專利名稱：交錯(cuò)的鐵心疊片制成的直線電動(dòng)機(jī)定子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及直線電動(dòng)機(jī)的定子，特別是涉及由交錯(cuò)的鐵心疊片制成的直線電動(dòng)機(jī)定子，能夠有利于定子鐵心的絕緣和組裝，能夠自由地設(shè)置定子鐵心開口的間距，并且通過(guò)降低鐵心的磁通密度能夠減少電機(jī)損耗。
通常，傳統(tǒng)的電機(jī)具有三維形狀的磁通，而直線電動(dòng)機(jī)具有平面形狀的磁通。直線電動(dòng)機(jī)中，平面狀可動(dòng)單元根據(jù)形成在平面狀固定單元上的磁通變化在平面上完成線性運(yùn)動(dòng)。
以下將參考

圖1和2說(shuō)明直線電動(dòng)機(jī)的例子。
圖1和2分別是傳統(tǒng)的直線電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)的正視圖和側(cè)視圖。
如圖1和2所示，傳統(tǒng)的直線電動(dòng)機(jī)包括由多條鐵心條帶1疊片成為圓筒狀而形成的外定子鐵心10，所述多條鐵心條帶內(nèi)部分別具有預(yù)定尺寸開口1a；在外定子鐵心內(nèi)圓周表面由疊片鐵心條帶1的開口形成的環(huán)狀槽內(nèi)卷繞的定子線圈20；由具有預(yù)定形狀的多條鐵心條帶疊置成為圓筒狀而形成的內(nèi)定子鐵心30，插入外定子鐵心10的空間，與其內(nèi)圓周表面具有預(yù)定間隙；和插入內(nèi)外定子鐵心30、10之間的間隙的具有多個(gè)磁體40的磁體葉片50。
圍繞有內(nèi)定子鐵心30和定子線圈20的外定子鐵心10構(gòu)成直線電動(dòng)機(jī)的定子，設(shè)置有多個(gè)磁體40的磁體葉片50形成直線電動(dòng)機(jī)的可動(dòng)單元。
更具體地講，形成外定子鐵心10的鐵心條帶1由薄片材料構(gòu)成，具有U形通道單元1b，和在通道單元1b的兩端部位以倒三角形延伸的磁極部分1c。
如上所述，通過(guò)多個(gè)鐵心條帶1疊置成為圓筒形而形成外定子鐵心10。每個(gè)疊片鐵心條帶1的磁極部分1c的端部形成外定子鐵心10的內(nèi)圓周表面，通道單元1b的外邊緣部位形成其外圓周表面。
之后，通過(guò)在由鐵心條帶1的開口1a形成的環(huán)狀槽卷繞線圈，形成定子線圈20，并且使定子線圈20絕緣，制成疊片的外定子鐵心10。
這里，構(gòu)成直線電動(dòng)機(jī)的內(nèi)定子鐵心30和卷繞定子線圈20的外定子鐵心10的位置可以交換。
以下說(shuō)明直線電動(dòng)機(jī)的工作。
當(dāng)對(duì)定子線圈20施加電流時(shí)，由沿內(nèi)定子鐵心30的鐵心條帶3和外定子鐵心10的鐵心條帶1流過(guò)的電流形成磁通量。設(shè)置有磁體40的磁體葉片50，因磁通量和磁體40形成相互作用力而在軸向產(chǎn)生線性移動(dòng)。
但是，在構(gòu)成如上所述傳統(tǒng)的直線電動(dòng)機(jī)的定子鐵心中，鐵心條帶疊置成為圓筒狀，定子線圈卷繞在鐵心條帶開口形成的槽內(nèi)。因此，線圈的卷繞工藝復(fù)雜。卷繞之后難以絕緣卷繞線圈。
此外，傳統(tǒng)的鐵心條帶形成有便于卷繞工藝的預(yù)定開口，于是不可能根據(jù)最佳磁路的構(gòu)成改變開口的間距。
通常，眾所周知，影響電機(jī)效率的磁通密度正比于磁通量，并且反比于磁通經(jīng)過(guò)的鐵心剖面。在由鐵心條帶形成定子鐵心的情況，形成內(nèi)圓周表面鐵心條帶附著，于是其間沒(méi)有間隙。但是，形成外圓周表面的鐵心條帶具有預(yù)定間隔的間隙g。結(jié)果，鐵心剖面減小到為間隙g，于是磁通密度提高，從而增大了電機(jī)的損耗或者對(duì)其尺寸的影響。
因此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種用于直線電動(dòng)機(jī)的定子鐵心，能夠有利于定子鐵心的絕緣和組裝，能夠降低制造成本，通過(guò)自由地設(shè)置定子鐵心開口的間距使磁體長(zhǎng)度優(yōu)化。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種用于直線電動(dòng)機(jī)的定子鐵心，通過(guò)降低定子鐵心的磁通量能夠減少電機(jī)損耗。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，提供一種用于直線電動(dòng)機(jī)的定子鐵心，包括按圓筒形狀卷繞和絕緣線圈而形成的定子線圈；由薄片材料構(gòu)成的具有預(yù)定寬度和長(zhǎng)度的垂直單元；在垂直單元一端部位以直角彎曲和延伸的水平單元；和具有在水平單元邊緣部位逐漸延伸的并且形成反三角形的磁極部分的多個(gè)鐵心條帶，垂直單元的內(nèi)邊緣部位與定子線圈的外圓周表面連接，水平單元的內(nèi)邊緣部位與定子線圈的上和下表面連接，或者其間留有預(yù)定間隔地連接，疊置成為輻射狀，鐵心條帶磁極部分的邊緣部位彼此連接，從而形成內(nèi)圓周表面，垂直單元的外邊緣部位形成外圓周表面。
通過(guò)參見(jiàn)附圖將可更加了解本發(fā)明，這些附圖僅是示例性的，并不限制本發(fā)明。
圖1是傳統(tǒng)直線電動(dòng)機(jī)的定子結(jié)構(gòu)的正視圖。
圖2是傳統(tǒng)直線電動(dòng)機(jī)的定子結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的用于直線電動(dòng)機(jī)定子的鐵心條帶的透視圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的由交錯(cuò)疊片制成的用于直線電動(dòng)機(jī)的外定子鐵心的透視圖。
圖5是展示根據(jù)本發(fā)明在定子線圈上疊置用于直線電動(dòng)機(jī)的外定子鐵心的工藝的透視圖。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的用于直線電動(dòng)機(jī)的定子鐵心的部分放大側(cè)視圖。
以下將參考附圖詳細(xì)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的通過(guò)交錯(cuò)鐵心疊片制成的用于直線電動(dòng)機(jī)的定子。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的用于直線電動(dòng)機(jī)定子的鐵心條帶的透視圖。
參見(jiàn)圖3，根據(jù)本發(fā)明形成用于直線電動(dòng)機(jī)的定子鐵心的鐵心條帶100包括由具有預(yù)定寬度和長(zhǎng)度的薄片材料構(gòu)成的垂直單元110；在垂直單元110的一端部位以直角彎曲和延伸的水平單元120；和在水平單元120邊緣部位逐漸延伸并且形成反三角形的磁極部分130。
以下將參考圖4和5說(shuō)明由鐵心條帶100形成的用于直線電動(dòng)機(jī)的定子鐵心。
圖4是根據(jù)本發(fā)明由交錯(cuò)鐵心疊片制成的用于直線電動(dòng)機(jī)的外定子鐵心的透視圖，圖5是展示根據(jù)本發(fā)明在定子線圈上疊置用于直線電動(dòng)機(jī)的外定子鐵心的工藝的透視圖。
首先，作為根據(jù)本發(fā)明的定子鐵心的實(shí)施例說(shuō)明外定子鐵心。
在根據(jù)本發(fā)明的外定子鐵心200中，鐵心條帶100的垂直單元110的內(nèi)邊緣部位與卷饒成圓筒形并且絕緣的定子線圈300的外圓周表面連接，水平單元120的內(nèi)邊緣部位與定子線圈300的上和下部位連接，或者其間留有預(yù)定間隔地連接，于是疊置成輻射狀。鐵心條帶100的磁極部分的邊緣部位彼此連接，從而形成內(nèi)圓周表面，垂直單元110的外邊緣部位形成外圓周表面。
也就是說(shuō)，鐵心條帶100的水平單元120在定子線圈300的上和下表面交替疊置成輻射狀，從而形成圓筒形狀。另外，鐵心條帶100的磁極部分130的邊緣部位相互連接，從而形成內(nèi)圓周表面，垂直單元110的外邊緣部位形成外圓周表面。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的用于直線電動(dòng)機(jī)的定子鐵心的部分放大側(cè)視圖。與傳統(tǒng)單元相同的單元采用相同的參考標(biāo)號(hào)。
如圖所示，在外定子鐵心200中，由交替的一對(duì)鐵心條帶100形成內(nèi)弧和外弧。內(nèi)弧厚度是“t”，外弧厚度是“2t”。
結(jié)果，根據(jù)按輻射狀疊置鐵心條帶100形成圓筒形狀的外定子鐵心200的整體構(gòu)形，外垂直單元100的間隔得以最小化。
圓筒狀內(nèi)定子鐵心30插入具有預(yù)定間隙的外定子鐵心200的空間。具有磁體40的可動(dòng)單元50插入內(nèi)定子鐵心30和外定子鐵心200之間的間隙，于是組成直線電動(dòng)機(jī)。
這里，在卷繞成圓筒狀并且絕緣的定子線圈300上疊置鐵心條帶100的情形，根據(jù)本發(fā)明的定子鐵心可以在垂直方向控制鐵心條帶100的磁極部分130之間的間隔。因此，設(shè)定根據(jù)磁體葉片50的位移確定的磁體40的長(zhǎng)度，即可動(dòng)單元和磁極部分130之間的間隔，從而組成最佳磁路。
此外，在外定子鐵心200中，鐵心條帶100的量增加，于是鐵心的剖面增加。結(jié)果，磁通密度降低，從而減少了電機(jī)損耗。
而且，通過(guò)按圓筒形卷繞線圈而形成定子線圈300，在其外表面上形成絕緣膜，在其上疊置鐵心條帶100。于是，簡(jiǎn)化了定子線圈300的卷繞工藝，有利于卷繞定子線圈300的絕緣。
以下說(shuō)明包括根據(jù)本發(fā)明的外定子鐵心200的直線電動(dòng)機(jī)的工作。
對(duì)定子線圈300施加電流時(shí)，由沿內(nèi)外定子鐵心30、200的鐵心條帶3、100流動(dòng)的電流形成磁通。設(shè)置有磁體40的磁體葉片50，利用磁通和磁體所形成的相互作用力，在軸向產(chǎn)生直線運(yùn)動(dòng)。
這里，組成外定子鐵心200的鐵心條帶100疊置成輻射狀，于是形成圓筒形狀。另外，外定子鐵心200的內(nèi)圓周部位由鐵心條帶100的磁極部分130形成單個(gè)表面。
包括根據(jù)本發(fā)明的定子鐵心的直線電動(dòng)機(jī)用于直線型壓縮機(jī)。直線型壓縮機(jī)通過(guò)把由直線電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的直線動(dòng)能轉(zhuǎn)變成活塞的直線動(dòng)能從而壓縮氣體。
如上所述，作為根據(jù)本發(fā)明的用于直線電動(dòng)機(jī)的定子鐵心，通過(guò)在具有絕緣膜的定子線圈上疊置鐵心條帶來(lái)制造，可以簡(jiǎn)化定子線圈的卷繞工藝和絕緣工藝，從而提高組裝生產(chǎn)率。
此外，制造該電動(dòng)機(jī)時(shí)，定子鐵心的磁通密度得以降低，于是電動(dòng)機(jī)的損耗也得以減小。由于電動(dòng)機(jī)尺寸減小，所以產(chǎn)品尺寸可以最小化。此外，通過(guò)減少高價(jià)磁體的用量使制造成本降低。
在不脫離本發(fā)明的精神或者基本特征的條件下，可以按幾種形式實(shí)施本發(fā)明，所以也應(yīng)理解上述實(shí)施例并不受限于上述任何具體內(nèi)容，除非另有說(shuō)明，應(yīng)在權(quán)利要求書限定的精神和范圍內(nèi)做廣泛的解釋，因此處于權(quán)利要求書的集合和邊界內(nèi)的所有變化和改進(jìn)、或者這種集合和邊界的等同均應(yīng)包含在權(quán)利要求書之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于直線電動(dòng)機(jī)的定子鐵心，包括按圓筒形狀卷繞和絕緣線圈而形成的定子線圈；由薄片材料構(gòu)成的具有預(yù)定寬度和長(zhǎng)度的垂直單元；在垂直單元的一端部位以直角彎曲和延伸的水平單元；和具有在水平單元邊緣部位逐漸延伸并且形成反三角形的磁極部分的多個(gè)鐵心條帶，鐵心條帶的垂直單元的內(nèi)邊緣部位與定子線圈的外圓周表面連接，水平單元的內(nèi)邊緣部位與定子線圈的上下表面連接，或者其間留有預(yù)定間隔地連接，疊置成為輻射狀，鐵心條帶磁極部分的邊緣部位彼此接，從而形成內(nèi)圓周表面，垂直單元的外邊緣部位形成外圓周表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的用于直線電動(dòng)機(jī)的定子鐵心，其中，當(dāng)在定子線圈上疊置鐵心條帶時(shí)，鐵心條帶的內(nèi)邊緣部位疊置成與定子線圈上和下表面具有預(yù)定間隔。
全文摘要
一種交錯(cuò)鐵心疊片的直線電動(dòng)機(jī)定子,其定子鐵芯包括按圓筒形狀卷繞和絕緣線圈形成的定子線圈,由薄片材料構(gòu)成有預(yù)定寬度和長(zhǎng)度的垂直單元,垂直單元的一端以直角彎曲和延伸的水平單元,水平單元邊緣延伸成反三角形磁極部分的多個(gè)鐵心條帶,該條帶的垂直單元內(nèi)邊緣與定子線圈外圓周面連接,水平單元內(nèi)邊緣與定子線圈上下面連接,或其間留預(yù)定間隔地連接,成輻射狀,鐵心條帶磁極邊緣彼此連接形成內(nèi)圓周面,垂直單元外邊緣形成外圓周面。
文檔編號(hào)H02K41/03GK1244743SQ9911033
公開日2000年2月16日 申請(qǐng)日期1999年7月12日 優(yōu)先權(quán)日1998年7月13日
發(fā)明者李衡國(guó), 洪彥杓 申請(qǐng)人:Lg電子株式會(huì)社