專利名稱：線性電馬達(dá)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種線性電馬達(dá)以及一種用于安裝線性電馬達(dá)的磁體的支架，該線性電馬達(dá)通常用于制冷的密封壓縮機(jī)中。
背景技術(shù)：
線性電馬達(dá)是公知裝置。在這種馬達(dá)中，提供有靜止殼體，線性活動部件例如軸或活塞安裝在該靜止殼體內(nèi)。殼體和活動部件中的一個有安裝在它上面的磁體或一組磁體，而另一個有接收工作電流的線圈。將工作電流供給線圈將產(chǎn)生磁場，該磁場與磁體相互作用，以便使活動部件產(chǎn)生線性運(yùn)動。
當(dāng)用于制冷的密封壓縮機(jī)時，線性電馬達(dá)使氣缸內(nèi)的活塞運(yùn)動，以便壓縮制冷劑氣體。至少一種這樣的制冷密封壓縮機(jī)使用線性馬達(dá)，其中，接收工作電流的線圈牢固安裝在形成氣缸的壓縮機(jī)殼體或氣缸體上，磁體安裝在裝有活塞的活動部件上。由線性馬達(dá)驅(qū)動的諧振組件具有產(chǎn)生線性往復(fù)運(yùn)動的功能，從而導(dǎo)致活塞在氣缸內(nèi)運(yùn)動，并向通過壓縮機(jī)的吸氣閥吸入的氣體施加壓縮作用，直到達(dá)到氣體向壓縮機(jī)的高壓側(cè)排出時的點(diǎn)。
在這些制冷密封壓縮機(jī)中，磁體安裝在支架上，該支架由活塞帶動。支架的結(jié)構(gòu)有幾個技術(shù)問題，一個問題是因?yàn)橹Ъ艿牟牧鲜艿接删€圈產(chǎn)生的磁場的影響。因?yàn)橹Ъ芸蛇\(yùn)動，并暴露在磁場中，當(dāng)它由金屬材料例如不銹鋼制成時，支架的材料產(chǎn)生Foucault電流，從而引起能量損失。Foucault電流即渦流。
由于Foucault電流引起損失的問題已經(jīng)公知，且提出了很多解決方法，例如在美國專利5642088、5751075和6097125中所述。在美國專利6097125中，由非磁性材料制成的“柱形杯”用于減小由于Foucault電流引起的損失，該杯有位于它的內(nèi)壁和外壁之間的槽，磁體安裝在該槽內(nèi)。這樣的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，且用于制造杯形支架的材料的成本較高。
由于上述原因，需要提供一種用于線性電馬達(dá)的支架，以便安裝所述馬達(dá)的磁體，該支架具有較低成本，且它的結(jié)構(gòu)能夠使由Foucault電流引起的能量損失減至最小。還希望提供一種用于制冷壓縮機(jī)中的磁體支架結(jié)構(gòu)，其中，活塞通過線性電馬達(dá)的作用而線性往復(fù)運(yùn)動。
發(fā)明目的本發(fā)明的目的是提供一種支架，用于安裝在線性電馬達(dá)中使用的磁體，所述支架使用少量材料，且它有這樣的結(jié)構(gòu)，即能夠使由于Foucault電流引起的能量損失減至最小。
本發(fā)明的另一目的是提供一種上述支架，用于安裝在線性電馬達(dá)中使用的磁體，該線性電馬達(dá)驅(qū)動制冷密封壓縮機(jī)的活塞。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，線性馬達(dá)用于制冷密封壓縮機(jī)，以便使活塞在氣缸內(nèi)進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動，從而壓縮制冷劑氣體。電馬達(dá)的線圈安裝在氣缸體的內(nèi)壁上，該氣缸體形成壓縮機(jī)的氣缸，磁體支架安裝在活塞的底部凸緣上，該底部凸緣從活塞的外輪廓向外伸出。磁體支架由安裝在活塞的底部凸緣上的底板以及多個“L”形薄指狀板形成，這些薄指狀板環(huán)繞底板間隔開布置，并安裝在該底板上，同時該指狀板的較長支腳的邊緣沿活塞的中心軸線徑向延伸。弓形形狀的永磁體安裝在每對指狀板的較長支腳之間，以便形成穩(wěn)定和剛性的環(huán)形磁體組件。
磁體支架安裝在活塞的底部凸緣上，環(huán)形磁體組件布置在氣缸的外壁和激勵線圈之間。當(dāng)電流施加給線圈時，磁力線與環(huán)形結(jié)構(gòu)的永磁體相互作用，以便產(chǎn)生使活塞線性移動的力，從而壓縮通過壓縮機(jī)的吸氣閥導(dǎo)入的氣體。
本發(fā)明的支架結(jié)構(gòu)只使用扁平板材，且使用少量，以便確定指狀板，該材料可以為相對便宜的類型，并有能夠減小由于Foucault電流的能量損失。


下面將參考附圖介紹本發(fā)明，附圖中圖1是制冷密封壓縮機(jī)的局部側(cè)剖視圖，它包括具有本發(fā)明的磁體支架的線性電馬達(dá)；圖2是本發(fā)明的支架的上部透視圖，并有安裝在該支架上的磁體；以及圖3是這里所述的支架的底部透視圖。
具體實(shí)施例方式
圖1表示了用于小型制冷系統(tǒng)的線性密封壓縮機(jī)10，它有密封殼體12，氣缸體14位于該密封殼體12內(nèi)部，該氣缸體14安裝在彈簧15形式的減振器上。氣缸體14形成氣缸16，該氣缸16由在氣缸蓋上的閥板18封閉。吸氣閥20a和排氣閥20b形成在閥板18內(nèi)。吸氣閥20a和排氣閥20b控制氣體進(jìn)入氣缸和從氣缸中排出。閥由消音器22覆蓋，有通向消音器的吸入側(cè)的進(jìn)口管24，并有從消音器的排氣室引出的出口管28。通向密封殼體12的吸氣進(jìn)口表示為26，從密封殼體引出的壓縮制冷劑氣體的出口表示為30。
氣體的壓縮通過活塞40在氣缸16內(nèi)的軸向運(yùn)動而產(chǎn)生?；钊?0有空心內(nèi)部，且在它與閥板18相反的端頭處有底部凸緣42?；钊?0由線性電馬達(dá)促動器驅(qū)動，該線性電馬達(dá)促動器由環(huán)形線圈50和支架54(將在下面詳細(xì)介紹)形成，該支架在緊鄰線圈50處裝有多個永磁體58。
線圈50固定在軛鐵52上，該軛鐵52安裝于氣缸體14的內(nèi)壁上。線圈50完全環(huán)繞氣缸體14的內(nèi)壁延伸。用于磁體58的支架54安裝在活塞的底部凸緣42上。第一螺旋彈簧47a布置在活塞的底部凸緣42和氣缸16的底端之間，而第二螺旋彈簧47b安裝在底部凸緣42和氣缸體14之間。螺旋彈簧47a、47b總是處于壓縮狀態(tài)?；钊?0、線性電馬達(dá)的促動器以及螺旋彈簧47a和47b一起形成壓縮機(jī)的諧振組件。
圖2和3詳細(xì)表示了本發(fā)明的支架54。該支架54有圓形底板或盤62，該圓形底板或盤62為扁平件，并表示為布置和固定在活塞的底部凸緣42的上表面上，所述固定通過焊接、膠結(jié)或?qū)骞潭ㄔ诘撞客咕?2上的其它固定方式而實(shí)現(xiàn)。該底板62由例如低碳沖壓鋼材料制成。該底板62有中心孔64，以便使該板能夠環(huán)繞活塞40安裝。還提供有多個指狀板66，這些指狀板優(yōu)選為“L”形，它們可以由與圓形底板62相同的材料構(gòu)成，也可以由不同材料構(gòu)成，且它們環(huán)繞該底板62的外周間隔開。指狀板66的數(shù)目基本取決于所用的磁體58的類型和尺寸。各指狀板66有安裝在底板62上的較短支腳67。該較短支腳67在點(diǎn)59處彎曲90°，以便形成平行于底板62的凸片65，所述凸片65通過任意合適方法牢固安裝在底板62上，例如通過焊接。指狀板66的較長支腳68的內(nèi)邊緣轉(zhuǎn)向至活塞40的中心軸線方向，并有兩個平側(cè)面，一個指狀板66的每個平側(cè)面都基本對著相鄰指狀板66的平側(cè)面。
如圖所示，支架的底板62和指狀板66由扁平板材制成。這降低了制造成本，因?yàn)橹Ъ茉梢院苋菀椎貨_壓成片狀材料，且不需要專門的制造，例如鑄造或模制。而且，這里提出的方法使得材料浪費(fèi)相對較少。
永磁類型的磁體58在所述指狀板66的端部安裝在每對相鄰指狀板66的兩個較長支腳68的平面?zhèn)戎g。在支架的底板62和磁體58之間提供有空間。磁體58由任意合適的普通材料制成，并形成弓形，且環(huán)繞支架安裝在指狀板66之間的所有磁體組件形成在指狀板66端部的環(huán)形結(jié)構(gòu)。將磁體58安裝在支架上可以通過任意合適裝置實(shí)現(xiàn)，例如環(huán)氧樹脂粘接劑。完全環(huán)形的磁體58和指狀板66形成剛性的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，它可以很容易地安裝在活塞上。
在普通結(jié)構(gòu)中，支架的底板的直徑為大約65mm(2.559英寸)，并有8個環(huán)繞底板等間距分開的指狀板66和8個鐵磁材料的磁體，例如硼或鍶鐵氧體，板的材料為普通沖壓低碳鋼，板材的厚度在1.5和4mm(0.059和0.157英寸)范圍內(nèi)。
對于磁體的可選結(jié)構(gòu)，指狀板66的較長支腳68可以在平側(cè)面上有“U”形槽道，磁體的端頭可以裝入所述槽道內(nèi)。對于另一安裝結(jié)構(gòu)，磁體58可以在它的各端形成有槽道，指狀板66插入這些槽道中。在該結(jié)構(gòu)中，兩個指狀板66可以布置在底板62的一點(diǎn)處。還應(yīng)當(dāng)知道，可以使用其它任意合適的安裝結(jié)構(gòu)。
根據(jù)圖1，支架的底板62例如通過焊接安裝在活塞的底部凸緣42的頂表面上。底板62和指狀板66為合適的尺寸，這樣，磁體58的環(huán)形結(jié)構(gòu)裝入確定于氣缸16的外壁和線圈50之間的空間內(nèi)。當(dāng)電流施加給線圈50時，產(chǎn)生的磁場與磁體58相互作用，以便產(chǎn)生穿過指狀板66、底板62和活塞40的底部凸緣42作用的力，從而使該活塞40移動。
作為將支架54安裝在活塞上的可選方式，指狀板66可以有彎曲的底端，以便直接與活塞40的底部凸緣的上表面或底表面連接。這時，沒有用于支架的底板。另外，支架的底板62可以與底部凸緣42的底表面相連，指狀板66與該底板62相連。
本發(fā)明的磁體支架的結(jié)構(gòu)能夠降低制造成本，因?yàn)樵谒慕Y(jié)構(gòu)中只使用少量的金屬。在現(xiàn)有技術(shù)中，很多磁體支架為連續(xù)的，因此使用了大量材料。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)相對于所形成結(jié)構(gòu)的硬度優(yōu)化了材料的使用。還有，本發(fā)明的磁體支架的結(jié)構(gòu)能夠使由于Foucault電流引起的電損失減至最小，因?yàn)橹挥猩倭拷饘儆糜谥笭畎?6。因?yàn)橹С写朋w的結(jié)構(gòu)由布置成與線圈產(chǎn)生的磁力線對齊的薄板形成， 因此，由于Foucault電流引起的損失大大減小，從而能夠使用更便宜的材料。
盡管已經(jīng)通過驅(qū)動壓縮機(jī)的活塞的線性電馬達(dá)優(yōu)選實(shí)施例介紹了本發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)知道，本發(fā)明的磁體支架可以用于其它裝置，其中，軸或其它機(jī)構(gòu)通過線性電馬達(dá)的作用而往復(fù)運(yùn)動。
為了方便，只在一個或多個附圖中表示了本發(fā)明的特定特征，但是本發(fā)明的各個特征可以與其它特征組合。
本領(lǐng)域技術(shù)人員可以知道各種可選實(shí)施例，這些可選實(shí)施例應(yīng)當(dāng)包括在附加權(quán)利要求的范圍內(nèi)。因此，上述說明應(yīng)當(dāng)是舉例說明，而不是對本發(fā)明的范圍的限制。
權(quán)利要求
1.一種線性電馬達(dá)，用于驅(qū)動進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動的活動部件，并包括線圈(50)，該線圈(50)被固定安裝并接收電流；以及磁體(58)組件，該磁體組件安裝在活動部件上，其特征在于它包括支架(54)該支架具有多個指狀板(66)，這些指狀板安裝在活動部件(40)上；以及弓形磁體(58)，該磁體安裝在每對相鄰指狀板(66)之間，以便形成環(huán)形磁體組件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線性電馬達(dá)，其特征在于該線性電馬達(dá)用于具有活塞(40)的壓縮機(jī)中，該活塞作為活動部件，它在氣缸(16)中往復(fù)運(yùn)動以便壓縮氣體，該支架(54)安裝在活塞(40)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的線性電馬達(dá)，其特征在于各指狀板(66)由扁平材料獲得，同時邊緣沿活塞(40)的中心軸線對齊的方向徑向布置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的線性電馬達(dá)，其特征在于該支架(54)有底板(62)，該底板(62)安裝在活塞(40)上，該指狀板(66)安裝在該底板(62)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的線性電馬達(dá)，其特征在于該活塞有底部凸緣(42)，指狀板(66)安裝在該底部凸緣(42)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的線性電馬達(dá)，其特征在于該活塞有底部凸緣(42)，該支架(54)有底板(62)，該指狀板(66)安裝在該底板(62)上，該底板(62)安裝在活塞(40)的底部凸緣(42)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的線性電馬達(dá)，其特征在于該指狀板(66)彎曲形成“L”形，它有安裝在底板(65)上的凸片(62)，并有用于安裝磁體(58)的較長支腳(68)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6和7中任意一項(xiàng)所述的線性電馬達(dá)，其特征在于該壓縮機(jī)有氣缸體(14)，該氣缸體有內(nèi)壁，線圈(50)安裝在該內(nèi)壁上，且氣缸(16)形成于該氣缸體中，環(huán)形磁體組件位于氣缸(16)的外壁和線圈(50)之間，并在該氣缸(16)的外壁和線圈(50)之間線性運(yùn)動。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于制冷密封壓縮機(jī)的線性電馬達(dá)，以便使活塞(40)在氣缸(16)內(nèi)進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動。線性電馬達(dá)的線圈(50)安裝成同心環(huán)繞氣缸(16)的形式，磁體支架(54)安裝在活塞(40)的向外延伸的底部凸緣(42)上。磁體支架由安裝在活塞(40)的底部凸緣(42)上的底板(62)以及多個“L”形指狀板(66)形成，這些薄指狀板環(huán)繞底板(62)間隔開布置，并安裝在該底板上，同時該指狀板(66)的較長支腳(68)的邊緣沿活塞(40)的中心軸線徑向延伸。弓形形狀的永磁體(58)安裝在每對指狀板(66)的較長支腳的相對平側(cè)面之間，以便形成環(huán)形磁體組件。
文檔編號H02K33/02GK1500306SQ02807703
公開日2004年5月26日 申請日期2002年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月4日
發(fā)明者迪特馬爾·E·B·利列, 英瓦爾德·福爾拉特, 德 福爾拉特, 迪特馬爾 E B 利列 申請人:巴西船用壓縮機(jī)有限公司