CN215528840U - 横向磁通式往复马达及包括其的线性压缩机 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开一种横向磁通式往复马达及包括其的线性压缩机。所述横向磁通式往复马达包括:外定子,具有定子铁芯、齿部以及齿靴,所述齿部从所述定子铁芯向内侧延伸,所述齿靴从所述齿部的内侧端沿圆周方向延伸;线圈,配置在所述齿部上;内定子,配置于所述外定子的内部,通过与所述线圈之间的电磁彼此作用而在轴向上往复运动;以及磁铁,配置于所述齿靴,与所述内定子面对;所述定子铁芯包括在轴向上层叠的复数个铁芯板;所述磁铁包括在轴向上隔开的第一磁铁和第二磁铁。根据本实用新型,能够减小横向磁通式往复马达的外径,能够减小线性压缩机的高度。

Description

横向磁通式往复马达及包括其的线性压缩机
技术领域
本实用新型涉及横向磁通式往复马达和包括其的线性压缩机。更详细地说,涉及一种磁通(Flux)方向和活塞的线性往复运动方向形成直角的横向磁通式往复马达和包括其的线性压缩机。
背景技术
通常,压缩机是指从马达或涡轮机等动力发生装置接收动力,并对空气或制冷剂等工作流体进行压缩的装置。具体地说,压缩机已广泛应用于整个工业或家电产品,尤其是蒸汽压缩式制冷循环(以下,称作“制冷循环”)等。
这种压缩机可以根据压缩制冷剂的方式分为往复式压缩机(Reciprocatingcompressor)、旋转式压缩机(Rotary compressor)以及涡旋式压缩机(Scrollcompressor)。
往复式压缩机是在活塞和缸筒之间形成有压缩空间并通过活塞的直线往复运动来压缩流体的方式,旋转式压缩机是通过在缸筒内部偏心旋转的滚子来压缩流体的方式,涡旋式压缩机是通过形成为螺旋形状的一对涡旋盘啮合并旋转来压缩流体的方式。
最近,在往复式压缩机中,对利用直线往复运动而不使用曲轴的线性压缩机(Linear Compressor)的使用正在逐渐增多。就线性压缩机而言,由于在将旋转运动转换为直线往复运动时产生的机械损失少,从而具有提高压缩机的效率,并且结构较简单的优点。
在线性压缩机中,缸筒位于形成有密闭空间的壳体的内部并形成压缩室,而覆盖压缩室的活塞在该缸筒内部进行往复运动。线性压缩机反复如下的过程:在活塞位于下死点(BDC,Bottom Dead Center)的过程中,密闭空间内的流体被吸入到压缩室,在活塞位于上死点(TDC,Top Dead Center)的过程中,压缩室的流体被压缩并吐出。
在线性压缩机的内部分别设置有压缩单元和驱动单元。通过在驱动单元产生的移动,压缩单元在共振弹簧的作用下进行共振运动,执行对制冷剂进行压缩并吐出的过程。
线性压缩机反复进行如下的一系列过程:在共振弹簧的作用下,活塞在缸筒的内部高速地进行往复运动的同时,经由吸入管将制冷剂吸入到壳体的内部,之后借助活塞的前进运动,该制冷剂从压缩空间吐出,并经由吐出管向冷凝器移动。
另一方面,线性压缩机可以根据润滑方式分为油润滑式线性压缩机和气体润滑式线性压缩机。
油润滑式线性压缩机构成为,在壳体的内部存储有规定量的油,利用该油来润滑缸筒和活塞之间。
而气体润滑式线性压缩机构成为,在壳体的内部不存储油,而是将从压缩空间吐出的制冷剂的一部分引导至缸筒和活塞之间,利用该制冷剂的气体压力来润滑缸筒和活塞之间。
在油润滑式线性压缩机中,由于向缸筒和活塞之间供给温度相对低的油,因此能够抑制缸筒和活塞因马达热或压缩热等而过热。由此,油润滑式线性压缩机抑制了制冷剂在经由活塞的吸入流路被吸入到缸筒的压缩室时因被加热而引起的比容上升,从而能够事先防止发生吸入损失。
然而,在油润滑式线性压缩机中,如果与制冷剂一起向制冷循环装置吐出的油没有顺畅地被回收到压缩机,则在该压缩机的壳体内部可能会发生缺油现象,这种壳体内部缺油会成为压缩机的可靠性下降的原因。
相反,与油润滑式线性压缩机相比,气体润滑式线性压缩机可以实现小型化,并且由于用制冷剂来润滑缸筒和活塞之间,因此其优点在于不会因缺油使压缩机的可靠性下降。
另一方面,现有的横向磁通式往复马达为了获得与纵向线性马达相同的输出,需要比纵向线性马达更多的线圈。此时,导致横向磁通式往复马达的外径变大,因此存在线性压缩机的高度变高的问题。
另外,在现有的横向磁通式往复马达中,由于作为机械共振弹簧设置有压缩螺旋弹簧,因此存在机械应力限度和振动距离受到限制的问题。另外,还存在因压缩螺旋弹簧的特性而可动子在侧向力的作用下偏心导致与定子发生摩擦损失的问题。
专利文献1:韩国授权专利公告10-1484324B(公告日:2015.01.20)
实用新型的内容
本实用新型要解决的课题是,提供一种能够减小横向磁通式往复马达的外径,能够减小线性压缩机的高度的横向磁通式往复马达和包括该横向磁通式往复马达的线性压缩机。
另外,提供一种能够通过去除机械共振弹簧来消除机械应力限度和振动距离受到限制的横向磁通式往复马达和包括该横向磁通式往复马达的线性压缩机。
另外,提供一种能够减少可动子因侧向力而偏心导致与定子发生的摩擦损失的横向磁通式往复马达和包括该横向磁通式往复马达的线性压缩机。
用于解决上述课题的本实用新型一方面的横向磁通式往复马达可以包括:外定子,具有定子铁芯、齿部以及齿靴,所述齿部从所述定子铁芯向内侧延伸,所述齿靴从所述齿部的内侧端沿圆周方向延伸;线圈,配置在所述齿部上;内定子,配置于所述外定子的内部,通过与所述线圈之间的电磁彼此作用而在轴向上往复运动;以及磁铁,配置于所述齿靴,与所述内定子面对。
在此情况下,所述定子铁芯可以包括在轴向上层叠的复数个铁芯板,所述磁铁可以包括在轴向上隔开的第一磁铁和第二磁铁。
即,由于增加了轴向上的线圈数量,因此可以减小横向磁通式往复马达的外径,减小线性压缩机的高度。
另外,可以通过去除机械共振弹簧来消除机械应力限度和振动距离受到限制,并且可以减小可动子因侧向力而偏心导致与定子发生的摩擦损失。
另外,所述线圈可以包括沿圆周方向隔开并且形成为偶数个的复数个线圈,所述复数个线圈中的每一个线圈形成的磁通方向可以和与该一个线圈在圆周方向上相邻的线圈形成的磁通方向彼此相反。
另外,所述线圈可以包括沿圆周方向隔开并且形成为偶数个的复数个线圈,所述复数个线圈中的每一个线圈可以以所述外定子的中心区域为基准配置在彼此对称的位置。
另外,所述第一磁铁和所述第二磁铁可以分别包括沿圆周方向隔开并且形成为偶数个的复数个第一磁铁和复数个第二磁铁,所述复数个第一磁铁和所述复数个第二磁铁中的每一个磁铁的磁极可以和与该一个磁铁在圆周方向上相邻的磁铁的磁极彼此不同,所述复数个第一磁铁和所述复数个第二磁铁中的每一个磁铁的磁极可以和与该一个磁铁在轴向上相邻的磁铁的磁极彼此不同。
另外,所述第一磁铁和所述第二磁铁可以分别包括沿圆周方向隔开并且形成为偶数个的复数个第一磁铁和复数个第二磁铁,所述复数个第一磁铁和所述复数个第二磁铁中的每一个磁铁可以以所述外定子的中心区域为基准配置在彼此对称的位置。
另外,所述内定子的轴向长度可以与所述第一磁铁或所述第二磁铁的轴向长度对应(correspond,实质相同)。
另外,所述外定子的轴向长度可以大于所述第一磁铁的轴向长度、所述第二磁铁的轴向长度以及所述第一磁铁和所述第二磁铁之间的轴向隔开距离之和。
另外,所述外定子的轴向长度可以小于所述第一磁铁的轴向长度、所述第二磁铁的轴向长度以及所述第一磁铁和所述第二磁铁之间的轴向隔开距离之和。
用于解决上述课题的本实用新型一方面的横向磁通式往复马达可以包括:外定子,具有定子铁芯、齿部以及齿靴,所述齿部从所述定子铁芯向内侧延伸,所述齿靴从所述齿部的内侧端沿圆周方向延伸;线圈,配置在所述齿部上;内定子,配置于所述外定子的内部,通过与所述线圈之间的电磁彼此作用而在轴向上往复运动;磁铁,配置于所述齿靴,与所述内定子面对;以及虚拟磁极,配置于所述齿靴,与所述内定子面对,与所述磁铁在轴向上隔开。
在此情况下,所述定子铁芯可以包括在轴向上层叠的复数个铁芯板。
即,由于增加了轴向上的线圈数量,因此可以减小横向磁通式往复马达的外径,减小线性压缩机的高度。
另外,可以通过去除机械共振弹簧来消除机械应力限度和振动距离受到限制,并且能够减小可动子因侧向力而偏心导致与定子发生的摩擦损失。
另外,所述线圈可以包括沿圆周方向隔开并且形成为偶数个的复数个线圈,所述复数个线圈中的每一个线圈形成的磁通方向可以和与该一个线圈在圆周方向上相邻的线圈形成的磁通方向彼此相反。
另外,所述线圈可以包括沿圆周方向隔开并且形成为偶数个的复数个线圈,所述复数个线圈中的每一个线圈可以以所述外定子的中心区域为基准配置在彼此对称的位置。
另外,所述磁铁和所述虚拟磁极可以分别包括沿圆周方向隔开并且形成为偶数个的复数个磁铁和复数个虚拟磁极,所述复数个磁铁和所述复数个虚拟磁极中的每一个磁铁或虚拟磁极可以具有和与其在圆周方向上相邻的磁铁或虚拟磁极彼此不同的磁极,所述复数个磁铁和所述复数个虚拟磁极中的每一个磁铁或虚拟磁极可以具有和与其在轴向上相邻的磁铁或虚拟磁极彼此不同的磁极。
另外,所述磁铁和所述虚拟磁极可以分别包括沿圆周方向隔开并且形成为偶数个的复数个磁铁和复数个虚拟磁极,所述复数个磁铁和所述复数个虚拟磁极中的每一个磁铁或虚拟磁极可以以所述外定子的中心区域为基准配置在彼此对称的位置。
另外,所述内定子的轴向长度可以与所述磁铁或所述虚拟磁极的轴向长度对应(correspond,实质相同)。
另外,所述外定子的轴向长度可以大于所述磁铁的轴向长度、所述虚拟磁极的轴向长度以及所述磁铁和所述虚拟磁极之间的轴向隔开距离之和。
另外,所述外定子的轴向长度可以小于所述磁铁的轴向长度、所述虚拟磁极的轴向长度以及所述磁铁和所述虚拟磁极之间的轴向隔开距离之和。
另外,所述虚拟磁极可以与所述齿靴形成为一体。
另外,所述内定子的轴向长度可以与所述磁铁的轴向长度对应(correspond,实质相同),所述外定子的轴向长度可以大于所述磁铁的轴向长度、所述虚拟磁极的轴向长度以及所述磁铁和所述虚拟磁极之间的轴向隔开距离之和。
用于解决上述课题的本实用新型一方面的线性压缩机包括:框架;外定子,配置于所述框架,具有定子铁芯、齿部以及齿靴,所述齿部从所述定子铁芯向内侧延伸,所述齿靴从所述齿部的内侧端沿圆周方向延伸;线圈,配置在所述齿部上;缸筒,配置于所述框架;活塞,配置于所述缸筒的内部;内定子,与所述活塞结合,通过与所述线圈之间的电磁彼此作用而在轴向上往复运动;以及磁铁,配置于所述齿靴,与所述内定子面对。
在此情况下,所述定子铁芯可以包括在轴向上层叠的复数个铁芯板,所述磁铁可以包括在轴向上隔开的第一磁铁和第二磁铁。
即,由于增加了轴向上的线圈数量,因此能够减小横向磁通式往复马达的外径、减小线性压缩机的高度。
另外,可以通过去除机械共振弹簧来消除机械应力限度和振动距离受到限制,并且能够减小可动子因侧向力而偏心导致与定子发生的摩擦损失。
用于解决上述课题的本实用新型一方面的线性压缩机可以包括:框架;外定子,配置于所述框架,具有定子铁芯、齿部以及齿靴,所述齿部从所述定子铁芯向内侧延伸,所述齿靴从所述齿部的内侧端沿圆周方向延伸;线圈,配置在所述齿部上;缸筒,配置于所述框架;活塞,配置于所述缸筒的内部;内定子,与所述活塞结合,通过与所述线圈之间的电磁彼此作用而在轴向上往复运动;磁铁,配置于所述齿靴,与所述内定子面对;以及虚拟磁极,配置于所述齿靴,与所述内定子面对,与所述磁铁在轴向上隔开。
在此情况下,所述定子铁芯可以包括在轴向上层叠的复数个铁芯板。
即,由于增加了轴向上的线圈数量,因此可以减小横向磁通式往复马达的外径,减小线性压缩机的高度。
另外,可以通过去除机械共振弹簧来消除机械应力限度和振动距离受到限制,并且能够减小可动子因侧向力而偏心导致与定子发生的摩擦损失
通过本实用新型,可以提供能够减小横向磁通式往复马达的外径,能够减小线性压缩机的高度的横向磁通式往复马达以及包括该横向磁通式往复马达的线性压缩机。
另外,可以提供能够通过去除机械共振弹簧来消除机械应力限度和振动距离受到限制的横向磁通式往复马达包括该横向磁通式往复马达的线性压缩机。
另外,可以提供能够减小可动子因侧向力而偏心导致与定子发生的摩擦损失的横向磁通式往复马达包括该横向磁通式往复马达的线性压缩机。
附图说明
图1是本实用新型一实施例的线性压缩机的立体图。
图2是本实用新型一实施例的线性压缩机的剖视图。
图3是本实用新型一实施例的驱动单元的立体图。
图4是本实用新型一实施例的驱动单元的分解立体图。
图5是本实用新型一实施例的驱动单元的俯视图。
图6是表示本实用新型一实施例的省略了驱动单元的一部分的状态的图。
图7是本实用新型一实施例的驱动单元的概略图。
图8是本实用新型另一实施例的驱动单元的概略图。
图9至图11是概略示出图6的A-A′线剖视图。
图12是本实用新型一实施例的驱动单元的概略图。
图13是本实用新型另一实施例的驱动单元的概略图。
图14是本实用新型又一实施例的驱动单元的俯视图。
图15是本实用新型又一实施例的驱动单元的仰视图。
图16是表示本实用新型又一实施例的省略了驱动单元的一部分的状态的图。
图17是从图16中省略了磁铁的状态的图。
图18是本实用新型又一实施例的驱动单元的剖视图。
图19是表示本实用新型实施例的根据间距而发生变化的反电动势和侧向力的曲线。
附图标记说明
100:压缩机 101:容纳空间
102:吸入空间 103:压缩空间
104:吐出空间 110:壳体
111:外壳 112:第一外壳盖
113:第二外壳盖 114:吸入管
115:吐出管 115a:循环管
116:第一支撑弹簧 116a:吸入引导件
116b:吸入侧支撑构件 116c:减振构件
117:第二支撑弹簧 117a:支撑托架
117b:第一支撑引导件 117c:支撑盖
117d:第二支撑引导件 117e:第三支撑引导件
118:共振弹簧 118a:第一共振弹簧
118b:第二共振弹簧 119:弹簧支撑件
119a:主体部 119b:第二结合部
119c:支撑部 120:框架
121:主体部 122:第一凸缘部
123:后盖 123a:支撑托架
130:驱动单元 131:外定子
132:线圈 133:定子铁芯
134:内定子 135:磁铁
136:虚拟磁极 137:定子盖
140:缸筒 141:第二凸缘部
150:活塞 151:头部
152:引导部 153:第三凸缘部
154:吸入端口 155:吸入阀
160:***单元 161:吸入***
161a:第四凸缘部 162:内部引导件
164:主体 170:排出阀组装体
171:排出阀 172:阀弹簧
180:吐出盖组装体 181:第一吐出盖
182:第二吐出盖 183:第三吐出盖
具体实施方式
下面,参照附图对本说明书中公开的实施例进行详细的说明,并且与附图编号无关地对相同或类似的结构要素赋予了相同的附图标记,并将省去对其重复的说明。
在说明本说明书中公开的实施例的过程中,如果提及到某个结构要素“连接(connected)”或“耦合(coupled)”于另一结构要素,则应理解为可能是直接连接于或耦合于该另一结构要素,但也可能它们中间存在有其他结构要素。
另外,在说明本说明书中公开的实施例的过程中,当判断为对相关公知技术的具体说明模糊本实用新型的要旨时,省略对其的详细说明。此外,附图是为了便于理解本说明书公开的实施例而提供的,本说明书公开的技术思想并不局限于附图,本实用新型包括本实用新型的技术思想和技术范围内作出的所有变更、等同物及替代物。
图1是本实用新型一实施例的压缩机的立体图。
参照图1,本实用新型一实施例的线性压缩机100可以包括外壳111和与外壳111结合的外壳盖112、113。广义上说,可以理解为外壳盖112、113是外壳111的一个结构要素。
在外壳111的下侧可以结合有支腿20。支腿20可以与安装线性压缩机100的产品的底座结合。例如,产品可以包括冰箱,底座可以包括冰箱的机械室底座。作为另一例子,产品可以包括空调机的室外机,底座可以包括室外机的底座。
外壳111可以是大致圆筒形状,可以横向设置或纵向设置。以图1为基准,外壳111可以在横向上长长地延伸,而在径向上的高度较低。即,线性压缩机100可以具有较低的高度,因此,例如当线性压缩机100设置于冰箱的机械室底座时,具有可以降低机械室的高度的优点。
另外,外壳111的长度方向中心轴与后述的压缩机100的主体的中心轴一致,压缩机100的主体的中心轴与构成压缩机100的主体的缸筒140以及活塞150的中心轴一致。
在外壳111的外表面可以设置有接线端子30。接线端子30能够将外部电源提供给线性压缩机100的驱动单元130。具体地说,接线端子30可以与线圈132b的引线连接。
在接线端子30的外侧可以设置有托架31。托架31可以包括包围接线端子30的复数个托架。托架31可以发挥使接线端子30免受外部的冲击等影响功能。
外壳111的两侧部可以开放。在开口的外壳111的两侧部可以结合有外壳盖112、113。具体地说,外壳盖112、113可以包括:与外壳111的开口的一侧部结合的第一外壳盖112,和与外壳111的开口的另一侧部结合的第二外壳盖113。外壳111的内部空间可以被外壳盖112、113密闭。
以图1为基准,第一外壳盖112可以位于线性压缩机100的右侧部,第二外壳盖113可以位于线性压缩机100的左侧部。换言之,第一外壳盖112和第二外壳盖113可以配置为彼此相对。另外,可以理解为第一外壳盖112位于制冷剂的吸入侧,第二外壳盖113位于制冷剂的吐出侧。
线性压缩机100可以包括复数个管114、115、40,所述复数个管114、115、40设置于外壳111或外壳盖112、113,能够吸入、吐出或注入制冷剂。
复数个管114、115、40可以包括:吸入管114,将制冷剂吸入到线性压缩机100的内部;吐出管115,使被压缩的制冷剂从线性压缩机100排出;以及补充管40,用于向线性压缩机100补充制冷剂。
例如,吸入管114可以与第一外壳盖112结合。制冷剂可以通过吸入管114沿着轴向吸入到线性压缩机100的内部。
吐出管115可以与外壳111的外周面结合。经由吸入管114吸入到的制冷剂可以沿轴向流动时被压缩。之后,被压缩的制冷剂可以经由吐出管115排出。以第一外壳盖112和第二外壳盖113为基准,吐出管115可以配置于更靠近第二外壳盖113的位置。
补充管40可以与外壳111的外周面结合。作业人员可以通过补充管40向线性压缩机100的内部注入制冷剂。
为了避免与吐出管115发生干扰,补充管40可以在与吐出管115不同的高度上与外壳111结合。在此,高度可理解为以支腿20为起点的竖直方向的距离。通过吐出管115和补充管40在彼此不同的高度上与外壳111的外周面结合,可以获得作业便利性。
在外壳111的内周面中与结合有补充管40的位置对应的部位,可以相邻配置有第二外壳盖113的至少一部分。换言之,第二外壳盖113的至少一部分可以作为经由补充管40注入的制冷剂的阻力发挥作用。
因此,从制冷剂的流路方面来看,通过补充管40流入的制冷剂的流路形成为,流路大小在进入外壳111的内部空间的过程中因第二外壳盖113而变小,经过第二外壳盖113之后重新变大。在此过程中,制冷剂的压力减小而形成制冷剂的气化,在此过程中,可以分离出制冷剂中包含的油分。因此,可以通过使分离出油分的制冷剂流入到活塞150的内部,来改善制冷剂的压缩性能。油分可以理解为存在于冷却***的工作油。
图2是用于说明线性压缩机100的结构的剖视图。
下面,以执行通过活塞的直线往复运来吸入并压缩制冷剂,之后吐出压缩的流体的动作的线性压缩机100为例子,说明本实用新型的压缩机100。
线性压缩机100可以是制冷循环的构成要素,在线性压缩机100压缩的流体可以是在制冷循环中循环的制冷剂。制冷循环除了压缩机之外还可以包括冷凝器、膨胀装置以及蒸发器等。另外,线性压缩机100可以用作冰箱的冷却***的一个构成要素,但是不限于此,可以在整个工业中广为使用。
参照图2,压缩机100可以包括壳体110和容纳于壳体110内部的主体。压缩机100的主体可以包括框架120、固定于框架120的缸筒140、在缸筒140内部直线往复运动的活塞150、固定于框架120并向活塞150提供驱动力的驱动单元130等。在此,也可以将缸筒140和活塞150称作压缩单元140、150。
压缩机100可以包括用于减小缸筒140和活塞150之间的摩擦的轴承构件。轴承构件可以是油轴承或气体轴承。或者,也可以将机械轴承用作轴承构件。
压缩机100的主体可以被在壳体110的内侧的两端部设置的支撑弹簧116、117弹性支撑。支撑弹簧116、117可以包括支撑主体的后方的第一支撑弹簧116和支撑主体的前方的第二支撑弹簧117。支撑弹簧116、117可以包括板弹簧。支撑弹簧116、117不仅支撑压缩机100主体的内部部件,而且还可以吸收因活塞150的往复运动而产生的振动和冲击。
壳体110可以形成密闭的空间。密闭的空间可以包括容纳被吸入的制冷剂的容纳空间101、填充压缩之前的制冷剂的吸入空间102、压缩制冷剂的压缩空间103、填充被压缩的制冷剂的吐出空间104。
从连接到壳体110的后方侧的吸入管114吸入的制冷剂填充于容纳空间101,而与容纳空间101连通的吸入空间102内的制冷剂在压缩空间103被压缩并被吐出到吐出空间104,之后经由连接到壳体110的前方侧的吐出管115向外部排出。
壳体110可以包括:外壳111,其两端开口,形成为大致沿横向较长的圆筒形状;第一外壳盖112,与外壳111的后方侧结合;以及第二外壳盖113,与外壳111的前方侧结合。在此,前方侧可以是向附图的左侧吐出被压缩的制冷剂的方向,后方侧可以是制冷剂从附图的右侧流入的方向。另外,第一外壳盖112或第二外壳盖113可以与外壳111形成为一体。
壳体110可以由导热材质形成。由此,能够迅速地向外部散发在壳体110的内部空间产生的热量。
第一外壳盖112可以与外壳111结合以密封外壳111的后方侧,吸入管114可以***并结合于第一外壳盖112的中央。
压缩机100的主体后方侧可以在第一外壳盖112的径向上被第一支撑弹簧116弹性支撑。
第一支撑弹簧116可以包括圆形的板弹簧。第一支撑弹簧116的边缘部可以通过支撑托架123a朝前方方向被弹性支撑于后盖123。第一支撑弹簧116的开口的中央部可以通过吸入引导件116a朝后方方向被支撑于第一外壳盖112。
在吸入引导件116a的内部可以形成有贯通流路。吸入引导件116a可以形成为圆筒形状。吸入引导件116a的前方侧外周面可以与第一支撑弹簧116的中央开口部结合,而后方侧端部可以被第一外壳盖112支撑。此时,在吸入引导件116a和第一外壳盖112的内侧面之间可以另行设置有吸入侧支撑构件116b。
吸入引导件116a的后方侧可以与吸入管114连通,通过吸入管114吸入的制冷剂可以经由吸入引导件116a顺畅地流入到后述的***单元160。
在吸入引导件116a和吸入侧支撑构件116b之间可以配置有减振构件116c。减振构件116c可以由橡胶材质等形成。由此,能够阻断在通过吸入管114吸入制冷剂的过程中产生的振动传递到第一外壳盖112。
第二外壳盖113可以与外壳111结合以密封外壳111的前方侧,吐出管115可以通过循环管115a***并结合于第二外壳盖113。从压缩空间103吐出的制冷剂可以在通过吐出盖组装体180之后经由循环管115a和吐出管115向制冷循环排出。
压缩机100的主体的前方侧可以在外壳111或第二外壳盖113的径向上被第二支撑弹簧117弹性支撑。
第二支撑弹簧117可以包括圆形的板弹簧。第二支撑弹簧117的开口的中央部可以通过第一支撑引导件117b朝后方方向被支撑于吐出盖组装体180。第二支撑弹簧117的边缘部可以通过支撑托架117a朝前方方向被支撑于外壳111的内侧面或与第二外壳盖113邻接的外壳111的内周面。
与图2不同地,第二支撑弹簧117的边缘部也可以通过与第二外壳盖113结合的另行设置的托架(未图示)朝前方方向被支撑于外壳111的内侧面或与第二外壳盖113邻接的外壳111的内周面。
第一支撑引导件117b可以以圆筒形状形成。第一支撑引导件117b的截面可以具有复数个直径。第一支撑引导件117b的前方侧可以***到第二支撑弹簧117的中央开口,而后方侧可以***到吐出盖组装体180的中央开口。支撑盖117c可以隔着第二支撑弹簧117与第一支撑引导件117b的前方侧结合。在支撑盖117c的前方侧可以结合有向后方凹进的杯状的第二支撑引导件117d。在第二外壳盖113的内侧可以结合有与第二支撑引导件117d相对且相前后方凹进的杯状的第三支撑引导件117e。第二支撑引导件117d可以***到第三支撑引导件117e的内侧并且在轴向和/或径向上得到支撑。此时,在第二支撑引导件117d和第三支撑引导件117e之间可以形成有间隙(gap)。
框架120可以包括:主体部121,支撑缸筒140的外周面;以及第一凸缘部122,与主体部121的一侧连接,并支撑驱动单元130。框架120可以和驱动单元130以及缸筒140一起借助第一支撑弹簧116和第二支撑弹簧117,相对于壳体110被弹性支撑。
主体部121可以包围缸筒140的外周面。主体部121可以是圆筒形状。第一凸缘部122可以在主体部121的前方侧端部沿径向延伸而形成。
在主体部121的内周面可以结合有缸筒140。在主体部121的外周面可以结合有内定子134。例如,缸筒140可以压入(press fitting)并固定于主体部121的内周面。
在第一凸缘部122的后方面可以结合有外定子131,而在前方面可以结合有吐出盖组装体180。例如,外定子131和吐出盖组装体180可以以机械结合的方式固定。
框架120和缸筒140可以由铝或铝合金材质形成。
缸筒140可以形成为两端部开放的圆筒形状。活塞150可以经过缸筒140的后方端部***。缸筒140的前方端部可以被排出阀组装体170关闭。在缸筒140、活塞150的前方端部以及排出阀组装体170之间可以形成有压缩空间103。在此,可以将活塞150的前方端部称作头部151。当活塞150后退时,压缩空间103的体积增大,当活塞150前进时,压缩空间103的体积减小。即,就流入到压缩空间103内部的制冷剂而言,可以在活塞150前进时被压缩,并通过排出阀组装体170吐出。
缸筒140可以包括配置于前方端部的第二凸缘部141。第二凸缘部141可以向缸筒140的外侧弯折。第二凸缘部141可以沿缸筒140的外周方向延伸。缸筒140的第二凸缘部141可以与框架120结合。例如,框架120的前方侧端部可以形成有与缸筒140的第二凸缘部141对应的凸缘槽,缸筒140的第二凸缘部141可以***到所述凸缘槽,并用结合构件结合。
另一方面,可以通过向活塞150的外周面和缸筒140的外周面之间的间隙供给吐出气体,来提供气体轴承构件,以对缸筒140和活塞150之间进行气体润滑。缸筒140和活塞150之间的吐出气体对活塞150提供悬浮力,由此能够减小在活塞150和缸筒140之间产生的摩擦。
活塞150从缸筒140后方的开放的端部***,并设置为密闭压缩空间103的后方。
活塞150可以包括头部151和引导部152。头部151可以以圆盘形状形成。头部151可以局部开放。头部151可以划分压缩空间103。引导部152可以从头部151的外周面向后方延伸。引导部152可以以圆筒形状形成。引导部152可以形成为,其内部为空而前方的一部分被头部151密闭。引导部152的后方可以开口并与***单元160连接。头部151可以是与引导部152结合的另行设置的构件。与此不同地,头部151和引导部152可以形成为一体。
活塞150可以与内定子134连接。在活塞150的外周面可以配置有内定子134。在活塞150的引导部152的外周面可以配置有内定子134。内定子134可以固定并结合于活塞150的引导部152的外周面。活塞150可以随着内定子134的移动而在前后方向或轴向上往复运动。
活塞150可以包括吸入端口154。吸入端口154可以贯通头部151。吸入端口154可以连通活塞150内部的吸入空间102和压缩空间103。例如,从容纳空间101向活塞150内部的吸入空间102流入的制冷剂,可以经过吸入端口154被吸入到活塞150和缸筒140之间的压缩空间103。
吸入端口154可以沿活塞150的轴向延伸。吸入端口154可以形成为倾斜于活塞150的轴向。例如,吸入端口154可以延伸为随着接近活塞150的后方而逐渐朝远离中心轴的方向倾斜。
吸入端口154的截面可以是圆形状。吸入端口154可以形成为其内径恒定。与此不同地,吸入端口154可以形成为其开口沿头部151的径向延伸的长孔,也可以形成为随着接近后方其内径逐渐变大。
在头部151的径向和圆周方向中的至少一个方向上可以形成有复数个吸入端口154。
在活塞150的与压缩空间103相邻的头部151,可以安装有选择性地开闭吸入端口154的吸入阀155。吸入阀155可以通过弹性变形来动作,开放或关闭吸入端口154。即,吸入阀155可以通过经由吸入端口154流向压缩空间103的制冷剂的压力弹性变形为开放吸入端口154。
***单元160可以与活塞150的后方结合,衰减在制冷剂被吸入到活塞150的过程中产生的噪声。通过吸入管114吸入的制冷剂可以经由***单元160流向活塞150内部的吸入空间102。
***单元160可以包括:吸入***161,与壳体110的容纳空间101连通;内部引导件162,与吸入***161的前方连接,将制冷剂引向吸入端口154。
吸入***161可位于活塞150的后方,吸入***161的后方侧开口可以与吸入管114相邻配置而前方侧端部可以与活塞150的后方结合。吸入***161在轴向上形成有流路,由此能够将容纳空间101内的制冷剂引向活塞150内部的吸入空间102。
吸入***161的内部可以形成有被挡板分隔的复数个噪声空间。吸入***161可以由两个以上的构件彼此结合而形成,例如,可以通过第二吸入***被压入并结合于第一吸入***的内部而形成复数个噪声空间。此外,考虑到重量和绝缘性,吸入***161可以由塑料材质形成。
内部引导件162的一侧可以与吸入***161的噪声空间连通,而另一侧可以深深地***到活塞150的内部。内部引导件162可以形成为管状。内部引导件162的两端可以具有相同的内径。内部引导件162可以形成为圆筒形状。与此不同地,作为吐出侧的前方端的内径可以大于作为相反侧的后方端的内径。
吸入***161和内部引导件162可以设置为多种形状,利用它们可以调节流经***单元160的制冷剂的压力。吸入***161和内部引导件162也可以形成为一体。
排出阀组装体170可以包括:排出阀171;以及阀弹簧172,设置于排出阀171的前方侧,弹性支撑排出阀171。排出阀组装体170可以选择性地排出在压缩空间103压缩的制冷剂。在此,压缩空间103是指形成在吸入阀155和排出阀171之间的空间。
排出阀171可以配置为能够被支撑在缸筒140的前表面。排出阀171可以选择性地开闭缸筒140的前方开口。排出阀171可以通过弹性变形来进行动作,由此开放或关闭压缩空间103。排出阀171可以通过经由压缩空间103流向吐出空间104的制冷剂的压力弹性变形为开放压缩空间103。例如,在排出阀171被支撑在缸筒140的前表面的状态下,压缩空间103可以保持密闭的状态,在排出阀171处于从缸筒140的前表面隔开的状态下,可以向开放的空间排出压缩空间103的压缩制冷剂。
阀弹簧172可以设置在排出阀171和吐出盖组装体180之间在轴向上提供弹力。阀弹簧172可以是压缩螺旋弹簧,或者也可以考虑占用空间或可靠性而使用板弹簧。
若压缩空间103的压力为吐出压力以上,则阀弹簧172向前方变形而开放排出阀171,制冷剂可以从压缩空间103吐出并向吐出盖组装体180的第一吐出空间104a排出。若制冷剂的排出结束,则阀弹簧172向排出阀171提供恢复力,以使排出阀171关闭。
下面,对制冷剂通过吸入阀155流入压缩空间103,通过排出阀171向吐出空间104排出压缩空间103内的制冷剂的过程进行说明,具体如下。
在活塞150于缸筒140的内部进行往复直线运动的过程中,若压缩空间103的压力变为预设的吸入压力以下,则吸入阀155开放,制冷剂被吸入到压缩空间103。相反,若压缩空间103的压力超过预设的吸入压力,则在吸入阀155被关闭的状态下,对压缩空间103的制冷剂进行压缩。
另一方面,若压缩空间103的压力变为预设的吐出压力以上,则阀弹簧172向前方变形而开放与其连接的排出阀171,制冷剂从压缩空间103向吐出盖组装体180的吐出空间104排出。若制冷剂的排出结束,则阀弹簧172向排出阀171提供恢复力,排出阀171关闭,由此使压缩空间103的前方密封。
吐出盖组装体180可以设置于压缩空间103的前方,形成容纳从压缩空间103排出的制冷剂的吐出空间104,并且可以与框架120的前方结合,衰减在从压缩空间103吐出制冷剂的过程中产生的噪声。吐出盖组装体180可以在容纳有排出阀组装体170并与框架120的第一凸缘部122的前方结合。例如,吐出盖组装体180可以用机械结合构件来与第一凸缘部122结合。
并且,在吐出盖组装体180和框架120之间可以设置有用于隔热的垫片,和抑制吐出空间104的制冷剂泄漏的O型环(O-ring)。
吐出盖组装体180可以由导热材质形成。因此,若高温的制冷剂流入到吐出盖组装体180,则制冷剂的热量经由吐出盖组装体180传递到壳体110并向压缩机外部散去。
吐出盖组装体180可以由一个吐出盖形成,也可以由依次连通的复数个吐出盖形成。在吐出盖组装体180由复数个吐出盖构成的情况下,吐出空间104可以包括被各个吐出盖分隔的复数个空间部。复数个空间部可以在前后方向上配置并且彼此连通。
例如,在吐出盖为三个的情况下,吐出空间104可以包括:第一吐出空间104a,在与框架120的前方侧结合的第一吐出盖181和框架120之间形成;第二吐出空间104b,在与第一吐出空间104a连通并与第一吐出盖181的前方侧结合的第二吐出盖182和第一吐出盖181之间形成;以及第三吐出空间104c,在与第二吐出空间104b连通并与第二吐出盖182的前方侧结合的第三吐出盖183和第二吐出盖182之间形成。
并且,第一吐出空间104a可以通过排出阀171选择性地与压缩空间103连通,第二吐出空间104b可以与第一吐出空间104a连通,第三吐出空间104c可以与第二吐出空间104b连通。由此,从压缩空间103吐出的制冷剂的吐出噪声随着依次经由第一吐出空间104a、第二吐出空间104b以及第三吐出空间104c而衰减,并经由与第三吐出盖183连通的循环管115a和吐出管115向壳体110的外部排出。
驱动单元130可以包括:在外壳111和框架120之间与框架120结合的外定子131、配置于外定子132的线圈132以及结合于活塞150的内定子134。
若电流施加到驱动单元130,则在线圈132上形成磁通(magnetic flux),并且通过在外定子131的线圈绕组上形成的磁通和作为磁体的内定子134之间的相互作用而产生电磁力,由此能够使内定子134移动。并且,在内定子134进行轴向往复移动的同时,与内定子134连接的活塞150也和内定子134一体地在轴向上往复移动
另一方面,驱动单元130和压缩单元140、150可以在轴向上被支撑弹簧116、117和共振弹簧118支撑。
共振弹簧118可以通过放大因内定子134和活塞150的往复运动而产生的振动,来实现制冷剂的有效压缩。具体地说,可以将共振弹簧118的振动频率调节为与活塞150的固有振动频率对应,由此使活塞150进行共振运动。另外,共振弹簧118可以使活塞150稳定地移动,由此降低振动和噪声的发生。
共振弹簧118可以是轴向延伸的螺旋弹簧。共振弹簧118的两端部可以分别与振动体和固定体连接。例如,共振弹簧118的一端部可以与活塞150连接,而另一端部可以与后盖123连接。因此,共振弹簧118可以在振动体和固定体之间弹性变形,所述振动体在共振弹簧118的一端部振动,所述固定体固定在共振弹簧118的另一端部。
共振弹簧118的固有振动频率可以设计为与压缩机100运行时的内定子134和活塞150的共振频率一致,由此能够放大活塞150的往复运动。需要说明的是,在此作为固定体提供的后盖123被第一支撑弹簧116弹性支撑在壳体110,因而严格地说算不上是固定。
共振弹簧118可以包括第一共振弹簧118a和第二共振弹簧118b,以弹簧支撑件119为基准,所述第一共振弹簧118a被支撑在后方侧,所述第二共振弹簧118b被支撑在前方侧。
弹簧支撑件119可以包括包围吸入***161的主体部119a、从主体部119a的前方向内侧径向弯折的第二结合部119b以及从主体部119a的后方向径向外侧弯折的支撑部119c。
弹簧支撑件119的第二结合部119b可以被活塞150支撑。弹簧支撑件119的第二结合部119b的内径可以包围吸入***161的外径。例如,可以依次配置弹簧支撑件119的第二结合部119b、活塞150的第三凸缘部153之后用机械构件结合为一体。此时,可以在其间***吸入***161的第四凸缘部161a并一起固定。
第一共振弹簧118a可以配置在后盖123的前方表面和弹簧支撑件119的后方表面之间。第二共振弹簧118b可以配置在定子盖137的后方表面和弹簧支撑件119的前方表面之间。
在中心轴的圆周方向上配置有复数个第一共振弹簧118a和第二共振弹簧118b。第一共振弹簧118a和第二共振弹簧118b可以在轴向上并排配置,也可以错开配置。第一共振弹簧118a和第二共振弹簧118b可以在中心轴的径向上以规定的间隔隔开配置。例如,第一共振弹簧118a和第二共振弹簧118b分别设置有三个,且在中心轴的径向上以120度间隔隔开配置。
压缩机100可以包括用于增大框架120和其周边部件之间的结合力的复数个密封构件。
例如,复数个密封构件可以包括:第一密封构件,其夹设在框架120和吐出盖组装体180彼此结合的部分,***到设置于框架120的前方端部的安装槽中;以及第二密封构件,其设置于框架120和缸筒140彼此结合的部分,***到设置于缸筒140的外侧面的安装槽中。第二密封构件可以使框架120和缸筒140的结合力增大。
以上说明到的线性压缩机100的动作状态如下。
首先,若电流施加到驱动单元130,则因在线圈132流动的电流而在外定子131形成磁通。在外定子131形成的磁通产生电磁力,作为磁体的内定子134因所产生的电磁力而直线往复运动。这种电磁力在以下两种方向上交替产生:一方向是在压缩冲程时使活塞150朝上死点(TDC,top dead center)移动的方向(前方方向),另一方向是在吸入冲程时使活塞150朝下死点(BDC,bottom dead center)移动的方向(后方方向)。即,驱动单元130可以产生推力,即沿移动方向推动内定子134和活塞150的力。
在缸筒140内部进行线性往复运动的活塞150,可以反复地增加或减小压缩空间103的体积。
若活塞150朝增加压缩空间103的体积的方向(后方方向)移动,则压缩空间103的压力减小。此时,安装于活塞150的前方的吸入阀155开放,停留在吸入空间102的制冷剂沿着吸入端口154被吸入到压缩空间103。这种吸入冲程可以一直进行到活塞150位于下死点使得压缩空间103的体积最大。
到达下死点的活塞150转换运动方向而朝使压缩空间103的体积减小的方向(前方方向)移动,即进行压缩冲程。在压缩冲程时,压缩空间103的压力增加而压缩所吸入到的制冷剂。若压缩空间103的压力达到设定压力,则排出阀171被压缩空间103的压力推开,使缸筒140开放,制冷剂可以通过隔开的空间向吐出空间104吐出。这种压缩冲程可以在活塞150移动至使压缩空间103的体积最小的上死点的期间持续进行。
在反复进行活塞150的吸入冲程和压缩冲程时,通过吸入管114流入到压缩机100内部的容纳空间101的制冷剂依次经由吸入引导件116a、吸入***161以及内部引导件162并流入到活塞150内部的吸入空间102,而吸入空间102的制冷剂可以在活塞150进行吸入冲程时流入到缸筒140内部的压缩空间103。在活塞150的压缩冲程期间,压缩空间103的制冷剂被压缩并吐出到吐出空间104,之后经由循环管115a和吐出管115排出至压缩机100的外部。
图3是本实用新型一实施例的驱动单元的立体图。图4是本实用新型一实施例的驱动单元的分解立体图。图5是本实用新型一实施例的驱动单元的俯视图。图6是表示本实用新型一实施例的省略了驱动单元的一部分的状态的图。图7是本实用新型一实施例的驱动单元的概略图。图8是本实用新型另一实施例的驱动单元的概略图。图9至图11是概略示出图6的A-A′线剖视图。
参照图1至图11,本实用新型一实施例的线性压缩机100可以包括框架120、驱动单元130、缸筒140以及活塞150,但是不排除还包括其他构成。可以理解为,以下未说明到的线性压缩机100的详细构成和框架120、驱动单元130、缸筒140以及活塞150的详细构成,与在图2中说明到的线性压缩机100的详细构成和框架120、驱动单元130、缸筒140以及活塞150的详细构成相同。
驱动单元130可以是磁通(Flux)方向和活塞150的线性运动方向形成直角的横向磁通式往复马达。在本实用新型的实施例中,可以将驱动单元130称作“横向磁通式往复马达”。
驱动单元130可以包括外定子131、线圈132、内定子134以及磁铁135。
外定子131可以与框架120结合。外定子131可以以机械方式与框架120结合。外定子131可以与框架120连接。外定子131可以被框架120支撑。外定子131可以与框架120的第一凸缘部122的后方结合。外定子131的前方侧可以被框架120的第一凸缘部122支撑,而后方侧被定子盖137支撑。定子盖137可以形成为内部中空的圆盘形状,在定子盖137的前方面可以结合有外定子131,而定子盖137的后方面可以被共振弹簧118支撑。
在外定子131可以安装有线圈132。在外定子131可以缠绕有线圈132。外定子131可以是磁体。在施加电流的情况下,通过线圈132在外定子131形成磁通。
外定子131可以包括定子铁芯131a、齿部(teeth portion)131b以及齿靴(teethshoe)131c。
定子铁芯131a可以与框架120结合。定子铁芯131a的截面可以是圆形状。定子铁芯131a可以形成为上部和下部都开放的圆筒形状。定子铁芯131a可以形成为圆形的环形状。在定子铁芯131a的内周面可以形成有齿部131b。
定子铁芯131a可以包括复数个铁芯板131a1、131a2、……、131an。复数个铁芯板131a1、131a2、……、131an可以沿线性压缩机100的轴向或前后方向层叠。由于复数个铁芯板131a1、131a2、......、131an沿线性压缩机100的作为轴向的前后方向层叠,从而定子铁芯131a和齿部131b的轴向长度变长,由此缠绕在齿部131b上的线圈132的数量增加,因此能够减小驱动单元130的外径。另外,可以通过减小驱动单元130的外径来降低线性压缩机100的上下方向高度。
齿部131b可以向定子铁芯131a的内侧延伸。线圈132可以配置于齿部131b。线圈132可以缠绕在齿部131b上。在电流施加到线圈132情况下,因线圈132而在齿部131b和定子铁芯131a形成磁通。在齿部131b的内侧端可以形成有沿圆周方向延伸的齿靴131c。齿部131b的截面可以是四边形,但是不限于此,也可以形成为除了圆形或四边形之外的多边形形状。
与定子铁芯131a同样地,齿部131b可以沿作为轴向的前后方向层叠有复数个齿部板。由此,齿部131b的轴向长度变长,缠绕在齿部131b的线圈132的数量增加,因此能够减小驱动单元130的外径。另外,能够通过减小驱动单元130的外径,来减小线性压缩机100的上下方向高度。
齿部131b可以包括复数个齿部131b1、131b2、131b3、131b4。复数个齿部131b1、131b2、131b3、131b4可以是偶数个。复数个齿部131b1、131b2、131b3、131b4可以沿圆周方向彼此隔开。复数个齿部131b1、131b2、131b3、131b4可以以外定子131的中心为基准配置于彼此对称的位置。复数个齿部131b1、131b2、131b3、131b4可以以外定子131的中心为基准配置为放射状。复数个齿部131b1、131b2、131b3、131b4可以以活塞150的中心为基准配置于彼此对称的位置。复数个齿部131b1、131b2、131b3、131b4中各个齿部的圆周方向的隔开距离和/或角度可以彼此相同。
复数个齿部131b1、131b2、131b3、131b4可以包括:第一齿部131b1、在圆周方向上与第一齿部131b1隔开的第二齿部131b2、在圆周方向上与第二齿部131b2隔开的第三齿部131b3,以及在圆周方向上与第三齿部131b3隔开的第四齿部131b4。在第一齿部至第四齿部131b1、131b2、131b3、131b4可以分别缠绕有第一线圈至第四线圈132a、132b、132c、132d。在本实用新型的实施例中,说明了复数个齿部131b1、131b2、131b3、131b4为四个的例子,但不限于此,复数个齿部131b1、131b2、131b3、131b4的数量可以不同地变更。
齿靴131c可以从齿部131b的内侧沿圆周方向延伸。具体而言,齿靴131c可以在齿部131b的内侧端沿圆周方向延伸。齿靴131c可以形成为圆弧形状。齿靴131c可以与内定子134面对。在齿靴131c可以配置有磁铁135。在齿靴131c的内侧面可以配置有磁铁135。
与定子铁芯131a同样地,齿靴131c可以沿作为轴向的前后方向层叠有复数个齿靴板。由此,齿靴131c的轴向长度变长,缠绕在齿部131b的线圈132的数量增加,因此能够减小驱动单元130的外径。另外,能够通过减小驱动单元130的外径,来减小线性压缩机100的上下方向高度。
在本实用新型一实施例中,复数个铁芯板131a1、131a2、......、131an中的各个铁芯板、复数个齿部板中的各个齿部板以及复数个齿靴板中的各个齿靴板可以形成为一体。
齿靴131c可以包括复数个齿靴131c1、131c2、131c3、131c4。复数个齿靴131c1、131c2、131c3、131c4可以是偶数个。复数个齿靴131c1、131c2、131c3、131c4可以沿圆周方向彼此隔开。复数个齿靴131c1、131c2、131c3、131c4可以以外定子131的中心为基准配置于彼此对称的位置。复数个齿靴131c1、131c2、131c3、131c4可以以外定子131的中心为基准配置为放射状。复数个齿靴131c1、131c2、131c3、131c4可以以活塞150的中心为基准配置于彼此对称的位置。复数个齿靴131c1、131c2、131c3、131c4中各个齿靴的圆周方向隔开距离和/或角度可以彼此相同。
复数个齿靴131c1、131c2、131c3、131c4可以包括:第一齿靴131c1、在圆周方向上与第一齿靴131c1隔开的第二齿靴131c2、在圆周方向上与第二齿靴131c2隔开的第三齿靴131c3,以及在圆周方向上与第三齿靴131c3隔开的第四齿靴131c4。第一齿靴至第四齿靴131c1、131c2、131c3、131c4可以分别与第一齿部至第四齿部131b1、131b2、131b3、131b4连接。在本实用新型的实施例中,说明了复数个齿部131c1、131c2、131c3、131c4为四个的例子,但是不限于此,复数个齿部131c1、131c2、131c3、131c4的数量可以不同地变更。
线圈132可以配置于外定子131。线圈132可以配置于外定子131的齿部131b。线圈132可以缠绕在外定子131的齿部131b上。可以向线圈132供给电流。线圈132的截面可以是圆形或多边形形状。作为一例,线圈132的截面可以是六边形形状。
线圈132可以包括复数个线圈132a、132b、132c、132d。复数个线圈132a、132b、132c、132d中的各个线圈可以缠绕在复数个齿部131b1、131b2、131b3、131b4中的各个齿部上。复数个线圈132a、132b、132c、132d可以是偶数个。复数个线圈132a、132b、132c、132d可以沿圆周方向彼此隔开。复数个线圈132a、132b、132c、132d可以以外定子131的中心为基准配置于彼此对称的位置。复数个线圈132a、132b、132c、132d可以以外定子131的中心为基准配置为放射状。复数个线圈132a、132b、132c、132d可以以活塞150的中心为基准配置于彼此对称的位置。复数个线圈132a、132b、132c、132d中各个线圈的圆周方向隔开距离和/或角度可以彼此相同。复数个线圈132a、132b、132c、132d中的每一个线圈所形成的磁通方向可以和与该一个线圈在圆周方向上相邻的线圈所形成的磁通方向彼此相反。
复数个线圈132a、132b、132c、132d可以包括:第一线圈132a、在圆周方向上与第一线圈132a隔开的第二线圈132b、在圆周方向上与第二线圈132b隔开的第三线圈132c,以及在圆周方向上与第三线圈132c隔开的第四线圈132d。第一线圈至第四线圈132a、132b、132c、132d中的各个线圈可以缠绕在第一齿部至第四齿部131b1、131b2、131b3、131b4中的各个齿部上。第一线圈132a和第三线圈132c可以沿彼此相同的方向缠绕。第一线圈132a和第三线圈132c所形成的磁通方向可以彼此相同。第一线圈132a的缠绕方向可以与其相邻的第二线圈132b、第四线圈132d的缠绕方向彼此不同。第一线圈132a所形成的磁通方向可以与其相邻的第二线圈132b、第四线圈132d所形成的磁通方向彼此不同。
如图6所示,当电流在第一线圈132a和第二线圈132b流动时,形成依次经由第一齿部131b1、定子铁芯131a、第二齿部131b2的方向的磁通,在此情况下,内定子134可以向前方移动。以图6为基准,前方可以是朝上方的方向。
当电流沿与上述电流方向相反的方向流动时,形成依次经由第二齿部131b2、定子铁芯131a以及第一齿部131b1的方向的磁通,在此情况下,内定子134可以向后方移动。以图6为基准,后方可以是朝下方的方向。
在本实用新型的实施例中,说明了复数个线圈132a、132b、132c、132d为四个的例子,但是不限于此,复数个线圈132a、132b、132c、132d的数量可以不同地变更。
内定子134可以配置于外定子131的内部。内定子134可以配置于活塞150的外周面。内定子134可以与活塞150的外周面结合。内定子134可以形成为圆形的环形状。内定子134可以形成为上部和下部均开口的圆筒形状。
内定子134可以是磁体。内定子134可以通过其与线圈132之间的电磁彼此作用而在轴向上往复运动。具体而言,在电流施加到线圈132的情况下,在外定子131形成磁通,由此内定子134可以在轴向上往复运动。在本说明书中,轴向是以图2为基准的活塞的移动方向,以图6为基准的上下方向。
内定子134可以与磁铁135相对。内定子134的轴向长度可以与第一磁铁135a1、135b2、135c1、135d2或第二磁铁135a2、135b1、135c2、135d1的轴向长度对应(correspond,实质相同)。如图9所示,通过磁铁135,内定子134可以复位至原位置。对此,将在后面进行说明。
磁铁135可以配置于外定子131。磁铁135可以配置于外定子131的齿靴131c。磁铁135可以配置于外定子131的齿靴131c的内侧面。磁铁135可以与内定子134相对。
磁铁135可以包括在轴向和/或圆周方向上隔开的复数个磁铁135a1、135b1、135c1、135d1、135a2、135b2、135c2、135d2。复数个磁铁135a1、135b1、135c1、135d1、135a2、135b2、135c2、135d2中的各个磁铁可以具有与其在圆周方向上相邻的磁铁彼此不同的磁极。复数个磁铁135a1、135b1、135c1、135d1、135a2、135b2、135c2、135d2中的各个磁铁可以具有与其在轴向上相邻的磁铁彼此不同的磁极。
磁铁135可以包括:第一磁铁135a1、135b2、135c1、135d2,其配置于齿靴131b;以及第二磁铁135a2、135b1、135c2、135d1,其在轴向上与第一磁铁135a1、135b2、135c1、135d2隔开。第一磁铁135a1、135b2、135c1、135d2和第二磁铁135a2、135b1、135c2、135d1可以具有彼此不同的极性。由此,可以在所使用的磁铁数量与现有的线性压缩机的马达的磁铁135相同的情况下能够增加线圈132的数量,因此可以减小驱动单元130的外径。另外,可以通过减小驱动单元130的外径,来减小线性压缩机100的上下方向高度。第一磁铁135a1、135b2、135c1、135d2的轴向长度可以与内定子134的轴向长度对应(correspond,实质相同)。第二磁铁135a2、135b1、135c2、135d1的轴向长度可以与内定子134的轴向长度对应(correspond,实质相同)。
第一磁铁135a1、135b2、135c1、135d2可以包括复数个第一磁铁。复数个第一磁铁可以是偶数个。复数个第一磁铁可以以外定子131的中心区域为基准配置于彼此对称的位置。复数个第一磁铁可以以内定子134的中心区域为基准配置于彼此对称的位置。复数个第一磁铁可以以内定子134的中心区域为基准形成为放射状。复数个第一磁铁可以以活塞150的中心区域为基准配置于彼此对称的位置。
具体而言,复数个第一磁铁可以包括:第一磁铁单元135a1,配置于第一齿靴131b1的前方区域;第二磁铁单元135b2,配置于第二齿靴131b2的后方区域;第三磁铁单元135c1,配置于第三齿靴131b3的前方区域;以及第四磁铁单元135d2,配置于第四齿靴131b4的后方区域。
在本实用新型的实施例中,说明了复数个第一磁铁的数量为四个的例子,但是不限于此,复数个第一磁铁的数量可以不同地变更。
第二磁铁135a2、135b1、135c2、135d1可以包括复数个第二磁铁。复数个第二磁铁的数量可以是偶数个。复数个第二磁铁可以以外定子131的中心区域为基准配置于彼此对称的位置。复数个第二磁铁可以以外定子131的中心区域为基准配置为放射状。复数个第二磁铁可以以内定子134的中心区域为基准配置于彼此对称的位置。复数个第二磁铁可以以活塞150的中心区域为基准配置于彼此对称的位置。
具体而言,复数个第二磁铁可以包括:第五磁铁单元135a2,配置于第一齿靴131b1的后方区域;第六磁铁单元135b1,配置于第二齿靴131b2的前方区域;第七磁铁单元135c2,配置于第三齿靴131b3的后方区域;以及第八磁铁单元135d1,配置于第四齿靴131b4的前方区域。
在本实用新型的实施例中,说明了复数个第二磁铁的数量为四个的例子,但是不限于此,复数个第二磁铁的数量可以不同地变更。
参照图7,外定子131的轴向长度O1可以大于第一磁铁135a1、135b2、135c1、135d2的轴向长度m1、第二磁铁135a2、135b1、135c2、135d1的轴向长度m2以及第一磁铁135a1、135b2、135c1、135d2和第二磁铁135a2、135b1、135c2、135d1之间的轴向隔开距离g1之和。
由此,能够在使用的磁铁数量与现有的线性压缩机的马达的磁铁135相同的情况下增加线圈132的量,因此能够减小驱动单元130的外径。另外,可以通过减小驱动单元130的外径,来减小线性压缩机100的上下方向高度。
参照图8,第二磁铁135a2、135b1、135c2、135d1可以用虚拟磁极136a2来替代。虚拟磁极136a2可以是磁体。在此情况下,外定子131的轴向长度O2可以大于第一磁铁135a1、135b2、135c1、135d2的轴向长度m3、虚拟磁极136a2的轴向长度P1以及第一磁铁135a1、135b2、135c1、135d2和虚拟磁极136a2之间的轴向隔开距离g2之和。由此,不仅可以获得与本实用新型一实施例的驱动单元130相同的效果而且还可以减少费用。
参照图6和图9,第一磁铁单元135a1可以具有与第六磁铁单元135b1、第五磁铁单元135a2不同的极性,而具有与第二磁铁单元135b2相同的极性。例如,第一磁铁单元135a1可以是N极,第六磁铁单元135b1可以是S极,第五磁铁单元135a2可以是S极,第二磁铁单元135b2可以是有N极。
参照图10,当电流供给到线圈132而在外定子131形成朝一个方向的磁通时,内定子134以图10为基准向左侧移动。在此情况下,内定子134的与第一磁铁单元135a1、第五磁铁单元135a2面对的一区域呈S极,而内定子134的与第二磁铁单元135b1、第六磁铁单元135b2面对的另一区域呈N极。即,在内定子134和磁铁135之间作用欲朝磁能(即,磁势能或磁阻)低的方向,即内定子134朝图10的右侧方向复位的往复方向定心力(Centeringforce)F1。该往复方向定心力(Centering force)F1可以使内定子134向外定子131的中心区域复位。
参照图11,当电流供给到线圈132而在外定子131形成朝另一方向的磁通时,内定子134以图10为基准向右侧移动。在此情况下,内定子134的与第一磁铁单元135a1和第五磁铁单元135a2面对的一区域呈N极,而内定子134的与第二磁铁单元135b1、第六磁铁单元135b2面对的另一区域呈S极。即,在内定子134和磁铁135之间作用欲朝磁能(即,磁势能或磁阻)低的方向,即内定子134朝图11的左侧方向复位的往复方向定心力(Centeringforce)F2发挥作用。该往复方向定心力(Centering force)F2可以使内定子134向外定子131的中心区域复位。
即,在内定子134朝远离外定子131的中心区的方向移动的情况下,磁铁135的磁力对内定子134作用使其欲朝外定子131的中心区域复位的往复方向定心力。可以将该力称作磁共振弹簧(Magnetic Resonance Spring)。利用该磁共振弹簧,内定子134和活塞150可以进行共振运动。在此情况下,本实用新型一实施例的线性压缩机100可以在去除共振弹簧118的情况下实施。由此,可以去除机械共振弹簧,从而可以解除机械应力的限度和振动距离受到限制,并且还可以因侧向力而引起内定子134偏心导致的内定子134和外定子131的摩擦损失。
图12是本实用新型一实施例的驱动单元的概略图。图13是本实用新型另一实施例的驱动单元的概略图。
参照图12,外定子131的轴向长度O3可以小于第一磁铁135a1、135b2、135c1、135d2的轴向长度m4、第二磁铁135a2、135b1、135c2、135d1的轴向长度m5以及第一磁铁135a1、135b2、135c1、135d2和所述第二磁铁135a2、135b1、135c2、135d1之间的轴向隔开距离g3之和。由此,不仅可以通过增加线圈132的数量来减小驱动单元130的外径,而且还可以减少铜损。
参照图13,可以用虚拟磁极136a2来替代第二磁铁135a2、135b1、135c2、135d1。虚拟磁极136a2可以是磁体。在此情况下,外定子131的轴向长度O4可以小于第一磁铁135a1、135b2、135c1、135d2的轴向长度m6、虚拟磁极136a2的轴向长度P2以及第一磁铁135a1、135b2、135c1、135d2和虚拟磁极136a2之间的轴向隔开距离g4之和。由此,不仅可以获得与图12所示的驱动单元130一样的效果,而且还可以减小费用。
图14是本实用新型另一实施例的驱动单元的俯视图。图15是本实用新型另一实施例的驱动单元的仰视图。图16是表示本实用新型另一实施例的省略了驱动单元的一部分的状态的图。图17示出从图16去除磁铁的状态的图。图18是本实用新型另一实施例的驱动单元的剖视图。
参照图14至图18,可以理解为,在本实用新型另一实施例的驱动单元130的第一磁铁135e、135f、135g、135h可以与第一磁铁135a1、135b2、135c1、135d2相同。在此情况下,本实用新型一实施例的线性压缩机100的第二磁铁135a2、135b1、135c2、135d1可以用虚拟磁极1361、1362、1363、1364来替代。
虚拟磁极1361、1362、1363、1364可以与齿靴131c形成为一体。具体而言,第一虚拟磁极1361可以在第一齿靴131c1的内侧面131c11的前方区域与第一齿靴131c1的内侧面131c11形成为一体,而第二虚拟磁极1352可以在第二齿靴131c2的内侧面131c21的后方区域与第二齿靴131c2的内侧面131c21形成为一体,第三虚拟磁极1353可以在第三齿靴131c3的内侧面131c31的前方区域与第三齿靴131c3的内侧面131c31形成为一体,第四虚拟磁极1354可以在第四齿靴131c4的内侧面131c41的后方区域与第四齿靴131c4的内侧面131c41形成为一体。在此情况下,也可以理解为虚拟磁极1361、1362、1363、1364是磁体并且是外定子131的一个构成。
虚拟磁极1361、1362、1363、1364的轴向长度可以大于第一磁铁135e、135f、135g、135h的轴向长度。第一磁铁135e、135f、135g、135h的轴向长度可以与内定子134的轴向长度对应(correspond,实质相同)。虚拟磁极1361、1362、1363、1364的轴向长度可以大于内定子134的轴向长度。
虚拟磁极1361、1362、1363、1364和第一磁铁135e、135f、135g、135h之间可以形成有隔开距离g5。由此,可以使用的磁铁数量比现有的线性压缩机的马达的磁铁135更少,从而能够减少产品的费用。
图19是表示本实用新型实施例的根据间距而发生变化的反电动势和侧向力的曲线。
参照图19,可以确认到,在第一磁铁135a1、135b2、135c1、135d2和第二磁铁135a2、135b1、135c2、135d1之间设有隔开距离的情况下,与没有隔开距离的情况相比,虽然反电动势相似但是侧向力(side force)减小。因此,根据本实用新型实施例的线性压缩机100的驱动单元130,可以减小因侧向力而引起内定子134偏心导致的内定子134和外定子131之间的摩擦损失。
优选的是,第一磁铁135a1、135b2、135c1、135d2和第二磁铁135a2、135b1、135c2、135d1之间的隔开距离可以在3至6mm之间。在此情况下,反电动势与现有技术相似,可以显著减小侧向力。更优选的是,第一磁铁135a1、135b2、135c1、135d2和第二磁铁135a2、135b1、135c2、135d1之间的隔开距离可以是5mm。
以上说明到的本说明书中的任一实施例或其他实施例并非彼此排他或区分。以上说明到的本实用新型中的任一实施例或其他实施例的各个结构要素或功能可以并用或组合。
例如,这意味着在特定的实施例和/或附图中说明的A结构可以与其他实施例和/或附图中说明的B结构结合。即,即便未直接对结构之间的结合进行说明,但是除非明确指出不能结合,否则表示可以结合。
因此,以上所述的详细说明在所有方面上不应被理解为是限制性的,而应当被理解为是示例性的。本实用新型的保护范围应当通过对所附的权利要求书合理解释而定,本实用新型的等价范围内的所有变更应当落入本实用新型的范围。

Claims (10)

1.一种横向磁通式往复马达,其特征在于,包括:
外定子,具有定子铁芯、齿部以及齿靴,所述齿部从所述定子铁芯向内侧延伸,所述齿靴从所述齿部的内侧端沿圆周方向延伸;
线圈,配置在所述齿部上;
内定子,配置于所述外定子的内部,通过与所述线圈之间的电磁彼此作用而在轴向上往复运动;以及
磁铁,配置于所述齿靴,与所述内定子面对;
所述定子铁芯包括在轴向上层叠的复数个铁芯板;
所述磁铁包括在轴向上隔开的第一磁铁和第二磁铁。
2.根据权利要求1所述的横向磁通式往复马达,其特征在于,
所述线圈包括沿圆周方向隔开并且形成为偶数个的复数个线圈,
所述复数个线圈中的每一个线圈形成的磁通方向和与该一个线圈在圆周方向上相邻的线圈形成的磁通方向彼此相反。
3.根据权利要求1所述的横向磁通式往复马达,其特征在于,
所述线圈包括沿圆周方向隔开并且形成为偶数个的复数个线圈,
所述复数个线圈中的每一个线圈以所述外定子的中心区域为基准配置在彼此对称的位置。
4.根据权利要求1所述的横向磁通式往复马达,其特征在于,
所述第一磁铁和所述第二磁铁分别包括沿圆周方向隔开并且形成为偶数个的复数个第一磁铁和复数个第二磁铁,
所述复数个第一磁铁和所述复数个第二磁铁中的每一个磁铁的磁极和与该一个磁铁在圆周方向上相邻的磁铁的磁极彼此不同,
所述复数个第一磁铁和所述复数个第二磁铁中的每一个磁铁的磁极和与该一个磁铁在轴向上相邻的磁铁的磁极彼此不同。
5.根据权利要求1所述的横向磁通式往复马达,其特征在于,
所述第一磁铁和所述第二磁铁分别包括沿圆周方向隔开并且形成为偶数个的复数个第一磁铁和复数个第二磁铁,
所述复数个第一磁铁和所述复数个第二磁铁中的每一个磁铁以所述外定子的中心区域为基准配置在彼此对称的位置。
6.根据权利要求1所述的横向磁通式往复马达,其特征在于,
所述内定子的轴向长度与所述第一磁铁或所述第二磁铁的轴向长度对应。
7.根据权利要求1所述的横向磁通式往复马达,其特征在于,
所述外定子的轴向长度大于所述第一磁铁的轴向长度、所述第二磁铁的轴向长度以及所述第一磁铁和所述第二磁铁之间的轴向隔开距离之和。
8.根据权利要求1所述的横向磁通式往复马达,其特征在于,
所述外定子的轴向长度小于所述第一磁铁的轴向长度、所述第二磁铁的轴向长度以及所述第一磁铁和所述第二磁铁之间的轴向隔开距离之和。
9.一种横向磁通式往复马达,其特征在于,包括:
外定子,具有定子铁芯、齿部以及齿靴,所述齿部从所述定子铁芯向内侧延伸,所述齿靴从所述齿部的内侧端沿圆周方向延伸;
线圈,配置在所述齿部上;
内定子,配置于所述外定子的内部,通过与所述线圈之间的电磁彼此作用而在轴向上往复运动;
磁铁,配置于所述齿靴,与所述内定子面对;以及
虚拟磁极,配置于所述齿靴,与所述内定子面对,与所述磁铁在轴向上隔开;
所述定子铁芯包括在轴向上层叠的复数个铁芯板。
10.一种线性压缩机,其特征在于,包括:
框架;
缸筒,配置于所述框架;
活塞,配置于所述缸筒的内部;以及
权利要求1至8中的任一项所述的横向磁通式往复马达;
所述外定子配置于所述框架;
所述内定子与所述活塞结合。
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