專(zhuān)利名稱(chēng)：直線電機(jī)的定子組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種直線電機(jī)，特別是涉及一種直線電機(jī)的定子組件。
背景技術(shù)：
直線電機(jī)是一種將電能直接轉(zhuǎn)換成往復(fù)式直線運(yùn)動(dòng)機(jī)械能的裝置。直線電機(jī)一般包括定子和動(dòng)子，動(dòng)子在定子產(chǎn)生的變化磁場(chǎng)的作用下作往復(fù)式直線運(yùn)動(dòng)。
在直線電機(jī)中，定子組件由圓筒狀的外定子和內(nèi)定子組成，外定子與內(nèi)定子之間具有一定間隙；動(dòng)子組件安裝在外定子與內(nèi)定子之間；所述的外定子或內(nèi)定子上安裝有線圈；在動(dòng)子組件上對(duì)應(yīng)于定子線圈的位置上，安裝有磁體；動(dòng)子組件上的磁體在定子線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)作用下，帶動(dòng)動(dòng)子組件作往復(fù)式直線運(yùn)動(dòng)。
圖1為已有的直線電機(jī)的剖視圖；圖2為已有的直線電機(jī)的主視圖；圖3為已有的直線電機(jī)在組裝狀態(tài)下局部放大圖。
如圖1和圖2所示，已有的直線電機(jī)包括定子組件10和動(dòng)子組件20；定子組件10用來(lái)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，動(dòng)子組件20在定子組件10產(chǎn)生的變化磁場(chǎng)的作用下下，作往復(fù)式直線運(yùn)動(dòng)。
所述的定子組件10由外定子11和內(nèi)定子12組成；外定子11呈圓筒形狀，外定子11的內(nèi)側(cè)嵌入有線圈C，內(nèi)定子12也呈圓筒形狀；外定子11套在內(nèi)定子12的外面，二者之間留有一定間隙。
所述的外定子11由繞線體11a、若干個(gè)磁芯體11b和模塑體11c組成；繞線體11a上鑲嵌有線圈C；這些磁芯體11b分別由定子磁芯片疊合而成，分別設(shè)置在繞線體11a的外側(cè)，并將繞線體11a夾在中間；模塑體11c將磁芯體11b的連接部位模塑固定在繞線體11a上。
所述的繞線體11a呈圓環(huán)形狀，由塑料等絕緣材料制成。
所述的磁芯體11b具有“正鉤”和與之對(duì)應(yīng)的“反鉤”，分別夾在繞線體11a的兩側(cè)。
所述的模塑體11c由絕緣材料環(huán)氧樹(shù)脂形成，可以將繞線體11a的外圓周面與磁芯體11b的連接部位固定在一起。
所述的動(dòng)子組件20由磁體框架21和磁體22組成；磁體框架21設(shè)置在外定子11與內(nèi)定子12之間；磁體22等間距地設(shè)置在磁體框架21的外圓周面上，其位置與定子組件10的線圈C相對(duì)應(yīng)。
下面對(duì)上述已有的直線電機(jī)的工作過(guò)程加以說(shuō)明直線電機(jī)通電啟動(dòng)后，線圈C中的電流在外定子11與內(nèi)定子12之間產(chǎn)生閉合型的變化磁場(chǎng)，隨著線圈C中的電流方向的改變，變化磁場(chǎng)的方向也隨之改變，磁體22在這種變化磁場(chǎng)的作用下，帶動(dòng)磁體框架21及整個(gè)動(dòng)子組件20沿軸向作往復(fù)式直線往返運(yùn)動(dòng)。
為了制作這種直線電機(jī)，首先需用鋼板沖裁出許多片帶有“正鉤”和與之對(duì)應(yīng)的“反鉤”的定子磁芯片，然后將這些定子磁芯片疊合成磁芯體11b；然后，將磁芯體11b插在帶有線圈C的繞線體11a的外側(cè)；然后，在繞線體11a的外圓周面和磁芯體11b的連接部位涂敷一層模塑材料環(huán)氧樹(shù)脂，硬化后形成模塑體11c，模塑體11c便將磁芯體11b的連接部位與繞線體11a的外圓周面牢固地固定在一起。
但是，上述已有的直線電機(jī)存在如下缺點(diǎn)如圖3所示，涂敷模塑材料時(shí)的壓力以及模塑材料硬化時(shí)產(chǎn)生的收縮力，有可能導(dǎo)致磁芯體11b向外定子11的中心方向壓入或變形，從而使外定子11與內(nèi)定子12之間的間隙變小，導(dǎo)致定子組件10與動(dòng)子組件20發(fā)生沖突，使動(dòng)子組件20的運(yùn)動(dòng)受阻，降低直線電機(jī)的可靠性和工作效率。
另外，疊合形成的磁芯體11b需要用單獨(dú)的夾具(圖中未示出)使磁芯體11b的內(nèi)圓周面與外圓周面按規(guī)定的曲面彎曲，不僅加工工藝復(fù)雜，而且生產(chǎn)效率較低，導(dǎo)致生產(chǎn)成本增加。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，克服上述已有的直線電機(jī)的缺點(diǎn)，提供一種可以簡(jiǎn)化磁芯體疊合工藝、生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)成本低的直線電機(jī)的定子組件。
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是本發(fā)明直線電機(jī)的定子組件包括外定子和內(nèi)定子；所述的外定子包括繞線體、若干個(gè)磁芯體、兩個(gè)極座和磁芯固定環(huán)；所述的繞線體呈中空環(huán)形形狀，內(nèi)部鑲嵌有線圈；所述的磁芯體由定子磁芯片疊合而成，分別沿徑向方向插入在繞線體的外側(cè)面上；所述的極座分別插入在繞線體內(nèi)圓周面的兩側(cè)，其外周面分別與各個(gè)磁芯體的內(nèi)端面相接觸；所述的磁芯固定環(huán)緊箍在各個(gè)磁芯體的外端面上。
所述的磁芯固定環(huán)的形狀為其截面為正多邊形的環(huán)形。
所述的磁芯固定環(huán)還可以通過(guò)模塑成型工藝形成在繞線體的外圓周面與各個(gè)磁芯體的外端面之間。
所述的磁芯體在整體上呈長(zhǎng)方體形狀，其外端面和內(nèi)端面分別矩形平面；所述的極座的外周面的截面呈正多邊形，可以使磁芯體沿徑向方向設(shè)置在極座的外周面上；極座的內(nèi)周面是與繞線體的內(nèi)周面同心的圓柱面。
所述的磁芯固定環(huán)的形狀與極座的外周面的形狀相同，二者將各個(gè)磁芯體固定。
本發(fā)明的有益效果是由于本發(fā)明采用在繞線體的內(nèi)圓周面上安裝極座，并在將各個(gè)磁芯體插入在繞線體的外圓周面上時(shí)，使各個(gè)磁芯體的內(nèi)端面分別與極座的外周面相接觸；而且使磁芯固定環(huán)緊箍在各個(gè)磁芯體的外端面上；極座支撐著繞線體，可以防止繞線體的變形；極座為其截面為正多邊形的環(huán)形形狀，便于與磁芯體結(jié)合，從而大大簡(jiǎn)化了磁芯體的組裝工藝，不僅降低了生產(chǎn)成本，而且提高了產(chǎn)品的可靠性。
圖1為已有的直線電機(jī)的剖視圖；圖2為已有的直線電機(jī)的主視圖；圖3為已有的直線電機(jī)在組裝狀態(tài)下局部放大圖；圖4為本發(fā)明所涉及的直線電機(jī)的具體實(shí)施方式
的剖視圖；圖5為本發(fā)明所涉及的直線電機(jī)具體實(shí)施方式
中的外定子的剖視圖；圖6為本發(fā)明所涉及的直線電機(jī)具體實(shí)施方式
中的外定子的分解結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本發(fā)明所涉及的直線電機(jī)具體實(shí)施方式
中的外定子的局部放大圖。
圖中100定子組件 110外定子111繞線體 112磁芯體
113極座113a磁芯安裝面114磁芯固定環(huán) 120內(nèi)定子200動(dòng)子組件具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明圖4為本發(fā)明所涉及的直線電機(jī)的具體實(shí)施方式
的剖視圖；圖5為本發(fā)明所涉及的直線電機(jī)具體實(shí)施方式
中的外定子的剖視圖；圖6為本發(fā)明所涉及的直線電機(jī)具體實(shí)施方式
中的外定子的分解結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本發(fā)明所涉及的直線電機(jī)具體實(shí)施方式
中的外定子的局部放大圖。
如圖4所示，本實(shí)施方式直線電機(jī)的定子組件100包括外定子110和內(nèi)定子120；外定子110固定在框架(圖中未示出)上；內(nèi)定子120設(shè)置在外定子110內(nèi)，內(nèi)定子120的外周面與外定子110的內(nèi)周面之間留有間隙。
所述的外定子110包括繞線體111、兩個(gè)磁芯體112、極座113和磁芯固定環(huán)114；所述的繞線體111呈中空環(huán)形形狀，內(nèi)部鑲嵌有線圈C；所述的磁芯體112由定子磁芯片疊合而成，分別沿徑向方向插入在繞線體111的外側(cè)面上；所述的極座113分別插入在繞線體111內(nèi)圓周面的兩側(cè)，其外周面分別與各個(gè)磁芯體112的內(nèi)端面相接觸；所述的磁芯固定環(huán)114緊箍在各個(gè)磁芯體112的外端面上。
所述的繞線體111由塑料材料制成中空的圓環(huán)形狀。
如圖5和圖6所示，組成各個(gè)磁芯體112的定子磁芯片呈“∏”形狀，形成的磁芯體112在整體上呈長(zhǎng)方體形狀，其外端面和內(nèi)端面分別為矩形平面，各個(gè)磁芯體112分別沿徑向方向鑲嵌固定在繞線體111的外圓周面上；各個(gè)磁芯體112的內(nèi)端面分別與極座113的磁芯安裝面113a相接觸。
所述的極座113由磁性材料通過(guò)燒結(jié)工藝制成圓環(huán)形，其外圓周面上形成有若干個(gè)磁芯安裝面113a，分別與磁芯體112的內(nèi)端面相接觸；考慮到動(dòng)子組件120呈圓筒形狀，極座113的內(nèi)圓周面呈圓柱面，所述的極座113的外周面的截面呈正多邊形，可以使磁芯體112沿徑向方向設(shè)置在極座113的外周面上；極座113的內(nèi)周面是與繞線體111的內(nèi)周面同心的圓柱面。
另外，所述的極座113的內(nèi)圓周面沿繞線體111的軸向方向延長(zhǎng)，從而使內(nèi)圓周面的寬度比外圓周面的寬度大。
所述的磁芯固定環(huán)114由非磁性材料環(huán)氧樹(shù)脂制成，其形狀為其截面為正多邊形的環(huán)形，緊箍在各個(gè)磁芯體112的外端面上；雖然附圖中沒(méi)有示出，磁芯固定環(huán)114也可以通過(guò)如下方式形成在模具中分別插入繞線體111、磁芯體112和極座113后，注入模塑材料，使模塑材料均勻地模塑在繞線體111的外圓周面和各個(gè)磁芯體112的外端面，從而形成磁芯固定環(huán)114。
所述的動(dòng)子組件200包括磁體框架210和若干個(gè)磁體220；磁體框架210設(shè)置在外定子110與內(nèi)定子120之間，分別與外定子110與內(nèi)定子120之間留有間隙；這些磁體220分別與定子組件100上的線圈C的位置相對(duì)應(yīng)，等間距第固定在磁體框架210的外圓周面上。
本實(shí)施方式直線電機(jī)的定子組件的制作過(guò)程如下在外定子110內(nèi)鑲嵌線圈C后，利用模塑方法制作繞線體111；與此同時(shí)，將鋼板按規(guī)定尺寸裁剪成“∏”，然后疊合形成磁芯體112；利用單獨(dú)的模具通過(guò)燒結(jié)工藝制作極座113；利用單獨(dú)的模具注塑成型磁芯固定環(huán)114。
然后，從左右兩側(cè)分別將兩個(gè)極座113插入繞線體111的內(nèi)圓周面。
接著，在繞線體111的外圓周面上沿徑向方向設(shè)置磁芯體112，使各個(gè)磁芯體112的內(nèi)端面分別與極座113的外周面相接觸。
然后，將磁芯固定環(huán)114緊箍在各個(gè)磁芯體112的外端面上，使各個(gè)磁芯體112固定，以防止磁芯體112脫出。至此，直線電機(jī)的定子組件組裝工作即告結(jié)束。
本實(shí)施方式直線電機(jī)的定子組件按上述方法組裝之后，繞線體111上結(jié)合有環(huán)形極座113，同時(shí)，用極座113支撐著各個(gè)磁芯體113，使磁芯體112與繞線體111形成一體。從而代替了已有的直線電機(jī)的定子組件中用模塑體來(lái)固定磁芯體112的方式，本發(fā)明用事先制作好的磁芯固定環(huán)114緊箍在固定磁芯體112上，可以避免已有的直線電機(jī)的定子組件中的模塑體所產(chǎn)生的模塑壓力和模塑材料硬化時(shí)產(chǎn)生的收縮力，不僅可以防止繞線體111向向外定子110的中心方向壓入或變形的現(xiàn)象，而且可以縮短組裝時(shí)間。
另外，即使采用模塑方式固定磁芯體112，因?yàn)橛薪饘侪h(huán)形狀的極座113支撐著繞線體111的內(nèi)圓周面，所以可以抵抗模塑壓力和收縮力的影響；最大限度地減少繞線體111的移動(dòng)和變形現(xiàn)象。
另外，疊合形成各個(gè)磁芯體112之后，即可將各個(gè)磁芯體112組裝在極座113的外周面上，無(wú)需將磁芯體112的內(nèi)端面和外端面加工成曲面，既易于進(jìn)行尺寸管理，還可以大大提高制作和組裝磁芯體112的效率，降低生產(chǎn)成本。
權(quán)利要求
1.一種直線電機(jī)的定子組件，包括外定子和內(nèi)定子；其特征在于所述的外定子(100)包括繞線體(111)、若干個(gè)磁芯體(112)、兩個(gè)極座(113)和磁芯固定環(huán)(114)；所述的繞線體(111)呈中空環(huán)形形狀，內(nèi)部鑲嵌有線圈(C)；所述的磁芯體(112)由定子磁芯片疊合而成，分別沿徑向方向插入在繞線體(111)的外側(cè)面上；所述的極座(113)分別插入在繞線體(111)內(nèi)圓周面的兩側(cè)，其外周面分別與各個(gè)磁芯體(112)的內(nèi)端面相接觸；所述的磁芯固定環(huán)(114)緊箍在各個(gè)磁芯體(112)的外端面上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直線電機(jī)的定子組件，其特征在于所述的磁芯固定環(huán)(114)的形狀為其截面為正多邊形的環(huán)形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的直線電機(jī)的定子組件，其特征在于所述的磁芯固定環(huán)(114)是通過(guò)模塑成型工藝形成在繞線體(111)的外圓周面與各個(gè)磁芯體(112)的外端面之間的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的直線電機(jī)的定子組件，其特征在于所述的磁芯體(112)在整體上呈長(zhǎng)方體形狀，其外端面和內(nèi)端面分別矩形平面；所述的極座(113)的外周面的截面呈正多邊形，可以使磁芯體(112)沿徑向方向設(shè)置在極座(113)的外周面上；極座(113)的內(nèi)周面是與繞線體(111)的內(nèi)周面同心的圓柱面。
5.根據(jù)權(quán)利要求5所述的直線電機(jī)的定子組件，其特征在于所述的磁芯固定環(huán)(114)的形狀與極座(113)的外周面的形狀相同，二者將各個(gè)磁芯體(112)固定。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種直線電機(jī)的定子組件，包括外定子和內(nèi)定子；所述的外定子包括繞線體、若干個(gè)磁芯體、兩個(gè)極座和磁芯固定環(huán)；所述的繞線體呈中空環(huán)形形狀，內(nèi)部鑲嵌有線圈；所述的磁芯體由定子磁芯片疊合而成，分別沿徑向方向插入在繞線體的外側(cè)面上；所述的極座分別插入在繞線體內(nèi)圓周面的兩側(cè)，其外周面分別與各個(gè)磁芯體的內(nèi)端面相接觸；所述的磁芯固定環(huán)緊箍在各個(gè)磁芯體的外端面上。有益效果是結(jié)構(gòu)合理，從而大大簡(jiǎn)化了磁芯體的組裝工藝，不僅降低了生產(chǎn)成本，而且提高了產(chǎn)品的可靠性。
文檔編號(hào)H02K33/00GK1612447SQ20031010678
公開(kāi)日2005年5月4日 申請(qǐng)日期2003年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月30日
發(fā)明者金成宗 申請(qǐng)人:樂(lè)金電子(天津)電器有限公司