往复式电机及具有其该往复式电机的往复式压缩机
阅读：0发布：2020-06-16
专利汇可以提供往复式电机及具有其该往复式电机的往复式压缩机专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供一种往复式 电机 及具有其的往复式 压缩机 ，本发明的往复式电机包括： 定子 ，设置有磁线圈，在所述定子的以所述磁线圈介于其间的轴方向的两侧分别形成有气隙；以及 转子 ，插入到所述定子，在两侧的所述气隙中的一侧气隙配置有至少一个磁体，在另一侧气隙配置有不是磁体的 磁性 体，以使所述转子相对于所述定子做往复运动。，下面是往复式电机及具有其该往复式电机的往复式压缩机专利的具体信息内容。
1.一种往复式电机，其特征在于，
包括：
定子，设置有磁线圈，在所述定子的以所述磁线圈介于其间的轴方向的两侧分别形成有气隙；以及
转子，插入到所述定子，在两侧的所述气隙中的一侧气隙配置有至少一个磁体，在另一侧气隙配置有不是磁体的磁性体，以使所述转子相对于所述定子做往复运动，所述定子包括第一定子型芯和第二定子型芯，
所述磁线圈设置于所述第一定子型芯，所述第二定子型芯与所述转子之间隔开间隔并设置于所述第一定子型芯的内侧，
所述第二定子型芯的轴方向长度长于所述第一定子型芯的轴方向长度，
所述第二定子型芯的轴方向长度长于所述转子的轴方向长度。
2.根据权利要求1所述的往复式电机，其特征在于，
所述磁体沿着所述转子的往复方向具有相互不同的磁极。
3.根据权利要求2所述的往复式电机，其特征在于，
所述磁体在与所述磁性体之间形成有按规定间隔隔开的间隔部。
4.根据权利要求2所述的往复式电机，其特征在于，
所述磁性体的往复方向长度形成为，在所述磁体的磁极临界面与所述定子的气隙末端相对齐时，所述磁性体的至少一部分位于所述定子的气隙范围内。
5.根据权利要求1所述的往复式电机，其特征在于，
所述转子包括支撑所述磁体的转子型芯，
在所述转子型芯的外周面形成有安装所述磁体的磁体安装槽，
所述磁体安装槽的往复方向长度大于所述磁体的往复方向长度。
6.根据权利要求5所述的往复式电机，其特征在于，
所述转子型芯的厚度与所述磁体的厚度相同地形成。
7.一种往复式电机，其特征在于，
所述往复式电机在定子与转子之间具有两个气隙和设置于所述转子的三个极，利用欲要向所述转子与所述定子之间的磁阻低的侧移动的力，使所述转子相对于所述定子做往复运动，
在两个所述气隙中的一侧气隙配置有具有相互不同的极性的两个磁体，以构成三个所述极中的两个极，在另一侧气隙配置有不是磁体的磁性体，以构成三个所述极中的一个极，两个所述气隙中配置有所述磁体的气隙的轴方向长度长于另一侧气隙的轴方向长度，所述磁体的整体长度长于配置有所述磁体的气隙的轴方向长度，
所述转子的轴方向长度长于所述定子的两端之间的轴方向长度。
8.一种往复式压缩机，其特征在于，包括：
权利要求1至7中任一项所述的往复式电机；
活塞，与所述往复式电机相结合以一同做往复运动；
缸筒，所述活塞插入到所述缸筒以形成压缩空间；
吸入阀，开闭所述压缩空间的吸入侧；
吐出阀，开闭所述压缩空间的吐出侧；以及
磁性共振弹簧利用欲要向所述转子与所述定子之间的磁阻低的方向移动的力，使所述转子相对于所述定子做往复运动，
所述磁性共振弹簧排除以结构方式连接于所述转子和活塞并提供弹性力的机械式弹簧。
往复式电机及具有其该往复式电机的往复式压缩机
技术领域
背景技术
[0003] 电机包括定子(Stator)和转子(Mover或Rotor)，沿着设置于定子的线圈(Coil)中流动有电流时产生的磁束(Flux)的方向，设置有磁体(Magnet)的转子做旋转运动或往复运动。
[0004] 电机根据转子的运动方式可区分为旋转电机或往复式电机。旋转电机采用根据磁线圈中施加的电源而在定子上形成磁束，并且通过该磁束使转子相对于定子做旋转运动的方式，另一方面，往复式电机采用转子相对于定子沿直线做往复运动的方式。
[0006] 近来，介绍有一种压缩机用往复式电机，其中，定子形成为具有内侧定子(Inner stator)和外侧定子(Outer stator)的圆筒形，在内侧定子和外侧定子中的任一侧缠绕有用于产生磁感应的磁线圈，磁极(Magnet pole)沿着定子的轴方向排列的磁体(Magnet)设置于转子上，以使该转子在内侧定子与外侧定子之间的气隙(Air gap)中做往复运动。
[0010] 由此，当转子沿着磁线圈中施加的电源的磁束方向沿着前后方向移动时，该转子移动的方向上设置的机械式共振弹簧被压缩并积蓄反作用力，接着，当转子沿着相反方向移动时，积蓄了反作用力的机械式共振弹簧将推动转子，并将反复进行这样的一系列的过程。
[0011] 但是，如上所述的现有技术的往复式电机中存在有如下的问题，虽然转子支撑于由压缩螺旋弹簧构成的机械式共振弹簧，在压缩螺旋弹簧的特性上产生有自体共振，因此，规定区间的运转频率内的特定区间将无法被用作运转频率。
[0012] 并且，在现有技术的往复式电机中，由于设置有由压缩螺旋弹簧构成的机械式共振弹簧，在其压缩螺旋弹簧的特性上将产生机械应力极限及震动距离等方面的制约，由此，需要使共振弹簧确保规定的线径和长度等，因而在缩小往复式电机的横向长度方面存在有限制。
[0013] 并且，在现有技术的往复式电机中，由于设置有由压缩螺旋弹簧构成的机械式共振弹簧，需要在转子和定子上分别设置用于固定该压缩螺旋弹簧两端的弹簧支撑部件，因此，不仅电机的机构结构变得复杂，而且需要以高的压力施压多个共振弹簧并将其分别设置于转子的前后两侧，从而使组装工艺相应地变得困难。
[0014] 并且，在现有技术的往复式电机中，由于在外侧定子和内侧定子之间以可往复运动的方式配置有包括磁体的转子，以该转子为基准在其外侧和内侧分别形成气隙，使得整体上的气隙增加而降低电机效率。
[0016] 并且，在适用了如上所述的往复式电机的往复式压缩机中，将同样具有前述的往复式电机中存在的问题，并且因此而在使往复式压缩机变为小型化方面上存在有限制。
发明内容
[0017] 本发明的目的在于提供一种往复式电机，能够使用运转频率内的所有频率。
[0018] 本发明的另一目的在于提供一种往复式电机，能够缩小共振弹簧的往复方向长度，从而使电机的整体大小达到最小。
[0019] 本发明的另一目的在于提供一种往复式电机，通过简化使转子相对于定子做共振运动的共振弹簧的结构，能够节省制造费用。
[0020] 本发明的另一目的在于提供一种往复式电机，能够在提高共振弹簧的弹簧刚性的同时减少磁体的使用量。
[0021] 本发明的另一目的在于提供一种往复式电机，通过减少转子的重量以降低耗电量，能够提高电机效率。
[0022] 本发明的另一目的在于提供一种往复式压缩机，通过实现如上所述的目的，能够实现往复式压缩机的小型化且轻量化。
[0023] 为了实现本发明的目的，本发明的往复式电机包括：定子，设置有磁线圈，在所述定子的以所述磁线圈介于其间的轴方向的两侧分别形成有气隙；以及转子，插入到所述定子，在两侧的所述气隙中的一侧气隙配置有至少一个磁体，在另一侧气隙配置有不是磁体的磁性体，以使所述转子相对于所述定子做往复运动。
[0024] 为了实现本发明的目的，本发明的往复式电机包括：定子，设置有磁线圈，设置有一个以上的气隙；以及转子，插入到所述定子，磁性体位于所述气隙，以使所述转子利用基于所述磁线圈产生的磁束做往复运动；所述磁性体具有多个极(Magnetic pole)，所述极的数目多于或等于所述气隙的数目。
[0025] 其中，所述气隙可形成有两个，所述磁极形成有三个。
[0026] 并且，三个所述磁极中的至少两个磁极可相互连接并沿着往复方向排列，另一个磁极在往复方向上隔开规定间隔排列。
[0027] 并且，三个所述磁极中的相互连接的两个磁极可由永久磁铁构成，另一个磁极由由不是磁体的磁性体构成。
[0028] 为了实现本发明的目的，本发明的往复式电机包括：环形的磁线圈；多个定子侧极部，以所述磁线圈为基准设置于左右两侧；以及多个转子侧极部，以与多个所述定子侧极部对应的方式设置，利用基于所述磁线圈产生的磁束做往复运动；多个所述转子侧极部中的一侧为磁体，另一侧为不是磁体的磁性体。
[0029] 其中，所述磁体可由两个相互不同的磁极沿着往复方向排列而构成。
[0030] 并且，在所述磁体的磁极临界面分别与所述定子侧极部的往复方向两侧相一致时，所述磁性体与所述定子侧极部的重叠距离可以至少大于0。
[0031] 并且，所述磁体和所述磁性体可以沿着往复方向相隔开。
[0032] 并且，可在所述定子侧极部与所述转子侧极部之间设置有两个气隙和三个极，利用欲要向所述转子侧极部与所述定子侧极部之间的磁阻低的侧移动的力，所述转子侧极部相对于所述定子侧极部做往复运动。
[0033] 并且，所述转子侧极部可利用基于所述磁线圈产生的磁性共振弹簧进行共振。
[0034] 其中，所述磁体可沿着所述转子的往复方向具有相互不同的磁极。
[0035] 并且，所述磁体可在与所述磁性体之间形成有按规定间隔隔开的间隔部。
[0036] 并且，所述磁性体的往复方向长度可形成为，在所述磁体的磁极临界面与所述定子的气隙末端相对齐时，所述磁性体的至少一部分位于所述定子的气隙范围内。
[0037] 并且，所述转子可包括支撑所述磁体的转子型芯，所述转子型芯可设置于所述磁体的内周面。
[0038] 并且，在所述转子型芯的外周面可形成有安装所述磁体的磁体安装槽，所述磁体安装槽的往复方向长度大于所述磁体的往复方向长度。
[0039] 并且，在所述定子与所述转子之间可形成有两个气隙和三个极。
[0040] 并且，在三个所述极中的两个极可由磁体构成，另一个极由不是磁体的磁性体(non-magnet)构成。
[0041] 并且，本发明可被配置为，利用欲要向所述转子与所述定子之间的磁阻低的侧移动的力，使所述转子相对于所述定子做往复运动。
[0042] 并且，为了实现本发明的目的，本发明的往复式压缩机包括：壳体，具有内部空间；往复式电机，配置于所述壳体的内部空间；活塞，与所述往复式电机一同做往复运动；缸筒，所述活塞插入到所述缸筒以形成压缩空间；吸入阀，开闭所述压缩空间的吸入侧；以及吐出阀，开闭所述压缩空间的吐出侧；所述往复式电机可以由前述的往复式电机构成。
[0043] 其中，所述往复式压缩机可被配置为，利用欲要向所述转子与所述定子之间的磁阻低的侧移动的力，使所述转子相对于所述定子做往复运动。
[0044] 并且，所述转子可被配置为，利用基于所述磁线圈产生的磁性共振弹簧来进行共振。
[0045] 根据本发明的往复式电机，通过利用磁性共振弹簧来共振转子，能够预先防止在规定区间的运转频率内使用频率受到限制的情形，从而提高电机的效率。
[0046] 并且，通过利用磁性共振弹簧来共振转子，能够减少用于共振转子的部件数目，能够进一步缩小电机的横向长度。
[0047] 并且，通过利用磁性共振弹簧来共振转子，能够防止转子因共振弹簧的侧力而偏心的情形，从而减小摩擦损失及噪音。
[0048] 并且，设置有磁线圈的定子形成为，不仅具有两个气隙(Air gap)且还具有三个极(Pole)，能够进一步提高适用了磁性共振弹簧的电机的弹簧刚性。
[0049] 并且，通过利用具有三个极且至少一个极为不是磁体的磁性体，能够降低电机的制造费用。
[0050] 并且，通过删除用于支撑磁体的磁体框架或将其结合于磁体的一侧端部，能够减少转子的重量，据此降低功率消耗量而提高电机的效率。
[0052] 图1是概略示出本发明的往复式电机的一例的概略剖视图。
[0053] 图2是示出用于说明图1的往复式电机中的定子和转子的剖视图。
[0054] 图3A及图3B是示出用于说明图2的往复式电机中的定子型芯和型芯极部之间的重叠距离的剖视图。
[0055] 图4A至图4C是示出本发明的转子的各实施例的纵剖视图。
[0056] 图5是示出对各实施例的弹簧刚性进行比较的图表。
[0057] 图6是示出对各实施例的α值的变化的图表。
[0058] 图7A至图7C是示出用于说明本实施例的往复式电机的动作的示意图。
[0059] 图8及图9是示出本发明的往复式电机中的转子的其他实施例的纵剖视图。
[0060] 图10及图11是示出对按转子型芯的不同厚度的α值及磁性共振弹簧的刚性进行比较的图表。
[0061] 图12是将图10和图11进行整理并示出的表格。
[0062] 图13是示出适用本实施例的往复式电机的往复式压缩机的一实施例的纵剖视图。
具体实施方式
[0063] 以下，基于附图中示出的一实施例对本发明的往复式电机以及具有该往复式电机的往复式压缩机详细进行说明。
[0064] 本实施例的往复式电机利用设置有磁线圈的定子和磁体之间产生的往复方向中心力(centering force)做往复运动。往复方向中心力是指，磁体在磁场内移动时向磁能(磁势能，磁阻)低的方向储存的力，该力将形成磁性弹簧(magnetic spring)。
[0065] 因此，在本实施例中，磁体利用基于磁线圈的磁力做往复运动时，该磁体因磁性弹簧而积蓄欲要向气隙方向恢复的力，利用该磁性弹簧中积蓄的力，包括磁体的转子共振并持续做往复运动。
[0066] 图1是概略示出本发明的往复式电机的一例的概略剖视图，图2是示出用于说明图1的往复式电机中的定子和转子的剖视图，图3A及图3B是示出用于说明图2的往复式电机中的定子型芯和型芯极部之间的重叠距离的剖视图。
[0067] 如图所示，在本实施例的往复式电机100中，设置有磁体122的转子120以隔开规定的气隙的方式插入到设置有磁线圈111的定子110的内侧。
[0068] 定子110由多个型芯块(core block)112以呈放射状的方式层叠于磁线圈111而构成。
[0069] 型芯块112是将以规定形状形成的多个固定侧铁芯沿着轴方向层叠后以圆弧形状按压而形成，当将其以呈放射状的方式层叠于磁线圈111时，内周面将构成正圆形。由此，沿着圆周方向与转子120的外周面具有相同的气隙A。
[0070] 其中，型芯块112由单片的固定侧铁芯层叠而形成，因此单个型芯块112的圆周方向形状和单片的固定侧铁芯构成相同的形状。因此，以下以型芯块为例说明定子的形状。
[0071] 型芯块112在圆周方向投影时，其整体形成为“ㄈ”形状。虽然型芯块12可以由单个部件形成，但是根据型芯块的形状也可以将多个块进行后组装而形成。
[0072] 例如，型芯块112单纯为“ㄈ”形状时，其能够插入层叠于磁线圈111，因此可以形成为单个部件。但在型芯块112的两端的极部向磁线圈111所位置的内侧延伸时，如果将型芯块112形成为“ㄈ”形状，则无法将其插入到磁线圈111。因此，在此情况下，可将型芯块112分为两部分或者可将一侧端部单独制作并在磁线圈111的轴方向两侧相互对齐并层叠。以下，以具有与形成为单个部件的情形具有相同的形态的组装状态的型芯块为例进行说明。
[0073] 在型芯块112中，形成磁路的磁轭部112a形成为“ㄈ”形状，磁轭部112a的两端由与后述的磁体122对应的第一极部112b及与型芯极部125对应的第二极部112b’构成。由此，本实施例的往复式电机构成具有两个气隙的2-间隙型(2-gap)电机。
[0074] 如图2所示，第一极部112b从与之连接的磁轭部112a的端部向两侧横向延伸并扩张至比磁轭部112a的宽度大。在后述的磁体122具有多个磁极的情况下，第一极部112b的宽度等于或大于一个磁极的长度。但若第一极部112b过长，则磁路变更可能会被延迟，并由此使得磁体122的长度变长，因此，第一极部112b优选形成为与磁极长度相同或比其稍长。
[0075] 如图3A及图3B所示，第二极部112b’形成为当转子120做往复运动时与后述的型芯极部125相重叠(overlap)的长度。例如，当第一极部112b的一端位于磁体122的磁极中间(即，N极与S极的临界面，极间临界)B、B’时，优选地，第二极部112b’和型芯极部125的重叠长度L、L’至少为0以上。
[0076] 其中，第二极部112b’可以形成为多种。例如，第二极部112b’可以形成为具有与磁轭部112a相同的宽度，可与第一极部112b相同的从与该第二极部112b’相连接的磁轭部112a的端部向两侧或一侧延伸并扩张至大于磁轭部112a的宽度。
[0077] 但是，第二极部112b’根据与后述的转子120的型芯极部125的组合来确定磁性弹簧的刚性、α值、α值的变动率，因此，第二极部112b’可以根据适用该往复式电机的产品的设计来确定长度。图4A至图4C是示出本发明的转子的各实施例的纵剖视图。作为参考，α值在旋转型装置中可以定义为转矩常数，在线性装置中可以定义为推力常数，而通常可以定义为感应电压常数。
[0078] 例如，可存在有如图4A所示的第二极部112b’的宽度D1形成为与磁轭部112a的宽度D2相同且比转子120的型芯极部长度D3短的情况(以下，实施例①)；如图4B所示的第二极部112b的宽度D1形成为与磁轭部的宽度D2及转子的型芯极部长度D3相同的情况(以下，实施例②)；以及如图4C所示的第二极部的宽度D1形成为比磁轭部的宽度D2长且比转子的型芯极部长度D3长的情况(以下，实施例③)。
[0079] 图5是示出对各实施例的弹簧刚性进行比较的图表，图6是示出对各实施例的α值的变化的图表。
[0080] 如图5所示的图表可以确认，实施例①与实施例③在运转区域内的弹簧刚性几乎相同，而实施例②中的弹簧的刚性较大地增加。但如图6所示可以确认，实施例①与实施例③在运转区域内，其弹簧的α值没有变动而几乎保持恒定，而实施例②中的弹簧的α值较大地变动。作为参考，α值为运转范围内的平均α值(V/m/s)，α变动率为将平均α值除以峰值α值的百分比值(％)。
[0081] 如实施例②所示，如果使第二极部的宽度D1形成为与磁轭部的宽度D2及转子的型芯极部长度D3相同，则磁性弹簧的刚性增加，但是运转区域内的平均α值减小且α值的变动率较大地增加。因此，可以参考这些实施例并根据需求以适当的形态确定第二极部的长度D1。
[0082] 另外，转子120在以圆筒形状形成的转子型芯121的外周面贴附结合有磁体122。
[0083] 转子型芯121可以由磁性体形成，以与定子型芯112一同形成磁路。例如，转子型芯121可以将由与定子型芯112相同的单张转子侧铁芯以呈放射状的方式层叠形成为圆筒形状，或者，也可以诸如粉末冶金方式形成为单体。
[0084] 并且，转子型芯121的整体长度D4长于所述定子型芯112的整体长度D5，即，所述定子型芯112的整体长度D5为随着其转子型芯121做往复运动，从第一极部112b的外侧末端到第二极部112b’的外侧末端之间的轴方向长度D5。因此，即使转子型芯111在定子110的内侧做往复运动，该转子型芯121的两端中的至少有一侧端部也不会脱离定子型芯112的范围。
[0085] 并且，在转子型芯121的一端部形成有用于结合磁体122的磁体安装面121a。磁体安装面121a以与磁体122的轴方向截面形状(或者，接触面形状)对应的方式形成。例如，当磁体122为单个时，若该磁体122的内侧接触面为曲面，磁体安装槽121a也将形成为曲面，若磁体122的内侧接触面为平面，磁体安装槽121a也将形成为平面。在磁体安装面121a为曲面的情况下，该磁体安装面121a可以形成为具有与转子型芯121的内周面相同的曲率半径的圆形面，而在磁体安装面121a为平面的情况下，构成该磁体安装面的转子型芯121的外周面可以形成为多角形形状。
[0086] 磁体122的轴方向长度D6长于定子型芯112的第一极部宽度D7，因此，磁体安装面的轴方向长度D8长于定子型芯的第一极部的宽度。
[0087] 并且，磁体安装面的轴方向长度D8长于磁体的轴方向长度D6。因此，在将磁体122的一端对齐于转子型芯121的一端的状态下，在磁体的另一端与后述的型芯极部的一端之间将按规定间隔大小形成间隔部121b。
[0088] 但根据不同情况，磁体安装面121a的轴方向长度D8可以与磁体的轴方向长度D6相同地形成。但是，当磁体安装面121a和磁体的轴方向长度D6相同地形成时，根据第二极部112b’的形状，该第二极部112b’将与磁体122相重叠或非常接近，从而使第二极部112b’侧的磁束向磁体122侧泄漏。因此，磁体安装面121a的轴方向长度D8优选地形成为长于磁体的轴方向长度D6，以在磁体122和型芯极部125之间形成间隔部121b。
[0089] 另外，磁体122由沿着轴方向具有N极和S极(当然，可按照S极和N极的顺序排列)的2-极磁体构成。
[0090] 并且，磁体122的轴方向整体轴方向长度D6长于定子铁芯112的第一极部宽度D7。只是，磁体122的各磁极长度D6’，即N极和S极的轴方向长度优选地形成为不长于第一极部的轴方向长度D7，以使如上所述在磁路变更方面上更为有利。
[0091] 并且，磁体122由多个构成，该多个磁体122沿着圆周方向以隔开规定间隔的方式贴附并进行结合。但根据不同情况，磁体122可形成为圆筒形状并压入到转子型芯121的外周面，或者通过诸如环形件(ring)的额外的固定部件进行固定。
[0092] 并且，当利用该磁体122和磁线圈112之间的往复方向中心力(centering force)时，转子120可在排除额外的机械式共振弹簧的情况下做往复运动。为此，磁体122需要确保优异的磁束密度和保磁力，因此，相比于铁氧体磁铁而优选适用Nd磁体。
[0093] 另外，在转子型芯121的另一端部，即与定子型芯112的第二极部112b’对应的另一端部，型芯极部125朝向第二极部112b’以半径方向凸出。由此，转子将具有2-极的磁体和一个型芯极部相加总共3-极(3-pole)，将其与定子的气隙相组合时，形成2-间隙和3-极(2-gap&3-pole)的往复式电机。
[0094] 其因为在2个气隙中形成3个极，因而能够产生相应高的磁力，因此，在磁性共振弹簧方面上，将能够实现较高的弹簧刚性。
[0095] 并且，在发挥较高的弹簧刚性的同时，其至少一个极使用不是磁体的磁性体，因此，减少了高价的磁体的使用量，能够降低整体电机的制造费用。当然，在将三个极都形成为不是磁体的磁性体，或者将两个极形成为磁性体的情况下，能够进一步节省制造费用。
[0096] 型芯极部125可与转子型芯121形成为一体，也可以单独进行制造并组装于转子型芯121。
[0097] 并且，如前所述，型芯极部125的轴方向长度D3可以与定子型芯112的第二极部112b’相组合的方式形成。即，如图2所示，其可以形成为比第二极部的宽度D1长或相同或小。由此带来的作用效果已在前面说明第二极部的轴方向长度时一同进行了说明，因此不再赘述。
[0098] 并且，型芯极部125可以与磁体122的形状相同地形成。即，在磁体122以单个形成的情况下，型芯极部125也可沿着圆周方向以隔开规定间隔的方式形成为单个，在磁体122形成为圆筒形的情况下，型芯极部125也可形成为圆筒形。
[0099] 并且，型芯极部125的高度形成与磁体122的高度相同。
[0100] 如上所述的根据本实施例的往复式电机可以如下进行动作。
[0101] 即，当在往复式电机100的磁线圈111中施加交变电流时，定子型芯112和转子型芯121之间形成交变磁束。此时，与定子112的第一极部112b对应的磁体122将与转子型芯121一同沿着磁束方向移动并持续做往复运动。
[0102] 此时，在往复式电机100的内部，磁体122相对对定子型芯112做往复运动，以在该磁体122和定子型芯112之间形成磁性弹簧(Magnetic Resonance Spring)，从而诱导转子型芯121的共振运动。图7A至图7C是示出用于说明本实施例的往复式电机的动作的示意图。
[0103] 例如，如图7A所示，当转子型芯121与磁体122一同因磁力向附图的左侧移动时，磁体122和定子型芯112之间积蓄欲向作为磁能(即，磁势能或磁阻)低的侧的气隙方向，即欲向附图的右侧恢复的往复方向中心力(Centering force)F1。
[0104] 此时，若磁线圈111中施加的电流方向改变，则转子型芯121和磁体122通过基于该磁线圈111产生的朝向气隙A侧的磁力和积蓄的往复方向中心力F1向附图的右侧方向移动，从而如图7B所示恢复到第一极部112b。
[0105] 此时，转子120因惯性力和磁力而经过第一极部112b并进一步向附图的右侧移动。此时，如图7C所示，若磁线圈111中施加与图7B相反方向的电流，则第一极部112b中形成与图7A所示相同的磁极，由此，各个磁体122上形成与图7A所示相同的方向的引力和斥力，从而使转子120如图7C所示的欲要向附图的左侧移动。
[0106] 此时，如图7C所示，磁体122和定子型芯112之间将以相反方向前述的往复方向中心力(Centering force)F2，转子120通过该力和气隙方向磁力，犹如设置有机械式共振弹簧向附图的左侧方向移动，从而反复进行向第一极部112b恢复的一系列的往复运动。
[0107] 另外，本发明的往复式电机的其他实施例具体如下。即，在前述的实施例中，往复式电机由定子型芯和转子型芯构成，而在本实施例中，在转子型芯的内侧还设置有构成其他内侧定子的定子型芯。
[0108] 图8及图9是示出本发明的往复式电机中的转子的其他实施例的纵剖视图。
[0109] 如图8所示，在本实施例的往复式电机中，以贴附有磁体的转子型芯221为中心，分别在其外侧设置有第一定子型芯212，在内侧设置第二定子型芯213。
[0110] 考虑到量产时，磁线圈211优选地设置于位于外侧的第一定子型芯212，但是并非限定于将其设置于位于外侧的定子型芯。因此，根据情况可以设置于位于内侧的定子型芯。
[0111] 其中，第二定子型芯213优选地由与第一定子型芯212相同的材质形成，以能够降低磁阻，但是，其只要是磁性体即可。
[0112] 并且，第二定子型芯213的轴方向长度D9可以与转子型芯的轴方向长度D4相同，但考虑到在转子型芯221的一端贴附磁体222时，其优选地形成为长于转子型芯221的轴方向长度D4，以使磁束泄漏达到最小。在此情况下，第二定子型芯213优选地较长形成为转子220进行往复运动的最大距离大小。
[0113] 此外，在第一定子型芯212的内周面和转子型芯221的外周面之间形成有第一气隙A1，在转子型芯221的内周面和第二定子型芯213的外周面之间形成有第二气隙A2。
[0114] 第一气隙A1和第二气隙A2可按照相同的间隔大小隔开形成。为此，在与构成第一气隙A1的第一定子型芯212的第二极部212b’对应的转子型芯221的外周面优选地形成有型芯极部225，所述型芯极部225具有与磁体222相同的高度。
[0115] 具有如上所述的本实施例的转子型芯的往复式电机，其在基本的结构或作用效果方面与前述的实施例类似。只是，在本实施例中，随着转子型芯221与第二定子型芯213相分离，能够较大程度降低转子型芯221的重量。因此，能够通过转子型芯的轻量化来实现高速运转。
[0116] 另外，如图9所示，可以使转子型芯221的厚度t1与磁体222的厚度t2相同地形成。
[0117] 在此情况下，转子型芯221可以形成为圆筒形状，在其一侧形成有供插入磁体222并使之固定的磁体安装槽221c，在其另一侧形成有前述的型芯极部225。
[0118] 并且，在这种情况下，可以通过增加起到内侧定子作用的第二定子型芯213的径向高度h来较大地确保磁路面积。由此，与图8的实施例相比，虽然转子型芯221的厚度变薄或几乎被去除，但能够弥补电机的α值和磁性共振弹簧的刚性降低。
[0119] 如上所述的本实施例在结构及作用效果方面与前述的图8的实施例类似。只是，与图8的实施例相比，本实施例在磁体222的底面删除转子型芯，以使整体转子220的重量进一步减小，从而更有利于高速化。
[0120] 另外，图10及图11是示出对按转子型芯的不同厚度的α值及磁性共振弹簧的刚性进行比较的图表，图12是将图10和图11进行整理并示出的表格。观察这些图表和表格可以确认，与相当于图2的实施例的示例①相比，按照相当于图8的实施例的示例②、③以及相当于图9的实施例的示例④的顺序，其α值和磁性弹簧的刚性变得越小。
[0121] 通常，在往复式电机中，α值与磁线圈的每转数的感应电压常数或推力常数成比例，因此，当α值过低时，因电机的电流增加而铜损增加。这将引起电机效率的降低，并在最大过负荷时对线圈温度也产生不良影响。因此，优选地被设定为确保转子型芯的厚度，以能够保持适当的α值。本发明中可以自由地调节转子型芯的厚度或者自由地调节型芯极部和与之对应的定子的极部形状，因此能够使α值确保适当的范围。由此，可以提高电机的效率和可靠性。
[0122] 并且，如前面的图表所示，其在整体上呈现出α值高且α值变动率少。这意味着在电机的运转范围内，与磁体的中心位置相对比，两侧末端的位置的α值差异并不大，这可以预先防止α值变动率大的情况下发生的控制错误，从而能够进一步提高压缩机的控制可靠性。
[0123] 图13是示出适用本实施例的往复式电机的往复式压缩机的一实施例的纵剖视图。
[0124] 如图所示，在本实施例的往复式压缩机中，在密闭的壳体10的内部空间连接有吸入管11，在吸入管11的一侧连接有用于将后述的缸筒30的压缩空间31中压缩的制冷剂引导到冷冻循环的吐出管12。由此，壳体10的内部空间被吸入的制冷剂填充而形成吸入压，从压缩空间31吐出的制冷剂通过吐出管12而朝向冷凝器直接吐出到壳体10的外部。
[0125] 在壳体10的内部空间设置有框架20，在框架20的一侧面固定结合有往复式电机100，所述往复式电机100产生往复力的同时，能够诱导后述的活塞40的共振运动。
[0126] 在往复式电机100的内侧设置有压缩空间31，插入到框架20的缸筒30结合于所述压缩空间31，在缸筒30结合有活塞40，所述活塞40以可往复运动的方式插入到缸筒30，通过改变压缩空间31的体积的方式来压缩制冷剂。
[0127] 在活塞40的前端面结合有用于开闭该活塞40的吸入流路41的吸入阀42，在缸筒30的前端面，用于开闭该缸筒30的压缩空间31的吐出阀32容置于吐出盖50，并以可装卸的方式进行结合。
[0129] 气体轴承60包括：气体连通路径61，形成于框架20的内周面和缸筒30的外周面之间；以及多个微细气体通孔62，在气体连通路径61的中间向缸筒30的内周面贯通。
[0130] 其中，往复式电机100形成为具有图1至图12所示的结构。因此，对此将参照前面所述的往复式电机。
[0131] 只是，本实施例的定子110位于框架20与后盖21之间，利用螺栓将其紧固于该框架20和后盖21，转子120以螺栓方式紧固于活塞40。由此，当转子120相对于定子110做往复运动时，插入于缸筒30的活塞40将与转子120一同做往复运动。
[0132] 在如上所述的本实施例的往复式压缩机中，当往复式电机100的磁线圈111中施加交变电流时，定子110和转子120之间将形成交变磁束。
[0133] 此时，磁体122沿着相对于定子110和转子120之间形成的磁束方向呈垂直的方向持续做往复运动。
[0134] 此时，与转子120相结合的活塞40在缸筒30的内部做往复运动并吸入、压缩制冷剂，该被压缩的制冷剂打开吐出阀32并向吐出空间51吐出，并将反复进行这样的一系列的过程。
[0135] 此时，在往复式电机100的内部，磁体122做往复运动，以在该磁体122和定子110之间形成磁性共振弹簧，从而诱导转子120和活塞40的共振运动，由此，能够使活塞40克服压缩空间31中产生的气体力并压缩制冷剂。
[0136] 如上所述的本实施例的往复式压缩机具有基于前述的图1至图12的往复式电机100的作用效果。因此，对此的说明将参照前面所述的往复式电机。
[0137] 另外，在前述的实施例中以具有气体轴承的往复式压缩机为例进行了描述，但根据不同情况，本发明也可同样适用于具有油轴承的往复式压缩机。
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 电子设备控制系统、声音输出装置、以及方法 | 2020-05-08 | 407 |
| 电子设备和通信方法 | 2020-05-08 | 233 |
| 具有集成温度控制的电子灶台式加热器单元 | 2020-05-08 | 619 |
| 用于无线通信的电子设备和方法以及计算机可读存储介质 | 2020-05-08 | 1021 |
| 微电子组件 | 2020-05-08 | 664 |
| 用于监视通信总线上的通信的方法和用于连接到通信总线的电子设备 | 2020-05-08 | 597 |
| 光电设备 | 2020-05-08 | 534 |
| 无线通信系统中终端选择资源并发送信号的方法和设备 | 2020-05-08 | 313 |
| 电子照相用感光体、该电子照相用感光体的制造方法及电子照相装置 | 2020-05-11 | 884 |
| LED制造系统及LED制造方法 | 2020-05-08 | 928 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
分析报告
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈