CN101752976A - 应用于压缩机的线性马达 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种应用于压缩机的线性马达，包括一动子，具有一运动方向，并形成有一磁力线，该磁力线垂直于该运动方向；以及一定子，具有一第一绕线组合与一第二绕线组合，并均具有一个绕线部，其中不同组合的相邻的绕线部其磁力线方向相反，且各绕线组合的硅钢片的叠合方向与该运动方向平行。

Description

应用于压缩机的线性马达

技术领域

本发明涉及马达，尤其是涉及一种应用于压缩机的线性马达。

背景技术

目前中小型、家用的冷冻空调设备，如冰箱或是冷气机等，依旧是以往复式压缩机为大宗，而压缩机内的动力源则是旋转式马达，并再通过曲柄滑块机构、或是凸轮机构将旋转式马达的旋转运动转换为直线运动，以曲柄滑块机构而言，将曲柄的部分由旋转马达带动旋转，而滑块则作为往复式压缩机的活塞部分，若以凸轮机构而言，就是由旋转马达带动凸轮旋转，而凸轮再去推顶活塞使之前后移动。这两种机构均可将旋转运动转换为直线运动，但是缺点在于这些机构都有许多的可动元件，无疑增加了成本，而且这些元件本身也多有使用寿命的限制，进而增加了保养的困难。此外，这些可动元件相互之间也有摩擦力产生，而这些摩擦力即会造成能量的耗损，减损了马达所传送的动力，也降低了压缩机的效率。

为了省略掉上述的旋转/直线运动转换机构，有人提出了以线性马达取代旋转马达的构想，如此一来，马达的运动本身就是线性的而不需要另外的机构将旋转运动转换为直线运动。由此可见，使用了线性马达之后即可摆脱掉旋转/直线运动转换机构所带来的成本、保养不易、与磨耗的问题。

其中一个已知技术是美国专利6184597号，然而其缺点在于其动子的体积过于庞大。

另一已知技术是美国专利6946754号，其定子的线圈是以动子的运动轴向为圆心而绕线，并且动子是整个放置于定子线圈内，因此其硅钢片是以环绕动子的方式排列，而硅钢片的平面则是平行于动子的运动轴向，又若以平行于动子运动轴向的视线观察定子的硅钢片排列，则可以看到硅钢片是放射状环绕于动子而排列。此技术的缺点在于硅钢片由于是放射状的排列，故而愈朝向定子外侧的各硅钢片之间的空隙就愈大，致使电磁效率的降低。且为了避免各硅钢片之间的空隙不均匀，在排列硅钢片的时候必须更加的注意，或是使用其他的零组件以维持住上述各空隙的均匀，如此反而又使得成本增加。

还有一已知技术是美国专利5945748号，其动子的结构一如上述的US6184597案，体积较庞大，而其定子的结构一如上述的US6946754案是以动子的运动轴向为圆心呈放射状排列，故而也有上述的问题。

由上述各已知技术可知，线性马达的构想是十分理想的，但是各已知技术的解决方案并不完善，故而需要一种新的思维，使线性马达更趋近于完美。

发明内容

本发明的目的在于提供一种应用于压缩机的线性马达，以解决上述问题。

本发明的目的是这样实现的，即提供一种应用于压缩机的线性马达，其包括一动子，具有一轴心，且该动子的磁力线是与沿该轴心的径向方向平行；以及两个定子，位于该动子旁，每个定子具有二个磁极组合，第一磁极组合含有极性相同的一第一极与一第二极；第二磁极组合含有与第一磁极组合不同极性的一第一极与一第二极；其中该动子的往复运动方向与该轴心的轴向方向平行，且该磁极组合的导磁材料堆叠方向与该轴心的轴向方向平行。

如上所述的线性马达，其中该定子的磁极组合是多个。

如上所述的线性马达，其中该定子的数量为二个或二个以上。

如上所述的线性马达，其中该磁极组合有两个以缠绕线圈成型的磁极，且该二磁极是沿着该轴心的圆周排列，并间隔一百八十度。

如上所述的线性马达，其中有四个该磁极组合，且该四个磁极组合是沿着该轴心的圆周排列，而相邻者间隔九十度。

如上所述的线性马达，其中该定子有两个，各该定子上具有所述的磁极组合是由多个环形导磁片叠合而成。

如上所述的线性马达，其中每个环形导磁片具有多个绕线部，以供导线缠绕而形成所述的第一极与第二极。

如上所述的线性马达，其中两个相邻的绕线部的绕线方向相反。

如上所述的线性马达，其中该动子也具有多个磁极组合，数量与该定子的磁极组合相同，而各该动子的磁极组合依该轴心的圆周设置，且相邻的动子磁极组合的其中之一的磁力线方向若为离心方向，则另一个的磁力线方向则是向心方向。

如上所述的线性马达，其中该动子的磁极组合以永久磁铁制成。

为了达到上述的目的，本发明提供一种应用于压缩机的线性马达，包括一动子，具有一运动方向，并形成有一磁力线，该磁力线垂直于该运动方向；以及一定子，具有一第一绕线组合与一第二绕线组合，并均具有一个绕线部，其中不同组合的相邻的绕线部其磁力线方向相反，且各绕线组合的硅钢片的叠合方向与该运动方向平行。

如前述的线性马达，其中该动子上的磁力线具有多组，是围绕着该运动方向而设置，且相邻的磁力线组的磁力方向相反；以及该绕线部是有多个，且位于各绕线组合的内侧并紧邻于该动子。

如前述的线性马达，其中各该绕线组合内的多个绕线部中，所有的绕线部由同一导线所绕，而相邻的两个绕线部的绕线方向相反。

如前述的线性马达，其中该硅钢片是呈环状，且于内围向中心延伸形成多个该绕线部。

附图说明

图1为本发明的实施例侧剖视图；以及

图2为本发明定子与动子的正面示意图。

主要元件符号说明

1：压缩机

10：壳体

12：汽缸

12a：进气口

12b：排气口

20：绕线部

21：第一定子

210：第一定子线圈

210a：第一定子一号线圈

210b：第一定子二号线圈

210c：第一定子三号线圈

210d：第一定子四号线圈

22：第二定子

220：第二定子线圈

220a：第二定子一号线圈

220b：第二定子二号线圈

220c：第二定子三号线圈

220d：第二定子四号线圈

3：动子

31：运动方向、轴向

32：轴杆

34：动子磁石

36：动子硅钢片

4：弹簧

具体实施方式

本发明所欲提供的即是一种应用于压缩机的线性马达，以解决以往各已知技术的缺点。

请参阅图1，其为本发明的实施例侧剖视图。其中所揭示的压缩机1具有一壳体10与一汽缸室12，汽缸室12还与一进气口12a、一排气口12b，而活塞30则位于汽缸室12内用以将其中的气体(通常是冷媒)压缩，未压缩的气体自进气口12a进入汽缸12，经活塞30的压缩后再由排气口12b排出汽缸12。由于本发明是一个线性马达，故而活塞30实际上就是直接的固定在动子3上，动子3的构造大致上是有一轴杆32，再轴杆32的一端即是活塞30，而另一端则是弹簧4，用以提供回复力并对动子3的移动作一定程度的限制。又，动子3的运动方向则是轴向31，通常与轴杆32的几何轴向是重叠的。在动子3上沿着轴向31则叠合有多个动子硅钢片36，并在动子硅钢片36外在套设一动子磁石34(通常是一永久磁铁)。

请继续参阅图1，其中在壳体10内围绕着动子的空间则固定了一第一定子21与一第二定子22，在第一定子21上靠近动子3的部分(即图2的绕线部20)则缠绕有第一定子线圈210、而在第二定子22上靠近动子3的部分(即图2的绕线部20)则缠绕有第二定子线圈220，当各定子线圈通电时，即产生磁场，以动子3上半部分的第一定子21与第二定子22而言，由于其第一定子线圈210与第二定子线圈220缠绕方向相反，故而当通电时，在第一定子21的上方的极性是N极、下方则为S极；相反的，在第二定子22的上方的极性是S极、下方则为N极。而动子3的外侧是N极，故而与第二定子22相斥而与第一定子21相吸，因此，动子3会向图1图面的左方移动，并推动活塞30压缩冷煤。而如使用交流电，则当下次交换电流方向时，第一定子21的下方就变为N极，而第二定子22的下方则变为S极，如此动子3即与第一定子21互斥而与第二定子22相吸，动子3即会朝右移动。由此也可见一个第一定子线圈210与一个第二定子线圈220可以各自组成一个磁极组合。

请参阅图2，为本发明定子与动子的正面示意图。其中是以动子3的轴向31去观察第一、二定子(21、22)以及动子3本身，其中可见各定子实际上由多个硅钢片叠合而成，其内径套在动子3的外径上，每个定子(21、22)上均具有一绕线部20，为了平均磁力的分布，绕线部20通常有四个，以第一定子21而言，各绕线部20上分别缠绕有第一定子一号线圈210a、第一定子二号线圈210b、第一定子三号线圈210c、以及第一定子四号线圈210d。同理，第二定子22的各绕线部20也分别缠绕有第二定子一号线圈220a、第二定子二号线圈220b、第二定子三号线圈220c、以及第二定子四号线圈220d。相邻的两个绕线部20夹角九十度，且其上的线圈的缠绕方向相反，如以定子中心向绕线部20观察，若第一定子一号线圈210a为顺时针缠绕，则第一定子二号线圈210b则为逆时针缠绕。因此一、三号线圈的缠绕方向同为顺时针，而二、四号线圈的缠绕方向同为逆时针。此外，各线圈的缠绕当然具有一缠绕轴向，此轴向刚好即是定子的径向。又，当通电的时候，同方向缠绕的线圈，其磁力线也是同个方向，故以第一定子21而言，其一、三号线圈的磁力方向同是由内向外，而二、四号线圈的磁力方向同是由外向内；同理，由图1及其说明可知，第一定子一号线圈210a与第二定子一号线圈220a在通电时需极性相反，故如以定子中心向绕线部20观察，若第二定子一号线圈220a为逆时针缠绕，则第二定子二号线圈220b则为顺时针缠绕。也因此以第二定子22而言，其一、三号线圈的磁力方向同是由外向内，而二、四号线圈的磁力方向同是由内向外。

请继续参阅图2，其中动子3的轴杆32外套设堆叠的动子硅钢片36，并在于动子硅钢片36外套设动子磁石34。又，动子3的动子磁石34上也可等分四个部分，其中上下两部分的磁力线是由内向外，即上下两部分的外侧是N极、内侧是S极；而左右两部分的磁力线则是由外向内，即左右两部分的外侧是S极、内侧是N极。亦即动子磁石34内的磁力线是与动子3的径向平行。

总而言之，各缠绕部20或是动子3上的磁力线的安排必须要在电流交换的时候，可以改变动子3的运动方向，就是适合的设定。

因此，本发明通过创新的绕线方法，以及硅钢片的排列方式与形状，使得动子的体积可以缩小，而定子的硅钢片也不会有空隙产生，可增加磁力线的密度。所以本发明不但可以减少线性马达的体积，还可以增进马达的效率，进而提升压缩机的效率。

本案遭熟悉此技术的人士任施匠思而为诸般修饰者，皆不脱离如附权利要求所欲的保护范围。

Claims (21)

1.一种应用于压缩机的线性马达，包括：

动子，具有一轴心，且该动子的磁力线是与沿该轴心的径向方向平行；以及

定子，具有一磁极组合，该磁极组合还含有极性相反的一第一极与一第二极；其中该动子的往复运动方向与该轴心的轴向方向平行，且该磁极组合的导磁材料堆叠方向与该轴心的轴向方向平行。

2.如权利要求1所述的线性马达，其中该定子的磁极组合是多个。

3.如权利要求2所述的线性马达，其中该磁极组合有两个，且该二磁极组合是沿着该轴心的圆周排列，并间隔一百八十度。

4.如权利要求2所述的线性马达，其中该磁极组合有四个，且该四个磁极组合是沿着该轴心的圆周排列，而相邻者间隔九十度。

5.如权利要求1所述的线性马达，其中该定子有两个，各该定子上具有所述的磁极组合是由多个环形导磁片叠合而成。

6.如权利要求5所述的线性马达，其中每个环形导磁片具有多个绕线部，以供导线缠绕而形成所述的第一极与第二极。

7.如权利要求6所述的线性马达，其中两个相邻的绕线部的绕线方向相反。

8.如权利要求1所述的线性马达，其中该动子也具有多个磁极组合，数量与该定子的磁极组合相同，而各该动子的磁极组合依该轴心的圆周设置，且相邻的动子磁极组合的其中之一的磁力线方向若为离心方向，则另一个的磁力线方向则是向心方向。

9.如权利要求8所述的线性马达，其中该动子的磁极组合以永久磁铁制成。

10.一种应用于压缩机的线性马达，包括：

动子，具有一运动方向，并形成有一磁力线，该磁力线垂直于该运动方向；以及

定子，具有一第一绕线组合与一第二绕线组合，且该第一绕线组合与该第二绕线组合各具有一个绕线部，其中不同组合的相邻的绕线部其磁力线方向相反，且各绕线组合的硅钢片的叠合方向与该运动方向平行。

11.如权利要求10所述的线性马达，其中：

该动子上的磁力线具有多组，是围绕着该运方向而设置，且相邻的磁力线组的磁力方向相反；以及

该绕线部是有多个，且位于各绕线组合的内侧并紧邻于该动子。

12.如权利要求10所述的线性马达，其中各该绕线组合内的多个绕线部中，所有的绕线部由同一导线所绕，而相邻的两个绕线部的绕线方向相反。

13.如权利要求10所述的线性马达，其中该硅钢片是呈环状，且于内围向中心延伸形成多个该绕线部。

14.如权利要求10所述的线性马达，其中当该定子通电时，该第一定子线圈与该动子相吸，使该动子朝该第一定子线圈接近，而该第二定子线圈则与该动子相斥，使该动子远离该第二定子线圈而去接近该第一定子线圈，致使动子以直线运动。

15.如权利要求10所述的线性马达，其中该定子是多个。

16.如权利要求10所述的线性马达，其中该第一绕线组合与该第二绕线组合均为多个。

17.如权利要求10所述的线性马达，其中该绕线部有多个，且各该绕线部围绕该动子而设。

18.如权利要求10所述的线性马达，其中各该绕线组合有四个绕线部，且该四个绕线部是沿着该运度方向所形成的圆周排列，而相邻的两个绕线部以该运动方向为准其间隔为九十度，且相邻的两个绕线部的绕线方向相反。

19.如权利要求10所述的线性马达，其中该定子为多个。

20.如权利要求10所述的线性马达，其中该动子也具有多个磁力线，该多个磁力线的数量与该第一定子线圈或第二定子线圈的绕线部的数量相同，且相邻的两个该磁力线其中之一的方向若为离心方向，则另一个的磁力线方向则是向心方向。

21.如权利要求10所述的线性马达，其中该动子的磁力线以永久磁铁形成。

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