicht von der Länge des Sekundärmagneten 212 ab.
• Gemäß dem vorliegenden Beispiel ist es möglich, den Effekt des Sekundärmagneten auf den Schub zu unterdrücken, wenn das bewegliche Element am hintersten Abschnitt in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung angeordnet ist.
• Beispiel 3
• Ein Linearmotor gemäß dem Beispiel 3 der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf 12 bis 14 beschrieben. 12 ist ein schematisches Diagramm des Schubs, der in einem beweglichen Element erzeugt wird, wenn ein Strom an Wicklungen angelegt wird und das bewegliche Element im Zentrum in einer Vorwärts-Rückwärts-Richtung angeordnet ist, falls drei Magneten gemäß dem herkömmlichen Beispiel vorgesehen sind. 13 ist ein schematisches Diagramm des Schubs, der in einem beweglichen Element erzeugt wird, wenn ein Strom an Wicklungen angelegt wird und das bewegliche Element im Zentrum in einer Vorwärts-Rückwärts-Richtung angeordnet ist, in Beispiel 3. 14 ist ein Graph, der den Übergang des Betrags des erzeugten Schubs mit Bezug auf das Verhältnis von Längen eines Primärmagneten und eines Sekundärmagneten in Beispiel 3 und im herkömmlichen Beispiel darstellt.
• In 12 und 13 ist ein Rastermaß zwischen Polen von Magnetpolzähnen 301 in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung τp1, ein Rastermaß zwischen Polen des Primärmagneten 211 ist τm1 und ein Rastermaß zwischen Polen des Sekundärmagneten ist τm2. Hier gilt τp1 = 23,5. 14 stellt den Übergang des Betrags des Schubs dar, wenn das Verhältnis der Längen τm1 und τm2 geändert wird.
• Falls drei Magneten gemäß dem Vergleichsbeispiel vorgesehen sind, wird der Schub maximal, wenn τm1 = 23,5 und τm2 = 20, und in diesem Fall besteht eine Beziehung von τm1 = τp1. Falls andererseits die zwei Magneten gemäß dem vorliegenden Beispiel vorgesehen sind, wird der Schub maximiert, wenn τm1 = 25,5 und τm2 = 19, und in diesem Fall ist das Rastermaß τm1 zwischen den Polen des Primärmagneten 211 länger als das Rastermaß τp1 zwischen Polen von mehreren Ankermagnetpolen (τm1 > τp1). Daher kann der Schub maximiert werden, indem τm1 = τp1 festgelegt wird, falls drei Magneten gemäß dem Vergleichsbeispiel vorgesehen sind, wohingegen der Schub maximiert werden kann, indem τm1 > τp1 festgelegt wird, falls die zwei Magneten gemäß dem vorliegenden Beispiel vorgesehen sind.
• Gemäß dem vorliegenden Beispiel kann der Schub in der Vorwärtsrichtung erhöht werden und die Länge des Linearmotors in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung kann verkürzt werden.
• Beispiel 4
• Ein Linearmotor gemäß dem Beispiel 4 der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf 15 bis 16 beschrieben. 15 ist eine Querschnittsansicht senkrecht zu einer Oberseiten-Unterseiten-Richtung eines beweglichen Elements gemäß dem Beispiel 4. 16 ist eine Querschnittsansicht senkrecht zu einer Links-Rechts-Richtung des Linearmotors gemäß dem Beispiel 4.
• Eine Konfiguration gemäß dem Beispiel 4 ist dieselbe wie jene in Beispiel 1 abgesehen von den folgenden Punkten, und die in Beispiel 1 beschriebene Konfiguration kann verwendet werden, abgesehen von der folgenden Konfiguration gemäß dem vorliegenden Beispiel.
• Ein Halsteil 202 des beweglichen Elements 2 gemäß dem vorliegenden Beispiel umfasst einen Spalt 203, in den ein Sekundärmagnet 213 mit einer Länge in der Links-Rechts-Richtung, die kürzer ist als jene eines Primärmagneten 211 und eines Sekundärmagneten 212, eingefügt ist. Der zweite Sekundärmagnet 213 ist in dem Spalt (Einfügeabschnitt) 203 so angeordnet, dass er den Spalt (Einfügeabschnitt) 203 füllt, wodurch eine Pösitionsverlagerung in der Links-Rechts-Richtung und der Vorwärts-Rückwärts-Richtung verhindert wird. Ferner ist ein Klebstoff auf eine Kontaktoberfläche zwischen dem Sekundärmagneten 212 und dem Spalt (Einfügeabschnitt) 203 aufgebracht, wodurch eine Positionsverlagerung in der Oberseiten-Unterseiten-Richtung verhindert wird. Der Sekundärmagnet 212 und der zweite Sekundärmagnet 213 sind asymmetrisch mit Bezug auf die Position des Zentrums des Primärmagneten 211 in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung (Richtung der relativen Verlagerung) vorgesehen.
• Der zweite Sekundärmagnet 213 kann den Schub verbessern, wenn das bewegliche Element 2 in der Rückwärtsrichtung angetrieben wird, und kann auf einen Fall angewendet werden, in dem auch eine Last in der Rückwärtsrichtung aufgebracht wird. Wie in 16 dargestellt, können beispielsweise durch Anordnen der Kolben 7 und Zylinder 8 auf beiden Seiten des beweglichen Elements 2 in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung die Kolben 7 und die Zylinder 8 als sogenannter zweistufiger Kompressor verwendet werden, in dem einer der Zylinder auf einen Zwischendruck komprimiert und der andere der Zylinder auf den höchsten Druck komprimiert.
• Die Durchmesser des Kolbens 7 und des Zylinders 8, die in der Rückwärtsrichtung angeordnet sind, sind kleiner als die Durchmesser des Kolbens 7 und des Zylinders 8, die in der Vorwärtsrichtung angeordnet sind.
• Beispiel 5
• 17 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Kompressor darstellt, der einen Linearmotor gemäß dem Beispiel 5 der vorliegenden Erfindung verwendet. 18 ist eine Querschnittsansicht, die einen Hauptteil des Kompressors in 17 darstellt.
• Der Kompressor 1000 gemäß dem vorliegenden Beispiel kann als Gaskompressor verwendet werden, der Luft oder ein Kühlmittel komprimiert, und umfasst eine Resonanzfeder 400, die auf einer Seite eines Ankers 3 in einer Hin- und Herbewegungsrichtung eines beweglichen Elements 2 vorgesehen ist, und einen Kolben (in einem Zylinder 8 angeordnet, nicht gezeigt), der auf der anderen Seite des Ankers 3 vorgesehen ist, den Zylinder 8, elektromagnetische Ventile 1400 (1400A, 1400B), ein Auslassventil 1500, einen Trockner 1600 und einen Wechselrichter 1700.
• Im Kompressor 1000 gemäß dem vorliegenden Beispiel ist ein Antriebsmotor für den Kolben durch den Linearmotor gebildet und das bewegliche Element 2 weist eine flache Plattenform (flache Plattenform) auf. Das bewegliche Element 2 steht weiter rückwärts von einem hinteren Ende eines Endbauteils 4 vor. Als Linearmotor wird irgendeiner der Linearmotoren gemäß den Beispielen 1 bis 4 verwendet.
• Ein Gehäuse 1800, das den Anker 3 und die Resonanzfeder 400 aufnimmt, ist am Zylinder 8 angebracht. In der vorliegenden Ausführungsform wird das Endbauteil 4 als vordere Oberfläche des Gehäuses 1800 verwendet, aber ein Bauteil, das die vordere Oberfläche des Gehäuses 1800 bildet, kann an der Vorderseite des Endbauteils 4 vorgesehen sein. Das heißt, anstelle der Verwendung des Endbauteils 4 als Bauteil der vorderen Oberfläche des Gehäuses 1800 kann ein Bauteil der vorderen Oberfläche separat vom Endbauteil 4 vorgesehen sein.
• In dem Gehäuse 1800 sind eine zylindrische Seitenoberfläche (Seitenoberflächenbauteil) 1810 und eine hintere Oberfläche (Bauteil der hinteren Oberfläche, Bauteil der unteren Oberfläche) 1820 separat konfiguriert und die hintere Oberfläche 1820 ist am Zylinder 8 über eine Basisplatte 1900 durch ein Einsatzbauteil 1830 befestigt, das sich in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung erstreckt. Folglich ist die Seitenoberfläche 1810 zwischen die hintere Oberfläche 1820 und den Zylinder 8 eingefügt.
• Eine Elektrode steht von der Seite des Gehäuses 1800 nach vorn vor und jedes von verlängerten Enden der Wicklungen 5 ist mit einem Ende der Elektrode elektrisch verbunden. Das andere Ende der Elektrode ist in den Wechselrichter 1700 durch ein Durchgangsloch (nicht dargestellt) eingesetzt, das in der Basisplatte 1900 ausgebildet ist, und ist mit einer internen Wechselrichterschaltung elektrisch verbunden.
• Die Basisplatte 1900 ist mit einem Gas-Saug/Auslass-Kanal 1910 versehen. Die zwei elektromagnetischen Ventile 1400A und 1400B sind an der Basisplatte 1900 angebracht und zwei Durchgangslöcher (Gasdurchgänge) 1920a und 1920b, durch die Gas strömt, sind entsprechend den elektromagnetischen Ventilen 1400A und 1400B vorgesehen. Die elektromagnetischen Ventile 1400A und 1400B sind Dreiwegeventile und bilden ein Gas-Saug/Auslass-Ventil. Wenn das eine elektromagnetische Ventil 1400A sich im Saugzustand befindet, befindet sich das andere elektromagnetische Ventil 1400b im Auslasszustand. Das eine elektromagnetische Ventil 1400A bewirkt, dass Gas, das vom Saug/Auslass-Kanal 1910 im Saugzustand gesaugt wird, in das Gehäuse 1800 durch das Durchgangsloch 1920a strömt. Zu dieser Zeit befindet sich das andere elektromagnetische Ventil 1400B im Auslasszustand und blockiert die Strömung des Gases durch das Durchgangsloch 1920b.
• Das Gas, das in das Gehäuse 1800 durch das elektromagnetische Ventil 1400A strömt, strömt durch einen Spalt zwischen dem beweglichen Element 2 und dem Endbauteil 4 und der Basisplatte 1900, strömt in den Zylinder 8 und strömt zum Trockner 1600 durch den Zylinder 8. Ferner wird das Gas aus dem Trockner 1600 durch das andere elektromagnetische Ventil 1400B ausgelassen. Wenn die Saug- und Auslasszustände des elektromagnetischen Ventils 1400A und des elektromagnetischen Ventils 1400B vertauscht werden, strömt das Gas gemäß der Umkehr des vorstehend beschriebenen Pfades. Der Zylinder 8 komprimiert das eingetretene Gas, wie erforderlich. Ein Saug/Auslass-Kanal (nicht dargestellt) ist in einer Position, die dem Saug/Auslass-Kanal 1910 entspricht, auf der Seite vorgesehen, wo das Durchgangsloch 1920b der Basisplatte 1900 vorgesehen ist.
• Der Trockner 1600 ist an einem Zylinderkopf 8A des Zylinders 8 angebracht, so dass er mit dem Inneren des Zylinders 8 in Verbindung gebracht werden kann.
• Gemäß dem vorliegenden Beispiel ist es möglich, einen Kompressor zu schaffen, der in der Lage ist, den Schub in der Vorwärtsrichtung zu erhöhen und die Länge des Linearmotors in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung zu verringern, um eine Zunahme der Größe zu unterdrücken.
• Beispiel 6
• 19 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Kühlschranks gemäß dem Beispiel 6. Der Kühlschrank 2001 umfasst ein Doppelkühlfachtür 2002a, die in einen linken und einen rechten Teil unterteilt ist, auf einer Seite der vorderen Oberfläche eines Kühlfachs 2002 und umfasst eine Eiszubereitungsfachtür 2003 vom Schubladentyp, eine obere Gefrierfachtür 2004a, eine untere Gefrierfachtür 2005a und eine Gemüsefachtür 2006a an vorderen Oberflächen eines Eiszubereitungsfachs 2003, eines oberen Gefrierfachs 2004, eines unteren Gefrierfachs 2005 bzw. eines Gemüsefachs 2006.
• Ein Maschinenfach 2020 ist auf einer Rückseite des Gemüsefachs 2006 vorgesehen und ein Kompressor 2024 ist im Maschinenfach 2020 angeordnet. Ein Verdampferfach 2008 ist auf einer Rückseite des Eiszubereitungsfachs 2003, des oberen Gefrierfachs 2004 und des unteren Gefrierfachs 2005 vorgesehen und ein Verdampfer 2007 ist im Verdampferfach 2008 vorgesehen. Im Kühlschrank 2001 sind zusätzlich zum Kompressor 2024 und Verdampfer 2007 ein Kühler (nicht dargestellt), ein Kapillarrohr, das als Dekompressor dient, ein Dreiwegeventil und dergleichen durch ein Kühlmittelrohr verbunden, um einen Kühlzyklus 2030 zu bilden.
• Im vorliegenden Beispiel wird der Linearmotor 100 gemäß irgendeinem der vorstehend beschriebenen Beispiele für den Kompressor 2024 verwendet, der den Kühlzyklus 2030 des Kühlschranks 2001 bildet. Der Kompressor 1000 gemäß Beispiel 5 kann beispielsweise als Kompressor 2024 verwendet werden. Folglich ist es möglich, eine Zunahme der Größe des Kompressors 2024 zu unterdrücken, der den Kühlzyklus 2030 bildet. Ein großer Raum kann für das Kühlfach und das Gefrierfach sichergestellt werden und ein Kühlschrank mit großer Kapazität kann geschaffen werden, ohne die äußeren Abmessungen zu vergrößern.
• Beispiel 7
• 20 ist ein Konfigurationsdiagramm einer Fahrzeugluftfederung gemäß dem Beispiel 7. Im vorliegenden Beispiel wird ein Fall, in dem die Fahrzeugluftfederung an einem Fahrzeug wie z. B. einem Vierradfahrzeug montiert ist, als Beispiel beschrieben.
• Eine Fahrzeugkarosserie 3002 bildet eine Karosserie des Fahrzeugs 3001. Auf der Unterseite der Fahrzeugkarosserie 3002 sind insgesamt vier Räder 3003, die linke und rechte Vorderräder und linke und rechte Hinterräder sind, vorgesehen. Die Luftfederung 3004 umfasst vier Luftfedern 3005, die zwischen der Fahrzeugkarosserie 3002 und den Rädern 3003 vorgesehen sind, einen Luftkompressor 3006, eine Ventileinheit 3008 und einen Controller 3011. Die Luftfederung 3004 stellt die Höhe des Fahrzeugs durch Zuführen von Druckluft vom Luftkompressor 3006 zu jeder Luftfeder 3005 und Auslassen von Druckluft von jeder Luftfeder 3005 ein.
• Im vorliegenden Beispiel wird der Linearmotor 100 gemäß irgendeinem der vorstehend beschriebenen Beispiele als Antriebsmotor für den Luftkompressor 3006 verwendet. Der Kompressor 1000 gemäß Beispiel 5 kann beispielsweise als Luftkompressor 3006 verwendet werden. Der Luftkompressor 3006 ist mit der Ventileinheit 3008 über eine Zufuhr/Auslass-Rohrleitung (Rohr) 3007 verbunden. Die Ventileinheit 3008 ist mit vier Zufuhr/Auslass-Ventilen 3008a mit jeweils einem elektromagnetischen Ventil versehen und für jedes Rad 3003 vorgesehen. Eine Verzweigungsrohrleitung (Rohr) 3009 ist zwischen der Ventileinheit 3008 und jeder der Luftfedern 3005 der Räder 3003 vorgesehen. Die Luftfedern 3005 sind mit dem Luftkompressor 3006 über die Verzweigungsrohrleitung 3009, die Zufuhr/Auslass-Ventile 3008a und die Zufuhr/Auslass-Rohrleitung 3007 verbunden. Dann öffnet und schließt die Ventileinheit 3008 die Zufuhr/Auslass-Ventile 3008a gemäß einem Signal vom Controller 3011, um Druckluft zu und von jeder Luftfeder 3005 zuzuführen und auszulassen und die Höhe des Fahrzeugs einzustellen.
• Im vorliegenden Beispiel ist es möglich, eine Zunahme der Größe des Luftkompressors 3006, der die Luftfederung 3004 bildet, zu unterdrücken. Dann kann der Montageraum für den Luftkompressor 3006 im Fahrzeug 3001 verkleinert werden und der Freiheitsgrad in der Anordnung des Luftkompressors 3006 wird erhöht.
• [Andere Aspekte]
• In jedem Beispiel ist der Bewegungsmagnettyp, in dem der Anker 3 fest ist und das Feldelement (bewegliche Element 2) sich bewegt, veranschaulicht, aber ein Bewegungsspulentyp, in dem das Feldelement fest ist und sich der Anker 3 bewegt, kann verwendet werden.
• Anstelle der Bereitstellung der Magnetpolzähne 301 in der Oberseiten-Unterseiten-Richtung des beweglichen Elements 2 können die Magnetpolzähne 301 auf einer Seite in der Oberseiten-Unterseiten-Richtung des beweglichen Elements 2 vorgesehen sein. In diesem Fall kann ein Ende von jedem der Armabschnitte 302 mit der Bodenoberfläche des weichmagnetischen Materials in Kontakt stehen, um die Kerne 300 abzustützen.
• Außerdem können die Magnetpolzähne 301, die Armabschnitte 302 und die Brücke 310 durch Stapeln von amorphem Metall konfiguriert sein oder können durch einen Pulvermagnetkern konfiguriert sein. Wenn das amorphe Metall verwendet wird, besteht ein Effekt der Verringerung des Eisenverlusts, der in den Magnetpolzähnen 301, den Armabschnitten 302 und der Brücke 310 auftritt, und wenn der Pulvermagnetkern verwendet wird, kann der Pulvermagnetkern dreidimensional in einer beliebigen Form ausgebildet werden.
• Außerdem können die elektromagnetischen Stahlbleche nicht in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung, sondern in der Links-Rechts-Richtung gestapelt sein. In diesem Fall kann durch integrales Ausbilden der Kerne 300 und der Brücke 310 ein Magnetfluss vom Kern 300 zum benachbarten Kern 300 durch die Brücke 310 durch die Oberflächen der elektromagnetischen Stahlbleche verlaufen, so dass der magnetische Widerstand verringert wird und der Schub des Linearmotors verbessert werden kann. Ferner kann das Gewicht des Linearmotors durch Konfigurieren eines armlosen Linearmotors, der durch Entfernen der Armabschnitte 302 vom Linearmotor erhalten wird, verringert werden.
• Die vorliegende Erfindung kann auf verschiedene Vorrichtungen, die den Stator 1 und das bewegliche Element 2 relativ bewegen, zusätzlich zum Motor (Linearmotor) angewendet werden. Derselbe Effekt kann beispielsweise erhalten werden, selbst wenn sie in einem Generator, einem Kompressor, einer elektromagnetischen Aufhängung, einer Positionierungsvorrichtung und dergleichen verwendet wird.
• Es ist zu beachten, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen Beispiele begrenzt ist und verschiedene Abwandlungen umfasst. Die vorstehend beschriebenen Beispiele wurden beispielsweise für ein leichtes Verständnis der vorliegenden Erfindung im Einzelnen beschrieben, und sind nicht notwendigerweise auf jene mit allen beschriebenen Konfigurationen begrenzt. Außerdem kann ein Teil der Konfiguration, die in einem bestimmten Beispiel beschrieben ist, durch die Konfiguration ersetzt werden, die im anderen Beispiel beschrieben ist, und die Konfiguration, die in einem bestimmten Beispiel beschrieben ist, kann zur Konfiguration hinzugefügt werden, die im anderen Beispiel beschrieben ist. Außerdem ist es für einen Teil der Konfiguration jedes Beispiels möglich, eine andere Konfiguration hinzuzufügen, zu streichen und zu ersetzen.
• Bezugszeichenliste

1

Stator

2

bewegliches Element (Feldelement)

3

Anker

4

Endbauteil

5

Wicklung

6

Lager

7

Kolben

8

Zylinder

100

Linearmotor

200

Magnetpolrahmen

201

Trommelteil

202

Halsteil

203

Spalt

210

Feldelementpol

211

Primärmagnet

212

Sekundärmagnet

213

zweiter Sekundärmagnet

300

Kern

301

Magnetpolzahn (Ankermagnetpol)

302

Armabschnitt

310

Brücke

600

Lagerwelle

610

Lagerbuchse

900

Auslassventil

910

Saugventil

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• JP 2019154141 A [0002, 0003]
• JP 201864412 A [0002, 0003]

Claims (8)

1. Linearmotor, der umfasst: ein Feldelement mit einem Magnetpolrahmen und mehreren Feldelementpolen, die im Magnetpolrahmen vorgesehen sind; und mehrere Ankermagnetpole, um die Wicklungen gewickelt sind und die so vorgesehen sind, dass sie das Feldelement einfügen, wobei das Feldelement und die Ankermagnetpole relativ verlagert werden, wobei die mehreren Feldelementpole Primärmagneten, die zwischen den mehreren Ankermagnetpolen angeordnet sind, und erste Sekundärmagneten, die extern relativ zu Räumen zwischen den mehreren Ankermagnetpolen in einer Richtung der relativen Verlagerung angeordnet sind, umfassen, und ein Halsteil des Magnetpolrahmens, der mit einem Lager verbunden ist, extern in der anderen Richtung der relativen Verlagerung vorgesehen ist.
2. Linearmotor nach Anspruch 1, wobei ein Rastermaß zwischen Polen der mehreren Feldelementpole geringer als zweimal eine obere Hubgrenzposition in der anderen Richtung der relativen Verlagerung ist.
3. Linearmotor nach Anspruch 1, wobei ein Rastermaß zwischen Polen des Primärmagneten länger gemacht ist als ein Rastermaß zwischen Polen der mehreren Ankermagnetpole.
4. Linearmotor nach Anspruch 1, wobei der Halsteil einen zweiten Sekundärmagneten umfasst.
5. Linearmotor nach Anspruch 4, wobei der erste Sekundärmagnet und der zweite Sekundärmagnet symmetrisch mit Bezug auf eine Position eines Zentrums des Primärmagneten in der Richtung der relativen Verlagerung vorgesehen sind.
6. Kompressor, der umfasst: einen Zylinder; einen Kolben, der sich innerhalb des Zylinders hin und her bewegt; und einen Antriebsmotor, der den Kolben antreibt, wobei der Kompressor ferner den Linearmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5 als Antriebsmotor umfasst.
7. Kühlschrank mit einem Kühlfach und einem Gefrierfach, wobei der Kühlschrank gekühlt wird, wenn ein Kühlzyklus durch Antreiben eines Kompressors betrieben wird, wobei der Kühlschrank ferner den Kompressor nach Anspruch 6 als Kompressor umfasst.
8. Fahrzeugluftfederung, die an einem Fahrzeug montiert ist, wobei die Fahrzeugluftfederung umfasst: eine Luftfeder, die zwischen einer Fahrzeugkarosserie und einem Rad vorgesehen ist; und einen Luftkompressor, der der Luftfeder Druckluft zuführt und aus ihr entleert, wobei die Fahrzeugluftfederung ferner den Kompressor nach Anspruch 6 als Luftkompressor umfasst.

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