專利名稱：往復式電機的動子組件及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及往復式電機的動子(mover)組件及其制造方法，更具體地說，涉及能夠牢固和容易地固定永久磁鐵的往復式電機的動子及其制造方法。
背景技術：
一般，往復式電機是通過將帶有立方體結構的電機的感應磁場改造為平面的形狀，以使平面形狀的動子安裝在形成為平面的并可根據(jù)磁場變化直線運動的定子的上端而形成。
近來，開發(fā)了一種往復式電機，它的定子分隔成形成為圓柱形的外定子和內定子，外定子和內定子重疊，且它們之間具有一定的間隙，動子組件可移動地設置在外定子和內定子之間，繞組線圈安裝在外定子和內定子的任一個上，并且永久磁鐵固定在相應的動子組件上，以便通過繞組線圈產(chǎn)生的感應磁場，動子能夠在往復式電機的軸向上往復運動。
如圖1所示，通常的往復式電機包括形成感應磁場的定子10，和根據(jù)定子10的感應磁場往復運動的動子組件20。
定子10包括外定子11和內定子12，其中，外定子1形成為中空圓柱形，由許多疊層堆疊并且其中具有繞組線圈C；內定子12形成為中空圓柱形，由許多鐵片堆疊，并插入外定子11中，且二者間具有一定間隙。
動子組件20包括動子主體21，永久磁鐵22，和磁鐵蓋12，其中動子主體21形成為圓柱形并在外定子11和內定子12之間可移動地設置；永久磁鐵22對應于定子10的繞組線圈C以相等的間隔安裝在動子主體21的外圓周表面上；而磁鐵蓋21形成為圓柱形，以覆蓋永久磁鐵22，并強制地壓配合、彎曲或焊接到永久磁鐵22的外圓周表面上。
附圖標記21a為永久磁鐵安裝槽。
現(xiàn)在來說明供壓縮機用的傳統(tǒng)往復式電機的工作。
當電流施加到繞組線圈C上時，根據(jù)電流的方向，在外定子11和內定子12之間沿著不同方向形成感應磁場。由于動子主體21與永久磁鐵22根據(jù)感應磁場的方向而被拉動或推動，從而它們一起作往復運動。
如果活塞(未示出)與動子主體21連接，則活塞在氣缸(未示出)內與動子組件20一起作往復運動，從而壓縮流體。
然而，如圖2所示，在傳統(tǒng)往復式電機中，永久磁鐵蓋23形成為圓柱形，但在永久磁鐵M的情況下，由于每個永久磁鐵M的加工誤差會出現(xiàn)高度差h。這樣，導致難于壓配合操作，而如果強制進行壓配合，永久磁鐵12可能損壞或與動子主體脫開。
為了解決這個問題，永久磁鐵蓋23可以壓配合，然后通過點焊固定。然而，在這方面，由于永久磁鐵蓋23是由薄板材料制成的，難于進行焊接，并且即使進行焊接，強度也弱，導致使永久磁鐵蓋可能脫開。
另外，為了焊接，動子主體21被局限于金屬材料，而如果使用金屬材料，則磁力會泄漏，從而電機的效率降低。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種可以容易和牢固地將永久磁鐵固定在圓柱形動子主體上的往復式電機的動子組件及其制造方法。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種往復式電機的動子組件，其動子主體可用非磁性材料和不導電材料制成，以防止永久磁鐵的磁力泄漏。
為了達到上述目的，提供了一種往復式電機的動子組件，其包括設置在內定子和外定子之間的間隙處的動子主體；固定在動子主體外圓周表明并與動子主體一起沿著感應磁場方向在內定子和外定子之間往復移動的永久磁鐵，以及纖維和樹脂制成以覆蓋并固定永久磁鐵的混合件(mixedmember)。
為了達到上述目的，還提供了一種制造往復式電機的動子組件的方法，它包括下列步驟以相等的間隔將永久磁鐵布置在動子主體的外圓周表面上；利用由纖維和樹脂制成的片狀或線狀的混合件覆蓋永久磁鐵；以及通過壓力加工(plastic working)和硬化，由混合件牢固固定永久磁鐵。


圖1為示出從側面看的根據(jù)現(xiàn)有技術的往復式電機的半剖面圖；
圖2為示出從前面看的根據(jù)現(xiàn)有技術的動子組件的半剖面圖；圖3為示出從側面看的根據(jù)本發(fā)明的往復式電機的半剖面圖；圖4為示出從前面看的根據(jù)本發(fā)明的動子組件的半剖面圖；圖5為示出根據(jù)本發(fā)明的動子組件的改進的詳細視圖；圖6為示出當混合件在根據(jù)本發(fā)明的動子組件中硬化時用于保持混合件形狀的一種方法的透視圖；圖7為示出當混合件在根據(jù)本發(fā)明的動子組件中硬化時用于保持混合件形狀的另一種方法的透視圖；圖8為示出在根據(jù)本發(fā)明的動子組件中纏繞混合件的方法的示意圖；圖9為示出在根據(jù)本發(fā)明的動子組件中纏繞混合件的另一種方法的示意圖；以及圖10為示出制造根據(jù)本發(fā)明的動子組件的方法的流程圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在參照附圖來描述本發(fā)明。
如圖3所示，本發(fā)明的往復式電機的動子組件100包括形成為圓柱形并可移動地設置在外定子11和內定子12之間的動子主體110；以相等間隔對應于外定子11的繞組線圈C安裝在定子主體110的外圓周表面上的永久磁鐵120；以及用于覆蓋并固定永久磁鐵120的混合件130。
如圖4所示，優(yōu)選地，動子主體110在外圓周表面處包括一個斜面112，考慮到從側面或從前面突出的混合件130的強度，該斜面隨著它遠離永久磁鐵120而逐漸下降，另外，在動子主體110上形成有孔140，用以在動子主體110作往復運動時，減小流體阻力。
考慮到磁泄漏，動子主體110優(yōu)選地用非磁性金屬模制，或更優(yōu)選地，用非磁性且不導電的塑料模制制成。
特別是，在使用塑料的情況下，碳纖維或玻璃纖維作為加強材料與用于模制的塑料混合。
永久磁鐵120可以形成有圓弧形部分，使得在永久磁鐵從前面突出時，其內圓周表面長度與外圓周表面長度相同，以便對應于動子主體110的外圓周表面。遵循圓周線，永久磁鐵安裝槽111可以作成平的，因此永久磁鐵120可以作成矩形。
在永久磁鐵120之間，滲入混合件130的樹脂132，用以填滿永久磁鐵120之間的空間。
混合件130形成為纖維131，例如碳纖維、玻璃纖維或cablor纖維，而樹脂132，例如環(huán)氧樹脂或聚酯或penol，混合起來，并做成片狀或線狀。
多根纖維131只在一個方向上以一定寬度并排排列，或編織成“交叉帶”形或“格子”形，以使壓緊力加倍。
根據(jù)其硬化方法，混合件130的圓周表面上具有圓周方向的紋理130a，以具有一定的粗糙度或至少一條分型線。
即，如圖6所示，在混合件130通過卷繞壓緊薄膜P而硬化時，則產(chǎn)生紋理130a；而如圖7所示，當混合件130是通過其上覆蓋模具M而硬化時，就產(chǎn)生分型線130b。
在強度方面，優(yōu)選地是混合件130圍繞動子主體110形成到動子主體110側面上設置的孔140處。
現(xiàn)參照圖8、9和10來說明往復式電機的動子組件的制造方法。
首先，在動子主體110由金屬材料制成的情況下，在一定溫度下進行熱處理以消除磁性。同時，在動子主體110由樹脂和非金屬材料制成的情況下，將諸如碳纖維或玻璃纖維的加強材料加入樹脂中，并粗糙地模制。要安裝永久磁鐵120的部分通過后續(xù)加工而予以磨削，然后將永久磁鐵120以相等的間隔布置在動子主體110的外圓周上。
這時，動子主體110的外圓周表面包括一個斜面112，該斜面隨著其遠離永久磁鐵安裝槽111而高度降低，以便在混合件130變厚時，混合件130的強度增加，從而可以更牢固地固定永久磁鐵120。
接著，將片狀或線狀的纖維131放入充滿樹脂132的樹脂容器150中，在其中纖維131與樹脂132混合，以制造混合件130。混合件130被導入卷繞在動子主體110上的位置，由此覆蓋著永久磁鐵120。
對于混合件130的形成，容器可以用于所謂“干式技術”，即事先將纖維131和樹脂132混合，在稍微干燥的狀態(tài)下(半固化狀態(tài)(pre-preg state))覆蓋永久磁鐵120；或用于所謂“濕式技術”，即恰好在覆蓋永久磁鐵120之前，將纖維131浸入樹脂132中。
具體地說，如圖8所示，“干式技術”就是將其上固定永久磁鐵120的動子主體110固定在轉子(未示出)上，并將其上卷繞有混合件130的混合件滾子200放在相對一側，以便在轉動動子主體110時，混合件130在半固化片狀態(tài)下覆蓋永久磁鐵120。
如圖9所示，“濕式技術”就是其上固定有永久磁鐵120的動子主體110固定在轉子(未示出)上，將其上卷繞纖維的纖維滾子300放在相對一側，充滿樹脂132的樹脂容器150放在動子主體110和纖維滾子300之間，纖維131首先浸入樹脂132中，進行混合，然后覆蓋動子主體110的永久磁鐵120。
最后，在混合件130由壓緊薄膜P覆蓋以保持其形狀，從而可保持混合件130的一定形狀的情況下，該混合件經(jīng)壓力加工制成，并利用硬化方法(例如吹熱風)進行硬化?；蛘?，在將混合件130插入由硅制成的特定形狀的模具中以保持其形狀的情況下，混合件130經(jīng)壓力加工并通過吹熱風的方法進行硬化，使混合件130牢固地固定住永久磁鐵120。
如果通過利用壓緊薄膜P來保持混合件130的形狀，則在除去壓緊薄膜P以后，在圓弧方向留下具有一定粗糙度的紋理130a。如果利用金屬模具M，則在上模和下模的連接部分上留下分型線130b。
以這種方式，永久磁鐵通過利用由纖維與樹脂混合得到的混合件固定，并且混合件硬化，以將永久磁鐵固定在動子主體上。于是，即使由于加工誤差而永久磁鐵布均勻地安裝，但由于在硬化以前混合件均勻地壓在每一個永久磁鐵的外圓周表面上，從而永久磁鐵可以牢固和容易地得以固定。
另外，由于固定永久磁鐵的混合件由樹脂等制成，因此，動子主體也可以由非磁性和不導電的樹脂制成。這樣，可防止磁力泄漏，提高電機的效率。
工業(yè)應用性如上所述，根據(jù)本發(fā)明的往復式電機的動子組件及其制造方法，可將永久磁鐵布置在動子主體的外圓周表面上，用纖維與樹脂混合得到的混合件覆蓋，并硬化加以固定。因此，可以牢固和容易地將永久磁鐵固定在動子主體上。另外，通過用非磁性和不導電的材料來模制動子主體，可以防止永久磁鐵的磁力泄漏。
權利要求
1.一種往復式電機的動子組件，具有在內定子和外定子之間的間隙中往復運動的動子，和多個放置在動子的外圓周表面上的永久磁鐵，包括中空圓柱形的動子主體，其以一定長度在安裝單元的端部和動子的端部之間延伸，以防止用于安裝并支撐永久磁鐵和動子的永久磁鐵安裝單元變形；多個永久磁鐵，它們安裝在動子的安裝單元上，并固定在動子的外圓周表面上；以及由纖維和樹脂制成的混合件，用于覆蓋和固定永久磁鐵。
2.如權利要求1所述的動子組件，其特征在于，該混合件形成為片狀或線狀，并覆蓋永久磁鐵的外圓周表面。
3.如權利要求1所述的動子組件，其特征在于，該混合件經(jīng)壓力加工，并經(jīng)熱處理硬化。
4.如權利要求3所述的動子組件，其特征在于，由于在外圓周表面上沿著圓弧方向形成紋理，該混合件具有一定的粗糙度。
5.如權利要求3所述的動子組件，其特征在于，該混合件其上包括至少一條分型線。
6.如權利要求1所述的動子組件，其特征在于，將樹脂滲入各永久磁鐵之間，以充滿永久磁鐵之間的空間。
7.如權利要求1所述的動子組件，其特征在于，通過混和塑料與加強材料來模制動子主體。
8.如權利要求7所述的動子組件，其特征在于，加強材料由碳纖維和玻璃纖維制成。
9.如權利要求1所述的動子組件，其特征在于，動子主體隨著其遠離永久磁鐵而傾斜并逐漸降低。
10.如權利要求1所述的動子組件，其特征在于，混合件圍繞動子主體的側面形成，直到動子主體側面上設置的孔處。
11.一種制造往復式電機的動子組件的方法，包括如下步驟以相等間隔將永久磁鐵布置在動子主體的外圓周表面上；用由纖維和樹脂制成的片狀或線狀的混合件覆蓋永久磁鐵；以及通過烘烤和硬化，由混合件牢固地固定永久磁鐵。
12.如權利要求11所述的方法，其特征在于，動子主體由金屬制成，在布置永久磁鐵之前，動子主體進行熱處理。
13.如權利要求11所述的方法，其特征在于，動子主體由樹脂制成，加強材料添加到樹脂中，粗糙地模制，并作為后處理，磨削安裝永久磁鐵的部分。
14.如權利要求11所述的方法，其特征在于，在用混合件覆蓋永久磁鐵以前，將片狀或線狀的纖維放入樹脂容器中，并在纖維于樹脂容器中與樹脂混合和導入卷繞位置后，用混合件覆蓋永久磁鐵。
15.如權利要求11所述的方法，其特征在于，在用混合件覆蓋永久磁鐵以后，固定混合件，以保持為特定形狀。
16.如權利要求15所述的方法，其特征在于，在混合件覆蓋由壓緊薄膜以保持其形狀的狀態(tài)下，對其進行壓力加工和硬化。
17.如權利要求15所述的方法，其特征在于，混合件插入模具中，以保持其形狀，并經(jīng)壓力加工和硬化。
全文摘要
一種往復式電機的動子組件，包括設置在內定子和外定子之間的間隙處的動子主體；固定在動子主體外圓周表面處并與動子主體一起在內定子和外定子之間的感應磁場方向上往復移動的永久磁鐵；以及纖維和樹脂制成以覆蓋并固定永久磁鐵的混合件。永久磁鐵布置在動子主體的外圓周表面上，由纖維與樹脂混合而獲得的混合件覆蓋，并硬化加以固定。因此，永久磁鐵可以牢固和容易地固定在動子主體上。另外，通過用非磁性和不導電的材料模制動子主體，可以防止永久磁鐵的磁力泄漏。
文檔編號H02K41/00GK1436390SQ01811325
公開日2003年8月13日 申請日期2001年3月24日 優(yōu)先權日2001年3月24日
發(fā)明者具本哲, 都鎮(zhèn)永, 尹亨杓, 田時恒, 鄭圓賢 申請人:Lg電子株式會社