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CN1770605A - 往复式电机外定子及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种往复式压缩机外定子，包括：绕线筒，其形成为环形形状且其上具有绕组线圈；外定子框架，其与绕线筒的外圆周表面相连接并由磁通流过的磁体形成；多个第一芯块，其与所述外定子框架相连接并径向地设置于所述绕线筒的一侧处；及多个第二芯块，其与第一芯块相对并与所述外定子框架相连接，并设置于所述绕线筒的另一侧处。所以，防止了在制造中所产生的变形，且能够减小电机的尺寸。

Description

往复式电机外定子及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种往复式电机的定子，特别是涉及一种能够防止定子在被固定时出现变形、且能够通过加宽磁通面积而减小电机尺寸的往复式电机的定子。
背景技术
通常，电机是用于例如压缩机、洗衣机和电风扇的大多数电气和电子产品的芯激励源。电机接收电能并将该电能转变成动能。电机有许多种类，可分为：将电能转换为旋转力的旋转电机和将电能转换成线性运动力的往复式电机，等等。
当需要线性运动时，无需任何专用设备能完成线性运动的往复式电机是适合的。
图1和图2示出了上述往复式电机的一个实施例。图1是显示了常规往复式电机的一个实施例的主视图，图2是其侧视图。如图所示，常规往复式电机包括：形成磁通的定子组件10，及在所述定子组件10的磁通作用下线性往复的动子组件20。
所述定子组件10包括：外定子11，其位于动子组件20的外面且形成圆柱形形状；及内定子12，其以一定的距离(t)设置在所述外定子11内部且形成圆柱形形状。
所述外定子11包括：绕线筒13，其内嵌有绕组线圈30；多个芯块(core block)14，其由具有预定形状的叠片17在绕线筒13的圆周方向上层叠在绕线筒13的外表面上而形成的；及模制体15，其通过模制芯块14外表面和绕线筒13不被芯块14围绕的外表面而形成，用于将芯块14固定到绕线筒13上。
所述绕线筒13呈中空的圆柱体，且由绝缘材料例如塑料制成。
所述芯块14由以下的方式形成。层叠形如“”的叠片17，然后连接到绕线筒13一侧，层叠其它的叠片17并连接到绕线筒另一侧，并与连接到绕线筒13一侧的上述叠片相对，由此形成了“
Figure A20051008351200051
”形的芯块14。由上述方式形成的多个芯块14设置在所述绕线筒的圆周表面上。
每个芯块14的内表面和外表面由多个叠片17形成弯曲表面。连接到绕线筒13的芯块14的内表面形成圆形，并且芯块14的外圆周表面彼此之间保持规则间隔。
动子组件20包括：动子体21，其可移动地安装在外定子11和内定子12之间的间隙；多个磁铁22，其以规则的间隔固定在所述动子体21的外圆周表面上。
上述常规往复式电机按照下面的方式工作。
当绕组线圈30接通电流时，在线圈30周围就产生了磁通。当磁通沿着外定子11流向内定子12时形成闭合回路。此时，由于动子组件20上的磁铁22被施加了由线圈30所产生的磁通，磁铁22与绕组线圈30的磁通相互作用，因此磁铁22沿着磁通的方向被推拉，使得动子体21作线性往复运动。
为了制造往复式电机，首先，将钢板切成多个具有预定形状的叠片17，并将该多个叠片17层叠，从而形成芯块14。
其次，将多个芯块14安装在绕线筒13的外表面上，所述绕线筒13内插有线圈30。然后，将所述绕线筒13和芯块14放置在一个专用模具中，在模具中注入制模剂(molding agent)，使用拉模铸造法或注塑法完成包覆模制(over-molding)。在上述制造方式中，模制体15形成在每个芯块的外圆周表面上，由此完成了外定子11的制造。而后，将内定子12安装在与外定子11相隔一定距离的位置处，从而完成定子组件10。
图3是剖面图，示出了常规往复式电机外定子的连接状态。如图中所示，该往复式电机存在一个问题，即由于芯块14在中间受到注入制模剂时所产生的模制压力和模剂变硬时所产生的收缩的挤压，致使芯块14变形。由于这个原因，在外定子11和内定子12之间的距离变窄，由此在定子和动子之间导致了所不希望的碰撞。因此，电机的可靠性和有效性降低了。同样，由于在线圈涂有绝缘材料的包覆模制处理中使用了注塑法，因此模制物体在冷却时收缩，引起尺寸误差，并且由于模制温度造成产品生产的不一致性，这样缺陷率上升了。同样，在初始模制设定时，应设定模制温度和压力条件。因此，存在例如制造过程复杂和生产生本增加的几个问题。
同样，由于在多个芯块之间有间隙存在，所以每个芯块14的宽度应该加宽以便加宽磁通面积。从而，电机的尺寸就会随所加宽的宽度不希望地被加大了。
发明内容
因此，本发明的目的在于，提供一种往复式电机定子，其能够防止由于模制材料而产生的外定子变形，且能够利用减少芯块面积但保持相同磁通面积从而减小电机尺寸。
依据本发明目的以及为了获得这些和其它优点，如这里所述的实施例和被广泛描述的，本发明提供一种往复式压缩机外定子，包括：绕线筒，其形成为环形形状且其上具有绕组线圈；外定子框架，其与绕线筒的外圆周表面相连接并由磁通流过的磁体形成；多个第一芯块，其与所述外定子框架相连接并径向地设置于所述绕线筒的一侧处；及多个第二芯块，其与第一芯块相对并与所述外定子框架相连接，设置于所述绕线筒的另一侧处。
依据本发明目的以及为了获得这些和其它优点，如这里所讲述的实施例和被广泛描述的，提供一种制造往复式电机外定子的方法，包括：通过层叠具有预定形状的钢板来制造第一芯块和第二芯块，通过烧结软磁质合成物制成外定子框架；在环状绕线筒上多次地缠绕线圈，并通过将绕线筒的外圆周表面与所述外定子框架的内圆周表面线接触，将所述外定子框架插到绕线筒上；将所述第一芯块与所述第二芯块插入到芯块安装凹槽内，从而可径向地设置所述第一和第二芯块，其中所述的芯块安装凹槽是设置在外定子框架的两侧；及将所述第一芯块和所述第二芯块固定在所述外定子框架上。
结合附图，从本发明的下列描述中，本发明前述的和其他目的、特性、方面和优点将会变得更加显而易见了。
附图说明
本发明所包括的附图提供了对本发明的进一步理解，附图包含在本说明书中并且是说明书的一部分。该附图示出了本发明的实施例，并与所述内容一起解释了本发明的原理。
附图中：
图1是常规往复式电机的一个实施例的主视图；
图2是常规往复式电机的一个实施例的侧视图；
图3示出了常规往复式电机外定子连接状态的截面图；
图4是示出了根据本发明的往复式电机外定子的部分分解透视图；
图5是根据本发明的往复式电机外定子的主视图；以及
图6是沿图5中VI-VI线所形成的截面图。
具体实施方式
以下详细说明本发明的优选实施例，并用附图加以说明。
图4是根据本发明的往复式电机外定子的部分分解透视图。
如图所示，根据本发明的一种往复式电机的外定子包括：绕线筒13，其形成环形形状且其上具有绕组线圈130；外定子框架120，其连接到绕线筒13的外圆周表面并由磁通流过的磁体形成；多个第一芯块111，其与外定子框架120相连接并径向地设置于绕线筒13的一侧；及多个第二芯块112，其与第一芯块111相对并与外定子框架120连接，且设置于绕线筒13的另一侧。
绕线筒13，形成环形形状，它的外圆周表面是敞开的并由绝缘材料如塑料制成。将线圈130多次缠绕在绕线筒13上。
外定子框架120，形成环形形状，并套在绕线筒13的敞开外圆周表面上。此时，优选地，绕线筒13与外定子框架120的内圆周表面线接触。
外定子框架120的两侧面形成凹凸形状。因此，第一芯块111与第二芯块112都插入到凹部，且每个芯块的两个侧面与凸部相接触，从而可加宽了磁通的面积。也就是说，芯块安装凹槽121在圆周方向上以规则间隔形成在外定子框架120的两个侧面上，从而，第一和第二芯块111和112能够被插入凹槽内。凸起122形成在芯块安装凹槽121之间，并插在芯块111和112之间。
优选地，外定子框架120通过烧结软磁质合成物(soft magneticcomposite)制成。特别是，优选地，外定子框架120通过粉末冶金制成。
软磁质合成物是一种金属粉末，且是磁性物质，该磁性物质的电特性和磁特性是经改善的，以便用于如电机等的电磁系统中。在此，软磁质合成物通过在磁性粉末涂覆上绝缘涂覆材料并压制粉末制成。
粉末冶金是指一种通过将金属粉末或合成粉末高温加热使之变硬而制成块状材料和成型体的技术。
图5是根据本发明的往复式电机外定子主视图，及图6是沿图5中VI-VI线所形成的截面图。
从前面看时，芯块安装凹槽121的内圆周表面和外圆周表面具有相同长度，而凸起122形成扇形形状。
第一和第二芯块111和112通过层叠具有大致为“1”形的叠片而成，然后，将它们插入到芯块安装凹槽121内。此时，每个芯块的内表面与外定子框架120和绕线筒13的侧面相接触。
芯块111和112的内表面与绕线筒13相连接形成圆形，且它们的外表面彼此之间保持规则间隔。每个芯块111和112的内表面和外表面具有相同的周长。
未描述的附图标记140是焊接线。
以下将描述本发明的操作及效果。
在钢板切成多个具有固定形状的叠片之后，将多个叠片层叠。此时，内圆周表面和外圆周表面形成为弧形。以这样的方式，制成了第一和第二芯块111和112。同样，烧结软磁质合成物从而制成了外定子框架120。然后，在绕线筒13上多次缠绕线圈。
然后，通过将绕线筒13的外圆周表面与外定子框架120的内圆周线接触而将外定子框架120插在绕线筒13上。第一和第二芯块111和112插入到设置在外定子框架120两侧面上的芯块安装槽121内，从而径向设置了第一和第二芯块111和112。
接着，外定子框架120与每个芯块111和112相接合的边界部分通过焊接固定。
基于上述的结构，防止了外定子变形的出现，该变形是由于在注塑过程中模制材料的注入压力而产生的，因而，可恒定地保持处于外定子和内定子之间的间隙，由此，提高了往复式电机的可靠性和稳定性。
同样，由于凸起是在圆周方向插入到芯块之间，因此磁通面积加宽了，从而减小了电机外直径，或是外直径不变而增加线圈的整个横截面积，因此，减少了铜线的浪费且提高了电机的有效性。
由于本发明可以以多个形式实施而不偏离本发明的精神或实质特征，所以应该理解的是，除非特别说明，上述所描述的实施例不应由上述具体所描述的内容而受到限制，而是可以在附带权利要求所限定的精神和范围内被广义的理解，因此，在权利要求的限定和范围内的所有变化和修改，或者这些限定和范围内的等同物，都由附带权利要求所包含。

Claims (8)

1.一种往复式压缩机外定子，包括：
绕线筒，其形成为环形形状且其上具有绕组线圈；
外定子框架，其与绕线筒的外圆周表面相连接并由磁通流过的磁体形成；
多个第一芯块，其与所述外定子框架相连接并径向地设置于所述绕线筒的一侧；及
多个第二芯块，其与第一芯块相对并与所述外定子框架相连接，且设置于所述绕线筒的另一侧。
2.根据权利要求1的外定子，其中所述外定子框架是由软磁质合成物制成。
3.根据权利要求1的外定子，其中所述外定子框架在两侧具有芯块安装凹槽，其中所述凹槽在圆周方向上以规则间隔形成，从而所述第一芯块和所述第二芯块插入所述凹槽内。
4.根据权利要求1的外定子，其中所述外定子框架在两侧具有凸起，其中所述凸起在所述第一芯块之间和所述第二芯块之间突出，并与相邻处的所述芯块的侧面相接触。
5.根据权利要求4的外定子，其中所述凸起的横截面的形状为扇形。
6.根据权利要求1的外定子，其中所述第一芯块与所述第二芯块通过层叠多个具而有预定形状的叠板形成。
7.根据权利要求1的外定子，其中所述绕线筒形成环形形状，它的外圆周表面是敞开的，并与所述外定子框架内圆周表面线接触。
8.一种制造往复式电机外定子的方法，包括：
通过层叠具有预定形状的钢板来制造第一芯块和第二芯块，通过烧结软磁质合成物制成外定子框架；
在环状绕线筒上多次缠绕线圈，并通过将所述绕线筒的外圆周表面与所述外定子框架的内圆周表面线接触，将所述外定子框架插到所述绕线筒上；
将所述第一芯块与所述第二芯块插入到芯块安装凹槽内，从而径向地设置所述第一和第二芯块，其中所述芯块安装凹槽设置在所述外定子框架的两侧；及
将所述第一芯块和所述第二芯块固定在所述外定子框架上。
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