专利名称：线性电动机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可动磁铁型的线性电动机，可提高电动机的效率和使制造容易化。
背景技术：
今年来，线性电动机的开发日益广泛。
作为现有的线性电动机，有特愿平10-118358号公报所公开的形式。
以下，参照附图对上述现有的线性电动机加以说明。
图14为现有的线性电动机的平面剖视图，图15是图14中A-A向剖视图。
内扼架1是将大致长方形的透磁率高的多个薄板2层叠制成方柱状。外轭架3是将大致长方形的透磁率高的多个薄板4层叠制成方柱状，同时，沿轴向5切出狭槽6、7，形成3个磁极8、9、10，外轭架3上具有三个磁极8、9、10的面与内扼架1相对向，隔开指定空隙11地构成扼架块12。这样，使一组扼架块以其内扼架彼此以指定间隔配置的方式相对向，保持在平板状的基座13上。
为了在外轭架3的三个磁极8、9、10上交错地形成异性磁极，在中央的磁极9的周围卷绕有线圈14，线圈14是分别单独地卷绕在两个外轭架3上，各个线圈14并列地连接在一起。
可动部15是由在内扼架1和外轭架3的对向方向上磁极化了的一对平板状永久磁铁16、17和永久磁铁18、轴19构成。永久磁铁16、17是由永久磁铁支承体19在轴向上隔开指定间隔地固定的，以便磁化的朝向交错地逆向，并配置在内扼架1和外轭架3之间的空隙11内。
以下，对以上构成的线性电动机中的动作加以说明。
从永久磁铁16发出的磁力线经过空隙11、内扼架1、空隙11、永久磁铁17、外轭架3和空隙11返回永久磁铁16，同时在空隙11内产生静磁场。在内扼架1和外轭架3中循环于薄板2、4的平面内。
这样，当向线圈14中供给交流电流时，在磁极8、9、10中交错地形成轴向上异性的磁极，由于可动部15的永久磁铁16、17之间的磁力吸引、排斥作用，发生与流过线圈14中的电流大小和永久磁铁16、17的磁通密度成比例的推力，轴19和可动部15一起与交流电流的频率同步地往复运动。
虽然上述现有的结构具有内轭架1、外轭架3的制造简单这样的长处，但由于平板状永久磁铁16、17是平行地配置在方柱状的内扼架1和外轭架3之间的空隙11内，所以在制造时轴19是转动地配置的情况下，永久磁铁16、17和内扼架1之间的距离、永久磁铁16、17和外轭架3之间的距离将不平衡，因而存在线性电动机的推力不稳定的问题。
发明的公开本发明是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供一种线性电动机，即使在制造时轴19是转动地配置的情况下，线性电动机的推力也不会不稳定，并且可提高电动机的效率，同时使扼架的制造简单。
而且，由于在制造时永久磁铁16、17是偏置地配置在内扼架1或外轭架3上的情况下，永久磁铁16、17和内扼架1之间的距离、永久磁铁16、17和外轭架3之间的距离将不平衡，因而存在永久磁铁16、17直接受内扼架1或外轭架3拉拽的力增大，通过可动部15和轴19，在轴承20处的滑动损失增大的问题。
本发明的另一目的是提供一种线性电动机，即使在制造时永久磁铁是偏置地配置在内扼架或外轭架上的情况下，永久磁铁直接受内扼架或外轭架拉拽的力也不会增大，并且可提高电动机效率，同时使扼架的制造简单。
为了解决上述问题，本发明的线性电动机的结构为由以下部件构成 以XY轴的交点为中心轴的圆筒状可动部，在可动部的半径方向上留有指定间隔地配置在可动部内侧上、同时将大致长方形的透磁率高的多个薄板与X轴或Y轴中任一方的轴平行地层叠而形成的内轭架，在可动部的半径方向上留有指定间隔地配置在可动部的外侧上、同时将大致长方形的透磁率高的多个薄板沿与内扼架的薄板相同的方向层叠而形成的外轭架，沿连接内扼架和外轭架的方向被磁化、保持在内扼架和外轭架之间的空隙内地设置在可动部上的一对永久磁铁。
这样一来，即使在制造时轴是转动地配置的情况下，线性电动机的推力也不会不稳定，而且可降低内扼架和外轭架的铁损，提高电动机效率，同时使线性电动机的制造容易。
本发明的结构为，将沿着以中心轴为中心的半径方向磁化了的一对永久磁铁以磁极的朝向相互逆向的方式在与中心轴平行的方向上留有指定间隔地保持在内扼架和外轭架之间的空隙内。
这样一来，即使在制造时永久磁铁是偏置地配置在内扼架或外轭架上的情况下，永久磁铁直接受内扼架或外轭架拉拽的力也不会增大。
本发明是将同一形状同一尺寸的多个薄板层叠而形成内扼架，将同一形状同一尺寸的多个薄板层叠而形成外轭架的。
这样一来，线性电动机的制造更加容易。
本发明的结构为，外轭架的内周面和狭槽的内周面的曲率半径相等，外轭架的外周面和狭槽的外周面的曲率半径相等，与外轭架和狭槽的内周面的曲率半径相比，外轭架和狭槽的外周面的曲率半径大。
这样一来，可使线性电动机小型化。
本发明的结构为，外轭架中薄板层叠方向上的两最外侧面的内周端和连接XY轴交点的线上、内扼架中薄板层叠方向上的两最外侧面的外周端位于永久磁铁的端面。
这样一来，可降低磁铁量。
本发明是将两个内扼架对称于Y轴地配置，通过沿Y轴方向分离地设置在两内扼架内侧上的两个内扼架支承部件而将两内扼架一体化。
这样一来，内扼架为一个部件，可使组装简单化。
本发明是将两个外扼架对称于Y轴地配置，通过两外扼架中薄板层叠方向上的两最外侧面上设置的两个外扼架支承部件而将两外扼架一体化。
这样一来，外轭架为一个部件，可使组装简单化。
本发明的结构为由下述部件构成以XY轴的交点为中心轴的圆筒状可动部，在可动部的半径方向上留有指定间隔地配置在可动部的内侧、同时将大致长方形的透磁率高的多个薄板与X轴或Y轴中任一方的轴平行地层叠而形成的内扼架，在可动部的半径方向上留有指定间隔地配置在可动部的外侧上、同时将大致长方形的透磁率高的多个薄板在与内扼架的薄板相同的方向上层叠而形成的外轭架，保持内扼架和外轭架的平板状基座，位于上述XY轴的中心位置地安装在基座上的汽缸，将在连接内扼架和外轭架的方向上磁化了的一对永久磁铁保持在内扼架和外轭架之间的空隙内地构成的、在设置于与可动部一体化的轴的前端上的同时插入上述汽缸中的活塞，以及安装在上述轴上的弹簧。
这样一来，即使在制造时永久磁铁是偏置地配置在内扼架或外轭架上的情况下，永久磁铁直接受内扼架或外轭架拉拽的力也不会增大，因此，活塞和汽缸之间的滑动损失也不会增大，可使线性电动机的制造容易。
本发明的结构为由下述部件构成以XY轴的交点为中心轴的圆筒状可动部，在可动部的半径方向上留有指定间隔地配置在可动部的内侧、同时将大致长方形的透磁率高的多个薄板与X轴或Y中任一方的轴平行地层叠而形成的内扼架，在可动部的半径方向上留有指定间隔地配置在可动部的外侧、并在将大致长方形的透磁率高的多个薄板在与上述内扼架的薄板相同的方向上层叠而形成的同时配置两个在薄板的层叠方向上切口的狭槽而形成了第一磁极、第二磁极和第三磁极的外轭架，卷绕在外轭架的第二磁极上、同时在上述第一磁极、第二磁极和第三磁极上交错地产生异性磁极的线圈，保持内扼架和外轭架的基座，位于XY轴中心地安装在基座上的轴承，沿着连接内扼架和外轭架的方向上被磁化、磁化的朝向相互逆向地在平行于上述中心轴的方向上留有指定间隔而保持在内扼架和外轭架之间的空隙内地设置在上述可动部上的一对永久磁铁；由于可动部是圆筒形状，所以即使在制造时轴是转动地配置的情况下，线性电动机的推力也不会不稳定，并且可降低内扼架、外轭架的铁损，提高电动机效率，同时使线性电动机的制造容易。
本发明其它形态的结构为，将沿着以中心轴为中心的半径方向磁化了的一对永久磁铁以磁化的朝向相互逆向的方式在与中心轴平行的方向上留有指定间隔地保持在内扼架和外轭架之间的空隙内，即使在制造时永久磁铁是偏置地配置在内扼架或外轭架上的情况下，永久磁铁直接受内扼架或外轭架拉拽的力也不会增大，可降低滑动部处的滑动损失。
本发明的其它形态为由同一形状同一尺寸的薄板形成内扼架，由同一形状同一尺寸的薄板形成外轭架，由于内扼架、外轭架的制造容易，所以可使线性电动机的制造容易。
本发明其它形态的结构为，外轭架的内周面和狭槽的内周面的曲率半径相等，上述外轭架的外周面和狭槽的外周面的曲率半径相等，与外轭架和狭槽的内周面的曲率半径相比，外轭架和狭槽的外周面的曲率半径大，可使线性电动机小型化。
本发明其它形态的结构为，外轭架中薄板层叠方向上的两最外侧面的内周部和连接XY轴的交点的线上、内扼架中薄板层叠方向上的两最外侧面的外周部位于永久磁铁的端面，可降低磁铁量。
本发明的其它形态为，将两个内扼架对称于Y轴地配置，通过沿Y轴方向分离地设置在两内扼架的内侧上的两个内扼架支承部件而将两内扼架一体化，内扼架为一个部件，可使组装容易。
本发明的其它形态为，将两个外扼架对称于Y轴地配置，通过两外扼架中薄板层叠方向上的两最外侧面上设置的两个外扼架支承部件而将两外扼架一体化，外轭架为一个部件，具有可使组装容易的作用。
本发明一种形态的结构为由下述部件构成以XY轴的交点为中心轴的圆筒状可动部，在可动部的半径方向上留有指定间隔地配置在可动部的内侧、同时将大致长方形的透磁率高的多个薄板与X轴或Y轴中任一方的轴平行地层叠而形成的内扼架，在可动部的半径方向上留有指定间隔地配置在可动部的外侧上、同时将大致长方形的透磁率高的多个薄板在与内扼架的薄板相同的方向上层叠而形成的外轭架，保持内扼架和外轭架的平板状基座，位于上述XY轴的中心位置地安装在基座上的汽缸，将在连接内扼架和外轭架的方向上被磁化、以磁化的朝向相互逆向的方式在与中心轴平行的方向上留有指定间隔而保持在内扼架和外轭架之间的空隙内地设置在可动部上的一对永久磁铁，设置于与可动部一体化的轴的前端上的同时插入上述汽缸中的活塞，以及安装在上述轴上的弹簧，即使在制造时永久磁铁是偏置地配置在内扼架或外轭架上的情况下，永久磁铁直接受内扼架或外轭架拉拽的力也不会增大，因此，活塞和汽缸之间的滑动损失也不会增加，具有使线性电动机的制造容易的作用。
附图的简要说明图1为本发明第1实施例的线性电动机的平面剖视图。
图2为图1中的X轴剖视图。
图3为本发明第2实施例的线性电动机的平面剖视图。
图4为本发明第3实施例的线性电动机的平面剖视图。
图5为该实施例中构成内轭架的薄板的主视图。
图6为该实施例中构成外扼架的薄板的主视图。
图7为本发明第4实施例的线性电动机的正面剖视图。
图8为图7中的A-A向剖视图。
图9为本发明第5实施例的线性电动机的平面剖视图。
图10为本发明第6实施例的内扼架的俯视图。
图11为该实施例中内扼架的主视图。
图12为本发明第7实施例的外轭架的俯视图。
图13为本发明第8实施例的线性压缩机的正面剖视图。
图14为现有例的线性电动机的平面剖视图。
图15为现有例的线性电动机的正面剖视图。
实施发明的最佳方式以下，参照附图对本发明的线性电动机实施例加以说明。
实施例1图1为表示本发明的线性电动机第1实施例的平面剖视图，图2为图1中的X轴剖视图。
可动部21是以XY轴的交点为中心轴的。内扼架22是在可动部21的半径方向上留有指定间隔的空隙38地配置在可动部21的内侧，并且是将大致长方形的透磁率高的多个薄板23沿X轴或Y轴中任一方的轴向层叠而形成的。外轭架24是在可动部21的半径方向上留有指定间隔的空隙39地配置在可动部21的外侧，并且是将大致长方形的透磁率高的多个薄板25在与上述内扼架22的薄板23相同的方向层叠而形成的，同时配置两个沿薄板25的层叠方向切口的狭槽26、27，形成有第一磁极28、第二磁极29和第三磁极30。
为了使磁路20沿薄板23、25的面形成，将上述外轭架24上具有磁极28、29、30的面与内扼架22相对向地保持在平板状的基座89上。
为了使外轭架24的三个磁极28、29、30交错地形成异性磁极，在第二磁极28的周围卷绕有线圈32，线圈32是分别卷绕在两个外轭架24上，各个线圈32是并联地电连接在一起。
在此，构成内扼架22、外轭架24的多个薄板23、25采用的是电磁钢带(新日本制铁生产的35H440等)，具有薄板平面的磁饱和密度高、铁损低的特性，同时表面上实施了绝缘覆膜。
可动部21是由在连接内扼架22和外轭架24的方向上磁化了的一对C型或圆筒形的第一永久磁铁33、第二永久磁铁34、永久磁铁支承体35和轴36构成。第一永久磁铁33和第二永久磁铁34最好是Nd-Fe-B类的稀土型磁铁，为了使磁化的朝向相互逆向，由永久磁铁支承体35在与中心轴平行的方向上留有指定间隔地固定，并配置在内扼架22和外轭架24之间的空隙内。
使轴36顺利地往复运动的轴承37可选择已有的线性球轴承、含油金属轴承等种种结构。
以下，对以上构成的线性电动机的动作加以说明。
由第一永久磁铁33、第二永久磁铁34发出的磁力线的磁路20(实线所示)包围狭槽26或狭槽27，经过第一永久磁铁33、空隙38、内扼架22、空隙38、第二永久磁铁34、空隙39、外轭架24和空隙39返回第一永久磁铁33，同时在空隙38、39中产生静磁场。在内扼架22、外轭架24中循环于薄板23、25的平面内。
这样，当向线圈32供给交流电流时，在第一磁极28、第二磁极29和第三磁极30上交错地形成轴向异性的磁极，由于可动部21的第一永久磁铁33和第二永久磁铁34的磁力吸引、排斥作用，线圈32产生与电流的大小和从第一永久磁铁33、第二永久磁铁34发出的磁力线的磁通密度成比例的轴向推力，轴36与可动部21一起与交流电流的频率同步地往复运动。
在此，可动部21是圆筒形，并且将内扼架22和外轭架24在可动部21的半径方向上留有指定间隔的空隙38、39地配置在各可动部21的内侧和外侧，第一永久磁铁33和第二永久磁铁34是从内扼架22一侧向外轭架24一侧磁化的。
因此，即使在制造时轴36是转动地配置的情况下，由于可动部21是圆筒形的，所以第一永久磁铁33、第二永久磁铁34和内扼架22之间的距离，以及第一永久磁铁33、第二永久磁铁34与外轭架24之间的距离不会不平衡，线性电动机的推力也不会不稳定。
而且，由于内扼架22、外轭架24均是将大致长方形的透磁率高的多个薄板23、25层叠而形成的，所以线性电动机的制造容易。
从第一永久磁铁33、第二永久磁铁34发出的磁力线的磁力20在内扼架22、外轭架24中循环于薄板23、25的平面内。在磁力线循环于薄板23、25的平面内时，将在与磁力线相交叉的方向上产生涡旋电流。这是与磁通密度的二次方成比例、并与扼架板厚的二次方成比例的电流。由于是将透磁率高、表面绝缘的多个薄板23、25层叠而形成内扼架22和外轭架24的，所以可几乎消除涡旋电流的发生，大幅度降低铁损。因此，可以提高电动机效率。
如上所述，本实施例的线性电动机的结构为以XY轴的交点为中心轴的圆筒状可动部，在可动部的半径方向上留有指定间隔地配置在可动部的内侧、同时将大致长方形的透磁率高的多个薄板与X轴或Y轴中任一方的轴平行地层叠而形成的内扼架，在上述可动部的半径方向上留有指定间隔地配置在可动部的外侧、并在将大致长方形的透磁率高的多个薄板在与上述内扼架的薄板相同的方向上层叠而形成的同时设置两个在薄板的层叠方向上切口的狭槽而形成第一磁极、第二磁极和第三磁极的外轭架，卷绕在上述外轭架的第二磁极上、同时在上述第一磁极、第二磁极和第三磁极上交错地产生异性磁极的线圈，保持内扼架和外轭架的基座，位于上述XY轴中心地安装在基座上的轴承，沿着连接内扼架和外轭架的方向上被磁化、磁化的朝向相互逆向地在与上述中心轴平行的方向上留有指定间隔而保持在内扼架和外轭架之间的空隙内地设置在上述可动部上的一对永久磁铁；由于可动部是圆筒形状，所以即使在制造时轴是转动地配置的情况下，线性电动机的推力也不会不稳定，并且可降低内扼架、外轭架的铁损，提高电动机效率，同时使线性电动机的制造容易。
另外，在本实施例中，内扼架和外轭架是以两组构成的，但以三组以上构成也可以获得同样的效果。
实施例2
图3为表示本发明的线性电动机第2实施例的平面剖视图。作为线性电动机的X轴剖视图与上述的图2相同。
本实施例为实施例1的线性电动机是由沿着以中心轴为中心的半径方向磁化了的一对C型或圆筒形的第一永久磁铁41和第二永久磁铁42构成的。第一永久磁铁41和第二永久磁铁42由永久磁铁支承体35以磁化的朝向相互逆向的方式在轴向上留有指定间隔地固定，并配置在内扼架22和外轭架24之间的空隙内。
表1 在现有的结构中，如表1所示，由于平板状永久磁铁16、17是平行地配置在方柱状的内扼架1和外轭架3之间的空隙内，所以在制造时永久磁铁16、17是偏置地配置在内扼架1上的情况下，永久磁铁直接受内扼架1拉拽的力增大。
在以上结构的线性电动机中，如表1所示，即使在制造时第一永久磁铁41和第二永久磁铁42是偏置地(偏向X轴方向)配置在内扼架22一侧或外轭架24一侧上的情况下，永久磁铁41、42直接受内扼架22或外轭架24拉拽的力(向X轴方向拉拽的力)在X轴上的力为1时，随着角度θ的增大，COSθ减小。因此，与现有例中永久磁铁16、17是由方柱状的内扼架1和外轭架3构成的情况相比，永久磁铁41、42直接受内扼架22或外轭架24拉拽的力(向X轴方向上拉拽的力)减小，可降低轴承37处的滑动损失。
并且，由于内扼架22和外轭架24均是将大致长方形的透磁率高的多个薄板23、25层叠而形成的，所以线性电动机的制造容易。
如上所述，本实施例的线性电动机的结构为将沿着以中心轴为中心的半径方向磁化了的一对永久磁铁以磁化的朝向相互逆向的方式在与上述中心轴平行的方向上留有指定间隔地保持在上述内扼架和外轭架之间的空隙内，即使在制造时永久磁铁是偏置地配置在内扼架或外轭架上的情况下，永久磁铁直接受内扼架或外轭架拉拽的力也不会增大，可降低轴承处的滑动损失。
实施例3图4为表示本发明的线性电动机第3实施例的平面剖视图。图5为构成本发明内扼架的薄板的主视图，图6为构成本发明外轭架的薄板的主视图。
本实施例是在实施例1或2的线性电动机中，内扼架50是采用大致长方形的透磁率高的同一形状同一尺寸的薄板51，为了使内扼架50外周面的半径R1较可动部21内周面的半径R2仅减小指定距离，使用夹具等将多个薄板51与X轴或Y轴中任一方的轴平行地层叠而形成。
而且，外轭架52是采用大致长方形的透磁率高的同一形状同一尺寸的薄板53，为了使外轭架52内周面的半径R3较可动部21外周面的半径R4仅增大指定距离，使用夹具等将多个薄板53沿着与内扼架的薄板51相同的方向层叠而形成。
以上结构的线性电动机为由同一形状同一尺寸的薄板形成内扼架并重叠而成， 由同一形状同一尺寸的薄板形成外轭架并重叠而成，内扼架、外轭架的制造容易，所以线性电动机的制造简单。
如上所述，本实施例的线性电动机是由同一形状同一尺寸的薄板形成内扼架，由同一形状同一尺寸的薄板形成外轭架，内扼架、外轭架的制造容易，所以线性电动机的制造更加简单。
实施例4图7为表示本发明的线性电动机第4实施例的正面剖视图，图8为图7中A-A向剖视图。
本实施例为在实施例1或2的线性电动机中，外轭架60采用大致长方形的透磁率高的薄板61，外轭架60内周面的曲率半径R5和狭槽62的内周面的曲率半径R6相等，外轭架60外周面的曲率半径R7和狭槽62的外周面的曲率半径R8相等。这样，与外轭架60内周面的曲率半径R5和狭槽62的内周面的曲率半径R6相比，外轭架60外周面的曲率半径R7和狭槽62的外周面的曲率半径R8大。
即，在外轭架60的内周面是以XY轴的中心为曲率半径R5的情况下，狭槽62的内周面是以仅从XY轴的中心向X轴方向偏离狭槽62的开口部尺寸A的量的位置为曲率半径R6的中心。而且，若狭槽62的外周面是以XY轴的中心为曲率半径R8的中心的话，则外轭架60的外周面使以仅从XY轴的中心向X轴方向偏离外轭架60的背部尺寸B的量的位置为曲率半径R7的中心。
以上构成的线性电动机由于外轭架60内周面的曲率半径R5和狭槽内周面的曲率半径R6相等，所以在外轭架60中平行于X轴等的断面上狭槽62的开口部尺寸A也相等，而且由于外轭架60外周面的曲率半径R7和狭槽62外周面的曲率半径R8相等，所以在平行于X轴等的断面上外轭架60的背部尺寸B相等，因而即使在构成外轭架60的什么样的薄板上狭槽62的开口部尺寸A和外轭架60的背部尺寸B也相等。
而且，由于线圈63的形状是线圈63的外周半径R10大于线圈63的内周半径R9，所以外轭架60外周面的曲率半径R7和狭槽62外周面的曲率半径R8大于外轭架60内周面的曲率半径R5和狭槽62内周面的曲率半径R6，因而由于恰当地将线圈63收放在狭槽62内而可使线性电动机小型化。
如上所述，本实施例的线性电动机为外轭架的内周面和狭槽的内周面的曲率半径相等，外轭架的外周面和狭槽的外周面的曲率半径相等，外轭架和狭槽的外周面曲率半径大于外轭架和狭槽的内周面曲率半径，所以可使线性电动机小型化。
实施例5图9为表示本发明的线性电动机第5实施例的平面剖视图。作为线性电动机的正面剖视图，与上述的图2相同。
本实施例为在实施例2的线性电动机中，外轭架65的薄板66层叠方向上两最外侧面的内周端C点和连接XY轴交点的线上、内扼架67的薄板68层叠方向上两最外侧面的外周端D点位于永久磁铁的端面。
第一永久磁铁69、第二永久磁铁70是朝向中心轴沿半径方向磁化的，为了使磁极的朝向相互逆向，由永久磁铁支承体35在轴向上留有指定间隔地固定，并配置在内扼架67和外轭架65之间的空隙内。
对上述结构的线性电动机的动作加以说明。
从第一永久磁铁69、第二永久磁铁70发出的磁力线的磁路31(以N→S表示)包围狭槽26或狭槽27，经过第一永久磁铁69、空隙38、内扼架67、空隙38、第二永久磁铁70、空隙39、外轭架65和空隙39返回第一永久磁铁69，同时在空隙38、39中产生静磁场。磁路31在内扼架67、外轭架65中循环于薄板66、68的平面内，在第一永久磁铁69、第二永久磁铁70中和空隙内，沿着第一永久磁铁69、第二永久磁铁70的磁化方向、即朝向中心轴的半径方向循环。
因此，由于可以有效地利用磁铁，所以可减少磁铁量。
如上所述，本实施例的线性电动机的结构为，外轭架的薄板层叠方向上两最外侧面的内周部和连接XY轴交点的线上、内扼架的薄板层叠方向上两最外侧面的外周部位于上述永久磁铁的端面，所以可以减少磁铁量。
实施例6图10为表示本发明第6实施例的内扼架的俯视图，图11为主视图。作为线性电动机的整体结构，与上述图1、图2相同。
本实施例为在实施例1或2的线性电动机中，对称于Y轴地配置两个内扼架71，通过在Y轴方向上分离地设置于两内扼架71内侧上的内扼架支承部件72使两内扼架71一体化。内扼架支承部件72上设有螺栓孔73，固定在基座89上。
因此，内扼架为一个部件，可使组装简单化。而且也便于控制与可动部21的组装精度。
如上所述，本实施例的线性电动机为对称于Y轴地配置两个内扼架，通过在Y轴方向上分离地设置于两内扼架内侧上的内扼架支承部件使两内扼架一体化。内扼架为一个部件，可使组装简单化。
另外，如果上述内扼架支承部件是由SUS304这种非磁性不锈钢等构成的话，则可进一步降低铁损，提高电动机效率。
实施例7图12为表示本发明第7实施例的外轭架的俯视图。作为线性电动机的整体结构，与上述的图1、图2相同。
本实施例为在实施例1或2的线性电动机中，对称于Y轴地配置两个外轭架75，通过设置在两外轭架中薄板层叠方向上两最外侧上的两个外轭架支承部件76使两外轭架75一体化。在外轭架支承部件76上设有螺栓孔77，固定在基座89上。
因此，外轭架为一个部件，可使组装简单化。而且也便于控制与可动部21的组装精度。
如上所述，本实施例的线性电动机为对称于Y轴地配置两个外轭架，通过设置在两外轭架中薄板层叠方向上两最外侧上的两个外轭架支承部件使两外轭架一体化，外轭架为一个部件，可使组装简单化。
另外，如果上述外轭架支承部件是由SUS304这种非磁性不锈钢构成的话，则可进一步降低铁损，提高电动机效率。
实施例8图13为表示本发明的线性压缩机的第8实施例的正面剖视图。
线性压缩机80具有汽缸81，可往复运动地插在汽缸81内的活塞82，面对活塞82的活塞头83形成的压缩室84，根据压缩室84的气压开闭的吸入管85和排出管86。
线性压缩机80还具有使活塞82往复运动的线性电动机87，用于支承活塞82使其可往复运动的共振弹簧88。
关于线性电动机87的结构，与第一实施例或第二实施例中所记载的线性电动机相同，所以省略其详细说明。
以下，对以上构成的线性压缩机80的动作加以说明。
从第一永久磁铁33的N极发出的磁力线31经过空隙38、内扼架22、空隙38、第二永久磁铁34的S极、永久磁铁34的N极、空隙39、外轭架24和空隙39返回永久磁铁33的S极，同时在空隙38、39中产生静磁场。在内扼架22、外轭架24中循环于薄板23、25的平面内。
这样，当向线圈32供给交流电流时，磁极28、29、30上交错地形成轴向异性的磁极，由于可动部21与永久磁铁33、34的磁力吸引、排斥作用，产生与流过线圈32的电流大小和永久磁铁33、34的磁通密度成比例的推力，活塞82与可动部21一起往复运动。这样，在压缩室84内为低压时，膨胀气体通过吸入管85被吸入压缩室84内，而在压缩室84内为高压时，压缩气体通过排出管86被吸入压缩室84内，进行线性压缩机80的工作。
直动型的线性电动机87是与活塞82为一体的结构，由于在线性电动机87的可动部21的往复运动同时，活塞82在汽缸81内往复运动，所以线性压缩机80的机械滑动损失发生源仅在活塞82和汽缸81之间。因此，由于线性压缩机80的机械滑动损失的减少，可提高压缩机的效率。
而且，由永久磁铁33、34发出的磁力线31在内扼架22、外轭架24中循环于薄板23、25的平面内。在磁力线31循环于薄板23、25的平面内时，将在与磁力线31相交叉的方向上产生涡旋电流。这是与磁通密度的二次方成比例、并与扼架材料的板压的二次方成比例的电流。由于内扼架22和外轭架24是由透磁率高、表面绝缘的多个薄板23、25层叠而形成方柱状，所以可几乎完全消除涡旋电流的发生，大幅度降低铁损。因此，可以提高压缩机的效率。
而且，由于内扼架22和外轭架24是简单地将多个薄板23、25层叠而形成的，所以线性压缩机80的制造非常容易。
在以上的说明中，是以外轭架24上卷绕有线圈32为例进行说明的，但也可以是在内扼架22上卷绕有线圈32的结构。
在以上的说明中，是以磁极为3个为例进行说明的，但也可以是将内扼架22和外轭架24、磁铁33、34、线圈32在轴向上进一步串联连接的结构。
如上所述，本实施例的线性电动机由以下部件构成以XY轴的交点为中心轴的圆筒状可动部，在可动部的半径方向上留有指定间隔地配置在可动部的内侧、同时将大致长方形的透磁率高的多个薄板沿X轴或Y轴中任一方的轴向层叠而形成的内扼架，在可动部的半径方向上留有指定间隔地配置在可动部的外侧、同时将大致长方形的透磁率高的多个薄板沿与内扼架的薄板相同的方向层叠而形成的外轭架，保持内扼架和外轭架的平板状基座，位于上述XY轴的中心位置地安装在基座上的汽缸，以将从内扼架一侧向外轭架一侧磁化了的一对C型或圆筒形的永久磁铁保持在内扼架和外轭架之间的空隙内的方式构成可动部、安装在与可动部一体化的轴的前端上、同时插入上述汽缸中的活塞，以及安装在上述轴上的弹簧；即使在制造时永久磁铁是偏置地配置在内扼架或外轭架上的情况下，永久磁铁直接受内扼架或外轭架拉拽的力也不会增大，因此，活塞和汽缸之间的滑动损失也不会增大，可使线性电动机的制造容易。
工业上应用的可能性如上所述，本发明的一形式为由以下部件构成以XY轴的交点为中心轴的圆筒状可动部，在可动部的半径方向上留有指定间隔地配置在可动部的内侧、同时将大致长方形的透磁率高的多个薄板与X轴或Y轴中任一方的轴平行地层叠而形成的内扼架，在可动部的半径方向上留有指定间隔地配置在可动部的外侧、并在将大致长方形的透磁率高的多个薄板在与上述内扼架的薄板相同的方向上层叠而形成的同时配置两个在薄板的层叠方向上切口的狭槽而形成了第一磁极、第二磁极和第三磁极的外轭架，卷绕在上述外轭架的第二磁极上、同时在上述第一磁极、第二磁极和第三磁极上交错地产生异性磁极的线圈，保持内扼架和外轭架的基座，位于XY轴中心地安装在基座上的轴承，沿着连接内扼架和外轭架的方向上被磁化、磁化的朝向相互逆向地在平行于上述中心轴的方向上留有指定间隔而保持在上述内扼架和外轭架之间的空隙内地设置在上述可动部上的一对永久磁铁；由于可动部是圆筒形的，所以即使在制造时轴是转动地配置的情况下，线性电动机的推力也不会降低，并且可降低内扼架、外轭架的铁损，提高电动机效率， 同时使线性电动机的制造容易。
本发明其它形式的结构为在权利要求1所记载的发明中，沿着以中心轴为中心的半径方向磁化了的一对永久磁铁是以使磁化的朝向相互逆向地以在与上述中心轴平行的方向上留有指定间隔的方式保持在上述内扼架和外轭架之间的空隙内，即使在制造时永久磁铁是偏置地配置在内扼架或外轭架上的情况下，永久磁铁直接受内扼架或外轭架拉拽的力也不会增大，可降低滑动部处的滑动损失。
本发明其它形式的结构为在权利要求1或2所记载的发明中，内扼架是由同一形状同一尺寸的多个薄板层叠而形成的，外轭架是由同一形状同一尺寸的多个薄板层叠而形成的，由于内扼架、外轭架的制造容易，所以线性电动机的制造更加容易。
本发明其它形式的结构为在权利要求1或2所记载的发明中，外轭架的内周面和上述狭槽的内周面的曲率半径相等，外轭架的外周面和上述狭槽的外周面的曲率半径相等，上述外轭架和狭槽的外周面的曲率半径大于外轭架和狭槽的内周面的曲率半径，可以使线性电动机小型化。
本发明其它形式的结构为在权利要求1所记载的发明中，外轭架中薄板层叠方向上两最外侧面的内周端，和连接XY轴交点的线上、内扼架中薄板层叠方向上两最外侧面的外周端位于永久磁铁的端面，可减少磁铁量。
本发明其它形式的结构为在权利要求1或2所记载发明中，对称于Y轴地配置两个内扼架，通过在Y轴方向上分离地设置在两内扼架内侧上的两个内扼架支承部件使两内扼架为一体，内扼架为一个部件，可使组装简单化。
本发明其它形式的结构为在权利要求1或2所记载的发明中，对称于Y轴地配置两个外轭架，通过设置在两外轭架中薄板层叠方向上两最外侧面上的两个外轭架支承部件使两外轭架为一体，外轭架为一个部件，可使组装简单化。
本发明其它形式为由以下部件构成以XY轴的交点为中心轴的圆筒状可动部，在可动部的半径方向上留有指定间隔地配置在可动部的内侧、同时将大致长方形的透磁率高的多个薄板与X轴或Y轴中任一方的轴平行地层叠而形成的内扼架，在可动部的半径方向上留有指定间隔地配置在可动部的外侧、并在将大致长方形的透磁率高的多个薄板在与内扼架的薄板相同的方向上层叠而形成的外轭架，保持内扼架和外轭架的平板状基座，位于上述XY轴中心地安装在基座上的汽缸，沿着连接内扼架和外轭架的方向上被磁化、磁化的朝向相互逆向地在平行于中心轴的方向上留有指定间隔而保持在内扼架和外轭架之间的空隙内地设置在可动部上的一对永久磁铁，在设置于与可动部一体化的轴的前端上的同时插入上述汽缸中的活塞，以及安装在上述轴上的弹簧；即使在制造时永久磁铁是偏置地配置在内扼架或外轭架上的情况下，永久磁铁直接受内扼架或外轭架拉拽的力也不会增大，因此，活塞和汽缸之间的滑动损失也不会增大，线性电动机的制造容易。
权利要求
1.一种线性电动机，由以下部件构成以XY轴的交点为中心轴的圆筒状可动部，在上述可动部的半径方向上留有指定间隔地配置在可动部的内侧、同时将大致长方形的透磁率高的多个薄板与X轴或Y中任一方的轴平行地层叠而形成的内扼架，在上述可动部的半径方向上留有指定间隔地配置在可动部的外侧、并在将大致长方形的透磁率高的多个薄板在与上述内扼架的薄板相同的方向上层叠而形成的同时配置两个在薄板的层叠方向上切口的狭槽而形成了第一磁极、第二磁极和第三磁极的外轭架，卷绕在上述外轭架的第二磁极上、同时在上述第一磁极、第二磁极和第三磁极上交错地产生异性磁极的线圈，保持内扼架和外轭架的基座，位于上述XY轴中心地安装在基座上的轴承，沿着连接内扼架和外轭架的方向上被磁化、磁化的朝向相互逆向地在平行于上述中心轴的方向上留有指定间隔而保持在上述内扼架和外轭架之间的空隙内地设置在上述可动部上的一对永久磁铁，以及与上述可动部一体化的同时轴支承在上述轴承上的轴。
2.如权利要求1所述的线性电动机，沿着以中心轴为中心的半径方向磁化了的一对永久磁铁是以使磁化的朝向相互逆向地以在与上述中心轴平行的方向上留有指定间隔的方式保持在上述内扼架和外轭架之间的空隙内。
3.如权利要求1或2所述的线性电动机，上述内扼架是由同一形状同一尺寸的多个薄板层叠而形成的，上述外轭架是由同一形状同一尺寸的多个薄板层叠而形成的。
4.如权利要求1或2所述的线性电动机，上述外轭架的内周面与上述狭槽的内周面的曲率半径相等，上述外轭架的外周面和上述狭槽的外周面的曲率半径相等，上述外轭架和狭槽的外周面的曲率半径大于上述外轭架和狭槽的内周面的曲率半径。
5.如权利要求2所述的线性电动机，上述外轭架中薄板层叠方向上两最外侧面的内周端，和连接XY轴交点的线上、上述内扼架中薄板层叠方向上两最外侧面的外周端位于上述永久磁铁的端面。
6.如权利要求1或2所述的线性电动机，对称于Y轴地配置两个上述内扼架，通过在Y轴方向上分离地设置在上述两内扼架内侧上的两个内扼架支承部件使两内扼架为一体。
7.如权利要求6所述的线性电动机，上述内扼架支承部件是由非磁性体构成的。
8.如权利要求1或2所述的线性电动机，对称于Y轴地配置两个上述外轭架，通过设置在两外轭架中薄板层叠方向上两最外侧面上的两个外轭架支承部件使两外轭架为一体。
9.如权利要求8所述的线性电动机，上述外轭架支承部件是由非磁性体构成的。
10.一种线性压缩机，由以下部件构成以XY轴的交点为中心轴的圆筒状可动部，在上述可动部的半径方向上留有指定间隔地配置在可动部的内侧、同时将大致长方形的透磁率高的多个薄板与X轴或Y轴中任一方的轴平行地层叠而形成的内扼架，在上述可动部的半径方向上留有指定间隔地配置在可动部的外侧、并在将大致长方形的透磁率高的多个薄板在与上述内扼架的薄板相同的方向上层叠而形成的同时配置两个在薄板的层叠方向上切口的狭槽而形成了第一磁极、第二磁极和第三磁极的外轭架，卷绕在上述外轭架的第二磁极上、同时在上述第一磁极、第二磁极和第三磁极上交错地产生异性磁极的线圈，保持内扼架和外轭架的平板状基座，位于上述XY轴中心地安装在基座上的汽缸，沿着连接内扼架和外轭架的方向上被磁化、磁化的朝向相互逆向地在平行于上述中心轴的方向上留有指定间隔而保持在上述内扼架和外轭架之间的空隙内地设置在上述可动部上的一对永久磁铁，在设置于与上述可动部一体化的轴的前端上的同时插入上述汽缸中的活塞，以及安装在上述轴上的弹簧。
全文摘要
本发明提供一种可提高电动机效率、制造简单的线性电动机,由以下部件构成:以XY轴的交点为中心轴的圆筒状可动部21,在可动部21的半径方向上留有指定间隔地配置在可动部21的内侧、同时将大致长方形的多个薄板沿着X轴层叠而形成的内扼架22,在可动部21的半径方向上留有指定间隔地设置在可动部的外侧、同时将大致长方形的多个薄板25沿着与内扼架22的薄板23相同的方向层叠而形成的外轭架24,以及可动部21从内扼架一侧向外轭架一侧磁化了的一对永久磁铁33、34。因此,线性电动机的推力不会不稳定,可提高电动机效率,同时使线性电动机的制造容易。
文档编号H02K1/06GK1336030SQ00802416
公开日2002年2月13日 申请日期2000年10月24日 优先权日1999年10月27日
发明者山本秀夫, 涩谷浩洋 申请人:松下冷机株式会社