專利名稱：用于線性壓縮機的定子的制作方法
專利說明本發明通常涉及一種用于線性壓縮機的定子，且更具體地，涉及一種有助于簡化 制造工藝并增強組裝起來的部件之間的結合力的用于線性壓縮機的定子。
背景技術：
通常，往復式壓縮機被設計為在活塞和汽缸之間構成壓縮空間，工作氣體可被吸 入至該壓縮空間或從該壓縮空間排出，并且活塞在汽缸內進行直線往復運動以壓縮致冷 劑。現今，大多數的往復式壓縮機具有像曲軸的部件以將驅動電機的旋轉力轉化為活 塞的直線往復驅動力，但是產生了由于這種運動轉化造成的巨大的機械損耗的問題。為了 解決此問題，線性壓縮機的開發仍在進行。線性壓縮機具有直接連接到直線往復運動的直線電機上的活塞，所以沒有因運動 轉化造成的機械損耗，由此不僅可增加壓縮效率，而且可簡化整體結構。此外，由于電機的 運行可通過控制直線電機的輸入功率來控制，所以與其他壓縮機相比，線性壓縮機的噪聲 相當小，這是線性壓縮機之所以廣泛用于例如電冰箱的室內家用電器的原因。圖1示出了根據現有技術的線性壓縮機的一個示例。傳統的線性壓縮機具有在機殼(未示出)內部彈性支撐的結構，該結構包括框架 1、汽缸2、活塞3、吸入閥4、排出閥組件5、電機蓋6、支架7、后蓋8、主彈簧S1和S2、消聲器 組件9和直線電機10。汽缸2被插入固定到框架1上，并且由排出閥5a、排出帽5b和排出閥彈簧5c構成 的排出組件5被安裝成覆蓋汽缸2的一端。活塞3插入汽缸2中，并且安裝有非常薄的吸 入閥4來打開或關閉活塞3的吸入端口 3a。電機蓋6沿軸向支撐直線電機10的外定子12以固定外定子12，并且電機蓋6同 時栓接到框架1。后蓋8結合到電機蓋6，并且在電機蓋6和后蓋8之間具有連接到活塞3 的另一端上的支架7，支架7同時由主彈簧Sl和S2沿軸向彈性地支撐。用于吸入致冷劑的 消聲器組件9也緊固到支架7上。這里，主彈簧Sl和S2由關于支架7水平和垂直對稱地設置的4個前彈簧Sl和4 個后彈簧S2構成。當直線電機10開始運轉時，前彈簧Sl和后彈簧S2在相反的方向移動 并緩沖活塞3和支架7。除這些彈簧之外，壓縮空間P中的致冷劑用作一種氣彈簧來緩沖活 塞3和支架7。直線電機10包括內定子11、外定子12、永磁體13和連接構件4，并且直線電機以 如下方式安裝，即，使得永磁體13能夠進行直線往復運動的同時可維持內定子11和外定子 12之間的氣隙。永磁體13通過連接構件14可操作地連接到活塞3上。由此，當永磁體13 受其自身與內定子11和外定子12之間相互的電磁力而進行直線往復運動時，將導致活塞 3也運動。因此，當直線電機10開始運轉時，活塞3和連接到該活塞3的消聲器組件9共同進行直線往復運動，并且隨著壓縮空間P內壓力的變化，吸入閥4和排出閥組件5的運行自 動調節。通過這種運行機構，致冷劑流經機殼側上的吸入管、后蓋8的開口、消聲器組件9 和活塞的吸入端口 3a后，被吸入到壓縮空間P中并在壓縮空間P中壓縮，然后經由排出帽 5b、回路管L和機殼側上的外流管向外逸出。圖2示出了根據現有技術的線性壓縮機中的外定子的一個示例。傳統的外定子12 由沿圓周方向繞繞線架(未示出)纏繞以使電流能夠流動的線圈12a、按預定間隔在圓周方 向設置的多個鐵芯塊12b和用于將鐵芯塊12b固定至線圈12a的注模成型體12c構成。
為了獲得外定子，繞繞線架纏繞線圈12a，使用夾具(未示出)在線圈12a的圓周 方向按預定間隔暫時設置鐵芯塊12b，并通過嵌入射出成型工藝使鐵芯塊12b固定在線圈 12a上。此時，線圈12a和鐵芯塊12b之間應進行絕緣以防止電流在其間流動。這可通過 由注模成型體12c填充線圈12a與鐵芯塊12b之間的空間，或通過確保線圈12a和鐵芯塊 12b彼此分隔開一定距離來實現。然而，在前一情況下，使用注模成型體進行線圈和鐵芯塊之間的絕緣時，難以檢查 空間是否被注模成型體以滿意的方式填充，并且此難題經常導致性能可靠性的惡化、生產 成本的增加及在注模成型體硬化后可能的變形，由此稍后需要后處理來保證內定子、外定 子和永磁體之間的氣隙，就大規模生產而言是不利的。另一方面，在線圈和鐵芯塊彼此分隔開一定距離以進行絕緣的情況下，直線電機 的整體尺寸會增加，并且進一步地，使用該電機的線性壓縮機的尺寸也會增加。
發明內容
技術問題本發明旨在解決現有技術中存在的上述問題。本發明的目的是提供一種用于線性 壓縮機的定子，該定子的線圈和鐵芯塊可有效地絕緣并容易組裝。本發明的另一目的是提供一種用于線性壓縮機的定子，該定子的線圈和鐵芯塊可 有效地絕緣并可減小整體尺寸。技術方案根據本發明的方案，提供了一種用于線性壓縮機的定子，包括線圈繞組，線圈沿 圓周方向纏繞在所述線圈繞組中，并且電流在所述線圈繞組中流動；繞線架組，所述繞線架 組纏繞有線圈繞組并絕緣所述線圈繞組；以及多個鐵芯塊，所述鐵芯塊從所述繞線架組的 軸向沿所述繞線架組的圓周方向以預定間隔設置。在本發明的一個實施例中，繞線架組是一對注模成型體，該對注模成型體分別與 線圈繞組的內徑和外徑接觸，并且該對注模成型體彼此組裝的同時內置所述線圈繞組。在本發明的一個實施例中，所述繞線架組包括在圓周方向上以預定間隔形成的定 位單元，以使所述鐵芯塊放置在所述定位單元上在本發明的一個實施例中，所述定位單元是組裝引導件，所述組裝引導件在所述 繞線架組的兩個軸端上突出和/或從所述繞線架組的外輪廓面突出，并且所述組裝引導件 在圓周方向上接觸所述鐵芯塊的兩端。在本發明的一個實施例中，定子包括防錯位裝置，其設置在所述繞線架組和所述 鐵芯塊之間，以防止所述鐵芯塊從所述繞線架沿軸向錯位。
在本發明的一個實施例中，所述防錯位裝置包括在所述繞線架組的軸向兩端上 設置到內側的安全棒，和在每個鐵芯塊的一端的內反面上形成的鉤。在本發明 的一個實施例中，定子包括固定裝置，所述固定裝置設置在所述繞線架 組和所述鐵芯塊之間，以便將所述鐵芯塊固定到所述繞線架組。在本發明的一個實施例中，所述固定裝置包括在所述繞線架組的兩個軸端上沿 圓周方向形成的細長的固定槽，和在所述鐵芯塊的內反面上形成的、用于滑入到所述固定 槽中的固定楔。有益效果在根據本發明的用于線性壓縮機的定子中，繞線架被組裝為纏繞有線圈，并且鐵 芯塊沿繞線架的圓周方向設置，從而使得線圈和鐵芯塊彼此絕緣，并且鐵芯塊可組裝到線 圈。因此，增加了性能可靠性，削減了生產成本，并可防止部件的組裝變形，同時不需要另外 的后處理來校正變形。總之，增加了生產率。在根據本發明的用于線性壓縮機的定子中，用作一種注模成型體的繞線架位于線 圈和鐵芯塊之間，使得線圈和鐵芯塊絕緣，并且鐵芯塊之間的間距可減少。因此，能夠減小 直線電機的總尺寸，并進一步也能減小線性壓縮機的總尺寸。在根據本發明的用于線性壓縮機的定子中，組裝引導件沿以注模成型體形式制造 的繞線架的圓周方向按預定間隔設置，使得鐵芯塊能夠在繞線架的正確位置上組裝，由此 增加了組裝性并可防止鐵芯塊的錯位。此外，在繞線架和鐵芯塊之間的接合部分設有的防 錯位裝置和固定裝置也有助于鐵芯塊更穩定地固定，簡化了組裝工藝并提高了生產率。
圖1示出了根據現有技術的線性壓縮機的一個示例。圖2示出了用于根據現有技術的線性壓縮機的外定子的一個示例。圖3示出了根據本發明的線性壓縮機的一個示例。圖4示出了用于根據本發明的線性壓縮機的外定子的一個示例。圖5示出了用于根據本發明的線性壓縮機的外定子的局部分解圖；以及圖6示出了可適用于根據本發明的線性壓縮機的繞線架的一個示例。
具體實施例方式在下文中，將參考附圖詳細描述本發明的優選實施例。圖3示出了根據本發明的線性壓縮機的一個示例。在一示例中，本發明的線性壓 縮機100在用作密封容器的機殼110內包括，汽缸200、活塞300和直線電機400，該直線電 機400具有內定子420、外定子440和永磁體460。當永磁體460受內定子420和外定子440 之間的相互作用的電磁力而開始進行直線往復運動時，可操作地結合到永磁體460的活塞 300也進行直線往復運動。內定子420被固定到汽缸200的外輪廓上，并且外定子440通過框架520和電機 蓋540被軸向固定。框架520和電機蓋540借助例如螺栓的緊固件聯接起來，并且外定子 440被固定在框架520和電機蓋540之間。框架520能夠與汽缸200 —體地形成，或者框 架520可分開制造，然后結合到汽缸200上。圖3的實施例示出了框架520和汽缸200 —體地形成為一個本體的示例。支架320連接到活塞300的后側。四個前主彈簧820的兩端由支架320和電機蓋 540支撐。同樣地，四個后彈簧840的兩端由支架320和后蓋560支撐，并且后蓋560結合 到電機蓋540的后側。吸入消聲器700設置在活塞300的后側上，制冷劑通過吸入消聲器 700流入活塞300中，所以在吸入供給期間產生較小的噪聲。活塞300的內部為中空以允許通過吸入消 聲器700供給的制冷劑引入到汽缸200 與活塞300之間限定的壓縮空間P中并在壓縮空間P中壓縮。吸入閥610位于活塞300的 前端。在打開位置的吸入閥610允許制冷劑從活塞300流入壓縮空間P中，并且該吸入閥 610關閉活塞300的前端以防止制冷劑從壓縮空間P回流到活塞300。當壓縮空間P內的制冷劑被壓縮至預定水平或更高時，導致位于汽缸200的前端 的排出閥620打開。排出閥620由支撐帽640內部的螺旋排出閥彈簧630彈性地支撐，支 撐帽640被固定到汽缸200的一端。于是高壓壓縮的制冷劑經由支撐帽640上形成的孔排 出到排出帽660中，然后從線性壓縮機100經由回路管L逸出以進行循環，由此使制冷劑循 環工作。之前討論的線性壓縮機100的每個部件由前支撐彈簧120和后支撐彈簧140支撐 在組裝狀態，并且與機殼110的底部分隔開。因為它們不直接接觸機殼110的底部，所以在 制冷劑的壓縮期間，壓縮機100的每個部件產生的振動不直接傳遞給機殼110。因此，可以 減少傳遞給機殼110的外部的振動和由機殼110的振動產生的噪聲。圖4和圖5均示出了用于根據本發明的線性壓縮機的外定子的一個示例，并且圖 6示出了可適用于根據本發明的線性壓縮機的繞線架的一個示例。內定子420(見圖3)包 括多個沿圓周方向的、呈圓柱體形式的疊片，而包括線圈441 (見圖3)、繞線架組442和鐵 芯塊443的外定子440也采用圓柱體的形式，該圓柱體(外定子)安裝在內定子420 (見圖 3)的外部，且在該圓柱體(外定子)和內定子之間間隔有一距離。然而本發明中提到的定 子限于由線圈441 (見圖3)、繞線架組442和鐵芯塊443構成的外定子440。以下將詳細說明外定子440的結構，中空環形式的繞線架組442纏繞有線圈 441 (見圖3)以使外加電流流動，該繞線架組442為注模成型體，并且多個鐵芯塊443按預 定間隔設置在繞線架442組的圓周方向上。這里，鐵芯塊443直接組裝至繞線架組442。繞線架組442以接近纏繞線圈441 (見圖3)的內/外輪廓面和前、后端的方式組 裝。繞線架組442由軸向接合的第一注模成型體442a和第二注模成型體442b構成并優選 具有孔(未示出)，線圈441 (見圖3)的頂端經過所述孔而取出。第一注模成型體442a和 第二注模成型體442b之間的接觸部可粘合，或者具有與第一注模成型體442a和第二注模 成型體442b之間的每個接觸部的形狀對應形狀的物件可接合組裝。也就是說，纏繞線圈 441(見圖3)首先通過第一注模成型體442a和第二注模成型體442b的相互開口部(相互 連通部)放置在第一注模成型體442a和第二注模成型體442b，然后組裝第一注模成型體 442a和第二注模成型體442b。按這種方式，線圈441 (見圖3)內置于繞線架442。每個鐵芯塊443具有在圓周方向的一些部分堆疊的開口的、劃分成方形 (squared-off)的U形疊片。詳細地，全部的八對鐵芯塊443a和443b在圓周方向按預定間 隔設置，每對鐵芯塊與繞線架組442在軸向接合安裝。不管怎么說，鐵芯塊443組裝在繞線 架組442的外部上以與線圈441 (見圖3)絕緣。
為了有利于將鐵芯塊443組裝/固定到繞線架組442，設置一種由組裝引導件 444、防錯位裝置445和固定裝置446構成的定位單元。組裝引導件444為每個鐵芯塊443標記組裝位置，所以能夠容易地將鐵芯塊443 安裝在繞線架組442的圓周方向上的正確位置上，同時使得所述鐵芯塊之間具有預定的間 隔。此時，在圓周方向按預定間隔設置的每個組裝引導件444看起來像在繞線架組442的外 輪廓面和前、后端上形成的突出的分隔壁，并且所述組裝引導件444在圓周方向接觸鐵芯 塊443的兩側。這樣，鐵芯塊443在圓周方向的兩側與組裝引導件444緊密接觸。只在繞 線架組442的外輪廓面或只在繞線架組442的前、后端形成組裝引導件444來標記鐵芯塊 443在繞線架組442的組裝位置也是可以接受的，但是通過在繞線架組442的外輪廓和前、 后端上連續形成組裝引導件444，鐵芯塊443和組裝引導件444之間的接觸區域會增加。因 此，組裝引導件444增強了繞線架組442和鐵芯塊443之間的鎖緊力，并可防止鐵芯塊443 沿圓周方向的錯位或可防止疊片自鐵芯塊443的分離。此外，組裝引導件444也在繞線架 組442的內輪廓面上突出地形成，由此使鐵芯塊443的內輪廓端彼此絕緣防錯位裝置445位于繞線架組442和鐵芯塊443之間，以防止鐵芯塊443從繞線 架組442軸向錯位，并且該防錯位裝置445由沿繞線架組442的內輪廓面階梯形成的安全 棒445a和在鐵芯塊443的內輪廓面上形成的、與每個安全棒445a接合的鉤445b構成。這 里，安全棒445a可以是設置到繞線架組442的內輪廓面的凹槽形式，或可具有階梯式的結 構以有利于鉤445b組裝到安全棒445a上。當每對鐵芯塊443a和443b從繞線架組442的 軸向在圓周方向按預定間隔組裝時，安全棒也在組裝引導件444之間成對設置，所述組裝 引導件在圓周方向上以預定的間隔地設置在繞線架組的內輪廓面上。當然，除了繞線架組 442和鐵芯塊443之間的接觸區域上的安全棒445a和鉤445b之外，該防錯位裝置445也可 按不同的形式配置。固定裝置446位于繞線架組442和鐵芯塊443之間，并且該固定裝置446由沿圓 周方向在繞線架組442的前、后端上形成的細長的固定槽446a和在鐵芯塊443的內反面上 形成的、可滑入固定槽446a的固定楔446b構成。詳細地，固定槽446a是沿圓周方向形成 在組裝引導件444之間的細長的槽，并且固定楔446b也在圓周方向上形成于細長的突出部 上，且朝向端部逐漸變窄。在這里，固定楔446b比固定槽446a大以楔入到固定槽446a中。現將參考圖3至圖5解釋外定子440如何與上述構造組裝的示例。纏繞線圈441插入到第一注模成型體442a和第二注模成型體442b之間，然后第 一注模成型體442a和第二注模成型體442b彼此組裝以構造為繞線架組442。鐵芯塊443 的每對鐵芯塊443a和443b從繞線架442的軸向在圓周方向上以預定間隔設置。為了更準 確，通過允許鐵芯塊443的鉤445b由繞線架組442的安全棒445a止動而將鐵芯塊443暫 時組裝在組裝引導件444之間。當然，線圈441位于繞線架組442內，同時鐵芯塊443位于 繞線架組442外，所以它們一旦組裝就彼此自然絕緣。這樣，在鐵芯塊443被暫時組裝在繞線架組442的同時，外定子440軸向插入到框 架520和電機蓋540之間，此時，框架520和電機蓋540沿軸向栓接在一起。使用螺栓的夾 緊力，框架520和電機蓋540沿軸向支撐外定子440，并且同時施加壓縮力以將鐵芯塊443 的固定楔446b楔入到固定槽446a中，并使鐵芯塊443在圓周方向上的兩側緊密依附到繞 線架組442的組裝引導件444上。按這種方式，鐵芯塊443被牢固地固定到繞線架組442。
雖然本發明的前述實施例和附圖已經詳細解釋了用于線性壓縮機的外定子，其中 鐵芯塊設置在預纏繞有線圈的繞線架組的外輪廓面上，但是本發明也可包括用于線性壓縮 機的內定子，其中鐵芯塊設置在纏繞有線圈的繞線架組的內輪廓面上。已經參考實施例和 附圖詳細描述了本發明。然而，本發明的范圍不限于實施例和附圖，而是由所 附權利要求界定。
權利要求
一種用于線性壓縮機的定子，包括線圈繞組，線圈沿圓周方向纏繞在所述線圈繞組中，并且電流在所述線圈繞組中流動；繞線架組，所述繞線架組纏繞有所述線圈繞組并絕緣所述線圈繞組；以及多個鐵芯塊，所述鐵芯塊自所述繞線架組的軸向沿所述繞線架組的圓周方向以預定間隔設置。
2.如權利要求1所述的定子，其中所述繞線架組是一對注模成型體，該對注模成型體 分別接觸所述線圈繞組的內徑和外徑，并且該對注模成型體彼此組裝的同時內置所述線圈繞組。
3.如權利要求1或2所述的定子，其中所述繞線架組包括在圓周方向上以預定間隔形 成的定位單元，以使所述鐵芯塊放置在所述定位單元上。
4.如權利要求3所述的定子，其中所述定位單元是組裝引導件，所述組裝引導件在所 述繞線架組的兩個軸端上突出和/或從所述繞線架組的外輪廓面突出，并且所述組裝引導 件在圓周方向上接觸所述鐵芯塊的兩端。
5.如權利要求3或4所述的定子，其中所述定位單元朝向所述繞線架組的內輪廓面被 突出地形成。
6.如權利要求1至5中任一項所述的定子，包括防錯位裝置，其設置在所述繞線架組和所述鐵芯塊之間，以防止所述鐵芯塊從所述繞 線架沿軸向錯位。
7.如權利要求6所述的定子，其中所述防錯位裝置包括在所述繞線架組的軸向兩端 上設置到內側的安全棒，和在每個鐵芯塊的一端的內反面上形成的鉤。
8.如權利要求1至7中任一項所述的定子，包括固定裝置，其設置在所述繞線架組和所述鐵芯塊之間，以便將所述鐵芯塊固定到所述 繞線架組。
9.如權利要求8所述的定子，其中所述固定裝置包括在所述繞線架組的兩個軸端上 沿圓周方向形成的細長的固定槽，和在所述鐵芯塊的內反面上形成的、用于滑入到所述固 定槽中的固定楔。
10.一種進行往復式運動的線性壓縮機，包括 可動構件，其包括活塞；汽缸；固定構件，其包括電機，所述電機設置到所述汽缸以使所述活塞進行往復運動； 一個或多個彈簧，所述彈簧的一部分固定到所述可動構件，并且所述彈簧的另一部分 固定到所述固定構件，從而為所述可動構件提供驅動功率以從頂點運動至死點；以及 機殼，所述機殼用于容置所述可動構件、所述固定構件和所述彈簧， 其中所述電機包括內定子，其由在圓周方向絕緣地層壓的多個鐵芯塊構成；外定子，其包圍所述內定子并與所述內定子之間具有預定間距，并且所述外定子包括 線圈繞組，線圈沿圓周方向纏繞在所述線圈繞組中，并且電流在所述線圈繞組中流動；第一 注模成型體和第二注模成型體，所述第一注模成型體和第二注模成型體在軸向上纏繞有所述線圈繞組，用于絕緣所述線圈繞組；以及多個鐵芯塊，所述鐵芯塊結合到所述第一注模成 型體和第二注模成型體；以及一個或多個永磁體，用于維持所述內定子與所述外定子之間的氣隙，并通過相互作用 的電磁力而進行直線往復運動。
11.如權利要求10所述的線性壓縮機，其中所述鐵芯塊設置為在所述第一注模成型體 和所述第二注模成型體的軸向上具有預定間距，并且所述鐵芯塊從軸向組裝到所述第一注 模成型體和所述第二注模成型體上。
12.如權利要求10或11所述的線性壓縮機，其中所述第一注模成型體和所述第二注模 成型體均包括定位單元，所述定位單元在圓周方向上以預定間隔被形成，以使所述鐵芯塊 放置在所述定位單元上。
13.如權利要求12所述的線性壓縮機，其中所述定位單元是組裝引導件，所述組裝引 導件在所述第一注模成型體和所述第二注模成型體的兩個軸端上突出和/或從所述第一 注模成型體和所述第二注模成型體的外輪廓面突出，并且所述組裝引導件在圓周方向上接 觸所述鐵芯塊的兩端。
14.如權利要求10至13中任一項所述的線性壓縮機，包括防錯位裝置，其設置在所述第一注模成型體、所述第二注模成型體與所述鐵芯塊之間， 以防止所述鐵芯塊從所述第一注模成型體和所述第二注模成型體沿軸向錯位。
15.如權利要求14所述的線性壓縮機，其中所述防錯位裝置包括在所述第一注模成 型體和第二注模成型體的軸向兩端上設置到內側的安全棒，和在每個鐵芯塊的一端的內反 面上形成的鉤。
16.如權利要求10至15中任一項所述的線性壓縮機，包括固定裝置，其設置在所述第一注模成型體、所述第二注模成型體與所述鐵芯塊之間，以 將所述鐵芯塊固定到所述第一注模成型體和所述第二注模成型體。
17.如權利要求16所述的線性壓縮機，其中所述固定裝置包括在所述第一注模成型 體和所述第二注模成型體的兩個軸端上沿圓周方向形成的細長的固定槽，和在所述鐵芯塊 的內反面上形成的、用于滑入到所述固定槽中的固定楔。
全文摘要
一種用于線性壓縮機的定子，包括線圈繞組，線圈沿圓周方向纏繞在所述線圈繞組中，并且電流在所述線圈繞組中流動；繞線架組，該繞線架組纏繞有所述線圈繞組并絕緣所述線圈繞組；以及多個鐵芯塊，其從繞線架組的軸向在繞線架組的圓周方向上以預定間隔設置，這樣有利于簡化制造工藝，增強夾緊力，削減整體生產成本，并可降低結合有所述定子的產品的尺寸。
文檔編號H02K1/14GK101971468SQ200880112994
公開日2011年2月9日 申請日期2008年10月9日 優先權日2007年10月24日
發明者李相旼, 李鐘九, 玄圣烈 申請人:Lg電子株式會社