專利名稱：具有磁軛體和永磁電樞的線性驅(qū)動設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種線性驅(qū)動設(shè)備，-包括至少一個用于產(chǎn)生可變磁場的勵磁線圈，-包括容納勵磁線圈并提供有鐵心(limb)的磁通引導(dǎo)(magnetic-flux-guiding)主軛體，-包括與主軛體相對的無線圈反軛體，其中在主軛體和反軛體之間提供有軸向間隙，以及-包括至少一個提供有至少兩個永磁磁體部件的電樞(armature)體，該至少兩個永磁磁體部件軸向地一個排列在另一個之后并且具有相反磁化，其中由間隙中的勵磁線圈的磁場將該電樞體設(shè)為軸向振蕩運(yùn)動。
背景技術(shù)：
這種驅(qū)動設(shè)備由US 5 559 378 A推出。
特別地將相應(yīng)的驅(qū)動設(shè)備用于將壓縮機(jī)的泵活塞設(shè)定為線性振蕩運(yùn)動。因此將包括這種壓縮機(jī)和有關(guān)的線性驅(qū)動設(shè)備的系統(tǒng)稱為線性壓縮機(jī)(例如，見JP 2002-031054 A)。在相應(yīng)的已知線性壓縮機(jī)中，將其振蕩部件設(shè)計(jì)用于特定的振蕩頻率。
由US 5,559,378 A所知的驅(qū)動設(shè)備包括作為三極主軛體的E形疊片鐵軛中的至少一個勵磁線圈。與此相對的是反軛體，其不包括勵磁線圈部件，并且作為減少磁通電路中磁阻的部件。在主軛體和反軛體之間形成狹縫形間隙，其中磁場根據(jù)電流的方向?qū)ξ挥谄渲械妮S向可動電樞體的兩個交替極化的盤形永磁體施加力。該運(yùn)動可以用于驅(qū)動壓縮機(jī)的泵活塞。
由US-A說明書所知的驅(qū)動設(shè)備中，E形主軛體的兩個側(cè)鐵心的極表面每個都具有比中央鐵心大得多的軸向尺寸。通過將所述側(cè)鐵心構(gòu)造為在其面向電樞體的一側(cè)彎曲以形成與該電樞體的表面平行延伸的部件來確保這一點(diǎn)。因此，產(chǎn)生相應(yīng)的主軛體很昂貴。另外，在鐵心之間形成的線圈窗內(nèi)安裝勵磁線圈部件很困難。
因此，本發(fā)明的目標(biāo)是構(gòu)造具有上述特征以使其結(jié)構(gòu)簡化的線性驅(qū)動設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)具有權(quán)利要求1所述特征的本發(fā)明，可以獲得該目標(biāo)的第一種解決方案。從而，主軛體的所有鐵心在它們面向電樞體的極表面上應(yīng)具有相同軸向?qū)挾?，其中相鄰的鐵心每個以極表面間隔彼此軸向隔開，并且每個磁體部件的軸向尺寸應(yīng)至少近似等于極表面寬度與極表面間隔之和。該和可以有±10％的偏差。
驅(qū)動設(shè)備的本實(shí)施例的相關(guān)優(yōu)點(diǎn)特別在于一種簡單且經(jīng)濟(jì)的勵磁線圈結(jié)構(gòu)，同時還限定了磁通引導(dǎo)材料的重量。
從從屬權(quán)利要求獲得根據(jù)本發(fā)明的線性驅(qū)動設(shè)備的有利實(shí)施例。在這種情況下，對于權(quán)利要求1所述的驅(qū)動設(shè)備，可以另外單獨(dú)或結(jié)合地提供下面的特征-主軛體在其極表面區(qū)域中可以包括極靴體，極靴體的軸向尺寸大于鐵心之間的、保持勵磁線圈的線圈窗的對應(yīng)尺寸。同時，可以將極靴體放在各自的鐵心上。這樣，可以用這種措施獲得更大的線圈空間并且從而獲得線圈窗內(nèi)更大的線圈橫截面。隨之相關(guān)的是更低的線圈電阻和由此更低的電損耗。
根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法中的本發(fā)明可以看到該問題的另一種解決方案。從而，具有最初指定的特征的線性驅(qū)動設(shè)備應(yīng)該這樣實(shí)現(xiàn)主軛體和反軛體形成具有共同側(cè)鐵心的共同軛體，其中主軛體具有中央鐵心，該中央鐵心在其面向電樞體的極表面上具有至少與每個磁體部件的軸向尺寸一樣大的軸向?qū)挾取?br> 該另一實(shí)施例其特征在于磁體寬度有限并且從而需要較少的永磁材料。因此，除了材料成本的優(yōu)點(diǎn)之外，運(yùn)動質(zhì)量也相應(yīng)降低。
該驅(qū)動設(shè)備實(shí)施例可以另外單獨(dú)或結(jié)合地具有如下特征-這樣，中央鐵心的軸向?qū)挾瓤梢源笥趥?cè)鐵心的軸向?qū)挾?，其中，在每種情況下側(cè)鐵心的軸向?qū)挾仁侵醒腓F心的軸向?qū)挾鹊囊话?。因此，這與共同軛體的磁通引導(dǎo)材料的相應(yīng)限制相關(guān)聯(lián)。
-另外，如果在振蕩運(yùn)動期間電樞部件的行程小于鐵心之間的、保持至少一個勵磁線圈的每個線圈窗的相應(yīng)尺寸，那么將特別有利。特別地，每個線圈窗的軸向尺寸可以等于中央鐵心的極表面到對應(yīng)側(cè)鐵心的最大距離。這使得勵磁線圈易于裝配。另外，可以避免電樞體在振蕩運(yùn)動時撞到側(cè)鐵心。
根據(jù)本發(fā)明所述的線性驅(qū)動設(shè)備的兩個實(shí)施例的有利實(shí)施例可以另外單獨(dú)或結(jié)合地具有如下特征-這樣，反軛體可以包括具有與主軛體的鐵心相對應(yīng)的極表面上的軸向?qū)挾鹊蔫F心。替代地，可以將反軛體具體實(shí)現(xiàn)為盤形或矩形，即，它沒有確定鐵心。
-特別有利的是，所述至少一個極表面的軸向?qū)挾戎辽俳频氐扔陔姌畜w振蕩運(yùn)動期間的行程。
-將磁體部件適當(dāng)?shù)鼐唧w實(shí)現(xiàn)為盤形或條形。
-該驅(qū)動設(shè)備的電樞體優(yōu)選地剛性連接在壓縮機(jī)的泵活塞上。
可以從先前未討論的從屬權(quán)利要求以及附圖中獲得根據(jù)本發(fā)明的所述線性驅(qū)動設(shè)備的其他有利實(shí)施例。


下文參考各附圖使用優(yōu)選示例性實(shí)施例來進(jìn)一步詳細(xì)地解釋本發(fā)明。在這些圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明的線性驅(qū)動設(shè)備的示例性斜視圖；圖2是反軛體的特定實(shí)施例；圖3是主軛體的特定實(shí)施例；以及圖4是主軛體和反軛體的特定實(shí)施例。
在各附圖中為每個相應(yīng)部件提供了相同的參考號。
具體實(shí)施例方式
在根據(jù)圖1所示的本發(fā)明的線性驅(qū)動設(shè)備中，假定了本身已知的實(shí)施例，諸如提供給線性壓縮機(jī)的那些實(shí)施例(見最初指定的US5,559,378 A)。實(shí)際上從圖中的斜視圖僅能看到這種驅(qū)動設(shè)備的上面和下面部件2a或2b，這些部件排列在軸向平面E的兩側(cè)。在其上面部件2a中，驅(qū)動設(shè)備2包括了在磁通引導(dǎo)主軛體5的鐵心5a到5c之間的線圈窗4中的勵磁線圈3。例如，該軛體5具有已知的E形。在平面E的相對側(cè)的下面部件2b中提供了也是E形的磁通引導(dǎo)反軛體6。該反軛體不帶有勵磁線圈部件，使得可以將其鐵心6a到6c垂直于平面E實(shí)現(xiàn)為比鐵心5a到5c短。磁樞或電樞體8位于這兩個相對的軛體或者它們相對的極表面Fp之間的中央的、溝道形或狹縫形間隙7中，例如該磁樞或電樞體8包括兩個盤形或條形的永磁體9a和9b，這兩個永磁體例如由諸如NdFeB的永磁材料制成。它們的磁化方向M反平行垂直于平面E，用箭頭線表示。該電樞體8可以在勵磁線圈3的可變磁場中在平面E中沿軸向方向進(jìn)行振蕩運(yùn)動。該電樞體包括至少一個軸向側(cè)面延伸部件10，僅簡單表示了該部件10并且最好將該部件10剛性連接到圖中未詳細(xì)示出的壓縮機(jī)V的泵活塞11上。該泵活塞隨之進(jìn)行了大約一個電樞行程H的、電樞部件8的軸向振蕩運(yùn)動。
根據(jù)本發(fā)明，所有鐵心5a到5c以及6a到6c在它們極表面Fp的區(qū)域中具有相同的軸向?qū)挾萣j?？梢詫υ搶挾萣j進(jìn)行選擇，以使其與運(yùn)動電樞體的行程H相對應(yīng)。另外，可以對軸向?qū)挾萣j以及相鄰極表面的極表面間隔，即線圈窗寬度bw，進(jìn)行選擇，使得bj+bw之和至少近似等于每個磁體部件9a或9b的軸向尺寸bpm。允許該和的確切值有±10％的偏差。
代替圖1中所示的提供有短鐵心6a到6c的下面反軛體6，如圖2所示，可以提供一個具有盤形或矩形形狀的、無特定結(jié)構(gòu)的反軛體13。
圖3中以橫截面所示的線性驅(qū)動設(shè)備15的實(shí)施例不同于如圖1所示的實(shí)施例，不同之處在于其上面部件2a，其E形主軛體16面向電樞體8一側(cè)有專門的極靴17a到17c，它們的軸向?qū)挾萣j對應(yīng)于電樞部件的行程H，但是在極表面Fp的區(qū)域外的線圈窗內(nèi)具有更大的軸向尺寸bw。在這種情況下，各個鐵心16a到16c的軸向?qū)挾萣j1相比置于其上的極靴17a到17c降低了，并被確定以使得可以由鐵橫截面攜帶該磁通量而鐵不飽和。
根據(jù)NdFeB永磁部件9a，9b以及由FeSi合金制成的軛體16和6的相應(yīng)特定的示例性實(shí)施例，可以選擇下列各值注意如下關(guān)系bj1_W_bj·[Br/BFe]·(dpm/d1)。
另外bj極靴寬度＝行程20mmdpm永磁部件的厚度3mmd1空氣間隙寬度5mmBr永磁部件的剩磁1.1TBFe鐵軛體內(nèi)的通量密度1.5T例如每個鐵心的寬度bj1W9mm。
可以從圖4中推導(dǎo)出線性驅(qū)動設(shè)備18的另一示例性實(shí)施例。在這種情況下，將主軛體和反軛體結(jié)合起來形成M形的共同軛體20以及共同側(cè)鐵心20a和20c。為電樞體8留出間隙7的中央鐵心20b的軸向?qū)挾萣j2應(yīng)該較大，其優(yōu)選地約是側(cè)鐵心20a和20c對應(yīng)寬度bj3的兩倍大。這里，電樞行程H還對應(yīng)于磁體部件9a和9b的軸向尺寸bpm，其中，中央鐵心20b的寬度bj2應(yīng)優(yōu)選地大于或等于磁體寬度bpm。同樣可以從圖中進(jìn)一步推導(dǎo)出，線圈窗4的寬度bw應(yīng)該大于電樞行程H。同時，在軛體的兩個軸向側(cè)上，處于最大偏移的電樞體8的側(cè)端與其各自相鄰的鐵心20a到20b之間的距離a應(yīng)該至少為電樞體8的磁體部件9a、9b的厚度dpm的一半；即，它應(yīng)該保持aWdpm/2。在該圖中，最大偏移用虛線表示。
在提供有M軛體20的驅(qū)動設(shè)備18的該實(shí)施例中，將機(jī)械連接10引過兩側(cè)的側(cè)鐵心20c?？蛇x地，也可以在該鐵心中取孔來引導(dǎo)連接部件10。
參考列表2驅(qū)動設(shè)備1.勵磁線圈4線圈窗5主軛體5a到5c鐵心6反軛體6a到6c鐵心7間隙8電樞體9a，9b磁體部件10延伸部件1.泵活塞13反軛體15驅(qū)動設(shè)備16主軛體17a到17c極靴18驅(qū)動設(shè)備20軛體20a到20c鐵心M磁化E平面Fp極表面V壓縮機(jī)H電樞行程bj，bj1，bj2，bj3鐵心寬度bpm磁體寬度dpm磁體厚度b1空氣間隙寬度a距離
權(quán)利要求
1.一種線性驅(qū)動設(shè)備，包括用于產(chǎn)生可變磁場的至少一個勵磁線圈；包括容納所述勵磁線圈并提供有多個鐵心的磁通引導(dǎo)主軛體；包括與所述主軛體相對的無線圈反軛體，其中在所述主軛體和所述反軛體之間提供有軸向間隙；以及包括至少一個提供有至少兩個永磁磁體部件的電樞體，該至少兩個永磁磁體部件軸向地一個排列在另一個之后并且具有相反磁化，其中所述勵磁線圈的磁場將所述電樞體設(shè)為在所述間隙中進(jìn)行軸向振蕩運(yùn)動，其特征在于，所述主軛體(5)的所有鐵心(5a到5c)在它們面向所述電樞體(8)的極表面(Fp)上具有相同的軸向?qū)挾?bj)，其中相鄰的鐵心彼此軸向地間隔開極表面間隔(bw)，并且每個磁體部件(9a，9b)的軸向尺寸(bpm)至少近似地等于極表面寬度(bj)與所述極表面間隔(bw)之和。
2.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動設(shè)備，其特征在于所述主軛體(16)包括其極表面(Fp)區(qū)域中的極靴體(17a到17b)，其軸向尺寸(dj)大于在鐵心(16a到16c)之間的、保持所述勵磁線圈(3)的線圈窗(4)的相應(yīng)尺寸(dw)。
3.如權(quán)利要求2所述的驅(qū)動設(shè)備，其特征在于所述極靴體(17a到17c)可以置于各自的鐵心(16a到16c)上。
4.一種線性驅(qū)動設(shè)備，包括用于產(chǎn)生可變磁場的至少一個勵磁線圈；包括容納所述勵磁線圈并提供有多個鐵心的磁通引導(dǎo)主軛體；包括與所述主軛體相對的無線圈反軛體，其中在所述主軛體和所述反軛體之間提供有軸向間隙；以及包括至少一個提供有至少兩個永磁磁體部件的電樞體，該至少兩個永磁磁體部件軸向地一個排列在另一個之后并且具有相反磁化，其中所述勵磁線圈的磁場將所述電樞體設(shè)為在所述間隙中進(jìn)行軸向振蕩運(yùn)動，其特征在于所述主軛體和所述反軛體形成具有共同的側(cè)鐵心(20a，20c)的共同軛體(20)，其中所述主軛體具有中央鐵心(20b)，該中央鐵心在面向所述電樞體(8)的極表面(Fp)處具有軸向?qū)挾?bj2)，該軸向?qū)挾戎辽倥c每個磁體部件(9a，9b)的軸向尺寸(bpm)一樣大。
5.如權(quán)利要求4所述的驅(qū)動設(shè)備，其特征在于所述中央鐵心(20b)的軸向?qū)挾?bj2)大于所述側(cè)鐵心(20a，20c)的軸向?qū)挾取?br> 6.如權(quán)利要求5所述的驅(qū)動設(shè)備，其特征在于在每種情況下所述側(cè)鐵心(20a，20c)的軸向?qū)挾?bj3)是所述中央鐵心(20b)的軸向?qū)挾鹊囊话氪蟆?br> 7.如權(quán)利要求4到6任何一項(xiàng)所述的驅(qū)動設(shè)備，其特征在于在所述振蕩運(yùn)動期間所述電樞部件(8)的行程(H)小于每個線圈窗(4)的相應(yīng)尺寸(bw)，在所述鐵心(20a到20c)之間所述線圈窗保持至少一個勵磁線圈(3)。
8.如權(quán)利要求7所述的驅(qū)動設(shè)備，其特征在于每個線圈窗(4)的軸向尺寸(bw)等于從相應(yīng)的側(cè)鐵心(20a，20c)到所述中央鐵心(20b)的極表面(fp)的最大距離。
9.如前述權(quán)利要求中的任何一項(xiàng)所述的驅(qū)動設(shè)備，其特征在于所述反軛體(6)包括在所述極表面(Fp)上具有所述軸向?qū)挾?bj)的、對應(yīng)于所述主軛體(5，16)的所述鐵心(5a，5c)的鐵心(6a到6c)。
10.如權(quán)利要求1到8中任何一項(xiàng)所述的驅(qū)動設(shè)備，其特征在于所述反軛體(13)具體實(shí)現(xiàn)為盤形或矩形。
11.如前述權(quán)利要求中的任何一項(xiàng)所述的線性驅(qū)動，其特征在于所述至少一個極表面的所述軸向?qū)挾?bj)近似等于所述振蕩運(yùn)動期間所述電樞體(8)的行程(H)。
12.如前述權(quán)利要求中的任何一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于所述磁體部件(9a，9b)具體實(shí)現(xiàn)為盤形或條形。
13.如前述權(quán)利要求中的任何一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于所述電樞體(8)剛性連接到壓縮機(jī)(V)的泵活塞(11)上。
全文摘要
驅(qū)動設(shè)備包括至少一個用于產(chǎn)生可變磁場的勵磁線圈(3)，包括磁通引導(dǎo)主軛體(5)和反軛體(6)，還包括具有配置在軛體之間的兩個永磁磁體部件(9a，9b)的電樞體(8)，該電樞體(8)可以被設(shè)置為軸向振蕩運(yùn)動。軛體(5，6)的鐵心(5a－5c，6a－6c)具有相互距離(b
文檔編號H02K1/14GK1930763SQ200580007110
公開日2007年3月14日 申請日期2005年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月5日
發(fā)明者京特·里斯 申請人:Bsh博世和西門子家用器具有限公司