专利名称:具有枢轴式电枢的振动电机的制作方法
本发明所涉及的是由可磁化的定子和可往复运动的电枢组成的振动电机。这种电机具有二个相对放置的线圈，线圈间伸展有可磁化的铁蕊，还有平行于该铁蕊、並且具有排列好的磁铁的定子部件，其中磁铁的一个磁极与该铁蕊相邻，在定子和铁蕊之间，空气隙形成于相距较远的两个线圈的端面处，在气隙中，电枢的可磁化滑动部件是可以活动的。
这样的振动电机在杂誌“Elektrotechnik und Ma-schinenfau”，Jahrgang 96，Heft 10的一篇名为“Der Schwingende Synchronlinearmotor mit Dauermagneten als Resonanz-Zugkrafterreger”的文章中有所叙述。
大家所熟知的振动电机是象具有二个磁铁和四个相互平行的空气隙的直线电机那样构造的。电枢的滑动元件安置在气隙中，並可沿直线路径运动。运行时，线圈可以连接到交流电压源上，这样，在线圈中产生了磁场，並与由磁铁产生的永久磁场共同作用，在施加于电枢活动部件的磁力作用下，电枢能够相对于定子作直线往复运动。
这种大家所熟知的振动电机的电枢是由弹性元件支撑的。在运行条件下，由于保持力作用在滑动元件上，这种结构允许电枢在横切方向运动。这样有一个缺点，电枢的往复运动不再是纯粹的直线运动，並且不能再现。此外，为了避免滑动元件与定子和铁蕊相碰，滑动元件与定子及铁蕊之间的间隙必须要相当大。
因此，这种大家熟知的振动电机，对于要求电枢能准确地按预先确定的路径运动的场合是不适用的。对于这种使用场合，电枢运动的全态控制是需要的，所以对这种熟知的振动电机，必须要求其具有电枢的导引方法。直线电机的导引方法，顾名思意，就能知道，但是这种导引方法-一般包括导引杆和直线轴承的方法-通常在重负载下，出现弯曲。具有已知导引方法的直线振动电机，仅仅在保持力小的情况下，才能提供令人满意的结果。在大保持力的情况下，迫使电枢运动的必要条件不可能是十分精确的，此外，实际上由于直线振动电机的自然特性，为具有足够刚度和合适尺寸的电枢构造一个直线导引机构，並不是一项简单的任务。
本发明的目标是在于改变在公开文章中专门阐述的那类振动电机，以便缓和电枢支撑方法问题。
按照本发明，振动电机的电枢可以用简单而又便宜的轴承装置，安装在电机轴上，例如用诸如球轴承那样的滚动轴承，这些轴承是众所周知的。这样的轴承可以容易地承受由保持力引起的负载。这样做有一个优点，与本发明一致的振动电机能够十分平稳，电枢有完成精确确定的运动、並且又能重复再现的能力。
按照发明，在运行条件下，振动电机的电枢能完成绕电机轴的振盪运动，能使电枢的中心位置、电枢的角位移幅值和电枢振盪运动的频率受到如电子控制单元的控制。
上述特性联同可能高的效率和高效功率可以使与本发明一致的振动电机适用于广宽多样的用途。例如，该振动电机可以用来驱动控制活门、往复运动的压缩机，诸如冰箱中连续变换的压缩机，以及在电动刨刀中用来切割另件。
由于结构上的原因，本发明的一种更好一点的体现形式，其进一步的特点是，携带有电枢的电机轴相对于磁铁轴线和线圈的公共轴线横向伸展。
这种或另一种体现形式，更进一步的特点是，具有磁铁的定子部件与跟所谓的定子部件相对安装的铁蕊共同起作用。在滑动元件处，定子有缝隙。这种结构形式的优点是，电机可以具有高的效率和传递高效功率的能力，而电机的尺寸不会受到前面提及过的装置的较大影响。
这种体现形式的又一个特点是，电枢包括有二个滑动元件，每个滑动元件都具有一条延伸方向与电机轴平行的槽隙，这样能够防止由于电枢和定子间磁路短路而造成的不需要的磁通损失。更好一些的是去形成在滑动元件处也具有缝隙的铁蕊。
还有另一种体现形式，可以进一步赋予的特性是，电枢包含二个电枢部件，它们可以互相独立地绕轴转动，而每个电枢具有二个滑动元件，磁铁被磁化为相反的极性。在这种情况，电枢部件都可以安置在同一个电机轴上，並且相互间以相反方向实现绕枢轴的运动。这种体现形式的优点是，可以获得二种驱动可能性，这对例如驱动具有二个活塞的压缩机或驱动剪切或切削装置这一些专用场合是合适的。
更进一步，二部件电枢的滑动元件相对于电机轴是以幅向相对地成对排列。这样有一个优点，电机系统中的机械振动被减到最小，而不需要用诸如
重之类的附加
备。
这种或另一种体现形式进而可以赋予有这样的特性，电枢滑动元件的运动，至少实质上相对于线圈公共轴线是沿横切方向的。电机轴被安装在电机中心，这种体现形式的优点是，尺寸可以小，以至最终的振动电机能够特别地适用于小设备中。另外，小尺寸能够导致磁路长度的减小，从而也导致磁损的减小。
现在，借助于实例，用参考图示，将本发明作更详尽的叙述。在图中图1、用图形的形式表示了与本发明相一致的振动电机;
图2、是本发明第一种体现形式的剖视;
图3.显示的是按图2中Ⅲ-Ⅲ视线方向的振动电机视图;
图4、显示的是振动电机按图3Ⅳ-Ⅳ线方向的视图;
图5.和图6.显示的是本发明的第二和第三种体现形式。
在图1中用图形表示的与本发明相一致的振动电机标有参考符号数1，並由可磁化的定子3和电枢7组成。电枢是可以绕电机轴5往复运动的。振动电机还包含有二个线圈9和11(为了显示清楚，用截面的形式来表示)，在线圈之间伸展有可磁化的铁蕊13，磁铁15安装在铁蕊13和定子部件3A之间，定子部件的伸展平行于所谓的铁蕊，铁蕊磁铁的一个磁极靠铁蕊13放置，另一个磁极靠着定子部件3A。定子3和铁蕊13之间，在相距较远的线圈9和11的端面处，引成气隙19和21。在这些气隙中，放置有电枢7的滑动元件23和25，由于电枢7是可以绕电机轴5转动的，滑动元件23和25在它们运动期间，是按圆弧形的路径-即虚线A指示的路径-随动，所以路径的曲率中心被设置在电机轴5的轴线上，气隙19和21具有与路径A形状相一致的弓形。当线圈9和11被激励，一个相应的交流电流流进线圈9和11的每一匝，在线圈9和11周围产生了一个交流磁场，该磁场与由磁铁15产生的磁场共同作用。然后，作用在滑动元件23和25上的磁力使电枢7绕电机轴5的振盪运动增大，滑动元件23和25各自分别地由磁力交替地拉入气隙19和21。
任何可以作用在滑动元件23、25和具有铁蕊13的定子3之间的保持力，相对于电机轴5是径向方向的，並且可以借助于转动轴承由简单的方法来消除。
体现3本发明的一些振动电机将用参考图2～6来叙述，在上述关于振动电机基本原理叙述中所提到过的元件，用相同的数字参考标号，例如图1中的1。
图2、3和4表示了第一种体现形式。所示的振动电机31包含有定子3的二个平面定子部件3A和3B，磁铁15安装在铁淦氧磁蕊13和定子部件3A之间，磁铁16安装在铁蕊13和定子部件3B之间，磁铁16的磁轴线16A和磁铁15的磁轴线15A排列成一线，二个线圈9和11绕在铁蕊13上，它们具有与磁轴线15A和16A相垂直的公共轴线10，安装在铁蕊13中的电机轴5伸展方向与轴线10、15A和16A相垂直。
电枢7用转动轴承32安装在电机轴5上，能绕枢轴转动，这是一看就明白的。它还包含有二个滑动元件23和25，且形成了在滑动元件23和25处具有贯穿式缝隙33的定子3，缝隙把定子分成互相隔开的二个定子部件3A和3B，缝隙用来防止磁短路。在现在的例子中，铁蕊13具有缝隙33A，缝隙33和33A可以用诸如塑料那样的非磁性材料来填充，这一点是显然的。
接近彼此相距较远的线圈9和11的每个端面处，二个圆弧形弓形空气隙19、20和21、22各自分别在定子3和铁蕊13之间形成，在气隙中，电枢7的相应滑动元件23和25是可以活动的，滑动元件23和25都有一条槽隙，分别是35和37，槽隙的伸展方向与电机轴5並行，並且是用来杜绝磁通的损失。
在图中，电枢7被显示在中心位置，在现在的体现形式中，运行时，电枢7有一个最大的角位移幅值α＝7°。
图5是本发明的第二种体现形式的轴测图视，用与先前形式的相同方法，振动电机41包括有具有二个定子部件3A和3B的定子3，二个定子部件由缝隙彼此隔离，它们之间排列有软磁铁蕊13、电机轴5、二个线圈9和11，以及二个磁铁15和16。二组空气隙19、20和21、22分别相邻于线圈9和11。
在现在的例子中，磁铁15和16按这样的方式安装，二个同性磁极面面相对，也就是，磁铁15和16按相反的方向磁化，二部件电枢安装在电机轴5上，电枢部件7A和7B彼此独立地能绕枢轴转动，电枢部件7A和7B可以用滚球座圈32安装在电机轴5上，电枢部件7A和7B各自都具有二个滑动元件，电枢部件7A的滑动元件43和49能相应地在气隙19和21中活动，电枢部件7B的滑动元件47和45能相应地在气隙20和22中活动。
当线圈9和11被激励时，电枢部件7A和7B按相反方向运动，电枢部件7A和7B可以按各自独立运动的形式或者按联动的形式一同连接到需要驱动的装置上。
为了获得自由振动电机，可以利用
重，以保证电枢部件7A和7B的重心落在电机轴5的轴线上。
图6是第三种体现形式的轴测视图，采用如同前面形式中相同的方法。振动电机51包括有定子3、具有二个线圈9和11的铁蕊13、二个磁铁15和16，四个气隙19、20和21、22，以及安装在铁蕊13中、且装有电枢的电机轴5。
电枢具有二个可以互相独立运动的部件7C和7D，每个部件都有二个幅向排列的滑动元件，分别是53、55和57、59。在滑动元件53、55、57和59处，定子具有缝隙33。在现在的这种体现形式中，振动电机51的结构是不对称的，这是由于缝隙33的不对称设置造成的，缝隙33中的一个缝隙被置于气隙21和22之间，而缝隙33的另外二个缝隙分别置于邻接气隙19和21的一边。
采用同前面体现形式中的相同方法，磁铁15和16反向磁化，以至于运行时，二个电枢部件7C和7D以相反的形式，绕电机轴5往复运动。
振动电机51的特殊结构最终导致了一个平衡的对称电枢，以至于可以取消
重。
这一点是显然的，本发明的范围不限于在这里所描述过的这些形式。
补正 85101773文件名称 页行 补正前 补正后说明书 3 18 以幅向 以径向6 1 测视图， 侧视图，18 测视图， 侧视图，23 有两个幅向 有两个径向摘要 1 2 具有两个平面线圈 具有两个对应线圈
权利要求
1.具有可磁化定子和可往复运动电枢的振动电机，具有二个互相对立放置的线圈，线圈之间伸展有可磁化的铁蕊，平行于该铁蕊的定子部件安装有磁铁，磁铁的一个磁极面临铁蕊，在定子和铁蕊之间，气隙形成于相互隔离较远的两个线圈的端面处；其特征在于滑动元件在经过圆弧形气隙的运动时是沿着圆形路径的一部分而动的，而电枢能绕电机轴转动。
2.根据权利要求
1中所述的振动电机，其特征是带有电枢的电机轴的伸展方向垂直于磁铁轴线和线圈的公共轴线。
3.根据权利要求
1或2中所述的振动电机，其特征是，具有磁铁的定子部件与跟所谓的定子部件相对安装的铁蕊，共同作用在滑动元件处，定子具有缝隙。
4.根据权利要求
3中所述的振动电机，其特征是，电枢具有二个滑动元件，每个元件都有与电机轴平行伸展的槽隙。
5.根据权利要求
3中所述的振动电机，其特征是，电枢具有二个能彼此独立转动的电枢部件，每个部件又有二个滑动元件，二个磁铁反向磁化。
6.根据权利要求
5中所述的振动电机，其特征是，滑动元件相对于电机轴按径向，成对地相对排列。
7.根据前面所提及的任意权利要求
，所述的振动电机，其特征是，电枢滑动元件的运动方向，实质上是垂直于线圈的公共轴线的，电机轴被安装在电机的正中。
专利摘要
振动电机包括有定子(3)，具有二个平面线圈(9、11)的铁蕊(13)，并至少有一个磁铁(15、16)。圆弧形弓形空气隙形成于互相间隔较远的线圈(9、11)的端面处，在气隙中，电枢(7)的滑动元件(23、25)是可以活动的，电枢(7)安装在电机轴(5)上，能绕枢轴转动。
文档编号H02K33/00GK85101773SQ85101773
公开日1987年1月31日 申请日期1985年4月1日
发明者汉新施米特 申请人:菲利浦光灯制造公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan